KR20230039294A - Pellicle Frame for EUV(extreme ultraviolet) Lithography and Manufacturing Method of the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 통기성이 확보된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography and a manufacturing method thereof. More specifically, it relates to a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography with air permeability secured and a manufacturing method thereof.
반도체 디바이스 또는 액정 표시판 등의 제조에 포토리소그라피라는 방법이 사용된다. 포토리소그라피에서는 패터닝의 원판으로서 마스크가 사용되고, 마스크 상의 패턴이 웨이퍼 또는 액정용 기판에 형성된 각종 층에 전사된다. A method called photolithography is used to manufacture semiconductor devices or liquid crystal display panels. In photolithography, a mask is used as a patterning plate, and patterns on the mask are transferred to various layers formed on a wafer or a substrate for liquid crystal.
이 마스크에 먼지가 부착되어 있으면 이 먼지로 인하여 빛이 흡수되거나, 반사되기 때문에 전사한 패턴이 손상되어 반도체 장치나 액정 표시판 등의 성능이나 수율의 저하를 초래한다. If dust adheres to the mask, light is absorbed or reflected by the dust, and thus the transferred pattern is damaged, resulting in a decrease in performance or yield of a semiconductor device or liquid crystal display panel.
따라서, 이들의 작업은 보통 클린룸에서 행해지지만 이 클린룸 내에도 먼지가 존재하므로, 마스크 표면에 먼지가 부착하는 것을 방지하기 위하여 펠리클을 부착하는 방법이 사용된다.Therefore, these operations are usually performed in a clean room, but since dust exists even in this clean room, a method of attaching a pellicle is used to prevent dust from adhering to the mask surface.
이 경우, 먼지는 마스크의 표면에는 직접 부착되지 않고, 펠리클 막 위에 부착되고, 리소그라피 시에는 초점이 마스크의 패턴 상에 일치되어 있으므로 펠리클 상의 먼지는 초점이 맞지 않아 패턴에 전사되지 않는 이점이 있다.In this case, the dust is not directly attached to the surface of the mask, but is attached to the pellicle film, and during lithography, since the focus is aligned on the pattern of the mask, the dust on the pellicle is out of focus and does not transfer to the pattern.
점차 반도체 제조용 노광 장치의 요구 해상도는 높아져 가고 있고, 그 해상도를 실현하기 위해서 광원의 파장이 점점 더 짧아지고 있다. 구체적으로, UV 광원은 자외광 g선(436㎚), I선(365㎚), KrF 엑시머 레이저(248㎚), ArF 엑시머 레이저(193㎚)에서 극자외선(EUV, extreme Ultraviolet, 13.5㎚)으로 점점 파장이 짧아지고 있다.The required resolution of an exposure apparatus for semiconductor manufacturing is gradually increasing, and the wavelength of a light source is getting shorter and shorter in order to realize the resolution. Specifically, UV light sources include ultraviolet g-rays (436 nm), I-rays (365 nm), KrF excimer lasers (248 nm), and ArF excimer lasers (193 nm) to extreme ultraviolet (EUV, 13.5 nm). The wavelength is gradually getting shorter.
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.In order to realize exposure technology using extreme ultraviolet rays, it is indispensable to develop new light sources, resists, masks, and pellicles. That is, since the physical properties of the conventional organic pellicle film are changed by an exposure light source having high energy and have a short lifespan, it is difficult to use the pellicle for extreme ultraviolet rays. Various attempts are being made to solve this problem.
예를 들어, 공개특허 제2009-0088396호에는 에어로겔 필름으로 이루어진 펠리클이 개시되어 있다.For example, Patent Publication No. 2009-0088396 discloses a pellicle made of an airgel film.
그리고 공개특허 제2009-0122114호에는 실리콘 단결정 막으로 이루어지는 펠리클 막과 그 펠리클 막을 지지하는 베이스 기판을 포함하며, 베이스 기판에는 60% 이상의 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 극자외선용 펠리클이 개시되어 있다. And, Patent Publication No. 2009-0122114 includes a pellicle film made of a silicon single crystal film and a base substrate supporting the pellicle film, and a pellicle for extreme ultraviolet rays is disclosed in which an opening of 60% or more is formed in the base substrate. .
공개특허 제2009-0122114호에 개시된 극자외선용 펠리클은 극자외선의 투과를 위해서 실리콘 단결정 막을 박막으로 형성하여야 한다. 이러한 실리콘 단결정 박막은 작은 충격에도 쉽게 손상될 수 있으므로, 이를 지지하기 위한 베이스 기판을 사용한다. 이러한 베이스 기판의 보강 틀은 일정한 패턴을 형성하며, 이 패턴이 리소그라피 공정에서 기판에 전사된다는 문제가 있다. 또한, 투과율이 60% 정도로 매우 낮다는 문제가 있다.The pellicle for extreme ultraviolet rays disclosed in Patent Publication No. 2009-0122114 needs to form a silicon single crystal film as a thin film in order to transmit extreme ultraviolet rays. Since this silicon single crystal thin film can be easily damaged even by a small impact, a base substrate is used to support it. There is a problem that the reinforcing frame of the base substrate forms a certain pattern, and 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 리소그라피 공정에서 발생하는 열에 의한 열팽창 차이에 의해서 변형이 발생할 수 있다는 문제 또한 있다.Since extreme ultraviolet rays have a short wavelength, the energy is very high, and since transmittance is low, a considerable 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 due to heat generated in the lithography process.
