KR101776837B1 - 다중층 거울 - Google Patents

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KR101776837B1
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바딤 티모쉬코프
안드레이 야쿠닌
에드가 오소리오 올리브로스
얀 베르나르트 플레첼무스 반 슈트
안토니우스 테오도루스 빌헬무스 켐펜
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

제 1 재료의 층(84) 및 실리콘의 층(82)을 포함하는 다중층 거울(80)이 제공된다. 제 1 재료의 층 및 실리콘의 층은 층들의 스택을 형성한다. 실리콘 층의 노출된 영역은 실리콘의 노출된 부분의 강건성을 개선시키도록 구성되는 개질부를 포함한다.

Description

다중층 거울{MULTILAYER MIRROR}
관련 출원들에 대한 원용
본 출원은 2010년 5월 27일에 출원되었으며 본 명세서에서 인용 참조되는 미국가출원 61/348,999의 우선권을 청원한다.
본 발명은 다중층 거울, 예를 들어 리소그래피 장치, 예컨대 EUV 리소그래피 장치에 사용하기에 적합한 다중층 거울에 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 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 일부, 하나의 다이 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 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 구조체들의 제조에 있어서 핵심 수단들 중 하나로서 널리 인식된다. 하지만, 리소그래피를 이용하여 구성되는 피처들의 치수들이 더 작아짐에 따라, 리소그래피는 미소 IC 또는 다른 디바이스들 및/또는 구조체들을 제조하는 데 있어 보다 결정적인 인자가 되고 있다.
패턴 프린팅의 한계들의 이론적 추정은 수학식(1)에 나타낸 바와 같은 분해능에 대한 레일리 기준(Rayleigh criterion)에 의해 설명될 수 있다:
Figure 112012107942606-pct00001
이때, λ는 사용되는 방사선의 파장이고, NA는 패턴을 프린트하는 데 사용된 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)이고, k1은 레일리 상수라고도 칭하는 공정 의존성 조정 인자(process dependent adjustment factor)이며, CD는 프린트된(즉, 적용된) 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식(1)로부터, 피처들의 프린트가능한(즉, 적용가능한) 최소 크기의 감소는 세 가지 방식으로: 즉, 노광 파장 λ를 단축하거나, 개구수 NA를 증가시키거나, 또는 k1의 값을 감소시킴으로써 얻어질 수 있다.
노광 파장을 단축시키고, 이로 인해 최소 프린트가능한(즉, 적용가능한) 피처 크기를 줄이기 위하여, 극자외(EUV) 방사선 소스의 사용이 제안되어 왔다. EUV 방사선은 5 내지 20 nm 범위 내의 파장, 예를 들어 13 내지 14 nm 범위 내의 파장, 쪼는 예를 들어 5 내지 10 nm 범위 내의 파장, 예컨대 6.7 nm 또는 6.8 nm의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 가능한 소스들에는, 예를 들어 레이저-생성 플라즈마(LPP) 소스들, 방전 플라즈마(DPP) 소스들, 또는 전자 저장 링에 의해 제공되는 싱크로트론 방사선(synchrotron radiation)을 기반으로 하는 소스들이 포함된다.
EUV 방사선은 플라즈마를 이용하여 생성될 수 있다. EUV 방사선을 생성하는 방사선 시스템은 플라즈마를 제공하기 위한 연료를 활성화(excite)시키기 위한 레이저, 및 플라즈마를 포함시키기 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 배치되는 인클로징 구조체(enclosing structure) 또는 챔번를 포함할 수 있다. 이러한 방사선 시스템은 통상적으로 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스라 지칭된다.
플라즈마를 이용하여 EUV 방사선을 발생시키는 소스들과 같은 실제 EUV 소스들은 원하는 '대역내(in-band)' EUV 방사선만 방출하는 것이 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 경우에, 통상적으로 10.6 ㎛에서의 레이저로부터의 방사선은 상당한 양의 대역외 방사선을 나타낸다.
리소그래피 장치에서, 몇몇 이유들로 인해 스펙트럼 퓨리티가 요구된다. 한 가지 이유는, 레지스트가 방사선의 대역외 파장에 대해 민감하며, 따라서 레지스트가 이러한 대역외 방사선에 노출되는 경우 레지스트에 적용되는 패턴들의 이미지 품질이 열화될 수 있다는 것이다. 또한, 몇몇 레이저 생성 플라즈마 소스들에서의 대역외 적외선, 예를 들어 10.6 ㎛ 방사선은 패터닝 디바이스, 기판, 및 리소그래피 장치 내 광학기의 원하지 않고 불필요한 가열을 야기한다. 이러한 가열은 이러한 요소들의 손상, 그들의 수명의 감소, 및/또는 레지스트-코팅된 기판 상에 투영되고 적용되는 패턴들에서의 결함들 또는 왜곡들을 야기할 수 있다.
대역외 방사선이 리소그래피 장치를 통해 전파되는 것을 방지하는 한가지 방법은 방사선 소스에 의해 발생되는 방사선을 필터링하거나 방사선에 대한 필터를 적용하는 것이다. 필터는 투과형, 반사형, 회절형, 굴절형 등일 수 있다. 예를 들어, 일 예시에서는 EUV 방사선을 반사시키거나, 또는 우선적으로 반사시키는 동시에, 몇가지 방식으로(예를 들어, 흡수, 간섭, 상이한 방향으로의 반사에 의해) EUV 방사선과 같은 방향으로의 적외선의 반사를 억제시키는 다중층 거울이 제공될 수 있다. 다중층 거울은 대안적으로 또는 추가적으로 격자 구조체의 일부를 포함하거나 형성할 수 있다. 격자 구조체는 EUV 방사선은 다중층 거울로부터 제 1 각도로 반사되고, 적외선은 다중층 거울로부터 상이한 제 2 각도로 반사되도록 보장하게 구성될 수 있다. EUV 방사선과 적외선을 상이한 각도로 반사시킴으로써, EUV 방사선은 리소그래피 장치를 통해 지향되는 반면, 적외선은 빔 덤프(beam dump) 등을 향하여 지향될 수 있다. 이러한 격자 구조체는, 예를 들어 리소그래피 장치의 방사선 소스 내에 배치될 수 있다. 하지만, 이러한 격자 구조체를 갖거나 갖지 않는 다중층 거울은, 예를 들어 리소그래피 장치에서 이용되는 방사선 빔을 조절(예를 들어, 반사, 성형 등)하는 데 이용하기 위한 리소그래피 장치의 1 이상의 광학 요소들로서 리소그래피 장치 전체에 걸쳐 그 용법을 찾을 수 있다.
