KR101863497B1 - 펠리클 구조 및 그 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

펠리클 구조, 펠리클-마스크 구조 및 펠리클 구조의 형성 방법이 제공된다. 펠리클 구조는, 카본계 재료로 이루어지는 펠리클막을 포함한다. 또한, 펠리클막은, 리소그래피 공정에서 마스크 구조를 보호하도록 구성된다. 펠리클-마스크 구조는, 위에 마스크 패턴이 형성되어 있는 마스크 기판과, 마스크 기판 상에 배치된 펠리클 프레임을 구비한다. 펠리클-마스크 구조는, 펠리클 프레임 상에 배치된 펠리클막을 더 구비한다.

Description

펠리클 구조 및 그 형성 방법{PELLICLE STRUCTURE AND METHOD FOR FORMING THE SAME}
본 발명은, 펠리클 구조 및 그 형성 방법에 관한 것이다.
개인용 컴퓨터, 휴대폰, 디지털 카메라 및 기타 전자기기 등의 다양한 전자 용례에 반도체 디바이스가 사용되고 있다. 반도체 디바이스는 통상적으로, 반도체 기판 위에 절연층 또는 유전체층, 도전층 및 반도체 재료층을 순차적으로 성막하고, 리소그래피를 이용하여 다양한 재료층을 패터닝하여 그 위에 회로 성분 및 소자를 형성함으로써 제조된다.
반도체 디바이스의 성능을 향상시키기 위한 한 가지 중요한 요인은, 회로의 집적도를 보다 높게 하는 것이다. 이것은, 소정의 칩 위에서의 디바이스 사이즈를 소형화하거나 축소시킴으로써 달성된다. 웨이퍼 상에 보다 미세한 패턴을 전사하기 위하여 극자외선(EUV) 리소그래피 기술이 개발되고 있다. EUV 리소그래피 기술은, 보다 얇은 고속의 마이크로칩을 제조하는데 사용되는 차세대 기술로서 고려되고 있다.
그러나 기존의 EUV 리소그래피 기술은 일반적으로 그 의도한 목적에는 적합하지만, 디바이스의 소형화가 계속됨에 따라, 모든 면에서 전적으로 만족스러운 것은 아니었다.
첨부 도면을 참고로 하는 이하의 상세한 설명으로부터 본 발명의 양태를 가장 잘 이해할 수 있다. 업계의 표준 관행에 따라, 다양한 피처(features)가 축적으로 도시된 것은 아니라는 점에 유의한다. 실제로, 명확하게 하기 위하여, 다양한 피처의 치수를 임의적으로 크게 할 수도 있고 작게 할 수도 있다.
도 1a 내지 도 1f는, 일부 실시형태에 따른 펠리클 구조를 형성하는 여러 단계를 나타내는 횡단면도이다.
도 2는 일부 실시형태에 따른 펠리클-마스크 구조를 나타내는 횡단면도이다.
도 3은 일부 실시형태에 따른 극자외선(EUV) 리소그래피 공정을 도시한다.
이하의 개시는, 본 발명의 여러 피처를 구현하기 위한 많은 다양한 실시형태 또는 실시예를 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위하여 구성 요소 및 배치의 특정의 예를 이하에서 설명한다. 물론, 이들 예는 단순히 예시적인 것이며, 한정의 의도는 없다. 예컨대, 이하의 설명에서 제2 피처 상에 또는 그 위에 제1 피처를 형성하는 것은, 제1 및 제2 피처가 직접 접속되게 형성되어 있는 실시형태를 포함할 수도 있고, 제1 및 제2 피처가 직접 접촉하지 않는 경우와 같이, 제1 및 제2 피처 사이에 추가의 피처가 형성되는 실시형태를 포함할 수도 있다. 또한, 본 개시는, 여러 실시예에서 참조 부호 및/또는 문자를 반복적으로 사용할 수 있다. 이러한 반복은, 단순화 및 명료성을 위한 것이며, 설명하는 다양한 실시형태 및/또는 구성 사이의 관계 자체를 나타내는 것은 아니다.
또한, "아래에", "~보다 아래에", "하측의", "위의", "상측의" 등의 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면에 도시하는 바와 같이, 하나의 요소 또는 피처의 다른 요소 또는 피처에 대한 관계를 기술하는 것을 용이하게 하도록 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면에 도시된 방위에 더하여, 사용시 또는 조작시의 디바이스의 여러 방위를 포함하도록 되어 있다. 장치는 그 외의 방위로 정향될 수도 있으며(90도 또는 그 외의 다른 방위로 회전될 수도 있으며), 마찬가지로, 본원 명세서에 사용되는 공간적으로 상대적인 기술 내용은 그에 상응하여 해석될 수도 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 펠리클 구조를 형성하는 실시형태를 제공한다. 펠리클 구조는 카본계 재료로 이루어지고, 리소그래피 공정에서의 마스크 구조를 보호하는데 사용될 수 있다. 도 1a 내지 도 1f는, 일부 실시형태에 따른 펠리클 구조(100)를 형성하는 여러 단계를 나타내는 횡단면도이다.
도 1a를 참조하면, 일부 실시형태에 따라 기판(102)이 제공된다. 기판(102)은 석영 기판일 수도 있고, 초평활(ultra-smooth) 기판일 수도 있다. 기판(102)은, 후속 공정에서 기판(102) 위에 형성된 펠리클막을 평탄하게 할 수 있도록 충분히 평탄해야 한다.
일부 실시형태에 따라 기판(102) 위에 금속층(104)이 형성된다. 금속층(104)은, 후속 공정에서 펠리클막을 형성하는 것을 향상시키기 위한 희생층으로서 보일 수도 있다. 일부 실시형태에 있어서, 금속층(104)은, 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 아연(Zn), 탄탈(Ta), 인듐(In), 망간(Mn), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 백금(Pt), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 이리듐(Ir), 텅스텐(W), 란탄(La), 니오븀(Nb), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 금(Au), 또는 관련 합금으로 이루어진다. 금속층(104)은, 스퍼터링, 인쇄, 전기 도금, 무전해 도금, 전기화학 증착(ECD), 분자선 에피택시(MBE), 원자층 증착(ALD), 물리 증착(PVD) 및/또는 통상적으로 사용되는 CVD법에 의해 형성될 수 있다.
다음으로, 일부 실시형태에 따라, 도 1a에 도시된 바와 같이, 금속층(104) 위에 펠리클막(106)을 형성한다. 일부 실시형태에 있어서, 펠리클막(106)은 그래핀 등의 카본계 재료로 이루어진다. 그래핀은, sp2 접합으로 조밀하게 패킹된 카본 원자를 구비하는 2차원 카본 구조를 갖는다. 그래핀은, 높은 투명성, 양호한 기계적 강도 및 우수한 열전도율을 갖는다. 이 때문에, 그래핀으로 이루어진 펠리클막(106)은, 여전히 충분히 높은 기계적 강도를 가지면서 충분히 얇게 형성될 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 펠리클막(106)은 단층 그래핀, 복층 그래핀 또는 다층 그래핀이다. 펠리클막(106)은, 화학 증착(CVD), 물리 증착(PVD), 원자층 증착(ALD), 고밀도 플라즈마 CVD(HDPCVD), 플라즈마 강화 CVD(PECVD), 또는 노 증착(furnace deposition) 등의 서멀 프로세스에 의해 형성될 수 있다.
그 후, 일부 실시형태에 따라, 도 1c에 도시된 바와 같이, 펠리클막(106) 위에 폴리머층(108)을 형성한다. 일부 실시형태에 있어서, 폴리머층(108)은, PMMA(polymethylmethacrylate), PS(polystyrene), 폴리이미드, 에폭시, BCB(benzocyclobutene) 또는 PBO(polybenzoxazole) 등의 재료로 이루어진다. 일부 실시형태에 있어서, 폴리머층(108)은, 후속 공정에서 펠리클막(106)을 손상시키지 않으면서 폴리머층(108)을 용이하게 제거할 수 있도록 PMMA(polymethylmethacrylate) 또는 PS(polystyrene)로 이루어진다. 폴리머층(108)은, CVD, PVD 또는 기타 적용 가능한 기술에 의해 형성될 수 있다.
폴리머층(108)을 형성한 후에, 일부 실시형태에 따라, 도 1d에 도시된 바와 같이, 기판(102) 및 금속층(104)을 펠리클막(106)으로부터 제거한다. 일부 실시형태에 있어서는, SPM(Sulfuric acid and hydrogen peroxide mixture) 공정에 의해 기판(102) 및 금속층(104)을 제거한다. 일부 실시형태에 있어서는, 질산철(FeCl3)과 H2SO4, H2O2, 및 Fe(NO3)3을 포함한 혼합물을 이용하여 기판(102) 및 금속층(104)을 제거한다.
다음으로, 일부 실시형태에 따라, 도 1e에 도시된 바와 같이, 펠리클막(106)에 펠리클 프레임(110)을 부착한다. 일부 실시형태에 있어서, 펠리클 프레임(110)은, 펠리클막(106)을 마스크 구조에 고정하도록 구성되어 있다. 펠리클 프레임(110)은, 펠리클막(106)을 고정하기에 충분한 기계적 강도를 갖는 재료로 이루어진 일체의 부품 또는 여러 개의 부품을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 펠리클 프레임(110)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진다.
일부 실시형태에 있어서, 정전기력에 의하여 펠리클 프레임(110)을 펠리클막(106)에 부착한다. 일부 실시형태에 있어서, 펠리클 프레임(110)(및/또는 펠리클막(106))이 X선에 노출되어, 펠리클 프레임(110)의 상면에서 전하가 유도되고, 그 후 펠리클 프레임(110)의 상면이 펠리클막(106)에 부착된다. 펠리클막(106)이 카본계 재료로 이루어져 있기 때문에, 펠리클막(106)은 정전기력에 의하여 펠리클 프레임(110)에 부착될 수 있으며, 이에 의해 펠리클 구조(100)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 그러나 추가로 또는 대안으로, 다른 방법을 사용하여 펠리클 프레임(110)을 부착할 수도 있다는 것에 유의한다. 예컨대, 아교 등의 접착제를 이용하여 펠리클 프레임(110)을 펠리클막(106)에 부착할 수도 있다.
펠리클 프레임(110)을 펠리클막(106)에 부착한 후에, 일부 실시형태에 따라, 도 1f에 도시된 바와 같이, 펠리클막(106)으로부터 폴리머층(108)을 제거한다. 일부 실시형태에 있어서, 폴리머층(108)은, 아세톤 등을 이용한 습윤 처리에 의해 제거된다. 폴리머층(108)이 제거된 후에, 펠리클 구조(100)는, 마스크 구조 상에 배치되어 리소그래피 공정에 사용될 준비가 되어 있다.
도 1f에 도시된 바와 같이, 일부 실시형태에 따라, 펠리클 구조(100)는, 펠리클막(106) 및 펠리클 프레임(110)을 구비한다. 또한, 펠리클막(106)은 둘레 영역(P) 및 중앙 영역(C)을 갖고, 펠리클 프레임(110)은 펠리클막(106)의 둘레 영역(P)과 직접 접촉하고 있다. 또한, 펠리클막(106)이 충분한 기계적 강도를 갖는 카본계 재료로 이루어져 있기 때문에, 특히 펠리클막(106)의 중앙 영역(C)에서 지지 구조가 요구된다. 이 때문에, 펠리클막 상에 또는 그 내부에 형성된 지지 구조로 인한 광 섀도우 효과(optical shadow effect)가 회피된다.
일부 실시형태에 있어서, 펠리클막(106)은, 약 0.01㎛ 내지 약 100㎛의 범위의 두께(H1)를 갖는다. 펠리클막(106)의 두께(H1)가 너무 크면, 펠리클막(106)의 흡수성이 증가할 수 있다. 펠리클막(106)의 두께(H1)가 너무 작으면, 펠리클막(106)이 쉽게 파괴될 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 펠리클막(106)은 직사각형의 형상이다. 일부 TSMC의 실시형태에 있어서, 펠리클막(106)은 약 6인치 내지 약 10인치 범위의 길이(L1)를 갖는다. 펠리클막(106)이 그래핀 등의 카본계 재료로 이루어져 있기 때문에, 펠리클막(106)은, 큰 기계적 강도의 비교적 큰 사이즈를 가질 수 있다.
도 2는, 일부 실시형태에 따른 펠리클-마스크 구조(200)의 횡단면도를 나타낸다. 펠리클-마스크 구조(200)는, 반도체 웨이퍼와 같은 반도체 구조를 제조하는 공정에서 사용될 수 있다. 펠리클-마스크 구조(200)는, 도 1f에 도시된 펠리클 구조(100)와 마스크 구조를 포함할 수 있고, 펠리클막(106)이 펠리클 프레임(110)에 의해 마스크 구조에 고정될 수 있다.
보다 구체적으로, 일부 실시형태에 있어서, 펠리클-마스크 구조(200)는, 마스크 패턴(203)이 위에 형성되어 있는 마스크 기판(201)과, 마스크 기판(201) 상에 배치된 펠리클 프레임(110)과, 펠리클 프레임(110) 상에 배치된 펠리클막(106)을 포함한다.
일부 실시형태에 있어서, 마스크 기판(201)은, 비교적 결함이 없는 용융 실리카(SiO2), 붕규산 유리, 소다-석회 유리, 플루오르화 칼슘 또는 기타 적용 가능한 재료 등으로 이루어진 투명한 기판이다. 마스크 기판(201) 상에 형성된 마스크 패턴(203)은, 리소그래피 패터닝 공정 중에 반도체 기판 상에 형성되는 집적 회로 피처에 따라 설계될 수 있다. 마스크 패턴(203)은, 재료층을 증착하고, 하나 이상의 개구 및 하나 이상의 흡수 영역을 갖도록 재료층을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 하나 이상의 개구에서는, 방사선이 흡수되지 않고 주행할 수 있다. 하나 이상의 흡수 영역에서는, 방사선이 그에 의해 완전히 또는 부분적으로 차단될 수 있다.
마스크 패턴(203)은, 금속, 금속 합금, 금속 규화물, 금속 질화물, 금속 산화물, 금속 산질화물 또는 기타 적용 가능한 재료를 포함할 수 있다. 마스크 패턴(203)을 형성하는데 사용된 재료의 예로는, Cr, MoxSiy, TaxSiy, Mo, NbxOy, Ti, Ta, CrxNy, MoxOy, MoxNy, CrxOy, TixNy, ZrxNy, TixOy, TaxNy, TaxOy, SixOy, NbxNy, SixNy, ZrxNy, AlxOyNz, TaxByOz, TaxByNz, AgxOy, AgxNy 등을 포함할 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다. 화합물의 x/y/z 비는 한정되지 않는다. 이 비는 0 내지 1일 수 있다.
일부 실시형태에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 카본계 재료로 이루어진 펠리클막(106)을 펠리클 프레임(110)에 의해 마스크 기판(201)에 고정한다. 펠리클막(106)은 낙하 입자로부터 마스크 구조를 보호한다. 또한, 펠리클막(106)은, 입자들이 화상을 형성하지 않도록 입자를 초점 밖에 유지한다. 이 화상은 리소그래피 공정 중에 결함을 초래할 수도 있다. 일부 실시형태에 있어서, 펠리클 프레임(110)은 통기를 위한 하나 이상의 통기 구멍(도시 생략)을 구비한다. 일부 실시형태에 있어서, 마스크 기판(201), 펠리클막(106) 및 펠리클 프레임(110)은, Ar 및 He 등의 단일의 원자 가스로 채워진 포위 마스크 공간(205)을 형성한다.
도 2에 도시된 펠리클-마스크 구조(200)는, 리소그래피 패터닝 공정에 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 제공하고 그 위에 집적 회로 패턴을 형성할 수 있다. 반도체 웨이퍼를, 포토레지스트층 등의 방사선 민감성 재료층으로 더 피복할 수도 있다. 펠리클-마스크 구조(200)를 사용하여 반도체 웨이퍼를 패터닝할 수도 있다. 마스크 기판(201) 상에 형성된 마스크 패턴(203)은, 반도체 웨이퍼 상에 결상되는 집적 회로 패턴에 의해 규정된다. 일부 실시형태에 있어서, 리소그래피 공정은, 소프트 베이킹, 마스크 얼라이닝, 노광, 노광후 베이킹, 포토레지스트 현상 및 하드 베이킹을 포함한다.
도 3은, 일부 실시형태에 따른 극자외선(EUV) 리소그래피 공정(300)을 도시한다. 일부 실시형태에 있어서, EUV 리소그래피 공정(300)은, EUV 방사선원(302), 조명기(304), 마스크 구조(306), 투영 광학 박스(POB; 308) 및 타겟(310)을 채용한다.
EUV 방사선원(302)은, 약 1 nm 내지 약 100 nm의 범위의 파장을 가질 수 있다. 조명기(304)는, 싱글 렌즈나, 멀티 렌즈(존 플레이트(zone plate))를 갖는 렌즈 시스템 등의 굴절 광학계, 또는 싱글 미러나, 멀티 미러를 갖는 미러 시스템 등의 반사 광학계를 포함하여, 방사선원(302)으로부터의 방사선(예컨대, 광)을 마스크 구조(306)를 향하여 지향시킬 수 있다. 일반적으로, EUV 리소그래피 공정에는 반사 광학계가 채용된다.
마스크 구조(306)는, 도 2에 도시된 펠리클-마스크 구조(200) 또는 도 1f에 도시된 펠리클막(106)을 갖는 마스크 구조일 수 있다. 마스크 구조(306)는, 펠리클-마스크 구조(200)와 같은 반사형 마스크일 수 있다. 마스크 구조(306)는, 서브해상도 어시스트 피처(sub-resolution assist features) 및 감쇠형 위상-시프트 마스크(AttPSM; attenuated phase-shifting mask)와 같은 다른 해상도 개선 기술을 채용할 수 있다. 서브해상도 어시스트 피처는 타겟(310) 상에 인쇄되지 않는다. 그러나 이들 피처는, 메인 피처의 초점 심도(DOF; depth of focus) 또는 노출관용도(EL; exposure latitude)를 증가시키는 것을 도울 수 있다.
투영 광학 박스(308)는, 굴절 광학계 또는 반사 광학계를 포함할 수 있다. 마스크 구조(306)로부터 반사된 방사선은, 투영 광학 박스(308)에 의해 수집되어 타겟(310)을 노광하도록 지향된다.
타겟(310)은, 기판 스테이지에 고정된 반도체 기판을 포함할 수 있다. 기판 스테이지는, 모터, 롤러 가이드 및 테이블을 포함할 수 있다. 기판 스테이지는 진공에 의해 반도체 기판을 고정할 수 있다. 기판 스테이지는, EUV 리소그래피 공정(300) 중의 정렬, 포커싱, 레벨링 및 노광 작업 중에 반도체 기판의 정확한 위치 및 이동을 가능하게 하여, 마스크 구조(306)의 이미지가 반도체 기판 상에 전사될 수 있다.
반도체 기판 상에 레지스트층을 형성하여 마스크 구조(306) 상의 이미지에 의해 노광할 수 있다. 레지스트층은, 포지티브 톤 레지스트(positive tone resist)일 수도 있고, 네거티브 톤 레지스트(negative tone resist)일 수도 있다. 반도체 기판은, 반도체 집적 회로 제조에 채용된 다양한 유형의 기판 중 하나를 포함할 수 있고, 집적 회로는, 반도체 기판 상에 및/또는 그 내부에 형성될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 반도체 기판은 반도체 웨이퍼이다. 반도체 기판은 실리콘 기판일 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 반도체 기판은, 원소 반도체 재료, 화합물 반도체 재료, 및/또는 합금 반도체 재료를 포함할 수 있다. 원소 반도체 재료는, 결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 게르마늄 및/또는 다이아몬드를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 화합물 반도체 재료는, 탄화규소, 갈륨비소, 갈륨인, 인화인듐, 비화인듐 및/또는 안티몬화인듐을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 합금 반도체 재료는, SiGe, GaAsP, AlInAs, AlGaAs, GaInAs, GaInP, 및/또는 GaInAsP를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
또한, 반도체 기판은, LOCOS(local oxidation of silicon) 피처 또는 STI(shallow trench isolation) 피처 등의 복수의 격리 피처(isolation features)를 더 포함할 수 있다. 격리 피처는, 다양한 기판 상에 또는 그 내부에 형성된 다양한 마이크로전자 소자들을 격리시킨다.
또한, 반도체 기판은, 집적 회로 위에 놓이는 인터커넥트 구조를 더 포함할 수 있다. 인터커넥트 구조는, 집적 회로 위에 놓이는 금속화 구조 및 층간 유전체층을 포함할 수 있다. 금속화 구조의 층간 유전체층은, 로우-k 유전체 재료, 미도핑 실리케이트 유리(USG), 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 산질화물(SiON), 또는 기타 공통으로 사용되는 재료를 포함할 수 있다. 금속화 구조의 금속 라인은, 구리, 구리 합금 또는 기타 적용 가능한 도전 재료로 이루어질 수 있다.
펠리클막(106)을 반도체 제조 공정에서 사용하는 것으로 설명하고 있지만, 펠리클막(106)을 다른 리소그래피 공정에 사용할 수도 있고, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니라는 점에 유의한다. 예컨대, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)를 형성하는데 사용된 유리 기판 등의 다른 기판을 패터닝하는 데에 펠리클막(106)을 사용할 수도 있다.
펠리클막을 형성하는데 사용된 재료는, 펠리클막이 높은 투과율, 높은 열전도율 및 높은 기계적 강도를 가질 수 있도록 광학적 성질, 열적 성질 및 기계적 성질이 커야 한다. 폴리머 또는 겔계(gel-based)의 재료는 일반적으로 높은 광 흡수성을 가지므로, 펠리클막을 형성하는데 적용될 수 없다.
일반적으로, 실리콘계의 재료를 사용하여 양호한 투과율을 갖는 펠리클을 형성할 수 있다. 그러나 실리콘계 재료로 이루어진 펠리클막의 기계적 강도가 비교적 약할 수 있으므로, 실리콘계 펠리클막을 마스크 구조에 전사하는 것이 어려울 수 있다. 또한, 실리콘계 펠리클막이 비교적 큰 사이즈(예컨대, 6인치 초과)를 갖는 경우에, 막이 파괴되는 것을 방지하기 위하여 실리콘계 펠리클막 상에 지지 구조(예컨대, 육각형의 구조)를 형성하는 것이 요구될 수도 있다. 그러나 지지 구조의 형성에는 일반적으로 복잡한 리소그래피 에칭 공정이 포함되며, 에칭 공정에 기인하여 실리콘계 펠리클막에 응력이 야기될 수도 있다. 또한, 지지 구조에 의하여, 리소그래피 공정 중의 광 섀도우 효과에 기인한 미스-패터닝이 초래될 수 있다.
다른 한편으로, 전술한 바와 같은 펠리클막(106)은, 높은 투과율을 갖는 그래핀 등의 카본계 재료로 이루어진다. 또한, 카본계 재료로 이루어진 펠리클막(106)은, 높은 기계적 강도 및 양호한 열전도율을 더 갖는다. (예컨대, 실리콘계 펠리클막에 비하여) 펠리클막(106)의 기계적 강도가 보다 높기 때문에, 펠리클막(106)의 손상 없이 펠리클막(106)을 마스크 구조에 전사하는 것이 보다 용이하게 된다. 또한, 펠리클막 상에 또는 그 내부에 지지 구조를 형성할 필요가 없게 된다. 따라서 리소그래피 공정 중의 광 섀도우 효과가 방지되어, 펠리클막(106)의 형성 중에, 펠리클막에 응력을 초래할 수 있는 복잡한 리소그래피 공정은 필요하지 않다.
또한, 펠리클막(106)은 높은 열전도율을 갖기 때문에, 리소그래피 공정 중의 방사선으로부터 발생하는 에너지가 빠르게 방출될 수 있다. 이 때문에, 방사선의 높은 에너지에 의해 펠리클막(106)이 손상될 위험이 감소한다.
또한, 소프트-프린트법에 의해 카본계 재료를 형성할 수 있다. 따라서 복잡한 공정을 사용하지 않고 보다 큰 사이즈의 펠리클막(106)을 형성할 수 있다. 또한, 정전기력에 의하여 펠리클 프레임(110)을 펠리클막(106)에 부착할 수 있다. 따라서 펠리클 프레임(110)과 펠리클막(106)을 부착하는 데에 접착제를 사용할 필요가 없으며, 펠리클-마스크 구조(200)가 접착제에 의해 오염될 위험 또는 접착제가 방사선에 의해 손상(예컨대, 열화)될 위험을 방지할 수 있다.
펠리클 구조를 형성하기 위한 실시형태가 제공된다. 펠리클 구조는 펠리클막을 포함하고, 펠리클막은 카본계 재료로 이루어진다. 카본계 재료로 이루어지는 펠리클막은, 큰 투과율을 가질 수 있다. 또한, 카본계 재료로 이루어지는 펠리클막은, 비교적 큰 기계적 강도를 가질 수 있다. 따라서 펠리클막 상에 또는 그 내부에 지지 구조를 형성할 필요가 없으므로, 리소그래피 공정 중에 지지 구조로부터 초래되는 광 섀도우 효과가 방지된다.
