KR100565111B1

KR100565111B1 - 리소그래피장치 및 디바이스제조방법

Info

Publication number: KR100565111B1
Application number: KR1020030045776A
Authority: KR
Inventors: 블리커아르노얀; 바니네파딤예프게니에비치
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2006-03-30
Also published as: US20050117139A1; DE60319635D1; US20040051856A1; JP2004048009A; US6992754B2; US6864958B2; DE60319635T2; TW200410051A; SG111129A1; CN1472602A; JP3920248B2; TWI243968B; KR20040005634A; CN1324406C

Abstract

리소그래피투영장치에 사용되는 프로그램가능한 패터닝수단은 복수의 반사요소(A, B, C)를 포함하며, 각각의 반사요소는 방사선의 투영빔의 방향으로 서로 정렬된 2개의 분포브래그반사기(51, 52)로 구성된다. 2개의 분포브래그반사기 사이의 간격(D1)은, 제1 및 제2분포브래그반사기(51, 52)로부터의 반사들간의 유해한 간섭으로 인하여 실질적으로 0의 반사율이 되는 제1위치와, 제1 및 제2분포브래그반사기(51, 52)로부터의 반사들간의 보강 간섭으로 인하여 높은 반사율을 갖는 제2위치 사이에서 조정가능하다.

Description

리소그래피장치 및 디바이스제조방법{Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피투영장치를 도시하는 도면;

도 2는 본 발명에서 사용하기에 적합한 분포브래그반사기(distributed Bragg reflector; DBR)를 도시하는 도면;

도 3은 조정가능한 반사율을 갖는 요소를 생성하기 위하여 2개의 분포브래그반사기의 이용례를 도시하는 도면;

도 4는 본 발명에 따른 프로그램가능한 패터닝수단의 일부를 도시하는 도면;

도 5는 본 발명에 따른 또 다른 프로그램가능한 패터닝수단의 일부를 도시하는 도면;

도 6은 본 발명에 따른 압전-액추에이터-구동형 프로그램가능한 패터닝수단의 일부를 도시하는 도면; 및

도 7은 본 발명에 따른 정전기-액추에이터-구동형 프로그램가능한 패터닝수단의 일부를 도시하는 도면이다.

본 발명은,

- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

- 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 프로그램가능한 패터닝수단;

- 기판을 잡아주는 기판테이블; 및

- 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피투영장치에 관한 것이다.

리소그래피투영장치는 집적회로(IC), 평판 디스플레이 및 미세구조체를 수반하는 여타의 디바이스의 제조에 사용된다. 프로그램가능한 패터닝수단은, 예를 들어 IC의 개별층에 대응하는 패턴을 생성하며, 이 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층으로 코팅된 기판(예를 들어, 실리콘웨이퍼 또는 유리판)의 (예를 들어, 하나 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상에 묘화된다.

이 묘화단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피쳐의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 이송의 과정은, 예를 들어 IC 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 모두가 소정의 마무리, 생성 또는 수정하도록 되는 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기 술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing"(제3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

리소그래피투영장치로 생성되는 디바이스상에 더욱 더 작은 구성요소를 형성하고자 하는 끊임없는 요구를 충족시키기 위해서는, EUV 방사선과 같은 단파장방사선이 사용되어야 한다. 하지만, 종래의 프로그램가능한 패터닝수단은 EUV 방사선과 함께 사용하기에는 적당하지 않다. 예를 들어, EUV 방사선을 반사시키는 데 사용되는 다중층스택내의 표면장력이 매우 높아서, 종래의 공간 광 모듈레이터내의 요소를 구부려지게 할 수도 있었다.

본 발명의 목적은 리소그래피투영장치에 EUV 방사선과 함께 사용하기에 적절한 프로그램가능한 패터닝수단을 제공하는 것이다.