리소그래피 장치에서의 다중층 거울들의 이용과 연관된 문제는 시간에 걸친 다중층 거울들의 열화이다. 리소그래피 장치 내에서의 혹독한(harsh) 조건들은, 예를 들어 이러한 다중층 거울의 일부를 형성할 수 있는 1 이상의 실리콘 층들의 열화를 초래할 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치나 리소그래피 장치의 일부를 형성하거나 그와 연결되는 방사선 소스에서의 높은 온도로 인해, 및/또는 고 에너지 입자 오염의 발생으로 인해, 1 이상의 실리콘 층들은 이용 도중 스퍼터링(sputtering)이나 일반적인 열화에 처하게 될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 데브리 억제제(debris suppresant)나 오염 방벽으로서, 또는 광학 요소들의 세정에 이용하기 위해 EUV 리소그래피 장치에서 (분사 형태나 원자 형태의) 수소 가스를 이용하는 것이 제안되어 왔다. 하지만, 흔히 다중층 거울의 1 이상의 층들을 구성하는 실리콘은 수소와 반응해 실리콘 층들의 열화가 야기될 수 있다.
본 발명의 목적은, 본 명세서나 그 밖의 자료에서 개시된, 종래 기술의 1 이상의 문제들을 피하거나 완화시키는 다중층 거울 또는 다중층 거울을 개질시키는 방법을 제공하거나, 또는 기존 다중층 거울에 대한 대안을 제공하거나 이러한 다중층 거울을 개질시키는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 다중층 거울의 강건성(robustness)을 향상시키는, 예를 들어 수소와의 반응이나 스퍼터링으로부터 다중층 거울의 1 이상의 실리콘 층들을 보호하는 것이다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 층들의 스택을 형성하는 제 1 재료의 층; 실리콘의 층; 제 1 재료의 층; 및 실리콘의 층을 포함하는 다중층 거울이 제공되며, 실리콘의 층의 노출된 영역은 실리콘의 노출된 영역의 강건성을 향상시키도록 배치되는 개질부(modification)를 포함한다.
개질부는, 수소 또는 수소 원자와 실리콘의 노출된 영역의 반응성(reactivity)을 감소시키거나; 및/또는 실리콘 층의 노출된 영역의 스퍼터링 저항을 향상시킴으로써 또는 이 둘 모두를 이행함으로써 실리콘의 노출된 영역의 강건성을 향상시키도록 배치될 수 있다.
개질부는, 실리콘 층의 노출된 영역의 표면에 제공되거나, 또는 실리콘 층의 노출된 영역 내에 제공되는 1 이상의 임플란트 재료(implanted materials); 및/또는 실리콘 층의 노출된 영역의 일부를 덮거나 형성하는 패시베이션 층(passivation layer) 중 1 이상을 포함할 수 있다.
1 이상의 임플란트 재료들은 붕소, 질소, 및/또는 질화물 중 1 이상을 포함할 수 있다.
패시베이션 층은 질화물 층, 실리콘 질화물 층, 붕소 글라스 층(예를 들어, 붕소-실리콘 글라스, 또는 붕규산염 글라스) 또는 실리콘 질화물 층 중 1 이상을 포함할 수 있다.
실리콘 층의 노출된 영역은 실리콘 층의 주변 영역 및/또는 실리콘 층의 측벽일 수 있다.
실리콘 층의 미노출 영역에는 개질부가 없을 수 있다.
실리콘 층의 미노출 영역은 적어도 실리콘 층의 중심 또는 중심 영역을 포함할 수 있다.
다중층 거울은 복수의 제 1 재료 층 및/또는 복수의 실리콘 층들을 포함할 수 있으며, 실리콘 층들은 제 1 재료의 층에 의해 분리되거나, 및/또는 제 1 재료의 층들이 실리콘 층에 의해 분리될 수 있다.
복수의 실리콘 층들은 노출된 영역을 가질 수 있으며, 각각의 노출된 영역은 개질부를 포함한다.
실리콘 층 또는 층들의 복수의 노출된 영역들은 개질부를 포함할 수 있다.
실리콘 층 또는 층들의 노출된 영역 또는 영역들 대부분, 또는 실질적으로 모두는 개질부를 포함할 수 있다.
제 1 재료는 몰리브덴을 포함할 수 있다.
다중층은 EUV 방사선을 반사시키거나, 또는 우선적으로 반사시키도록 구성될 수 있다.
다중층 거울은 적외선의 반사를 억제시키도록 구성될 수 있다.
다중층 거울은 EUV 방사선은 제 1 방향으로 반사시키고, 적외선은 상이한 제 2 방향으로 반사시키도록 배치될 수 있다.
다중층 거울은 격자 구조체를 포함하거나 그 일부를 형성할 수 있다.
수소 입자들로부터 다중층 거울을 보호하기 위하여, 다중층 거울에는 층들의 스택 상에 보호 층이 제공될 수 있다. 이러한 보호 층은 실리콘 질화물, 루테늄 또는 몰리브덴을 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 다중층 거울이 제공되는 방사선 소스 또는 리소그래피 장치가 제공된다. 본 발명의 제 2 실시형태는, 적절할 경우 본 발명의 제 1 실시형태와 관련하여 기술된 1 이상의 추가적 특징들 또는 대안적인 특징들을 가질 수 있다.
본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 다중층 거울의 강건성을 향상시키는 방법이 제공되며, 상기 다중층 거울은: 층들의 스택을 형성하는 제 1 재료의 층; 실리콘 층; 제 1 재료의 층; 및 실리콘의 층을 포함하며; 상기 방법은: 실리콘의 노출된 영역의 강건성을 향상시키기 위하여 실리콘 층의 노출된 영역을 개질시키는 단계를 포함한다.
상기 개질시키는 단계는, 수소 또는 수소 원자와 실리콘 층의 노출된 영역의 반응성을 감소시키거나; 및/또는 실리콘 층의 노출된 영역의 스퍼터링 저항을 향상시킴으로써 또는 이 둘 모두를 이행함으로써 실리콘의 노출된 영역의 강건성을 향상시킬 수 있다.
