KR20090115657A

KR20090115657A - 펠리클 및 펠리클의 제조 방법

Info

Publication number: KR20090115657A
Application number: KR1020090026939A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 구보타; 쇼지 아키야마; 도시히코 신도
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2009-11-05
Also published as: KR101435226B1; US20090274962A1; EP2113809A1; ATE514972T1; JP4928494B2; TWI398723B; US7951513B2; EP2113809B1; CN101571671A; JP2009271262A; TW200947113A

Abstract

과제

고투과성과 기계적, 화학적 안정성이 우수하고, 또한 제조 수율이 높으며, 비용적으로도 실용적인 EUV 용 펠리클막을 구비한 펠리클을 제공하는 것.

해결 수단

{100} 면군 및 {111} 면군에 속하는 어느 격자면으로부터 3 ∼ 5°경사진 결정면을 주면으로 하는 실리콘 단결정막을 펠리클막으로서 이용한다. 이러한 결정면을 주면으로 하는 실리콘 단결정은 <100> 방위의 실리콘 단결정보다 유효 본드 밀도나 영률이 40 ∼ 50% 정도 높기 때문에, 벽개가 일어나기 어려워 균열이 발생되기 어렵다. 또, 내불산성 등의 화학적 내성이 높아, 에치 피트나 보이드가 발생되기 어렵다. 그 결과, 고투과성과 기계적, 화학적 안정성이 우수하고, 또 수율이 높으며, 비용적으로도 실용적인 EUV 용 펠리클막을 구비한 펠리클을 제공할 수 있게 된다.

고투과성, 펠리클, 펠리클막, 실리콘 단결정, 격자면, 유효 본드 밀도

Description

펠리클 및 펠리클의 제조 방법{PELLICLE AND METHOD FOR PRODUCING PELLICLE}

본 발명은 리소그래피용 펠리클에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극단 자외광 (EUV : Extreme Ultra Violet) 을 이용한 리소그래피에 적합한 펠리클 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 고집적화에 따라 리소그래피에 의해 형성되는 패턴은 미세화되어, 현재는 45㎚ 정도의 패턴폭을 갖는 디바이스도 실용화되어 있다. 이러한 세선 패턴은, 종래의 엑시머 노광 기술의 개량 기술인 ArF 액침법이나 2 중 노광법과 같은 수법에 의한 리소그래피에 의해 실현할 수 있다.

그러나, 이러한 엑시머 노광 기술에 기초하는 리소그래피로는 패턴폭이 32㎚ 이하인 더욱 미세화가 요구되는 패터닝에는 대응하기 곤란하여, 이것을 대신하는 새로운 노광 기술로서의 극단 자외광 (EUV : Extreme Ultra Violet) 을 이용한 리소그래피가 주목받고 있다.

13.5㎚ 를 주(主)파장으로 하는 EUV 광을 이용한 노광 기술을 실용화하기 위해서는, 광원은 물론 새로운 레지스트나 펠리클 등의 개발이 불가결하지만, 이들 중 광원이나 레지스트에 대해서는 이미 상당한 진전이 보이는 한편, 펠리클에 관해서는 EUV 용 펠리클을 실현하기 위해 해결해야 할 기술적 과제가 해결되지 않은 채 많이 남아 있다.

EUV 용 펠리클에 형성되는 펠리클막에는 포토마스크 상으로의 이물질의 부착을 방지하는 방진 기능은 물론, EUV 광에 대한 높은 투과성과 화학적 안정성이 요구되는데, 이들 고투과성과 화학적 안정성이 우수한 실용적인 펠리클막의 재료 개발이라고 하는 과제의 해결은 아직 불가능한 것이 현 상황이다.

