KR102375433B1 - 3성분계의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클 - Google Patents

3성분계의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3성분계의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클에 관한 것으로, 90% 이상의 높은 극자외선 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 극자외선 노광용 펠리클은 중심 부분에 개방부가 형성된 지지층과, 개방부를 덮도록 지지층 위에 형성되는 펠리클층을 포함한다. 여기서 펠리클층은 개방부를 덮도록 지지층 위에 형성되는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재로 형성된 코어층을 포함한다.

Description

3성분계의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클{Pellicle for extreme ultraviolet exposure including a three-component core layer}
본 발명은 노광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 극자외선을 이용한 노광 공정에 사용되는 마스크에 설치되는 3성분계의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클(pellicle)에 관한 것이다.
반도체 산업이 발달되고 반도체 소자의 집적도가 향상됨에 따라 전자기기들이 점차 소형화 및 경량화되고 있다. 반도체 소자의 집적도 향상을 위해 노광 기술의 고도화가 요구되고 있다.
현재, 광원의 파장을 감소시켜 반도체의 미세한 패턴을 구현하는 방향으로 기술이 발전하고 있다. 이 중 차세대 기술인 극자외선(Extreme Ultraviolet, EUV) 노광 기술은 한 번의 레지스트 공정으로 미세 패턴을 구현할 수 있는 기술이다.
반도체 공정에 사용되는 극자외선 노광 장치는 광원(light source power), 레지스트(resist), 펠리클(pellicle) 및 마스크를 포함한다. 펠리클은 마스크에 설치되어 노광 공정 중에 발생하는 이물질이 마스크에 부착되는 것을 방지하며, 노광 장치에 따라서 선택적으로 사용되고 있다.
극자외선 노광 공정에서는 클린 시스템이 구축되어 펠리클이 필요 없을 것이라는 기대가 초기에 존재하였다. 하지만 실제 노광 장치 구축 후 구동 과정에서 장치 내부 구동부에서 발생하는 이물질 및 광원의 발진 과정에서 생성된 주석 입자와 극자외선 감광제에 의한 마스크의 오염이 발생하는 것을 확인하였다.
따라서 극자외선 노광 공정에서는 마스크의 오염을 방지하기 위해서, 펠리클은 필수의 소재로 인식되고 있다. 펠리클을 사용하는 경우, 10,000nm 크기 미만의 결함을 무시할 수 있다.
이러한 극자외선 노광용 펠리클은 마스크를 커버하기 위해 110mm×144mm 크기가 요구되며, 광원의 손실로 인한 생산성 악화를 최소화하기 위해 90% 이상의 극자외선 투과율이 요구되고 있다. 극자외선 노광 장치 내부에서의 20G에 이르는 물리적 움직임에 의해 파손되지 않을 수 있는 수준의 기계적 안정성과, 5nm 노드(node) 기준으로 250W 이상의 열적 하중을 견딜 수 있는 열적 안정성이 요구되고 있다. 그리고 극자외선 환경에서 발생되는 수소라디칼에 반응하지 않는 화학적 내구성도 요구되고 있다.
하지만 현재까지 개발되어 소개되고 있는 극자외선 노광용 펠리클은 다결정 실리콘(p-Si) 기반 또는 SiN 기반으로 하고 있으나, 투과율이 90% 미만의 수준에 머물고 있다.
공개특허공보 제2018-0135490호 (2018.12.20.)
따라서 본 발명의 목적은 350W 이상의 극자외선 출력 환경에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 갖는 3성분계의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 90% 이상의 높은 극자외선 투과율을 가지면서 열적 안정성, 기계적 안정성 및 화학적 내구성을 갖는 3성분계의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중심 부분에 개방부가 형성된 지지층; 및 상기 개방부를 덮도록 상기 지지층 위에 형성되는 펠리클층;을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클을 제공한다.
상기 펠리클층은, 상기 개방부를 덮도록 상기 지지층 위에 형성되는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재로 형성된 코어층;을 포함한다.
