KR20060133425A - Method of manufacturing a pellicle frame - Google Patents
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Abstract
반도체 소자의 제조 공정 중 노광 공정에 사용되는 펠리클 프레임의 제조 방법이 제공된다. 펠리클 프레임의 제조 방법은 (a)프레임을 가공하는 단계, (b)프레임의 표면을 NaOH 용액으로 에칭하는 단계, (c)에칭된 프레임의 표면을 HNO3 용액에 담궈 백색화 해주는 단계,(d)백색화 된 프레임을 H2SO4 용액에 담궈 산화 피막처리를 해주는 단계, (e)산화 피막이 형성된 프레임의 표면을 초순수와 메가소닉 장비를 이용해 세정해 주는 단계, (f)미세 염료분말로 산화 피막이 형성된 프레임의 표면에 형성된 구멍들을 부분적으로 채워주는 단계, (g)Ni 아세테이트를 이용해 염료분말이 프레임의 표면에 형성된 구멍에서 빠져나가지 못하도록 덫칠을 해주는 단계, 및 (h) 상기 단계를 거친 프레임을 초순수와 울트라소닉 장비를 이용해 세정해주는 단계를 포함한다.Provided is a method for producing a pellicle frame used in an exposure step during a semiconductor device manufacturing step. The method of manufacturing a pellicle frame includes the steps of (a) processing the frame, (b) etching the surface of the frame with NaOH solution, (c) dipping the surface of the etched frame in HNO 3 solution, and (d) ) Dipping the white frame into H 2 SO 4 solution for oxidation treatment, (e) Cleaning the surface of the oxide film on the surface with ultra pure water and megasonic equipment, (f) Oxidizing with fine dye powder Partially filling the pores formed in the surface of the film-formed frame, (g) trapping the dye powder from the pores formed in the surface of the frame with Ni acetate, and (h) Cleaning with ultrapure water and ultrasonic equipment.
Description
도 1은 펠리클의 모습을 보여주는 정면도이다.1 is a front view showing a state of a pellicle.
도 2는 펠리클의 구조를 보여주기 위해 도 1의 A-B를 따라 절단한 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line A-B of FIG. 1 to show the structure of the pellicle.
도 3은 본 발명에 따른 펠리클 프레임의 제조 공정을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the pellicle frame according to the present invention.
도 4는 프레임의 표면에 H2SO4 용액을 이용하여 산화피막을 형성한 후 세정여부, 세정종류에 따른 SO4의 제거율을 나타내는 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the removal rate of SO 4 according to whether or not cleaning, after forming an oxide film using a H 2 SO 4 solution on the surface of the frame.
도 5는 표면에 H2SO4 용액을 이용하여 산화피막을 형성한 후 세정 여부, 세정 종류에 따른 SO4의 제거량을 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the amount of removal of SO 4 according to whether or not it is cleaned after forming an oxide film using H 2 SO 4 solution on the surface.
본 발명은 펠리클 프레임의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반 도체 노광공정에 이용되는 포토 마스크의 보호 장비로서 이용되는 펠리클(pellicle)의 골격을 이루는 프레임(frame)의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a pellicle frame, and more particularly, to a method for manufacturing a frame forming a skeleton of a pellicle used as a protective equipment for a photomask used in a semiconductor exposure process.
펠리클(pellicle)이란 얇고 투명한 막으로 마스크(mask) 및 레티클(reticle) 표면을 대기 중의 분자나 다른 형태의 오염으로부터 보호해 주는 투명막이다. 보통 펠리클 막은 금속 또는 양극 산화된 알루미늄 프레임에 부착시킨 후, 패턴이 형성된 마스크나 레티클 위에 단단히 밀착시킨 후, 사진공정을 수행하게 된다.A pellicle is a thin, transparent membrane that protects the mask and reticle surfaces from molecules and other forms of contamination in the atmosphere. Usually, the pellicle film is attached to a metal or anodized aluminum frame, firmly adhered to a patterned mask or reticle, and then subjected to a photographic process.
이러한 펠리클은 포토 마스크(photo mask)를 오염으로부터 보호하고, 사용 수명을 연장 시키며, 또한 포토 마스크의 클리닝 주기를 연장시켜 비용을 절감시키고, 최종적으로 반도체 소자의 수율(yield)의 향상을 꾀할 수 있다는 장점을 가지고 있어, 현재 포토리소그라피(photo-lithography)공정에 널리 사용되고 있다.These pellicles can protect photo masks from contamination, extend their service life, extend the cleaning period of the photo mask, reduce costs, and ultimately improve the yield of semiconductor devices. Due to its advantages, it is widely used in photo-lithography processes.
