WO2016171514A1 - 펠리클 및 그 제조 방법 - Google Patents

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WO2016171514A1
WO2016171514A1 PCT/KR2016/004238 KR2016004238W WO2016171514A1 WO 2016171514 A1 WO2016171514 A1 WO 2016171514A1 KR 2016004238 W KR2016004238 W KR 2016004238W WO 2016171514 A1 WO2016171514 A1 WO 2016171514A1
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WO
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substrate
membrane
pellicle
pellicle frame
reinforcement layer
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Application number
PCT/KR2016/004238
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English (en)
French (fr)
Inventor
이정환
박진구
김민수
박건호
김동하
안진호
오혜근
김정환
김인선
Original Assignee
한양대학교에리카산학협력단
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/62—Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof

Definitions

  • the present invention relates to pellicles and methods for their manufacture, and more particularly, to pellicles having a pellicle frame that minimizes thermal deformation of the membrane and methods for producing the same.
  • a next generation exposure apparatus using extreme ultraviolet lithography technology using extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm as a light source has been developed. Because the 13.5 nm wavelength of light used in extreme ultraviolet lithography technology is absorbed in almost all materials, reflective reticles such as mirrors are used rather than conventional transmission reticles. Such reflective reticles are generally formed of a reflective multilayer film and a reflective multilayer film in which Mo / Si is deposited in multiple layers on the quartz blank mask, which is a low thermal expansion material (LTEM). A protective film for preventing damage, and a light absorbing layer pattern for absorbing extreme ultraviolet rays to form a pattern.
  • LTEM low thermal expansion material
  • a pellicle is used to protect the reflective reticle from sources such as organics, inorganics, particles, and the like, which can reduce the production yield during the extreme ultraviolet lithography process.
  • the research to apply a high-power light source to the extreme ultraviolet lithography exposure equipment continues.
  • the temperature of the pellicle membrane is sharply increased, which causes the pellicle membrane to be bowed, thereby causing a problem of disturbing the pattern shape or breaking the pellicle membrane.
  • One technical problem to be solved by the present invention is to provide a highly reliable pellicle and its manufacturing method.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a pellicle and a method of manufacturing the same that can minimize thermal deformation.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a pellicle with improved durability and a method of manufacturing the same.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a pellicle applicable to a lithography process using a high power light source and a manufacturing method thereof.
  • the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
  • the present invention provides a pellicle.
  • the pellicle may include a membrane having a first side and a second side opposite to the first side, a first pellicle frame on the first side of the membrane, and the And a second pellicle frame on the second side of the membrane.
  • thermal deformation of the membrane generated during or after the lithography process may be minimized by the first pellicle frame and the second pellicle frame.
  • the pellicle may further include a reinforcing layer covering at least one of the first side of the membrane or the second side of the membrane.
  • the reinforcement layer may be formed of a material having an etch selectivity with respect to the first and second pellicle frames.
  • the pellicle further comprises a first reinforcing layer and a second reinforcing layer covering the first and inter-surface second surfaces of the membrane, respectively, wherein the thickness of the first reinforcing layer is the thickness of the second reinforcing layer. And others.
  • At least one of the thickness of the first pellicle frame, Coefficient of Thermal Expansion, Young's modulus, Poisson ratio, or lattice constant It may include a different one from that of the second pellicle frame.
  • the first pellicle frame and the second pellicle frame may include those provided in the same process.
  • the present invention provides a method for producing a pellicle.
  • the method of manufacturing a pellicle may include preparing a first substrate, forming a membrane on the first substrate, forming a second substrate on the membrane, and the first substrate. And simultaneously patterning the second substrate to form a first pellicle frame and a second pellicle frame, respectively.
  • the method of manufacturing a pellicle may include preparing a first substrate and a second substrate spaced apart from each other, forming a membrane on the first substrate, and forming the first substrate and the second substrate. Patterning to form a first pellicle frame and the second pellicle frame, and bonding the second pellicle frame onto the membrane.
  • the method of manufacturing a pellicle may include forming a first reinforcement layer on the first substrate, and forming the membrane on the first reinforcement layer before forming the membrane on the first substrate. After forming, the method may further include forming a second reinforcing layer on the membrane.
  • the patterning of the first substrate and the second substrate includes forming a first mask pattern and a second mask pattern on the first substrate and the second substrate, respectively.
  • the first and second mask patterns may be formed of the same material as the first and second reinforcement layers.
  • the first and second mask patterns and the first and second reinforcement layers may be formed of a material having an etch selectivity with respect to the first and second substrates.
  • the pellicle according to the embodiment of the present invention may include a first pellicle frame disposed on the first side of the membrane, and a second pellicle frame disposed on the second side of the membrane. Thermal deformation of the membrane is minimized by the first pellicle frame and the first pellicle frame, thereby improving durability and providing a highly reliable pellicle applicable to a lithography process using a high power light source.
  • FIG. 1A is a perspective view illustrating a pellicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line a-a 'of FIG. 1A.
  • FIGS. 2 to 4 are views for explaining a method of manufacturing a pellicle according to the first embodiment of the present invention.
  • 5 to 7 are views for explaining a method of manufacturing a pellicle frame according to a second embodiment of the present invention.
  • first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • second component in another embodiment.
  • Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment.
  • the term 'and / or' is used herein to include at least one of the components listed before and after.
  • connection is used herein to mean both indirectly connecting a plurality of components, and directly connecting.
  • FIG. 1A is a perspective view illustrating a pellicle according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along a-a 'of FIG. 1B.
  • a pellicle may include a membrane 100, a first reinforcement layer 110, a second reinforcement layer 120, and a first pellicle frame 210F. ), And a second pellicle frame 220F.
  • the membrane 100 may include a first surface 100a and a second surface 100b opposite to the first surface 100a.