상기 목적 및 다른 목적들은 서두에 서술된 바와 같은 리소그래피장치에서 본 발명에 따라 달성되며, 프로그램가능한 패터닝수단은 복수의 반사요소를 포함하며, 그 각각은 실질적으로 방사선의 투영빔이 입사하는 방향으로 서로 정렬되는 제1 및 제2 분포브래그반사기 및 상기 방향으로 그들의 간격(separation)을 조정하는 수단을 포함하며,

제1위치에서는, 제1 및 제2 분포브래그반사기의 간격이 제1 및 제2 분포브래그반사기로부터의 반사들 사이에 상쇄 간섭을 생성하며, 반사요소의 반사율은 비교적 낮고; 제2위치에서는, 제1 및 제2 분포브래그반사기의 간격이 제1 및 제2 분포브래그반사기로부터의 반사들 사이에 보강 간섭을 생성하며, 반사요소의 반사율은 비교적 높다.

이 구성은 각각의 반사요소가 EUV 방사선을 포함하는 방사선의 특정파장에서 비교적 높은 반사와 비교적 낮은 반사 사이를 전환시키도록 조절될 수 있는 프로그램가능한 패터닝수단을 제공한다. 그러므로, 상이한 상태에 대하여 상이한 반사요소를 설정함으로써, 프로그램가능한 패터닝수단이 빔에 바람직한 패턴을 제공할 수 있다.

각각의 반사요소내의 제1 및 제2 분포브래그반사기의 간격을 조정하는 데 사용되는 액추에이터는 반사율이 실질적으로 영(0)인 제1위치와 반사율이 실질적으로 최대인 제2위치 사이의 복수의 레벨에 있도록 반사요소의 반사율을 설정함으로써, 간격이 부여되는 복수의 위치 중 하나의 위치에 있도록 설정할 수 있다. 이는 투영빔에 제공된 패턴의 보다 양호한 제어를 용이하게 한다.

프로그램가능한 패터닝수단을 제조를 용이하게 하기 위해서, 2개 이상의 반사요소는 공통의 제1분포브래그반사기를 가질 수 있다. 그러면, 반사요소의 각각의 반사율은 공통의 제1분포브래그반사기에 대하여 제2분포브래그반사기를 이동함으로써 설정된다.

방사선의 투영빔은 EUV 방사선이며, 분포브래그반사기는 사용되는 파장에서 EUV 방사선을 개별적으로 반사시키도록 설계되고, 제1 및 제2위치 사이의 제1 및 제2분포브래그반사기의 간격의 차이는 사용되는 방사선 파장의 대략 1/4인 것이 바람직하다. 이 구성은 반사요소의 최대반사율과 최소반사율 사이의 최대 콘트라스트를 제공한다.

제1 및 제2분포브래그반사기의 간격을 조정하는 수단은 압전 액추에이터일 수 있다. 이러한 액추에이터의 성능을 잘 이해하면, 매우 높은 수준의 정확성으로 이러한 압전 액추에이터의 이동을 제어할 수 있다. 이는 압전 액추에이터의 이동범위가 수 나노미터급일 것일 것이며, 요구되는 정확성은 하위 나노미터 범위내에 있기 때문에 요구된다. 예를 들어, 제1 및 제2위치 사이에 10개의 그레이 레벨(grey level)을 제공하기 위하여는, 인접한 위치에서의 간격간의 차이는 대략 0.2 내지 0.5㎚일 것이다.

각각의 반사요소는 그것의 분포브래그반사기 중 하나를 이동시키는 개개의 압전요소를 가질 수 있다. 대안적으로, 2개 이상의 반사요소가 공통의 압전요소를 가질 수 있다. 이는, 압전효과가 전압이 압전요소에 인가되는 전극에 국한되기 때문에 가능하다. 상기 국부 효과는 각각의 반사요소내의 분포브래그반사기의 위치를 따로 조정하는 데 이용될 수 있다. 공통의 압전요소를 사용하면, 프로그램가능한 패터닝수단의 제작이 현저하게 간단해 질 수 있다.

