KR102100029B1 - 펠리클 구조체 및 이를 이용한 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법 - Google Patents

펠리클 구조체 및 이를 이용한 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법 Download PDF

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Abstract

루테늄(Ru)을 포함하는 제1 보호층(the first protective layer), 상기 제1 보호층 상에 제공되고, 그라파이트(Graphite) 또는 실리콘 질화물을 포함하는 코어층(core layer), 및 상기 코어층 상에 제공되고, 루테늄을 포함하는 제2 보호층(the second protective layer)을 포함하는 펠리클 구조체가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른. 펠리클 구조체를 준비하는 단계, 상기 펠리클 구조체를 마스크 상에 배치하는 단계, 극자외선 또는 심자외선을 포함하는 검사 광이 조사되어, 제1 보호층, 코어층, 및 제2 보호층을 포함하는 상기 펠리클 구조체의 멤브레인을 투과하는 단계, 상기 검사 광이 상기 마스크에서 반사되는 단계, 반사된 상기 검사 광이, 상기 펠리클 구조체의 상기 멤브레인을 재투과하는 단계, 및 재투과된 상기 검사 광을, 검출계로 수집하여, 상기 마스크의 결함 여부를 검출하는 단계를 포함하는 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법이 제공될 수 있다.

Description

펠리클 구조체 및 이를 이용한 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법{Pellicle structure and Method of inspecting mask for lithography using the pellicle structure}
본 발명은 펠리클 구조체 및 이를 이용한 리소그래피용 마스크의 결함 검사에 관련된 것으로, 상세하게는, 극자외선 및 심자외선의 투과율이 향상된 펠리클 구조체, 및 이를 이용해 리소그래피용 마스크 상에, 상기 펠리클 구조체가 배치된 상태에서 수행되는 마스크의 결함 검사 방법에 관련된 것이다.
13.5 nm 파장의 극자외선(extreme ultraviolet, EUV)을 이용한 리소그래피 기술은, 수 나노미터 이하의 패턴을 형성하는 데 적합한 기술로 주목을 받고 있다. 극자외선을 이용한 리소그래피 공정에 있어서, 결함이 없는 마스크를 유지하고, 오염으로부터 상기 마스크를 보호하기 위해서, 종래에는 리소그래피용 펠리클이 상기 마스크 상에 제공되어 사용되고 있다. 상기 리소그래피용 펠리클의 멤브레인은, 극자외선에 대한 강한 흡수력을 가지기 때문에, 매우 얇은 단층 박막 구조로 제조되었다.
그러나, 상기 단층 박막 구조로 제조된 상기 리소그래피용 펠리클의 상기 멤브레인은, 얇은 박막 구조에 의해 물리적 안정성 및 열적 안정성이 저하되고, 불필요한 화학적 반응성이 활성화되어, 상기 멤브레인의 형태가 변형되는 문제가 발생한다. 상기 문제를 개선하고자, 복수의 얇은 박막이 복수의 층으로 적층된 다층 박막 구조로, 리소그래피용 펠리클의 멤브레인을 제조하는 기술이 제안되었다.
예를 들어, 국제특허공개공보 WO 2017142141 A1에는, 유기물 기판을 제조하는 단계, 상기 유기물 기판 위에 무기 박막 층을 형성하는 단계, 무기 박막 층이 형성된 유기물 기판을 펠리클 프레임에 부착하는 단계, 및 건식 애싱(dry ashing) 공정을 통해서 상기 유기물 기판의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는 극자외선용 펠리클의 제조 방법이 개시되어 있다.
현재까지는 기술적인 한계로 인하여, 극자외선 리소그래피용 펠리클에 대한 연구는, 초기 개발 단계에 있으며, 상기 극자외선 리소그래피용 펠리클의 기본 특성에 대한 검사 기술 조차 확립되지 않은 상태이다. 이러한 이유로, 종래에는 자외선(ultraviolet, UV)을 이용해 극자외선 리소그래피용 펠리클 및 마스크를 검사하는 방법이 사용되고 있다.
하지만, 종래의 다층 박막 구조의 리소그래피용 펠리클은, 극자외선에 대한 투과율이 매우 낮아, 극자외선 리소그래피용 마스크의 결함 검사를 하기 위해서는, 상기 극자외선 리소그래피용 마스크 상에 제공된 상기 리소그래피용 펠리클을 제거해야 하므로 비효율적인 문제가 있다. 또한, 상기 다층 박막 구조의 리소그래피용 펠리클은, 193 nm의 심자외선(deep ultraviolet, DUV)에 대한 투과율도 매우 낮아, 상기 극자외선 리소그래피용 마스크의 결함 검사를 하기 위해서, 상기 극자외선 리소그래피용 마스크 상에 제공된 상기 리소그래피용 펠리클을 제거해야만 하므로, 역시 비효율적인 문제가 있다.
이에 따라, 극자외선 투과율뿐만 아니라, 심자외선 투과율도 향상된 펠리클 구조체의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 다층 박막 구조의 펠리클 멤브레인을 포함하는 펠리클 구조체를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 극자외선(EUV))에 대한 투과율이 향상된 펠리클 구조체를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 심자외선(DUV)에 대한 투과율이 향상된 펠리클 구조체를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 방사율이 향상된 펠리클 구조체를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 열적 안정성이 향상된 펠리클 구조체를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 물리적 안정성이 향상된 펠리클 구조체를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 마스크 상에 펠리클 구조체가 배치된 상태에서 마스크의 결함 검사가 수행되는 것을 포함하는 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하기 위한 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 펠리클 구조체를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클 구조체는, 루테늄(Ru)을 포함하는 제1 보호층(the first protective layer), 상기 제1 보호층 상에 제공되고, 그라파이트(Graphite) 또는 실리콘 질화물을 포함하는 코어층(core layer), 및 상기 코어층 상에 제공되고, 루테늄을 포함하는 제2 보호층(the second protective layer)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께는 서로 동일하고, 상기 코어층의 두께는, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께의 합보다 두꺼울 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 보호층 또는 상기 제2 보호층의 두께가 0.5 nm 이상 및 2.0 nm 미만인 범위에서, 상기 코어층의 두께가, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께의 합보다 크고, 극자외선(Extreme-ultraviolet, EUV) 투과율이 85 % 이상일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 코어층이, 두께가 8 nm인 그라파이트이고, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께가 1.5 nm인 경우, 극자외선 투과율이 90 % 이상일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 코어층이, 두께가 18 nm인 그라파이트이고, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께가 1.5 nm인 경우, 극자외선 투과율이 85 % 이상일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 코어층이, 두께가 5 nm인 실리콘 질화물이고, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께가 1.5 nm인 경우, 극자외선 투과율이 90 % 이상일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 코어층이, 두께가 12 nm인 실리콘 질화물이고, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께가 1.5 nm인 경우, 극자외선 투과율이 85 % 이상일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클 구조체는, 심자외선(deep ultraviolet, DUV) 투과율이 40 % 이상일 수 있다.
