KR20200063945A - Pellicle structure and method of manufacturing the pellicle structure - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a pellicle structure. The pellicle structure comprises: a graphene film formed of multi-layer graphene; and a frame support body attached to or coupled to a lower portion of the graphene film and having a through opening port exposing the graphene film to a center portion, wherein the frame support body comprises: a silicon frame portion formed of n-type silicon (Si) or p-type silicon (Si); and a diffusion preventing frame portion disposed between the graphene film and the silicon frame portion to prevent element diffusion between the silicon frame portion and the graphene film.

Description

펠리클 구조체 및 이의 제조방법{PELLICLE STRUCTURE AND METHOD OF MANUFACTURING THE PELLICLE STRUCTURE}Pelicle structure and its manufacturing method{PELLICLE STRUCTURE AND METHOD OF MANUFACTURING THE PELLICLE STRUCTURE}

본 발명은 극자외선 노광 공정 동안 각종 오염원으로부터 마스크를 보호하는 펠리클 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pellicle structure that protects a mask from various contaminants during an extreme ultraviolet exposure process and a method for manufacturing the same.

최근 반도체 소자의 집적도를 높이기 위해, 웨이퍼 등가 같은 기판 상에 형성되는 패턴을 미세화하는 기술에 대해 많은 연구가 수행되고 있고, 이의 한 가지 방법으로 자외선을 이용하여 패턴을 형성하는 극자외선 노광 공정 기술(Extreme Ultraviolet Lithography: EUVL)이 개발되고 있다.Recently, in order to increase the degree of integration of semiconductor devices, many studies have been conducted on a technique for miniaturizing a pattern formed on a substrate such as a wafer, and an extreme ultraviolet exposure process technique for forming a pattern using ultraviolet rays as one method thereof ( Extreme Ultraviolet Lithography (EUVL) is being developed.

극자외선 노광 공정 기술(Extreme Ultraviolet Lithography: EUVL)은 약 13.5 nm 파장의 극자외선을 사용하여 약 7 nm 이하의 선폭을 갖는 패턴을 제작하는 방법이다. 이러한 극자외선 노광 공정의 수율을 확보하기 위해서는 패턴의 정보를 담고 있는 마스크를 각종 오염원으로부터 보호하는 것이 매우 중요하다. Extreme ultraviolet exposure process technology (Extreme Ultraviolet Lithography: EUVL) is a method of manufacturing a pattern having a line width of about 7 nm or less using extreme ultraviolet light having a wavelength of about 13.5 nm. In order to secure the yield of the extreme ultraviolet exposure process, it is very important to protect the mask containing the pattern information from various contaminants.

상기 마스크를 보호하기 위해 극자외선 노광 공정용 펠리클 구조체(pellicle structure)이 주로 적용되는데, 이의 제조 방법 및 구조에 대한 개발이 필요하다. In order to protect the mask, a pellicle structure for an extreme ultraviolet exposure process is mainly applied, and development of its manufacturing method and structure is required.

본 발명의 일 목적은 펠리클막으로 그래핀(graphene) 막 및/또는 실리콘질화물(SiNx) 막을 포함하는 펠리클 구조체를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a pellicle structure including a graphene film and/or a silicon nitride (SiNx) film as a pellicle film.

본 발명의 다른 목적은 상기의 펠리클 구조체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the pellicle structure.

본 발명의 실시예에 따른 펠리클 구조체는 다층 그래핀으로 형성된 펠리클막; 및 상기 펠리클막의 하부에 부착 또는 결합되고, 가운데 부분에 상기 그래핀막을 노출시키는 관통 개구가 형성된 프레임 지지체를 포함하고, 상기 프레임 지지체는 n-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(n-type Si) 또는 p-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(p-type Si)으로 형성된 실리콘 프레임부; 및 상기 실리콘 프레임부와 동일한 평면 형상을 갖고 상기 실리콘 프레임보다 작은 두께를 가지며 상기 그래핀막과 상기 실리콘 프레임부 사이에 배치되어 상기 실리콘 프레임부와 상기 그래핀막 사이의 원소 확산을 방지하는 확산 방지 프레임부를 포함한다. The pellicle structure according to the embodiment of the present invention includes a pellicle film formed of multilayer graphene; And a frame support attached to or coupled to the lower portion of the pellicle film and having a through opening exposing the graphene film at a center portion, wherein the frame support is crystalline silicon doped with an n-type dopant material (n-type Si). Or a silicon frame formed of p-type Si doped with p-type dopant material; And a diffusion preventing frame part having the same planar shape as the silicon frame part and having a thickness smaller than that of the silicon frame and disposed between the graphene film and the silicon frame part to prevent element diffusion between the silicon frame part and the graphene film. Includes.

일 실시예에 있어서, 상기 펠리클막은 1 내지 50 nm의 두께를 가질 수 있다. In one embodiment, the pellicle film may have a thickness of 1 to 50 nm.

일 실시예에 있어서, 상기 실리콘 프레임부는 700 내지 800㎛의 두께를 갖고, 상기 확산 방지 프레임부는 25 nm 이상 1 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. In one embodiment, the silicon frame portion may have a thickness of 700 to 800 μm, and the diffusion prevention frame portion may have a thickness of 25 nm or more and 1 μm or less.

일 실시예에 있어서, 상기 확산 방지 프레임부는 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)로 형성될 수 있다. In one embodiment, the diffusion preventing frame portion may be formed of silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx).

본 발명의 실시예에 따른 펠리클 구조체의 제조방법은 실리콘 기판 상에 확산 방지층, 비정질 탄소층, 금속 촉매층 및 상기 금속 촉매층의 금속보다 높은 녹는점을 갖는 금속으로 형성된 캡핑층을 순차적으로 형성하는 제1 단계; 상기 비정질 탄소층을 열처리하여 그래핀층으로 변환시키는 제2 단계; 상기 촉매층 및 상기 캡핑층을 제거하는 제3 단계; 상기 실리콘 기판의 하부면 상에 마스크 패턴을 형성하는 제4 단계; 상기 마스크 패턴에 의해 노출된 상기 실리콘 기판 및 확산 방지층 영역을 라디컬 식각 공정을 통해 식각하여 프레임 지지체를 형성하는 제5 단계; 및 상기 마스크 패턴을 제거하는 제6 단계를 포함한다. The manufacturing method of the pellicle structure according to the embodiment of the present invention is a first step of sequentially forming a diffusion barrier layer, an amorphous carbon layer, a metal catalyst layer, and a capping layer formed of a metal having a higher melting point than the metal of the metal catalyst layer on a silicon substrate step; A second step of converting the amorphous carbon layer to a graphene layer by heat treatment; A third step of removing the catalyst layer and the capping layer; A fourth step of forming a mask pattern on the bottom surface of the silicon substrate; A fifth step of forming a frame support by etching the silicon substrate and the diffusion barrier layer region exposed by the mask pattern through a radical etching process; And a sixth step of removing the mask pattern.

일 실시예에 있어서, 상기 실리콘 기판은 인(P), 비소(As) 또는 안티몬(Sb)이 0.0000015% 이상 0.3% 이하로 도핑된 단결정 실리콘 웨이퍼를 포함할 수 있다. In one embodiment, the silicon substrate may include a single crystal silicon wafer doped with phosphorus (P), arsenic (As), or antimony (Sb) from 0.0000015% to 0.3%.

일 실시예에 있어서, 상기 확산 방지층은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 25 nm 이상 1 ㎛ 이하의 두께로 증착하여 형성될 수 있다. In one embodiment, the diffusion barrier layer may be formed by depositing silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) to a thickness of 25 nm or more and 1 μm or less.

일 실시예에 있어서, 상기 촉매층은 니켈(Ni)로 형성되고, 상기 캡핑층은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 탄탈륨(Ta)으로 형성될 수 있다. In one embodiment, the catalyst layer is formed of nickel (Ni), the capping layer may be formed of tungsten (W), molybdenum (Mo) or tantalum (Ta).

일 실시예에 있어서, 상기 비정질 탄소층을 상기 그래핀층으로 변환시키는 열처리는 700 내지 1000℃에서 수소(H2), 질소(N2) 또는 불활성 가스 분위기에서 수행될 수 있다. In one embodiment, the heat treatment for converting the amorphous carbon layer to the graphene layer may be performed in a hydrogen (H2), nitrogen (N2) or inert gas atmosphere at 700 to 1000 ℃.

일 실시예에 있어서, 상기 마스크 패턴은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx), PDMS 또는 금속으로 형성될 수 있다. In one embodiment, the mask pattern may be formed of silicon oxide (SiO2), silicon nitride (SiNx), PDMS, or metal.

일 실시예에 있어서, 상기 5단계는 ClF3, ClF2, ClF, Cl2, CF4, C4F8, SF6 및 NXO으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 플라즈마로부터 추출된 라디컬을 이용하여 수행될 수 있다. In one embodiment, the fifth step uses radicals extracted from one or more plasmas selected from the group consisting of ClF 3 , ClF 2 , ClF, Cl 2 , CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 and N X O. Can be performed.

본 발명의 실싱예에 따른 펠리클 구조체는 실리콘 질화물 막으로 형성된 펠리클막; 및 상기 펠리클막의 하부에 부착 또는 결합되고, 가운데 부분에 상기 그래핀막을 노출시키는 관통 개구가 형성된 프레임 지지체를 포함하고, 상기 프레임 지지체는 상기 펠리클막이 직접 부착 또는 결합되는 제1 실리콘산화물 프레임부; 상기 제1 실리콘산화물 프레임부 상에 적층되고 n-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(n-type Si) 또는 p-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(p-type Si)으로 형성된 실리콘 프레임부; 상기 실리콘 프레임부 상에 적층된 제2 실리콘산화물 프레임부; 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부 상에 적층된 실리콘질화물 프레임부를 포함할 수 있다. The pellicle structure according to the sealing example of the present invention includes a pellicle film formed of a silicon nitride film; And a frame support attached to or coupled to the lower portion of the pellicle film and having a through opening exposing the graphene film to a central portion, wherein the frame support includes a first silicon oxide frame portion to which the pellicle film is directly attached or coupled; A silicon frame formed on the first silicon oxide frame portion and formed of crystalline silicon doped with n-type dopant material (n-type Si) or crystalline silicon doped with p-type dopant material (p-type Si); A second silicon oxide frame portion stacked on the silicon frame portion; And a silicon nitride frame part stacked on the second silicon oxide frame part.

