KR20210030621A - EUV pellicle with silicon carbide layer and manufacturing method of silicon carbide layer - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a pellicle for lithography used as a dust-proof film when manufacturing a semiconductor device or liquid crystal display, and more particularly, to a pellicle for extreme ultraviolet light including a silicon carbide layer. The present invention provides a pellicle for extreme ultraviolet light comprising a pellicle frame for extreme ultraviolet rays and a pellicle film for extreme ultraviolet rays having a multilayer structure including a silicon carbide (SixCy) layer. The thickness of the silicon carbide (SixCy) layer is 30 to 500 Å, the average grain size is 500 nm or less, the center line average roughness is 0.1 nmRa to 15 nmRa, and the pellicle film for extreme ultraviolet has a wavelength of 13.5 The transmittance of extreme ultraviolet (nm) is 80% or more, and the transmittance of light having a wavelength of 350 to 480 nm is 50% or more.

Description

탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클 및 탄화규소 층의 제조방법{EUV pellicle with silicon carbide layer and manufacturing method of silicon carbide layer}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The pellicle for extreme ultraviolet rays including a silicon carbide layer and a method of manufacturing a silicon carbide layer TECHNICAL FIELD

본 발명은 반도체 디바이스 또는 액정 디스플레이 등을 제조할 때 방진막으로 사용되는 리소그래피용 펠리클에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클에 관한 것이다.The present invention relates to a pellicle for lithography used as a dustproof film when manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display, and more particularly, to a pellicle for extreme ultraviolet rays including a silicon carbide layer.

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. In the manufacture of a semiconductor device or a liquid crystal panel, when patterning is performed on a semiconductor wafer or a liquid crystal substrate, a method called photolithography is used. In photolithography, a mask is used as the original plate for patterning, and the pattern on the mask is transferred to a wafer or a substrate for liquid crystal. If dust adheres to the mask, light is absorbed or reflected by the dust, and the transferred pattern is damaged, resulting in a problem of deterioration in performance and yield of semiconductor devices or liquid crystal panels. Therefore, although these operations are usually performed in a clean room, since dust also exists in this clean room, a method of attaching a pellicle has been performed to prevent dust from adhering to the mask surface. In this case, the dust does not directly adhere to the surface of the mask, but adheres to the pellicle film. In lithography, since the focus is aligned on the pattern of the mask, the dust on the pellicle is out of focus and is not transferred to the pattern.

점차 반도체 제조용 노광 장치의 요구 해상도는 높아져 가고 있고, 그 해상도를 실현하기 위해서 광원의 파장이 점점 더 짧아지고 있다. 구체적으로, UV광원은 자외광 g선(436), I선(365), KrF 엑시머 레이저(248), ArF 엑시머 레이저(193)에서 극자외선(EUV, extreme UltraViolet, 13.5㎚)로 점점 파장이 짧아지고 있다. 이러한 극자외선을 이용한 노광 기술을 실현하기 위해서는 새로운 광원, 레지스트, 마스크, 펠리클의 개발이 불가결하다. 즉, 종래의 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.Gradually, the required resolution of the exposure apparatus for semiconductor manufacturing is increasing, and the wavelength of the light source is getting shorter and shorter in order to realize the resolution. Specifically, the UV light source is gradually shorter in wavelength from ultraviolet g-ray (436), I-ray (365), KrF excimer laser (248), and ArF excimer laser (193) to extreme ultraviolet (EUV, extreme UltraViolet, 13.5 nm). Is losing. Development of new light sources, resists, masks, and pellicles is indispensable in order to realize such an exposure technology using extreme ultraviolet rays. That is, the conventional organic pellicle film has a problem in that it is difficult to be used in extreme ultraviolet pellicles because the physical properties of the conventional organic pellicle film are changed by the exposure light source having high energy and have a short lifespan. Various attempts are being made to solve this problem.

예를 들어, 공개특허 제1109-0088396호에는 에어로겔 필름으로 이루어진 펠리클이 개시되어 있다.For example, Korean Patent Application Publication No. 1109-0088396 discloses a pellicle made of an airgel film.

그리고 공개특허 제1109-0122114호에는 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. In addition, Korean Patent Publication No. 1109-0122114 discloses a pellicle film for extreme ultraviolet rays comprising a pellicle film made of a silicon single crystal film and a base substrate supporting the pellicle film, wherein the base substrate has an opening of 60% or more. .

