KR102293215B1 - 펠리클의 제조 방법 및 펠리클 조립 장치 - Google Patents

Abstract

펠리클의 제조 방법에 있어서, 접착층이 도포된 펠리클 프레임을 마련한다. 증기 분위기 하에서 펠리클 막을 증기로 처리한다. 상기 펠리클 프레임 상에 상기 펠리클 막을 접착시킨다. 상기 펠리클 막을 건조시킨다.

Description

펠리클의 제조 방법 및 펠리클 조립 장치{METHOD OF MANUFACTURING PELLICLE AND APPARATUS FOR ASSEMBLING PELLICLE}

본 발명은 펠리클의 제조 방법 및 펠리클 조립 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게, 본 발명은 포토마스크용 펠리클을 제조하는 방법 및 이를 조립하기 위한 장치에 관한 것이다.

노광 공정에서, 포토마스크의 표면에 투명한 펠리클 막을 포함하는 펠리클을 배치하여 상기 포토마스크의 오염을 방지할 수 있다. EUV 포토리소그래피 공정에 사용되는 EUV 펠리클 막은 매우 얇은 두께(예를 들면, 100nm 이하)를 가질 수 있다. 이러한 얇은 펠리클 막을 프레임 상에 접착할 때 펠리클 막이 찢어지거나 변형되고 주름이 발생할 수 있다. 이러한 주름들로 인한 CD 변화로 인해 웨이퍼를 노광하는 과정에서 이미지의 왜곡을 발생할 수 있다.

본 발명의 일 과제는 우수한 내구성 및 투과율을 갖는 펠리클을 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 과제는 우수한 내구성 및 투과율을 갖는 펠리클을 조립하기 위한 장치를 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 펠리클의 제조 방법에 있어서, 접착층이 도포된 펠리클 프레임을 마련한다. 증기 분위기 하에서 펠리클 막을 증기로 처리한다. 상기 펠리클 프레임 상에 상기 펠리클 막을 접착시킨다. 상기 펠리클 막을 건조시킨다.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 펠리클의 제조 방법에 있어서, 접착층이 도포된 펠리클 프레임을 마련한다. 상기 펠리클 프레임을 챔버 내의 펠리클 지지부 상에 로딩한다. 펠리클 막을 상기 챔버 내의 상기 펠리클 지지부 상부 공간에 로딩한다. 상기 펠리클 지지부 아래의 수조 내에 수용된 액체를 증발시켜 상기 챔버를 증기 분위기로 유지한다. 상기 펠리클 프레임 상에 상기 펠리클 막을 접착시킨다. 상기 펠리클 막을 건조시킨다.

상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 펠리클 조립 장치는 펠리클 막을 조립하기 위한 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 펠리클 막이 부착되는 펠리클 프레임을 지지하고 상기 증기의 흐름을 허용하는 캐비티를 갖는 지지 플레이트를 포함하는 펠리클 지지부, 및 상기 챔버 내에서 증기 분위기를 형성하기 위한 증기 발생기를 포함한다.

예시적인 실시예들에 따른 펠리클 제조 방법에 있어서, 접착층이 도포된 펠리클 프레임을 챔버 내의 펠리클 지지부 상에 위치시키고 펠리클 막을 상기 챔버 내의 펠리클 지지부 상의 공간에 위치시킨 후, 상기 챔버 내부를 증기 분위기로 유지하여 상기 펠리클 막을 증기로 처리시킬 수 있다. 이어서, 상기 펠리클 프레임 상에 상기 펠리클 막을 접착시킬 수 있다. 상기 펠리클 막을 증기 처리하여 주름을 제거한 후에, 상기 펠리클 막을 건조시켜 상기 펠리클 프레임 상에 접착된 상기 펠리클 막을 갖는 펠리클 조립체를 형성할 수 있다.

상기 펠리클 조립체는 반사형 포토마스크의 전면측 표면 상부에 배치되어 상기 포토마스크의 오염을 방지하고 상기 포토마스크로 입사되고 이로부터 반사되는 광을 투과시킬 수 있다.

상기 매우 얇은 펠리클 막은 극자외선에 대하여 내구성이 우수하고 상대적으로 우수한 투과율을 가질 수 있다. 또한, 상기 펠리클 막은 거의 주름이 없고 편평하므로, 막 주름(membrane wrinkle)에 따른 CD 변화를 최소화할 수 있다.

