JP2024072952A - Pellicle and method for producing pellicle - Google Patents
Pellicle and method for producing pellicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024072952A JP2024072952A JP2022183860A JP2022183860A JP2024072952A JP 2024072952 A JP2024072952 A JP 2024072952A JP 2022183860 A JP2022183860 A JP 2022183860A JP 2022183860 A JP2022183860 A JP 2022183860A JP 2024072952 A JP2024072952 A JP 2024072952A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pellicle
- film
- substrate
- main surface
- graphene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 157
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 147
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 97
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 55
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 40
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 38
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 26
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 26
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 26
- 239000007833 carbon precursor Substances 0.000 claims description 24
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims description 16
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 250
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 46
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 11
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 5
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- IBXNCJKFFQIKKY-UHFFFAOYSA-N 1-pentyne Chemical compound CCCC#C IBXNCJKFFQIKKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- KDKYADYSIPSCCQ-UHFFFAOYSA-N but-1-yne Chemical compound CCC#C KDKYADYSIPSCCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- -1 etc.) Chemical compound 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- ZGEGCLOFRBLKSE-UHFFFAOYSA-N methylene hexane Natural products CCCCCC=C ZGEGCLOFRBLKSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CGHIBGNXEGJPQZ-UHFFFAOYSA-N 1-hexyne Chemical compound CCCCC#C CGHIBGNXEGJPQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004050 Pentaglottis sempervirens Species 0.000 description 1
- 235000004522 Pentaglottis sempervirens Nutrition 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- VZPPHXVFMVZRTE-UHFFFAOYSA-N [Kr]F Chemical compound [Kr]F VZPPHXVFMVZRTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISQINHMJILFLAQ-UHFFFAOYSA-N argon hydrofluoride Chemical compound F.[Ar] ISQINHMJILFLAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- PYTMYKVIJXPNBD-UHFFFAOYSA-N clomiphene citrate Chemical compound [H+].[H+].[H+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.C1=CC(OCCN(CC)CC)=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)=C(Cl)C1=CC=CC=C1 PYTMYKVIJXPNBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000000445 field-emission scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- YVXHZKKCZYLQOP-UHFFFAOYSA-N hept-1-yne Chemical compound CCCCCC#C YVXHZKKCZYLQOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N propyne Chemical compound CC#C MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ペリクルおよびペリクルの製造方法に関する。より特定的には、本発明は、ペリクル膜の破損を抑止することのできるペリクルおよびペリクルの製造方法に関する。 The present invention relates to a pellicle and a method for manufacturing a pellicle. More specifically, the present invention relates to a pellicle that can prevent damage to the pellicle membrane and a method for manufacturing a pellicle.
半導体デバイスの製造プロセスに用いられるフォトリソグラフィー技術においては、半導体ウエハにレジストを塗布し、塗布したレジストの必要な箇所に対してフォトマスクを用いて露光光を照射することにより、半導体ウエハ上に必要な形状のレジストパターンが作製される。レジストに対して露光光を照射する際には、ペリクルと呼ばれる防塵用のカバーでフォトマスクを覆うことにより、フォトマスクへの異物の付着が防止される。 In photolithography technology used in the manufacturing process of semiconductor devices, a resist is applied to a semiconductor wafer, and exposure light is applied to the required areas of the applied resist using a photomask, creating a resist pattern of the required shape on the semiconductor wafer. When the exposure light is applied to the resist, the photomask is covered with a dustproof cover called a pellicle to prevent foreign matter from adhering to the photomask.
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体デバイスの微細化に伴い、フォトリソグラフィー技術の微細化に対する要求が高まっている。近年では、露光光としてKrF(フッ化クリプトン)エキシマレーザーを光源とする光(248nm)やArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザーを光源とする光(193nm)などを用いることが主流となっている。また、これらの光よりも短波長であるEUV(Extreme Ultra Violet)光(13.5nm)などを用いることも検討されている。 In the manufacturing process of semiconductor devices, the demand for finer photolithography technology is increasing as semiconductor devices become finer. In recent years, it has become mainstream to use light (248 nm) from a KrF (krypton fluoride) excimer laser as a light source or light (193 nm) from an ArF (argon fluoride) excimer laser as a light source as exposure light. In addition, the use of EUV (Extreme Ultra Violet) light (13.5 nm), which has a shorter wavelength than these lights, is also being considered.
KrFエキシマレーザーやArFエキシマレーザーを光源とする場合、ペリクル膜として有機系薄膜が用いられている。しかし、EUV光のように露光光の波長が短くなると、ペリクル膜が露光光から受けるエネルギーは大きくなる。このため、EUV光を用いたフォトリソグラフィーでは、EUV光に対して高い透過率および高い耐性を有する無機系薄膜を用いることが検討されている。この種の無機系薄膜には、Si(ケイ素)、SiN(窒化ケイ素)、C(炭素)(グラファイト、グラフェン、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)、アモルファスカーボン、カーボンナノチューブ(CNT)など)、およびSiC(炭化ケイ素)などが含まれる。 When a KrF excimer laser or an ArF excimer laser is used as the light source, an organic thin film is used as the pellicle film. However, when the wavelength of the exposure light is short, such as EUV light, the energy that the pellicle film receives from the exposure light increases. For this reason, in photolithography using EUV light, the use of inorganic thin films with high transmittance and high resistance to EUV light is being considered. This type of inorganic thin film includes Si (silicon), SiN (silicon nitride), C (carbon) (graphite, graphene, diamond-like carbon (DLC), amorphous carbon, carbon nanotubes (CNT), etc.), and SiC (silicon carbide).
ペリクルに関する技術は、たとえば下記特許文献1~4などに開示されている。
Technology relating to pellicles is disclosed, for example, in the following
下記特許文献1には、Si基板の表面にSiC膜を形成する工程と、Si基板の裏面の少なくとも一部をウエットエッチングにより除去する工程とを備えた化合物半導体基板の製造方法が開示されている。Si基板の裏面の少なくとも一部を除去する工程において、ウエットエッチングに用いる薬液に対してSi基板およびSiC膜が相対的に動かされる。また下記特許文献1には、SiCよりなるペリクル膜と、ペリクル膜の一方の主面に形成されたグラフェンまたはグラファイトよりなる膜とを備えたペリクルが開示されている。
The following
下記特許文献2には、ペリクル膜と、ペリクル膜を支持する支持材とを備えたペリクルが開示されている。ペリクル膜は、DLC、アモルファスカーボン、グラファイト、カーボンナノチューブ(CNT)、または炭化ケイ素などよりなっている。ペリクル枠は、ケイ素または金属などよりなっている。このペリクルは、基板をエッチングすることで支持材に成形し、基板上にペリクル膜を形成することで製造される。
The following
下記特許文献3には、単一のグラフェン膜などよりなるペリクル膜を含むペリクルが開示されている。
The following
下記特許文献4には、Siよりなる主層と、主層の両面に形成されたグラフェンとを備えたペリクルが開示されている。
The following
従来の技術では、露光時にペリクル膜の破損が起こりやすかった。高精度の露光を実現するなどの目的で、露光光の照射強度はなるべく高いことが好ましい。しかし、露光光の照射強度が高くなるとペリクル膜が高温になりやすい。ペリクル膜が高温になると、特にペリクル膜がSiCを含む場合などには、ペリクル膜を構成する材料が蒸発しやすくなる。加えて、ペリクル膜が高温になると、露光雰囲気に存在する水素がラジカルに変化しやすくなる。この水素ラジカルによってペリクル膜がエッチングされる。その結果、従来の技術では、ペリクル膜を構成する材料の蒸発や、水素ラジカルによるエッチングなどに起因して、ペリクル膜の破損が起こりやすかった。 In conventional technology, the pellicle film was prone to damage during exposure. For purposes such as achieving high-precision exposure, it is preferable that the irradiation intensity of the exposure light is as high as possible. However, as the irradiation intensity of the exposure light increases, the pellicle film is prone to becoming hot. When the pellicle film becomes hot, the material that constitutes the pellicle film is prone to evaporating, especially when the pellicle film contains SiC. In addition, when the pellicle film becomes hot, hydrogen present in the exposure atmosphere is prone to turning into radicals. These hydrogen radicals etch the pellicle film. As a result, in conventional technology, the pellicle film was prone to being damaged due to the evaporation of the material that constitutes the pellicle film and etching by hydrogen radicals.