그러나 공개특허 제1109-0122114호에 개시된 극자외선용 펠리클은 극자외선의 투과를 위해서 실리콘 단결정막을 박막으로 형성하여야 한다. 이러한 실리콘 단결정 박막은 작은 충격에도 쉽게 손상될 수 있으므로, 이를 지지하기 위한 베이스 기판을 사용한다. 이러한 베이스 기판의 보강틀은 일정한 패턴을 형성하며, 이 패턴이 리소그래피 공정에서 기판에 전사된다는 문제가 있다. 또한, 투과율이 60% 정도로 매우 낮다는 문제가 있다. However, in the extreme ultraviolet pellicle disclosed in Korean Patent Application Publication No. 1109-0122114, a silicon single crystal film must be formed as a thin film in order to transmit the extreme ultraviolet rays. Since such a silicon single crystal thin film can be easily damaged even with a small impact, a base substrate is used to support it. The reinforcing frame of such a base substrate forms a certain pattern, and there is a problem that the pattern is transferred to the substrate in a lithography process. In addition, there is a problem that the transmittance is very low, about 60%.

극자외선은 파장이 짧기 때문에 에너지가 매우 높으며, 투과율이 낮기 때문에 상당량의 에너지가 펠리클 막과 베이스 기판에 흡수되어 펠리클 막과 베이스 기판이 가열될 수 있다. 따라서 펠리클 막과 베이스 기판의 재질이 서로 다를 경우에는 리소그래피 공정에서 발생하는 열에 의한 열팽창 차이에 의해서 변형이 발생할 수 있다는 문제 또한 있다.Because extreme ultraviolet rays have a short wavelength, energy is very high, and because of a low transmittance, a significant amount of energy is absorbed by the pellicle film and the base substrate, so that the pellicle film and the base substrate may be heated. Therefore, when the materials of the pellicle film and the base substrate are different from each other, there is also a problem that deformation may occur due to a difference in thermal expansion caused by heat generated in a lithography process.

펠리클 막을 보강하기 위한 별도의 베이스 기판을 사용하지 않는 프리스텐딩 펠리클을 사용하는 방법도 개시되어 있다.A method of using a freestanding pellicle that does not use a separate base substrate for reinforcing the pellicle film is also disclosed.

예를 들어, 본 출원인에 의해서 출원되어 등록된 등록특허 제1552940호에는 니켈 호일에 흑연 박막을 형성한 후 니켈 호일을 염화철이 포함된 수용액을 이용하여 식각하여 분리된 흑연 박막을 얻는 방법이 개시되어 있다.For example, Patent No. 1552940 filed and registered by the present applicant discloses a method of forming a graphite thin film on a nickel foil and then etching the nickel foil using an aqueous solution containing iron chloride to obtain a separated graphite thin film. have.

또한, 본 출원인에 의해서 출원되어 등록된 등록특허 제1153795호, 제1940791호에는 유기물 기판에 지르코늄 또는 몰리브덴 금속 박막 층, 실리콘 박막 층, 탄화규소 박막 층 또는 카본 박막 층을 형성한 후 유기물 기판을 용매를 이용하여 용해하여 펠리클 막을 얻는 방법이 개시되어 있다.In addition, Patent Nos. 1153795 and 1940791 filed and registered by the present applicant disclose that a zirconium or molybdenum metal thin film layer, a silicon thin film layer, a silicon carbide thin film layer, or a carbon thin film layer is formed on an organic substrate, and then the organic substrate is used as a solvent. A method of obtaining a pellicle film by dissolving by using is disclosed.

또한, 실리콘 기판의 양면에 질화규소 층을 형성하고, 실리콘 기판의 윗면의 질화규소 층 위에 극자외선의 투과율이 높은 단결정 또는 다결정 실리콘 층, 질화규소 층, 캐핑 층을 순차적으로 형성한 후, 실리콘 기판의 아랫면에 형성된 질화규소 층에 포토레지스트를 도포한 후 패터닝하고, 질화규소 층의 중심부를 건식에칭으로 제거하고, 실리콘 기판의 중심부를 습식에칭으로 제거하여 극자외선이 투과되는 윈도우를 형성하여 펠리클을 제조하는 방법도 사용되고 있다.In addition, a silicon nitride layer is formed on both sides of the silicon substrate, a single crystal or polycrystalline silicon layer having a high transmittance of extreme ultraviolet rays, a silicon nitride layer, and a capping layer are sequentially formed on the silicon nitride layer on the upper surface of the silicon substrate, and then on the lower surface of the silicon substrate. A method of manufacturing a pellicle by applying a photoresist to the formed silicon nitride layer, patterning, removing the central portion of the silicon nitride layer by dry etching, removing the central portion of the silicon substrate by wet etching, forming a window through which extreme ultraviolet rays are transmitted, is also used. have.

이러한 방법으로 제조된 펠리클에서 실리콘 기판과 실리콘 기판의 아랫면에 형성된 질화규소 층은 펠리클 프레임의 역할을 하며, 실리콘 기판의 윗면에 형성된 질화규소 층, 단결정 또는 다결정 실리콘 층, 질화규소 층 및 캐핑 층은 펠리클 막으로 사용된다.In the pellicle manufactured in this way, the silicon substrate and the silicon nitride layer formed on the lower surface of the silicon substrate serve as a pellicle frame, and the silicon nitride layer, single crystal or polycrystalline silicon layer, silicon nitride layer and the capping layer formed on the upper surface of the silicon substrate are used as a pellicle film. Is used.

그런데 종래의 단결정 또는 다결정 실리콘 층을 사용하는 극자외선용 펠리클은 극자외선 노광 공정에서 실리콘이 산소와 반응하여 이산화 규소(Silicon dioxide)를 형성하거나 실리콘이 수소 라디칼과 반응하여 블리스터 결함(Blister defect)이 생성될 가능성이 높아, 반복적인 극자외선 조사에 의해서 파손될 우려가 있다.However, in the conventional extreme ultraviolet pellicle using a single crystal or polycrystalline silicon layer, silicon reacts with oxygen to form silicon dioxide or silicon reacts with hydrogen radicals to cause blister defects. There is a high likelihood that this is generated, and there is a fear of being damaged by repeated irradiation with extreme ultraviolet rays.

또한, 실리콘 기판 위에 질화규소 층과 실리콘 층을 포함하는 펠리클 막을 증착하는 공정에서 실리콘 기판의 하면에 형성된 질화규소 층에 결함이 발생할 경우에, 실리콘 기판의 일부를 제거하는 습식 에칭 공정에서 결함이 있는 질화규소 층을 통과한 알칼리 용액에 의해서 단결정 또는 다결정 실리콘 층까지 식각될 수 있다는 문제가 있었다.In addition, when a defect occurs in the silicon nitride layer formed on the lower surface of the silicon substrate in the process of depositing a pellicle film including a silicon nitride layer and a silicon layer on a silicon substrate, a defective silicon nitride layer in a wet etching process that removes a part of the silicon substrate. There is a problem that even a single crystal or polycrystalline silicon layer can be etched by the alkali solution passing through.

또한, 종래의 단결정 또는 다결정 실리콘 구조의 극자외선용 펠리클은 가시광선 영역대의 빛을 반사하고, 낮은 투과율을 보이므로, 레티클의 패턴 및 표면 상태를 확인하기 어렵다는 문제도 있었다.In addition, since the conventional pellicle for extreme ultraviolet rays having a single crystal or polycrystalline silicon structure reflects light in the visible region and exhibits a low transmittance, there is a problem in that it is difficult to check the pattern and surface state of the reticle.

공개특허 제1109-0088396호Publication Patent No. 1109-0088396 공개특허 제1109-0122114호Publication Patent No. 1109-0122114 등록특허 제1552940호Registered Patent No. 1552940 등록특허 제1153795호Registered Patent No. 1153795 등록특허 제1940791호Registered Patent No. 1940791

본 발명은 상술한 문제점들을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명은 실리콘에 비해서 안정적이며, 가시 광선 영역대에서 비교적 높은 투과율을 보이는 탄화규소 층을 코어 층으로 포함하는 극자외선용 펠리클을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to improve the above-described problems, the present invention is to provide a pellicle for extreme ultraviolet rays including a silicon carbide layer as a core layer, which is stable compared to silicon and exhibits a relatively high transmittance in the visible light region. do.

또한, 이러한 탄화규소 층을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a method for producing such a silicon carbide layer.

상술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 탄화규소(SixCy) 층을 포함하는 다층 구조로 이루어진 극자외선용 펠리클 막과 상기 극자외선용 펠리클 막을 지지하는 펠리클 프레임을 포함하는 극자외선용 펠리클로서, 상기 탄화규소(SixCy) 층의 두께는 30 ~ 500Å이며, 평균 결정립 크기(Grain size)는 500㎚이하이며, 중심선 평균조도는 0.1㎚Ra ~ 15㎚Ra이며, 상기 극자외선용 펠리클 막은 파장이 13.5㎚인 극자외선의 투과율이 80%이상이며, 파장이 350~480㎚인 빛의 투과율이 50%이상인 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is a pellicle for extreme ultraviolet rays including a pellicle film for extreme ultraviolet rays and a pellicle frame for supporting the pellicle film for extreme ultraviolet rays having a multilayer structure including a silicon carbide (Si x C y) layer. As, the thickness of the silicon carbide (Si x C y ) layer is 30 ~ 500Å, the average grain size (Grain size) is 500nm or less, the average roughness of the center line is 0.1nmRa ~ 15nmRa, for the extreme ultraviolet rays. The pellicle film provides a pellicle for extreme ultraviolet rays comprising a silicon carbide layer, characterized in that the transmittance of extreme ultraviolet rays having a wavelength of 13.5 nm is 80% or more, and the transmittance of light having a wavelength of 350 to 480 nm is 50% or more.

