KR20190013460A - 포토마스크용 펠리클과 이를 포함하는 레티클 및 포토마스크용 펠리클의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
포토마스크를 외부의 오염으로부터 보호하는 포토마스크용 펠리클 및 포토마스크용 펠리클의 제조방법이 개시된다. 개시된 포토마스크용 펠리클은 금속 촉매층 및 상기 금속 촉매층 상에 마련되는 것으로 2D 물질을 포함하는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane);을 포함한다. 상기 금속 촉매층은 상기 펠리클 멤브레인의 가장자리영역을 지지하고, 상기 펠리클 멤브레인의 중앙영역은 지지하지 않는다. 상기 금속 촉매층은 기판 상에 있을 수 있는데, 이때 상기 기판과 상기 금속 촉매층은 집합적으로 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 중앙영역은 지지하지 않는다. 상기 펠리클은 상기 금속 촉매층 상에 2D 물질을 성장시키고, 상기 형성된 펠리클 멤브레인의 상기 중앙영역을 지지하는 상기 금속 촉매층의 안쪽 영역을 식각하는 것에 기초하여 형성될 수 있다.
Description
개시된 실시예들은 포토마스크용 펠리클과 이를 포함하는 레티클 및 포토마스크용 펠리클 제조방법에 관한 것이다.
포토마스크용 펠리클(pellicle)은 광학적 리소그래피(optical lithography) 공정 중 외부 오염 물질(예컨대, 먼지, 레지스트 등)로부터 포토마스크를 보호하기 위해 포토마스크 상에 필름 형태로 마련될 수 있다. 이러한 포토마스크용 펠리클은 리소그래피 공정에 사용되는 광에 대해서 높은 투과율을 가져야 하고, 방열 특성과 강도 및 균일성, 내구성, 안정성 등 다양한 측면의 요구 조건들을 만족할 필요가 있다. 반도체소자/전자회로의 선폭이 감소함에 따라, 이를 구현하기 위해 리소그래피 공정에 사용되는 광의 파장이 짧아질 수 있고, 리소그래피 공정에 사용되는 광원에 따라 그에 적합한 펠리클 재료를 개발할 필요가 있다.
예시적인 실시예는 광 리소그래피 공정(optical lithography process)에 사용되는 광원에 적합한 펠리클 물질을 제공한다.
예시적인 실시예는 포토마스크를 외부의 오염으로부터 보호하는 포토마스크용 펠리클과 이를 포함하는 레티클 및 이러한 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 제공한다.
일 측면에 따른 포토마스크용 펠리클은,
포토마스크를 보호하기 위한 포토마스크용 펠리클(pellicle)에 있어서, 기판;
상기 기판 상에 마련된 금속 촉매층; 및 상기 금속 촉매층 상에 마련되는 것으로 2D 물질을 포함하는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane);을 포함한다.
상기 펠리클 멤브레인은 중앙영역과 가장자리영역을 가질 수 있고, 상기 가장자리영역은 적어도 부분적으로 상기 중앙영역을 둘러싼다.
상기 기판 및 상기 금속 촉매층은 집합적으로 상기 펠리클 멤브레인의 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역은 지지하지 않을 수 있다.
상기 금속 촉매층의 두께는 10nm ~ 100㎛ 일 수 있다.
상기 금속 촉매층의 두께는 10nm ~ 10㎛ 일 수 있다.
상기 펠리클은 상기 기판 및 상기 금속 촉매층 사이에 마련된 배리어층;을 더 포함할 수 있다.
상기 배리어층은 SiO2, Si3N4, TiN 및 TaN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 2D 물질은 h-BN, 규소(Si), 인(P), 붕소(B) 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 펠리클 멤브레인의 두께는 5nm ~ 50nm 일 수 있다.
상기 금속 촉매층은 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 은(Ag), 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 팔라듐(Pd) 및 루테늄(Ru) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 펠리클 멤브레인의 광 투과도는 80% 이상일 수 있다.
상기 금속 촉매층 및 상기 기판을 합한 높이는 1mm ~ 10mm일 수 있다.
상기 펠리클 멤브레인의 적어도 일면에 마련되는 보호막;을 더 포함할 수 있다.
상기 보호막은 탄소계열의 물질, 전이 금속 디칼코게나이드(TMD), 루테늄(Ru), 몰디브덴(Mo), 규소(Si), 지르코늄(Zr), 붕소(B) 및 질화규소(SiN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법은,
포토마스크를 보호하기 위한 포토마스크용 펠리클(pellicle)의 제조방법에 있어서, 기판 상에 금속 촉매층을 형성하는 단계; 상기 금속 촉매층 상에 펠리클 멤브레인(pellicle membrane)을 형성하는 단계; 및 상기 펠리클 멤브레인의 중앙영역을 지지하는 상기 기판 및 상기 금속 촉매층의 안쪽 영역을 식각하는 단계;를 포함한다.
상기 펠리클 멤브레인은 2차원(2D) 물질을 포함할 수 있다. 상기 펠리클 멤브레인은 중앙영역과 가장자리영역을 포함할 수 있고, 상기 가장자리영역은 적어도 부분적으로 상기 중앙영역을 둘러싼다.
상기 기판과 상기 금속 촉매층은 집합적으로 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역은 지지하지 않는다.
상기 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 펠리클 멤브레인의 적어도 일면에 보호막을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 펠리클 멤브레인은 상기 금속 촉매층 상에 직접적으로 형성될 수 있다.
상기 기판 및 상기 금속 촉매층을 식각하는 단계는 기계적 식각, 건식 식각 및 습식 식각 중 적어도 어느 하나의 방법으로 수행될 수 있다.
다른 측면에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법은,
포토마스크를 보호하기 위한 포토마스크용 펠리클(pellicle)의 제조방법에 있어서, 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계; 상기 배리어층 상에 금속 촉매층을 형성하는 단계; 상기 금속 촉매층과 상기 배리어층 사이에 2D 물질을 포함하는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane)을 형성하는 단계; 상기 금속 촉매층을 제거하는 단계; 및 상기 펠리클 멤브레인의 중앙 부분을 지지하는 상기 기판 및 상기 배리어층의 안쪽 영역을 식각하는 단계;를 포함한다.
상기 펠리클 멤브레인은 중앙영역과 가장자리영역을 포함할 수 있고, 상기 가장자리영역은 적어도 부분적으로 상기 중앙영역을 둘러싼다.
상기 기판과 상기 배리어층은 집합적으로 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역은 지지하지 않는다.
상기 펠리클 멤브레인의 적어도 일면에 보호막을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 금속 촉매층을 제거하는 단계 및 상기 기판 및 상기 배리어층을 식각하는 단계는 기계적 식각, 건식 식각 및 습식 식각 중 적어도 어느 하나의 방법으로 수행될 수 있다.
일 측면에 따른 레티클(reticle)은,
마스크 패턴을 포함하는 포토 마스크; 및
펠리클;을 포함한다.
