KR100675782B1 - 비 흡수 레티클 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반사 층 또는 유전체 층으로 이루어진 투명기판을 갖는 광감지 레지스트가 도포된 웨이퍼상에 회로패턴을 투영하는데 이용하는 레티클 또는 마스크에 관한 것이다. 예를들어 크롬과 같은 불투명 층 또는 블록킹 층은 상기 반사 층 위에 놓인다. 이때 불투명 층은 여기에 에칭되는 선정된 회로 패턴을 갖는다. 일실시예에서, 불투명 층과 반사 층은 동일한 사이즈이다. 다른 실시예에서, 불투명 층은 반사 층보다 더 큰 사이즈를 갖는다. 이것에 의해 불투명 층은 높은 수치의 구경을 갖는 투영 광학부가 이용될 경우 유리한 기판에 가까이 놓일수 있다. 본 발명의 레티클은 높은 생산량의 포토리소그래피 툴이 157 나노미터 와 365 나노미터사이의 파장을 고 에너지 플럭스의 조사 광원을 가지고 이용될 경우 각별한 이점을 갖는다. 이러한 파장 영역에서의 조사선은 레티클에 이용되는 보통의 불투명 재료인 크롬내에서 상당한 흡수를 지닌다. 반사층 또는 랜드는 크롬보다 큰 반사율을 지니며 또한 6 퍼센트 보다 큰 것이 바람직하다. 따라서 반사 층은 레티클 워밍업과 열적 왜곡을 크게 감소시킨다. 이러한 기술은 바이너리 마스크 또는 레티클에 적용할 수 있을뿐만 아니라 어떤 실시예에서 불투명 블록킹 영역을 갖는 위상 쉬프트 마스크(phase shift mask)에도 적용할 수 있다.

Description

비 흡수 레티클 및 이를 제조하는 방법{NON ABSORBING RETICLE AND METHOD OF MAKING SAME}
도1은 본 발명의 일부분을 예시하는 개략적인 단면도.
도2a 내지 도2c는 본 발명에 따른 레티클 또는 마스크를 제조할때 예비적인 공정 단계를 예시하는 개략적인 단면도.
도3a 및 도3b는 본 발명의 제1실시예의 후속하는 공정 단계를 예시하는 개략적인 단면도.
도4a 내지 도4e는 본 발명의 제2 실시예의 후속하는 공정 단계를 예시하는 개략적인 단면도.
도5는 본 발명의 다른 실시예의 개략적인 단면도.
본 발명은 일반적으로 반도체 디바이스의 제조를 위해 포토리소그래피에 이용되는 레티클, 마스크 또는 포토마스크에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 열적으로 유도된 왜곡을 감소시킨 레티클에 관한 것이다.
포토리소그래피를 이용하는 반도체 제조에 있어서, 마스크 또는 레티클은 회로패턴의 이미지를 광 감지 레지스트가 도포된 웨이퍼에 투영하는데 이용된다. 회로패턴내 요소의 최소 배선폭이 더 작아지기 때문에 증가된 해상도와 크기의 정확도에 대한 필요성이 역시 증가한다. 포토리소그래피 공정에서 이용되는 마스크 또는 레티클을 개선시키는데 많은 진척이 이루어지고 있다. 그러한 개선중 하나가 본원에서 참조로 인용하고 있는 1994.6.21일자로 와따까베등에 의해 발표된 " 투명층에 의해 도포된 사다리꼴 모양의 광 블록커를 포함하는 포토마스크 및 이의 제조 방법 "이라는 명칭의 미국특허 제 5,322,748호에 명시되어 있다. 여기에 명시되어 있는 것은 광 감지 웨이퍼에 투영된 이미지의 해상도를 개선하는데 이용되는 위상 쉬프트 마스크(phase shift mask)이다. 그러한 개선이 그 기술의 상태를 진척시기고 있으나, 본 발명은 이러한 형태의 개선을 다루고 있지 않다. 반도체 웨이퍼를 제조하는데 이용되는 툴의 처리량은 생산의 증가를 요하여 그 처리량이 증대됨으로서 문제가 발생한다. 예를들어, 포토리소그래피 공정에서 노출시간을 감소시키는 노력에 있어서, 고 에너지 플럭스의 조사선이 이용된다. 강도 또는 플럭스의 이러한 증가의 결과로, 마스크 또는 레티클의 일부가 충분한 양의 이런 에너지를 흡수할 수 있어 바람직하지 않은 열적 왜곡을 일으킨다. 이러한 열적 왜곡은 광감지 레지스트가 도포된 웨이퍼로 투영되는 레티클 또는 마스크에 포함된 패턴의 이미징에 오류를 야기할 수 있다. 따라서, 완성된 반도체 디바이스에서 더 작은 수율이 예측될 수 있으며, 그에 의해 제조 원가가 증가된다. 따라서, 생산량을 증가시키기 위한 노력에 이용되는 좀더 고 에너지 플럭스의 조사선을 수용할 수 있는 감소된 열적 왜곡을 지닌 마스크 또는 레티클에 대한 필요성이 상존하며, 또한 동작 해상도가 감소할 때 이러한 효과는 더욱 중요해진다.