또한, 질화물계 층 또는 그래핀 층을 포함하는 다층 구조인 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클을 제공한다.In addition, it provides a pellicle for extreme ultraviolet rays comprising a silicon carbide layer, characterized in that the multi-layer structure including a nitride-based layer or a graphene layer.

또한, 상기 질화물계 층 사이에 상기 탄화규소 층이 배치된 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클을 제공한다.In addition, there is provided a pellicle for extreme ultraviolet rays including a silicon carbide layer, characterized in that the silicon carbide layer is disposed between the nitride-based layers.

또한, 상기 탄화규소 층 사이에 상기 질화물계 층이 배치된 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클을 제공한다.In addition, there is provided a pellicle for extreme ultraviolet rays including a silicon carbide layer, characterized in that the nitride-based layer is disposed between the silicon carbide layers.

또한, 상기 그래핀 층 사이에 상기 탄화규소 층이 배치된 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클을 제공한다.In addition, it provides a pellicle for extreme ultraviolet rays comprising a silicon carbide layer, characterized in that the silicon carbide layer is disposed between the graphene layers.

또한, 상기 탄화규소 층 사이에 상기 그래핀 층이 배치된 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클을 제공한다.In addition, it provides a pellicle for extreme ultraviolet rays comprising a silicon carbide layer, characterized in that the graphene layer is disposed between the silicon carbide layers.

또한, 본 발명은 상술한 탄화규소 층을 제조하는 방법으로서, a) 탄화규소 막을 증착하는 단계와, b) 탄화규소 막을 진공 상태, 400 ~ 900℃에서 15 ~ 60분 열처리 또는 플라스마 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 층의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is a method of manufacturing the above-described silicon carbide layer, a) depositing a silicon carbide film, and b) a step of heat treatment or plasma treatment of the silicon carbide film at 400 to 900°C for 15 to 60 minutes in a vacuum state. It provides a method for producing a silicon carbide layer comprising a.

또한, 상기 플라스마 처리 단계는 80~111eV의 이온빔 에너지를 이용한 플라스마 처리 단계이며, 10초 이하로 진행되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 층의 제조방법을 제공한다.In addition, the plasma treatment step is a plasma treatment step using an ion beam energy of 80 to 111 eV, and it provides a method for producing a silicon carbide layer, characterized in that it proceeds in less than 10 seconds.

본 발명에 따른 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클은 노광 공정에서 안정적이며, 가시 광선 영역대에서 비교적 높은 투과율을 보인다. 따라서 펠리클이 부착된 상태에서도 레티클의 패턴을 확인할 수 있다는 장점이 있다.The extreme ultraviolet pellicle including the silicon carbide layer according to the present invention is stable in the exposure process and exhibits a relatively high transmittance in the visible light region. Therefore, there is an advantage of being able to check the pattern of the reticle even when the pellicle is attached.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클들을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 10은 도 1에 도시된 펠리클을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.1 is a view showing an extreme ultraviolet pellicle including a silicon carbide layer according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing pellicles for extreme ultraviolet rays including a silicon carbide layer according to other embodiments of the present invention.
3 to 10 are views for explaining a method of manufacturing the pellicle shown in FIG. 1.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 일실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태들로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes of elements in the drawings are exaggerated in order to emphasize a more clear description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings mean the same elements.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클을 나타낸 도면이다.1 is a view showing an extreme ultraviolet pellicle including a silicon carbide layer according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 펠리클(100)은 펠리클 막(10)과 펠리클 막(10)을 지지하는 펠리클 프레임(20)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the pellicle 100 includes a pellicle film 10 and a pellicle frame 20 supporting the pellicle film 10.

펠리클 막(10)은 탄화규소(SixCy) 층(12)을 포함하는 다층 구조의 무기 박막 층(15)과 캐핑 층(11)을 포함한다.The pellicle film 10 includes a multi-layered inorganic thin film layer 15 and a capping layer 11 including a silicon carbide (Si x C y) layer 12.

캐핑 층(11)은 고출력의 극자외선으로부터 무기 박막 층(15)을 보호하는 역할을 한다. 캐핑 층(11)은 극자외선 광에 의해서 발생하는 수소 라디칼에 안정적이며, 극자외선 광에 의한 열 부하로부터 무기 박막 층(15)을 보호할 수 있어야 한다. 캐핑 층(11)은 열방사율(thermal emissivity)가 0.4 이상인 것이 바람직하다. 캐핑 층(11)은 루테늄(Ru), 몰리브덴(Mo), 니오븀(Nb) 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 것이 바람직하다.The capping layer 11 serves to protect the inorganic thin film layer 15 from extreme ultraviolet rays of high output. The capping layer 11 should be stable against hydrogen radicals generated by extreme ultraviolet light, and should be able to protect the inorganic thin film layer 15 from heat load by extreme ultraviolet light. It is preferable that the capping layer 11 has a thermal emissivity of 0.4 or more. It is preferable that the capping layer 11 includes at least one metal of ruthenium (Ru), molybdenum (Mo), and niobium (Nb).