  • the membrane 100 may be formed of a material through which light (eg, ArF light having a wavelength of 193 nm or less or extreme ultraviolet light having a wavelength of 20 nm or less) may be transmitted.
  • the membrane 100 may be formed of silicon (monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon).
  • the membrane 100 may include Rh, Ru, Mo, SiO 2 , Pd, Ge, Al 2 O 3 , GaAs, Ir, W, V, Pt, Ta, Nb, Au, MgF 2 It may include at least one of, MgO, Co, Te, SiC, CaF 2 , SiO, Y 2 O 3 , Si 3 N 4 , C, or Graphene.
  • the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may cover the first surface 100a and the second surface 100b of the membrane 100, respectively.
  • the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may be formed of a material having a thin thickness and excellent mechanical strength.
  • the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may be SiO 2 , Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiC, C, Graphene, ZnO, MgO, SrTiO 3 , ZrO 2 , or At least one of HfO 2 may be included.
  • the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may be in thermal contact with the membrane 100, the first pellicle frame 210F, and / or the second pellicle frame 220F.
  • At least one of a coefficient of thermal expansion, a Young's modulus, a Poisson ratio, or a lattice constant may be formed of a similar material. Accordingly, even if thermal deformation occurs during or after the lithography process, the membrane 100 and the first pellicle frame 210F, by the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120, And the membrane 100 and the second pellicle frame 220F may be bonded to each other.
  • the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may be formed of a material having a lattice constant similar to that of the membrane 100.
  • the ratio of nitrogen to silicon is such that the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 have a lattice constant similar to that of silicon. This controlled low stress Si 3 N 4 It can be formed.
  • the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may be formed of the same material, and the thicknesses of the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may be the same. Alternatively, alternatively, at least one of the thickness, thermal expansion coefficient, Young's modulus, Poisson's ratio, or lattice constant of the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may be different from each other. For example, when the second reinforcement layer 120 is closer to the light source used in the lithography process than the first reinforcement layer 110, the thickness of the second reinforcement layer 120 is greater than that of the first reinforcement layer 110. Thick or the coefficient of thermal expansion of the second reinforcement layer 120 is smaller than that of the first reinforcement layer 110, or the Young's modulus of the second reinforcement layer 120 is smaller than that of the first reinforcement layer 110.
  • the Poisson's ratio of the second reinforcement layer 120 may be smaller than that of the first reinforcement layer 110, or the lattice constant of the second reinforcement layer 120 may be larger than that of the first reinforcement layer 110. Accordingly, the difference in physical deformation due to the temperature difference between the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 210, which is generated according to the distance and / or location with the light source used in the lithography process, is compensated for, Thermal deformation of the pellicle can be minimized.
  • the pellicle has been described as including the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120, but as shown in FIGS. 1A and 1B, the first reinforcement layer 110 is described. And the second reinforcement layer 120 may be omitted, or any one of the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may be omitted.
  • the first pellicle frame 210F may be disposed on the first reinforcement layer 110, and the second pellicle frame 220F may be disposed on the second reinforcement layer 120.
  • the first pellicle frame 210F and the second pellicle frame 220F may be directly bonded to the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120.
  • the first pellicle frame 210F and the second pellicle frame 220F may be formed of the same material as the membrane 100.
  • the first pellicle frame 210F and the second pellicle frame 220F may be Si, SiO 2 , Ge, GaAs, GaSb, InAs, Al 2 O 3 , GaP, GaSb, InP, InSb, CdS , CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, SiC, ZnO, MgO, SrTiO 3, AlN, or ZrO 2 .
  • the first pellicle frame 210F and the second pellicle frame 220F may be formed of the same material, and the thicknesses of the first pellicle frame 210F and the second pellicle frame 220F may be the same. Can be. Alternatively, at least one of the thickness, thermal expansion coefficient, Young's modulus, Poisson's ratio, or lattice constant of the first pellicle frame 210F and the second pellicle frame 220F may be different from each other. For example, when the second pellicle frame 220F is closer to the light source used in the lithography process than the first pellicle frame 210F, the thickness of the second pellicle frame 220F is the first pellicle frame 210F.
  • the coefficient of thermal expansion of the second pellicle frame 220F is less than that of the first pellicle frame 210F, or the Young's modulus of the second pellicle frame 220F is the first pellicle frame Less than (210F), Poisson's ratio of the second pellicle frame (220F) is less than that of the first pellicle frame (210F), or the lattice constant of the second pellicle frame (220F) is It may be larger than that of the pellicle frame 210F.
  • the first mask pattern 214 and the second mask pattern 224 may be disposed on the first pellicle frame 210F and the second pellicle frame 220F, respectively.
  • the first mask pattern 214 and the second mask pattern 224 may be formed of the same material as the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120. Unlike FIGS. 1A and 1B, at least one of the first mask pattern 214 and the second mask pattern 224 may be omitted.
  • the heat transferred from the light source causes lithography.
  • the pellicle may be deformed.
  • the first pellicle frame 210F is disposed on the first surface 100a of the membrane 100, and the first of the membrane 100 is disposed.
  • the second pellicle frame 220F may be disposed on the second surface 100b, and the thermal deformation of the membrane 100 is canceled by the first pellicle frame 210F and the second pellicle frame 220F. And can be minimized. Accordingly, durability can be improved, and a highly reliable pellicle applicable to a lithography process using a high power light source can be provided.
  • FIGS. 2 to 4 are views for explaining a method of manufacturing a pellicle according to the first embodiment of the present invention.
  • the first substrate 210 may include Si, SiO 2 , Ge, GaAs, GaSb, InAs, Al 2 O 3 , GaP, GaSb, InP, InSb, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, SiC, ZnO, It may be formed of at least one of MgO, SrTiO 3, AlN, or ZrO 2 .
  • a first reinforcement layer 110 may be formed on one surface of the first substrate 210, and a first mask layer 212 may be formed on the other surface opposite to the one surface. have.