또 다른 대안례로서, 제1 및 제2분포브래그반사기의 간격을 조정하는 수단은 정전기 액추에이터를 사용할 수 있다. 이는, 압전요소를 제공할 필요가 없기 때문에, 프로그램가능한 패터닝수단의 복잡성을 감소시키고, 그것의 제조를 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면,

- 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 이용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 투영빔을 패터닝하는 프로그램가능한 패터닝수단을 사용하는 단계; 및

- 기판의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법으로서,

상기 프로그램가능한 패터닝수단은 실질적으로 방사선의 투영빔에 평행한 방향으로, 각각의 반사요소를 포함하는 한 쌍의 분포브래그반사기 사이에, 복수의 반사요소를 포함하고, 그 각각의 반사율은 거리에 따라 결정되며; 상기 방법은 바람직한 패턴에 따라 각각의 반사요소의 바람직한 반사율을 제공하기 위해서 상기 한 쌍의 분포브래그반사기 각각 사이의 거리를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 사용되는 "프로그램가능한 패터닝수단"이라는 용어는 바람직한 패턴이 기판의 타겟부에 생성될 수 있도록, 입사하는 방사선빔에 패터닝된 단면을 부여하는 데 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광밸브(light valve)" 및 "공간 광 모듈레이터(Spatial Light Modulator; SLM)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 이러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 프로그램가능한 거울배열. 이것은 점탄성제어층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면을 포함할 수 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 또한, 회절격자 광 밸브(grating light valve; GLV)의 어레이가 해당 방식으로 사용될 수 있다. 각각의 GLV는 회절광으로 입사광을 반사시키는 회절격자를 형성하기 위해서 서로에 대하여 변형될 수 있는 복수의 반사 띠(ribbon)로 구성된다. 프로그램 가능한 거울어레이의 또 다른 대안적인 실시예는 국부화된 적절한 전기장을 가하거나 압전작동수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축선을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채용하는 것이다. 마찬가지로, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이며, 어드레스된 거울은 입사되는 방사선빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사한다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 기술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝수단은 1이상의 프로그래밍가능한 거울배열을 포함할 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다.

- 프로그램가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다.

피처의 프리-바이어싱(pre-biasing), 광근접보정피처, 위상변화기술 및 다중노광기술이 사용되고, 프로그램가능한 패터닝수단위에 "표시된(displayed)" 패턴은 기판상의 패턴 또는 기판상의 소정 층에 최종적으로 전사된 패턴과는 실질적으로 다를 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기, 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템 및 마이크로 렌즈배열을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 이 용도로 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는 프로그램가능한 패터닝수단으로부터 기판으로 패터닝된 빔을 전사하는 여하한의 시스템을 단순히 칭하는 것임을 이해하여야 한다. 또한, 상기 방사선시스템은 방사선의 투영빔을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 1보다 큰 굴절률을 가지는 액으로 투영시스템의 최종요소와 기판사이를 채우는 것이 제안되었다. 이것은 노광방사선이 액에서 보다 짧은 방사선을 가질 것이기 때문에, 보다 작은 피처의 묘화를 가능하게 한다. 본 발명은 이러한 종류의 장치를 사용할 수 있다. 더 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가테이 블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어 US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에는 듀얼스테이지 리소그래피장치가 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용참조되고 있다.

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, 박막트렌지스터 액정디스플레이, 인쇄회로기판(PCB) 등등의 제조에 이용될 수 있다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인)자외선 및 EUV(극자외선, 예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인)를 포함한 모든 형태의 전자기방사선 및 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔을 포괄하도록 사용된다.

