KR101592619B1

KR101592619B1 - 리소그래피용 펠리클

Info

Publication number: KR101592619B1
Application number: KR1020110010677A
Authority: KR
Inventors: 도루 시라사키
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2016-02-05
Also published as: US20110195351A1; KR20110092234A; TW201142491A; TWI431413B; US8309279B2; JP2011164255A

Abstract

(과제) 마스크에 첩부해도 마스크에 변형을 적게 부여하는 리소그래피용 펠리클을 제공한다.
(해결 수단) 본 발명의 리소그래피용 펠리클은, 펠리클 프레임의 일단면에 펠리클막이 장설되고, 다른 일방의 펠리클 프레임 단면에 점착층이 형성되고, 상기 점착제층이 평탄부를 가질 때에, 그 평탄부와 측면이 이루는 각도가 270°이상인 것을 특징으로 한다.

Description

리소그래피용 펠리클{A PELLICLE FOR LITHOGRAPHY}

본 발명은, 리소그래피용 펠리클, 특히 LSI, 초 LSI 등의 반도체 장치를 제조할 때의 먼지막이로서 사용되는 리소그래피용 펠리클에 관한 것이다.

종래, LSI, 초 LSI 등의 반도체 디바이스 혹은 액정 표시판 등의 제조에 있어서는, 반도체 웨이퍼 혹은 액정용 원판에 광을 조사하여 패터닝을 하는데, 이 경우에 사용하는 노광 원판에 먼지가 부착되어 있으면, 이 먼지가 광을 흡수하거나 광을 반사해 버리기 때문에, 전사된 패터닝이 변형되거나, 에지가 뭉개지거나 하여, 치수, 품질, 외관 등이 저해되어, 반도체 장치나 액정 표시판 등의 성능이나 제조 수율의 저하를 초래한다는 문제가 있었다.

이 때문에, 이들 작업은, 통상 클린 룸에서 실시되는데, 이 클린 룸 내에서도 노광 원판을 항상 정상적으로 유지하기 어렵기 때문에, 노광 원판의 표면에 먼지막이를 위한, 노광용 광을 잘 통과시키는 펠리클을 첩착 (貼着) 하는 방법이 행해지고 있다.

이 경우, 먼지는 노광 원판의 표면에는 직접 부착되지 않고, 펠리클막 상에 부착되기 때문에, 리소그래피시에 초점을 노광 원판의 패턴 상에 맞추어 두면, 펠리클 상의 먼지는 전사와 관계가 없어지는 이점이 있다.

펠리클은, 광을 잘 통과시키는 니트로셀룰로오스, 아세트산셀룰로오스 등으로 이루어지는 투명 펠리클막을, 알루미늄, 스테인리스, 폴리에틸렌 등으로 이루어지는 펠리클 프레임의 상부에 펠리클막의 양(良)용매를 도포하고, 풍건시켜 접착하거나 (특허문헌 1 참조), 아크릴 수지나 에폭시 수지 등의 접착제로 접착시키고 (특허문헌 2, 특허문헌 3, 특허문헌 4 참조), 펠리클 프레임의 하부에는 폴리부텐 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지 등으로 이루어지는 점착층 및 점착층을 보호하는 이형층 (세퍼레이터) 을 접착시켜 구성되어 있다.

최근, 리소그래피의 해상도는 점차 높아지고 있고, 그 해상도를 실현하기 위해서 서서히 파장이 짧은 광이 광원으로서 사용되도록 되고 있다. 구체적으로는, 자외광 [g 선 (436 ㎚), I 선 (365 ㎚), KrF 엑시머 레이저 (248 ㎚)] 으로 이행되고 있고, 최근에는 ArF 엑시머 레이저 (193 ㎚) 가 사용되기 시작하였다.

노광광의 파장이 단파장이 됨에 따라, 노광 원판 (마스크) 의 변형 뒤틀림에 의한 리소그래피 이미지의 변형의 영향이 문제가 되고 있다.

노광 원판의 변형 뒤틀림을 일으키는 원인의 하나로, 첩부하는 펠리클의 평탄도가 있는 것을 들 수 있다. 본 발명자는 먼저, 펠리클의 마스크 점착제층의 평탄도를 향상시키고, 펠리클의 마스크에 대한 첩부에 의한 마스크의 뒤틀림을 억제하는 것을 제안하였다 (특허문헌 5 참조).