상기 지지층은 실리콘 기판일 수 있다.
상기 코어층의 소재는 MBxSiy(x+y=≥1) 일 수 있다.
상기 코어층의 소재에서 x+y=1 또는 x+y=2 일 수 있다.
상기 코어층의 소재는 M(BSi)z(z=1~6) 일 수 있다.
상기 코어층의 소재는 Zr-B-Si의 3성분계 소재일 수 있다.
상기 펠리클층은, 상기 코어층의 적어도 일면에 형성되는 캡핑층;을 더 포함할 수 있다.
상기 캡핑층의 소재는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재, ZrCBx(x≥1), ZrBx(x≥2), ZrC, ZrSix(x≤2), SiN, B4C, B 또는 금속산화물 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 펠리클층은, 상기 코어층과 상기 캡핑층 사이에 개재되는 버퍼층;을 더 포함할 수 있다.
상기 버퍼층의 소재는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재, ZrCBx(x≥1), ZrBx(x≥2), ZrC, ZrSix(x≤2), SiN, B4C, B 또는 금속산화물 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 펠리클층은 350W 이상의 극자외선 출력 환경에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 갖는다.
상기 펠리클층은 350W 이상의 극자외선 출력 환경에서 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 갖는다.
본 발명은 또한, 중심 부분에 개방부가 형성된 지지층; 및 상기 개방부를 덮도록 상기 지지층 위에 형성되는 펠리클층;을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클을 제공한다. 여기서 상기 펠리클층은, 상기 개방부를 덮도록 상기 지지층 위에 형성되는 제1 캡핑층; 상기 제1 캡핑층 위에 형성되는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재로 형성된 코어층; 및 상기 코어층 위에 형성되는 제2 캡핑층;을 포함한다.
본 발명에 따르면, 극자외선 노광용 펠리클의 코어층을 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재로 형성함으로써, 90% 이상의 높은 극자외선 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 제공할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 3성분계의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클은 90% 이상의 높은 극자외선 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 가지면서 열적 안정성, 기계적 안정성 및 화학적 내구성을 제공할 수 있다. 즉 코어층은 투과율과 반사율 등의 광학적 특성이 우수한 Si와, 녹는점이 높고 기계적 강도 및 내화학성이 우수한 B를 포함하기 때문에, 90% 이상의 높은 극자외선 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 가지면서 열적 안정성, 기계적 안정성 및 화학적 내구성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3성분계의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3 및 도 4는 실시예1에 따른 ZrBxSiy(x=0.2, y=0.8) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 5 및 도 6은 실시예2에 따른 ZrBxSiy(x=0.4, y=0.6) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 7 및 도 8은 실시예3에 따른 ZrBxSiy(x=0.6, y=0.4) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 9 및 도 10은 실시예4에 따른 ZrBxSiy(x=0.8, y=0.2) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 11 및 도 12는 실시예5에 따른 ZrBxSiy(x=0.4, y=1.6) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 13 및 도 14는 실시예6에 따른 ZrBxSiy(x=0.8, y=1.2) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 15 및 도 16은 실시예7에 따른 ZrBxSiy(x=1.2, y=0.8) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 17 및 도 18은 실시예8에 따른 ZrBxSiy(x=1.6, y=0.4) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 19 및 도 20은 실시예9에 따른 Zr(BSi)z(z=1) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 21 및 도 22는 실시예10에 따른 Zr(BSi)z(z=2) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 23 및 도 24는 실시예11에 따른 Zr(BSi)z(z=3) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 25 및 도 26은 실시예12에 따른 Zr(BSi)z(z=4) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 27 및 도 28은 실시예13에 따른 Zr(BSi)z(z=5) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 29 및 도 30은 실시예14에 따른 Zr(BSi)z(z=6) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 3성분계의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클을 보여주는 도면이다. 그리고 도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 극자외선 노광용 펠리클(100; 이하 '펠리클'이라 함)은 중심 부분에 개방부(13)가 형성된 지지층(10)과, 개방부(13)를 덮도록 지지층(10) 위에 형성되는 펠리클층(20)을 포함한다. 여기서 펠리클층(20)은 개방부(13)를 덮도록 지지층(10) 위에 형성되는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재로 형성된 코어층(21)을 포함한다.
