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KR101357305B1 - 펠리클 부착 장치 및 이를 이용한 펠리클 부착 방법 - Google Patents

펠리클 부착 장치 및 이를 이용한 펠리클 부착 방법 Download PDF

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KR101357305B1
KR101357305B1 KR1020070087281A KR20070087281A KR101357305B1 KR 101357305 B1 KR101357305 B1 KR 101357305B1 KR 1020070087281 A KR1020070087281 A KR 1020070087281A KR 20070087281 A KR20070087281 A KR 20070087281A KR 101357305 B1 KR101357305 B1 KR 101357305B1
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KR
South Korea
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reticle
pellicle
flatness
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이상희
최진
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펠리클 부착 장치 및 이를 이용한 펠리클 부착 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 펠리클 부착 장치는 레티클, 상기 레티클 상에 위치하며 펠리클 프레임을 포함하는 펠리클, 상기 펠리클 프레임을 상기 레티클에 부착하는 영역 중의 복수개의 점 또는 면에 각각 인가되는 개별적인 압력을 상기 펠리클 프레임 상에 인가할 수 있도록 구성된 펠리클 가압판을 포함하고, 상기 개별적인 압력은 상기 펠리클 프레임이 상기 레티클에 부착되는 영역에 걸쳐 연속적 또는 불연속적으로 변하는 값들을 가진다.
펠리클 프레임, 펠리클 가압판, 레지스트레이션, 평탄도, 부착압력

Description

펠리클 부착 장치 및 이를 이용한 펠리클 부착 방법{Apparatus for mounting pellicle and methods for mounting pellicle using the same}
본 발명은 반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펠리클 부착 장치 및 이를 이용한 펠리클 부착 방법에 관한 것이다.
펠리클(pellicel)은 레티클 상에 형성된 패턴을 외부와 차단하여 보호할 수 있도록 고안된 장치이다.
도 1은 종래 기술에 따른 펠리클 부착 장치를 도시한 단면도이고 도 2는 종래 기술에 따른 펠리클 부착 장치에 대한 사진이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 소정의 패턴이 형성된 레티클(14)의 일면 상에 펠리클을 적절하게 위치시킨다. 상기 소정의 패턴은 예를 들어, 석영 등으로 이루어진 레티클(14) 상에 형성된 광차단막 패턴 또는 위상 반전막 패턴을 포함한다. 펠리클은 펠리클 프레임(pellicel frame, 12)과 펠리클 막(pellicle membrane, 13)을 포함하여 구성된다. 레티클(14)의 타면에는 지지 플레이트(15)가 위치하고, 펠리클 프레임(12) 상에 펠리클 가압판(11)이 단일한 압력(F)을 가하여 펠리클 프레임(12) 을 레티클(14)에 부착시킨다.
펠리클 부착 과정에서 가해지는 상기 압력(F)에 의해 레티클(14)의 레지스트레이션(registration) 및 레티클(14)의 평탄도의 왜곡이 발생할 수 있다. 따라서 이러한 레티클의 레지스트레이션 및 평탄도의 왜곡을 방지할 수 있는 펠리클 부착 장치 및 이를 이용한 부착 방법이 필요하게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 레티클의 레지스트레이션 및 평탄도의 왜곡을 방지할 수 있는 펠리클 부착 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 레티클의 레지스트레이션 및 평탄도의 왜곡을 방지할 수 있는 펠리클 부착 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 펠리클 부착 장치는 레티클, 상기 레티클 상에 위치하며 펠리클 프레임을 포함하는 펠리클, 상기 펠리클 프레임이 상기 레티클에 부착되는 영역 중의 복수개의 점 또는 면에 각각 인가되는 개별적인 압력을 상기 펠리클 프레임 상에 인가할 수 있도록 구성된 펠리클 가압판을 포함하고, 상기 개별적인 압력은 상기 펠리클 프레임이 상기 레티클에 부착되는 영역에 걸쳐 연속적 또는 불연속적으로 변하는 값들을 가진다. 