개질시키는 단계는, 실리콘 층의 노출된 영역의 표면이나 실리콘 층의 노출된 영역 내에 1 이상의 재료를 임플란트하는 단계; 및/또는 실리콘 층의 노출된 영역을 덮거나 또는 그 일부를 형성하는 패시베이션 층을 제공하는 단계 중 1 이상의 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시형태는, 적절할 경우 본 발명의 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태와 관련하여 기술된 1 이상의 추가적 특징 또는 대안적 특징들을 가질 수 있다.
본 발명의 제 4 실시형태에 따르면, 본 발명의 제 3 실시형태의 방법을 이용하여 형성된 다중층 거울이 제공된다.
본 발명의 제 4 실시형태는, 적절할 경우 본 발명의 제 1 실시형태, 제 2 실시형태, 또는 제 3 실시형태와 관련하여 기술된 1 이상의 추가적 특징 또는 대안적 특징들을 가질 수 있다.
본 발명의 추가인 특징들 및 장점들과, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동에 대해서 첨부 도면들을 기준으로 상세히 후술된다. 본 발명은 본 명세서에 기술된 특정 실시예들로만 제한되지 않는다는 데 유의하여야 한다. 이러한 실시예들은 본 명세서에서 예시의 목적으로만 제공된다. 당업자라면 본 명세서에 포함된 개시내용을 토대로 하는 추가적인 실시예들도 이해할 수 있을 것이다.
명세서에 포함되어 그 일부를 형성하는 첨부 도면들은 본 발명을 예시하고, 설명부와 함께 본 발명의 원리들을 설명하며 당업자(들)이 본 발명을 제조 및 사용할 수 있도록 하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 예시한 도,
도 2는 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스 컬렉터 모듈(SO)을 포함하는 도 1에 도시된 리소그래피 장치의 상세도,
도 3은 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스 컬렉터 모듈인, 도 1의 장치의 대안적인 소스 컬렉터 모듈(SO)을 나타낸 도,
도 4는 기존 다중층 거울의 개략적인 측면도,
도 5 내지 도 7은 알려진 다중층 거울 격자 구조체들의 개략적인 측면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 개질부를 포함하는 다중층 거울을 개략적으로 나타낸 도,
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 개질부들을 포함하는 다중층 거울 격자 구조체들을 개략적으로 나타낸 도,
도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 구조체를 갖거나 그를 형성하는 다중층 거울을 개질하는 방법을 개략적으로 나타낸 도,
도 16 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 구조체를 갖거나 그를 형성하는 다중층 거울을 개질하는 다른 방법을 개략적으로 나타낸 도이다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 전반에 걸쳐 같은 참조부호가 대응되는 요소들을 나타내는 도면과 연계할 경우, 후술되는 설명부로부터 보다 명확히 이해될 것이다. 도면에서, 같은 참조 부호들은 일반적으로 동일하거나, 기능적으로 유사하거나, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다. 어떤 요소가 처음 나타나는 도면은 대응되는 참조 부호에서 가장 좌측의 숫자(들)에 의해 표시된다.
본 명세서는 본 발명의 특징들을 포함하는 1 이상의 실시예들을 개시하고 있다. 개시된 실시예(들)은 본 발명을 예시하려는 것에 불과하다. 본 발명의 범위는 개시된 실시예(들)로만 제한되지 않는다. 본 발명의 후속 청구범위에 의하여 정의된다.
기술된 실시예(들) 및 "하나의 실시예", "실시예", "예시적 실시예" 등에 대한 명세서에서의 언급들은 기술된 실시예(들)이 구체적 특징, 구조 또는 특성을 포함하지만 모든 실시예들이 반드시 구체적 특징, 구조 또는 특성을 포함하는 것은 아님을 나타낸다. 또한, 이러한 구문들은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 나아가, 구체적 특징, 구조 또는 특성이 일 실시예와 연계하여 설명되는 경우, 이는 명확히 설명되었든 그렇지 않든 당업자의 지식 내에서 다른 실시예들과 연계된 이러한 특징, 구조 또는 특성을 실행할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그들의 여하한의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 1 이상의 프로세서에 의하여 판독되고 실행될 수 있는 기계-판독가능한 매체(machine-readable medium)에 저장되는 명령어들로서 구현될 수도 있다. 기계-판독가능한 매체는 기계(예를 들어, 연산 장치)에 의하여 판독가능한 형태의 정보를 저장하거나 전송하기 위한 여하한의 기구를 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; 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태의 전파 신호들(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴들, 명령들은 본 명세서에서 특정 작업들을 수행하는 것으로서 기술될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의상 기술된 것이며, 상기 작업들이 실제로는 연산 장치, 프로세서, 제어기, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령 등을 실행하는 다른 디바이스들로부터 유도될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하지만, 이러한 실시예들을 보다 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 컬렉터 모듈(SO)을 포함하는 리소그래피 장치(100)를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(흔히 일루미네이터라 지칭됨)(IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고 상기 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, 상기 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, 정전기와 같은 광학 다양한 타입의 광학 구성요소들 또는 그와는 다른 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 유지시킨다. 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 해당할 것이다.
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 시스템 같은 투영 시스템은 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기와 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들, 또는 그와는 다른 광학 구성요소들, 또는 그들의 여하한의 조합을 포함할 수 있다. 다른 가스들은 너무 많은 방사선을 흡수할 수 있기 때문에 EUV 방사선을 위해 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 채용한) 반사형으로 이루어진다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블들(및/또는 2 개 이상의 마스크 테이블들)로 이루어질 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블들이 병행하여 사용되거나, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블 상에서는 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 범위의 1 이상의 방출 라인들을 갖는, 적어도 하나의 요소, 예를 들어, 크세논, 리튬, 또는 주석을 갖는 플라즈마 상태로 재료를 전환시키는 단계를 포함하나, 상기 단계로만 제한될 필요는 없다. 흔히 레이저 생성 플라즈마("LLP")로 칭해지는 이러한 한가지 방법에서, 필요한 플라즈마는 필요한 라인-방출 요소(line-emitting element)를 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 일부일 수 있다. 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스 컬렉터 모듈에 배치되는 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 예를 들어, 연료 활성화를 위한 레이저 빔을 제공하는 데 CO2 레이저가 이용되는 경우, 레이저 및 소스 컬렉터 모듈은 별도의 개체들일 수 있다.