본 발명에 따른 펠리클층(20)은 코어층(21)의 일면 또는 양면에 형성되는 캡핑층(27,29)을 더 포함하거나, 코어층(21)과 캡핑층(27,29) 사이에 개재되는 버퍼층(23,25)을 더 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 펠리클층(20)의 코어층(21)을 M-B-Si의 3성분계 소재로 형성함으로써, 90% 이상의 높은 극자외선 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 제공할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 3성분계의 코어층(21)을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클(100)은 90% 이상의 높은 극자외선 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 가지면서 열적 안정성, 기계적 안정성 및 화학적 내구성을 제공할 수 있다. 즉 코어층(21)은 투과율과 반사율 등의 광학적 특성이 우수한 Si와, 녹는점이 높고 기계적 강도 및 내화학성이 우수한 B를 포함하기 때문에, 90% 이상의 높은 극자외선 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 가지면서 열적 안정성, 기계적 안정성 및 화학적 내구성을 제공할 수 있다.
펠리클(100)은 반도체 및 디스플레이 제조 공정 중 노광 공정에서 마스크를 이물질로부터 보호하는 소모성 소재이다. 즉 펠리클(100)은 마스크 위에 씌워지는 얇은 박막으로 덮개 역할을 한다. 웨이퍼로 전사되는 빛은 마스크로 초점을 맞추어 노광을 진행하기 때문에, 일정한 거리로 떨어져 있는 펠리클(100)에 이물질이 앉더라도 초점이 잡히지 않아 사용자가 만들고자 하는 패턴의 크기에 영향을 미치지 않게 하여 불량 패턴의 형성을 줄일 수 있다.
이로 인해 펠리클(100)은 노광 공정 중 마스크의 이물질로부터 보호하면서 불량 패턴을 최소화하여 반도체 및 디스플레이 제조 공정의 수율을 매우 높일 수 있다. 그리고 펠리클(100)의 사용으로 마스크의 수명을 늘릴 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 펠리클(100)에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
지지층(10)은 펠리클층(20)을 지지하며, 펠리클(100)을 제조하는 과정 및 제조 완료 후에 펠리클(100)의 핸들링 및 이송을 쉽게 할 수 있도록 한다. 지지층(10)은 식각 공정이 가능한 소재로 형성되며, 예컨대 실리콘 기판, 석영, SOI(Silicon on Insulator) 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 지지층(10)의 중심 부분에 형성된 개방부(13)는 MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems)와 같은 미세 가공 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
그리고 펠리클층(20)은 코어층(21) 및 캡핑층(27,29)을 포함하고, 코어층(21)과 캡핑층(27,29) 사이에 개재된 버퍼층(23,25)을 더 포함할 수 있다.
여기서 코어층(21)은 극자외선의 투과율을 결정하는 층이다. 코어층(21)은 극자외선에 대한 90% 이상의 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 가지며, 열을 효과적으로 방출하여 펠리클층(20)이 과열되는 것을 방지한다. 코어층(21)은 캡핑층(27,29) 및 버퍼층(23,25)의 두께의 합보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
일반적으로 코어층(21)은 열적 안정성, 기계적 안정성 및 화학적 내구성을 고려할 때 두껍게 형성할수록 좋지만, 두께가 두꺼워질수록 펠리클층(20)의 투과율이 떨어질 수 있다. 하지만 본 발명에 따른 펠리클층(20)의 코어층(21)을 M-B-Si의 3성분계 소재로 형성함으로써, 코어층(21)을 30nm의 두께로 형성하더라도 극자외선에 대한 90% 이상의 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 제공할 수 있다.