캐핑 층(11)은 CVD 법, 스퍼터링법, 전자빔 증착법, 이온빔 원용 증착법 등의 다양한 방법으로 형성할 수 있다.The capping layer 11 can be formed by various methods such as a CVD method, a sputtering method, an electron beam evaporation method, and an ion beam source deposition method.

본 실시예에 있어서, 무기 박막 층(15)은 탄화규소 층(12)과 질화물계 층(13)으로 이루어진다.In this embodiment, the inorganic thin film layer 15 is composed of a silicon carbide layer 12 and a nitride-based layer 13.

탄화규소 층(12)은 극자외선에 대한 투과율이 높으며, 열방사율 및 내수소성이 우수하다.The silicon carbide layer 12 has high transmittance to extreme ultraviolet rays, and is excellent in heat emissivity and hydrogen resistance.

여기서 탄화규소 층(12)의 두께는 30 ~ 500Å인 것이 바람직하다. 두께가 두꺼워지면 극자외선의 투과율이 떨어지기 때문이다.Here, the thickness of the silicon carbide layer 12 is preferably 30 ~ 500Å. This is because when the thickness increases, the transmittance of extreme ultraviolet rays decreases.

그리고 탄화규소 층(12)의 평균 결정립 크기(Grain size)는 500㎚이하인 것이 바림직하다. 평균 결정립 크기가 너무 크면, 기계적 강도가 떨어지기 때문이다.In addition, it is preferable that the average grain size of the silicon carbide layer 12 is 500 nm or less. This is because if the average grain size is too large, the mechanical strength decreases.

또한, 중심선 평균조도는 0.1㎚Ra ~ 15㎚Ra인 것이 바람직하다. 탄화규소 층(12)의 표면이 거칠어지면, 탄화규소 층(12)과 다른 층 간의 밀착력이 떨어진다.In addition, the average roughness of the center line is preferably 0.1 nm Ra to 15 nm Ra. When the surface of the silicon carbide layer 12 becomes rough, the adhesion between the silicon carbide layer 12 and other layers decreases.

탄화규소 층(12)은 CVD나 PVD 공정으로 형성할 수 있다. 예를 들어, DC 스퍼터링, RF 스퍼터링, 마그네트론 스퍼터링, 바이어스 스퍼터링, 반응성 스퍼터링(Reactive sputtering), 전자빔 증착 공정, 이온빔 증착 공정, 원자층 증착(Atomic layer doposition, ALD) 공정 등을 통해서 형성할 수 있다. 반응가스로는 SixHy, CxHy 등이 적합하다.The silicon carbide layer 12 can be formed by a CVD or PVD process. For example, it can be formed through DC sputtering, RF sputtering, magnetron sputtering, bias sputtering, reactive sputtering, electron beam deposition process, ion beam deposition process, atomic layer doposition (ALD) process, and the like. Si x H y , C x H y and the like are suitable as the reaction gas.

그리고 형성된 탄화규소 층(12)의 평균 결정립 크기(Grain size)와 중심선 평균조도를 조절하기 위해서 열처리 또는 플라스마 처리를 진행한다.Then, heat treatment or plasma treatment is performed in order to adjust the average grain size and the average roughness of the center line of the formed silicon carbide layer 12.

열처리는 CVD 장비, 급속 열처리 장비, 열처리로 등에서 진행할 수 있다. 열처리 분위기는 진공인 것이 바람직하며, 그리고 열처리 온도는 400 ~ 900℃이고, 시간은 15 ~ 60분인 것이 바람직하다. Heat treatment can be performed in CVD equipment, rapid heat treatment equipment, heat treatment furnaces, etc. The heat treatment atmosphere is preferably vacuum, and the heat treatment temperature is 400 to 900°C, and the time is preferably 15 to 60 minutes.

플라스마 처리는 반응성 이온식각(RIE) 장치, 유도결합 플라즈마(ICP) 장치, 용량성 결합 플라즈마(CCP) 장치, 대기압 플라즈마 장치, 화학적 이온 빔 식각(CAIBE) 장치, 반응성 이온 빔 식각(RIBE) 장치 등으로 진행할 수 있다. 플라스마 처리는 수소(H), 탄소(C), 플루오르화(F), 아르곤 (Ar) 가스 중 적어도 하나를 포함하는 단일가스 혹은 혼합가스로 플라스마를 형성하여 진행할 수 있다.Plasma treatment includes a reactive ion etching (RIE) device, an inductively coupled plasma (ICP) device, a capacitively coupled plasma (CCP) device, an atmospheric pressure plasma device, a chemical ion beam etching (CAIBE) device, a reactive ion beam etching (RIBE) device, etc. You can proceed with The plasma treatment may be performed by forming a plasma with a single gas or a mixed gas including at least one of hydrogen (H), carbon (C), fluorinated (F), and argon (Ar) gas.