본 발명의 실시예에 따른 펠리클 구조체의 제조방법은 실리콘 기판의 하부면 상에 제1 실리콘 산화물층 및 제1 실리콘 질화물층을 순차적으로 형성하고, 상기 실리콘 기판의 상부면 상에 제2 실리콘 산화물층 및 제2 실리콘 질화물층을 순차적으로 형성하는 제1 단계; 상기 제2 실리콘 질화물층 상에 마스크 패턴을 형성하는 제2 단계; 상기 마스크 패턴을 이용한 제1 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제2 실리콘 질화물층 및 상기 제2 실리콘 산화물층의 노출 영역을 제거함으로써 실리콘질화물 프레임부 및 제2 실리콘산화물 프레임부를 각각 형성하는 제3 단계; 상기 실리콘질화물 프레임부 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부를 마스크로 이용한 라디컬 식각 공정을 통해 실리콘 기판의 노출 영역을 제거함으로써 실리콘 프레임부를 형성하는 제4 단계; 및 상기 실리콘질화물 프레임부, 상기 제2 실리콘산화물 프레임부 및 상기 실리콘 프레임부를 마스크로 이용한 제2 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제1 실리콘 산화물층의 노출 영역을 제거함으로써 상기 제1 실리콘산화물 프레임부를 형성하는 제5 단계를 포함할 수 있다. A method of manufacturing a pellicle structure according to an embodiment of the present invention sequentially forms a first silicon oxide layer and a first silicon nitride layer on a lower surface of a silicon substrate, and a second silicon oxide layer on an upper surface of the silicon substrate And a first step of sequentially forming a second silicon nitride layer; A second step of forming a mask pattern on the second silicon nitride layer; A third step of forming a silicon nitride frame portion and a second silicon oxide frame portion by removing exposed areas of the second silicon nitride layer and the second silicon oxide layer through a first reactive ion etching process using the mask pattern; A fourth step of forming a silicon frame part by removing an exposed region of the silicon substrate through a radical etching process using the silicon nitride frame part and the second silicon oxide frame part as a mask; And removing the exposed region of the first silicon oxide layer through the second reactive ion etching process using the silicon nitride frame portion, the second silicon oxide frame portion, and the silicon frame portion as a mask to form the first silicon oxide frame portion. It may include a fifth step.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 반응성 이온식각 공정은 아르곤(Ar), 산소(O2) 및 SF6 가스를 이용하여 생성된 이온을 이용하여 수행되고, 상기 라디컬 식각 공정은 ClF3, ClF2, ClF, Cl2, CF4, C4F8, SF6 및 NXO으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 플라즈마로부터 추출된 라디컬을 이용하여 수행될 수 있다. In one embodiment, the first and second reactive ion etching processes are performed using ions generated using argon (Ar), oxygen (O2), and SF6 gas, and the radical etching process is ClF 3 , It may be performed using radicals extracted from one or more plasmas selected from the group consisting of ClF 2 , ClF, Cl 2 , CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 and N X O.

일 실시예에 있어서, 상기 라디컬 식각 공정 동안, 상기 제1 실리콘 산화물층은 식각저지층(etch stop layer)로 기능할 수 있다.In one embodiment, during the radical etching process, the first silicon oxide layer may function as an etch stop layer.

본 발명의 실시예에 따른 펠리클 구조체는 실리콘 질화물막 및 다층 그래핀의 적층 구조를 포함하는 펠리클막; 및 상기 실리콘 질화물막의 하부에 부착 또는 결합되고, 가운데 부분에 상기 그래핀막을 노출시키는 관통 개구가 형성된 프레임 지지체를 포함하고, 상기 프레임 지지체는 상기 실리콘 질화물막이 직접 부착 또는 결합되는 제1 실리콘산화물 프레임부; 상기 제1 실리콘산화물 프레임부 상에 적층되고 n-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(n-type Si) 또는 p-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(p-type Si)으로 형성된 실리콘 프레임부; 상기 실리콘 프레임부 상에 적층된 제2 실리콘산화물 프레임부; 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부 상에 적층된 실리콘질화물 프레임부를 포함할 수 있다. The pellicle structure according to the embodiment of the present invention includes a pellicle film including a stacked structure of a silicon nitride film and a multilayer graphene; And a frame support attached to or coupled to the lower portion of the silicon nitride film and having a through opening exposing the graphene film to a central portion, wherein the frame support is a first silicon oxide frame part to which the silicon nitride film is directly attached or bonded. ; A silicon frame formed on the first silicon oxide frame portion and formed of crystalline silicon doped with n-type dopant material (n-type Si) or crystalline silicon doped with p-type dopant material (p-type Si); A second silicon oxide frame portion stacked on the silicon frame portion; And a silicon nitride frame part stacked on the second silicon oxide frame part.

본 발명의 실시예에 따른 펠리클 구조체의 제조방법은 실리콘 기판의 하부면 상에 제1 실리콘 산화물층, 제1 실리콘 질화물층, 비정질 탄소층, 촉매층 및 캡핑층을 순차적으로 형성하고, 상기 실리콘 기판의 상부면 상에 제2 실리콘 산화물층 및 제2 실리콘 질화물층을 순차적으로 형성하는 제1 단계; 상기 비정질 탄소층을 그래핀층으로 변화하는 제2 단계; 상기 촉매층 및 상기 캡핑층을 제거하는 제3 단계; 상기 제2 실리콘 질화물층 상에 마스크 패턴을 형성하는 제4 단계; 상기 마스크 패턴을 이용한 제1 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제2 실리콘 질화물층 및 상기 제2 실리콘 산화물층의 노출 영역을 제거함으로써 실리콘질화물 프레임부 및 제2 실리콘산화물 프레임부를 각각 형성하는 제5 단계; 상기 실리콘질화물 프레임부 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부를 마스크로 이용한 라디컬 식각 공정을 통해 실리콘 기판의 노출 영역을 제거함으로써 실리콘 프레임부를 형성하는 제6 단계; 및 상기 실리콘질화물 프레임부, 상기 제2 실리콘산화물 프레임부 및 상기 실리콘 프레임부를 마스크로 이용한 제2 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제1 실리콘 산화물층의 노출 영역을 제거함으로써 상기 제1 실리콘산화물 프레임부를 형성하는 제7 단계를 포함할 수 있다. A method of manufacturing a pellicle structure according to an embodiment of the present invention sequentially forms a first silicon oxide layer, a first silicon nitride layer, an amorphous carbon layer, a catalyst layer and a capping layer on a lower surface of a silicon substrate, and A first step of sequentially forming a second silicon oxide layer and a second silicon nitride layer on the upper surface; A second step of changing the amorphous carbon layer to a graphene layer; A third step of removing the catalyst layer and the capping layer; A fourth step of forming a mask pattern on the second silicon nitride layer; A fifth step of forming a silicon nitride frame portion and a second silicon oxide frame portion by removing exposed areas of the second silicon nitride layer and the second silicon oxide layer through a first reactive ion etching process using the mask pattern; A sixth step of forming a silicon frame part by removing an exposed region of the silicon substrate through a radical etching process using the silicon nitride frame part and the second silicon oxide frame part as a mask; And removing the exposed region of the first silicon oxide layer through the second reactive ion etching process using the silicon nitride frame portion, the second silicon oxide frame portion, and the silicon frame portion as a mask to form the first silicon oxide frame portion. It may include a seventh step.

본 발명의 펠리클 구조체 및 이의 제조방법에 따르면, 펠리클막으로 작용하는 실리콘질화물막 및/또는 그래핀막이 제조과정에 손상되는 것을 현저하게 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 펠리클을 제작하는 공정시간을 현저하게 감소시킬 수 있다. According to the pellicle structure of the present invention and a method for manufacturing the same, not only can the silicon nitride film and/or graphene film acting as the pellicle film be significantly damaged in the manufacturing process, but also the process time for manufacturing the pellicle is significantly reduced I can do it.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3a 내지 도 3f는 도 1에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펠리클 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 4에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 펠리클 구조체(300)를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9a 내지 도 9e는 도 7에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
1 is a cross-sectional view illustrating a pellicle structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 1.
3A to 3F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 1.
4 is a cross-sectional view illustrating a pellicle structure according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the pellicle structure shown in FIG. 4.
6A to 6D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 4.
7 is a cross-sectional view illustrating a pellicle structure 300 according to another embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 7.
9A to 9E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 7.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention can be applied to various changes and may have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood as including all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, steps, actions, components, parts or combinations thereof described in the specification, one or more other features or steps. It should be understood that it does not preclude the existence or addition possibility of the operation, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클 구조체를 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view for describing a pellicle structure according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클 구조체(100)는 펠리클막(120) 및 프레임 지지체(110)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a pellicle structure 100 according to an embodiment of the present invention includes a pellicle film 120 and a frame support 110.

상기 펠리클막(120)은 순수 그래핀으로 형성되고, 극자외선 노광 공정(Extreme Ultraviolet Lithography: EUVL)에 적용되는 약 13.5 nm 파장의 극자외선에 대한 투과도(single pass transmission)가 약 90% 이상이 되는 두께를 가질 수 있다. 일 실시예로, 상기 펠리클막(120)은 약 1 내지 50 nm의 두께를 갖는 그래핀으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 기계적 강도를 고려하여 상기 펠리클막(120)은 바람직하게는 약 3 내지 50 nm의 두께를 갖는 그래핀으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 펠리클막(120)은 일정한 강도를 가지면서 상기 극자외선에 대한 투과도가 90% 이상이 되도록 약 5 내지 50층의 탄소 원자층으로 이루어진 글래핀으로 형성될 수 있다.The pellicle film 120 is formed of pure graphene and has a single pass transmission of about 13.5 nm wavelength applied to extreme ultraviolet exposure process (EUVL) of about 90% or more. It can have a thickness. In one embodiment, the pellicle film 120 may be formed of graphene having a thickness of about 1 to 50 nm. For example, in consideration of mechanical strength, the pellicle film 120 may be preferably formed of graphene having a thickness of about 3 to 50 nm. For example, the pellicle film 120 may be formed of a graphene composed of about 5 to 50 carbon atom layers so that the transmittance to the extreme ultraviolet rays is 90% or more while having a certain strength.