상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법은, 펠리클 구조체를 준비하는 단계, 상기 펠리클 구조체를 마스크 상에 배치하는 단계, 극자외선 또는 심자외선을 포함하는 검사 광이 조사되어, 제1 보호층, 코어층, 및 제2 보호층을 포함하는 상기 펠리클 구조체의 멤브레인을 투과하는 단계, 상기 검사 광이 상기 마스크에서 반사되는 단계, 반사된 상기 검사 광이, 상기 펠리클 구조체의 상기 멤브레인을 재투과하는 단계, 및 재투과된 상기 검사 광을, 검출계로 수집하여, 상기 마스크의 결함 여부를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 극자외선 및 심자외선이 상기 펠리클 구조체의 상기 멤브레인을 투과하여, 상기 마스크 상에 상기 펠리클 구조체가 배치된 상태에서 결함 검사가 수행될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클 구조체의 상기 멤브레인은, 극자외선 투과율이 85 % 이상이고, 심자외선 투과율이 40 % 이상일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 루테늄(Ru)을 포함하는 제1 보호층(the first protective layer), 상기 제1 보호층 상에 제공되고, 그라파이트(Graphite) 또는 실리콘 질화물을 포함하는 코어층(core layer), 및 상기 코어층 상에 제공되고, 루테늄을 포함하는 제2 보호층(the second protective layer)을 포함하는 펠리클 구조체가 제공될 수 있다. 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께는 서로 동일하고, 상기 코어층의 두께는, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께의 합보다 두꺼운 것에 따라, 극자외선 투과율 및 심자외선 투과율이 향상된 펠리클 구조체를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 펠리클 구조체를 준비하는 단계, 상기 펠리클 구조체를 마스크 상에 배치하는 단계, 극자외선 또는 심자외선을 포함하는 검사 광이 조사되어, 제1 보호층, 코어층, 및 제2 보호층을 포함하는 상기 펠리클 구조체의 멤브레인을 투과하는 단계, 상기 검사 광이 상기 마스크에서 반사되는 단계, 반사된 상기 검사 광이, 상기 펠리클 구조체의 상기 멤브레인을 재투과하는 단계, 및 재투과된 상기 검사 광을, 검출계로 수집하여, 상기 마스크의 결함 여부를 검출하는 단계를 포함하는 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법이 제공될 수 있다. 이에 따라, 극자외선 및 심자외선이 상기 펠리클 구조체의 상기 멤브레인을 투과하여, 상기 마스크 상에 상기 펠리클 구조체가 배치된 상태에서 마스크의 결함 검사가 수행되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체를 이용한 리소그래피 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 소스로부터 방출된 검사 광이, 종래의 펠리클 구조체에서 반사되는 경로를 나타낸 개략도이다.
도 4는 다양한 파장 영역에서 실리콘(Si)의 흡광 계수 및 계산된 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 13.5 nm의 파장에서 다양한 펠리클 구조체 재료들의 굴절률 및 흡광 계수를 나타낸 도표이다.
도 6은 193 nm의 파장에서, 입사각 및 편광에 의한, 단층 박막 실리콘 질화물 펠리클의 투과율 및 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예 1-1, 1-2 및 1-3에 따른 펠리클 구조체의 입사각에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예 2-1 및 2-2 따른 펠리클 구조체의 입사각에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 펠리클 구조체 재료들의 계산된 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 10(a)는 s-편광에서, 펠리클 구조체 재료들의 계산된 심자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 10(b)는 p-편광에서, 펠리클 구조체 재료들의 계산된 심자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명에 따른 펠리클 구조체의 제1 및 제2 보호층의 재료로 선정된, 실리콘 질화물, 탄화붕소, 및 루테늄의 두께에 따른 방사율을 나타낸 그래프이다.
도 12는 소스로부터 방출된 검사 광이, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체를 투과하는 경로를 나타낸 개략도이다.
도 13은 리소그래피용 마스크에서, 입사각 및 편광에 의해 계산된 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 14는 90 % 이상의 극자외선 투과율을 획득하기 위해, 193 nm의 파장에서, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 심자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 15는 90 % 이상의 극자외선 투과율을 획득하기 위해, 193 nm의 파장에서, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 계산된 최종 심자외선 강도를 나타낸 그래프이다.
도 16은 90 % 이상의 극자외선 투과율을 획득하기 위해, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 열 응력을 나타낸 그래프이다.
도 17은 85 % 이상의 극자외선 투과율을 획득하기 위해, 193 nm의 파장에서, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 계산된 최종 심자외선 강도를 나타낸 그래프이다.
도 18은 85 % 이상의 극자외선 투과율을 획득하기 위해, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 열 응력을 나타낸 그래프이다.
도 19는 본 발명의 실시 예 1-1-3 내지 실시 예 5-3에 따른 펠리클 구조체의 코어층 두께에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 20은 본 발명의 실시 예 1-1-4 내지 실시 예 5-4에 따른 펠리클 구조체의 코어층 두께에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 21은 본 발명의 실시 예 1-1-5 내지 실시 예 5-5에 따른 펠리클 구조체의 코어층 두께에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 22는 본 발명의 실시 예 1-1-6 내지 실시 예 5-6에 따른 펠리클 구조체의 코어층 두께에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체를 이용한 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체는, 제1 보호층(the first protective layer, 110), 상기 제1 보호층(110) 상에 제공된 코어층(core layer, 130), 및 상기 코어층(130) 상에 제공되는 제2 보호층(the second protective layer, 120)을 포함하는 펠리클 멤브레인(100)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 보호층(110) 및 제2 보호층(120)은, 방사율이 높고, 이에 따라, 열적 안정성 및 물리적 안정성이 향상된 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)은, 실리콘 질화물(SiNx, 1≤x<2), 탄화붕소(B4C), 및 루테늄(Ru) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)은, 수 나노미터(nanometer) 단위의 두께를 갖는 박막(thin film)일 수 있다. 또한, 상기 제1 보호층(110) 및 상기 제2 보호층(120)의 두께는 서로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)은, 0.5 nm 이상 및 2.0 nm 미만 범위의 두께를 갖는 박막일 수 있다. 만약, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)의 두께가 2.0 nm 이상인 경우, 상기 펠리클 멤브레인(100)의 상기 극자외선에 대한 투과율이 낮아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)의 두께가 0.5 nm 이상 및 2.0 nm 미만인 경우, 극자외선 투과율이 90 % 이상일 수 있다. 반면에, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)의 두께가 2.0 nm 이상인 경우, 극자외선 투과율이 90 % 미만일 수 있다. 또는 만약, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)의 두께가 0.5 nm 미만인 경우, 얇은 박막 구조에 의해 물리적 안정성 및 열적 안정성이 저하되고, 불필요한 화학적 반응성이 활성화되어, 상기 펠리클 멤브레인(100)의 구조가 물리적 및 화학적으로 변형될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)이 루테늄을 포함하는 경우, 방사율이 높고, 이에 따라, 열적 및 물리적 안정성이 향상된 상기 펠리클 구조체의 상기 펠리클 멤브레인(100)를 제조하는 것이 가능하다. 그러나, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)이, 두께가 2 nm 이상인 루테늄을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)이, 두께가 2 nm 미만인 루테늄을 포함하는 경우보다, 13.5 nm의 파장에서 흡광 계수가 크다. 이에 따라, 두께가 2 nm 이상인 루테늄을 포함하는 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)을 제조하는 경우, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)을 포함하는 상기 펠리클 멤브레인(100)의 극자외선 투과율이 상대적으로 낮아 질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)이 루테늄을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)의 두께가 2.0 nm 미만일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 코어층(130)은, 상기 제1 보호층(110) 상에 제공되고, 지르코늄(Zr), 실리콘 질화물(SiNx, 1≤x<2), 실리콘 카바이드(SiC), 그라파이트(Graphite), 및 몰리브데늄 실리사이드(MoSix, 1≤x≤2) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 코어층(130)은, 수 나노미터 내지 수십 나노미터 단위의 두께를 갖는 박막일 수 있다. 또한, 상기 코어층(130)의 두께는, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)의 두께의 합보다 두꺼울 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 코어층(130)의 두께가 두꺼워질수록, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 펠리클 멤브레인(100)의 상기 극자외선에 대한 투과율이 낮아질 수 있다. 예를 들어, 상기 코어층(130)이, 두께가 8 nm인 그라파이트이고, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)의 두께가 1.5 nm인 경우, 극자외선 투과율이 90 % 이상일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 코어층(130)이, 두께가 18 nm인 그라파이트이고, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)의 두께가 1.5 nm인 경우, 극자외선 투과율은 85 % 이상으로, 상기 코어층(130)이, 두께가 8 nm인 그라파이트인 경우보다, 상기 극자외선에 대한 투과율이 낮아질 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 펠리클 멤브레인(100)의 상기 제1 보호층(110) 및 상기 제2 보호층(120)의 두께는 서로 동일할 수 있고, 상기 코어층(130)의 두께는, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)의 두께의 합보다 두꺼울 수 있다. 또한, 나노미터 단위의 두께를 갖는 복수의 박막들(상기 제1 보호층(110), 상기 코어층(130), 및 상기 제2 보호층(120))이 차례로 적층된, 나노미터 단위의 두께를 갖는 다층 박막 구조(multi-stack membrane)일 수 있다. 이에 따라, 상기 펠리클 멤브레인(100)은, 상기 극자외선에 대한 투과율이 높을 뿐만 아니라, 심자외선(deep ultraviolet, DUV)에 대한 투과율도 높을 수 있다. 상기 심자외선의 파장은 193 nm일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클 멤브레인(100)의 상기 심자외선에 대한 투과율은 40 % 이상일 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 펠리클 멤브레인(100)은, 극자외선 및 심자외선에 대한 투과율이 높기 때문에, 리소그래피용 마스크의 결함 검사에 있어서, 상기 펠리클 구조체의 제거가 불필요하다. 다시 말해, 상기 극자외선 및 상기 심자외선이 상기 펠리클 구조체의 상기 펠리클 멤브레인(100)을 투과하는 것에 따라, 상기 리소그래피용 마스크 상에 상기 펠리클 구조체가 배치된 상태에서, 상기 리소그래피용 마스크의 결함 검사가 수행될 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체를 이용하여 실리콘 기판 상에 미세 패턴을 전사하는 방법이 설명된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체를 이용한 리소그래피 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 마스크 패턴(mask pattern, 210)이 형성된 마스크(mask, 200) 상에 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체가 배치될 수 있다. 다시 말해서, 상기 마스크(200)의 일면(200a)과 상기 펠리클 구조체의 상기 펠리클 멤브레인(100)의 상기 제1 보호층(110)의 일면(110a)이 서로 대응하여 배치될 수 있다. 상기 펠리클 멤브레인(100)의 가장자리에 지지대(230, pellicle frame)가 배치될 수 있다. 상기 지지대(230)에 의해, 상기 마스크(200) 상에 상기 제1 보호층(110)은 분리되어 배치될 수 있다. 다시 말해서, 상기 마스크(200) 상에 상기 펠리클 멤브레인(100)이 분리되어 배치될 수 있다.
상기 펠리클 멤브레인(100)으로 극자외선 광이 입사될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 극자외선의 파장은 13.5 nm일 수 있다. 상기 펠리클 멤브레인 (100)로 입사되는 상기 극자외선 광은, 상기 펠리클 멤브레인(100)을 통과한 후, 상기 마스크(200)에 도달될 수 있다. 상기 마스크(200)의 상기 마스크 패턴(210)에 대응하여 반사된 상기 극자외선 광은, 다시 상기 펠리클 멤브레인(100)을 통과한 후, 반사형 광학 거울(250)을 경유하여, 실리콘 웨이퍼(silicon wafer, 300) 상에 도달될 수 있다. 이에 따라, 상기 실리콘 웨이퍼(300) 상에 상기 마스크(200)의 상기 마스크 패턴(210)에 대응하는 패턴이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 실리콘 웨이퍼(300) 상에 형성된 상기 패턴의 크기는 수 나노미터 이하일 수 있다.
상술된 바와 같이, 상기 마스크(200) 상에 상기 펠리클 구조체가 배치될 수 있다. 이에 따라, 극자외선 리소그래피 공정에서 발생하는 오염물질이 상기 마스크(200) 상에 부착되는 것을 최소화할 수 있다. 다시 말해서, 상기 극자외선 리소그래피 공정에서 발생하는 오염물질은 상기 마스크(200) 상에 배치된 상기 펠리클 멤브레인(100) 상에 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(200) 상에 부착된 상기 오염물질에 의해, 상기 마스크(200)로부터 반사되는 상기 극자외선 광의 경로가 변경되는 것을 방지할 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 종래의 극자외선 리소그래피 공정에서는 상기 극자외선에 대한 투과율을 향상시키기 위해, 나노미터 단위의 얇은 두께를 갖는 단층 박막 구조의 펠리클이 이용된다. 이 경우, 나노미터 단위의 두께를 갖는 상기 단층 박막 구조로 인해, 상기 단층 박막이 중력에 의해 물리적으로 변형되고, 파괴될 수 있다. 또한, 상기 단층 박막이 공기 중 산소(O2)에 의해 산화되어, 상기 단층 박막 구조에 변형이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 펠리클을 통과하여 마스크 패턴에 도달된 후, 반사되는 상기 극자외선의 광의 경로가 변경되어 실리콘 기판 상에 왜곡된 형상의 패턴이 형성될 수 있다.
하지만, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체는, 마스크(200) 상에 배치되고, 루테늄을 포함하는 제1 보호층(110), 상기 제1 보호층(110) 상에 제공되고, 그라파이트 또는 실리콘 질화물을 포함하는 코어층(130), 및 상기 코어층(130) 상에 제공되고, 루테늄을 포함하는 제2 보호층(120)을 포함하는 펠리클 멤브레인(100)을 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 멤브레인(100)는, 나노미터 단위의 두께를 갖는 복수의 박막들(상기 제1 보호층(110), 상기 코어층(130), 및 상기 제2 보호층(120))이 차례로 적층된, 나노미터 단위의 두께를 갖는 다층 박막 구조이기 때문에, 물리적 안정성이 향상될 수 있고, 상기 다층 박막 구조의 변형을 방지할 수 있다. 이에 따라, 극자외선 리소그래피 공정 시, 실리콘 기판 상에 형성되는 패턴의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 멤브레인(100)의 상기 제1 보호층(110) 및 상기 제2 보호층(120)의 두께는 서로 동일할 수 있고, 상기 코어층(130)의 두께는, 상기 제1 및 제2 보호층(110, 120)의 두께의 합보다 두꺼울 수 있다. 나노미터 단위의 두께를 갖는 복수의 박막들(상기 제1 보호층(110), 상기 코어층(130), 및 상기 제2 보호층(120))이 차례로 적층된, 나노미터 단위의 두께를 갖는 다층 박막 구조이므로, 상기 극자외선에 대한 투과율이 높을 뿐만 아니라, 심자외선에 대한 투과율도 높고, 중력에 의한 상기 펠리클 멤브레인(100)의 물리적 변형 및 파괴를 최소화할 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체를 제조하기 위한 방법이 설명된다.
도 3은 소스로부터 방출된 검사 광이, 종래의 펠리클 구조체에서 반사되는 경로를 나타낸 개략도이다.
도 3을 참조하면, 소스로부터 방출된 상기 검사 광, 즉 193 nm의 심자외선은, 상기 펠리클의 멤브레인을 투과하지 못하고, 상기 펠리클의 멤브레인 표면에서 반사되는 것을 알 수 있다. 다시 말해, 종래의 펠리클은 심자외선 파장을 투과시키지 못하기 때문에, 리소그래피용 공정에 사용되는 마스크에 대한 결함 검사를 하기 위해서는, 상기 펠리클을 필수적으로 제거해야만 한다.
도 4는 다양한 파장 영역에서 실리콘(Si)의 흡광 계수 및 계산된 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, 상기 그래프를 통해 흑색 선의 흡광 계수, 및 청색 선의 계산된 투과율을 확인할 수 있다. 도 4를 통해 알 수 있듯이, 실리콘의 심자외선 투과율은 거의 0에 가까운 반면에, 극자외선 투과율은 상대적으로 높다. 종래에는, 13.5 m의 파장, 즉 극자외선 파장에서, 다른 물질에 비해 실리콘이 낮은 흡광 계수를 가지기 때문에, 실리콘 기반 리소그래피용 펠리클이 사용되어 왔다. 상술된 바와 같이, 극자외선 파장에서, 낮은 흡광 계수를 가지는 실리콘의 광학적 특성으로 인해, 종래의 리소그래피용 펠리클은, 실리콘을 단층으로 포함하여 제조되거나, 또는 실리콘을 코어층으로 포함하는 복수의 층으로 제조되어 왔다.
그러나, 종래의 실리콘 기반 리소그래피용 펠리클은, 193 nm의 파장, 즉 심자외선 파장을 투과시키지 못하기 때문에, 리소그래피 공정에 사용되는 마스크에 대한 결함 검사를 하기 위해서는, 상술된 바와 같이, 상기 펠리클을 필수적으로 제거해야만 하므로 비효율적인 문제가 있다. 반면에, 본 발명의 실시 예에 따르면, 리소그래피용 마스크의 결함 검사에서, 펠리클을 제거하지 않아도, 상기 마스크의 결함 검사가 가능하도록, 심자외선에 대한 투과율이 향상된 펠리클 구조체를 제조하는 것이 가능하다.
도 5는 13.5 nm의 파장에서 다양한 펠리클 구조체 재료들의 굴절률 및 흡광 계수를 나타낸 도표이다.
도 5를 참조하면, 단결정 실리콘(single-crystalline silicon, c-Si), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon, pSi), 실리콘 질화물(SiNx, 1≤x<2) 및 지르코늄(Zr)을 포함하는 다양한 펠리클 구조체 재료들(청색 공표)을 확인할 수 있다. 또한, 탄화 규소(SiC), 그라파이트(Graphite), 및 몰리브데늄 실리사이드(MoSix, 1≤x≤2)을 포함하는 다양한 펠리클 구조체 재료들(적색 별표)을 확인할 수 있다.
도 5를 통해 알 수 있듯이, 13.5 nm의 파장에서 흡광 계수가 낮아 높은 극자외선 투과율을 얻을 수 있고, 굴절률이 1에 가까워 펠리클의 표면에서 극자외선 반사율을 줄이는 것이 가능한, 상기 펠리클 구조체 재료들이, 상술된 실리콘을 대체하는, 펠리클 구조체의 새로운 재료들로 이용될 수 있다.
극자외선을 이용한 리소그래피 공정에 사용되는 반사 광학 시스템의 경우, 소스로부터 방출된 극자외선은, 리소그래피용 펠리클을 두 차례 투과한다. 상기 리소그래피 공정에서, 상기 페리클의 극자외선 투과율이 낮은 경우에, 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위해서 높은 방사선량 에너지가 필요하고, 상기 페리클의 극자외선 투과율이 낮은 것에 따라, 웨이퍼 수율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 상기 문제를 해결하기 위해, 리소그래피용 펠리클은 극자외선 투과율이 높아야 한다. 이에 따라, 하기 [표 1]과 같이, 극자외선 투과율이 90 % 이상인 펠리클 구조체를 제조하는 기술의 개발이 필요하다.
Product phase EUV transmission Transmission non-uniformity Power capability
Pilot > 80 % 1 % > 125 W
Product 88 % 0.4 % 250 W
Future (target) 90 % 0.4 % 250 W
또한, 소스로부터 방출된 심자외선도, 상기 펠리클을 두 차례 투과하므로, 상기 펠리클 구조체는 심자외선 투과율도 높아야 한다. 그리고, 마스크의 결함 검사 공정이 진행되는 동안, 뚜렷한 검사 이미지를 획득하기 위해서는, 검사 광 손실이 최소화되어야만 한다. 이에 따라, 극자외선 펠리클의 심자외선 투과율은 매우 높아야만 한다.
도 6은 193 nm의 파장에서, 입사각 및 편광에 의한, 단층 박막 실리콘 질화물 펠리클의 투과율 및 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 상기 그래프를 통해 청색 선의 투과율, 및 적색 선의 반사율을 확인할 수 있다. 실선은 p-편광(평행 편광)을 나타내고, 점선은 s-편광(수직 편광)을 나타낸다. 도 6을 통해 알 수 있듯이, 상기 단층 박막 실리콘 질화물 펠리클의 심자외선 투과율은, 약 70 °의 입사각에서 약 40 %인 것에 따라, 본 발명의 실시 예에 따르면, 심자외선 투과율이 40 % 이상인 펠리클 구조체를 제조하는 것이 가능하다.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체에 대한 구체적인 실험 예가 설명된다.
실시 예 1-1에 따른 펠리클 구조체의 제조
그라파이트를 포함하는 코어층을 준비하였다.
루테늄을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
상기 제1 보호층 상에 상기 코어층을 제공하고, 상기 코어층 상에 상기 제2 보호층을 제공하여, 실시 예 1-1에 따른 펠리클 구조체(Graphite-Ru)를 제조하였다.
실시 예 1-2에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1에서, 실리콘 질화물을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1과 동일한 방법으로, 실시 예 1-2에 따른 펠리클 구조체(Graphite-SiNx)를 제조하였다.
실시 예 1-3에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1에서, 탄화붕소를 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1과 동일한 방법으로, 실시 예 1-3에 따른 펠리클 구조체(Graphite-B4C)를 제조하였다.
실시 예 2-1에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1에서, 실리콘 질화물을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1과 동일한 방법으로, 실시 예 2-1에 따른 펠리클 구조체(SiNx-Ru)를 제조하였다.
실시 예 2-2에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 2-1에서, 탄화붕소를 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
이후, 실시 예 2-1과 동일한 방법으로, 실시 예 2-2에 따른 펠리클 구조체(SiNx-B4C)를 제조하였다.
본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체는 하기의 [표 2]와 같이 정리될 수 있다.
코어층 제1 및 제2 보호층
실시 예 1-1(Graphite-Ru) Graphite Ru
실시 예 1-2 (Graphite-SiNx) Graphite SiNx
실시 예 1-3 (Graphite-B4C) Graphite B4C
실시 예 2-1 (SiNx-Ru) SiNx Ru
실시 예 2-2 (SiNx-B4C) SiNx B4C
도 7은 본 발명의 실시 예 1-1, 1-2 및 1-3에 따른 펠리클 구조체의 입사각에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이고, 도 8은 본 발명의 실시 예 2-1 및 2-2 따른 펠리클 구조체의 입사각에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 7 및 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예 1 내지 5에 따른 펠리클 구조체의 극자외선 투과율은, 모두 90 % 이상인 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 열적 특성을 알아보기 위해, 온도에 따른 열 응력을 측정하였다. 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 열 응력은 하기의 [표 3]과 같이 나타낼 수 있다.
온도 [K] 열 응력 [MPa]
실시 예 1-1(Graphite-Ru) 690.62 43.79
실시 예 1-2 (Graphite-SiNx) 2843.90 5926.80
실시 예 1-3 (Graphite-B4C) 942.75 128.69
실시 예 2-1 (SiNx-Ru) 677.76 32.59
실시 예 2-2 (SiNx-B4C) 924.23 46.91
[표 3]을 통해, 본 발명의 실시 예 2-1에 따른 펠리클 구조체의 열 응력이 가장 낮고, 이어서 본 발명의 실시 예 1-1에 따른 펠리클 구조체의 열 응력이 낮은 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 펠리클 구조체의 경우, 그라파이트를 코어층으로 사용하는 경우, 루테늄을 제1 및 제2 보호층으로 사용하는 펠리클 구조체의 열적 안정성이 가장 우수하고, 실리콘 질화물을 코어층으로 사용하는 경우, 마찬가지로 루테늄을 제1 및 제2 보호층으로 사용하는 펠리클 구조체의 열적 안정성이 가장 우수한 것을 확인할 수 있다.
도 9는 펠리클 구조체 재료들의 계산된 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 10(a)는 s-편광에서, 펠리클 구조체 재료들의 계산된 심자외선 투과율을 나타낸 그래프이고, 도 10(b)는 p-편광에서, 펠리클 구조체 재료들의 계산된 심자외선 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 11은 본 발명에 따른 펠리클 구조체의 제1 및 제2 보호층의 재료로 선정된, 실리콘 질화물, 탄화붕소, 및 루테늄의 두께에 따른 방사율을 나타낸 그래프이다.
도 9를 참조하면, 하기 [표 4]와 같이, 펠리클 구조체 재료들의 극자외선 투과율을 계산할 수 있다.
Membrane thickness @85 % EUV transmission(nm) Membrane thickness @90 % EUV transmission(nm)
1st Generation candidates c-Si 97.5 63.2
pSi 83.5 54.2
Zr 45.7 29.8
SiNx 18.8 12.1
2nd Generation candidates SiC 36.5 23.6
Graphite 25.2 16.3
MoSix 40.7 26.3
도 9 내지 도 11, 및 [표 4]를 참조하여, 본 발명에 따른 펠리클 구조체의 재료 및 두께를 선정하였다.
본 발명에 따른 펠리클 구조체의 코어층의 재료로, 지르코늄, 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드, 그라파이트, 및 몰리브데늄 실리사이드를 선정하고, 본 발명에 따른 펠리클 구조체의 제1 및 제2 보호층으로 실리콘 질화물, 탄화붕소, 및 루테늄을 선정하였다. 상기 제1 및 제2 보호층은, 방사율이 높고, 이에 따라, 열적 및 물리적 안정성이 향상될 수 있다. 높은 방사율을 얻기 위해, 상기 제1 및 제2 보호층의 두께의 합은 4 nm로 고정하였다.
도 11을 참조하면, 루테늄의 방사율이 가장 높은 것을 확인할 수 있고, 이에 따라, 루테늄을 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 제1 및 제2 보호층의 재료로 선정하였다. 그러나, 상술된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 보호층의 두께가 2 nm 이상인 루테늄인 경우, 상기 제1 및 제2 보호층의 두께가 2 nm 미만인 루테늄인 경우보다, 13.5 nm의 파장에서 흡광 계수가 크다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 보호층의 두께의 합이 4 nm 이상인 루테늄을 포함하는 상기 펠리클 멤브레인을 제조하는 경우, 상기 펠리클 멤브레인의 극자외선 투과율이 상대적으로 낮아 질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 보호층이 루테늄을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 보호층의 두께의 합이 4 nm 미만일 수 있다. 루테늄을 포함하는 상기 제1 및 제2 보호층의 두께에 따른 상기 펠리클 구조체의 특성에 대해서는 후술하기로 한다.
도 12는 소스로부터 방출된 검사 광이, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체를 투과하는 경로를 나타낸 개략도이다.
도 12를 참조하면, 소스로부터 방출된 상기 검사 광, 즉 심자외선은, 상술된 바와 같이, 상기 펠리클을 두 차례 투과하는 것을 알 수 있다. 다시 말해, 소스로부터 방출된 상기 심자외선이 상기 펠리클 구조체의 멤브레인을 투과하고, 투과된 상기 심자외선이 리소그래피용 마스크의 표면에서 반사되고, 반사된 상기 심자외선이 상기 펠리클의 멤브레인을 재투과하는 경로를 거친다.
도 13은 리소그래피용 마스크에서, 입사각 및 편광에 의해 계산된 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 광학 특성을 평가하기 위해, 검사 광이 광학계를 투과한 후의 잔류 강도를 고려하여, 최종 심자외선 강도를 계산하였다. 다시 말해, 소스로부터 방출된 검사 광이, 리소그래피용 마스크의 표면에서 반사되는 것을 통해, 상기 리소그래피용 마스크의 입사각 및 편광에 의한 심자외선 반사율을 계산할 수 있다. 상기 심자외선 반사율을 바탕으로, 193 nm의 파장에서, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 최종 심자외선 강도를 계산하였다.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체에 대한 구체적인 실험 예가 추가 설명된다.
실시 예 1-1-1에 따른 펠리클 구조체의 제조
두께가 8 nm인 그라파이트를 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 1.5 nm인 루테늄을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
상기 제1 보호층 상에 상기 코어층을 제공하고, 상기 코어층 상에 상기 제2 보호층을 제공하여, 실시 예 1-1-1에 따른 펠리클 구조체(Graphite-based)를 제조하였다.
실시 예 2-1-1에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-1에서, 두께가 5 nm인 실리콘 질화물을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-1과 동일한 방법으로, 실시 예 2-1-1에 따른 펠리클 구조체(SiNx-based)를 제조하였다.
실시 예 3-1에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-1에서, 두께가 10 nm인 지르코늄을 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 4 nm인 실리콘 질화물을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-1과 동일한 방법으로, 실시 예 3-1에 따른 펠리클 구조체(Zr-based)를 제조하였다.
실시 예 4-1에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-1에서, 두께가 12 nm인 몰리브데늄 실리사이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-1과 동일한 방법으로, 실시 예 4-1에 따른 펠리클 구조체(MoSix-based)를 제조하였다.
실시 예 5-1에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-1에서, 두께가 8 nm인 실리콘 카바이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 4 nm인 실리콘 질화물을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-1과 동일한 방법으로, 실시 예 5-1에 따른 펠리클 구조체(SiC-based)를 제조하였다.
비교 예 1에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-1에서, 두께가 19.6 nm인 실리콘 질화물을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 상술된 실시 예 1-1-1과는 달리, 제1 및 제2 보호층을 제공하지 않고, 비교 예 1에 따른 펠리클 구조체(IBM)를 제조하였다.
비교 예 2에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-1에서, 두께가 45 nm인 다결정 실리콘을 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 4 nm인 실리콘 질화물을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-1과 동일한 방법으로, 비교 예 2에 따른 펠리클 구조체(ASML)를 제조하였다.
비교 예 3에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-1에서, 두께가 40 nm인 단결정 실리콘을 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 4 nm인 탄화붕소를 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-1과 동일한 방법으로, 비교 예 3에 따른 펠리클 구조체를 제조(SAMSUNG)하였다.
본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체는 하기의 [표 5]와 같이 정리될 수 있다.
코어층 제1 및 제2 보호층
재료 두께 [nm] 재료 두께 [nm]
실시 예 1-1-1(Graphite-based) Graphite 8 Ru 1.5
실시 예 2-1-1 (SiNx-based) SiNx 5 Ru 1.5
실시 예 3-1 (Zr-based) Zr 10 SiNx 4
실시 예 4-1 (MoSix-based) MoSix 12 Ru 1.5
실시 예 5-1 (SiC-based) SiC 8 SiNx 4
비교 예 1(IBM) SiNx 19.6 N/A -
비교 예 2(ASML) pSi 45 SiNx 4
비교 예 3(SAMSUNG) c-Si 40 B4C 4
도 14는 90 % 이상의 극자외선 투과율을 획득하기 위해, 193 nm의 파장에서, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 심자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 실시 예 1-1-1 및 실시 예 2-1-1에 따른 펠리클 구조체의 심자외선 투과율이, 40 % 이상인 것을 확인할 수 있다.
도 15는 90 % 이상의 극자외선 투과율을 획득하기 위해, 193 nm의 파장에서, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 계산된 최종 심자외선 강도를 나타낸 그래프이다.
도 15를 참조하면, 하기 [표 6]과 같이, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 심자외선 강도를 계산할 수 있다.
DUV intensity (@68 deg., p-polarized)
실시 예 1-1-1 (Graphite-based) ~ 30 %
실시 예 2-1-1 (SiNx-based) ~ 27 %
실시 예 3-1 (Zr-based) ~ 18 %
실시 예 4-1 (MoSix-based) ~ 17 %
실시 예 5-1 (SiC-based) ~ 5 %
비교 예 1(IBM) ~ 12 %
도 15 및 [표 6]을 통해, 검사 광이 광학계를 투과한 후에, 본 발명의 실시 예 1-1-1에 따른 펠리클 구조체가 가장 큰 심자외선 강도를 가지고, 그 뒤를 이어, 본 발명의 실시 예 2-1-1에 따른 펠리클 구조체가 큰 심자외선 강도를 가지는 것을 확인할 수 있다.
도 16은 90 % 이상의 극자외선 투과율을 획득하기 위해, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 열 응력을 나타낸 그래프이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 실시 예 2-1-1에 따른 펠리클 구조체가 가장 낮은 열 응력을 가지고, 비교 예 1에 따른 펠리클 구조체 보다, 본 발명의 실시 예 1-1-1에 따른 펠리클 구조체가 더 낮은 열 응력을 가지는 것을 확인할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 실시 예 1-1-1 및 실시 예 2-1-1에 따른 펠리클 구조체는 방사율이 높은 루테늄을 제1 및 제2 보호층으로 포함하고, 이에 따라, 열적 안정성이 향상되어, 상술된 바와 같이 낮은 열 응력을 가지는 것을 알 수 있다.
펠리클 구조체의 두께가 증가할수록, 극자외선의 투과율이 감소하기 때문에, 90 % 이상의 극자외선 투과율을 획득하기 위해서는, 상기 펠리클 구조체의 두께가 얇아야 한다. 상기 펠리클 구조체의 두께가 얇은 경우에, 큰 에너지 손실 없이, 상기 극자외선이 웨이퍼에 도달할 수 있기 때문에, 낮은 극자외선 소스 전력으로 원하는 패턴을 만드는 것이 가능하다. 그러나, 상기 극자외선 펠리클 구조체의 두께가 극도로 얇아지는 경우에, 수율이 저하될 수 있고, 상기 펠리클 구조체의 물리적 안정성 및 두께 균일성이 감소되는 트레이드 오프(trade off) 문제가 발생할 수 있다. 상기 트레이드 오프 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시 예에서는 극자외선 투과율이 85 % 이상인 따른 펠리클 구조체를 제조하였다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 변형 예에 대한 구체적인 실험 예가 설명된다.
실시 예 1-1-2에 따른 펠리클 구조체의 제조
두께가 18 nm인 그라파이트를 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 1.5 nm인 루테늄을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
상기 제1 보호층 상에 상기 코어층을 제공하고, 상기 코어층 상에 상기 제2 보호층을 제공하여, 실시 예 1-1-2에 따른 펠리클 구조체(Graphite-based)를 제조하였다.
실시 예 2-1-2에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-2에서, 두께가 12 nm인 실리콘 질화물을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-2와 동일한 방법으로, 실시 예 2-1-2에 따른 펠리클 구조체(SiNx-based)를 제조하였다.
실시 예 3-2에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-2에서, 두께가 27 nm인 지르코늄을 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 4 nm인 실리콘 질화물을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-2와 동일한 방법으로, 실시 예 3-2에 따른 펠리클 구조체(Zr-based)를 제조하였다.
실시 예 4-2에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-2에서, 두께가 27 nm인 몰리브데늄 실리사이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-2와 동일한 방법으로, 실시 예 4-2에 따른 펠리클 구조체(MoSix-based)를 제조하였다.
실시 예 5-2에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-2에서, 두께가 21 nm인 실리콘 카바이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 4 nm인 실리콘 질화물을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-2와 동일한 방법으로, 실시 예 5-2에 따른 펠리클 구조체(SiC-based)를 제조하였다.
본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 변형 예는 하기의 [표 7]과 같이 정리될 수 있다.
코어층 제1 및 제2 보호층
재료 두께 [nm] 재료 두께 [nm]
실시 예 1-1-2(Graphite-based) Graphite 18 Ru 1.5
실시 예 2-1-2 (SiNx-based) SiNx 12 Ru 1.5
실시 예 3-2 (Zr-based) Zr 27 SiNx 4
실시 예 4-2 (MoSix-based) MoSix 27 Ru 1.5
실시 예 5-2 (SiC-based) SiC 21 SiNx 4
도 17은 85 % 이상의 극자외선 투과율을 획득하기 위해, 193 nm의 파장에서, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 계산된 최종 심자외선 강도를 나타낸 그래프이다.
도 17을 참조하면, 하기 [표 8]과 같이, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 심자외선 강도를 계산할 수 있다.
DUV intensity (@68 deg., p-polarized)
실시 예 1-1-2 (Graphite-based) ~ 20 %
실시 예 2-1-2 (SiNx-based) ~ 15 %
실시 예 3-2 (Zr-based) ~ 5 %
실시 예 4-2 (MoSix-based) ~ 6 %
실시 예 5-2 (SiC-based) ~ 0 %
비교 예 1(IBM) ~ 12 %
도 17 및 [표 8]을 통해, 본 발명의 실시 예 1-1-2에 따른 펠리클 구조체가 가장 큰 심자외선 강도를 가지고, 그 뒤를 이어, 본 발명의 실시 예 2-1-2에 따른 펠리클 구조체가 큰 심자외선 강도를 가지는 것을 확인할 수 있다. 다시 말해, 상기 펠리클 구조체의 상기 코어층의 두께가 두꺼워 짐에 따라, 상기 펠리클 구조체의 총 두께가 두꺼워지고, 상기 펠리클 구조체의 최종 심자외선 강도가 다소 감소하는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 다른 실시 예들 및 비교 예 보다, 본 발명의 실시 예 1-1-2 및 실시 예 2-1-2에 따른 펠리클 구조체의 최종 심자외선 강도가 더 큰 것을 확인할 수 있다.
도 18은 85 % 이상의 극자외선 투과율을 획득하기 위해, 본 발명의 실시 예 및 비교 예에 따른 펠리클 구조체의 열 응력을 나타낸 그래프이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 실시 예 2-1-2에 따른 펠리클 구조체가 가장 낮은 열 응력을 가지고, 비교 예에 따른 펠리클 구조체 보다, 본 발명의 실시 예 1-1-2에 따른 펠리클 구조체가 더 낮은 열 응력을 가지는 것을 확인할 수 있다. 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예 1-1-2 및 실시 예 2-1-2에 따른 펠리클 구조체는 방사율이 높은 루테늄을 제1 및 제2 보호층으로 포함하고, 이에 따라, 열적 안정성이 향상되어, 낮은 열 응력을 가지는 것을 알 수 있다.