첨부된 개략적인 도면을 참조로 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예를 서술한다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,

- 방사선(예를 들어, UV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사원(LA)도 포함한다);

- 투영빔에 패턴을 적용시키는 프로그램가능한 패터닝수단(PPM)(예를 들어, 프로그램가능한 거울배열)(일반적으로, 프로그램가능한 패터닝수단의 위치는 아이템(PL)에 대하여 고정될 것이다. 하지만, 그 대신에 아이템(PL)에 대하여 그것을 정확히 위치설정하는 위치설정수단에 연결될 수도 있다);

- 기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 위치설정수단에 연결된 대물테이블(기판테이블)(WT);

- 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 쿼츠 및/또는 CaF₂ 렌즈시스템 또는 이러한 재료로 만들어진 렌즈요소를 포함하는 카타디옵트릭시스템, 또는 거울시스템)(투영시스템은 기판상에 프로그램가능한 패터닝수단의 이미지를 투영할 수 있다. 대안적으로, 투영시스템은 프로그램가능한 패터닝수단이 셔터로 작용하는 2차소스의 이미지를 투영할 수 있다. 또한, 투영시스템은 예를 들어 2차소스를 형성하고 기판상에 마이크로스팟(microspot)을 투영하기 위해서 (MLA로 알려진) 마이크로렌즈배열을 포함할 수 있다)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사형 프로그램가능한 패터닝수단을 구비한) 반사형(reflective type)이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과형 프로그램가능한 패터닝수단을 구비한) 투과형일 수도 있다.

방사원(LA)(예를 들어, 엑시머레이저)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔 은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(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-σ라 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, 프로그램가능한 패터닝수단(PPM)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사원(LA)이 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 방사원(LA)이 엑시머레이저인 때에 흔한 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오를 모두 포괄하고 있다.

이후, 상기 빔(PB)은 프로그램가능한 패터닝수단(PPM)을 거친다. 프로그램가능한 패터닝수단(PPM)에 의하여 반사된 빔(PB)은 투영시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 위치설정수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 여기에 사용되면, 위치설정수단은 예를 들어, 스캔하는 동안 빔(PB)의 경로에 대하여 프로그램가능한 패터닝수단(PPM)을 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 또한, 프로그램가능한 패터닝수단을 위치시키기 위해서 유사한 시스템이 사용될 수 있다. 투영빔은 선택적으로/추가적으로 이동할 수 있는 반면에, 대물테이블 및/또는 프로그램가능한 패터닝수단은 요구되는 상대운동을 제공하도록 고정된 위치를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

비록, 본 명세서에서는 기판상의 레지스트를 노광시키는 것으로 본 발명에 따른 리소그래피장치를 서술하지만, 본 발명은 상기의 용도로 제한되지 않으며, 상기 장치는 레지스트가 없는 리소그래피에서 패터닝된 투영빔을 투영하는 데 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

상술한 장치는 다음의 네가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드: 프로그램가능한 패터닝수단의 전체 패턴은 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후, 기판테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사되도록 상이한 위치에 대하여 x 및/또는 y 방향으로 이동된다.

2. 스캔 모드: 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 스텝 모드와 기본적으로 동일하다. 그 대신에, 프로그램가능한 패터닝수단이 v의 속도로 소정 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능하여, 투영빔(PB)이 프로그램가능한 패터닝수단 전역을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

3. 펄스모드: 프로그램가능한 패터닝수단은 기본적으로 정지상태로 유지되며 전체 패턴은 펄스방사원을 사용하여 기판의 타겟부(C)상에 투영된다. 기판테이블(WT)은 투영빔(PB)이 기판(W)을 가로질러 라인을 스캐닝하게 되도록 기본적으로 일정한 속도로 이동된다. 프로그램가능한 패터닝수단의 패턴은 방사선시스템의 펄스 사이에서 요구에 따라 업데이트되고, 후속하는 타겟부(C)가 기판상의 요구되는 장소에 노광되도록 펄스가 조정된다. 따라서, 투영빔은 기판의 스트립(strip)에 전체 패턴을 노광시키도록 기판(W)을 가로질러 스캔할 수 있다. 상기 공정은 전체 기판이 한 라인씩 노광될 때까지 반복된다.