도 1은 펠리클의 모습을 보여주는 정면도이고, 도 2는 펠리클의 구조를 보여주기 위해 도 1의 A-B를 따라 절단한 단면도이다.Figure 1 is a front view showing the appearance of the pellicle, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line A-B of Figure 1 to show the structure of the pellicle.
도 1에 도시된 바와 같이 펠리클(10)은 테두리부를 형성하는 프레임(100)과 프레임(100)의 내부를 채우면서 덮고 있는 멤브레인(110)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, the
다만, 이러한 펠리클(10)을 보다 자세하게 설명하기 위해 도 2를 참조하면, However, referring to FIG. 2 to describe the
펠리클(10)은 견고한 지지대 역할을 하는 산화 피막(andizing)이 형성되어 있는 알루미늄 프레임(100)과 접착제(105)에 의해 프레임(100)에 단단하게 고정되어 있는 fluorpolymer로 이루어진 멤브레인(110), 펠리클(10)을 포토 마스크에 단단하게 고정시키기 위해 사용되는 라이너(120) 및 라이너(120)를 프레임(100)에 단단하게 고정시키는 접착제(105)로 구성된다.The
이때 사용되는 프레임(100)을 제조하기 위해서는 그 제조 공정에 있어서 H2SO4 용액을 이용하여 표면에 산화 피막처리(anodizing)를 해주는 공정을 두게 되는데, 이 공정으로 인하여 SO4가 가스화되어 외부로 배출될 수 있다.In this case, in order to manufacture the
이러한 SO4 가스는 포토 마스크가 FAB 공정에서 노광용 원판으로 사용하는 중에 FAB 공정에서 발생하는 NH3와 상온에서 반응을 일으켜 결국 프레임(100) 내부에서 (NH4)2SO4란 염을 생성하게 되며 이러한 염은 노광 공정시 빛을 많이 받을 수록 점점 더 성장하게 된다.The SO 4 gas reacts with NH 3 generated in the FAB process at room temperature while the photomask is used as an exposure disc in the FAB process, and eventually generates (NH 4 ) 2 SO 4 salt in the
이와 같이 성장된 (NH4)2SO4 염은 미세화된 회로패턴 내에서 오염 파티클(particle)로 작용하게 되고, 이러한 파티클이 존재하는 원판은 결국 노광공정시 웨이퍼(wafer)에 전사되어 궁극적으로 DRAM과 같은 반도체 소자(semiconductor device) 결함(defect)을 초래하게 되는 문제점이 있다.The (NH 4 ) 2 SO 4 salt thus grown acts as a contaminating particle in the micronized circuit pattern, and the original plate containing such particles is eventually transferred to a wafer during the exposure process and ultimately DRAM. There is a problem that causes a defect such as a semiconductor device (semiconductor device).
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 SO4 가스의 방출을 방지할 수 있도록 하는 펠리클 프레임의 제조 방법을 제공하는데에 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for manufacturing a pellicle frame to prevent the emission of SO 4 gas.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 프레임의 제조 방법은 (a)프레임을 가공하는 단계, (b)프레임의 표면을 NaOH 용액으로 에칭하는 단계, (c)에칭된 프레임의 표면을 HNO3 용액에 담궈 백색화 해주는 단계,(d)백색화 된 프레임을 H2SO4 용액에 담궈 산화 피막처리를 해주는 단계, (e)산화 피막이 형성된 프레임의 표면을 초순수와 메가소닉 장비를 이용해 세정해 주는 단계, (f)미세 염료분말로 산화 피막이 형성된 프레임의 표면에 형성된 구멍들을 부분적으로 채워주는 단계, (g)Ni 아세테이트를 이용해 염료분말이 프레임의 표면에 형성된 구멍에서 빠져나가지 못하도록 덫칠을 해주는 단계, 및 (h) 상기 단계를 거친 프레임을 초순수와 울트라소닉 장비를 이용해 세정해주는 단계를 포함한다.Method for manufacturing a pellicle frame according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem is the step of (a) processing the frame, (b) etching the surface of the frame with NaOH solution, (c) etched frame Dipping the surface of HNO 3 solution into white, (d) dipping the white frame into H 2 SO 4 solution to anodize, and (e) ultrapure water and megasonic equipment (F) partially filling the holes formed in the surface of the oxide film with the fine dye powder, and (g) preventing the dye powder from exiting the holes formed in the surface of the frame using Ni acetate. Trapping, and (h) cleaning the frame that has been subjected to the above steps using ultrapure water and ultrasonic equipment.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, only the present embodiments to make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 3은 본 발명에 따른 펠리클 프레임의 제조 공정을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the pellicle frame according to the present invention.
