KR20240017642A - 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 그래핀 멤브레인을 이용한 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 및 그 제조방법에 관한 것에 관한 것으로서,
극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클에 있어서, 평판형태의 전면과 후면으로 이루어지는 프레임 본체와, 상기 프레임 본체의 중앙부에 형성되는 관통홀과, 상기 관통홀의 주변으로 상기 프레임 본체의 전면에 형성되는 전면 경사면부와, 상기 관통홀의 주변으로 상기 프레임 본체의 후면으로 형성되는 후면 경사면부로 이루어지는 펠리클 프레임; 및 상기 관통홀을 커버하면서 상기 펠리클 프레임에 부착되는 그래핀 멤브레인;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클을 제공한다.
극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클에 있어서, 평판형태의 전면과 후면으로 이루어지는 프레임 본체와, 상기 프레임 본체의 중앙부에 형성되는 관통홀과, 상기 관통홀의 주변으로 상기 프레임 본체의 전면에 형성되는 전면 경사면부와, 상기 관통홀의 주변으로 상기 프레임 본체의 후면으로 형성되는 후면 경사면부로 이루어지는 펠리클 프레임; 및 상기 관통홀을 커버하면서 상기 펠리클 프레임에 부착되는 그래핀 멤브레인;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클을 제공한다.
Description
본 발명은 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 그래핀 멤브레인을 이용한 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 그래핀(Graphene)은 탄소가 육각형의 형태로 서로 연결되어 벌집 모양의 2차원 평면 구조를 이루는 물질이며, 그 두께가 매우 얇고 투명하며, 전기전도성이 매우 큰 특징이 있다. 그래핀은 두께가 0.2nm로 얇아서 투명성이 높고, 상온에서 구리보다 100배 많은 전류를, 실리콘보다 100배 빨리 전달할 수 있다. 그래핀은 이뿐만 아니라 열전도성이 최고라는 다이아몬드보다 2배 이상 높다.
그래핀은 화학 기상 증착법(CVD, chemical vapor deposition)을 사용하여 제작될 수 있는데, 롤투롤 방식으로 공급되는 금속촉매필름에 공정가스를 증착시켜 고품질의 그래핀을 대량 생산한다.
그래핀은 기계적 강도도 강철보다 200배 이상 강하지만 신축성이 좋아 늘리거나 접어도 전기 전도성을 잃지 않는다. 이러한 우수한 특성 때문에 미래 기술로 각광받고 있는 휘어지는 디스플레이(Flexible Display)와 투명디스플레이(Transparent Display)는 물론 착용형 컴퓨터(Wearable Computer)에 적용할 수 있는 차세대 소재이다. 또한, 최근에는 그래핀을 노광장비(lithographic apparatus)에 사용되는 포토마스크(photomask)를 보호하기 위한 펠리클(pellicle)의 멤브레인 구성에 대한 기술개발이 차츰 증가하고 있다. 포토마스크에는 미세 회로패턴이 형성되어 있고, 노광장비를 통해 포토마스크의 회로패턴을 실리콘에 형성하게 되는데, 포토마스크에 대기중의 오염으로 미세 먼지가 부착되는 경우에는 미세먼지의 형태도 실리콘에 함께 형성되어 제품의 불량을 가져오게 된다.
특히 극자외선(EUV:extra ultra-violet) 노광장비는, 포토마스크에 수 ㎚의 미세 회로패턴을 형성하고 극자외선을 조사하여 실리콘 기판에 회로패턴을 형성하는 장비로서, 극자외선 파장을 가진 광원으로 노광공정을 수행하면 반도체 회로 패턴을 더욱 세밀하게 제작할 수 있을 뿐더러 공정 수를 줄여 생산성을 높이고 고성능의 칩을 확보할 수 있다.
이에 따라 극자외선용 노광장비의 개발과 함께 포토마스크를 보호함과 아울러 대기 중의 오염으로부터 보호하여 실리콘 기판의 불량을 줄이기 위한 펠리클의 개발 경쟁도 심화되고 있다.
펠리클은 포토마스크 위에 씌우는 얇은 박막으로 이루어진 구조물로써, 포토마스크에 이물질이 부착되는 것을 방지하여 포토마스크를 보호함과 아울러 이물질의 이미지를 탈초점화시킴으로써, 실리콘 기판에 이물질의 이미지가 투영되어 발생되는 회로패턴의 변형을 방지하는 장치이다. 기존 투영식 광학 노광장비의 펠리클은 고정식으로서 적절한 시기에 교체함으로써, 마스크 세정이나 교체에 따른 비용 절감을 통해 공정을 효율적으로 진행해왔다.
그러나, EUV 노광장비의 경우는 극자외선의 파장이 짧아 기존에 사용되던 유기물질의 펠리클에 빛의 대부분이 흡수되어 기존의 펠리클의 적용은 여러가지 문제점을 가져왔다.