상기 펠리클은 기판, 상기 기판 상에 마련되고 상기 마스크 패턴을 둘러싸는 금속 촉매층 및 2차원(2D) 물질을 포함하는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane)을 포함할 수 있다. 상기 펠리클 멤브레인은 중앙영역과 가장자리영역을 포함하고, 상기 가장자리영역은 적어도 부분적으로 상기 중앙영역을 둘러쌀 수 있다. 상기 가장자리영역은 상기 기판과 상기 금속 촉매층에 의해 지지되고, 상기 중앙영역은 상기 기판과 상기 금속 촉매층에 의해 지지되지 않을 수 있다.
상기 포토 마스크는 상기 펠리클 멤브레인과 1mm ~ 10mm 이격될 수 있다.
상기 금속 촉매층의 두께는 10nm ~ 100㎛ 일 수 있다.
상기 금속 촉매층의 두께는 10nm ~ 10㎛ 일 수 있다.
상기 기판 및 상기 금속 촉매층 사이에 마련된 배리어층;을 포함할 수 있다.
상기 배리어층은 SiO2, Si3N4, TiN 및 TaN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 2D 물질은 h-BN, 규소(Si), 인(P), 붕소(B) 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 펠리클 멤브레인의 두께는 5nm ~ 50nm 일 수 있다.
상기 금속 촉매층은 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 은(Ag), 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 팔라듐(Pd) 및 루테늄(Ru) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 펠리클 멤브레인의 광 투과도는 80% 이상일 수 있다.
상기 펠리클 멤브레인의 적어도 일면에 마련되는 보호막;을 더 포함할 수 있다.
상기 보호막은 탄소계열의 물질, 전이 금속 디칼코게나이드(TMD), 루테늄(Ru), 몰디브덴(Mo), 규소(Si), 지르코늄(Zr), 붕소(B) 및 질화규소(SiN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 포토마스크 보호용 펠리클은 금속 촉매층; 및 상기 금속 촉매층 상에 마련된 펠리클 멤브레인;을 포함한다. 상기 펠리클 멤브레인은 2차원(2D) 물질을 포함하고, 중앙영역과 가장자리영역을 가질 수 있다. 상기 가장자리영역은 적어도 부분적으로 상기 중앙영역을 둘러쌀 수 있다. 상기 금속 촉매층은 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역은 지지하지 않을 수 있다.
상기 펠리클은 기판을 더 포함할 수 있고, 이때 상기 금속 촉매층은 상기 기판 상에 있고, 상기 기판과 상기 금속 촉매층은 집합적으로 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역은 지지하지 않는다.
상기 펠리클은 상기 기판과 상기 금속 촉매층 사이에 배리어층을 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 포토마스크 보호용 펠리클의 제조방법은 금속 촉매층 상에 펠리클 멤브레인을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 펠리클 멤브레인은 2차원(2D) 물질을 포함할 수 있다. 상기 펠리클 멤브레인은 중앙영역과 가장자리영역을 포함할 수 있다. 상기 가장자리영역은 적어도 부분적으로 상기 중앙영역을 둘러쌀 수 있다. 상기 방법은 상기 펠리클 멤브레인의 상기 중앙영역을 지지하는 상기 금속 촉매층의 적어도 안쪽 영역을 식각하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 따라서 상기 금속 촉매층은 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역은 지지하지 않는다.
상기 방법은 기판 상에 상기 금속 촉매층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 식각하는 단계는 상기 펠리클 멤브레인의 상기 중앙영역을 지지하는 상기 기판 및 상기 금속 촉매층의 안쪽 영역을 식각하고, 이에 따라 상기 기판과 상기 금속 촉매층은 집합적으로 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역을 지지하지 않는다.
상기 방법은 상기 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 펠리클 멤브레인의 적어도 하나의 표면 상에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 펠리클 멤브레인을 형성하는 단계는 상기 금속 촉매층의 표면 상에 직접 상기 펠리클 멤브레인을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 의하면, 포토마스크를 외부의 오염원으로부터 보호하는 펠리클 멤브레인은 일정 시간 이상 극자외선(EUV) 영역의 빛에 노출되거나 또는 표면 클리닝 공정 등에 의해서도 손상되지 않는 우수한 물리화학적 내구성을 가질 수 있다.
또한, 2D 물질을 금속 촉매층 상에서 직접적으로 형성한 후 금속 촉매층을 선택적으로 제거하여 펠리클 멤브레인(pellicle membrane)을 형성함으로써, 전사(transfer)의 과정을 거치지 않고 펠리클 멤브레인을 형성할 수 있다.
또한, 펠리클 멤브레인의 형성을 위해 선택적으로 제거된 금속 촉매층 및 기판 등은 펠리클 멤브레인을 지지하는 프레임으로 사용될 수 있다.
또한, 펠리클 멤브레인의 적어도 일면에 보호막을 형성함으로써 펠리클 멤브레인의 내구성을 보다 향상시킬 수 있으며, 열 축적으로 인해 발생될 수 있는 펠리클 멤브레인의 변형을 최소화시킬 수 있고, 이에 따라 펠리클의 수명을 증대시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 노광 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 일 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클을 도시한 것이다.
도 3a 내지 도 3d는 일 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클을 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5e는 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클을 도시한 것이다.
도 7a 내지 도 7f는 또 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 8a 내지 도 8c는 또 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 단계적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클을 도시한 것이다.
도 3a 내지 도 3d는 일 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클을 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5e는 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클을 도시한 것이다.
도 7a 내지 도 7f는 또 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 8a 내지 도 8c는 또 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 단계적으로 나타낸 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 구현되는 형태는 여러 가지로 다양할 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 노광 장치(99)를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 노광 장치(99)는 포토 리소그래피 공정에 사용되는 것, 곧 포토 리소그래피 공정을 수행할 수 있는 것으로, 소정 파장의 빛을 이용하여 기판(70) 상에 형성된 레지스트층(resist layer, 80)을 패터닝할 수 있다. 이러한 노광 장치(99)는 소정 파장의 빛을 방출하는 광원(90), 광원(90)으로부터 방출된 빛을 이용하여 레지스트층(80)에 노광 작업을 수행하는 포토마스크(30) 및 포토마스크(30)를 보호하기 위한 펠리클(pellicle)(60)을 포함한다.
광원(90)은 레지스트층(80)에 미세 패턴을 형성하기 위한 짧은 파장 영역의 빛을 방출할 수 있다. 구체적으로, 광원(90)은 대략 13.3nm 파장을 가지는 극자외선(EUV) 영역의 빛을 방출할 수 있다.
광원(90)으로부터 방출된 극자외선(EUV) 영역의 빛은 레티클(95)에 입사된다. 여기서, 레티클(95)이라 함은 포토마스크(30)와 펠리클(60)이 결합된 구조물을 의미한다. 한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 광원(90)과 레티클(95) 사이의 광 경로 상에는 예를 들면, 광원(90)으로부터 방출된 극자외선(EUV) 영역의 빛을 레티클(95)에 균일하게 입사시키기 위해 콜리메이팅 렌즈(collimating lens) 등과 같은 광학계가 더 마련될 수 있다.