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、ペリクル膜の破損を抑止することのできるペリクルおよびペリクルの製造方法を提供することである。 The present invention is intended to solve the above problems, and its purpose is to provide a pellicle and a method for manufacturing a pellicle that can prevent damage to the pellicle membrane.
本発明の一の局面に従うペリクルは、一方の主面および他方の主面を含み、SiCからなるペリクル膜と、ペリクル膜の一方の主面に形成された第1のグラフェン膜と、ペリクル膜の他方の主面に形成された第2のグラフェン膜と、孔を含み、ペリクル膜の他方の主面側からペリクル膜を支持するボーダーとを備え、第1および第2のグラフェン膜のうち少なくとも一方は、複数のグラフェンドメインを含み、複数のグラフェンドメインのうち少なくとも一部のグラフェンドメインは、第1の部分と、第1の部分の周囲においてペリクル膜から離れる方向に突出した第2の部分とを含む。 A pellicle according to one aspect of the present invention includes one main surface and the other main surface, a pellicle membrane made of SiC, a first graphene membrane formed on one main surface of the pellicle membrane, a second graphene membrane formed on the other main surface of the pellicle membrane, and a border that includes holes and supports the pellicle membrane from the other main surface side of the pellicle membrane, at least one of the first and second graphene membranes includes a plurality of graphene domains, and at least some of the graphene domains include a first portion and a second portion that protrudes around the first portion in a direction away from the pellicle membrane.
上記ペリクルにおいて好ましくは、ペリクル膜は、ペリクル膜の他方の主面に複数の突起を含み、ペリクル膜の他方の主面側から見た場合に、複数の突起の各々は多角形状を有し、ペリクル膜の他方の主面の突起の密度は、1×107/cm2以上1×1010/cm2以下である。 In the above pellicle, preferably, the pellicle membrane includes a plurality of protrusions on the other main surface of the pellicle membrane, each of the plurality of protrusions has a polygonal shape when viewed from the other main surface of the pellicle membrane, and the density of the protrusions on the other main surface of the pellicle membrane is 1 x 107 /cm2 or more and 1 x 1010 / cm2 or less.
上記ペリクルにおいて好ましくは、複数の突起の各々の表面の少なくとも一部は、(111)面を含み、ボーダーは、Siを含む単結晶の材料よりなる。 In the above pellicle, preferably, at least a portion of the surface of each of the multiple protrusions includes a (111) plane, and the border is made of a single crystal material containing Si.
上記ペリクルにおいて好ましくは、第2のグラフェン膜における複数のグラフェンドメインの各々の粒径は、1nm以上1μm以下であり、より好ましくは3nm以上50nm以下である。 In the above pellicle, preferably, the particle size of each of the multiple graphene domains in the second graphene film is 1 nm or more and 1 μm or less, and more preferably 3 nm or more and 50 nm or less.
上記ペリクルにおいて好ましくは、第2のグラフェン膜における少なくとも一部のグラフェンドメインの第2の部分の密度は、1×106個/cm2以上1×1014個/cm2以下である。 In the above pellicle, preferably, the density of the second portion of at least a part of the graphene domains in the second graphene film is not less than 1 x 10 6 particles/cm 2 and not more than 1 x 10 14 particles/cm 2 .
上記ペリクルにおいて好ましくは、ペリクル膜は、5nm以上100nm以下の厚さを有しており、より好ましくは5nm以上30nm以下の厚さを有している。 In the above pellicle, the pellicle membrane preferably has a thickness of 5 nm or more and 100 nm or less, and more preferably has a thickness of 5 nm or more and 30 nm or less.
本発明の他の局面に従うペリクルは、一方の主面および他方の主面を含み、SiCからなるペリクル膜と、孔を含み、Siよりなるボーダーとを備え、ボーダーは、ペリクル膜の他方の主面側からペリクル膜を支持し、ペリクル膜は、他方の主面に複数の突起を含み、ペリクル膜の他方の主面側から見た場合に、複数の突起は多角形状を有し、ペリクル膜の他方の主面の突起の密度は、1×107/cm2以上1×1010/cm2以下である。 A pellicle according to another aspect of the present invention includes one main surface and the other main surface, and comprises a pellicle membrane made of SiC, and a border including holes and made of Si, the border supports the pellicle membrane from the other main surface side of the pellicle membrane, the pellicle membrane includes a plurality of protrusions on the other main surface, when viewed from the other main surface side of the pellicle membrane, the plurality of protrusions have a polygonal shape, and the density of the protrusions on the other main surface of the pellicle membrane is 1 x 107 /cm2 or more and 1 x 1010 / cm2 or less.
本発明のさらに他の局面に従うペリクルの製造方法は、一方の主面および他方の主面を含み、SiCからなるペリクル膜を基板に形成する工程を備え、基板は、ペリクル膜の他方の主面側からペリクル膜を支持し、基板に孔を形成する工程と、ペリクル膜の一方の主面に第1のグラフェン膜を形成する工程と、ペリクル膜の他方の主面に第2のグラフェン膜を形成する工程とをさらに備え、第2のグラフェン膜を形成する工程において、1000℃以上基板を構成する材料の融点未満の温度にペリクル膜を加熱した状態で、カーボンプリカーサおよび水素分子を含むガスをペリクル膜の他方の主面に供給する。 A method for manufacturing a pellicle according to yet another aspect of the present invention includes a step of forming a pellicle film made of SiC on a substrate, the substrate supporting the pellicle film from the other main surface side of the pellicle film, and further includes a step of forming a hole in the substrate, a step of forming a first graphene film on one main surface of the pellicle film, and a step of forming a second graphene film on the other main surface of the pellicle film, and in the step of forming the second graphene film, a gas containing a carbon precursor and hydrogen molecules is supplied to the other main surface of the pellicle film while the pellicle film is heated to a temperature of 1000°C or higher and lower than the melting point of the material constituting the substrate.
上記製造方法において好ましくは、ペリクル膜を形成する工程は、1000℃以上基板を構成する材料の融点未満の温度に基板を加熱した状態で、炭化水素分子および水素分子を含むガスを基板に供給することにより、基板を炭化する工程と、基板を炭化する工程の後で、SiCをエピタキシャル成長させる工程とを含み、基板を炭化する工程において、炭化水素分子および水素分子を含むガスにおける水素分子に対する炭化水素分子のモル比は、0より大きく10%以下である。 In the above manufacturing method, preferably, the step of forming the pellicle film includes a step of carbonizing the substrate by supplying a gas containing hydrocarbon molecules and hydrogen molecules to the substrate while the substrate is heated to a temperature of 1000°C or higher and lower than the melting point of the material constituting the substrate, and a step of epitaxially growing SiC after the step of carbonizing the substrate, and in the step of carbonizing the substrate, the molar ratio of hydrocarbon molecules to hydrogen molecules in the gas containing hydrocarbon molecules and hydrogen molecules is greater than 0 and less than or equal to 10%.
