KR20230028013A - 초극자외선용 펠리클 프레임 및 이를 포함하는 초극자외선용 펠리클 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초극자외선용 펠리클 프레임 및 이를 포함하는 초극자외선용 펠리클에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초극자외선(13.5nm의 파장) 영역에서의 흡광계수가 낮고, 노광 광의 산란을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 물성 또한 우수한 초극자외선용 펠리클 프레임에 관한 것이다.
Description
본 발명은 초극자외선용 펠리클 프레임 및 이를 포함하는 초극자외선용 펠리클에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초극자외선(13.5nm의 파장) 영역에서의 흡광계수가 낮고, 노광 광의 산란을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 물성 또한 우수한 초극자외선용 펠리클 프레임에 관한 것이다.
반도체 디바이스 또는 액정 표시판 등의 제조에 있어서 반도체 웨이퍼 또는 액정용 기판에 패터닝을 하는 경우에 포토리소그래피라는 방법이 사용된다. 포토리소그래피에서는 패터닝의 원판으로서 마스크가 사용되고, 마스크상의 패턴이 웨이퍼 또는 액정용 기판에 전사된다. 이 마스크에 먼지가 부착되어 있으면 이 먼지로 인하여 빛이 흡수되거나, 반사되기 때문에 전사한 패턴이 손상되어 반도체 장치나 액정 표시판 등의 성능이나 수율의 저하를 초래한다는 문제가 발생한다. 따라서, 이들의 작업은 보통 클린룸에서 행해지지만 이 클린룸 내에도 먼지가 존재하므로, 마스크 표면에 먼지가 부착하는 것을 방지하기 위하여 펠리클을 부착하는 방법이 행해지고 있다. 이 경우, 먼지는 마스크의 표면에는 직접 부착되지 않고, 펠리클 막 위에 부착되고, 리소그래피시에는 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, UV광원은 자외광 g선, I선, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저에서 초극자외선(EUV, extreme ultraviolet, 13.5㎚)으로 점점 파장이 짧아지고 있다. 이러한 초극자외선을 이용한 노광 기술을 실현하기 위해서는 새로운 광원, 레지스트, 마스크, 펠리클의 개발이 불가결하다.
한편, 펠리클은 광원이 투과되는 펠리클 막과 펠리클 막의 지지 기능을 하는 펠리클 프레임을 포함한다.
종래기술에 있어서 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 단결정막으로 이루어지는 펠리클 막과 그 펠리클 막을 지지하는 베이스 기판을 포함하며, 베이스 기판은 60% 이상의 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 극자외선용 펠리클이 개시되어 있다.
이처럼, 종래 펠리클 기술개발은 광원 투과도 등의 관점에서 펠리클 막에 대한 연구가 활발히 있으나, EUV를 이용한 노광기술을 고려한 펠리클 프레임에 대한 연구가 미진한 상황이다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 초극자외선(13.5nm의 파장) 영역에서의 흡광계수가 낮고, 노광 광의 산란을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 물성 또한 우수한 초극자외선용 펠리클 프레임 및 이를 포함하는 초극자외선용 펠리클을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임은 초극자외선(EUV) 펠리클 프레임용 금속 페이스트를 소결하여 제조한 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 초극자외선 펠리클 프레임용 금속 페이스트는 산화베릴륨(BeO) 파우더 및 산화알루미늄(Al2O3) 파우더를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 초극자외선 펠리클 프레임용 금속 페이스트는 산화베릴륨 파우더 및 산화알루미늄 파우더를 1 : 0.2 ~ 0.3 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 산화베릴륨 파우더는 전체 중량%에 대하여, 산화베릴륨을 99.0 ~ 99.9 중량%로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 산화베릴륨 파우더는 하기 조건 (1) 및 (2)를 만족할 수 있다.
