KR20170140994A - Pellicle Structure for an Extreme Ultraviolet(EUV) Lithography and method for fabricating of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 펠리클과 펠리클 프레임의 탈착 및 부착이 용이하며, 이들의 자가정렬(Self―align)을 유도할 수 있는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pellicle structure for extreme ultraviolet lithography and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a pellicle structure for extreme ultraviolet lithography, which can easily detach and attach the pellicle and the pellicle frame, To a pellicle structure for lithography and a method of manufacturing the same.
종래 ArF 파장(193㎚)의 노광광을 이용하는 노광 기술은 32㎚ 이하의 미세화 회로 패턴의 선폭을 구현하는데 있어 복잡하고 고비용의 공정을 동반한다. 이를 극복하기 위하여 13.5㎚ 파장을 주 노광광으로 사용하는 극자외선(Extreme Ultra Violet, 이하, EUV라고 함)을 이용한 EUV 포토리소그래피 기술이 차세대 노광 공정기술로 주목 받고 있다. Conventional exposure techniques using exposure light of the ArF wavelength (193 nm) are accompanied by complicated and costly processes for realizing the line width of the microlized circuit pattern of 32 nm or less. To overcome this problem, EUV photolithography using Extreme Ultra Violet (EUV), which uses a 13.5-nm wavelength as a main exposure light, has attracted attention as a next-generation exposure process technology.
한편, 포토리소그래피 공정은 포토마스크(Photomask)에 형성된 패턴들을 노광 장비를 이용하여 웨이퍼(Wafer)에 전사시키는 것으로 이루어진다. 이때, 포토마스크에 파티클(Particle)을 포함한 이물질 등의 불순물이 부착되어 있다면, 노광 공정 중에 광이 불순물에 흡수 또는 반사되어 전사된 패턴이 손상됨에 따라 반도체 장치의 성능(Performance)이나 수율(Yield)의 저하를 초래한다. In the photolithography process, a pattern formed on a photomask is transferred to a wafer using an exposure apparatus. At this time, if impurities such as particles are adhered to the photomask, light is absorbed or reflected by the impurities during the exposure process, and the transferred pattern is damaged, so that the performance or yield of the semiconductor device is deteriorated, .
이에, 포토마스크의 표면 상부에 펠리클(Pellicle)을 부착하는 방법이 행해지고 있다. 상기 펠리클은 포토마스크의 표면에 불순물이 부착하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 만약, 펠리클 상에 불순물이 부착되더라도 포토리소그래피 공정 시, 초점은 포토마스크의 패턴 상에 일치되어 있으므로 펠리클 상의 먼지 또는 이물질은 초점이 맞지 않게 되어 패턴에 전사되지 않게 된다. Thus, a method of attaching a pellicle to the upper surface of the photomask is performed. The pellicle is for preventing impurities from adhering to the surface of the photomask. Even if impurities are attached on the pellicle, the focus is on the pattern of the photomask during the photolithography process, So that it is not transferred to the pattern.
최근에는, 회로 선폭의 미세화에 따라 패턴 손상에 영향을 미칠 수 있는 불순물의 크기 또한 줄어들어 포토마스크 보호를 위한 펠리클의 역할이 더욱 중요해 지고 있으며, 포토리소그래피 기술에서 필수적인 요소로 자리잡고 있다.In recent years, as the circuit line width becomes finer, the size of impurities which may affect the pattern damage is also reduced, and thus the role of the pellicle for protecting the photomask becomes more important, and is becoming an essential element in the photolithography technology.
상기 펠리클은 EUV 노광광의 원활하고 우수한 투과를 위해 기본적으로 100㎚ 이하 두께의 극박막 형태로 구성되어야 하며, 진공 환경과 스테이지의 이동 가속도에 대한 기계적 신뢰성, 장기간의 노광 공정에도 견딜 수 있는 열적 신뢰성을 만족해야 하고, 이러한 요소들을 고려하여 구성물질 및 구조가 결정된다. The pellicle must have an ultra-thin film thickness of 100 nm or less basically for smooth and good transmission of EUV exposure light. The pellicle should have a mechanical reliability against the vacuum environment and the movement acceleration of the stage, and thermal reliability to withstand a long exposure process And the constituent materials and structures are determined in consideration of these factors.
상기 펠리클은 펠리클 프레임에 접착되어 포토마스크 상에 부착되며, 종래 펠리클은 펠리클 프레임과 주로 접착제를 이용하여 부착되었다. 그러나, 상기 접착제는 노광시 약 92eV 이상의 높은 에너지를 갖는 EUV광에 지속적으로 노출됨에 따라, 높은 열에 의해 분해되어 오염원으로 작용하는 아웃 개싱(Out gassing)을 발생시키며, 펠리클 및 펠리클 프레임의 접착에 변형을 야기할 수 있다. 이에 따라, 상기 문제를 방지하기 위한 접착제 물질의 선택이 어렵다. The pellicle is attached to the pellicle frame and attached to the photomask, and the conventional pellicle is attached to the pellicle frame mainly by using an adhesive. However, since the adhesive is continuously exposed to EUV light having a high energy of about 92 eV or more at the time of exposure, the adhesive is decomposed by high heat to cause out gassing which acts as a contaminant, and the adhesive is deformed in adhesion of pellicle and pellicle frame Lt; / RTI > Accordingly, it is difficult to select an adhesive material for preventing the above problems.