上記製造方法において好ましくは、基板を炭化する工程において、炭化水素分子および水素分子を含むガスにおける水素分子に対する炭化水素分子のモル比は、0より大きく10%以下である。 In the above manufacturing method, preferably, in the step of carbonizing the substrate, the molar ratio of hydrocarbon molecules to hydrogen molecules in the gas containing hydrocarbon molecules and hydrogen molecules is greater than 0 and less than or equal to 10%.
上記製造方法において好ましくは、基板を炭化する工程において、1100℃以上1300℃以下の温度に基板を加熱する。 In the above manufacturing method, preferably, in the step of carbonizing the substrate, the substrate is heated to a temperature of 1100°C or higher and 1300°C or lower.
上記製造方法において好ましくは、第1のグラフェン膜を形成する工程と、第2のグラフェン膜を形成する工程とは並行して行われ、第1および第2のグラフェン膜を形成する工程において、1000℃以上基板を構成する材料の融点未満の温度にペリクル膜を加熱した状態で、カーボンプリカーサおよび水素分子を含むガスをペリクル膜の一方の主面および他方の主面の各々に供給する。 In the above manufacturing method, preferably, the step of forming the first graphene film and the step of forming the second graphene film are performed in parallel, and in the steps of forming the first and second graphene films, a gas containing a carbon precursor and hydrogen molecules is supplied to each of one and the other main surfaces of the pellicle film while the pellicle film is heated to a temperature of 1000°C or higher and lower than the melting point of the material constituting the substrate.
上記製造方法において好ましくは、第2のグラフェン膜を形成する工程において、1×103Pa以上2×105Pa以下の圧力の雰囲気において、1100℃以上1200℃以下の温度にペリクル膜を加熱した状態でカーボンプリカーサおよび水素分子を含むガスを供給し、カーボンプリカーサおよび水素分子を含むガスにおける水素分子に対するカーボンプリカーサのモル比は、0.01%以上0.5%以下であり、より好ましくは0.1%以上0.2%以下である。 In the above manufacturing method, preferably, in the step of forming the second graphene film, a gas containing a carbon precursor and hydrogen molecules is supplied in a state in which the pellicle film is heated to a temperature of 1100° C. or more and 1200° C. or less in an atmosphere with a pressure of 1 ×10 3 Pa or more and 2×10 5 Pa or less, and the molar ratio of the carbon precursor to the hydrogen molecules in the gas containing the carbon precursor and the hydrogen molecules is 0.01% or more and 0.5% or less, more preferably 0.1% or more and 0.2% or less.
本発明のさらに他の局面に従うペリクルの製造方法は、一方の主面および他方の主面を含み、SiCからなるペリクル膜をSiよりなる基板に形成する工程を備え、基板は、ペリクル膜の他方の主面側からペリクル膜を支持し、基板に孔を形成する工程をさらに備え、ペリクル膜を形成する工程は、1000℃以上基板を構成する材料の融点未満の温度に基板を加熱した状態で、炭化水素分子および水素分子を含むガスを基板に供給することにより、基板を炭化する工程と、基板を炭化する工程の後で、SiCをエピタキシャル成長させる工程とを含み、基板を炭化する工程において、炭化水素分子および水素分子を含むガスにおける水素分子に対する炭化水素分子のモル比は、0より大きく10%以下である。 A method for manufacturing a pellicle according to yet another aspect of the present invention includes a step of forming a pellicle film made of SiC on a substrate made of Si, the substrate supporting the pellicle film from the other main surface side of the pellicle film, and further includes a step of forming holes in the substrate, the step of forming the pellicle film includes a step of carbonizing the substrate by supplying a gas containing hydrocarbon molecules and hydrogen molecules to the substrate while the substrate is heated to a temperature of 1000°C or higher and lower than the melting point of the material constituting the substrate, and a step of epitaxially growing SiC after the step of carbonizing the substrate, and in the step of carbonizing the substrate, the molar ratio of hydrocarbon molecules to hydrogen molecules in the gas containing hydrocarbon molecules and hydrogen molecules is greater than 0 and less than or equal to 10%.
本発明によれば、ペリクル膜の破損を抑止することのできるペリクルおよびペリクルの製造方法を提供することができる。 The present invention provides a pellicle that can prevent damage to the pellicle membrane and a method for manufacturing the pellicle.
以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。本明細書において「面に形成されている」という表現は、その面と接触して形成されていることを意味している。「面側に形成されている」という表現は、その面と接触して形成されていることと、その面と接触せずに(その面と間隔をおいて)形成されていることとの両方を意味している。図面に示された各部材のサイズは概念上のサイズであり、各部材の実際の寸法とは異なる場合がある。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this specification, the expression "formed on a surface" means that it is formed in contact with that surface. The expression "formed on the surface side" means both that it is formed in contact with that surface and that it is formed without contacting that surface (at a distance from that surface). The size of each component shown in the drawings is a conceptual size and may differ from the actual dimensions of each component.
図1は、本発明の一実施の形態において、ペリクル膜2の主面2aに対して垂直な平面で切った場合のペリクル1の構成を示す断面図である。
Figure 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a
図1を参照して、本実施の形態におけるペリクル1(ペリクルの一例)は、ペリクル膜2(ペリクル膜2の一例)と、グラフェン膜3(第1のグラフェン膜の一例)と、グラフェン膜4(第2のグラフェン膜の一例)と、ボーダー5(ボーダーの一例)とを備えている。以降の説明において、ボーダー5に対するペリクル膜2の積層方向(図1中縦方向)を厚さ方向と記すことがある。
Referring to FIG. 1, pellicle 1 (an example of a pellicle) in this embodiment includes pellicle film 2 (an example of pellicle film 2), graphene film 3 (an example of a first graphene film), graphene film 4 (an example of a second graphene film), and border 5 (an example of a border). In the following description, the stacking direction of
ペリクル膜2は、露光光を透過し、フォトマスクへの異物の付着を防止する。ペリクル膜2は、SiCからなっている。ペリクル膜2は、主面2aおよび主面2bを含んでいる。EUV光の透過性およびペリクル膜2の機械的強度を確保する観点から、ペリクル膜2は、5nm以上100nm以下の厚さwを有することが好ましい。ペリクル膜2は、5nm以上30nm以下の厚さwを有することがより好ましい。ペリクル膜2は、単結晶3C-SiC、多結晶SiC、またはアモルファスSiCなどよりなっている。特に、ペリクル膜2がボーダー5の主面5aにエピタキシャル成長されたものである場合、一般的に、ペリクル膜2は3C-SiCよりなっている。
