KR20230012708A - A pellicle for EUV and a manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 EUV(극자외선; Extreme Ultraviolet)용 펠리클(pellicle) 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 탄소나노소재 및 실리콘계 바인더가 혼합된 복합소재로 이루어진 펠리클 멤브레인을 포함하는 EUV용 펠리클 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pellicle for EUV (Extreme Ultraviolet) and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a pellicle for EUV including a pellicle membrane made of a composite material in which a carbon nanomaterial and a silicon-based binder are mixed. and a manufacturing method thereof.
펠리클은 포토리소그래피(photolithography) 공정 중 외부 오염(먼지 등)으로부터 포토마스크를 보호하기 위한 부품이다. EUV(극자외선; Extreme Ultraviolet)용 포토마스크는 보호용 펠리클이 필수적이다. 포토리소그래피 공정 중 광원으로부터 방출되는 EUV에 대해 펠리클이 가져야 할 특성은 다음과 같다. 첫째는 EUV 투과율이다. 높은 투과율을 달성하려면 펠리클 멤브레인을 구성하는 재료가 중요하며 멤브레인의 두께가 얇아야 한다. 둘째는 펠리클 멤브레인이 펠리클 프레임에 의해 지지될 경우 아래로 처지지 않도록 강성을 높여야 한다는 것이다. 셋째는 열방출 효율을 높이는 것이다. EUV를 조사한 펠리클은 온도가 상승하게 되는데, EUV 장비 속은 진공 상태여서 대류에 의한 열방출이 불가하므로 방열성이 우수한 펠리클 소재를 개발하는 것이 중요하다.A pellicle is a component for protecting a photomask from external contamination (dust, etc.) during a photolithography process. A photomask for EUV (Extreme Ultraviolet) requires a protective pellicle. The characteristics that a pellicle should have for EUV emitted from a light source during a photolithography process are as follows. The first is the EUV transmittance. To achieve high permeability, the material constituting the pellicle membrane is important, and the thickness of the membrane must be thin. Second, when the pellicle membrane is supported by the pellicle frame, rigidity must be increased so that it does not sag downward. The third is to increase the heat dissipation efficiency. The temperature of the pellicle irradiated with EUV rises, but it is important to develop a pellicle material with excellent heat dissipation because heat dissipation by convection is impossible because the EUV equipment is in a vacuum state.
본 발명은 펠리클 멤브레인의 EUV 투과율, 강성, 열방출 문제를 포함하여 종래 기술의 다양한 문제를 해결하기 위해, EUV용 펠리클 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a pellicle for EUV and a method for manufacturing the same in order to solve various problems of the prior art, including EUV transmittance, stiffness, and heat dissipation problems of the pellicle membrane.
본 발명의 일 관점에 따르면 EUV용 펠리클이 제공된다. 상기 펠리클은 EUV가 투과 가능한 펠리클 멤브레인; 및 상기 펠리클 멤브레인을 지지하는 펠리클 프레임;을 포함하고, 상기 펠리클 멤브레인은 탄소나노소재 및 실리콘계 바인더를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a pellicle for EUV is provided. The pellicle includes a pellicle membrane capable of transmitting EUV; and a pellicle frame supporting the pellicle membrane, wherein the pellicle membrane may include a carbon nanomaterial and a silicon-based binder.
상기 펠리클에 있어서, 펠리클 멤브레인의 두께는 0.1nm 이상 100nm 이하일 수 있다. In the pellicle, the thickness of the pellicle membrane may be 0.1 nm or more and 100 nm or less.
상기 펠리클에 있어서, 상기 탄소나노소재는 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀(Graphene)중 적어도 1종 이상 포함할 수 있다.In the pellicle, the carbon nanomaterial may include at least one of carbon nanotubes (CNT) and graphene.
상기 펠리클에 있어서, 상기 실리콘계 바인더는 실록산(siloxane)을 포함할 수 있다.In the pellicle, the silicon-based binder may include siloxane.
본 발명의 다른 관점에 따르면, EUV용 펠리클을 제조하는 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing a pellicle for EUV is provided.
