KR20230054032A

KR20230054032A - Euv 리소그래피용 펠리클 구조 및 제조방법

Info

Publication number: KR20230054032A
Application number: KR1020210137580A
Authority: KR
Inventors: 이동근
Original assignee: 주식회사 이솔
Priority date: 2021-10-15
Filing date: 2021-10-15
Publication date: 2023-04-24
Also published as: US11740552B2; US20230120353A1

Abstract

탄소나노튜브(CNT)박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클 혹은 EUV 광원용 debris shield 제조방법에 있어서 a단계 : 제1기저층(100)과 제1보호박막(110)과 제1CNT박막(120)을 구비한 하층부재(10)를 구비하는 단계, b단계 : 제2기저층(200)과 제2보호박막(210)과 제2CNT박막(220)을 구비한 제1상층부재(20) 또는 제2기저층(200)과 제2보호박막(210)을 구비한 제2상층부재(20')를 구비하는 단계, c 단계 : 상기 하층부재(10)을 제1CNT 박막이 위쪽으로 오도록 배치하는 단계, d 단계 : 상기 제1상층부재(20)의 제2CNT박막(220) 혹은 상기 제2상층부재(20')의 제2보호막(210)이 상기 제1CNT박막(120)에 겹치도록 배치하여 단체부재(30)을 형성하는 단계, e단계 : 상기 단체부재(30)에서 상기 제2기저층(200)을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 CNT박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클 제조방법에 관한 것이다.

Description

EUV 리소그래피용 펠리클 구조 및 제조방법{Method of pellicle for EUV lithography, and appartus of fabricating of the same}

본 발명은 EUV 리소그래피용 펠리클 혹은 데브리스 쉴드(debris shield) 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 펠리클을 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)을 활용한 CNT 박막을 통해 제작할 때 CNT 박막이 플라즈마에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 탄소나노튜브의 상층과 하층에 별도의 보호막을 배치하여 CNT박막의 손상을 최소화할 수 있는 EUV 리소그래피용 펠리클 제조 방법에 관련된 것이다.

반도체 디바이스의 회로 선폭이 급격히 미세화 됨에 따라, 현재 사용되고 있는 193nm 파장대의 광원을 사용하는 액침 ArF 노광 장비로 미세 패턴을 형성하는 데 한계가 있다. 광원 및 노광 장비의 개선이 없이 미세 패턴을 형성하기 위하여 2중 노광 또는 4중 노광 등의 기술을 적용하고 있지만, 이는 대량생산이 중요한 반도체 디바이스 제조에서 공정 횟수의 증가, 공정 가격의 증가, 시간당 처리 매수의 감소 등과 같은 문제점을 야기 시킨다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 13.5nm 파장의 극자외선을 광원으로 사용하는 극자외선 리소그래피 기술을 적용한 차세대 노광 장비가 개발되고 있다. 극자외선 리소그래피 기술에서 사용하는13.5 nm 파장의 빛은 거의 모든 물질에서 흡수되기 때문에, 기존 투과형 레티클이 아닌 거울과 같은 반사형 레티클이 사용된다. 이러한 반사형 레티클은, 일반적으로, 낮은 열팽창 계수를 갖는 물질(LTEM, Low Thermal Expansion Material)인 석영 블랭크 마스크 상에 극자외선을 반사하기 위한 Mo/Si이 다층으로 증착되어 있는 반사 다층막, 반사 다층막의 손상을 방지하기 위한 보호막, 및 극자외선을 흡수하여 패턴을 형성하는 광 흡수층 패턴을 포함한다.

극자외선 리소그래피 공정 중 제조 수율을 저하시킬 수 있는 유기물, 무기물, 파티클 등과 같은 오염원으로부터 반사형 레티클을 보호하기 위하여 펠리클이 사용된다.

이러한 펠리클의 특성을 향상시키기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 구체적으로, 대한민국 특허 공개공보 10-2013-0125295(출원인 신에츠)에 따르면, 1매의 펠리클막을 임시 프레임 상에 첩부하고, 상기 임시 프레임의 내측 치수보다도 작은 외측 치수의 복수 나열하여 결합된 분할 프레임을 임시 프레임 상의 펠리클막에 접착하고나서, 펠리클막을 분할 프레임의 외변을 따라 임시 프레임으로부터 잘라냄과 아울러 결합된 분할 프레임을 분리하고, 각각의 분할 프레임 상에 접착된 펠리클막을 프레임에 첩부하고나서 분할 프레임을 제거하는 펠리클의 제조 방법이 개시되어 있다.

그러나 펠리클은 투과율이 매우 중요한데 통상의 펠리클의 경우 투과율이 90%을 넘지 못하는 문제점이 있어 투과율을 높이는 펠리클의 요구된다.