13.5㎚ 를 주파장으로 하는 파장대의 광에 대해 투명한 재료는 현재 알려져 있지 않지만, 실리콘은 이 파장대의 광에 대한 투과율이 비교적 높기 때문에, EUV 용 펠리클막 재료로서 실리콘이 주목받고 있다 (예를 들어, Shroff et al. "EUV pellicle Development for Mask Defect Control," Emerging Lithographic Technologies X, Proc of SPIE Vol.6151 615104-1 (2006) : (비특허 문헌 1), 미국 특허 제6,623,893호 명세서 : (특허 문헌 1)).

그러나, 비특허 문헌 1 에서 펠리클막으로서 사용되고 있는 실리콘은 스퍼터 등의 방법에 의해 퇴적된 막이기 때문에, 필연적으로 비정질이 되어, EUV 영역에서의 흡수 계수가 높아져, 투과율은 필연적으로 낮아지지 않을 수 없다.

또, 특허 문헌 1 에 개시되어 있는 펠리클막도, 그 재료는 실리콘이지만, 이 실리콘막은 CVD 등의 방법에 의해 퇴적되는 것이 전제로 되어 있어, 이 경우의 실리콘막은 비정질 또는 다결정의 막이 되기 때문에, EUV 영역에서의 흡수 계수는 높아지지 않을 수 없다.

이에 추가하여, 특허 문헌 1 이나 비특허 문헌 1 에 개시되어 있는 펠리클막과 같이, 스퍼터법이나 CVD 법에 의해 성막한 실리콘 결정 중에는 강한 응력이 도입되기 쉽고, 당해 응력에 의해 광학막 특성이 열화되거나 불균일한 것이 되기 쉽다는 문제도 있다.

그래서, 본 발명자들은, 상기 서술한 결점을 해결하여, 고투과성과 화학적 안정성이 우수한 실용적인 EUV 용 펠리클 및 그 제법을 고안하여 특허출원을 하였다 (일본 특허출원 2007-293692호 (미공개)). 그러나, 그 이후에 추가로 검토한 결과, 상기 특허출원에 관련된 발명 중, (100) 면을 주면으로 하는 실리콘 단결정막을 펠리클막으로서 사용한 경우에는, EUV 펠리클의 광학 특성은 우수하지만, 펠리클 제조 공정에서 실리콘 결정을 박막화할 때에, 박리, 에칭 또는 핸들링 등의 공정에서 실리콘 결정막에 균열이나 결함이 발생되기 쉬워 제조 수율을 저하시킨다는 문제가 있는 것으로 판명되었다. 또한, 본 명세서에서 결정면 및 그 방위를 나타내기 위해 사용한 기호의 의미는, 예를 들어 비특허 문헌 2 의 제 2 장 2.2 항에 기재된 바와 같으며, 당업자에게 일반적으로 사용되고 있는 정도의 것이다.

[특허 문헌 1] 미국 특허 제6,623,893호 명세서

[비특허 문헌 1] Shroff et al. "EUV pellicle Development for Mask Defect Control," Emerging Lithographic Technologies X, Proc of SPIE Vol.6151 615104-1 (2006).

[비특허 문헌 2] 시무라 후미오 저, 「반도체 실리콘 결정 공학」 제 2 장 2.2 항 (마루젠 주식회사) 1993년

[비특허 문헌 3] F. Shimura, "Semiconductor Silicon Crystal Technology" Chapter 3, Academic Press, Inc. (1989)

[비특허 문헌 4] 야마다 이사오 편저 「클러스터 이온빔 기초와 응용」 제 4 장 (닛칸 공업사)

본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 고투과성과 기계적, 화학적 안정성이 우수하고, 또한 제조 수율이 높으며, 비용적으로도 실용적인 EUV 용 펠리클막을 구비한 펠리클을 제공하는 것에 있다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 펠리클은, 실리콘 단결정막을 펠리클막으로서 구비한 펠리클로서, 상기 실리콘 단결정막의 주면은 {100} 면군 및 {111} 면군에 속하는 어느 격자면으로부터 3 ∼ 5°경사진 결정면인 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 상기 격자면은 {100} 면군에 속하고, 상기 결정면은 <111> 방향으로 3 ∼ 5°경사져 있다. 또, 예를 들어, 상기 격자면은 {111} 면군에 속하고, 상기 결정면은 <110> 방향으로 3 ∼ 5°경사져 있다.