상기 펠리클막(120)의 평면 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 펠리클막(120)은 원형, 타원형, 다각형 등의 평면 형상을 가질 수 있다. The planar shape of the pellicle film 120 is not particularly limited. For example, the pellicle layer 120 may have a planar shape such as circular, elliptical, polygonal, and the like.

상기 프레임 지지체(110)는 본 발명에 따른 페리클 구조체(100)가 단독으로 서 있을 수 있도록 상기 펠리클막(120)의 하부에 부착 또는 결합되고, 가운데 부분에 상기 펠리클막(120)을 노출시키는 관통 개구가 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 펠리클막(120)이 사각형 평면 형상을 갖는 경우, 상기 프레임 지지체(110)는 상기 펠리클막(120)의 가장자리 부분에 부착되어 이를 지지할 수 있도록, 일정한 두께 및 폭을 갖고 가운데 부분에 상기 펠리클막(120)을 노출시켜 상기 펠리클막(120)을 통과한 극자외선이 통과될 수 있는 개구부가 형성된 사각 프레임 구조를 가질 수 있다. 상기 펠리클막(120)의 가장자리 부분에 부착되어 이를 지지할 수 있다면, 상기 프레임 지지체(110)의 두께 및 폭은 특별히 제한되지 않는다. The frame support 110 is attached or coupled to the lower portion of the pellicle film 120 so that the pellicle structure 100 according to the present invention can stand alone, exposing the pellicle film 120 to the middle portion A through opening can be formed. In one embodiment, when the pellicle film 120 has a rectangular planar shape, the frame support 110 is attached to the edge portion of the pellicle film 120 so as to support it, a constant thickness and width It may have a square frame structure in which an opening through which the extreme ultraviolet rays passing through the pellicle film 120 can be passed is formed by exposing the pellicle film 120 to the center portion. If attached to the edge portion of the pellicle film 120 to support it, the thickness and width of the frame support 110 is not particularly limited.

일 실시예에 있어서, 상기 프레임 지지체(110)는 상기 펠리클막(120)의 테두리와 동일한 형상을 갖고 상기 펠리클막(120)이 직접 부착 또는 결합되는 확산 방지 프레임부(111) 및 상기 확산 방지 프레임부(111)와 동일한 평면 형상을 갖고 상기 확산 방지 프레임부(111)의 일측에 결합되며 상기 확산 방지 프레임부(111)보다 큰 두께를 갖는 실리콘 프레임부(112)를 포함할 수 있다. In one embodiment, the frame support 110 has the same shape as the rim of the pellicle film 120 and the diffusion preventing frame portion 111 and the diffusion preventing frame to which the pellicle film 120 is directly attached or combined. It may include a silicon frame portion 112 having the same plane shape as the portion 111 and coupled to one side of the diffusion preventing frame portion 111 and having a thickness greater than that of the diffusion preventing frame portion 111.

상기 실리콘 프레임부(112)는 약 700 내지 800㎛의 두께를 가질 수 있고, n-형 도펀트 물질이 고농도로 도핑된 결정질 실리콘(n++-type Si) 또는 p-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(p-type Si)으로 형성될 수 있다. 상기 실리콘 프레임부(111)가 상기 n-형 도펀트 원소가 고농도로 도핑된 결정질 실리콘(n++-type Si)으로 형성된 경우, 상기 n-형 도펀트 원소는 5족 원소들로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 n-형 도펀트 원소의 도핑 함량은 약 0.0000015% 이상 0.3% 이하일 수 있다. The silicon frame portion 112 may have a thickness of about 700 to 800 μm, and n-type dopant material doped with high concentration of crystalline silicon (n ++ -type Si) or p-type dopant material doped crystalline It may be formed of silicon (p-type Si). When the silicon frame portion 111 is formed of crystalline silicon (n ++ -type Si) doped with the n-type dopant element at a high concentration, the n-type dopant element includes one or more selected from group 5 elements. The doping content of the n-type dopant element may be about 0.0000015% or more and 0.3% or less.

상기 확산 방지 프레임부(111)는 상기 펠리클 구조체(100)의 제조 과정이나 사용 과정에서 상기 실리콘 프레임부(112)와 상기 펠리클막(120) 사이의 원자 확산으로 탄화규소(SiC), 기타 실리사이드(Silicide) 등이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 상기 확산 방지 프레임부(111)은 약 25 nm 이상 1 ㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다. 상기 확산 방지 프레임부(111)의 두께가 50nm 미만인 경우에는 상기 실리콘 프레임부(112)와 상기 펠리클막(120) 사이의 원자 확산을 차단할 수 없는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 확산 방지 프레임부(111)의 두께가 1㎛를 초과하는 경우에는 상기 확산 방지 프레임부(111)를 제조하는 공정 시간 및 비용이 지나치게 증가되는 문제점이 발생될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 확산 방지 프레임부(111)는 실리콘 산화물(SiOx), 알루미늄 산화물(AlOx), 하프늄 산화물(HfOx) 등과 같은 유전체나 실리콘 질화물(SiNx)로 형성될 수 있다. The diffusion preventing frame part 111 is an atomic diffusion between the silicon frame part 112 and the pellicle film 120 in the process of manufacturing or using the pellicle structure 100, silicon carbide (SiC), other silicide ( Silicide) and the like can be prevented. To this end, the diffusion preventing frame 111 may be formed to a thickness of about 25 nm or more and 1 μm or less. When the thickness of the diffusion preventing frame part 111 is less than 50 nm, a problem that an atomic diffusion between the silicon frame part 112 and the pellicle film 120 cannot be blocked may occur, and the diffusion preventing frame part 111 When the thickness of) exceeds 1 μm, a problem that an excessively increased process time and cost of manufacturing the diffusion preventing frame part 111 may occur. In one embodiment, the diffusion preventing frame portion 111 may be formed of a dielectric material such as silicon oxide (SiOx), aluminum oxide (AlOx), hafnium oxide (HfOx) or silicon nitride (SiNx).

이하 도 1에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법에 대해 상술한다. Hereinafter, a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 1 will be described.

도 2는 도 1에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3a 내지 도 3f는 도 1에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 1, and FIGS. 3A to 3F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 1.

도 1과 함께 도 2 및 도 3a 내지 도 3h를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클 구조체의 제조방법은 실리콘 기판(112’상에 확산 방지층(111’비정질 탄소층(120’촉매층(130) 및 캡핑층(140)을 순차적으로 형성하는 제1 단계(S110); 상기 비정질 탄소층(120’을 그래핀층(120)으로 변환시키는 제2 단계(S120); 상기 촉매층(130) 및 상기 캡핑층(140)을 제거하는 제3 단계(S130); 상기 실리콘 기판(112’의 하부면 상에 마스크 패턴(150)을 형성하는 제4 단계(S140); 및 상기 마스크 패턴(150)을 이용한 라디컬 식각 공정을 통해 상기 실리콘 기판(112’및 확산 방지층(111’을 식각하여 상기 프레임 지지체(110)를 형성하는 제5 단계(S150); 및 상기 마스크 패턴(150)을 제거하는 제6 단계(S160)를 포함한다. Referring to FIGS. 2 and 3A to 3H together with FIG. 1, a method of manufacturing a pellicle structure according to an embodiment of the present invention includes a diffusion barrier layer (111' amorphous carbon layer (120' catalyst layer) on a silicon substrate 112' 130) and a first step (S110) of sequentially forming the capping layer 140; a second step of converting the amorphous carbon layer 120' into a graphene layer 120 (S120); the catalyst layer 130 and the A third step (S130) of removing the capping layer 140; a fourth step of forming a mask pattern 150 on the lower surface of the silicon substrate 112' (S140); and using the mask pattern 150 A fifth step (S150) of forming the frame support 110 by etching the silicon substrate 112' and the diffusion barrier layer 111' through a radical etching process; and a sixth step of removing the mask pattern 150 (S160).

상기 제1 단계(S110)에 있어서, 먼저 약 700 내지 800 ㎛ 두께의 실리콘 웨이퍼에 n-형 도펀트 또는 p-형 도펀트를 도핑하여 상기 실리콘 기판(112’을 준비할 수 있다. 일 실시예로, 상기 실리콘 웨이퍼는 상기 n-형 도펀트 원소가 고농도로 도핑될 수 있고, 이 경우, 상기 n-형 도펀트 원소는 5족 원소들로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. In the first step (S110), the silicon substrate 112 ′ may be prepared by first doping an n-type dopant or a p-type dopant on a silicon wafer having a thickness of about 700 to 800 μm. In the silicon wafer, the n-type dopant element may be doped at a high concentration, and in this case, the n-type dopant element may include one or more selected from group 5 elements.

이어서, 상기 실리콘 기판(112’상부에 상기 확산 방지층(111’을 형성할 수 있다. 일 실시예로, 상기 확산 방지층(111’은 실리콘 산화물(SiOx), 산화 알루미늄(AlOx), 하프늄 산화물(HfOx) 등과 같은 유전체나 실리콘 질화물(SiNx)로 형성될 수 있다. Subsequently, the diffusion barrier layer 111' may be formed on the silicon substrate 112'. In one embodiment, the diffusion barrier layer 111' includes silicon oxide (SiOx), aluminum oxide (AlOx), and hafnium oxide (HfOx). ), or a dielectric material such as silicon nitride (SiNx).

상기 확산 방지층(111’의 형성방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 기상증착의 방법으로 상기 실리콘 기판(112’상에 상기 확산 방지층(111’을 형성할 수 있다. 상기 확산 방지층(111’은 상기 제2 단계(S120)에서 수행되는 열처리 과정동안 상기 실리콘 기판(112’과 상기 비정질 탄소층(120’사이의 원소 확산을 방지하기 위해 약 50 nm 이상의 두께로 형성될 수 있다. The method for forming the diffusion barrier layer 111' is not particularly limited. For example, the diffusion barrier layer 111' may be formed on the silicon substrate 112' by a vapor deposition method. May be formed to a thickness of about 50 nm or more to prevent element diffusion between the silicon substrate 112' and the amorphous carbon layer 120' during the heat treatment process performed in the second step (S120).

