KR20220112519A - 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 통기성이 확보된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임에 관한 것이다. 본 발명은 펠리클 막을 지지하기 위한 중공의 통 형상의 펠리클 프레임으로서, 내측 면과 외측 면을 구비하며, 가스가 상기 내측 면과 상기 외측 면 및 그 사이 구간을 통과할 수 있도록, 복수의 기공들이 형성된 다공성 프레임과, 상기 다공성 프레임의 상면에 결합하는 상부 보강 프레임과, 상기 다공성 프레임의 하면에 결합하는 하부 보강 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다. 본 발명에 따른 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임은 통기성을 확보하면서도 기계적 강도가 우수하며, 아웃 가스의 발생도 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
Description
본 발명은 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 통기성이 확보된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임에 관한 것이다.
반도체 디바이스 또는 액정 표시판 등의 제조에 포토리소그라피라는 방법이 사용된다. 포토리소그라피에서는 패터닝의 원판으로서 마스크가 사용되고, 마스크 상의 패턴이 웨이퍼 또는 액정용 기판에 형성된 각종 층에 전사된다.
이 마스크에 먼지가 부착되어 있으면 이 먼지로 인하여 빛이 흡수되거나, 반사되기 때문에 전사한 패턴이 손상되어 반도체 장치나 액정 표시판 등의 성능이나 수율의 저하를 초래한다.
따라서, 이들의 작업은 보통 클린룸에서 행해지지만 이 클린룸 내에도 먼지가 존재하므로, 마스크 표면에 먼지가 부착하는 것을 방지하기 위하여 펠리클을 부착하는 방법이 사용된다.
이 경우, 먼지는 마스크의 표면에는 직접 부착되지 않고, 펠리클 막 위에 부착되고, 리소그라피 시에는 초점이 마스크의 패턴 상에 일치되어 있으므로 펠리클 상의 먼지는 초점이 맞지 않아 패턴에 전사되지 않는 이점이 있다.
점차 반도체 제조용 노광 장치의 요구 해상도는 높아져 가고 있고, 그 해상도를 실현하기 위해서 광원의 파장이 점점 더 짧아지고 있다. 구체적으로, UV 광원은 자외광 g선(436㎚), I선(365㎚), KrF 엑시머 레이저(248㎚), ArF 엑시머 레이저(193㎚)에서 극자외선(EUV, extreme Ultraviolet, 13.5㎚)으로 점점 파장이 짧아지고 있다.
이러한 극자외선을 이용한 노광 기술을 실현하기 위해서는 새로운 광원, 레지스트, 마스크, 펠리클의 개발이 불가결하다. 즉, 종래의 유기 펠리클 막은 높은 에너지를 가진 노광 광원에 의해서 물성이 변화되고, 수명이 짧기 때문에 극자외선용 펠리클에는 사용되기 어렵다는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 다양한 시도가 진행되고 있다.
예를 들어, 공개특허 제2009-0088396호에는 에어로겔 필름으로 이루어진 펠리클이 개시되어 있다.
그리고 공개특허 제2009-0122114호에는 실리콘 단결정 막으로 이루어지는 펠리클 막과 그 펠리클 막을 지지하는 베이스 기판을 포함하며, 베이스 기판에는 60% 이상의 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 극자외선용 펠리클이 개시되어 있다.
공개특허 제2009-0122114호에 개시된 극자외선용 펠리클은 극자외선의 투과를 위해서 실리콘 단결정 막을 박막으로 형성하여야 한다. 이러한 실리콘 단결정 박막은 작은 충격에도 쉽게 손상될 수 있으므로, 이를 지지하기 위한 베이스 기판을 사용한다. 이러한 베이스 기판의 보강 틀은 일정한 패턴을 형성하며, 이 패턴이 리소그라피 공정에서 기판에 전사된다는 문제가 있다. 또한, 투과율이 60% 정도로 매우 낮다는 문제가 있다.
극자외선은 파장이 짧기 때문에 에너지가 매우 높으며, 투과율이 낮기 때문에 상당량의 에너지가 펠리클 막과 베이스 기판에 흡수되어 펠리클 막과 베이스 기판이 가열될 수 있다. 따라서 펠리클 막과 베이스 기판의 재질이 서로 다를 경우에는 리소그라피 공정에서 발생하는 열에 의한 열팽창 차이에 의해서 변형이 발생할 수 있다는 문제 또한 있다.
펠리클 막을 보강하기 위한 별도의 베이스 기판을 사용하지 않는 프리스텐딩 펠리클을 사용하는 방법도 개시되어 있다.
예를 들어, 본 출원인에 의해서 출원되어 등록된 등록특허 제1552940호에는 니켈 호일에 흑연 박막을 형성한 후 니켈 호일을 염화철이 포함된 수용액을 이용하여 에칭하여 흑연 박막을 얻는 방법이 개시되어 있다.
또한, 본 출원인에 의해서 출원되어 등록된 등록특허 제1303795호, 제1940791호에는 유기물 기판에 지르코늄 또는 몰리브덴 금속 박막 층, 실리콘 박막 층, 탄화규소 박막 층 또는 카본 박막 층을 형성한 후 유기물 기판을 용매를 이용하여 용해하여 펠리클 막을 얻는 방법이 개시되어 있다.