(1) 300 ≤ 
상기 조건 (1)에 있어서, A는 산화베릴륨 파우더의 밀도(g/cm3)를 나타내고, B는 산화베릴륨 파우더의 결정 입도(㎛)를 나타내며, C는 산화베릴륨 파우더의 KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)를 나타낸다.
(2) 2.2 ≤ A ≤ 3.5, 20 ≤ B ≤ 30, 48 ≤ C ≤ 72
상기 조건 (2)에 있어서, A는 산화베릴륨 파우더의 밀도(g/cm3)를 나타내고, B는 산화베릴륨 파우더의 결정 입도(㎛)를 나타내며, C는 산화베릴륨 파우더의 KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 산화베릴륨 파우더는 하기 조건 (3)을 더 만족할 수 있다.
(3) 200 ≤ D ≤ 300
상기 조건 (3)에 있어서, D는 산화베릴륨 파우더의 실온(20℃)에서의 열전도율(W/m·K)을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 산화베릴륨 파우더는 하기 조건 (4)를 더 만족할 수 있다.
(4) 7.2×10-6 ≤ E ≤ 10.8×10-6
상기 조건 (4)에 있어서, E는 산화베릴륨 파우더의 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수(/℃)를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 산화베릴륨 파우더는 하기 조건 (5)를 더 만족할 수 있다.
(5) 0.2 ≤ F ≤ 0.3
상기 조건 (5)에 있어서, F는 산화베릴륨 파우더의 열용량(cal/g·℃)을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 산화알루미늄 파우더는 전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄을 99.0 ~ 99.99 중량%로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 산화알루미늄 파우더는 3.16 ~ 4.74 g/cm3의 밀도를 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 산화알루미늄 파우더는 0.5 ~ 2 ㎛의 결정 입도를 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 산화알루미늄 파우더는 68 ~ 102의 KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 초극자외선(EUV)용 펠리클은 자외선이 투과하는 펠리클 막과 상기 펠리클 막을 지지하는 펠리클 프레임을 포함할 수 있으며, 이 때, 펠리클 프레임은 본 발명의 초극자외선용 펠리클 프레임일 수 있다.
본 발명의 초극자외선용 펠리클 프레임 및 이를 포함하는 초극자외선용 펠리클은 초극자외선(13.5nm의 파장) 영역에서의 흡광계수가 낮고, 노광 광의 산란을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 물성 또한 우수하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 초극자외선용 펠리클의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 초극자외선(EUV)용 펠리클은 자외선이 투과하는 펠리클 막과 펠리클 막을 지지하는 펠리클 프레임을 포함한다. 이 때, 펠리클 프레임은 후술할 초극자외선용 펠리클 프레임이다.
먼저, 도 1을 참조하여, 초극자외선용 펠리클의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 세라믹 재질의 기판(21), 바람직하게는 초극자외선(EUV) 펠리클 프레임용 금속 페이스트를 소결하여 제조된 기판(21)에 전자빔 방식, 스퍼터링 방식, 진공 증착 방식 등으로 지르코늄(zirconium, Zr) 또는 몰리브덴(molybdenum, Mo) 금속 박막(11)을 형성한다.
다음으로, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 기판(21)의 금속 박막(11)이 형성된 면의 반대 면 중 테두리 부분에 감광액(photoresist, 30)를 고르게 도포한다. 일반적인 반도체공정과 같이 노광 및 현상과정을 거쳐서 현상액으로 중심부의 감광액은 제거하고 테두리 부분에만 감광액이 남도록 할 수도 있다.
다음으로, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 습식 또는 건식 방법으로 기판의 중심부분을 식각(etching)하여 테두리 부분만 남긴다. 따라서 기판(22)의 중심부분은 금속 박막(11)만 남고 기판은 모두 제거된 상태가 된다.
마지막으로, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이, 감광액(30)을 제거하면, 남아 있는 기판의 테두리 부분은 펠리클 프레임(20)이 되며, 금속 박막은 펠리클 막(10)이 된다. 즉, 초극자외선(EUV) 펠리클 프레임용 금속 페이스트를 소결하여 제조된 기판(21)이 펠리클 프레임(20)이 되는 것이다.