포토마스크(30)는 광원(90)으로부터 방출된 극자외선(EUV) 영역의 빛을 이용하여 기판(70) 상에 형성된 레지스트층(80)에 노광 작업을 수행할 수 있다. 포토마스크(30)는 마스크 기판(20) 및 마스크 기판(20)의 일면에 소정 형태로 마련된 마스크 패턴(10)을 포함할 수 있다. 또한, 펠리클(60)은 마스크 패턴(10)을 덮도록 마스크 기판(20)의 하부에 마련될 수 있다.
포토마스크(30)는 반사형 포토마스크를 포함할 수 있다. 이 경우, 광원(90)으로부터 방출된 극자외선(EUV) 영역의 빛은 펠리클(60)을 투과하여 포토마스크(30)에 입사하게 되고, 포토마스크(30)에서 반사된 극자외선(EUV) 영역의 빛은 펠리클(60)을 투과하여 기판(70) 상의 레지스트층(80)에 입사될 수 있다. 여기서, 마스크 기판(20)은 극자외선(EUV) 영역의 빛을 반사시키는 반사층을 포함할 수 있고, 마스크 패턴(10)은 극자외선(EUV) 영역의 빛을 흡수하는 흡수 패턴을 포함할 수 있다. 한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 레티클(95)과 레지스트층(80) 사이의 광 경로 상에는 예를 들면, 레티클(95)로부터 나오는 극자외선(EUV) 영역의 빛을 집속하는 집속 렌즈(focusing lens) 등과 같은 광학계가 더 마련될 수 있다.
펠리클(60)은 포토마스크(30)의 하부에 마련되어 포토마스크(30)에 먼지나 레지스트 등과 같은 외부의 오염원이 흡착되는 것을 방지함으로써 포토마스크(30)를 보호하는 역할을 한다. 이를 위해, 펠리클(60)은 포토마스크(30)와 소정 간격으로 이격되게 마련되는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane)(40)을 포함할 수 있다. 이에 따라 펠리클(60)과 포토 마스크(30)에 의해 인터비닝 스페이서(intervening space)(44)의 범위가 한정된다. 인터비닝 스페이스(44)는 펠리클 멤브레인(40)과 포토마스크(30) 사이에 있다. 펠리클 멤브레인(40)은 포토마스크(30)와 대략 수 mm 정도 이격되게 마련될 수 있다. 예를 들면, 펠리클 멤브레인(40)과 포토마스크(30) 사이의 간격은 대략 1mm ~ 10mm 정도가 될 수 있다.
펠리클 멤브레인(40)과 포토마스크(30) 사이에는 프레임(frame, 50)이 마련될 수 있다. 여기서, 프레임(50)은 포토마스크(30)의 가장자리 부분에 마련되어 펠리클 멤브레인(40)이 포토마스크(30)와 일정한 간격으로 이격되도록 펠리클 멤브레인(40)을 지지하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 펠리클 멤브레인(40)과 포토마스크(30) 사이의 간격이 1mm~10mm 정도가 되도록 프레임(50)의 높이 또한 1mm~10mm 정도가 될 수 있다. 프레임(50)을 구성하는 층에 대한 설명은 이하 후술하기로 한다.
상기와 같은 구조의 노광 장치(99)에서, 광원(90)으로부터 방출된 극자외선(EUV) 영역의 빛은 펠리클 멤브레인(40)을 투과하여 포토마스크(30)로 입사되고, 포토마스크(30)에서 반사된 극자외선(EUV) 영역의 빛은 펠리클 멤브레인(40)을 투과하여 기판(70) 상에 형성된 레지스트층(80)에 입사됨으로써 노광 공정이 수행된다. 곧, 노광장치(99)는 노광공정을 수행하기 위해 마련된 것이다.
한편, 도 1에 도시된 노광 장치(99)에서는 포토마스크(30)로서 반사형 포토마스크가 사용된 경우가 예시적으로 도시되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 포토마스크(30)는 투과형 포토마스크가 될 수도 있다. 이 경우, 마스크 기판(20)은 입사되는 빛을 투과시키는 투과층을 포함할 수 있고, 마스크 패턴(10)은 입사되는 빛을 흡수하는 흡수 패턴을 포함할 수 있다.
도 1에 설명한 펠리클(60)은 여기에 기술된 펠리클들 중 어떤 펠리클일 수 있고, 여기에 설명된 도면들 중 어느 하나에 설명된 펠리클들 중 어떤 펠리클일 수도 있다.
다시 말하면, 예시적인 실시예에 따른 노광장치(99)는 여기서 기술한 펠리클들 중 어떤 펠리클이고, 여기에 설명된 도면들 중 어떤 도면에 설명된 펠리클들 중 어떤 펠리클인 펠리클(60)을 포함하는 레티클(95)을 포함할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클을 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 펠리클(100)은 도 1에서 도시된 펠리클 멤브레인(40)과 프레임(50)을 포함하는 펠리클(60)과 동일한 역할을 수행할 수 있다. 펠리클(100)은 포토마스크의 마스크 패턴을 덮도록 마스크 기판에 마련될 수 있다.
펠리클(100)은 기판(110), 기판(110) 상에 형성된 금속 촉매층(120) 및 펠리클 멤브레인(130)을 포함한다. 또한, 기판(110) 상의 금속 촉매층(120)은 펠리클 멤브레인(130)의 하나 이상의 가장자리 부분(130e)을 지지할 수 있다. 다시 말해, 펠리클 멤브레인(130)의 중앙 부분(130c)에는 금속 촉매층(120) 및 기판(110)이 형성되어 있지 않을 수 있으며, 하나 이상의 가장자리 부분(130e)만이 지지될 수 있다. 이렇게 형성된 기판(110) 및 금속 촉매층(120)은 도 1의 프레임(50)과 같은 역할을 할 수 있고, 레티클(예, 레티클(95))을 형성할 때, 인터비닝 스페이스(44)와 같은 인터비닝 스페이스를 적어도 부분적으로 한정하기 위해 포토마스크(30)와 결합하여 마스크 패턴(10)을 둘러쌀 수 있다.
펠리클 멤브레인의 "중앙영역(central region)"은 상기 펠리클 멤브레인의 "중앙부분(central portion)"로 표현될 수도 있다. 펠리클 멤브레인의 "가장자리 영역(edge region)"은 상기 펠리클 멤브레인의 "가장자리 부분(edge portion)"으로 표현될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 펠리클 멤브레인(130)의 가장자리 영역(130e)은 적어도 부분적으로는 펠리클 멤브레인(130)의 중앙 영역(130c)을 둘러쌀 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 펠리클 멤브레인(130)의 가장자리 영역(130e)은 적어도 부분적으로 및/또는 완전히 펠리클 멤브레인(130)의 중앙영역(130c)을 둘러쌀 수 있다.
다시 말하면, 금속 촉매층(120) 상의 펠리클 멤브레인(130)은 2차원(2D) 물질을 포함할 수 있다. 펠리클 멤브레인(130)은 중앙영역(130c)과 가장자리 영역(130e)을 가질 수 있고, 가장자리 영역(130e)은 적어도 부분적으로 중앙영역(130c)을 둘러싼다. 기판(110)과 금속 촉매층(120)은 집합적으로(collectively) 펠리클 멤브레인(130)의 가장자리 영역(130e)을 지지할 수 있고, 펠리클 멤브레인(130)의 중앙영역(130c)을 지지하지 않을 수 있다.