이러한 경우들에 있어, 레이저는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은, 예를 들어 적합한 지향 거울들 및/또는 빔 익스펜더를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로 레이저로부터 소스 컬렉터 모듈로 전달된다. 다른 경우들에 있어, 예를 들어 소스가 흔히 DPP 소스라 칭해지는 방전 생성 플라즈마 EUV 생성기(discharge produced plasma EUV generator)인 경우 상기 소스는 소스 컬렉터 모듈의 통합부일 수도 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔(B)의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명 시스템(IL)의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외부 반경 및/또는 내부 반경 크기(통상적으로, 각각 값 σouter 및 σinner라 함)는 조정될 수 있다. 또한, 조명 시스템(IL)은 패싯 필드(facetted field) 및 퓨필 거울 디바이스들과 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 조명 시스템은 방사선 빔의 단면이 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖도록, 방사선 빔을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)로부터 반사된 후, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(PS2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 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 위치시키는 데 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 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 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 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) 상에 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)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 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 소스 컬렉터 모듈(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 장치(100)를 보다 상세히 도시하고 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 소스 컬렉터 모듈(SO)의 인클로징 구조체(enclosing structure; 220) 내에서 진공 환경이 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)는 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스에 의하여 형성될 수 있다. EUV 방사선은 전자기 스펙트럼의 EUV 범위 내의 방사선을 방출하기 위한 (초 고온) 플라즈마(210)가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 크세논(Xe) 가스, 리튬(Li) 증기, 또는 주석(Sn) 증기에 의하여 생성될 수 있다. (초 고온) 플라즈마(210)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 생성하는 전기적 방전에 의하여 생성된다. 방사선의 효율적인 생성을 위해서는 부분압, 예를 들어 10 Pa의 Xe, Li, Sn 증기 또는 여타 적합한 가스나 증기가 요구될 수 있다. 일 실시예에서는, EUV 방사선을 생성하기 위해 활성화된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
플라즈마(210)에 의하여 방출되는 방사선은 소스 챔버(211)의 개구부 안이나 뒤에 위치되는 선택적 가스 방벽 또는 오염물 트랩(230)(몇몇 경우에는 오염물 방벽 또는 포일 트랩이라 지칭되기도 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 당업계에서 알려진 바와 같은 채널 구조체를 포함한다.
컬렉터 챔버(212)는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있으며, 이는 소위 그레이징 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 횡단하는(traverse) 방사선은 격자 스펙트럼 필터(240)에 의해 반사되어 가상의(virtual) 소스 포인트(IF)에서 포커스될 수 있다. 가상의 소스 포인트(IF)는 통상적으로 중간 포커스라 칭해지며, 소스 컬렉터 모듈(SO)은 상기 중간 포커스(IF)가 인클로징 구조체(220)의 개구부(221)나 그 부근에 배치되도록 구성된다. 가상의 소스 포인트(IF)는 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다. 개구부(221)를 통과하기 전에, 방사선은 선택적 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 외측]에 배치될 수 있다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 횡단하며, 상기 조명 시스템은 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 빔(21)의 원하는 각도 분포와 더불어 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 세기의 원하는 균일성을 제공하도록 배치되는 패싯 퓨필 거울 디바이스(24) 및 패싯 필드 거울 디바이스(22)를 포함할 수 있다. 패터닝된 빔(26)은 지지 구조체(MT)에 의하여 유지되는 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 빔(21)의 반사시 형성되며, 패터닝된 빔(26)은 투영 시스템(PS)에 의해 반사 요소들(28, 30)을 거쳐 웨이퍼 스테이지 또는 기판 테이블(WT)에 의하여 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 반사 요소들(예를 들어, 거울 등)이 존재할 수 있는데, 예를 들어 투영 시스템(PS)에는 도 2에 도시된 것보다 1 내지 6 개의 추가적인 반사 요소들이 더 존재할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같은 컬렉터 광학기(CO)는 컬렉터(또는 컬렉터 거울)의 예시로서, 그레이징 입사 반사기들(253, 254, 및 255)을 갖는 네스티드 반사기(nested reflectors)로서 나타나 있다. 그레이징 입사 반사기들(253, 254, 및 255)은 광학 축(O)을 중심으로 축방향 대칭으로 배치되며, 이 타입의 컬렉터 광학기(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 일부이거나, 그를 포함하거나 또는 형성할 수 있다. 도 3을 참조하면, 레이저(LA)는 수 십 eV의 전자 온도를 갖는 고도로 이온화된 플라즈마(210)를 생성하도록 크세논(Xe), 주석(Sn), 또는 리튬(Li)의 액적이나 영역 또는 증기와 같은 연료에 레이저 에너지를 배치시키기 위해 배치된다. 이들 이온들의 재조합 및 탈-여기(de-excitation) 동안 발생되는 활성 방사선(energetic radiation)은 플라즈마(210)로부터 방출되고, 수직에 가까운(near normal) 입사 컬렉터(CO)에 의하여 수집되며, 인클로징 구조체(220)의 개구부(221) 상으로 포커스된다. 개구부(221)를 통과하기 전에, 방사선은 선택적 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 외측]에 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 기준으로 도시되고 설명된 장치는, 예를 들어 추가적으로 또는 대안적으로 격자 필터를 포함할 수 있다. 업계에 알려진 바와 같이, 격자 필터는, 예를 들어 적외선으로부터 EUV 방사선을 필터링하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 격자는 EUV 방사선은 제 1 방향으로 지향되고, 적외선은 상이한 제 2 방향으로 지향될 수 있도록 구성될 수 있다. 제 1 방향과 제 2 방향은 상이하기 때문에, 필터 효과가 얻어지며, 이는 장치를 통과하는 적외선의 방지 또는 억제를 원활하게 한다. 격자 필터는 다중층 거울 구조체이거나 그를 포함할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 기술된 장치의 1 이상의 광학 요소들은 1 이상의 다중층 거울들이거나 그를 포함할 수 있다. 다중층 거울들은 특정 파장(또는 파장 범위)의 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 특정하게 반사시키거나 또는 우선적으로 반사시키도록 구성될 수 있다. 필터가 예를 들어 다중층 거울에 의해 적외선과 같은 다른 파장의 방사선을 반사시키지 않을 때 이러한 우선적 반사 또는 특정한 반사가 대안적으로 또는 추가적으로 이용될 수 있다.
도 4는 알려진 다중층 거울(40)을 개략적으로 도시하고 있다. 다중층 거울(40)은 실리콘 층(42)과 상이한 재료[통상적으로 몰리브덴(44)이지만, 이것으로 국한되지는 않음]의 제 1 층 간에 교번하는 층들의 스택을 포함한다.
도 5 내지 도 7은 격자 구조체의 일부를 포함하거나 그를 형성하는 다중층 거울들을 각각 개략적으로 도시하고 있다. 도 5에서, 다중층 거울 격자 구조체(50)는 또한 실리콘 층(52)과 제 1 재료 층(54)(예를 들어, 몰리브덴)이 교번하는 층들의 스택을 포함한다. 이 실시예에서, 층들의 스택은 피라미드-형 구조체들을 형성한다. 도 6에서, 다중층 거울 격자 구조체(60)는 또한 실리콘 층(62)과 제 1 재료 층(64)(예를 들어, 몰리브덴)의 교번 층들을 포함하는 층들의 스택을 포함한다. 이 도면에서, 다중층 스택들은 삼각형 구조체들을 형성한다. 도 7에서, 다중층 거울 격자 구조체(70)는 또한 실리콘 층(72)과 제 1 재료 층(74)(예를 들어, 몰리브덴)의 교번 층들을 포함하는 층들의 스택을 포함한다. 이 실시예에서, 다중층 스택들은 실질적으로 직육면체형 구조체를 형성하며, 예를 들어 도 4에 도시된 구조가 반복된다.
도 5 내지 도 7을 기준으로 도시되고 설명된 격자 구조체들은 도 4에 도시된 것과 유사하거나 동일한 구조를 갖는 다중층 거울로부터 재료를 적절히 제거하여 형성될 수 있다. 재료는 다이아몬드 팁 등을 이용하여 제거될 수 있다. 재료는 적절히 제거되어, 소정의 기능을 제공하도록 성형되거나 및/또는 이격되는 피라미드-형 특징부들, 삼각-형 특징부들, 또는 직육면체-형 특징부들을 갖는 격자 구좇체를 형성한다. 예를 들어, 격자가 적외선이 리소그래피 장치를 통과하는 것을 방지하는 필터 장치로서 이용되거나 그 일부를 형성하도록, 상기 기능은 제 1 방향으로의 EUV 방사선의 반사, 상이한 제 2 방향으로의 적외선의 반사를 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 다중층 거울 또는 다중층 거울을 형성하는 재료의 층들의 캡슐화(encapsulation)가 존재하지 않음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 도 4 내지 도 7에 도시된 다중층 거울들의 모든 예들에서는, 모든 실리콘 층이 노출된 영역을 포함한다는 것을 알 수 있다. 이 노출된 영역은 제 1 재료(예를 들어, 몰리브덴)으로 덮이거나 둘러싸이지 않으며, 따라서 다중층 거울이 배치되는 환경에 노출되는 영역이다. 따라서, 노출된 영역은 실리콘 층의 주변부 또는 주변 영역, 및/또는 예를 들어 상기 층의 측벽 등일 수 있다. 실리콘 층은 노출되는 영역들을 포함하기 때문에, 상기 노출된 영역들은 이용 중 보다 쉽게 열화를 겪을 수 있다. 흔히 다중층 거울이 이용될 수 있는 혹독한 조건들에 의한 상기 영역의 스프터링(또는 다른 말로 에칭)으로 인해 열화가 야기될 수 있다. 이러한 혹독한 조건들에는 고온, 또는 고 에너지 입자들에 의한 충격(bombardment), 또는 분자나 수소 원자에 대한 노출이 포함될 수 있다. 열화는 전체적으로 다중층 거울의 수명을 단축시키거나, 및/또는 다중층 거울의 광학 성능에 악영향을 미치며, 따라서 리소그래피 장치에도 전체적으로 악영향을 미친다. 이러한 문제들 중 1 이상을 극복하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 알려진 다중층 거울 구조체들과 연관된 1 이상의 문제들 또는 단점들이 회피되거나 완화될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다중층 거울이 제공된다. 다중층 거울은 적어도 제 1 재료(예를 들어, 몰리브덴) 층과 적어도 실리콘 층을 포함한다. 알려진 다중층 거울 구조체들과 같이, 제 1 재료 층과 실리콘 층은 함께 층들의 스택을 형성한다. 알려진 다중층 거울 구조체들과는 대조적으로, 실리콘 층의 노출된 영역은 실리콘의 노출된 영역의 강건성을 향상시키고, 따라서 다중층 거울의 강건성을 전체적으로 향상시키도록 배치되는 개질부를 포함한다. 개질부는, 수소 또는 수소 원자와 노출된 실리콘 층의 노출된 영역의 반응성을 감소시키거나; 및/또는 실리콘 층의 노출된 영역의 스퍼터링(달리 말해, 에칭) 저항을 향상시킴으로써 또는 이 둘 모두를 이행함으로써, 실리콘의 노출된 영역의 강건성을 향상시키도록 배치될 수 있다. 실리콘의 노출된 영역의 강건성을 향상시키도록 배치되는 개질부는 쉽게 수소와의 반응을 감소시킬 뿐만 아니라 스퍼터링 저항을 향상시킬 수 있다.
개질부는 실리콘 층의 노출된 영역의 표면이나 실리콘 층의 노출된 영역 내에 제공되는 1 이상의 임플란트 재료, 및/또는 실리콘 층의 노출된 영역을 덮거나 그 일부를 형성하는 패시베이션 층을 포함할 수 있다.
실리콘의 노출된 영역은 제 1 재료로 둘러싸이거나 덮이지 않으며, 따라서 다중층 거울이 존재하는 환경에 노출되는 실리콘의 영역이다. '노출되는'이라는 용어는 광의적으로 해석될 수 있으며, 개질이 착수되거나 구현되기 전에는 노출되고 개질 후에는 노출되지 않는 실리콘을 포괄한다. 제 1 재료 층(또는 다른 재료)로 덮이거나 둘러싸이는 영역들은 '노출되지 않는' 것으로 고려될 수 있다.