본 발명의 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임은 초극자외선(EUV) 펠리클 프레임용 금속 페이스트를 소결하여 제조한 것일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 초극자외선용 펠리클 프레임은 초극자외선 펠리클 프레임용 금속 페이스트를 1500 ~ 2000℃, 바람직하게는 1600 ~ 1900℃의 온도에서 30 ~ 120분, 바람직하게는 45 ~ 75분동안 소결하고, 냉간 압연한 후, 열처리하여 제조된 것일 수 있다. 또한, 본 발명의 초극자외선용 펠리클 프레임은 1 ~ 10mm, 바람직하게는 3 ~ 7mm의 두께를 가질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 초극자외선 펠리클 프레임용 금속 페이스트는 산화베릴륨(BeO) 파우더 및 산화알루미늄(Al2O3) 파우더를 포함할 수 있고, 바람직하게는 산화베릴륨 파우더 및 산화알루미늄 파우더를 1 : 0.2 ~ 0.3 중량비, 더욱 바람직하게는 1 : 0.23 ~ 0.27 중량비로 포함할 수 있으며, 만일 이와 같은 중량비를 만족하지 못한다면, 이를 통해 제조된 초극자외선용 펠리클 프레임은 초극자외선(13.5nm의 파장) 영역에서의 흡광계수가 낮고, 노광 광의 산란을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 물성이 우수한 특성을 모두 만족하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
산화베릴륨(BeO ; beryllium oxide) 파우더는 전체 중량%에 대하여, 산화베릴륨을 99.0 ~ 99.9 중량%, 바람직하게는 99.6 ~ 99.9 중량%, 더욱 바람직하게는 99.6 ~ 99.7중량%를 포함할 수 있다. 만일 산화베릴륨 파우더가 산화베릴륨을 99.0 중량% 미만으로 포함한다면, 이를 통해 제조된 초극자외선용 펠리클 프레임은 초극자외선(13.5nm의 파장) 영역에서의 흡광계수가 낮고, 노광 광의 산란을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 물성이 우수한 특성을 모두 만족하기 어려운 문제가 있을 수 있다. 추가적으로, 산화베릴륨(BeO) 파우더는 전체 중량%에 대하여, 황(sulfur)을 0.1 ~ 0.2 중량%, 바람직하게는 0.13 ~ 0.17 중량%를 포함할 수 있다.
나아가, 본 발명의 산화베릴륨 파우더는 하기 조건 (1)을 만족할 수 있다.
(1) 300 ≤ 
, 바람직하게는 421 ≤ 
≤ 631, 더욱 바람직하게는 473 ≤ 
≤ 578, 더 더욱 바람직하게는 500 ≤ 
≤ 552
상기 조건 (1)에 있어서, A는 산화베릴륨 파우더의 밀도(g/cm3)를 나타내고, B는 산화베릴륨 파우더의 결정 입도(㎛)를 나타내며, C는 산화베릴륨 파우더의 KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)를 나타내며, 만일 본 발명의 산화베릴륨 파우더가 상기 조건 (1)을 만족하지 못한다면, 이를 통해 제조된 초극자외선용 펠리클 프레임은 초극자외선(13.5nm의 파장) 영역에서의 흡광계수가 낮고, 노광 광의 산란을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 물성이 우수한 특성을 모두 만족하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 산화베릴륨 파우더는 하기 조건 (2)를 만족할 수 있다.