13.5 nm의 파장에서, 실리콘 질화물보다 루테늄의 흡광 계수가 상대적으로 높기 때문에, 루테늄을 제1 및 제2 보호층으로 포함하는 펠리클 구조체의 경우, 실리콘 질화물을 제1 및 제2 보호층으로 포함하는 펠리클 구조체 보다, 상기 펠리클 구조체의 상기 제1 및 제2 보호층의 두께가 두꺼울 수 없다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따르면, 극자외선 투과율이 90 % 이상인 펠리클 구조체를 제조하되, 최대한 두꺼운 두께의 루테늄을 제1 및 제2 보호층으로 포함하는 펠리클 구조체를 제조하는 것이 가능하다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 다른 변형 예에 대한 구체적인 실험 예가 설명된다.
실시 예 1-1-3에 따른 펠리클 구조체의 제조
그라파이트를 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 0.5 nm인 루테늄을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
상기 제1 보호층 상에 상기 코어층을 제공하고, 상기 코어층 상에 상기 제2 보호층을 제공하여, 실시 예 1-1-3에 따른 펠리클 구조체(Graphite)를 제조하였다.
실시 예 2-1-3에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-3에서, 실리콘 질화물을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-3과 동일한 방법으로, 실시 예 2-1-3에 따른 펠리클 구조체(SiNx)를 제조하였다.
실시 예 3-3에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-3에서, 지르코늄을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-3과 동일한 방법으로, 실시 예 3-3에 따른 펠리클 구조체(Zr)를 제조하였다.
실시 예 4-3에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-3에서, 몰리브데늄 실리사이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-3과 동일한 방법으로, 실시 예 4-3에 따른 펠리클 구조체(MoSix)를 제조하였다.
실시 예 5-3에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-3에서, 실리콘 카바이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-3과 동일한 방법으로, 실시 예 5-3에 따른 펠리클 구조체(SiC)를 제조하였다.
실시 예 1-1-4에 따른 펠리클 구조체의 제조
그라파이트를 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 1.0 nm인 루테늄을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
상기 제1 보호층 상에 상기 코어층을 제공하고, 상기 코어층 상에 상기 제2 보호층을 제공하여, 실시 예 1-1-4에 따른 펠리클 구조체(Graphite)를 제조하였다.
실시 예 2-1-4에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-4에서, 실리콘 질화물을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-4와 동일한 방법으로, 실시 예 2-1-4에 따른 펠리클 구조체(SiNx)를 제조하였다.
실시 예 3-4에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-4에서, 지르코늄을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-4와 동일한 방법으로, 실시 예 3-4에 따른 펠리클 구조체(Zr)를 제조하였다.
실시 예 4-4에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-4에서, 몰리브데늄 실리사이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-4와 동일한 방법으로, 실시 예 4-4에 따른 펠리클 구조체(MoSix)를 제조하였다.
실시 예 5-4에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-4에서, 실리콘 카바이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-4와 동일한 방법으로, 실시 예 5-4에 따른 펠리클 구조체(SiC)를 제조하였다.
실시 예 1-1-5에 따른 펠리클 구조체의 제조
그라파이트를 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 1.5 nm인 루테늄을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
상기 제1 보호층 상에 상기 코어층을 제공하고, 상기 코어층 상에 상기 제2 보호층을 제공하여, 실시 예 1-1-5에 따른 펠리클 구조체(Graphite)를 제조하였다.
실시 예 2-1-5에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-5에서, 실리콘 질화물을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-5와 동일한 방법으로, 실시 예 2-1-5에 따른 펠리클 구조체(SiNx)를 제조하였다.
실시 예 3-5에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-5에서, 지르코늄을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-5와 동일한 방법으로, 실시 예 3-5에 따른 펠리클 구조체(Zr)를 제조하였다.
실시 예 4-5에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-5에서, 몰리브데늄 실리사이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-5와 동일한 방법으로, 실시 예 4-5에 따른 펠리클 구조체(MoSix)를 제조하였다.
실시 예 5-5에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-5에서, 실리콘 카바이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-5와 동일한 방법으로, 실시 예 5-5에 따른 펠리클 구조체(SiC)를 제조하였다.
실시 예 1-1-6에 따른 펠리클 구조체의 제조
그라파이트를 포함하는 코어층을 준비하였다.
두께가 2.0 nm인 루테늄을 포함하는 제1 및 제2 보호층을 준비하였다.
상기 제1 보호층 상에 상기 코어층을 제공하고, 상기 코어층 상에 상기 제2 보호층을 제공하여, 실시 예 1-1-6에 따른 펠리클 구조체(Graphite)를 제조하였다.
실시 예 2-1-6에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-6에서, 실리콘 질화물을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-6과 동일한 방법으로, 실시 예 2-1-6에 따른 펠리클 구조체(SiNx)를 제조하였다.
실시 예 3-6에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-6에서, 지르코늄을 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-6과 동일한 방법으로, 실시 예 3-6에 따른 펠리클 구조체(Zr)를 제조하였다.
실시 예 4-6에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-6에서, 몰리브데늄 실리사이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-6과 동일한 방법으로, 실시 예 4-6에 따른 펠리클 구조체(MoSix)를 제조하였다.
실시 예 5-6에 따른 펠리클 구조체의 제조
상술된 실시 예 1-1-6에서, 실리콘 카바이드를 포함하는 코어층을 준비하였다.
이후, 실시 예 1-1-6과 동일한 방법으로, 실시 예 5-6에 따른 펠리클 구조체(SiC)를 제조하였다.
본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 다른 변형 예는 하기의 [표 9]와 같이 정리될 수 있다.
코어층 제1 및 제2 보호층
재료 재료 두께 [nm]
실시 예 1-1-3 Graphite Ru 0.5
실시 예 2-1-3 SiNx
실시 예 3-3 Zr
실시 예 4-3 MoSix
실시 예 5-3 SiC
실시 예 1-1-4 Graphite Ru 1.0
실시 예 2-1-4 SiNx
실시 예 3-4 Zr
실시 예 4-4 MoSix
실시 예 5-4 SiC
실시 예 1-1-5 Graphite Ru 1.5
실시 예 2-1-5 SiNx
실시 예 3-5 Zr
실시 예 4-5 MoSix
실시 예 5-5 SiC
실시 예 1-1-6 Graphite Ru 2.0
실시 예 2-1-6 SiNx
실시 예 3-6 Zr
실시 예 4-6 MoSix
실시 예 5-6 SiC
도 19는 본 발명의 실시 예 1-1-3 내지 실시 예 5-3에 따른 펠리클 구조체의 코어층 두께에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이고, 도 20은 본 발명의 실시 예 1-1-4 내지 실시 예 5-4에 따른 펠리클 구조체의 코어층 두께에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이고, 도 21은 본 발명의 실시 예 1-1-5 내지 실시 예 5-5에 따른 펠리클 구조체의 코어층 두께에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이고, 도 22는 본 발명의 실시 예 1-1-6 내지 실시 예 5-6에 따른 펠리클 구조체의 코어층 두께에 따른 극자외선 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 19 내지 도 22를 참조하면, 본 발명의 실시 예 1-1-3 내지 5-6에 따른 펠리클 구조체의 상기 코어층 두께에 따른 극자외선 투과율을 확인할 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 보호층의 두께는 서로 동일하고, 상기 코어층의 두께는, 상기 제1 및 제2 보호층의 두께의 합보다 두꺼울 수 있다.