지금부터는, 본 발명의 비-제한적 실시예들을 설명하기 위해 도 8 내지 도 18이 이용된다. 적절할 경우 간명성과 일관성을 위해 같은 특징부들에는 같은 참조 부호들이 주어진다. 도면들은 명확한 언급이 없는 한 구체적인 스케일로 도시되지 않는다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중층 거울 구조체(80)를 개략적으로 도시하고 있다. 다중층 거울 구조체(80)는 실리콘 층(82)과 제 1 재료(예를 들어, 그것의 양호한 광학 전도성으로 인해 몰리브덴) 층이 교번하는 스택을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다중층 거울 구조체(80)가 배치된 환경에 노출되었던 실리콘 층들(82)의 영역들은 실리콘 층들(82)의 노출된 영역의 강건성을 향상시키기 위해 개질되었다(86). 개질부(86)는 여하한의 방식, 예를 들어 노출된 영역 내에서의 또는 노출된 영역 상에서의 1 이상의 재료들의 임플란테이션(implantation)에 의해, 또는 노출된 영역의 표면이나 또는 노출된 표면 내에서의 패시베이션 층의 형성에 의해 제공될 수 있다. 이러한 방법들의 예시들에 대해서는 보다 상세히 후술된다.
개별 노출된 영역들을 한 번에 개질시키는 대신, 개질 방법은 모든 실리콘 층의 복수의, 대부분의, 또는 모든 노출된 영역들이 실질적으로 동시에 그리고 같은 공정 또는 방법으로 개질되도록 이루어지기 쉽다. 이것이 도 8에 도시되어 있으며, 여기서는 모든 노출된 영역들이 개질되었으며(86), 실질적으로 동시에 개질되었다.
층들의 스택의 특성으로 인해, 실리콘 층(82)의 노출된 영역들은 층들의 주변부 및/또는 상기 실리콘 층(82)의 측벽에 있거나 그를 포함하기 쉽다. 각 실리콘 층(82)의 중심 영역 또는 중심은 이러한 개질부를 포함하지 않거나 포함하지 않을 수 있다[예를 들어, 실리콘 층(82)의 노출되지 않은 영역에는 개질부가 존재하지 않을 수 있다]. 이는 유용할 수 있으며, 몇몇 실시예들에서는 다중층 거울의 광학적 특성들이 개질부(86)의 존재에 의해 영향을 받거나 실질적으로 영향을 받지 않도록 보장할 필요가 있을 수 있다.
도 9, 도 10, 및 도 11은 예시적 다중층 거울 격자 구조체들(50, 60, 70)을 도시하고 있으며, 이들은 도 5 내지 도 7을 기준으로 도시되고 설명된 것들과 실질적으로 대응된다. 도 9, 도 10, 및 도 11에 도시된 격자 구조체들(50, 60, 70)의 차이점은 실리콘 층들(52, 62, 72)의 노출된 영역들이 실리콘 층(52, 62, 72)의 노출된 영역의 강건성을 향상시키기 위해 상술된 바와 같이 개질되었다(90)는 점이다.
일 예시에서, 실리콘의 노출된 영역 또는 영역들의 개질은 노출된 영역의 표면이나 노출된 영역 내에서의 재료들의 임플란테이션을 포함하여 이루어진다. 예를 들어, 임플란테이션은 붕소, 질소, 및/또는 질화물과 같은 1 이상의 임플란트 재료들의 이용을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 개질은 실리콘의 노출된 영역을 덮거나 실리콘의 노출된 영역의 일부를 형성하는 패시베이션 층의 형성을 포함하거나 그를 포함하여 이루어질 수 있다. 패시베이션 층은, 예를 들어 질화물 층, 실리콘 질화물 층, 붕소 글라스 층, 또는 실리콘 산질화물 층(silicon oxynitride layer)일 수 있다. 패시베이션 층은, 예를 들어 특정 가스 또는 가스성 혼합물에 실리콘의 노출된 영역을 노출시킴으로써 형성될 수 있다.
적절한 임플란테이션, 및/또는 패시베이션 층의 형성은 수소와 실리콘의 반응성을 줄여주어, 수소에 의한 실리콘의 에칭을 감소시킬 수 있으며, 및/또는 스퍼터링에 대한 실리콘의 저항성이 보다 커지게 할 수 있다는 것이 판명되었다.
일 예시에서, 수소 원자에 의한 실리콘의 에칭 메커니즘은 주 에칭 생성물인 실란(SiH4)이 형성되고 표면으로부터 용해될 때까지 표면에서 확산되는 다중 수소화물 상들(hydride phases)(SiH, SiH2, 및 SiH3)의 발생으로 이루어진다. 실리콘이, 예를 들어 (가령, 붕소를 이용한 실리콘의 임플란테이션에 의해) 붕소-도핑될 때 실란의 형성이 크게 감소되는 것으로 판명되었다. 붕소의 존재는 표면에서 고도로 안정적인 탄화수소 입자(BH3)의 형성을 촉진하며, 이는 실란의 생성을 방지한다. 수소 원자에 의한 실리콘의 에칭률은 붕소를 이용한 실리콘의 노출된 영역들의 임플란테이션에 의해 5 배까지 감소될 수 있음이 판명되었다.
다른 예시에서는, 실리콘의 노출된 영역의 표면에 질화물 층을 형성하기 위해 다중층 거울을 질소 및 암모니아 가스(NH4) 내에 침지시키는 방법이 이용될 수 있다. 또한, 수소와 실리콘 간의 반응으로부터 생성된 실란(SiH4) 가스는 질소 또는 암모니아와 반응하고 실리콘 질화물 층을 형성한다. 실리콘 질화물은 (예를 들어, 수소기/수소 원자를 포함하는) 고 반응성 수소 환경에 대한 그것의 화학적 반응성 및 경도가 알려져 있다. 또한 실리콘 질화물 또는 질화물 층과 같은 단단한 재료들은 실리콘의 노출된 영역의 스퍼터링 저항성을 증대시킨다. 추가적으로 또는 대안적으로, 실리콘의 노출된 영역 상에 붕소 글라스(예를 들어, 붕소-실리콘 글라스, 또는 붕규산염 글라스)를 형성하거나 또는 그 일부를 형성하는 데 붕소를 포함하는 가스가 이용될 수 있다. 이러한 층들 모두는 그들이 수소에 대한 실리콘의 반응성을 줄여주고 및/또는 실리콘의 노출된 영역의 스퍼터링 저항을 증대시킨다는 사실로 인해 '패시베이션 층들'이라 지칭된다.