(2) 2.2 ≤ A ≤ 3.5, 바람직하게는 2.5 ≤ A ≤ 3.2, 더욱 바람직하게는 2.7 ≤ A ≤ 3.0, 더 더욱 바람직하게는 2.8 ≤ A ≤ 2.87, 20 ≤ B ≤ 30, 바람직하게는 22.5 ≤ B ≤ 27.5, 더욱 바람직하게는 23.75 ≤ B ≤ 26.25, 48 ≤ C ≤ 72, 바람직하게는 54 ≤ C ≤ 66, 더욱 바람직하게는 57 ≤ C ≤ 63
상기 조건 (2)에 있어서, A는 산화베릴륨 파우더의 밀도(g/cm3)를 나타내고, B는 산화베릴륨 파우더의 결정 입도(㎛)를 나타내며, C는 산화베릴륨 파우더의 KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)를 나타내며, 만일 본 발명의 산화베릴륨 파우더가 상기 조건 (1)을 만족하지 못한다면, 이를 통해 제조된 초극자외선용 펠리클 프레임은 초극자외선(13.5nm의 파장) 영역에서의 흡광계수가 낮고, 노광 광의 산란을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 물성이 우수한 특성을 모두 만족하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 산화베릴륨 파우더는 하기 조건 (3)을 만족할 수 있다.
(3) 200 ≤ D ≤ 300, 바람직하게는 225 ≤ D ≤ 275, 더욱 바람직하게는 237.5 ≤ D ≤ 262.5
상기 조건 (3)에 있어서, D는 산화베릴륨 파우더의 실온(20℃)에서의 열전도율(W/m·K)을 나타낸다.
또한, 본 발명의 산화베릴륨 파우더는 하기 조건 (4)를 만족할 수 있다.
(4) 7.2×10-6 ≤ E ≤ 10.8×10-6, 바람직하게는 8.1×10-6 ≤ E ≤ 9.9×10-6, 더욱 바람직하게는 8.55×10-6 ≤ E ≤ 9.45×10-6
상기 조건 (4)에 있어서, E는 산화베릴륨 파우더의 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수(/℃)를 나타낸다.
또한, 본 발명의 산화베릴륨 파우더는 하기 조건 (5)를 만족할 수 있다.
(5) 0.2 ≤ F ≤ 0.3, 바람직하게는 0.22 ≤ F ≤ 0.28, 더욱 바람직하게는 0.23 ≤ F ≤ 0.27
상기 조건 (5)에 있어서, F는 산화베릴륨 파우더의 열용량(cal/g·℃)을 나타낸다.
산화알루미늄(Al2O3 ; aluminium oxide) 파우더는 전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄을 99.0 ~ 99.99 중량%, 바람직하게는 99.5 ~ 99.95 중량%, 더욱 바람직하게는 99.85 ~ 99.99 중량%를 포함할 수 있다. 만일 산화알루미늄 파우더가 산화알루미늄을 99.0 중량% 미만으로 포함한다면, 이를 통해 제조된 초극자외선용 펠리클 프레임은 초극자외선(13.5nm의 파장) 영역에서의 흡광계수가 낮고, 노광 광의 산란을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 물성이 우수한 특성을 모두 만족하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
나아가, 본 발명의 산화알루미늄 파우더는 밀도가 3.16 ~ 4.74 g/cm3, 바람직하게는 3.55 ~ 4.35 g/cm3, 더욱 바람직하게는 3.75 ~ 4.15 g/cm3일 수 있고, 결정 입도가 0.5 ~ 2 ㎛, 바람직하게는 0.8 ~ 1.2㎛일 수 있으며, 만일 이와 같은 밀도 및/또는 결정 입도의 범위를 만족하지 못한다면, 이를 통해 제조된 초극자외선용 펠리클 프레임은 초극자외선(13.5nm의 파장) 영역에서의 흡광계수가 낮고, 노광 광의 산란을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 물성이 우수한 특성을 모두 만족하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 산화알루미늄 파우더는 KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)가 68 ~ 102, 바람직하게는 76 ~ 94, 더욱 바람직하게는 80~ 89일 수 있다.
