KR101776829B1 - 스펙트럼 퓨리티 필터 - Google Patents
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Abstract
스펙트럼 퓨리티 필터는 재료의 몸체 - 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들이 연장됨 - 를 포함한다. 상기 어퍼처들은 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 상기 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성된다. 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 방사선의 제 1 파장보다 짧다. 상기 재료의 몸체는 상기 방사선의 제 1 파장에서 실질적으로 70 % 이상의 벌크 반사율을 갖는 재료로 형성된다. 상기 재료는 1,000 ℃ 이상의 녹는점을 갖는다.
Description
본 출원은 2010년 4월 27일에 출원된 미국 가출원 61/328,426호의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
본 발명은 스펙트럼 퓨리티 필터, 예를 들어 리소그래피 장치 및/또는 리소그래피 방법에서 사용하기에 적합한 스펙트럼 퓨리티 필터에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상으로, 통상적으로는 기판의 타겟부 상으로 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)의 (예를 들어, 다이의 일부분, 한 개 또는 수 개의 다이를 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.
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 프린팅(즉, 패턴 적용)의 한계들의 이론적 추정은 수학식 (1)로 나타낸 바와 같은 분해능(resolution)에 대한 레일리 기준(Rayleigh criterion)에 의해 설명될 수 있다:
여기서, λ는 사용되는 방사선의 파장이고, NA는 패턴을 프린트(즉, 적용)하는데 사용되는 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)이며, k 1 은 레일리 상수라고도 칭하는 공정 의존성 조정 인자이고, CD는 프린트된(즉, 적용된) 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식 (1)에 따르면, 피처들의 프린트가능한(즉, 적용가능한) 최소 크기의 감소는 세 가지 방식으로, 즉 노광 파장 λ를 줄이거나, 개구수 NA를 증가시키거나, k 1 의 값을 감소시킴으로써 얻어질 수 있다.
노광 파장을 줄이고, 이에 따라 프린트가능한(즉, 적용가능한) 피처 크기를 감소시키기 위해, 극자외(EUV) 방사선 소스를 사용하는 것이 제안되었다. EUV 방사선은 5 내지 20 nm의 범위, 예를 들어 13 내지 14 nm의 범위, 예를 들어 6.7 nm 또는 6.8 nm와 같이 5 내지 10 nm의 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 가능한 소스들로는, 예를 들어 레이저-생성 플라즈마 소스(laser-produced plasma: LPP source), 방전 플라즈마 소스(discharge plasma: DPP source), 또는 전자 저장 링(electron storage ring)에 의해 제공된 싱크로트론 방사선(synchrotron radiation)에 기초한 소스들을 포함한다.
EUV 방사선은 플라즈마를 이용하여 생성될 수 있다. EUV 방사선을 생성하는 방사선 시스템은 플라즈마를 제공하기 위한 연료를 활성화(excite)시키기 위한 레이저, 및 플라즈마를 수용하기 위한 소스 컬렉터 모듈을 포함할 수 있다. 플라즈마는, 예를 들어 적합한 재료(예를 들어, 주석)의 입자와 같은 연료, 또는 Xe 가스 또는 Li 증기와 같은 적합한 가스 또는 증기의 스트림에 레이저 빔을 지향시킴으로써 생성될 수 있다. 이로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 방사선 컬렉터는 방사선을 수용하고 상기 방사선을 빔으로 포커스하는 거울 수직 입사 방사선 컬렉터(mirrored normal incidence radiation collector)일 수 있다. 소스 컬렉터 모듈은 플라즈마를 지지하기 위한 진공 환경을 제공하도록 배치된 인클로징 구조체 또는 챔버(enclosing structure or chamber)를 포함할 수 있다. 이러한 방사선 시스템은 통상적으로 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스라 칭해진다.
플라즈마를 이용하여 EUV 방사선을 생성하는 소스들과 같은 실제 EUV 소스들은 원하는 '대역내(in-band)' EUV 방사선을 방출할 뿐만 아니라, 바람직하지 않은 '대역외(out-of-band)' 방사선도 방출한다. 이 대역외 방사선은 DUV(deep ultra violet) 방사선 범위(100 내지 400 nm)에서 가장 두드러진다. 또한, 몇몇 EUV 소스들, 예를 들어 레이저 생성 플라즈마 EUV 소스들의 경우, 통상적으로 10.6 ㎛에서의 레이저로부터의 방사선은 상당한 양의 대역외 방사선을 나타낸다.
리소그래피 장치에서, 몇몇 이유들로 인해 스펙트럼 순도(spectral purity)가 요구된다. 한 가지 이유는, 레지스트가 방사선의 대역외 파장에 대해 민감하며, 따라서 레지스트가 이러한 대역외 방사선에 노출되는 경우 레지스트에 적용된 패턴들의 이미지 품질이 저하될 수 있다는 점이다. 또한, 몇몇 레이저 생성 플라즈마 소스들의 대역외 적외 방사선, 예를 들어 10.6 ㎛ 방사선은 패터닝 디바이스, 기판 그리고 리소그래피 장치 내의 광학기의 바람직하지 않고 불필요한 가열을 야기할 수 있다. 이러한 가열은 이러한 요소들의 손상, 수명의 감소, 및/또는 레지스트-코팅된 기판 상으로 투영되고 이에 적용된 패턴들의 결함 또는 왜곡들을 야기할 수 있다.
이러한 문제들을 극복하기 위하여, 적외 방사선의 투과를 실질적으로 방지하는 동시에 EUV 방사선의 투과를 허용하는 몇 가지 상이한 투과 스펙트럼 퓨리티 필터들이 제안되었다. 이 제안된 스펙트럼 퓨리티 필터들 중 몇몇은, 예를 들어 적외 방서선에 대해서는 실질적으로 불투명하면서 동시에 EUV 방사선에 대해서는 실질적으로 투명한 구조체를 포함한다. 또한, 이들 및 다른 스펙트럼 퓨리티 필터들에는 1 이상의 어퍼처들이 제공될 수 있다. 어퍼처들의 크기 및 간격은 적외 방사선이 어퍼처들에 의해 회절되는(이에 따라 억제되는) 한편, EUV 방사선은 어퍼처를 통해 전달되도록 선택될 수 있다. 어퍼처들이 제공된 스펙트럼 퓨리티 필터는 어퍼처들이 제공되지 않은 스펙트럼 퓨리티 필터보다 높은 EUV 투과율을 가질 수 있다. 이는, EUV 방사선이 고체 재료의 주어진 두께를 통과하는 것보다 더 쉽게 어퍼처를 통과할 수 있을 것이기 때문이다.
통상적인 스펙트럼 퓨리티 필터는, 예를 들어 반사 금속, 예컨대 몰리브덴으로 코팅된 실리콘 기초 구조체(silicon foundation structure)[예를 들어, 어퍼처들이 제공된 실리콘 그리드(silicon grid) 또는 기타 부재]로부터 형성될 수 있다. 사용 시, 통상적인 스펙트럼 퓨리티 필터는, 예를 들어 입사 적외 방사선 및 EUV 방사선으로부터 높은 열 부하를 겪게 될 수 있다. 열 부하는 스펙트럼 퓨리티 필터의 온도가 800 ℃를 상회하게 할 수 있다. 몰리브덴으로 코팅된 실리콘을 포함하는 통상적인 스펙트럼 퓨리티 필터는 800 ℃ 이상에서 만족스럽지 못한 짧은 수명을 갖는 것으로 밝혀졌다. 이는, 반사성 몰리브덴 코팅과 아래놓인 실리콘 지지 구조체 사이의 반응으로 인한 것이며, 이는 궁극적으로 코팅의 박리(delamination)를 유발한다. 실리콘 기초 구조체의 박리 및 저하는 잔해물(debris)(예를 들어, 입자 등과 같은 잔해물)이 리소그래피 장치의 특정 부분들로 드나드는 것을 억제하기 위해 스펙트럼 퓨리티 필터가 사용되는 환경에서 가스로서 흔히 사용되는 수소의 존재에 의해 가속화된다.
리소그래피 장치(및/또는 방법)에서는, 레지스트 코팅된 기판에 패턴을 적용하는데 사용되는 방사선 세기의 손실을 최소화하는 것이 바람직하다. 이에 대한 한가지 이유는, 예를 들어 노광 시간을 줄이고 스루풋(throughput)을 증대시키기 위하여, 이상적으로는 패턴을 기판에 적용하는데 가능한 한 많은 방사선을 적용할 수 있어야 한다는 것이다. 동시에, 리소그래피 장치를 통과하고 기판에 입사하는 바람직하지 않은(예를 들어, 대역외) 방사선의 양을 최소화시키는 것이 바람직하다. 또한, 리소그래피 방법 및 장치에 사용되는 스펙트럼 퓨리티 필터가 적절한 수명을 갖도록 하고, 스펙트럼 퓨리티 필터가 노출될 수 있는 높은 열 부하 및/또는 스펙트럼 퓨리티 필터가 노출될 수 있는 수소(또는 그 유사물)로 인해 시간이 지남에 따라 급격히 저하되지 않도록 보장하는 것이 바람직하다. 그러므로, 개선된(또는 대안적인) 스펙트럼 퓨리티 필터, 예를 들어 리소그래피 장치 및/또는 방법에서 사용하기에 적합한 스펙트럼 퓨리티 필터를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 스펙트럼 퓨리티 필터가 제공되며, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터는 재료의 몸체를 포함하고, 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들이 연장되며; 상기 어퍼처들은 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 상기 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성되며, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 방사선의 제 1 파장보다 짧으며; 상기 재료의 몸체는 상기 방사선의 제 1 파장에서 실질적으로 70 % 이상의 벌크 반사율(bulk reflectance)을 갖는 재료로 형성되고, 또한 상기 재료는 1,000 ℃ 이상의 녹는점을 갖는다.
상기 재료는 Cr, Fe, Ir, Mo, Nb, Ni, Os, Pt, Re, Rh, Ru, Ta 및 W, 또는 이의 실리사이드(silicide) 중 1 이상을 포함할 수 있다.
상기 재료는 Cr, Fe, Ir, Mo, Nb, Ni, Os, Pt, Re, Rh, Ru, Ta 및 W, 또는 이의 실리사이드 중 1 이상의 합금을 포함할 수 있다. 상기 합금은 Cr, Fe, Ir, Mo, Nb, Ni, Os, Pt, Re, Rh, Ru, Ta 및 W, 또는 이의 실리사이드 중 1 이상 또는 1 이상의 조합을 원자량 단위로 과반량(majority amount)을 포함할 수 있다.
상기 재료는 전체적으로 재료의 재결정 온도(re-crystallization temperature)를 증가시키기 위한 복수의 나노입자들을 더 포함할 수 있다. 상기 나노입자들은 재료의 몸체 내에서 층들로 분포될 수 있다. 상기 나노입자들은 Al2O3, HfO2, ZrO2, Y2O3, MgO, La2O3, Ce2O3, SrO 및 HfC 중 1 이상을 포함할 수 있다.
재료의 몸체의 면 - 상기 재료의 몸체를 통해 어퍼처들이 연장됨 - 에는 실질적으로 순수한 Cr, Fe, Ir, Mo, Nb, Ni, Os, Pt, Re, Rh, Ru, Ta 및 W, 또는 이의 실리사이드로 형성된 영역 또는 층들이 제공되거나 이를 포함한다. 상기 면은 사용 시 제 1 파장 및/또는 제 2 파장을 포함하는 입사 방사선을 향하도록 구성될 수 있다.
방사선의 제 1 파장은 전자기 스펙트럼의 적외선 영역에 있는 파장을 가질 수 있으며, 및/또는 제 1 파장은 9 내지 12 ㎛의 범위, 예를 들어 약 9.4 ㎛ 또는 약 10.6 ㎛이다.
방사선의 제 2 파장은 전자기 스펙트럼의 EUV 부분의 파장을 갖는 방사선과 실질적으로 같거나 그보다 짧은 파장을 가질 수 있으며, 및/또는 제 2 파장은 5 내지 20 nm 범위, 예를 들어 13 내지 14 nm, 또는 6 내지 7 nm, 예컨대 약 6.6 내지 약 6.9 nm이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스펙트럼 퓨리티 필터를 제조하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 기판에 제공된 재료의 몸체에 리소그래피 및 에칭 공정을 이용하여, 상기 재료의 몸체에 복수의 어퍼처들을 제공하는 단계 - 상기 어퍼처들은 사용 시 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 사용 시 제 2 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 상기 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성되며, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 방사선의 제 1 파장보다 짧음 -; 상기 기판으로부터 재료의 몸체를 해제하는 단계 - 상기 재료의 몸체는 스펙트럼 퓨리티 필터를 형성함 - 를 포함하고, 상기 재료의 몸체는 상기 방사선의 제 1 파장에서 실질적으로 70 % 이상의 벌크 반사율을 갖는 재료로 형성되고, 또한 상기 재료는 1,000 ℃ 이상의 녹는점을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스펙트럼 퓨리티 필터를 제조하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 재료의 몸체의 수용을 위한 주형(mold)을 형성하는 단계 - 상기 주형은 상기 재료의 몸체에 복수의 어퍼처들을 제공하도록 형상화되고, 상기 어퍼처들은 사용 시 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 사용 시 제 2 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 상기 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성되며, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 방사선의 제 1 파장보다 짧음 -; 상기 주형에 상기 재료의 몸체를 공급하는 단계; 상기 주형을 제거하여, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터를 형성하는 상기 재료의 몸체를 남기는 단계를 포함하고, 상기 재료의 몸체는 상기 방사선의 제 1 파장에서 실질적으로 70 % 이상의 벌크 반사율을 갖는 재료로 형성되고, 또한 상기 재료는 1,000 ℃ 이상의 녹는점을 갖는다.