그러나 CNT 박막의 경우 낮은 원자 밀도로 인해 높은 EUV 투과도를 얻을 수 있지만 CNT가 카본으로 구성됨으로써 플라즈마에 식각(손상)되는 문제점이 존재한다.

본 발명은 해결과제는 투과율이 높은 탄소나노튜브를 활용하여 펠리클을 제조하되 시간이 지남에 따라 주변 플라즈마에 의해서 손상되는 문제를 발생하는 문제를 해결하기 위한 고신뢰성의 EUV 리소그래피용 펠리클의 구조 및 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 탄소나노튜브를 활요하여 펠리크을 제조하되, 각각의 제질을 선택하여 장기사용에 문제가 없는 EUV 리소그래피용 펠리클 구조 미 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 데 있다.

본 출원이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 상술된 것에 제한되지 않는다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 펠리클의 제조 방법을 제공한다.

a단계 : 제1기저층(100)과 제1보호박막(110)과 제1CNT박막(120)을 구비한 하층부재(10)를 구비하는 단계와,

b단계 : 제2기저층(200)과 제2보호박막(210)과 제2CNT박막(220)을 구비한 제1상층부재(20) 또는 제2기저층(200)과 제2보호박막(210)을 구비한 제2상층부재(20')를 구비하는 단계와,

c 단계 : 상기 하층부재(10)을 제1CNT 박막이 위쪽으로 오도록 배치하는 단계와,

d 단계 : 상기 제1상층부재(20)의 제2CNT박막(220) 혹은 상기 제2상층부재(20')의 제2보호막(210)이 상기 제1CNT박막(120)에 겹치도록 배치하여 단체부재(30)을 형성하는 단계와

e단계 : 상기 단체부재(30)에서 상기 제2기저층(200)을 제거하는 단계와

f단계 : 상기 단체부재(30)에서 상기 제1기저층(100)중 중간부를 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.

또한 본 발명은 e 단계이후에,

또한 본 발명은 상기 a 단계는

a1 제1기저층(100)을 구비하는 단계와

a2. 제1기저층 상면에 제1보호박막(110)을 구비하는 단계와

a3. 상기 보호박막(110)의 상면에 제1CNT(120)막을 배치하는 단계를 포함하에 이루어진다.

또한 본 발명은 상기 제 b 단계는

b1 제2기저층(200)을 구비하는 단계

b2. 제2기저층 상면에 제2보호박막(210)을 구비하는 단계

b3. 상기 제2보호박막(210)의 상면에 제2CNT(220)막을 배치하는 단계를 포함하에 이루어진다.

또한 본발명은 상기 제1 및 제2 기저층은 실리콘 기판인 것을 특징으로 한다.

또한 본발명은 상기 제1 및 제2보호박막은 류테늄(Ru), 탄화규소(SiC) 중의 하나인 것을 특징으로 한다.

또한 본발명은 상기에서 설명한 발명을 이용하여 제작된 CNT박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클을 제작하는데 특징이 있다.

본 출원의 실시 예에 따른 펠리클의 제조 방법을 통해 CNT박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클을 제작하되, 투명도가 높으면서도 내구성과 기계적 강성을 구비하는 동시에 노광시 발생되는 플라즈마에 내성이 강한 펠리클을 구현하는 효과가 기대된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클을 제조하기 위해 상층부재와 하층부재를 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고,
도 2는 상층부재와 하층부재를 활용하여 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 1 및 도2를 통해 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클의 제조 방법을 설명한다.

a단계로 제1기저층(100)과 제1보호박막(110)과 제1CNT박막(120)을 구비한 하층부재(10)(도 2a)를 구비한다.

이때 상기 하층부재는 a1 단계로 제1기저층(100)을 구비하는 단계(도 1a)와, a2 단게로 제1기저층 상면에 제1보호박막(110)을 구비하는 단계(도 1b)와, a3단계로 상기 제1보호박막(110)의 상면에 제1CNT(120)막을 배치하는 단계(도 1c)를 포함하에 제작된다.

또한 b단계로 제2기저층(200)과 제2보호박막(210)과 제2CNT박막(220)을 구비한 제1상층부재(20)(도 2a) 또는 제2기저층(200)과 제2보호박막(210)을 구비한 제2상층부재(20')(도 2a')를 구비한다.

이때 상기 제1상층부재는 b1 단계로 제2기저층(200)을 구비하는 단계(도 1d)와, b2 단계로 제2기저층 상면에 제2보호박막(210)을 구비하는 단계(도 1e)와, b3단계로 상기 제2보호박막(210)의 상면에 제2CNT(220)막을 배치하는 단계(도 1f)를 포함하에 제작된다.

