KR100563103B1 - 광학요소를 제조하는 방법, 리소그래피장치 및 디바이스제조방법 - Google Patents

광학요소를 제조하는 방법, 리소그래피장치 및 디바이스제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에는, 광학요소를 제조하는 제조기술이 개시되어 있다. 이것은 다중층 스택을 선택적으로 플라즈마에칭하고, 얻어진 양각(relief) 프로파일을 예를 들어, 반사코팅과 같은 막으로 덮는 것과 관련된다.

Description

광학요소를 제조하는 방법, 리소그래피장치 및 디바이스 제조방법 {Method of Fabricating an Optical Element, Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 투영장치의 도면;
도 2a 내지 도 2e는 바람직한 실시예의 제조기술을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명은, 리소그래피 투영장치에 사용하기 위한 광학요소를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은,
- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
- 필요한 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블; 및
- 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템을 포함하는 리소그래피장치에 관한 것이다.
"패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 형성될 디바이스 내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.
- 마스크. 이 마스크의 개념은 리소그래피분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번위상-시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠위상-시프트형과 같은 마스크형식과 다양한 하이브리드 마스크형식을 포함한다. 방사빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크로 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에는, 일반적으로 지지구조체는 마스크테이블이 되고, 상기 마스크테이블은 입사되는 투영빔내의 어떤 위치에 마스크가 고정될 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크를 상기 빔에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있도록 한다.
- 프로그래밍 가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성 제어층 (viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어)반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 반면, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 비회절광 을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그래밍 가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 작은 거울의 매트릭스 배치를 채택하는 것인데, 상기 각각의 작은 거울은 국부화된 적절한 전기장을 가하거나 또는 압전작동수단(piezoelectric actuation means)을 채택하여 축선에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이고, 이러한 어드레싱된 거울은 입사하는 방사빔을 어드레싱되지 않은 거울에 대하여 다른 방향으로 반사할 것이다. 이러한 방식으로, 반사된 빔은 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상술된 두가지 상황 모두에 있어서, 패터닝수단은 1이상의 프로그래밍가능한 거울배열로 이루어질 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,296,891호 및 US 5,523,193호와 PCT특허출원 WO 98/38597호 및 WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그래밍 가능한 거울배열의 경우에, 상기 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.
- 프로그래밍 가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 경우에서의 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크와 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 특정적으로 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 리소그래피투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 패터닝수단은 IC의 각각의 층에 대응되는 회로패턴을 형성할 수 있으며, 이 패턴은 감응재(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 1이상의 다이로 구성되는)상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 인접해 있는 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함하고, 이들 타겟부는 투영시스템에 의하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 상이한 형식의 기계로 구분될 수 있다. 어느 한 형식의 리소그래피투영장치에서는 타겟부상으로 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상적으로 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 소정의 기준방향("스캐닝방향")으로 투영빔 하의 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 상기 스캐닝방향과 평행으로 또는 반평행(anti-parallel)으로 기판테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로, 투영시스템은 배율인자 M(일반적으로 < 1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 M배가 된다. 본 명세서에 참조자료로 채택되고, 여기서 서술된 리소그래피장치에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 미국특허 US 6,046,792호에서 얻을 수 있다.
리소그래피투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선 감응재(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포되는 기판상으로 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피쳐(imaged feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC와 같은 디바이스의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 각각의 층을 마무리하기 위한 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 집적회로 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 집적회로 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 본 명세서에서 참조자료로 채택되고 있는 이와 같은 공정에 관한 추가정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급 될 것이다; 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기, 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭 넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사투영빔의 지향, 성형 또는 제어하는 이들 설계형식 중의 어느 하나에 따라 동작하는 성분를 포함할 수 있고, 이후에 설명에서는 이러한 성분들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블 (및/또는 2이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 스테이지가 노광에 사용되고 있는 동안, 1이상의 다른 스테이지에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다. 본 명세서에서 참조자료로 채택되는 듀얼 스테이지 리소그래피장치는, 예를 들어, 미국특허 US 5,969,441호 및 국제특허출원 WO 98/40791호에 개시되어 있다.