본 발명에 따른 펠리클(pellicle) 프레임(frame)을 제조하기 위해서는 먼저, 알루미늄(aluminium)을 이용하여 프레임을 가공한다(S110).In order to manufacture a pellicle frame (frame) according to the present invention, first, the frame is processed using aluminum (S110).
다음으로, 가공된 프레임의 표면을 수산화나트륨(NaOH)용액을 이용하여 에칭한다(S120).Next, the surface of the processed frame is etched using a sodium hydroxide (NaOH) solution (S120).
수산화 나트륨에 가공시간은 충분히 프레임의 표면이 검은색으로 변하도록 에칭시켜주게 되며, 반응 온도는 상온에서 이루어지며, 수산화 나트륨의 농도는 본 발명에서 큰 영향을 미치지 아니한다.Processing time in sodium hydroxide is sufficiently etched to turn the surface of the frame black, the reaction temperature is made at room temperature, the concentration of sodium hydroxide does not have a significant effect in the present invention.
다음으로, 검게 변한 알루미늄 프레임의 표면을 질산(HNO3) 용액에 담궈 알루미늄 프레임의 표면을 백색화(whitening)처리 해준다(S130).Next, the surface of the aluminum frame turned black is immersed in nitric acid (HNO 3 ) solution to whiten the surface of the aluminum frame (S130).
이때 질산에 처리하는 시간은 알루미늄 프레임의 표면이 충분히 백색화 될 수 있도록 하는 시간동안 처리해 주며, 그 온도는 상온에서 질산의 농도는 본 발명에서 큰 영향을 미치지 아니한다.At this time, the treatment time with nitric acid is treated for a time to allow the surface of the aluminum frame to be sufficiently white, the temperature of the nitric acid at room temperature does not have a significant effect in the present invention.
다음으로, 황산(H2SO4) 용액을 이용하여 백색화된 알루미늄 프레임의 표면에 산화 피막 처리(anodizing) 처리를 해준다(S140).Next, an anodizing treatment is performed on the surface of the whitened aluminum frame using a sulfuric acid (H 2 SO 4 ) solution (S140).
산화피막처리는 약 15%의 농도를 가진 황산 용액을 이용하여 약 20℃의 온도에서 알루미늄 프레임의 표면에 충분히 산화피막이 입혀지도록 처리해준다.The anodizing treatment is performed by using a sulfuric acid solution having a concentration of about 15% to sufficiently coat the surface of the aluminum frame at a temperature of about 20 ° C.
다음으로, 산화피막이 입혀진 알루미늄 프레임을 초순수에 담궈 메가소닉(megasonic) 장비를 이용하여 세정해준다(S150).Next, the aluminum frame coated with an oxide film is immersed in ultrapure water and cleaned using a megasonic device (S150).
메가소닉 장비는 울트라소닉 장비보다 진동수가 높은 장비로서 그 세정 조건은 약 20℃의 온도에서 약 5분간 세정 과정을 실시해준다.Megasonic equipment has a higher frequency than Ultrasonic equipment, and its cleaning conditions are about 5 minutes at a temperature of about 20 ℃.
메가소닉 장비를 이용하여 산화피막이 형성된 알루미늄 프레임을 세정해주는 이유는 H2SO4 용액에 의해 산화피막이 형성된 결과, 피 형성체 표면에 미세한 기공(pore)이 형성되는데, 이러한 기공 내부에 SO4 가 들어있게되어, 후 공정을 진행시 SO4가 가스의 형태로 외부로 유출되어 FAB공정에서 발생하는 NH3와 반응하여 이물질을 형성할 수 있기 때문이다.The reason that cleaning the aluminum frame is formed an oxide film by using a megasonic equipment there is a result, the fine pores (pore) in the blood to form the body surface formed formed film is oxidized by H 2 SO 4 solution, into the interior of these pores is SO 4 This is because the SO 4 is discharged to the outside in the form of a gas during the subsequent process to react with NH 3 generated in the FAB process to form foreign matter.