특허문헌 5 에 있어서는, 펠리클 프레임의 단면에 도포한 점착제의 표면을 평탄한 면으로 하기 위해서, 평탄한 면으로 한 평탄판에 펠리클 프레임을 자중으로 가압하는 상태에서 평탄한 면으로 하는 것이 제안되어 있다.

이 발명에 의해, 마스크 평탄도의 확보가 현격히 향상되었지만, 특히 단파장에 의한 노광시에, 이미지에 뒤틀림이 발생하는 예가 많이 나타나게 되었다. 그 원인을 구명하면, 마스크에 펠리클을 첩부할 때에 작용시키는 압압력에 의해, 점착제층이 변형되고, 그 변형 부분이 마스크에 접촉하면, 압압력을 제거했을 때에, 압압시에 변형되어 마스크에 접촉한 부분이 점착되어 박리되는 것에 저항하여, 마스크를 잡아당겨올려 마스크를 미묘하게 변형시키는 것에서 기인하는 것으로 밝혀졌다. 그리고, 노광광의 파장이 단파장이 되면, 그 미묘한 변형에 의해, 결상 도형이 변형되는 것이다.

이것을 첨부 도면의 도 4 를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 4 의 (a) 는, 펠리클 프레임 (11) 의 일단면에 점착제 (12) 를 도포한 단계에서, 도포되는 점착제 (12) 의 점도에 의해, 하면이 팽출되어 있다. (b) 의 공정에서는, 점착제(층) (12) 의 표면을 평탄판 (13) 의 표면측을 향하여 펠리클 프레임 (11) 을 얹고, 그 자중을 이용하여 점착제층 평면을 평탄화한다. 이 때, 점착제층 (12) 을 큐어하여, 반경화 상태로 한다. (c) 의 공정에서는, 펠리클 프레임 (11) 을 평탄판 (13) 으로부터 박리한다. 이 때, 점착제층 (12) 평면의 단부 (14) 는, 그 접평면 (15) (도면에서는 접선상으로 나타나 있다) 이 표면에 대해 둔각 (θ) 을 이루고 있다. 요컨대, 도면에서, 아래로 볼록하게 되어 있다.

(d) 의 공정에서는, 마스크 (16) 상에 펠리클의 점착제층 (12) 의 평면을 재치하고, 압압력을 작용시켜, 펠리클을 마스크 (16) 에 첩부한다. 이 때, 점착제층 (12) 의, 외측 (도면에서는 하측) 으로 볼록한 점착제층 (12) 의 측면은 더욱 외측으로 팽출 변형되고, 그 일부는 마스크 (16) 의 평면과 접촉한다. 그리고, 거기에서 마스크와 점착하여, 왕(往)압력을 제거해도 원래로 되돌아가지 않고, 그 측면의 접촉이 마스크면에 남은 채가 된다. 그리고, 점착제층 (12) 의 수축력에 의해, 마스크에 그 나름의 변형이 발생하게 된다.

일본 공개특허공보 소58-219023호 미국특허 제4861402호 명세서 일본 특허공보 소63-27707호 일본 공개특허공보 평7-168345호 일본 특허출원 2008-119809호

이상의 사정을 감안하여, 본 발명은, 마스크에 첩부해도 마스크에 뒤틀림을 적게 부여하는 리소그래피용 펠리클을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 점착제층의 측면이, 점착제층의 평탄 평면에 대해, 실질적으로, 270°이상에서 교차하도록 하는 것을 기본으로 한다.

즉, 본 발명의 리소그래피용 펠리클은, 펠리클 프레임의 일단면에 펠리클막이 장설 (張設) 되고, 다른 일방의 펠리클 프레임 단면에 점착제층이 형성되고, 상기 점착제층이 평탄부를 가질 때에, 그 평탄부와 측면이 이루는 각도 (θ) 가 270°이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 리소그래피용 펠리클은, 점착제층의 측면이 평탄부와 이루는 각도가 270°이상이므로, 펠리클을 마스크에 점착시킬 때에 압압력을 작용시켜도, 점착제층의 측면이 마스크의 평면과 접촉하는 경우가 없으므로, 압압력이 해제되어도, 점착제층의 수축에 수반되는 마스크의 뒤틀림이 발생하는 경우가 없고, 리소그래피에 있어서의 노광 결상에 형상의 뒤틀림·변형이 일어날 가능성이 매우 적다는 효과가 얻어진다.