또한, 예시적인 실시예들에 따르면, 두께 100nm 이하의 멤브레인을 처리할 때 발생한 주름을 완화/제거할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 펠리클 조립 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 펠리클 조립 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 펠리클 조립 장치의 펠리클 지지부를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1의 펠리클 지지부 상에 지지되는 펠리클 프레임을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 1의 펠리클 지지부 상에 지지된 펠리클 프레임을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 펠리클 프레임 상으로 펠리클 막을 반송하는 핸들링 프레임을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 1의 펠리클 조립 장치의 챔버 내에 로딩되어 증기 처리되는 펠리클 막을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 5의 펠리클 프레임 상에 스탬핑되는 펠리클 막을 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 8의 펠리클 막의 스탬핑 이후에 제조된 펠리클을 나타내는 단면도이다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 펠리클 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11 내지 도 16은 일 실시예에 따른 펠리클 제조 방법을 나타내는 도면들이다.
도 17 내지 도 20은 다른 실시예에 따른 펠리클 제조 방법을 나타내는 도면들이다.
도 21은 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크 조립체를 나타내는 단면도이다.
도 22는 예시적인 실시예들에 따른 노광 장비를 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 펠리클 조립 장치를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 펠리클 조립 장치를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 1의 펠리클 조립 장치의 펠리클 지지부를 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 1의 펠리클 지지부 상에 지지되는 펠리클 프레임을 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 1의 펠리클 지지부 상에 지지된 펠리클 프레임을 나타내는 단면도이다. 도 6은 도 5의 펠리클 프레임 상으로 펠리클 막을 반송하는 핸들링 프레임을 나타내는 단면도이다. 도 7은 도 1의 펠리클 조립 장치의 챔버 내에 로딩되어 증기 처리되는 펠리클 막을 나타내는 단면도이다. 도 8은 도 5의 펠리클 프레임 상에 스탬핑되는 펠리클 막을 나타내는 단면도이다. 도 9는 도 8의 펠리클 막의 스탬핑 이후에 제조된 펠리클을 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 펠리클 조립 장치(100)은 포토마스크를 커버하는 펠리클(P)을 조립하기 위한 공간(S)을 제공하는 챔버(110), 챔버(110) 내에서 증기 분위기를 형성하기 위한 증기 발생기(200), 및 챔버(110) 내에서 조립되는 펠리클(P)을 지지하기 위한 펠리클 지지부(300)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 펠리클 조립 장치(100)는 펠리클 프레임(PF) 상에 펠리클 막(PM)을 부착시키고 부착된 펠리클 막(PM)의 주름을 제거하여 펠리클 조립체(P)를 형성하기 위한 장치일 수 있다. 예를 들면, 펠리클 조립체(P)는 6.75nm 내지 13.5nm 부근의 연 X-선 영역의 파장을 가진 EUV 광 또는 전자선을 이용하는 노광 장치에서 포토마스크 상에 고정 설치될 수 있다. 이러한 EUV용 펠리클은 상당히 얇은 두께(예를 들면, 0.1nm 내지 100nm)를 가지며, 펠리클 조립 장치(100)는 펠리클 조립 시 펠리클 막(PM) 내에 발생하는 주름을 제거할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(110)는 하부 챔버(112) 및 상부 커버(114)를 포함할 수 있다. 평면도에서 보았을 때, 챔버(110)는 전체적으로 실린더 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 챔버(110)는 다각형 형상을 가질 수 있다. 하부 챔버(112)는 공간(S)을 정의하는 하부벽 및 측벽을 포함할 수 있다. 상부 커버(114)는 하부 챔버(112)를 커버하여 밀폐된 공간(S)을 형성할 수 있다. 상부 커버(114)는 구동 수단으로 자동으로 또는 수동으로 이동하여 상기 챔버를 개폐할 수 있다.

증기 발생기(200)는 챔버(110)의 하부에 배치되어 챔버(110) 내부를 증기 분위기로 유지할 수 있다. 증기 발생기(200)는 하부 챔버(112)의 상기 하부벽의 바닥면 상에 배치되는 히터(210), 히터(210) 상에 배치되어 가열에 의해 증발되는 액체(L)를 수용하는 증발부(220)를 포함할 수 있다.

예를 들면, 히터(210)는 가열 플레이트(hot plate)를 포함할 수 있다. 증발부(220)는 액체(L)를 수용하는 수조를 포함할 수 있다. 액체(L)는 물 또는 유기 용매를 포함할 수 있다. 상기 유기 용매의 예로서는, 이소프로필알코올, 에탄올 등의 알코올을 들 수 있다.

히터(210)는 증발부(220)의 상기 수조 내의 액체(L)를 가열 증발시켜 증기를 발생시킬 수 있다. 상기 증기는 챔버(110) 내에서 대류에 의해 순환되어 챔버(110)를 증기 분위기로 유지할 수 있다. 액체(L)가 물일 경우, 수증기 크기는 약 1nm 내지 10㎛ 범위 내에 있을 수 있다. 히터(210)의 가열 온도는 챔버(110) 내부의 온도, 상기 액체의 종류, 상기 발생되는 증기의 적절한 양을 위해 제어될 수 있다.

이와 다르게, 상기 증기 발생기는 챔버(110) 외부에 배치되는 증발부 및 상기 증발부로부터 발생되는 증기를 챔버(110) 내부로 도입하기 위한 공급 라인을 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 증기 발생부는 챔버(110)의 상기 바닥면에 배치된 상기 공급 라인을 통해 증기를 공급할 수 있다.

펠리클 지지부(300)는 챔버(110) 내에서 증기 발생기(200) 상부에서 조립되는 펠리클(P)을 지지할 수 있다. 펠리클 지지부(300)는 챔버(110)의 상기 바닥면으로부터 상부로 연장하는 수직 연장부들(330)에 의해 기 설정된 높이에 위치하는 지지 플레이트(310)를 포함할 수 있다.