그에 따라, EUV 노광장비용 펠리클에는 일정한 선결요건이 요구된다. EUV 펠리클의 요구조건은 1) 90% 이상의 높은 투과율, 2) 기계적 안정성, 3) 열적 변형의 최소화 등이다. 그에 따라 EUV 펠리클은 60㎚ 이하의 두께에서 90% 이상의 투과율과 기계적 안정성이 요구된다. 이러한 조건을 만족하는 물질로 폴리실리콘, CNT, 그래핀 및 실리콘카바이드(SiC)가 대두되고 있고, 관련 기술에 관한 출원도 증가하고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 그래핀 멤브레인을 펠리클 프레임에 부착하여 만들어지는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클에 있어서, 평판형태의 전면과 후면으로 이루어지는 프레임 본체와, 상기 프레임 본체의 중앙부에 형성되는 관통홀과, 상기 관통홀의 주변으로 상기 프레임 본체의 전면에 형성되는 전면 경사면부와, 상기 관통홀의 주변으로 상기 프레임 본체의 후면으로 형성되는 후면 경사면부로 이루어지는 펠리클 프레임; 및 상기 관통홀을 커버하면서 상기 펠리클 프레임에 부착되는 그래핀 멤브레인;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클을 제공한다.
본 발명에서 전면 경사면부는, 전면 상부 경사면부와, 상기 전면 상부 경사면부와 일정길이 이격형성되는 전면 하부 경사면부와, 상기 상부 경사면부와 상기 하부 경사면부의 양측이 서로 연결형성되며 경사면을 형성하는 측부 경사면부로 이루어져 상기 프레임 전면에 형성되고, 상기 전면 경사면부와 상기 프레임 본체의 전면이 이루는 각도는 예각으로 형성되며, 그래핀 멤브레인은, 상기 관통홀을 커버하도록 상기 전면 경사면부에 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 후면 경사면부는, 후면 상부 경사면부와, 상기 후면 상부 경사면부와 일정길이 이격형성되는 후면 하부 경사면부와, 상기 후면 상부 경사면부와 상기 후면 하부 경사면부의 양측이 서로 연결형성되며 경사면을 형성하는 후면 측부 경사면부로 이루어져 상기 프레임 본체의 후면에 상기 관통홀 주변으로 형성되고, 상기 후면 경사면부와 상기 프레임 본체의 후면이 이루는 각도는 예각으로 형성되며, 그래핀 멤브레인은, 상기 관통홀을 커버하도록 상기 프레임 본체의 후면 경사면부에 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 그래핀 멤브레인은, 1층 이상의 그래핀이 적층형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 펠리클 프레임은, 수용액 또는 도핑물질이 투입된 수용액에 수직으로 투입되고, 그래핀 멤브레인은, 상기 수용액 또는 도핑물질이 투입된 수용액에 수평으로 투입되며, 상기 펠리클 프레임이 수직으로 들어 올려지면서 상기 그래핀 멤브레인이 상기 펠리클 프레임에 상부측에서 하부측으로 순차적으로 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 그래핀 멤브레인은, 어느 일표면에 캡핑층이 형성되고, 상기 그래핀 멤브레인의 상기 캡핑층은, 상기 그래핀 멤브레인 부착면의 반대 표면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 그래핀 멤브레인은, 어느 일표면에 PMMA가 코팅되고, 상기 PMMA가 코팅된 그래핀 멤브레인은, 상기 펠리클 프레임에 부착된 후 부착면의 반대측에 코팅된 PMMA는 에칭으로 제거되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 그래핀 멤브레인은, 파장이 13.5 ㎚의 극자외선 투과율이 92 ~ 96%인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해, (a) 1층 이상의 그래핀이 적층된 그래핀 멤브레인을 준비하는 단계; (b) 상기 그래핀 멤브레인이 부착될 펠리클 프레임을 준비하는 단계; (c) 상기 수용액 또는 도핑액이 투입된 수용액에 펠리클 프레임을 수직으로 투입하는 단계; (d) 상기 그래핀 멤브레인을 수용액 또는 도핑액이 투입된 수용액에 띄우는 단계; (e) 상기 펠리클 프레임의 전면 및 후면의 상부측에 상기 그래핀 멤브레인의 일측을 부착한 후, 상기 펠리클 프레임을 수직으로 들어올리면서 상기 그래핀 멤브레인을 상기 펠리클 프레임에 부착하는 단계; 및 (f) 상기 펠리클 프레임을 건조하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 펠리클 프레임은, 평판형태의 전면과 후면으로 이루어지는 프레임 본체와, 상기 프레임 본체의 중앙부에 형성되는 관통홀과, 상기 관통홀의 주변 상기 프레임 본체의 전면에 형성되는 전면 경사면부와, 상기 관통홀의 주변 상기 프레임 본체의 후면에 형성되는 후면 경사면부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전면 경사면부는, 전면 상부 경사면부와, 상기 전면 상부 경사면부와 일정길이 이격형성되는 전면 하부 경사면부와, 상기 전면 상부 경사면부와 상기 전면 하부 경사면부의 양측이 서로 연결형성되며 측면에 경사면을 형성하는 전면 측부 경사면부로 이루어지고, 상기 후면 경사면부는, 후면 상부 경사면부와, 상기 후면 상부 경사면부와 일정길이 이격형성되는 후면 하부 경사면부와, 상기 후면 상부 경사면부와 상기 후면 하부 경사면부의 양측이 서로 연결형성되며 측면에 경사면을 형성하는 후면 측부 경사면부로 이루어지고, 상기 전면 경사면부와 상기 프레임 본체의 전면과, 상기 후면 경사면부와 상기 프레임 본체의 후면이 이루는 각도는 예각으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 그래핀 멤브레인은, 관통홀을 커버하도록 펠리클 프레임의 전면 경사면부 및 후면 경사면부에 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전면 경사면부와 후면 경사면부는, 직선 또는 곡선 형태의 경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 그레핀 멤브레인을 접착제를 사용하지 않고 직접 펠리클 프레임에 부착할 수 있기 때문에 공정의 단순화를 이룩하여 비용절감을 효과를 가져올 수 있다.