  • the first reinforcement layer 110 and the first mask layer 212 may be formed of the same material (eg, silicon nitride).
  • the first reinforcement layer 110 and the first mask layer 212 may be formed of a material having an etching selectivity with respect to the first substrate 210.
  • the first reinforcement layer 110 and the first mask layer 212 may be formed of silicon nitride.
  • a membrane 100 may be formed on the first reinforcement layer 110.
  • the membrane 100 may be formed of the same material (eg, silicon) as the first substrate 210.
  • the membrane 100 may be formed of a material having a high transmittance for light (eg, vomtonic rays) used in a lithography process.
  • the membrane 100 may be formed directly on the first reinforcement layer 110 to be directly bonded to the first reinforcement layer 110.
  • a second reinforcement layer 120 may be formed on the membrane 100.
  • the second reinforcement layer 120 may be formed of the same material as the first reinforcement layer 110.
  • the second reinforcement layer 120 and the first reinforcement layer 110 may be formed of different materials or have different thicknesses. The difference between the physical deformation of the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may be compensated for.
  • the second reinforcement layer 120 may be formed directly on the membrane 100 and may be directly bonded to the membrane 100.
  • a second substrate 220 may be formed on the second reinforcement layer 120.
  • the second substrate 220 may be formed of the same material as the first substrate 210.
  • the second substrate 220 and the first substrate 210 may be formed of different materials or have different thicknesses. The difference between the physical deformations of the first substrate 210 and the second substrate 220 may be compensated for.
  • a second mask layer 222 may be formed on the second substrate 220.
  • the second mask layer 222 may be formed of the same material as the first mask layer 212.
  • a photoresist pattern 230 may be formed on the first mask layer 212 and the second mask layer 222.
  • the photoresist pattern 230 may cover an edge portion of the first mask layer 212 and an edge portion of the second mask layer 222. Accordingly, a central portion of the first mask layer 212 and a central portion of the second mask layer 222 may be exposed.
  • the center portions of the first mask layer 212 and the second mask layer 222 may be etched using the photoresist pattern 230 as an etching mask.
  • a first mask pattern 214 and a second mask pattern 224 may be formed on the first substrate 210 and the second substrate 220, respectively.
  • the first mask layer 212 and the second mask layer 222 may be etched by a reactive ion etching process.
  • the photoresist pattern 230 may be removed.
  • the photoresist pattern 230 may be etched using a wet cleaning process, a dry cleaning process, an O2 plasma ashing process, or the like.
  • the photoresist pattern 230 may remove a sulfuric acid hydrogen peroxide mixture (SPM).
  • SPM sulfuric acid hydrogen peroxide mixture
  • the first substrate 210 and the second substrate 220 are simultaneously etched to form a first pellicle frame.
  • 210F and the second pellicle frame 220F may be formed.
  • the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may be used as an etch stop layer.
  • the first substrate 210 and the second substrate 220 may be etched using a wet etching process or a dry etching process.
  • the first substrate 210 and the second substrate 220 may be potassium hydroxide or TMAH. It may be etched using (Tetramethylammonium hydroxide).
  • the first substrate 210 and the second substrate 220 may be patterned in the same process. Accordingly, a method of manufacturing a pellicle with a simplified manufacturing process can be provided.
  • the first mask pattern 214 and the second mask pattern 224 and the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 are mutually It may be formed of the same material. Accordingly, a source required for manufacturing the pellicle can be simplified, so that a manufacturing method of the pellicle can be provided with a simplified manufacturing cost and a manufacturing process.
  • the second pellicle frame may be formed and then bonded onto the membrane.
  • this will be described with reference to FIGS. 5 to 7.
  • 5 to 7 are views for explaining a method of manufacturing a pellicle frame according to a second embodiment of the present invention.
  • a first substrate 210 and a second substrate 220 spaced apart from each other are prepared.
  • the second substrate 220 may be formed of the same material as the first substrate 210.
  • the second substrate 220 and the first substrate 210 may be formed of different materials or have different thicknesses. The difference between the physical deformations of the first substrate 210 and the second substrate 220 may be compensated for.
  • a first reinforcement layer 110 may be formed on one surface of the first substrate 210, and a first mask layer 212 may be formed on the other surface opposite to the one surface. have.
  • the first reinforcement layer 110 and the first mask layer 212 may be formed of the same material (eg, silicon nitride).
  • the first reinforcement layer 110 and the first mask layer 212 may be formed of a material having an etching selectivity with respect to the first substrate 210.
  • the second mask layer 222a and the third mask layer 222b may be formed on one surface of the second substrate 220 and the other surface opposite to the one surface, respectively.
  • the second mask layer 222a and the third mask layer 222b may be formed of the same material as the first mask layer 212 and the first reinforcement layer 110.
  • a membrane 100 may be formed on the first reinforcement layer 110.
  • the membrane 100 may be formed of the same material (eg, silicon) as the first substrate 210.
  • the membrane 100 may be formed directly on the first reinforcement layer 110 to be directly bonded to the first reinforcement layer 110.
  • a second reinforcement layer 120 may be formed on the membrane 100.
  • the second reinforcement layer 120 may be formed of the same material as the first reinforcement layer 110.
  • the second reinforcement layer 120 and the first reinforcement layer 110 may be formed of different materials or have different thicknesses. The difference between the physical deformation of the first reinforcement layer 110 and the second reinforcement layer 120 may be compensated for.
  • the second reinforcement layer 120 may be formed directly on the membrane 100 and may be directly bonded to the membrane 100.
  • a photoresist pattern 230 may be formed on the first mask layer 212 and the second mask layer 222a.
  • the photoresist pattern 230 may not be formed on the third mask layer 222b.
  • the photoresist pattern 230 may cover an edge portion of the first mask layer 212 and an edge portion of the second mask layer 222a. Accordingly, a central portion of the first mask layer 212 and a central portion of the second mask layer 222a may be exposed.