본 발명의 목적은 열적 왜곡을 감소시킨 레티클을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 좀더 고 에너지 플럭스의 조사선을 이용할 수 있는 레티클을 제공하는 것이다.
본 발명은 포토리소그래피에 이용되는 레티클 또는 마스크에 관한 것이다. 투명한 기판은 이곳에 위치되는 반사 또는 유전체 층을 지닌다. 불투명 또는 블록킹 층은 반사 또는 유전체 층 상부에 위치된다. 불투명 또는 블록킹 층 및 반사 또는 유전체 층의 일부가 원하는 회로 회로 패턴을 형성하도록 제거되어 광감지 레지스트가 도포된 웨이퍼위로 투영된다. 본 발명의 일실시예에서, 원하는 패턴이 반사 또는 유전체 층 및 불투명 또는 블록킹 층으로 투명기판을 균일하게 코팅함으로서 투명기판상에 형성된다. 그후 두 층의 일부가 원하는 패턴을 형성하기 위해 순차적으로 제거된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 반사 또는 유전체층의 랜드 부분은 불투명 또는 블록킹 층이 투명 기판과 접촉하여 위치될 수 있도록 소형화되어 있다. 이것은 레티클의 전달 부분에 가깝게 두께를 감소시킨다.
본 발명의 이점은 상대적으로 제조하기가 쉽다.
본 발명의 다른 이점은 현존하는 포토리소그래피 툴 또는 장치 및 처리 기술의 이용에 영향을 끼치지 않는다.
본 발명의 특징은 반사 또는 유전체 층이 투명 기판과 불투명 또는 블록킹 층사이에서 이용되는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 반사층 또는 유전체 층이 조사 광원의 파장에 관계없이 적합한 반사층에 의해 이용될 수 있다는 것이다. 이것은 여러 파장 가운데 157, 193, 248 및 365 나노미터를 포함할 수 있다.
이들 목적 및 다른 목적, 이점 및 특징이 다음 상세한 설명으로부터 쉽게 명확해 질 것이다.
실시예
도1은 본 발명의 레티클 또는 마스크를 나타낸다. 도1에는 투명판(10)이 예시되어 있다. 전형적으로 기판(10)은 유리, 석영, 칼슘 불화물, 불화물이 도핑된 석영, 또는 다른 적절한 투명 재료로 이루어져 있다. 반사 또는 유전체 층(12)은 나타내지 않았지만 투영 광학부에 가장 가까운 투명 기판(10)의 상부 표면에 위치된다. 반사층(12)은 조사광원(18)으로부터 조사선(16)의 파장으로 반사하는 알루미늄 또는 유전체와 같은 반사 금속으로 이루어질수 있다. 이것은 유전체 또는 다른 표준 기술에 의하여 위치한 기판보다 더 높은 굴절률과 좀더 낮은 굴절률로 이루어진 1/4파장 막의 교호층으로 구성된 고-반사율 코팅체를 의미한다. 코팅체는 파장에 대해 매우 특정될수 있고 또는 광대역 파장 범위에 걸쳐 두께와 비율을 변화시켜서 이루어 질수 있다. 157 나노미터 내지 365 나노미터의 관심있는 파장에서 유전체를 형성하기 위해 코팅에 이용될 수 있는 공지의 재료 또는 표준 재료는 많이 알려져 있다. 불투명 또는 블록킹 층(14)은 전형적으로 레티클 또는 마스크 제작에 대한 공지의 표준에 의해서 크롬과 같은 금속 박막으로 이루어져 있다. 그러나, 불투명 또는 블록킹 층(14)은 충분히 불투명한 임의의 재료로 이루어질 수 있어서 원하는 패턴이 이곳에 형성되지 않을 정도로 광감지 레지스트를 활성화하지 못한다. 반사 또는 유전체 층(12)은 정상적으로 이용되는 불투명 또는 블록킹 층(14)이 도시하지 않은 광감지 레지스트가 도포된 웨이퍼에 레티클의 이미지를 투영하는데 이용되는 조사광원(18)의 파장에서 있는 것보다 좀더 반사할 필요가 있다. 이제는 레티클에서 흡수된 에너지와 감소된 열적 부하가 좀더 작아질 것이다. 광감지 레지스트가 도포된 웨이퍼상에서 재생될 패턴은 반사 또는 유전체 층(12) 및 불투명 또는 블록킹 층(14)에 형성된다. 잘 알려진 에칭 기술은 재생될 원하는 패턴을 형성하는데 이용된다.
