펠리클 핸들링 지그

펠리클 핸들링 지그{PELLICLE HANDLING TOOL}

본 발명은, LSI나 초LSI 등의 반도체 장치를 제조할 때의 먼지막이(dust guard)로서 사용되는 리소그래피용 펠리클을 취급하기 위한 핸들링 지그에 관한 것으로, 특히 펠리클 프레임를 변형시키는 일이 없는 펠리클 핸들링 지그에 관한 것이다.

종래, LSI, 초LSI 등의 반도체 디바이스나 액정 표시판 등의 제조에 있어서는, 반도체 웨이퍼 또는 액정용 원판에 도포한 감광 재료에 광을 조사하여 패터닝하여, 포토레지스트를 작성하고 있지만, 이 경우에 이용되는 포토마스크에 먼지가 부착되어 있으면, 이 먼지가 광을 흡수하거나 광을 반사하기 때문에, 전사할 패턴이 변형되거나 레지스트의 엣지가 거칠게 되는 경우가 있으며, 이 때문에, 얻어진 제품의 치수, 품질, 외관 등이 손상되고, 반도체 장치나 액정 표시판 등의 성능이나 제조 수율의 저하를 초래한다고 하는 문제가 있었다.

따라서 상기 포토레지스트의 패터닝의 작업은 통상 클린룸에서 행해지고 있지만, 이 클린룸 내에서도 포토마스크를 항상 청정하게 유지하는 것은 어렵기 때문에, 노광용의 광을 양호하게 통과시키는 펠리클을, 포토마스크의 표면에 먼지가 부착되지 않도록 점착하고 있다. 이것에 의해서, 먼지는 포토마스크의 표면에는 직접 부착되지 않고 펠리클막 상에 부착되므로, 광 조사시의 촛점을 노광 원판의 패턴 상에 맞춤으로써, 펠리클 상의 먼지가 패터닝에 영향을 끼치는 것을 회피할 수 있다고 하는 이점이 있다.

펠리클은 일반적으로, 얇은 펠리클막, 알루미늄제의 프레임, 펠리클막을 프레임에 고정하는 접착제, 펠리클을 포토마스크에 고정하는 점착제로 구성되어 있다. 펠리클의 출하시에는, 상기 점착제가, 장착된 세퍼레이터에 의해 커버되어 있고, 펠리클의 사용시에는, 상기 세퍼레이터를 박리하고, 노출된 펠리클의 점착제를 포토마스크에 압박하여, 펠리클를 마스크에 장착한다.

펠리클은, 펠리클 케이스에 수납된 상태로 펠리클 메이커로부터 출하되고, 포토마스크 메이커에 의해서 펠리클 케이스로부터 꺼내어져, 포토마스크에 접착된다. 반도체용의 포토마스크는 일반적으로 사방 6인치이며, 이 포토마스크에 장착되는 펠리클은, 일반적으로 긴변이 147∼150 mm정도, 짧은 변이 110∼125 mm 정도의 직사각형을 하고 있다(도 1).

포토마스크 메이커는 펠리클을 펠리클 케이스로부터 꺼내어 검사하고, 합격한 것을 마스크에 접착한다. 이러한 펠리클의 취급 시에는, 펠리클을 손으로 취급하는 경우가 있다. 즉, 작업자는 장갑을 낀 손으로 펠리클 케이스를 열고, 장갑을 낀 손으로 직접 펠리클을 꺼내어 검사한 후, 합격품을 펠리클 마운터에 투입하고, 펠리클 마운터를 이용하여 펠리클(1)을 포토마스크(10)에 접착한다(도 1). 이 때, 작업자가 펠리클을 직접 잡기 때문에, 펠리클이 이물로 오염될 가능성이 높다고 하는 결점이 있었다.

또한 한편으로, 펠리클의 취급 시에, 도 2에 도시한 바와 같은 핸들링 지그를 사용하는 경우가 있다(특허문헌 1). 이 지그의 양측의 아암(5)에는 유지 클로(claw)로서 기능하는 삽입핀(7)이 부착되어 있고, 상기 아암(5)이 좌우로 개폐되어, 펠리클을 잡거나 분리하거나 하고 있다. 잡히는 펠리클쪽에는, 일반적으로, 각각의 긴변에 2개소씩, 양측에 총 4개소에, 상기 삽입핀을 수용하기 위한 홈(8)이 마련되어 있고, 핸들링 지그는, 상기 홈(8)에 상기 삽입핀(7)을 삽입하여 펠리클을 잡는다(도 3).