또한, 펠리클과 펠리클 프레임이 상호 쉽게 탈착 및 부착되어야 취급과 재활용이 용이하지만 상호간의 부착을 위하여 접착제를 사용할 경우, 상기 접착제가 펠리클 프레임 등에 잔류되어 재활용이 어렵다. Also, the pellicle and the pellicle frame must be easily detached and adhered to each other to facilitate handling and recycling. However, when an adhesive is used for mutual adhesion, the adhesive remains on the pellicle frame and is difficult to recycle.
이에 따라, 종래 접착제로 인하여 발생하는 오염을 방지하고, 펠리클 프레임의 재활용이 가능하도록 새로운 구조의 펠리클 및 펠리클 프레임과 그들의 부착방법이 필요하게 되었다. Accordingly, there is a need for a new structure of pellicle and pellicle frame and a method for attaching the pellicle frame to prevent contamination caused by the conventional adhesive and to enable recycling of the pellicle frame.
본 발명은 펠리클 및 펠리클 프레임 상호 간의 탈착 및 부착이 용이하고, 노광 시 아웃 개싱에 따른 오염을 막을 수 있을 뿐만 아니라 변형을 방지할 수 있는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체 및 그의 제조방법을 제공한다. The present invention provides a pellicle structure for extreme ultraviolet lithography and a method of manufacturing the same, which can easily detach and attach the pellicle and the pellicle frame, prevent contamination due to outgassing during exposure, and prevent deformation.
또한, 본 발명은 펠리클과 펠리클 프레임의 정렬 과정을 단순화시킬 수 있고, 편의성과 재활용성을 극대화할 수 있는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체 및 그의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a pellicle structure for extreme ultraviolet lithography which can simplify the alignment process of a pellicle and a pellicle frame, maximizing convenience and recyclability, and a method for manufacturing the same.
본 발명의 실시예에 따른 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체는 펠리클 및 펠리클 프레임이 상호 접착되며, 상기 펠리클은 제1자성체 패턴을 포함하고, 상기 펠리클 프레임은 상기 제1자성체 패턴과 대응하는 위치에 배치되는 제2자성체 패턴을 포함하며, 상기 펠리클 및 펠리클 프레임은 상기 제1자성체및 제2자성체의 자기력으로 상호 접착된다. A pellicle structure for EUV lithography according to an embodiment of the present invention is characterized in that a pellicle and a pellicle frame are bonded to each other, the pellicle includes a first magnetic pattern, and the pellicle frame is disposed at a position corresponding to the first magnetic pattern And the pellicle frame and the pellicle frame are bonded to each other by the magnetic forces of the first and second magnetic bodies.
상기 제1자성체 패턴 및 제2자성체 패턴은 철(Iron), 니켈(Nickel), 코발트(Cobalt) 중 적어도 하나 이상의 물질, 또는, 이들의 합금으로 형성된 강자성체로 이루어지거나, 백금(Pt), 알루미늄(Al), 주석(Sn) 중 적어도 하나 이상의 물질, 또는, 이들의 합금으로 형성된 초상자성체로 이루어진다. The first magnetic pattern and the second magnetic pattern may be formed of at least one of iron, nickel, and cobalt, or a ferromagnetic material formed of an alloy thereof, or may be formed of at least one of platinum (Pt), aluminum Al) and tin (Sn), or an super-paramagnetic material formed of an alloy thereof.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 및 펠리클 프레임이 상호 접착된 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 펠리클은 (a) 지지층의 상면에 펠리클층을, 하면에 시드층을 형성하고, (b) 상기 시드층 상에 상기 시드층을 노출시키는 적어도 하나 이상의 홈을 갖는 몰드층 패턴을 형성하고, (c) 상기 홈 내에 적어도 상기 홈이 채워지도록 제1자성부를 형성하고, (d) 상기 몰드층 패턴 및 제1자성부를 화학적 기계적 연마하여 제1자성체를 형성하고, (e) 상기 펠리클층(104)의 하면이 노출되도록 상기 몰드층 패턴, 시드층 패턴 및 지지층 패턴을 식각하는 것을 포함한다. Further, in the method of manufacturing a pellicle structure for extreme ultraviolet lithography in which a pellicle and a pellicle frame are bonded to each other according to an embodiment of the present invention, the pellicle includes: (a) forming a pellicle layer on an upper surface of a support layer, (b) forming a mold layer pattern having at least one groove exposing the seed layer on the seed layer, (c) forming a first magnetic portion so that at least the groove is filled in the groove, (d) (E) etching the mold layer pattern, the seed layer pattern, and the support layer pattern so as to expose the lower surface of the pellicle layer (104), wherein the mold layer pattern and the first magnetic portion are chemically and mechanically polished to form a first magnetic body do.
상기 제1자성부는 상기 시드층을 기초로한 전기도금법으로 형성한다. The first magnetic portion is formed by an electroplating method based on the seed layer.
본 발명은 하부에 강자성체 물질(Ferromagnetic material) 또는 초상자성체 물질(Superparamagnetic material)로 이루어진 제1자성체 패턴을 포함하는 펠리클을 형성하고, 상면에 자기막대 또는 전자기막대로 이루어진 제2자성체 패턴을 포함하는 펠리클 프레임을 형성하며, 상기 자성체들을 이용하여 자기력 또는 전자기력으로 펠리클 및 펠리클 프레임을 상호 접착할 수 있는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체 및 그의 제조방법을 제공한다. A pellicle comprising a first magnetic pattern made of a ferromagnetic material or a superparamagnetic material is formed on a lower portion of the pellicle, and a pellicle including a second magnetic pattern made of a magnetic rod or an electromagnetic rod is formed on the upper surface of the pellicle. A pellicle structure for extreme ultraviolet lithography capable of bonding a pellicle and a pellicle frame together with a magnetic force or an electromagnetic force using the magnetic bodies, and a method for manufacturing the same.