도2a 내지 도2c는 본 발명에 따라 그 위에 패턴을 지닌 레티클 또는 마스크를 제조할때 이용되는 예비적인 단계를 일반적으로 예시한다. 도2a는 유리 또는 석영과 같은 투명 재료로 이루어진 기판(10)의 단면을 일반적으로 예시한다. 도2b는 투명 기판(10)의 한 표면상에 위치된 반사 또는 유전 층(12)의 단면을 일반적으로 예시한다. 투명 기판(10)상의 반사 또는 유전체 층(12)의 형성은 스퍼터링과 같은 임의의 수단에 의해 달성될 수 있다. 도2c는 반사 또는 유전체 층(12)상에 위치된 크롬과 같은 불투명 또는 블록킹 층(14)의 형성을 일반적으로 예시한다.
도3a 내지 도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 레티클 또는 마스크의 형성을 일반적으로 예시한다. 도2c에 예시된 불투명 또는 블록킹 층(14)의 일부는 불투명 또는 블록킹 랜드(14')를 형성하여 제거된다. 상기 랜드(14')는 층(14)의 전체 표면에 걸쳐 전자 빔 레지스트를 인가하고 다음에 전자 빔 기록 장치로 패턴을 드로우잉하고 이어서 디벨로핑하는 것과 같은 어떤 종래의 기술에 의해 형성될 수 있다. 그에 의해 상기 랜드(14')가 형성된다. 상기 랜드(14')의 형성이후 반사 또는 유전체 층(12)의 노출된 부분이 에칭되며, 드라이 에칭 또는 다른 표준 에칭 절차에 의해서 도3b에 도시한 바와 같이 랜드(14')와 기판(10)사이에 반사 또는 유전체 랜드(12')가 형성된다. 결과적으로 임의의 원하는 패턴이 레티클을 형성하여 이를테면 복잡한 회로 패턴이 창출될 수 있다. 따라서 형성된 레티클이 광감지 레지스트가 도포된 웨이퍼위로 투영되는 경우, 투명기판(10)으로 부터 레티클 면으로 유입되는 조사선에 의하여 불투명 또는 블록킹 랜드(14')는 도1에서 나타낸 조사 광원으로부터 발생된 전자기 복사를 흡수하는 것을 방지하게 된다. 기판을 통과하는 조사광원으로부터 나온 전자기 복사는 반사 또는 유전체 랜드(12')에 의해 적어도 부분적으로 반사된다. 결과적으로 불투명 또는 블록킹 랜드(14')는 전자기 복사를 흡수하지 않는다. 이것은 레티클 또는 마스크에서 좀더 적은 열과 좀더 적은 열적 왜곡을 초래한다. 불투명 또는 블록킹 층(14)에 이용되는 최상의 공통 재료인 크롬은 예컨데 157 과 365 나노미터사이의 공통 조사 광원의 파장 영역에서 65 퍼센트 정도의 흡수를 가질수 있다. 블록킹 층(14)은 높은 수치의 구경 시스템에 제공하기 위해 얇아야 한다. 알루미늄이 블록킹 층(14)에 이용될 경우 흡수는 인용한 파장 영역내에서 10 퍼센트 정도가 될 것이다. 이것은 반사 층이 블록킹 층과 기판 사이에 개재되지 않은 경우의 열적 부하의 대략 1/6으로 열적 부하를 감소시킨다.