이어서, 상기 확산 방지층(111’상부에 비정질 탄소층(120’을 형성할 수 있다. 상기 비정질 탄소층(120’을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 비정질 탄소층(120’은 탄소 소스 물질을 이용한 화학적 기상증착, 용액공정 등을 통해 형성될 수 있다. Subsequently, an amorphous carbon layer 120' may be formed on the diffusion preventing layer 111'. The method of forming the amorphous carbon layer 120' is not particularly limited. For example, the amorphous carbon layer 120' Silver may be formed through chemical vapor deposition using a carbon source material, a solution process, and the like.

일 실시예로, 상기 비정질 탄소층(120’은 이를 통해 제조되는 펠리클막(120)이 약 13.5 nm 파장의 극자외선에 대한 투과도(single pass transmission)가 90% 이상이 되도록 약 50 nm 이하의 두께로 형성될 수 있다. In one embodiment, the amorphous carbon layer 120 ′ has a thickness of about 50 nm or less so that the pellicle film 120 manufactured therefrom has a single pass transmission of 90% or more at a wavelength of about 13.5 nm. It can be formed of.

이어서, 상기 비정질 탄소층(120’상부에 상기 촉매층(130)을 형성할 수 있다. 상기 촉매층(130)은 상기 제2 단계(S120)에서 수행되는 열처리 공정 동안 상기 비정질 탄소층(120’을 상기 그래핀층(120)으로 변환시키는 촉매 역할을 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 촉매층(130)은 니켈(Ni)로 형성될 수 있고, 이 경우, 상기 촉매 역할을 수행하기 위해, 상기 촉매층(130)은 약 300nm 이상의 두께, 예를 들면, 약 300 내지 60 nm의 두께로 형성될 수 있다. Subsequently, the catalyst layer 130 may be formed on the amorphous carbon layer 120'. The catalyst layer 130 may replace the amorphous carbon layer 120' during the heat treatment process performed in the second step (S120). It can serve as a catalyst to convert to a graphene layer 120. In one embodiment, the catalyst layer 130 may be formed of nickel (Ni), in this case, in order to perform the catalytic role, the The catalyst layer 130 may be formed to a thickness of about 300 nm or more, for example, about 300 to 60 nm.

이어서, 상기 촉매층(130) 상부에 상기 캡핑층(140)을 형성할 수 있다. 상기 캡핑층(140)은 상기 제2 단계(S120)에서 수행되는 고온의 열처리 공정 동안 상기 촉매층(130)으로부터 니켈(Ni)이 휘발되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제2 단계(S120)에서 수행되는 약 700 내지 1000℃의 고온 열처리 공정 동안 상기 촉매층(130)으로부터 니켈(Ni)이 휘발되는 경우, 촉매의 부족으로 인하여 상기 비정질 탄소층(120’의 적어도 일부가 상기 그래핀으로 변환되지 않는 문제점이 발생할 수 있다. Subsequently, the capping layer 140 may be formed on the catalyst layer 130. The capping layer 140 may prevent nickel (Ni) from volatilization from the catalyst layer 130 during a high temperature heat treatment process performed in the second step (S120). When nickel (Ni) is volatilized from the catalyst layer 130 during a high-temperature heat treatment process of about 700 to 1000°C performed in the second step (S120), at least a part of the amorphous carbon layer 120' due to lack of catalyst There may be a problem that is not converted to the graphene.

일 실시예에 있어서, 상기 캡핑층(140)은 녹는점(melting point)가 2500℃ 이상인 금속, 예를 들면, 텅스텐(W)(녹는점: 3422℃), 몰리브덴(Mo)(녹는점: 2610℃), 탄탈륨(Ta)(녹는점:3017℃) 등으로부터 선택된 하나로 형성될 수 있다. In one embodiment, the capping layer 140 is a metal having a melting point of 2500°C or higher, for example, tungsten (W) (melting point: 3422°C), molybdenum (Mo) (melting point: 2610 °C), tantalum (Ta) (melting point: 3017 °C) and the like.

상기 제2 단계(S120)에 있어서, 상기 제1 단계(S120)에서 형성된 구조체에 대해 약 700 내지 1000℃의 온도에서 일정 시간동안 열처리 공정을 수행하여 상기 비정질 탄소층(120’을 상기 그래핀층으로 변환시킬 수 있다. 상기 열처리 온도가 700℃ 미만인 경우, 상기 비정질 탄소층(120’이 그래핀으로 변환되지 않는 문제점이 발생될 수 있고, 1000℃를 초과하는 경우에는 상기 캡핑층(140)의 금속 원소가 상기 촉매층(130)으로 확산되어 균일한 그래핀층(120)이 형성되지 않는 문제점이 발생할 수 있다. In the second step (S120), by performing a heat treatment process for a period of time at a temperature of about 700 to 1000 ℃ for the structure formed in the first step (S120), the amorphous carbon layer 120' to the graphene layer When the heat treatment temperature is less than 700°C, a problem that the amorphous carbon layer 120' is not converted into graphene may occur, and when it exceeds 1000°C, the metal of the capping layer 140 may be converted. Element may be diffused into the catalyst layer 130 may cause a problem that a uniform graphene layer 120 is not formed.

일 실시예로, 상기 약 700 내지 1000℃의 온도에서의 열처리 공정에 의해, 상기 비정질 탄소층(120’은 약 50층 이하의 탄소 원자층으로 이루어진 다층 그래핀으로 변환될 수 있다. In one embodiment, the amorphous carbon layer 120 ′ may be converted into a multi-layer graphene composed of carbon atom layers of about 50 or less layers by a heat treatment process at a temperature of about 700 to 1000°C.

한편, 상기 촉매층(130)의 니켈이나 상기 그래핀이 산화되는 것을 방지하기 위해, 상기 열처리 공정은 수소(H2), 질소(N2) 또는 불활성 가스 분위기에서 수행될 수 있고, 약 30 내지 120분 동안 수행될 수 있다. On the other hand, in order to prevent the oxidation of the nickel or the graphene of the catalyst layer 130, the heat treatment process may be performed in a hydrogen (H2), nitrogen (N2) or inert gas atmosphere, for about 30 to 120 minutes Can be performed.

상기 제3 단계(S130)에 있어서, 상기 캡핑층(140) 및 상기 촉매층(130)을 제거하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 금속 에천트들을 이용한 습식 에칭 공정을 통해 상기 캡핑층(140) 및 상기 촉매층(130)을 순차적으로 제거할 수 있다. In the third step (S130), the method of removing the capping layer 140 and the catalyst layer 130 is not particularly limited. For example, the capping layer 140 and the catalyst layer 130 may be sequentially removed through a wet etching process using metal etchants.

상기 제4 단계에 있어서, 실리콘 기판(111’의 하부면 상에 마스크 물질층을 형성한 후 이를 패터닝하여 상기 마스크 패턴(150)을 형성할 수 있다. 상기 마스크 패턴(150)은 상기 실리콘 기판(111’및 상기 확산 방지층(112’을 에칭하는 라디컬에 의해 식각되지 않거나 상기 실리콘 기판(112’및 상기 확산 방지층(111’보다 현저하게 느리게 식각되는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 마스크 패턴(150)은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx), PDMS, 금속 등으로부터 선택된 하나의 물질로 형성될 수 있다. 상기 마스크 패턴(150)에 의해 노출되는 상대적으로 두꺼운 상기 실리콘 기판(111’과 상기 확산 방지층(112’전체 영역을 라디컬 식각하는 동안 상기 마스크 패턴(150)이 유지되어야 하므로, 상기 마스크 패턴(150)은 상대적으로 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. In the fourth step, a mask material layer may be formed by forming a mask material layer on a lower surface of the silicon substrate 111 ′ and patterning the mask material 150. The mask pattern 150 includes the silicon substrate ( It may be formed of a material that is not etched by a radical that etches 111' and the diffusion barrier layer 112', or is etched significantly slower than the silicon substrate 112' and the diffusion barrier layer 111'. For example, The mask pattern 150 may be formed of a single material selected from silicon oxide (SiO2), silicon nitride (SiNx), PDMS, metal, etc. The relatively thick silicon substrate exposed by the mask pattern 150 ( Since the mask pattern 150 must be maintained while radically etching the entire region of 111' and the diffusion barrier layer 112', the mask pattern 150 is preferably formed relatively thick.

상기 제5 단계(S150)에 있어서, 상기 마스크 패턴(150)을 이용한 라디컬 식각 공정을 통해 상기 실리콘 기판(112’및 확산 방지층(111’을 식각하여 상기 프레임 지지체(110)를 형성할 수 있다. In the fifth step (S150), the frame support 110 may be formed by etching the silicon substrate 112' and the diffusion preventing layer 111' through a radical etching process using the mask pattern 150. .

상기 라디컬 식각 공정은 리모트 플라즈마 에칭 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 그래핀으로 이루어진 펠리클막(120)은 이온(ion)에 의해 손상될 수 있는데, 이러한 그래핀 펠리클막(120)의 손상을 방지하기 위해, 플라즈마 중 반응성 높은 라디컬만을 선택적으로 추출한 후 이를 이용하여 상기 마스크 패턴(150)에 의해 노출된 상기 실리콘 기판(111’과 상기 확산 방지층(112’영역 전체를 식각할 수 있다. 이 때, 상기 플라즈마를 생성하기 위한 반응 가스로는 염소(Cl), 불소(F), 질소(N) 계열의 반응성이 높은 가스들, 예를 들면, ClF3, ClF2, ClF, Cl2 등의 염화물 계열 가스, CF4, C4F8, SF6 등의 불화물 계열 가스 또는 NXO 등의 질소 함유 산화물 계열 가스 등이 사용될 수 있다. 상기 라디컬 식각 공정은 상온 내지 300℃의 낮은 온도에서 수행될 수 있으므로, 상기 그래핀층의 열에 의한 손상을 추가적으로 방지할 수 있다. The radical etching process may be performed using a remote plasma etching apparatus. The pellicle film 120 made of the graphene may be damaged by ions. In order to prevent damage to the graphene pellicle film 120, only the highly reactive radicals in plasma are selectively extracted and then used. By doing so, the entire silicon substrate 111' and the diffusion barrier layer 112' exposed by the mask pattern 150 may be etched. At this time, chlorine (Cl) and fluorine may be used as reaction gases for generating the plasma. (F), nitrogen (N)-based highly reactive gases, for example, chlorine-based gas such as ClF 3 , ClF 2 , ClF, Cl 2 , fluoride-based CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 A gas or a nitrogen-containing oxide-based gas such as N X O may be used, etc. Since the radical etching process may be performed at a low temperature from room temperature to 300°C, damage due to heat of the graphene layer may be additionally prevented. .