US 6,392,792호에는 리소그래피 투영장치에 사용하기 위한 회절광학요소가 개시되어 있다. 회절요소는, 기판표면상에 제1 및 제2물질의 교번층을 포함하는 소위 에칭스택을 형성하여 제조된다. 2가지 물질은, 특정 반응이온에칭이 상기 물질들중의 한가지와는 반응하고 다른 하나와는 반응하지 않는 것 또는 그 반대로 작용하는 것을 의미하는 상대적인 에칭선택성(relative etch selectivity)을 제공한다. 그런 다음, 스택의 최상부에 레지스트막을 형성하고 상기 레지스트막의 1이상의 패터닝된 영역을 노광하고, 스택의 나머지 부분을 덮혀진 채로 남겨두고 스택의 상기 1이상의 영역을 노출시키도록 레지스트를 현상하면 스택내에 양각 프로파일이 만들어진다. 그런 다음, 반응이온에칭이 사용되어, 스택의 최상층의 노출된 부분을 에칭시킨다. 반응이온에칭은 단지 최상층의 물질과만 반응하도록 선택되므로, 에칭이 물질의 최상층의 깊이보다 더 깊게 진행될 수 없기 때문에, 에칭의 깊이가 정확하게 제어될 수 있다. 스택상에 레지스트막을 형성시키는 단계, 상기 레지스트막을 패터닝시키는 단계 및 반응이온에칭 단계를 반복적으로 수행하면, 기판상에 양각 프로파일이 생성될 수 있다. 최종 단계는, 상기 막이 양각 프로파일과 실질적으로 일치하는 외측윤곽(outer contour)을 갖도록 상기 양각 프로파일에 걸쳐 다중층 반사막을 증착시키는 단계를 포함한다.
US 6,392,792호에 개시되어 있는 방법의 한 문제점은, 에칭된 층의 에지가 매우 날카로워질 수 있어, 증착된 다중층 반사막이 양각 프로파일에 모두 잘 부착될 수 없다는 것이다. 부가적인 에칭은 표유광(stray light) 및 세기손실을 유발할 수 있는 표면거칠기(surface roughness)를 가져올 수 있다.
본 발명의 목적은, 광학요소를 제조하는 대안적인 형태를 제공하는 것으로, 특히 상술된 문제를 해결할 수 있는 광학요소의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 및 기타 목적은,
(a) 기판을 제공하는 단계;
(b) 상기 기판의 표면상에 제1 및 제2물질의 교번층을 포함하는 다중층 스택을 증착시키는 단계로서, 상기 2가지 물질은 상대적인 에칭선택성을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 단계;
(c) 상기 스택의 최상부상에 레지스트층을 형성하는 단계;
(d) 상기 레지스트층을 패터닝시키고, 상기 스택의 1이상의 영역을 노출시키기 위하여 상기 레지스트막을 현상하는 단계;
(e) 양각 프로파일을 형성하기 위하여, (d)단계에 의하여 노출된 상기 다중층 스택 중의 하나의 층의 일부를 제거하도록 상기 스택의 상기 1이상의 노출된 영역을 플라즈마 에칭하는 단계; 및
(f) 상기 양각 프로파일상에 막을 증착시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학요소를 제조하는 방법에 의하여 달성된다.
상기 방법은, 반응이온에칭보다 높은 압력에서 플라즈마에칭이 수행될 수 있고, 플라즈마에칭이 대개 빠르게 진행된다는 이점을 가진다. 또한, 때때로 반응이온에칭과 함께 존재하는 어떠한 원자영향(atomic affect)도 발생하지 않는다. 결국, 플라즈마에칭은 등방성을 가지며 이것은 패싯에칭(faceted etching)이 수행되어 상술된 문제를 일으킬 수 있는, 다른 방향에서보다 어떤 결정방향에서 보다 신속하게 에칭이 수행되는 것을 의미하는 비등방성을 갖는 반응이온에칭에 의하여 에칭된 경우보다, 에칭된 에지가 평활한 프로파일을 갖도록 제1 및 제2물질의 층을 에칭하는 것을 의미한다. 따라서, 플라즈마에칭은 양각 프로파일상에 보다 막이 안정적으로 증착되는 광학요소를 만든다. 이러한 방식으로, 광학요소의 불리한 에지효과도 방지될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면,
- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
- 필요한 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지 하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블; 및
- 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템을 포함하여 이루어지는 리소그래피 투영장치에 있어서,
광학요소가 상기 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면,
- 적어도 부분적으로는 한 층의 방사선감응재로 덮힌 기판을 제공하는 단계;
- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;
- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
- 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,
- 상술된 방법에 의하여 제조된 회절광학요소를 이용하여 상기 투영빔을 회절시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는, "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟 부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔 뿐만 아니라, (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인)자외선 및 EUV(예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인 극자외선)을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.
이제, 첨부된 개략적인 도면을 참조하여, 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예가 서술된다.