본 발명의 방법 또는 장치 실시형태들과 관련하여, 재료의 몸체는 제 2 재료의 비교적 얇은 복수의 층들에 의해 비교적 두꺼운 복수의 층들로 분할될 수 있다. 상기 제 2 재료의 층들은 B, C, Si, 또는 재료의 몸체의 구성성분(constituent)의 산화물, 질화물 또는 탄화물; 및/또는 Al2O3, HfO2, ZrO2, Y2O3, MgO, La2O3, Ce2O3, SrO 및 HfC 중 1 이상을 포함하는 나노입자들을 포함할 수 있다.
상기 재료의 몸체는 재료의 몸체의 표면의 에칭(예를 들어, 스퍼터 에칭)에 의해 주기적으로 차단(interrupt)되는 방식으로 제공(예를 들어, 증착)될 수 있다.
다른 실시형태들은 본 발명의 실시형태들의 방법들을 이용하여 제조된 스펙트럼 퓨리티 필터에 관한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 스펙트럼 퓨리티 필터가 제공되며, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터는 재료의 몸체를 포함하며, 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들이 연장되며; 상기 어퍼처들은 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 상기 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성되며, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 방사선의 제 1 파장보다 짧으며; 상기 재료의 몸체는 몰리브덴-레늄 합금, 또는 텅스텐-레늄 합금; 또는 텅스텐-몰리브덴 합금; 또는 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금으로 형성된다.
합금의 레늄의 함량은 원자 농도(atomic percentage)로, 몰리브덴-레늄 합금에 대해 0.1 % 내지 49 %; 텅스텐-레늄 합금에 대해 0.1 % 내지 27 %; 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금에 대해 0.1 % 내지 49 %일 수 있다.
재료의 몸체는 전체적으로 재료의 몸체의 재결정 온도를 증가시키기 위한 복수의 나노입자들을 더 포함할 수 있다. 나노입자들은 Al2O3, HfO2, ZrO2, Y2O3, MgO, La2O3, Ce2O3, SrO, HfC 중 1 이상을 포함할 수 있다. 나노입자들은 재료의 몸체 내에서 층들로 분포될 수도 있다.
재료의 몸체의 면 - 상기 재료의 몸체를 통해 어퍼처들이 연장됨 - 에는 실질적으로 순수한 몰리브덴 또는 텅스텐으로 형성된 영역 또는 층들이 제공되거나 또는 이를 포함할 수 있다. 상기 면은 사용 시 제 1 파장 및/또는 제 2 파장을 포함하는 입사 방사선을 향하도록 구성될 수 있다.
방사선의 제 1 파장은 전자기 스펙트럼의 적외선 영역에 있는 파장을 가질 수 있으며, 및/또는 제 1 파장은 9 내지 12 ㎛의 범위, 예를 들어 약 9.4 ㎛ 또는 약 10.6 ㎛이다.
방사선의 제 2 파장은 전자기 스펙트럼의 EUV 부분의 파장을 갖는 방사선과 실질적으로 같거나 그보다 짧은 파장을 가질 수 있으며, 및/또는 제 2 파장은 5 내지 20 nm 범위, 예를 들어 13 내지 14 nm, 또는 6 내지 7 nm, 예컨대 약 6.6 내지 약 6.9 nm이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 스펙트럼 퓨리티 필터가 제공되며, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터는 재료의 몸체를 포함하며, 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들이 연장되며; 상기 어퍼처들은 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 상기 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성되며, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 방사선의 제 1 파장보다 짧으며; 상기 재료의 몸체는 몰리브덴 또는 텅스텐으로 형성되며, 상기 재료의 몸체는 전체적으로 재료의 몸체의 재결정 온도를 증가시키기 위한 복수의 나노입자들을 더 포함할 수 있다.
상기 나노입자들은 Al2O3, HfO2, ZrO2, Y2O3, MgO, La2O3, Ce2O3, SrO, HfC 중 1 이상을 포함할 수 있다.
상기 나노입자들은 재료의 몸체 내에서 층들로 분포될 수도 있다.
몰리브덴은 몰리브덴-레늄 합금; 또는 텅스텐-몰리브덴 합금; 또는 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금의 일부분을 형성할 수 있거나, 텅스텐은 텅스텐-레늄 합금; 텅스텐-몰리브덴 합금; 또는 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금의 일부분을 형성할 수 있다. 각각의 합금의 레늄의 함량은 원자 농도로 몰리브덴-레늄 합금에 대해 0.1 % 내지 49 %; 텅스텐-레늄 합금에 대해 0.1 % 내지 27 %; 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금에 대해 0.1 % 내지 49 %일 수 있다.
재료의 몸체의 면 - 상기 재료의 몸체를 통해 어퍼처들이 연장됨 - 에는 실질적으로 순수한 몰리브덴 또는 텅스텐으로 형성된 영역 또는 층들이 제공되거나 또는 이를 포함할 수 있다. 상기 면은 사용 시 제 1 파장 및/또는 제 2 파장을 포함하는 입사 방사선을 향하도록 구성될 수 있다.
방사선의 제 1 파장은 전자기 스펙트럼의 적외선 영역에 있는 파장을 가질 수 있으며, 및/또는 제 1 파장은 9 내지 12 ㎛의 범위, 예를 들어 약 9.4 ㎛ 또는 약 10.6 ㎛이다.
방사선의 제 2 파장은 전자기 스펙트럼의 EUV 부분의 파장을 갖는 방사선과 실질적으로 같거나 그보다 짧은 파장을 가질 수 있으며, 및/또는 제 2 파장은 5 내지 20 nm 범위, 예를 들어 13 내지 14 nm, 또는 6 내지 7 nm, 예컨대 약 6.6 내지 약 6.9 nm이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 스펙트럼 퓨리티 필터 조립체가 제공되며, 상기 조립체는 재료의 몸체를 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터 - 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들이 연장되며, 상기 어퍼처들은 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 상기 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성되며, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 방사선의 제 1 파장보다 짧음 -; 및 사용 시 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분의 온도를 증가시키기 위한 구성부(arrangement)를 포함하며, 상기 구성부는 상기 방사선의 제 1 및 제 2 파장들의 소스로부터 분리된다.
상기 구성부는 온도를 증가시키기 위해 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분에 열을 제공하도록 구성될 수 있으며, 및/또는 상기 구성부는 사용 시 온도를 증가시키기 위해 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키도록(thermally insulate) 구성될 수 있다.
상기 구성부는 스펙트럼 퓨리티 필터를 장착시키고, 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키기 위한 1 이상의 장착부들을 포함할 수 있다.
상기 구성부는 열원(heat source)을 포함할 수 있다.
상기 열원은 스펙트럼 퓨리티 필터의 일부분을 형성하거나 이와 접촉하는 1 이상의 전기 히터들 또는 컨덕터들; 및/또는 스펙트럼 퓨리티 필터에서 방사선을 지향시키도록 구성된 방사선 소스 중 1 이상일 수 있으며, 상기 방사선은 스펙트럼 퓨리티 필터에 의해 실질적으로 흡수되는 파장을 갖는다.
스펙트럼 퓨리티 필터는 사용 시 제 1 파장 및/또는 제 2 파장을 포함하는 입사 방사선을 향하도록 구성된 면; 및 상기 면에 대해 스펙트럼 퓨리티 필터의 반대 쪽에 위치된 후방면을 포함하고, 상기 열원은 스펙트럼 퓨리티 필터의 후방면에 열을 제공하도록 구성된다.
스펙트럼 퓨리티 필터의 면은 방사선의 제 1 파장에 대해 실질적으로 반사성일 수 있으며, 후방면은 방사선의 제 1 파장에 대해 실질적으로 흡수성이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 사용 시 스펙트럼 퓨리티 필터의 온도를 증가시키기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 스펙트럼 퓨리티 필터가 필터링하도록 설계된 방사선의 소스로부터 분리된 열원을 이용하여 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분을 가열하는 단계; 및/또는 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키는 단계를 포함한다.
일반적으로, 본 발명의 어느 한 실시형태에 따르면, 방사선의 제 1 파장은 전자기 스펙트럼의 적외선 영역에 있는 파장을 가질 수 있으며, 및/또는 제 1 파장은 9 내지 12 ㎛의 범위, 예를 들어 약 9.4 ㎛ 또는 약 10.6 ㎛이다. 방사선의 제 2 파장은 전자기 스펙트럼의 EUV 부분의 파장을 갖는 방사선과 실질적으로 같거나 그보다 짧은 파장을 가질 수 있으며, 및/또는 제 2 파장은 5 내지 20 nm 범위, 예를 들어 13 내지 14 nm, 또는 6 내지 7 nm, 예컨대 약 6.6 내지 약 6.9 nm이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명의 어느 한 실시형태의 스펙트럼 퓨리티 필터를 갖는 리소그래피 장치 또는 방사선 소스가 제공된다.
이하, 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스 컬렉터 모듈을 포함하는 도 1에 도시된 리소그래피 장치의 상세도;
도 3은 도 1의 장치의 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스 컬렉터 모듈의 일 실시예를 나타내는 도면;
도 4는 투과 스펙트럼 퓨리티 필터를 개략적으로 도시한 도면;
도 5는 스펙트럼 퓨리티 필터에 입사하는 방사선과 함께, 도 4의 스펙트럼 퓨리터 필터의 측면 및 부분 단면을 개략적으로 도시한 도면;
도 6은 도 4 및 도 5의 스펙트럼 퓨리티 필터의 더 상세한 또는 대안적인 측면 및 부분-단면을 개략적으로 도시한 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터의 측면 및 부분-단면을 개략적으로 도시한 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터의 측면 및 부분-단면을 개략적으로 도시한 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터의 측면 및 부분-단면을 개략적으로 도시한 도면;
도 10은 스펙트럼 퓨리티 필터들의 두께의 함수로서, 본 발명의 실시예들의 스펙트럼 퓨리티 필터의 (10.6 ㎛에서의) 반사를 나타낸 그래프;
도 11a 및 도 11b는 각각 제조 중일 때와 제조되었을 때의 스펙트럼 퓨리티 필터의 원주형 입자 구조체(columnar grain structure)를 개략적으로 도시한 도면;
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 각각 제조 중일 때와 제조되었을 때의 스펙트럼 퓨리티 필터의 실질적인 등축 입자 구조체(substantially equiaxial grain structure)를 개략적으로 도시한 도면;
도 13은 도 12a 및 도 12b의 스펙트럼 퓨리티 필터의 제조 방법의 단계를 개략적으로 도시한 도면; 및
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터 및 열원을 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터 조립체를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스 컬렉터 모듈을 포함하는 도 1에 도시된 리소그래피 장치의 상세도;
도 3은 도 1의 장치의 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스 컬렉터 모듈의 일 실시예를 나타내는 도면;
도 4는 투과 스펙트럼 퓨리티 필터를 개략적으로 도시한 도면;
도 5는 스펙트럼 퓨리티 필터에 입사하는 방사선과 함께, 도 4의 스펙트럼 퓨리터 필터의 측면 및 부분 단면을 개략적으로 도시한 도면;
도 6은 도 4 및 도 5의 스펙트럼 퓨리티 필터의 더 상세한 또는 대안적인 측면 및 부분-단면을 개략적으로 도시한 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터의 측면 및 부분-단면을 개략적으로 도시한 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터의 측면 및 부분-단면을 개략적으로 도시한 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터의 측면 및 부분-단면을 개략적으로 도시한 도면;
도 10은 스펙트럼 퓨리티 필터들의 두께의 함수로서, 본 발명의 실시예들의 스펙트럼 퓨리티 필터의 (10.6 ㎛에서의) 반사를 나타낸 그래프;
도 11a 및 도 11b는 각각 제조 중일 때와 제조되었을 때의 스펙트럼 퓨리티 필터의 원주형 입자 구조체(columnar grain structure)를 개략적으로 도시한 도면;
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 각각 제조 중일 때와 제조되었을 때의 스펙트럼 퓨리티 필터의 실질적인 등축 입자 구조체(substantially equiaxial grain structure)를 개략적으로 도시한 도면;
도 13은 도 12a 및 도 12b의 스펙트럼 퓨리티 필터의 제조 방법의 단계를 개략적으로 도시한 도면; 및
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터 및 열원을 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터 조립체를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 컬렉터 모듈(SO)을 포함하는 리소그래피 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(때로는, 일루미네이터라 칭해짐)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 기판(W)을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)의 방위, 리소그래피 장치(100)의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스(MA)가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 패터닝 디바이스(MA)가, 예를 들어 투영 시스템(PS)에 대해 원하는 위치에 있도록 보장할 수 있다.
"패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 대응할 수 있다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형, 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 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.
조명 시스템과 같이, 투영 시스템은 사용되는 노광 방사선에 대하여 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 다른 가스들이 너무 많은 방사선을 흡수할 수 있기 때문에 EUV 방사선에 대해 진공을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 진공 벽 및 진공 펌프들의 도움으로 전체 빔 경로에 진공 환경이 제공될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 이용하는) 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, 조명 시스템(IL)은 소스 컬렉터 모듈(SO)로부터 극자외(EUV) 방사선 빔을 수용한다. EUV 광을 생성하기 위한 방법들은 EUV 범위에서 1 이상의 방출 라인들을 갖는 적어도 하나의 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 갖는 플라즈마 상태로 재료를 전환시키는 단계를 포함한다(단, 이로 제한되지 않음). 흔히 레이저 생성 플라즈마(LPP)로 칭해지는 이러한 방법에서, 플라즈마는 요구되는 라인-방출 요소를 갖는 재료의 액적(droplet), 스트림 또는 클러스터와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 연료를 활성화시키는 레이저 빔을 제공하기 위해 도 1에는 도시되지 않은 레이저를 포함하는 EUV 방사선 시스템의 일부분일 수 있다. 이로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스 컬렉터 모듈에 배치된 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 예를 들어, 연료 활성화를 위해 레이저 빔을 제공하는데 CO2 레이저가 사용되는 경우, 레이저 및 소스 컬렉터 모듈은 별도의 개체들일 수 있다.
이러한 경우, 레이저는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로 레이저로부터 소스 컬렉터 모듈로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 방전 생성 플라즈마 EUV 생성기(흔히, DPP 소스라고도 함)인 경우, 상기 소스는 소스 컬렉터 모듈의 통합부일 수 있다.
조명 시스템(IL)은 방사선 빔(B)의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명 시스템(IL)의 퓨필 평면의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명 시스템(IL)은 패싯 필드(facetted field) 및 퓨필 거울 디바이스(pupil mirror device)들과 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명 시스템은 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 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. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)로부터 반사된 후, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(PS2)[예를 들어, 간섭계 디바이스(interferometric device), 리니어 인코더(linear encoder) 또는 용량성 센서(capacitive sensor)]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(PS1)는 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 하나에 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 본질적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔(B)에 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 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 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)]. 지지 구조체(예를 들어, 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.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 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 이용되며, 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 소스 컬렉터 모듈(SO), 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 장치(100)를 더 상세히 도시한다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 소스 컬렉터 모듈(SO)의 인클로징 구조체(enclosing structure; 220)에 진공 환경이 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)는 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스에 의해 형성될 수 있다. EUV 방사선은 전자기 스펙트럼의 EUV 범위의 방사선을 방출하기 위해 (초 고온) 플라즈마(210)가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수 있다. (초 고온) 플라즈마(210)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 생성하는 전기 방전에 의해 생성된다. 방사선의 효율적인 생성을 위하여 Xe, Li, Sn 증기 또는 여타의 적합한 가스 또는 증기의, 예를 들어 10 Pa의 부분압이 사용될 수 있다. 일 실시예에서는, EUV 방사선을 생성하기 위해 활성화된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
플라즈마(210)에 의해 방출되는 방사선은 소스 챔버(211)의 개구부 안이나 뒤에 위치되는 선택적인 가스 방벽 또는 오염물 트랩(230)(몇몇 경우에는 오염물 방벽 또는 포일 트랩이라고도 함)을 통해 소스 챔버(211)로부터 컬렉터 챔버(212) 내로 전달된다. 오염물 트랩(230)은 채널 구조체를 포함할 수 있다. 또한, 오염물 트랩(230)은 가스 방벽, 또는 가스 방벽과 채널 구조체의 조합을 포함할 수 있다. 또한 본 명세서에 개시된 오염물 트랩 또는 오염물 방벽(230)은 적어도 해당 기술 분야에 알려진 바와 같은 채널 구조체를 포함한다.
컬렉터 챔버(212)는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있으며, 이는 소위 스침 입사 컬렉터(grazing incidence collector)일 수 있다. 방사선 컬렉터(CO)는 상류 방사선 컬렉터 측(251) 및 하류 방사선 컬렉터 측(252)을 갖는다. 컬렉터(CO)를 가로지르는(traverse) 방사선은 격자 스펙트럼 필터(240)에 의해 반사되어 가상 소스 지점(IF)에 포커스될 수 있다. 가상 소스 지점(IF)은 통상적으로 중간 포커스라 칭해지며, 소스 컬렉터 모듈(SO)은 상기 중간 포커스(IF)가 인클로징 구조체(220)의 개구부(221) 또는 그 부근에 위치되도록 배치된다. 가상 소스 지점(IF)은 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다. 개구부(221)를 통과하기 전에, 방사선은 선택적인 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)를 통과할 수 있다. 다른 실시예에서, 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)는 리소그래피 장치의 상이한 부분[예를 들어, 소스 컬렉터 모듈(SO)의 외부]에 위치될 수 있다. 스펙트럼 퓨리티 필터의 실시예들은 아래에 더 자세히 설명된다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 상기 조명 시스템은 패터닝 디바이스(MA)에 방사선 빔(21)의 원하는 각도 분포 그리고 패터닝 디바이스(MA)에 방사선 세기의 원하는 균일성을 제공하도록 배치된 패싯 퓨필 거울 디바이스(24) 및 패싯 필드 거울 디바이스(22)를 포함할 수 있다. 지지 구조체(MT)에 의해 유지되는 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 빔(21)의 반사시, 패터닝된 빔(26)이 형성되며, 패터닝된 빔(26)은 투영 시스템(PS)에 의해 반사 요소들(28, 30)을 거쳐 웨이퍼 스테이지 또는 기판 테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 상으로 이미징된다.
일반적으로, 조명 광학 유닛(IL) 및 투영 시스템(PS)에는 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수 있다. 리소그래피 장치의 타입에 따라, 선택적으로 격자 스펙트럼 필터(240)가 존재할 수도 있다. 또한, 도면에 도시된 것보다 많은 반사요소들(예를 들어, 거울 등)이 존재할 수 있으며, 예를 들어 투영 시스템(PS)에는 도 2에 도시된 것보다 1 내지 6 개의 추가 반사 요소들이 더 존재할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같은 컬렉터(CO)는 컬렉터(또는 컬렉터 거울)의 예시로서, 스침 입사 반사기들(253, 254 및 255)을 갖는 네스티드 반사기(nested reflectors)로서 정의된다. 스침 입사 반사기들(253, 254 및 255)은 광축(O)을 중심으로 축방향 대칭으로 배치되며, 이러한 타입의 컬렉터(CO)는 흔히 DPP 소스라 칭해지는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합하여 이용되는 것이 바람직하다.
대안적으로, 소스 컬렉터 모듈(SO)은 도 3에 도시된 바와 같은 LPP 방사선 시스템의 일부분일 수 있거나, 이를 포함 또는 형성할 수 있다. 도 3을 참조하면, 레이저(LA)는 크세논(Xe), 주석(Sn) 또는 리튬(Li)의 증기 또는 영역 또는 액적과 같은 연료에 레이저 에너지를 축적(deposit)하도록 배치되어, 수 십 eV의 전자 온도를 갖는 고도로 이온화된 플라즈마(210)를 생성한다. 이러한 이온들의 탈-여기 및 재조합(de-excitation and recombination) 동안 생성된 활성 방사선(energetic radiation)은 플라즈마(210)로부터 방출되고, 거의 수직 입사 컬렉터 광학기(near normal incidence collector: CO)에 의해 수집되며, 인클로징 구조체(220)의 개구부(221) 상으로 포커스된다. 개구부(221)를 통과하기 전에, 방사선은 선택적인 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)를 통과할 수 있다. 다른 실시예들에서, 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)는 리소그래피 장치의 상이한 부분[예를 들어, 소스 컬렉터 모듈(SO)의 외부]에 위치될 수 있다. 스펙트럼 퓨리티 필터의 실시예들은 아래에 더 자세히 설명된다.
방사선 빔의 바람직하지 않은(예를 들어, 대역외) 파장 성분들을 필터링하기 위해 리소그래피 장치에 스펙트럼 퓨리티 필터를 사용하는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 1 이상의 어퍼처들을 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터를 제공하는 것이 알려져 있다. 어퍼처들의 직경 및/또는 어퍼처들 간의 간격은, 방사선(즉, 제 2 파장을 갖는 방사선, 예컨대 EUV 방사선)의 1 이상의 바람직한 파장들이 어퍼처들을 통과할 수 있게 하면서, 어퍼처들이 회절 또는 스캐터링 등에 의해 방사선(즉, 제 1 파장을 갖는 방사선, 예컨대 적외 방사선)의 1 이상의 바람직하지 않은 방사선을 억제하도록 선택된다. 예를 들어, 바람직하지 않은 방사선은 스펙트럼 퓨리티 필터를 가열시키고 또한 손상 또는 변형시킬 수도 있는 적외 방사선을 포함할 수 있는 반면, 바람직한 방사선은 레지스트 코팅된 기판에 패턴들을 적용하는데 사용될 수 있는 EUV 방사선 또는 EUV를 넘어선 방사선(beyond EUV radiation)을 포함할 수 있다.
도 4는 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)를 개략적으로 도시한다. 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)는 원형 어퍼처들(34)의 주기적인 어레이가 제공된 평면 부재(32)(아래에 더 자세히 설명됨)의 형태로 재료의 몸체를 포함한다. 어퍼처들(34)의 직경(36) 및/또는 어퍼처들(34) 간의 간격(38)은 억제될 제 1 파장의 방사선이 각 어퍼처(34) 내에서 및/또는 그 입구에서 실질적으로 회절되는 한편, 제 2의 더 짧은 파장의 방사선은 어퍼처들(34)을 통해 전달되도록 선택된다. 필적가능한 파장을 갖는 방사선(예를 들어, 적외 방사선)을 회절로 억제하고, 더 짧은 파장의 방사선(예를 들어, EUV 방사선)이 어퍼처들(34)을 통과하도록 하기 위하여, 어퍼처들(34)의 직경(36)은 예를 들어 1 내지 100 ㎛ 범위에 있을 수 있다.
평면 부재(32)는 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)가 억제하도록 설계되는 방사선의 제 1 파장 또는 파장들의 범위에 대해 실질적으로 불투명할 수 있다. 예를 들어, 평면 부재(32)는 제 1 파장, 예를 들어 전자기 스펙트럼의 적외선 범위의 파장을 반사 또는 흡수할 수 있다. 평면 부재(32)는 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)가 투과하도록 설계되는 방사선의 1 이상의 제 2 파장들, 예를 들어 전자기 스펙트럼의 EUV 범위의 파장에 대해 실질적으로 불투명할 수 있다. 하지만, 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)는 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)가 투과하도록 설계되는 1 이상의 제 1 파장들에 대해 실질적으로 투명한 평면 부재(32)로 형성될 수도 있다. 이는 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)가 투과하도록 설계되는 1 이상의 파장들에 대한 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)의 투과율을 증가시킬 수 있다.
스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)의 어퍼처들(34)은 육각형 패턴으로 배치된다. 이 배치는 원형 어퍼처들의 가장 근접한 팩킹(closest packing) 및 이에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)에 대한 가장 높은 투과율을 제공하기 때문에 바람직하다. 하지만, 어퍼처들의 다른 배치들, 예를 들어 정사각형 및 직사각형도 가능하며, 또는 다른 주기적이거나 불규칙한 배치들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 주기적인 어레이의 경우, 무작위 패턴이 이용될 수 있다. (어떠한 배치에서든) 어퍼처들은 원형일 수 있거나, 예를 들어 타원형, 육각형, 정사각형, 직사각형 또는 다른 적합한 형상일 수 있다.
도 5는 측면 및 부분-단면도로 도 4의 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)를 개략적으로 도시한다. 도 5는 제 1 파장을 갖는 방사선(40)(예를 들어, 적외 방사선) 그리고 제 2의 더 짧은 파장을 갖는 방사선(42)(예를 들어, EUV 방사선)을 더 도시한다. 방사선(40, 42)은 방사선 빔(예를 들어, 도 1 내지 도 3과 관련하여 앞서 설명된 방사선 빔)으로부터의 방사선을 구성한다. 제 1 파장을 갖는 방사선(40) 및 제 2 파장을 갖는 방사선(42)은 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)에 입사된다.
제 1 파장을 갖는 방사선(40)과 제 2 파장을 갖는 방사선(42)이 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)의 어퍼처(34)를 향해 지향될 때, 제 1 파장을 갖는 방사선(40)은 어퍼처들(34)에 의해 회절되고, 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)를 통해 투과되는 것이 실질적으로 억제된다. 제 1 파장을 갖는 방사선(40)의 작은 비율만이 어퍼처들(34)을 통해 투과된다(44). 제 2 파장을 갖는 방사선(42)은 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)의 어퍼처들(34)을 쉽게 통과한다. 이는 제 2 파장을 갖는 방사선(42)이 어퍼처들(34)에 의해 실질적으로 회절 및 억제되지 않기 때문이다.
제 1 파장을 갖는 방사선(40) 및 제 2 파장을 갖는 방사선(42)이 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)를 형성하는 평면 부재(32)의 중실 부분(solid part)을 향해 지향될 때, 제 1 파장을 갖는 방사선(40)은 평면 부재(32)의 중실 부분에 의해 반사 또는 흡수됨에 따라, 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)를 통해 투과되는 것이 억제된다. 이는 평면 부재(32)가 제 1 파장을 갖는 방사선(40)에 대해 투과성이지 않기 때문이다. 제 2 파장을 갖는 방사선(42)은 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)의 평면 부재(32)의 중실 부분을 통해 실질적으로 투과된다(46). 이는 평면 부재(32)가 제 2 파장을 갖는 방사선(42)에 대해 실질적으로 투과성이기 때문이다.
도 5는 제 1 파장을 갖는 방사선(40)의 소량만이 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)를 통과할 수 있는 반면, 이와 반대로 제 2 파장을 갖는 방사선(42)의 더 많은 부분이 스펙트럼 퓨리티 필터를 통과할 수 있음(42, 46)을 나타낸다.
도 6은 (본 발명의 일 실시예에 따르지 않은) 통상적인 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)의 측면 및 부분-단면도이다. 도시된 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)는, 예를 들어 도 4 및 도 5와 관련하여 설명된 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)를 더 상세히 나타낼 수 있다.
스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)는 실리콘 기초 구조체(50)를 포함한다. 실리콘 기초 구조체는, 예를 들어 회절 등에 의해 특정 파장을 갖는 방사선을 억제하기 위해 앞서 설명된 바와 같이 구성된 복수의 어퍼처들(52)을 포함한다(예를 들어, 이전 처리 단계에서 제공된다). 실리콘은 리소그래피 공정 등에서 쉽게 작업될 수 있기 때문에 기초 재료로 선택된다. 실리콘 기초 구조체(50)(실리콘 그리드 또는 실리콘 격자 등으로 칭해질 수 있음)에는 몰리브덴 코팅(54)이 제공된다. 몰리브덴 코팅(54)은 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)에 입사하는 적외 방사선을 반사시키기 위해 제공되며, 따라서 전체적으로 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)의 열 부하 및 온도를 감소시킨다. 도면에서, 몰리브덴 코팅(54)은 실리콘 기초 구조체(50)의 단일 면, 예를 들어 입사 방사선 쪽을 향하는 면에 위치되는 것으로 도시된다. 다른 실시예들에서, 몰리브덴 코팅은 실리콘 기초 구조체의 더 많은 영역들 또는 면들을 코팅할 수 있다.
스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)의 사용 시, 반사 몰리브덴 코팅(54)이 존재하는 경우에서조차도 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)는 (예를 들어, 800 ℃를 초과하는) 높은 열 부하에 장시간 노출될 수 있다. 이러한 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)는 800 ℃ 이상에서는 부적절하고 불충분한 수명을 갖는 것으로 밝혀졌다. 이는 반사 몰리브덴 코팅(54)과 아래놓인 실리콘 기초 구조체(50) 간의 반응으로 인한 것이며, 궁극적으로는 몰리브덴 코팅(54)의 박리를 야기한다. 스펙트럼 퓨리티 필터는 흔히 수소의 존재에서 사용된다. 이는, 예를 들어 리소그래피 장치의 상이한 부분들 사이에 잔해물의 통과를 억제하거나, 잔해물이 스펙트럼 퓨리티 필터에 닿는 것을 방지하기 위한 잔해물 억제제(debris suppressant)로서 흔히 수소가 사용되기 때문이다. 하지만, 수소의 존재 시, 실리콘 기초 구조체(50)의 박리 및 이에 따른 저하가 가속화되며 나아가 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)의 수명을 단축시키는 것으로 밝혀졌다.
필터의 통상적인 사용 시 그리고 예를 들어 수소의 존재 시 스펙트럼 퓨리티 필터가 겪게 되는 온도에 대해 더 회복력 있는(resilient) 스펙트럼 퓨리티 필터를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 앞서 설명된 문제들에 대하여 재료 솔루션들이 발견되었다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 재료의 몸체 - 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들이 연장됨 - 를 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터가 제공된다. 통상적인 기존의 스펙트럼 퓨리티 필터와 마찬가지로, 어퍼처들은 (예를 들어, 회절 등에 의해) 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2의 더 짧은 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성된다. 예를 들어, 방사선의 제 1 파장은 적외 방사선, 예를 들어 9 내지 12 ㎛, 예를 들어 약 9.4 ㎛ 또는 약 10.6 ㎛의 파장을 갖는 방사선일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 방사선의 제 2 파장은, 예를 들어 전자기 스펙트럼 EUV 부분의 파장을 갖는 방사선, 예를 들어 5 내지 20 nm, 예를 들어 13 내지 14 nm 또는 6 내지 7 nm, 예컨대 6.6 내지 6.9 nm 범위의 파장을 갖는 방사선일 수 있다. 재료의 몸체는 몰리브덴-레늄 합금 또는 텅스텐-레늄 합금 또는 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금으로 형성될 수 있다. 이러한 합금들은 더 연성이 있고, 순수 몰리브덴 또는 순수 텅스텐보다 높은 재결정 온도를 가지며, 이는 이러한 합금들로 형성되는 스펙트럼 퓨리티 필터가 더 내구성이 있으며, 앞서 설명된 바와 같은 통상적인 스펙트럼 퓨리티 필터보다 긴 수명을 가짐을 의미한다. 대안적인 합금으로는 텅스텐-몰리브덴 합금이 있으며, 이는 알려진 금속 코팅된 그리고 실리콘 기반의 스펙트럼 퓨리티 필터보다 성능이 훨씬 더 좋다. 또한, 이러한 합금들은 수소와 반응하는 것으로 알려져 있지 않아, 이러한 합금들로 형성된 스펙트럼 퓨리티 필터는 수소의 존재로 인한 저하의 위험이 (거의) 없이 수소 풍부 분위기에서 사용될 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 재료의 몸체 - 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들이 연장됨 - 를 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터가 제공된다. 본 발명의 이전에 설명된 실시형태와 마찬가지로, (회절 등에 의해) 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2의 더 짧은 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성된다. 예를 들어, 방사선의 제 1 파장은 적외 방사선, 예를 들어 9 내지 12 ㎛, 예를 들어 약 9.4 ㎛ 또는 약 10.6 ㎛의 파장을 갖는 방사선일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 방사선의 제 2 파장은, 예를 들어 전자기 스펙트럼 EUV 부분의 파장을 갖는 방사선, 예를 들어 5 내지 20 nm, 예를 들어 13 내지 14 nm 또는 6 내지 7 nm, 예컨대 6.6 내지 6.9 nm 범위의 파장을 갖는 방사선일 수 있다. 본 발명의 이 실시형태에서, 재료의 몸체는 몰리브덴 또는 텅스텐으로 형성된다. 또한, 재료의 몸체는 전체적으로 스펙트럼 퓨리티 필터를 형성하는 재료의 몸체의 재결정 온도를 증가시키기 위한 복수의 나노입자들을 더 포함한다. 재결정 온도의 증가를 증가시킴으로써, 재료의 몸체 및 이에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터는 전체적으로 높은 온도에서의 장시간의 사용에 대해 더 회복력이 있다. 또한, 몰리브덴 또는 텅스텐의 사용은 재료의 몸체 및 이에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터가 수소에 대해 반응하지 않게 하며, 이는 스펙트럼 퓨리티 필터가 수소 풍부 환경에서 사용될 수 있게 한다.
본 발명의 앞서 설명된 두 실시형태 모두에서, 스펙트럼 퓨리티 필터의 어퍼처들은 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2의 더 짧은 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성되는 것으로 설명되어 있다. 이러한 구성들은 해당 기술 분야에 알려져 있으며 본 발명의 주제가 아니기 때문에, 이러한 구성의 통상적인 예시는 본 명세서에서 자세히 설명되지 않을 것이다. 스펙트럼 퓨리티 필터를 형성하는 재료들은, 예를 들어 도 7 내지 도 10과 관련하여 아래에 더 자세히 설명된다. 도 7 내지 도 10에서, 도면들은 어떤 특정한 스케일로 그려진 것은 아니며, 단지 예시의 방식으로 제공된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF1)의 측면 및 부분-단면도를 개략적으로 도시한다. 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF1)는 재료의 몸체(60) - 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들(62)이 연장됨 - 를 포함한다(또는 이로 형성된다). 어퍼처들은 드릴링 등을 이용하여 또는 여타의 방식으로 제공될 수 있다. 어퍼처들(62)은 (회절 등에 의해) 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2의 더 짧은 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 어퍼처들(62)을 통해 투과되도록 구성된다. 재료의 몸체(60)는 몰리브덴-레늄 합금으로 형성될 수 있다. 또 다른 예시에서, 재료의 몸체는 텅스텐-레늄 합금 또는 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금을 포함할 수 있거나, 이로 형성될 수 있다. 두 합금 모두 더 연성이 있고, 순수 몰리브덴 또는 순수 텅스텐보다 높은 재결정 온도를 가지며, 통상적인 (기존의) 실리콘 및 몰리브덴 기반 스펙트럼 퓨리티 필터보다 높은 온도에서 더 긴 시간 동안 작용할 수 있다. 또 다른 예시에서, 재료의 몸체는 텅스텐-몰리브덴 합금을 포함하거나 이로 형성될 수 있으며, 이 또한 통상적인 (기존의) 실리콘 및 몰리브덴 기판 스펙트럼 퓨리티 필터보다 높은 온도에서 더 긴 시간 동안 작용할 수 있다.
재료의 몸체(60)가 몰리브덴-레늄 합금으로 형성되는 경우, 합금의 레늄 함량은 원자 농도로 0.1 % 내지 49 %일 수 있다. 재료의 몸체가 텅스텐-레늄 합금으로 형성되는 경우, 합금의 레늄 함량은 원자 농도로 0.1 % 내지 27 %일 수 있다. 재료의 몸체(60)가 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금으로 형성되는 경우, 합금의 레늄 함량은 원자 농도로 0.1 % 내지 49 %일 수 있다.
도 8은 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF2)의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 몰리브덴-레늄 합금 또는 텅스텐-레늄 합금 또는 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금 또는 텅스텐-몰리브덴 합금은 재료의 몸체(60)를 형성한다. 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF2)는 이전에 설명된 바와 같이 제 1 파장을 갖는 방사선의 억제 그리고 제 2의 더 짧은 파장을 갖는 방사선의 투과를 위한 어퍼처들(62)을 포함한다. 이 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF2)의 실시예와 도 7의 스펙트럼 퓨리티 필터 간의 차이는, 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF2)에서 재료의 몸체(60)는 전체적으로 재료의 몸체(60)의 재결정 온도를 증가시키고 이에 따라 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF2)의 온도 회복력(temperature resilience)을 개선하는 복수의 나노입자들(64)이 더 제공된다는 점이다. 나노입자들은 Al2O3, HfO2, ZrO2, Y2O3, MgO, La2O3, Ce2O3, SrO, HfC 중 1 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 나노입자들(64)은 1 이상의 층들의 형태로 재료의 몸체(60)에 분포될 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF2)의 형성에서는 재료의 몸체 및 스펙트럼 퓨리티 필터가 형성될 때까지, 다량의 합금이 증착되고, 이후 나노입자들의 층이 증착된 뒤, 다량의 합금이 증착되는 등으로 이루어질 수 있다. 층 형태의 나노입자들의 제공은, 예를 들어 나노입자들이 재료의 몸체에 걸쳐 균일하게 분포되는 대안적인 분포보다 구현이 더 쉬울 수 있다.
스펙트럼 퓨리티 필터(도시되지 않음)의 다른 실시예들에서는, 실질적으로 순수한 텅스텐이나 순수한 몰리브덴, 또는 텅스텐 및 몰리브덴의 합금(즉, 레늄은 존재하지 않음)을 포함하는 재료의 몸체에 (예를 들어, 1 이상의 층들의 형태로) 나노입자들이 제공될 수 있다. 레늄이 없다는 것은, 재료의 몸체 및 스펙트럼 퓨리티 필터가 전체적으로 몰리브덴-레늄 합금 또는 텅스텐-레늄 합금을 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터만큼의 연성을 갖지 않음을 의미한다. 하지만, 나노입자들의 존재는 스펙트럼 퓨리티 필터의 재결정 온도를 여전히 증가시킬 것이다. 재결정 온도를 증가시킴으로써, 재료의 몸체 및 이에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터는 전체적으로, 앞서 설명된 바와 같이 통상적인 실리콘 및 몰리브덴 기반 스펙트럼 퓨리티 필터에 비해 높은 온도에서의 장시간 사용에 대해 더 회복력이 있을 수 있다.
스펙트럼 퓨리티 필터의 기능은 제 1 파장, 예를 들어 적외 방사선을 갖는 방사선을 실질적으로 억제하고, (어퍼처를 통해 또는 스펙트럼 퓨리티 필터를 형성하는 재료의 몸체를 통해) 제 2의 더 짧은 파장을 갖는 방사선의 투과 또는 통과를 허용하는 것이다. 제 1 파장을 갖는 방사선의 억제는 어퍼처들의 개구부에서 그리고 어퍼처들 내에서 방사선의 회절을 통해, 및/또는 스펙트럼 퓨리티 필터 자체로부터의 그 방사선의 반사로부터 이루어질 수 있다. 순수 텅스텐 및 몰리브덴은, 예를 들어 적외 방사선(예를 들어, 10.6 ㎛ 방사선)에 대해 특정 반사율을 갖는 것으로 알려져 있다. 하지만, 텅스텐-레늄 합금들 및 몰리브덴-레늄 합금들은 순수 몰리브덴 또는 텅스텐보다 낮은 반사율을 갖는 것으로 알려져 있다. 높은 온도에서의 장시간의 사용에 대해 회복력이 있지만, 스펙트럼 퓨리티 필터가 억제 및/또는 반사시키기 위해 설계되는 방사선의 반사율 감소(또는 실질적인 감소)를 겪지 않는 스펙트럼 퓨리티 필터를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 도 9는 균형이 맞추어져 어떻게 이러한 요건들이 충촉될 수 있는지를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF3)를 개략적으로 도시한다. 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF3)는 도 7을 참조하여 설명되고 도시된 스펙트럼 퓨리티 필터와 많은 방식에서 유사하다. 도 9를 다시 참조하면, 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF3)는 재료의 몸체(60) - 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들이 연장됨 - 를 포함한다. 또한, 어퍼처들(62)도 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2의 더 짧은 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성된다. 재료의 몸체(60)는 몰리브덴-레늄 합금 또는 텅스텐-레늄 합금 또는 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금으로 형성된다. 앞서 설명된 바와 같이, 이러한 합금들은, 예를 들어 순수 텅스텐 또는 순수 몰리브덴보다 10.6 ㎛에서의 적외 방사선에 대해 감소된 반사율을 갖는다.
이 문제를 극복하기 위하여, 재료의 몸체(60) - 상기 재료의 몸체를 통해 어퍼처들(62)이 연장됨 - 의 면에는 실질적으로 순수한 몰리브덴 또는 텅스텐(66)이나, 몰리브덴과 텅스텐의 합금으로 형성되는 영역 또는 층이 제공되거나 이를 포함한다. 다른 실시예들에서는, 재료의 몸체의 면에 별도의 층이 제공되지 않을 수 있다. 예를 들어, 재료의 몸체는 재료의 몸체가 몸체의 일부를 위한 합금을 포함하는 방식으로 형성될 수 있으며, 그 후 재료의 몸체의 면을 포함하고 이에 다가가는 영역에서는 재료의 몸체의 처리 또는 제조는 재료가 더 이상 합금이 아니라 순수한 몰리브덴이나 텅스텐이거나, 또는 레늄을 포함하지 않은 몰리브덴과 텅스텐의 합금으로 이루어지도록 구성될 수 있다.
사용 시, 실질적으로 순수한 몰리브덴이나 텅스텐 또는 이의 합금 층(또는 그 영역을 포함함)이 제공된 면은, 예를 들어 방사선의 제 1 파장을 반사시키기 위하여 방사선의 제 1 파장 및/또는 제 2 파장을 포함하는 입사 방사선 쪽을 향할 것이다.
도 9는 단지 예시의 방식으로 도시한 것이다. 예를 들어 또 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 이러한 순수 몰리브덴 또는 텅스텐 층 또는 영역은 실질적으로 순수한 몰리브덴이나 텅스텐 또는 이의 합금(즉, 레늄을 포함하지 않은 합금)을 포함하는 재료의 몸체의 면에 제공되거나 이를 구성할 수 있으나, 나노입자들이 부가될 수 있다. 또 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 이러한 순수 몰리브덴이나 텅스텐(또는 이의 합금) 층 또는 영역은 앞서 설명된 바와 같이 나노입자들이 부가된 몰리브덴-레늄 합금, 또는 나노입자들을 갖는 텅스텐-레늄 합금 또는 나노입자들을 갖는 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금으로 형성되는 재료의 몸체의 면에 제공되거나 이를 구성할 수 있다.
도 9를 참조하여 설명되고 도시된 반사 층 또는 영역은 흔히 캡핑 영역 또는 층(capping region or layer)이라 칭해진다.
도 10은 각각의 스펙트럼 퓨리티 필터의 두께(T)의 함수로서 예시적인 스펙트럼 퓨리티 필터들의 부분 반사율(fractional reflectivity: R)을 나타낸 그래프이다. 반사율은 10.6 ㎛에서 측정된다.
제 1 곡선(first series; 70)(실선으로 나타냄)은 텅스텐-레늄 합금을 포함하고, 표면에 순수 텅스텐 반사 층 또는 영역이 없는(즉, 캡핑 층이 없는) 재료의 몸체로 형성된 스펙트럼 퓨리티 필터의 반사율을 나타낸다.
제 2 곡선(72)(점선으로 나타냄)은 텅스텐-레늄 합금을 포함하며, 표면에 100 nm 두께의 텅스텐의 순수 층 또는 영역이 추가로 제공된 재료의 몸체로 형성된 스펙트럼 퓨리티 필터의 반사율을 나타낸다. 반사율은 이러한 순수 텅스텐 반사 층이 존재하지 않는 상황[즉, 제 1 곡선(70)에서의 상황]에 비해 증가하였음을 알 수 있다.
추세(trend)를 입증하기 위하여, 제 3 곡선(1점 쇄선으로 나타냄)은 순수 텅스텐으로 형성된(즉, 레늄이 존재하지 않고 캡핑 층이 존재하지 않는) 스펙트럼 퓨리티 필터를 나타낸다. 반사율이 증가하였음을 알 수 있다. 하지만, 스펙트럼 퓨리티 필터가 순수 텅스텐으로 형성되는 이 마지막 예시에서, 스펙트럼 퓨리티 필터는 본 발명의 실시예들에서 앞서 설명된 스펙트럼 퓨리티 필터만큼의 열적 회복력을 갖지 않을 것이다.
지금까지, 본 발명의 실시예들은 몰리브덴-레늄 합금 또는 텅스텐-레늄 합금; 또는 텅스텐-몰리브덴 합금; 또는 텅스텐-몰리브덴-레늄 합금, 또는 나노입자들을 포함하는 몰리브덴 및/또는 텅스텐과 같은 재료들의 사용과 관련하여 설명되었다. 이러한 재료들은 여러 가지 이유들 중 1 이상, 예를 들어 이러한 재료들의 비교적 높은 녹는점(예를 들어, 아래의 표 1을 참조); (비록, 다른 목적을 위한 것이라도) 제조 방법들에서 이러한 재료들의 사용에 관한 기존의 지식; (다른) 높은 온도 적용들에서 이러한 재료들의 특성 및 양상(behavior)에 관한 지식 중 1 이상을 위해 요구될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예는 이러한 재료들의 사용으로 제한되지 않는다 - 즉, 다른[예를 들어, 내열(refractory)] 재료가 사용될 수 있으며, 아래에 더 자세히 설명될 것이다.
본 발명의 더 일반적인 실시형태에 따르면, 실질적으로 앞서 설명된 바와 같이 구성된 스펙트럼 퓨리티 필터 - 이를 통해, 복수의 어퍼처들이 연장됨 - 가 제공된다. 통상적인 기존의 스펙트럼 퓨리티 필터와 마찬가지로, 어퍼처들은 (예를 들어, 방사선의 굴절에 의해) 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2의 더 짧은 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성된다. 예를 들어, 방사선의 제 1 파장은 적외 방사선, 예를 들어 9 내지 12 ㎛, 예를 들어 약 9.4 ㎛ 또는 약 10.6 ㎛의 파장을 갖는 방사선일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 방사선의 제 2 파장은, 예를 들어 전자기 스펙트럼 EUV 부분의 파장을 갖는 방사선, 예를 들어 5 내지 20 nm, 예를 들어 13 내지 14 nm 또는 6 내지 7 nm, 예컨대 6.6 내지 6.9 nm 범위의 파장을 갖는 방사선일 수 있다. 일반적인 용어로, 스펙트럼 퓨리티 필터를 형성하는 재료의 몸체는 방사선의 제 1 파장에서 실질적으로 70 % 이상, 또는 방사선의 제 1 파장에서 90 % 이상(그리고 방사선의 제 1 파장에서 100 % 이하)의 벌크 반사율(bulk reflectance)을 갖는 재료로서 설명될 수 있다. "벌크 반사율"은 방사선 파장보다 실질적으로 더 큰 두께를 갖는 실질적으로 완벽하게 매끄러운 연속한 층의 수직-입사 반사율로서 정의될 수 있다. 또한, 상기 재료는 1,000 ℃ 이상 또는 1,400 ℃ 이상의 녹는점을 갖는다. 가능한 한 높은 녹는점이 요구될 수 있기 때문에, 녹는점에 대한 상한값이 요구되지 않는다. 녹는점에 대한 임의의 상한값은, 예를 들어 10,000 ℃로서 설명될 수 있다. 대안적으로, 1,400 ℃의 하한값과 함께, 3,500 ℃의 녹는점의 상한값은 (아래에 설명되는) 적합한 재료들을 포괄하는 범위를 정의한다. 이러한 특성들을 갖는 재료는 스펙트럼 퓨리티 필터로서 특히 유용하며, 특히 EUV 방사선 등의 생성에 사용되거나 생성될 수 있는 적외 방사선, 예를 들어 10.6 ㎛ 방사선을 가능한 한 많이 반사 또는 억제하는 것이 바람직하고, 온도가 1,000 ℃ 이상에 근접한 EUV 리소그래피 장치에서의 스펙트럼 퓨리티 필터로서 특히 유용하다.
다소 놀랍게도, 앞서 언급된 반사율 및 온도 특성들을 갖는 재료들이 스펙트럼 퓨리티 필터에 대한 코팅들로서 사용되었지만, 이러한 재료로부터 스펙트럼 퓨리티 필터의 몸체(즉, 스펙트럼 퓨리티 필터의 대부분)의 형성을 추구하는 설명이나 제안 또는 기술내용이 없었다. 하지만, 이러한 재료의 몸체로부터 스펙트럼 퓨리티 필터를 형성하는 것은, 예를 들어 이러한 재료들이 코팅들로서 사용될 때 일어날 수 있는 박리가 (거의) 일어나지 않는다는 장점을 갖는다.
앞서 언급된 기준을 만족하는 적합한 재료들은, 예를 들어 Cr, Fe, Ir, Mo, Nb, Ni, Os, Pt, Re, Rh, Ru, Ta 및 W 중 1 이상 또는 이들의 조합일 수 있다. 이러한 재료들은 별도로 또는 조합하여 사용될 수 있거나, 합금을 형성할 수 있다. 특정 재료 특성들을 달성하기 위하여, 예를 들어 이로 인해 생성된 재료의 몸체의 연성 등을 증가시키기 위하여 합금이 바람직할 수 있다. 이러한 재료들을 이용하여 합금이 형성되는 경우, (나열되지 않은) 다른 재료들이 사용될 수도 있다. 이러한 다른 재료들이 합금의 원자량 단위로 소수의 부분(minority part)을 형성하여, 앞서 언급된 재료들에 의해 형성된 다수의 부분이 재료의 구조적 특성들(예를 들어, 온도 저항이나 회복력 또는 반사율 등)을 지배하는 것이 바람직하다.
앞서 언급된 재료들은 모두 1,400 ℃를 초과하는 녹는점을 가지며, 90 %를 초과하는 10.6 ㎛(그리고 앞서 설명된 바와 같이 흔히 EUV 방사선의 생성과 연계되는 적외선 파장)에서의 벌크 반사율을 갖는다. 아래의 표 1은 이러한 재료들 각각에 대한 녹는점 및 10.6 ㎛에서의 벌크 반사율에 대한 정확한 값들을 제공한다:
표 1
스펙트럼 퓨리티 필터의 몸체를 형성하는데 사용되는 재료의 녹는점에 대한 적합한 범위는 표 1의 값들로부터 유도될 수 있다. 녹는점 범위는, 예를 들어 1,453 ℃ 내지 3,422 ℃일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 방사선의 제 1 파장에서의(예를 들어, 10 ㎛에서의) 재료의 벌크 반사율에 대한 적합한 범위는 표 1의 값으로부터 유도될 수 있다. 방사선의 제 1 파장에서의(예를 들어, 10 ㎛에서의) 재료의 벌크 반사율은, 예를 들어 93.95 % 내지 98.81 % 범위일 수 있다.
앞서 설명된 재료의 서브-세트, 즉 Cr, Fe, Ir, Mo, Nb, Ni, Os, Pt, Re, Rh, Ru, Ta 및 W의 서브-세트만을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 서브-세트의 재료들 중 몇몇은 산화물에 대해 너무 높은 친화도(affinity)를 가질 수 있거나, 너무 높은 증기 압력을 가질 수 있다. 이러한 단점들을 보이지 않는 바람직한 서브-세트는, 예를 들어 Mo, W, Ta, Re, Ir, Nb 및 Ru일 수 있다. 스펙트럼 퓨리티 필터의 몸체를 형성하는데 사용되는 바람직한 재료들의 서브-세트의 녹는점에 대한 적합한 범위는 표 1의 값들로부터 유도될 수 있다. 녹는점 범위는, 예를 들어 2,250 ℃ 이상, 예를 들어 2,250 ℃ 내지 3,422 ℃ 범위일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 방사선의 제 1 파장에서의(예를 들어, 10 ㎛에서의) 재료의 벌크 반사율에 대한 적합한 범위는 표 1의 값으로부터 유도될 수 있다. 방사선의 제 1 파장에서의(예를 들어, 10 ㎛에서의) 재료의 벌크 반사율은, 예를 들어 97.18 % 내지 98.81 % 범위일 수 있다.
또한, 앞서 제공된 본 발명의 더 일반적인 설명은 더 특정한 몰리브덴 및/또는 텅스텐 실시예들(및/또는 이의 합금들)과 관련하여 이미 설명된 또 다른 특징들의 추가에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기에 주어진 더 일반적인 정의에 덧붙여, 스펙트럼 퓨리티 필터의 몸체를 형성하는데 사용되는 재료 또는 재료들은 전체적으로 재료(및 이에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터)의 재결정 온도를 증가시키기 위한 복수의 나노입자들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노입자들은 HfO2, ZrO2, Y2O3, MgO, La2O3, Ce2O3, SrO 및 HfC 중 1 이상을 포함할 수 있다. 나노입자들은 재료의 몸체 내에서 층들에 분포될 수 있다. 층 형태의 나노입자들의 제공은, 예를 들어 나노입자들이 재료의 몸체에 걸쳐 균일하게 분포되는 대안적인 분포보다 구현이 더 쉬울 수 있다.
상기의 몰리브덴 및 텅스텐 실시예들과 관련하여 이미 설명된 바와 같이, 1 이상의 재료들의 합금은 (예를 들어, 10.6 ㎛에서의) 반사율이 순수하고 독립적인 형태의 재료에 대한 반사율보다 낮게 할 수 있다. 따라서, 더 일반적인 실시예들에 대하여, 재료의 몸체의 면 - 상기 재료의 몸체를 통해 어퍼처들이 연장됨 - 에는 실질적으로 순수한 Cr, Fe, Ir, Mo, Nb, Ni, Os, Pt, Re, Rh, Ru, Ta 및 W로 형성된 영역 또는 층들이 제공되거나 이를 포함할 수 있다. 상기 영역 또는 층은 기존의 재료의 몸체에 추가될 수 있거나, 상기 영역 또는 층은 그 재료의 몸체와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서는 재료의 몸체의 대부분이 재료들의 조합으로 이루어진 합금으로 형성될 수 있으며, 적절한 처리에 의해 표면이 순수 재료만으로 일체로 형성(예를 들어, 성장 또는 증착)될 수 있다. 표면의 일체적 형성은 더 견실한 구성을 유도할 수 있다. 이 표면은 사용 시 (예를 들어, 반사에 의해) 방사선의 제 1 파장이 적절히 억제되는 것을 보장하기 위해 방사선의 제 1 파장 및/또는 제 2 파장을 포함하는 입사 방사선을 향해 있을 것이다.
앞서 설명된 더 일반적인 실시예들 중 어느 하나에서, 재료 Cr, Fe, Ir, Mo, Nb, Ni, Os, Pt, Re, Rh, Ru, Ta 및 W의 1 이상의 실리사이드들이 순수한 형태의 재료 대신에 또는 이와 조합하여 사용될 수 있다. 순수한 형태의 재료들과 비교하여, 이러한 재료들의 실리사이드는 방사선의 제 1 파장, 예를 들어 10.6 ㎛와 같은 적외선 파장에 대해 (예를 들어 70 % 이상의) 더 낮은 벌크 반사율을 가질 수 있다. 순수한 형태의 재료들과 비교하여, 이러한 재료들의 실리사이드는 더 낮은 녹는점, 예를 들어 1,000 ℃ 이상, 1,100 ℃ 이상, 1,200 ℃ 이상, 1,300 ℃ 이상, 또는 1,400 ℃ 이상을 가질 수 있다. 하지만, 이와 동시에 이러한 실리사이드는 더 안정한 재결정 온도 및/또는 수소에 대한 개선된 저항을 가질 수 있으며, 이는 스펙트럼 퓨리티 필터가 높은 온도에 반복적으로 노출되는 환경 또는 수소로 채워진 환경에서 유용할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 스펙트럼 퓨리티 필터의 열 부하는, 본 발명의 특징들에 따라 재결정 온도가 증가되었더라도, 재결정이 여전히 일반적일(prevalent) 수 있도록 이루어질 것이다. 문제는 스펙트럼 퓨리티 필터 내의 또는 스펙트럼 퓨리티 필터의 재결정을 어떻게 억제하는가에 있다.
스펙트럼 퓨리티 필터가 제조되는 증착된(예를 들어, 금속) 층(즉, 재료의 몸체)은 일반적으로 증착 공정, 예를 들어 스퍼터 증착 공정의 결과로 원주형 입자 마이크로구조체(columnar grain microstructure)를 갖는다. 이는 상기 층이 횡방향 크기보다 훨씬 더 긴 종방향 크기를 갖는 입자들로 대부분 구성되며, 상기 입자들은 증착된 층의 최하부로부터 최상부까지 원주형 방식으로 연장됨을 의미한다.
대부분의 재결정 억제 메커니즘은 (예를 들어, 불순물 또는 용질의 분리를 통한 또는 2-상 입자의 침전을 통한) 결정립계의 고정(pinning of grain boundaries)에 의존한다. 원주형 입자 마이크로구조체를 갖는 스펙트럼 퓨리티 필터는 이러한 억제 메커니즘들에 최적화되어 있지 않다. 이는 입자들과 스펙트럼 퓨리티 필터 벽들(부연하면, 어퍼처들을 정의함) 둘 모두가 층 표면에 수직인 긴 축을 갖는 높은 종횡비 형상(high aspect ratio shape)을 갖기 때문이다. 그 결과, 스펙트럼 퓨리티 필터 구조체의 결정립계 함량이 비교적 낮으며, 재결정이 만족스럽게 억제되지 않는다.
본 발명에 따르면, 스펙트럼 퓨리티 필터를 형성하는데 사용되는 재료의 몸체는, 실질적으로 등축이고(substantially equiaxed)(즉, 1의 치수의 종횡비를 갖는 입자들을 가짐); 및/또는 평균 입자 크기가 어퍼처를 정의하는 벽의 폭보다 작거나, 2 개의 인접한 어퍼처들 사이의 최단 거리보다 작으며; 및/또는 평균 입자 크기 또는 직경이 500 nm 미만 또는 200 nm 미만인 입자 구조를 갖는다. 동일한 횡방향 입자 크기에서, 등축의 입자 구조를 갖는 스펙트럼 퓨리티 필터는 원주형 입자 마이크로구조체를 갖는 스펙트럼 퓨리티 필터보다 실질적으로 높은 비율의 결정립계를 포함할 것이다. 그러므로, 본 발명에 따른 스펙트럼 퓨리티 필터는 재결정에 대해 더 저항적일 것이다.
도 11a는 스퍼터 증착을 이용하여 기판(82)에 증착된 금속 층(80)(즉, 재료의 몸체)을 도시한다. 원주형 입자 마이크로구조체(84)가 존재한다.
도 11b는 도 11a의 층에 형성된 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF4)를 도시한다. 도 11b를 참조하면, 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF4)는 도 11a의 층에 어퍼처들(86)을 형성함으로써 형성되었다. 어퍼처 벽들(88)이 남게 되며, 이는 어퍼처들(86)이 제공된 후에 남아있는 재료에 대응한다. 어퍼처 벽들(88)은 폭(90)을 가지며, 이는 어퍼처들(86) 간의 최단 거리일 수도 있다. 어퍼처들(86)이 형성된 층들의 원주형 입자 구조체로 인해, 벽들(88)은 소수의 결정립계(92)만을 포함한다. 그 결과, 재결정이 만족스럽게 억제되지 않는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 입자들이 1의 수치의 종횡비를 갖도록(즉, 등축이도록) 층이 증착될 수 있다. 도 12a는 기판(102)에 제공된 금속 층(100)(즉, 재료의 몸체)을 나타낸다. 금속 층(100)은 실질적으로 등축의 입자 구조체(104)를 갖는 것으로 도시되어 있다.
도 12b는 도 12a의 층에 형성된 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF5)를 도시한다. 도 12b를 참조하면, 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF5)는 도 12a의 층에 어퍼처들(106)을 형성함으로써 형성되었다. 어퍼처 벽들(108)이 남게 되며, 이는 어퍼처들(106)이 제공된 후에 남아있는 재료에 대응한다. 어퍼처 벽들(108)은 폭(110)을 가지며, 이는 어퍼처들(106) 간의 최단 거리일 수도 있다. 어퍼처들(106)이 형성된 층들의 등축 입자 구조체로 인해, 벽들(108)은 도 11b의 스펙트럼 퓨리티 필터보다 더 많은 결정립계(112)를 포함한다. 그 결과, 재결정이 더 만족스럽게 억제된다.
바람직한 실시예에서, 평균 입자 크기는 스펙트럼 퓨리티 필터의 벽들의 폭보다 작음에 따라, 벽 내에 결정립계의 형성을 보장하거나 적어도 촉진시킨다. 예를 들어, 평균 입자 크기(예를 들어, 직경)는 500 nm 미만, 또는 더 바람직하게는 200 nm 미만일 수 있다.
몇몇 실시예에서는, 더 많은 등축 입자 구조체의 형성을 촉진 또는 조장하거나, 아니면 더 많은 원주형 구조체의 형성을 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 도 13은 135 nm의 총 두께를 갖는 W-Ti/B 다층(multilayer: 120)의 예시를 나타낸다. 다층은 기판(122)에 제공되었다. 다층(120)의 W-Ti(124)는 (예를 들어, ~0.1 nm의 두께를 갖는) 비교적 얇은 B 층들(126)의 반복적인 증착에 의해 원주형 입자 구조체를 형성하는 것을 방지한다. ~5 % B의 소량 추가만으로 수 나노미터 수치의 입자 크기를 갖는 매우 미세한, 실질적으로 등축의 입자 구조체가 달성된다.
선호하는 결정 방위들을 재설정하고, 이전 사이클의 이력 효과(history effect) 없이 다음 증착 사이클을 시작하기 위하여 (예를 들어, 스퍼터) 증착 공정을 주기적으로 차단시킴으로써, 주요 재료의 몸체의 등축 입자 구조체의 증착 또는 촉진이 달성될 수 있다. 이는, 예를 들어 주요 재료의 몸체를 형성하는 재료의 층의 이전 및/또는 후속 증착에 대하여 제 2 재료의 얇은 층의 증착에 의해 달성될 수 있으며, 다시 말해 재료의 몸체는 제 2 재료의 비교적 얇은 복수의 층들에 의해 비교적 두꺼운 복수의 층들로 분할된다. 어떠한 예시에서도, 등축 입자 구조체를 갖는 재료의 층(즉, 몸체)은 재료들 중 어느 하나, 또는 다른 실시예들과 관련하여 앞서 설명된 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 이 특정한 방법과 관련하여, 제 2 재료는, 예를 들어 B, C, Si, 또는 금속 층의 구성성분들 중 하나의 산화물, 질화물 또는 탄화물일 수 있다. 또한, 제 2 재료는 앞서 언급된 나노입자들(Al2O3 등) 중 하나일 수 있다. 나노입자들의 사용의 장점은 (상기에 더 자세히 설명된 바와 같이, 이러한 나노입자들이 사용된 경우) 나노입자들이 금속 층을 통해 이미 균질하게(homogeneously) 분포될 수 있다는 점이다. 대안적으로, 결정 방위는 스퍼터 에칭을 주기적으로 수행함으로써 재설정될 수 있으며, 이는 표면의 결정화(crystallinity)를 방해함에 따라, 관련이 없는 결정 방위로 새로운 층의 증착을 허용한다.
사용 시, 스펙트럼 퓨리티 필터에 입사하는 방사선의 비-균일성 또는 급속한 변동은 스펙트럼 퓨리티 필터의 열 부하의 비균일하고 변동적인 분포를 야기할 수 있다. 전도 및 대류에 의한 열 전달이 제한되며, 열 부하의 비균일하고 변동적인 분포는 스펙트럼 퓨리티 필터의 큰 온도 변동을 야기한다. 열 팽창으로 인해, 이러한 온도 변동은 기계적 응력을 유도하여, 스펙트럼 퓨리티 필터의 휨 또는 고장을 유발할 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 퓨리티 필터의 급속한 냉각 또는 펄스화된 조명은 상기 필터의 손상을 급속도로 유발할 수 있음이 밝혀졌다. 하지만, 동일하나 일정한 최대 전력으로 조명된 스펙트럼 퓨리티 필터는 손상 없이 꽤 오랫동안 살아남았다. 그러므로, 문제는 스펙트럼 퓨리티 필터 온도의 변화 속도 및 비균일성을 어떻게 감소시키는가에 있다.
본 발명에 따르면, 앞서 언급된 문제가 적어도 부분적으로 극복될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스펙트럼 퓨리티 필터 조립체가 제공되고, 상기 조립체는 재료의 몸체를 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터를 포함하며, 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들이 연장되며, 상기 어퍼처들은 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 상기 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성되며, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 방사선의 제 1 파장보다 짧다. 또한, 상기 조립체는 사용 시 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분의 온도를 증가시키기 위한 구성부를 포함하며, 상기 구성부는 제 1 및 제 2 파장들의 방사선의 소스로부터 분리된다. 사용 시 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분의 온도를 증가시키면 온도의 안정성 및/또는 균일성이 개선된다.
이제, 본 발명의 일반적인 바람직한 또는 대안적인 특징들이 개략적으로 설명된다.
상기 구성부는 온도를 증가시키기 위해 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분에 열을 제공하도록 구성될 수 있으며, 및/또는 상기 구성부는 사용 시 온도를 증가시키기 위해 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키도록 구성될 수 있다.
상기 구성부는 스펙트럼 퓨리티 필터를 장착시키고 (예를 들어 주변 구조체 등으로부터) 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키기 위한 1 이상의 장착부들(예를 들어, 세라믹 장착부들)을 포함할 수 있다.
상기 구성부는 열원을 포함할 수 있다. 상기 열원은 스펙트럼 퓨리티 필터의 일부분을 형성하거나 이와 접촉하는 1 이상의 전기 히터들 또는 컨덕터들; 및/또는 스펙트럼 퓨리티 필터에서 방사선을 지향시키도록 구성된 방사선 소스 중 1 이상일 수 있으며, 상기 방사선은 스펙트럼 퓨리티 필터에 의해 실질적으로 흡수되는 파장을 갖는다.
스펙트럼 퓨리티 필터는 사용 시 제 1 파장 및/또는 제 2 파장을 포함하는 입사 방사선을 향하도록 구성된 면; 및 상기 면에 대해 스펙트럼 퓨리티 필터의 반대 쪽에 위치된 후방면을 포함하고, 상기 열원은 스펙트럼 퓨리티 필터의 후방면에 열을 제공하도록 구성된다.
스펙트럼 퓨리티 필터의 면은 방사선의 제 1 파장에 대해 실질적으로 반사성일 수 있으며, 후방면은 방사선의 제 1 파장에 대해 실질적으로 흡수성이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 사용 시 스펙트럼 퓨리티 필터의 온도를 증가시키기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 스펙트럼 퓨리티 필터가 필터링하도록 설계된 방사선의 소스로부터 분리된 열원을 이용하여 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분을 가열하는 단계; 및/또는 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키는 단계를 포함한다.
이제, 본 발명의 더 특정한 예시들 및 특징들이 설명된다.
도 14는 투과성 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)를 도시한다. 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)는, 예를 들어 본 발명의 다른 실시형태들 및 실시예와 관련하여 앞서 설명된 바와 같이 얇은 포일 또는 그리드 스펙트럼 퓨리티 필터일 수 있다. 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)는 도면에 도시된 바와 같이 방사선 빔의 포커스(IF) 부근에 설치될 수 있다. 방사선 빔은 EUV 방사선(130)뿐만 아니라 대역외(예를 들어, 적외) 방사선(132)도 포함하며, 이의 일부분은 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)에 의해 실질적으로 흡수된다[및/또는 몇몇 실시예들에서는 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)의 면(134)에 의해 반사된다]. 목적은 적외(또는 다른 대역외) 방사선(132)의 흡수로 인한 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)의 열의 비균일성 및 변동들을 감소시키는 것에 있다.
이 실시예에서, 1 이상의 열원 조립체들(136)이 제공된다. 각각의 열원 조립체(136)는 방사선 소스(138)(예를 들어, 레이저 또는 핫 필라멘트), 그리고 예를 들어 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)의 1 이상의 특정한 영역들 또는 구역들 상으로 상기 소스(138)에 의해 생성된 방사선(142)을 (예를 들어, 제어가능하게) 지향시키기 위한 광학기 등(140)을 포함한다. 방사선 소스(138)는 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)에 의해 실질적으로 흡수되는 파장의 방사선을 방출하는 것이 바람직하다. 방사선 소스는 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)로부터 상류 또는 하류에 위치될 수 있다.
일 실시예에서, 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)의 정면(144)(즉, 필터링될 방사선을 향하는 면)은 적외 방사선에 대해 실질적으로 반사성인 한편, 후방면(146)은 적외선 방사선에 대해 흡수성이다(따라서, 적외 방사선을 방출한다). 이 지오메트리에서는, 온도 균일성을 개선하기 위한 추가 방사선(142)이 흡수성 후방면(146)으로부터 제공되는 것이 바람직하며, 이는 더 적은 전력의 달성을 요구하기 때문이다. 이러한 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)는, 예를 들어 금속 코팅된 Si 그리드일 수 있다. 금속 코팅된 측면 또는 면(144)의 반사율은 Si 후방면(146)의 반사율보다 높을 것이다.
대안적인 또는 추가적인 실시예(도시되지 않음)는 전기 가열을 이용한다. 이 실시예에서는, 저항 가열 방식으로 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)를 가열하기 위해 그 위에 위치된 컨덕터 또는 스펙트럼 퓨리티 필터(의 일부)에 걸쳐 전압이 인가된다.
대안적인 또는 추가적인 실시예(도시되지 않음)에서, 스펙트럼 퓨리티 필터는, 예를 들어 세라믹 장착부들을 이용함으로써 그 환경으로부터 실질적으로 열적으로 단열되도록 장착된다. 이는, 예를 들어 금속(및 이에 따른 전도성) 지지 구조체에 비해 스펙트럼 퓨리티 필터의 온도를 증가시킬 것이다.
일 실시예에서, (추가 방사선 소스 또는 전기 가열 등으로부터의) 추가 열 부하는 실질적으로 균일할 수 있다. 이는 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF6)의 총 열 부하의 비균일성을 감소시키지 않지만, 온도는 훨씬 더 균일하게 할 수 있다. 예를 들어, 일 위치에서의 최소 P min = 1 W/㎠으로부터 또 다른 위치에서의 P max = 4 W/㎠까지의 범위를 갖는 비균일한 열부하(즉, 흡수된 파워)를 겪게 되는 스펙트럼 퓨리티 필터를 고려한다. 모든 관련 파장들에 대해 0.5의 스펙트럼 방사율(spectral emissivity)을 가정하면, 이는 각각 T min = 1090 K 및 T max = 771 K의 평형 온도(equilibrium temperatures)를 유도한다. 따라서, 스펙트럼 퓨리티 필터에 걸친 온도 차이는 319 K이다. 4 W/㎠의 균일한 전력 부하가 추가될 때, 총 열 부하는 P min' = 5 W/㎠, P max' = 8 W/㎠로 변한다. 대응하는 평형 온도는 T min' = 1296 K 및 T max' = 1152 K이며, 온도 차이는 144 K이다. 따라서, 최대 온도가 약 200 K만큼 증가하더라도, 필터에 걸친 온도 비균일성은 175 K만큼 감소한다.
또 다른 실시예에서, 열원에 의해 제공된 추가 열 부하는 스펙트럼 퓨리티 필터에 의해 필터링될 방사선에 의해 제공된 열 부하(즉, 원래 열 부하)의 분포에 적어도 부분적으로 상보적인 분포를 가질 수 있다. 예를 들어, EUV 소스/컬렉터 모듈로부터 방사선 빔의 열 부하는 통상적으로 (광축 주위의) 빔의 중심에서 가장 높으며, 빔의 단면의 외주 부근에서 더 낮다. 이 경우, 스펙트럼 퓨리티 필터에 제공된 추가 열 부하는 고리형 분포(annular distribution)를 갖는 것이, 즉 스펙트럼 퓨리티 필터의 외부에서는 높고 중심에서는 낮은 것이 바람직하다. 이러한 분포는, 예를 들어 적절히 차폐된 원형 필라멘트를 이용하여, 스펙트럼 퓨리티 필터의 외측 링만이 그 필라멘트에 의해 생성된 방사선에 의해 조명되도록 실현될 수 있다. 상보적 열 부하를 포함함으로써, 스펙트럼 퓨리티 필터의 최대 온도를 증가시키지 않고 총 열 부하 및 이에 따른 평형 온도가 더 균일하게 만들어질 수 있다.
스펙트럼 퓨리티 필터 이외의 리소그래피 장치(또는 스펙트럼 퓨리티 필터 조립체가 사용되는 다른 장치)의 다른 부분들의 열 부하 및 전력 소모를 제한하기 위하여, 추가 방사선 소스(들)에 반사 또는 투과 수집 및 투영 광학기가 제공될 수 있어(또는 이를 포함하거나, 이와 연계하여 사용될 수 있어), 이러한 방사선 소스에 의해 생성된 전력의 상당한 부분이 (주변부들에는 전달되지 않고) 스펙트럼 퓨리티 필터로 전달된다. 방사선 빔의 전파 방향의 능동 제어 또는 이러한 투영 광학기의 원형 및 링형 어퍼처들은 스펙트럼 퓨리티 필터로 전달된 전력의 공간 세기 프로파일을 조정하기 위해 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 추가 열 부하는 시간에 걸쳐 실질적으로 일정할 수 있다. 균일한 열 분포와 유사하게, 이는 더 높은 평균 온도를 야기할 것이지만, 또한 더 작은 크기(smaller amplitude)의 온도 변동을 유도할 것이다.
또 다른 실시예에서, 예를 들어 원래 열 부하를 유도하는 방사선 소스의 펄스화된 또는 버스트 작동(pulsed or burst operation)으로 인해, 그 원래 열 부하의 변동들에 적어도 부분적으로 상보적인 방식으로 시간에 걸쳐 추가 열 부하가 변동될 수 있다. 방사선 소스가 '오프(off)'일 때 큰 추가 열 전력을 이용하고 상기 소스가 '온(on)'일 때 작은 추가 열 전력을 이용함으로써, 냉각 및 가열 속도가 감소될 수 있다.
모든 금속 그리드 스펙트럼 퓨리티 필터는 현재 앞서 설명된 바와 같이 고려된다. 스펙트럼 퓨리티 필터는 텅스텐으로만 만들어지거나 주로 텅스텐으로 만들어질 수 있다. 이 재료는 매우 높은 온도를 견딜 수 있는 장점을 갖는다. 하지만, 낮은 온도에서는 텅스텐이 잘 부서지고 쉽게 깨질 수 있다. 더 높은 온도에서 텅스텐은 연성을 갖게 된다. 그러므로, 본 발명의 또 다른 실시예는 추가 열을 이용하여 스펙트럼 퓨리티 필터의 온도를 잘 부서지는 온도보다 높게 연성 전이 온도(텅스텐의 경우, 200 내지 500 ℃)로 유지하는 것이다. 동일한 원리가 앞서 설명된 내열 재료와 같은 다른 재료들에 일반적으로 적용됨은 물론이다.
리소그래피 장치에서, 스펙트럼 퓨리티 필터는 어떤 편리한 위치에도 사용될 수 있지만, 통상적으로는 중간 포커스의 조명기 측 또는 소스 측 중 어느 하나에 위치된다. 스펙트럼 퓨리티 필터가 소스 측에 배치될 때, 상기 필터는 EUV 방사선을 생성하는 소스에 사용되는 Sn으로 오염되기 쉽다. 대량의 Sn 오염은 SPF의 EUV 투과율을 감소시킬 것임에 따라 바람직하지 않다. 그러므로, 본 발명의 또 다른 실시예는 추가열을 이용해 충분히 높은 온도로 유지하여 필터로부터 Sn을 떼어내고(예를 들어, 증발시키고) 충분한 EUV 투과율을 유지시키는 것이다. Sn의 증발 속도는 온도에 강하게 의존하며, 예를 들어 700 C에서, 증발 속도는 0.03 nm/min이고; 800 C에서, 증발 속도는 0.08 nm/min이며; 900 C에서, 증발 속도는 13.7 nm/min이고; 1000 C에서, 증발 속도는 147 nm/min이며; 1100 C에서, 증발 속도는 1.1 ㎛/min이며, 1200 C에서, 증발 속도는 6.5 ㎛/min이다.
또 다른 실시예에서는, 스펙트럼 퓨리티 필터의 프레임 또는 외측 에지에서의 온도가 임계 수준 이상으로 상승하지 않도록 주의한다. 예를 들어, 에지에 실리콘 프레임을 갖는 텅스텐 그리드 스펙트럼 퓨리티 필터의 경우, 에지의 온도는 텅스텐 그리드와 실리콘 기판 사이의 실리사이드화 반응(silicidation reaction)을 회피하도록 충분히 낮게 유지되어야 한다(추산되는 한계치 ~700 내지 800 ℃).
추가 방사선 소스(들)는 리소그래피 장치(또는 이의 모듈) 또는 방사선 소스의 진공 시스템 내부에 또는 이러한 진공 시스템 외부에 배치될 수 있다. 외부에 위치된 경우, 방사 파워(radiative power)는 이 진공 시스템에서 윈도우 등을 통해 투과될 필요가 있을 것이다. 파장들 및 윈도우 재료들은 파워가 윈도우에 의해 실질적으로 투과되도록 선택되어야 한다.
스펙트럼 퓨리티 필터 상의 또는 스펙트럼 퓨리티 필터의 온도 변동은 시간에 걸쳐 일정하지 않을 것이라고 예상된다. 시작 또는 종료 시, 또는 메인 소스(즉, EUV 방사선을 생성하는데 사용되는 소스)의 파워 세팅들이 변화될 때, 과도 현상(transient effects)이 존재할 것이다. 또한, 스펙트럼 퓨리티 필터의 광학 특성들은 수명에 걸쳐 변화할 수 있다. 일 예시에서는, 1 이상의 파장들의 반사율이 감소할 수 있는 반면, 흡수율은 증가할 수 있다. 그러므로, 스펙트럼 퓨리티 필터의 추가 열의 자동 조정 그리고 모니터링 및 제어 시스템을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 입력 파라미터들로서, 이 모니터링 시스템은, 예를 들어, 메인 소스의 파워 레벨; 스펙트럼 퓨리티 필터의 입사 방사선의 파워(총 파워, EUV 파워 또는 적외선 파워); 스펙트럼 퓨리티 필터의 평균 온도; 중심부 또는 주변부에서의 스펙트럼 퓨리티 필터 온도, 또는 중심부와 주변부 간의 온도 차이; 추가 열원(들)에 의해 전달된 파워; 스펙트럼 퓨리티 필터의 Sn의 양; 스펙트럼 퓨리티 필터의 EUV 투과율의 양 중 1 이상을 측정할 수 있다. 예를 들어, 방사선[고온계(pyrometer)]을 통해, 또는 써모커플(thermocouples) 또는 스펙트럼 퓨리티 필터의 저항도를 통해 온도가 측정될 수 있다. 매우 얇고 부서지기 쉬운 스펙트럼 퓨리티 필터와 양호한 물리적 접촉을 이루는 것은 아마도 어려울 것이기 때문에, 방사선을 통한 측정이 바람직할 수 있다. 대안적으로, 스펙트럼 퓨리티 필터의 곡률 반경이 측정될 수 있다. 스펙트럼 퓨리티 필터가 고온에 노출되면, 열 팽창 및 이로 인해 생성된 응력으로 인해 상기 필터가 휠 수 있다. 반사된 레이저 빔 등의 편향을 측정함으로써 곡률 반경이 용이하게 측정될 수 있으며, 온도 또는 온도의 변화가 측정될 수 있다. 스펙트럼 퓨리티 필터가 요구되는 위치(들)에서 및/또는 요구되는 정도로 가열되도록 보장하기 위해, 1 이상의 열원들이 제어될 수 있다.
추가 열 및/또는 모니터링 및/또는 제어 시스템(들)이 백업 배터리 시스템(back-up battery system)에서 실행될 수 있어, 예를 들어 주전력이 고장난 경우, 스펙트럼 퓨리티 필터의 균열(rupture)을 회피하기 위해 스펙트럼 퓨리티 필터의 온도가 서서히 감소될 수 있는 것이 바람직하다.
1 이상의 열원들에 의해 제공된 추가 열의 조정은 (예를 들어, 빔 경로의 어퍼처들 또는 마스크들을 변화시키거나 거울들 또는 렌즈들의 각도를 변경함으로써) 예를 들어 이러한 열원에 의해 생성된 방사선의 투영 시스템의 전파 방향이나 빔 형상의 변화 또는 추가 열의 파워 수준의 적응(adaption)을 수반할 수 있다.
앞서 언급된 스펙트럼 퓨리티 필터들 중 어느 하나에서, 이를 통해 연장되는 어퍼처들은 드릴링 등을 통해 형성될 수 있다. 하지만, 드릴링을 이용하여, 몇몇 스펙트럼 퓨리티 필터들에 요구될 수 있는 충분히 높은 종횡비 지오메트리를 생성하는 것은 어려울 수 있다. 그러므로, 스펙트럼 퓨리티 필터들을 제조하기 위한 대안적인 및/또는 개선된 방법들이 요구될 수 있다.
