KR101675048B1 - 리소그래피 장치 및 검출기 장치 - Google Patents
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Abstract
섬광 재료의 층, 상기 섬광 재료 위에 놓인 스페이서 재료의 층, 및 상기 스페이서 재료 위에 놓인 스펙트럼 퓨리티 필터 층을 포함하는 검출기가 제공된다. 스펙트럼 퓨리티 필터 층을 통해 EUV 방사선을 지향시키는 단계, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터 층 밑에 제공된 스페이서 재료 층을 통해 EUV 방사선을 지향시키는 단계, 그리고 섬광 재료 층 상으로 EUV 방사선을 지향시키는 단계, 및 상기 섬광 재료에 의해 방출된 섬광 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
Description
본 출원은 2009년 4월 27일에 출원된 미국 가출원 61/172,904의 이익(benefit)을 주장하며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
본 발명은 리소그래피 장치, 및 리소그래피 장치의 일부분을 형성할 수 있는 검출기 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)의 (예를 들어, 다이의 일부분, 한 개 또는 수 개의 다이들을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판에 제공된 방사선-감응재(레지스트) 층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 기판 상으로의 패턴의 이미징은 복수의 렌즈들 또는 거울들을 포함할 수 있는 투영 시스템에 의해 수행된다.
리소그래피는 IC 및 다른 디바이스들 및/또는 구조체들을 제조하는데 있어서 핵심 단계들 중 하나로서 널리 인식되어 있다. 하지만, 리소그래피를 이용하여 만들어진 피처들의 치수들이 더 작아짐에 따라, 리소그래피는 소형 IC 또는 다른 디바이스들 및/또는 구조체들이 제조될 수 있게 하는 더 결정적인 인자가 되고 있다.
패턴 프린팅의 한계들의 이론적 추정은 수학식 (1)로 나타낸 바와 같은 분해능(resolution)에 대한 레일리 기준(Rayleigh criterion)에 의해 설명될 수 있다:
CD = k1λ/NAPS (1)
여기서, λ는 사용되는 방사선의 파장이고, NAPS는 패턴을 프린트하는데 사용되는 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)이며, k1은 레일리 상수라고도 칭하는 공정 의존성 조정 인자이고, CD는 프린트된 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식 (1)에 따르면, 피처들의 프린트가능한 최소 크기의 감소는 세 가지 방식으로, 즉 노광 파장 λ를 단축시키거나, 개구수 NAPS를 증가시키거나, k1의 값을 감소시킴으로써 얻어질 수 있다.
노광 파장을 단축시키고, 이에 따라 프린트가능한 최소 크기를 감소시키기 위해, 리소그래피 장치에 극자외(EUV) 방사선 소스를 사용하는 것이 제안되었다. EUV 방사선 소스는 약 13.5 nm의 방사선 파장을 출력하도록 구성된다. 따라서, EUV 방사선 소스는 작은 피처들의 프린팅을 달성하는데 있어서 상당히 좋은 수단이 될 수 있다.
패턴들이 기판들 상으로 투영되는 정확성을 높게 유지하는 것을 보장하기 위해, 리소그래피 장치의 일부분의 광학 성능을 모니터링하는 것은 통상적인 관례이다. 예를 들어, 리소그래피 장치의 기판 테이블에 이미징 검출기가 위치될 수 있으며, 리소그래피 장치의 투영 시스템에 존재하는 수차(aberration)들을 모니터링하는데 사용될 수 있다. 종래의 (비-EUV) 리소그래피 장치에서, 이미징 검출기는 섬광 재료(scintillation material), 예를 들어 Gd2O2S:Tb(P43으로 알려짐) 층이 제공된 CCD 어레이를 포함할 수 있다. 섬광 재료는, 예를 들어 약 248 nm, 193 nm의 방사선을, 예를 들어 약 550 nm의 가시 방사선(또는 다른 적절한 방사선)으로 변환시킨다. 그 후, 가시 방사선은 CCD 어레이에 의해 검출된다.
(섬광 재료 층이 제공된 CCD 어레이를 이용하여) 동일한 방식으로 EUV 방사선을 검출할 수 있지만, EUV가 검출되는 효율성 및/또는 정확성이 저하될 수 있다.
적어도 이전의 몇몇 검출기들에 비해 개선된 효율성 및/또는 정확성으로 EUV 방사선을 검출할 수 있는 검출기 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 섬광 재료의 층, 상기 섬광 재료에 제공된 스페이서 재료(spacer material)의 층, 및 상기 스페이서 재료에 제공된 스펙트럼 퓨리티 필터 층이 제공된 검출기를 포함하는 검출기 장치가 제공된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 스펙트럼 퓨리티 필터 층을 통해, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터 층 밑에 제공된 스페이서 재료 층을 통해, 그리고 섬광 재료의 층 상으로 EUV 방사선을 지향시키고, 이후 검출기를 이용하여, 상기 섬광 재료에 의해 방출된 섬광 방사선을 검출하는 단계를 포함하는 검출 방법이 제공된다.
첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들이 아래에 자세히 설명된다. 본 발명은 여기에 설명된 특정 실시예들로 제한되지 않음을 유의한다. 이러한 실시예들은 본 명세서에서 단지 예시의 목적으로만 제시된다. 관련 기술(들)의 당업자라면, 본 명세서에 담긴 기술적 내용에 기초하여 추가 실시예들이 행해질 수 있음을 알 수 있을 것이다.