바람직하게는, 상기 실리콘 단결정막은 SOI 기판을 박막화하여 얻어진 것이고, 또 13.5㎚ 의 파장의 광에 대한 흡수 계수가 0.005/㎚ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 펠리클은, 상기 실리콘 단결정막의 적어도 일방의 주면에 보호막을 구비하도록 해도 된다. 이 경우, 보호막의 13.5㎚ 의 파장의 광에 대한 흡수 계수가 0.05/㎚ 이하인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 이 보호막은 SiC, SiO₂, Si₃N₄, SiON, Y₂O₃, YN, Mo, Ru 및 Rh 로 이루어지는 군 중 적어도 1 개의 재료로 이루어지는 것이다.

본 발명의 펠리클의 제조 방법은, {100} 면군 및 {111} 면군에 속하는 어느 격자면으로부터 3 ∼ 5°경사진 결정면을 주면으로 하는 실리콘 단결정막을 일방의 주면에 갖는 SOI 기판에 펠리클막 유지부를 형성하는 공정과, 상기 SOI 기판의 타방의 주면측으로부터 지지 기판을 제거하여 상기 실리콘 단결정막을 펠리클막으로 하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 제조 방법에 있어서, 상기 실리콘 단결정막의 적어도 일방의 면에 보호막을 형성하는 공정을 추가로 구비하도록 할 수도 있다.

이 경우, 상기 보호막의 형성은, 예를 들어 SiC, SiO₂, Si₃N₄, SiON, Y₂O₃, YN, Mo, Ru 및 Rh 로 이루어지는 군 중 적어도 1 개의 재료로 이루어지는 막을 피막함으로써 실행된다. 또, 보호막의 피막 방법으로는 가스 클러스터ㆍ이온빔 증착법이 바람직하다.

본 발명에서는 {100} 면군 및 {111} 면군에 속하는 어느 격자면으로부터 3 ∼ 5°경사진 결정면을 주면으로 하는 실리콘 단결정막을 펠리클막으로서 이용하는 것으로 했기 때문에, 박리, 연마나 에칭 등의 여러 가지 펠리클 제조시의 기계적, 화학적인 처리를 실시할 때에 안정적이고, 핸들링에 따른 충격 등에서 기인하는 균열이나 보이드 등의 발생을 대폭 저감시킬 수 있다. 그 결과, 고투과성과 기계적, 화학적 안정성이 우수하고, 또한 수율이 높으며, 비용적으로도 실용적인 EUV 용 펠리클막을 구비한 펠리클을 제공할 수 있게 된다.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 펠리클의 구조에 대하여 설명한다.

도 1 의 (A) 및 (B) 는 본 발명의 펠리클의 구조예를 설명하기 위한 단면 개략도로서, 이 펠리클 (10) 은 실리콘 단결정막을 펠리클막으로서 구비한 펠리클로서, {100} 면군 및 {111} 면군에 속하는 어느 격자면으로부터 3 ∼ 5°경사진 결정면을 주면으로 하는 실리콘 단결정막의 펠리클막 (11) 이 펠리클 프레임 (12) 의 단면에 장착되어 있다. 이러한 실리콘 단결정막의 주면은, 예를 들어 결정 방위가 <100> 에서 <111> 방향으로 3 ∼ 5°경사 ({100} 면군에 속하는 격자면으로부터 <111> 방향으로 3 ∼ 5°경사) 진 결정면이고, 결정 방위가 <111> 에서 <110> 방향으로 3 ∼ 5°경사 ({111} 면군에 속하는 격자면으로부터 <110> 방향으로 3 ∼ 5°경사) 진 결정면이다.

