[논문]포토마스크 펠리클 제조를 위한 Aluminum Frame 표면 세정공정 연구

김현태; 김향란; 김민수; 이준; 장성해; 최인찬; 박진구

doi:10.3740/mrsk.2015.25.9.462

Abstract ▼ AI-Helper

Pellicle is defined as a thin transparent film stretched over an aluminum (Al) frame that is glued on one side of a photomask. As semiconductor devices are pursuing higher levels of integration and higher resolution patterns, the cleaning of the Al flame surface is becoming a critical step because t...

Pellicle is defined as a thin transparent film stretched over an aluminum (Al) frame that is glued on one side of a photomask. As semiconductor devices are pursuing higher levels of integration and higher resolution patterns, the cleaning of the Al flame surface is becoming a critical step because the contaminants on the Al flame can cause lithography exposure defects on the wafers. In order to remove these contaminants from the Al frame, a highly concentrated nitric acid ($HNO_3$) solution is used. However, it is difficult to fully remove them, which results in an increase in the Al surface roughness. In this paper, the pellicle frame cleaning is investigated using various cleaning solutions. When the mixture of sulfuric acid ($H_2SO_4$), hydrofluoric acid (HF), hydrogen peroxide ($H_2O_2$), and deionized water with ultrasonic is used, a high cleaning efficiency is achieved without $HNO_3$. Thus, this cleaning process is suitable for Al frame cleaning and it can also reduce the use of chemicals.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구에서는 위와 같은 문제점을 보완하기 위 하여 SMUT과 합금 내 개재물의 생성과 제거 메커니즘을 규명하고 이를 바탕으로 알루미늄 프레임의 특성을 유지하면서 효과적인 SMUT및 합금 내 개재물 제거를 위해 다양한 세정 용액을 이용해 알루미늄 프레임 세정 평가를 진행하였다.
본 연구에서는 알루미늄 프레임 제조 시 발생되는 SMUT 및 합금 내 개재물 제거를 위한 세정 용액 및 방법에 대해 연구하였다. 세정 조건에 따른 표면 분석을 위해 광학현미경과 FE-SEM을 통하여 표면을 관찰하 였고, 표면 조도를 통해 알루미늄 프레임의 특성 변화를 확인하였다.

제안 방법

8 mg/mg의 수산화나트륨 농도에서 온도와 시간은 각각 50 ℃, 40초 조건에서 진행된 후, 초 순수를 이용해 rinse 공정을 진행 후 질소 가스를 이용해 건조를 하였다. 앞서 수산화나트륨에 의해 식각된 알루미늄 프레임을 이용해 SMUT 및 합금 내 개재물 제거 실험을 진행하였다. SMUT 및 합금 내 개재물 제거하기 위해 질산(HNO₃, 70%, DONGWOO FINE CHEM) 원액, 질산 10 vol%, 과산화수소 5 vol% (H₂O₂, 38 %, DONGWOO FINE CHEM), 초순수 혼합 용액, 황산 5.
세정 시간은 30초, 60초, 120초이고, 상온에서 실험을 진행하였다. 또한 초음파(Ultrasonic, POWER SONIC 420, HWASIN TECH Co.)를 적용하여 물리적인 힘을 통한 세정 평가를 진행하였다. 초음파가 적용된 시간은 각각 5분과 10분이다.
초음파가 적용된 시간은 각각 5분과 10분이다. 각각의 세정 조건에서 세정된 알루미늄 프레임은 광학현미경(LV-100D, Nikon, Japan)과 FE-SEM(MIRA3, TESCAN, Czech)을 이용해 표면을 관찰하였다. 또한 알루미늄 프레임의 특성 변화를 확인하기 위해 조도 측정기(SJ-210, Mitutoyo, Japan)를 이용해 표면 조도를 측정하였다.
각각의 세정 조건에서 세정된 알루미늄 프레임은 광학현미경(LV-100D, Nikon, Japan)과 FE-SEM(MIRA3, TESCAN, Czech)을 이용해 표면을 관찰하였다. 또한 알루미늄 프레임의 특성 변화를 확인하기 위해 조도 측정기(SJ-210, Mitutoyo, Japan)를 이용해 표면 조도를 측정하였다.
본 연구에서는 알루미늄 프레임 제조 시 발생되는 SMUT 및 합금 내 개재물 제거를 위한 세정 용액 및 방법에 대해 연구하였다. 세정 조건에 따른 표면 분석을 위해 광학현미경과 FE-SEM을 통하여 표면을 관찰하 였고, 표면 조도를 통해 알루미늄 프레임의 특성 변화를 확인하였다. 세정 용액으로는 질산 원액, 질산 10 vol%, 과산화수소 5 vol%, 초순수 혼합 용액 및 황산 5.
4 vol%, 초순수 혼합 용액을 사용하였다. 또한 물리적인 힘을 통한 제거 정도를 확인하기 위해 초음파를 적용하였다. 시간이 증가할수록 제거되는 SMUT 및 합금 내 개재물의 양이 증가하는 것 을 볼 수 있었다.