상기 레티클의 평탄도를 측정하는 평탄도 측정장치를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 개별적인 압력은 상기 평탄도 측정장치에 의해 얻어진 상기 레티클의 평탄도 맵에 근거하여 상기 레티클의 평탄도를 보상하여 개선할 수 있는 개별적인 압력을 포함할 수 있다. 상기 레티클의 평탄도 맵은 상기 펠리클을 상기 레티클에 부착하기 이전에 측정하여 얻어진 레티클의 평탄도 맵 또는 상기 펠리클을 상기 레티클에 부착한 이후에 측정하여 얻어진 레티클의 평탄도 맵을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예의 다른 측면에 따른 펠리클 부착 장치에서 상기 개별적인 압력은 상기 레티클의 레지스트레이션 맵에 근거하여 상기 레티클의 레지 스트레이션을 보상하여 개선할 수 있는 개별적인 압력을 포함할 수 있는데, 이 경우 상기 레티클의 레지스트레이션 맵은 상기 펠리클을 상기 레티클에 부착하기 이전에 측정하여 얻어진 레티클의 레지스트레이션 맵또는 상기 펠리클을 상기 레티클에 부착한 이후에 측정하여 얻어진 레티클의 레지스트레이션 맵을 포함할 수 있다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 펠리클 부착 방법은 (a)레티클의 평탄도를 측정하여 상기 레티클의 평탄도 맵을 작성하는 단계, (b)상기 레티클의 평탄도 맵을 근거로 하여, 상기 레티클의 평탄도를 개선할 수 있도록 펠리클 프레임이 상기 레티클에 부착되는 영역 중의 복수개의 점 또는 면에 개별적인 압력을 상기 펠리클 프레임 상에 각각 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 (b) 단계는 상기 펠리클을 상기 레티클에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 한편, 상기 (a) 단계 이전에 상기 펠리클을 상기 레티클에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 펠리클 부착 장치 및 펠리클 부착 방법에 따르면, 레티클의 레지스트레이션 및 평탄도의 불량을 개선할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하여 위하여 과장되어진 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐서 막, 영역, 또는 기판등과 같은 하나의 구성요소가 또 다른 구성요소 "상에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 다른 구성요소에 직접 접촉하거나 중간에 개재되는 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다.
일반적으로 반도체 제조 공정에서 미세 패턴의 정확한 형성을 위해서는 레티클의 레지스트레이션의 개선이 필요하다. 후속 공정에서 노광되어 형성되는 레티클 상의 패턴들이 정확하게 정렬(align)되기 위해서이다.
도 3a는 펠리클 부착 이전의 레티클의 레지스트레이션 맵을 도시한 도면이고, 도 3b는 펠리클 부착 이후의 레티클의 레지스트레이션 맵을 도시한 도면이고, 도 3c는 펠리클 부착 공정에 의한 레티클의 레지스트레이션 변동량을 도시한 도면 이다.
도 3a를 참조하면, 펠리클을 레티클에 부착하기 이전에 레티클의 레지스트레이션은 통계적으로(3σ) x방향 8.66nm, y방향 9.63nm의 값을 가진다. 도 3b를 참조하면, 펠리클을 레티클에 부착한 이후에 레티클의 레지스트레이션은 통계적으로(3σ) x방향 9.50nm, y방향 10.25nm의 값을 가진다. 따라서, 펠리클을 레티클 상에 부착하는 과정에서 레티클의 레지스트레이션이 변동하게 됨을 확인할 수 있다. 이는 펠리클을 레티클에 부착하는 과정에서 가해지는 압력에 의해 레티클의 평탄도(flatness)가 변동되기 때문으로 추정된다. 도 3c를 참조하면, 펠리클을 레티클에 부착하는 공정에 의해 발생하는 레티클의 레지스트레이션의 변동량은 통계적으로(3σ) x방향 4.56nm, y방향 4.09nm의 값을 가진다. 따라서, 펠리클을 레티클에 부착하는 공정에서 발생하는 레티클의 레지스트레이션의 변동량(도 3c)을 최소화하고, 더 나아가 펠리클을 레티클에 부착하기 이전에 이미 발생한 레티클의 레지스트레이션의 왜곡(도 3a)을 개선하는 것이 요구된다.