펠리클 막을 보강하기 위한 별도의 베이스 기판을 사용하지 않는 프리스텐딩 펠리클을 사용하는 방법도 개시되어 있다.A method of using a freestanding pellicle without using 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 에칭하여 흑연 박막을 얻는 방법이 개시되어 있다.For example, Patent Registration No. 1552940 filed and registered by the present applicant discloses a method of obtaining a graphite thin film by forming a graphite thin film on a nickel foil and then etching the nickel foil using an iron chloride-containing aqueous solution.
또한, 본 출원인에 의해서 출원되어 등록된 등록특허 제1303795호, 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, in Registered Patent Nos. 1303795 and 1940791 filed and registered by the present applicant, after forming 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 on an organic substrate, the organic substrate is removed as a solvent. A method of obtaining a pellicle membrane by dissolving using a is disclosed.
또한, 실리콘 기판의 양면에 질화규소 층을 형성하고, 실리콘 기판의 윗면의 질화규소 층 위에 극자외선의 투과율이 높은 코어 층인 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, after forming a silicon nitride layer on both sides of the silicon substrate, and sequentially forming a single crystal or polycrystalline silicon layer, which is a core layer having high extreme ultraviolet transmittance, a silicon nitride layer, and a capping layer on the silicon nitride layer on the upper surface of the silicon substrate, A method of manufacturing a pellicle by applying photoresist to the silicon nitride layer formed on the lower surface, then patterning, removing the center of the silicon nitride layer by dry etching, and removing the center of the silicon substrate by wet etching to form a window through which extreme ultraviolet rays are transmitted. is also being used.
또한, 코어 층으로 열전도도가 높고, 극자외선의 흡수율이 낮은 그래핀 층을 사용하는 방법도 연구되고 있다. 종래의 방법에서는 그래핀 층을 전이금속 촉매 층이 형성된 기판에 탄화수소를 포함한 혼합가스를 주입하여 열처리함으로써 탄소를 흡착시킨 후 냉각하는 방법으로 형성하였으며, 이 그래핀 층을 기판에서 분리한 후, 질화규소 층이 형성된 실리콘 기판에 전사하였다.In addition, a method of using a graphene layer having high thermal conductivity and low absorption of extreme ultraviolet rays as a core layer is also being studied. In the conventional method, a graphene layer is formed by injecting a mixed gas containing hydrocarbon into a substrate on which a transition metal catalyst layer is formed and heat-treating it to adsorb carbon and then cooling it. After the graphene layer is separated from the substrate, silicon nitride The layer was transferred to a silicon substrate.
또한, 펠리클 막을 지지하는 펠리클 프레임으로 종래에는 강성과 가공성만을 고려하여 알루미늄, 스테인리스, 폴리에틸렌 등을 사용하고 있었다. 그러나 고에너지의 극자외선을 이용한 노광시에는 광 에너지에 의한 온도 상승으로 인한 펠리클 프레임의 수축과 팽창에 의해 펠리클 막에 주름이 발생하거나 파손될 수 있다는 문제가 있다.In addition, conventionally, aluminum, stainless steel, polyethylene, etc. have been used as a pellicle frame for supporting a pellicle film in consideration of only rigidity and workability. However, there is a problem in that the pellicle film may be wrinkled or damaged due to contraction and expansion of the pellicle frame due to a temperature rise due to light energy during exposure using high-energy extreme ultraviolet rays.
따라서 펠리클 프레임의 재료로 열팽창 계수가 낮은 Si, SiC, SiN 등의 재료를 사용하는 방법이 연구되고 있다. 그러나 이러한 재료는 펠리클 내부와 외부의 압력차를 완화하기 위한 통기구를 가공하기 어렵다는 문제가 있었다. 통상 펠리클 프레임의 측면에는 펠리클을 포토 마스크에 부착하거나 박리할 때 압력차에 의해서 펠리클 막이 손상되는 것을 방지하기 위한 통기구가 형성된다.Therefore, a method of using a material such as Si, SiC, or SiN having a low coefficient of thermal expansion as a material for a pellicle frame is being studied. However, this material has a problem in that it is difficult to process a ventilation hole for relieving the pressure difference between the inside and outside of the pellicle. Normally, a ventilation hole is formed on the side of the pellicle frame to prevent damage to the pellicle film due to a pressure difference when the pellicle is attached to or detached from the photo mask.