여기에서, 결정 방위가 <111> 인 결정면 ({111} 면) 에는 결정 방위가 [111], [11-1], [1-11], [-111], [1-1-1], [-11-1], [-1-11], [-1-1-1] 의 8 개의 결정면이 포함되는데, 이들 중 어느 결정면이어도 된다. 마찬가지로, <110> 방향에는 [110], [-110], [-1-10], [1-10], [011], [0-11], [0-1-1], [01-1], [-101], [101], [-10-1], [10-1] 의 12 개의 방향이 포함된다. 「<111> 에서 <110> 방향으로 3 ∼ 5°어긋나 있다」고 하는 경우, 결정 방위가 [111] 인 경우에는, 예를 들어 [-110] 방향으로 3 ∼ 5°어긋나 있는 것이 된다.

펠리클막 (11) 이 되는 실리콘 단결정막은 간접 천이형 반도체막이기 때문 에, EUV 광에서의 흡수 계수는 다른 물질보다 상대적으로 낮아 펠리클막에 적합하다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 실리콘 단결정막의 흡수 계수 등의 광학 특성에 관해서는 그 주면의 결정 방위에 따른 우열은 거의 인정되지 않지만, 기계적 특성, 화학적 특성, 또는 수율 등의 제조 비용면에서 유의 (有意) 한 결정 방위 의존성이 인정된다는 것을 알 수 있었다.

상기 서술한 바와 같이, 본 발명자들은 (100) 면을 주면으로 하는 실리콘 단결정막을 펠리클막으로서 사용한, 고투과성과 화학적 안정성이 우수한 실용적인 EUV 용 펠리클 및 그 제법을 고안하여 특허출원하였는데, 주면의 결정 방위가 <100> 인 실리콘 단결정은 기계적, 화학적으로 비교적 안정적이고, 전기적 성능도 높고, 가공성이 우수하고, 반도체용으로는 가장 균형이 맞춰져 있으며, 양적으로 많이 생산되고 있기 때문에 비용도 저렴하다는 이점이 있지만, 펠리클 제조 공정에서 실리콘 결정을 박막화할 때에, 박리, 에칭 또는 핸들링 등의 공정에서 실리콘 결정막에 균열이나 결함이 발생되기 쉽다는 문제가 밝혀졌다. 또한, <110> 이나 <511> 과 같은 결정 방위의 실리콘 단결정 기판은 제조량이 적어 경제적으로 불리하기 때문에, 실제적이라고는 할 수 없다.

그래서, 본 발명자들이 검토를 거듭한 결과, 본 발명과 같이, 주면이 {100} 면군 및 {111} 면군에 속하는 어느 격자면으로부터 3 ∼ 5°경사진 결정면인 실리콘 단결정막을 펠리클막으로서 이용하는 것으로 하면, 박리, 연마나 에칭 등의 여러 가지 펠리클 제조시의 기계적, 화학적인 처리를 실시할 때에 안정적이고, 핸들링에 따른 충격 등에서 기인하는 균열이나 보이드 등의 발생을 대폭 저감시킬 수 있다는 것을 알아냈다. 이것은 {100} 면군 및 {111} 면군에 속하는 어느 격자면으로부터 3 ∼ 5°경사 (3°오프 내지 5°오프) 진 결정면을 주면으로 하는 실리콘 단결정에서는, <100> 방위의 실리콘 단결정보다 유효 본드 밀도나 영률이 40 ∼ 50% 정도 높기 때문에, 벽개가 일어나기 어려워 균열이 발생되기 어려운 것, 또 내불산성 등의 화학적 내성이 높아 에치 피트나 보이드가 발생되기 어려운 것 등에 의한 것으로 생각된다 (예를 들어, 비특허 문헌 3 참조).