도면에서, 대응하는 참조부호는 대응하는 부분을 나타낸다.
제1실시예
도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,
ㆍ방사선(예를 들어, EUV방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사선소스(LA)도 포함한다);
ㆍ마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 제공되고, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 포지셔닝하는 제1포지셔닝수단(PM)에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);
ㆍ기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 포지셔닝하는 제2포지셔닝수단(PW)에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및
ㆍ기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조 사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 거울그룹)을 포함하여 이루어진다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사마스크를 구비한)반사형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과마스크를 구비한)투과형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.
상기 소스(LA)(레이저-생성 또는 방전 플라즈마소스)가 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔익스팬더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라고 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기분포를 갖게 된다.
도 1과 관련하여, 상기 방사선소스(LA)는 리소그패피투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사선소스(LA)가 흔히 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사선소스(LA)가 엑시머레이저인 때에 흔한 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오를 모두 포괄하고 있다.
이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 거친다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2포지셔닝수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1포지셔닝수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴 행정모듈(long stroke module)(개략적인 포지셔닝) 및 짧은 행정모듈(미세 포지셔닝)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은 행정액츄에어터에만 연결될 수도 있고 고정될 수도 있다.
상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.
2. 스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 소정방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
도 1은 또한 조명시스템(IL)내의 광학요소(OE)를 예시한다. 광학요소(OE)는 회절 또는 굴절광학요소일 수 있으며, 본 발명에 따라 제조된다. 광학요소는 예를 들어, 프레넬(Fresnel)렌즈일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 광학요소(OE)를 만드는데 사용되는 제조기술의 바람직한 실시예를 예시한다.
본 실시예에는, 기판(10)이 제공된다. 기판(10)의 주표면상에는 다중층 스택(20)이 증착된다. 다중층 스택(20)은 플라즈마에칭을 이용하여 에칭될 수 있고, 우수한 선택특성을 나타내는 2개의 상이한 물질의 교번층을 포함한다. 따라서, 교번층(20a, 20c, 20e, 20g)은 제1물질로 이루어지고, 층(20b, 20d, 20f)은 두번째 종류의 물질로 이루어진다. 따라서, 에칭스택층은 에칭시에 정확한 스텝 높이를 얻을 수 있는 자연적인 에칭정지(natural etch stop)를 제공한다.
다중층 스택(20)은 예를 들어, 진공증착과 같은 어떤 수단에 의하여 증착된 층을 가질 수 있다. 각각의 개별적인 층의 두께는 몇 나노미터 정도일 수 있다. 기판(10)은 Si로 이루어지는 것이 바람직하며, 제1 및 제2물질은 Si 및 SiO2의 교번층일 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 레지스트층(30)은 공지된 기술에 따라 스택(20)의 최상면상에 증착되고, 패터닝된다. 그런 다음, 레지스트(30)가 현상되어, 노출되는 스택(20)의 덮혀지지 않은 영역 및 레지스트(30)에 의하여 덮혀진 여타의 부분이 남겨진다.
레지스트코팅된 스택의 최상면의 플라즈마에칭은, 레지스트에 의하여 노출되는 영역내의 스택(20)의 최상층을 에칭시키는 결과를 가져온다. 레지스트(30)에 의하여 노출되지 않는 영역에서는, 플라즈마에칭이 최상부스택층(20g)에 영향을 미치지 않는다. 플라즈마 에칭제의 종류는, 제1종류의 물질만 공격하고 제2종류의 물질은 공격하지 않도록 선택된다. 이러한 방식으로, 일단 최상층(20g)이 제거된 후에 스택(20)의 층(20f)이 더 이상의 에칭으로부터 보호될 수 있다. 플라즈마 에칭제는 염소계 또는 불소계일 수 있다. 산소첨가물이 사용될 수 있다.
플라즈마에칭의 등방성특성으로 인해, 제거된 영역의 측면은 스택(20)의 나머지부분에 수직하기 보다는 약간 각이 질 수 있어, 새롭게 노출된 층(20f)과 90°이상의 각도를 형성하므로, 레벨간의 평활한 전이부(transition)가 제공된다. 이것은, 플라즈마에칭은 어떤 특정한 결정방향으로 우선적으로 에칭하지 않고 따라서, 보다 많이 노출된 영역에 보다 많이 부착되기 때문이다. 이것은, 일단 올바른 프로파일이 얻어진 표면에 걸쳐 증착되는 어떤 막이, 보다 덜 평활한 전이에 부착되는 것 보다, 층들간의 평활한 전이에 보다 양호하게 부착되기 때문에 유리하다.