도 12 내지 도 18은 실리콘의 노출된 영역들의 상술된 개질을 제공하는 예시적 방법들을 개략적으로 나타내고 있다. 도 12 내지 도 15는 (소정 각도 하의) 임플란테이션을 도시하고 있으며, 도 16 내지 도 18은 다중층 거울이 적절한 가스 환경에 노출되는 방법을 나타내고 있다.
도 12는 도 5를 기준으로 도시되고 설명된 다중층 거울 격자 구조체(50)를 개략적으로 나타내고 있으나, 물론 상술된 방법은 어떠한 다중층 거울 구조체에도 적용가능하다. 실리콘 층들(52)의 노출된 영역들의 임플란테이션은 도 12에서 제 1 각도로 수행되는 것으로 도시되어 있다. 도 13은 이러한 임플란테이션이 다중층 거울 구조체(50)의 일 측 상에서 실리콘의 노출된 영역들의 개질부(90)의 노출된 영역들의 개질을 유도하는 것을 도시하고 있다. 도 14는 그후 임플란테이션이 실질적으로 반대의 제 2 각도로 수행되는 것을 도시하고 있다. 도 15는 이 제 2 임플란테이션의 결과로 다중층 거울 구조체(50)의 맞은편 측 상에서 실리콘의 노출된 영역들이 적절히 개질되는 것(90)을 나타내고 있다.
도 16은 또한 도 5를 기준으로 도시되고 설명된 다중층 거울 격자 구조체를 나타내고 있으나, 기술된 방법은 어떠한 다중층 거울 구조체에도 적용가능하다. 도 17은 가스 환경(100) 내에서의 다중층 거울 구조체(50)의 배치를 나타내고 있다. 가스 환경은 실리콘 층들(52)의 노출된 영역들이 적절히 개질되어, 스퍼터링이나 수소 원자와의 반응에 대한 그들의 강건성을 향상시킬 수 있도록 보장하기 위해 특정하게 선택된다. 도 18은 그에 따른 다중층 거울 격자 구조체(50)를 도시하고 있으며, 이는 이후 도 17의 가스(100)에 대한 실리콘의 노출된 영역들의 노출로 인한 상기 노출된 영역들의 개질부들(90)을 포함한다.
당업자는, 실리콘의 노출된 영역을 개질하여 그것의 강건성을 높이기 위한 상기 방법들 및 재료들이 예시에 불과하다는 것을 이해할 것이다. 상기 예시들이 완전한 것은 아니다. 당업자라면 본 발명의 설명을 읽고서 실리콘의 강건성을 향상시키는 데 이용될 수 있는 다른 재료들 및 방법들에 대해서도 인식할 수 있을 것이다. 이들 재료들 및 방법들도 청원되는 본 발명의 범위 내에 속한다.
본 명세서에서 기술되는 다중층 거울은, 상술된 바와 같이 EUV 방사선을 반사시키거나, 우선적으로 반사시키거나, 또는 선택하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 다중층 거울은, 예를 들어 적외선의 반사를 억제하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 다중층 거울은 EUV 방사선은 제 1 방향으로 반사시키고, 적외선은 상이한 제 2 방향으로 반사시키도록 배치될 수 있다. 이러한 다중층 거울은 격자 구조체를 포함하거나 그 일부를 형성할 수 있다. 이러한 반사 또는 억제를 달성하는 데 필요한 다중층 거울의 층들의 치수들 및/또는 상기 층들의 구성은 본 발명의 요점이 아니며, 따라서 여기서는 상세히 설명되지 않는다.
몇몇 실시예에서, 다중층 거울은 고립적으로(in isolation) 만들어지거나, 판매되거나, 및/또는 이용될 수 있다. 하지만, 다중층 거울은 상술된 바와 같이 리소그래피 장치, 또는 방사선 소스에서 구체적인 용법을 찾기 쉽다. 예를 들어, 다중층 거울은 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 시스템을 포함하는 리소그래피 장치와의 용법을 찾을 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 장치는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지체를 포함하며, 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 모든 기판들에 대해 제한되는 기판 테이블이 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 장치에는 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟부 상으로 투영하도록 구성되는 투영 시스템이 제공될 수 있다. 리소그래피 장치는 방사선 소스를 포함하거나 그와 연계하여(예를 들어 사용시 또는 일반적으로) 이루어질 수 있다. (고립적으로, 또는 리소그래피의 일부를 형성하거나 그와 연계하여 이루어지는) 방사선 소스는 방사선이 생성될 수 있는 챔버를 포함할 수 있다. 상기 챔버는, 상술된 바와 같이 가령 격자의 형태의 다중층 거울이나 또는 격자 구조체가 없는 반사면으로서의 다중층 거울을 포함할 수 있다. 수소 입자들로부터 다중층 거울을 보호하기 위하여, 다중층 거울에는 도면에는 도시되지 않은 층들의 스택 상의 보호 층이 제공될 수 있다. 이러한 보호 층은 실리콘 질화물, 루테늄, 또는 몰리브덴을 포함할 수 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되었으나, 본 명세서에 기술된 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 같은 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 적용하고 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 그들의 조합으로 언급될 수 있다.
요약 및 초록 부분(Summary and Abstract sectons)이 아닌, 발명의 상세한 설명 부분(Detailed Description section)이 청구범위를 해석하는 데 사용되도록 의도되어 있다는 것을 이해하여야 한다. 요약 및 초록 부분은 1 이상의 실시예를 설명할 수 있지만, 발명자(들)에 의해 의도(contemplate)된 본 발명의 모든 실시예를 설명하지는 않으므로, 어떠한 방식으로도 본 발명 및 후속 청구범위를 제한하지는 않는다.