도 19 내지 21을 통해, 본 발명의 실시 예 1-1-3 내지 5-5에 따른 펠리클 구조체의 경우, 상기 코어층의 두께가, 상기 제1 및 제2 보호층의 두께의 합보다 두꺼운 경우에, 극자외선 투과율이 90 % 이상인 것을 확인할 수 있다. 그러나, 도 22를 통해, 본 발명의 실시 예 1-1-6 내지 실시 예 5-6에 따른 펠리클 구조체에서 실리콘 질화물을 코어층으로 포함하는 경우, 상기 코어층의 두께가, 상기 제1 및 제2 보호층의 두께의 합보다 두꺼운 경우에, 극자외선 투과율이 90 % 미만인 것을 확인 할 수 있다.
이에 따라, 상술된 바와 같이, 극자외선 투과율이 90 % 이상인 조건을 만족하는 동시에, 상기 펠리클 구조체의 상기 코어층의 두께가, 상기 제1 및 제2 보호층의 두께의 합보다 두꺼운 조건을 만족하는, 루테늄을 제1 및 제2 보호층으로 포함하는 상기 펠리클 구조체의 상기 제1 및 제2 보호층의 최대 두께는, 1.5 nm인 것을 알 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체를 이용한 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법이 설명된다.
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체를 이용한 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 23을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른, 펠리클 구조체가 준비될 수 있다(S110). 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체는, 마스크 상에 배치되고, 루테늄을 포함하는 제1 보호층, 상기 제1 보호층 상에 제공되고, 그라파이트 또는 실리콘 질화물을 포함하는 코어층, 및 상기 코어층 상에 제공되고, 루테늄을 포함하는 제2 보호층을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체는, 극자외선 리소그래피 공정 시, 실리콘 기판 상에 형성되는 패턴의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께는 서로 동일할 수 있고, 상기 코어층의 두께는, 상기 제1 및 제2 보호층의 두께의 합보다 두꺼울 수 있다. 나노미터 단위의 두께를 갖는 복수의 박막들(상기 제1 보호층, 상기 코어층, 및 상기 제2 보호층이 차례로 적층된, 나노미터 단위의 두께를 갖는 다층 박막 구조이므로, 상기 극자외선에 대한 투과율이 높을 뿐만 아니라, 심자외선에 대한 투과율도 높고, 중력에 의한 상기 펠리클 구조체의 물리적 변형 및 파괴를 최소화할 수 있다.
상기 펠리클 구조체를 마스크 상에 배치할 수 있다(S120). 상술된 바와 같이, 상기 마스크의 일면과 상기 펠리클 구조체의 상기 제1 보호층의 일면이 서로 대응하여 배치될 수 있다. 또한, 상기 펠리클 구조체의 가장자리에 지지대가 배치될 수 있다. 상기 지지대에 의해, 상기 마스크 상에 상기 제1 보호층은 분리되어 배치될 수 있다. 다시 말해서, 상기 마스크 상에 상기 펠리클 구조체가 분리되어 배치될 수 있다.
상기 마스크 상에 상기 펠리클 구조체가 배치되는 것에 따라, 극자외선 리소그래피 공정에서 발생하는 오염물질이 상기 마스크 상에 부착되는 것을 최소화할 수 있다. 다시 말해서, 상기 극자외선 리소그래피 공정에서 발생하는 오염물질은 상기 마스크 상에 배치된 상기 펠리클 구조체 상에 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크 상에 부착된 상기 오염물질에 의해, 상기 마스크로부터 반사되는 상기 극자외선 광의 경로가 변경되는 것을 방지할 수 있다.
극자외선 또는 심자외선을 포함하는 검사 광이 조사되어, 제1 보호층, 코어층, 및 제2 보호층을 포함하는 상기 펠리클 구조체의 멤브레인을 투과할 수 있다(S130). 상술된 바와 같이, 상기 극자외선의 파장은 13.5 nm일 수 있고, 상기 심자외선의 파장은 193 nm일 수 있다. 상기 펠리클 구조체로 입사되는 상기 극자외선 광은, 상기 펠리클 구조체의 상기 멤브레인을 통과한 후, 상기 마스크에 도달될 수 있다.
상기 검사 광이 상기 마스크에서 반사될 수 있다(S140). 이후, 반사된 상기 검사 광이, 상기 펠리클 구조체의 상기 멤브레인을 재투과할 수 있다(S150). 재투과된 상기 검사 광을, 검출계로 수집하여, 상기 마스크의 결함 여부를 검출할 수 있다(S160). 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 상기 멤브레인은, 극자외선 투과율이 85 % 이상이고, 심자외선 투과율이 40 % 이상인 것에 따라, 상기 검출계로 수집된 상기 검사광의 발광강도에 따라, 상기 마스크의 결함 검사를 용이하게 수행할 수 있다. 다시 말해, 극자외선 및 심자외선이, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 구조체의 상기 멤브레인을 투과하여, 상기 마스크 상에 상기 펠리클 구조체가 배치된 상태에서 결함 검사가 수행될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 펠리클 멤브레인
110: 제1 보호층(the first protective layer)
110a: 제1 보호층의 일면
120: 제2 보호층(the second protective layer)
130: 코어층(core layer)
200: 마스크(mask)
200a: 마스크의 일면
210: 마스크 패턴(mask pattern)
230: 지지대(pellicle frame))
250: 반사형 광학 거울
300: 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)

Claims (11)

  1. 루테늄(Ru)을 포함하는 제1 보호층(the first protective layer);
    상기 제1 보호층 상에 제공되고, 그라파이트(Graphite)를 포함하는 코어층(core layer); 및
    상기 코어층 상에 제공되고, 루테늄을 포함하는 제2 보호층(the second protective layer)을 포함하되,
    상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께는 1.5 nm 이상 2.0 nm 미만이고,
    펠리클 구조체는, 13.5 nm의 파장을 포함하는 극자외선(extreme ultraviolet, EUV)에 대한 투과율이 90% 이상이고, 193 nm의 파장을 포함하는 심자외선(deep ultraviolet, DUV)에 대한 투과율이 40% 이상인 것을 포함하는 펠리클 구조체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께는 서로 동일하고,
    상기 코어층의 두께는, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층의 두께의 합보다 두꺼운 것을 포함하는 펠리클 구조체.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 코어층의 두께가 8 nm인 것을 포함하는 펠리클 구조체.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 코어층의 두께가 18 nm인 것을 포함하는 펠리클 구조체.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1 항에 따른, 펠리클 구조체를 준비하는 단계;
    상기 펠리클 구조체를 마스크 상에 배치하는 단계;
    극자외선 또는 심자외선을 포함하는 검사 광이 조사되어, 제1 보호층, 코어층, 및 제2 보호층을 포함하는 상기 펠리클 구조체의 멤브레인을 투과하는 단계;
    상기 검사 광이 상기 마스크에서 반사되는 단계;
    반사된 상기 검사 광이, 상기 펠리클 구조체의 상기 멤브레인을 재투과하는 단계; 및
    재투과된 상기 검사 광을, 검출계로 수집하여, 상기 마스크의 결함 여부를 검출하는 단계를 포함하는 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    극자외선 및 심자외선이 상기 펠리클 구조체의 상기 멤브레인을 투과하여, 상기 마스크 상에 상기 펠리클 구조체가 배치된 상태에서 결함 검사가 수행되는 것을 포함하는 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 펠리클 구조체의 상기 멤브레인은, 극자외선 투과율이 90 % 이상이고, 심자외선 투과율이 40 % 이상인 것을 포함하는 리소그래피용 마스크의 결함 검사 방법.
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