이러한 코어층(21)의 소재로는 MBxSiy(x+y=≥1)와 같은 균질한(homogeneous) 3성분계 소재를 사용할 수 있다. 여기서 MBxSiy(x+y=≥1)의 소재 중에 x+y=1 또는 x+y=2 인 것을 코어층(21)의 소재로 사용할 수 있다. 또는 코어층(21)의 소재는 M(BSi)z(z=1~6) 인 것을 사용할 수 있다. 예컨대 코어층의 소재는 Zr-B-Si의 3성분계 소재를 사용할 수 있다. 코어층(21)은 ALD(atomic layer deposition) 또는 IBSD(ion beam sputtering deposition) 공정으로 형성할 수 있다.
캡핑층(27,29)은 코어층(21)의 극자외선의 투과율 저하를 최소화하면서, 펠리클층(20)에 열적 안정성, 기계적 안정성 및 화학적 내구성을 제공한다. 즉 캡핑층(27,29)은 코어층(21)의 보호층으로서, 코어층(21)에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출하여 열적 안정성을 제공한다. 캡핑층(27,29)은 코어층(21)의 기계적 강도를 보완하여 기계적 안정성을 제공하다. 그리고 캡핑층(27,29)은 수소 라디칼과 산화로부터 코어층(21)을 보호하여 화학적 내구성을 제공한다.
그리고 버퍼층(23,25)은 코어층(21)과 캡핑층(27,29) 간의 열팽창(thermal expansion)에 의한 열응력을 완화한다. 버퍼층(23,25)은 코어층(21) 및 캡핑층(27,29)의 소재에 따라서 생략될 수 있다. 버퍼층(23,25)은 캡핑층(27,29) 보다는 얇은 두께로 형성될 수 있다.
여기서 펠리클층(20)은 코어층(21)과 캡핑층(27,29)을 포함할 수 있다. 코어층(21)은 제1 면과, 제1 면에 반대되는 제2 면을 포함한다. 캡핑층(27,29)은 제1 면에 형성되는 제1 캡핑층(27)과, 제2 면에 형성되는 제2 캡핑층(29)을 포함한다.
이러한 캡핑층(27,29)의 소재는 코어층(21)의 소재, C(graphene, CNT 등), B 또는 N을 조합한 소재이거나 금속산화물을 포함할 수 있다. 예컨대 캡핑층(27,29)의 소재는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재, ZrCBx(x≥1), ZrBx(x≥2), ZrC, ZrSix(x≤2), SiN, B4C, B 또는 금속산화물 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 캡핑층(27,29)은 ALD 또는 IBSD 공정으로 형성하여, 두께, 물성 및 화학 조성의 변경을 자유롭게 조절하여 최상의 투과율과 반사율을 가지면서 결점을 최소화할 수 있다.
이와 같은 코어층(21)과 캡핑층(27,29)으로 구성된 펠리클층(20)은 두께가 40nm 이하되, 캡핑층(27,29)의 두께가 최대 8.5nm로 형성하더라도, 350W 이상의 극자외선 출력 환경에서 90% 이상의 높은 극자외선 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 가지면서 열적 안정성, 기계적 안정성 및 화학적 내구성을 제공할 수 있다.
또는 펠리클층(20)은 코어층(21), 버퍼층(23,25) 및 캡핑층(27,29)을 포함할 수 있다. 버퍼층(23,25)은 코어층(21)의 제1 면에 형성되는 제1 버퍼층(23)과, 코어층(21)의 제2 면에 형성되는 제2 버퍼층(23)을 포함한다. 캡핑층(27,29)은 제1 버퍼층(23) 위에 형성되는 제1 캡핑층(27)과, 제2 버퍼층(25) 위에 형성되는 제2 캡핑층(29)을 포함한다.
여기서 캡핑층(23,25)의 소재는 코어층(21)의 소재, C(graphene, CNT 등), B 또는 N을 조합한 소재이거나 금속산화물을 포함할 수 있다. 예컨대 버퍼층(23,25)의 소재는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재, ZrCBx(x≥1), ZrBx(x≥2), ZrC, ZrSix(x≤2), SiN, B4C, B 또는 금속산화물 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층(23,25)은 ALD 또는 IBSD 공정으로 형성하여, 두께, 물성 및 화학 조성의 변경을 자유롭게 조절하여 최상의 투과율과 반사율을 가지면서 결점을 최소화할 수 있다.