도 1 은, 본 발명의 리소그래피용 펠리클의 전형적인 실시형태를 예시하는 것으로, (a) 는, 점착제층의 측면이 평탄면과 이루는 각도가 270°인 예, (b) 는, 270°이상인 예를 각각 나타내는 도면.
도 2 는, 본 발명의 리소그래피용 펠리클의 점착제층을 형성하는 과정을 예시하는 것으로, (a) 는, 펠리클 프레임에 점착제를 도포하고, 그 선단부를 평탄판에 접촉시킨 단계, (b) 는, 점착제가, 그것 자체의 중량으로 하방으로 흐르는 단계, (c) 는, 점착제층을 반경화시켜 평탄판으로부터 박리한 단계를 각각 나타내는 도면.
도 3 은, 본 발명의 리소그래피용 펠리클을 마스크에 첩부하는 단계를 나타내는 설명으로서, (a) 는, 점착제층의 측면이 평탄면과 270°에서 교차하는 리소그래피용 펠리클인 경우, (b) 는, 점착제층의 측면이 평탄면과 270°이상에서 교차하는 리소그래피용 펠리클인 경우를 각각 나타내는 도면.
도 4 는, 종래 기술에 있어서의 펠리클 프레임의 형성으로부터 마스크에 첩부하는 공정을 설명하는 도면으로서, (a) 는, 펠리클 프레임의 일단면에 점착제를 도포하는 공정, (b) 는, 평탄판을 이용한 점착제층 표면을 평탄화하는 공정, (c) 는, 평탄판으로부터 펠리클 프레임을 박리하는 공정, (d) 는, 펠리클을 마스크에 첩부하는 공정, (e) 는, 펠리클을 마스크에 첩부하여 압압을 해제한 공정을 각각 나타내는 도면.

이하에, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 리소그래피용 펠리클의 전형적인 실시형태를 예시하는 것으로서, (a) 는, 점착제층의 측면이 평탄면과 이루는 각도가 270°인 예, (b) 는, 270°이상인 예를 각각 나타내는 것이다.

도 1 에 있어서, 1 은 펠리클 프레임, 2 는 점착제층이다. 점착제층의 측면이 평탄면과 이루는 각도는, 점착제층의 측면이 평탄면과의 코너부 (3) 의, 반경이 10 ㎛ 이하인 R 부를 무시하고, 평탄부 평면과 측면의 연장 내지 측면의 접평면의 연장이 교차하는 위치에 있어서의 각도 θ 를 의미하는 것으로 한다. 반경이 10 ㎛ 이하인 R 부에 의한 마스크와의 압압시의 접촉·점착은, 그 정도가 적기 때문에, 실질적으로, 실용되고 있는 노광광의 파장 범위에서는, 마스크의 변형에 의한 악영향은 무시해도 지장이 없는 정도이다. 또한, 도 1(b) 에서는, 점착제층 (2) 의 측면은 평면상으로 약기했지만, 일반적으로는, 내측으로 오목하게 되어 있다. 오목한 정도는, 특별히 제한되지 않는다.

도 2 를 참조하면서, 이와 같은 점착제층을 형성하는 방법의 하나를 설명한다. 도 2 에 있어서, 먼저 펠리클 프레임 (1) 의 일단면에 점착제 (2) 를 도포하고, 점착제층 (2) 의 표면을 평탄하게 하기 위해서, 평탄판 (4) 에 접촉시킨다 ((a)). 이 때의 점착제 (2) 의 점도를 적당하게 조절해 둔다. 그리고, 평탄판 (4) 과 펠리클 프레임 (1) 의 간격을 조정하면, 점착제 (2) 가 하방으로 흐르고, 점착제층 (2) 의 측면은, 평탄판 (4) 과 직각이 되거나, 일반적으로는, 측면이 내측으로 오목한 형상이 된다 ((b)). 이 상태에서 점착제(층) (2) 을 반경화시키고, 형상을 보존시켜, 평탄판으로부터 이탈시킨다 ((c)).

도 3 에서는, 펠리클을 마스크 (5) 에 첩부하는 공정을 나타낸다. 본 발명의 펠리클에서는, 전술한 바와 같이, 점착제층 (2) 의 코너부 (3) 의 각도 θ 가 270°내지 그 이상이 되어 있으므로, 첩부하기 위한 압압력이 작용해도, 점착제층의 측면이, 그 평탄면을 넘어 마스크의 표면에 접촉·점착하는 경우가 없거나, 있다고 해도 매우 적다. 따라서, 본 발명의 리소그래피용 펠리클을 사용하면, 마스크에 유의한 뒤틀림을 발생시키는 경우가 없다.