상기 EUV용 펠리클을 제조하는 방법은, 기판의 상부면 및 하부면에 각각 제 1 박막 및 제 2 박막이 형성된 기판을 제공하는 단계; 상기 제 1 박막 상부면에 감광제를 코팅하여 감광막을 형성하고, 노광 및 식각 공정을 거쳐 하드 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 2 박막 하부면에 탄소나노소재 및 실리콘계 바인더를 포함하는 혼합체를 도포하고 경화시켜 펠리클 멤브레인을 형성하는 단계; 및 상기 하드 마스크 패턴을 식각 저지층으로 하여 상기 기판 및 제 2 박막을 순차로 식각하여 상기 펠리클 멤브레인을 지지하는 펠리클 프레임을 형성하는 단계를 포함한다.The method of manufacturing a pellicle for EUV includes providing a substrate on which a first thin film and a second thin film are respectively formed on an upper surface and a lower surface of the substrate; coating a photoresist on an upper surface of the first thin film to form a photoresist film, and forming a hard mask pattern through exposure and etching processes; forming a pellicle membrane by applying a mixture containing a carbon nanomaterial and a silicon-based binder to the lower surface of the second thin film and curing the mixture; and forming a pellicle frame supporting the pellicle membrane by sequentially etching the substrate and the second thin film using the hard mask pattern as an etch stop layer.
EUV 투과율이 높고, 강성 및 열방출이 우수한 펠리클 멤브레인 및 펠리클 프레임을 포함하는 EUV용 펠리클을 제공할 수 있다. 또한 상기 EUV용 펠리클 제조 방법을 제공할 수 있다.A pellicle for EUV including a pellicle membrane and a pellicle frame having high EUV transmittance and excellent rigidity and heat dissipation may be provided. In addition, it is possible to provide a method for manufacturing the pellicle for EUV.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따르는 EUV용 펠리클이다.
도 2 내지 도 5는 EUV용 펠리클 제조 방법의 일 실시예를 단계별로 도해한 것이다.1 is a pellicle for EUV according to an embodiment of the present invention.
2 to 5 are step-by-step diagrams of an embodiment of a method for manufacturing a pellicle for EUV.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면 등을 참조하여 설명한다. 단, 본 발명은 다수의 상이한 양태로 실시하는 것이 가능하며 이하에 기재된 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들의 크기가 확대 또는 축소될 수 있다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings etc. However, the present invention can be implemented in a number of different modes and should not be construed as being limited to the content described below. Also, for convenience of description, the sizes of components may be enlarged or reduced in the drawings.
도 1에는 본 발명의 일 실시예를 따르는 EUV용 펠리클이 제시된다. 구체적으로 도 1(a)는 EUV용 펠리클(100)의 사시도이고, 도 1(b)는 EUV용 펠리클(100)의 평면도이다. 도 1(a) 내지 (b)를 참조하면, EUV용 펠리클(100)은 펠리클 멤브레인(110) 및 펠리클 멤브레인(110)의 테두리를 둘러싸면서 이를 지지하는 펠리클 프레임(120)을 포함한다. 1 shows a pellicle for EUV according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1 (a) is a perspective view of the
본 발명의 일 실시예를 따르는 펠리클 멤브레인(110)은 탄소나노소재 및 바인더를 포함하는 박막 구조의 복합소재로서, EUV 투과성을 가진다. The
상기 탄소나노소재는 탄소 파이버(carbon fiber), 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀(Graphene)을 적어도 1종 이상 포함한다. 상기 탄소나노소재는 종횡비가 1 이상인 섬유 형태를 포함한다. 이러한 탄소나노소재는 박막 구조체의 강성을 유지하게 하는 필러(filler)이며, 또한 높은 열전도도 특성으로 인하여 방열 부재로서의 기능도 수행할 수 있다. The carbon nanomaterial includes at least one kind of carbon fiber, carbon nanotube (CNT), and graphene. The carbon nanomaterial includes a fiber type having an aspect ratio of 1 or more. Such a carbon nanomaterial is a filler that maintains the rigidity of the thin film structure, and can also function as a heat dissipation member due to its high thermal conductivity.
상기 바인더는 상기 탄소나노소재를 서로 연결하는 결합제로서, 실리콘계 바인더를 포함한다. 상기 실리콘계 바인더는 예를 들어, 실록산(siloxane)을 포함할 수 있다. 실록산은 무기계 바인더로, 유기계 바인더에 비해 상대적으로 강성이 높아, 펠리클 멤브레인의 강성을 향상시킬 수 있다.The binder is a binding agent for connecting the carbon nanomaterials to each other and includes a silicon-based binder. The silicon-based binder may include, for example, siloxane. Siloxane is an inorganic binder and has relatively high rigidity compared to organic binders, and thus can improve the rigidity of the pellicle membrane.
