KR102246875B1 - 그라파이트 층을 갖는 펠리클을 제조하는 방법 - Google Patents

그라파이트 층을 갖는 펠리클을 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

기판을 준비하고, 상기 기판 상에 CVD 공정을 수행하여 멤브레인을 형성하고, 제1 용매 내에서 상기 기판 상으로부터 상기 멤브레인을 분리하고, 제2 용매 내에서 상기 분리된 멤브레인을 린스하고, 및 제3 용매 내에서 상기 분리된 멤브레인을 프레임 상으로 전사하는 것을 포함하는 펠리클 제조 방법이 설명된다.

Description

그라파이트 층을 갖는 펠리클을 제조하는 방법{Methods of Manufacturing a Graphite Layer}
본 발명은 그라파이트 층을 갖는 멤브레인을 포함하는 펠리클을 제조하는 방법에 관한 것이다.
극자외선(EUV light, Extremely Ultra Violet light)을 이용하는 포토리소그래피 공정은 반사형 레티클을 이용한다. 반사형 레티클의 패턴을 물리적 및 화학적 공격으로부터 보호하기 위하여 펠리클이 필요하나, 현재 반사형 레티클을 위한 적절한 펠리클은 제안되지 않았다. 심자외선(DUV light, Deep Ultra Violet light)을 이용하는 기존의 투과형 포토리소그래피 공정에서 이용되는 펠리클의 멤브레인(membrane)은 EUV 빛에 대한 투과률이 낮아 내구성이 좋지 않고(poor) 및 생산성이 떨어진다. 이에, 극자외선을 이용한 리소그래피내 공정에서는 내구성이 우수하고 극자외선의 투과율이 높은 멤브레인을 갖는 펠리클이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 그라파이트 층을 갖는 EUV 포토리소그래피 공정용 펠리클을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 그라파이트 층을 갖는 EUV 포토리소그래피 공정용 펠리클을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당 업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 펠리클 제조 방법은 기판을 준비하고, 상기 기판 상에 CVD 공정을 수행하여 멤브레인을 형성하고, 제1 용매 내에서 상기 기판 상으로부터 상기 멤브레인을 분리하고, 제2 용매 내에서 상기 분리된 멤브레인을 린스하고, 및 제3 용매 내에서 상기 분리된 멤브레인을 프레임 상으로 전사하는 것을 포함한다.
상기 기판은 구리를 포함할 수 있다.
상기 멤브레인은 그라파이트 층을 포함할 수 있다.
상기 제1 용매는 과산화수소수, 인산, 질산, 아세트 산, 고리형 아민 화합물, 불화 철(FeCl3), CAN(ceric ammonium nitrate), 또는 탈 이온수(De-Ionized water) 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다.
상기 제2 용매는 탈 이온수, 또는 질산 또는 염산을 포함하는 린스 액을 포함할 수 있다.
상기 제3 용매는 탈 이온수, 알코올, 또는 그 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 제3 용매는 아미노프로필트리에톡시실란 (aminopropyltriethoxysilane_ATS) 또는 옥타데실트리클로로실란 (Octadecyltrichlorosilane_OTS)을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 멤브레인의 표면 상에 스트레이닝 층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 스트레이닝 층은 PMMA(polymethylmethacrylate) 또는 PDMS(Polydimethylsiloxane)을 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 멤브레인의 표면 상에 캡핑 층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 캡핑 층은 루데늄(Ru) 또는 실리콘 질화물(SiN)을 포함할 수 있다.
상기 프레임의 표면은 탄소 층 또는 탄화물 층으로 코팅될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 펠리클 제조 방법은 기판 상에 CVD 공정을 수행하여 그라파이트 층을 형성하고, 상기 그라파이트 층 상에 PMMA(polymethylmethacrylate) 또는 PDMS(Polydimethylsiloxane)을 포함하는 스트레이닝 층을 형성하고, 상기 기판 상으로부터 상기 스트레이닝 층이 형성된 상기 그라파이트 층을 분리하고, 상기 분리된 그라파이트 층을 프레임 상으로 전사하고, 및 상기 스트레이닝 층을 제거하는 것을 포함한다.
상기 방법은 상기 그라파이트 층과 상기 스트레이닝 층 사이에 캡핑 층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 캡핑 층은 제거되지 않고 상기 그라파이트 층 상에 잔존할 수 있다.