또한, 본 발명은 그래핀 멤브레인이 습식으로 펠리클 프레임에 부착되기 때문에, 부착공정시의 그래핀 멤브레인의 손상을 최소화할 수 있다는 장점을 가진다.
또한, 본 발명은 그래핀 멤브레인의 적층에 따른 두께를 조절할 수 있기 때문에 극자외선의 투과율을 높일 수 있다는 장점을 가진다.
또한, 본 발명은 그래핀 멤브레인이 프레임의 양측에 부착되기 때문에 그래핀의 두께 조절이 용이한 장점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 펠리클에서 그래핀 멤브레인이 전면과 후면에 부착된 것을 도시한 펠리클 프레임의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임 전면 경사면부와 후면 경사면부의 제1실시예의 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임 전면 경사면부와 후면 경사면부의 제2실시예의 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임의 전면과 후면에 그래핀 멤브레인이 부착된 것을 도시한 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임에 그래핀 멤브레인을 부착하는 과정을 도시한 순서도.
도 7은 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임에 그래핀 멤브레인이 부착되는 과정을 도시한 확대도.
도 2는 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임 전면 경사면부와 후면 경사면부의 제1실시예의 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임 전면 경사면부와 후면 경사면부의 제2실시예의 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임의 전면과 후면에 그래핀 멤브레인이 부착된 것을 도시한 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임에 그래핀 멤브레인을 부착하는 과정을 도시한 순서도.
도 7은 본 발명에 따른 펠리클에서 펠리클 프레임에 그래핀 멤브레인이 부착되는 과정을 도시한 확대도.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 펠리클(1)에서 그래핀 멤브레인(20)이 부착된 펠리클 프레임(10)의 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 펠리클(1)은 펠리클 프레임(10)과 펠리클 프레임 전면과 후면에 부착되는 그래핀 멤브레인(20)으로 이루어진다. 펠리클 프레임(10)은, 평판형태의 전면(111)과 후면(112)으로 이루어지는 프레임 본체(11)와, 프레임 본체(11)의 중앙부에 형성되는 관통홀(13)과, 프레임 본체(11)에서 관통홀(13)의 주변을 형성하는 전면 경사면부(12a)와 후면 경사면부(12b)로 이루어진다. 도 2에 도시된 바와 같이 전면 경사면부(12a)는, 전면 상부 경사면부(121a)와, 전면 상부 경사면부(121a)와 일정길이 이격형성되는 전면 하부 경사면부(122a)와, 전면 상부 경사면부(121a)와 전면 하부 경사면부(122a)의 양측이 서로 연결형성되는 측부 경사면부(123a)로 이루어진다. 또한, 후면 경사면부(12b)도 전면 경사면부(12a)와 동일한 구성으로 대응형성된다. 후면 경사면부(12b)는, 후면 상부 경사면부(121b)와, 전면 상부 경사면부(121b)와 일정길이 이격형성되는 후면 하부 경사면부(122b)와, 후면 상부 경사면부(121b)와 후면 하부 경사면부(122b)의 양측이 서로 연결형성되는 측부 경사면부(123b)로 이루어진다. 관통홀(13)은 극자외선이 통과하는 통로이기 때문에 그래핀 멤브레인(20)은 관통홀(13)을 커버하도록 부착된다. 도 1은 그래핀 멤브레인(20)은 프레임 본체(11)의 전면(111)과 후면(112)에 부착된 것을 도시하고 있다. 그래핀 멤브레인(20)은 전면(111)의 중앙부에 형성된 전면 경사면부(12a)와 후면의 중앙부에 형성된 후면 경사면부(12b)에 부착된다. 전면 경사면부(12a)와 후면 경사면부(12b)에 그래핀 멤브레인(20)이 모두 부착되기 때문에 동일한 두께의 그래핀 멤브레인(20)이 부착되는 경우 두께를 두배로 할 수 있다. 또한, 전면 경사면부(12a)와 후면 경사면부(12b)에 두께가 다른 그래핀 멤브레인(20)을 부착할 수도 있다. 따라서 두께의 조절이 용이한 장점을 가진다. 도 3과 도 4를 참조하면, 전면 경사면부(12a)와 후면 경사면부(12b)는 경사면 단부가 서로 만나기 때문에 단부(124)의 각(θ)은 예각으로 날카롭게 형성된다. 예각은 45°이하로 이루어질 수 있다. 전면 경사면부(12a)와 후면 경사면부(12b)가 만나는 단부(124)를 날카롭게 형성함으로써 경사면의 단부(124)에 물방울이 맺힐 수 없게 된다.