상기 펠리클 멤브레인은 상기 탄소나노소재 및 상기 실리콘계 바인더를 포함하는 혼합체를 소정의 두께로 도포한 후 이를 경화시켜 제조될 수 있다. 상기 혼합체는 소정의 점도를 가지는 슬러리 타입일 수 있다. 상기 혼합체에는 소재의 강도, 도포성 등 여러 목적을 향상시키기 위한 첨가제를 포함할 수 있다. The pellicle membrane may be manufactured by applying a mixture containing the carbon nanomaterial and the silicon-based binder to a predetermined thickness and then curing the mixture. The mixture may be a slurry type having a predetermined viscosity. The mixture may include additives for improving various purposes such as strength and coating properties of the material.
도 2 내지 도 5에는 본 발명의 일 실시예를 따르는 펠리클의 제조 방법이 단계별로 도시되어 있다.2 to 5 show a step-by-step method for manufacturing a pellicle according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 도 2에는 EUV용 펠리클(100)의 제조에 필요한 기판(210)이 제공된다. 기판(210)의 상부면 및 하부면에는 각각 무기물 박막이 형성된다. Referring to FIG. 2 , a
기판(210)은 실리콘 웨이퍼를 포함할 수 있다. 기판(210)의 상부면 및 하부면의 무기물 박막은, 예를 들어 실리콘 질화물과 같은 질화물계 박막(220, 230)일 수 있다. 이하 편의를 위해 기판(200)의 상부면에 형성된 질화물계 박막을 제 1 질화물계 박막(220), 하부면에 형성된 질화물계 박막을 제 2 질화물계 박막(230)으로 정의한다. The
도 3을 참조하면, 제 1 질화물계 박막(220) 상부면에 감광제를 코팅하여 감광막(311)을 형성하고, 노광 및 식각 공정을 거쳐 소정의 감광막 패턴을 형성한다. 여기서, 제 1 질화물계 박막(220) 상부면은 실리콘 웨이퍼(210)와 제 1 질화물계 박막(220)이 직접 접해 있는 면의 반대면을 의미한다. 감광막 패턴을 형성한 후 식각 공정을 수행하여 개구부를 통해 노출된 영역을 식각한다. 상기 식각은 플라즈마를 이용한 건식 식각 혹은 식각 용액을 이용한 습식 식각을 모두 포함한다. Referring to FIG. 3 , a
도 4를 참조하면, 식각 공정이 완료된 후 잔류하는 감광막 패턴을 모두 제거하고 그 하부에 존재하던 제 1 질화물계 박막으로 이루어진 하드 마스크(hard mask) 패턴(420)을 형성한다. 하드 마스크 패턴(420)은 추후 기판(210)을 식각하는 단계에서 식각 저지층으로 기능하게 된다.Referring to FIG. 4 , after the etching process is completed, all remaining photoresist film patterns are removed, and a
다음, 제 2 질화물계 박막(230) 하부면에 펠리클 멤브레인(410)을 형성한다. 여기서, 제 2 질화물계 박막(230) 하부면은 실리콘 웨이퍼(210)와 제 2 질화물계 박막(230)이 직접 접해 있는 면의 반대면을 의미한다.Next, a
상기 펠리클 멤브레인(410)은 상술한 탄소나노소재 및 실리콘계 바인더를 포함하는 복합소재로 이루어질 수 있다. 펠리클 멤브레인(410)은 탄소나노소재 및 실리콘계 바인더를 혼합하여 제조한 혼합체를 소정의 두께로 도포하고 경화시켜 제조된다. 펠리클 멤브레인(410)의 두께는 0.1nm 이상 100nm 이하일 수 있다.The
도 5를 참조하면, 펠리클 멤브레인(410)의 형성이 완료된 후 기 형성한 하드 마스크 패턴(420)을 이용하여 기판(210) 및 제 2 질화물계 박막(230)을 식각하여 최종적으로 펠리클 멤브레인(410)을 잔류시켜 펠리클(520)을 제조한다. 상술한 식각 과정을 통해 펠리클 멤브레인(410)의 테두리를 둘러싸며 이를 지지하는 펠리클 프레임(521)이 형성되며, 이는 상부로부터 제 1 질화물계 박막, 기판 및 제 2 질화물계 박막을 구성하는 물질이 순차적으로 적층된 구조임을 알 수 있다. Referring to FIG. 5 , after the formation of the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims.