한편, 본 발명에서와 같이 확산 방지층(111’과 촉매층(130) 사이에 비정질 탄소층(120’을 형성한 후 열처리 공정을 통해 상기 비정질 탄소층(120’을 그래핀 펠리클막(120)으로 변환시키는 경우, 상기 그래핀은 표면 댕글링 결합(dangling bond)이 없고 화학적으로 매우 안정한 상태여서 화학흡착(chemisorption)이 불가능하므로, 상기 실리콘 기판(112’및 상기 확산 방지층(111’을 식각하는 라디컬 식각 공정 동안 상기 그래핀층은 상기 라디컬에 의해 전혀 식각 또는 손상되지 않는 장점이 있다. Meanwhile, as shown in the present invention, after forming an amorphous carbon layer 120' between the diffusion barrier layer 111' and the catalyst layer 130, the amorphous carbon layer 120' is converted into a graphene pellicle film 120 through a heat treatment process. In the case of, the graphene has no surface dangling bond and is in a chemically stable state, so it is impossible to perform chemical adsorption, so that the silicon substrate 112' and the diffusion prevention layer 111' are radically etched. During the etching process, the graphene layer has an advantage of not being etched or damaged at all by the radical.

또 다른 한편, 상기 실리콘 기판(112’으로 n-형 도펀트가 고농도로 도핑된 실리콘 웨이퍼가 사용되는 경우, 상기 라디컬 식각 공정을 통해 약 700 내지 800㎛의 상대적으로 두꺼운 상기 실리콘 웨이퍼에 대해서도 수십분 내지 수 시간만에 매우 빠르게 식각 공정이 완료될 수 있다. 이는 p-형 실리콘 웨이퍼에 비해 약 2 내지 10배 정도 빠른 에칭 속도로서, 펠리클 구조체를 제조하는 공정 시간을 현저하게 감소시킬 수 있다. On the other hand, when a silicon wafer doped with an n-type dopant at a high concentration is used as the silicon substrate 112', even for a relatively thick silicon wafer of about 700 to 800 µm through the radical etching process, tens of minutes to The etching process can be completed very quickly in a few hours, which is about 2 to 10 times faster than the p-type silicon wafer, which can significantly reduce the process time for manufacturing the pellicle structure.

상기 제6 단계(S160)에 있어서, 상기 마스크 패턴(150)을 제거하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. In the sixth step (S160), the method of removing the mask pattern 150 is not particularly limited.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펠리클 구조체를 설명하기 위한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a pellicle structure according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 펠리클 구조체(200)는 펠리클막(220) 및 프레임 지지체(210)을 포함한다. Referring to FIG. 4, the pellicle structure 200 according to another embodiment of the present invention includes a pellicle film 220 and a frame support 210.

상기 펠리클막(120)은 실리콘 질화물 막으로 형성될 수 있고, 극자외선 노광 공정(Extreme Ultraviolet Lithography: EUVL)에 적용되는 약 13.5 nm 파장의 극자외선에 대해 약 90% 이상의 투과도(single pass transmission)를 가지도록 약 1 내지 100nm의 두께를 가질 수 있다. The pellicle film 120 may be formed of a silicon nitride film, and transmits at least about 90% transmittance (single pass transmission) of extreme ultraviolet light having a wavelength of about 13.5 nm applied to an extreme ultraviolet exposure process (EUVL). It may have a thickness of about 1 to 100nm to have.

상기 펠리클막(220)의 평면 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 펠리클막(120)은 원형, 타원형, 다각형 등의 평면 형상을 가질 수 있다. The planar shape of the pellicle film 220 is not particularly limited. For example, the pellicle layer 120 may have a planar shape such as circular, elliptical, polygonal, and the like.

상기 프레임 지지체(210)는 상기 펠리클 구조체(200)가 단독으로 서 있을 수 있도록 상기 펠리클막(220)의 하부에 부착 또는 결합되고, 가운데 부분에 상기 펠리클막(220)을 노출시키는 관통 개구가 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 펠리클막(220)이 사각형 평면 형상을 갖는 경우, 상기 프레임 지지체(210)는 상기 펠리클막(220)의 가장자리 부분에 부착되어 이를 지지할 수 있도록, 일정한 두께 및 폭을 갖고, 가운데 부분에 상기 펠리클막(220)을 노출시켜 상기 펠리클막(220)을 통과한 극자외선이 통과될 수 있는 개구부가 형성된 사각 프레임 구조를 가질 수 있다. 상기 펠리클막(220)의 가장자리 부분에 부착되어 이를 지지할 수 있다면, 상기 프레임 지지체(210)의 두께 및 폭은 특별히 제한되지 않는다. The frame support 210 is attached or coupled to the lower portion of the pellicle film 220 so that the pellicle structure 200 can stand alone, and a through opening is formed in the middle portion to expose the pellicle film 220. Can be. In one embodiment, when the pellicle film 220 has a rectangular planar shape, the frame support 210 is attached to the edge portion of the pellicle film 220 so as to support it, a constant thickness and width It may have a square frame structure in which an opening through which the extreme ultraviolet rays passing through the pellicle film 220 is passed is formed by exposing the pellicle film 220 to the center portion. If attached to the edge portion of the pellicle film 220 to support it, the thickness and width of the frame support 210 is not particularly limited.

일 실시예에 있어서, 상기 프레임 지지체(210)는 상기 펠리클막(220)의 테두리와 동일한 형상을 갖고 상기 펠리클막(220)이 직접 부착 또는 결합되는 제1 실리콘산화물 프레임부(211), 상기 제1 실리콘산화물 프레임부(212)과 동일한 평면 형상을 갖고 상기 제1 실리콘산화물 프레임부(211) 상에 연속적으로 적층되는 실리콘 프레임부(212), 제2 실리콘산화물 프레임부(213) 및 실리콘질화물 프레임부(214)를 포함할 수 있다. 상기 실리콘 프레임부(212)는 상기 제1 실리콘산화물 프레임부(211), 상기 제2 실리콘산화물 프레임부(213), 상기 실리콘질화물 프레임부(214)보다 큰 두께를 가질 수 있다. In one embodiment, the frame support 210 has the same shape as the rim of the pellicle film 220, the first silicon oxide frame portion 211 to which the pellicle film 220 is directly attached or combined, the agent A silicon frame part 212, a second silicon oxide frame part 213, and a silicon nitride frame that have the same plane shape as the one silicon oxide frame part 212 and are successively stacked on the first silicon oxide frame part 211. A portion 214 may be included. The silicon frame part 212 may have a greater thickness than the first silicon oxide frame part 211, the second silicon oxide frame part 213, and the silicon nitride frame part 214.

상기 제1 및 제2 실리콘산화물 프레임부(211, 213)는 실리콘 산화물, 예를 들면, 이산화 실리콘으로 형성될 수 있고, 상기 실리콘질화물 프레임부(214)는 실리콘 질화물로 형성될 수 있다. 상기 제1 실리콘산화물 프레임부(211), 상기 제2 실리콘산화물 프레임부(213) 및 상기 실리콘질화물 프레임부(214) 각각은 약 25 nm 이상 1 ㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다.The first and second silicon oxide frame portions 211 and 213 may be formed of silicon oxide, for example, silicon dioxide, and the silicon nitride frame portion 214 may be formed of silicon nitride. Each of the first silicon oxide frame part 211, the second silicon oxide frame part 213, and the silicon nitride frame part 214 may be formed to a thickness of about 25 nm or more and 1 μm or less.

상기 실리콘 프레임부(212)는 약 700 내지 800㎛의 두께를 가질 수 있고, n-형 도펀트 물질이 고농도로 도핑된 결정질 실리콘(n++-type Si) 또는 p-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(p-type Si)으로 형성될 수 있다. 상기 실리콘 프레임부(111)가 상기 n-형 도펀트 원소가 고농도로 도핑된 결정질 실리콘(n++-type Si)으로 형성된 경우, 상기 n-형 도펀트 원소는 5족 원소들로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 n-형 도펀트 원소의 도핑 함량은 약 0.0000015% 이상 0.3% 이하일 수 있다.The silicon frame part 212 may have a thickness of about 700 to 800 μm, and n-type dopant material doped with high concentration of crystalline silicon (n ++ -type Si) or p-type dopant material doped It may be formed of silicon (p-type Si). When the silicon frame portion 111 is formed of crystalline silicon (n ++ -type Si) doped with the n-type dopant element at a high concentration, the n-type dopant element includes one or more selected from group 5 elements. The doping content of the n-type dopant element may be about 0.0000015% or more and 0.3% or less.

이하 도 4에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법에 대해 상술한다. Hereinafter, a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 4 will be described.

도 5는 도 4에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 6a 내지 도 6d는 도 4에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 4, and FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 4.

도 4와 함께 도 5 및 도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 펠리클 구조체의 제조방법은 실리콘 기판(212’의 하부면 상에 제1 실리콘 산화물층(211’및 제1 실리콘 질화물층(220)을 순차적으로 형성하고, 상기 실리콘 기판(212’의 상부면 상에 제2 실리콘 산화물층(213’및 제2 실리콘 질화물층(214’을 순차적으로 형성하는 제1 단계(S210); 상기 제2 실리콘 질화물층(214’상에 마스크 패턴(250)을 형성하는 제2 단계(S220); 상기 마스크 패턴(250)을 이용한 제1 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제2 실리콘 질화물층(214’및 상기 제2 실리콘 산화물층(213’의 노출 영역을 제거함으로써 상기 실리콘질화물 프레임부(214) 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부(213)를 형성하는 제3 단계(S230); 상기 실리콘질화물 프레임부(214) 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부(213)를 마스크로 이용한 라디컬 식각 공정을 통해 실리콘 기판(212’의 노출 영역을 제거함으로써 상기 실리콘 프레임부(212)를 형성하는 제4 단계(S240); 상기 실리콘질화물 프레임부(214), 상기 제2 실리콘산화물 프레임부(213) 및 상기 실리콘 프레임부(212)를 마스크로 이용한 제2 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제1 실리콘 산화물층(211’의 노출 영역을 제거함으로써 상기 제1 실리콘산화물 프레임부(211)를 형성하는 제5 단계(S250)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 5 and 6A to 6D together with FIG. 4, a method of manufacturing a pellicle structure according to another embodiment of the present invention includes a first silicon oxide layer 211 ′ and a first silicon oxide layer 211 ′ on the lower surface of the silicon substrate 212 ′. A first step of sequentially forming one silicon nitride layer 220 and sequentially forming a second silicon oxide layer 213' and a second silicon nitride layer 214' on the upper surface of the silicon substrate 212' ( S210); a second step (S220) of forming a mask pattern 250 on the second silicon nitride layer 214'; the second silicon nitride through a first reactive ion etching process using the mask pattern 250 A third step (S230) of forming the silicon nitride frame portion 214 and the second silicon oxide frame portion 213 by removing the exposed regions of the layers 214' and the second silicon oxide layer 213'; An agent for forming the silicon frame part 212 by removing the exposed region of the silicon substrate 212' through a radical etching process using the silicon nitride frame part 214 and the second silicon oxide frame part 213 as a mask. Step 4 (S240); the first silicon oxide through a second reactive ion etching process using the silicon nitride frame portion 214, the second silicon oxide frame portion 213, and the silicon frame portion 212 as a mask. A fifth step (S250) of forming the first silicon oxide frame portion 211 by removing the exposed region of the layer 211 ′ may be included.