도 3은 프레임 본체(11)와 전면 경사면부(12a) 및 후면 경사면부(12b)의 경사면이 직선으로 이루어진 실시예를 도시하고 있다. 프레임 본체(11)의 전면(111)에 형성되는 전면 경사면부(12a)는, 전면 상부 경사면부(121a)와, 전면 상부 경사면부(121a)와 일정길이 이격형성되는 전면 하부 경사면부(122a)와, 전면 상부 경사면부(121a)와 전면 하부 경사면부(122a)의 양측이 서로 연결형성되는 측부 경사면부(123a)로 이루어진다. 프레임 본체(110의 후면(112)에 형성되는 후면 경사면부(12b), 후면 상부 경사면부(121b)와, 후면 상부 경사면부(121b)와 일정길이 이격형성되는 후면 하부 경사면부(122b)와, 후면 상부 경사면부(121b)와 후면 하부 경사면부(122b)의 양측이 서로 연결형성되는 측부 경사면부(123b)로 이루어진다. 중앙에 형성되는 관통홀(13)의 주변으로 경사면의 단부(124)가 형성되고, 그래핀 멤브레인(20)은 프레임 본체(11)의 전면(111)에 형성되는 전면 경사면부(12a)와 프레임 본체(11)의 후면(112)에 형성되는 후면 경사면부(12b)에 부착된다. 관통홀(13) 부분에서 전면의 그래핀 멤브레인(20a)와 후면의 그래핀 멤브레인(20b)는 서로 부착된다. 도 1에 도시된 바와 같이 그래핀 멤브레인(20)은 절곡되는 부분이 발생하는데 경사면이 서로 만나는 부분에 형성되는 절곡선(201)과 단부(124)에서 그래핀 멤브레인(20)이 부착되는 부분에서 절곡선(202)이 형성된다. 전면 경사면부(12a)와 후면 경사면부(12b)가 만나는 단부의 각(θ)은 예각을 가지도록 형성된다. 경사면부와 후면이 이루는 각(θ)이 예각을 가지도록 형성하는 이유는, 그래핀 멤브레인(20)이 경사면에 부착되면서 용액이 경사면의 단부(124)에 맺혀있지 않고 하중에 의해 하부측으로 떨어지게 하거나, 경사면부의 단부가 날카롭게 형성됨에 따라 물방울이 맺히지 않도록 하기 위함이다. 경사면의 단부가 예각으로 형성되지 않는 경우 전면 경사면부(12a)와 후면 경사면부(12b)가 만나는 단부에 물방울이 맺힐 수 있게 되고, 물방울이 맺히는 경우 물의 표면장력이 그래핀 멤브레인(20)을 당김으로 인해 발생되는 손상을 방지하기 위함이다. 예각은 45°이하로 이루어질 수 있다.