지지 플레이트(310)는 증기의 흐름을 허용하는 캐비티(312) 및 캐비티(312) 둘레에 적어도 하나의 돌출 지지부(320)를 가질 수 있다. 돌출 지지부(320)는 지지 플레이트(310)로부터 기 설정된 높이만큼 돌출하여 펠리클 프레임(PF)을 접촉 지지할 수 있다. 돌출 지지부(320)는 펠리클 프레임(PF)에 대응하는 크기 및 형상을 가질 수 있다. 펠리클 프레임(PF)이 직사각형 프레임 형상을 가질 경우, 돌출 지지부(320) 역시 펠리클 프레임(PF) 형상에 대응하는 직사각형 프레임 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 복수 개의 상기 돌출 지지부들이 캐비티(312) 둘레를 따라 서로 이격 형성되어 펠리클 프레임(PF)을 지지할 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만, 펠리클 조립 장치(100)는 챔버(110) 내부의 증기를 배출시키기 위한 배기구를 더 포함할 수 있다. 또한, 펠리클 조립 장치(100)는 상기 챔버 또는 상기 펠리클 프레임의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 더 포함할 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 펠리클 프레임(PF)은 챔버(110) 내의 펠리클 지지부(300) 상으로 로딩될 수 있다. 펠리클 프레임(PF)은 펠리클 막(PM)을 고정 지지하기 위해 사용될 수 있다. 펠리클 프레임(PF)은 알루미늄, 티타늄, 스테인리스스틸(SUS), 탄소, 다이아몬드 라이크 탄소(DLC), 은, 철, 니켈, 코발트, 구리, 규소, 또는 이들의 조합들을 포함하므로, 우수한 기계적 강도를 가질 수 있다.

펠리클 프레임(PF)은 중앙부에 제1 개구(H1)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 개구(H1)는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 펠리클 프레임(PF)은 제1 크기(D1)의 외경을 가질 수 있다. 제1 크기(D1)는 약 40mm 내지 150mm일 수 있다.

펠리클 프레임(PF)의 상부면에 접착층(AL)이 도포될 수 있다. 예를 들면, 펠리클 프레임(PF) 상에 액상의 접착층(AL)이 도포된 상태로, 펠리클 프레임(PF)은 펠리클 지지부(300)의 돌출 지지부(320) 상에 지지될 수 있다. 접착층(AL)은 수용성 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 접착층(AL)은 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리비닐 아세테이트 등을 포함할 수 있다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 펠리클 막(PM)이 챔버(110) 내의 지지 플레이트(310) 상부 공간에서 증기 처리된 후, 펠리클 프레임(PF) 상에 펠리클 막(PM)이 접착될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 펠리클 지지부(300)는 핸들링 프레임(HF)을 홀딩하여 챔버(110) 내로/내로부터 로딩/언로딩하기 위한 프레임 홀더(340)를 더 포함할 수 있다. 프레임 홀더(340)는 펠리클 막(PM)을 지지하는 핸들링 프레임(HF)을 홀딩하여 챔버(110) 내의 지지 플레이트(310) 상부로 로딩하고, 지지 플레이트(310)의 상부면으로부터 일정 높이에서 핸들링 프레임(HF)을 유지하고, 지지 플레이트(310)의 상부면에 대하여 가압하여핸들링 프레임(HF) 상에 배치된 펠리클 막(PM)을 펠리클 프레임(PF) 상으로 스탬핑할 수 있다. 이러한 스탬핑에 의해 펠리클 막(PM)은 접착층(AL)에 의해 펠리클 프레임(PF)에 부착될 수 있다. 또한, 이러한 스탬핑 후에 펠리클 막(PM)은 핸들링 프레임(HF)으로부터 분리될 수 있다.

펠리클 막(PM)은 카본 나노튜브(Carbon Nano Tube; CNT) 또는 그래핀(Graphene)과 같은 탄소 동소체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펠리클 막(PM)은 그래핀(Graphene), 그래파이트(Graphite), 단일층 그래핀, 다층 그래핀, 그래핀 옥사이드, 그래파이트 옥사이드 등의 그래핀 또는 그래파이트 산화물, 그래파이트 수소화물과 같은 물질을 포함할 수 있다.

핸들링 프레임(HF)는 펠리클 프레임(PF)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 펠리클 프레임(PF)이 직사각형 프레임 형상을 가질 경우, 핸들링 프레임(HF) 역시 펠리클 프레임(PF) 형상에 대응하는 직사각형 프레임 형상을 가질 수 있다.

핸들링 프레임(HF)은 중앙부에 제2 개구(H2)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 개구(H2)는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 핸들링 프레임(HF)은 제1 크기(D1)보다 큰 제2 크기(D2)의 내경을 가질 수 있다. 따라서, 펠리클 막(PM)이 펠리클 프레임(PF) 상에 스탬핑될 때, 펠리클 프레임(PF)은 핸들링 프레임(HF)의 제2 개구(H2) 내에 위치할 수 있다. 핸들링 프레임(HF)의 제2 개구(H2) 내에 펠리클 프레임(PF)이 위치할 수 있으면, 핸들링 프레임(HF)의 모양, 크기, 두께 등은 이에 제한되지 않을 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 펠리클 막(PM)이 프레임 홀더(340)에 의해챔버(110) 내의 지지 플레이트(310) 상부로 로딩된 후, 증기 발생부(200)는 증발부(220)의 액체(L)를 가열 증발시켜 증기를 발생시키고, 발생된 증기로 펠리클 막(PM)을 증기 처리함으로써, 펠리클 막(PM) 내의 주름을 제거될 수 있다.