또한, 실리콘 기판의 양면에 질화규소 층을 형성하고, 실리콘 기판의 윗면의 질화규소 층 위에 극자외선의 투과율이 높은 코어 층인 단결정 또는 다결정 실리콘 층, 질화규소 층, 캐핑 층을 순차적으로 형성한 후, 실리콘 기판의 아랫면에 형성된 질화규소 층에 포토레지스트를 도포한 후 패터닝하고, 질화규소 층의 중심부를 건식에칭으로 제거하고, 실리콘 기판의 중심부를 습식에칭으로 제거하여 극자외선이 투과되는 윈도우를 형성하여 펠리클을 제조하는 방법도 사용되고 있다.
또한, 코어 층으로 열전도도가 높고, 극자외선의 흡수율이 낮은 그래핀 층을 사용하는 방법도 연구되고 있다. 종래의 방법에서는 그래핀 층을 전이금속 촉매 층이 형성된 기판에 탄화수소를 포함한 혼합가스를 주입하여 열처리함으로써 탄소를 흡착시킨 후 냉각하는 방법으로 형성하였으며, 이 그래핀 층을 기판에서 분리한 후, 질화규소 층이 형성된 실리콘 기판에 전사하였다.
또한, 펠리클 막을 지지하는 펠리클 프레임으로 종래에는 강성과 가공성만을 고려하여 알루미늄, 스테인리스, 폴리에틸렌 등을 사용하고 있었다. 그러나 고에너지의 극자외선을 이용한 노광시에는 광 에너지에 의한 온도 상승으로 인한 펠리클 프레임의 수축과 팽창에 의해 펠리클 막에 주름이 발생하거나 파손될 수 있다는 문제가 있다.
따라서 펠리클 프레임의 재료로 열팽창 계수가 낮은 Si, SiC, SiN 등의 재료를 사용하는 방법이 연구되고 있다. 그러나 이러한 재료는 펠리클 내부와 외부의 압력차를 완화하기 위한 통기구를 가공하기 어렵다는 문제가 있었다. 통상 펠리클 프레임의 측면에는 펠리클을 포토 마스크에 부착하거나 박리할 때 압력차에 의해서 펠리클 막이 손상되는 것을 방지하기 위한 통기구가 형성된다.
또한, 고에너지의 극자외선을 이용한 노광시에 발생하는 열의 펠리클 외부로의 방출이 필요하다는 요구도 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위한 방법으로서, 공개특허 제2008-0099920호와, 등록특허 제1866017호에는 다공성 펠리클 프레임을 사용하는 방법이 개시되어 있다.
그러나 다공성 펠리클 프레임은 기계적 강도가 낮다는 문제가 있었으며, 다공성 프레임에 직접 접착제를 도포한 후에 펠리클 막을 접착할 경우에 접착제가 다공성 프레임의 기공으로 유입되어 아웃 가스가 발생할 가능성이 크다는 문제점도 있었다.
또한, 통기를 위한 기공의 크기 조건과 파티클의 유입 방지를 위한 기공의 크기 조건을 동시에 만족하기 어렵다는 문제가 있었다.
즉, 통기를 위해서 기공의 크기를 키우면, 레티클과 펠리클에 의해 둘러싸인 내부 공간으로 파티클이 유입될 수 있어서, 레티클이 오염될 수 있으며, 반대로 파티클의 유입을 방지하기 위해 기공의 크기를 줄이면, 통기성이 확보되지 않는다는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 통기성을 확보하면서도 기계적 강도가 우수한 새로운 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 펠리클 막을 지지하기 위한 중공의 통 형상의 펠리클 프레임으로서, 내측 면과 외측 면을 구비하며, 가스가 상기 내측 면과 상기 외측 면 및 그 사이 구간을 통과할 수 있도록, 복수의 기공들이 형성된 다공성 프레임과, 상기 다공성 프레임의 상면에 결합하는 상부 보강 프레임과, 상기 다공성 프레임의 하면에 결합하는 하부 보강 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다.
또한, 상기 상부 보강 프레임의 상기 펠리클 막이 부착되는 표면에는 상기 펠리클 막을 접착하기 위한 접착제가 도포되는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다.
또한, 상기 하부 보강 프레임의 레티클과 접하는 표면에는 상기 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 상기 레티클에 고정하기 위한 점착제가 도포되는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다.