또한, 고에너지의 극자외선을 이용한 노광시에 발생하는 열의 펠리클 외부로의 방출이 필요하다는 요구도 있었다.In addition, there has also been a need to release heat generated during exposure using high-energy extreme ultraviolet rays to the outside of the pellicle.
이러한 문제점을 개선하기 위한 방법으로서, 공개특허 제2008-0099920호에는 다공성 펠리클 프레임을 사용하는 방법이 개시되어 있다.As a method for improving these problems, Patent Publication No. 2008-0099920 discloses a method using a porous pellicle frame.
그러나 공개특허 제2008-0099920호에 개시된 다공성 펠리클 프레임은 기계적 강도가 낮을 수 있다는 문제가 있었으며, 다공성 프레임에 직접 접착제를 도포한 후에 펠리클 막을 접착할 경우에 접착제가 다공성 프레임의 기공으로 유입되어 아웃 가스가 발생할 가능성이 크다는 문제점도 있었다.However, the porous pellicle frame disclosed in Patent Publication No. 2008-0099920 has a problem that the mechanical strength may be low, and when the pellicle film is adhered after the adhesive is directly applied to the porous frame, the adhesive flows into the pores of the porous frame and outgassing There was also a problem that there was a high possibility of occurrence.
또한, 등록특허 제1866017호, 제0576189호에는 펠리클 프레임에 개구를 형성하고, 개구를 다공성 소결 재료로 충전하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이러한 방법은 제조방법이 복잡하다는 문제가 있었다. In addition, Patent Registration Nos. 1866017 and 0576189 disclose methods of forming an opening in a pellicle frame and filling the opening with a porous sintered material. However, this method has a problem that the manufacturing method is complicated.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 통기성을 확보하면서도 기계적 강도가 우수한 새로운 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to improve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a new extreme ultraviolet lithography pellicle frame and a manufacturing method having excellent mechanical strength while securing air permeability.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 펠리클 막을 지지하기 위한 중공의 통 형상의 펠리클 프레임으로서, 내측 면과 외측 면을 구비하며, 가스가 상기 내측 면과 상기 외측 면 및 그 사이 구간을 통과할 수 있도록, 복수의 기공들이 형성된 다공성 프레임과; 상기 다공성 프레임의 상면에 결합하는 상부 보강 프레임과; 상기 다공성 프레임의 하면에 결합하는 하부 보강 프레임을 포함하며, 상기 상부 보강 프레임과 상기 하부 보강 프레임은 탄화규소로 이루어지며, 상기 다공성 프레임은 다공성 반응 결합 탄화규소(reaction-bonded silicon carbide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a hollow cylindrical pellicle frame for supporting a pellicle film, and has an inner surface and an outer surface, and gas passes through the inner surface and the outer surface and the interval therebetween. So that a plurality of pores are formed and a porous frame; an upper reinforcing frame coupled to an upper surface of the porous frame; A lower reinforcing frame coupled to a lower surface of the porous frame, wherein the upper reinforcing frame and the lower reinforcing frame are made of silicon carbide, and the porous frame includes porous reaction-bonded silicon carbide. It provides a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography, characterized in that.
또한, 본 발명은 상부 보강 플레이트와, 하부 보강 플레이트를 준비하는 단계와, 탄화규소 분말, 규소 분말, 탄소 분말, 바인더 및 용매를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계와, 상기 슬러리를 이용하여 그린 플레이트를 제조하는 단계와, 상기 하부 보강 플레이트와 상기 상부 보강 플레이트 사이에 상기 그린 플레이트를 배치하여 스택을 준비하는 단계와, 상기 스택을 열처리하는 단계를 포함하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention includes preparing an upper reinforcing plate and a lower reinforcing plate, preparing a slurry by mixing silicon carbide powder, silicon powder, carbon powder, a binder and a solvent, and using the slurry to prepare a green plate Provides a method for manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography comprising the steps of manufacturing, preparing a stack by disposing the green plate between the lower reinforcing plate and the upper reinforcing plate, and heat-treating the stack. .
또한, 상부 보강 플레이트와, 하부 보강 플레이트를 준비하는 단계와, 탄화규소 분말, 규소 분말, 탄소 분말, 바인더 및 용매를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계와, 상기 하부 보강 플레이트의 일면에 상기 슬러리 층을 도포한 후 건조하여 그린 플레이트 층을 형성하는 단계와, 건조된 상기 그린 플레이트 층 위에 상기 상부 보강 플레이트를 배치하여 스택을 준비하는 단계와, 상기 스택을 열처리하는 단계를 포함하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법을 제공한다.In addition, preparing an upper reinforcement plate and a lower reinforcement plate, preparing a slurry by mixing silicon carbide powder, silicon powder, carbon powder, a binder and a solvent, and applying the slurry layer on one side of the lower reinforcement plate A pellicle frame for extreme ultraviolet lithography comprising the steps of forming a green plate layer by coating and drying, preparing a stack by disposing the upper reinforcing plate on the dried green plate layer, and heat-treating the stack. Provides a manufacturing method of.