The
グラフェン膜3および4の各々は、ペリクル膜2の放熱を促進し、ペリクル膜2を保護する。グラフェン膜3はペリクル膜2の主面2aに形成されており、ペリクル膜2の主面2aと接触している。グラフェン膜4はペリクル膜2の主面2bに形成されており、ペリクル膜2の主面2bと接触している。
Each of the
ボーダー5は、ペリクル膜2の主面2b側からペリクル膜2を支持している。言い換えれば、ペリクル膜2は、ボーダー5の主面5a側に形成されている。ボーダー5は、孔51(孔の一例)を含んでいる。孔51の底部には、グラフェン膜4の主面4aが露出している。ボーダー5は、たとえばSiを含む単結晶の材料よりなっている。ボーダー5は、Siよりなっていてもよい。ボーダー5は、閉曲線の平面形状を有している。ボーダー5は主面5aおよび主面5bを含んでいる。ボーダー5がSiからなる場合、ボーダー5の主面5aには(100)面が露出している。ボーダー5がSiからなる場合、ボーダー5の主面5aには(111)面や(110)面が露出していてもよい。
The
ここでは、グラフェン膜4は、孔51の底部にのみ形成されており、ペリクル膜2とボーダー5との間には形成されていない。ペリクル膜2の主面2bとボーダー5の主面5aとは互いに接触している。グラフェン膜4は、ペリクル膜2の主面2b全体に形成されていてもよい。この場合、ペリクル膜2の主面2bとボーダー5の主面5aとはグラフェン膜4によって隔てられる。
Here, the
図2は、本発明の第1の実施の形態において、ペリクル膜2の主面2a側から見た場合のペリクル1の構成を示す平面図である。図1は、図2におけるI-I線に沿った断面図に相当する。図2では、ボーダー5の形状を示す目的で、ボーダー5は点線で示されているが、実際にはボーダー5は直接には見えない。
Figure 2 is a plan view showing the configuration of the
図2を参照して、ペリクル膜2、グラフェン膜3および4、ボーダー5、および孔51の各々は、任意の平面形状を有している。ペリクル膜2はその外周端部を閉曲線状のボーダー5によって支持されている。これにより、ペリクル膜2の機械的強度がボーダー5によって補強されている。ペリクル膜2、ならびにグラフェン膜3および4の各々は、たとえば図2(a)および図2(c)に示すように、円の平面形状を有していてもよいし、図2(b)に示すように、矩形の平面形状を有していてもよい。ボーダー5は、図2(b)に示すように、四角形状の平面形状を有していてもよいし、図2(a)および図2(c)に示すように、円の平面形状を有していてもよい。孔51は、図2(b)および図2(c)に示すように、四角形状の平面形状を有していてもよいし、図2(a)に示すように、円の平面形状を有していてもよい。
2, the
図3は、図1中A部の拡大図である。図4は、ペリクル膜2の主面2bの状態を模式的に示す図である。
Figure 3 is an enlarged view of part A in Figure 1. Figure 4 is a schematic diagram showing the state of the
図3および図4を参照して、ペリクル膜2は、ペリクル膜2の主面2bに形成された複数の突起22(突起の一例)とを含んでいる。ペリクル膜2の主面2b側から見た場合に、複数の突起22の各々は多角形状を有している。複数の突起22を構成する各辺は、特定の方位を有する結晶面によって構成されている。ここでは、ペリクル膜2の主面2b側から見た場合に、複数の突起22の各々は四角形状を有している。
Referring to Figures 3 and 4, the
複数の突起22の各々の表面の少なくとも一部は、たとえば(111)面を含んでいる。具体的には、突起22が四角形状である場合、1つの突起22における一辺は2つの結晶面221および222を含んでいる。1つの突起22は8つのSiCの結晶面221および222を含んでいる。結晶面221は、1つの突起22における外側の結晶面である。結晶面222は、1つの突起22における内側の結晶面である。結晶面221の各々は、たとえば(111)面によって構成されている。ペリクル膜2の主面2aの突起22の密度は、1×107/cm2以上1×1010/cm2以下である。
At least a portion of the surface of each of the plurality of
ペリクル膜の主面の突起の密度は、ペリクル膜の主面の平面SEM(Scanning Electron Microscope)画像もしくは鳥瞰SEM画像を撮影し、所定の領域(たとえば1μmの一辺を有する正方形の領域)に存在する突起の数を数えることにより、測定される。 The density of protrusions on the main surface of the pellicle membrane is measured by taking a planar SEM (Scanning Electron Microscope) image or a bird's-eye SEM image of the main surface of the pellicle membrane and counting the number of protrusions present in a specified area (e.g., a square area with a side of 1 μm).
上述のペリクル膜2の構成は、後述するペリクル膜2の成膜方法を採用することで実現される。ペリクル1におけるペリクル膜2は、突起22を含んでいなくてもよい。
The above-mentioned configuration of the
図5は、グラフェン膜3および4の各々を構成するグラフェンドメイン41の構成を示す断面図である。
Figure 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the
図3~図5を参照して、グラフェン膜3および4の各々は、複数のグラフェンドメイン41(グラフェンドメインの一例)を含んでいる。複数のグラフェンドメイン41の各々は厚さ方向に積層されている。1つのグラフェンドメイン41の層と、その上のグラフェンドメイン41の層とは、ファンデルワールス力によって、0.345nmの間隔をおいて形成されている。ペリクル膜2の主面2aおよび2bの各々には、複数のグラフェンドメイン41が多重に敷き詰められている。ペリクル膜2の主面2aおよび2bの各々は、複数のグラフェンドメイン41によって覆われている。グラフェン膜3および4の各々を構成する複数のグラフェンドメイン41の各々は、単結晶または多結晶である。グラフェン膜3および4の各々を構成する複数のグラフェンドメイン41(より詳細には、グラフェン膜3および4の各々の表面付近を構成する複数のグラフェンドメイン41)のうち少なくとも一部のグラフェンドメイン41は、中央部分411(第1の部分の一例)と、外周部分412(第2の部分の一例)とを含んでいる。中央部分411は、ペリクル膜2の主面2aまたは2bに沿って延在している。中央部分411は、ペリクル膜2または下層のグラフェンドメイン41と接触している。外周部分412は、中央部分411の周囲においてペリクル膜2から離れる方向に突出している。外周部分412は、グラフェンドメイン41における端部であり、ペリクル膜2から離れる方向にめくれ上がっている。
3 to 5, each of the
なお、グラフェン膜3および4のうちいずれか一方のみ(たとえばグラフェン膜4のみ)が複数のグラフェンドメイン41を含んでいてもよい。
In addition, only one of the
グラフェン膜3および4の各々におけるグラフェンドメイン41の突出した部分である外周部分412の密度は、1×106個/cm2以上1×1014個/cm2以下である。グラフェン膜3および4の各々における複数のグラフェンドメイン41の各々の粒径は、好ましくは1nm以上1μm以下であり、より好ましくは3nm以上50nm以下である。
The density of outer
グラフェン膜におけるグラフェンドメインの粒径は、グラフェン膜のラマンスペクトルに基づいて次の方法で測定される。 The particle size of the graphene domains in the graphene film is measured by the following method based on the Raman spectrum of the graphene film.
図6は、グラフェン膜のラマンスペクトルを模式的に示す図である。 Figure 6 is a schematic diagram showing the Raman spectrum of a graphene film.
図6を参照して、グラフェン膜のラマンスペクトルは、メインのピークとして、Dバンド(1350cm-1付近)と、Gバンド(1582cm-1付近)と、2Dバンド(2685cm-1付近)とを有している。Dバンドは、不規則構造または欠陥に由来するピークである。Gバンドは、グラフェンを構成するsp2結合カーボンの平面内運動に由来するピークである。Gピークの高さIGに対するDピークの高さIDの比を比ID/IGとし、ラマンスペクトル測定時の入射光の波長を波長λとした場合、グラフェンドメインの粒径GDは、以下の式(1)を用いて算出される。 6, the Raman spectrum of the graphene film has a D band (near 1350 cm -1 ), a G band (near 1582 cm -1 ), and a 2D band (near 2685 cm -1 ) as main peaks. The D band is a peak derived from an irregular structure or defects. The G band is a peak derived from the in-plane motion of sp2 bonded carbon constituting graphene. When the ratio of the height ID of the D peak to the height IG of the G peak is the ratio ID/IG and the wavelength of the incident light during the Raman spectrum measurement is the wavelength λ, the particle size GD of the graphene domain is calculated using the following formula (1).
粒径GD=(2.4×10-10(nm-3))×λ4/(比ID/IG) ・・(1) Grain size GD=(2.4×10 −10 (nm −3 ))×λ 4 /(ratio ID/IG) (1)
上記式(1)によれば、波長λが532nmであり、比ID/IGが1である場合、粒径GDは19.2nmとなる。 According to the above formula (1), when the wavelength λ is 532 nm and the ratio ID/IG is 1, the particle size GD is 19.2 nm.