대상 데이터

본 연구에서는 형상 가공 후 표면 처리된 알루미늄(0.5 cm × 2.0 cm) 시편을 사용하였다. 사용된 알루미늄 프레임의 종류는 Al 7075 합금으로 알루미늄-아연-구리-마그 네슘(Al-Zn-Cu-Mg)으로 이루어져 있다.
0 cm) 시편을 사용하였다. 사용된 알루미늄 프레임의 종류는 Al 7075 합금으로 알루미늄-아연-구리-마그 네슘(Al-Zn-Cu-Mg)으로 이루어져 있다. 알루미늄 프레임에 많은 양의 SMUT 및 합금 내 개재물을 형성시키기 위해 수산화나트륨(NaOH, DUKSAN PURE CHEMICALS Co.
사용된 알루미늄 프레임의 종류는 Al 7075 합금으로 알루미늄-아연-구리-마그 네슘(Al-Zn-Cu-Mg)으로 이루어져 있다. 알루미늄 프레임에 많은 양의 SMUT 및 합금 내 개재물을 형성시키기 위해 수산화나트륨(NaOH, DUKSAN PURE CHEMICALS Co.)을 이용하여 염기성 식각 공정을 진행하였다. 염기성 식각 공정은 6.
앞서 수산화나트륨에 의해 식각된 알루미늄 프레임을 이용해 SMUT 및 합금 내 개재물 제거 실험을 진행하였다. SMUT 및 합금 내 개재물 제거하기 위해 질산(HNO₃, 70%, DONGWOO FINE CHEM) 원액, 질산 10 vol%, 과산화수소 5 vol% (H₂O₂, 38 %, DONGWOO FINE CHEM), 초순수 혼합 용액, 황산 5.5 vol% (H₂SO₄, 96 %, DONGWOO FINE CHEM), 불산 0.4 vol% (HF, 49 %, J.T.Baker Co.), 과산화수소 1.4 vol%, 초순수 혼합 용액의 다양한 세정 용액이 사용되었다. 세정 시간은 30초, 60초, 120초이고, 상온에서 실험을 진행하였다.
세정 조건에 따른 표면 분석을 위해 광학현미경과 FE-SEM을 통하여 표면을 관찰하 였고, 표면 조도를 통해 알루미늄 프레임의 특성 변화를 확인하였다. 세정 용액으로는 질산 원액, 질산 10 vol%, 과산화수소 5 vol%, 초순수 혼합 용액 및 황산 5.5 vol%, 불산 0.4 vol%, 과산화수소 1.4 vol%, 초순수 혼합 용액을 사용하였다. 또한 물리적인 힘을 통한 제거 정도를 확인하기 위해 초음파를 적용하였다.

성능/효과

6에서 살펴본 것처럼 표면에 오염 물질이 적을수록 표면 조도가 낮아지는 경향을 보이는 것을 알 수 있다. 결과적으로 황산 5.5 vol%, 불산 0.4 vol%, 과산화수소 1.4 vol%, 초순수 혼합 용액 에 초음파를 적용한 조건에서 가장 우수한 세정 효과를 얻었다.
또한 물리적인 힘을 통한 제거 정도를 확인하기 위해 초음파를 적용하였다. 시간이 증가할수록 제거되는 SMUT 및 합금 내 개재물의 양이 증가하는 것 을 볼 수 있었다. 특히, 황산 5.
시간이 증가할수록 제거되는 SMUT 및 합금 내 개재물의 양이 증가하는 것 을 볼 수 있었다. 특히, 황산 5.5 vol%, 불산 0.4 vol%, 과산화수소 1.4 vol% 그리고 초순수 혼합 용액의 경우는 초음파 세정을 적용하게 되면 알루미늄 표면의 SMUT 및 합금 내 개재물들이 완전히 제거되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 초음파 세정을 적용함으로써 세정 용액의 농도를 낮춰 친환경 세정 용액 및 비용 절감이 가능할 것으로 보인다.