또한, 펠리클 프레임(PF) 상에 도포된 겔(gel) 상태의 접착층(AL)은 유리 전이 온도(Tg) 이상에서 액상으로 변화할 수 있다. 따라서, 접착층(AL)이 평평하지 않게 도포되었을지라도, 수증기 분위기 하에서 평판화(leveling)될 수 있다. 접착층(AL) 역시 증기 처리되어 부풀진 후(swelling) 건조 시에 다시 줄어들게 되고, 이에 따라, 접착층(AL)에 부착된 펠리클 막(PM)을 잡아당겨(stretch) 더욱 팽팽하게 할 수 있다.

펠리클 막(PM)이 챔버(110) 내의 액상의 접착층(AL)이 도포된 펠리클 프레임(PF) 상부의 일정 높이에서 지지된 상태에서, 접착층(AL)이 굳기 전에 챔버(110) 내부를 수증기 분위기(예를 들면, 100℃ 내지 130℃)를 형성할 수 있다.

이에 따라, 펠리클 막(PM)의 표면은 수증기와 접촉하게 되고, 수증기는 펠리클 막(PM) 표면에서 응집되면서 약 100nm 이하의 얇은 수막이 형성될 수 있다. 상기 수막은 물의 표면장력보다 작은 표면장력을 가지며, 펠리클 막(PM) 내에 존재하는 주름을 제거할 수 있다. 수증기의 직경이 약 1㎛일 때, 수증기는 펠리클 막(PM) 표면은 수 내지 수십 mN의 장력을 인가하여 펠리클 막(PM)의 주름을 제거할 수 있다.

펠리클 막(PM)은 소수성 물질로서 수증기 분위기 하에서 거의 팽창하지 않는 반면, 접착층(AL)은 수증기 분위기 하에서 수증기와 반응하여 부풀어지고(swelling) 평판해지며(leveling), 이후 접착층(AL)은 펠리클 막(PM)보다 훨씬 빠르게 건조되면서 펠리클 막(PM)을 잡아당겨(stretch) 더욱 팽팽하게 할 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 펠리클 막(PM)을 증기 처리하여 주름을 제거한 후에, 펠리클 막(PM)을 건조시켜 펠리클 프레임(PF) 상에 접착된 펠리클 막(PM)을 갖는 펠리클 조립체(P)를 형성할 수 있다.

이하에서는, 도 1의 펠리클 조립 장치(100)를 이용하여 펠리클을 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 10은 예시적인 실시예들에 따른 펠리클 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 11 내지 도 16은 일 실시예에 따른 펠리클 제조 방법을 나타내는 도면들이다. 도 13은 도 12의 평면도이다.

도 1 및 도 10 내지 도 16을 참조하면, 먼저, 핸들링 프레임(HF) 상에 형성된 펠리클 막(PM)을 마련한다.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 있어서, 기판(10)의 일면 상에 펠리클 막(PM)을 형성할 수 있다.

기판(10)은 은, 철, 니켈, 코발트, 구리, 규소, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 기판(10)은 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수도 있다. 펠리클 막(PM)은 카본 나노튜브(Carbon Nano Tube; CNT) 또는 그래핀(Graphene)과 같은 탄소 동소체 물질을 포함할 수 있다.

예를 들어, 펠리클 막(PM)은 그래핀(Graphene), 그래파이트(Graphite), 단일층 그래핀, 다층 그래핀, 그래핀 옥사이드, 그래파이트 옥사이드 등의 그래핀 또는 그래파이트 산화물, 그래파이트 수소화물과 같은 물질을 포함할 수 있다. 펠리클 막(PM)은 약 0.1nm 내지 약 100nm 사이의 두께를 가질 수 있다.

펠리클 막(PM)이 그래핀을 포함하는 경우에, 예를 들어, 펠리클 막(PM)은 박리법(exfolidation), 승화법(SiC 기판 상의 그래핀 형성법), 화학기상증착법 또는 스핀 코팅법(spin coating)을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 화학기상증착법은 고온 화학기상증착(RTCVD), 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD), 저압 화학기상증착(LPCVD), 상압 화학기상증착(APCVD), 금속 유기화학기상증착(MOCVD), 플라즈마 화학기상증착(PECVD) 등을 포함하며, 이에 제한되지는 않는다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 일 실시예에 있어서, 기판(10)의 타면 상에 보호막 패턴(20)을 형성할 수 있다.

기판(10)의 타면 상에 기판(10)을 부분적으로 덮는 보호막 패턴(20)을 형성할 수 있다. 보호막 패턴(20)은 포토레지스트, 폴리머 물질 또는 접착제 물질을 포함할 수 있다.

보호막 패턴(20)은 기판(10)의 가장자리를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 보호막 패턴(20)은 기판(10)의 중앙부를 노출시킬 수 있다.

도 14를 참조하면, 보호막 패턴(20)을 이용하여 기판(10)의 일부를 제거하여 핸들링 프레임(HF)을 형성할 수 있다.

예를 들면, 기판(10)을 식각액에 침지시켜, 기판(10)을 부분적으로 제거할 수 있다. 상기 식각액은 기판(10)과 보호막 패턴(20) 사이에 식각 선택비를 갖는 물질로 선택될 수 있다. 즉, 상기 식각액은 기판(10)을 구성하는 물질에 대해서 상대적으로 높은 식각 속도를 가질 수 있으며, 보호막 패턴(20) 및 펠리클 막(PM)을 구성하는 물질에 대해서 상대적으로 낮은 식각 속도를 가질 수 있다.

이에 따라, 보호막 패턴(20)에 의해서 노출된 기판(10) 부분은 제거될 수 있으며, 보호막 패턴(20)에 의해서 보호된 기판(10) 부분은 제거되지 않고 남아서, 핸들링 프레임(HF)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 핸들링 프레임(105)은 펠리클 막(PM)의 가장 자리를 둘러싸도록 지지할 수 있다. 핸들링 프레임(HF)은 중앙부에 제2 개구(H2)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 개구(H2)는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 제2 개구(H2)는 외경(D2)을 가질 수 있다. 외경(D2)은 약 45mm 내지 160mm일 수 있다.

도 15를 참조하면, 보호막 패턴(20)을 제거하여 핸들링 프레임(HF) 상에 배치된 펠리클 막(PM)을 획득할 수 있다.

예를 들면, 기판(10)을 제2 식각액에 침지시켜, 보호막 패턴(20)을 제거할 수 있다. 상기 제2 식각액은 핸들링 프레임(HF)과 보호막 패턴(20) 사이에 식각 선택비를 가지는 물질로 선택될 수 있다. 즉, 상기 제2 식각액은 핸들링 프레임(HF)에 대해서 상대적으로 낮은 식각 속도를 가질 수 있으며, 보호막 패턴(20)에 대해서 상대적으로 높은 식각 속도를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 식각액 내에서 보호막 패턴(20)만 제거될 수 있다.

도 16을 참조하면, 접착층(AL)이 도포된 펠리클 프레임(PF)을 펠리클 지지부(300) 상으로 로딩하고(S100), 펠리클 막(PM)이 배치된 핸들링 프레임(HF)을 펠리클 지지부(300) 상부로 로딩한 후, 증기 분위기 하에서 펠리클 막(PM)을 증기로 처리할 수 있다(S120), 이어서, 펠리클 프레임(PF) 상에 펠리클 막(PM)을 접착시킨 후(S130), 펠리클 막(PM)을 건조시킬 수 있다(S130).

펠리클 프레임(PF)은 도 1의 챔버(110) 내의 펠리클 지지부(300) 상으로 로딩될 수 있다. 펠리클 프레임(PF)은 펠리클 막(PM)을 고정 지지하기 위해 사용될 수 있다. 펠리클 프레임(PF)은 은, 철, 니켈, 코발트, 구리, 규소, 또는 이들의 조합들을 포함하므로, 우수한 기계적 강도를 가질 수 있다.

펠리클 프레임(PF)은 중앙부에 제1 개구(H1)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 개구(H1)는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 펠리클 프레임(PF)은 제1 크기(D1)의 외경을 가질 수 있다. 펠리클 프레임(PF)은 제2 크기(D2)보다 작은 제1 크기(D1)의 외경을 가질 수 있다.

펠리클 프레임(PF)의 상부면에 접착층(AL)이 도포될 수 있다. 예를 들면, 펠리클 프레임(PF) 상에 액상의 접착층(AL)이 도포된 상태로, 펠리클 프레임(PF)은 펠리클 지지부(300)의 돌출 지지부(320) 상에 지지될 수 있다. 접착층(AL)은 수용성 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 접착층(AL)은 폴리비닐 아코올(PVA), 폴리비닐 아세테이트 등을 포함할 수 있다.

펠리클 막(PM)이 배치된 핸들링 프레임(HF)은 도 1의 챔버(110) 내의 펠리클 지지부(300) 상부 공간으로 로딩될 수 있다. 이어서, 도 1의 증기 발생부(200)는 증발부(220)의 액체(L)를 가열 증발시켜 증기를 발생시키고, 발생된 증기로 펠리클 막(PM)을 증기 처리함으로써, 펠리클 막(PM) 내의 주름을 제거할 수 있다. 또한, 액상의 겔(gel) 상태인 접착층(AL) 역시 증기 처리되어 부풀진 후(swelling) 건조 시에 다시 줄어들게 되고, 이에 따라, 접착층(AL)에 부착된 펠리클 막(PM)을 잡아당겨(stretch) 더욱 팽팽하게 할 수 있다.

이어서, 펠리클 프레임(PF) 상에 펠리클 막(PM)을 접착시킬 수 있다. 펠리클 막(PM)은 핸들링 프레임(HF)에 의해 펠리클 프레임(PF) 상에 스탬핑될 수 있다. 펠리클 막(PM)은 접착층(AL)에 의해 펠리클 프레임(PF)에 부착될 수 있다.

이후, 펠리클 막(PM)은 건조되고 핸들링 프레임(HF)은 제거되어 펠리클 막(PM) 및 펠리클 프레임(PF)을 갖는 펠리클을 제조할 수 있다.

도 17 내지 도 20은 다른 실시예에 따른 펠리클 제조 방법을 나타내는 도면들이다. 상기 펠리클 제조 방법은 핸들링 프레임을 통해 펠리클 막을 펠리클 프레임 상에 부착하는 방법을 제외하고는 도 10 내지 도 16을 참조로 설명한 펠리클 제조 방법과와 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.

도 17을 참조하면, 펠리클 막(PM) 상에 반송막(30)을 형성할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 먼저, 기판(도시되지 않음) 상에 펠리클 막(PM)을 형성한 후, 상기 기판을 식각액을 사용하여 제거하고, 반송막(30) 상에 펠리클 막(PM)을 부착할 수 있다.

예를 들면, 상기 기판은 니켈(Ni), 구리(Cu) 등을 포함하는 금속 호일을 포함할 수 있다. 상기 식각액을 이용하여 상기 기판을 펠리클 막(PM)으로부터 제거할 수 있다. 상기 식각액은 염산, 질산, 황산, 아세트산, 불산, 왕수, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있으나, 상기 식각액의 종류가 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다.

펠리클 막(PM)은 용기에 수용된 액체 내에서 부착될 수 있다. 상기 액체는 DIW, 유기 용매 또는 이들의 조합일 수 있다. 펠리클 막(PM)이 상기 용기에 수용된 액체 내에 유지되어 있는 상태로 다공성 반송막(30)을 상기 액체 내로 넣어 다공성 반송막(30) 상에 펠리클 막(PM)을 부착할 수 있다.

다공성 반송막(30)은 다공성 반송막(30)을 관통하는 복수 개의 포어들(pores)(32)을 포함할 수 있다. 포어(32)는 약 10nm 내지 3㎛의 포어 크기를 가질 수 있다.

도 18을 참조하면, 펠리클 막(PM)이 다공성 반송막(30) 상에 부착된 상태로, 펠리클 막(PM)을 핸들링 프레임(HF) 상에 형성할 수 있다.

다공성 반송막(30)을 이용하여 건식 분위기 하에서 펠리클 막(PM)을 핸들링 프레임(HF) 상에 부착할 수 있다. 다공성 반송막(30)은 펠리클 막(PM)을 핸들링 프레임(HF) 상으로 반송하기 위한 수단으로 이용될 수 있다. 이 경우에 있어서, 펠리클 막(PM)은 접착층(40)에 의해 핸들링 프레임(HF)에 부착될 수 있다.

핸들링 프레임(HF)은 중앙부에 제2 개구(H2)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 개구(H2)는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 제2 개구(H2)는 외경(D2)을 가질 수 있다. 외경(D2)은 약 45mm 내지 160mm일 수 있다. 핸들링 프레임(HF)은 금속 또는 고분자로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 핸들링 프레임(HF)은 카본, DLC(diamond like carbon), 알루미늄, 스테인레스, 또는 폴리에틸렌으로 이루어질 수 있으나, 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다. 접착층(40)은 아크릴 수지, 에폭시 수지, 또는 불소 수지 등과 같은 접착제로 이루어질 수 있으나, 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다.

도 19를 참조하면, 다공성 반송막(30)을 제거하여 핸들링 프레임(HF) 상에 배치된 펠리클 막(PM)을 획득할 수 있다.

예를 들면, 다공성 반송막(30) 내의 복수 개의 포어들(32) 내부 공간에 액체가 일부 남아 있는 상태에서 다공성 반송막(30)을 펠리클 막(PM)으로부터 분리할 수 있다. 다공성 반송막(30)과 펠리클 막(PM)은 비교적 접착력이 약한 상기 액체의 표면 장력 모세관 현상에 의해 부착되어 있었으므로, 다공성 반송막(30)이 펠리클 막(PM)으로부터 완전히 분리된 후, 이들 사이에는 원하지 않는 잔류물이 남아 있지 않고 깨끗한 상태가 유지될 수 있다.

도 20을 참조하면, 접착층(AL)이 도포된 펠리클 프레임(PF)을 도 1의 챔버(110) 내의 펠리클 지지부(300) 상으로 로딩하고, 펠리클 막(PM)이 배치된 핸들링 프레임(HF)을 펠리클 지지부(300) 상부의 공간으로 로딩한 후, 증기 분위기 하에서 펠리클 막(PM)을 증기로 처리할 수 있다. 이어서, 펠리클 프레임(PF) 상에 펠리클 막(PM)을 접착시킨 후, 펠리클 막(PM)을 건조시킬 수 있다.