본 명세서에 통합되며 명세서의 일부분을 형성하는 첨부된 도면들은 본 발명을 예시하며, 또한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하고, 관련 기술(들)의 당업자가 본 발명을 실시 및 이용할 수 있게 하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하는 도면;
도 2는 도 1의 리소그래피 장치의 상세한 개략도;
도 3 및 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 검출기 장치의 개략적 단면도들; 및
도 4a 및 도 4b는 최상부 표면 또는 스펙트럼 퓨리티 필터와의 계면으로부터의 거리의 함수로서 섬광 재료의 방출 양자 수율(emission quantum yield), 섬광 재료에 의한 EUV 방사선의 흡수율, 및 실리콘 질화물에 의한 EUV 방사선의 흡수율을 나타낸 그래프들이다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 도면들과 연계될 때 아래에 설명된 상세한 설명을 더 잘 이해할 수 있을 것이며, 동일한 참조 부호들은 전반에 걸쳐 대응하는 요소들과 동일하게 취급된다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다. 요소가 가장 먼저 나타난 도면은 대응하는 참조 번호의 맨 앞자리 수(들)에 의해 나타내어진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하는 도면;
도 2는 도 1의 리소그래피 장치의 상세한 개략도;
도 3 및 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 검출기 장치의 개략적 단면도들; 및
도 4a 및 도 4b는 최상부 표면 또는 스펙트럼 퓨리티 필터와의 계면으로부터의 거리의 함수로서 섬광 재료의 방출 양자 수율(emission quantum yield), 섬광 재료에 의한 EUV 방사선의 흡수율, 및 실리콘 질화물에 의한 EUV 방사선의 흡수율을 나타낸 그래프들이다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 도면들과 연계될 때 아래에 설명된 상세한 설명을 더 잘 이해할 수 있을 것이며, 동일한 참조 부호들은 전반에 걸쳐 대응하는 요소들과 동일하게 취급된다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다. 요소가 가장 먼저 나타난 도면은 대응하는 참조 번호의 맨 앞자리 수(들)에 의해 나타내어진다.
본 명세서는 본 발명의 특징들을 통합한 1 이상의 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예(들)는 단지 본 발명을 예시할 뿐이다. 본 발명의 범위는 개시된 실시예(들)로 제한되지 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.
설명된 실시예(들), 및 본 명세서에서 "하나의 실시예", "일 실시예", "예시적인 실시예" 등의 언급은, 설명된 실시예(들)가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 반드시 포함하는 것은 아닐 수 있음을 나타낸다. 또한, 이러한 어구들이 반드시 동일한 실시예를 칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성이 일 실시예와 관련하여 설명될 때, 이는 명시적으로 설명되는지 여부에 관계없이 다른 실시예들과 관련하여 이러한 특징, 구조 또는 특성을 달성하기 위해 당업자의 지식 내에 있음을 이해한다.
본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이의 여하한의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 1 이상의 프로세서들에 의해 판독 및 실행될 수 있는 기계-판독가능한 매체에 저장된 명령어들로서 구현될 수 있다. 기계-판독가능한 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하는 여하한의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독가능한 매체는 ROM(read only memory); RAM(random access memory); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스; 전기적, 광학적, 음향적 또는 다른 형태의 전파 신호[예를 들어, 반송파(carrier wave), 적외 신호, 디지털 신호 등] 등등을 포함할 수 있다. 더욱이, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어들은 본 명세서에서 소정 작업을 수행하는 것으로서 설명될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의를 위한 것이며, 이러한 작업들은 실제로 컴퓨팅 디바이스; 프로세서; 제어기; 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스들에 기인한다는 것을 이해하여야 한다.
하지만, 이러한 실시예들을 보다 자세히 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
도 1은 본 발명을 구현하는 리소그래피 장치(2)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치(2)는 방사선 빔(B)[예를 들어, 극자외(EUV) 방사선]을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 대부분의 EUV 리소그래피 장치에서, 조명 시스템은 주로 반사 광학 구성요소들로 형성된다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지한다, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치(2)의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 대응할 것이다.
패터닝 디바이스들의 예시로는 마스크 및 프로그램가능한 거울 어레이를 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 통상적으로 EUV 방사선 리소그래피 장치에서는 반사형일 것이다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는 여하한의 타입의 투영 시스템을 포괄하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 통상적으로, EUV 리소그래피 장치에서 광학 요소들은 반사형일 것이다. 하지만, 다른 타입들의 광학 요소가 사용될 수 있다. 광학 요소들은 진공에 있을 수 있다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치(2)는 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 컬렉터 조립체/방사선 소스(SO)를 이용하여 방사선 방출 지점으로부터 방사선 빔을 수용한다. 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 컬렉터 조립체는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 컬렉터 조립체(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 방사선 생성기를 포함하는 컬렉터 조립체(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터 및 콘덴서와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터(IL)는 방사선 빔(B)의 단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔(B)을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(IF1)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은 장-행정 모듈(개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 달리) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그것들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 마스크(MA)에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검출기 장치(D)가 기판 테이블(WT)에 제공된다. 상기 검출기 장치는 아래에 자세히 설명된다.