펠리클 멤브레인(130)과 포토마스크가 소정 간격으로 이격되도록 기판(110) 및 금속 촉매층(120)을 합한 높이는 대략 1mm ~ 10mm 정도가 될 수 있다.
기판(110) 상에 마련된 금속 촉매층(120)은 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 은(Ag), 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 팔라듐(Pd) 및 루테늄(Ru) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 금속 촉매층(120)의 두께는 100㎛ 이하일 수 있으며, 예를 들어 10㎚ 이상 100㎛ 이하일 수 있다. 다른 실시예에서 금속 촉매층(120)의 두께는 10nm 이상 10㎛이하일 수 있다.
펠리클 멤브레인(130)은 금속 촉매층(120)의 표면(120a) 상에 물질을 직접 성장시켜 형성할 수 있다. 펠리클 멤브레인(130)은 2차원 형상의 결정 구조를 갖는 물질 즉, 2D 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펠리클 멤브레인(130)은 h-BN, 규소(Si), 인(P), 붕소(B) 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함하는 2D 물질을 포함할 수 있다. 또한, 펠리클 멤브레인(130)의 두께는 대략 5nm ~ 50nm 가 될 수 있다.
펠리클 멤브레인(130)은 높은 물리화학적 내구성 및 광 투과도를 가질 수 있다. 예를 들어, 펠리클 멤브레인의 광 투과도는 대략 80% 이상이 될 수 있다.
펠리클 멤브레인(130)의 양쪽 표면(130a, 130b) 중 적어도 한 표면 상에 보호막이 형성되어 있을 수 있다. 이러한 보호막은 극자외선(EUV) 영역의 빛을 이용하는 노광 공정에서 펠리클 멤브레인(130)의 내구성을 보다 강화시키고, 열 축적으로 인해 발생될 수 있는 펠리클 멤브레인(130)의 변형을 감소시키거나 최소화시킬 수 있다. 또한, 보호막은 펠리클 멤브레인(130)이 일정 시간 이상 극자외선(EUV) 영역의 빛에 노출되거나 또는 표면 클리닝 공정 등에 의해서도 손상되지 않도록 펠리클 멤브레인(130)에 우수한 물리화학적 내구성을 부여할 수 있다.
보호막은 탄소 계열의 물질, 전이 금속 디칼코게 나이드(TMD; Transition Metal Dichalcogenide), 루테늄(Ru), 몰디브덴(Mo), 규소(Si), 지르코늄(Zr), 붕소(B) 및 질화규소(SiN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 탄소 계열의 물질은 예를 들면, 비정질 탄소(amorphous carbon), 그래핀(graphene), 나노 그라파이트(nano graphite), 카본 나노시트(carbon nanosheet), 카본 나노튜브(carbon nanotube), SiC 및 B4C 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, TMD는 Mo, W, Nb, V, Ta, Ti, Zr, Hf, Tc, Re, Cu, Ga, In, Sn, Ge, Pb 중 하나의 금속 원소와 S, Se, Te 중 하나의 칼코겐 원소를 포함할 수 있다.
펠리클 멤브레인(130) 및 펠리클 멤브레인(130)의 양면에 형성된 보호막의 가장자리 영역은 금속 촉매층(120) 및 기판(110)에 의해 지지될 수 있다. 따라서 금속 촉매층(120)과 기판(110)은 집합적으로 펠리클 멤브레인(130)의 적어도 하나의 가장자리 영역(130e)을 지지할 수 있고, 펠리클 멤브레인(130)의 중앙영역(130c)은 지지하지 않는다. 다시 말해, 금속 촉매층(120) 및 기판(110)은 도 1의 프레임(50)의 역할을 수행할 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 일 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 기판(110) 상에 금속 촉매층(120)을 형성한다. 기판(110)은 Si, 유리, 쿼츠(quartz), Al2O3 등의 물질로 형성될 수 있다. 금속 촉매층(120)은 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 은(Ag), 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 팔라듐(Pd) 및 루테늄(Ru) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 금속 촉매층(120)의 두께는 100㎛ 이하일 수 있으며, 예를 들어 10㎚ 이상 10㎛ 이하일 수 있다.
도 3c를 참조하면, 금속 촉매층(120)의 표면(120a) 상에 2D 물질을 포함하는 펠리클 멤브레인(130)을 형성한다.
도 3c에 도시한 바와 같이, 펠리클 멤브레인(130)은 금속 촉매층(120)의 표면(120a) 상에 직접 형성될 수 있다. 여기 기술된 바와 같이, 다른 실시예에서는 펠리클 멤브레인(130)은 금속 촉매층(120) 상에 간접적으로 형성될 수도 있는데, 이 경우, 금속 촉매층(120)과 펠리클 멤브레인(130) 사이에 삽입층(intervening layer)(예컨대, 아래 기술된 보호층(150))이 있을 수 있다.
펠리클 멤브레인(130)이 물질층의 표면 상에 직접 형성될 때, 예컨대 금속 촉매층(120)의 표면(120a) 상에 직접 형성될 때, 펠리클 멤브레인(130)은 금속 촉매층(120)의 표면(120a) 상에 직접 성장될 수 있다.
펠리클 멤브레인(130)은 2차원 형상의 결정 구조를 갖는 물질 즉, 2D 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펠리클 멤브레인(130)은 h-BN, 규소(Si), 인(P), 붕소(B) 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 펠리클 멤브레인(130)의 두께는 대략 5nm ~ 50nm 가 될 수 있다.
펠리클 멤브레인(130)은 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 등의 방법으로 형성될 수 있다.
또한, 도 3c에서, 금속 촉매층(120) 상에 펠리클 멤브레인(130)을 형성하기 전에 금속 촉매층(120) 상에 보호막을 먼저 형성할 수 있다. 보호막을 형성한 후, 보호막 상에 펠리클 멤브레인(130)을 형성하고, 펠리클 멤브레인(130)의 표면(130a) 상에 보호막(예컨대, 도 3D에 도시한 바와 같은 보호막(150))을 다시 형성할 수 있다. 즉, 보호막은 펠리클 멤브레인(130)의 양쪽 표면(130a, 130b) 상에 형성될 수 있다. 도 3D의 펠리클 멤브레인(130)의 표면(130a) 상에 설명된 보호막(150)에 더해서 또는 그 대신에 도 3C의 펠리클 멤브레인(130)과 금속 촉매층(120) 사이에 보호막(150)이 형성될 수도 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 펠리클 멤브레인(130)의 일면에만 보호막이 형성될 수도 있다. 이와 같이 펠리클 멤브레인(130)의 적어도 일면에 보호막이 형성되는 경우, 보호막은 펠리클 멤브레인(130)과 유사한 표면 거칠기를 가질 수 있다.