이러한 이물질은 후에 노광과정을 거칠 수록 빛의 에너지에 의해 점점 더 크게 성장하게 되어 후에 포토공정을 수행함에 있어서 웨이퍼(wafer)에 결함(defect)로 작용할 수 있기 때문이다.This is because such foreign matter grows larger and larger by the energy of light as it passes through the exposure process, and may later act as a defect in the wafer during the photo process.
다음으로, 미세 염료분말로 프레임의 표면에 형성된 미세기공을 부분적으로 채워준다(S160).Next, the fine dye powder partially fills the micropores formed on the surface of the frame (S160).
염료 분말은 수 Å의 크기를 가지고 있으며, 본 공정은 약 60℃의 온도에서 이루어진다.The dye powder has a size of several millimeters, and the process is performed at a temperature of about 60 ° C.
다음으로, Ni 아세테이트를 이용해 프레임의 표면에 덫칠을 해준다(S170).Next, the Ni acetate is trapped on the surface of the frame (S170).
그 후, 마지막으로 초순수(DI water)와 울트라소닉(ultrasonic) 장비를 이용해 덫칠이 완료된 프레임을 세정해준다(S180).After that, finally, the trapped frame is cleaned using ultra pure water (DI water) and ultrasonic (ultrasonic) equipment (S180).
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 프레임의 제조 방법에 의할때 SO4 방출량이 줄어든다는 것을 Ionchromatography 라는 분석장비를 이용한 구체적인 실험예들을 들어 설명한다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.Hereinafter, a specific experimental example using an analytical device called Ionchromatography will be described that the amount of SO 4 emission is reduced by the method of manufacturing a pellicle frame according to an embodiment of the present invention. Details not described herein are omitted because they can be sufficiently inferred by those skilled in the art.
도 4는 프레임의 표면에 H2SO4 용액을 이용하여 산화피막을 형성한 후 세정여부, 세정종류에 따른 SO4의 제거율을 나타내는 그래프이고, 도 5는 표면에 H2SO4 용액을 이용하여 산화피막을 형성한 후 세정 여부, 세정 종류에 따른 SO4의 제거량을 나타내는 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the removal rate of SO 4 according to whether the cleaning after forming the oxide film using the H 2 SO 4 solution on the surface of the frame, the type of cleaning, Figure 5 using the H 2 SO 4 solution on the surface Status after forming the oxide film cleaning, a graph illustrating the removal of SO 4 according to the types of cleaning.
다만, 도 4에서 U라고 표시된 것은 울트라소닉에 의해 세정된 경우, M(2)와 M(5)는 메가소닉 장비에 의해 각각 2분과 5분 세정된것, ref는 세정을 하지 아니하고 산화피막 처리만 한 경우를 나타낸다.In FIG. 4, however, when U is cleaned by Ultrasonic, M (2) and M (5) are cleaned by 2 and 5 minutes by megasonic equipment, respectively, and ref is not cleaned but anodized. Only one case is indicated.
도 4에 나타난 바와 같이 메가소닉 장비를 이용하여 5분간 처리한 경우의 SO4 제거율이 가장 높고, 도 5나타난 바와 같이 SO4 제거량도 가장 높다는 것을 알 수 있다.Figure 4 SO 4 in the case of removal for 5 minutes by using a megasonic equipment is the highest, as shown in, it can be seen that even the high SO 4 removal, as shown FIG.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be manufactured in various forms, and a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It will be appreciated that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
본 발명의 실시예에 따른 펠리클 프레임의 제조 방법에 따르면 펠리클 프레임의 표면으로 부터 SO4 가스의 외부 유출을 막아 포토 마스크의 표면에 파티클이 생기는 것을 방지할 수 있어 궁극적으로 반도체 소자의 불량률을 줄이고 수율을 높일 수 있게 된다.According to the method of manufacturing a pellicle frame according to an embodiment of the present invention, it is possible to prevent the generation of particles on the surface of the photomask by preventing the outflow of SO 4 gas from the surface of the pellicle frame, ultimately reducing the defect rate of the semiconductor device and yield To increase.
Claims (3)
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