그런데, 펠리클막 재료로서, 실리콘 단결정과 같은 저흡수 계수의 재료가 요구되는 것은 가능한 한 EUV 광을 투과시키면서도, 어느 정도의 막강도도 갖게 할 필요가 있기 때문이다. 구체적으로는, 예를 들어 20 ∼ 150㎚ 정도 두께의 펠리클막으로서, EUV 광의 투과율 (13.5㎚ 의 파장의 광의 투과율) 을 50% 이상으로 하기 위해서이다.

펠리클막의 흡수 계수를 α (㎚^-1), 막두께를 x (㎚) 로 하면, 펠리클막을 투과한 광의 강도 (I) 는, 입사광의 강도를 I₀으로 하여, 다음 식으로 주어진다.

I = I₀θ^-αx (1)

따라서, EUV 광의 투과율을 50% 이상으로 하기 위해 필요한 펠리클막의 두께 (x) 는 대략 0.693/α 가 되고, 흡수 계수 (α) 가 0.005/㎚ 이하이면, 140㎚ 두께의 펠리클막에서도 50% 의 EUV 투과율을 확보할 수 있다. 실리콘 단결정은 이 것에 합치되는 최적의 물질이다. 이러한 펠리클막은, 예를 들어 후술하는 수법에 의해, SOI 기판 (여기에서, 「SOI 기판」은 SOQ 기판이나 SOG 기판을 포함하는 용어로서 사용하고 있다) 을 박막화하여 얻어진 SOI 막으로부터 제조하는 것이 바람직하다.

본 발명의 펠리클 (10) 은 펠리클막 (11) 인 실리콘 단결정막의 적어도 일방의 주면에 보호막 (13a, 13b) 을 형성하여 실리콘 결정면을 피복하도록 해도 된다 (도 1 의 (B)). 이러한 보호막은 고출력 광원으로부터의 광에 의한 실리콘 단결정막 표면의 산화를 방지하는 등의 역할을 담당하는 것으로서, 예를 들어 SiC, SiO₂, Si₃N₄, SiON, Y₂O₃, YN 등의 세라믹스의 막이나, Mo, Ru, Rh 등의 금속막 등을 예시할 수 있으며, 이들의 조합에 의해 얻어지는 재료로 이루어지는 막으로 하거나, 복수의 막을 적층시킨 양태의 막으로 할 수도 있다.

보호막의 형성법에 특별한 제한은 없으며, 공지된 CVD 법, 스퍼터법, 전자빔 증착법 등에 의한 성막이 가능한데, 가스 클러스터ㆍ이온빔 (GCIB) 증착법에 의하면, 이론 밀도에 가까운 고밀도의 치밀한 보호막을 형성할 수 있으며, 얇은 막이라 하더라도 높은 내산화성을 얻는 것을 기대할 수 있다 (비특허 문헌 4 : 야마다이사오 편저 「클러스터 이온빔 기초와 응용」제 4 장 닛칸 공업사). 따라서, 펠리클로서의 투과율을 그다지 저하시키지 않는 보호막의 형성법으로는 GCIB 증착법이 바람직하다.

보호막은 비교적 얇게 형성하기 용이하기 때문에, 그 흡수 계수는 펠리클막 만큼 낮은 것일 필요는 없지만, 13.5㎚ 의 파장의 광에 대한 흡수 계수를 0.05/㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보호막을 형성한 경우에는, 당해 보호막과 펠리클막을 투과하는 EUV 광의 투과율이 50% 이상이 되도록 쌍방의 두께 등이 설계되게 된다.