상기 방법은 상기 기판과 상기 그라파이트 층 사이에 루데늄 층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 펠리클 제조 방법은 진공 챔버 내에 기판을 로딩하고, 증착 공정을 수행하여 상기 기판 상에 멤브레인을 형성하고, 상기 진공 챔버로부터 상기 멤브레인이 형성된 상기 기판을 언로딩하고, 분리 공정을 수행하여 상기 기판 상으로부터 상기 멤브레인을 분리하고, 린스 공정을 수행하여 상기 분리된 멤브레인을 린스하고, 및 전사 공정을 수행하여 상기 분리된 멤브레인을 프레임 상으로 전사하는 것을 포함한다.
상기 증착 공정은 탄소, 또는 탄소 화합물을 포함하는 소스 가스를 이용하는 CVD 공정을 포함할 수 있다.
상기 분리 공정은 과산화수소수, 인산, 질산, 아세트 산, 고리형 아민 화합물, 불화 철(FeCl3), CAN(ceric ammonium nitrate), 또는 탈 이온수(De-Ionized water) 중 하나 이상을 선택적으로 포함하는 용매 내에서 수행될 수 있다.
상기 린스 공정은 탈 이온수 또는 린스 액을 포함하는 용매 내에서 수행될 수 있다.
상기 전사 공정은 탈 이온수, 알코올, 또는 그 혼합물을 포함하는 용매 내에서 수행될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 EUV 포토리소그래피 공정용 펠리클의 멤브레인은 파티클 오염 들에 대한 내성이 우수하고, 물리적 손상에 대한 방어력이 좋아 내구성이 높고, 및 충분한 EUV 빛의 투과율을 갖는다. 따라서, EUV 포토리소그래피 공정이 안정적으로 수행될 수 있으므로, 생산성이 높아지고 단가가 낮아진다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 펠리클의 그라파이트 층은 물리적 내구성 및 EUV 빛에 대한 내구성이 좋고, 및 해리된 가스 및 흄(hume)에 대한 내성이 우수하므로 펠리클 및 레티클의 수명이 길어진다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 펠리클의 그라파이트 층은 정전기적(electrostatic) 파티클에 대한 척력(repulsion force)을 가지므로, 포토리소그래피 공정이 안정적으로 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 펠리클을 제조하는 방법을 설명하는 플로우차트이고,
도 2 내지 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 의한 펠리클을 제조하는 방법을 설명하는 도면들이고,
도 9 내지 12b는 본 발명의 다양한 응용 실시예들에 의한 펠리클 제조 방법을 개략적으로 설명하는 도면들이고, 및
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 펠리클이 부착된 레티클을 이용하여 반사형 포토리소그래피 공정을 수행하는 것을 개념적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 '접속된(connected to)' 또는 '커플링된(coupled to)' 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 '직접 접속된(directly connected to)' 또는 '직접 커플링된(directly coupled to)'으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)', '위(above)', '상부(upper)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below)' 또는 '아래(beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓여질 수 있다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 펠리클을 제조하는 방법을 설명하는 플로우차트이고, 도 2 내지 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 의한 펠리클을 제조하는 방법을 설명하는 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 펠리클(pellicle)을 제조하는 방법은 촉매 기판(10)(catalytic substrate)을 준비하는 것(S10)을 포함할 수 있다. 상기 촉매 기판(10)은 금속 또는 금속 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 촉매 기판(10)은 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 촉매 기판(10)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 루데늄(Ru), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 알루미늄(Al), 또는 기타 다른 금속들, 또는 그 합금들, 또는 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨 질화물(TaN) 같은 금속 화합물들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 촉매 기판(10)은 실리콘(Si)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 촉매 기판(10)은 실리콘 웨이퍼를 포함할 수도 있다.
도 1, 도 3a 및 도 3b을 참조하면, 상기 방법은 증착 설비(80)의 진공 챔버(81) 내에 상기 촉매 기판(10)을 로딩하고, PE-CVD(plasma enhanced - chemical vapor deposition) 공정, LP-CVD(low pressure - chemical vapor deposition) 공정, ALD(atomic layer deposition), 또는 MLD(molecular layer deposition) 공정 같은 증착 공정을 수행하여 상기 촉매 기판(10) 상에 멤브레인(20)을 형성하는 것(S20)을 포함할 수 있다. 상기 멤브레인(20)은 그라파이트 층(graphite layer)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 증착 공정은 상기 진공 챔버(81) 내에 메탄(CH4) 또는 에탄(C3H6) 같이 탄소(C)를 포함하는 소스 가스(G)를 가스 공급관(82a, 82b)들을 통하여 주입하고, 탄소(C) 원자들을 해리(dissociate)하여 상기 촉매 기판(10) 상에 그라파이트 층을 포함하는 멤브레인(20)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 또는 상기 소스 가스(G)는 메틸기 또는 에틸기처럼 탄소를 포함하는 작용기를 가진 유기 화합물을 포함할 수도 있다.