  • the center portions of the first mask layer 212 and the second mask layer 222a may be etched using the photoresist pattern 230 as an etching mask.
  • a first mask pattern 214 and a second mask pattern 224 may be formed on the first substrate 210 and the second substrate 220, respectively.
  • the first mask layer 212 and the second mask layer 222a may be etched by a reactive ion etching process.
  • the photoresist pattern 230 may be removed. Thereafter, the first substrate 210 may be etched using the first mask pattern 214 as an etching mask to form a first pellicle frame 210F. In addition, the second substrate 220 may be etched using the second mask pattern 224 and the third mask layer 222b as an etch mask to form a second pellicle frame 220F. After the second pellicle frame 220F is formed, the second mask pattern 224 and the third mask layer 222b may be removed. The etching process of the first substrate 210 and the second substrate 220 may be performed by the method described with reference to FIG. In the etching of the first substrate 210, the first reinforcement layer 110 may be used as an etch stop layer.
  • the second pellicle frame 220F may be bonded on the second reinforcement layer 120.
  • the second pellicle frame 220F may be directly bonded to the second reinforcement layer 120.
  • the pellicle according to the embodiment of the present invention is manufactured by an etching process using a mask pattern. Unlike the above-described embodiments, various methods such as drilling and laser machining are performed. As such, the pellicle according to the embodiment of the present invention may be manufactured.
  • the pellicle and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention can be applied to a lithography process used in various technical fields, such as a semiconductor memory manufacturing process, a display device manufacturing process.

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Abstract

펠리클이 제공된다. 상기 펠리클은, 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 멤브레인(membrane), 상기 멤브레인의 제1 면 상의 제1 펠리클 프레임(first pellicle frame), 및 상기 멤브레인의 상기 제2 면 상의 제2 펠리클 프레임(second pellicle frame)을 포함할 수 있다.

Description

펠리클 및 그 제조 방법
본 발명은 펠리클 및 그 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 멤브레인의 열 변형을 최소화시키는 펠리클 프레임을 갖는 펠리클 및 그 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.
한편, 반도체 제조 공정의 공정 효율을 향상시키기 위해, 고출력의 광원을 극자외선 리소그래피 노광장비에 적용하려는 연구가 계속 되고 있다. 고출력의 광원을 사용할 경우, 펠리클 멤브레인의 온도가 급격히 증가되게 되고, 이로 인해, 펠리클 멤브레인이 휘어지는 현상(Bowing)이 발생되어 패턴 형상을 방해하거나 펠리클 멤브레인이 파괴되는 문제점을 야기 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 고신뢰성의 펠리클 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 열 변형을 최소화시킬 수 있는 펠리클 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 내구성이 향상된 펠리클 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 고출력 광원을 사용하는 리소그래피 공정에 적용 가능한 펠리클 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제들을 해결하기 위해, 본 발명은 펠리클을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클은, 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 멤브레인(membrane), 상기 멤브레인의 제1 면 상의 제1 펠리클 프레임(first pellicle frame), 및 상기 멤브레인의 상기 제2 면 상의 제2 펠리클 프레임(second pellicle frame)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 리소그래피 공정 중 또는 리소그래피 공정 후에 발생되는 상기 멤브레인의 열 변형이, 상기 제1 펠리클 프레임 및 상기 제2 펠리클 프레임에 의해, 최소화될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클은, 상기 멤브레인의 상기 제1 면, 또는 상기 멤브레인의 상기 제2 면 중에서 적어도 어느 하나를 덮는, 보강층을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 보강층은 상기 제1 및 제2 펠리클 프레임들에 대해서 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클은, 상기 멤브레인의 상기 제1 면 및 사이 제2 면을 각각 덮는 제1 보강층 및 제2 보강층을 더 포함하되, 상기 제1 보강층의 두께는 상기 제2 보강층의 두께와 다른 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 펠리클 프레임의 두께, 열 팽창 계수(Coefficient of Thermal Expansion), 영률(Young's modulus), 푸아송 비(Poisson ratio), 또는 격자 상수(lattice constant) 중에서 적어도 어느 하나는, 상기 제2 펠리클 플레임의 것과 서로 다른 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 펠리클 프레임 및 상기 제2 펠리클 프레임은 동일한 공정에서 제공되는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제들을 해결하기 위해, 본 발명은 펠리클의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클의 제조 방법은, 제1 기판을 준비하는 단계, 상기 제1 기판 상에 멤브레인을 형성하는 단계, 상기 멤브레인 상에 제2 기판을 형성하는 단계, 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 동시에 패터닝하여, 제1 펠리클 프레임 및 제2 펠리클 프레임을 각각 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클의 제조 방법은, 서로 이격된 제1 기판 및 제2 기판을 준비하는 단계, 상기 제1 기판 상에 멤브레인을 형성하는 단계, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 패터닝하여, 제1 펠리클 프레임 및 상기 제2 펠리클 프레임을 각각 형성하는 단계, 및 상기 제2 펠리클 프레임을 상기 멤브레인 상에 접합시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펠리클의 제조 방법은, 상기 제1 기판 상에 상기 멤브레인을 형성하기 전, 상기 제1 기판 상에 제1 보강층을 형성하는 단계, 및 상기 제1 보강층 상에 상기 멤브레인을 형성한 후, 상기 멤브레인 상에 제2 보강층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 패터닝하는 단계는, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 상에 제1 마스크 패턴 및 제2 마스크 패턴을 각각 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 및 제2 마스크 패턴들은 상기 제1 및 제2 보강층들과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 마스크 패턴들, 및 상기 제1 및 제2 보강층들은 상기 제1 및 제2 기판들과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 펠리클은, 멤브레인의 제1 면 상에 배치된 제1 펠리클 프레임, 및 상기 멤브레인의 제2 면 상에 배치된 제2 펠리클 프레임을 포함할 수 있다. 상기 제1 펠리클 프레임 및 상기 제1 펠리클 프레임에 의해 상기 멤브레인의 열 변형이 최소화되어, 내구성이 향상되고, 고출력 광원을 사용하는 리소그래피 공정에 적용 가능한 고신뢰성의 펠리클이 제공될 수 있다.