그리고 이온빔을 사용하는 경우에 80~111eV의 이온빔을 사용하여 10초 이하로 플라스마 처리를 진행하는 것이 바람직하다.In addition, in the case of using an ion beam, it is preferable to perform the plasma treatment in 10 seconds or less using an ion beam of 80 to 111 eV.

열처리 또는 플라스마 처리 후 평균 결정립 크기(Grain size)는 500㎚이하이며, 중심선 평균조도는 0.1㎚Ra ~ 15㎚Ra인 것이 바람직하다.After heat treatment or plasma treatment, the average grain size is 500 nm or less, and the average roughness of the center line is preferably 0.1 nm Ra to 15 nm Ra.

질화물계 층(13)은, 예를 들어, 질화규소(SixNy) 층일 수 있다. 본 실시예에서 질화물계 층(13)은 습식 에칭 액과 수소 라디칼로부터 탄화규소 층(12)을 보호하는 역할을 한다. 질화물계 층(13)은 CVD나 PVD 공정을 통해서 증착하는 방법으로 형성할 수 있다. 질화물계 층(13)은 극자외선에 대한 투과율이 낮기 때문에 얇은 두께로 증착되어야 한다.The nitride-based layer 13 may be, for example, a silicon nitride (Si x N y ) layer. In this embodiment, the nitride-based layer 13 serves to protect the silicon carbide layer 12 from a wet etching solution and hydrogen radicals. The nitride-based layer 13 may be formed by depositing through a CVD or PVD process. Since the nitride-based layer 13 has a low transmittance to extreme ultraviolet rays, it must be deposited with a thin thickness.

이렇게 제조된 펠리클 막(10)은 파장이 13.5㎚인 극자외선의 투과율이 80%이상이며, 파장이 350~480㎚인 빛의 투과율이 50%이상이다. 따라서 펠리클(100)이 부착된 레티클의 패턴을 육안으로 확인할 수 있다.The pellicle film 10 thus prepared has a transmittance of 80% or more of extreme ultraviolet rays having a wavelength of 13.5 nm, and a transmittance of light having a wavelength of 350 to 480 nm of 50% or more. Therefore, the pattern of the reticle to which the pellicle 100 is attached can be visually confirmed.

도 2는 본 발명에 따른 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클의 다른 실시예들을 나타낸 도면이다.2 is a view showing other embodiments of an extreme ultraviolet pellicle including a silicon carbide layer according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클 막은 탄화규소 층(12)과 질화물계 층(13) 또는 그래핀 층(14)을 포함하는 다층 구조의 무기 박막 층의 최상층에 캐핑 층(11)이 형성된 구조일 수 있다.As shown in Figure 2, the extreme ultraviolet pellicle film including a silicon carbide layer is the uppermost layer of the inorganic thin film layer having a multilayer structure including a silicon carbide layer 12 and a nitride-based layer 13 or a graphene layer 14 It may have a structure in which the capping layer 11 is formed.

예를 들어, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 펠리클 막은 질화물계 층(13) 사이에 탄화규소 층(12)이 배치된 무기 박막 층과 캐핑 층(11)으로 이루어질 수 있다. 또한, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 반대로 탄화규소 층(12) 사이에 질화물계 층(13)이 배치된 무기 박막 층과 캐핑 층(11)으로 이루어질 수도 있다.For example, as shown in (a) of FIG. 2, the pellicle film may be formed of an inorganic thin film layer and a capping layer 11 in which a silicon carbide layer 12 is disposed between the nitride-based layers 13. In addition, as shown in (b) of FIG. 2, it may consist of an inorganic thin film layer and a capping layer 11 in which a nitride-based layer 13 is disposed between the silicon carbide layers 12 on the contrary.

또한, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 캐핑 층(11), 질화물계 층(13), 탄화규소 층(12) 순으로 적층된 다층 구조일 수도 있다. 또한, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 캐핑 층(11), 그래핀 층(14), 탄화규소 층(12) 순으로 적층된 다층 구조일 수도 있다. 또한, 도 2의 (e)에 도시된 바와 같이, 탄화규소 층(12) 사이에 그래핀 층(14)이 배치된 무기 박막 층과 캐핑 층(11)으로 이루어질 수도 있다.In addition, as shown in (c) of FIG. 2, a capping layer 11, a nitride-based layer 13, and a silicon carbide layer 12 may be sequentially stacked in a multilayer structure. In addition, as shown in (d) of FIG. 2, a capping layer 11, a graphene layer 14, and a silicon carbide layer 12 may be sequentially stacked in a multilayer structure. In addition, as shown in (e) of FIG. 2, the graphene layer 14 may be formed between the silicon carbide layers 12 and the inorganic thin film layer and the capping layer 11 may be formed.