도 4는 전면 경사면부(12a')와 후면 경사면부(12b')가 곡선으로 형성된 실시예를 도시하고 있다. 경사면이 만나는 단부(124')는 경사면이 직선으로 형성된 실시예와 마찬가지로 예각으로 형성됨으로써 단부가 날카롭게 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 단부(124')가 예각을 형성함은 경사면부(12a', 12b')의 단부에서 물방울이 맺히는 것을 방지하기 위함이다. 곡면으로 된 전면 경사면부(12a')는 전면 상부 경사면부(121a')와, 전면 상부 경사면부(121a')와 일정거리 이격형성되는 전면 하부 경사면부(122a')와, 전면 상부 경사면부(121a')와 전면 하부 경사면부(122a')를 양측에서 서로 연결하는 전면 측부 경사면부(123a')로 이루어진다. 또한, 후면 경사면부(12b')는 전면 경사면부(12a')와 대응되는 구성으로 이루어지며, 그에 따라 후면 상부 경사면부(121b')와, 후면 상부 경사면부(121b')와 일정거리 이격형성되는 후면 하부 경사면부(122b')와, 후면 상부 경사면부(121b')와 후면 하부 경사면부(122b')를 양측에서 서로 연결하는 후면 측부 경사면부(123b')로 이루어진다. 곡선으로 이루어지기 때문에 전면 상부 경사면부(121a')와 전면 하부 경사면부(122a')가 전면 측부 경사면부(123a')와 만나는 부분에는 절곡선이 형성되지 않을 수 있고, 후면 경사면부(12b')도 동일하다.
도 5는 그래핀 멤브레인(20)이 펠리클 프레임(11)에 부착된 형태를 도시하고 있다. 도 5(a)는 전면 및 후면 경사면부(12a, 12b)가 직선인 경우를 도시한 것이고, 도 5(b)는 전면 및 후면 경사면부(12a', 12b')가 곡선인 경우를 도시하고 있고, 도 5(c)는 그래핀 멤브레인(20)에 캡핑층 또는 PMMA(Polymethyl Methacrylate)층(21)이 형성된 것을 도시하고 있다. 캡핑층은 캡핑물질로 증착된 캡핑물질증착필름을 그래핀 멤브레인(20)에 적층한 것이다. 캡핑물질로는 나노-그라파이트(nano-graphite), 탄소나노시트(carbon nano sheet), 탄소나노튜브(carbon nano tube), SiC(silicone carbide) 및 B4C(boron carbide) 등을 들 수 있다. PMMA는 그래핀 멤브레인(20)을 보호하기 위해, 그래핀 멤브레인(20)의 어느 일면에 PMMA를 코팅한 후 펠리클 프레임(10)에 부착하고, PMMA를 에칭으로 제거한다. 도면에 도시되지는 않았지만, 도 5(b)의 전면 및 후면 경사면부(12a', 12b')에도 그래핀 멤브레인(20)은 동일하므로 캡핑층 또는 PMMA층(21)을 형성할 수 있다. 그래핀 멤브레인(20)은 전면 경사면부(12a, 12a')에 부착되는 전면측 그래핀 멤브레인(20a)와, 후면 경사면부(12b, 12b')에 부착되는 후면측 그래핀 멤브레인(20b)이 관통홀(13) 부분에서 부착된다. 전면측 그래핀 멤브레인(20a)와 후면측 그래핀 멤브레인(20b)은 멤브레인의 두께가 동일하거나 다를 수 있다. 즉 일측이 다른 측보다 더 두꺼울 수 있으며, 동일한 두께의 그래핀 멤브레인이 부착될 수도 있으므로, 그래핀 멤브레인(20)의 두께 조절이 용이한 장점을 가진다.
도 6은 펠리클 프레임(10, 10')에 그래핀 멤브레인(20)을 부착하여 펠리클(1, 1')을 제조하는 방법을 도시하고 있다. 구체적으로 펠리클 제조방법은, (a) 1층 이상의 그래핀이 적층된 그래핀 멤브레인을 준비하는 단계와, (b) 상기 그래핀 멤브레인이 부착될 펠리클 프레임을 준비하는 단계와, (c) 상기 수용액 또는 도핑액이 투입된 수용액에 펠리클 프레임을 수직으로 투입하는 단계와, (d) 상기 그래핀 멤브레인을 수용액 또는 도핑액이 투입된 수용액에 띄우는 단계와, (e) 상기 펠리클 프레임의 전면 및 후면의 상부측에 상기 그래핀 멤브레인의 일측을 부착한 후, 상기 펠리클 프레임을 수직으로 들어올리면서 상기 그래핀 멤브레인을 상기 펠리클 프레임에 부착하는 단계와, (f) 상기 펠리클 프레임을 건조하는 단계로 이루어진다. 구체적으로 각단계를 설명하기로 한다.
먼저 단층의 그래핀을 적층하여 원하는 두께의 그래핀 멤브레인으로 준비하는 단계이다. 단층의 그래핀은 3 ~ 5 nm의 두께를 가지므로, 원하는 적층두께의 그래핀을 적층하여 그래핀 멤브레인(20)을 형성한다. 그래핀 멤브레인(20)은 단층의 그래핀을 전사단계를 통하여 일정횟수만큼 계속 적층함으로써 형성된다.