또한, 본 발명의 산화알루미늄 파우더는 실온(20℃)에서의 열전도율이 28 ~ 42 W/m·K, 바람직하게는 31 ~ 38 W/m·K, 더욱 바람직하게는 33 ~ 36 W/m·K일 수 있다.
또한, 본 발명의 산화알루미늄 파우더는 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수가 6.4 ~ 9.6×10-6/℃, 바람직하게는 7.2 ~ 8.8×10-6/℃, 더욱 바람직하게는 7.6 ~ 8.4×10-6/℃일 수 있다.
또한, 본 발명의 산화알루미늄 파우더는 열용량이 0.16 ~ 0.24 cal/g·℃, 바람직하게는 0.18 ~ 0.22 cal/g·℃, 더욱 바람직하게는 0.19 ~ 0.21 cal/g·℃일 수 있다.
한편, 본 발명의 초극자외선용 펠리클 프레임은 13.5nm의 광원에서 0.001 내지 0.05, 바람직하게는 0.01 ~ 0.05의 흡광계수를 가질 수 있어, 초극자외선(EUV)을 광원으로 사용하는 EUV 노광장비에 적용될 수 있다. EUV 파장은 DUV(심자외선, Deep Ultra Violet) 대비 짧은 13.5nm이며, 파장이 짧으면 빛의 회절현상이 줄어든다. 따라서 EUV 노광장비는 보다 미세한 집적회로를 반도체용 웨이퍼 위에 패터닝할 수 있다. 흡광계수(extinction coefficient)는 빛이 소정 두께의 물질에 직각으로 입사하도록 하여 광 산란을 만들지 않는 물질의 빛의 흡수(Absorption)하는 정도를 나타내는 계수이다. 빛의 흡수(Absorption)는 빛과 같은 파동이 매질 내를 지날 때 에너지 일부가 열 에너지 등으로 변환되는 현상으로 비 가역적인 열역학적 과정이며, 빛 에너지가 감소되며 온도가 올라가게 된다. 이에 따라 물질에 따라 흡광 계수(extinction coefficient)가 클수록 열 에너지 발생이 많아 지게 되어 열팽창 정도가 커지게 된다. 따라서, 본 발명의 초극자외선용 펠리클 프레임은 낮은 흡광계수를 가짐으로서, 열팽창 정도가 낮은 장점이 있다.
또한, 본 발명의 초극자외선용 펠리클 프레임은 헌터의 색차식에 의한 명도 지수 *L값이 30 이하, 바람직하게는 15 ~ 20일 수 있다. 이와 같이 명도 지수 *L값이 낮아 노광 광의 산란을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 구현예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명의 구현예를 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 구현예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시예 1 : 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임의 제조
(1) 산화베릴륨(BeO) 파우더 및 산화알루미늄(Al2O3) 파우더를 1 : 0.25 중량비로 혼합하여 초극자외선(EUV) 펠리클 프레임용 금속 페이스트를 제조하였다.
이 때, 산화베릴륨 파우더로서 전체 중량%에 대하여, 산화베릴륨 99.7 중량%, 황(sulfur) 0.15 중량% 및 미량의 금속들이 혼합되어 있는 것을 사용하고, 밀도가 2.85 g/cm3, 결정 입도(grain size)가 25 ㎛, KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)가 60, 실온(20℃)에서의 열전도율(Thermal Conductivity)이 250 W/m·K, 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion)가 9.0×10-6/℃, 열용량(specific heat)이 0.25 cal/g·℃인 것을 사용하였다.
또한, 산화알루미늄 파우더로서 전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄 99.9 중량% 및 미량의 금속들이 혼합되어 있는 것을 사용하였고, 밀도가 3.95 g/cm3, 결정 입도가 1 ㎛, KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)가 85, 실온(20℃)에서의 열전도율(Thermal Conductivity)이 35 W/m·K, 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion)가 8.0×10-6/℃, 열용량(specific heat)이 0.20 cal/g·℃인 것을 사용하였다.