한편, 미세 패턴의 형성을 위해서는 레티클의 레지스트레이션의 개선 뿐만 아니라 레티클의 평탄도의 개선도 필수적이다. 레티클의 평탄도가 개선되면 레티클을 투과하거나 또는 레티클에서 반사되는 광의 경로 왜곡이 감소되기 때문이다.
도 4a는 레티클의 평탄도를 측정하여 도시한 그래프이고, 도 4b는 레티클의 평탄도의 1차 미분값을 계산하여 도시한 그래프이고, 도 4c는 레티클의 레지스트레이션을 측정하여 도시한 그래프이다.
도 4a를 참조하면, 레티클의 x축 방향에 따른 레티클의 평탄도(△z)가 측정 되어 도시되는데 여기에서는 x축의 양의 방향으로 갈수록 z축 방향(레티클의 높이 방향)으로의 평탄도가 양호해짐을 확인할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 도 4a에서 도시된 그래프를 1차 미분하여 얻어진 값이 도시되고 있는데, 레티클의 평탄도를 도시한 도 4a에서 x축의 양의 방향으로 갈수록 음의 기울기를 가지므로 도 4b에서 도시된 것처럼 1차 미분값은 음의 값을 가진다.
한편, 도 4c를 참조하면 레티클의 레지스트레이션 측정값이 레티클의 x축 방향에 따라 도시되고 있는데 이는 도 4b에서 도시된 레티클의 평탄도의 1차 미분 그래프에 적절한 상수를 곱한 결과와 거의 일치함을 확인할 수 있었다.
이러한 결과는 레티클의 평탄도가 레티클의 레지스트레이션에 큰 영향을 미치는 것임을 확인할 수 있었다. 따라서 레티클의 평탄도 개선은 레티클의 레지스트레이션을 개선하기 위해서도 필요하다 할 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 펠리클 부착 장치를 도시한 단면도이고, 도 6은 레티클 상에 펠리클이 부착되는 영역의 일부를 도시하는 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 펠리클 부착 장치는 레티클(140) 상에 부착될 펠리클 프레임(120) 상에 압력을 인가하도록 형성된 펠리클 가압판(110)을 포함한다. 소정의 패턴이 형성된 레티클(140)의 일면 상에 펠리클을 적절하게 위치시킨다. 레티클(140)은 예를 들어, 석영을 포함하여 구성되는 포토 마스크일 수 있으며 상기 소정의 패턴은 예를 들어, 레티클(14) 상에 형성된 광차단막 패턴 또는 위상 반전막 패턴을 포함할 수 있다. 펠리클은 펠리클 프레임(120)과 펠리클 막(130)을 포함하여 구성된다. 레티클(140)의 타면에는 지지 플레이트(150)가 위치하여 펠리클 가 압판(110)이 레티클(140)에 펠리클 프레임(120)을 통해 압력을 인가할 수 있게 한다. 펠리클 가압판(110)은 펠리클 프레임(120)이 레티클(140)에 부착되는 영역(도 6의 140a) 중의 복수개의 점 또는 면에 각각 개별적인 압력(F1, F2, F3, F4, F5)을 펠리클 프레임(120) 상에 인가할 수 있도록 구성된다. 본 발명에서 상기 개별적인 압력은 도 6에 도시된 것처럼 5개의 압력에 한정되지 않으며 필요에 따라 적절한 개수의 개별적인 압력으로 펠리클 프레임(120) 상에 인가될 수 있다. 그리고 상기 개별적인 압력은 모두 동일한 값을 가질 필요는 없으며 각각 임의의 값을 가지는 압력일 수 있다.