또한, 상기 탄화규소 분말은 제1 탄화규소 분말과 제1 탄화규소 분말에 비해서 평균 입경이 작은 제2 탄화규소 분말을 포함하며, 이로 인해 상기 제1 탄화규소 분말과 제2 탄화규소 분말 사이에 공간이 형성되는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법을 제공한다.In addition, the silicon carbide powder includes a first silicon carbide powder and a second silicon carbide powder having a smaller average particle diameter than the first silicon carbide powder, so that there is a space between the first silicon carbide powder and the second silicon carbide powder. Provides a method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography formed thereon.
또한, 상기 제1 탄화규소 분말의 평균 입경은 100~200㎛이며, 상기 제2 탄화규소 분말의 평균 입경은 40~80㎛인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법을 제공한다. In addition, the average particle diameter of the first silicon carbide powder is 100 ~ 200㎛, the average particle diameter of the second silicon carbide powder is 40 ~ 80㎛ provides a method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography.
또한, 상기 제1 탄화규소 분말의 최대 입경은 상기 하부 보강 플레이트와 상기 상부 보강 플레이트 사이의 간극 이하인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법을 제공한다. In addition, the maximum particle diameter of the first silicon carbide powder provides a method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography that is less than or equal to a gap between the lower and upper reinforcing plates.
또한, 상기 규소 분말의 평균 입경은 0.5~1.5㎛인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법을 제공한다. In addition, a method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography in which the silicon powder has an average particle diameter of 0.5 to 1.5 μm is provided.
또한, 상기 탄소 분말의 평균 입경은 30~60㎚인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법을 제공한다. In addition, the average particle diameter of the carbon powder provides a method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography having an average particle diameter of 30 to 60 nm.
또한, 상기 탄화규소 분말과, 상기 규소 분말 및 상기 탄소 분말의 합의 무게 비는 7:1 내지 9:1인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법을 제공한다. In addition, a weight ratio of the silicon carbide powder and the sum of the silicon powder and the carbon powder is 7:1 to 9:1.
또한, 상기 규소 분말과 상기 탄소 분말의 몰 비는 2:1 내지 5:1인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법을 제공한다. In addition, the molar ratio of the silicon powder and the carbon powder is 2: 1 to 5: 1 provides a method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography.
또한, 상기 열처리 단계는 1750~1850℃에서 열처리하는 단계인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법을 제공한다. In addition, the heat treatment step provides a method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography, which is a step of heat treatment at 1750 to 1850 ° C.
본 발명에 따른 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임은 통기성을 확보하면서도 기계적 강도가 우수하며, 아웃 가스의 발생도 최소화할 수 있다는 장점이 있다.The pellicle frame for extreme ultraviolet lithography according to the present invention has the advantage of ensuring air permeability, excellent mechanical strength, and minimizing outgas generation.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법의 일실시예의 순서도이다.
도 4는 도 1에 도시된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법의 다른 실시예의 순서도이다.1 is a conceptual diagram of a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the pellicle frame for extreme ultraviolet lithography shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a flowchart of an embodiment of a method of manufacturing the pellicle frame for extreme ultraviolet lithography shown in FIG. 1 .
FIG. 4 is a flowchart of another embodiment of a method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography shown in FIG. 1 .
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention may be embodied in other forms without being limited to the embodiments described below. And in the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like reference numbers indicate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 개념도이며, 도 2는 도 1에 도시된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 분해 사시도이다.1 is a conceptual diagram of a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the pellicle frame for extreme ultraviolet lithography shown in FIG. 1 .