(2) 제조한 초극자외선 펠리클 프레임용 금속 페이스트를 사용하여 DC 주조법에 의해 초극자외선 펠리클 프레임을 제조하였다. 구체적으로, 초극자외선 펠리클 프레임용 금속 페이스트를 1800℃의 온도에서 1시간동안 소결하고, 가로×세로×폭(두께) 100mm×100mm×8mm의 평판상으로 소성 가공하였다. 그 후, 두께가 5mm가 되도록 냉간 압연한 후, 200℃에서 4시간동안 열처리하여 초극자외선용 펠리클 프레임을 제조하였다.
실시예 2 : 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 초극자외선용 펠리클 프레임을 제조하였다. 다만 실시예 1과 달리 산화베릴륨 파우더 및 산화알루미늄 파우더를 1 : 0.2 중량비로 혼합하여 제조된 초극자외선(EUV) 펠리클 프레임용 금속 페이스트를 사용하였다.
실시예 3 : 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 초극자외선용 펠리클 프레임을 제조하였다. 다만 실시예 1과 달리 산화베릴륨 파우더 및 산화알루미늄 파우더를 1 : 0.3 중량비로 혼합하여 제조된 초극자외선(EUV) 펠리클 프레임용 금속 페이스트를 사용하였다.
비교예 1 : 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임의 제조
산화베릴륨(BeO) 파우더를 사용하여 DC 주조법에 의해 초극자외선 펠리클 프레임을 제조하였다. 구체적으로, 산화베릴륨(BeO) 파우더를 1800℃의 온도에서 1시간동안 소결하고, 가로×세로×폭(두께) 100mm×100mm×8mm의 평판상으로 소성 가공하였다. 그 후, 두께가 5mm가 되도록 냉간 압연한 후, 200℃에서 4시간동안 열처리하여 초극자외선용 펠리클 프레임을 제조하였다.
이 때, 산화베릴륨 파우더로서 전체 중량%에 대하여, 산화베릴륨 99.7 중량%, 황(sulfur) 0.15 중량% 및 미량의 금속들이 혼합되어 있는 것을 사용하였다.
또한, 산화베릴륨 파우더로서 밀도가 2.85 g/cm3, 결정 입도(grain size)가 25 ㎛, KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)가 60, 실온(20℃)에서의 열전도율(Thermal Conductivity)이 250 W/m·K, 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion)가 9.0×10-6/℃, 열용량(specific heat)이 0.25 cal/g·℃인 것을 사용하였다.
비교예 2 : 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임의 제조
비교예 1과 동일한 방법으로 산화베릴륨(BeO) 파우더를 사용하여 초극자외선용 펠리클 프레임을 제조하였다. 다만, 비교예 1과 달리 산화베릴륨 파우더로서 전체 중량%에 대하여, 산화베릴륨 99.5 중량%, 황 0.15 중량% 및 미량의 금속들이 혼합되어 있는 것을 사용하였고, 밀도가 2.85 g/cm3, 결정 입도가 15 ㎛, KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)가 60, 실온(20℃)에서의 열전도율(Thermal Conductivity)이 285 W/m·K, 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion)가 9.0×10-6/℃, 열용량(specific heat)이 0.25 cal/g·℃인 것을 사용하였다.
비교예 3 : 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임의 제조
비교예 1과 동일한 방법으로 산화베릴륨(BeO) 파우더를 사용하여 초극자외선용 펠리클 프레임을 제조하였다. 다만, 비교예 1과 달리 산화베릴륨 파우더로서 전체 중량%에 대하여, 산화베릴륨 99.5 중량%, 황 0.15 중량% 및 미량의 금속들이 혼합되어 있는 것을 사용하였고, 밀도가 2.89 g/cm3, 결정 입도가 14 ㎛, KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)가 60, 실온(20℃)에서의 열전도율(Thermal Conductivity)이 275 W/m·K, 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion)가 9.0×10-6/℃, 열용량(specific heat)이 0.25 cal/g·℃인 것을 사용하였다.