도시된 장치(2)는 다음 모드들 중 적어도 하나에 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 본질적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 기판의 평면에서 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상으로 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 본질적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2는 컬렉터 조립체/방사선 소스(SO), 일루미네이터(IL)(때때로, 조명 시스템이라고도 칭해짐), 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 도 1의 리소그래피 장치(2)의 일 실시예를 더 자세히, 하지만 여전히 개략적인 형태로 나타낸다.
소스(SO)는 일루미네이터(IL)의 진입 어퍼처(20)에서 가상 소스 지점 수집 포커스(18)로 방사선을 포커스하는 컬렉터 조립체 및 방사선 생성기를 포함한다. 방사선 빔(21)은 일루미네이터(IL)에서 제 1 및 제 2 반사기들(22, 24)을 통해 레티클 또는 마스크 테이블(MT)에 위치된 레티클 또는 마스크(MA) 상으로 반사된다. 패터닝된 방사선 빔(26)이 형성되며, 이는 투영 시스템(PS)에서 제 1 및 제 2 반사 요소들(28, 30)을 통해 기판 테이블(WT)에 유지된 기판(W) 상으로 이미징된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검출기 장치(D)가 기판 테이블(WT)에 제공된다. 검출기 장치(D)는 투영 시스템(PS)에 존재하는 수차들을 모니터링하기 위해 이미징 검출기를 포함할 수 있다. 수차들에 대한 모니터링은, 예를 들어 검출기 장치(D) 위에 격자를 제공하고, 레티클(MA)에 동일한 격자를 제공하며, 이후 기판 테이블(WT)의 상이한 위치들에서 검출기 장치에 의해 검출된 이미지를 모니터링함으로써 달성될 수 있다.
일반적으로는, 도 2에 도시된 것보다 많거나 적은 요소들이 컬렉터 조립체/방사선 소스(SO), 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)에 존재할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서 리소그래피 장치(2)는 1 이상의 투과 또는 반사 스펙트럼 퓨리티 필터들을 또한 포함할 수 있다. 더 많거나 적은 반사 요소들이 리소그래피 장치에 존재할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출기 장치(D)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 검출기 장치(D)는 이미징 검출기(40), 섬광 재료 층(41), 스페이서 재료 층(42) 및 스펙트럼 퓨리티 필터 층(43)을 포함한다. 섬광 층(41)은 이미징 검출기(40) 위에 제공되고, 스페이서 재료 층(42)은 섬광 층 위에 제공되며, 스펙트럼 퓨리티 필터 층(43)은 스페이서 재료 층(42) 위에 제공된다.
이미징 검출기(40)는, 예를 들어 CCD 어레이일 수 있다. CCD 어레이는 12 mm x 12 mm를 측정하는 검출 표면을 가질 수 있다. 섬광 재료(41)는, 예를 들어 Gd2O2S:Tb[P43로 알려져 있으며, 예를 들어 Applied Scintillation Technologies of Harlow(영국), 또는 Proxitronic Imaging GmbH of Bensheim(독일)로부터 이용가능함]일 수 있다. 섬광 재료 층은 두께가 예를 들어 약 10 ㎛일 수 있다. 스페이서 재료(42)는, 예를 들어 실리콘 질화물[SiN, 비-화학량(non-stoichiometric)]일 수 있다. 스페이서 재료의 두께는 아래에 자세히 설명된다. 스펙트럼 퓨리티 필터 층(43)은, 예를 들어 지르코늄 층(zirconium layer)일 수 있다. 지르코늄 층은 DUV(deep ultraviolet) 및 가시 방사선의 효과적인 필터링을 제공하도록 충분히 두꺼울 수 있지만, 극자외(EUV) 방사선을 너무 많이 흡수하지 않도록 충분히 얇아야 한다. 지르코늄 층은 두께가 예를 들어 약 50 nm일 수 있다.
P43 층(41)과 CCD 어레이(40) 사이에 추가 층(도시되지 않음)이 제공될 수 있다. 유리일 수 있는 추가 층은 CCD 어레이(40)에 P43 층(41)의 연결을 촉진할 수 있다[CCD 어레이(40)에 P43 층(41)을 바로 결합시키는 것은 어려울 수도 있음]. CCD 어레이(40)와 추가 층 사이에 접착제가 사용될 수 있으며, 추가 층과 P43 층(41) 사이에 제공될 수도 있다. 추가 층은, 예를 들어 Schott AG of Mainz(독일)로부터 이용가능한 EMA를 갖는 스코트 표준(Schott Standard) 47A 유리로 형성된, 소위 페이스 플레이트(faceplate)일 수 있다.
도 3은 지르코늄 층(43)에 입사하는 방사선을 나타낸다. 극자외(EUV) 방사선 이외에도, 또한 DUV 및 가시 방사선이 지르코늄 층에 입사한다. 이는 EUV 방사선을 생성하는데 사용되는 소스(SO)(도 1 및 도 2 참조)가 EUV, DUV 및 가시광을 포함하는 넓은 범위의 파장들에 걸쳐 방사선을 생성할 수 있기 때문이다. 소스(SO)에 의해 생성된 DUV 및 가시 방사선의 양은 소스에 의해 생성된 EUV 방사선의 양보다 많을 수 있다. 그러므로, EUV 방사선 이외에도, 상당한 양(substantial amounts)의 DUV 및 가시 방사선이 검출기 장치(D)에 입사할 수 있다.