도 1a은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 a-a'을 따라 절취한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 펠리클의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 펠리클 프레임의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
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, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
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 1a은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1b의 a-a'을 따라 절취한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클은, 멤브레인(membrane, 100), 제1 보강층(110), 제2 보강층(120), 제1 펠리클 프레임(first pellicle frame, 210F), 및 제2 펠리클 프레임(second pellicle frame, 220F)을 포함할 수 있다.
상기 멤브레인(100)은 제1 면(100a) 및 상기 제1 면(100a)에 대향하는 제2 면(100b)을 포함할 수 있다. 상기 멤브레인(100)은 리소그래피 공정에서 사용되는 광(예를 들어, 193nm 이하의 파장을 갖는 ArF 광 또는 20nm 이하의 파장을 갖는 극자외선)이 투과될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 멤브레인(100)은 실리콘(단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘)으로 형성될 수 있다. 또는, 다른 예를 들어, 상기 멤브레인(100)은, Rh, Ru, Mo, SiO2, Pd, Ge, Al2O3, GaAs, Ir, W, V, Pt, Ta, Nb, Au, MgF2, MgO, Co, Te, SiC, CaF2, SiO, Y2O3, Si3N4, C, 또는 Graphene 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)은 상기 멤브레인(100)의 상기 제1 면(100a) 및 상기 제2 면(100b)을 각각 덮을 수 있다. 리소그래피 공정에서 입사되는 광의 투과율을 증가시키기 위해, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)은 얇은 두께를 가지고 기계적 강도가 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)은 SiO2, Al2O3, Si3N4, SiC, C, Graphene, ZnO, MgO, SrTiO3, ZrO2, 또는 HfO2 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)은 상기 멤브레인(100), 상기 제1 펠리클 프레임(210F), 및/또는 상기 제2 펠리클 프레임(220F)과 열 팽창 계수(Coefficient of Thermal Expansion), 영률(Young's modulus), 푸아송 비(Poisson ratio), 또는 격자 상수(lattice constant) 중에서 적어도 어느 하나가 유사한 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 리소그래피 공정 중, 또는 리소그래피 공정 후에 열 변형이 발생되더라도, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)에 의해, 상기 멤브레인(100)과 상기 제1 펠리클 프레임(210F), 및 상기 멤브레인(100)과 상기 제2 펠리클 프레임(220F)은 접합된 상태를 유지할 수 있다.
또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)은 상기 멤브레인(100)과 격자 상수가 유사한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상술된 바와 같이, 상기 멤브레인(100)이 실리콘으로 형성되는 경우, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)은 실리콘과 격자 상수가 유사하도록 실리콘에 대한 질소의 비율이 조절된 Low Stress Si3N4로 형성될 수 있다.
상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)은 서로 동일한 물질로 형성될 수 있고, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)의 두께는 서로 동일할 수 있다. 또는, 이와는 달리, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)의 두께, 열 팽창 계수, 영률, 푸아송 비, 또는 격자 상수 중에서 적어도 어느 하나는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보강층(120)이 상기 제1 보강층(110)보다 리소그래피 공정에 사용되는 광원에 인접한 경우, 상기 제2 보강층(120)의 두께가 상기 제1 보강층(110)의 것보다 두껍거나, 상기 제2 보강층(120)의 열 팽창 계수가 상기 제1 보강층(110)의 것보다 작거나, 상기 제2 보강층(120)의 영률이 상기 제1 보강층(110)의 것보다 작거나, 상기 제2 보강층(120)의 푸아송 비가 상기 제1 보강층(110)의 것보다 작거나, 상기 제2 보강층(120)의 격자 상수가 상기 제1 보강층(110)의 것보다 클 수 있다. 이에 따라, 리소그래피 공정에 사용되는 광원과의 거리 및/또는 위치에 따라 발생되는, 상기 제1 보강층(110)과 상기 제2 보강층(210) 사이의 온도 차이에 의한 물리적 변형의 차이가 보상되어, 펠리클의 열 변형이 최소화될 수 있다.
도 1a 및 도 1b에서, 상기 펠리클이 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)을 포함하는 것으로 설명되었으나, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 달리, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)이 생략되거나, 또는 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120) 중에서 어느 하나가 생략될 수 있다.
상기 제1 보강층(110) 상에 상기 제1 펠리클 프레임(210F)이 배치되고, 상기 제2 보강층(120) 상에 상기 제2 펠리클 프레임(220F)이 배치될 수 있다. 상기 제1 펠리클 프레임(210F) 및 상기 제2 펠리클 프레임(220F)은 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)과 직접적으로 접합될 수 있다.