전술한 바와 같은 지그를 사용한 경우에는, 작업자는 핸들링 지그의 손잡이를 잡을 뿐이고 직접 펠리클에는 접촉하지 않기 때문에, 작업자로 인한 오염은 방지된다. 그러나 전술한 종래의 지그를 사용하는 경우에는, 삽입핀(7)을 상기 홈(8)에 삽입해야 하기 때문에, 삽입핀(7)의 위치가 조금이라도 틀어지면 삽입핀(7)이 상기 홈(8)에 들어가지 않게 되고, 삽입핀(7)이 펠리클 프레임(2)을 누르게 되기 때문에, 상기 펠리클 프레임(2)이 내측으로 변형되며(도 4), 이러한 변형에 의해서 상기 펠리클 프레임(2)에 설치된 펠리클막에 주름이 발생한다 하는 문제가 발생하는 일이 있다. 또한, 이러한 문제를 개선하기 위해서는, 펠리클 프레임(2)에 마련되는 홈(8)의 위치를 정확하게 하는 것만으로는 충분하지 않고, 지그에 설치하는 삽입핀(7)의 위치의 정밀도도 충분히 높게 해야 하기 때문에, 이들이 최종 제품의 비용을 끌어 올린다고 하는 결점도 있었다.

또한, 펠리클 프레임(2)에 마련되는 홈(8)의 간격은 일반적으로 104 mm로 일정이지만, 상기 홈(8)이 마련되는 높이는, 펠리클에 따라서 경우가 있다(도 5). 이 경우에도, 삽입핀(7)을 홈에 넣기 어려워지기 때문에, 펠리클 프레임(2)의 변형이 자주 발생한다. 이러한 경우에는, 홈이 마련된 높이에 따라, 여러 종류의 핸들링 지그를 준비해야 하기 때문에 번거롭다.

본원의 발명자는, 전술한 종래기술의 결점을 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 핸들링 지그로 펠리클 프레임의 4개의 코너를 잡으면 양호한 결과를 얻을 수 있는 것을 확인하여 본 발명에 도달하였다.

따라서 본 발명의 목적은, 펠리클 프레임을 변형시키는 일이 없는 펠리클 핸들링 지그를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 전술한 목적은, 반도체 장치를 제조할 때에 이용하는 리소그래피에서 사용되는 펠리클을 취급하기 위한 핸들링 지그로서, 이 지그가, 손잡이, 이 손잡이의 선단과 T자형으로 접속되는 주축, 이 주축과 U자형을 형성하도록 상기 주축의 양단으로부터 상기 주축과 직교하도록 전방으로 돌출하는 2개의 아암, 상기 아암의 내측 측면에 각각 2개씩 설치된 펠리클 프레임 유지부를 구비하고, 상기 아암이 아암 간격을 조정할 수 있도록 좌우로 개폐 조작 가능하게 구성되며, 상기 펠리클 프레임 유지부는, 상기 아암이 폐쇄된 때에, 펠리클 프레임의 4개의 코너에서 프레임 측면을 잡도록 설치되는 것을 특징으로 하는 펠리클 핸들링 지그에 의해서 달성된다.

본 발명의 핸들링 지그는, 펠리클 프레임에 종래에 마련되었던 핸들링용의 홈을 필요로 하지 않고, 프레임의 4개의 코너부를 유지하고 있기 때문에, 펠리클 프레임의 변형을 회피할 수 있을 뿐만 아니라, 펠리클 프레임의 코너부가 본질적으로 변형되기 어려워며, 보다 강한 힘으로 펠리클을 유지하는 것이 가능하게 되어, 종래의 작업보다 간단하고, 보다 확실한 작업이 가능해진다.

도 1은 펠리클을 포토마스크에 접착한 상태를 도시하는 설명도이다.
도 2는 종래의 핸들링 지그와 펠리클 프레임의 관계를 설명하는 도면이다.
도 3은 종래의 핸들링 지그를 이용하여 펠리클 프레임을 잡은 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 종래의 핸들링 지그의 삽입핀이 펠리클 프레임에 마련된 홈에 삽입되지 않는 경우에, 펠리클 프레임이 변형되는 것을 설명하는 도면이다.
도 5는 종래의 핸들링 지그에 대응하여 펠리클 프레임에 마련되는 홈의 높이가 일정하지 않은 것을 설명하는 도이다.
도 6은 본 발명의 핸들링 지그와 펠리클 프레임의 관계를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 핸들링 지그로 펠리클 프레임을 잡은 상태를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 핸들링 지그로 펠리클 프레임을 잡은 상태를 도시하는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 핸들링 지그를 이용하는 경우에는, 종래 펠리클 프레임에 마련된 홈의 높이에 영향을 받지 않는 것을 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니며, 이들 실시예에 기초하여 당업자가 용이하게 설계 변경할 수 있는 것도 본 발명에 포함된다.