이에 따라, 본 발명은 펠리클 및 펠리클 프레임 상호 간의 탈착 및 부착이 용이하고, 접착제를 이용하지 않음에 따라 펠리클 프레임 등의 재활용이 가능하며, 노광 시 아웃 개싱에 따른 오염을 방지할 수 있으며, 이들의 접착 변형을 방지할 수 있다.Accordingly, it is easy to attach and detach the pellicle and the pellicle frame, and the pellicle frame and the like can be recycled due to the absence of the adhesive, and contamination due to outgassing during exposure can be prevented. Adhesive deformation can be prevented.
또한, 본 발명은 펠리클과 펠리클 프레임의 정렬을 위한 추가적인 장치 및 공정 없이 전자기력 또는 자기력을 이용하여 자가정렬(Self―align)을 진행할 수 있음에 따라 정렬 공정을 간소화 시킬 수 있다. In addition, the present invention can simplify the alignment process by self-aligning using electromagnetic or magnetic forces without additional apparatus and processes for aligning the pellicle and the pellicle frame.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 리소그래피용 펠리클을 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 A―A'로 절단한 단면도.
도 3은 도 1의 B―B'로 절단한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 리소그래피용 펠리클 프레임을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 리소그래피용 펠리클의 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도. 1 is a perspective view illustrating a pellicle for extreme ultraviolet lithography according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line A-A 'in Fig. 1;
3 is a sectional view taken along the line B-B 'in Fig. 1; Fig.
4 is a perspective view illustrating a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view illustrating a pellicle structure for extreme ultraviolet lithography according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a pellicle for extreme ultraviolet lithography according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 실시예는 단지 본 발명의 예시 및 설명을 하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but it should be understood that the present invention is not limited to these embodiments. For example, And is not intended to limit the scope of the invention. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and other equivalent embodiments may be made by those skilled in the art. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined by the technical matters of the claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펠리클을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A―A'로 절단한 단면도이며, 도 3은 도 1의 B―B'로 절단한 단면도이다. FIG. 1 is a perspective view showing a pellicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 극자외선 리소그래피용 펠리클(100)은 극자외선용 포토마스크(미도시) 상에 부착되어 파티클 또는 외부의 오염원들부터 포토마스크를 보호하는 역할을 한다. 1 to 3, the extreme
극자외선 리소그래피용 펠리클(100)은 지지층 패턴(102a), 펠리클층(104), 시드층 패턴(106a), 몰드층 패턴(108b) 및 제1자성체 패턴(110a)을 포함한다. 여기서, 지지층 패턴(102a), 시드층 패턴(106a) 및 몰드층 패턴(108b)은 내부가 비어있는 사각틀의 형상을 가지며, 그들의 상부에 배치되는 펠리클층(104)은 평판의 형상을 갖는다.The extreme
지지층 패턴(102)은 상면(F)에 배치되는 펠리클층(104)의 하부 가장자리에 구비되며, 펠리클층(104)을 지지해주는 프레임으로서 역할하고, 바람직하게, 50㎛ ∼ 700㎛ 의 두께를 갖는다. The
지지층 패턴(102)은, 바람직하게, [100]의 결정 방향성을 가지며, 도핑 밀도가 1020 ions/cm2 이하인 6인치, 8인치 등의 다양한 크기를 갖는 실리콘(Si) 웨이퍼를 이용하여 형성한다. The
펠리클층(104)은 EUV 포토리소그래피 공정에 사용 가능하도록 13.5㎚ 파장의 EUV 노광광에 대하여 80% 이상의 높은 투과율을 가져야 하며, 반복되는 노광 공정으로 발생되는 높은 열에너지에 대해 일정시간 동안 변형이 없는 상태가 유지되는 열적 신뢰성이 요구된다. 또한, 펠리클층(106)은 펠레클 제조를 위한 공정 과정 중 스테이지의 이동 가속도, 진공 환경 내 압력 변화 등의 외부 환경에 대하여 기계적 강도 역시 우수해야 한다.The
이를 위해, 펠리클층(106)은 낮은 소광계수로 인해 EUV 노광광에 대하여 투과율이 상대적으로 다른 물질에 비하여 우수한 단결정 실리콘(c―Si), 다결정 실리콘(p―Si), 상기 실리콘(Si)들에 탄소(C), 질소(N) 중 하나 이상을 포함하는 실리콘(Si) 화합물 또는 그래핀(Graphene)으로 이루어진다.For this purpose, the
펠리클층(104)은 20㎚ ∼ 60㎚의 두께를 갖는다. 펠리클층(104)은 20㎚ 이하의 두께를 갖는 경우, 강도가 저하될 수 있으며, 60㎚ 이상의 두께를 갖는 경우, EUV 노광광에 대한 투과율이 현저하게 낮아져 적용이 불가능하다.The
아울러, 도시하지는 않았지만, 펠리클층(104)의 상면 및 하면 중 일면 이상에 구비된 보강막을 더 포함할 수 있다. 상기 보강막은 펠리클의 제조 공정 과정 및 주위환경으로부터 펠리클층(104)을 보호하기 위하여 형성한다. 이를 위해, 상기 보강막은 기계적, 열적 및 광학적 특성이 우수한 물질로 구성되며, 바람직하게, 탄화규소(SiC), 질화규소(SiN), 탄화붕소(B4C), 몰리브덴(Mo), 루세늄(Ru), 지르코늄(Zr) 중 1 이상의 물질을 포함하여 이루어진다.In addition, although not shown, the
상기 보강막은 펠리클층(104)의 투과율에 미치는 영향을 최소화하기 위해서, 펠리클층(106)보다 얇은 두께와 높은 투과율을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 상기 보강막은, 바람직하게, 2㎚ ∼ 10㎚의 두께를 가지며, 13.5㎚ 파장의 EUV 노광광에 대하여 80% 이상의 투과율을 갖는다.It is preferable that the reinforcing film has a thickness smaller than that of the
시드층 패턴(150a)은 지지층 패턴(102)의 하면(B)에 배치되며, 전기도금법으로 형성되는 제1자성체 패턴(110a)의 시드(Seed)로 역할한다. 시드층 패턴(150a)은 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Co), 금(Au) 중 1 이상의 물질을 포함하여 이루어지며, 10㎚ ∼ 50㎚의 두께를 갖는다. The seed layer pattern 150a is disposed on the lower surface B of the
몰드층 패턴(108b)은 제1자성체 패턴(110a)를 형성하기 위한 틀(Mold)로서 역할하며, 이를 위해, 제1자성체 패턴(110)이 형성되는 영역에 지지층 패턴(102)을 노출시키는 다수의 홈이 구비된 구조를 갖는다. 몰드층 패턴(108b)은 제1자성체 패턴(110a)를 형성하기 위한 전기도금법의 진행 시, 제1자성체 패턴(110a)의 형성에 영향을 미치지 않는 물질로 구성되며, 상기 홈, 즉, 몰드층 패턴(108b)은 50㎛ ∼ 200㎛의 두께를 갖는다. 몰드층 패턴(108a)은 SU―8, KMPR 계열의 포토레지스트 물질로 이루어진다.The
제1자성체 패턴(110a)은 몰드층 패턴(108b)의 상기 홈들 내에 배치되며, 후술되는 펠리클 프레임의 제2자성체 패턴과 결합하여 펠리클(100) 및 상기 펠리클 프레임을 자기력 또는 전자기력으로 접착시키는 역할을 한다. The first
제1자성체 패턴(110a)은 상기 제2자성체 패턴과의 충분한 접착력을 확보하기 위해 자성 특성이 우수한 물질로 형성한다. 제1자성체 패턴(110a)은 강자성체 또는 초상자성체로 형성되며, 강자성체 물질의 경우, 철(Iron), 니켈(Nickel), 코발트(Cobalt) 중 적어도 하나 이상의 물질, 또는 이들의 합금으로 이루어지며, 초상자성체의 경우, 백금(Pt), 알루미늄(Al), 주석(Sn) 중 적어도 하나 이상의 물질 또는 이들의 합금으로 이루어진다.The first
제1자성체 패턴(110a)은, 아래 수학식 1을 참조하면, 부피가 클수록 큰 자기력을 지니고, 바람직하게, 1㎜(Width) × 50㎜(Length) × 50㎛ ∼ 200㎛(Height)의 범위를 갖는다.Referring to Equation 1 below, the first
ν : 강자성체 또는 초상자성체의 부피 (Volume)ν: volume of ferromagnetic or super paramagnetic material (volume)
χ: 자화율 (Magnetic susceptibility)χ: Magnetic susceptibility
μ: 투자율 (Permeability)μ: Permeability
B: 자기장 (Magnetic field)B: Magnetic field
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 리소그래피용 펠리클 프레임을 도시한 사시도이다. 4 is a perspective view illustrating a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 극자외선 리소그래피용 펠리클 프레임(200)은 상술한 펠리클과 결합되어 펠리클 구조체를 형성한다. Referring to FIG. 4, the extracorporeal
펠리클 프레임(200)은 프레임(212), 제2자성체 패턴(214) 및 벤트홀(216)을 포함한다. The
프레임(212)은 상술한 펠리클(100)의 지지층 패턴(102a), 시드층 패턴(106a) 및 몰드층 패턴(108b)과 동일하게 내부가 비어있는 사각틀의 형상을 갖는다. 프레임(212)은 펠리클(100)을 지지하는 기초로 역할하며, 높이가 최대 2㎜를 넘지 않는 것이 바람직하다. The
프레임(212)은 노광 시 발생하는 높은 열에 대응하기 위하여 열방출이 우수하고, 기계적 강도가 우수한 물질로 이루어지며, 바람직하게, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄(Al) 합금으로 형성한다. The
프레임(212)은 펠리클(100)과 대향하는 일면에 제2자성체 패턴(214)가 배치되도록 소정의 깊이를 갖는 다수의 홈을 구비하며, 상기 홈은 펠리클(100)의 제1자성체 패턴(110a)과 대응하는 위치에 배치된다. The
제2자성체 패턴(214)은 프레임(212)에 구비된 홈들에 배치되며, 상술한 펠리클(100)의 제1자성체 패턴(110a)과 결합하여 펠리클(100) 및 상기 펠리클 프레임을 자기력 또는 전자기력을 이용하여 접착시키는 역할을 한다. The second
제2자성체 패턴(214)은 강자성체 또는 초상자성체 물질로 이루어진 제1자성체 패턴(110a)과 충분한 접착력을 확보를 위하여 자기막대 또는 전자기막대(Magnetic bar or Electromagnetic bar)의 형태로 형성된다. 제2자성체 패턴(214)은 제1자성체 패턴(110a)의 표면과 강한 접착이 가능하도록 하는 표면적을 가지며, 금형, 정밀가공 또는 3D 프린팅 등의 방법으로 형성한다. The second
제2자성체 패턴(214)은, 바람직하게, 철(Iron), 니켈(Nickel), 코발트(Cobalt) 중 적어도 하나 이상의 물질, 또는 이들의 합금으로 이루어진 강자성체 물질로 형성할 수 있다. 이때, 제2자성체 패턴(214)은 영구 자석의 성질을 갖기 때문에 강력한 자기력을 발생시킬 수 있다. The second
또한, 제2자성체 패턴(214)은, 백금(Pt), 알루미늄(Al), 주석(Sn) 중 적어도 하나 이상의 물질 또는 이들의 합금으로 이루어진 초상자성체로 형성할 수 있다. 이때, 제2자성체 패턴(214)은 외부의 전원과 연결되어 전자석으로 사용되며, 인가되는 전압의 크기를 조절하여 제1자성체 패턴(110a)과의 접착력을 조절할 수 있다. 즉, 제1자성체 패턴(110a)과 강력한 접착이 필요한 경우, 제2자성체 패턴(214)에 인가하는 전압을 조절하여 전자기력의 힘을 조절할 수 있다. 제2자성체 패턴(214)에 인가된 전압으로 인하여 발생하는 열 에너지는 프레임(212)이 우수한 열방출 특성을 가짐에 따라 해결 가능하다. The second
아울러, 도시하지는 않았지만, 펠리클과 대응하는 프레임(212)의 표면에는 보호막이 더 구비될 수 있다. 제1자성체 패턴 및 제2자성체 패턴(214)을 전자기력으로 접착하는 경우, 전기에너지에 의한 열에너지가 상술한 펠리클의 지지층에 직접적으로 전달되어 펠리클막에도 영향을 줄 수 있다. 상기 보호막은 이를 방지하기 위한 것으로서, 열전도성 우수하고, 유도 자기장(Induced magnetic field)을 발생할 수 있는 물질로 이루어져 프레임(212)의 열방출 특성을 보강하여 열적인 문제뿐만 아니라, 표면의 평탄도 문제도 해결하는 역할을 한다. In addition, although not shown, a protective film may be further provided on the surface of the
벤트홀(216)은 펠리클 구조체의 이송 중이나, 공정 중 발생할 수 있는 압력 차이를 제거하는 역할을 하며, 그 직경이이 1㎜ ∼ 2㎜로 적어도 1개 이상 존재한다. 아울러, 벤트홀(216)에는 외부로부터의 이물질 유입을 방지하기 위하여 별도의 필터(Filter)를 부착할 수 있다. The
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체를 도시한 사시도이다.5 is a perspective view illustrating a pellicle structure for extreme ultraviolet lithography according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체(300)는 상술한 도 1 및 도 4의 펠리클(100) 및 펠리클 프레임(200)이 접착되어 구성된다. Referring to FIG. 5, the extreme ultraviolet
자세하게, 펠리클 구조체(300)는 내부가 비어있는 사각틀 형상의 프레임(214), 몰드층 패턴(108b), 시드층 패턴(106a) 및 지지층 패턴(102a)이 적층되고, 지지층 패턴(102a) 상에 평판 형상의 펠리클층(104)이 배치되어 구성된다. In detail, the
펠리클(100)과 펠리클 프레임(200)은 상호 대응하는 위치에 구비된 제1자성체 패턴(110a)과 제2자성체 패턴(214)의 자기력 또는 전자기력에 의해 접착된다. The
이상에서와 같이, 본 발명의 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체는 펠리클과 펠리클 프레임을 자기력 또는 전자기력으로 접착시킴에 따라, 이들의 탈착 및 부착이 용이하고, 접착을 위한 접착제의 사용이 필요 없어 노광 시 아웃 개싱에 따른 오염을 방지할 수 있으며, 이들 상호간의 접착 변형을 방지할 수 있다. As described above, the pellicle structure for extreme ultraviolet lithography according to the present invention can be easily attached and detached by attaching the pellicle and the pellicle frame by magnetic force or electromagnetic force, and it is not necessary to use an adhesive for bonding, It is possible to prevent contamination due to gasping, and to prevent adhesion deformation between them.
또한, 펠리클과 펠리클 프레임에 각각 구비된 자성체 들이 상호 대응하는 위치에 배치됨에 따라 이들을 상호 자가정렬(Self―align)할 수 있으며, 이들의 정렬을 위한 추가적인 장치 및 공정이 필요하지 않아 공정을 간소화할 수 있으며, 펠리클 프레임 등의 재활용성을 극대화 할 수 있다.Further, since the magnetic bodies provided in the pellicle and the pellicle frame are disposed at mutually corresponding positions, they can be self-aligned with each other, and there is no need for an additional apparatus and process for aligning them, And it is possible to maximize the recyclability of the pellicle frame and the like.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 리소그래피용 펠리클의 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. 이하, 본 발명의 펠리클 제조 방법은 도 1의 B―B' 절단면을 기준으로 설명하도록 한다. 6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a pellicle for extreme ultraviolet lithography according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the pellicle manufacturing method of the present invention will be described with reference to the cutting plane B-B 'of FIG.
도 6(a)를 참조하면, 본 발명에 따른 극자외선 포토마스크용 펠리클의 제조를 위한 기초로 사용되며, 펠리클층(106)을 지지하도록 역할하는 지지층(102)을 준비한다. 지지층(102)은 [100]의 결정 방향성을 가지고, 도핑 밀도가 1020 ions/cm2 이하인 6인치, 8인치 등의 다양한 크기와 100㎛ ∼ 2㎜의 두께를 갖는 실리콘(Si) 웨이퍼를 이용한다.Referring to Figure 6 (a), a
이후, 지지층(102)의 상면(F)에 펠리클층(104)을 형성한다. 펠리클층(104)은 EUV 포토리소그래피 공정에 사용 가능하도록 13.5㎚ 파장의 EUV 노광광에 대하여 80% 이상의 높은 투과율을 가져야 하며, 반복되는 노광 공정으로 발생되는 높은 열에너지에 대해 일정시간 동안 변형이 없는 상태가 유지되는 열적 신뢰성이 요구된다. 또한, 펠리클층(106)은 펠레클 제조를 위한 공정 과정 중 스테이지의 이동 가속도, 진공 환경 내 압력 변화 등의 외부 환경에 대하여 기계적 강도 역시 우수해야 한다.Thereafter, the
이를 위해, 펠리클층(104)은 투과율이 상대적으로 우수한 단결정 실리콘(c―Si), 다결정 실리콘(p―Si), 상기 실리콘(Si)들에 탄소(C), 질소(N) 중 하나 이상을 포함하는 실리콘(Si) 화합물 또는 그래핀으로 이루어진다. For this purpose, the
펠리클층(104)은 20㎚ ∼ 60㎚의 두께를 가지며, 에피탁시 성장(Epitaxy growth), 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering), 원자층증착(Automic Layer Deposition), 이온빔 증착(Ion Beam Deposition), 전기도금(Electro plating) 등의 방법으로 형성한다. 도시하지는 않았지만, 상기 펠리클층(106)은 제조하는 방법에 따라 지지층(102) 상면(F)에 형성 시, 하면(B)에도 형성될 수 있다. The
도 6(b)를 참조하면, 지지층(102)의 하면(B)에 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Co), 금(Au) 중 1 이상의 물질을 포함하는 시드층(106)를 형성한다. 시드층(106)은 후술되는 제1자성체 패턴을 형성하기 위한 전기도금법 공정 시, 시드(Seed) 로 역할한다. Referring to FIG. 6 (b), the lower surface B of the
시드층(106)은 화학 기상 증착, 스퍼터링법, 원자층증착 등의 방법을 이용하여 형성하며, 10nm ∼ 50nm의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. The
이후, 시드층(106) 상에 몰드층 패턴(108a)을 형성한다. 몰드층 패턴(108a)은 제1자성체 패턴(110a)를 형성하기 위한 틀로서 역할하며, 제1자성체 패턴(110)이 형성되는 영역에 적어도 하나 이상의 홈이 구비되도록 형성한다. Thereafter, a
몰드층 패턴(108a)은 포토리소그래피 방법을 통하여 형성하며, SU―8, KMP 등의 포토레지스트 물질로 형성한다.The
몰드층 패턴(108a)이 형성된 지지층(102) 하면(B)의 노출된 시드층(106) 상부, 즉, 상기 홈들에 강자성체 또는 초상자성체로 이루어진 제1자성체부(110)를 형성한다. 제1자성체부(110)는 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 중 적어도 하나 이상의 물질, 또는, 이들의 합금으로 이루어진 강자성체 물질로 형성하거나, 백금(Pt), 알루미늄(Al), 주석(Sn) 중 적어도 하나 이상의 물질, 또는, 이들의 합금으로 이루어진 초상자성체 물질로 형성한다. The first
제1자성체부(110)는 전기도금법으로 형성하며, 자세하게, 몰드층 패턴(108a)까지 형성된 구조물을 합금 용액에 넣고, 전압을 인가하여 시드층(106) 상에 적어도 몰드층 패턴(108a)이 채워지도록 제1자성체부(110)를 형성한다. The first
도 6(c)를 참조하면, 몰드층 패턴(108a) 및 제1자성체부(110)에 화학적 기계적 연마(Chemcial Mechanical Polishing, CMP) 공정을 진행하여 몰드층 패턴(108b) 및 제1자성체 패턴(110a)를 형성한다. 여기서, 상기 몰드층 패턴(108b) 및 제1자성체 패턴(110a)은 화학적 기계적 연마 후, 50㎛ ∼ 200㎛의 두께를 갖는다. 6C, the
상기 화학적 기계적 연마는 몰드층 패턴(108b) 및 제1자성체 패턴(110a)이 동일한 높이를 가짐과 아울러 우수한 평탄도를 갖도록 하기 위하여 수행한다. 자세하게, 전기도금법으로 형성되는 상기 제1자성체부(110)는 몰드층 패턴(108a)과 동일한 높이를 갖도록 형성하는 것이 불가능하다. 이에 따라, 화학적 기계적 연마 공정 없이 펠리클을 펠리클 프레임에 접착시키는 경우, 접착되는 상기 제1자성체부(110) 이외의 상기 펠리클을 펠리클 프레임 부분에서는 이격이 발생하고, 상기 이격을 통한 불순물 등의 유입으로 인해 포토마스크에 오염이 발생하게 된다. 이에, 본 발명에서는 몰드층 패턴(108a)을 소정의 높이로 두껍게 형성하고 제1자성체부(110)를 형성한 후, 화학적 기계적 연마를 진행함으로써 상기 펠리클을 펠리클 프레임의 접착 시, 상기 이격 발생을 방지하여 포토마스크의 오염을 방지한다. The chemical mechanical polishing is performed so that the
도 6(d)를 참조하면, 상기 구조물의 하부에 펠리클층(104)의 가장자리 부분으로 프레임(214), 몰드층 패턴(108b), 시드층 패턴(106a) 및 지지층 패턴(102a)이 잔류함과 아울러 펠리클층(104)의 하면이 노출되도록 식각 공정을 진행하여 본 발명에 따른 극자외선 리소그래피용 펠리클의 제조를 완료한다. 6 (d), the
상기 식각 공정은 습식 식각 및 건식 식각 모두를 이용할 수 있으나, 강자성체 또는 초상자성체 물질을 감싸는 몰드층 패턴(108b)이 습식 식각 용액에 취약할 수 있음에 따라 건식 식각 공정으로 수행하는 것이 바람직하다. 여기서, 취약이라 함은 습식 식각 공정으로 몰드층 패턴(108b)이 식각되는 것을 의미하는 것이 아니라, 습식 식각 공정으로 몰드층 패턴(108b)과 상부막의 접착력이 줄어 들 수 있음을 의미한다. The etching process may use both wet etching and dry etching, but it is preferable to perform the dry etching process because the
이상, 본 발명을 가장 바람직한 실시예를 이용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는, 상기 실시예에 기재된 범위에 한정되지 않는다. 상기 실시예에 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하다는 것은 해당 기술분야의 일반적인 기술자라면 용이하게 알 수 있을 것이다. 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이 특허 청구 범위의 기재로부터 분명하다.While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the range described in the above embodiments. It will be readily apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made to the embodiments described above. It is apparent from the description of the claims that the form of such modification or improvement can be included in the technical scope of the present invention.
100 : 극자외선 리소그래피용 펠리클 102a : 지지층 패턴
104 : 펠리클층 106a : 시드층 패턴
108b : 몰드층 패턴 110a : 제1자성체 패턴
200 : 극자외선 리소그래피용 펠리클 프레임 212 : 프레임
214 : 제2자성체 패턴 216 : 벤트 홀100: Pellicle for extreme
104:
108b:
200: Pellicle frame for extreme ultraviolet lithography 212: Frame
214: second magnetic pattern 216: vent hole
Claims (20)
상기 펠리클은 제1자성체 패턴을 포함하고,
상기 펠리클 프레임은 상기 제1자성체 패턴과 대응하는 위치에 배치되는 제2자성체 패턴을 포함하며,
상기 펠리클 및 펠리클 프레임은 상기 제1자성체및 제2자성체의 자기력으로 상호 접착된 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
1. A pellicle structure for extreme ultraviolet lithography in which a pellicle and a pellicle frame are bonded to each other,
Wherein the pellicle includes a first magnetic pattern,
Wherein the pellicle frame includes a second magnetic pattern disposed at a position corresponding to the first magnetic pattern,
Wherein the pellicle and the pellicle frame are bonded to each other by the magnetic forces of the first and second magnetic bodies.
상기 펠리클은,
펠리클층,
상기 펠리클층의 하부에 배치된 지지층 패턴,
상기 지지층 패턴의 하부에 배치되며, 적어도 하나 이상의 홈이 구비된 몰드층 패턴, 및
상기 홈 내에 배치된 제1자성체 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
The method according to claim 1,
In the pellicle,
Pellicle layer,
A support layer pattern disposed under the pellicle layer,
A mold layer pattern disposed under the support layer pattern and having at least one groove,
And a first magnetic pattern disposed in the groove. 2. The pellicle structure for extreme ultraviolet lithography according to claim 1,
상기 제1자성체 패턴 및 제2자성체 패턴은 철(Iron), 니켈(Nickel), 코발트(Cobalt) 중 적어도 하나 이상의 물질, 또는, 이들의 합금으로 형성된 강자성체로 이루어지거나,
백금(Pt), 알루미늄(Al), 주석(Sn) 중 적어도 하나 이상의 물질, 또는, 이들의 합금으로 형성된 초상자성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
The method according to claim 1,
The first magnetic pattern and the second magnetic pattern may be made of at least one of iron, nickel, and cobalt, or a ferromagnetic material formed of an alloy thereof,
Wherein the pellicle structure is made of at least one of platinum (Pt), aluminum (Al), and tin (Sn), or an ultra-paramagnetic material formed of an alloy thereof.
상기 제1자성체 패턴 및 제2자성체 패턴은 1㎜(Width) × 50㎜(Length) × 50㎛ ∼ 200㎛(Height)의 부피를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the first magnetic pattern and the second magnetic pattern have a volume of 1 mm (Width) × 50 mm (Length) × 50 μm to 200 μm (Height).
상기 지지층 패턴과 몰드층 패턴 사이에 구비된 시드층 패턴을 더 포함하며, 상기 패턴들은 내부가 비어있는 사각틀의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
3. The method of claim 2,
Further comprising a seed layer pattern provided between the support layer pattern and the mold layer pattern, wherein the patterns have a shape of a squarrel with an empty interior.
상기 지지층 패턴은 50㎛ ∼ 700㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
3. The method of claim 2,
Wherein the support layer pattern has a thickness of 50 to 700 占 퐉.
상기 펠리클층은 단결정 실리콘(c―Si), 다결정 실리콘(p―Si), 상기 실리콘(Si)들에 탄소(C), 질소(N) 중 하나 이상을 포함하는 실리콘(Si) 화합물, 또는, 그래핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
3. The method of claim 2,
The pellicle layer may be a single crystal silicon (c-Si), a polycrystalline silicon (p-Si), a silicon compound containing at least one of carbon (C) and nitrogen (N) Wherein the pellicle structure is made of graphene.
상기 펠리클층은 20㎚ ∼ 60㎚의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체
3. The method of claim 2,
Wherein the pellicle layer has a thickness of 20 nm to 60 nm. The pellicle structure for extreme ultraviolet lithography
상기 펠리클층의 상면 및 하면 중 일면 이상에 구비되며, 탄화규소(SiC), 질화규소(SiN), 탄화붕소(B4C), 몰리브덴(Mo), 루세늄(Ru), 지르코늄(Zr) 중 1 이상의 물질을 포함하여 이루어진 보강막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
3. The method of claim 2,
(SiC), silicon nitride (SiN), boron carbide (B 4 C), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru) and zirconium (Zr) in one or more of the upper and lower surfaces of the pellicle layer. The pellicle structure for extreme ultraviolet lithography according to claim 1, further comprising a reinforcing film comprising the above material.
상기 시드층 패턴은 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Co), 금(Au) 중 1 이상의 물질을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the seed layer pattern comprises at least one of chromium (Cr), titanium (Ti), nickel (Ni), copper (Co), and gold (Au).
상기 시드층 패턴은 10㎚ ∼ 50㎚의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the seed layer pattern has a thickness of 10 nm to 50 nm. The pellicle structure for extreme ultraviolet lithography according to claim 1, wherein the seed layer pattern has a thickness of 10 nm to 50 nm.
상기 몰드층 패턴은 50㎛ ∼ 200㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the mold layer pattern has a thickness of 50 占 퐉 to 200 占 퐉.
상기 펠리클 프레임은,
적어도 하나 이상의 홈이 구비된 프레임,
상기 홈 내에 배치된 제2자성체 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
The method according to claim 1,
The pellicle frame
A frame provided with at least one groove,
And a second magnetic pattern disposed in the groove. 2. The pellicle structure for extreme ultraviolet lithography according to claim 1,
상기 프레임은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄(Al) 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
14. The method of claim 13,
Wherein the frame is made of aluminum (Al) or an aluminum (Al) alloy. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
상기 프레임은 내부가 비어있는 사각틀의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
14. The method of claim 13,
Wherein the frame has a shape of a hollow box with an empty interior. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 프레임은 2㎜ 이하의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
14. The method of claim 13,
Wherein the frame has a height of 2 mm or less. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
상기 제2자성체 패턴은 전자석으로 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체.
The method according to claim 1 or 13,
Wherein the second magnetic pattern is made of an electromagnet.
상기 펠리클은
(a) 지지층의 상면에 펠리클층을, 하면에 시드층을 형성하고,
(b) 상기 시드층 상에 상기 시드층을 노출시키는 적어도 하나 이상의 홈을 갖는 몰드층 패턴을 형성하고,
(c) 상기 홈 내에 적어도 상기 홈이 채워지도록 제1자성부를 형성하고,
(d) 상기 몰드층 패턴 및 제1자성부를 화학적 기계적 연마하여 제1자성체를 형성하고,
(e) 상기 펠리클층(104)의 하면이 노출되도록 상기 몰드층 패턴, 시드층 패턴 및 지지층 패턴을 식각하는 것을 포함하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체의 제조 방법.
A method of manufacturing a pellicle structure for extreme ultraviolet lithography in which a pellicle and a pellicle frame are bonded to each other,
The pellicle
(a) a pellicle layer is formed on the upper surface of the support layer and a seed layer is formed on the lower surface,
(b) forming a mold layer pattern having at least one groove exposing the seed layer on the seed layer,
(c) forming a first magnetic portion so that at least the groove is filled in the groove,
(d) chemically and mechanically polishing the mold layer pattern and the first magnetic portion to form a first magnetic body,
(e) etching the mold layer pattern, the seed layer pattern, and the support layer pattern to expose the lower surface of the pellicle layer (104).
상기 제1자성부는 상기 시드층을 기초로한 전기도금법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체의 제조 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the first magnetic portion is formed by electroplating based on the seed layer. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 펠리클층은 에피탁시 성장(Epitaxy growth), 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering), 원자층증착(Automic Layer Deposition), 이온빔 증착(Ion Beam Deposition), 전기도금(Electro plating) 중 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 펠리클 구조체의 제조 방법.19. The method of claim 18,
The pellicle layer may be formed by various methods such as epitaxy growth, chemical vapor deposition, sputtering, atomic layer deposition, ion beam deposition, electroplating, Wherein the pellicle structure is formed of one of the following materials.
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| KR20190094782A (en) * | 2018-02-06 | 2019-08-14 | 삼성전자주식회사 | Pellicle and reticle including the same |
| KR20210048152A (en) * | 2019-10-23 | 2021-05-03 | 주식회사 에프에스티 | Manufacturing method for a Pellicle including integrated frame and membrane |
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-
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- 2016-06-14 KR KR1020160073860A patent/KR102170385B1/en active IP Right Grant
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