일부 실시형태에 있어서, 펠리클 구조가 제공된다. 펠리클 구조는 카본계 재료로 이루어지는 펠리클막을 포함한다. 또한, 펠리클막은 리소그래피 공정에서 마스크 구조를 보호하도록 구성된다.
일부 실시형태에 있어서, 펠리클 마스크 구조가 제공된다. 펠리클 마스크 구조는, 마스크 패턴이 위에 형성되어 있는 마스크 기판을 구비한다. 펠리클 마스크 구조는, 마스크 기판 상에 배치된 펠리클 프레임을 더 구비한다. 펠리클 마스크 구조는, 펠리클 프레임 상에 배치된 펠리클막을 더 구비한다. 또한, 펠리클막은 카본계 재료로 이루어진다.
일부 실시형태에 있어서, 펠리클 구조의 형성 방법이 제공된다. 펠리클 구조 형성 방법은, 기판 위에 금속층을 형성하는 단계와, 금속층 위에 카본계 재료로 이루어지는 펠리클막을 형성하는 단계를 포함한다. 펠리클 구조 형성 방법은, 펠리클막 위에 폴리머층을 형성하는 단계와, 펠리클막으로부터 금속층 및 기판을 제거하는 단계를 더 포함한다. 펠리클 구조 형성 방법은, 펠리클 프레임을 펠리클막에 부착하는 단계 및 폴리머층을 제거하는 단계를 더 포함한다.
이상, 당업자가 본 개시의 양태를 보다 잘 이해할 수 있도록 여러 실시형태의 피처를 개략적으로 설명하였다. 당업자는, 본원 명세서에서 개시된 실시형태와 동일한 목적을 실시하거나 및/또는 동일한 이점을 달성하기 위한 다른 공정 및 구조를 설계하거나 변경하기 위한 기초로서 본 발명을 쉽게 이용할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 당업자는, 그러한 균등한 구성이 본 개시의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않으며, 본 개시의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 수정, 대체 및 변형이 가능하다는 것을 인식해야 한다.

Claims (7)

  1. 펠리클 구조를 형성하는 방법에 있어서,
    기판 위에 금속층을 형성하는 단계;
    상기 금속층 위에 카본계 재료로 제조된 펠리클막을 형성하는 단계;
    상기 펠리클막 위에 폴리머층을 형성하는 단계;
    상기 펠리클막으로부터 상기 금속층 및 상기 기판을 제거하는 단계;
    상기 금속층 및 상기 기판을 제거한 후, 상기 펠리클막의 노출된 표면에 정전기력으로 펠리클 프레임을 부착하는 단계; 및
    상기 펠리클막으로부터 상기 폴리머층을 제거하는 단계
    를 포함하는 펠리클 구조 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속층은, 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 아연(Zn), 탄탈(Ta), 인듐(In), 망간(Mn), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 백금(Pt), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 이리듐(Ir), 텅스텐(W), 란탄(La), 니오븀(Nb), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 금(Au), 또는 관련 합금으로 이루어지는 것인, 펠리클 구조 형성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 카본계 재료는 그래핀인 것인, 펠리클 구조 형성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펠리클막은 단층 그래핀, 복층 그래핀 또는 다층 그래핀인 것인, 펠리클 구조 형성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리머층은 PMMA(polymethylmethacrylate), PS(polystyrene), 폴리이미드, 에폭시, BCB(benzocyclobutene) 또는 PBO(polybenzoxazole)로 제조되는 것인, 펠리클 구조 형성 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 펠리클 막에 펠리클 프레임을 부착하는 단계는,
    상기 펠리클 프레임의 상면에 전하가 유도되도록, 상기 펠리클 프레임을 X선에 노출시키는 단계; 및
    상기 펠리클 막에 상기 펠리클 프레임의 상기 상면을 부착하는 단계를 포함하는 것인, 펠리클 구조 형성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 펠리클 프레임은 상기 펠리클 막을 마스크 구조에 고정하도록(secure) 구성되는 것인, 펠리클 구조 형성 방법.

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