도 3d를 참조하면, 펠리클 멤브레인(130)의 중앙 영역(130c)을 지지하는 기판(110) 및 금속 촉매층(120)의 적어도 안쪽 영역(inner region)(110b, 120b)을 식각한다(예컨대, 선택적으로 제거된다). 이에 따라 기판(110)과 금속 촉매층(120)의 나머지 영역들은 집합적으로 펠리클 멤브레인(130)의 하나 이상의 가장자리 영역(130e)을 지지하고, 펠리클 멤브레인(130)의 중앙영역(130c)은 지지하지 않는다. 따라서 펠리클 멤브레인(130)의 하나 이상의 가장자리 영역(130e)은 금속 촉매층(120)과 기판(110)에 의해 지지되는 것으로 이해될 수 있고, 펠리클 멤브레인(130)의 중앙영역(130c)은 금속 촉매층(120)과 기판(110)에 의해 지지되지 않는 것으로 이해될 수 있다.
도 3d에 도시한 바와 같이, 펠리클 멤브레인(130)의 하나 이상의 가장자리 영역(130e)을 집합적으로 지지하고, 펠리클 멤브레인(130)의 중앙영역(130c)을 지지하지 않는 기판(110)과 금속 촉매층(120)의 남은 영역(remainder region)은 단순히 기판(110)과 금속 촉매층(120)이라고 한다. 기판(110) 및 금속 촉매층(120)은 기계적 식각, 건식 식각 및 습식 식각 중 적어도 어느 하나의 방법으로 수행될 수 있다.
위 식각 단계를 통해, 기판(110) 및 금속 촉매층(120)은 펠리클 멤브레인(130)의 하나 이상의 가장자리 영역(130e)을 지지하고 펠리클 멤브레인(130)의 중앙영역(130c)은 지지하지 않는 프레임으로서의 역할을 수행할 수 있다. 여기에 언급된 것처럼 그리고 적어도 도 3d에 도시한 바와 같이, 펠리클 멤브레인의 중앙영역을 지지하지 않는 것으로 기술된 층은 상기 펠리클 멤브레인의 하나 이상의 가장자리 영역을 직접 지지하고 상기 펠리클 멤브레인의 중앙영역을 직접 지지하지는 않으면서 상기 펠리클 멤브레인의 상기 하나 이상의 가장자리 영역을 통해 상기 펠리클 멤브레인의 중앙영역을 간접적으로 지지하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
예를 들면, 도 3d에 도시한 바와 같이, 금속 촉매층(120)과 기판(110)은 펠리클 멤브레인(130)의 하나 이상의 가장자리 영역(130e)을 집합적으로 직접 지지하는 것으로 이해될 수 있고, 펠리클 멤브레인(130)의 중앙영역(130c)을 집합적으로 직접 지지하지는 않지만, 하나 이상의 가장자리 영역(130e)을 통해서 중앙영역(130c)을 간접적으로 지지하는 것으로 이해될 수 있을 것이다. 따라서 금속 촉매층(120)과 기판(110)은 펠리클 멤브레인(130)의 하나 이상의 가장자리 영역(130e)을 집합적으로 지지하고, 펠리클 멤브레인(130)의 중앙영역(130c)은 지지하지 않는 것으로 이해할 수 있을 것이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 펠리클(200)은 도 1에서 도시된 펠리클 멤브레인(40)과 프레임(50)을 포함하는 펠리클(60)과 동일한 역할을 수행할 수 있다.
펠리클(200)은 기판(210), 기판(210) 상에 형성된 배리어층(220), 배리어층(220) 상에 형성된 금속 촉매층(230) 및 펠리클 멤브레인(240)을 포함한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 배리어층(220)은 기판(210)과 금속 촉매층(230) 사이에 있을 수 있다. 기판(210), 배리어층(220) 및 금속 촉매층(230)은 펠리클 멤브레인(240)의 하나 이상의 가장자리 영역(240e)만을 지지하고, 펠리클 멤브레인(240)의 중앙영역(240c)은 지지하지 않을 수 있다. 즉, 중앙영역(240c)은 하나 이상의 가장자리 영역(240e)을 통해서 간접적으로만 지지된다.
기판(210) 상에 마련된 배리어층(220)은 금속 촉매층(230)과 기판(210) 사이를 보다 견고하게 접합시킬 수 있다. 이를 통해 펠리클(200)의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다. 배리어층(220)은 SiO2, Si3N4, TiN 및 TaN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
배리어층(220) 상에 형성된 금속 촉매층(230)은 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 은(Ag), 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 팔라듐(Pd) 및 루테늄(Ru) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
베리어층(220)을 제외한 기판(210), 금속 촉매층(230), 및 펠리클 멤브레인(240)의 구조 및 물질은 도 2의 설명과 동일하여 생략한다.
도 5a 내지 도 5e는 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 기판(210) 상에 배리어층(220)을 형성한다. 기판(210)은 Si, 유리, 쿼츠(quartz), Al2O3 등의 물질로 형성될 수 있다. 배리어층(220)은 SiO2, Si3N4, TiN 및 TaN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 배리어층(220) 상에 금속 촉매층(230)을 형성한다. 금속 촉매층(230)은 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 은(Ag), 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 팔라듐(Pd) 및 루테늄(Ru) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5d를 참조하면, 금속 촉매층(230)의 표면(230a) 상에 2D 물질을 포함하는 펠리클 멤브레인(240)을 직접 또는 간접적으로 형성한다. 펠리클 멤브레인(240)은 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 등의 방법으로 형성될 수 있다.
도 5e를 참조하면, 펠리클 멤브레인(240)의 중앙 부분(240c)을 지지하는 기판(210), 배리어층(220) 및 금속 촉매층(230)의 안쪽 영역들(210b, 220b, 230b)을 각각 식각한다. 기판(210), 배리어층(220) 및 금속 촉매층(230)은 기계적 식각, 건식 식각 및 습식 식각 중 적어도 어느 하나의 방법으로 수행될 수 있다.
위 식각 단계를 통해, 도 5e에 도시한 바와 같이, 기판(210), 배리어층(220) 및 금속 촉매층(230)의 남은 영역들은 펠리클 멤브레인(240)의 하나 이상의 가장자리 영역(240e)을 직접 지지하고, 펠리클 멤브레인(240)의 중앙 영역(240c)은 직접 지지하지 않는 프레임으로서의 역할을 수행할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클을 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 펠리클(300)은 도 1에서 도시된 펠리클 멤브레인(40)과 프레임(50)을 포함하는 펠리클(60)과 동일한 역할을 수행할 수 있다.
펠리클(300)은 기판(310), 기판(310) 상에 형성된 배리어층(320) 및 펠리클 멤브레인(330)을 포함한다. 기판(310) 및 배리어층(320)은 펠리클 멤브레인(330)의 하나 이상의 가장자리 영역(330e)을 지지하는 도 1의 프레임(50)의 역할을 수행할 수 있다.