도 6은, 본 발명의 핸들링 지그와 펠리클 프레임의 관계를 설명하는 도면이다. 여기서, 부호 2는 펠리클 프레임이고, 3은 손잡이이며, 4는 주축이고, 5는 개폐 가능한 아암이며, 6은 유지부이고, 상기 아암은 좌우로 개폐 조작 가능하게 구성되어 있다. 유지부의 형상은 적절하게 설계할 수 있지만, 본 실시예에서와 같이, 코너를 둘러싸는 형상으로 하는 것이, 펠리클을 보다 확실하게 유지할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 상기한 경우, 도 7에 도시한 바와 같이 유지부(6)의 적어도 한쪽의 단부를 경사진 구조로 하면, 지그를 세팅할 때에 위치가 다소 틀어지더라도, 아암(5)이 폐쇄되는 때에 위치 결정되기 때문에 취급이 용이하게 되지만, 도 6에 도시한 바와 같이, 유지부(6)를 단순한 직방체 형상으로 하는 것도 가능하다.

본 발명과 같이 펠리클 프레임의 코너를 유지하는 경우에는, 각 유지부가 상하 방향으로 틀어져 있더라도 문제 없이 펠리클을 유지할 수 있기 때문에, 작업성이 현저히 향상될 뿐 아니라, 핸들링 지그에 과도한 정밀도가 요구되는 일이 없기 때문에, 지그 제조 비용을 저감시킬 수 있으며, 이것에 의해서 최종 제품의 비용을 저감할 수도 있다.

본 발명의 핸들링 지그에 있어서는, 작업자가 잡는 손잡이(3), 이 손잡이(3)와 대략 T자형으로 결합하는 주축(4), 펠리클 프레임(2)을 잡는 아암(5)에 강성이 요구되기 때문에, 상기 손잡이(3), 주축(4) 및 아암(5)을 알루미늄이나 스테인레스강 등의 재료로 만드는 것이 바람직하다. 또한, 유지부(6)는 펠리클 프레임에 직접 접촉하기 때문에, 문질러지는 경우에도 이물이 발생하기 어려운 재료, 예컨대 테트라플루오로에틸렌, 고밀도폴리에틸렌(Vespel: 듀퐁사 제조의 상품명) 등으로 구성하거나, 미끄러지지 않도록 마찰계수가 큰 수지/고무(예컨대, 실리콘 고무)로 구성하거나 하는 것이 바람직하다.

특히, 펠리클 프레임(2)에 압력을 가하는 유지부(6)의 부분에는 마찰계수가 큰 수지를 사용하고, 펠리클을 잡을 때에 가이드로서의 역할만 하는 부분에는, 마찰계수가 작고, 문질러지는 경우에도 이물이 발생하기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 핸들링 지그를 사용하는 경우에는, 우선 펠리클이 수납되어 있는 펠리클 용기의 뚜껑을 개방한 후, 본 발명의 핸들링 지그를 이용하여 펠리클을 잡고, 그대로 펠리클을 상측으로 들어 올려 펠리클을 용기로부터 꺼내면 된다. 암실에서 집광 램프를 이용하여 상기 꺼내어진 펠리클을 검사하고, 펠리클막에 이물이 없으면 합격으로 한다. 본 발명의 핸들링 지그를 이용한 경우에는, 직접 손으로 잡지 않기 때문에 펠리클에 이물이 부착되는 일이 없고, 펠리클을 잡을 때에 펠리클 프레임을 뒤틀리게 하는 일이 없기 때문에, 펠리클막에 주름이 발생하는 등의 문제점도 발생하지 않는다.

본 발명의 핸들링 지그는, 고도의 정밀도를 요구하는 일이 없기 때문에, 저렴하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 펠리클 프레임에 홈을 마련할 필요도 없기 때문에 펠리클 프레임 자체도 저렴하게 되고, 양호한 작업성으로 포토마스크에 효율적으로 펠리클 프레임을 점착할 수 있기 때문에, 산업상 매우 의미가 있다.

1 : 펠리클, 2 : 펠리클 프레임, 3 : 손잡이, 4 : 주축, 5 : 아암, 6 : 유지부, 7 : 삽입핀, 8 : 홈, 10 : 포토마스크