도4a 내지 도4e는 높은 수치의 구경으로 투영 광학부를 이용하는 응용에서 바람직한 투명 또는 블록킹 층을 제공하기 위해 본 발명의 제2 실시예를 제조하는 단계를 예시한다. 도4a는 그 위에 랜드(14")를 갖는 투명 기판(10)과 함께 레티클을 예시한다. 랜드(14")는 도3a에 예시된 실시예에 대하여 기술한 바와 같이 종래의 전자 빔 처리 기술에 의해 형성된다. 그러나 랜드(14")는 보통보다 작거나 또는 회로 패턴의 원하는 폭보다 작은 폭으로 만든다. 도4b는 랜드(14")바로 밑에 있지 않는 반사 또는 유전체 층(12)의 제거를 예시한다. 따라서 반사 또는 유전체 랜드(12")사이의 거리는 형성될 회로 패턴의 원하는 폭보다 크다. 따라서 반사 또는 유전체 랜드(12")는 보통보다 작다. 도4c는 보통 보다 작은 반사 또는 유전체 랜드(12")의 형성에 단지 이용되는 랜드(14")의 제거를 예시한다. 도4d는 불투명 또는 블록킹 층(114)과 함께 재코팅한 투명 기판(10) 및 보통보다 작은 반사 랜드(12")를 예시한다. 도4e는 반사 랜드(12")사이의 불투명 또는 블록킹 층(114)의 일부를 제거할 때 레티클 또는 마스크를 형성하는 소정의 패턴 형성을 예시하는 것으로 그에 의해 불투명 또는 블록킹 랜드(114')가 형성된다. 불투명 또는 블록킹(114')은 불투명 또는 블록킹 랜드(114')에 의해 형성된 최종 패턴을 형성하는 엣지가 투명 기판(10)에 가깝게 또는 인접하여 있는점에서 유리하다. 상기 레티클 또는 마스크 구조는 높은 수치의 구경을 갖는 투영 광학부가 이용될 경우 유리하며, 또한 그에 따라 한정된 깊이의 범위를 가질수 있다.
도2a 내지 도2c에 예시된 예비적인 처리 단계는 상술한 제1 및 제2 실시예에 공통이다. 도3a 및 도3b는 도2a 내지 도2c에 예시된 공통 처리 단계에 수반하는 제1 실시예에 따른 본 발명의 제조시에 수행되는 처리 단계를 예시한다. 도4a 내지 도4e는 도2a 내지 도2c에 예시된 공통 처리 단계에 수반하는 제2 실시예에 따른 본 발명의 제조시에 수행되는 처리 단계를 예시한다.
도5는 본 발명의 다른 실시예를 예시한다. 본 실시예에서 단일 층만이 이용된다. 블록킹 및 반사 층은 똑 같을 수 있다. 예를들어 알루미늄은 반사 및 불투명한 단일 층이 될 수 있다. 그러나 레티클 또는 마스크 제작자에게 잘 알려진 이들 층상에서의 각기 다른 억제는 이러한 해결을 불가능하게 할 수 있다. 라인 엣지의 거칠음, 상부층의 반사성 등과 같은 인자가 수행하는데 유입될 수 있다. 도5에서 투명 기판(210)은 그 위에 재생될 패턴의 일부를 형성하는 층(213)을 갖는다. 층(213)은 기판(210)의 표면에 인접한 반사 표면(213')을 갖는다. 기판(210)의 반대 표면은 그위에서 무반사 코팅체(211)을 갖는다. 무반사 코팅체는 또한 본 발명의 다른 실시예에 이용될 수 있다. 본 발명에 있어서 더 많은 빛이 레티클로부터 반사되며 또한 덜 흡수될 것이다. 레티클의 후면으로 부터 나온 임의의 외부 반사율을 최소화하기 위해서 조사기 또는 조사 광원에 가장 근접한 패턴되지 않은 측면이 157nn 내지 365nm에서 사용되는 파장에서 무반사 코팅체를 갖는 것이 바람직하다. 이것은 임의의 외부 반사를 최소화할 수 있다.
본 발명의 모든 실시예는 반사층을 이용한다. 본 발명에 이용되는 반사층은 157nm 와 365nm의 파장에서 크롬보다 더큰 반사율을 갖는다. 크롬은 일반적으로 약 40 퍼센트의 반사율을 갖는다. 즉, 입사 선속의 50 퍼센트가 반사된다. 바람직하게 본 발명은 60퍼센트보다 더 큰 반사율을 갖는 반사층 또는 단일 반사/불투명 층을 이용한다.