上述のグラフェンドメイン41を含むグラフェン膜3および4の構成は、後述するグラフェン膜3および4の形成方法を採用することで実現される。
The configuration of the
続いて、本実施の形態におけるペリクル1の製造方法について説明する。
Next, we will explain the manufacturing method of the
図7~図10は、本発明の一実施の形態におけるペリクル1の製造方法を工程順に示す断面図である。図11は、図7中B部拡大図である。図12は、図8中C部拡大図である。図13は、図10中D部拡大図である。
Figures 7 to 10 are cross-sectional views showing the process steps of a method for manufacturing a
図7および図11を参照して、板状の基板5(基板の一例)を準備する。基板5は、孔が形成される前の状態のボーダーに相当する。次に、ペリクル膜2を基板5の主面5aに形成する。
Referring to Figures 7 and 11, a plate-shaped substrate 5 (an example of a substrate) is prepared. The
ペリクル膜2は、次のように2段階の工程で形成される。
The
1段階目の工程として、基板5の主面5aを炭化する。具体的には、1000℃以上基板5を構成する材料(ここではSi)の融点未満の温度に基板5を加熱した状態で、炭化水素分子およびH(水素)分子を含む混合ガスを基板5の主面5aに供給する。これにより、基板5の主面5aが炭化され、SiC膜23が形成される。基板5の加熱温度は、1100℃以上1300℃以下であることが好ましい。
In the first step, the
上記の条件下では、混合ガス中のC原子が基板5の主面5aのSiと反応して、SiC膜23となる。SiC膜23の形成と並行して、混合ガス中のH原子がラジカルに変化して、基板5の主面5aにおけるSiC膜23で被覆されていない部分のSiを選択的にエッチングする。これにより、基板5の主面5aに窪み53が形成される。窪み53を構成するSiの結晶面531は、(111)面などの特定の面となり、基板5の主面5aの結晶面の面方位に依存する。
Under the above conditions, C atoms in the mixed gas react with Si on the
上記の混合ガスにおけるH分子に対する炭化水素分子のモル比は、0より大きく10%以下である。これにより、混合ガス中の炭化水素分子の濃度がSiC膜を緻密に形成する濃度に達しない程度に低くなるため、SiC膜23が網目状の構造になる。その結果、網目状のSiC膜23の隙間に窪み53を形成することができる。
The molar ratio of hydrocarbon molecules to H molecules in the above mixed gas is greater than 0 and less than or equal to 10%. This makes the concentration of hydrocarbon molecules in the mixed gas low enough not to reach the concentration required to form a dense SiC film, so that the
図8および図12を参照して、2段階目の工程として、SiC膜23の主面23aにSiC膜24をエピタキシャル成長させる。SiC膜24は、網目状のSiC膜23の隙間および窪み53にも形成される。SiC膜23および24は、ペリクル膜2となる。これにより、主面2aおよび2bを含むペリクル膜2が、基板5の主面5aに形成される。基板5は、ペリクル膜2の主面2b側からペリクル膜2を支持する。SiC膜24における窪み53を埋める部分は、突起22となる。突起22はSiC膜23よりも基板5側に突出し、ペリクル膜2の主面2bの一部を構成する。突起22における基板5と接触する結晶面は、結晶面221となり、窪み53を構成するSiの結晶面531と同じ面方位を有する。窪み53の結晶面531が(111)面を含む場合には、突起22の結晶面221も(111)面を含む。ペリクル膜2の主面2aの突起22の密度は、1×107/cm2以上1×1010/cm2以下となる。
8 and 12, in the second step, the
なお、1段階目の工程で使用する混合ガスにおけるH分子に対する炭化水素分子のモル比が小さい程、基板5の主面5aに窪み53の数が増加し、ペリクル膜2の突起22の数が増加する。具体的には、混合ガスにおけるH分子に対する炭化水素分子のモル比が0より大きく10%以下である場合には、ペリクル膜2の主面2aの突起22の密度は、1×107/cm2以上1×1010/cm2以下となる。
It should be noted that the smaller the molar ratio of hydrocarbon molecules to H molecules in the mixed gas used in the first step, the more the number of
図9を参照して、基板5の主面5bの外周端部に、SiCなどよりなるマスク層91を形成する。マスク層91をマスクとして、基板5の主面5bの中央部RG1を除去する。中央部RG1の除去は任意の方法で行われ、たとえばサンドブラスト加工などの機械研磨により行われる。
Referring to FIG. 9, a
中央部RG1が除去された結果、基板5の主面5bには、基板5を構成する材料を底面とする溝52が形成される。溝52は基板5を貫通しない程度の深さを有している。溝52の存在により、基板5の中央部の厚さは、基板5の外周端部の厚さよりも薄くなる。
As a result of removing the central portion RG1, a
なお、基板5に溝52を形成した後で、ペリクル膜2が基板5の主面5aに形成されてもよい。
In addition, after forming the
図10および図13を参照して、ペリクル膜2の形成後に、基板5の一部である溝52の底面RG2をウエットエッチングにより除去する。底面RG2が除去された結果、溝52は、基板5を貫通する孔51となり、基板5はボーダー5となる。孔51の底面にはペリクル膜2の主面2bが露出する。底面RG2の除去方法としてウエットエッチングを採用することで、底面RG2の除去の際にペリクル膜2へ与えるダメージを抑止することができる。なお、任意の方法での溝52の形成を行わずに、ウエットエッチングのみを用いて板状の基板5に孔51が形成されてもよい。孔51の形成後、マスク層91を除去する。これにより、構造体1aが得られる。なお、構造体1aにおいて、マスク層91は除去されなくてもよい。
10 and 13, after the formation of the
底面RG2のウエットエッチングの際に用いる薬液としては、たとえばフッ酸および硝酸などの酸化作用のある酸を含む混酸や、水酸化カリウム(KOH)水溶液などが用いられる。ペリクル膜2がエッチングされることを抑止し、ペリクル膜2の品質を良好にするためには、基板5のウエットエッチングの薬液としてフッ酸および硝酸からなる混酸を用いることが好ましい。
The chemical used in wet etching the bottom surface RG2 may be, for example, a mixed acid containing an oxidizing acid such as hydrofluoric acid and nitric acid, or an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH). In order to prevent the
底面RG2のウエットエッチングの際は、ウエットエッチングに用いる薬液に対してペリクル膜2および基板5を相対的に動かすことにより行われることが好ましい。特に、ペリクル膜2および基板5を動かしている間に薬液から受ける圧力によりペリクル膜2が破損する事態を回避するためには、ペリクル膜2の主面2aに対して平行な平面内の方向にペリクル膜2および基板5を動かすことが好ましい。このようなウエットエッチングとして、スピンエッチングが最も好ましい。
When wet etching the bottom surface RG2, it is preferable to perform the wet etching by moving the
なお、マスク層91は、Siに対して酸化作用のある酸とフッ酸とを含む薬液と、Siに対して酸化作用の無い成分のみで構成されたアルカリ水溶液とのうち少なくともいずれか一方に対して不溶性である材料よりなっていればよい。マスク層91は、たとえばSiC、SiN、SiO2(酸化ケイ素)、またはフォトレジストなどよりなっていてもよい。
The
図10に示す構造体1aは、図1のペリクル1においてグラフェン膜3および4を省略した構造を有している。グラフェン膜3および4を省略した構造体1aをペリクルとして用いることも可能である。
The
図1を参照して、続いて、CVD(Chemical vapor deposition)法などを用いて、ペリクル膜2の主面2aにグラフェン膜3を形成し、ペリクル膜2の主面2bにグラフェン膜4を形成する。グラフェン膜3および4の形成は並行して行われることが好ましい。グラフェン膜3および4を形成する際には、1000℃以上基板5を構成する材料(ここではSi)の融点未満の温度にペリクル膜2を加熱した状態で、カーボンプリカーサおよびH分子を含む混合ガスが、ペリクル膜2の主面2aおよび主面2bの各々に供給される。
Referring to FIG. 1, a
グラフェン膜3および4の形成の際の雰囲気の圧力は、減圧、常圧、および加圧のいずれで行われてもよい。但し、ペリクル膜2の成膜装置などを使ってグラフェン膜3および4の形成を行う観点から、グラフェン膜3および4の形成の際の雰囲気の圧力は、1×10-4Pa以上2×105Pa以下の圧力であることが好ましく、1×103Pa以上2×105Pa以下の圧力であることがより好ましい。熱による基板5の変形を抑止する観点で、グラフェン膜3および4の各々を形成する際のペリクル膜2の温度は、1100℃以上1200℃以下の温度であることが好ましい。
The pressure of the atmosphere when the
カーボンプリカーサおよびH分子を含む混合ガスにおけるH分子に対するカーボンプリカーサのモル比は、たとえば0.01%以上100%以下である。カーボンプリカーサおよびH分子を含む混合ガスにおけるH分子に対するカーボンプリカーサのモル比は、0.01%以上1%以下であることが好ましく、0.1%以上0.2%以下であることがより好ましい。 The molar ratio of carbon precursor to H molecules in a mixed gas containing carbon precursor and H molecules is, for example, 0.01% or more and 100% or less. The molar ratio of carbon precursor to H molecules in a mixed gas containing carbon precursor and H molecules is preferably 0.01% or more and 1% or less, and more preferably 0.1% or more and 0.2% or less.