4. 연속스캔모드: 실질적으로 일정한 방사원이 사용되고, 투영빔이 기판을 가로질러 스캔하고 기판을 노광함에 따라, 프로그램가능한 패터닝수단의 패턴이 업데이트되는 것을 제외하고는 기본적으로 펄스모드와 동일하다.

또한, 상술된 모드의 용법에 대한 조합 및/또는 변형, 또는 전체적으로 다른 유용한 모드에 관한을 채용할 수 있다.

도 2는 본 발명에 사용되는 종류의 분포브래그반사기를 도시한다. 분포브래그반사기는 다중층스택(10)으로 구성된다. EUV용 분포브래그반사기를 위해, 상기 스택(10)은, 예를 들어 몰리브텐층(11, 13, 15)과 그 사이에 개재된 실리콘층(12, 14, 16)으로 구성될 수 있다. (대략 70%의) 높은 반사율은 금속층(11, 13, 15)의 상면(11a, 13a, 15a)으로부터 반사된 방사선의 보강 간섭으로 인하여 생긴다. 이 간섭의 보강성을 최대화하기 위해서는, 금속층의 상면(11a, 13a, 15a)간의 거리는 방사선이 지향되는 방향으로(즉, 입사각을 고려하여) 사용되는 방사선파장의 1/2의 배수가 되어야 한다. 비록, 도 2의 분포브래그반사기가 3개의 금속층으로 도시되지만, 실제로는, 크보다 훨씬 많은 수의 층, 예를 들어 80개의 층이 최적의 반사율을 위해 사용될 수 있다. 분포브래그반사기에 관한 추가정보는 EP 1,065,532A 및 EP 1,065,568A에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 인용참조되고 있다.

도 3은 본 발명에 사용되는 프로그램가능한 패터닝수단의 반사요소를 개략적으로 나타낸다. 프로그램가능한 패터닝수단은 방사선의 투영빔이 입사되는 표면위에 배치된 복수의 반사요소로 구성된다. 각각의 반사요소는, 몇몇 반사요소의 반사율을 변화시킴으로써, 프로그램가능한 패터닝수단에 의하여 반사된 빔이 그 단면에 소정 패턴을 포함하도록 개별적으로 제어될 수 있다. 각각의 반사요소는, 제1분포브래그반사기(10)를 통과하는 방사선이 제2분포브래그반사기(20)에 입사되도록 방사선의 입사투영빔의 방향으로 서로 정렬되는 2개의 분포브래그반사기(10, 20)로 구성된다. 방사선의 빔의 방향으로(즉, 빔의 입사각을 고려하여) 2개의 분포브래그반사기(10, 20)의 금속층의 상면(15a, 21a) 사이의 거리(D2)가 방사선의 빔의 파장의 1/2의 배수인 경우에, 2개의 분포브래그반사기(10, 20)로부터의 반사는 유익하게 간섭하며, 총반사는 최대가 된다. 하지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 거리(D2)가 이전의 위치로부터 방사선의 1/4파장만큼 변경되도록 분포브래그반사기(10, 20)가 위치되는 경우에는, 제1분포브래그반사기(10)로부터의 반사와 제2분포브래그반사기(20)로부터의 반사 사이의 음의 간섭(negative interference)으로 인하여 반사요소의 반사율이 실질적으로 0이 될 것이다. 이들 두 위치사이에 있도록 거리(D2)값을 조정하면, 0과 최대 사이의 반사율의 중간레벨을 얻을 수 있다. 거리(D2)는 최대 및 최소 반사율의 위치 사이의 대략 200개의 위치 중 어느 하나로 조정될 수 있는 것이 바람직하다. 대안적으로, 분포브래그반사기의 위치는 연속적인 범위의 거리(D2)의 세팅이 될 수 있도록 제어될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 프로그램가능한 패터닝수단의 3개의 반사요소(A, B, C)를 개략적으로 도시한다. 상술된 바와 같이, 반사요소(A)는 2개의 분포브래그반사기(31, 32) 및 압전-액추에이터(33)로 구성된다. 유사하게, 반사요소(B)는 분포브래그반사기(34, 35) 및 압전요소(36)로 구성되며, 반사요소(C)는 분포브래그반사기(37, 38) 및 압전-액추에이터(39)로 구성된다. 압전액추에이터(33, 36, 39)에 전압을 인가함으로써, 하부 분포브래그반사기(32, 35, 38)의 위치가 상부의 분포브래그반사기(31, 34, 37)에 대하여 각각 이동될 수 있어, 반사요소(A, B, C)의 각각의 반사율을 변화시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 반사요소(A, B, C)의 각각은 분리된 압전요소(33, 36, 39)를 각각 가진다. 하지만, 2이상의 반사요소는 공통의 압전요소를 가질 수 있다. 압전효과는 압전요소에 인가되는 전압을 직접 둘러싸는 영역으로 한정된다. 그러므로, 특정 반사요소에 대응하는 공통의 압전요소의 영역에만 전압을 주면, 그 반사요소의 하부 분포브래그반사기만이 이동될 것이므로, 그 반사요소의 반사율만이 조정될 것이다. 따라서, 단일 압전요소에 복수의 전극을 부착시키면, 압전요소를 공유하는 복수의 반사요소가 제어될 수 있다.