상기 제1 단계(S210)에 있어서, 먼저 약 700 내지 800 ㎛ 두께의 실리콘 웨이퍼에 n-형 도펀트 또는 p-형 도펀트를 도핑하여 상기 실리콘 기판(212’을 준비할 수 있다. 일 실시예로, 상기 실리콘 웨이퍼는 상기 n-형 도펀트 원소가 고농도로 도핑될 수 있고, 이 경우, 상기 n-형 도펀트 원소는 5족 원소들로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. In the first step (S210 ), first, the silicon substrate 212 ′ may be prepared by doping an n-type dopant or a p-type dopant on a silicon wafer having a thickness of about 700 to 800 μm. In the silicon wafer, the n-type dopant element may be doped at a high concentration, and in this case, the n-type dopant element may include one or more selected from group 5 elements.

이어서, 상기 실리콘 기판(212’의 하부면 상에 제1 실리콘 산화물층(211’및 제1 실리콘 질화물층(220)을 순차적으로 형성하고, 상기 실리콘 기판(212’의 상부면 상에 제2 실리콘 산화물층(213’및 제2 실리콘 질화물층(220)을 순차적으로 형성할 수 있다. 상기 제1 및 제2 실리콘 산화물층(211’213’은 실리콘 산화물, 예를 들면, 이산화실리콘(SiO2)으로 형성될 수 있고, 서로 동일한 두께 또는 서로 다른 두께로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 실리콘 질화물층(220, 214’은 실리콘 질화물로 형성될 수 있고, 서로 동일한 두께 또는 서로 다른 두께로 형성될 수 있으며, 상기 제1 실리콘 질화물층(220)은 도 4에 도시된 펠리클막(220)이 될 수 있다. Subsequently, a first silicon oxide layer 211' and a first silicon nitride layer 220 are sequentially formed on the lower surface of the silicon substrate 212', and the second silicon on the upper surface of the silicon substrate 212'. The oxide layers 213' and the second silicon nitride layer 220 may be sequentially formed. The first and second silicon oxide layers 211'213' are made of silicon oxide, for example, silicon dioxide (SiO2). The first and second silicon nitride layers 220 and 214' may be formed of silicon nitride, and may be formed of the same thickness or different thicknesses from each other. The first silicon nitride layer 220 may be the pellicle film 220 illustrated in FIG. 4.

상기 제2 단계(S220)에 있어서, 상기 제2 실리콘 질화물층(214’상에 마스크 물질층을 형성한 후 이를 패터닝하여 상기 마스크 패턴(250)을 형성할 수 있다. 상기 마스크 패턴(250)의 소재 및 제조방법은 앞에서 설명한 마스크 패턴(150)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다. In the second step (S220), after forming a mask material layer on the second silicon nitride layer 214', the mask pattern 250 may be formed by patterning the mask material 250. Since the material and the manufacturing method are substantially the same as the mask pattern 150 described above, a duplicate detailed description thereof will be omitted.

상기 제3 단계(S230)에 있어서, 상기 마스크 패턴(250)을 이용한 제1 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제2 실리콘 질화물층(214’및 상기 제2 실리콘 산화물층(213’의 노출 영역을 제거함으로써 상기 실리콘질화물 프레임부(214) 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부(213)를 형성할 수 있다. 상기 제1 반응성 이온식각 공정은 아르곤(Ar), 산소(O2) 및 SF6 가스를 이용하여 수행될 수 있다. In the third step (S230), the exposed areas of the second silicon nitride layer 214' and the second silicon oxide layer 213' are removed through a first reactive ion etching process using the mask pattern 250. By doing so, the silicon nitride frame portion 214 and the second silicon oxide frame portion 213. The first reactive ion etching process is performed using argon (Ar), oxygen (O2), and SF6 gas. Can be.

상기 제4 단계(S240)에 있어서, 상기 마스크 패턴(250)을 제거한 후 또는 상기 마스크 패턴(250)을 유지한 채, 상기 실리콘질화물 프레임부(214) 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부(213)를 마스크로 이용한 라디컬 식각 공정을 통해 실리콘 기판(212’의 노출 영역을 제거함으로써 상기 실리콘 프레임부(212)를 형성할 수있다. 상기 라디컬 식각 공정은 앞에서 이미 설명된 도 1에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법에서 적용된 라디컬 식각 공정과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다. In the fourth step (S240), after removing the mask pattern 250 or while maintaining the mask pattern 250, the silicon nitride frame portion 214 and the second silicon oxide frame portion 213 The silicon frame portion 212 may be formed by removing the exposed region of the silicon substrate 212' through a radical etching process using as a mask. The radical etching process may include the pellicle illustrated in FIG. 1 previously described. Since it is substantially the same as the radical etching process applied in the method for manufacturing the structure, a duplicate detailed description thereof will be omitted.

한편, 상기 라디컬 식각 공정에서, 상기 제1 실리콘 산화물층(211’은 라디컬에 의해 거의 식각되지 않으므로 라디컬 식각 공정에 대한 식각저지층(etch stop layer)로 기능할 수 있고, 그 결과 상기 라디컬 식각 공정 동안 펠리클막인 제1 실리콘 질화물층(220)의 표면이 거칠어지는 것을 방지할 수 있다. Meanwhile, in the radical etching process, since the first silicon oxide layer 211 ′ is hardly etched by radicals, it can function as an etch stop layer for the radical etching process, and as a result, the During the radical etching process, it is possible to prevent the surface of the first silicon nitride layer 220 that is a pellicle film from being rough.

상기 제5 단계(S250)에 있어서, 상기 마스크 패턴(250)을 제거한 후 또는 상기 마스크 패턴(250)을 유지한 채, 상기 실리콘질화물 프레임부(214), 상기 제2 실리콘산화물 프레임부(213) 및 상기 실리콘 프레임부(212)를 마스크로 이용한 제2 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제1 실리콘 산화물층(211’의 노출 영역을 제거함으로써 상기 제1 실리콘산화물 프레임부(211)를 형성할 수 있다. 상기 제2 반응성 이온식각 공정은 아르곤(Ar), 산소(O2) 및 SF6 가스를 이용하여 수행될 수 있다. In the fifth step (S250), after removing the mask pattern 250 or while maintaining the mask pattern 250, the silicon nitride frame portion 214, the second silicon oxide frame portion 213 And removing the exposed region of the first silicon oxide layer 211 ′ through the second reactive ion etching process using the silicon frame portion 212 as a mask to form the first silicon oxide frame portion 211. The second reactive ion etching process may be performed using argon (Ar), oxygen (O2), and SF6 gas.

상기 제2 반응성 이온식각 공정 동안 상기 펠리클막인 제1 실리콘 질화물층(220)은 거의 데미지를 입지 않고 상기 제1 실리콘 산화물층(211’만이 제거되므로, 우수한 품질의 펠리클막이 형성될 수 있다. During the second reactive ion etching process, the first silicon nitride layer 220, which is the pellicle film, is hardly damaged and only the first silicon oxide layer 211' is removed, so that a pellicle film of excellent quality can be formed.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 펠리클 구조체(300)를 설명하기 위한 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a pellicle structure 300 according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 펠리클 구조체(300)는 펠리클막(320) 및 프레임 지지체(310)을 포함한다. 본 실시예에 따른 펠리클 구조체(300)는 상기 펠리클막(320)이 실리콘 질화물층(321)과 다층 그래핀막(322)의 적층 구조로 이루어진다는 것을 제외하고는 도 5를 참조하여 설명한 펠리클 구조체(200)와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 7, the pellicle structure 300 according to another embodiment of the present invention includes a pellicle film 320 and a frame support 310. The pellicle structure 300 according to the present embodiment has the pellicle structure described with reference to FIG. 5 except that the pellicle film 320 is formed of a stacked structure of a silicon nitride layer 321 and a multi-layer graphene film 322. Since it is substantially the same as 200), a duplicate detailed description thereof will be omitted.

상기 프레임 지지체(310)는 상기 펠리클막(320) 중 상기 실리콘 질화물층(321)에 직접 부착 또는 결합될 수 있다. The frame support 310 may be directly attached or coupled to the silicon nitride layer 321 of the pellicle film 320.

이하 도 7에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법에 대해 상술한다. Hereinafter, a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 7 will be described.

도 8은 도 7에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 9a 내지 도 9e는 도 7에 도시된 펠리클 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 8 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 7, and FIGS. 9A to 9E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the pellicle structure illustrated in FIG. 7.