또한, 상기 다공성 프레임은 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 이트리아(Y2O3), 지르코니아(ZrO2), 질화붕소(BN), 규소(Si), 탄화규소(SiC), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 탄소(C), 그라핀(Graphene), 그라파이트(Graphite), 탄소나노튜브(CNT), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 질화규소(Si3N4), 인바(Invar), 초인바(Super Invar), 스테인레스 인바(Stainless Invar), 코바(Kovar), 티타늄(Ti), 철(Fe), 니켈(Ni), 붕화하프늄(HfB2), 붕화지르코늄(ZrB2), 붕화탄탈럼(TaB2), 붕화나이오븀(NbB2), 붕화몰리브데넘(MoB2), 붕화텅스텐(WB), 티타늄실리사이드(TiSi2), 지르코늄실리사이드(ZrSi2), 나이오븀실리사이드(NbSi2), 탄탈럼실리사이드(TaSi2), 몰리브데넘실리사이드(MoSi2), 텅스텐실리사이드(WSi2), 질화티타늄(TiN), 질화지르코늄(ZrN), 질화하프늄(HfN), 질화탄탈럼(TaN), 탄화티타늄(TiC), 탄화지르코늄(ZrC), 탄화나이오븀(NbC), 탄화탄탈럼(TaC), 탄화몰리브데넘(Mo2C), 탄화텅스텐(WC), 탄화텅스텐(W2C), 탄화붕소(B4C), 붕화규소(B4Si) 중 하나로 이루어지거나 이들 중 적어도 하나를 포함한 복합재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다.
또한, 상기 상부 보강 프레임과 하부 보강 프레임은 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 이트리아(Y2O3), 지르코니아(ZrO2), 질화붕소(BN), 규소(Si), 탄화규소(SiC), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 탄소(C), 그라핀(Graphene), 그라파이트(Graphite), 탄소나노튜브(CNT), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 질화규소(Si3N4), 인바(Invar), 초인바(Super Invar), 스테인레스 인바(Stainless Invar), 코바(Kovar), 티타늄(Ti), 철(Fe), 니켈(Ni), 붕화하프늄(HfB2), 붕화지르코늄(ZrB2), 붕화탄탈럼(TaB2), 붕화나이오븀(NbB2), 붕화몰리브데넘(MoB2), 붕화텅스텐(WB), 티타늄실리사이드(TiSi2), 지르코늄실리사이드(ZrSi2), 나이오븀실리사이드(NbSi2), 탄탈럼실리사이드(TaSi2), 몰리브데넘실리사이드(MoSi2), 텅스텐실리사이드(WSi2), 질화티타늄(TiN), 질화지르코늄(ZrN), 질화하프늄(HfN), 질화탄탈럼(TaN), 탄화티타늄(TiC), 탄화지르코늄(ZrC), 탄화나이오븀(NbC), 탄화탄탈럼(TaC), 탄화몰리브데넘(Mo2C), 탄화텅스텐(WC), 탄화텅스텐(W2C), 탄화붕소(B4C), 붕화규소(B4Si) 중 하나로 이루어지거나 이들 중 적어도 하나를 포함한 복합재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다.
또한, 상기 다공성 프레임은, 제1 내측 면과 제1 외측 면을 구비하며, 가스가 상기 제1 내측 면과 상기 제1 외측 면 및 그 사이 구간을 통과할 수 있도록, 복수의 제1 기공들이 형성된 제1 프레임과, 상기 제1 프레임을 둘러싸는 제2 프레임으로서, 상기 제1 외측 면과 접하는 제2 내측 면과 제2 외측 면을 구비하며, 가스가 상기 제2 내측 면과 상기 제2 외측 면 및 그 사이 구간을 통과할 수 있도록, 복수의 제2 기공들이 형성된 제2 프레임을 포함하며, 상기 제2 기공들은 상기 제1 기공들에 비해서 평균 지름이 큰 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다.
또한, 상기 제1 기공들의 평균 지름은 0.1 내지 0.5㎛이며, 상기 제2 기공들의 평균 지름은 0.5 내지 5㎛이며, 상기 제1 프레임의 기공률은 5 내지 50%이며, 상기 제2 프레임의 기공률은 30 내지 70%인 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다.
또한, 상기 제2 프레임을 둘러싸는 제3 프레임으로서, 상기 제2 외측 면과 접하는 제3 내측 면과 제3 외측 면을 구비하며, 가스가 상기 제3 내측 면과 상기 제3 외측 면 및 그 사이 구간을 통과할 수 있도록, 복수의 제3 기공들이 형성된 제3 프레임을 포함하며, 상기 제3 기공들은 상기 제2 기공들에 비해서 평균 지름이 큰 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다.
또한, 상기 제1 기공들의 평균 지름은 0.1 내지 0.5㎛이며, 상기 제2 기공들의 평균 지름은 0.5 내지 5㎛이며, 상기 제3 기공들의 평균 지름은 5 내지 20㎛이며, 상기 제1 프레임의 기공률은 5 내지 50%이며, 상기 제2 프레임의 기공률은 30 내지 70%이며, 상기 제3 프레임의 기공률은 50 내지 70%인 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다.
또한, 상기 제1 프레임은 외측 모서리 부분이 원형 또는 다각형으로 확장된 사각 통 형태이며, 상기 제2 프레임은 상기 제1 프레임이 끼워질 수 있도록 내측 모서리 부분이 원형 또는 다각형으로 확장된 사각 통 형태인 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다.