상기 가스 공급관(82a, 82b)들은 상기 진공 챔버(81)의 상부 또는 측부에 설치될 수 있다. 상기 증착 설비(80)가 가스 분배판(83)을 포함하는 경우, 상기 소스 가스(G)는 가스 분배판(83)을 통하여 상기 진공 챔버(81) 내에 고르게 공급될 수도 있다. 상기 탄소(C) 원자는 플라즈마 에너지 또는 열 에너지을 이용하여 여기(excite) 및/또는 해리(dissociate)될 수 있다.
상기 증착 설비(80)의 상기 진공 챔버(81) 내의 상기 스테이지(84)는 상기 촉매 기판(10)을 가열하기 위한 히터(85)를 포함할 수 있다. 또는 상기 증착 설비(80)의 상기 진공 챔버(81)의 벽 내에 상기 촉매 기판(10)을 가열하기 위한 램프(86)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 증착 공정을 수행하는 중, 상기 촉매 기판(10)을 약 650~1,100℃ 정도로 가열하는 것을 포함할 수 있다.
상기 멤브레인(20)은 수 내지 수 십 나노 미터의 두께를 가질 수 있다. 상기 멤브레인(20)이 얇을수록 물리적 내구성이 떨어지고, 반대로 상기 멤브레인(20)이 두꺼울수록 EUV 빛의 투과율이 낮아지므로 생산성이 낮아질 수 있다. 예를 들어, 상기 멤브레인(20)이 그라파이트 층을 모함하는 경우, 상기 멤브레인(20)이 약 20nm 이하의 두께를 가져야 상기 EUV 빛의 투과율이 약 90% 이상이 될 수 있다. 상기 멤브레인(20)이 다층의 그래핀 층들을 포함할 경우, 하나의 그래핀 층이 약 0.34 nm의 두께를 가지므로, 상기 멤브레인(20)은 약 60층 이하의 그래핀 층들을 포함할 수 있다. 상기 멤브레인(20)이 루데늄(Ru)을 포함할 경우, 루데늄(Ru)의 두께에 따라 상기 멤브레인(20)의 총 두께가 적절하게 조절될 것이다.
상기 촉매 기판(10)이 구리(Cu)인 경우, 실험적으로, 상기 멤브레인(20)의 모폴로지(morphology)가 다른 금속에 비해 우수하였다.
다른 실시예에서, 상기 멤브레인(20)은 단층 또는 다층의 그라파이트 층들(graphite layers), 적층된 다층의 그래핀 층들(graphene layer)을 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 상기 멤브레인(20)은 루데늄(Ru)이 코팅된 그라파이트 층, 또는 그라파이트 층이 코팅된 루데늄(Ru)을 포함할 수 있다.
도 1 및 4를 참조하면, 상기 방법은 상기 멤브레인(20)이 형성된 상기 촉매 기판(10)을 상기 진공 챔버(81)로부터 언로딩하고, 분리 공정을 수행하여 상기 촉매 기판(10) 상으로부터 상기 멤브레인(20)을 분리하는 것(S30)을 포함할 수 있다. 상기 분리 공정은 제1 습식 공정을 포함할 수 있다. 상기 제1 습식 공정은 제1 용매(S1)가 담긴 제1 수조(B1) 내에 상기 멤브레인(20)이 형성된 상기 촉매 기판(10)을 담그고, 및 상기 촉매 기판(10)으로부터 상기 멤브레인(20)을 분리하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제1 용매(S1)는 금속 식각액을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 용매(S1)는 과산화수소수, 인산, 질산, 아세트 산, 고리형 아민 화합물, 및 탈 이온수(water) 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다. 또는, 상기 제1 용매(S1)는 불화 철(FeCl3) 또는 CAN(ceric ammonium nitrate)를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 방법은 린싱 공정을 수행하여 상기 분리된 멤브레인(20)을 린싱을 하는 것(S40)을 포함할 수 있다. 상기 린싱 공정은 제2 습식 공정을 포함할 수 있다. 상기 제2 습식 공정은 제2 용매(S2)가 담긴 제2 수조(B2) 내에 상기 분리된 멤브레인(20)을 담그어 린싱을 하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제2 용매(S2)은 탈 이온수, 또는 질산 또는 염산을 포함하는 린스 액을 포함할 수 있다. 상기 제2 수조(B2)는 상기 제1 수조(B1)와 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 상기 제1 수조(B1) 내의 상기 제1 용매(S1)를 배출하고, 및 상기 제1 수조(B1) 내에 제2 용매(S2), 예를 들어, 탈 이온수, 또는 질산 또는 염산을 포함하는 린스 액을 공급하는 것을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 상기 방법은 전사 공정을 수행하여 프레임(50) 상에 상기 멤브레인(20)을 전사(transfer)하는 것(S50)을 포함할 수 있다. 상기 전사 공정은 제3 습식 공정을 포함할 수 있다. 상기 제3 습식 공정은 제3 용매(S3)가 담긴 제3 수조(B3) 내에 상기 멤브레인(20)을 담그고, 및 상기 프레임(50) 상에 상기 멤브레인(20)을 접착하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 멤브레인(20)을 상기 제3 용매(S3) 상에 띄우고(suspending), 및 상기 프레임을 상기 제3 용매(S3) 내부로부터 상승시켜 상부 상에 상기 멤브레인(20)을 부착하는 것을 포함할 수 있다.