다음으로, 그래핀 멤브레인(20)이 부착될 펠리클 프레임(10)을 준비하는 단계이다. 펠리클 프레임(10)은 평판형태의 전면과 후면으로 이루어지는 프레임 본체(11)와, 프레임 본체(11)의 중앙부에 관통홀(13)과, 관통홀(13)의 주변에 형성되는 전면 경사면부(12a, 12a') 및 후면 경사면부(12b, 12b')로 이루어진다. 전면과 후면이 평판인 재질을 사용하며, 프레임 본체(11)의 전면(111)에 전면 경사면부(12a, 12a')를 형성하고, 후면(112)에 후면 경사면부(12b, 12b')를 형성한다. 전면 및 후면 경사면부는 일정크기의 관통홀(13)을 4면에서 둘러싸면서 형성된다. 전면 경사면부(12a, 12a')는 전면 상부 경사면부(121a, 121a')와 전면 하부 경사면부(122a, 122a') 및 전면 상부 경사면부(121a, 121a')와 전면 하부 경사면부(122a, 122a')를 서로 양측에서 서로 연결하는 전면 측부 경사면부(123a, 123a')로 이루어진다. 후면 경사면부(12b, 12b')는, 후면 경사면부(12b, 12b')는 후면 상부 경사면부(121b, 121b')와 후면 하부 경사면부(122b, 122b') 및 후면 상부 경사면부(121b, 121b')와 후면 하부 경사면부(122b, 122b')를 서로 양측에서 서로 연결하는 후면 측부 경사면부(123b, 123b')로 이루어진다. 경사면의 단부(124, 124')는 관통홀(124)까지 경사면을 가지므로 예각으로 형성되며, 예각은 45°이하로 형성될 수 있다. 경사면부는, 경사면이 직선 또는 곡선으로 형성될 수 있다.
다음으로, 수조(30) 내의 수용액 또는 도핑액이 투입된 수용액(31)에 펠리클 프레임을 수직으로 투입하는 단계이다. 펠리클 프레임(10, 10')의 전면 및 후면측에 그래핀 멤브레인(20)이 부착되어야 하므로, 전면 및 후면측이 그래핀 멤브레인(20)과 마주보도록 수직으로 용액에 투입한다.
다음으로, 그래핀 멤브레인(20)을 수용액 또는 도핑액이 투입된 수용액에 띄우는 단계이다. 그래핀 멤브레인(20)을 수용액 또는 도핑액이 투입된 수용액에 수평으로 띄운다.
다음으로, 펠리클 프레임(10)의 프레임 본체(11) 전면(111) 및 후면(112)의 상부측에 그래핀 멤브레인의 일측을 부착한 후, 펠리클 프레임(10, 10')을 수직으로 들어올리면서 그래핀 멤브레인(20)을 펠리클 프레임(10, 10')에 부착하는 단계이다. 프레임 본체의 전면(111)에 그래핀 멤브레인(20)을 부착하는 경우는, 전면(112)에 형성된 전면 경사면부(12a, 12a')에 부착되도록 하고, 프레임 본체의 후면(112)에 그래핀 멤브레인(20)도 후면 경사면부(12b, 12b')에 부착한다. 그래핀 멤브레인(20)의 두께가 수나노 내지 수십나노의 두께를 가지기 때문에 그래핀 멤브레인(20)의 판데르발스 힘에 의해 펠리클 프레임에 부착될 수 있다. 전면 경사면부(12a, 12a') 및 후면 경사면부(12b, 12b')에 그래핀 멤브레인(20)의 상부측이 부착되면, 펠리클 프레임(10, 10')을 수직으로 천천히 들어올린다. 펠리클 프레임(10, 10')이 수직으로 들어올려지면 그래핀 멤브레인(20)은 펠리클 프레임(10, 10')에 순차적으로 부착되고, 펠리클 프레임(10, 10')에 붙어 있던 수용액들은 점차 하방으로 내려가게 된다. 펠리클 프레임(10, 10')의 관통홀(13) 주변에 평면이 형성되는 경우 즉, 일정두께를 가지거나 예각이 아닌 경우에는 수용액은 물방울로 부착될 수 있다. 만일 관통홀(13)의 주위에 예각 형태의 경사면이 형성되지 않으면, 프레임 본체(11)의 두께에 해당하는 면적이 존재할 수 있게 된다. 그렇게 되면 두께에 해당되는 면적 부분에 물방울이 맺히게 되고, 전면 및 후면에 부착된 그래핀 멤브레인(20)을 물방울이 표면장력에 의해 잡아당기게 된다. 표면장력의 힘이 수나노미터의 그래핀 멤브레인(20)의 강도보다 크기 때문에 그래핀 멤브레인(20)은 찢어질 수 있다. 이러한 점을 방지하기 위해 예각으로 된 경사면의 단부(124)를 형성하고, 관통홀(13) 주위는 뾰족하게 하며 평면이 존재하지 않도록 한다.