실리콘 단결정은 펠리클 프레임 (12) 의 재질로서도 선택할 수 있다. 실리콘 단결정은 순도가 높고 또한 기계적 강도도 확보할 수 있으며, 게다가 펠리클 프레임으로 했을 때의 발진 (發塵) 도 억제할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 투과막 (펠리클막 및 보호막) 이 오염되거나 균열이 생기거나 한 경우에는 당해 투과막을 교체하여 부착할 필요가 있다. 이 때문에, 투과막의 탈착ㆍ장착을 용이하게 실시할 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 펠리클 프레임과 펠리클막의 접착은 일반적인 접착제나 땜납을 이용한 고정 방법에 의하는 것으로 하지 말고, 탈착ㆍ장착이 가능한 점착제, 자석, 정전 척 또는 후크 등의 기계적인 고정 방법에 의하는 것으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 기계적인 고정 부재는 EUV 광의 조사에 의해 열화되기 어려운 것으로 하거나, 또는 EUV 광으로부터 차폐되도록 형성되는 것이 바람직하다.

펠리클을 포토마스크에 부착시키는 작업은 통상은 상압 하에서 행해지는데, EUV 노광은 진공 하에서 행해진다. 이 때문에, 펠리클 프레임에는 압력 조정 기구를 형성해 두는 것이 바람직하다. 이러한 압력 조정 기구는, 기체의 유출입시에 이물질이 혼입되지 않는 구조인 것일 필요가 있다. 따라서, 압력 조정 기구에 ULPA 와 같은 매우 미세한 이물질도 포획할 수 있는 필터를 형성해 두는 것 이 바람직하다. 그러한 필터는 투과막이 불균일한 압력차 때문에 크게 신축되거나 또는 파손되거나 하지 않는 면적인 것으로 하는 것이 중요하다.

(실시예 1)

도 2 는 본 발명의 펠리클 제조 방법의 프로세스예를 설명하기 위한 도면이다. 광의의 SOI 기판이 SOQ (Silicon 0n Quartz) 기판 및 SOG (Silicon 0n Glass) 기판인 경우의 지지 기판 (1) 은 각각 석영 기판 및 유리 기판이다. 또, 협의의 SOI (Silicon On Insulator) 기판의 지지 기판 (1) 은, 실리콘 기판 (1a) 상에 산화막 (1b) 이 형성되어 있는 기판이다. 이들 지지 기판의 주면에는 {111} 면군에 속하는 격자면으로부터 3 ∼ 5°경사진 결정면을 주면으로 하는 실리콘 단결정막 (2) 이 형성되어 있으며, 이 실리콘 단결정막 (2) 이 펠리클막이 된다. 또한, 지지 기판 상에 형성된 실리콘 단결정막 (2) 은 모두 EUV 광의 흡수 계수가 대략 0.0015㎚^-1이고, 막두께 70㎚ 정도인 막이다.

여기에서, SOI 기판의 지지 기판이 되는 실리콘 기판 (1a) 은, 예를 들어 CZ 법 (초크랄스키법) 에 의해 육성된 일반적으로 시판되고 있는 단결정 실리콘 기판이다. 이 단결정 실리콘 기판 (1a) 의 표면에 열 산화 등의 방법에 의해 미리 산화막 (1b) 이 100㎚ 정도 형성되고, 그 위에 결정 방위 <111> 에서 <110> 방향으로 3 ∼ 5°경사진 결정면을 주면으로 하는 단결정의 실리콘 결정막이 SOI 층으로서 형성되어 있다.

이들 SOQ 기판, SOG 기판 및 SOI 기판은 단변 122㎜ 와 장변 149㎜ 의 직사 각형 기판으로서, 이 직사각형 기판의 표면측인 실리콘 단결정막 (2) 에 실리콘 단결정으로 이루어지는 펠리클 프레임 (12) 을 접착시킨다 (도 2 의 (B)). 그리고, 지지 기판의 이면측으로부터 연마와 에칭을 실시하여 (도 2 의 (C)), 펠리클 프레임 (12) 에 유지된 실리콘 단결정막의 펠리클막 (11) 을 얻는다 (도 2 의 (D)). 또한, 이 펠리클 프레임 (12) 은 높이 7㎜ 이고, 두께 2㎜ 이며, 측면에는 ULPA 필터 장착용의 복수의 개구부가 형성되어 있으며, 이면의 최외주에는 폭 1㎜, 깊이 2㎜ 의 홈이 형성되어 있다.