따라서, 본 발명은 화학선의 방사에 의해 조사될 경우 레티클 워밍업을 크 게 감소시키며 또한 그에 의해 프린팅 에러를 일으키는 바람직하지 않은 열적 왜곡이 감소된다. 그러므로 본 발명은 포토리소그래피 처리 및 반도체 제조와 관련한 수율을 개선하게 된다.
본 발명은 반도체 디바이스의 제조에서 투명 기판상에 균일하게 코팅된 반사층을 이용하여 포토리소그래피 공정에서 발생하는 열적왜곡을 감소시키며 또한 좀더 고 에너지 플럭스의 조사선을 이용할 수 있는 래티클을 제공하게 된다.
바람직한 실시예를 기술하고 설명하였지만, 본 기술에 숙련된 사람은 여러 변경이 본 발명의 사상과 범위를 벗어남이 없이 행하여 질수 있음을 잘 알고 있다.

Claims (24)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판상에 위치된 반사 랜드;
    상기 반사 랜드상에 위치된 전자기 방사 블록킹 랜드; 및
    상기 투명 기판의 하면상에 위치되는 무반사 코팅체;를 포함하며,
    그에 의해 상기 투명기판을 통과하는 전자기 방사는 상기 전자기 방사 블록킹 랜드에 도달하기 앞서 상기 반사 랜드로부터 반사되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클.
  2. 제1항에 있어서
    상기 전자기 방사 블록킹 랜드는 크롬으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포코리소그래피 레티클.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자기 반사 블록킹 랜드는 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사 랜드는 157 내지 365 나노미터의 전자기 방사의 어떤 선정된 파장에 대해 반사하는 유전체로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투명 기판은 석영, 불화물 도핑된 석영, 및 칼슘 불화물로 구성된 그룹으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클.
  6. 삭제
  7. 투명 기판;
    상기 투명 기판상에 위치되어 제1 폭을 갖는 반사 랜드;
    상기 반사 랜드와 상기 투명 기판상에 위치되어 상기 반사 랜드의 제1 폭보다 더 큰 제2 폭을 갖는 전자기 방사 블록킹 랜드; 및
    상기 투명 기판의 하면상에 위치된 무반사 코팅체;를 포함하며,
    그에 의해 상기 투명 기판을 통과하는 전자기 반사는 상기 전자기 방사 블록킹 랜드에 도달하기 앞서 상기 반사 랜드로부터 반사되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전자기 방사 블록킹 랜드는 크롬으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전자기 방사 블록킹 랜드는 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 반사 랜드는 157 내지 365 나노미터의 전자기 방사의 어떤 선정된 파장에 대해 반사하는 유전체로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 투명 기판은 석영, 불화물 도핑된 석영, 및 칼슘 불화물로 구성된 그룹으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클.
  12. 삭제
  13. 투명 기판위에 반사층을 위치시키는 단계;
    상기 반사 층위에 전자기 방사 블록킹 층을 위치시키는 단계;
    제1 랜드를 형성하는 전자기 방사 블록킹 층의 일부를 제거하는 단계;
    상기 투명 기판과 상기 전자기 방사 블록킹 층사이에 제2 랜드를 형성하는 상기 반사 층의 일부를 제거하는 단계; 및
    상기 투명 기판의 하면상에 무반사 코팅체를 위치시키는 단계;를 포함하며,
    그에 의해 선정된 전자기 방사 전달 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 랜드는 상기 제2 랜드와 실제로 동일한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 랜드는 상기 제2 랜드보다 더 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 반사 층은 유전체인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클 제조방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 전자기 블록킹 층은 크롬인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 레티클 제조 방법.
  18. 삭제
  19. 기판;
    크롬보다 더 큰 반사율을 가지며, 상기 기판상에 배치되어 재생될 패턴을 형성하는 랜드; 및
    상기 기판의 하면상에 위치된 무반사 코팅체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레티클.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 랜드의 반사율은 60 퍼센트보다 더 큰것을 특징으로 하는 레티클.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 랜드가 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 레티클.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 반사율이 157 내지 365 나노미터의 파장에 있는 것을 특징으로 하는 레티클.
  23. 삭제
  24. 제19항에 있어서,
    상기 무반사 코팅체는 상기 랜드에 대향하여 상기 기판의 표면에 위치되는 것을 특징으로 하는 레티클.
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