다음으로, 그래핀 멤브레인(20)이 부착된 펠리클 프레임(10)을 건조하는 단계이다. 펠리클 프레임(10)에 잔존하는 수용액을 건조시켜 제품으로 출하할 수 있도록 준비한다.
그래핀 멤브레인(20)의 보호를 위해 그래핀 멤브레인(20)의 어느 일측면에 PMMA를 코팅한 경우, 그래핀 멤브레인(20)을 펠리클 프레임(10)에 부착한 후 에칭으로 PMMA를 제거하는 단계와, PMMA가 제거된 펠리클을 세척하는 단계가 건조단계보다 선행할 수 있다. 또한, 그래핀 멤브레인(20)은 그래핀이 적층된 것을 사용하거나, 캡핑층이 형성된 그래핀 멤브레인(21)이 형성된 것을 사용할 수도 있다. 그렇게 되면, 그래핀 멤브레인(20)의 어느 일측 또는 양측에 캡핑층(21)이 형성될 수 있다.
도 7은 그래핀 멤브레인(20)이 펠리클 프레임(10)에 부착되는 것을 도시하고 있는데, 경사면이 예각(θ) 형태로 뾰족하게 형성되어 있기 때문에 물방울이 맺힐 가능성은 거의 없고, 그에 따라 물방울의 표면장력으로 인해 그래핀 멤브레인(20)이 찢어지는 문제를 방지할 수 있다.
펠리클 프레임(10, 10')은, Zr, Mo, Nb, Si, Si3N4, SiC, 보론카바이드(B4C), Ru, Ti, Ba, ZrO2, Y2O3, SiO2(quartz), AlN, BN, Si-SiC 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함한 재질이 사용될 수 있다.
위에서 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시에는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.
1, 1' : 펠리클
10 : 펠리클 프레임 11 : 프레임 본체
12a, 12a' : 전면 경사면부 12b, 12b' : 후면 경사면부
20 : 그래핀 멤브레인 21 : 캡핑층, PMMA층
30 : 수조 31 : 용액
121a, 121a' : 전면 상부 경사면부 122a, 122a' : 전면 하부 경사면부
123a, 123a' : 전면 측부 경사면부 124 : 경사면 단부
121b, 121b' : 후면 상부 경사면부 122b, 122b' : 후면 하부 경사면부
123b, 123b' : 후면 측부 경사면부 124' : 경사면 단부
10 : 펠리클 프레임 11 : 프레임 본체
12a, 12a' : 전면 경사면부 12b, 12b' : 후면 경사면부
20 : 그래핀 멤브레인 21 : 캡핑층, PMMA층
30 : 수조 31 : 용액
121a, 121a' : 전면 상부 경사면부 122a, 122a' : 전면 하부 경사면부
123a, 123a' : 전면 측부 경사면부 124 : 경사면 단부
121b, 121b' : 후면 상부 경사면부 122b, 122b' : 후면 하부 경사면부
123b, 123b' : 후면 측부 경사면부 124' : 경사면 단부
Claims (13)
- 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클에 있어서,
평판형태의 전면과 후면으로 이루어지는 프레임 본체와, 상기 프레임 본체의 중앙부에 형성되는 관통홀과, 상기 관통홀의 주변으로 상기 프레임 본체의 전면에 형성되는 전면 경사면부와, 상기 관통홀의 주변으로 상기 프레임 본체의 후면으로 형성되는 후면 경사면부로 이루어지는 펠리클 프레임; 및
상기 관통홀을 커버하면서 상기 펠리클 프레임에 부착되는 그래핀 멤브레인;
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클.
- 제1항에 있어서,
상기 전면 경사면부는,
전면 상부 경사면부와, 상기 전면 상부 경사면부와 일정길이 이격형성되는 전면 하부 경사면부와, 상기 상부 경사면부와 상기 하부 경사면부의 양측이 서로 연결형성되며 경사면을 형성하는 측부 경사면부로 이루어져 상기 프레임 전면에 형성되고,
상기 전면 경사면부와 상기 프레임 본체의 전면이 이루는 각도는 예각으로 형성되며,
상기 그래핀 멤브레인은, 상기 관통홀을 커버하도록 상기 전면 경사면부에 부착되는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클.
- 제2항에 있어서,
상기 후면 경사면부는,
후면 상부 경사면부와, 상기 후면 상부 경사면부와 일정길이 이격형성되는 후면 하부 경사면부와, 상기 후면 상부 경사면부와 상기 후면 하부 경사면부의 양측이 서로 연결형성되며 경사면을 형성하는 후면 측부 경사면부로 이루어져 상기 프레임 본체의 후면에 상기 관통홀 주변으로 형성되고,
상기 후면 경사면부와 상기 프레임 본체의 후면이 이루는 각도는 예각으로 형성되며,
상기 그래핀 멤브레인은, 상기 관통홀을 커버하도록 상기 프레임 본체의 후면 경사면부에 부착되는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클.