후속연구

4 vol% 그리고 초순수 혼합 용액의 경우는 초음파 세정을 적용하게 되면 알루미늄 표면의 SMUT 및 합금 내 개재물들이 완전히 제거되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 초음파 세정을 적용함으로써 세정 용액의 농도를 낮춰 친환경 세정 용액 및 비용 절감이 가능할 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	펠리클의 제조 공정에는 어떠한 것들이 있는가?	펠리클의 제조 공정을 살펴보면 크게 광원을 투과할 수 있는 멤브레인 제조 공정과 포토마스크와 부착되는 알루미늄 프레임 제조 공정으로 나눌 수 있다. 특히, 프레임 제조 공정 중 알루미늄 합금의 형상 가공 후 발생되는 산화막을 제거하기 위해 염기성 수용액이 사용된다.
	SMUT과 합금 내 개재물 제거를 위해 HNO3 원액이 사용되는 이유는?	SMUT과 합금 내 개재물을 제거하기 위해 다양한 산 용액이 쓰이고 있는데, 일반적으로 질산(HNO3) 원액이 사용 된다. 질산은 스테인레스강, 알루미늄, 구리 등 제품의 표면 처리시, 손상이 없으면서 매끄러운 표면을 얻을 수 있어 다양한 공정에 사용되고 있으며, 특히 알루 미늄 소재의 종류에 관계없이 우수한 제거 효능을 갖는 것으로 알려져 왔다.6) 고농도의 산 용액의 사용에도 불구하고 표면에 SMUT과 합금 내 개재물이 완벽하게 제거되지 않을 뿐만 아니라 프레임 표면의 거칠기 또한 증가하게 되는 문제가 발생한다.
	노광 공정에서 패턴의 결함을 발생시키는 주요 원인은?	반도체 공정에서 노광 공정은 반도체 소자 제작을 위한 핵심적인 공정이다. 노광 공정은 패턴이 형성되어 있는 포토마스크에 레이저가 통과하여 웨이퍼 위에 패턴을 형성하는 공정으로서 포토마스크 표면의 오염 입자 는 패턴의 결함을 발생시키는 주요 원인이 된다. 이러 한 오염 입자를 방지하기 위해 펠리클이 사용된다.

참고문헌 (10)

R. C. Jaeger, Introduction to Microelectronic Fabrication, 5th ed., p.17-25, Prentice-Hall, Inc., USA (2002).
S. T. Choo and S. K. Choi, KR Patent No. 10-0519463 (2005).
A. de Frutos, M. A. Arenas, Y. Liu, P. Skeldon, G. E. Thompson and J. de. Damborenea, Surf. Coat. Technol., 202, 3797 (2008).

상세보기
K. J. H. Nelson, A. E. Hughes, R. J. Taylor, B. R. W. Hinton, L. Wilson and M. Henderson, Mater. Sci. Technol., 17, 1211 (2001).

상세보기
C. Dunbar, ASM Handbook, Volume 05 - Surface Engineering, p.335-338, ASM International Handbook Committee, ASM Handbook, USA (1994).
S. T. Choo and S. K. Choi, Clean Technol., 9, 57 (2003).
J. R. Davis, Corrosion of Aluminum and Aluminum Alloys, p.251-259, ASM International, USA (1999).
T. J. O'Keefe and P. Yu, Encyclopedia of Materials: Science and Technology, p.7774-7781, Elsevier, Netherlands (2001).
R. W. Revie, Uhlig's Corrosion Handbook, 2nd ed., John Wiley & Sons Inc., USA (2000).
V. Fournier, P. Marcus and I. Olefjord, Surf. Interface Anal., 34, 494 (2002).

상세보기

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

LOADING...

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 포토마스크 펠리클 제조를 위한 Aluminum Frame 표면 세정공정 연구
Study on Aluminum Frame Surface Cleaning Process for Photomask Pellicle Fabrication 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

연구과제 타임라인

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 포토마스크 펠리클 제조를 위한 Aluminum Frame 표면 세정공정 연구 Study on Aluminum Frame Surface Cleaning Process for Photomask Pellicle Fabrication 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

김현태 (1) 김향란 (1) 김민수 (1)

연구과제 타임라인

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 포토마스크 펠리클 제조를 위한 Aluminum Frame 표면 세정공정 연구
Study on Aluminum Frame Surface Cleaning Process for Photomask Pellicle Fabrication 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper