KR102401580B1 - 펠리클 조립체의 제조 방법 및 펠리클 조립체를 포함하는 포토마스크 조립체의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
펠리클 조립체를 제조하기 위하여, 습식 분위기 하에서 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착한다. 탄소 함유 박막이 반송막 상에 부착된 상태에서 건식 분위기 하에서 탄소 함유 박막을 펠리클 프레임에 부착한다. 탄소 함유 박막이 펠리클 프레임에 부착된 상태에서 반송막을 탄소 함유 박막으로부터 분리한다.
Description
본 발명의 기술적 사상은 집적회로 소자 제조 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 집적회로 소자 제조용 노광 장치에 사용하기 위한 펠리클 조립체의 제조 방법 및 펠리클 조립체를 포함하는 포토마스크 조립체의 제조 방법에 관한 것이다.
집적회로 소자의 제조 공정에서, 웨이퍼에 회로 패턴을 형성하기 위하여 리소그래피 공정을 이용한다. 리소그래피 공정에서는 원하는 패턴을 기판 상에 전사하기 위해 포토마스크를 이용한다. 포토마스크가 주변 환경으로부터의 파티클 등과 같은 이물질에 의해 오염되거나 주위 환경에 의해 변형되는 경우, 포토마스크의 패턴이 전사되는 웨이퍼 상에 결함이 발생할 수 있다. 따라서, 집적회로 소자 제조시 생산성을 향상시키기 위하여는 리소그래피 공정에 사용되는 포토마스크가 이물질 또는 주변 환경으로 인해 오염되거나 변형되지 않도록 보호할 수 있는 시스템을 개발할 필요가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 포토마스크의 보관, 운반, 및 사용시 오염으로부터 보호할 수 있고, 노광 공정 중에 발생될 수 있는 열에 대한 강한 내성을 가지며, 비교적 큰 사이즈를 가지는 포토마스크에 적용하기 위한 대형 펠리클 프레임 상에 EUV (Extreme Ultraviolet Light) 광 또는 전자선 (Electron Beam)이 투과하기에 충분히 얇은 두께의 박막으로 이루어지는 펠리클 필름을 프리스탠딩(free-stranding) 구조로 편평하게 결합시킬 수 있는 펠리클 조립체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 비교적 큰 사이즈의 펠리클 프레임 상에 EUV 광 또는 전자선이 투과하기에 충분히 얇은 두께의 박막으로 이루어지는 펠리클 필름이 프리스탠딩 구조로 편평하게 결합된 펠리클 조립체를 포함하는 포토마스크 조립체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법에서는 습식 분위기 하에서 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착한다. 상기 탄소 함유 박막이 상기 반송막 상에 부착된 상태에서 건식 분위기 하에서 상기 탄소 함유 박막을 펠리클 프레임에 부착한다. 상기 탄소 함유 박막이 펠리클 프레임에 부착된 상태에서 상기 반송막을 상기 탄소 함유 박막으로부터 분리한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법은 상기 반송막을 상기 탄소 함유 박막으로부터 분리하는 단계 후, 상기 탄소 함유 박막을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법은 상기 반송막을 상기 탄소 함유 박막으로부터 분리하는 단계 후, 상기 탄소 함유 박막의 두께를 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막의 두께를 감소시키는 단계는 산소 또는 수소 분위기 하에서 수행되는 플라즈마 식각 공정을 이용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 습식 분위기 하에서 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계는 상기 탄소 함유 박막을 액체 내에 딥핑하는 단계와, 상기 반송막의 적어도 일부가 상기 액체 내에 있는 상태에서 반송막 상에 상기 탄소 함유 박막을 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계에서는 액체의 표면 장력 모세관 현상을 이용하여 상기 반송막과 상기 탄소 함유 박막을 부착할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 반송막은 상기 반송막을 관통하는 복수의 포어(pores)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 포어는 10 nm ∼ 20 μm 의 범위 내에서 선택되는 포어 사이즈를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 반송막은 투명 또는 반투명 막으로 이루어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 반송막은 다공성 폴리머 막으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법에서는 탄소 함유 박막의 제1 면 상에 핸들링(handling) 박막을 형성한다. 습식 분위기 하에서 반송막 상에 핸들링 박막이 결합된 탄소 함유 박막을 부착한다. 상기 탄소 함유 박막이 상기 반송막 상에 부착된 상태에서 건식 분위기 하에서 상기 탄소 함유 박막을 펠리클 프레임에 부착한다. 상기 탄소 함유 박막이 펠리클 프레임에 부착된 상태에서 상기 반송막을 상기 탄소 함유 박막으로부터 분리한다. 상기 핸들링 박막의 적어도 일부를 제거한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법에서, 상기 핸들링 박막을 형성하는 단계는 상기 탄소 함유 박막의 제1 면 상에 고분자막을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법에서, 상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계에서는 상기 반송막이 상기 핸들링 박막을 사이에 두고 상기 탄소 함유 박막의 상기 제1 면에 대면하도록 상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법에서, 상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계에서는 상기 탄소 함유 박막의 상기 제1 면의 반대측 면인 제2 면이 상기 반송막에 대면하도록 상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법에서, 상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계에서는 액체의 표면 장력 모세관 현상을 이용할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법에서, 상기 핸들링 박막의 적어도 일부를 제거하는 단계는 산소 또는 수소 분위기 하에서 수행되는 플라즈마 식각 공정을 이용할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 포토마스크 조립체의 제조 방법에서는 습식 분위기 하에서 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착한다. 상기 탄소 함유 박막이 상기 반송막 상에 부착된 상태에서 건식 분위기 하에서 상기 탄소 함유 박막을 펠리클 프레임의 일측 표면에 부착한다. 상기 탄소 함유 박막이 펠리클 프레임에 부착된 상태에서 상기 탄소 함유 박막으로부터 상기 반송막을 분리한다. 상기 펠리클 프레임의 타측 표면에 포토마스크를 고정한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 포토마스크 조립체의 제조 방법에서, 상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계 전에, 상기 탄소 함유 박막 상에 핸들링(handling) 박막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 반송막 상에 상기 탄소 함유 박막을 부착하는 단계에서는 상기 핸들링 박막을 사이에 두고 상기 탄소 함유 박막과 상기 반송막이 이격된 상태로 상기 반송막 상에 상기 탄소 함유 박막이 부착될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 포토마스크 조립체의 제조 방법에서, 상기 탄소 함유 박막으로부터 상기 반송막을 분리하는 단계 후, 상기 탄소 함유 박막으로부터 핸들링 박막을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 포토마스크 조립체의 제조 방법에서, 상기 반송막을 상기 탄소 함유 박막으로부터 분리하는 단계 후, 상기 탄소 함유 박막의 두께를 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 포토마스크 조립체의 제조 방법에서, 상기 반송막은 상기 반송막을 관통하는 복수의 포어(pores)을 포함할 수 있으며, 상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계에서는 액체의 표면 장력 모세관 현상을 이용하여 상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 펠리클 조립체의 제조 방법에서는 집적회로 소자 제조를 위한 노광 공정 중에 포토마스크의 보관, 운반, 및 사용시 오염으로부터 보호하기 위한 펠리클 조립체를 제조하는 데 있어서, 6.75 내지 13.5 ㎚ 부근의 파장을 지닌 EUV (Extreme Ultraviolet Light) 광 또는 전자선 (Electron Beam)이 투과하기에 충분히 얇은 두께의 박막으로 이루어지는 펠리클 필름을 펠리클 프레임 상에 편평하게 결합된 펠리클 조립체를 제조할 수 있다. 특히, 펠리클 필름을 펠리클 프레임 상에 부착하는 과정을 용매 내부에서 수행하지 않고 건식 공정으로 수행함으로써, 펠리클 필름을 펠리클 프레임 상에 부착하는 과정에서 용매의 표면 장력에 의한 스트레스로 인해 펠리클 멤브레인의 편평도(flatness)가 열화되는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 포토마스크 조립체의 제조 방법에서는 노광 공정 중에 발생될 수 있는 열에 대한 강한 내성을 가지는 재료로 이루어지는 대면적 펠리클 멤브레인이 펠리클 프레임 상에 편평한 상태로 결합된 프리스탠딩 구조의 펠리클 조립체를 형성함으로써, 포토마스크의 보관, 운반, 및 사용시 오염으로부터 보호할 수 있고, 대면적 프리스탠딩 구조로 결합된 펠리클 멤브레인에서의 원하지 않는 굴곡이나 쳐짐 현상을 방지함으로써 노광 공정시 펠리클 멤브레인의 편평도 열화로 인한 에러가 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 노광 공정시 웨이퍼상의 정확한 위치에 원하는 형상의 패턴을 효과적으로 전사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 방법에 의해 제조된 펠리클 조립체와 결합 가능한 예시적인 포토마스크의 개략적인 구조를 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 포토마스크 조립체를 예시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 포토마스크 조립체를 예시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 포토마스크 조립체를 예시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 포토마스크 조립체를 예시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 장치의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 장치를 사용하여 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드의 블록 다이어그램이다.
도 17은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드를 채용하는 메모리 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 방법에 의해 제조된 펠리클 조립체와 결합 가능한 예시적인 포토마스크의 개략적인 구조를 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 포토마스크 조립체를 예시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 포토마스크 조립체를 예시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 포토마스크 조립체를 예시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 포토마스크 조립체를 예시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 장치의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 장치를 사용하여 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드의 블록 다이어그램이다.
도 17은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드를 채용하는 메모리 시스템의 블록 다이어그램이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 첨부도면들에 있어서, 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 2a 내지 도 2i는 도 1에 예시한 펠리클 조립체의 제조 방법을 실시하기 위한 예시적인 공정들을 공정 순서에 따라 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 공정 P12에서, 탄소 함유 박막을 형성한다.
공정 P12에서 상기 탄소 함유 박막을 형성하기 위하여 도 2a 및 도 2b에 예시한 공정들을 수행할 수 있다.
먼저 도 2a를 참조하면, 지지 기판(110) 상에 탄소 함유 박막(120)을 형성한다.
일부 실시예들에서, 상기 지지 기판(110)은 Ni 포일(foil), Cu 포일, 또는 Ni/Cu 포일로 이루어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(120)은 허니컴 결정 격자를 이루는 탄소 원자들의 평면 시트로 이루어지는 약 1 ∼ 10 층의 그래핀층으로 이루어질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(120)은 약 10 ∼ 200 nm의 두께를 가지는 흑연으로 이루어질 수 있다.
상기 지지 기판(110) 상에 탄소 함유 박막(120)을 형성하기 위한 예시적인 공정에서, 수소 및 탄화수소 가스를 포함하는 분위기하에서 상기 지지 기판(110)을 열처리할 수 있다. 상기 탄화 수소 가스는 CH4 가스 또는 C2H2 가스로 이루어질 수 있으나, 예시한 바에 한정되는 것은 아니다. 상기 열처리는 약 750 ∼ 1100 ℃의 온도 하에서 수행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예들에서, 상기 지지 기판(110) 상에 탄소 함유 박막(120)을 형성한 후, 상기 탄소 함유 박막(120)의 두께를 감소시키는 공정을 더 수행할 수 있다. 예를 들면, 약 6.75 내지 13.5 ㎚ 부근의 파장을 지닌 EUV 광 또는 전자선이 투과하기에 충분히 얇은 두께의 박막을 형성하기 위하여, 상기 지지 기판(110) 상에 탄소 함유 박막(120)이 형성되어 있는 상태에서 상기 탄소 함유 박막(120)의 두께를 감소시킬 수 있다. 상기 탄소 함유 박막(120)의 두께를 감소시키기 위하여 산소 또는 수소 분위기 하에서 수행되는 플라즈마 식각 분위기 하에서 식각 공정을 수행하여 상기 탄소 함유 박막(120)의 상면으로부터 상기 탄소 함유 박막(120)을 일부 두께만큼 제거할 수 있다.
다른 일부 실시예들에서, 상기 지지 기판(110) 상에 탄소 함유 박막(120)을 형성한 후, 상기 탄소 함유 박막(120)의 두께를 감소시키는 공정을 수행하지 않고 도 2b를 참조하여 후술하는 후속 공정을 수행할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 지지 기판(110)을 에천트(etchant)를 이용하여 제거한다.
상기 에천트로서 예를 들면 FeCl3 (iron III chloride) 수용액, 암모늄 퍼설페이트 ((NH4)2S2O8) 수용액, 또는 세릭암모늄나이트레이트(ceric ammonium nitrate: (NH4)2Ce(NO3)6) 수용액을 사용할 수 있으나, 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예들에서, 상기 에천트를 이용하여 상기 지지 기판(110)을 탄소 함유 박막(120)으로부터 분리시킬 수 있다. 그 후, 상기 에천트로부터 탄소 함유 박막(120)을 꺼내고, 상기 탄소 함유 박막(120)에 남아 있는 금속 불순물을 식각액을 이용하여 제거한 후, 아세톤과 같은 유기 용매, 또는 DIW (deionized water)를 사용하여 린스할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 식각액은 염산, 질산, 황산, 아세트산, 불산, 왕수, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있으나, 상기 식각액의 종류가 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다.
도 1의 공정 P14에서, 습식 분위기 하에서 다공성 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착한다.
공정 P14에 따라 습식 분위기 하에서 다공성 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하기 위하여 도 2c 및 도 2d에 예시한 공정들을 수행할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 용기(130)에 수용된 액체(132) 내에 공정 P12에서 형성한 탄소 함유 박막(120)을 딥핑(dipping)한다.
상기 액체(132)는 DIW, 유기 용매 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 예에서, 상기 액체(132)는 DIW 만으로 이루어질 수 있다. 다른 예에서, 상기 액체(132)는 DIW와 유기 용매와의 혼합물로 이루어질 수 있다. 상기 액체(132)로서, 도 2b를 참조하여 설명한 탄소 함유 박막(120)의 린스 공정을 수행하는 데 사용된 린스액을 사용할 수도 있다.
도 2d를 참조하면, 탄소 함유 박막(120)이 용기(130)에 수용된 액체(132) 내에 유지되어 있는 상태로 다공성 반송막(140)을 상기 액체(132) 내에 화살표(AR1) 방향으로 넣어 상기 다공성 반송막(140) 상에 상기 탄소 함유 박막(120)을 부착할 수 있다.
그 후, 상기 다공성 반송막(140) 상에 상기 탄소 함유 박막(120)이 부착된 상태의 결과물을 액체(132)로부터 꺼낼 수 있다.
액체(132) 내에서 상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막을 부착하기 위하여 액체(132)의 표면 장력 모세관 현상을 이용할 수 있다.
도 2d에서는 상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(120)을 부착하기 위하여 탄소 함유 박막(120)이 용기(130)에 수용된 액체(132) 내에 유지되어 있는 상태로 다공성 반송막(140)을 상기 액체(132) 내에 넣는 방법을 이용하는 경우를 예시하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 도 2d를 참조하여 설명하는 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 탄소 함유 박막(120)은 액체(132) 내부가 아닌 대기 중에 있는 상태에서, 액체, 예를 들면 DIW의 표면 장력 모세관 현상 또는 반데르발스 힘 (van der Waals force)을 이용하여 상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(120)을 부착할 수도 있다. 이를 위하여, 상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(120)을 부착하기 전에 상기 다공성 반송막(140) 중 탄소 함유 박막(120)이 부착될 표면에 액체를 미리 분사할 수 있다.
도 2e는 상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(120)이 부착된 상태를 예시한 개략적인 단면도이다.
도 2e를 참조하면, 상기 다공성 반송막(140)은 상기 다공성 반송막(140)을 관통하는 복수의 포어(pores)(142)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 포어(142)는 약 10 nm ∼ 3 μm 의 범위 내에서 선택되는 포어 사이즈를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 복수의 포어(142)는 상기 다공성 반송막(142)의 주면 연장 방향과 수직을 이룰 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 복수의 포어(142)는 상기 다공성 반송막(142)을 두께 방향으로 관통하되, 관통 경로가 선형이 아닐 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 다공성 반송막(140)은 약 1 × 104 ∼ 1 × 109 pores/cm2의 포어 밀도를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 다공성 반송막(140)에 형성된 복수의 포어(142)는 삼각형, 사각형, 육각형 등과 같은 다각형, 원형, 타원형, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 다공성 반송막(140)의 외측 표면은 친수성 또는 소수성을 가질 수 있다.
상기 다공성 반송막(140)은 투명 또는 반투명 막으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(120)이 부착된 상태에서, 상기 탄소 함유 박막(120)이 상기 다공성 반송막(140)으로 완전히 덮여 있는 경우에도 상기 다공성 반송막(140) 측에서 볼 때 상기 탄소 함유 박막(120)의 형상 및 윤곽을 육안으로 인식할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 다공성 반송막(140)은 폴리카보네이트(polycarbonate) 멤브레인 필터로 이루어질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 다공성 반송막(140)은 나일론 또는 셀룰로오즈로 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 다공성 반송막(140)을 구성하는 재료가 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니며, 상기 다공성 반송막(140)으로서 다양한 재료로 이루어지는 다공성 폴리머 막을 사용할 수 있다.
상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(120)이 부착된 결과물은 상기 다공성 반송막(140)과 상기 탄소 함유 박막(120)과의 사이, 및 상기 복수의 포어(142) 내부 공간의 적어도 일부 영역이 액체(132)로 채워진 상태일 수 있다. 그리고, 상기 다공성 반송막(140)과 상기 탄소 함유 박막(120)과의 사이에 개재된 액체(132)의 표면 장력 모세관 현상에 의해 상기 탄소 함유 박막(120)이 상기 다공성 반송막(140) 상에 부착된 상태를 유지할 수 있다.
도 2e에 예시한 바와 같이 상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(120)을 부착한 후, 얻어진 결과물을 대기 중에서 수 초 내지 수십 분 동안 건조시킬 수 있다. 단, 상기 다공성 반송막(140)과 탄소 함유 박막(120)과의 사이, 및 상기 다공성 반송막(140) 내의 복수의 포어(142) 내부 공간의 적어도 일부 영역에 상기 액체(132)가 남아 있도록 할 수 있다.
도 1의 공정 P16에서, 탄소 함유 박막이 다공성 반송막 상에 부착된 상태를 유지하면서, 건식 분위기 하에서 상기 탄소 함유 박막을 펠리클 프레임에 부착한다.
도 2f는 탄소 함유 박막(120)이 다공성 반송막(140)상에 부착된 상태로 건식 분위기 하에서 상기 탄소 함유 박막(120)을 펠리클 프레임(150)에 부착한 상태를 예시한 단면도이다.
도 2f를 참조하면, 상기 탄소 함유 박막(120)을 펠리클 프레임(150)에 부착하기 위하여 접착층(160)을 이용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 펠리클 프레임(150)의 중앙부에 형성된 개구(150H)는 그 폭(L1)이 약 50 ∼ 150 mm일 수 있다. 예를 들면, 상기 개구(150H)는 약 50 mm × 50 mm의 정사각형, 약 50 mm × 80 mm의 직사각형, 또는 약 110 mm × 140 mm의 직사각형 형상을 가질 수 있으나, 상기 개구(150H)의 형상이 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다.
상기 탄소 함유 박막(120) 및 다공성 반송막(140)은 상기 개구(150H)를 완전히 덮기에 충분히 큰 사이즈를 가질 수 있다. 즉, 상기 탄소 함유 박막(120) 및 다공성 반송막(140)은 상기 개구(150H)의 평면 사이즈보다 더 큰 평면 사이즈를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 다공성 반송막(140)은 약 60 mm × 60 mm, 약 60 mm × 90 mm, 또는 약 120 mm × 150 mm의 평면 사이즈를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(120) 및 상기 다공성 반송막(140)은 동일한 평면 사이즈를 가질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(120) 및 상기 다공성 반송막(140)은 서로 다른 평면 사이즈를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 다공성 반송막(140)의 평면 사이즈가 상기 탄소 함유 박막(120)의 평면 사이즈보다 더 클 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따르면, 상기 펠리클 프레임(150)의 중앙부에 형성된 개구(150H)의 평면 형상은 정사각형 또는 직사각형에만 한정될 필요는 없으며, 목적에 따라, 또는 포토마스크 기판의 형상 및 구조에 따라 다양한 평면 형상의 펠리클 프레임(150)을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 펠리클 프레임(150)의 중앙부에 형성된 개구(150H)는 그 평면 형상이 삼각형, 사각형, 육각형, 팔각형 등과 같은 다양한 형상을 가질 수 이에 따라, 상기 펠리클 프레임(150)도 상기 펠리클 프레임(150)의 개구(150H)의 평면 형상에 대응하여, 삼각형, 사각형, 육각형, 팔각형 등과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 펠리클 프레임(150)은 금속 또는 고분자로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 펠리클 프레임(150)은 카본, DLC (diamond like carbon), 알루미늄, 스테인레스, 또는 폴리에틸렌으로 이루어질 수 있으나, 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예들에서, 상기 접착층(160)은 아크릴 수지, 에폭시 수지, 또는 불소 수지 등과 같은 접착제로 이루어질 수 있으나, 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다.
상기 탄소 함유 박막(120)을 펠리클 프레임(150)에 부착하는 동안 상기 다공성 반송막(140) 내의 복수의 포어(142) 내부 공간을 채우고 있던 액체(132)의 일부가 건조되어 상기 복수의 포어(142) 내부 공간 중 적어도 일부가 빈 상태로 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 2f를 참조하여 설명한 바와 같이 탄소 함유 박막(120)을 펠리클 프레임(150)에 부착하는 공정은 수작업으로 이루어질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(120)을 펠리클 프레임(150)에 부착하는 공정은 기계를 이용한 자동화 공정에 의해 수행될 수 있다.
도 1의 공정 P18에서, 상기 탄소 함유 박막이 펠리클 프레임에 부착된 상태에서 상기 다공성 반송막을 상기 탄소 함유 박막으로부터 분리한다.
도 2g 및 도 2h는 다공성 반송막(140)을 탄소 함유 박막(120)으로부터 분리하는 예시적인 공정을 순차적으로 예시한 단면도이다.
도 2g를 참조하면, 상기 다공성 반송막(140)을 상기 탄소 함유 박막(120)으로부터 화살표(AR2)로 표시한 방향을 따라 벗겨내는 방법으로 분리할 수 있다. 그 결과, 도 2h에 예시한 바와 같이 상기 다공성 반송막(140)을 상기 탄소 함유 박막(120)으로부터 완전히 분리될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 다공성 반송막(140)의 분리를 더 용이하게 하기 위하여, 상기 다공성 반송막(140) 내의 복수의 포어(142) 내부 공간에 액체(132)가 일부 남아 있는 상태에서 상기 다공성 반송막(140)을 상기 탄소 함유 박막(120)으로부터 분리할 수 있다.
상기 다공성 반송막(140)과 상기 탄소 함유 박막(120)은 비교적 접착력이 약한 액체(132)의 표면 장력 모세관 현상에 의해 부착되어 있었으므로, 도 2h에 예시한 바와 같이 상기 다공성 반송막(140)이 상기 탄소 함유 박막(120)으로부터 완전히 분리된 후, 이들 사이에는 원하지 않는 잔류물이 남아 있지 않고 깨끗한 상태가 유지될 수 있다. 또한, 상기 다공성 반송막(140)과 상기 탄소 함유 박막(120)과의 사이에 있던 액체(132)는 유동 또는 건조에 의해 이들 사이에서 제거될 수 있다.
도 1의 공정 P20에서, 탄소 함유 박막을 건조한다.
도 2i는 탄소 함유 박막(120)이 건조된 상태로 펠리클 프레임(150)에 프리스탠딩 구조로 부착되어 있는 결과물을 예시한 단면도이다.
도 2i에 예시한 바와 같이, 비교적 대면적을 가지는 탄소 함유 박막(120)이 펠리클 프레임(150)에 프리스탠딩 구조로 지지된 펠리클 조립체(100)가 얻어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(120)을 건조하기 위하여, 클린 벤치 (clean bench), 핫플레이트 (hot plate), 진공 오븐, 또는 질소 건(gun)을 이용할 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(120)을 대기 중에서 건조할 수 있다.
도 1과 도 2a 내지 도 2i를 참조하여 설명한 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법에서는 펠리클 조립체(100)를 구성하는 펠리클 멤브레인으로서 탄소 함유 박막(120)을 이용하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 펠리클 조립체(100)를 구성하는 펠리클 멤브레인으로서 금속, 세라믹, 폴리머 등과 같은 다양한 재료로 이루어지는 멤브레인을 사용할 수 있다.
도 1과 도 2a 내지 도 2i를 참조하여 설명한 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 펠리클 조립체(100)의 제조 방법에 따르면, 다공성 반송막(140)을 이용하여 건식 분위기 하에서 탄소 함유 박막(120)을 펠리클 프레임(150)에 부착하는 공정을 이용한다. 상기 설명한 실시예들에서는 탄소 함유 박막(120)을 펠리클 프레임(150)까지 반송하기 위한 수단으로서 다공성 반송막(140)을 이용하는 경우를 예시하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 예시한 바에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 펠리클 조립체(100)의 제조 방법에서는 포어를 포함하지 않는 반송막을 사용하여 탄소 함유 박막(120)을 펠리클 프레임(150)까지 반송하는 것도 가능하다. 탄소 함유 박막(120)을 펠리클 프레임(150)까지 반송하기 위한 수단으로서 다공성 반송막(140) 또는 포어를 포함하지 않는 반송막을 사용하여 탄소 함유 박막(120)을 반송하는 동안 액체(132)의 표면 장력 모세관 현상을 이용하여 다공성 반송막(140) 또는 포어를 포함하지 않는 반송막과 탄소 함유 박막(120)이 부착된 상태를 유지할 수 있도록 한다. 이와 같이 간단한 공정에 의해 다공성 반송막(140) 또는 포어를 포함하지 않는 반송막 상에 편평하게 부착된 탄소 함유 박막(120)을 상기 다공성 반송막(140) 또는 포어를 포함하지 않는 반송막을 이용하여 굴곡이나 처짐 현상 없이 펠리클 프레임(150) 위에 그대로 전사할 수 있다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 도 3에 예시한 펠리클 조립체의 제조 방법은 도 1과 도 2a 내지 도 2i를 참조하여 설명한 펠리클 조립체의 제조 방법과 대체로 유사하다. 단, 공정 P18에 따라 다공성 반송막(142)을 탄소 함유 박막(120)으로부터 분리하고, 공정 P20에 따라 탄소 함유 박막(120)을 건조시킨 후, 탄소 함유 박막(120)의 두께를 감소시키는 공정 (공정 P22)을 더 포함한다.
보다 구체적으로 설명하면, 공정 P22에서 약 6.75 내지 13.5 ㎚ 부근의 파장을 지닌 EUV 광 또는 전자선이 투과하기에 충분히 얇은 두께의 박막을 형성함으로써 최적의 노광 효과를 얻기 위하여, 상기 탄소 함유 박막(120)의 두께를 감소시킬 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 탄소 함유 박막(120)의 두께를 감소시키기 위한 예시적인 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 산소 또는 수소 분위기 하에서 수행되는 플라즈마 식각 분위기(PE1) 하에서 식각 공정을 수행하여, 도 2i에 예시한 탄소 함유 박막(120)의 상면으로부터 상기 탄소 함유 박막(120)을 일부 두께만큼 제거하여 탄소 함유 초박막(120A)을 형성한다.
그 결과, 도 4b에 예시한 바와 같이, 탄소 함유 초박막(120A)을 포함하는 펠리클 조립체(200)를 얻을 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 초박막(120A)은 약 1 ∼ 20 nm의 두께를 가질 수 있다.
도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 펠리클 조립체(200)의 제조 방법에 따르면, 도 2i에 예시한 바와 같이 대면적 프리스탠딩 구조로 펠리클 프레임(150) 상에 편평하게 유지되어 있는 탄소 함유 박막(120)을 그 상면으로부터 일부 두께만큼 식각하여 그 두께를 더욱 감소시켜 탄소 함유 초박막(120A)을 형성함으로써, EUV 광 또는 전자선이 투과하기에 충분히 얇은 두께의 펠리클 멤브레인을 구현할 수 있다. 또한, 약 1 ∼ 20 nm의 매우 얇은 두께를 가지는 탄소 함유 초박막(120A)이 대면적 프리스탠딩 구조로 펠리클 프레임(150) 상에 안전하게 지지될 수 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 6a 내지 도 6h는 도 5에 예시한 펠리클 조립체의 제조 방법을 실시하기 위한 예시적인 공정들을 공정 순서에 따라 도시한 도면들이다.
도 5의 공정 P32에서, 도 1의 공정 P12와 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 바와 유사한 방법으로 탄소 함유 박막을 형성한다. 단, 본 예에서는 지지 기판(110) 상에 비교적 얇은 두께의 탄소 함유 박막(420)을 형성한다.
일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(420)은 약 6.75 내지 13.5 ㎚ 부근의 파장을 지닌 EUV 광 또는 전자선이 투과하기에 충분히 얇은 두께, 예를 들면 약 1 ∼ 20 nm의 두께를 가질 수 있다.
도 6a에는 지지 기판(110) 상에 탄소 함유 박막(420)을 형성한 결과물이 예시되어 있다.
일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(420)은 그래핀층, 또는 흑연으로 이루어질 수 있다.
상기 탄소 함유 박막(420)을 형성하는 방법에 대한 보다 상세한 사항은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 탄소 함유 박막(120)에 대하여 설명한 바와 대체로 동일하다.
도 5의 공정 P34에서, 탄소 함유 박막 상에 핸들링(handling) 박막을 형성한다.
도 6b는 탄소 함유 박막(420) 상에 핸들링 박막(422)을 형성한 결과물을 예시한 단면도이다.
일부 실시예들에서, 상기 핸들링 박막(422)은 탄소 함유 박막(420)의 상면(420T) 위에 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 핸들링 박막(422)을 형성하기 위하여, 상기 탄소 함유 박막(422)의 상면(420T) 위에 고분자막을 코팅할 수 있다. 상기 고분자막은 PMMA (poly(methylmethacrylate)) 또는 PDMS (polydimethylsiloxane)로 이루어질 수 있으나, 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다.
다른 일부 실시예들에서, 상기 핸들링 박막(422)은 금속 또는 세라믹으로 이루어질 수 있다.
도 6c를 참조하면, 도 2b를 참조하여 설명한 바와 유사한 방법으로 지지 기판(110)(도 6b 참조)을 제거한다.
도 5의 공정 P36에서, 습식 분위기 하에서 다공성 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착한다. 이 때, 도 1의 공정 P14와 도 2c 및 도 2d를 참조하여 설명한 바와 유사한 방법을 이용할 수 있다.
도 6d는 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(420)이 부착된 상태를 예시한 개략적인 단면도이다.
도 6d를 참조하면, 상기 다공성 반송막(140)과 핸들링 박막(422)이 서로 접하도록 상기 다공성 반송막(140) 상에 핸들링 박막(422)이 결합된 탄소 함유 박막(420)이 부착된다.
이에 따라, 상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(420)을 부착한 후, 상기 다공성 반송막(140)은 상기 핸들링 박막(422)을 사이에 두고 상기 탄소 함유 박막(420)의 상면(420T)에 대면하게 될 수 있다.
상기 다공성 반송막(140) 상에서 핸들링 박막(422)을 사이에 두고 탄소 함유 박막(420)이 부착된 상태에서, 상기 다공성 반송막(140)과 상기 핸들링 박막(422)과의 사이 및 상기 복수의 포어(142) 내부 공간의 적어도 일부 영역은 액체(132)로 채워질 수 있다. 그리고, 액체(132)의 표면 장력 모세관 현상에 의해 상기 탄소 함유 박막(120)과 결합되어 있는 핸들링 박막(422)이 상기 다공성 반송막(140) 상에 부착된 상태를 유지할 수 있다.
도 6d에 예시한 바와 같이 핸들링 박막(422)이 결합된 탄소 함유 박막(120)을 상기 다공성 반송막(140) 상에 부착한 후, 얻어진 결과물을 대기 중에서 수 초 내지 수십 분 동안 건조시킬 수 있다. 단, 상기 핸들링 박막(422)과 다공성 반송막(140)과의 사이, 및 상기 다공성 반송막(140) 내의 복수의 포어(142) 내부 공간의 적어도 일부 영역에 상기 액체(132)가 남아 있도록 할 수 있다.
도 5의 공정 P38에서, 도 1의 공정 P16에 대하여 설명한 바와 유사한 방법으로, 탄소 함유 박막이 다공성 반송막 상에 부착된 상태에서 건식 분위기 하에서 탄소 함유 박막을 펠리클 프레임에 부착한다.
도 6e는 탄소 함유 박막(420)의 상면(420T)에 핸들링 박막(422)이 형성되어 있고, 상기 핸들링 박막(422)과 다공성 반송막(140)이 부착된 상태로 건식 분위기 하에서 상기 탄소 함유 박막(420)을 펠리클 프레임(150)에 부착한 상태를 예시한 단면도이다.
도 6e를 참조하면, 도 2f를 참조하여 설명한 바와 유사하게, 탄소 함유 박막(420)을 펠리클 프레임(150)에 부착하기 위하여 접착층(160)을 이용할 수 있다.
상기 탄소 함유 박막(420)을 펠리클 프레임(150)에 부착하는 동안 상기 다공성 반송막(140) 내의 복수의 포어(142) 내부 공간을 채우고 있던 액체(132)의 일부가 건조되어 상기 복수의 포어(142) 내부 공간 중 적어도 일부가 빈 상태로 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 6e에 예시한 바와 같이 탄소 함유 박막(420)을 펠리클 프레임(150)에 부착하는 공정은 수작업으로 이루어질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 탄소 함유 박막(420)을 펠리클 프레임(150)에 부착하는 공정은 기계를 이용한 자동화 공정에 의해 수행될 수 있다.
도 5의 공정 P40에서, 도 1의 공정 P18에 대하여 설명한 바와 유사한 방법으로 다공성 반송막을 핸들링 박막으로부터 분리한다.
도 5의 공정 P40에 따라 다공성 반송막을 핸들링 박막으로부터 분리하기 위하여, 도 2g 및 도 2h를 참조하여 설명한 바와 유사한 방법을 이용할 수 있다.
도 6f는 다공성 반송막(140)을 핸들링 박막(422)으로부터 분리한 예시적인 결과물을 보여주는 단면도이다.
도 5의 공정 P42에서, 핸들링 박막을 제거한다.
도 6g는 도 6f의 결과물로부터 핸들링 박막(422)을 제거하기 위한 예시적인 공정을 보여주는 단면도이다.
도 6g를 참조하면, 상기 핸들링 박막(422)을 제거하기 위하여, 산소 또는 수소 분위기 하에서 수행되는 플라즈마 식각 분위기(PE2) 하에서 식각 공정을 수행할 수 있다.
도 5의 공정 P44에서, 도 1의 공정 P20에서와 같은 방법으로 탄소 함유 박막을 건조한다.
도 6h에는 탄소 함유 박막(420)을 건조한 후 얻어진 결과물이 예시되어 있다. 도 6h에 예시한 바와 같이, 탄소 함유 박막(420)의 상면(420T)이 펠리클 프레임(150)의 반대측으로 노출된 펠리클 조립체(300)가 얻어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(420)의 상면(420T)이 노출된 후, 도 4a를 참조하여 설명한 바와 유사한 방법으로 상기 탄소 함유 박막(420)의 두께를 더 감소시킬 수도 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 8a 내지 도 8e는 도 7에 예시한 펠리클 조립체의 제조 방법을 실시하기 위한 예시적인 공정들을 공정 순서에 따라 도시한 도면들이다.
도 7의 공정 P52에서, 도 5의 공정 P32 및 도 6a를 참조하여 설명한 바와 유사하게, 지지 기판(110) 상에 탄소 함유 박막(420)을 형성한다.
도 7의 공정 P54에서, 도 5의 공정 P34 및 도 6b를 참조하여 설명한 바와 유사하게, 탄소 함유 박막(420) 상에 핸들링 박막(422)을 형성한다.
그 후, 도 6c를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 지지 기판(110)을 제거한다.
도 7의 공정 P56에서, 습식 분위기 하에서 핸들링 박막이 결합된 탄소 함유 박막을 다공성 반송막 상에 부착한다. 이 때, 다공성 반송막과 탄소 함유 박막이 직접 접하도록 부착한다.
도 8a는 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(420)이 부착된 상태를 예시한 개략적인 단면도이다.
도 8a를 참조하면, 상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(420)을 부착한 후, 상기 탄소 함유 박막(420)의 저면(420B)이 다공성 반송막(140)에 대면하게 된다.
상기 탄소 함유 박막(420)의 상면(20T)은 핸들링 박막(422)으로 덮인 상태를 유지하고 있다.
상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(420)이 부착된 상태에서, 상기 다공성 반송막(140)과 상기 탄소 함유 박막(420)과의 사이 및 상기 복수의 포어(142) 내부 공간의 적어도 일부 영역은 액체(132)로 채워질 수 있다. 그리고, 상기 다공성 반송막(140)과 상기 탄소 함유 박막(420)과의 사이에 있는 액체(132)의 표면 장력 모세관 현상에 의해 상기 탄소 함유 박막(120)이 상기 다공성 반송막(140) 상에 부착된 상태를 유지할 수 있다.
상기 다공성 반송막(140) 상에 탄소 함유 박막(420)을 부착한 후, 얻어진 결과물을 대기 중에서 수 초 내지 수십 분 동안 건조시킬 수 있다. 단, 상기 다공성 반송막(140)과 탄소 함유 박막(420)과의 사이, 및 상기 다공성 반송막(140) 내의 복수의 포어(142) 내부 공간의 적어도 일부 영역에 액체(132)가 남아 있도록 할 수 있다.
도 7의 공정 P58에서, 도 1의 공정 P16에 대하여 설명한 바와 유사한 방법으로, 탄소 함유 박막이 다공성 반송막 상에 부착된 상태로 건식 분위기 하에서 상기 탄소 함유 박막을 펠리클 프레임에 부착한다.
도 8b는 탄소 함유 박막(420)의 상면(420T)에 핸들링 박막(422)이 부착되어 있는 상태로 건식 분위기 하에서 상기 탄소 함유 박막(420)의 상면(420T)을 덮는 핸들링 박막(422)을 펠리클 프레임(150) 상에 부착한 상태를 예시한 단면도이다.
도 8b를 참조하면, 도 2f를 참조하여 설명한 바와 유사하게, 상기 탄소 함유 박막(420)에 형성된 핸들링 박막(422)을 펠리클 프레임(150)에 부착하기 위하여 접착층(160)을 이용할 수 있다.
상기 탄소 함유 박막(420)에 형성된 핸들링 박막(422)을 펠리클 프레임(150)에 부착하는 동안 상기 다공성 반송막(140) 내의 복수의 포어(142) 내부 공간을 채우고 있던 액체(132)의 일부가 건조되어 상기 복수의 포어(142) 내부 공간 중 적어도 일부가 빈 상태로 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 8b에 예시한 바와 같이 탄소 함유 박막(420)에 핸들링 박막(422)이 결합된 상태로 상기 탄소 함유 박막(420)을 펠리클 프레임(150)에 부착하는 공정은 수작업으로 이루어질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(420)을 펠리클 프레임(150)에 부착하는 공정은 기계를 이용한 자동화 공정에 의해 수행될 수 있다.
도 7의 공정 P60에서, 다공성 반송막을 탄소 함유 박막으로부터 분리한다.
도 7의 공정 P60에 따라 다공성 반송막을 탄소 함유 박막으로부터 분리하기 위하여, 도 2g 및 도 2h를 참조하여 설명한 바와 유사한 방법을 이용할 수 있다.
도 8c는 다공성 반송막(140)을 탄소 함유 박막(420)으로부터 분리한 예시적인 구조를 보여주는 단면도이다.
도 7의 공정 P62에서, 핸들링 박막의 일부를 제거한다.
도 8d는 핸들링 박막(422) 중 펠리클 프레임(150)의 중앙부에 형성된 개구(150H)를 통해 노출되는 부분을 제거하기 위한 예시적인 공정을 보여주는 단면도이다.
도 8d를 참조하면, 상기 핸들링 박막(422) 중 펠리클 프레임(150)의 중앙부에 형성된 개구(150H)를 통해 노출되는 부분을 제거하기 위하여, 산소 또는 수소 분위기 하에서 수행되는 플라즈마 식각 분위기(PE3) 하에서 식각 공정을 수행할 수 있다. 그 결과, 상기 핸들링 박막(422) 중 펠리클 프레임(150)과 탄소 함유 박막(420)과의 사이에서 접착층(160)에 접착되어 있는 부분만 핸들링 박막 패턴(422P)으로 남게 될 수 있다.
도 7의 공정 P64에서, 도 1의 공정 P20에서와 같은 방법으로 탄소 함유 박막을 건조한다.
도 8d의 결과물에서 탄소 함유 박막(420)을 건조한 결과물이 도 8e에 예시되어 있다. 도 8e에 예시한 바와 같이, 탄소 함유 박막(420)의 상면(420T)은 펠리클 프레임(150)에 대면하고, 탄소 함유 박막(420)의 저면(420B)은 펠리클 프레임(150)의 반대측으로 노출된 펠리클 조립체(400)가 얻어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 탄소 함유 박막(420)의 저면(420B)이 노출된 후, 도 4a를 참조하여 설명한 바와 유사한 방법으로 상기 탄소 함유 박막(420)의 두께를 더 감소시킬 수도 있다.
도 1 내지 도 8e를 참조하여 설명한 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 펠리클 조립체(100, 200, 300, 400)의 제조 방법에 따르면, 집적회로 소자 제조를 위한 노광 공정 중에 포토마스크의 보관, 운반, 및 사용시 오염으로부터 보호하기 위한 펠리클 조립체를 제조하는 데 있어서, 6.75 내지 13.5 ㎚ 부근의 파장을 지닌 EUV 광 또는 전자선이 투과하기에 충분히 얇은 두께의 박막으로 이루어지는 펠리클 필름이 원하지 않는 굴곡이나 처짐 현상 없이 편평하게 결합된 펠리클 조립체를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 펠리클 조립체의 제조 방법에 따르면, 상기 펠리클 멤브레인으로서 그 두께가 약 1 ∼ 200 nm의 범위 내에서 선택되는 다양한 두께를 가지는 펠리클 멤브레인이 원하지 않는 굴곡이나 처짐 현상 없이 대면적 프리스탠딩 구조로 펠리클 프레임에 편평하게 결합된 펠리클 조립체를 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 의한 방법에 따라 제조된 펠리클 조립체를 사용하여 노광 공정을 수행할 때, 펠리클 멤브레인의 편평도 열화로 인한 에러가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 웨이퍼상의 정확한 위치에 원하는 형상의 패턴을 효과적으로 전사할 수 있다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 방법에 의해 제조된 펠리클 조립체와 결합 가능한 예시적인 포토마스크(PM)의 개략적인 구조를 도시한 평면도이다.
도 9에 예시한 포토마스크(PM)는 노광 공정을 통해 웨이퍼(도시 생략) 상에 패턴을 전사하여 반도체 소자와 같은 집적 회로를 제조하기 위한 반사형 포토마스크이다. 일부 실시예들에서, 상기 포토마스크(PM)는 EUV 파장 범위, 예를 들면 약 13.5 nm의 노광 파장을 이용하는 포토리소그래피 공정에 사용하기 위한 것으로서, 다층 미러 구조를 기반으로 하는 반사형 포토마스크일 수 있다.
상기 포토마스크(PM)의 전면측(front side) 표면(FR)은 웨이퍼상의 칩 영역에서 집적 회로를 구성하는 단위 소자를 형성하는 데 필요한 메인 패턴을 전사하기 위한 메인 패턴 영역(MP)과, 상기 웨이퍼상의 스크라이브 레인 영역에 보조 패턴을 전사하기 위한 보조 패턴 영역(AP)과, 상기 메인 패턴 영역(MP) 및 보조 패턴 영역(AP)을 포위하는 블랙 보더 영역(BB)을 가진다.
상기 메인 패턴 영역(MP)에는 웨이퍼상의 칩 영역에 집적 회로를 구성하는 데 필요한 패턴을 전사하기 위한 메인 패턴을 구성하는 메인 패턴 요소(pattern elements)(P1)가 형성될 수 있다.
상기 보조 패턴 영역(AP)에는 구현하고자 하는 집적 회로를 구성하는 패턴이 아니라, 상기 집적 회로의 제조 과정에서는 필요하지만 집적 회로 최종 생성물에는 남지 않는 보조 패턴, 예를 들면 얼라인 키 (align key) 패턴을 웨이퍼상의 스크라이브 레인 영역에 전사하기 위한 보조 패턴 요소(P2)가 형성될 수 있다.
상기 블랙 보더 영역(BB)은 웨이퍼상에 패턴을 전사하기 위한 패턴 요소를 포함하지 않는 비패턴 영역이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 포토마스크 조립체(500A)를 예시한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 포토마스크 조립체(500A)는 포토마스크(PM)와, 상기 포토마스크(PM)의 전면측 표면(FR) 위에서 블랙 보더 영역(BB) 상에 고정된 펠리클 조립체(100)를 포함한다. 상기 펠리클 조립체(100)에 대한 보다 상세한 구성은 도 1과 도 2a 내지 도 2i를 참조하여 설명한 바를 참조한다.