본 발명에 따른 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임은 통기성을 확보하면서도 기계적 강도가 우수하며, 아웃 가스의 발생도 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예에 따른 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임은 통기성을 확보하면서도, 파티클의 유입을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 비표면적이 넓기 때문에 극자외선 포토리소그라피 공정에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 용이하다는 장점도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 분해 사시도이다.
도 3은 다공성 프레임의 다른 예의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 다공성 프레임의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5와 6은 다공성 프레임의 또 다른 예들의 평면도들이다.
도 2는 도 1에 도시된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 분해 사시도이다.
도 3은 다공성 프레임의 다른 예의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 다공성 프레임의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5와 6은 다공성 프레임의 또 다른 예들의 평면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 개념도이며, 도 2는 도 1에 도시된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 분해 사시도이다.
도 1과 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임(100)은 대체로 중공의 직사각형 통 형상이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 펠리클 프레임(100)의 일면에는 펠리클 막(2)이 부착된다. 펠리클 프레임(100)의 반대 면은 레티클(1)에 부착된다.
펠리클 막(2)은 단순한 막 형태의 펠리클 막뿐 아니라 테두리 부분에 막을 지지하는 보더가 형성된 형태의 펠리클 막도 포함한다. 예를 들어, 실리콘 기판에 펠리클 막을 구성하는 코어 층과 캐핑 층들을 형성한 후 중심부를 에칭하여 윈도우를 형성하는 방법으로 제조한 펠리클 막도 포함한다.
본 발명에 따른 펠리클 프레임(100)은 가스(G)가 통과하여 외부로 배출되는 것은 허용하고, 파티클(P)이 통과하여 레티클(1)을 오염시키는 것은 방지한다.
도 1과 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임(100)은 다공성 프레임(10)과, 다공성 프레임(10)의 상면(11)에 결합되는 상부 보강 프레임(20)과, 다공성 프레임(10)의 하면(12)에 결합되는 하부 보강 프레임(30)을 포함한다.
다공성 프레임(10)은 대체로 중공의 직사각형 통 형상이다. 다공성 프레임(10)은 내측 면(13)과 외측 면(14)을 구비한다. 그리고 다공성 프레임(10)에는 복수의 기공(15)들이 형성된다. 기공(15)들은 서로 연결되어 있어서, 가스(G)는 내측 면(13)과 외측 면(14) 및 그 사이 구간을 통과할 수 있다.
다공성 프레임은 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 이트리아(Y2O3), 지르코니아(ZrO2), 질화붕소(BN), 규소(Si), 탄화규소(SiC), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 탄소(C), 그라핀(Graphene), 그라파이트(Graphite), 탄소나노튜브(CNT), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 질화규소(Si3N4), 인바(Invar), 초인바(Super Invar), 스테인레스 인바(Stainless Invar), 코바(Kovar), 티타늄(Ti), 철(Fe), 니켈(Ni), 붕화하프늄(HfB2), 붕화지르코늄(ZrB2), 붕화탄탈럼(TaB2), 붕화나이오븀(NbB2), 붕화몰리브데넘(MoB2), 붕화텅스텐(WB), 티타늄실리사이드(TiSi2), 지르코늄실리사이드(ZrSi2), 나이오븀실리사이드(NbSi2), 탄탈럼실리사이드(TaSi2), 몰리브데넘실리사이드(MoSi2), 텅스텐실리사이드(WSi2), 질화티타늄(TiN), 질화지르코늄(ZrN), 질화하프늄(HfN), 질화탄탈럼(TaN), 탄화티타늄(TiC), 탄화지르코늄(ZrC), 탄화나이오븀(NbC), 탄화탄탈럼(TaC), 탄화몰리브데넘(Mo2C), 탄화텅스텐(WC), 탄화텅스텐(W2C), 탄화붕소(B4C), 붕화규소(B4Si) 중 하나로 이루어지거나 이들 중 적어도 하나를 포함한 복합재료로 이루어질 수 있다.
다공성 프레임(10)은 복제 템플릿(replica template) 법, 부분 소결법(partial sintering), 희생 템플릿(sacrificial template) 법, 직접 기공형성법(direct foaming) 등을 이용하여 다공질로 형성할 수 있다.
복제 템플릿 법은 원하는 재료를 포함하는 슬러리에 고분자 템플릿, 예를 들어, 폴리우레탄 폼의 템플릿을 함침(dipping)한 후, 슬러리가 코팅되어 있는 고분자 템플릿을 건조 및 소결 공정을 거쳐 열 분해를 시켜 다공질 구조를 제조하는 공정이다.
부분 소결법(partial sintering)은 원하는 재료의 성형체를 최적의 소결조건에서 벗어난 조건에서 소결함으로써, 소결체 내에 인위적인 기공을 남겨 다공질 구조를 형성하는 공정이다.
희생 템플릿 법은 기공 형성을 위한 템플릿 물질을 원하는 재료와 혼합하여 성형체를 제조한 후, 소결 공정 중에 템플릿 물질만 분해 또는 연소시켜 해당 위치에 기공을 형성하여 다공질 구조를 제조하는 공정이다.