도 7과 함께 도 8 및 도 9a 내지 도 9e를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 펠리클 구조체의 제조방법은 실리콘 기판(312’의 하부면 상에 제1 실리콘 산화물층(311’제1 실리콘 질화물층(320), 비정질 탄소층(322’촉매층(330) 및 캡핑층(340)을 순차적으로 형성하고, 상기 실리콘 기판(312’의 상부면 상에 제2 실리콘 산화물층(313’및 제2 실리콘 질화물층(314’을 순차적으로 형성하는 제1 단계(S310); 상기 비정질 탄소층(322’을 그래핀층으로 변화하는 제2 단계(S320); 상기 촉매층(330) 및 캡핑층(340)을 제거하는 제3 단계(S330); 상기 제2 실리콘 질화물층(314’상에 마스크 패턴(350)을 형성하는 제4 단계(S340); 상기 마스크 패턴(350)을 이용한 제1 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제2 실리콘 질화물층(314’및 상기 제2 실리콘 산화물층(313’의 노출 영역을 제거함으로써 상기 실리콘질화물 프레임부(314) 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부(313)를 형성하는 제5 단계(S350); 상기 실리콘질화물 프레임부(314) 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부(313)를 마스크로 이용한 라디컬 식각 공정을 통해 실리콘 기판(312’의 노출 영역을 제거함으로써 상기 실리콘 프레임부(312)를 형성하는 제6 단계(S360); 상기 실리콘질화물 프레임부(314), 상기 제2 실리콘산화물 프레임부(313) 및 상기 실리콘 프레임부(312)를 마스크로 이용한 제2 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제1 실리콘 산화물층(311’의 노출 영역을 제거함으로써 상기 제1 실리콘산화물 프레임부(311)를 형성하는 제7 단계(S370)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 8 and 9A to 9E together with FIG. 7, a method of manufacturing a pellicle structure according to another embodiment of the present invention includes a first silicon oxide layer 311 ′ made on a lower surface of a silicon substrate 312 ′. One silicon nitride layer 320, an amorphous carbon layer 322', a catalyst layer 330 and a capping layer 340 are sequentially formed, and a second silicon oxide layer 313' and an upper surface of the silicon substrate 312' are formed. A first step (S310) of sequentially forming a second silicon nitride layer 314'; A second step (S320) of changing the amorphous carbon layer 322' to a graphene layer; The catalyst layer 330 and the capping layer 340 Step 3 (S330) for removing ); Step 4 (S340) for forming a mask pattern 350 on the second silicon nitride layer 314'; First reactive ion etching using the mask pattern 350 The silicon nitride frame portion 314 and the second silicon oxide frame portion 313 are formed by removing exposed areas of the second silicon nitride layer 314 ′ and the second silicon oxide layer 313 ′ through a process. The fifth step (S350); the silicon frame by removing the exposed region of the silicon substrate 312' through a radical etching process using the silicon nitride frame portion 314 and the second silicon oxide frame portion 313 as a mask A sixth step (S360) of forming a portion 312; a second reactive ion etching using the silicon nitride frame portion 314, the second silicon oxide frame portion 313, and the silicon frame portion 312 as a mask. A seventh step (S370) of forming the first silicon oxide frame portion 311 by removing an exposed region of the first silicon oxide layer 311 ′ through a process may be included.

상기 제1 단계(S310)에 있어서, 상기 제1 실리콘 산화물층(311’제1 실리콘 질화물층(320), 제2 실리콘 산화물층(313’및 제2 실리콘 질화물층(314’을 형성하는 공정은 상기 도 5 및 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 설명한 상기 제1 실리콘 산화물층(211’제1 실리콘 질화물층(220), 제2 실리콘 산화물층(213’및 제2 실리콘 질화물층(214’의 형성 공정과 실질적으로 동일하고, 상기 비정질 탄소층(322’촉매층(330) 및 캡핑층(340)을 형성하는 공정은 도 2 및 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 설명한 상기 비정질 탄소층(120’촉매층(130) 및 캡핑층(140)을 형성하는 공정과 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다. In the first step (S310), the process of forming the first silicon oxide layer 311' first silicon nitride layer 320, second silicon oxide layer 313' and second silicon nitride layer 314' is Formation of the first silicon oxide layer 211' first silicon nitride layer 220, second silicon oxide layer 213' and second silicon nitride layer 214' described with reference to FIGS. 5 and 6A to 6D. The process of forming the amorphous carbon layer 322' catalyst layer 330 and the capping layer 340 is substantially the same as the process, and the amorphous carbon layer 120' catalyst layer (described in reference to FIGS. 2 and 3A to 3F) 130) and the process of forming the capping layer 140 is substantially the same, so detailed descriptions thereof will be omitted.

상기 제2 단계(S320) 및 상기 제3 단계(S330)에 있어서, 상기 비정질 탄소층(322’을 그래핀층으로 변환한 후 상기 촉매층(330) 및 캡핑층(340)을 제거하는 공정은 도 2 및 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 설명한 상기 비정질 탄소층(120’을 그래핀층으로 변환한 후 상기 촉매층(130) 및 캡핑층(140)을 제거하는 공정과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다. In the second step (S320) and the third step (S330), the process of removing the catalyst layer 330 and the capping layer 340 after converting the amorphous carbon layer 322' into a graphene layer is shown in FIG. And the process of removing the catalyst layer 130 and the capping layer 140 after converting the amorphous carbon layer 120 ′ to the graphene layer described with reference to FIGS. 3A to 3F, and thus overlapping detailed Description is omitted.

상기 제5 단계(S350), 제6 단계(S360) 및 제7 단계(S370)는 도 5 및 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 설명한 제2단계(S220) 내지 제5 단계(S250)와 실질적으로 동일하므로 이들에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.The fifth step (S350), the sixth step (S360) and the seventh step (S370) are substantially the second steps (S220) to the fifth step (S250) described with reference to FIGS. 5 and 6A to 6D. Since it is the same, redundant detailed description of them is omitted.

본 발명의 펠리클 구조체 및 이의 제조방법에 따르면, 펠리클막으로 작용하는 실리콘질화물막 및/또는 그래핀막이 제조과정에 손상되는 것을 현저하게 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 펠리클을 제작하는 공정시간을 현저하게 감소시킬 수 있다. According to the pellicle structure of the present invention and a method for manufacturing the same, not only can the silicon nitride film and/or graphene film acting as the pellicle film be significantly damaged in the manufacturing process, but also the process time for manufacturing the pellicle is significantly reduced I can do it.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.

100: 펠리클 구조체 110: 프레임 지지체
111: 실리콘 프레임부 112: 확산 방지 프레임부
120: 그래핀막
100: pellicle structure 110: frame support
111: silicone frame portion 112: diffusion preventing frame portion
120: graphene film

Claims (17)