CCD 어레이(40)에 의해 검출되기 전에, DUV 및 가시 방사선과 같은 비-EUV 방사선을 필터링하는 것이 바람직하다. 이는, CCD 어레이에 의해 검출된 이미지가, 투영 시스템을 통과한 다른 파장들의 방사선이 아닌, 투영 시스템(PS)을 통과한 EUV 방사선의 이미지임을 보장하는데 도움을 준다. 투영 시스템 수차들은 EUV 및 비-EUV 방사선에 상이하게 영향을 줄 수 있다. 이는 리소그래피 장치의 작동 시 기판 상으로 패턴을 투영하는데 사용될 EUV 방사선이기 때문에, EUV 방사선에 관한 투영 시스템 수차들의 영향만을 검출하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 투영 시스템의 광학 특성들은 EUV 방사선 및 비-EUV 방사선에 대해 상이할 수 있으며, EUV 방사선에 대한 특성만을 검출하는 것이 바람직하다.
지르코늄 층(43)은 DUV 및 가시 방사선의 대부분을 필터링하며, 주로 EUV 방사선이 실리콘 질화물 층(42)으로 통과하게 한다. 지르코늄 층(43)에 의해 제공된 필터링 비(filtering ratio)는 그 두께에 의존할 것이다. 예를 들어, 약 50 nm의 지르코늄 층은 1(EUV):0.2(DUV):0.1(가시광)의 필터링 비를 제공할 수 있으며, 약 100 nm의 지르코늄 층은 1(EUV):0.04(DUV):0.02(가시광)의 필터링 비를 제공할 수 있다. 다시 말해, 필터에 의해 투과된 EUV 방사선의 양은, 예를 들어 필터에 의해 투과된 DUV 및 가시 방사선의 양보다 5 내지 20 배 더 많을 수 있다(동일한 양의 EUV, DUV 및 가시 방사선이 필터에 입사한다고 가정함).
지르코늄 층(43)에 의한 투과에 후속하여, EUV 방사선은 실리콘 질화물 층(42)으로 통과된다. EUV 방사선은 실리콘 질화물 층(42)을 통과함에 따라 약간의 흡수를 겪지만(약 20 % 내외), 다른 것은 변화되지 않는다. 이후, EUV 방사선은 P43 층(41)에 입사한다.
P43 층(41)은 EUV 방사선의 광자들을, 섬광을 통해, 약 550 nm와 같은 가시광 파장의 광자들로 변환시킨다. 이후, 550 nm 광자들은 CCD 어레이(40)에 의해 검출된다. 이러한 방식으로, CCD 어레이(40)는 EUV 방사선의 이미징 검출을 제공한다. 이는 사용될 CCD 어레이가 투영 시스템을 통과하는 EUV 방사선에 관한 투영 시스템(PS)에서의 수차들의 영향을 모니터링할 수 있게 한다.
지르코늄 층(43)과 P43 층(41) 사이의 실리콘 질화물 층(42)의 존재는 [지르코늄 층(43)이 P43 층(41)의 상부에 직접 제공되는 경우에 나타나는 변환 효율성에 비해] EUV 광자들의 약 550 nm 광자들로의 변환 효율성을 개선한다. 지르코늄 층(43)이 P43 층의 상부에 직접 제공되는 경우, 이는 P43 섬광의 실질적인 퀀칭(substantial quenching)을 야기할 것이며, 이는 EUV로부터 약 550 nm로 변환된 광자들의 수의 현저한 감소(marked reduction)를 야기할 것이다.
아래에 더욱 설명되는 바와 같이, EUV 방사선은 P43에 의해 강하게 흡수된다. EUV 방사선의 이 강한 흡수는 알려진 EUV 섬광재들을 포함한 대부분의 재료들에 대해 전형적이다. 이는 EUV 광자들의 550 nm 광자들로의 대부분의 변환이 P43 층의 처음 (약) 50 nm에서 일어남을 의미한다. 결과적으로, 지르코늄 층(43)이 P43 층의 상부에 직접 제공되는 경우, 대분의 광자 변환은 지르코늄 층의 약 50 nm 내에서 발생할 것이다. 하지만, 지르코늄 층 가까이서 발생하는 광자 변환은 지르코늄에 의해 퀀칭된다. 이 퀀칭은 지르코늄 층으로 비-방사적으로 전달되는(non-radiatively transferred) P43의 여기된 원자들의 에너지, 그리고 이후 지르코늄 내에서의 소산(dissipating)에 기인한다. 따라서, P43의 상부에 바로 지르코늄을 제공하면, EUV로부터 550 nm로 변환되는 광자들의 수가 실질적으로 감소될 수 있다.
이 예시에서, P43 층(41)과 지르코늄 층(43) 사이에 실리콘 질화물 층(42)을 제공하면, 지르코늄으로부터 P43을 분리함에 따라, 지르코늄에 의해 유도된 섬광 퀀칭의 실질적인 감소를 제공한다.
일 예시에서, 지르코늄의 존재로 인해 P43의 표면에서 퀀칭이 발생하는 것을 확인하고, P43과 지르코늄 사이에 실리콘 질화물 층을 제공함으로써 이러한 퀀칭을 방지하는 것은 실질적인 개선(substantial advance)을 제공한다.
일 예시에서, P43으로부터 지르코늄을 분리하기 위해 실리콘 질화물 층을 이용하는 것은, 예를 들어 지르코늄과 P43 사이에 빈 공간을 두는 것에 비해, 지르코늄과 P43 사이에 오염물이 축적되는 것을 방지하기 때문에 유익하다. 빈 공간이 제공된다면, 이 공간으로 오염물이 축적되는 것을 방지하는 것이 어려울 수 있다. 예를 들어, 상기 공간을 둘러싸는 표면들에 탄소가 성장할 수 있다. 또한, 일단 오염물이 축적되면, 이를 제거하는 것이 어려울 수 있다. 특히, 지르코늄 층은 얇아서, 세정 시 손상되기 쉬울 것이다.
일 예시에서, 지르코늄과 P43 사이에 밀봉된 공간이 제공된다면, 리소그래피 장치로부터 가스의 증발(evacuation) 시 압력 변화로 인해 여러 문제들이 발생할 것이다(리소그래피에 사용되기 전에, 리소그래피 장치에 진공이 조성된다). 특히, 지르코늄 층은 파열되기 쉽다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따라 이론적 계산들에 기초하여 P43의 섬광재 원자들의 방출 양자 수율에 관한 영향을 나타내는 그래프이며, 이는 P43 층의 외측 표면에 상이한 재료들을 제공하는 것에 기인한다. 그래프는 P43의 외측 표면으로부터 (nm 단위의) 거리의 함수로서 P43의 양자 수율을 나타낸다[외측 표면은 그래프에서 경계(interface)로서 칭해진다]. 도 4a에 도시된 예시들에 사용되는 계산들에서는, P43의 외측 표면으로부터 먼 P43의 양자 수율이 약 10 %라는 가정 하에, 양자 수율 변동들이 계산되었다. 이러한 값이 상기 계산들에 대해 선택되었지만, 본 발명은 양자 수율의 다른 값들에도 사용될 수 있다. 또한, P43에서 섬광재 원자들의 전이 쌍극자 모멘트(transition dipole moment)들의 방위들은 무작위로 분포되었다고 가정하였다. 또한, 지르코늄의 존재 시에 P43의 양자 수율을 계산할 때, 앞서 언급된 퀀칭이 고려되었다.
실선 V로 표시된 제 1 예시에서는, P43의 표면에 재료가 존재하지 않으며, 단지 진공 상태이다. 도 4a로부터 알 수 있는 바와 같이, P43의 표면(경계)에서의 양자 수율은 제한된 정도(P43의 벌크 값의 약 30 %)로 억제되며, 상기 표면으로부터 약 80 nm에서 피크로 상승한다. 양자 수율은 대략 150 nm의 주기로 진동하는(oscillate) 것으로 나타나며, 진동의 크기는 표면으로부터의 거리에 따라 감소한다.
긴 점선 Z로 표시된 제 2 예시에서는, 지르코늄 층이 P43의 표면에 제공된다. 지르코늄의 존재는 양자 수율이 P43의 표면에서 0으로 떨어지게 한다. 이는, 지르코늄이 금속임에 따라, 여기된 섬광재 원자들의 에너지를 흡수할 수 있는 자유 전자들을 갖는 사실로 인해 방출 퀀칭이 일어나는 것으로 여겨진다. 양자 수율은 계면의 약 75 nm 이내에서 정상 값(steady value)으로 점점 상승한다. 하지만, 도4b와 관련하여 아래에 설명되는 바와 같이, P43에 입사하는 EUV 방사선의 대부분이 P43의 처음 약 50 nm 내에서 흡수될 것이다. 그러므로, (지르코늄의 존재 시) P43의 처음 약 50 nm에서 저하된 양자 수율은 P43의 성능의 실질적인 감소를 유도한다.
점선 S로 표시된 제 3 예시에서는, 실리콘 질화물 층이 P43의 표면에 제공된다. 실리콘 질화물의 존재는 P43의 표면에 높은 양자 수율을 유도한다. 양자 수율이 높게 유지되며, 표면으로부터의 거리가 증가함에 따라 다소 상승한다. 따라서, P43의 표면에 실리콘 질화물을 제공하는 것은, P43의 표면에 가까운 위치들에서 P43의 양호한 양자 수율을 제공한다. 실제로, P43이 진공 상태일 때보다, 실리콘 질화물이 존재할 때, P43의 처음 약 30 nm 내에서 양자 수율이 더 높음을 알 수 있다.
도 4b는 nm 단위로 측정된 거리의 함수로서, (실선으로 나타낸) P43 내부에서의 정규화된 EUV 방사선 세기의 감소를 나타내는 그래프이다. P43에서의 EUV 방사선의 세기는 매우 급격하게 떨어지며, 세기의 약 60 %가 P43의 처음 약 50 nm 내에서 손실되는 것을 알 수 있다. 이러한 P43에서의 EUV의 강한 흡수는 EUV에 의해 유도된 섬광들의 대부분이 P43의 처음 50 nm에서 일어나기 때문이다.
도 4b에는, nm 단위로 측정된 거리의 함수로서, 실리콘 질화물 내부에서의 정규화된 EUV 방사선 세기의 감소가 긴 점선으로 나타나 있다. 실리콘 질화물에서의 EUV 방사선의 세기는 관심 있는(of interest) 거리(예를 들어, 0 내지 100 nm)에 걸쳐 거의 선형 방식으로 비교적 서서히 감소한다. 이러한 실리콘 질화물에 의한 EUV의 비교적 낮은 흡수는 이 재료가 본 발명의 앞서 설명된 실시예에서 사용되기 때문이다.