상기 제3 용매(S3)는 탈 이온수(De-Ionized Water), 알코올, 또는 그 혼합물 중 하나를 포함할 수 있다. 상기 알코올은 메틸 알코올, 에틸 알코올, 또는 이소프로필 알코올 중 하나를 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 멤브레인(20)은 소수성(hydrophobic)이므로, 구김 없이 펼쳐지도록 하기 위하여, 상기 탈 이온수와 상기 알코올을 적절하게 혼합하여 상기 제3 용매(S3)의 친수성/소수성 특성이 조절될 수 있다. 예를 들어, 상온에서 상기 탈 이온수의 표면 장력이 약 72.7dyne/cm이고, 에틸 알코올의 표면 장력이 약 22.4dyne/cm이므로, 상기 멤브레인(20)이 적절하게 펼쳐질 수 있는 표면 장력을 얻기 위하여 상기 탈 이온수와 상기 알코올이 적절하게 혼합될 수 있다.
부가하여, 상기 제3 용매(S3)는 친수기 또는 소수기를 갖는 첨가제(agents)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 아미노프로필트리에톡시실란 (aminopropyltriethoxysilane_ATS) 같은 친수성 첨가제, 또는 옥타데실트리클로로실란 (Octadecyltrichlorosilane_OTS) 같은 소수성 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 프레임(50)과 상기 멤브레인(20)은 직접적으로 접착될 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임(50)과 상기 멤브레인(20) 사이에 어떠한 글루(glue) 물질이 개재되지 않고, 예를 들어, 반데르발스의 힘(van der waals force) 등에 의해 상기 프레임(50)과 상기 멤브레인(20)이 직접적으로 접착될 수 있다.
도 1, 도 7a, 및 7b를 참조하면, 상기 방법은 상기 프레임(50) 및 상기 멤브레인(20)을 건조하는 것(S60)을 포함할 수 있고, 및 펠리클(60)을 완성하는 것(S70)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 건조 공정은 습도가 높은 분위기에서 천천히 수행될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 상기 멤브레인(20)은 상기 프레임(50)의 외벽 상으로 연장하여 상기 외벽의 일부를 덮을 수 있다. 상기 프레임(50)은 바디(51) 및 외면 상에 형성된 흡수층(55)(absorption layer)을 포함할 수 있다. 상기 흡수층(55)은 탄소 층 또는 탄화물 층을 함유하여 검은 색을 띌 수 있다. 상기 흡수층(55)은 빛을 반사하지 않고 흡수할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 펠리클(60)이 레티클(70) 상에 부착된 것을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 9를 참조하면, 상기 펠리클(60)은 상기 레티클(70)의 패턴 면 상에 부착될 수 있다. 상기 펠리클(60)의 상기 멤브레인(20)은 그라파이트 층을 포함하므로, 전자(electron)와 척력(repulsive force)을 가질 수 있으므로, 정전기적 파티클(electrostatic particles)들에 의한 오염, 결함, 또는 손상이 방지 및 완화될 수 있다.
도 9 내지 12b는 본 발명의 다양한 응용 실시예들에 의한 펠리클 제조 방법을 개략적으로 설명하는 도면들이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 펠리클 제조 방법은, 도 2, 3a 및 3b를 참조하여 설명된 공정을 수행하여 상기 촉매 기판(10) 상에 멤브레인(20)을 형성하고, 상기 멤브레인(20)의 표면 상에 스트레이닝 층(30)을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 스트레이닝 층(30)을 형성하는 것은 상기 멤브레인(20)의 상기 표면 상에 PMMA(polymethylmethacrylate) 또는 PDMS(Polydimethylsiloxane)를 코팅하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 PMMA 또는 PDMS를 포함하는 스트레이닝 층(30)은 후속하는 전사(transfer) 공정에서 발생하는 표면 장력(surface tension)에 대한 완충 역할을 하고 상기 멤브레인(20)을 스트레이닝하여 상기 멤브레인(20)이 물리적으로 손상되는 것을 방지 및/또는 완화할 수 있다. 또한, 상기 스트레이닝 층(30)은 후속하는 전사 공정에서 상기 멤브레인(20)을 스트레이닝하여 상기 멤브레인(20)이 구겨지는(wrinkle) 현상을 방지할 수 있다.