상기 제1 펠리클 프레임(210F) 및 상기 제2 펠리클 프레임(220F)은, 상기 멤브레인(100)과 서로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 펠리클 프레임(210F) 및 상기 제2 펠리클 프레임(220F)은, Si, SiO2, Ge, GaAs, GaSb, InAs, Al2O3, GaP, GaSb, InP, InSb, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, SiC, ZnO, MgO, SrTiO3, AlN, 또는 ZrO2 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 펠리클 프레임(210F) 및 상기 제2 펠리클 프레임(220F)은 서로 동일한 물질로 형성될 수 있고, 상기 제1 펠리클 프레임(210F) 및 상기 제2 펠리클 프레임(220F)의 두께는 서로 동일할 수 있다. 또는, 이와는 달리, 상기 제1 펠리클 프레임(210F) 및 상기 제2 펠리클 프레임(220F)의 두께, 열 팽창 계수, 영률, 푸아송 비, 또는 격자 상수 중에서 적어도 어느 하나는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 펠리클 프레임(220F)이 상기 제1 펠리클 프레임(210F)보다 리소그래피 공정에 사용되는 광원에 인접한 경우, 상기 제2 펠리클 프레임(220F)의 두께가 상기 제1 펠리클 프레임(210F)의 것보다 두껍거나, 상기 제2 펠리클 프레임(220F)의 열 팽창 계수가 상기 제1 펠리클 프레임(210F)의 것보다 작거나, 상기 제2 펠리클 프레임(220F)의 영률이 상기 제1 펠리클 프레임(210F)의 것보다 작거나, 상기 제2 펠리클 프레임(220F)의 푸아송 비가 상기 제1 펠리클 프레임(210F)의 것보다 작거나, 상기 제2 펠리클 프레임(220F)의 격자 상수가 상기 제1 펠리클 프레임(210F)의 것보다 클 수 있다. 이에 따라, 리소그래피 공정에 사용되는 광원과의 거리 및/또는 위치에 따라 발생되는, 상기 제1 펠리클 프레임(210F)와 상기 제2 펠리클 프레임(220F) 사이의 온도 차이에 의한 물리적 변형의 차이가 보상되어, 펠리클의 열 변형이 최소화될 수 있다.
상기 제1 펠리클 프레임(210F) 및 상기 제2 펠리클 프레임(220F) 상에 제1 마스크 패턴(214) 및 제2 마스크 패턴(224)이 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 마스크 패턴(214) 및 상기 제2 마스크 패턴(224)은 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 달리, 상기 제1 마스크 패턴(214) 및 상기 제2 마스크 패턴(224) 중에서 적어도 어느 하나는 생략될 수 있다.
고출력의 광원(예를 들어, 193nm 이하의 파장을 갖는 ArF 광 또는 20nm 이하의 파장을 갖는 극자외선을 방출하는 광원)을 사용하는 리소그래피 공정에서 펠리클이 사용되는 경우, 광원으로부터 전달되는 열에 의해, 리소그래피 공정 중, 또는 리소그래피 공정 후, 펠리클이 변형될 수 있다. 하지만, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 멤브레인(100)의 상기 제1 면(100a) 상에 상기 제1 펠리클 프레임(210F)이 배치되고, 상기 멤브레인(100)의 상기 제2 면(100b) 상에 상기 제2 펠리클 프레임(220F)이 배치될 수 있고, 상기 제1 펠리클 프레임(210F) 및 상기 제2 펠리클 프레임(220F)에 의해 상기 멤브레인(100)의 열 변형이 상쇄 및 최소화될 수 있다. 이에 따라, 내구성이 향상되고, 고출력 광원을 사용하는 리소그래피 공정에 적용 가능한 고신뢰성의 펠리클이 제공될 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클의 제조 방법이 설명된다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 펠리클의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2의 (a)를 참조하면, 제1 기판(210)이 준비된다. 상기 제1 기판(210)은 Si, SiO2, Ge, GaAs, GaSb, InAs, Al2O3, GaP, GaSb, InP, InSb, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, SiC, ZnO, MgO, SrTiO3, AlN, 또는 ZrO2 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
도 2의 (b)를 참조하면, 상기 제1 기판(210)의 일면 상에 제1 보강층(110)이 형성되고, 상기 일면에 대향하는 타면 상에 제1 마스크 막(212)이 형성될 수 있다. 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제1 마스크 막(212)은 서로 동일한 물질(예를 들어, 실리콘 질화물)로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제1 마스크 막(212)은 상기 제1 기판(210)과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 기판(210)이 실리콘으로 형성되는 경우, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제1 마스크 막(212)은 실리콘 질화물로 형성될 수 있다.
도 2의 (c)를 참조하면, 상기 제1 보강층(110) 상에 멤브레인(100)이 형성될 수 있다. 상기 멤브레인(100)은 상기 제1 기판(210)과 서로 동일한 물질(예를 들어, 실리콘)으로 형성될 수 있다. 상기 멤브레인(100)은 리소그래피 공정에서 사용되는 광(예를 들어, 극자와선)에 대한 투과율이 높은 물질로 형성될 수 있다. 상기 멤브레인(100)은 상기 제1 보강층(110) 바로 위(directly on)에 형성되어, 상기 제1 보강층(110)과 직접적으로 접합될 수 있다.
도 2의 (d)를 참조하면, 상기 멤브레인(100) 상에 제2 보강층(120)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 보강층(120)은 상기 제1 보강층(110)과 서로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 제2 보강층(120) 및 상기 제1 보강층(110)이 서로 다른 물질로 형성되거나, 또는 서로 다른 두께를 갖도록 형성되어, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)의 물리적 변형의 차이가 보상될 수 있다. 상기 제2 보강층(120)은 상기 멤브레인(100) 바로 위에 형성되어, 상기 멤브레인(100)과 직접적으로 접합될 수 있다.
도 3의 (e)를 참조하면, 상기 제2 보강층(120) 상에 제2 기판(220)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 기판(220)은 상기 제1 기판(210)과 서로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 제2 기판(220) 및 상기 제1 기판(210)이 서로 다른 물질로 형성되거나, 또는 서로 다른 두께를 갖도록 형성되어, 상기 제1 기판(210) 및 상기 제2 기판(220)의 물리적 변형의 차이가 보상될 수 있다.
도 3의 (f)를 참조하면, 상기 제2 기판(220) 상에 제2 마스크 막(222)이 형성될 수 있다. 상기 제2 마스크 막(222)은 상기 제1 마스크 막(212)과 서로 동일한 물질로 형성될 수 있다.