カーボンプリカーサとしては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、アセチレン、プロピン、ブチン、ペンチン、ヘキシン、ヘプチン、またはオクチンなどの炭化水素が用いられる。カーボンプリカーサとして、特にメタン、エタン、またはプロパンを用いることが好ましい。 As the carbon precursor, a hydrocarbon such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, ethylene, propylene, butene, pentene, hexene, heptene, octene, acetylene, propyne, butyne, pentyne, hexyne, heptyne, or octyne is used. As the carbon precursor, it is particularly preferable to use methane, ethane, or propane.
なお、グラフェン膜を形成する際のペリクル膜2の温度が低い程、グラフェン膜におけるグラフェンドメインの密度は増加し、グラフェン膜におけるグラフェンドメインの粒径は小さくなる。グラフェン膜3および4の各々を形成する際のペリクル膜2の温度が1100℃以上1200℃以下である場合、グラフェン膜3および4の各々における複数のグラフェンドメイン41の各々の粒径は、3nm以上50nm以下となる。
The lower the temperature of the
グラフェン膜3および4の形成を並行して行うために、グラフェン膜3および4の形成の際に、ペリクル膜2は次の方法で保持されることが好ましい。
In order to form the
図14は、本発明の一実施の形態において、CVD装置内でペリクル膜2を保持する方法の一例を示す平面図である。
Figure 14 is a plan view showing an example of a method for holding the
図14を参照して、CVD装置は、ペリクル膜2を保持するための保持部81を含んでいる。保持部81は、環状の外周部81aと、外周部81aの内周側端部に等間隔で設けられた複数(ここでは3つ)の突出部81bとを含んでいる。複数の突出部81bの各々は直線状であり、外周部81aの中心に向かって突出している。ペリクル膜2は、主面2aが上を向くように複数の突出部81bの各々の先端上に載置される。カーボンプリカーサおよびH分子を含む混合ガスは、ペリクル膜2の主面2a上において矢印AR1で示す方向に流される。カーボンプリカーサおよびH分子を含む混合ガスの一部は、外周部81aと複数の突出部81bとの間の空間SPを通じてペリクル膜2の主面2bに回り込む。
Referring to FIG. 14, the CVD apparatus includes a holding
上述の方法を用いることにより、カーボンプリカーサおよび水素分子を含む混合ガスがペリクル膜2の主面2aおよび2bの各々に供給される。ペリクル膜2の主面2aおよび2bの両方がカーボンプリカーサと接触する。その結果、ペリクル膜2の主面2aおよび2bの各々にグラフェン膜3および4の各々を並行して形成することができる。
By using the above-mentioned method, a mixed gas containing a carbon precursor and hydrogen molecules is supplied to each of the
[実施の形態の効果] [Effects of the embodiment]
上述の実施の形態では、ペリクル膜2の主面2aおよび2bの各々がグラフェン膜3および4の各々によって覆われる。ペリクル膜2を構成するSiCの原子間結合力と比較して、グラフェン膜3および4を構成するグラフェンの原子間結合力は強い。このため、ペリクル膜を構成するSiCの蒸発や、水素ラジカルによるペリクル膜のエッチングを防止することができる。その結果、ペリクル膜2の破損を抑止することができる。
In the above-described embodiment, each of the
加えて、グラフェン膜3および4の各々を構成する複数のグラフェンドメイン41の各々の外周部分412は、ペリクル膜2から離れる方向に突出している。突出した外周部分412の存在により、グラフェン膜3および4の表面積が増加し、ペリクル膜2の放熱効率が向上する。その結果、ペリクル膜2が高温になりにくくなり、ペリクル膜2の破損を抑止することができる。
In addition, the
さらに、ペリクル膜2の主面2bには複数の突起22が存在している。突起22の存在により、ペリクル膜2の表面積が増加し、ペリクル膜2の放熱効率が向上する。その結果、ペリクル膜2が高温になりにくくなり、ペリクル膜2の破損を抑止することができる。
Furthermore, there are
[実施例] [Example]
本願発明者らは、以下の試料1~5を作製した。
The inventors prepared the following
試料1(本発明例):上述の実施の形態に記載した製造方法を用いて、図1に示すペリクル1を製造した。基板の主面を炭化することにより第1のSiC膜を形成する工程と、第1のSiC膜の主面に第2のSiC膜をエピタキシャル成長させる工程とを含む2段階の工程で、基板の主面にペリクル膜を形成した。第1のSiC膜の形成の際には、1175℃に基板を加熱した状態で、炭化水素分子および水素分子を含む混合ガスを基板に供給した。混合ガスにおける水素分子に対する炭化水素分子のモル比を1%とした。ペリクル膜の2つの主面の各々にグラフェン膜を形成する際には、カーボンプリカーサおよび水素分子(H2分子)を含む混合ガスを、ペリクル膜の2つの主面の各々に供給した。混合ガスにおける水素分子に対するカーボンプリカーサのモル比を0.15%とした。ペリクル膜の2つの主面の各々にグラフェン膜を形成する際には、ペリクル膜の温度を1200℃に設定し、雰囲気の圧力を1×105Paに設定した。
Sample 1 (Example of the present invention): The
試料2(本発明例):図10に示す構造体1a(グラフェン膜の無いペリクル)を製造した。グラフェン膜を形成しない以外は、試料1のペリクルの製造方法と同じ方法を用いてペリクルを製造した。
Sample 2 (Example of the present invention):
試料3(本発明例):第1のSiC膜の形成の際には、炭化水素分子を含み水素分子を含まないガスを基板に供給した。これ以外は、試料1のペリクルの製造方法と同じ方法を用いてペリクルを製造した。
Sample 3 (example of the present invention): When forming the first SiC film, a gas containing hydrocarbon molecules but not hydrogen molecules was supplied to the substrate. Other than this, the pellicle was manufactured using the same method as the pellicle manufacturing method for
試料4(比較例):グラフェン膜の無いペリクルを製造した。第1のSiC膜の形成の際には、炭化水素分子を含み水素分子を含まないガスを基板に供給した。これ以外は、試料2と同じ方法でペリクルを製造した。
Sample 4 (Comparative Example): A pellicle without a graphene film was manufactured. When forming the first SiC film, a gas containing hydrocarbon molecules but not hydrogen molecules was supplied to the substrate. Other than this, the pellicle was manufactured in the same manner as
試料5(比較例):ペリクル膜の2つの主面の各々にグラフェン膜を形成する際には、カーボンプリカーサおよび水素分子を含む混合ガスを基板に供給した。混合ガスにおける水素分子に対するカーボンプリカーサのモル比を0.005%とした。これ以外は、試料3と同じ方法でペリクルを製造した。
Sample 5 (Comparative Example): When forming a graphene film on each of the two main surfaces of the pellicle film, a mixed gas containing a carbon precursor and hydrogen molecules was supplied to the substrate. The molar ratio of carbon precursor to hydrogen molecules in the mixed gas was 0.005%. Other than this, the pellicle was manufactured in the same manner as
図15は、試料1~5の観察結果および試験結果を示す図である。図16は、試料1におけるボーダー側のグラフェン膜の主面のSEM画像である。図17は、試料1の断面のSEM画像である。図17では、ボーダー側のグラフェン膜におけるグラフェンドメインの形状が点線で示されている。
Figure 15 shows the observation and test results of