도 7a 내지 도 7f는 또 다른 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클의 제조방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 기판(310) 상에 배리어층(320)을 형성한다. 기판(310)은 Si, 유리, 쿼츠(quartz), Al2O3 등의 물질로 형성될 수 있다. 배리어층(320)은 SiO2, Si3N4, TiN 및 TaN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 배리어층(320) 상에 금속 촉매층(340)을 형성한다. 금속 촉매층(340)은 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 은(Ag), 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 팔라듐(Pd), 및 루테늄(Ru) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7d를 참조하면, 금속 촉매층(340)의 하부 상에, 예컨대 하부 표면(340f) 상에 2D 물질을 포함하는 펠리클 멤브레인(330)을 직접 또는 간접적으로 형성한다. 예를 들면, 펠리클 멤브레인(330)은 금속 촉매층(340)과 배리어층(320) 사이에 형성된다. 펠리클 멤브레인(330)은 2차원 형상의 결정 구조를 갖는 물질 즉, 2D 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펠리클 멤브레인(330)은 h-BN, 규소(Si), 인(P), 붕소(B) 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 펠리클 멤브레인(330)을 구성하는 2D 물질을 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 등의 방법을 이용하여 금속 촉매층(340)에 증착시키면, 2D 물질은 금속 촉매층(340) 내부로 침투하게 된다. 이 때, 하부 배리어층(320)을 구성하는 물질의 조절 및 공정 온도와 압력을 조절함으로써, 금속 촉매층(340)의 하부에 2D 물질을 포함하는 펠리클 멤브레인(330)이 형성되도록 할 수 있다.
도 7e를 참조하면, 금속 촉매층(340)을 제거한다. 금속 촉매층(340)의 제거에는 기계적 식각, 건식 식각 및 습식 식각 중 적어도 어느 하나의 방법이 사용될 수 있다. 다시 말하면, 금속 촉매층(340)은 기계적 식각방법, 건식 식각 방법 및 습식 식각방법 중 적어도 하나를 사용하는 것에 기초하여 제거될 수 있다.
도 7f를 참조하면, 펠리클 멤브레인(330)의 중앙 영역(330c)을 지지하는 기판(310) 및 배리어층(320)의 안쪽 영역(310b, 320b)을 각각 식각한다. 기판(310) 및 배리어층(320)의 식각은 기계적 식각, 건식 식각 및 습식 식각 중 적어도 어느 하나의 방법으로 수행될 수 있다.
위 식각 단계를 통해, 기판(310) 및 배리어층(320)은 펠리클 멤브레인(330)의 하나 이상의 가장자리 영역(330e)을 직접 지지하고, 펠리클 멤브레인(330)의 중앙영역(330c)은 직접 지지하지 않을 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 예시적인 일 실시예에 따른 포토 마스크용 펠리클을 제조하는 방법을 설명하는 단면도들이다.
예시적인 실시예들에서, 상기 금속 촉매층은 기판 역할을 할 수도 있다. 또는 상기 기판은 상기 금속 촉매층 역할을 할 수도 있다. 따라서 상기 금속 촉매층으로부터 분리된 요소로서의 기판은 펠리클로부터 생략된다.
도 8a를 참조하면, 금속 촉매층 역할을 수행하도록 마련된 기판(410)이 준비된다. 기판(410)은 Pt, Cu, Ni, Co, Ag, W, Mo, Pd 및 Ru 중 적어도 하나를 포함하는 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기판(410)은 100㎛이하의 두께를 가질 수 있는데, 예를 들면 10nm보다 두껍고 10㎛보다 얇을 수 있다. 따라서 기판(410)은 상술한 금속 촉매층들의 성질 및/또는 특성의 일부 또는 전부를 갖는 "금속 촉매층"으로 표현될 수도 있다.
도 8b를 참조하면, 2D 물질을 포함하는 펠리클 멤브레인(430)은 기판(410)의 표면(410a) 상에 직접 형성된다. 펠리클 멤브레인(430)은 2차원 타입 결정구조를 갖는 물질, 곧 2D 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 펠리클 멤브레인(430)은 h-BN, Si, P, B 및 그래핀 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 펠리클 멤브레인(430)은 5nm~50nm의 두께를 가질 수 있다.
펠리클 멤브레인(430)은 화학 기상 증착(CVD) 방법 또는 물리 기상 증착(PVD) 방법으로 형성될 수 있다.
또한, 도 8b에서, 기판(410) 상에 펠리클 멤브레인(430)을 형성하기 전에 보호막(미도시)이 기판(410)의 표면(410a) 상에 형성될 수 있다. 상기 보호막을 형성한 후, 펠리클 멤브레인(430)은 상기 보호막 상에 형성될 수 있다. 다시 어떤 보호막이 펠리클 멤브레인(430)의 기판으로부터 먼 표면 상에 형성될 수 있다. 곧, 보호막은 펠리클 멤브레인(430)의 마주하는 표면들 상에 형성될 수 있다. 그러나 실시예는 이것으로 한정되지 않는다. 곧, 상기 보호막은 펠리클 멤브레인(430)의 개별 표면 상에만 형성될 수도 있다. 이러한 방법으로 어떤 보호막이 펠리클 멤브레인(430)의 적어도 한 표면 상에 형성될 때, 상기 보호막은 펠리클 멤브레인(430)의 표면 거칠기(surface roughness)와 유사한 표면 거칠기를 가질 수 있다.
도 8b에 도시한 바와 같이, 펠리클 멤브레인(430)은 기판(410)의 표면(410a)의 제한된 영역(410b) 상에 형성될 수 있고, 따라서 기판(410)의 가장자리 영역(410e)은 노출된다. 펠리클 멤브레인(430)은 기판(410)의 제한된 영역(410b) 상에 특정한 또는 소정의 형태 및/또는 사이즈를 갖도록 형성될 수 있다.
도 8c를 참조하면, 펠리클 멤브레인(430)의 중앙영역(430c)을 지지하는 기판(410)의 제한된 영역(410b)의 적어도 안쪽 영역(410c)은 식각된다. 곧 안쪽 영역(410c)은 선택적으로 제거된다. 이에 따라 기판(410)의 제한된 영역(410b)의 나머지 영역(410r)이 남게 된다. 게다가, 도 8c에 도시한 바와 같이, 펠리클 멤브레인(430) 둘레의 노출된 기판(410)의 하나 이상의 가장자리 영역(410e)이 식각될 수도 있다. 따라서 펠리클 멤브레인(430)과 기판(410)의 외부 측면들(430d, 410d)은 평평하거나 실질적으로 평평하게 된다. 곧, 외부 측면들(430d, 410d)은 제조과정의 공차 및/또는 물질 공차(material tolerance) 내에서 평평할 수 있다. 기판(410)은 기계적 식각방법, 건식 식각방법 및 습식 식각방법 중 적어도 하나를 사용하는 것에 기초하여 식각될 수 있다.
이러한 식각 공정을 통해서, 기판(410)의 나머지 영역(410r)은 펠리클 멤브레인(430)의 하나 이상의 가장자리 영역(430e)을 직접 지지하고, 펠리클 멤브레인(430)의 중앙영역(430c)은 직접 지지하지 않는(즉, 하나 이상의 가장자리 영역(430e)을 통해 중앙영역(430c)을 간접적으로 지지하는) 프레임 역할을 수행할 수 있다. 따라서 도 8c에 도시한 바와 같이, 펠리클 멤브레인(430)과 기판(410)의 나머지 영역(410r)을 포함하는 펠리클(800)이 형성될 수 있다.