도 4a 및 도 4b는 검출기 장치(D)의 실리콘 질화물 층(42)에 대한 적절한 두께를 선택하는데 사용될 수 있다. 더 두꺼운 실리콘 질화물 층(42)은 지르코늄 층(43)으로부터 P43 층(41)의 더 강한 분리를 제공하고, 지르코늄의 퀀칭 효과를 감소시킨다. 하지만, 더 얇은 실리콘 질화물 층(42)은 더 적은 EUV를 흡수함에 따라, 더 많은 EUV가 P43에 입사하게 할 수 있다. 이러한 2 개의 요건들 사이에서 균형이 맞춰질(struck) 수 있다. 실리콘 질화물 이외의 재료로 스페이서 층(42)이 형성되는 실시예들에서, 유사한 방식으로 재료에 대해 적절한 두께가 선택될 수 있다.
도 4a를 참조로, P43으로부터 약 50 nm만큼 지르코늄을 분리하는 것은 양자 수율의 회복(recovery)을 제공한다(벌크 양자 수율의 약 90 % 이상으로 되돌아감). 도 4b를 참조로, 약 50 nm의 실리콘 질화물을 이용하여 이러한 분리를 제공하는 것은 P43에 입사하는 EUV 방사선의 세기를 약 25 %만큼 감소시킬 것이다.
예를 들어, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 적절한 두께를 선택함으로써, 실리콘 질화물 층(42)의 여타의 다른 두께가 사용될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 질화물 층(42)은 두께가 약 50 내지 100 nm 사이일 수 있다.
또한, 앞서 언급된 바와 같이, 실리콘 질화물 층(42)은 가시 방사선에 투명하다. P43 층이 가시 스펙트럼(예를 들어, 550 nm)의 광자들을 방출하기 때문에, P43에 의해 방출되는 섬광 광자들은 상당한 흡수를 겪지 않고 실리콘 질화물 층(42)을 통해 이동할 수 있다. 결과적으로, CCD 어레이(40)로부터 멀리 P43 층(41)에 의해 방출되는 섬광 광자들의 일부분이 지르코늄 층(43)에 의해 CCD 어레이 쪽으로 다시 반사될 것이며, 따라서 CCD 어레이에 입사할 것이다. 이는 CCD 어레이(40)에 입사하는 방사선의 세기를 감소시킬 것이다.
CCD 어레이(40)에 입사하는 방사선의 세기를 증가시키는 것이 유익한 것으로 여겨질 수 있지만, CCD 어레이에 의해 나타내어지는 이미지의 콘트라스트가 감소될 수 있다. 이는 방사선이 방출된 지점과 상이한 위치에서 P43 층(41)에 다시 도달하는 방사선에 의해 이미지가 흐려질 수(blurred) 있기 때문이다. 도 5를 참조하면, EUV 방사선(50)은 P43 층(41)의 일 위치 A에서 입사한다. 방사선(51)은 P43 층(41)의 위치 A로부터 방출되며, 실리콘 질화물 층(42)을 통해 소정 각도를 가지고(at a angle) 위쪽으로, 그리고 지르코늄 층(43)을 향해 이동한다. 지르코늄 층(43)은 방사선(52)을 반사시키며, 이는 P43 층(41)의 위치 B를 향해 소정 각도를 가지고 아래쪽으로 이동한다. 위치 B는 위치 A로부터 다소 떨어진 거리에 있다. CCD 어레이(40)에 의해 검출된 이미지에서는, EUV 방사선이 P43 층(41)의 위치 B에서 입사한 것으로 보인다. 따라서, 도 5에 나타낸 방식으로 지르코늄 층을 통해 반사된 방사선은 CCD 어레이(40)에 의해 검출된 이미지를 흐리게 한다.
실리콘 질화물 대신에 사용될 수 있고, 상기의 단점을 겪지 않는 스페이서 층 재료는 실리콘이다. 실리콘은 EUV 방사선에 실질적으로 투명하지만, 가시 스펙트럼의 방사선을 흡수한다. 따라서, 도 5를 다시 참조하면, P43 층(41)의 위치 A로부터 방출된 방사선(51)은 실리콘 층(42)에 의해 흡수되며, P43 층(41)의 위치 B로 반사되지 않는다(또는 상당히 낮은 세기로 다시 반사된다). 방사선(51)이 흡수되기 때문에, 반사된 방사선으로 인한 이미지의 흐려짐 현상(blurring)이 회피된다(또는 감소된다).
실리콘 질화물이 아닌 실리콘이 스페이서 재료 층(42)으로서 사용되면, CCD 어레이(40)에서 수용된 방사선의 전체 세기가 감소된다. CCD 어레이(40)에서 수용된 방사선의 세기를 감소시키는 것이 반직관적인(counter intuitive) 것으로 여겨질 수도 있다. 하지만, 앞서 설명된 이유들로 인해, CCD 어레이에 나타난 이미지의 품질의 개선이 제공될 수 있다. 이러한 이미지 품질의 개선은 방사선 세기의 손실보다 유익할 수 있어, 실리콘 질화물보다는 실리콘을 스페이서 재료 층(42)으로서 사용하는 것이 순이익을 가져온다.
실리콘 층(42)은, 예를 들어 P43 층으로부터 수직으로 방출된 방선에 비해, 좁은 각도를 가지고(at shallow angle) P43 층(41)으로부터 방출된 방사선을 우선적으로(preferentially) 흡수한다. 본 명세서에서, '좁은 각도'라는 용어는 P43 층(41)과 실리콘 층(42) 사이의 계면의 평면에 대해 측정된 각도들을 일컫는 것으로 의도된다. 이는, 좁은 각도를 가지고 방출된 방사선에 의해 이동되는 거리가 수직으로 방출된 방사선에 의해 이동되는 거리보다 상당히 길기 때문이다. 이 방사선은 실리콘 층(42)을 통해 더 긴 거리를 이동하기 때문에, 이는 P43 층으로부터 수직으로 방출된 방사선보다 실리콘 층에 의해 더 완전하게 흡수될 것이다. 따라서, 실리콘 층(42)은 본질적으로 P43 층(41)의 원점으로부터 가장 멀리 빗나간(stray) 방사선을 억제함에 따라, CCD 어레이에 의해 나타난 이미지의 콘트라스트를 개선한다.
실리콘으로 스페이서 재료 층(42)을 형성하는 또 다른 장점은, 실리콘 질화물의 굴절률(n=2.1)에 비해, 실리콘의 굴절률(n=5.2)이 비교적 높아, 좁은 각도를 가지고 P43 층(41)으로부터 방출된 가시 방사선이 실리콘 스페이서 층으로 이동할 것이며, 또한 흡수될 것이다.
스페이서 층 재료(42)로서 실리콘을 사용하는 또 다른 장점은, DUV 방사선에 대한 높은 흡수율에 있다. 따라서, 지르코늄 층(43) 및 실리콘 층(42)은, EUV를 투과하고, 지르코늄만을 또는 실리콘만을 이용하여 달성되는 것보다 높을 수 있는 효율성으로 다른 파장들을 필터링하는 조합된 필터로서 작용한다.
앞서 설명된 예시는 스페이서 층 재료로서 실리콘의 사용에 대해 언급하였지만, 유사한 특성들을 갖는 다른 재료들이 사용될 수도 있다. 스페이서 층은, 예를 들어 가시 방사선을 흡수하고 EUV 방사선에 실질적으로 투명한 다른 재료들로 형성될 수 있다.
실리콘 질화물 및 실리콘은 스페이서 재료들의 예시들로 고려될 수 있다. 스페이서 재료는 여하한의 적절한 재료일 수 있다. 섬광재 재료에 의한 광자들의 방출을 실질적으로 퀀칭하지 않는 스페이서 재료가 선택될 수 있다. EUV 방사선에 투과도를 제공하는(예를 들어, 입사하는 EUV 방사선의 실질적인 부분을 투과시키는) 스페이서 재료가 선택될 수 있다.
스페이서 재료가 EUV 방사선을 흡수하는 정도는 관련 고려사항(relevant consideration)일 수 있다. 스페이서 재료는, 예를 들어 재료의 약 50 nm 내에서 약 50 % 미만의 EUV 방사선을 흡수할 수 있고, 재료의 약 50 nm 내에서 약 40 % 미만의 EUV 방사선을 흡수할 수 있으며, 재료의 약 50 nm 내에서 약 25 % 미만의 EUV 방사선을 흡수할 수 있다.
주어진 재료의 EUV 방사선의 흡수는 감쇠 길이(attenuation length)[세기가 1/exp 배만큼(factor) 감소함에 따라 취해진 길이]로서 표현될 수 있다. 실리콘 질화물(SiN, 비-화학량)은 약 193 nm의 감쇠 길이를 갖는다. 가능한 또 다른 스페이서 재료는 실리콘 이산화물(SiO2)이며, 이는 약 135 nm의 감쇠 길이를 갖는다. 실리콘 질화물은 (상업적으로 이용가능한 광학적으로 투명한 몇몇 무기 재료들에 비해) 낮은 EUV 흡수율을 갖는 장점을 제공한다.
스페이서 재료는, 예를 들어 낮은 밀도를 가지며 EUV 방사선의 존재에 안정한 유기 재료일 수 있다. 스페이서 재료는, 다음의 재료들이 EUV 방사선의 존재에 충분한 안정성을 나타낸다면, 예를 들어 폴리프로필렌(감쇠 길이는 약 400 nm임), 파릴렌-N,C(감쇠 길이는 약 320 nm, 300 nm임), 폴리카보네이트(감쇠 길이는 약 220 nm임) 또는 PMMA(감쇠 길이는 약 190 nm임)일 수 있다.
상기의 감쇠 길이들은 Lawrence Berkeley National Laboratory (http://henke.lbl.gov/optical_constants) 웹사이트로부터의 이론적 예측치들에 기초한다.
P43은 섬광재 재료의 일 예시로 고려될 수 있다. 하지만, 섬광재는 여하한의 적절한 재료일 수 있다. 예를 들어, 섬광재는 YAG:Ce일 수 있거나, EUV를 더 쉽게 검출가능한 파장(예를 들어, 가시광 파장)의 방사선으로 변환하는 여하한의 다른 섬광재일 수 있다.