이와 같은 코어층(21), 버퍼층(23,25) 및 캡핑층(27,29)으로 구성된 펠리클층(10)은 두께가 40nm 이하되, 버퍼층(23,25)의 두께가 3nm 이하이고, 캡핑층(27,29)의 두께가 5nm 이하로 형성하더라도, 350W 이상의 극자외선 출력 환경에서 90% 이상의 높은 극자외선 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 가지면서 열적 안정성, 기계적 안정성 및 화학적 내구성을 제공할 수 있다.
즉 일반적으로 캡핑층은 높은 투과율을 가지면서 열적 안정성 및 화학적 내구성을 제공하기 위해서, 5nm 이하의 두께로 형성할 것을 요구하고 있다.
하지만 본 발명에 따른 펠리클층(20)의 코어층(21)을 M-B-Si의 3성분계 소재로 형성함으로써, 90% 이상의 높은 극자외선 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 가지면서 열적 안정성, 기계적 안정성 및 화학적 내구성을 제공하면서, 캡핑층(27,29)의 두께를 최대 8.5nm 까지 적용이 가능하다.
이와 같은 본 발명에 따른 펠리클(100)은 아래와 같은 제조 공정으로 제조될 수 있다. 먼저 개방부(13)가 형성되지 않은 상태의 지지층(10) 위에 제1 캡핑층(27), 제1 버퍼층(23), 코어층(21), 제2 버퍼층(25) 및 제2 캡핑층(29)을 순차적으로 적층하여 형성한다.
그리고 지지층(10)의 중심 부분에 지지층(10)에 대한 선택적인 식각을 통하여 제1 캡핑층(27)이 노출되게 개방부(13)를 형성함으로써, 본 발명에 따른 펠리클(100)을 제조할 수 있다.
[실시예]
이와 같은 본 발명에 따른 펠리클의 350W 이상의 극자외선 출력 환경에서의 투과율과 반사율을 확인하기 위해서, 도 3 내지 도 30에 따른 실시예1~14에 따른 펠리클에 대한 시뮬레이션을 수행하였다.
먼저 도 3 내지 도 10에 도시된 실시예1~4에 따른 펠리클은 ZrBxSiy(x+y=1) 소재의 코어층과, SiN 소재의 제1 및 제2 캡핑층을 포함한다. 코어층은 0~50nm 및 캡핑층은 1~20nm로 두께를 변경하면서, 실시예1~4에 따른 펠리클에 대해서 350W의 극자외선 출력 환경에서의 투과율과 반사율을 시뮬레이션 하였다.
도 3 및 도 4는 실시예1에 따른 ZrBxSiy(x=0.2, y=0.8) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 실시예1에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB0.2Si0.8_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예1에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 35nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예1에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~5nm, 9~12nm, 16~19nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 5 및 도 6은 실시예2에 따른 ZrBxSiy(x=0.4, y=0.6) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 실시예2에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB0.4Si0.6_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예2에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 33nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예2에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~5nm, 9~12nm, 16~19nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 7 및 도 8은 실시예3에 따른 ZrBxSiy(x=0.6, y=0.4) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 실시예3에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB0.6Si0.4_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예3에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 33nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예3에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~5nm, 9~12nm, 16~19nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 9 및 도 10은 실시예4에 따른 ZrBxSiy(x=0.8, y=0.2) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 실시예4에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB0.8Si0.2_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예4에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 33nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예4에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~5nm, 9~12nm, 16~19nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
다음으로 도 11 내지 도 18에 도시된 실시예5~8에 따른 펠리클은 ZrBxSiy(x+y=2) 소재의 코어층과, SiN 소재의 제1 및 제2 캡핑층을 포함한다. 코어층은 0~50nm 및 캡핑층은 1~20nm로 두께를 변경하면서, 실시예5~8에 따른 펠리클에 대해서 350W의 극자외선 출력 환경에서의 투과율과 반사율을 시뮬레이션 하였다.