그래핀 층(14)은 극자외선에 대한 투과율이 높으며, 기계적 강도가 우수하다는 장점이 있다.The graphene layer 14 has an advantage of high transmittance to extreme ultraviolet rays and excellent mechanical strength.

이하에서는 도 1에 도시된 펠리클(100)의 제조방법에 대해서 설명한다. 펠리클(100)은 펠리클 막(10)과 펠리클 막(10)을 지지하는 펠리클 프레임(20)을 포함한다. 아래의 방법에 의하면, 펠리클 막(10)과 펠리클 프레임(20)을 한번에 형성할 수 있다.Hereinafter, a method of manufacturing the pellicle 100 shown in FIG. 1 will be described. The pellicle 100 includes a pellicle film 10 and a pellicle frame 20 supporting the pellicle film 10. According to the following method, the pellicle film 10 and the pellicle frame 20 can be formed at once.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(21)의 상면과 하면에 각각 질화물계 층(13, 23)을 형성한다. 질화물계 층(13, 23)은 저압 화학 증착(LPCVD) 공정이나, 원자층 증착(Atomic layer doposition, ALD) 공정을 통해서 형성할 수 있다.First, as shown in FIG. 3, nitride-based layers 13 and 23 are formed on the upper and lower surfaces of the silicon substrate 21, respectively. The nitride-based layers 13 and 23 may be formed through a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process or an atomic layer doposition (ALD) process.

다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(21)의 상면(도면상 위쪽)에 형성된 질화물계 층(13) 위에 탄화규소 층(12)을 형성한다. 상술한 바와 같이, 탄화규소 층(12)은 상술한 바와 같이, CVD나 PVD 공정으로 형성할 수 있다. 그리고 평균 결정립 크기(Grain size)와 중심선 평균조도를 조절하기 위해서 열처리 또는 플라스마 처리를 진행한다.Next, as shown in FIG. 4, a silicon carbide layer 12 is formed on the nitride-based layer 13 formed on the upper surface (upper in the drawing) of the silicon substrate 21. As described above, the silicon carbide layer 12 may be formed by a CVD or PVD process, as described above. Then, heat treatment or plasma treatment is performed to adjust the average grain size and the average roughness of the center line.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 탄화규소 층(12) 위에 캐핑 층(11)을 형성한다. 캐핑 층(11)은 CVD 법, 스퍼터링법, 전자빔 증착법, 이온빔 원용 증착법 등의 다양한 방법으로 형성할 수 있다. Next, as shown in FIG. 5, a capping layer 11 is formed on the silicon carbide layer 12. The capping layer 11 can be formed by various methods such as a CVD method, a sputtering method, an electron beam evaporation method, and an ion beam source deposition method.

다음, 도 6 내지 9에 도시된 바와 같이, 캐핑 층(11)이 아래를 향하도록 한 후, 실리콘 기판(21)의 하면에 형성된 질화물계 층(23) 위에 포토레지스트 층(1)을 도포하고, 패터닝을 한 후 건식 에칭과 습식 에칭을 통해서 질화물 층(23)과 실리콘 기판(21)의 중심 부분을 제거하여, 극자외선이 투과될 수 있는 윈도우를 형성하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 탄화규소 층(12)을 포함하는 극자외용 펠리클(100)을 얻을 수 있다.Next, as shown in Figs. 6 to 9, after the capping layer 11 is facing downward, a photoresist layer 1 is applied on the nitride-based layer 23 formed on the lower surface of the silicon substrate 21, and , After patterning, by removing the central portion of the nitride layer 23 and the silicon substrate 21 through dry etching and wet etching to form a window through which extreme ultraviolet rays can be transmitted, as shown in FIG. An extreme ultraviolet pellicle 100 including a silicon carbide layer 12 can be obtained.

도 2에 도시된 펠리클들도 비슷한 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 (b)에 도시된 펠리클은 실리콘 기판(21)의 상면에 탄화규소 층(12), 질화규소 층(13), 탄화규소 층(12), 캐핑 층(11) 순으로 증착하고, 하면에는 질화규소 층(23)을 형성한 후, 하면의 질화규소 층(23)에 포토레지스트 층을 도포한 후 패터닝하고, 건식 에칭과 습식 에층을 순차적으로 진행하여, 극자외선이 조사되는 부분에 윈도우를 만드는 방법으로 제조할 수 있다.The pellicles shown in FIG. 2 can also be manufactured in a similar manner. For example, the pellicle shown in (b) of FIG. 2 is a silicon carbide layer 12, a silicon nitride layer 13, a silicon carbide layer 12, and a capping layer 11 on the upper surface of the silicon substrate 21 in order. After evaporation, a silicon nitride layer 23 is formed on the lower surface, a photoresist layer is applied to the silicon nitride layer 23 on the lower surface, followed by patterning, and dry etching and wet etching are sequentially performed, whereby the extreme ultraviolet rays are irradiated. It can be manufactured by making a window on it.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is generally used in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or perspective of the present invention.