지르코늄은 스펙트럼 퓨리티 필터(즉, 원치않는 파장들을 필터링하는 필터)의 일 예시로서 고려될 수 있다. 하지만, 스펙트럼 퓨리티 필터는 여하한의 적절한 재료일 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 퓨리티 필터는 금속일 수 있다. 금속은, 예를 들어 순금속(pure metal)일 수 있거나, 질화물 및/또는 실리콘을 갖는 지르코늄과 같은 합성물일 수 있다. 스펙트럼 퓨리티 필터는 상이한 재료들의 층들을 포함할 수 있다.
검출기(40)가 반드시 CCD 어레이일 필요는 없다. 검출기는 섬광재에 의해 변환되는 광자들을 검출하는 여하한의 검출기일 수 있다. 검출기는, 예를 들어 이미징 검출기, 예를 들어 광전자 증배관들의 마이크로-어레이(micro-array of photomultiplier tubes)일 수 있다. 검출기는, 예를 들어 비-이미징 검출기, 예컨대 포토다이오드일 수 있다.
상기의 설명에서, EUV라는 용어는 극자외 방사선을 일컫도록 의도된다. 리소그래피 장치에서 극자외 방사선은 흔히 약 13.5 nm로 중심잡히며(centered), 극자외 방사선이라는 용어는 다른 파장들(예를 들어, 5 내지 20 nm 범위의 파장들)을 포함할 수 있다.
본 명세서에서는, 집적 회로의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다.
결론
요약 및 초록 부분(Summary and Abstract sectons)이 아닌, 발명의 상세한 설명 부분(Detailed Description section)이 청구항을 해석하는데 사용되도록 의도된다는 것을 이해하여야 한다. 요약 및 초록 부분은 1 이상을 설명할 수 있지만, 발명자(들)에 의해 의도(contemplate)된 본 발명의 모든 예시적인 실시예를 설명하지는 않으므로, 어떠한 방식으로도 본 발명 및 첨부된 청구항을 제한하지는 않는다.
이상, 본 발명은 특정화된 기능들 및 그 관계들의 구현을 예시하는 기능 구성 요소(functional building block)들의 도움으로 설명되었다. 본 명세서에서, 이 기능 구성 요소들의 경계들은 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 특정화된 기능들 및 그 관계들이 적절히 수행되는 한, 대안적인 경계들이 정의될 수 있다.
특정 실시예들의 앞선 설명은, 당업계의 지식을 적용함으로써, 다양한 적용들을 위해 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고 지나친 실험 없이 이러한 특정 실시예들을 쉽게 변형하고, 및/또는 적합하게 할 수 있도록 본 발명의 일반적인 성질을 전부 드러낼 것이다. 그러므로, 이러한 응용예 및 변형예들은 본 명세서에 나타낸 기술내용 및 안내에 기초하여, 개시된 실시예들의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본 명세서에서, 어구 또는 전문 용어는 설명을 위한 것이며 제한하려는 것이 아니므로, 당업자라면 본 명세서의 전문 용어 또는 어구가 기술내용 및 안내를 고려하여 해석되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 범위와 폭은 상술된 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않아야 하며, 다음의 청구항 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.
Claims (14)
- 섬광 재료(scintillation material)의 층, 상기 섬광 재료의 층에 제공된 스페이서 재료(spacer material)의 층, 및 상기 스페이서 재료의 층에 제공된 스펙트럼 퓨리티 필터 층이 제공되는 검출기를 포함하고,
상기 스펙트럼 퓨리티 필터 층은 지르코늄이고,
상기 스페이서 재료의 층은 실리콘, 실리콘 질화물, 또는 실리콘 이산화물이고, 상기 스페이서 재료의 층의 두께는 20nm 내지 100nm인 검출기 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 스페이서 재료의 층은 두께가 적어도 50 nm인 검출기 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 스페이서 재료의 층은 상기 재료의 50 nm 내에서 50 % 미만의 EUV 방사선을 흡수하는 검출기 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 스페이서 재료의 층은 상기 재료의 100 nm 내에서 50 % 미만의 EUV 방사선을 흡수하는 검출기 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 스페이서 재료의 층은 상기 섬광 재료에 의해 방출된 섬광 방사선의 파장에 투명한 검출기 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 섬광 재료의 층은 Gd2O2S:Tb 또는 YAG:Ce인 검출기 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 검출기는 이미징 검출기인 검출기 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 이미징 검출기는 CCD 어레이인 검출기 장치. - 리소그래피 장치에 있어서,
기판을 유지하는 기판 테이블; 및
패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상으로 투영하는 투영 시스템을 포함하고,
상기 리소그래피 장치는 청구항 제 1 항에 따른 검출기 장치를 더 포함하는 리소그래피 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 검출기 장치는 상기 리소그래피 장치의 상기 기판 테이블에 제공되는 리소그래피 장치. - EUV 방사선을 지르코늄인 스펙트럼 퓨리티 필터 층과, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터 층 밑에 제공된 스페이서 재료 층을 통해, 그리고 섬광 재료의 층 상으로 지향시키고, 이후 검출기를 이용하여, 상기 섬광 재료의 층에 의해 방출된 섬광 방사선을 검출하는 단계를 포함하고,
상기 스페이서 재료 층은 실리콘, 실리콘 질화물 또는 실리콘 이산화물이고, 상기 스페이서 재료 층의 두께는 20nm 내지 100nm인 검출 방법. - 삭제
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