상기 펠리클 조립체(100)를 상기 포토마스크(PM)의 블랙 보더 영역(BB) 상에 고정하기 위하여, 펠리클 프레임(150) 중 탄소 함유 박막(120)이 부착된 측의 반대측 표면과 상기 포토마스크(PM)의 블랙 보더 영역(BB)과의 사이에 접착층(510)을 개재시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 접착층(510)은 실리콘 수지, 불소 수지, 아크릴 수지, 또는 SEBS (폴리(스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌))계 수지로 이루어질 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 포토마스크 조립체(500B)를 예시한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 포토마스크 조립체(500B)는 포토마스크(PM)와, 상기 포토마스크(PM)의 전면측 표면(FR) 위에서 블랙 보더 영역(BB) 상에 고정된 펠리클 조립체(200)를 포함한다. 상기 펠리클 조립체(200)에 대한 보다 상세한 구성은 도 3, 도 4a, 및 도 4b를 참조하여 설명한 바를 참조한다.
상기 펠리클 조립체(200)를 상기 포토마스크(PM)의 블랙 보더 영역(BB) 상에 고정하기 위하여, 펠리클 프레임(150) 중 탄소 함유 초박막(120A)이 부착된 측의 반대측 표면과 상기 포토마스크(PM)의 블랙 보더 영역(BB)과의 사이에 접착층(510)을 개재시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 포토마스크 조립체(500C)를 예시한 단면도이다.
도 12를 참조하면, 포토마스크 조립체(500C)는 포토마스크(PM)와, 상기 포토마스크(PM)의 전면측 표면(FR) 위에서 블랙 보더 영역(BB) 상에 고정된 펠리클 조립체(300)를 포함한다. 상기 펠리클 조립체(300)에 대한 보다 상세한 구성은 도 5와 도 6a 내지 도 6h를 참조하여 설명한 바를 참조한다.
상기 펠리클 조립체(300)를 상기 포토마스크(PM)의 블랙 보더 영역(BB) 상에 고정하기 위하여, 펠리클 프레임(150) 중 탄소 함유 박막(120)이 부착된 측의 반대측 표면과 상기 포토마스크(PM)의 블랙 보더 영역(BB)과의 사이에 접착층(510)을 개재시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예에 따른 포토마스크 조립체(500D)를 예시한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 포토마스크 조립체(500D)는 포토마스크(PM)와, 상기 포토마스크(PM)의 전면측 표면(FR) 위에서 블랙 보더 영역(BB) 상에 고정된 펠리클 조립체(400)를 포함한다. 상기 펠리클 조립체(400)에 대한 보다 상세한 구성은 도 6과 도 8a 내지 도 8e를 참조하여 설명한 바를 참조한다.
상기 펠리클 조립체(400)를 상기 포토마스크(PM)의 블랙 보더 영역(BB) 상에 고정하기 위하여, 펠리클 프레임(150) 중 탄소 함유 박막(120)이 부착된 측의 반대측 표면과 상기 포토마스크(PM)의 블랙 보더 영역(BB)과의 사이에 접착층(510)을 개재시킬 수 있다.
도 10 내지 도 13에 예시한 포토마스크 조립체(500A, 500B, 500C, 500D)에서는 도 9에 예시한 바와 같이 약 13.5 nm의 노광 파장을 이용하는 포토리소그래피 공정에 사용하기 위한 반사형 포토마스크(PM)를 포함하는 것으로 예시되어 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 반사형 포토마스크(PM) 대신 투과형 포토마스크, 예를 들면 KrF 엑시머 레이저 (248㎚), ArF 엑시머 레이저 (193㎚), 또는 불소(F2) 엑시머 레이저 (157㎚)를 이용하는 노광 공정시 사용되는 포토마스크를 사용할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 장치(800)의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다. 도 14에는 EUV 광을 이용하여 포토마스크 (또는, "레티클"이라 칭할 수 있음)에 묘화된 패턴의 상을 투영 광학계(projection optical system)에서 진공 하에 웨이퍼에 축소 전사하는 노광 장치로 이루어지는 집적회로 소자 제조 장치(800)를 예시하였다.
도 14를 참조하면, 집적회로 소자 제조 장치(800)는 마스크 스테이지 영역(800A), 투영 광학계 영역(800B), 및 웨이퍼 스테이지 영역(800C)을 포함한다.
상기 마스크 스테이지 영역(800A)에 있는 마스크 스테이지(810)는 마스크 스테이지 지지체(812)와, 상기 마스크 스테이지 지지체(812)에 각각 고정된 마스크 홀더 시스템(818)을 포함한다. 상기 마스크 홀더 시스템(818)은 포토마스크(PM)를 고정하는 역할을 한다. 일부 실시예들에서, 상기 마스크 홀더 시스템(818)은 정전 척(electrostatic chuck)으로 이루어질 수 있으며, 상기 마스크 홀더 시스템(818)은 포토마스크(PM)를 정전기력에 의해 흡착하여 유지시킬 수 있다.
상기 포토마스크(PM) 상에 펠리클 조립체(820)가 고정될 수 있다. 상기 펠리클 조립체(820)는 도 1 내지 도 8e를 참조하여 설명한 바와 같은 펠리클 조립체(100, 200, 300, 400), 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이들로부터 변형 및 변경된 구조를 가지는 펠리클 조립체로 이루어질 수 있다.
상기 마스크 스테이지(810)는 상기 마스크 스테이지 지지체(812)에 의해 지지되어 고정된 포토마스크(PM)를 화살표(A1)로 표시한 바와 같은 스캔 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 투영 광학계 영역(800B)에는 포토마스크(PM)에 형성된 패턴을 웨이퍼 스테이지 영역(800C)에 있는 웨이퍼(W)에 전사하기 위한 투영 광학계(840)가 위치될 수 있다. 상기 웨이퍼(W)는 웨이퍼 스테이지(850)상의 웨이퍼 척(852) 위에 고정되어 유지될 수 있다. 상기 웨이퍼 척(852)은 웨이퍼(W)를 화살표(A2)로 표시한 바와 같은 스캔 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 마스크 스테이지(810)가 있는 마스크 스테이지 영역(800A), 투영 광학계(840)가 있는 투영 광학계 영역(800B), 및 웨이퍼 스테이지(850)가 있는 웨이퍼 스테이지 영역(800C)은 각각 게이트 밸브(862A, 862B)에 의해 분리될 수 있다. 마스크 스테이지 영역(800A), 투영 광학계 영역(800B), 및 웨이퍼 스테이지 영역(800C)에는 진공 배기 장치(864A, 864B, 864C)가 각각 연결되어 있어, 독립적으로 압력을 제어할 수 있다.
상기 웨이퍼 스테이지 영역(800C)과 로드락 챔버(800D)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출하기 위하여 반송 핸드(871)가 설치되어 있다. 상기 로드락 챔버(800D)에는 진공 배기 장치(864D)가 연결되어 있다. 웨이퍼(W)는 웨이퍼 로드 포트(load port)(800E)에서 대기압 하에 일시적으로 보관될 수 있다. 상기 로드락 챔버(800D)와 웨이퍼 로드 포트(800E)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출하기 위하여 반송 핸드(872)가 설치되어 있다. 웨이퍼 스테이지 공간(800C)과 로드락 챔버(800D)와의 사이에는 게이트 밸브(876A)가 개재되어 있다. 상기 로드락 챔버(800D)와 웨이퍼 로드 포트(800E)과의 사이에는 게이트 밸브(876B)가 개재되어 있다.
상기 마스크 스테이지 영역(800A)의 마스크 스테이지(810)와 마스크 로드락 챔버(800F)와의 사이에서 포토마스크(PM)를 반입 또는 반출하기 위하여 반송 핸드(873)가 설치되어 있다. 상기 마스크 로드락 챔버(800F)에는 진공 배기 장치(864E)가 연결되어 있다. 포토마스크(PM)는 마스크 로드 포트(800G)에서 대기압 하에 일시적으로 보관될 수 있다. 마스크 로드락 챔버(800F)와 마스크 로드 포트(800G)와의 사이에서 포토마스크(PM)를 반입 또는 반출하기 위하여 반송 핸드(874)가 설치되어 있다. 상기 마스크 스테이지 영역(800A)과 마스크 로드락 챔버(800F)와의 사이에는 게이트 밸브(886A)가 삽입되어 있다. 상기 마스크 로드락 챔버(800F)와 마스크 로드 포트(800G)와의 사이에는 게이트 밸브(886B)가 삽입되어 있다.
포토마스크(PM)는 외부로부터 집적회로 소자 제조 장치(800)로 운반되기까지 포토마스크 캐리어(880) 내에 수용된 상태로 저장 및 운반되며, 상기 포토마스크 캐리어(880) 내에 수용된 상태에서 상기 마스크 로드 포트(800G)까지 운반될 수 있다. 이에 따라, 포토마스크(PM)가 외부 환경과의 불필요한 접촉 및 외부의 입자 오염으로부터 효과적으로 보호될 수 있다.