도 5는 이 실시예의 또 다른 변형례를 도시한다. 반사요소(D, E, F)의 각각은 그 자체의 하부 분포브래그반사기(42, 45, 48)을 가지며, 그 위치는 압전-액추에이터(43, 46, 49)로 조정될 수 있다. 하지만, 이 경우, 반사요소(D, E, F)는 공통의 상부 분포브래그반사기(41)를 공유한다. 프로그램가능한 마스크의 크기에 따라, 상부 분포브래그반사기(41)는 프로그램가능한 마스크내의 반사요소 모두에 대하여 또는 단지 그 일부에 대하여 공통일 수 있다. 이전과 마찬가지로, 반사요소는 공통의 압전요소를 공유할 수 있다.

도 6은 도 4의 실시예를 보다 상세히 도시한다. 각각의 반사요소(A, B, C)의 상부 분포브래그반사기(51)는 지지체(54, 55)에 의하여 지지된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 지지체는 반사요소(A, B, C) 사이의 컬럼(column)일 수 있다. 대안적으로, 그 위에 상부 분포브래그반사기(51)가 놓여지는 망형상(mesh-like)의 구조체가 형성될 수 있다. 하부 분포브래그반사기(52)는 압전층(53)상에 지지된다. 2개의 분포브래그반사기 사이의 갭(58)은 방사선의 빔에 대하여 실질적으로 투명한 또는 다공성재료로 채워질 수 있으며, 진공일 수 있다. 압전요소(53)는 압전액추에이터를 작동시키는 전압을 제공하여, 상부 및 하부 분포브래그반사기 사이의 간극(58)의 크기를 변경시키기 위한 상부 및 하부전극(56, 57)을 각각 가진다. 상부전극층(56)은 모든 반사요소에 공통일 수 있으며, 작동신호는 하부전극층(57)에 의하여 제공된다. 대안적으로, 하부 분포브래그반사기는 최상부 전극으로 사용될 수 있다. 상술된 바와 같이, 상부 분포브래그반사기 및/또는 압전요소는 반사요소의 전부 또는 일부에 대하여 공통일 수 있다.

제2실시예

도 7은 최상부 및 저부 분포브래그반사기(61, 62)를 전극으로 사용함으로써, 정전기인력을 이용하여 분포브래그반사기 사이의 거리가 조정될 수 있는 본 발명의 대안적인 실시예를 도시한다. 이 경우에, 지지체(64, 65)는 분포브래그반사기에 신호를 제공하는 데 사용되며, 분포브래그반사기 사이의 갭(68)은 전기적으로 비전도성이어야 할 것이다. 상기 갭은 진공일 수도 있고, 또는 다공성재료로 채워질 수도 있다.