100, 520: 펠리클
110, 410: 펠리클 멤브레인
120, 521: 펠리클 프레임
210: 기판
220: 제 1 질화물계 박막
230: 제 2 질화물계 박막
311: 감광막
420: 하드 마스크 패턴100, 520: pellicle
110, 410: pellicle membrane
120, 521: pellicle frame
210: substrate
220: first nitride-based thin film
230: second nitride-based thin film
311: photoresist film
420: hard mask pattern
Claims (8)
상기 펠리클 멤브레인을 지지하는 펠리클 프레임;을 포함하고,
상기 펠리클 멤브레인은 탄소나노소재 및 실리콘계 바인더를 포함하는,
EUV용 펠리클.a pellicle membrane permeable to EUV; and
Includes; a pellicle frame supporting the pellicle membrane,
The pellicle membrane includes a carbon nanomaterial and a silicon-based binder,
Pellicle for EUV.
상기 펠리클 멤브레인의 두께는 0.1nm 이상 100nm 이하인,
EUV용 펠리클.According to claim 1,
The thickness of the pellicle membrane is 0.1 nm or more and 100 nm or less,
Pellicle for EUV.
상기 탄소나노소재는 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀(Graphene) 중 적어도 1종 이상 포함하는,
EUV용 펠리클.According to claim 1,
The carbon nanomaterial includes at least one of carbon nanotubes (CNT) and graphene,
Pellicle for EUV.
상기 실리콘계 바인더는 실록산(siloxane)을 포함하는,
EUV용 펠리클.According to claim 1,
The silicon-based binder includes siloxane,
Pellicle for EUV.
상기 제 1 박막 상부면에 감광제를 코팅하여 감광막을 형성하고, 노광 및 식각 공정을 거쳐 하드 마스크 패턴을 형성하는 단계;
상기 제 2 박막 하부면에 탄소나노소재 및 실리콘계 바인더를 포함하는 혼합체를 도포하고 경화시켜 EUV가 투과가능한 펠리클 멤브레인을 형성하는 단계; 및
상기 하드 마스크 패턴을 식각 저지층으로 하여 상기 기판 및 제 2 박막을 순차로 식각함으로써, 상기 펠리클 멤브레인을 지지하는 펠리클 프레임을 형성하는 단계;를 포함하는,
EUV용 펠리클의 제조 방법.providing a substrate on which a first thin film and a second thin film are respectively formed on upper and lower surfaces of the substrate;
coating a photoresist on an upper surface of the first thin film to form a photoresist, and forming a hard mask pattern through exposure and etching processes;
Forming a pellicle membrane capable of transmitting EUV by applying and curing a mixture containing a carbon nanomaterial and a silicon-based binder on the lower surface of the second thin film; and
Forming a pellicle frame supporting the pellicle membrane by sequentially etching the substrate and the second thin film using the hard mask pattern as an etch stop layer;
Method for manufacturing a pellicle for EUV.
상기 펠리클 멤브레인의 두께는 0.1nm 이상 100nm 이하인,
EUV용 펠리클의 제조 방법.According to claim 5,
The thickness of the pellicle membrane is 0.1 nm or more and 100 nm or less,
Method for manufacturing a pellicle for EUV.
상기 탄소나노소재는 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀(Graphene) 중 적어도 1종 이상 포함하는,
EUV용 펠리클의 제조 방법.According to claim 5,
The carbon nanomaterial includes at least one of carbon nanotubes (CNT) and graphene,
Method for manufacturing a pellicle for EUV.
상기 실리콘계 바인더는 실록산(siloxane)을 포함하는,
EUV용 펠리클의 제조 방법.According to claim 5,
The silicon-based binder includes siloxane,
Method for manufacturing a pellicle for EUV.
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KR20190003752A (en) | 2016-07-05 | 2019-01-09 | 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤 | Pellicle film, pellicle frame body, pellicle, manufacturing method thereof, exposure plate, exposure device, manufacturing method of semiconductor device |
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