실시예

[실시예]

알루미늄 합금제 펠리클 프레임 (외형 사이즈 149 ㎜×115 ㎜, 높이 4.5 ㎜, 두께 2 ㎜. 점착제 도포면의 폭은 1.6 ㎜) 을 순수로 세정 후, 프레임 홀더에 장착하였다. 프레임의 편단면에 소켄 화학 주식회사 제조의 아크릴 점착제 (SK-1473H) 를 도포하고, 직후에 점착제층을 아래로 하여 펠리클 프레임을 프레임 홀더로부터 떼어내고, 석영 기판 상에 둔 75 ㎛ 두께의 PET 제 세퍼레이터에 점착제층을 접촉시켜 점착제층을 성형하였다. 4 시간 후, 점착층을 90 ℃ 로 가열하여 경화한 후, 재차 펠리클 프레임을 프레임 홀더에 장착하여, 점착제층으로부터 세퍼레이터를 박리하였다.

펠리클 프레임의 반대 단면에 아사히 유리사 제조의 사이톱 접착제 (CTX-A)를 도포하였다. 그 후 130 ℃ 에서 펠리클 프레임의 가열을 실시하고, 점착제 및 접착제를 경화시켰다. 그 후 상기 펠리클 프레임보다 큰 알루미늄 프레임에 취한 펠리클막에 상기 펠리클 프레임의 접착제측을 첩부하고, 펠리클 프레임보다 외측 부분을 제거하여 펠리클을 완성시켰다.

완성된 펠리클의 점착제층의 두께는 0.3 ㎜ 이고, 점착제의 평탄부의 폭은 1.8 ㎜ 였다. 또 그 평탄부와 측면이 이루는 각도는 약 270°도였다.

이 펠리클을 평탄성이 0.25 ㎛ 인 마스크에 첩부한 결과, 평탄성은 0.25 ㎛ 로 변화되지 않고, 매우 양호한 결과가 되었다.

[비교예]

알루미늄 합금제의 펠리클 프레임 (외형 사이즈 149 ㎜×115㎜, 높이 4.5 ㎜, 두께 2 ㎜. 점착제 도포면의 폭은 1.6 ㎜) 을 순수로 세정 후, 프레임 홀더에 장착하였다. 펠리클 프레임의 편단면에 소켄 화학 주식회사 제조의 아크릴 점착제 (SK-1473H) 를 도포하고, 그 후 2 시간 방치 후 점착제층을 아래로 하여 펠리클 프레임을 프레임 홀더로부터 떼어내고, 석영 기판 상에 둔 75 ㎛ 두께의 PET 제 세퍼레이터에 점착제를 접촉시켜 점착제층을 성형하였다. 4 시간 후, 점착층을 90 ℃ 로 가열하여 경화한 후, 재차 펠리클 프레임을 프레임 홀더에 장착하여, 점착제층으로부터 세퍼레이터를 박리하였다.

완성된 펠리클의 점착제층의 두께는 0.3 ㎜ 이고, 점착제의 평탄부의 폭은 1.2 ㎜ 였다. 또 그 평탄부와 측면이 이루는 각도는 약 225°도였다.

이 펠리클을 평탄성이 0.25 ㎛ 인 마스크에 첩부한 결과, 평탄성은 0.27 ㎛ 로 변화되었다.

1 : 펠리클 프레임
2 : 점착제(층)
3 : (점착제층의 측면이 평탄면과 이루는) 코너부
4 : 평탄판
5 : 마스크
θ : 점착제층의 측면이 평탄면과 이루는 각도
11 : 펠리클 프레임
12 : 점착제(층)
13 : 평탄판
14 : (점착제층의 평면의) 단부
15 : 접평면
16 : 마스크

Claims

펠리클 프레임의 일단면에 펠리클막이 장설 (張設) 되고, 다른 일방의 펠리클 프레임 단면에 점착제층이 형성되고, 상기 점착제층이 평탄부를 가질 때에, 그 평탄부와 측면이 이루는 각도가 270°이상으로서, 점착제층 (2) 의 측면이 내측으로 오목한 형상인 것을 특징으로 하는 리소그래피용 펠리클.