図15~図17を参照して、次に本願発明者らは、SEMを用いて試料1~5の各々を観察した。グラフェン膜を含んでいる試料1、3、および5については、ボーダー側のグラフェン膜の主面を観察した。グラフェン膜を含んでいない試料2および4については、ボーダー側のペリクル膜の主面を観察した。SEMとしては、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM:JSM-6700F、日本電子株式会社、日本)を用いた。加速電圧を5kVとした。
Referring to Figures 15 to 17, the inventors of the present application next observed each of
観察の結果、試料1および2では、ペリクル膜におけるボーダー側の主面に、四角形状を有する複数の突起が生じていた。突起の密度は1×107/cm2以上1×1010/cm2以下であった。一方、試料3~5では、突起は生じていなかった。
As a result of the observation, a plurality of rectangular protrusions were generated on the main surface of the pellicle membrane on the border side in
グラフェン膜を含んでいる試料1、3、および5のうち試料1および3では、グラフェン膜全体にわたって、グラフェンドメインに突出した外周部分(図16中白い紐状の部分)が生じていた。試料5では、グラフェンドメインに突出した外周部分は生じていなかった。
Of the graphene film-containing
次に本願発明者らは、試料1および3の各々のボーダー側のグラフェン膜のラマンスペクトルを計測した。Gピークの高さIGに対するDピークの高さIDの比ID/IGに基づいて、グラフェン膜における複数のグラフェンドメインの各々の粒径およびグラフェンドメインの密度を算出した。その結果、グラフェン膜における複数のグラフェンドメインの各々の粒径は、3nm以上50nm以下であった。グラフェン膜におけるグラフェンドメインの密度は、1×106個/cm2以上3×107個/cm2以下であった。
Next, the inventors of the present application measured Raman spectra of the graphene films on the border sides of each of
次に本願発明者らは、試料1~5の各々の耐久性を評価した。試料1~5の各々を5Paの圧力の水素雰囲気に設置した状態で、27.6W/cm2の照度を有するEUV光を2.5時間にわたってペリクル膜に照射した。
Next, the inventors of the present application evaluated the durability of each of
EUV光を照射した結果、試料1のペリクル膜は破損しなかった。試料2のペリクル膜は照射開始から2.1時間後に破損した。試料3のペリクル膜は照射開始から2.4時間後に破損した。試料4のペリクル膜は照射開始から24分後に破損した。試料5のペリクル膜は照射開始から1.1時間後に破損した。
As a result of irradiation with EUV light, the pellicle film of
[その他] [others]
上述の実施の形態および実施例は、適宜組み合わせることができる。 The above-mentioned embodiments and examples can be combined as appropriate.
上述の実施の形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above-described embodiments and examples should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
1 ペリクル(ペリクルの一例)
1a 構造体(ペリクルの一例)
2 ペリクル膜(ペリクル膜の一例)
2a,2b ペリクル膜の主面
3,4 グラフェン膜(第1および第2のグラフェン膜の一例)
3a,4a グラフェン膜の主面
5 ボーダーまたは基板(ボーダーおよび基板の一例)
5a,5b ボーダーの主面
22 ペリクル膜の突起(突起の一例)
23,24 ペリクル膜のSiC膜
23a,23b SiC膜の主面
41 グラフェンドメイン(グラフェンドメインの一例)
51 ボーダーの孔(孔の一例)
52 ボーダーの溝
53 ボーダーの窪み
81 保持部
81a 保持部の外周部
81b 保持部の突出部
91 マスク層
221,222 ペリクル膜の突起を構成するSiCの結晶面
411 グラフェンドメインの中央部分(第1の部分の一例)
412 グラフェンドメインの外周部分(第2の部分の一例)
531 ボーダーの窪みを構成するSiの結晶面
RG1 ボーダーの主面の中央部
RG2 孔の底面
1 Pellicle (an example of a pellicle)
1a Structure (an example of a pellicle)
2. Pellicle membrane (an example of a pellicle membrane)
2a, 2b: Main surface of
3a, 4a Principal surface of
5a, 5b Main surface of
23, 24 SiC film of
51 Border hole (example of hole)
52
412: Outer periphery of graphene domain (an example of a second portion)
531: Si crystal plane forming the border depression RG1: Center of the border main surface RG2: Bottom surface of the hole
Claims (9)
前記ペリクル膜の前記一方の主面に形成された第1のグラフェン膜と、
前記ペリクル膜の前記他方の主面に形成された第2のグラフェン膜と、
孔を含み、前記ペリクル膜の前記他方の主面側から前記ペリクル膜を支持するボーダーとを備え、
前記第1および第2のグラフェン膜のうち少なくとも一方は、複数のグラフェンドメインを含み、
前記複数のグラフェンドメインのうち少なくとも一部のグラフェンドメインは、
第1の部分と、
前記第1の部分の周囲において前記ペリクル膜から離れる方向に突出した第2の部分とを含む、ペリクル。 A pellicle membrane including one principal surface and another principal surface and made of SiC;
A first graphene film formed on the one main surface of the pellicle film;
A second graphene film formed on the other main surface of the pellicle film;
a border including a hole and supporting the pellicle membrane from the other main surface side of the pellicle membrane;
At least one of the first and second graphene films includes a plurality of graphene domains;
At least a portion of the graphene domains among the plurality of graphene domains
A first portion; and
and a second portion protruding in a direction away from the pellicle membrane around the periphery of the first portion.
前記ペリクル膜の前記他方の主面側から見た場合に、前記複数の突起の各々は多角形状を有し、
前記ペリクル膜の前記他方の主面の突起の密度は、1×107/cm2以上1×1010/cm2以下である、請求項1に記載のペリクル。 The pellicle membrane includes a plurality of protrusions on the other main surface of the pellicle membrane,
When viewed from the other main surface side of the pellicle membrane, each of the plurality of protrusions has a polygonal shape,
2. The pellicle according to claim 1, wherein the density of protrusions on the other main surface of the pellicle membrane is 1×10 7 /cm 2 or more and 1×10 10 /cm 2 or less.
前記ボーダーは、Siを含む単結晶の材料よりなる、請求項2に記載のペリクル。 At least a portion of a surface of each of the plurality of protrusions includes a (111) plane;
The pellicle of claim 2 , wherein the border is made of a single crystal material including Si.