- 제3항에 있어서,
상기 그래핀 멤브레인은, 1층 이상의 그래핀이 적층형성되는 것을 특징으로 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클.
- 제3항에 있어서,
상기 펠리클 프레임은, 수용액 또는 도핑물질이 투입된 수용액에 수직으로 투입되고,
상기 그래핀 멤브레인은, 상기 수용액 또는 도핑물질이 투입된 수용액에 수평으로 투입되며,
상기 펠리클 프레임이 수직으로 들어 올려지면서 상기 그래핀 멤브레인이 상기 펠리클 프레임에 상부측에서 하부측으로 순차적으로 부착되는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클.
- 제3항에 있어서,
상기 그래핀 멤브레인은, 어느 일표면에 캡핑층이 형성되고,
상기 그래핀 멤브레인의 상기 캡핑층은, 상기 그래핀 멤브레인 부착면의 반대 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클.
- 제3항에 있어서,
상기 그래핀 멤브레인은, 어느 일표면에 PMMA가 코팅되고,
상기 PMMA가 코팅된 그래핀 멤브레인은, 상기 펠리클 프레임에 부착된 후 부착면의 반대측에 코팅된 PMMA는 에칭으로 제거되는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클.
- 제1항에 있어서,
상기 그래핀 멤브레인은, 파장이 13.5 ㎚의 극자외선 투과율이 92 ~ 96%인 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클.
- (a) 1층 이상의 그래핀이 적층된 그래핀 멤브레인을 준비하는 단계;
(b) 상기 그래핀 멤브레인이 부착될 펠리클 프레임을 준비하는 단계;
(c) 상기 수용액 또는 도핑액이 투입된 수용액에 펠리클 프레임을 수직으로 투입하는 단계;
(d) 상기 그래핀 멤브레인을 수용액 또는 도핑액이 투입된 수용액에 띄우는 단계;
(e) 상기 펠리클 프레임의 전면 및 후면의 상부측에 상기 그래핀 멤브레인의 일측을 부착한 후, 상기 펠리클 프레임을 수직으로 들어올리면서 상기 그래핀 멤브레인을 상기 펠리클 프레임에 부착하는 단계; 및
(f) 상기 펠리클 프레임을 건조하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 펠리클 프레임은,
평판형태의 전면과 후면으로 이루어지는 프레임 본체와, 상기 프레임 본체의 중앙부에 형성되는 관통홀과, 상기 관통홀의 주변 상기 프레임 본체의 전면에 형성되는 전면 경사면부와, 상기 관통홀의 주변 상기 프레임 본체의 후면에 형성되는 후면 경사면부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 전면 경사면부는, 전면 상부 경사면부와, 상기 전면 상부 경사면부와 일정길이 이격형성되는 전면 하부 경사면부와, 상기 전면 상부 경사면부와 상기 전면 하부 경사면부의 양측이 서로 연결형성되며 측면에 경사면을 형성하는 전면 측부 경사면부로 이루어지고,
상기 후면 경사면부는, 후면 상부 경사면부와, 상기 후면 상부 경사면부와 일정길이 이격형성되는 후면 하부 경사면부와, 상기 후면 상부 경사면부와 상기 후면 하부 경사면부의 양측이 서로 연결형성되며 측면에 경사면을 형성하는 후면 측부 경사면부로 이루어지고,
상기 전면 경사면부와 상기 프레임 본체의 전면과, 상기 후면 경사면부와 상기 프레임 본체의 후면이 이루는 각도는 예각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 제조방법.
- 제11항에 있어서,
상기 그래핀 멤브레인은, 상기 관통홀을 커버하도록 상기 펠리클 프레임의 전면 경사면부 및 후면 경사면부에 부착되는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 전면 경사면부와 상기 후면 경사면부는, 직선 또는 곡선 형태의 경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정의 포토마스크 보호용 펠리클 제조방법.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120009883A (ko) | 2010-07-22 | 2012-02-02 | 에스케이플래닛 주식회사 | 단말기의 어플리케이션 제공 방법 및 시스템 |
| KR20160120225A (ko) | 2015-04-07 | 2016-10-17 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | Euv 펠리클 프레임 및 그것을 사용한 euv 펠리클 |
| KR20190016005A (ko) | 2017-08-07 | 2019-02-15 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 펠리클 프레임 및 펠리클 |
| KR20210084381A (ko) | 2019-10-23 | 2021-07-07 | 주식회사 에프에스티 | 펠리클 프레임과 펠리클 멤브레인 일체형의 euv 펠리클 및 일체형의 euv 펠리클를 포함하는 노광장치 |
-
2022
- 2022-08-01 KR KR1020220095582A patent/KR20240017642A/ko unknown
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