이후, 상기 방법은 도 4 내지 6을 참조하여 설명된 공정들을 수행하여 상기 촉매 기판(10) 상으로부터 상기 스트레이닝 층(30)이 형성된 상기 멤브레인(20)을 분리하고, 상기 스트레이닝 층(30) 및 상기 멤브레인(20)을 린스하고, 상기 프레임(50) 상에 상기 스트레이닝 층(30)이 형성된 상기 멤브레인(20)을 전사하고, 및 아세톤을 이용한 습식 제거 공정, 또는 수소 플라즈마 또는 산소 플라즈마를 이용하는 건식 제거 공정을 수행하여 상기 스트레이닝 층(30)을 제거하여 상기 프레임(50) 상에 상기 멤브레인(20)이 접착된 상기 펠리클(60)을 완성하는 것을 포함할 수 있다.
도 10a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 펠리클 제조 방법은, 도 2, 3a 및 3b를 참조하여 설명된 공정들을 수행하여 상기 촉매 기판(10) 상에 멤브레인(20)을 형성하고, 상기 멤브레인(20) 상에 캡핑 층(40)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 캡핑 층(40)은 CVD(chemical vapor deposition) 공정 또는 스퍼터링(sputtering) 같은 PVD(physical vapor deposition) 공정을 수행하여 형성될 수 있다. 상기 캡핑 층(40)은 금속 박막(metal thin film)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 캡핑 층(40)은 루데늄(Ru) 박막 또는 실리콘 질화물(SiN) 박막을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 캡핑 층(40)은 상기 멤브레인(20)의 양 면들 상에 형성될 수도 있다. 상기 캡핑 층(40)은 매우 얇게 형성될 수 있다. 상기 캡핑 층(40)이 빛의 투과율을 저하시킬 수 있으므로, 상기 캡핑 층(40)은 수 나노미터 정도로 얇게 형성될 수 있다. 상기 캡핑 층(40) 및 상기 멤브레인(20)은 빛의 투과도가 낮아질 수 있다. 포토리소그래피 공정의 처리능력(throughput)이 낮아지지 않도록, 상기 캡핑 층(40)의 두께 또는 조성이 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 캡핑 층(40)이 루데늄(Ru) 같이 단일 물질을 포함하는 경우, 상기 캡핑 층(40)의 두께가 조절될 수 있고, 및 상기 캡핑 층(40)이 실리콘 질화물(SiN) 같이 화합물을 포함하는 경우, 그 물질 종류 또는 조성 비율이 조절될 수 있다.
상기 캡핑 층(40)은 상기 멤브레인(20)의 양 면들 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에 의한 펠리클 제조 방법은 상기 촉매 기판(10) 상에 상기 캡핑 층(40)을 먼저 형성하고, 상기 캡핑 층(40) 상에 상기 멤브레인(20)을 형성하고, 및 상기 멤브레인(20) 상에 상기 캡핑 층(40)을 더 형성하는 것을 포함할 수 있다.
또는, 상기 촉매 기판(10)이 캡핑 물질을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 다른 실시예에 의한 펠리클 제조 방법은 상기 촉매 기판(10)이 루데늄(Ru) 이나 실리콘 질화물(SiN) 같은 캡핑 물질을 포함하고, 및 상기 촉매 기판(10) 상에 상기 멤브레인(20)을 형성하고, 및 상기 촉매 기판(10)을 씨닝(thinning) 하거나, 또는 부분적으로 제거하는 것을 포함할 수 있다.
또는, 상기 캡핑 층(40)의 양 면들 상에 상기 멤브레인(20)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에 의한 펠리클 제조 방법은 상기 촉매 기판(10) 상에 상기 멤브레인(20)을 형성하고, 상기 멤브레인(20) 상에 상기 캡핑 층(40)을 형성하고, 및 상기 캡핑 층(40) 상에 멤브레인(20)을 더 형성하는 것을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 촉매 기판(10)은 실리콘을 포함할 수 있다.