비교예 4 : 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임의 제조
비교예 1과 동일한 방법으로 산화베릴륨(BeO) 파우더를 사용하여 초극자외선용 펠리클 프레임을 제조하였다. 다만, 비교예 1과 달리 산화베릴륨 파우더로서 전체 중량%에 대하여, 산화베릴륨 99.5 중량%, 황 0.15 중량% 및 미량의 금속들이 혼합되어 있는 것을 사용하였고, 밀도가 2.92 g/cm3, 결정 입도가 22 ㎛, KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)가 60, 실온(20℃)에서의 열전도율(Thermal Conductivity)이 325 W/m·K, 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion)가 9.0×10-6/℃, 열용량(specific heat)이 0.25 cal/g·℃인 것을 사용하였다.
비교예 5 : 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임의 제조
산화알루미늄(Al2O3) 파우더를 사용하여 DC 주조법에 의해 초극자외선 펠리클 프레임을 제조하였다. 구체적으로, 산화알루미늄 파우더를 1800℃의 온도에서 1시간동안 소결하고, 가로×세로×폭(두께) 100mm×100mm×8mm의 평판상으로 소성 가공하였다. 그 후, 두께가 5mm가 되도록 냉간 압연한 후, 200℃에서 4시간동안 열처리하여 초극자외선용 펠리클 프레임을 제조하였다.
이 때, 산화알루미늄 파우더로서 전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄 97.6 중량% 및 미량의 금속들이 혼합되어 있는 것을 사용하였다.
또한, 산화알루미늄 파우더로서 밀도가 3.83 g/cm3, 결정 입도(grain size)가 2 ㎛, KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)가 85, 실온(20℃)에서의 열전도율(Thermal Conductivity)이 27 W/m·K, 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion)가 7.5×10-6/℃, 열용량(specific heat)이 0.20 cal/g·℃인 것을 사용하였다.
비교예 6 : 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임의 제조
비교예 5와 동일한 방법으로 산화알루미늄(Al2O3) 파우더를 사용하여 초극자외선용 펠리클 프레임을 제조하였다. 다만. 비교예 5와 달리 산화알루미늄 파우더로서 전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄 99.8 중량% 및 미량의 금속들이 혼합되어 있는 것을 사용하였고, 밀도가 3.94 g/cm3, 결정 입도가 2 ㎛, KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)가 85, 실온(20℃)에서의 열전도율(Thermal Conductivity)이 30 W/m·K, 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion)가 8.0×10-6/℃, 열용량(specific heat)이 0.20 cal/g·℃인 것을 사용하였다.
비교예 7 : 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임의 제조
비교예 5와 동일한 방법으로 산화알루미늄(Al2O3) 파우더를 사용하여 초극자외선용 펠리클 프레임을 제조하였다. 다만. 비교예 5와 달리 산화알루미늄 파우더로서 전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄 99.9 중량% 및 미량의 금속들이 혼합되어 있는 것을 사용하였고, 밀도가 3.95 g/cm3, 결정 입도가 1 ㎛, KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)가 85, 실온(20℃)에서의 열전도율(Thermal Conductivity)이 35 W/m·K, 실온(20℃) ~ 1000℃의 온도범위에서의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion)가 8.0×10-6/℃, 열용량(specific heat)이 0.20 cal/g·℃인 것을 사용하였다.