제1보호박막과 제1CNT박막 또는 제2보호박막과 제2CNT박막의 접착은 별도의 접착부재없이 원자간에 작용하는 힘인 반데르발스 힘을 통해 접착하거나 필요에 따라 압력을 가하거나 온도를 높해서 접착이 강하게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 b 단계이후에

d 단계 : 상기 제1상층부재(20)의 제2CNT박막(220) 혹은 상기 제2상층부재(20')의 제2보호막(210)이 상기 제1CNT박막(120)에 겹치도록 배치하여 단체부재(30)(도 2b)를 형성한다.

이때 제1CNT 박막과 제2CNT박막(220) 또는 제1CNT 박막과 제2보호막(210)과의 접착은 별도의 접착부재없이 원자간에 작용하는 힘인 반데르발스 힘을 통해 접착하거나 필요에 따라 압력을 가하거나 온도를 높혀서 접착이 강하게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 d 단계 이후에

e단계 : 상기 단체부재(30)에서 상기 제2기저층(200)을 제거하는 단계(도 2c)를 포함하여 이루어진다.

이때 상기 제2기저층(200)의 제거와 상기 제1기저층(100)중 중간부 일부의 제거는 반도체 공정의 식각공정을 이용하여 제거하는 것이 바람직하다.

여기서 제1기저층(100)중 중간부의 일부(101)만을 제거하는 이유는 펠리클이 세우질수 있도록 지지부(102)로 사용하기 위함이다.

또한 본 발명은 e 단계이후에,

f단계 : 상기 단체부재(30)에서 상기 제1기저층(100)중 중간부를 제거하는 단계(도 2d)를 포함하여 이루어진다.

위에 설명한 바와 같이 본 발명을 통해 제조된 펠리클은 CNT박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클을 제작하되, 투명도가 높으면서도 내구성과 기계적 강성을 구비하는 동시에 노광시 발생되는 플라즈마에 내성이 강한 펠리클을 제작하는 큰 장점이 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10: 하층부재 20: 상층부재
100: 제1기저층 110: 제1보호박막
120: 제1CNT박막
200: 제2기저층 210: 제2보호박막
220: 제2CNT박막

Claims

탄소나노튜브(CNT)박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클 혹은 EUV 광원용 데브리스 쉴드(debris shield) 제조방법에 있어서
a단계 : 제1기저층(100)과 제1보호박막(110)과 제1CNT박막(120)을 구비한 하층부재(10)를 구비하는 단계
b단계 : 제2기저층(200)과 제2보호박막(210)과 제2CNT박막(220)을 구비한 제1상층부재(20) 또는 제2기저층(200)과 제2보호박막(210)을 구비한 제2상층부재(20')를 구비하는 단계
c 단계 : 상기 하층부재(10)을 제1CNT 박막이 위쪽으로 오도록 배치하는 단계
d 단계 : 상기 제1상층부재(20)의 제2CNT박막(220) 혹은 상기 제2상층부재(20')의 제2보호막(210)이 상기 제1CNT박막(120)에 겹치도록 배치하여 단체부재(30)을 형성하는 단계
e단계 : 상기 단체부재(30)에서 상기 제2기저층(200)을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 CNT박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클 제조방법.
제1항에 있어서, e 단계이후에
f단계 : 상기 단체부재(30)에서 상기 제1기저층(100)중 중간부를 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 CNT박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 a 단계는
a1 제1기저층(100)을 구비하는 단계와
a2. 제1기저층 상면에 제1보호박막(110)을 구비하는 단계와
a3. 상기 보호박막(110)의 상면에 제1CNT(120)막을 배치하는 단계를 포함하에 이루어지는 CNT박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 제 b 단계에서 제1상층부재(20)는
b1 제2기저층(200)을 구비하는 단계
b2. 제2기저층 상면에 제2보호박막(210)을 구비하는 단계
b3. 상기 제2보호박막(210)의 상면에 제2CNT(220)막을 배치하는 단계를 포함하에 이루어지고
제2상층부재(20')는
b1 제2기저층(200)을 구비하는 단계
b2. 제2기저층 상면에 제2보호박막(210)을 구비하는 단계 포함하여 이루어지는 CNT박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클 제조방법.
제1항에 있어서
상기 제1 및 제2 기저층은 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 CNT박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클 제조방법.
제1항에 있어서
상기 제1 및 제2보호박막은 류테늄(Ru), 탄화규소(SiC) 중의 하나인 것을 특징으로 하는 CNT박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클 제조방법.
제1항 내지 제6항중 한 항을 적용하여 제작된 CNT박막층을 구비한 EUV 리소그래피용 펠리클.