직접 기공형성법은 원하는 재료의 현탁액(suspension)이나 전구체에 기체 또는 기체를 발생시킬 수 있는 발포제를 혼합하여 응고시킨 후, 건조 및 소결을 통해 기공을 형성하여 다공질 구조를 제조하는 공정이다.
상부 보강 프레임(20)과 하부 보강 프레임(30)은 대체로 중공의 직사각형 통 형상이다. 상부 보강 프레임(20)과 하부 보강 프레임(30)은 글라스나 솔더(solder)를 이용하여 다공성 프레임(10)에 결합할 수 있다. 또한, 열처리를 통한 확산 접합, 세라믹 소재를 이용한 접합 등 다른 방법으로 다공성 프레임(10)에 결합할 수도 있다.
또한, CVD나 PVD 공정, 예를 들어, 저압 화학증착(LPCVD) 공정, 원자층 증착(Atomic layer deposition, ALD) 공정, 스퍼터링 공정 등을 통해 다공성 프레임(10)의 상면과 하면에 직접 상부 보강 프레임(20)과 하부 보강 프레임(30) 증착할 수도 있다. 즉, 본 발명에서, '결합'이란 글라스나 솔더를 이용한 접합뿐 아니라 직접 증착하는 방법도 포함한다.
상부 보강 프레임(20)의 상면(21)에는 펠리클 막(2)을 접착하기 위한 접착제(3)가 도포되는 홈(25)이 형성된다. 접착제(3)가 홈(25)에 도포되기 때문에 접착제(3)로부터 발생하는 아웃 가스에 의해서 극자외선이 조사되는 영역이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
하부 보강 프레임(30)의 하면(32)에는 레티클(1)에 펠리클 프레임(100)을 부착하기 위한 점착제(4)가 도포되는 홈(35)이 형성된다. 점착제(4)가 홈(35)에 도포되기 때문에 점착제(4)로부터 발생하는 아웃 가스에 의해서 극자외선이 조사되는 영역이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
상부 보강 프레임(20)과 하부 보강 프레임(30)은 다공성 프레임(10)과 마찬가지로 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 이트리아(Y2O3), 지르코니아(ZrO2), 질화붕소(BN), 규소(Si), 탄화규소(SiC), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 탄소(C), 그라핀(Graphene), 그라파이트(Graphite), 탄소나노튜브(CNT), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 질화규소(Si3N4), 인바(Invar), 초인바(Super Invar), 스테인레스 인바(Stainless Invar), 코바(Kovar), 티타늄(Ti), 철(Fe), 니켈(Ni), 붕화하프늄(HfB2), 붕화지르코늄(ZrB2), 붕화탄탈럼(TaB2), 붕화나이오븀(NbB2), 붕화몰리브데넘(MoB2), 붕화텅스텐(WB), 티타늄실리사이드(TiSi2), 지르코늄실리사이드(ZrSi2), 나이오븀실리사이드(NbSi2), 탄탈럼실리사이드(TaSi2), 몰리브데넘실리사이드(MoSi2), 텅스텐실리사이드(WSi2), 질화티타늄(TiN), 질화지르코늄(ZrN), 질화하프늄(HfN), 질화탄탈럼(TaN), 탄화티타늄(TiC), 탄화지르코늄(ZrC), 탄화나이오븀(NbC), 탄화탄탈럼(TaC), 탄화몰리브데넘(Mo2C), 탄화텅스텐(WC), 탄화텅스텐(W2C), 탄화붕소(B4C), 붕화규소(B4Si) 중 하나로 이루어지거나 이들 중 적어도 하나를 포함한 복합재료로 이루어질 수 있다.
도 3은 다공성 프레임의 다른 예의 평면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 다공성 프레임의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 3과 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 다공성 프레임(110)은 서로 기공의 크기가 다른 제1 프레임(120)과 제2 프레임(130)을 포함한다.
제1 프레임(120)은 대체로 중공의 직사각형 통 형상이다. 제1 프레임(120)은 제1 내측 면(123)과 제1 외측 면(124)을 구비한다. 그리고 제1 프레임(120)에는 복수의 제1 기공(125)들이 형성된다. 제1 기공(125)들은 서로 연결되어 있어서, 가스(G)는 제1 내측 면(123)과 제1 외측 면(124) 및 그 사이 구간을 통과할 수 있다.
제1 프레임(120)은 제2 프레임(130)에서 걸러지지 않고, 제2 프레임(130)을 통과한 작은 파티클(P2)이 레티클(1)과 펠리클 사이의 공간으로 유입되는 것을 최종적으로 차단하는 역할을 한다.
제1 프레임(120)의 제1 기공(125)들의 평균 지름은 0.1 내지 0.5㎛이며, 제1 프레임(120)의 기공률은 5 내지 50%인 것이 바람직하다.
제2 프레임(130)은 제1 프레임(120)을 둘러싼다. 제2 프레임(130)은 제1 외측 면(124)과 접하는 제2 내측 면(133)과 제2 외측 면(134)을 구비한다. 그리고 제2 프레임(130)에는 복수의 제2 기공(135)들이 형성된다. 제2 기공(135)들은 서로 연결되어 있어서, 가스(G)는 제2 내측 면(133)과 제2 외측 면(134) 및 그 사이 구간을 통과할 수 있다.