도 10b를 참조하면, 상기 방법은 도 4 내지 6을 참조하여 설명된 공정들을 수행하여 상기 촉매 기판(10) 상으로부터 상기 캡핑 층(40)이 형성된 상기 멤브레인(20)을 분리하고, 상기 캡핑 층(40) 및 상기 멤브레인(20)을 린스하고, 상기 프레임(50) 상에 상기 캡핑 층(40)이 형성된 상기 멤브레인(20)을 전사하여 상기 펠리클(65)을 완성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 캡핑 층(40)은 포토리소그래피 공정 중 발생하는 웨이퍼 레지스트 흄(hume)에 의한 아몰포스 카본(amorphous carbon)과 분위기 가스의 수소 라디칼(hydrogen radoca)의 결합을 유도하여 상기 멤브레인(20)을 보호할 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 펠리클 제조방법은, 도 2, 3a, 3b, 9, 및 10a을 참조하여 설명된 공정들을 수행하여 상기 촉매 기판(10) 상에 멤브레인(20)을 형성하고, 상기 멤브레인(20) 상에 캡핑 층(40)을 형성하고, 및 상기 캡핑 층(40) 상에 스트레이닝 층(30)을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
이후, 상기 방법은 도 4 내지 6을 참조하여 설명된 공정들을 수행하여 상기 촉매 기판(10) 상으로부터 상기 스트레이닝 층(30) 및 상기 캡핑 층(40)이 형성된 상기 멤브레인(20)을 분리하고, 상기 스트레이닝 층(30), 상기 캡핑 층(40), 및 상기 멤브레인(20)을 린스하고, 상기 프레임(50) 상에 상기 스트레이닝 층(30) 및 상기 캡핑 층(40)이 형성된 상기 멤브레인(20)을 전사하고, 및 아세톤을 이용한 습식 제거 공정, 또는 수소 플라즈마 또는 산소 플라즈마를 이용하는 건식 제거 공정을 수행하여 상기 스트레이닝 층(30)을 제거하여 상기 프레임(50) 상에 상기 캡핑 층(40)이 형성된 멤브레인(20)이 접착된 상기 펠리클(65)을 완성하는 것을 포함할 수 있다. 이후, 상기 방법은 상기 스트레이닝 층(30)을 제거하는 것을 더 포함할 수 있다.
도 12a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 펠리클 제조 방법은 도 4를 더 참조하여, 상기 분리된 멤브레인(20)들을 중첩, 적층하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 수조(B1) 내에서 분리된 상기 멤브레인(20)들을 상기 제2 수조(B2) 내에서 적층하는 것을 포함할 수 있다.
상기 증착 공정에서 충분한 두께를 가진 양질의 상기 멤브레인(20)을 얻기 어려울 경우, 양질의 멤브레인(20)을 겹쳐 최종적으로 적정한 두께의 멤브레인(20)이 얻어질 수 있다. 예를 들어, 상기 증착 공정에서, 상기 멤브레인(20)이 약 10nm로 형성될 경우, 가장 우수한 품질이거나, 공정이 안정적일 경우, 10nm로 형성된 상기 멤브레인(20)이 중첩, 적층될 수 있다. 또는, 일정한 두께로 형성된 상기 멤브레인(20)을 겹쳐 다양한 두께들을 갖는 적층된 멤브레인(25)을 형성할 수 있다.
실험적으로, 상기 적층된 멤브레인(25)은 단층의 멤브레인(20)보다 결정화 모폴로지(crystallized morphology)가 우수하였다. 상기 단층의 멤브레인(20)은 미세한 핀-홀(pin-hole)을 포함할 수도 있으므로, 상기 적층된 멤브레인(25)은 상기 핀-홀이 보상될 수 있기 때문이다.
도 12b를 참조하면, 상기 방법은 도 5 내지 6을 참조하여 설명된 공정들을 수행하고, 및 건조 공정을 수행하여 상기 적층된 멤브레인(25)을 포함하는 펠리클(62)을 완성하는 것을 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 펠리클(60)이 부착된 레티클(70)을 이용하여 반사형 포토리소그래피 공정을 수행하는 것을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 펠리클(60)이 장착된 레티클(70)을 이용하여 반사형 포토리소그래피 공정을 수행하는 방법은, 광원(110, light source), 조영 미러 시스템(120, illumination mirror system), 레티클 스테이지(140, reticle stage), 블라인더(160, blinder), 투사 미러 시스템(170, projection mirror system), 및 웨이퍼 스테이지(180, wafer stage)를 포함하는 반사형 포토리소그래피 시스템(100)의 상기 레티클 스테이지(140) 상에 아래를 향하도록 본 발명의 일 실시예에 의한 펠리클(60)이 부착된 레티클(70)을 장착하는 것을 포함할 수 있다.