도 1과 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임(100)은 대체로 중공의 직사각형 통 형상이다.As shown in FIGS. 1 and 2 , the
도 1에 도시된 바와 같이, 펠리클 프레임(100)의 일면에는 펠리클 막(2)이 부착된다. 펠리클 프레임(100)의 반대 면은 레티클(1)에 부착된다.As shown in FIG. 1, a
펠리클 막(2)은 단순한 막 형태의 펠리클 막뿐 아니라 테두리 부분에 막을 지지하는 보더가 형성된 형태의 펠리클 막도 포함한다. 예를 들어, 실리콘 기판에 펠리클 막을 구성하는 코어 층과 캐핑 층들을 형성한 후 중심부를 에칭하여 윈도우를 형성하는 방법으로 제조한 펠리클 막도 포함한다.The
본 발명에 따른 펠리클 프레임(100)은 가스(G)가 통과하여 외부로 배출되는 것은 허용하고, 파티클(P)이 통과하여 레티클(1)을 오염시키는 것은 방지한다.The
도 1과 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임(100)은 다공성 프레임(10)과, 다공성 프레임(10)의 상면(11)에 결합되는 상부 보강 프레임(20)과, 다공성 프레임(10)의 하면(12)에 결합되는 하부 보강 프레임(30)을 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
다공성 프레임(10)은 대체로 중공의 직사각형 통 형상이다. 다공성 프레임(10)은 내측 면(13)과 외측 면(14)을 구비한다. 그리고 다공성 프레임(10)에는 복수의 기공(15)들이 형성된다. 기공(15)들은 서로 연결되어 있어서, 가스(G)는 내측 면(13)과 외측 면(14) 및 그 사이 구간을 통과할 수 있다.The
다공성 프레임(10)은 다공성 반응 결합 탄화규소(reaction-bonded silicon carbide)를 포함할 수 있다. 또한, 다공성 프레임(10)에는 규소나 탄소로 이루어진 물질도 일부 잔류할 수 있다. 다공성 프레임(10)의 두께는 1.3~1.5㎜일 수 있다. 다공성 프레임(10)의 기공률은 40% 정도인 것이 바람직하다.
상부 보강 프레임(20)과 하부 보강 프레임(30)은 대체로 중공의 직사각형 통 형상이다. 상부 보강 프레임(20)과 하부 보강 프레임(30)은 열처리를 통한 확산 접합 방법으로 다공성 프레임(10)에 결합할 수 있다.The upper reinforcing
도시하지 않았으나, 상부 보강 프레임(20)의 상면(21)에는 펠리클 막(2)을 접착하기 위한 접착제가 도포되는 홈이 형성될 수도 있다. 또한, 하부 보강 프레임(30)의 하면(32)에는 레티클(1)에 펠리클 프레임(100)을 부착하기 위한 점착제가 도포되는 홈이 형성될 수도 있다.Although not shown, a groove may be formed on the
상부 보강 프레임(20)과 하부 보강 프레임(30)은 치밀한 구조의 탄화규소(SiC)로 이루어진다. 다공성 프레임(10)과 동일하게 탄화규소(SiC)로 이루어지므로, 열팽창 계수 차이에 의한 열화를 최소화할 수 있다.The upper reinforcing
상부 보강 프레임(20)과 하부 보강 프레임(30)의 두께는 0.5㎜ 정도일 수 있다.The thickness of the upper reinforcing
이하에서는 상술한 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법의 일실시예에 대해서 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a method of manufacturing the pellicle frame for extreme ultraviolet lithography described above will be described.
도 3은 도 1에 도시된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법의 일실시예의 순서도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법은 상부 보강 플레이트와, 하부 보강 플레이트를 준비하는 단계(S1)로 시작된다.FIG. 3 is a flowchart of an embodiment of a method of manufacturing the pellicle frame for extreme ultraviolet lithography shown in FIG. 1 . As shown in FIG. 3, the manufacturing method of the pellicle frame for extreme ultraviolet lithography begins with preparing an upper reinforcing plate and a lower reinforcing plate (S1).
상부 보강 플레이트와 하부 보강 플레이트는 탄화규소로 이루어질 수 있다. 상부 보강 플레이트와 하부 보강 플레이트는 기공률이 낮은 것이 바람직하다.The upper reinforcing plate and the lower reinforcing plate may be made of silicon carbide. The upper and lower reinforcing plates preferably have low porosity.
상부 보강 플레이트와 하부 보강 플레이트는 탄화규소 분말, 용매, 바인더 등을 포함하는 슬러리를 제조하고, 이 슬러리를 사용하여 플레이트 형태의 성형물을 제조한 후에 이를 열처리하는 방법으로 제조할 수 있다. 성형방법으로는 슬립 캐스팅(slip casting), 사출 성형(injection), 테이프 캐스팅(tape casting) 등의 방법이 사용될 수 있다.The upper reinforcing plate and the lower reinforcing plate may be manufactured by preparing a slurry containing silicon carbide powder, a solvent, a binder, and the like, using the slurry to prepare a plate-shaped molding, and then heat-treating the slurry. As a molding method, methods such as slip casting, injection molding, and tape casting may be used.
또한, 슬러리를 제조하지 않고, 탄화규소 분말을 가압하여 플레이트 형태의 성형물을 제조한 후에 이를 열처리하는 방법으로 제조할 수도 있다.In addition, it may be manufactured by a method of pressing silicon carbide powder to prepare a plate-shaped molded article and then heat-treating it without preparing a slurry.
다음, 탄화규소 분말, 규소 분말, 탄소 분말, 바인더 및 유기 용매를 혼합하여 슬러리를 제조한다(S2).Next, a slurry is prepared by mixing silicon carbide powder, silicon powder, carbon powder, a binder, and an organic solvent (S2).