상기 개별적인 압력은 레티클(140)의 평탄도 맵에 근거하여 레티클(140)의 평탄도를 보상하여 개선할 수 있는 개별적인 압력을 포함할 수 있다. 이 경우 본 발명에 따른 펠리클 부착 장치는 레티클(140)의 평탄도를 측정하는 평탄도 측정장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기에서 상기 레티클의 평탄도 맵은 펠리클 프레임(120)을 레티클(140)에 부착하기 이전에 측정하여 얻어진 레티클(140)의 평탄도 맵일 수 있고, 이 경우 펠리클을 부착하면서 개별적인 압력을 적절하게 인가하여 레티클(140)의 평탄도를 보상하여 개선할 수 있다. 예를 들어, 레티클(140)에서 평탄도가 불량한 영역 근처에서는 인가되는 부착 압력이 더 크거나 또는 더 작을 수 있다. 한편, 상기 레티클의 평탄도 맵은 펠리클 프레임(120)을 레티클(140)에 부착한 이후에 측정하여 얻어진 레티클(140)의 평탄도 맵일 수 있고, 이 경우 이미 부착된 펠리클 프레임(120) 상에 다시 개별적인 압력을 인가하여 레티클(140)의 평탄도를 보상하여 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 레티클(140)에서 평탄도가 불량한 영역 근처에서는 인가되는 개별적인 압력이 더 크거나 또는 더 작을 수 있다.
한편, 상기 개별적인 압력은 레티클(140)의 레지스트레이션 맵에 근거하여 레티클(140)의 레지스트레이션을 보상하여 개선할 수 있는 개별적인 압력을 포함할 수 있다. 여기에서 상기 레티클의 레지스트레이션 맵은 펠리클 프레임(120)을 레티클(140)에 부착하기 이전에 측정하여 얻어진 레티클(140)의 레지스트레이션 맵일 수 있고, 이 경우 펠리클을 부착하면서 개별적인 압력을 적절하게 인가하여 레티클(140)의 레지스트레이션을 보상하여 개선할 수 있다. 예를 들어, 레티클(140)에서 레지스트레이션이 불량한 영역 근처에서는 인가되는 부착 압력이 더 크거나 또는 더 작을 수 있다. 한편, 상기 레티클의 레지스트레이션 맵은 펠리클 프레임(120)을 레티클(140)에 부착한 이후에 측정하여 얻어진 레티클(140)의 레지스트레이션 맵일 수 있고, 이 경우 이미 부착된 펠리클 프레임(120) 상에 다시 개별적인 압력을 인가하여 레티클(140)의 레지스트레이션을 보상하여 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 레티클(140)에서 레지스트레이션이 불량한 영역 근처에서는 인가되는 개별적인 압력이 더 크거나 또는 더 작을 수 있다.
앞에서는 펠리클 프레임(120)이 레티클(140) 상에 부착되는 영역(140a) 중의 복수개의 점 또는 면에 개별적인 압력이 분산되어 인가되는 것을 설명하였지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며 상기 인가되는 압력은 펠리클 프레임(120)이 레티클(140) 상에 부착되는 영역(140a)에 걸쳐 연속적으로 변하는 값들을 가지는 압력일 수 있다. 즉, 상기 인가되는 압력은 레티클(140)의 평탄도 맵 및/또는 레지스트레이션 맵에서 산출된 펠리클 부착 압력 조건을 근거로 하여 펠리클 프레임(120)이 레티클(140) 상에 부착되는 영역(140a)에 걸쳐 연속적으로 변하는 압력일 수 있다. 여기에서 상기 산출된 펠리클 부착 압력 조건은 레티클(140)의 평탄도 및/또는 레지스트레이션을 보상하여 개선시킬 수 있는 압력 조건을 의미한다.
한편, 상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 부착 방법은 앞에서 설명한 펠리클 부착 장치에서 이미 설명한 부분과 중복되므로 여기에서는 설명을 생략한다.
발명의 특정 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 따라서, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.