도 4의 (g)를 참조하면, 상기 제1 마스크 막(212) 및 상기 제2 마스크 막(222) 상에 포토레지스트 패턴(230)이 형성될 수 있다. 상기 포토레지스트 패턴(230)은 상기 제1 마스크 막(212)의 가장자리 부분(edge portion) 및 상기 제2 마스크 막(222)의 가장자리 부분을 덮을 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 마스크 막(212)의 중앙 부분 및 상기 제2 마스크 막(222)의 중앙 부분이 노출될 수 있다.
도 4의 (h)를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(230)을 식각 마스크로 사용하여, 상기 제1 마스크 막(212) 및 상기 제2 마스크 막(222)의 상기 중앙 부분들이 식각될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 기판(210) 및 상기 제2 기판(220) 상에 제1 마스크 패턴(214) 및 제2 마스크 패턴(224)이 각각 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 마스크 막(212) 및 상기 제2 마스크 막(222)은 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etch) 공정으로 식각될 수 있다.
도 4의 (i)를 참조하면, 상기 제1 마스크 패턴(214) 및 상기 제2 마스크 패턴(224)이 형성된 후, 상기 포토레지스트 패턴(230)이 제거될 수 있다. 상기 포토레지스트 패턴(230)은, 습식 세정 공정, 또는 건식 세정 공정, 산소 플라즈마 애슁(O2 plasma ashing) 공정 등을 이용하여 식각될 수 있다. 예를 들어, 상기 포토레지스트 패턴(230)은 황산과산화수소혼합액 (SPM: Sulfuric acid, Peroxide mixture) 세정을 제거될 수 있다. 이후, 상기 제1 마스크 패턴(214) 및 상기 제2 마스크 패턴(224)을 식각 마스크로 사용하여, 상기 제1 기판(210) 및 상기 제2 기판(220)이 동시에 식각되어, 제1 펠리클 프레임(210F) 및 제2 펠리클 프레임(220F)이 형성될 수 있다. 상기 제1 기판(210) 및 상기 제2 기판(220)을 식각하는 단계에서, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)이 식각 정지막으로 사용될 수 있다.
상기 제1 기판(210) 및 상기 제2 기판(220)은, 습식 식각 공정, 또는 건식 식각 공정 등을 이용하여 식각될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 기판(210) 및 상기 제2 기판(220)이 실리콘으로 형성되는 경우, 상기 제1 기판(210) 및 상기 제2 기판(220)은 수산화 칼륨(Potassium hydroxide) 또는 TMAH(Tetramethylammonium hydroxide)를 이용하여 식각될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 기판(210) 및 상기 제2 기판(220)이 동일한 공정에서 패터닝될 수 있다. 이에 따라, 제조 공정이 간소화된 펠리클의 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스크 패턴(214) 및 상기 제2 마스크 패턴(224)과 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)이 서로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 펠리클의 제조에 필요한 소스(source)가 간소화되어, 제조 비용 및 제조 공정이 간소화된 펠리클의 제조 방법이 제공될 수 있다.
상술된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 펠리클의 제조 방법과 달리, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 펠리클의 제조 방법에 따르면, 제2 펠리클 프레임이 형성된 후, 멤브레인 상에 접합될 수 있다. 이하, 이를 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 펠리클 프레임의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 서로 이격된 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)이 준비된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 기판(220)은 상기 제1 기판(210)과 서로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 제2 기판(220) 및 상기 제1 기판(210)이 서로 다른 물질로 형성되거나, 또는 서로 다른 두께를 갖도록 형성되어, 상기 제1 기판(210) 및 상기 제2 기판(220)의 물리적 변형의 차이가 보상될 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, 상기 제1 기판(210)의 일면 상에 제1 보강층(110)이 형성되고, 상기 일면에 대향하는 타면 상에 제1 마스크 막(212)이 형성될 수 있다. 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제1 마스크 막(212)은 서로 동일한 물질(예를 들어, 실리콘 질화물)로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제1 마스크 막(212)은 상기 제1 기판(210)과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다.
상기 제2 기판(220)의 일면 및 상기 일면에 대향하는 타면 상에 제2 마스크 막(222a) 및 제3 마스크 막(222b)이 각각 형성될 수 있다. 상기 제2 마스크 막(222a) 및 상기 제3 마스크 막(222b)은 상기 제1 마스크 막(212) 및 상기 제1 보강층(110)과 서로 동일한 물질로 형성될 수 있다.
도 5의 (c)를 참조하면, 상기 제1 보강층(110) 상에 멤브레인(100)이 형성될 수 있다. 상기 멤브레인(100)은 상기 제1 기판(210)과 서로 동일한 물질(예를 들어, 실리콘)으로 형성될 수 있다. 상기 멤브레인(100)은 상기 제1 보강층(110) 바로 위(directly on)에 형성되어, 상기 제1 보강층(110)과 직접적으로 접합될 수 있다.
도 6의 (d)를 참조하면, 상기 멤브레인(100) 상에 제2 보강층(120)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 보강층(120)은 상기 제1 보강층(110)과 서로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 제2 보강층(120) 및 상기 제1 보강층(110)이 서로 다른 물질로 형성되거나, 또는 서로 다른 두께를 갖도록 형성되어, 상기 제1 보강층(110) 및 상기 제2 보강층(120)의 물리적 변형의 차이가 보상될 수 있다. 상기 제2 보강층(120)은 상기 멤브레인(100) 바로 위에 형성되어, 상기 멤브레인(100)과 직접적으로 접합될 수 있다.
도 6의 (e)를 참조하면, 상기 제1 마스크 막(212) 및 제2 마스크 막(222a) 상에 포토레지스트 패턴(230)이 형성될 수 있다. 상기 포토레지스트 패턴(230)은 상기 제3 마스크 막(222b) 상에는 형성되지 않을 수 있다. 상기 포토레지스트 패턴(230)은 상기 제1 마스크 막(212)의 가장자리 부분(edge portion) 및 상기 제2 마스크 막(222a)의 가장자리 부분을 덮을 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 마스크 막(212)의 중앙 부분 및 상기 제2 마스크 막(222a)의 중앙 부분이 노출될 수 있다.