지지 기판이 SOQ 기판 및 SOG 기판인 경우에는, 지지 기판 (1) 을 이면으로부터 연마하여 100㎛ 정도까지 얇게 한 후에, 남은 SiO₂ 부분을 HF 에 의해 제거하여 실리콘 단결정막 (2) 만으로서 펠리클막 (11) 으로 할 수 있다.

지지 기판이 협의의 SOI 기판의 경우에는, 먼저 지지 기판인 실리콘 기판 (1 a) 을 100㎛ 정도까지 얇게 한 후에, 나머지 실리콘 부분을 KOH 에천트로 에칭 제거하여 산화막 (1b) 을 노출시키고, 그 후에 HF 에 의해 산화막 (1b) 을 제거하여 실리콘 단결정막 (2) 만으로서 펠리클막 (11) 으로 한다.

마지막으로, 실리콘 단결정막이 펠리클막 (11) 과 일체화한 상태의 펠리클 프레임 (12) 에 ULPA 필터를 장착시키고, 또한 이 펠리클 프레임 (12) 의 이면 최외주부에 형성된 홈에 실리콘 점착제를 주입하여 펠리클 (10) 로 하였다. 이 홈은 노광광으로부터 실리콘 점착제를 차폐시키기 위한 것이다.

본 발명과 같이, SOI 기판 (SOQ 기판, SOG 기판, 협의의 SOI 기판) 을 사용 하여, 결정 방위가 <111> 에서 <110> 방향으로 3 ∼ 5°경사져 있는 (3°오프 내지 5°오프) 방위면을 주면으로 하는 실리콘 단결정막으로 이루어지는 펠리클막을 형성한 경우에는, 지지 기판을 제거하여 실리콘 결정막 단독의 펠리클막으로 하는 과정에서 극도의 응력이 가해지는 경우가 없으며, 게다가 실온 정도의 온도 하에서 펠리클막의 형성이 완료되기 때문에 변형되는 경우도 없다. 또한, 막의 벽개가 일어나기 어려워, 균열이 발생되기 어렵다. 또, 내불산성 등의 화학적 내성이 높아, 에치 피트나 보이드도 발생되기 어렵다.

또한, 도 2 의 (D) 와 같이 얻어진 펠리클 프레임 (12) 에 지지된 실리콘 단결정막의 펠리클막 (11) 의 표리면에, 도 1 에서 도시한 바와 같은 보호막을 형성하도록 해도 되고, 지지 기판의 박막화에 앞서 미리 상기 실리콘 단결정막 (2) 상에 보호막을 형성해 두도록 해도 된다.

(실시예 2)

도 2 에서 나타낸 공정에 따라, 결정 방위가 <111> 에서 <110> 방향으로 3 ∼ 5°경사져 있는 (3°오프 내지 5°오프) 방위면을 주면으로 하는 실리콘 단결정막의 펠리클막 (11) 이 펠리클 프레임 (12) 에 지지된 상태인 것을 얻었다. 또한, 본 실시예의 실리콘 단결정막의 펠리클막 (11) 의 두께는 20㎚ 이다. 그리고, 이 펠리클막 (11) 의 표면과 이면 각각에 수 ㎚ 두께의 SiC 박막을 가스 클러스터ㆍ이온빔 증착법으로 증착시켜 실리콘 단결정막의 펠리클막 (11) 을 피복하였다.

실시예 1 및 실시예 2 에서 얻어진 펠리클은 모두 EUV 광의 투과율이 50% 이 상이고, EUV 노광시의 스루풋도 실용적 레벨이며, 이물질에 의한 디바이스의 수율 저하는 전혀 관찰되지 않은 것이 확인되었다.