다층 그래핀으로 형성된 펠리클막; 및
상기 펠리클막의 하부에 부착 또는 결합되고, 가운데 부분에 상기 그래핀막을 노출시키는 관통 개구가 형성된 프레임 지지체를 포함하고,
상기 프레임 지지체는 n-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(n-type Si) 또는 p-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(p-type Si)으로 형성된 실리콘 프레임부; 및 상기 실리콘 프레임부와 동일한 평면 형상을 갖고 상기 실리콘 프레임보다 작은 두께를 가지며 상기 그래핀막과 상기 실리콘 프레임부 사이에 배치되어 상기 실리콘 프레임부와 상기 그래핀막 사이의 원소 확산을 방지하는 확산 방지 프레임부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체.
A pellicle film formed of multilayer graphene; And
Includes a frame support attached to or coupled to the lower portion of the pellicle film, a through opening exposing the graphene film in the center portion,
The frame support may include a silicon frame portion formed of n-type dopant-doped crystalline silicon (n-type Si) or p-type dopant-doped crystalline silicon (p-type Si); And a diffusion preventing frame part having the same planar shape as the silicon frame part and having a thickness smaller than that of the silicon frame and disposed between the graphene film and the silicon frame part to prevent element diffusion between the silicon frame part and the graphene film. Pelicle structure, characterized in that it comprises.
제1항에 있어서,
상기 펠리클막은 1 내지 50 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체.
According to claim 1,
The pellicle film is characterized in that it has a thickness of 1 to 50 nm, pellicle structure.
제1항에 있어서,
상기 실리콘 프레임부는 700 내지 800㎛의 두께를 갖고, 상기 확산 방지 프레임부는 25 nm 이상 1 ㎛ 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체.
According to claim 1,
The silicon frame portion has a thickness of 700 to 800㎛, characterized in that the diffusion-prevention frame portion has a thickness of 25 nm or more and 1 μm or less, a pellicle structure.
제1항에 있어서,
상기 확산 방지 프레임부는 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)로 형성된 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체.
According to claim 1,
The diffusion preventing frame portion is characterized in that formed of silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx), a pellicle structure.
실리콘 기판 상에 확산 방지층, 비정질 탄소층, 금속 촉매층 및 상기 금속 촉매층의 금속보다 높은 녹는점을 갖는 금속으로 형성된 캡핑층을 순차적으로 형성하는 제1 단계;
상기 비정질 탄소층을 열처리하여 그래핀층으로 변환시키는 제2 단계;
상기 촉매층 및 상기 캡핑층을 제거하는 제3 단계;
상기 실리콘 기판의 하부면 상에 마스크 패턴을 형성하는 제4 단계;
상기 마스크 패턴에 의해 노출된 상기 실리콘 기판 및 확산 방지층 영역을 라디컬 식각 공정을 통해 식각하여 프레임 지지체를 형성하는 제5 단계; 및
상기 마스크 패턴을 제거하는 제6 단계를 포함하는, 펠리클 구조체의 제조방법.
A first step of sequentially forming a diffusion barrier layer, an amorphous carbon layer, a metal catalyst layer, and a capping layer formed of a metal having a higher melting point than the metal of the metal catalyst layer on a silicon substrate;
A second step of converting the amorphous carbon layer to a graphene layer by heat treatment;
A third step of removing the catalyst layer and the capping layer;
A fourth step of forming a mask pattern on the bottom surface of the silicon substrate;
A fifth step of forming a frame support by etching the silicon substrate and the diffusion barrier layer region exposed by the mask pattern through a radical etching process; And
And a sixth step of removing the mask pattern.
제5항에 있어서,
상기 실리콘 기판은 인(P), 비소(As) 또는 안티몬(Sb)이 0.0000015% 이상 0.3% 이하로 도핑된 단결정 실리콘 웨이퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체의 제조방법.
The method of claim 5,
The silicon substrate is characterized in that it comprises a single crystal silicon wafer doped with phosphorus (P), arsenic (As) or antimony (Sb) of 0.0000015% or more and 0.3% or less, a method of manufacturing a pellicle structure.
제5항에 있어서,
상기 확산 방지층은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 25 nm 이상 1 ㎛ 이하의 두께로 증착하여 형성된 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체의 제조방법.
The method of claim 5,
The diffusion barrier layer is characterized in that formed by depositing a silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) to a thickness of 25 nm or more and 1 μm or less, a method of manufacturing a pellicle structure.
제5항에 있어서,
상기 촉매층은 니켈(Ni)로 형성되고, 상기 캡핑층은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 탄탈륨(Ta)으로 형성된 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체의 제조방법.
The method of claim 5,
The catalyst layer is formed of nickel (Ni), the capping layer is characterized in that formed of tungsten (W), molybdenum (Mo) or tantalum (Ta), a method of manufacturing a pellicle structure.
제5항에 있어서,
상기 비정질 탄소층을 상기 그래핀층으로 변환시키는 열처리는 700 내지 1000℃에서 수소(H2), 질소(N2) 또는 불활성 가스 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체의 제조방법.
The method of claim 5,
Heat treatment for converting the amorphous carbon layer to the graphene layer is characterized in that is carried out in a hydrogen (H2), nitrogen (N2) or inert gas atmosphere at 700 to 1000 ℃, the method of manufacturing a pellicle structure.
제5항에 있어서,
상기 마스크 패턴은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx), PDMS 또는 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체의 제조방법.
The method of claim 5,
The mask pattern is characterized in that it is formed of silicon oxide (SiO2), silicon nitride (SiNx), PDMS or metal, a method of manufacturing a pellicle structure.
제5항에 있어서,
상기 5단계는 ClF3, ClF2, ClF, Cl2, CF4, C4F8, SF6 및 NXO으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 플라즈마로부터 추출된 라디컬을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체의 제조방법.
The method of claim 5,
The fifth step is characterized in that it is performed using radicals extracted from one or more plasmas selected from the group consisting of ClF 3 , ClF 2 , ClF, Cl 2 , CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 and N X O. A method of manufacturing a pellicle structure.
실리콘 질화물 막으로 형성된 펠리클막; 및
상기 펠리클막의 하부에 부착 또는 결합되고, 가운데 부분에 상기 그래핀막을 노출시키는 관통 개구가 형성된 프레임 지지체를 포함하고,
상기 프레임 지지체는 상기 펠리클막이 직접 부착 또는 결합되는 제1 실리콘산화물 프레임부; 상기 제1 실리콘산화물 프레임부 상에 적층되고 n-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(n-type Si) 또는 p-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(p-type Si)으로 형성된 실리콘 프레임부; 상기 실리콘 프레임부 상에 적층된 제2 실리콘산화물 프레임부; 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부 상에 적층된 실리콘질화물 프레임부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체.
A pellicle film formed of a silicon nitride film; And
Includes a frame support attached to or coupled to the lower portion of the pellicle film, a through opening exposing the graphene film in the center portion,
The frame support includes a first silicon oxide frame portion to which the pellicle film is directly attached or coupled; A silicon frame portion formed of crystalline silicon (n-type Si) doped with an n-type dopant material or doped crystalline silicon doped with a p-type dopant material (p-type Si); A second silicon oxide frame portion stacked on the silicon frame portion; And a silicon nitride frame portion stacked on the second silicon oxide frame portion.
실리콘 기판의 하부면 상에 제1 실리콘 산화물층 및 제1 실리콘 질화물층을 순차적으로 형성하고, 상기 실리콘 기판의 상부면 상에 제2 실리콘 산화물층 및 제2 실리콘 질화물층을 순차적으로 형성하는 제1 단계;
상기 제2 실리콘 질화물층 상에 마스크 패턴을 형성하는 제2 단계;
상기 마스크 패턴을 이용한 제1 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제2 실리콘 질화물층 및 상기 제2 실리콘 산화물층의 노출 영역을 제거함으로써 실리콘질화물 프레임부 및 제2 실리콘산화물 프레임부를 각각 형성하는 제3 단계;
상기 실리콘질화물 프레임부 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부를 마스크로 이용한 라디컬 식각 공정을 통해 실리콘 기판의 노출 영역을 제거함으로써 실리콘 프레임부를 형성하는 제4 단계;
상기 실리콘질화물 프레임부, 상기 제2 실리콘산화물 프레임부 및 상기 실리콘 프레임부를 마스크로 이용한 제2 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제1 실리콘 산화물층의 노출 영역을 제거함으로써 상기 제1 실리콘산화물 프레임부를 형성하는 제5 단계를 포함하는, 펠리클 구조체의 제조방법.
A first silicon oxide layer and a first silicon nitride layer are sequentially formed on a lower surface of the silicon substrate, and a second silicon oxide layer and a second silicon nitride layer are sequentially formed on the upper surface of the silicon substrate. step;
A second step of forming a mask pattern on the second silicon nitride layer;
A third step of forming a silicon nitride frame portion and a second silicon oxide frame portion by removing exposed areas of the second silicon nitride layer and the second silicon oxide layer through a first reactive ion etching process using the mask pattern;
A fourth step of forming a silicon frame part by removing an exposed region of the silicon substrate through a radical etching process using the silicon nitride frame part and the second silicon oxide frame part as a mask;
The silicon nitride frame portion, the second silicon oxide frame portion, and the first silicon oxide frame portion are formed by removing the exposed region of the first silicon oxide layer through a second reactive ion etching process using the silicon frame portion as a mask. A method of manufacturing a pellicle structure comprising the fifth step.
제13항에 있어서,
상기 제1 및 제2 반응성 이온식각 공정은 아르곤(Ar), 산소(O2) 및 SF6 가스를 이용하여 생성된 이온을 이용하여 수행되고,
상기 라디컬 식각 공정은 ClF3, ClF2, ClF, Cl2, CF4, C4F8, SF6 및 NXO으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 플라즈마로부터 추출된 라디컬을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체의 제조방법.
The method of claim 13,
The first and second reactive ion etching processes are performed using ions generated using argon (Ar), oxygen (O2), and SF6 gas,
The radical etching process is performed using radicals extracted from one or more plasmas selected from the group consisting of ClF 3 , ClF 2 , ClF, Cl 2 , CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 and N X O Characterized in that, the method of manufacturing a pellicle structure.
제13항에 있어서,
상기 라디컬 식각 공정 동안, 상기 제1 실리콘 산화물층은 식각저지층(etch stop layer)로 기능하는 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체의 제조방법.
The method of claim 13,
During the radical etching process, the first silicon oxide layer is characterized in that it functions as an etch stop layer (etch stop layer), a method of manufacturing a pellicle structure.
실리콘 질화물막 및 다층 그래핀의 적층 구조를 포함하는 펠리클막; 및
상기 실리콘 질화물막의 하부에 부착 또는 결합되고, 가운데 부분에 상기 그래핀막을 노출시키는 관통 개구가 형성된 프레임 지지체를 포함하고,
상기 프레임 지지체는 상기 실리콘 질화물막이 직접 부착 또는 결합되는 제1 실리콘산화물 프레임부; 상기 제1 실리콘산화물 프레임부 상에 적층되고 n-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(n-type Si) 또는 p-형 도펀트 물질이 도핑된 결정질 실리콘(p-type Si)으로 형성된 실리콘 프레임부; 상기 실리콘 프레임부 상에 적층된 제2 실리콘산화물 프레임부; 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부 상에 적층된 실리콘질화물 프레임부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펠리클 구조체.
A pellicle film including a stacked structure of a silicon nitride film and a multilayer graphene; And
The silicon nitride film is attached to or attached to the lower portion, and includes a frame support having a through opening exposing the graphene film in the center portion,
The frame support includes a first silicon oxide frame portion to which the silicon nitride film is directly attached or coupled; A silicon frame formed on the first silicon oxide frame portion and formed of crystalline silicon doped with n-type dopant material (n-type Si) or crystalline silicon doped with p-type dopant material (p-type Si); A second silicon oxide frame portion stacked on the silicon frame portion; And a silicon nitride frame portion stacked on the second silicon oxide frame portion.
실리콘 기판의 하부면 상에 제1 실리콘 산화물층, 제1 실리콘 질화물층, 비정질 탄소층, 촉매층 및 캡핑층을 순차적으로 형성하고, 상기 실리콘 기판의 상부면 상에 제2 실리콘 산화물층 및 제2 실리콘 질화물층을 순차적으로 형성하는 제1 단계;
상기 비정질 탄소층을 그래핀층으로 변화하는 제2 단계;
상기 촉매층 및 상기 캡핑층을 제거하는 제3 단계;
상기 제2 실리콘 질화물층 상에 마스크 패턴을 형성하는 제4 단계;
상기 마스크 패턴을 이용한 제1 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제2 실리콘 질화물층 및 상기 제2 실리콘 산화물층의 노출 영역을 제거함으로써 실리콘질화물 프레임부 및 제2 실리콘산화물 프레임부를 각각 형성하는 제5 단계;
상기 실리콘질화물 프레임부 및 상기 제2 실리콘산화물 프레임부를 마스크로 이용한 라디컬 식각 공정을 통해 실리콘 기판의 노출 영역을 제거함으로써 실리콘 프레임부를 형성하는 제6 단계;
상기 실리콘질화물 프레임부, 상기 제2 실리콘산화물 프레임부 및 상기 실리콘 프레임부를 마스크로 이용한 제2 반응성 이온식각 공정을 통해 상기 제1 실리콘 산화물층의 노출 영역을 제거함으로써 상기 제1 실리콘산화물 프레임부를 형성하는 제7 단계를 포함하는, 펠리클 구조체의 제조방법.
A first silicon oxide layer, a first silicon nitride layer, an amorphous carbon layer, a catalyst layer and a capping layer are sequentially formed on a lower surface of the silicon substrate, and a second silicon oxide layer and a second silicon on the upper surface of the silicon substrate A first step of sequentially forming a nitride layer;
A second step of changing the amorphous carbon layer to a graphene layer;
A third step of removing the catalyst layer and the capping layer;
A fourth step of forming a mask pattern on the second silicon nitride layer;
A fifth step of forming a silicon nitride frame portion and a second silicon oxide frame portion by removing exposed areas of the second silicon nitride layer and the second silicon oxide layer through a first reactive ion etching process using the mask pattern;
A sixth step of forming a silicon frame part by removing an exposed region of the silicon substrate through a radical etching process using the silicon nitride frame part and the second silicon oxide frame part as a mask;
The silicon nitride frame portion, the second silicon oxide frame portion, and the first silicon oxide frame portion are formed by removing the exposed region of the first silicon oxide layer through a second reactive ion etching process using the silicon frame portion as a mask. A method of manufacturing a pellicle structure comprising the seventh step.
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