상기 광원(110)은 극자외선(EUVL, Extremely Ultra Violet Light)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 광원(110)은 탄소 플라즈마를 이용하여 약 13.5㎚의 파장을 갖는 빛, 예를 들어 상기 극자외선을 발생시킬 수 있다. (be configured to generate) 상기 광원(110)은 빛 콜렉터(115)(light collector)를 포함할 수 있다. 상기 빛 콜렉터(115)는 상기 광원(110)에서 발생한 상기 극자외선을 모아 어느 한 방향으로 직진하도록 조절할 수 있다. (be configured to adjust) 예를 들어, 상기 광원(110)에서 발생된 상기 극자외선은 상기 콜렉터(115)를 통과하여 상기 조영 미러 시스템(120)으로 조사(irradiate)될 수 있다.
상기 조영 미러 시스템(120)은 다수 개의 조영 미러들(121-124)을 포함할 수 있다. 상기 조영 미러들(121-124)은, 예를 들어, 상기 극자외선이 미러링된 조사 경로 밖으로 손실되는 것을 줄이기 위하여 상기 극자외선을 컨덴싱할 수 있다. (be configured to condense) 또한, 상기 조영 미러들(121-124)은, 예를 들어, 상기 극자외선의 인텐시티 분포를 전체적으로 균일하게 조절할 수 있다. 따라서, 다수 개의 상기 조영 미러들(121-124)은 각각, 상기 극자외선의 경로를 다양화시키기 위하여 오목 미러 및/또는 볼록 미러를 포함할 수 있다. 또한, 상기 조영 미러 시스템(120)은 상기 극자외선을 스퀘어(square) 모양, 원(circular) 모양, 또는 바(bar) 모양 등으로 성형하여 레티클 스테이지(140)로 전달할 수도 있다.
상기 레티클 스테이지(140)는 하면에 상기 레티클(70)을 장착하고 수평 방향으로 이동할 수 있다. (be configured to move) 예를 들어, 도면에서 화살표 방향으로 이동할 수 있다. 상기 레티클 스테이지(140)는 정전척(ESC, electro static chuck)을 포함할 수 있다. 상기 상기 레티클(70)은 일면에 광학적 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 상기 레티클(70)은 광학적 패턴들이 형성된 면이 도면에서 아래쪽을 향하도록 상기 레티클 스테이지(140)의 하면 상에 장착될 수 있다.
상기 블라인더(160)가 상기 레티클 스테이지(140)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 블라인더(160)는 슬릿(162) 및 플레이트(164)를 포함할 수 있다. 상기 슬릿(162)은 어퍼쳐(aperture) 모양을 가질 수 있다. 상기 슬릿(162)은 상기 조영 미러 시스템(120)으로부터 상기 레티클 스테이지(140) 상의 레티클(70)로 전달되는 상기 극자외선의 모양을 성형할 수 있다. 상기 조영 미러 시스템(120)으로부터 전달된 상기 극자외선은 상기 슬릿(162)을 통과하여 상기 레티클 스테이지(140) 상의 상기 레티클(70)로 조사될 수 있다. 상기 레티클 스테이지(140) 상의 상기 레티클(70)로부터 반사되는 상기 극자외선은 상기 슬릿(162)을 통과하여 투사 미러 시스템(170)으로 전달될 수 있다. 상기 플레이트(164)는 상기 슬릿(162) 이외의 영역에 조사되는 상기 극자외선을 차단할 수 있다. (be configured to shut) 따라서, 상기 블라인더(160)는 상기 슬릿(162)을 통해 상기 극자외선의 일부를 통과시킬 수 있고 상기 플레이트(164)를 이용하여 상기 극자외선의 일부를 차단할 수 있다. 또한, 상기 레티클 스테이지(140)의 하면 상에 장착된 상기 레티클(70)에서 반사되는 상기 극자외선은 상기 슬릿(162)을 통과할 수 있다.
상기 투사 미러 시스템(170)은 상기 레티클(70)로부터 반사되어 상기 슬릿(162)을 통과한 상기 극자외선을 받아 웨이퍼(190)로 전달할 수 있다. (be configured to transfer) 상기 투사 미러 시스템(170)도 다수 개의 투사 미러들(171-176)을 포함할 수 있다. 상기 투사 미러들(171-176)에 의해 상기 웨이퍼(190) 상에 조사되는 상기 극자외선은 상기 레티클(70)의 광학적 패턴들의 가상적인 에어리얼(aerial) 이미지 정보를 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼(190) 상에 조사되는 상기 극자외선의 모양(shape)은 상기 슬릿(162)에 의해 성형된 모양을 그대로 가질 수 있다. 다수 개의 상기 투사 미러들(171-176)은 다양한 수차들(aberration)을 보정할 수 있다.