본 발명은 구체적 기능들의 구현 및 그와의 관련사항들을 정리 예시한 기능적 빌딩 블록들(functional building blocks)의 도움으로 상술되었다. 기능적 빌딩 블록들의 경계는 설명의 편의를 위해 본 명세서에서는 임의로 정의되었다. 구체적 기능들과 그와의 관련사항들이 적절히 수행되는 한 대안적인 경계들이 정의될 수 있다.
구체적 실시예들의 상술된 설명은 다른 이들이 당업계 기술 내의 지식을 적용함으로써 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고, 과도한 실험 없이 다양한 응용들을 위해 이러한 구체적 실시예들을 쉽게 수정하거나 및/또는 최적화시킬 수 있도록 본 발명의 일반적인 특성을 충실히 드러내고 있다. 그러므로, 이러한 맞춤구성들(adaptations) 및 수정들은 본 명세서에 제시된 개시내용 및 안내를 토대로 개시된 실시예들의 등가적 사상의 의미 및 범위 내에서 이루어지도록 되어 있다. 본 명세서에서의 어법 및 전문용어는 설명이 그 목적으로서, 제한하려는 것이 아니므로, 본 명세서의 전문용어 또는 어법은 개시내용 및 안내의 견지에서 당업자들에 의해 해석될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 폭과 범위는 상술된 실시예들 중 어떠한 실시예에 의해서도 제한되지 않고, 후속 청구범위 및 그들의 등가적 사상에 따라서만 정의되어야 한다.
본 출원의 청구범위는 모출원 또는 다른 관련 출원들의 것과는 상이하다. 그러므로, 출원인은 모출원 또는 본 출원된 관련된 여타 이전 출원에서 이루어진 청구 범위의 어떠한 권리포기(disclaimer)도 철회한다. 그러므로, 심사관은 이러한 이전의 권리 포기 및 그를 피하기 위해 언급된 기준들을 재고할 필요가 있을 수 있다. 또한, 심사관은 본 출원에 대해 이루어진 어떠한 권리 포기도 본 출원 내에 속하거나 그에 대응하는 것으로 판독하지 않도록 유의하여야 한다.

Claims (15)

  1. 다중층 거울(multilayer mirror)에 있어서,
    제 1 재료 층, 및
    실리콘 층을 포함하고,
    상기 제 1 재료 층과 상기 실리콘 층은 층들의 스택을 형성하며,
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽은 실리콘의 노출된 측벽의 강건성(robustness)을 향상시키도록 배치되는 개질부(modification)를 포함하는 다중층 거울.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 개질부는,
    수소 또는 수소 원자와 상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 반응성을 감소시키는 단계; 및
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 스퍼터링 저항(sputtering resistance)을 향상시키는 단계; 중 적어도 하나에 의하여 상기 실리콘의 노출된 측벽의 강건성을 향상시키도록 배치되는 다중층 거울.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수소 또는 수소 원자와 상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 반응성은,
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 표면에, 또는 상기 실리콘 층의 노출된 측벽 내에 제공되는 1 이상의 임플란트 재료들(implanted materials), 또는
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽을 덮거나, 또는 그 일부를 형성하는 패시베이션 층(passivation layer)에 의하여 감소되는 다중층 거울.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 스퍼터링 저항은,
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 표면에, 또는 상기 실리콘 층의 노출된 측벽 내에 제공되는 1 이상의 임플란트 재료들; 또는
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽을 덮거나, 또는 그 일부를 형성하는 패시베이션 층에 의하여 향상되는 다중층 거울.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질부는,
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 표면에, 또는 상기 실리콘 층의 노출된 측벽 내에 제공되는 1 이상의 임플란트 재료들 - 상기 1 이상의 임플란트 재료들은 붕소, 질소, 및 질화물 중 1 이상임 - , 및
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽을 덮거나, 또는 그 일부를 형성하는 패시베이션 층; 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 패시베이션 층은 질화물 층, 실리콘 질화물 층, 붕소 글라스 층, 또는 실리콘 산질화물 층(silicon oxynitride layer) 중 1 이상을 선택적으로 포함하는 다중층 거울.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중층 거울은 복수의 제 1 재료 층들, 또는 복수의 실리콘 층들을 포함하며,
    상기 실리콘 층들은 제 1 재료 층에 의하여 분리되고, 또는
    상기 제 1 재료 층들은 실리콘 층에 의하여 분리되는 다중층 거울.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 층 또는 층들의 복수의 노출된 측벽들은 상기 개질부를 포함하는 다중층 거울.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 층 또는 층들의 노출된 측벽 또는 측벽들의 전부는 상기 개질부를 포함하는 다중층 거울.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 다중층 거울이 제공되는 리소그래피 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 다중층 거울이 제공되는 방사선 소스.
  11. 다중층 거울의 강건성을 향상시키는 방법에 있어서, 상기 다중층 거울은,
    제 1 재료 층, 및
    실리콘 층을 포함하고,
    상기 제 1 재료 층과 상기 실리콘 층은 층들의 스택을 형성하며,
    상기 방법은,
    실리콘의 노출된 측벽의 강건성을 향상시키기 위하여 상기 실리콘 층의 노출된 측벽을 개질하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 개질하는 단계는,
    수소 또는 수소 원자와 상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 반응성을 감소시키는 단계; 및
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 스퍼터링 저항을 향상시키는 단계; 중 적어도 하나에 의하여 상기 실리콘의 노출된 측벽의 강건성을 향상시키는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 수소 또는 수소 원자와 상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 반응성은,
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 표면이나, 또는 상기 실리콘 층의 노출된 측벽 내에 1 이상의 재료를 임플란트하는 단계, 또는
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽을 덮거나, 또는 그 일부를 형성하는 패시베이션 층을 제공하는 단계에 의하여 감소되는 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 스퍼터링 저항은,
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 표면에, 또는 상기 실리콘 층의 노출된 측벽 내에 1 이상의 재료를 임플란트하는 단계; 또는
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽을 덮거나, 또는 그 일부를 형성하는 패시베이션 층을 제공하는 단계에 의하여 향상되는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 개질하는 단계는,
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽의 표면에, 또는 상기 실리콘 층의 노출된 측벽 내에 1 이상의 재료를 임플란트하는 단계; 및
    상기 실리콘 층의 노출된 측벽을 덮거나, 또는 그 일부를 형성하는 패시베이션 층을 제공하는 단계; 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
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