펠리클 프레임(PF)의 상부면에 접착층(AL)이 도포될 수 있다. 예를 들면, 펠리클 프레임(PF) 상에 액상의 접착층(AL)이 도포된 상태로, 펠리클 프레임(PF)은 펠리클 지지부(300)의 돌출 지지부(320) 상에 지지될 수 있다. 접착층(AL)은 수용성 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 접착층(AL)은 폴리비닐 아코올(PVA), 폴리비닐 아세테이트 등을 포함할 수 있다.

펠리클 프레임(PF)은 중앙부에 제1 개구(H1)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 개구(H1)는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 펠리클 프레임(PF)은 제1 크기(D1)의 외경을 가질 수 있다. 펠리클 프레임(PF)은 제2 크기(D2)보다 작은 제1 크기(D1)의 외경을 가질 수 있다.

펠리클 막(PM)이 배치된 핸들링 프레임(HF)은 도 1의 챔버(110) 내의 펠리클 지지부(300) 상부 공간으로 로딩될 수 있다. 이어서, 도 1의 증기 발생부(200)는 증발부(220)의 액체(L)를 가열 증발시켜 증기를 발생시키고, 발생된 증기로 펠리클 막(PM)을 증기 처리함으로써, 펠리클 막(PM) 내의 주름을 제거할 수 있다. 또한, 액상의 겔(gel) 상태인 접착층(AL) 역시 증기 처리되어 부풀진 후(swelling) 건조 시에 다시 줄어들게 되고, 이에 따라, 접착층(AL)에 부착된 펠리클 막(PM)을 잡아당겨(stretch) 더욱 팽팽하게 할 수 있다.

이어서, 펠리클 프레임(PF) 상에 펠리클 막(PM)을 접착시킬 수 있다. 펠리클 막(PM)은 핸들링 프레임(HF)에 의해 펠리클 프레임(PF) 상에 스탬핑될 수 있다. 펠리클 막(PM)은 접착층(AL)에 의해 펠리클 프레임(PF)에 부착될 수 있다.

이후, 펠리클 막(PM)은 건조되고 핸들링 프레임(HF)은 제거되어 펠리클 막(PM) 및 펠리클 프레임(PF)을 갖는 펠리클을 제조할 수 있다.

이하에서는, 상술한 펠리클 제조 방법에 의해 제조된 펠리클 조립체를 포함한 포토마스크 조립체 및 이를 이용한 노광 장비에 대하여 설명하기로 한다.

도 21은 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크 조립체를 나타내는 단면도이다.

도 21을 참조하면, 포토마스크 조립체(R)는 포토마스크(M) 및 포토마스크(M)의 전면측 표면(FR) 상에 고정된 펠리클 조립체를 포함할 수 있다. 상기 펠리클 조립체는 펠리클 프레임(PF) 상에 접착층(AL)에 의해 부착된 펠리클 막(PM)을 포함할 수 있다. 상기 펠리클 조립체의 펠리클 프레임(PF)은 접착층을 매개로 하여 포토마스크(M)에 부착될 수 있다. 따라서, 펠리클 막(PM)은 포토마스크(M)의 전면측 표면 상부에 배치되어 포토마스크(M)를 보호할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 포토마스크(M)는 노광 공정을 통해 웨이퍼 상에 패턴을 전사하여 반도체 소자와 같은 집적 회로를 제조하기 위한 반사형 포토마스크일 수 있다. 포토마스크(M)는 EUV 파장 범위, 예를 들면, 13.5nm의 노광 파장을 이용하는 EUV 포토리소그래프 공정에 사용될 수 있다.

포토마스크(M)의 전면측 표면(FR)은 웨이퍼 상의 칩 영역에 메인 패턴을 전사하기 위한 메인 패턴 영역, 상기 웨이퍼 상의 스크라이브 레인 영역에 보조 패턴을 전사하기 위한 보조 패턴 영역, 및 상기 메인 패턴 영역 및 상기 보조 패턴 영역을 둘러싸는 블랙 보더 영역을 가질 수 있다.

펠리클 프레임(PF)은 상기 접착층을 매개로 하여 포토마스크(M)의 상기 블랙 보더 영역에 부착될 수 있다. 상기 접착층은 실리콘 수지, 불소 수지, 아크릴 수지 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

도 22는 예시적인 실시예들에 따른 노광 장비를 나타내는 단면도이다.

도 23을 참조하면, 노광 장비(500)는 광 조사부(600), 미러 시스템(700), 레티클 스테이지(800), 및 웨이퍼 스테이지(900)를 포함할 수 있다. 미러 시스템(700)은 조영 미러 시스템 및 투영 미러 시스템을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 노광 장비(500)는 펠리클 막(PM)이 부착된 레티클(R)을 이용하여 반사형 포토리소그래피 공정을 수행할 수 있다.

구체적으로, 광 조사부(600)는 광원, 광 콜렉터 등을 포함할 수 있다. 상기 광원은 극자외선(EUVL)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 광원은 탄소 플라즈마를 이용하여 약 13.5㎚의 파장을 갖는 빛, 예를 들어 상기 극자외선을 발생시킬 수 있다. 상기 광원에서 발생된 상기 극자외선은 상기 광 콜렉터를 통과하여 미러 시스템(700)의 상기 조영 미러 시스템으로 조사될 수 있다.