실험예 1 : 흡광계수의 측정
모노크로메이터 방식의 다기능 흡광 분석기를 이용하여, 13.5nm의 광원에서 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 7에서 제조된 초극자외선(EUV) 펠리클 프레임 각각의 흡광계수를 측정하여, 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 2 : 명도 지수 *L값의 측정
실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 7에서 제조된 초극자외선(EUV) 펠리클 프레임 각각에 대하여, 헌터의 색차식에 의한 명도 지수 *L값을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 3 : 인장강도 및 내력 측정
인장시험기를 이용하여 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 7에서 제조된 초극자외선(EUV) 펠리클 프레임 각각에 대하여, 인장강도(tensile strength) 및 내력(Yield Strength)을 각각 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | |
| 흡광계수 | 0.0352 | 0.0350 | 0.187 | |
| *L값 | 18.2 | 18.0 | 25.4 | |
| 인장강도(MPa) | 268 | 241 | 258 | |
| 내력(MPa) | 188 | 178 | 180 | |
| 구분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 |
| 흡광계수 | 0.0134 | 0.0178 | 0.0194 | 0.0210 |
| *L값 | 18.2 | 18.8 | 20.1 | 20.5 |
| 인장강도(MPa) | 235 | 219 | 196 | 211 |
| 내력(MPa) | 175 | 167 | 160 | 163 |
| 구분 | 비교예 5 | 비교예 6 | 비교예 7 | |
| 흡광계수 | 0.3518 | 0.3797 | 0.3818 | |
| *L값 | 39.8 | 38.7 | 38.0 | |
| 인장강도(MPa) | 237 | 233 | 240 | |
| 내력(MPa) | 175 | 172 | 177 |
표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 초극자외선용 펠리클 프레임은 흡광계수 및 *L값이 낮을 뿐만 아니라, 기계적 물성이 우수함을 확인할 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형이나 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
10 : 펠리클 막
11 : 금속 박막
20 : 펠리클 프레임
21, 22 : 기판
30 : 감광액
11 : 금속 박막
20 : 펠리클 프레임
21, 22 : 기판
30 : 감광액
Claims (5)
- 초극자외선(EUV) 펠리클 프레임용 금속 페이스트를 소결하여 제조한 초극자외선(EUV)용 펠리클 프레임으로서,
상기 초극자외선 펠리클 프레임용 금속 페이스트는 산화베릴륨(BeO) 파우더 및 산화알루미늄(Al2O3) 파우더를 포함하는 것을 특징으로 하는 초극자외선용 펠리클 프레임.
- 제1항에 있어서,
상기 초극자외선 펠리클 프레임용 금속 페이스트는 산화베릴륨 파우더 및 산화알루미늄 파우더를 1 : 0.2 ~ 0.3 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 초극자외선용 펠리클 프레임.
- 제1항에 있어서,
상기 산화베릴륨 파우더는 전체 중량%에 대하여, 산화베릴륨을 99.0 ~ 99.9 중량%로 포함하고,
하기 조건 (1) 및 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 초극자외선용 펠리클 프레임.
(1) 300 ≤
(2) 2.2 ≤ A ≤ 3.5, 20 ≤ B ≤ 30, 48 ≤ C ≤ 72
상기 조건 (1) 및 (2)에 있어서, A는 산화베릴륨 파우더의 밀도(g/cm3)를 나타내고, B는 산화베릴륨 파우더의 결정 입도(㎛)를 나타내며, C는 산화베릴륨 파우더의 KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)를 나타낸다.
- 제1항에 있어서,
상기 산화알루미늄 파우더는 전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄을 99.0 ~ 99.99 중량%로 포함하고, 3.16 ~ 4.74 g/cm3의 밀도, 0.5 ~ 2 ㎛의 결정 입도, 68 ~ 102의 KS B 0805 시험방법에 의거하여 측정한 로크웰 경도(Rockwell 45N)를 가지는 것을 특징으로 하는 초극자외선용 펠리클 프레임.
- 자외선이 투과하는 펠리클 막과 상기 펠리클 막을 지지하는 펠리클 프레임을 포함하는 초극자외선(EUV)용 펠리클에 있어서,
상기 펠레클 프레임은 제1항의 초극자외선용 펠리클 프레임인 것을 특징으로 하는 초극자외선용 펠리클.
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