이러한 한 가지 방법은 기판에 스펙트럼 퓨리티 필터의 재료의 몸체를 형성할 재료를 제공하는 것을 수반할 수 있다. 그 후, (광학 또는 임프린트) 리소그래피 및 에칭(예를 들어, 비등방성 에칭)에 의해 재료가 패터닝된다. 이러한 리소그래피 및 에칭 공정은 상기 재료의 몸체에 복수의 어퍼처들을 형성하기 위해 함께 사용될 수 있으며, 이러한 어퍼처들은 이후 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2의 더 짧은 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 이를 통해 투과되도록 하는데 사용된다. 재료의 몸체가 기판으로부터 해제될 때, 재료의 몸체는 스펙트럼 퓨리티 필터를 형성할 것이다.
또 다른 제조 방법에서는, 스펙트럼 퓨리티 필터의 몸체를 형성하는데 사용될 재료의 몸체의 수용을 위해 몰드(때로는 '주형'이라고도 함)가 형성될 수 있다. 몰드는, 예를 들어 리소그래피 및/또는 에칭을 이용하여 기판 등에 형성될 수 있으며, 스펙트럼 퓨리티 필터의 형상을 정의할 것이다. 예를 들어, 몰드는 몰드에 제공되는 재료의 몸체에 복수의 어퍼처들을 제공하도록 형상화될 것이다. 어퍼처들은 사용 시 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2의 더 짧은 파장의 방사선이 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성될 것이다. 몰드에는, 예를 들어 화학적 기상 증착, 원자 층 증착 또는 전기도금을 이용하여 재료의 몸체가 제공된다(예를 들어, 재료의 몸체로 적어도 부분적으로 채워진다). 그 후, (예를 들어, 몰드 및 재료의 몸체의 물리적인 분리에 의해 또는 몰드의 용해 또는 기화 등에 의해) 몰드가 제거되어 재료의 몸체를 남기며, 이후 이는 스펙트럼 퓨리티 필터를 형성한다.
앞서 설명된 스펙트럼 퓨리티 필터들은 여러 다양한 적용들에 사용될 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 퓨리티 필터들은 도 1 내지 도 3과 관련하여 앞서 설명된 것들과 같은 리소그래피 장치에 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 스펙트럼 퓨리티 필터는 방사선 소스 등에 사용될 수 있거나 그 일부를 형성할 수 있다.
앞서 설명된 스펙트럼 퓨리티 필터는 재료의 몸체로 형성되는 것으로 설명되었다. 재료의 몸체는 (예를 들어, 층들 또는 다른 성분들이 추가되지 않은) 열적 회복력을 부가하기 위한 단일의 연속한 재료의 일부일 수 있다. 재료의 몸체는 실질적으로 평면일 수 있지만 다른 형상, 예를 들어 곡선 형상을 가질 수도 있다. 앞서 설명된 바와 같은 재료의 몸체로 형성된 스펙트럼 퓨리티 필터는 그 재료의 대부분을 포함하며, 다시 말해 재료는 층 또는 코팅 등을 형성할 뿐만 아니라 스펙트럼 퓨리티 필터의 몸체를 형성한다.
의심을 피하기 위해, 스펙트럼 퓨리티 필터에는 접미사처럼 '그리드' 또는 '격자'가 붙여진다(즉, 때로는 스펙트럼 퓨리티 필터 격자 또는 스펙트럼 퓨리티 필터 그리드라고 칭해진). 대안적으로 또는 추가적으로, 스펙트럼 퓨리티 필터는 때때로 그리드 필터, 또는 격자 필터라고 칭해진다.
본 명세서에서는, IC 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. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
추가 실시예들은 다음의 항에 의해 제공될 수 있다:
1. 스펙트럼 퓨리티 필터 조립체에서, 재료의 몸체를 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터 - 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들이 연장되며, 상기 어퍼처들은 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 상기 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성되며, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 방사선의 제 1 파장보다 짧음 -; 및 사용 시, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분의 온도를 증가시키기 위한 구성부를 포함하며, 상기 구성부는 상기 제 1 및 제 2 파장들의 방사선 소스로부터 분리된다.
2. 상기 1에서, 상기 구성부는 온도를 증가시키기 위해 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분에 열을 제공하도록 구성되고, 및/또는 상기 구성부는 사용 시 온도를 증가시키기 위해 상기 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키도록 구성된다.
3. 상기 1 또는 2에서, 상기 구성부는 상기 스펙트럼 퓨리티 필터를 장착시키고, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키기 위한 1 이상의 장착부들을 포함한다.
4. 상기 1 내지 3 중 어느 하나에서, 상기 구성부는 열원을 포함한다.
5. 상기 4에서, 상기 열원은 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 일부분을 형성하거나 이와 접촉하는 1 이상의 전기 히터들 또는 컨덕터들; 및/또는 상기 스펙트럼 퓨리티 필터에서 방사선을 지향시키도록 구성된 방사선 소스; 중 1 이상일 수 있으며, 상기 방사선은 상기 스펙트럼 퓨리티 필터에 의해 실질적으로 흡수되는 파장을 갖는다.
6. 상기 4 또는 5에서, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터는 사용 시 상기 제 1 파장 및/또는 제 2 파장을 포함하는 입사 방사선을 향하도록 구성된 면; 및 상기 면에 대해 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 반대 쪽에 위치된 후방면을 포함하고, 상기 열원은 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 후방면에 열을 제공하도록 구성된다.
7. 상기 6에서, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 면은 상기 방사선의 제 1 파장에 대해 실질적으로 반사성이고, 상기 후방면은 상기 방사선의 제 1 파장에 대해 실질적으로 흡수성이다.
8. 사용 시 스펙트럼 퓨리티 필터의 온도를 증가시키기 위한 방법에서, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터가 필터링하도록 설계된 방사선 소스로부터 분리된 열원을 이용하여 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분을 가열하는 단계; 및/또는 상기 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키는 단계를 포함한다.
9. 상기 1 내지 8 중 어느 하나에서, 상기 방사선의 제 1 파장은 전자기 스펙트럼의 적외선 영역에 있는 파장을 가지며, 및/또는 상기 제 1 파장은 9 내지 12 ㎛의 범위이다.
10. 상기 9에서, 상기 제 1 파장은 약 9.4 ㎛이다.
11. 상기 9에서, 상기 제 1 파장은 약 10.6 ㎛이다.
12. 상기 1 내지 11 중 어느 하나에서, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 전자기 스펙트럼의 EUV 부분의 파장을 갖는 방사선과 실질적으로 같거나 그보다 짧은 파장을 가지며, 및/또는 상기 제 2 파장은 5 내지 20 nm 범위이다.
13. 상기 12에서, 상기 제 2 파장은 13 내지 14 nm 범위이다.
14. 상기 12에서, 상기 제 2 파장은 6 내지 7 nm 범위이다.
15. 상기 14에서, 상기 제 2 파장은 6.6 내지 약 6.9 nm 범위이다.
16. 리소그래피 장치 또는 방사선 소스는 상기 1 내지 7 중 어느 하나의 스펙트럼 퓨리티 필터 또는 스펙트럼 퓨리티 필터 조립체를 갖는다.
추가 실시예들은 다음의 항에 의해 제공될 수 있다:
1. 스펙트럼 퓨리티 필터 조립체에서, 재료의 몸체를 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터 - 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들이 연장되며, 상기 어퍼처들은 제 1 파장을 갖는 방사선을 억제하고, 제 2 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 상기 어퍼처들을 통해 투과되도록 구성되며, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 방사선의 제 1 파장보다 짧음 -; 및 사용 시, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분의 온도를 증가시키기 위한 구성부를 포함하며, 상기 구성부는 상기 제 1 및 제 2 파장들의 방사선 소스로부터 분리된다.
2. 상기 1에서, 상기 구성부는 온도를 증가시키기 위해 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분에 열을 제공하도록 구성되고, 및/또는 상기 구성부는 사용 시 온도를 증가시키기 위해 상기 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키도록 구성된다.
3. 상기 1 또는 2에서, 상기 구성부는 상기 스펙트럼 퓨리티 필터를 장착시키고, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키기 위한 1 이상의 장착부들을 포함한다.
4. 상기 1 내지 3 중 어느 하나에서, 상기 구성부는 열원을 포함한다.
5. 상기 4에서, 상기 열원은 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 일부분을 형성하거나 이와 접촉하는 1 이상의 전기 히터들 또는 컨덕터들; 및/또는 상기 스펙트럼 퓨리티 필터에서 방사선을 지향시키도록 구성된 방사선 소스; 중 1 이상일 수 있으며, 상기 방사선은 상기 스펙트럼 퓨리티 필터에 의해 실질적으로 흡수되는 파장을 갖는다.
6. 상기 4 또는 5에서, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터는 사용 시 상기 제 1 파장 및/또는 제 2 파장을 포함하는 입사 방사선을 향하도록 구성된 면; 및 상기 면에 대해 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 반대 쪽에 위치된 후방면을 포함하고, 상기 열원은 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 후방면에 열을 제공하도록 구성된다.
7. 상기 6에서, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 면은 상기 방사선의 제 1 파장에 대해 실질적으로 반사성이고, 상기 후방면은 상기 방사선의 제 1 파장에 대해 실질적으로 흡수성이다.
8. 사용 시 스펙트럼 퓨리티 필터의 온도를 증가시키기 위한 방법에서, 상기 스펙트럼 퓨리티 필터가 필터링하도록 설계된 방사선 소스로부터 분리된 열원을 이용하여 상기 스펙트럼 퓨리티 필터의 적어도 일부분을 가열하는 단계; 및/또는 상기 스펙트럼 퓨리티 필터를 적어도 부분적으로 열적으로 단열시키는 단계를 포함한다.
9. 상기 1 내지 8 중 어느 하나에서, 상기 방사선의 제 1 파장은 전자기 스펙트럼의 적외선 영역에 있는 파장을 가지며, 및/또는 상기 제 1 파장은 9 내지 12 ㎛의 범위이다.
10. 상기 9에서, 상기 제 1 파장은 약 9.4 ㎛이다.
11. 상기 9에서, 상기 제 1 파장은 약 10.6 ㎛이다.
12. 상기 1 내지 11 중 어느 하나에서, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 전자기 스펙트럼의 EUV 부분의 파장을 갖는 방사선과 실질적으로 같거나 그보다 짧은 파장을 가지며, 및/또는 상기 제 2 파장은 5 내지 20 nm 범위이다.
13. 상기 12에서, 상기 제 2 파장은 13 내지 14 nm 범위이다.
14. 상기 12에서, 상기 제 2 파장은 6 내지 7 nm 범위이다.
15. 상기 14에서, 상기 제 2 파장은 6.6 내지 약 6.9 nm 범위이다.
16. 리소그래피 장치 또는 방사선 소스는 상기 1 내지 7 중 어느 하나의 스펙트럼 퓨리티 필터 또는 스펙트럼 퓨리티 필터 조립체를 갖는다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
Claims (31)
- 극자외(EUV) 방사선 소스와 함께 사용하기 위한 스펙트럼 퓨리티 필터에 있어서,
재료의 몸체(60)를 포함하고, 상기 재료의 몸체를 통해 복수의 어퍼처들(34; 62)이 연장되며, 상기 어퍼처들(34; 62)은 적어도 회절 또는 스캐터링에 의해 제 1 파장을 갖는 방사선의 통과를 억제하고, 제 2 파장을 갖는 방사선의 적어도 일부분이 상기 어퍼처들(34; 62)을 통해 투과되도록 구성되며, 상기 방사선의 제 2 파장은 상기 방사선의 제 1 파장보다 짧으며;
상기 재료의 몸체(60)는 상기 방사선의 제 1 파장에서 70 % 이상의 벌크 반사율(bulk reflectance) 및 1,000 ℃ 이상의 녹는점을 갖는 재료로 구성되고;
상기 재료의 몸체를 구성하는 상기 재료는 Cr, Fe, Ir, Nb, Ni, Os, Pt, Re, Ru 및 Ta, 또는 이의 실리사이드 중 1 이상의 합금이며;
상기 재료의 몸체(60)의 면 - 상기 재료의 몸체를 통해 상기 어퍼처들(34; 62)이 연장됨 - 에는 순수한 Cr, Fe, Ir, Nb, Ni, Os, Pt, Re, Rh, Ru 및 Ta, 또는 이의 실리사이드로 형성된 영역 또는 층들이 제공되거나 이를 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터. - 제 1 항에 있어서,
상기 합금은 Cr, Fe, Ir, Nb, Ni, Os, Pt, Re, Ru 및 Ta, 또는 이의 실리사이드 중 1 이상 또는 1 이상의 조합을 원자량 단위로 과반량(majority amount)을 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 재료는 전체로서 상기 재료의 재결정 온도(re-crystallization temperature)를 증가시키기 위한 복수의 나노입자들(64)을 더 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터. - 제 3 항에 있어서,
상기 나노입자들(64)은 Al2O3, HfO2, ZrO2, Y2O3, MgO, La2O3, Ce2O3, SrO 및 HfC 중 1 이상을 포함하는 스펙트럼 퓨리티 필터. - 제 3 항에 있어서,
상기 나노입자들(64)은 상기 재료의 몸체(60) 내에서 층들로 분포되는 스펙트럼 퓨리티 필터. - 제 1 항에 있어서,
상기 면은 사용 시 상기 제 1 파장 및 제 2 파장 중 적어도 하나를 포함하는 입사 방사선(40, 42)을 향하도록 구성되는 스펙트럼 퓨리티 필터. - 제 1 항에 있어서,
상기 재료의 몸체(60)는,
등축이고(substantially equiaxed); 또는
평균 입자 크기가 어퍼처(62)를 정의하는 벽의 폭보다 작거나, 2 개의 인접한 어퍼처들 사이의 최단 거리보다 작으며; 또는
평균 입자 크기 또는 직경이 500 nm 미만인,
입자 구조(grain structure)를 갖는 스펙트럼 퓨리티 필터. - 삭제
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