제2 프레임(130)은 크기가 비교적 큰 파티클(P1)을 일차적으로 걸러내는 역할을 한다. 대부분의 파티클(P1)들은 제2 프레임(130)에 의해서 걸러지며, 제2 프레임(130)의 제2 기공(135)을 통과한 소수의 미세한 파티클(P2)들은 제1 프레임(120)에 의해서 차단된다.
제2 기공(135)들은 제1 기공(125)들에 비해서 평균 지름이 크다. 제2 프레임(135)의 제2 기공(135)들의 평균 지름은 0.5 내지 5㎛이며, 제2 프레임(130)의 기공률은 30 내지 70%인 것이 바람직하다.
제1 프레임(120)과 제2 프레임(130)은 도 1에 도시된 실시예와 마찬가지로, 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 이트리아(Y2O3), 지르코니아(ZrO2), 질화붕소(BN), 규소(Si), 탄화규소(SiC), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 탄소(C), 그라핀(Graphene), 그라파이트(Graphite), 탄소나노튜브(CNT), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 질화규소(Si3N4), 인바(Invar), 초인바(Super Invar), 스테인레스 인바(Stainless Invar), 코바(Kovar), 티타늄(Ti), 철(Fe), 니켈(Ni), 붕화하프늄(HfB2), 붕화지르코늄(ZrB2), 붕화탄탈럼(TaB2), 붕화나이오븀(NbB2), 붕화몰리브데넘(MoB2), 붕화텅스텐(WB), 티타늄실리사이드(TiSi2), 지르코늄실리사이드(ZrSi2), 나이오븀실리사이드(NbSi2), 탄탈럼실리사이드(TaSi2), 몰리브데넘실리사이드(MoSi2), 텅스텐실리사이드(WSi2), 질화티타늄(TiN), 질화지르코늄(ZrN), 질화하프늄(HfN), 질화탄탈럼(TaN), 탄화티타늄(TiC), 탄화지르코늄(ZrC), 탄화나이오븀(NbC), 탄화탄탈럼(TaC), 탄화몰리브데넘(Mo2C), 탄화텅스텐(WC), 탄화텅스텐(W2C), 탄화붕소(B4C), 붕화규소(B4Si) 중 하나로 이루어지거나 이들 중 적어도 하나를 포함한 복합재료로 이루어질 수 있다.
제2 프레임(130)은 제1 프레임(120)과 동일한 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 극자외선에 의해서 다공성 프레임(110)이 가열될 때 열팽창률 차이에 의해서 제1 프레임(120)과 제2 프레임(130)이 분리될 수 있기 때문이다.
제1 프레임(120)과 제2 프레임(130)은 글라스나 솔더(solder)를 이용하여 접합하거나, 열처리를 통한 확산 접합, 세라믹 소재를 이용한 접합 등의 방법으로 접합할 수 있다. 또한, 접착제를 이용하여 결합할 수 있다. 접착제에 의해서 기공이 막힐 수 있으므로, 접착제로는 점도가 높아서, 제1 프레임(120)과 제2 프레임(130)의 기공으로 침투하기 어려운 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 접착제를 제1 프레임(120)의 모서리 부분과 장변과 단변의 중심부 등 일부 구간에만 도포할 수도 있다.
이와 같이, 다공성 프레임(110)의 내측 일부인 제1 프레임(120)의 제1 기공(125)의 지름만을 미세한 파티클(P2)도 통과할 수 없는 안전한 수준으로 줄이고, 나머지 부분인 제2 프레임(130)의 제2 기공(135)의 지름을 어느 정도 키움으로써, 통기성을 확보함과 동시에 파티클(P1, P2)의 유입을 방지할 수 있다.
도 5는 다공성 프레임의 또 다른 예의 평면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 다공성 프레임(210)은 대체로 중공의 직사각형 통 형상이다.
본 실시예의 다공성 프레임(210)은 제1 프레임(220), 제2 프레임(230) 및 제3 프레임(240)을 포함한다.
제1 프레임(220), 제2 프레임(230) 및 제3 프레임(240)은 도 1에 도시된 실시예와 마찬가지로, 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 이트리아(Y2O3), 지르코니아(ZrO2), 질화붕소(BN), 규소(Si), 탄화규소(SiC), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 탄소(C), 그라핀(Graphene), 그라파이트(Graphite), 탄소나노튜브(CNT), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 질화규소(Si3N4), 인바(Invar), 초인바(Super Invar), 스테인레스 인바(Stainless Invar), 코바(Kovar), 티타늄(Ti), 철(Fe), 니켈(Ni), 붕화하프늄(HfB2), 붕화지르코늄(ZrB2), 붕화탄탈럼(TaB2), 붕화나이오븀(NbB2), 붕화몰리브데넘(MoB2), 붕화텅스텐(WB), 티타늄실리사이드(TiSi2), 지르코늄실리사이드(ZrSi2), 나이오븀실리사이드(NbSi2), 탄탈럼실리사이드(TaSi2), 몰리브데넘실리사이드(MoSi2), 텅스텐실리사이드(WSi2), 질화티타늄(TiN), 질화지르코늄(ZrN), 질화하프늄(HfN), 질화탄탈럼(TaN), 탄화티타늄(TiC), 탄화지르코늄(ZrC), 탄화나이오븀(NbC), 탄화탄탈럼(TaC), 탄화몰리브데넘(Mo2C), 탄화텅스텐(WC), 탄화텅스텐(W2C), 탄화붕소(B4C), 붕화규소(B4Si) 중 하나로 이루어지거나 이들 중 적어도 하나를 포함한 복합재료로 이루어질 수 있다.