도 11 및 도 12는 실시예5에 따른 ZrBxSiy(x=0.4, y=1.6) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 실시예5에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB0.4Si1.6_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예5에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 35nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예5에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~5nm, 9~11nm, 16~18nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 13 및 도 14는 실시예6에 따른 ZrBxSiy(x=0.8, y=1.2) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 실시예6에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB0.8Si1.2_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예6에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 35nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예6에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~5nm, 9~11nm, 16~18nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 15 및 도 16은 실시예7에 따른 ZrBxSiy(x=1.2, y=0.8) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 실시예7에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB1.2Si0.8_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예7에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 31nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예7에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~5nm, 9~11nm, 16~18nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 17 및 도 18은 실시예8에 따른 ZrBxSiy(x=1.6, y=0.4) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 실시예8에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB1.6Si0.4_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예8에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 28nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예8에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~5nm, 9~11nm, 16~18nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
그리고 도 19 내지 도 30에 도시된 실시예9~14에 따른 펠리클은 Zr(BSi)z(z=1, 2, 3, 4, 5, 6) 소재의 코어층과, SiN 소재의 제1 및 제2 캡핑층을 포함한다. 코어층은 0~50nm 및 캡핑층은 1~20nm로 두께를 변경하면서, 실시예5~8에 따른 펠리클에 대해서 350W의 극자외선 출력 환경에서의 투과율과 반사율을 시뮬레이션 하였다.
도 19 및 도 20은 실시예9에 따른 Zr(BSi)z(z=1) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 실시예9에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB1.0Si1.0_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예9에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 32nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예9에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~5nm, 9~11nm, 16~18nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 21 및 도 22는 실시예10에 따른 Zr(BSi)z(z=2) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 실시예10에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB2.0Si2.0_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예10에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 27nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예10에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~5nm, 9~11nm, 16~18nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 23 및 도 24는 실시예11에 따른 Zr(BSi)z(z=3) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 23 및 도 24를 참조하면, 실시예11에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB3.0Si3.0_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예11에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 27nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예11에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~4nm, 9~11nm, 16~18nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 25 및 도 26은 실시예12에 따른 Zr(BSi)z(z=4) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 25 및 도 26을 참조하면, 실시예12에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB4.0Si4.0_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예12에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 25nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예12에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~4nm, 9~11nm, 16~18nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 27 및 도 28은 실시예13에 따른 Zr(BSi)z(z=5) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 27 및 도 28을 참조하면, 실시예13에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB5.0Si5.0_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예13에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 25nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예13에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~4nm, 9~11nm, 16~18nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 29 및 도 30은 실시예14에 따른 Zr(BSi)z(z=6) 소재의 코어층을 포함하는 극자외선 노광용 펠리클의 투과율과 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 29 및 도 30을 참조하면, 실시예14에 따른 펠리클은 Si1N1_ZrB6.0Si6.0_Si1N1 으로 표시될 수 있다.
실시예14에 따른 펠리클은 코어층의 두께가 24nm 이하, 캡핑층의 두께가 8.5nm 이하에서 90% 이상의 극자외선 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실시예14에 따른 펠리클은 캡핑층의 두께가 2.5~4nm, 9~11nm, 16~18nm인 경우에, 코어층의 두께에 무관하게 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 실시예1~14에 따르면, 극자외선 노광용 펠리클의 코어층을 ZrBxSiy(x+y=≥1) 소재로 형성함으로써, 350W 이상의 극자외선 출력 환경에서 90% 이상의 극자외선 투과율과 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 제공할 수 있다.