상기 조영 미러 시스템은 복수 개의 조영 미러들을 포함할 수 있다. 상기 조영 미러들은, 예를 들어, 상기 극자외선이 미러링된 조사 경로 밖으로 손실되는 것을 줄이기 위하여 상기 극자외선을 컨덴싱할 수 있다.

레티클 스테이지(800)는 하면에 레티클(R)을 장착하고 수평 방향으로 이동할 수 있다. 레티클(R)은 포토마스크(M)의 광학적 패턴들이 형성된 면(전면측 표면)이 도면에서 아래쪽을 향하도록 레티클 스테이지(800)의 하면 상에 장착될 수 있다.

상기 조영 미러 시스템으로부터 전달된 상기 극자외선은 레티클 스테이지(800) 상의 레티클(R)로 조사될 수 있다. 레티클 스테이지(800) 상의 레티클(R)로부터 반사되는 상기 극자외선은 상기 투사 미러 시스템으로 전달될 수 있다.

포토마스크(M)의 상기 전면측 표면 상부에 배치된 펠리클 막(PM)은 상기 극자외선에 대하여 내구성이 우수하고 상대적으로 우수한 투과율을 가질 수 있다. 펠리클 막(PM)은 거의 주름이 없고 편평하므로, 막 주름(membrane wrinkle)에 따른 CD 변화를 최소화할 수 있다.

상기 투사 미러 시스템은 레티클(R)로부터 반사된 상기 극자외선을 받아 웨이퍼(W)로 전달할 수 있다. 상기 투사 미러 시스템은 복수 개의 수 개의 투사 미러들을 포함할 수 있다.

웨이퍼 스테이지(900)는 웨이퍼(W)를 안착하고 수평 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어,웨이퍼(W) 상에는 일정한 두께를 가진 포토레지스트 막이 형성되고, 상기 극자외선의 초점은 상기 포토레지스트 막 내에 위치할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W) 상에 형성된 상기 포토레지스트 막 상에 노광 장비(500)로부터 발생한 광이 조사될 수 있다. 이에 따라, 포토마스크(M)의 광학적 패턴 정보를 바탕으로, 상기 포토레지스트 막이 부분적으로 노광되어 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있고, 상기 포토레지스트 패턴을 바탕으로, 아래에 배치된 막을 부분적으로 식각하여 웨이퍼(W) 상에 패턴을 형성할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 기판 20: 보호막 패턴
30: 반송막 40: 접착층
100: 펠리클 조립 장치 110: 챔버
112: 하부 챔버 114: 상부 커버
200: 증기 발생기 210: 히터
220: 증발부 300: 펠리클 지지부
310: 지지 플레이트 312: 캐비티
320: 돌출 지지부 330: 수직 연장부
340: 프레임 홀더 500: 노광 장비
600: 광 조사부 700: 미러 시스템
800: 레티클 스테이지 900: 웨이퍼 스테이지
AL: 접착층 HF: 핸들링 프레임
M: 포토마스크 P: 펠리클
PF: 펠리클 프레임 PM: 펠리클 막

Claims (10)

1. 펠리클 프레임의 일면 상에 접착층을 도포하는 단계;
   상기 접착층이 도포된 펠리클 프레임을 챔버 내의 펠리클 지지부 상에 로딩하는 단계;
   상기 펠리클 프레임 형상에 대응하며 중앙부에 개구가 형성된 핸들링 프레임 상에 펠리클 막을 부착시키는 단계;
   상기 펠리클 막이 부착된 상기 핸들링 프레임을 상기 챔버 내의 상기 펠리클 지지부 상부 공간에 로딩하는 단계;
   상기 펠리클 지지부 아래의 수조 내에 수용된 액체를 증발시켜 상기 챔버를 증기 분위기로 유지하여 상기 증기 분위기 하에서 상기 펠리클 막을 증기로 처리하는 단계;
   상기 펠리클 막을 증기로 처리한 후에, 상기 펠리클 막이 부착된 상기 핸들링 프레임을 상기 펠리클 프레임 상에 스탬핑하여 상기 펠리클 프레임 상에 상기 펠리클 막을 접착시는 단계; 및
   상기 펠리클 막을 건조시키는 단계를 포함하는 펠리클의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 접착층을 상기 펠리클 프레임의 일면 상에 도포하는 단계는 상기 펠리클 프레임의 일면 상에 액상의 접착층을 도포하는 단계를 포함하는 펠리클의 제조 방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 펠리클 프레임은 제1 크기의 외경을 갖고, 상기 핸들링 프레임의 상기 개구는 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 내경을 갖는 펠리클의 제조 방법.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 펠리클 막을 증기로 처리할 때, 상기 접착층을 증기로 처리하는 단계를 더 포함하는 펠리클의 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 펠리클 막을 증기로 처리하는 단계는 상기 펠리클 막의 적어도 일면을 증기와 접촉시키는 단계를 포함하는 펠리클의 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 증기는 1nm 내지 10㎛ 범위의 크기를 갖는 펠리클의 제조 방법.
9. 삭제
10. 삭제

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