제1 프레임(220)의 제1 기공(225)들의 평균 지름은 0.1 내지 0.5㎛이며, 제2 프레임(230)의 제2 기공(235)들의 평균 지름은 0.5 내지 5㎛이며, 제3 프레임(240)의 제3 기공(245)들의 평균 지름은 5 내지 20㎛인 것이 바람직하다. 즉, 외측 프레임일수록 기공의 평균 지름이 커진다.
그리고 제1 프레임(220)의 기공률은 5 내지 50%이며, 제2 프레임(230)의 기공률은 30 내지 70%이며, 제3 프레임(240)의 기공률은 50 내지 70%인 것이 바람직하다.
본 실시예는 도 3과 4에 도시된 실시예와 달리, 끼워 맞춤 방법으로 프레임들(220, 230, 240)을 결합한다. 이를 위해서 본 실시예에서 제1 프레임(220)과 제2 프레임(230)은 외측 모서리 부분(227, 237)이 원형으로 확장된다. 그리고 제2 프레임(230)과 제3 프레임(240)은 각각 제1 프레임(220)과 제2 프레임(230)이 끼워질 수 있도록 내측 모서리 부분(239, 249)이 원형으로 확장된다.
도 6은 다공성 프레임의 또 다른 예의 평면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(320)과 제2 프레임(330)의 외측 모서리 부분(327, 337)은 사각형으로 확장될 수 있으며, 이에 따라서 제2 프레임(330)과 제3 프레임(340)의 내측 모서리 부분(339, 349)도 사각형으로 확장될 수 있다.
도 6에서는 외측 모서리 부분(327, 337)과 내측 모서리 부분(339, 349)이 4각형으로 확장되는 것으로 도시되어 있으나, 5각형 이상의 다각형으로 확장될 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
예를 들어, 도 3과 5에 도시된 실시예에서는 각각 두 개와 세 개의 프레임을 포함하는 것으로 개시되어 있으나, 순차적으로 기공의 크기가 커지는 네 개 이상의 프레임을 포함할 수도 있다.
또한, 도 5에 도시된 실시예에서는 끼워 맞춤 방법으로 프레임들을 결합하는 것으로 설명하였으나, 도 5에 도시된 실시예에서도 필요한 경우에는 부가적으로 접착제를 이용하여 프레임들을 결합할 수 있다.
100: 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임
10. 110, 210, 310: 다공성 프레임
15: 기공
20: 상부 보강 프레임
30: 하부 보강 프레임
120, 220, 320: 제1 프레임
125, 225, 325: 제1 기공
130, 230, 330: 제2 프레임
135, 235, 335: 제2 기공
240, 340: 제3 프레임
245, 345: 제3 기공
10. 110, 210, 310: 다공성 프레임
15: 기공
20: 상부 보강 프레임
30: 하부 보강 프레임
120, 220, 320: 제1 프레임
125, 225, 325: 제1 기공
130, 230, 330: 제2 프레임
135, 235, 335: 제2 기공
240, 340: 제3 프레임
245, 345: 제3 기공
Claims (10)
- 펠리클 막을 지지하기 위한 중공의 통 형상의 펠리클 프레임으로서,
내측 면과 외측 면을 구비하며, 가스가 상기 내측 면과 상기 외측 면 및 그 사이 구간을 통과할 수 있도록, 복수의 기공들이 형성된 다공성 프레임과,
상기 다공성 프레임의 상면에 결합하는 상부 보강 프레임과,
상기 다공성 프레임의 하면에 결합하는 하부 보강 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임. - 제1항에 있어서,
상기 상부 보강 프레임의 상기 펠리클 막이 부착되는 표면에는 상기 펠리클 막을 접착하기 위한 접착제가 도포되는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임. - 제1항에 있어서,
상기 하부 보강 프레임의 레티클과 접하는 표면에는 상기 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 상기 레티클에 고정하기 위한 점착제가 도포되는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임. - 제1항에 있어서,
상기 다공성 프레임은 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 이트리아(Y2O3), 지르코니아(ZrO2), 질화붕소(BN), 규소(Si), 탄화규소(SiC), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 탄소(C), 그라핀(Graphene), 그라파이트(Graphite), 탄소나노튜브(CNT), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 질화규소(Si3N4), 인바(Invar), 초인바(Super Invar), 스테인레스 인바(Stainless Invar), 코바(Kovar), 티타늄(Ti), 철(Fe), 니켈(Ni), 붕화하프늄(HfB2), 붕화지르코늄(ZrB2), 붕화탄탈럼(TaB2), 