상기 포토마스크 캐리어(880)는 내측 포드 (inner pod)(882)와, 상기 내측 포드(882)가 수용되는 공간을 제공하는 외측 포드(outer pod)(884)를 포함할 수 있다. 상기 내측 포드(882) 및 외측 포드(884)는 각각 표준 (SEMI standard E152-0709)에 따르는 SMIF (standard mechanical interface) 포드로 이루어질 수 있다. 상기 외측 포드(884)는 "레티클 SMIF 포드"로 칭해질 수도 있으며, 포토마스크(PM)가 서로 다른 제조 스테이션 사이에서 이송될 때, 또는 서로 다른 위치 사이에서 이송될 때 포토마스크(PM)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 내측 포드(882)는 포토마스크(PM)가 진공 분위기, 또는 마스크 스테이지(810) 및 그 근방까지 이송되는 동안 포토마스크(PM)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 주위 환경이 대기 상태로부터 진공 상태로 되도록 감압되거나 진공 상태로부터 대기 상태로 될 때 오염 입자들의 와류가 야기될 수 있으며, 그 결과 포토마스크(PM) 주위에 떠도는 오염 입자들이 포토마스크(PM)를 오염시킬 수 있다. 상기 내측 포드(882)는 포토마스크(PM)를 상기와 같은 환경으로부터 보호하여, 포토마스크(PM)가 진공 분위기, 또는 마스크 스테이지(810) 및 그 근방으로 이송되기까지 포토마스크(PM)를 보호하는 역할을 할 수 있다.
반도체 소자의 제조 공정 중 노광 공정에서는 레지스트막이 형성된 웨이퍼상에 포토마스크(레티클)에 형성된 패턴을 투영 노광함으로써 레지스트막에 잠상 패턴을 형성하고, 현상 공정을 거쳐서 웨이퍼상에 레지스트 패턴을 형성한다. 그러나, 포토마스크상에 이물질, 예를 들면 파티클 등이 존재하면 패턴과 함께 이물질이 웨이퍼상에 전사되어 패턴 불량의 원인으로 될 수 있다.
LSI 혹은 VLSI 등과 같이 극미세 패턴으로 형성되는 반도체 소자의 제조 공정에서는, 포토마스크상에 형성된 패턴을 웨이퍼상에 형성된 레지스트막에 축소 투영하여 상기 레지스트막에 잠상 패턴을 형성하는 축소 투영 노광 장치가 사용될 수 있다. 반도체 소자의 실장 밀도가 증가함에 따라 회로 패턴의 미세화가 요구되고, 이에 따라 노광 장치에서 노광 선폭을 미세화하고자 하는 요구가 높아지고 있다. 이에 따라, 노광 장치의 해상력 성능을 향상시키기 위하여 노광 파장을 더욱 단파장으로 하는 방법이 개발되고 있다. 지금까지 i-라인 (365㎚), KrF 엑시머 레이저 (248㎚), ArF 엑시머 레이저 (193㎚), 불소(F2) 엑시머 레이저 (157㎚) 노광 기술이 개발되었으며, 최근에는 6.75 내지 13.5 ㎚ 부근의 연 X-선 영역의 파장을 지닌 EUV 광 또는 전자선을 사용하는 노광 장치가 개발되고 있다. 노광 광의 파장이 EUV 광 또는 전자선 레벨까지 단파장화되면, 대기압 하에서 공기는 광을 투과하지 않으므로, 노광 광의 광로를 고진공 환경으로 할 필요가 있다. 따라서, 광학계, 마스크 스테이지 및 웨이퍼 스테이지를 F2 노광 장치보다 기밀성이 높은 진공실내에 배치하고, 웨이퍼 및 포토마스크 각각의 반출 입구에 로드락 챔버를 설치하여 진공도가 유지되는 상태에서 웨이퍼 또는 포토마스크의 반출입을 행할 필요가 있다.
EUV 노광에서는 포토마스크로서 패턴 영역이 형성되는 전면층 표면에 다중 반사막을 포함하는 반사형 포토마스크가 이용될 수 있다. 노광 광의 파장이 EUV 영역까지 단파장화하는 경우, 지금까지는 EUV에서 투명한 재료 선정에 한계가 있어 펠리클을 사용하지 않고 노광 공정을 수행하거나, 노광 중에 열에 의한 열화가 비교적 심하고 인장 강도가 약한 Si, Ru, Zr 등과 같은 재료를 포함하는 펠리클 조립체를 이용하는 경우가 있었다. 그러나, 이와 같이 펠리클 조립체를 사용하는 경우, 약한 인장 강도로 인하여 프리스탠딩이 매우 어렵고 노광 공정 중에 열에 의한 손상에 매우 취약하여 EUV 노광 공정중에 발생할 수 있는 파티클 오염으로부터 포토마스크를 보호할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 집적회로 소자 제조 장치는 EUV 광원을 이용하는 노광 공정에서도 본 발명의 기술적 사상에 의한 방법에 의해 제조된 펠리클 조립체를 사용하여 포토마스크(PM)를 보호한다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 방법에 의해 제조된 펠리클 조립체에서 대면적 프리스탠딩 구조를 가지는 경우에도 펠리클 멤브레인에서 원하지 않는 굴곡이나 쳐짐 현상이 발생되는 것을 방지함으로써 노광 공정시 펠리클 멤브레인의 편평도(flatness) 열화로 인한 에러가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 이에 따라 웨이퍼상의 정확한 위치에 원하는 형상의 패턴을 효과적으로 전사할 수 있다.
도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 15를 참조하면, 공정 P902에서, 피쳐층 (feature layer)을 포함하는 웨이퍼를 제공한다.
일부 실시예들에서, 상기 피쳐층은 웨이퍼상에 형성된 도전층 또는 절연층일 수 있다. 예를 들면, 상기 피쳐층은 금속, 반도체, 또는 절연 물질로 이루어질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 피쳐층은 상기 웨이퍼의 일부일 수 있다.
공정 P904에서, 상기 피쳐층 위에 포토레지스트막을 형성한다. 일부 실시예들에서, 상기 포토레지스트막은 EUV (6.75 nm 또는 13.5 nm)용 레지스트 재료로 이루어질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 포토레지스트막은 F2 엑시머 레이저 (157nm)용 레지스트, ArF 엑시머 레이저 (193nm)용 레지스트, 또는 KrF 엑시머 레이저 (248 nm)용 레지스트로 이루어질 수도 있다. 상기 포토레지스트막은 포지티브형 포토레지스트 또는 네가티브형 포토레지스트로 이루어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 포지티브형 포토레지스트로 이루어지는 포토레지스트막을 형성하기 위하여, 산에 의해 분해 가능한 기(acid-labile group)를 가지는 감광성 폴리머와, 잠재적 산 (potential acid)과, 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 상기 피쳐층 위에 스핀 코팅할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 감광성 폴리머는 (메트)아크릴레이트계 폴리머를 포함할 수 있다. 상기 (메트)아크릴레이트계 폴리머는 지방족 (메트)아크릴레이트계 폴리머일 수 있다. 예를 들면, 상기 감광성 폴리머는 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리(t-부틸메타크릴레이트) (poly(t-butylmethacrylate)), 폴리(메타크릴산)(poly(methacrylic acid)), 폴리(노보닐메타크릴레이트) (poly(norbornylmethacrylate)), 상기 (메트)아크릴레이트계 폴리머들의 반복 단위들의 이원 또는 삼원 공중합체, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 또한, 위에서 예시한 감광성 폴리머들은 산에 의하여 분해 가능한(acid-labile) 다양한 보호기 (protecting group)로 치환되어 있을 수 있다. 상기 보호기는 t-부톡시카르보닐 (tertbutoxycarbonyl, t-BOC), 테트라하이드로피라닐 (tetrahydropyranyl), 트리메틸실릴 (trimethylsilyl), 페녹시에틸 (phenoxyethyl), 시클로헥세닐 (cyclohexenyl), t-부톡시카르보닐메틸 (tert-butoxycarbonylmethyl), t-부틸(tert-butyl), 아다만틸(adamantyl), 또는 노보닐(norbornyl) 기(group)로 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 예시된 바에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예들에서, 상기 잠재적 산은 PAG (photoacid generator), TAG (thermoacid generator), 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 PAG는 EUV 광 (1 ∼ 31 nm), F2 엑시머 레이저 (157nm), ArF 엑시머 레이저 (193nm), 및 KrF 엑시머 레이저 (248 nm) 중에서 선택되는 어느 하나의 광에 노광되면 산을 발생시키는 물질로 이루어질 수 있다. 상기 PAG는 오늄염, 할로겐 화합물, 니트로벤질 에스테르류, 알킬술포네이트류, 디아조나프토퀴논류, 이미노술포네이트류, 디술폰류, 디아조메탄류, 술포닐옥시케톤류 등으로 이루어질 수 있다.
도 15의 공정 P906에서, 본 발명의 기술적 사상에 의한 포토마스크 조립체를 노광 장치로 반입한다.
일부 실시예들에서, 상기 포토마스크 조립체는 도 10 내지 도 13을 참조하여 설명한 포토마스크 조립체(500A, 500B, 500C, 500D) 및 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이들로부터 변형 및 변경된 포토마스크 조립체들 중 어느 하나일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 포토마스크 조립체는 도 14에 예시한 집적회로 소자 제조 장치(800)의 마스크 로드 포트(800G)까지 반입될 수 있다.
도 15의 공정 P908에서, 포토마스크 조립체를 마스크 스테이지에 고정한다.
일부 실시예들에서, 상기 마스크 스테이지는 도 14에 예시한 집적회로 소자 제조 장치(800)의 마스크 스테이지(810)일 수 있다.
공정 P910에서, 포토마스크를 사용하여 웨이퍼상의 포토레지스트막을 노광한다.