100: 펠리클
10: 펠리클 막
11: 캐핑 층
12: 탄화규소 층
13: 질화물계 층
14: 그래핀 층
15: 무기 박막 층
20: 펠리클 프레임
23: 질화물계 층100: pellicle
10: pellicle membrane
11: capping layer
12: silicon carbide layer
13: nitride-based layer
14: graphene layer
15: inorganic thin film layer
20: pellicle frame
23: nitride-based layer

Claims (8)

탄화규소(SixCy) 층을 포함하는 다층 구조로 이루어진 극자외선용 펠리클 막과 상기 극자외선용 펠리클 막을 지지하는 펠리클 프레임을 포함하는 극자외선용 펠리클로서,
상기 탄화규소(SixCy) 층의 두께는 30 ~ 500Å이며, 평균 결정립 크기(Grain size)는 500㎚이하이며, 중심선 평균조도는 0.1㎚Ra ~ 15㎚Ra이며,
상기 극자외선용 펠리클 막은 파장이 13.5㎚인 극자외선의 투과율이 80%이상이며, 파장이 350~480㎚인 빛의 투과율이 50%이상인 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클. A pellicle for extreme ultraviolet rays comprising a pellicle film for extreme ultraviolet rays having a multilayer structure including a silicon carbide (Si x C y) layer and a pellicle frame for supporting the pellicle film for extreme ultraviolet rays,
The thickness of the silicon carbide (Si x C y ) layer is 30 to 500 Å, the average grain size is 500 nm or less, and the average roughness of the center line is 0.1 nm Ra to 15 nm Ra,
The extreme ultraviolet pellicle film has a transmittance of 80% or more of extreme ultraviolet rays having a wavelength of 13.5 nm, and a transmittance of light having a wavelength of 350 to 480 nm is 50% or more. 제1항에 있어서,
질화물계 층 또는 그래핀 층을 포함하는 다층 구조인 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클.The method of claim 1,
A pellicle for extreme ultraviolet rays comprising a silicon carbide layer, characterized in that it has a multilayer structure including a nitride-based layer or a graphene layer. 제2항에 있어서,
상기 질화물계 층 사이에 상기 탄화규소 층이 배치된 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클.The method of claim 2,
A pellicle for extreme ultraviolet rays comprising a silicon carbide layer, characterized in that the silicon carbide layer is disposed between the nitride-based layers. 제2항에 있어서,
상기 탄화규소 층 사이에 상기 질화물계 층이 배치된 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클.The method of claim 2,
A pellicle for extreme ultraviolet rays comprising a silicon carbide layer, characterized in that the nitride-based layer is disposed between the silicon carbide layers. 제2항에 있어서,
상기 그래핀 층 사이에 상기 탄화규소 층이 배치된 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클.The method of claim 2,
A pellicle for extreme ultraviolet rays comprising a silicon carbide layer, characterized in that the silicon carbide layer is disposed between the graphene layers. 제2항에 있어서,
상기 탄화규소 층 사이에 상기 그래핀 층이 배치된 것을 특징으로 하는 탄화규소 층을 포함하는 극자외선용 펠리클.The method of claim 2,
A pellicle for extreme ultraviolet rays comprising a silicon carbide layer, characterized in that the graphene layer is disposed between the silicon carbide layers. 제1항의 탄화규소 층을 제조하는 방법으로서,
a) 탄화규소 막을 증착하는 단계와,
b) 탄화규소 막을 진공 상태, 400 ~ 900℃에서 15 ~ 60분 열처리 또는 플라스마 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 층의 제조방법.As a method of manufacturing the silicon carbide layer of claim 1,
a) depositing a silicon carbide film, and
b) A method for producing a silicon carbide layer, comprising the step of subjecting the silicon carbide film to heat treatment or plasma treatment at 400 to 900°C for 15 to 60 minutes in a vacuum state. 제7항에 있어서,
상기 플라스마 처리하는 단계는 80~111eV의 이온빔 에너지를 이용한 플라스마 처리하는 단계이며, 10초 이하로 진행되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 층의 제조방법.The method of claim 7,
The plasma treatment step is a step of plasma treatment using an ion beam energy of 80 to 111 eV, and the method for producing a silicon carbide layer, characterized in that it proceeds in less than 10 seconds.
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