그리고 실시예1~14에 따른 극자외선 노광용 펠리클은 90% 이상의 높은 투과율 및 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 가지면서 열적 안정성, 기계적 안정성 및 화학적 내구성을 제공할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
10 : 지지층
13 : 개방부
20 : 펠리클층
21 : 코어층
23,25 : 버퍼층
23 : 제1 버퍼층
25 : 제2 버터층
27,29 : 캡핑층
27 : 제1 캡핑층
29 : 제2 캡핑층
100 : 극자외선 노광용 펠리클

Claims (13)

  1. 90% 이상의 극자외선 투과율을 갖는 극자외선 노광용 펠리클로서,
    중심 부분에 개방부가 형성된 지지층; 및
    상기 개방부를 덮도록 상기 지지층 위에 형성되는 펠리클층;을 포함하고,
    상기 펠리클층은,
    상기 개방부를 덮도록 상기 지지층 위에 형성되는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재로 형성된 코어층;을 포함하고,
    상기 펠리클층은 40nm 이하의 두께를 가지되 상기 코어층이 24nm 내지 35nm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지층은 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코어층의 소재는 MBxSiy(x+y=≥1)인 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 코어층의 소재에서 x+y=1 또는 x+y=2 인 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 코어층의 소재는 M(BSi)z(z=1~6) 인 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코어층의 소재는 Zr-B-Si의 3성분계 소재인 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  7. 제1항에 있어서, 상기 펠리클층은,
    상기 코어층의 적어도 일면에 형성되는 캡핑층;을 더 포함하고,
    상기 캡핑층의 소재는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재, ZrCBx(x≥1), ZrBx(x≥2), ZrC, ZrSix(x≤2), SiN, B4C, B 또는 금속산화물 중에 적어도 하나를 포함하고, 상기 코어층의 소재와 상이한 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  8. 제7항에 있어서, 상기 펠리클층은,
    상기 코어층과 상기 캡핑층 사이에 개재되는 버퍼층;을 더 포함하고,
    상기 버퍼층의 소재는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재, ZrCBx(x≥1), ZrBx(x≥2), ZrC, ZrSix(x≤2), SiN, B4C, B 또는 금속산화물 중에 적어도 하나를 포함하고, 상기 코어층 및 상기 캡핑층의 소재와 상이한 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 캡핑층의 두께는 8.5nm 이하인 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 펠리클층은 350W 이상의 극자외선 출력 환경에서 0.04% 이하의 극자외선 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  11. 90% 이상의 극자외선 투과율을 갖는 극자외선 노광용 펠리클로서,
    중심 부분에 개방부가 형성된 지지층; 및
    상기 개방부를 덮도록 상기 지지층 위에 형성되는 펠리클층;을 포함하고,
    상기 펠리클층은,
    상기 개방부를 덮도록 상기 지지층 위에 형성되는 제1 캡핑층;
    상기 제1 캡핑층 위에 형성되는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재로 형성된 코어층; 및
    상기 코어층 위에 형성되는 제2 캡핑층;을 포함하고,
    상기 펠리클층은 40nm 이하의 두께를 가지되 상기 코어층이 24nm 내지 35nm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 캡핑층의 소재는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재, ZrCBx(x≥1), ZrBx(x≥2), ZrC, ZrSix(x≤2), SiN, B4C, B 또는 금속산화물 중에 적어도 하나를 포함하고, 상기 코어층의 소재와 상이한 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
  13. 제11항에 있어서, 상기 펠리클층은,
    상기 제1 캡핑층과 상기 코어층 사이에 개재되는 제1 버퍼층; 및
    상기 코어층과 제2 캡핑층 사이에 개재되는 제2 버퍼층;을 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 버퍼층의 소재는 M-B-Si(M은 Zr, Mo, Ru, Y, W, Ti 및 Ir로 이루어진 그룹에서 선택된 하나)의 3성분계 소재, ZrCBx(x≥1), ZrBx(x≥2), ZrC, ZrSix(x≤2), SiN, B4C, B 또는 금속산화물 중에 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제1 버퍼층의 소재는 상기 제1 캡핑층 및 상기 코어층의 소재와 상이하고, 상기 제2 버퍼층의 소재는 상기 코어층 및 제2 캡핑층의 소재와 상이한 것을 특징으로 하는 극자외선 노광용 펠리클.
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