상술한 포토마스크용 펠리클 제조방법에서 펠리클 멤브레인은 기존의 전사방식으로 형성되는 것이 아니라, 성장방식을 이용하여 물질층 상에 직접 형성된다. 예를 들어, 상기 펠리클 멤브레인이 도 3c의 펠리클 멤브레인(130)이고, 상기 물질막이 금속 촉매층(120)이라 할 때, 펠리클 멤브레인(130)이 기존의 전사방식으로 형성될 때와 직접 성장방식으로 형성될 때, 펠리클 멤브레인(130)과 금속 촉매층(120) 사이의 부착력에 차이가 있다.
실험예에 따르면, 펠리클 멤브레인(130)이 기존의 전사방식으로 금속 촉매층(120) 상에 형성된 경우, 펠리클 멤브레인(130)과 금속 촉매층(120) 사이의 부착력은 180MPa 정도였다.
반면, 펠리클 멤브레인(130)이 직접 성장방식으로 금속 촉매층(120)의 표면(120a) 상에 형성된 경우, 펠리클 멤브레인(130)과 금속 촉매층(120) 사이의 부착력은 1200MPa 정도였다. 이러한 실험결과를 통해서 펠리클 멤브레인(130)과 금속 촉매층(120) 사이의 부착력은 펠리클 멤브레인(130)이 기존의 전자방식으로 금속 촉매층(120) 상에 형성될 때보다 직접 성장방식으로 금속 촉매층(120)) 상에 형성될 때, 크게 증가함을 알 수 있다.
상기 실험예에서 기판(110)으로 실리콘(Si) 기판을 사용하였고, 금속 촉매층(120)으로 니켈 구리 합금(Ni-Cu)을 사용하였으며, 펠리클 멤브레인(130)으로 수십 나노미터 두께의 그래핀을 사용하였다. 또한, 기존의 전사방식으로 PMMA를 이용한 습식 전사(wet transfer)방법을 이용하였고, 상기 성장방식으로는 화학기상증착(CVD) 방법을 이용하였다.
전술한 설명은 예시를 위한 것이며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들은 결합된 형태로 실시될 수도 있다.
권리 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10:마스크 패턴 20:마스크 기판
30:포토마스크 40:펠리클 멤브레인
50:프레임 60:펠리클
70:기판 80:레지스트층
100, 200, 300:펠리클 110, 210, 310:기판
120, 230, 340:금속 촉매층 130, 240, 330:펠리클 멤브레인
220, 320:배리어층
30:포토마스크 40:펠리클 멤브레인
50:프레임 60:펠리클
70:기판 80:레지스트층
100, 200, 300:펠리클 110, 210, 310:기판
120, 230, 340:금속 촉매층 130, 240, 330:펠리클 멤브레인
220, 320:배리어층
Claims (51)
- 포토마스크를 보호하기 위한 포토마스크용 펠리클(pellicle)에 있어서,
기판;
상기 기판 상에 마련된 금속 촉매층; 및
상기 금속 촉매층 상에 마련되는 것으로 2D 물질을 포함하는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane);을 포함하고,
상기 펠리클 멤브레인은 중앙영역과 가장자리영역을 가지며, 상기 가장자리영역은 적어도 부분적으로 상기 중앙영역을 둘러싸고,
상기 기판 및 상기 금속 촉매층은 집합적으로 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 펠리클 멤브레인의 상기 중앙영역을 지지하지 않는 포토마스크용 펠리클. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속 촉매층의 두께는 10nm ~ 100㎛ 인 포토마스크용 펠리클. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속 촉매층의 두께는 10nm ~ 10㎛ 인 포토마스크용 펠리클. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판 및 상기 금속 촉매층 사이에 마련된 배리어층;을 포함하는 포토마스크용 펠리클. - 제 4 항에 있어서,
상기 배리어층은 SiO2, Si3N4, TiN 및 TaN 중 적어도 하나를 포함하는 포토마스크용 펠리클. - 제 1 항에 있어서,
상기 2D 물질은 h-BN, 규소(Si), 인(P), 붕소(B) 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함하는 포토마스크용 펠리클. - 제 6 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인의 두께는 5nm ~ 50nm 인 포토마스크용 펠리클. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속 촉매층은 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 은(Ag), 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 팔라듐(Pd) 및 루테늄(Ru) 중 적어도 하나를 포함하는 포토마스크용 펠리클. - 제 1 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인의 광 투과도는 80% 이상인 포토마스크용 펠리클. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속 촉매층 및 상기 기판을 합한 높이는 1mm ~ 10mm인 포토마스크용 펠리클. - 제 1 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인의 적어도 일면에 마련되는 보호막;을 더 포함하는 포토마스크용 펠리클 - 제 11 항에 있어서,
상기 보호막은 탄소계열의 물질, 전이 금속 디칼코게나이드(TMD), 루테늄(Ru), 몰디브덴(Mo), 규소(Si), 지르코늄(Zr), 붕소(B) 및 질화규소(SiN) 중 적어도 하나를 포함하는 포토마스크용 펠리클. - 포토마스크를 보호하기 위한 포토마스크용 펠리클(pellicle)의 제조방법에 있어서,
기판 상에 금속 촉매층을 형성하는 단계;
2D 물질을 포함하고, 중앙영역과 상기 중앙영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 가장자리영역을 포함하는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane)을 상기 금속 촉매층 상에 형성하는 단계; 및
상기 펠리클 멤브레인의 중앙영역을 지지하는 상기 기판 및 상기 금속 촉매층의 안쪽 영역을 식각하는 단계;를 포함하고,
상기 기판과 상기 금속 촉매층은 집합적으로 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역은 지지하지 않는 포토마스크용 펠리클의 제조방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 포토마스크용 펠리클의 제조방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인의 적어도 일면에 보호막을 형성하는 단계;를 더 포함하는 포토마스크용 펠리클의 제조방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인은 상기 금속 촉매층의 표면 상에 직접적으로 형성되는 포토마스크용 펠리클의 제조방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 기판 및 상기 금속 촉매층을 식각하는 단계는 기계적 식각, 건식 식각 및 습식 식각 중 적어도 어느 하나의 방법으로 수행되는 포토마스크용 펠리클의 제조방법. - 포토마스크를 보호하기 위한 포토마스크용 펠리클(pellicle)의 제조방법에 있어서,
기판 상에 배리어층을 형성하는 단계;
상기 배리어층 상에 금속 촉매층을 형성하는 단계;
2D 물질을 포함하고, 중앙영역과 상기 중앙영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 가장자리영역을 갖는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane)을 상기 금속 촉매층과 상기 배리어층 사이에 형성하는 단계;
상기 금속 촉매층을 제거하는 단계; 및
상기 펠리클 멤브레인의 중앙영역을 지지하는 상기 기판 및 상기 배리어층의 안쪽 영역을 식각하는 단계;를 포함하고,
상기 기판과 상기 배리어층은 집합적으로 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 펠리클 멤브레인의 상기 중앙영역은 지지하지 않는 포토마스크용 펠리클의 제조방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인의 적어도 일면에 보호막을 형성하는 단계;를 더 포함하는 포토마스크용 펠리클의 제조방법. - 제 19 항에 있어서,