탄화규소 분말은 평균 입경이 100~200㎛인 제1 탄화규소 분말과, 평균 입경이 40~80㎛인 제2 탄화규소 분말을 포함할 수 있다. 제1 탄화규소 분말의 최대 입경은 하부 보강 플레이트와 상부 보강 플레이트 사이의 간극 이하인 것이 바람직하다. 제1 탄화규소 분말들 중에서 최대 입경에 가까운 분말들은 하부 보강 플레이트와 상부 보강 플레이트 사이의 간극을 유지시키는 스페이서 역할도 수행한다.The silicon carbide powder may include a first silicon carbide powder having an average particle diameter of 100 to 200 μm and a second silicon carbide powder having an average particle diameter of 40 to 80 μm. It is preferable that the maximum particle size of the first silicon carbide powder is equal to or smaller than the gap between the lower and upper reinforcing plates. Among the first silicon carbide powders, powders close to the maximum particle size also serve as spacers to maintain a gap between the lower and upper reinforcing plates.
규소 분말의 평균 입경은 0.5~1.5㎛인 것이 바람직하다.It is preferable that the average particle diameter of silicon powder is 0.5-1.5 micrometer.
탄소 분말의 평균 입경은 30~60㎚인 것이 바람직하다.It is preferable that the average particle diameter of carbon powder is 30-60 nm.
탄화규소 분말과, 규소 분말 및 탄소 분말의 합의 무게 비는 7:1 내지 9:1인 것이 바람직하다.It is preferable that the weight ratio of silicon carbide powder and the sum of silicon powder and carbon powder is 7:1 to 9:1.
그리고 규소 분말과 탄소 분말의 몰 비는 2:1 내지 5:1인 것이 바람직하다. 과량의 규소 분말의 일부는 열처리 공정에서 증발하면서 기공을 형성할 수 있다.And it is preferable that the molar ratio of silicon powder and carbon powder is 2:1 to 5:1. Some of the excess silicon powder may form pores while evaporating in the heat treatment process.
바인더로는 PVA(polyvinyl acrylate), PEF(polyethylene glycol) 등을 사용할 수 있다. 분산을 위해서 필요한 경우에는 가소제를 더 포함할 수 있다.As the binder, polyvinyl acrylate (PVA), polyethylene glycol (PEF), and the like may be used. A plasticizer may be further included if necessary for dispersion.
본 단계는 프리 믹서(premixer)에 유기 용매와 분말들을 투입하여 1차 혼합하는 단계, 1차 혼합물을 볼 밀(ball mill)에 투입한 후에 볼 밀에 바인더를 소량씩 투입하면서 2차 혼합하는 단계, 탈포기에서 슬러리 내의 가스를 제거하는 단계 등을 통해서 진행될 수 있다.In this step, the organic solvent and the powders are first mixed in a premixer, and the first mixture is put in a ball mill, and then the binder is added in small amounts to the ball mill and the second mixing step is performed. , a step of removing gas in the slurry in a defoamer, and the like.
볼 밀 대신에 어트리션 밀(attrition mill), 아지테이터 밀(agitator mill) 등의 다른 혼합 장치를 사용할 수도 있다.Instead of the ball mill, other mixing devices such as an attrition mill and an agitator mill may be used.
다음, 슬러리를 이용하여 그린 플레이트를 제조한다(S3).Next, a green plate is prepared using the slurry (S3).
그린 플레이트는 테이프 캐스팅 방법으로 제조할 수 있다. 테이프 캐스팅 방법으로 얇은 그린 시트를 제조한 후 이를 재단한 후에 적층 및 압착하여 그린 플레이트를 제조할 수 있다. 또한, 두꺼운 그린 시트를 제조한 후 이를 재단하여 그린 플레이트를 제조할 수도 있다.The green plate can be manufactured by a tape casting method. A green plate may be manufactured by manufacturing a thin green sheet by a tape casting method, cutting the thin green sheet, and then laminating and pressing the thin green sheet. In addition, a green plate may be manufactured by manufacturing a thick green sheet and then cutting it.
다음, 하부 보강 플레이트와 상부 보강 플레이트 사이에 그린 플레이트를 배치하여 스택을 준비한다(S4).Next, a stack is prepared by placing a green plate between the lower reinforcing plate and the upper reinforcing plate (S4).
하부 보강 플레이트 위에 그린 플레이트를 배치하고, 그 위에 상부 보강 플레이를 배치한 후에 압착하여 하부 보강 플레이트, 그린 플레이트, 상부 보강 플레이트 순으로 적층된 스택을 준비한다.A green plate is placed on the lower reinforcing plate, an upper reinforcing plate is placed thereon, and then compressed to prepare a stack in which the lower reinforcing plate, the green plate, and the upper reinforcing plate are sequentially stacked.