孔を含み、Siよりなるボーダーとを備え、
前記ボーダーは、前記ペリクル膜の前記他方の主面側から前記ペリクル膜を支持し、
前記ペリクル膜は、前記他方の主面に複数の突起を含み、
前記ペリクル膜の前記他方の主面側から見た場合に、前記複数の突起は多角形状を有し、
前記ペリクル膜の前記他方の主面の突起の密度は、1×107/cm2以上1×1010/cm2以下である、ペリクル。 A pellicle membrane including one principal surface and another principal surface and made of SiC;
a border comprising a hole and made of Si;
The border supports the pellicle membrane from the other main surface side of the pellicle membrane,
The pellicle membrane includes a plurality of protrusions on the other main surface,
When viewed from the other main surface side of the pellicle membrane, the plurality of protrusions have a polygonal shape,
A pellicle, wherein the density of protrusions on the other main surface of the pellicle membrane is 1×10 7 /cm 2 or more and 1×10 10 /cm 2 or less.
前記基板に孔を形成する工程と、
前記ペリクル膜の前記一方の主面に第1のグラフェン膜を形成する工程と、
前記ペリクル膜の前記他方の主面に第2のグラフェン膜を形成する工程とをさらに備え、
前記第2のグラフェン膜を形成する工程において、1000℃以上前記基板を構成する材料の融点未満の温度に前記ペリクル膜を加熱した状態で、カーボンプリカーサおよび水素分子を含むガスを前記ペリクル膜の前記他方の主面に供給する、ペリクルの製造方法。 The method includes forming a pellicle film made of SiC on a substrate, the pellicle film including one main surface and the other main surface, the substrate supporting the pellicle film from the other main surface side of the pellicle film;
forming a hole in the substrate;
forming a first graphene film on the one main surface of the pellicle film;
and forming a second graphene film on the other main surface of the pellicle film,
A method for manufacturing a pellicle, in which, in the step of forming the second graphene film, a gas containing a carbon precursor and hydrogen molecules is supplied to the other main surface of the pellicle film while the pellicle film is heated to a temperature of 1000° C. or higher and lower than the melting point of a material constituting the substrate.
1000℃以上前記基板を構成する材料の融点未満の温度に前記基板を加熱した状態で、炭化水素分子および水素分子を含むガスを前記基板に供給することにより、Siよりなる前記基板を炭化する工程と、
前記基板を炭化する工程の後で、SiCをエピタキシャル成長させる工程とを含み、
前記基板を炭化する工程において、炭化水素分子および水素分子を含むガスにおける水素分子に対する炭化水素分子のモル比は、0より大きく10%以下である、請求項5に記載のペリクルの製造方法。 The step of forming the pellicle membrane includes:
a step of carbonizing the substrate made of Si by supplying a gas containing hydrocarbon molecules and hydrogen molecules to the substrate while the substrate is heated to a temperature of 1000° C. or higher and lower than the melting point of a material constituting the substrate;
and epitaxially growing SiC after the step of carbonizing the substrate;
The method for manufacturing a pellicle according to claim 5 , wherein in the step of carbonizing the substrate, a molar ratio of hydrocarbon molecules to hydrogen molecules in a gas containing hydrocarbon molecules and hydrogen molecules is greater than 0 and less than or equal to 10%.
前記カーボンプリカーサおよび水素分子を含むガスにおける水素分子に対するカーボンプリカーサのモル比は、0.1%以上0.2%以下である、請求項5に記載のペリクルの製造方法。 In the step of forming the second graphene film, a gas containing the carbon precursor and hydrogen molecules is supplied in a state in which the pellicle film is heated to a temperature of 1100° C. or more and 1300 ° C. or less in an atmosphere with a pressure of 1×10 3 Pa or more and 2×10 5 Pa or less;
The method for manufacturing a pellicle according to claim 5 , wherein a molar ratio of the carbon precursor to the hydrogen molecules in the gas containing the carbon precursor and the hydrogen molecules is 0.1% or more and 0.2% or less.
前記基板に孔を形成する工程をさらに備え、
前記ペリクル膜を形成する工程は、
1000℃以上前記基板を構成する材料の融点未満の温度に前記基板を加熱した状態で、炭化水素分子および水素分子を含むガスを前記基板に供給することにより、前記基板を炭化する工程と、
前記基板を炭化する工程の後で、SiCをエピタキシャル成長させる工程とを含み、
前記基板を炭化する工程において、炭化水素分子および水素分子を含むガスにおける水素分子に対する炭化水素分子のモル比は、0より大きく10%以下である、ペリクルの製造方法。 The method includes forming a pellicle film made of SiC on a substrate made of Si, the substrate supporting the pellicle film from the other main surface side of the pellicle film;
forming a hole in the substrate;
The step of forming the pellicle membrane includes:
a step of carbonizing the substrate by supplying a gas containing hydrocarbon molecules and hydrogen molecules to the substrate while the substrate is heated to a temperature of 1000° C. or higher and lower than the melting point of a material constituting the substrate;
and epitaxially growing SiC after the step of carbonizing the substrate;
A method for manufacturing a pellicle, wherein in the step of carbonizing the substrate, a molar ratio of hydrocarbon molecules to hydrogen molecules in a gas containing hydrocarbon molecules and hydrogen molecules is greater than 0 and less than or equal to 10%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022183860A JP2024072952A (en) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | Pellicle and method for producing pellicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022183860A JP2024072952A (en) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | Pellicle and method for producing pellicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024072952A true JP2024072952A (en) | 2024-05-29 |
Family
ID=91226480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022183860A Pending JP2024072952A (en) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | Pellicle and method for producing pellicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024072952A (en) |
-
2022
- 2022-11-17 JP JP2022183860A patent/JP2024072952A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10859901B2 (en) | Pellicle for EUV lithography and method of fabricating the same | |
US8921824B2 (en) | 3-dimensional graphene structure and process for preparing and transferring the same | |
KR101981950B1 (en) | Pellicle for Extreme Ultraviolet Lithography | |
US11231647B2 (en) | Pellicle and method for manufacturing pellicle | |
TW201721282A (en) | EUV pellicle film and manufacturing method thereof | |
JP7019472B2 (en) | Method for manufacturing carbon nanotube free-standing film and method for manufacturing pellicle | |
KR20180022273A (en) | Pellicle for an Extreme Ultraviolet(EUV) Lithography and method for fabricating the same | |
KR20170126265A (en) | Pellicle for an Extreme Ultraviolet(EUV) Lithography and method for fabricating the same | |
KR20190053766A (en) | Pellicle for Extreme Ultraviolet(EUV) Lithography and Method for fabricating the same | |
JP2013084942A (en) | Three-dimensional nanostructure array | |
JP6944768B2 (en) | How to make a pellicle | |
JP2024072952A (en) | Pellicle and method for producing pellicle | |
US10866507B2 (en) | Pellicle and reticle including the same | |
TW201739948A (en) | Compound semiconductor substrate, pellicle film, and method for manufacturing compound semiconductor substrate | |
KR102681219B1 (en) | Method for manufacturing pellicle sturcture and pellicle structure manufactured by the method | |
KR102008057B1 (en) | Method for manufacturing pellicle | |
JP2023098815A (en) | Thin film for euv lithography masks and method of manufacturing thereof | |
KR101956277B1 (en) | 3-dimensional graphene structure and process for preparing and transferring the same | |
KR102482650B1 (en) | Pellicle film with BN nano structure layer for EUV(extreme ultraviolet) lithography and method for fabricating the same | |
JP2006080376A (en) | Method of forming pattern of carbonaceous film | |
JP4649919B2 (en) | Manufacturing method of stencil mask | |
JP2022125937A (en) | Pellicle, and method for manufacturing pellicle | |
KR20240039774A (en) | Fabrication method of two-dimensional semiconductor quantum dot array | |
US8689361B1 (en) | Method of making thin film probe tip for atomic force microscopy | |
JP2006021986A (en) | Method for processing silicon carbide material |