붕화나이오븀(NbB2), 붕화몰리브데넘(MoB2), 붕화텅스텐(WB), 티타늄실리사이드(TiSi2), 지르코늄실리사이드(ZrSi2), 나이오븀실리사이드(NbSi2), 탄탈럼실리사이드(TaSi2), 몰리브데넘실리사이드(MoSi2), 텅스텐실리사이드(WSi2), 질화티타늄(TiN), 질화지르코늄(ZrN), 질화하프늄(HfN), 질화탄탈럼(TaN), 탄화티타늄(TiC), 탄화지르코늄(ZrC), 탄화나이오븀(NbC), 탄화탄탈럼(TaC), 탄화몰리브데넘(Mo2C), 탄화텅스텐(WC), 탄화텅스텐(W2C), 탄화붕소(B4C), 붕화규소(B4Si) 중 하나로 이루어지거나 이들 중 적어도 하나를 포함한 복합재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임. - 제1항에 있어서,
상기 상부 보강 프레임과 하부 보강 프레임은 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 이트리아(Y2O3), 지르코니아(ZrO2), 질화붕소(BN), 규소(Si), 탄화규소(SiC), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 탄소(C), 그라핀(Graphene), 그라파이트(Graphite), 탄소나노튜브(CNT), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 질화규소(Si3N4), 인바(Invar), 초인바(Super Invar), 스테인레스 인바(Stainless Invar), 코바(Kovar), 티타늄(Ti), 철(Fe), 니켈(Ni), 붕화하프늄(HfB2), 붕화지르코늄(ZrB2), 붕화탄탈럼(TaB2), 붕화나이오븀(NbB2), 붕화몰리브데넘(MoB2), 붕화텅스텐(WB), 티타늄실리사이드(TiSi2), 지르코늄실리사이드(ZrSi2), 나이오븀실리사이드(NbSi2), 탄탈럼실리사이드(TaSi2), 몰리브데넘실리사이드(MoSi2), 텅스텐실리사이드(WSi2), 질화티타늄(TiN), 질화지르코늄(ZrN), 질화하프늄(HfN), 질화탄탈럼(TaN), 탄화티타늄(TiC), 탄화지르코늄(ZrC), 탄화나이오븀(NbC), 탄화탄탈럼(TaC), 탄화몰리브데넘(Mo2C), 탄화텅스텐(WC), 탄화텅스텐(W2C), 탄화붕소(B4C), 붕화규소(B4Si) 중 하나로 이루어지거나 이들 중 적어도 하나를 포함한 복합재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임. - 제1항에 있어서,
상기 다공성 프레임은,
제1 내측 면과 제1 외측 면을 구비하며, 가스가 상기 제1 내측 면과 상기 제1 외측 면 및 그 사이 구간을 통과할 수 있도록, 복수의 제1 기공들이 형성된 제1 프레임과,
상기 제1 프레임을 둘러싸는 제2 프레임으로서, 상기 제1 외측 면과 접하는 제2 내측 면과 제2 외측 면을 구비하며, 가스가 상기 제2 내측 면과 상기 제2 외측 면 및 그 사이 구간을 통과할 수 있도록, 복수의 제2 기공들이 형성된 제2 프레임을 포함하며,
상기 제2 기공들은 상기 제1 기공들에 비해서 평균 지름이 큰 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임. - 제6항에 있어서,
상기 제1 기공들의 평균 지름은 0.1 내지 0.5㎛이며, 상기 제2 기공들의 평균 지름은 0.5 내지 5㎛이며,
상기 제1 프레임의 기공률은 5 내지 50%이며, 상기 제2 프레임의 기공률은 30 내지 70%인 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임. - 제6항에 있어서,
상기 제2 프레임을 둘러싸는 제3 프레임으로서, 상기 제2 외측 면과 접하는 제3 내측 면과 제3 외측 면을 구비하며, 가스가 상기 제3 내측 면과 상기 제3 외측 면 및 그 사이 구간을 통과할 수 있도록, 복수의 제3 기공들이 형성된 제3 프레임을 포함하며,
상기 제3 기공들은 상기 제2 기공들에 비해서 평균 지름이 큰 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임. - 제8항에 있어서,
상기 제1 기공들의 평균 지름은 0.1 내지 0.5㎛이며, 상기 제2 기공들의 평균 지름은 0.5 내지 5㎛이며, 상기 제3 기공들의 평균 지름은 5 내지 20㎛이며,
상기 제1 프레임의 기공률은 5 내지 50%이며, 상기 제2 프레임의 기공률은 30 내지 70%이며, 상기 제3 프레임의 기공률은 50 내지 70%인 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임. - 제6항에 있어서,
상기 제1 프레임은 외측 모서리 부분이 원형 또는 다각형으로 확장된 사각 통 형태이며,
상기 제2 프레임은 상기 제1 프레임이 끼워질 수 있도록 내측 모서리 부분이 원형 또는 다각형으로 확장된 사각 통 형태인 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임.
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