이때, 제1 탄화규소 분말들 중에서 최대 입경에 가까운 분말들은 하부 보강 플레이트와 상부 보강 플레이트 사이의 간극을 유지시키는 스페이서 역할을 수행할 수 있다.At this time, among the first silicon carbide powders, powders close to the maximum particle size may serve as spacers to maintain a gap between the lower and upper reinforcing plates.
다음, 스택을 열처리한다(S5).Next, the stack is heat treated (S5).
열처리에 소요되는 전체 시간은 대략 1 내지 5시간 정도이며, 머플 타입 열처리로와 같은 연속식 열처리로에서 진행되거나 박스 오븐과 같은 배치 타입 열처리로에서 진행될 수 있다. 열처리 온도는 1750~1850℃ 정도일 수 있다.The total time required for the heat treatment is approximately 1 to 5 hours, and may be performed in a continuous heat treatment furnace such as a muffle type heat treatment furnace or a batch type heat treatment furnace such as a box oven. The heat treatment temperature may be about 1750 to 1850 °C.
본 단계의 저온의 베이크 아웃(bake out) 구간에서는 그린 플레이트에 포함된 바인더와 용매 등의 유기물이 제거된다. 그리고 고온 구간에서는 반응하지 않고 잔류하는 규소의 일부가 증발되거나, 미반응 탄소 입자의 일부는 산화되어 제거되면서 기공이 형성된다.In the low-temperature bake-out section of this step, organic substances such as binders and solvents included in the green plate are removed. In the high-temperature section, some of the unreacted and remaining silicon is evaporated or some of the unreacted carbon particles are oxidized and removed to form pores.
본 단계를 거치면, 그린 프레이트는 다공성 반응 결합 탄화규소를 포함하는 다공질 플레이트가 된다.After passing through this step, the green plate becomes a porous plate containing porous reactive bonded silicon carbide.
다음, 열처리가 완료된 스택을 가공하여, 펠리클 프레임을 완성한다(S6).Next, the heat-treated stack is processed to complete the pellicle frame (S6).
본 단계에서는 다이싱 소(dicing saw)나 레이저 등을 이용하여 스택의 중심부를 절단하여 제거함으로써 펠리클 프레임을 완성한다.In this step, the pellicle frame is completed by cutting and removing the central portion of the stack using a dicing saw or a laser.
이하에서는 상술한 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법의 다른 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the manufacturing method of the pellicle frame for extreme ultraviolet lithography described above will be described.
도 4는 도 1에 도시된 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법의 다른 실시예의 순서도이다. 도 4에 도시된 실시예는 하부 보강 플레이트의 일면에 슬러리를 직접 도포한 후 건조하여 그린 플레이트 층을 형성한다는 점에서, 도 3에 도시된 실시예와 차이가 있으므로, 여기에 대해서만 설명한다.FIG. 4 is a flowchart of another embodiment of a method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography shown in FIG. 1 . Since the embodiment shown in FIG. 4 is different from the embodiment shown in FIG. 3 in that the slurry is directly applied to one surface of the lower reinforcing plate and then dried to form a green plate layer, only this will be described.
본 실시예에서는 슬러리를 이용하여 별도의 그린 플레이트를 성형하는 대신에 스크린 프린팅 등의 방법으로 하부 보강 플레이트 위에 직접 슬러리를 도포한 후에 건조하여 그린 플레이트 층을 형성한다. 필요한 경우에는 슬러리 도포 및 건조 단계를 반복하여 좀더 두꺼운 그린 플레이트 층을 형성할 수도 있다.In this embodiment, instead of forming a separate green plate using the slurry, the slurry is directly applied on the lower reinforcing plate by a method such as screen printing and then dried to form a green plate layer. If necessary, a thicker green plate layer may be formed by repeating the slurry coating and drying steps.
또한, 그린 플레이트 층 위에 상부 보강 플레이트를 배치하기 전에, 그린 플레이트 층을 압착하여 평탄화하는 단계를 더 포함할 수도 있다.Also, before disposing the upper reinforcing plate on the green plate layer, a step of flattening the green plate layer by pressing may be further included.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 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.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is common in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications and implementations are possible by those with knowledge of, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
100: 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임
10: 다공성 프레임
15: 기공
20: 상부 보강 프레임
30: 하부 보강 프레임100: pellicle frame for extreme ultraviolet lithography
10: porous frame
15: pore
20: upper reinforcing frame
30: lower reinforcement frame
Claims (11)
내측 면과 외측 면을 구비하며, 가스가 상기 내측 면과 상기 외측 면 및 그 사이 구간을 통과할 수 있도록, 복수의 기공들이 형성된 다공성 프레임과,
상기 다공성 프레임의 상면에 결합하는 상부 보강 프레임과,
상기 다공성 프레임의 하면에 결합하는 하부 보강 프레임을 포함하며,
상기 상부 보강 프레임과 상기 하부 보강 프레임은 탄화규소로 이루어지며,
상기 다공성 프레임은 다공성 반응 결합 탄화규소(reaction-bonded silicon carbide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임.A hollow cylindrical pellicle frame for supporting a pellicle film,
A porous frame having an inner surface and an outer surface, in which a plurality of pores are formed so that gas can pass through the inner surface and the outer surface and the interval therebetween;
An upper reinforcing frame coupled to the upper surface of the porous frame;
And a lower reinforcing frame coupled to the lower surface of the porous frame,
The upper reinforcing frame and the lower reinforcing frame are made of silicon carbide,
The porous frame is a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography, characterized in that it comprises a porous reaction-bonded silicon carbide (reaction-bonded silicon carbide).