일부 실시예에서, 상기 노광 공정은 반사형 노광계에서 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 상기 노광 공정에서 투과형 노광계를 이용할 수도 있다.
공정 P912에서, 노광된 포토레지스트막을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다.
공정 P914에서, 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 피쳐층을 가공한다.
일부 실시예들에서, 공정 P914에 따라 피쳐층을 가공하기 위하여, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 피쳐층을 식각하여 미세한 피쳐 패턴을 형성할 수 있다.
다른 일부 실시예들에서, 공정 P914에 따라 상기 피쳐층을 가공하기 위하여, 상기 포토레지스트 패턴을 이온주입 마스크로 이용하여 상기 피쳐층에 불순물 이온을 주입할 수 있다.
또 다른 일부 실시예들에서, 공정 P914에 따라 상기 피쳐층을 가공하기 위하여, 공정 P912에서 형성한 포토레지스트 패턴을 통해 노출되는 상기 피쳐층 위에 별도의 프로세스막 (process film)을 형성할 수 있다. 상기 프로세스막은 도전막, 절연막, 반도체막, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 장치를 사용하여 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드(1200)의 블록 다이어그램이다.
메모리 카드(1200)는 명령 및 어드레스 신호 C/A를 생성하는 메모리 콘트롤러(1220)와, 메모리 모듈(1210), 예를 들면 1 개 또는 복수의 플래시 메모리 소자를 포함하는 플래시 메모리를 포함한다. 메모리 콘트롤러(1220)는 호스트에 명령 및 어드레스 신호를 전송하거나 이들 신호를 호스트로부터 수신하는 호스트 인터페이스(1223)와, 명령 및 어드레스 신호를 다시 메모리 모듈(1210)에 전송하거나 이들 신호를 메모리 모듈(1210)로부터 수신하는 메모리 인터페이스(1225)를 포함한다. 호스트 인터페이스(1223), 콘트롤러(1224), 및 메모리 인터페이스(1225)는 공통 버스 (common bus)(1228)를 통해 SRAM과 같은 콘트롤러 메모리(1221) 및 CPU와 같은 프로세서(1222)와 통신한다.
메모리 모듈(1210)은 메모리 콘트롤러(1220)로부터 명령 및 어드레스 신호를 수신하고, 응답으로서 메모리 모듈(1210)상의 메모리 소자중 적어도 하나에 데이터를 저장하고 상기 메모리 소자중 적어도 하나로부터 데이터를 검색한다. 각 메모리 소자는 복수의 어드레스 가능한 메모리 셀과, 명령 및 어드레스 신호를 수신하고 프로그래밍 및 독출 동작중에 어드레스 가능한 메모리 셀중 적어도 하나를 억세스하기 위하여 행 신호 및 열 신호를 생성하는 디코더를 포함한다.
메모리 콘트롤러(1220)를 포함하는 메모리 카드(1200)의 각 구성품들, 메모리 콘트롤러(1220)에 포함되는 전자 소자들 (1221, 1222, 1223, 1224, 1225), 및 메모리 모듈(1210)은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 방법에 의해 제조된 펠리클 조립체, 포토마스크 조립체, 또는 이들을 포함하는 집적회로 소자 제조 장치를 사용하여 제조된 집적회로 소자를 포함할 수 있다. 또한, 메모리 콘트롤러(1220)를 포함하는 메모리 카드(1200)의 각 구성품들, 메모리 콘트롤러(1220)에 포함되는 전자 소자들 (1221, 1222, 1223, 1224, 1225), 및 메모리 모듈(1210)은 도 15를 참조하여 설명한 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함할 수 있다.
도 17은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드(1310)을 채용하는 메모리 시스템(1300)의 블록 다이어그램이다.
메모리 시스템(1300)은 공통 버스(1360)를 통해 통신하는 CPU와 같은 프로세서(1330), 랜덤 억세스 메모리(1340), 유저 인터페이스(1350) 및 모뎀(1320)을 포함할 수 있다. 상기 각 소자들은 공통 버스(1360)를 통해 메모리 카드(1310)에 신호를 전송하고 메모리 카드(1310)로부터 신호를 수신한다. 메모리 카드(1310)와 함께 프로세서(1330), 랜덤 억세스 메모리(1340), 유저 인터페이스(1350) 및 모뎀(1320)을 포함하는 메모리 시스템(1300)의 각 구성품들은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 방법에 의해 제조된 펠리클 조립체, 포토마스크 조립체, 또는 이들을 포함하는 집적회로 소자 제조 장치를 사용하여 제조된 집적회로 소자를 포함할 수 있다. 상기 메모리 시스템(1300)은 도 15를 참조하여 설명한 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함할 수 있다.
메모리 시스템(1300)은 다양한 전자 응용 분야에 응용될 수 있다. 예를 들면, SSD (solid state drives), CIS (CMOS image sensors) 및 컴퓨터 응용 칩 세트 분야에 응용될 수 있다.
본 명세서에서 개시된 메모리 시스템들 및 소자들은 예를 들면, BGA (ball grid arrays), CSP (chip scale packages), PLCC (plastic leaded chip carrier), PDIP (plastic dual in-line package), MCP (multi-chip package), WFP (wafer-level fabricated package), WSP (wafer-level processed stock package) 등을 포함하는 다양한 소자 패키지 형태들 중 임의의 형태로 패키지될 수 있으며, 상기 예시된 바에 한정되는 것은 아니다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
110: 지지 기판, 120: 탄소 함유 박막, 120A: 탄소 함유 초박막, 132: 액체, 140: 다공성 반송막, 150: 펠리클 프레임, 160: 접착층.
Claims (10)
- 지지 기판 상에 탄소 함유 박막을 형성하는 단계와,
상기 탄소 함유 박막으로부터 상기 지지 기판을 제거하는 단계와,
습식 분위기 하에서 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계와,
상기 탄소 함유 박막이 상기 반송막 상에 부착된 상태에서 건식 분위기 하에서 상기 탄소 함유 박막을 펠리클 프레임에 부착하는 단계와,
상기 탄소 함유 박막이 펠리클 프레임에 부착된 상태에서 상기 반송막을 상기 탄소 함유 박막으로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠리클 조립체의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 반송막을 상기 탄소 함유 박막으로부터 분리하는 단계 후, 상기 탄소 함유 박막을 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펠리클 조립체의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계 전 또는 상기 반송막을 상기 탄소 함유 박막으로부터 분리하는 단계 후에, 산소 또는 수소 분위기 하에서 수행되는 플라즈마 식각 공정을 이용하여 상기 탄소 함유 박막의 두께를 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펠리클 조립체의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 습식 분위기 하에서 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계는
상기 탄소 함유 박막을 액체 내에 딥핑하는 단계와,
상기 반송막의 적어도 일부가 상기 액체 내에 있는 상태에서 반송막 상에 상기 탄소 함유 박막을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠리클 조립체의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계에서는 액체의 표면 장력 및 모세관 현상을 이용하여 상기 반송막과 상기 탄소 함유 박막을 부착하는 것을 특징으로 하는 펠리클 조립체의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 반송막은 투명 또는 반투명 막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펠리클 조립체의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 반송막은 상기 반송막을 관통하는 복수의 포어를 포함하는 다공성 폴리머 막으로 이루어지고,
상기 탄소 함유 박막이 상기 반송막 상에 부착된 상태는 상기 반송막과 상기 탄소 함유 박막과의 사이, 및 상기 복수의 포어의 내부 공간의 적어도 일부 영역이 액체로 채워진 상태인 것을 특징으로 하는 펠리클 조립체의 제조 방법. - 지지 기판 상에 탄소 함유 박막을 형성하는 단계와,
탄소 함유 박막의 제1 면 상에 핸들링(handling) 박막을 형성하는 단계와,
상기 탄소 함유 박막으로부터 상기 지지 기판을 제거하는 단계와,
습식 분위기 하에서 반송막 상에 핸들링 박막이 결합된 탄소 함유 박막을 부착하는 단계와,
상기 탄소 함유 박막이 상기 반송막 상에 부착된 상태에서 건식 분위기 하에서 상기 탄소 함유 박막을 펠리클 프레임에 부착하는 단계와,
상기 탄소 함유 박막이 펠리클 프레임에 부착된 상태에서 상기 반송막을 상기 탄소 함유 박막으로부터 분리하는 단계와,
상기 핸들링 박막의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠리클 조립체의 제조 방법. - 제8항에 있어서,
상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계에서는 상기 반송막이 상기 핸들링 박막을 사이에 두고 상기 탄소 함유 박막의 상기 제1 면에 대면하도록 상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 것을 특징으로 하는 펠리클 조립체의 제조 방법. - 제8항에 있어서,
상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 단계에서는 상기 탄소 함유 박막의 상기 제1 면의 반대측 면인 제2 면이 상기 반송막에 대면하도록 상기 반송막 상에 탄소 함유 박막을 부착하는 것을 특징으로 하는 펠리클 조립체의 제조 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20150604 |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
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| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20200511 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20150604 Comment text: Patent Application |
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20210608 Patent event code: PE09021S01D |
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| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Final Notice of Reason for Refusal Patent event date: 20211208 Patent event code: PE09021S02D |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20220331 |
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| GRNT | Written decision to grant | ||
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20220519 Patent event code: PR07011E01D |
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Payment date: 20220520 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
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| PG1601 | Publication of registration |