상기 웨이퍼 스테이지(180)는 상기 웨이퍼(190)를 안착하고 수평 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 도면에서 화살표 방향으로 이동할 수 있다. 상기 웨이퍼 스테이지(180)는 레티클 스테이지(140)와 동일한 방향으로 일정한 비율로 동시에 이동할 수 있다. 예를 들어, 이동 비율이 10:1(10%)인 경우, 상기 레티클 스테이지(140)가 좌측 또는 우측으로 10㎛ 이동할 때, 상기 웨이퍼 스테이지(180)는 동일한 방향으로 1㎛ 이동할 수 있다. 또는, 이동 비율이 5:1(20%)인 경우, 상기 레티클 스테이지(140)가 좌측 또는 우측으로 10㎛ 이동할 때, 상기 웨이퍼 스테이지(180)는 동일한 방향으로 2㎛ 이동할 수 있다. 이동 비율은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 웨이퍼 스테이지(180)는 스텝 앤 스캔 방식으로 이동할 수 있다. 상기 투사 미러 시스템(170)으로부터 조사되는 상기 극자외선의 초점은 상기 웨이퍼(190)의 표면 상에(above/on) 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 웨이퍼(190) 상에는 일정한 두께를 가진 포토레지스트 층이 형성되고, 상기 극자외선의 초점은 포토레지스트 층 내에 위치할 수 있다.
도면에서, 상기 극자외선이 진행하는 경로들은 본 발명의 기술적 사상을 이해하기 쉽도록 하기 위하여 개념적으로 도시된 것이다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 기판 20: 멤브레인
25: 적층된 멤브레인 30: 버퍼 층
40: 코팅 층 50: 프레임
55: 흡수층 60: 펠리클
70: 레티클 80: 증착 설비
81: 진공 챔버 82a, 82b: 가스 공급관
83: 가스 분배판 84: 스테이지
85: 히터 86: 램프
100: 반사형 포토리소그래피 시스템
110: 광원 115: 빛 콜렉터
120: 조영 미러 시스템 121-124: 조영 미러들
140: 레티클 스테이지 160: 블라인더
162: 슬릿 164: 플레이트
170: 투사 미러 시스템 171-176: 투사 미러들
180: 웨이퍼 스테이지 190: 웨이퍼
S1: 제1 용매 S2: 제2 용매
S3: 제3 용매 B1: 제1 수조
B2: 제2 수조 B3: 제3 수조

Claims (10)

  1. 기판을 준비하고;
    상기 기판 상에 CVD 공정을 수행하여 그라파이트 층을 포함하는 멤브레인을 형성하고;
    제1 용매 내에서 상기 기판 상으로부터 상기 멤브레인을 분리하고;
    제2 용매 내에서 상기 분리된 멤브레인을 린스하고; 및
    제3 용매 내에서 상기 분리된 멤브레인을 프레임 상으로 전사하는 것을 포함하는 펠리클 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 구리를 포함하는 펠리클 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 용매는 과산화수소수, 인산, 질산, 아세트 산, 고리형 아민 화합물, 불화 철(FeCl3), CAN(ceric ammonium nitrate), 또는 탈 이온수 중 하나 이상을 선택적으로 포함하는 펠리클 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 용매는 탈 이온수, 또는 질산 또는 염산을 포함하는 린스 액을 포함하는 펠리클 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 용매는 탈 이온수, 알코올, 또는 그 혼합물을 포함하는 펠리클 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 용매는 아미노프로필트리에톡시실란 (aminopropyltriethoxysilane_ATS) 또는 옥타데실트리클로로실란 (Octadecyltrichlorosilane_OTS)을 더 포함하는 펠리클 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 멤브레인의 표면 상에 PMMA(polymethylmethacrylate) 층 또는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 층을 형성하는 것을 더 포함하는 펠리클 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 멤브레인의 표면 상에 루데늄(Ru) 층 또는 실리콘 질화물(SiN) 층을 형성하는 것을 더 포함하는 펠리클 제조 방법.
  10. 진공 챔버 내에 기판을 로딩하고,
    증착 공정을 수행하여 상기 기판 상에 그라파이트 층을 포함하는 멤브레인을 형성하고,
    상기 진공 챔버로부터 상기 멤브레인이 형성된 상기 기판을 언로딩하고,
    분리 공정을 수행하여 상기 기판 상으로부터 상기 멤브레인을 분리하고;
    린스 공정을 수행하여 상기 분리된 멤브레인을 린스하고; 및
    전사 공정을 수행하여 상기 분리된 멤브레인을 프레임 상으로 전사하는 것을 포함하는 펠리클 제조 방법.
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