하나의 층보다 더 깊은 층이 필요하면, (예를 들어, 화학적 레지스트 스트리퍼 또는 산소플라즈마에칭에 의하여) 레지스트(30)가 제거되고 도 2d에 도시된 바 와 같이 스택(20)의 최상면에 완전히 새로운 레지스트(34)가 도포되거나 또는 레지스트(30)를 제자리에 남겨놓고 새로운 레지스트(34)가 이전의 레지스트 및 새롭게 노출된 층(20f)상에 증착될 수 있다. 양자 모두의 경우에, 새롭게 증착된 레지스트(34)가 패터닝되고 현상되어, 최상부스택층(20g)의 물질과 상이한 물질로 이루어진 새롭게 노출된 층(20f)의 영역을 노출시킬 수 있다. 그 다음에, 에칭층(20g)에 사용된 에칭제와 상이한 에칭제(예를 들어, C4F계 가스화학반응)를 이용하여 상기 층(20f)의 플라즈마에칭이 수행된다. 이러한 플라즈마에칭공정에 의하여 도 2e에 도시된 구조체가 생성된다.
필요한 스택의 양각(relief)을 감소시키기 위하여, 레지스트 증착, 현상, 플라즈마에칭 및 2가지 상이한 에칭제를 번갈아 사용하여 레지스트의 잔여부를 제거하는 공정이 반복적으로 사용될 수 있다. 스택은, 3이상의 층으로 이루어지는 것이 바람직하지만, 층의 개수는 특정 사용에 필요한 양각의 깊이에 따라 달라진다. 일반적으로 사용될 수 있는 에칭제는, "Dry Etch Technology For Large Area Flat Panels"(Semiconductor International, June 1999, Mendoza외 공저)에 개시되어 있다.
제조공정에서, 양각된 표면상에 막이 증착될 수 있다. 상기 막은 보호코팅일 수 있다. 대안적으로, 막은, 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si) 또는 몰리브덴과 베릴륨(Be)의 40주기이상의 교번층으로 이루어진 브래그(Bragg) 반사기일 수 있다. 여타의 물질 및 3 또는 4개의 층주기가 사용될 수도 있다. 다중층 스택의 적절하게 형성된 반사기의 보다 상세한 내용은 EP-A-1 065 532호, EP-A-1 065 568호 및 유럽특허출원 제 02253475.4에서 알 수 있다. 캡층이 브래그 반사기의 상면상에 증착될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예가 상술되었지만, 본 발명은 상술된 것과 다르게 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 상기 설명은 본 발명을 제한하지 않는다.
본 발명에 따르면, 상술된 문제를 해결할 수 있는 광학요소의 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. (a) 기판을 제공하는 단계;
    (b) 상대적인 에칭선택성을 제공할 수 있는 2가지 물질인 제1 및 제2물질의 교번층을 포함하는 다중층 스택을 상기 기판의 표면상에 증착시키는 단계;
    (c) 상기 스택의 최상부상에 레지스트층을 형성하는 단계;
    (d) 상기 레지스트층을 패터닝시키고 상기 레지스트층을 현상하여 상기 스택의 1이상의 영역을 노출시키는 단계;
    (e) 양각 프로파일(relief profile)을 형성하기 위하여 (d)단계에 의하여 노출된 상기 다중층 스택 중의 하나의 층의 부분을 제거하도록 상기 스택의 상기 1이상의 노출된 영역을 플라즈마 에칭하는 단계; 및
    (f) 상기 양각 프로파일상에 막을 증착시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학요소를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (e)단계 후에, 남아있는 레지스트가 제거되고, (f)단계 이전에, 상기 (c)단계 내지 (e)단계가 수차례 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회절광학요소는 프레넬형 렌즈인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 막은 브래그 반사기와 같은 반사막 및/또는 보호층인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 리소그래피 투영장치에 있어서,
    - 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
    - 필요한 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 상기 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블; 및
    - 상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템을 포함하여 이루어지고,
    제1항 또는 제2항의 방법에 의하여 제조된 광학요소를 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  6. 디바이스 제조방법에 있어서,
    - 적어도 부분적으로는 방사선감응재층으로 덮힌 기판을 제공하는 단계;
    - 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;
    - 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
    - 상기 방사선감응재층의 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하여 이루어지고,
    제1항 또는 제2항에 따른 방법에 의하여 제조된 광학요소를 이용하여 상기 투영빔을 변화시키는 단계를 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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