도 1은 종래 기술에 따른 펠리클 부착 장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 펠리클 부착 장치에 대한 사진이고,
도 3a는 펠리클 부착 이전의 레티클의 레지스트레이션 맵을 도시한 도면이고,
도 3b는 펠리클 부착 이후의 레티클의 레지스트레이션 맵을 도시한 도면이고,
도 3c는 펠리클 부착 공정에 의한 레티클의 레지스트레이션 변동량을 도시한 도면이고,
도 4a는 레티클의 평탄도를 측정하여 도시한 그래프이고,
도 4b는 레티클의 평탄도의 1차 미분값을 계산하여 도시한 그래프이고,
도 4c는 레티클의 레지스트레이션을 측정하여 도시한 그래프이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 펠리클 부착 장치를 도시한 단면도이고,
도 6은 레티클 상에 펠리클이 부착되는 영역의 일부를 도시하는 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 펠리클 가압판
120 : 펠리클 프레임
130 : 펠리클 막
140 : 레티클

Claims (17)

  1. 레티클;
    상기 레티클 상에 위치하며 펠리클 프레임을 포함하는 펠리클;
    상기 펠리클 프레임이 상기 레티클에 부착되는 영역 중의 복수개의 점 또는 면에 각각 인가되는 개별적인 압력을 상기 펠리클 프레임 상에 인가할 수 있도록 구성된 펠리클 가압판;을 포함하고,
    상기 개별적인 압력은 상기 펠리클 프레임이 상기 레티클에 부착되는 영역에 걸쳐 연속적 또는 불연속적으로 변하는 값들을 가지는 펠리클 부착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레티클의 평탄도를 측정하는 평탄도 측정장치를 더 포함하는 펠리클 부착 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 개별적인 압력은 상기 평탄도 측정장치에 의해 얻어진 상기 레티클의 평탄도 맵에 근거하여 상기 레티클의 평탄도를 보상하여 개선할 수 있는 개별적인 압력을 포함하는 펠리클 부착 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 개별적인 압력은 상기 레티클의 레지스트레이션 맵에 근거하여 상기 레티클의 레지스트레이션을 보상하여 개선할 수 있는 개별적인 압력을 포함하는 펠리클 부착 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 레티클은 석영을 포함하여 구성되는 포토 마스크인 것을 특징으로 하는 펠리클 부착 장치.
  10. 레티클 상에 부착되는 펠리클 프레임을 포함하는 펠리클;
    상기 레티클의 평탄도를 측정하는 측정장치;
    상기 측정장치에서 측정한 상기 레티클의 평탄도 맵에서 산출된 압력조건을 근거로 하여, 상기 펠리클 프레임이 상기 레티클에 부착되는 영역에 걸쳐 상기 펠리클 프레임 상에 부착압력을 인가할 수 있도록 구성된 펠리클 가압판;을 포함하는 펠리클 부착 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 부착압력은 상기 펠리클 프레임이 상기 레티클에 부착되는 영역에 걸쳐 연속적 또는 불연속적으로 변하는 값들을 가지는 것을 특징으로 하는 펠리클 부착 장치.
  12. (a)레티클의 평탄도 및 레지스트레이션 중 적어도 하나를 측정하여 상기 레티클의 평탄도 맵 및 레지스트레이션 맵 중 적어도 하나를 작성하는 단계;
    (b)상기 레티클의 평탄도 맵 및 레지스트레이션 맵 중 적어도 하나를 근거로 하여, 상기 레티클의 평탄도 및 레지스트레이션 중 적어도 하나를 개선할 수 있도록 펠리클 프레임이 상기 레티클에 부착되는 영역 중의 복수개의 점 또는 면에 개별적인 압력을 상기 펠리클 프레임 상에 각각 인가하는 단계;를 포함하는 펠리클 부착 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 펠리클을 상기 레티클에 부착하는 단계를 더 포함하는 펠리클 부착 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 (a) 단계 이전에 상기 펠리클을 상기 레티클에 부착하는 단계를 더 포함하는 펠리클 부착 방법.
  15. 삭제
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