상기 금속 촉매층을 제거하는 단계 및 상기 기판 및 상기 배리어층을 식각하는 단계는 기계적 식각, 건식 식각 및 습식 식각 중 적어도 어느 하나의 방법으로 수행되는 포토마스크용 펠리클의 제조방법. - 마스크 패턴을 포함하는 포토 마스크; 및
펠리클;을 포함하고,
상기 펠리클은,
기판,
상기 기판 상에 마련되고 상기 마스크 패턴을 둘러싸는 금속 촉매층, 및
2차원(2D) 물질을 포함하는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane)을 포함하고,
상기 펠리클 멤브레인은 중앙영역과 가장자리영역을 포함하고,
상기 가장자리영역은 적어도 부분적으로 상기 중앙영역을 둘러싸고,
상기 가장자리영역은 상기 기판과 상기 금속 촉매층에 의해 지지되고, 상기 중앙영역은 상기 기판과 상기 금속 촉매층에 의해 지지되지 않는 레티클(reticle). - 제 21 항에 있어서,
상기 포토 마스크는 상기 펠리클 멤브레인과 1mm ~ 10mm 이격된 레티클. - 제 21 항에 있어서,
상기 금속 촉매층의 두께는 10nm ~ 100㎛ 인 레티클. - 제 21 항에 있어서,
상기 금속 촉매층의 두께는 10nm ~ 10㎛ 인 레티클. - 제 21 항에 있어서,
상기 펠리클은 상기 기판 및 상기 금속 촉매층 사이에 마련된 배리어층;을 포함하는 레티클. - 제 25 항에 있어서,
상기 배리어층은 SiO2, Si3N4, TiN 및 TaN 중 적어도 하나를 포함하는 레티클. - 제 21 항에 있어서,
상기 2D 물질은 h-BN, 규소(Si), 인(P), 붕소(B) 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함하는 레티클. - 제 27 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인의 두께는 5nm ~ 50nm 인 레티클. - 제 21 항에 있어서,
상기 금속 촉매층은 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 은(Ag), 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 팔라듐(Pd) 및 루테늄(Ru) 중 적어도 하나를 포함하는 레티클. - 제 21 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인의 광 투과도는 80% 이상인 레티클. - 제 21 항에 있어서,
상기 펠리클은 상기 펠리클 멤브레인의 적어도 일면에 마련되는 보호막;을 더 포함하는 레티클. - 제 31 항에 있어서,
상기 보호막은 탄소계열의 물질, 전이 금속 디칼코게나이드(TMD), 루테늄(Ru), 몰디브덴(Mo), 규소(Si), 지르코늄(Zr), 붕소(B) 및 질화규소(SiN) 중 적어도 하나를 포함하는 레티클. - 금속 촉매층; 및
상기 금속 촉매층 상에 마련된 펠리클 멤브레인;을 포함하고,
상기 펠리클 멤브레인은 2차원(2D) 물질을 포함하고, 중앙영역과 가장자리영역을 가지며,
상기 가장자리영역은 적어도 부분적으로 상기 중앙영역을 둘러싸고,
상기 금속 촉매층은 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역은 지지하지 않는 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 33 항에 있어서,
기판을 더 포함하고, 상기 기판 상에 상기 금속 촉매층이 마련되고,
상기 기판과 상기 금속 촉매층은 집합적으로 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역은 지지하지 않는 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 34 항에 있어서,
상기 기판과 상기 금속 촉매층 사이에 배리어층을 더 포함하는 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 35 항에 있어서,
상기 배리어층은 SiO2, Si3N4, TiN 및 TaN 중 적어도 하나를 포함하는 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 34 항에 있어서,
상기 금속 촉매층의 높이와 상기 기판의 높이의 합은 1mm~10mm 정도인 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 33 항에 있어서,
상기 금속 촉매층은 10nm~100㎛ 정도의 두께를 갖는 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 33 항에 있어서,
상기 금속 촉매층은 10nm~10㎛ 정도의 두께를 갖는 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 33 항에 있어서,
상기 2D 물질은 h-BN, Si, P, B 및 그래핀 중 적어도 하나를 포함하는 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 40 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인은 5nm~50nm 정도의 두께를 갖는 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 33 항에 있어서,
상기 금속 촉매층은 Pt, Cu, Ni, Co, Ag, W, Mo, Pd 및 Ru 중 적어도 하나를 포함하는 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 33 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인의 광 투과도는 80% 이상인 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 33 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인의 적어도 하나의 표면 상에 형성된 보호막을 더 포함하는 포토마스크 보호용 펠리클. - 제 44 항에 있어서,
상기 보호막은 탄소계열의 물질, 전이 금속 디칼코게나이드(TMD), 루테늄(Ru), 몰디브덴(Mo), 규소(Si), 지르코늄(Zr), 붕소(B) 및 질화규소(SiN) 중 적어도 하나를 포함하는 포토마스크 보호용 펠리클. - 2차원(2D) 물질을 포함하고, 중앙영역과 적어도 부분적으로 상기 중앙영역을 둘러싸는 가장자리영역을 포함하는 펠리클 멤브레인을 금속 촉매층 상에 형성하는 단계; 및
상기 펠리클 멤브레인의 상기 중앙영역을 지지하는 상기 금속 촉매층의 적어도 안쪽 영역을 식각하는 단계;를 포함하고,
상기 금속 촉매층은 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역은 지지하지 않는 포토마스크 보호용 펠리클의 제조방법. - 제 46 항에 있어서,
기판 상에 상기 금속 촉매층을 형성하는 단계;를 더 포함하고,
상기 식각하는 단계는 상기 펠리클 멤브레인의 상기 중앙영역을 지지하는 상기 기판 및 상기 금속 촉매층의 안쪽 영역을 식각하고, 이에 따라 상기 기판과 상기 금속 촉매층은 집합적으로 상기 펠리클 멤브레인의 상기 가장자리영역을 지지하고, 상기 중앙영역을 지지하지 않는 포토마스크 보호용 펠리클의 제조방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계를 더 포함하는 포토마스크 보호용 펠리클의 제조방법. - 제 46 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인의 적어도 하나의 표면 상에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 포토마스크 보호용 펠리클의 제조방법. - 제 46 항에 있어서,
상기 펠리클 멤브레인을 형성하는 단계는 상기 금속 촉매층의 표면 상에 직접 상기 펠리클 멤브레인을 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크 보호용 펠리클의 제조방법. - 제 46 항에 있어서,
상기 금속 촉매층을 식각하는 단계는 기계적 식각방법, 건식 식각방법 및 습식 식각방법 중 적어도 하나를 사용하는 것을 기초로 상기 금속 촉매층을 식각하는 단계를 포함하는 포토마스크 보호용 펠리클의 제조방법.
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