탄화규소 분말, 규소 분말, 탄소 분말, 바인더 및 용매를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계와,
상기 슬러리를 이용하여 그린 플레이트를 제조하는 단계와,
상기 하부 보강 플레이트와 상기 상부 보강 플레이트 사이에 상기 그린 플레이트를 배치하여 스택을 준비하는 단계와,
상기 스택을 열처리하는 단계를 포함하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법. preparing an upper reinforcement plate and a lower reinforcement plate;
preparing a slurry by mixing silicon carbide powder, silicon powder, carbon powder, a binder and a solvent;
manufacturing a green plate using the slurry;
preparing a stack by arranging the green plate between the lower reinforcing plate and the upper reinforcing plate;
A method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography comprising the step of heat-treating the stack.
탄화규소 분말, 규소 분말, 탄소 분말, 바인더 및 용매를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계와,
상기 하부 보강 플레이트의 일면에 상기 슬러리 층을 도포한 후 건조하여 그린 플레이트 층을 형성하는 단계와,
건조된 상기 그린 플레이트 층 위에 상기 상부 보강 플레이트를 배치하여 스택을 준비하는 단계와,
상기 스택을 열처리하는 단계를 포함하는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법.preparing an upper reinforcement plate and a lower reinforcement plate;
preparing a slurry by mixing silicon carbide powder, silicon powder, carbon powder, a binder and a solvent;
forming a green plate layer by applying the slurry layer to one surface of the lower reinforcing plate and then drying the slurry layer;
preparing a stack by placing the upper reinforcing plate on the dried green plate layer;
A method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography comprising the step of heat-treating the stack.
상기 탄화규소 분말은 제1 탄화규소 분말과 제1 탄화규소 분말에 비해서 평균 입경이 작은 제2 탄화규소 분말을 포함하며, 이로 인해 상기 제1 탄화규소 분말과 제2 탄화규소 분말 사이에 공간이 형성되는 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법. According to claim 2 or 3,
The silicon carbide powder includes a first silicon carbide powder and a second silicon carbide powder having an average particle diameter smaller than that of the first silicon carbide powder, whereby a space is formed between the first silicon carbide powder and the second silicon carbide powder. A method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography.
상기 제1 탄화규소 분말의 평균 입경은 100~200㎛이며, 상기 제2 탄화규소 분말의 평균 입경은 40~80㎛인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법.According to claim 4,
The average particle diameter of the first silicon carbide powder is 100 ~ 200㎛, the average particle diameter of the second silicon carbide powder is 40 ~ 80㎛ manufacturing method of the pellicle frame for extreme ultraviolet lithography.
상기 제1 탄화규소 분말의 최대 입경은 상기 하부 보강 플레이트와 상기 상부 보강 플레이트 사이의 간극 이하인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법.According to claim 5,
The maximum particle diameter of the first silicon carbide powder is less than or equal to the gap between the lower reinforcing plate and the upper reinforcing plate.
상기 규소 분말의 평균 입경은 0.5~1.5㎛인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법.According to claim 2 or 3,
Method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography in which the average particle diameter of the silicon powder is 0.5 to 1.5 μm.
상기 탄소 분말의 평균 입경은 30~60㎚인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법.According to claim 2 or 3,
Method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography in which the average particle diameter of the carbon powder is 30 to 60 nm.
상기 탄화규소 분말과, 상기 규소 분말 및 상기 탄소 분말의 합의 무게 비는 7:1 내지 9:1인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법.According to claim 2 or 3,
The method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography, wherein the weight ratio of the silicon carbide powder and the sum of the silicon powder and the carbon powder is 7: 1 to 9: 1.
상기 규소 분말과 상기 탄소 분말의 몰 비는 2:1 내지 5:1인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법.According to claim 2 or 3,
The molar ratio of the silicon powder and the carbon powder is 2: 1 to 5: 1 method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography.
상기 열처리 단계는 1750~1850℃에서 열처리하는 단계인 극자외선 리소그라피용 펠리클 프레임의 제조방법. According to claim 2 or 3,
The heat treatment step is a method of manufacturing a pellicle frame for extreme ultraviolet lithography, which is a step of heat treatment at 1750 to 1850 ° C.
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