상기 서술한 실시예에서는, 펠리클막이, 결정 방위가 <111> 에서 <110> 방향으로 3 ∼ 5°경사 ({111} 면군에 속하는 격자면으로부터 <110> 방향으로 3 ∼ 5°경사) 진 결정면을 주면으로 하는 단결정 실리콘막인 경우에 대하여 설명했는데, 실리콘 단결정막의 주면은 {100} 면군 및 {111} 면군에 속하는 어느 격자면으로부터 3 ∼ 5°경사진 결정면이면 되고, 예를 들어 결정 방위가 <100> 에서 <111> 방향으로 3 ∼ 5°경사 ({100} 면군에 속하는 격자면으로부터 <111> 방향으로 3 ∼ 5°경사) 진 결정면을 주면으로 하는 단결정 실리콘막을 펠리클막으로 해도 된다.

산업상 이용 가능성

본 발명은 고투과성과 기계적, 화학적 안정성이 우수하고, 또한 제조 수율이 높으며, 비용적으로도 실용적인 EUV 용 펠리클막을 구비한 펠리클을 제공한다.

도 1 은 본 발명의 펠리클의 구조예를 설명하기 위한 단면 개략도.

도 2 는 본 발명의 펠리클 제조 방법의 프로세스예를 설명하기 위한 도면.

*부호의 설명*

1 : 지지 기판 1a : 실리콘 기판

1b : 산화막 2 : 실리콘 단결정막

10 : 펠리클 11 : 펠리클막

12 : 펠리클 프레임 13 : 보호막

Claims

실리콘 단결정막을 펠리클막으로서 구비한 펠리클로서,

상기 실리콘 단결정막의 주면은 {100} 면군 및 {111} 면군에 속하는 어느 격자면으로부터 3 ∼ 5°경사진 결정면인 것을 특징으로 하는 펠리클.
제 1 항에 있어서,

상기 격자면은 {100} 면군에 속하고, 상기 결정면은 <111> 방향으로 3 ∼ 5°경사져 있는 것을 특징으로 하는 펠리클.
제 1 항에 있어서,

상기 격자면은 {111} 면군에 속하고, 상기 결정면은 <110> 방향으로 3 ∼ 5°경사져 있는 것을 특징으로 하는 펠리클.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실리콘 단결정막은 SOI 기판을 박막화하여 얻어진 것인, 펠리클.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실리콘 단결정막은 13.5㎚ 의 파장의 광에 대한 흡수 계수가 0.005/㎚ 이하인, 펠리클.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실리콘 단결정막의 적어도 일방의 주면에 보호막을 구비하고 있는, 펠리클.
제 6 항에 있어서,

상기 보호막은 13.5㎚ 의 파장의 광에 대한 흡수 계수가 0.05/㎚ 이하인, 펠리클.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 보호막은 SiC, SiO₂, Si₃N₄, SiON, Y₂O₃, YN, Mo, Ru 및 Rh 로 이루어지는 군 중 적어도 1 개의 재료로 이루어지는 것인, 펠리클.
{100} 면군 및 {111} 면군에 속하는 어느 격자면으로부터 3 ∼ 5°경사진 결정면을 주면으로 하는 실리콘 단결정막을 일방의 주면에 갖는 SOI 기판에 펠리클막 유지부를 형성하는 공정과, 상기 SOI 기판의 타방의 주면측으로부터 지지 기판을 제거하여 상기 실리콘 단결정막을 펠리클막으로 하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 펠리클의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 실리콘 단결정막의 적어도 일방의 면에 보호막을 형성하는 공정을 추가로 구비하고 있는, 펠리클의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 보호막의 형성이 SiC, SiO₂, Si₃N₄, SiON, Y₂O₃, YN, Mo, Ru 및 Rh 로 이루어지는 군 중 적어도 1 개의 재료로 이루어지는 막을 피막함으로써 실행되는, 펠리클의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 보호막의 피막 방법이 가스 클러스터ㆍ이온빔 증착법인, 펠리클의 제조 방법.