Freestanding nanometer thickness graphite film (NGF) with boron carbide capping layer for EUVL pellicle
저자
발행사항
Seoul : Sungkyunkwan university, 2018
학위논문사항
Thesis (Ph.D.)-- Sungkyunkwan university : Department of Nano Science and Technology 2018. 8
발행연도
2018
작성언어
영어
주제어
발행국(도시)
서울
형태사항
86 p. : ill., charts ; 30 cm
일반주기명
Adviser: Ji-Beom Yoo
Includes bibliographical references(p. 76-84)
UCI식별코드
I804:11040-000000141245
DOI식별코드
소장기관
탄소 나노 물질은 플러렌, 탄소나노튜브, 그래핀, 흑연, 그리고 다이아몬드로 구성된다. 다이아몬드는 sp3 hybridization 결합, 그리고 흑연은 sp2 hybridization 결합을 하고 있다. 흑연의 높은 열적 전기적 특성, 고온에서 안정성, 낮은 밀도, 그리고 극 자외선에서의 높은 투과도를 갖는다.
이 논문에서 나노미터 두께의 흑연박막을 이용해서 전사방법을 사용하지 않는 transfer free process를 이용해서 대면적 (3 x 3 cm2)크기의 프리스탠딩 흑연박막 필름을 제작 하였다. 흑연박막은 화학 기상증착 장비를 이용해서 구리 호일 위에서 성장되었고, 합성해 사용 된 구리 호일을 프리스탠딩 필름의 프레임으로 이용 하였다. Transfer free process는 촉매금속으로 사용한 흑연박막의 선택적 식각과 표면장력이 낮은 알코올에 담금으로써 대면적 프리스탠딩 필름을 얻을 수 있었다. 프리스탠딩 흑연박막은 높은 극 자외선 투과도 값을 갖고 있다. 이 방법은 전사방법을 사용하지 않고, 프리스탠딩 필름 제작공정을 간소화 할 수 있으며, 극 자외선 리소그래피에서 펠리클의 응용 가능성을 보여준다.
보론카바이드는 내마모성, 중성자 검출기, 그리고 토카막의 플라즈마 보호물질로 널리 이용된다. 우리는 마그네트론 스퍼터를 이용하여 보론카바이드를 증착 하였다. 보론카바이드는 상온에서 1,050 도까지 다른 온도에서 증착 되었었다. 700도 이상에서 증착 된 보론카바이드는 highly oriented pyrolytic graphite (HOPG)보다 수소 플라즈마에 대한 저항성이 증가된 것을 확인 할 수 있었다. 수소 플라즈마 저항성이 향상된 원인은 XRD, XPS 그리고 HRTEM으로 분석하였다. 또한, 상온에서 증착 한 보론카바이드를 결정화 하기 위하여 열처리를 하였다. 이는 나노미터 두께의 보론카바이드 필름이 다양한 박막응용 분야에서 보호 층으로 사용 가능함을 보여준다.
The allotropes of carbon exist in various forms, namely fullerene, carbon nanotube, graphene, graphite and diamond. Graphite has demonstrated extraordinary properties of thermal and electrical conductivity, thermal stability, extremely small density, and high transmission in extreme-ultra violet range.
We fabricated the large-area (3 x 3 cm2) freestanding nanometer thickness graphite film (NGF) using transfer free process. NGF was grown on Cu foil substrate using chemical vapor deposition (CVD) and we also used Cu foil as the frame of NGF freestanding film. Thickness of the NGF on Cu foils was controlled by growth time. Transfer-free process was achieved by selective etching of Cu foil and dipping NGF in alcohol of low surface tension. Freestanding NGF reveals excellent EUV transmittance. This method allowed us to simplify the fabrication process for free-standing film without transfer process and demonstrated a possibility for high volume manufacturing of pellicle for EUV lithography.
Boron carbide is widely used for coating material of wear resistance, neutron detector and plasma facing in a tokamak. We deposited the boron carbide thin film using magnetron sputter. Boron carbide was deposited at the different temperature from RT to 1.050oC. Boron carbide deposited at the higher temperature than 700oC shows significantly improved the resistance to hydrogen plasma comparable to that of highly oriented pyrolytic graphite (POHG). Origin of the improved hydrogen plasma resistance was investigated with XRD, XPS and HRTEM. We annealed boron carbide deposited at room temperature for the crystallization. It was found that boron carbide nanometer thick film shows a promising candidate as a capping layer for various thin film applications.
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