도 7의 (f)를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(230)을 식각 마스크로 사용하여, 상기 제1 마스크 막(212) 및 상기 제2 마스크 막(222a)의 상기 중앙 부분들이 식각될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 기판(210) 및 상기 제2 기판(220) 상에 제1 마스크 패턴(214) 및 제2 마스크 패턴(224)이 각각 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 마스크 막(212) 및 상기 제2 마스크 막(222a)은 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etch) 공정으로 식각될 수 있다.
도 7의 (g)를 참조하면, 상기 마스크 패턴(214) 및 상기 제2 마스크 패턴(224)이 형성된 후, 상기 포토레지스트 패턴(230)이 제거될 수 있다. 이후, 상기 제1 마스크 패턴(214)을 식각 마스크로 사용하여, 상기 제1 기판(210)이 식각되어, 제1 펠리클 프레임(210F)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 마스크 패턴(224) 및 상기 제3 마스크 막(222b)을 식각 마스크로 사용하여, 상기 제2 기판(220)이 식각되어, 제2 펠리클 프레임(220F)이 형성될 수 있다. 상기 제2 펠리클 프레임(220F)이 형성된 후, 상기 제2 마스크 패턴(224) 및 상기 제3 마스크 막(222b)은 제거될 수 있다. 상기 제1 기판(210) 및 상기 제2 기판(220)의 식각 공정은 도 4의 (i)를 참조하여 설명된 방법으로 수행될 수 있다. 상기 제1 기판(210)을 식각하는 하는 단계에서, 상기 제1 보강층(110)이 식각 정지막으로 사용될 수 있다.
도 7의 (h)를 참조하면, 상기 제2 펠리클 프레임(220F)이 상기 제2 보강층(120) 상에 접합될 수 있다. 상기 제2 펠리클 프레임(220F)은 상기 제2 보강층(120)과 직접적으로 접합될 수 있다.
상술된 실시 예들에서, 마스크 패턴을 이용한 식각 공정으로 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클이 제조되는 것으로 설명되었으나, 상술된 실시 예들과 달리, 드릴 가공(drilling), 레이저 가공(laser machining) 등 다양한 방법으로, 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클이 제조될 수 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.
본 발명의 실시 예에 따른 펠리클 및 그 제조 방법은, 반도체 메모리 제조 공정, 디스플레이 소자 제조 공정 등 다양한 기술 분야에 사용되는 리소그래피 공정에 적용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 멤브레인(membrane);
    상기 멤브레인의 제1 면 상의 제1 펠리클 프레임(first pellicle frame); 및
    상기 멤브레인의 상기 제2 면 상의 제2 펠리클 프레임(second pellicle frame)을 포함하는 펠리클.
  2. 제1 항에 있어서,
    리소그래피 공정 중 또는 리소그래피 공정 후에 발생되는 상기 멤브레인의 열 변형이, 상기 제1 펠리클 프레임 및 상기 제2 펠리클 프레임에 의해, 최소화되는 것을 포함하는 펠리클.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 멤브레인의 상기 제1 면, 또는 상기 멤브레인의 상기 제2 면 중에서 적어도 어느 하나를 덮는, 보강층을 더 포함하는 펠리클.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 보강층은 상기 제1 및 제2 펠리클 프레임들에 대해서 식각 선택비를 갖는 물질로 형성되는 것을 포함하는 펠리클.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 멤브레인의 상기 제1 면 및 사이 제2 면을 각각 덮는 제1 보강층 및 제2 보강층을 더 포함하되,
    상기 제1 보강층의 두께는 상기 제2 보강층의 두께와 다른 것을 포함하는 펠리클.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 펠리클 프레임의 두께, 열 팽창 계수(Coefficient of Thermal Expansion), 영률(Young's modulus), 푸아송 비(Poisson ratio), 또는 격자 상수(lattice constant) 중에서 적어도 어느 하나는, 상기 제2 펠리클 플레임의 것과 서로 다른 것을 포함하는 펠리클.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 펠리클 프레임 및 상기 제2 펠리클 프레임은 동일한 공정에서 제공되는 것을 포함하는 펠리클.
  8. 제1 기판을 준비하는 단계;
    상기 제1 기판 상에 멤브레인을 형성하는 단계;
    상기 멤브레인 상에 제2 기판을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 동시에 패터닝하여, 제1 펠리클 프레임 및 제2 펠리클 프레임을 각각 형성하는 단계를 포함하는 펠리클의 제조 방법.
  9. 서로 이격된 제1 기판 및 제2 기판을 준비하는 단계;
    상기 제1 기판 상에 멤브레인을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 패터닝하여, 제1 펠리클 프레임 및 상기 제2 펠리클 프레임을 각각 형성하는 단계; 및
    상기 제2 펠리클 프레임을 상기 멤브레인 상에 접합시키는 단계를 포함하는 펠리클의 제조 방법.
  10. 제8 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 상기 멤브레인을 형성하기 전, 상기 제1 기판 상에 제1 보강층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 보강층 상에 상기 멤브레인을 형성한 후, 상기 멤브레인 상에 제2 보강층을 형성하는 단계를 더 포함하는 펠리클의 제조 방법.
  11. 제8 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 패터닝하는 단계는,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 상에 제1 마스크 패턴 및 제2 마스크 패턴을 각각 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 마스크 패턴들은 상기 제1 및 제2 보강층들과 동일한 물질로 형성되는 것을 포함하는 펠리클의 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 마스크 패턴들, 및 상기 제1 및 제2 보강층들은 상기 제1 및 제2 기판들과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성되는 것을 포함하는 펠리클의 제조 방법.
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