2개의 분포브래그반사기(61, 62) 사이의 정전기력이 증가함에 따라, 분포브래그반사기 사이의 간격을 변화시켜, 지지체(64, 65)가 구부러진다.

이 실시예의 장점은 압전요소의 요구되는 이동을 허용하는 데 요구되는 전압이 수십볼트보다 작아도 된다는 것이다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 서술하였지만, 본 발명은 서술된 바와 다르게 실시될 수도 있다. 상기 서술내용은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 단파장방사선인 EUV 방사선과 함께 사용하기에 적절한 프로그램가능한 패터닝수단을 구비한 리소그래피장치가 제공된다.

Claims

리소그래피투영장치에 있어서,

- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

- 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 프로그램가능한 패터닝수단;

- 기판을 잡아주는 기판테이블; 및

- 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템을 포함하여 이루어지고,

상기 프로그램가능한 패터닝수단은 복수의 반사요소를 포함하며, 그 각각은 실질적으로 방사선의 투영빔이 입사하는 방향으로 서로 정렬되는 제1 및 제2분포브래그반사기 및 상기 방향으로 그들의 간격을 조정하는 수단을 포함하며,

제1위치에서는, 상기 제1 및 제2 분포브래그반사기의 간격이 상기 제1 및 제2 분포브래그반사기로부터의 반사들 사이에 상쇄 간섭을 생성하며, 상기 반사요소의 반사율은 비교적 낮으며; 제2위치에서는, 상기 제1 및 제2 분포브래그반사기의 간격이 상기 제1 및 제2 분포브래그반사기로부터의 반사들 사이에 보강 간섭을 생성하며, 반사요소의 반사율은 비교적 높은 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
제1항에 있어서,

각각의 요소에서, 투영빔으로부터의 방사선의 일부가 상기 제1분포브래그반사기를 통과하고 입사방사선의 적어도 일부를 반사시키는 상기 제2분포브래그반사 기상에 입사하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 및 제2분포브래그반사기의 위치를 조정하는 액추에이터는 상기 제1위치와 제2위치 사이의 복수의 위치들로 설정될 수 있으며, 반사요소의 반사율의 소정의 가능한 범위의 세팅을 제공하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

2개이상의 반사요소는 공통의 제1분포브래그반사기를 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

방사선의 투영빔은 EUV 방사선이며, 상기 제1위치와 제2위치 사이의 상기 제1 및 제2분포브래그반사기의 간격의 차이는 실질적으로 EUV 방사선의 1/4파장인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 및 제2분포브래그반사기의 간격을 조정하는 수단은 압전-액추에이터인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
제6항에 있어서,

2개이상의 반사요소는 공통의 압전요소를 가지지만, 각각의 반사요소는 그 반사요소에 국한된 압전효과를 생성하는 그 반사요소에만 관련된 적어도 하나의 전극을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 및 제2분포브래그반사기의 간격을 조정하는 수단은 정전기 액추에이터인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
디바이스제조방법에 있어서,

- 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 이용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 상기 투영빔을 패터닝하는 프로그램가능한 패터닝수단을 사용하는 단계;및

- 상기 기판의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하여 이루어지고,

상기 프로그램가능한 패터닝수단은 복수의 반사요소를 포함하고, 상기 반사요소 각각의 반사율은 실질적으로 방사선의 투영빔에 평행한 방향으로 각각의 반사요소를 포함하는 한 쌍의 분포브래그반사기 사이의 거리에 따라 결정되며,

소정의 패턴에 따라 각각의 반사요소의 바람직한 반사율을 제공하기 위해서 상기 쌍의 분포브래그반사기 각각 사이의 거리를 설정하는 단계를 더욱 포함하는 방법을 특징으로 하는 디바이스제조방법.