KR101928163B1 - 낮은 패턴 밀도 피처를 인쇄하기 위한 개선된 극자외선 리소그래피 시스템, 디바이스, 및 방법 - Google Patents

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Abstract

리소그래피 시스템이 극자외선(EUV) 광을 생성하도록 구성된 방사선 소스를 포함한다. 리소그래피 시스템은 집적 회로 (IC)의 하나 이상의 피처들을 정의하는 마스크를 포함한다. 리소그래피 시스템은 EUV 광을 마스크 상으로 지향시키도록 구성된 일루미네이터를 포함한다. 마스크는 EUV 광을 0 차 광선 및 복수의 고차 광선들로 회절시킨다. 리소그래피 시스템은 마스크에 의해 정의된 하나 이상의 피처들에 따라 패턴화될 웨이퍼를 고정시키도록 구성된 웨이퍼 스테이지를 포함한다. 리소그래피 시스템은 마스크와 웨이퍼 스테이지 사이에 위치하는 동공 평면 내에 배치된 동공 위상 변조기를 포함한다. 동공 위상 변조기는 0 차 광선의 위상을 변화시키도록 구성된다.

Description

낮은 패턴 밀도 피처를 인쇄하기 위한 개선된 극자외선 리소그래피 시스템, 디바이스, 및 방법{IMPROVED EXTREME ULTRAVIOLET LITHOGRAPHY SYSTEM, DEVICE, AND METHOD FOR PRINTING LOW PATTERN DENSITY FEATURES}
반도체 집적 회로(IC) 산업은 급속한 성장을 이루었다. IC 물질 및 설계에서 기술적 진보는 IC 세대를 만들었고, 각각의 세대는 이전 세대보다 더욱 작고 더욱 복잡한 회로를 갖는다. IC 진화 동안에, 기하학적 크기(즉, 제조 공정을 이용하여 생성될 수 있는 가장 작은 컴포넌트(또는 라인))는 감소한 반면, 기능 밀도(즉, 칩 영역당 상호 접속된 디바이스들의 수)는 일반적으로 증가하였다. 이러한 축소 공정은 일반적으로 생산 효율성을 증가시키고 관련 비용을 낮춤으로써 이점을 제공한다. 이러한 축소는 또한 IC 처리 및 제조의 복잡성을 증가시켰다. 이러한 진보를 실현하기 위해, IC 처리 및 제조에서 유사한 개발이 필요하다. 예를 들어, 고해상도 리소그래피 공정을 수행할 필요성이 커진다. 한 리소그래피 기술은 극자외선 리소그래피(extreme ultraviolet lithography; EUVL)이다. 다른 기술들은 X선 리소그래피, 이온 빔 프로젝션 리소그래피, 전자 빔 프로젝션 리소그래피, 및 다중 전자 빔 마스크리스 리소그래피를 포함한다.
EUVL은 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 영역의 광을 사용하는 스캐너를 사용한다. EUV 스캐너는 반사형 마스크 상에 형성된 흡수층("EUV" 마스크 흡수체) 상에 원하는 패턴을 제공한다. 현재, 바이너리 강도 마스크(binary intensity mask; BIM)가 집적 회로를 제조하기 위해 EUVL에서 사용된다. EUV 광의 경우, 모든 물질들에서 크게 흡수된다. 따라서, 굴절 광학보다 반사 광학이 사용된다. 반사형 마스크가 사용된다. 그러나, EUV 마스크의 반사율은 매우 낮다. EUV 에너지는 실질적으로 광 경로 상에서 손실된다. 웨이퍼에 도달하는 EUV 에너지는 매우 적다. 특히, 비아를 통한 낮은 투과율로 인해, 비아 층의 경우 낮은 처리량 문제를 비롯한 다른 문제들이 있다.
그러므로, 필요한 것은 상기 문제들을 다루기 위해서 리소그래피 공정을 위한 방법 및 상기 방법에서 이용되는 마스크 구조물이다.
본 개시의 일 실시예는 리소그래피 시스템을 포함한다. 리소그래피 시스템은 극자외선(EUV) 광을 생성하도록 구성된 방사선 소스를 포함한다. 리소그래피 시스템은 집적 회로(IC)의 하나 이상의 피처들을 정의하는 마스크를 포함한다. 리소그래피 시스템은 EUV 광을 마스크 상으로 지향시키도록 구성된 일루미네이터를 포함한다. 마스크는 EUV 광을 0 차 광선 및 복수의 고차 광선으로 회절시킨다. 리소그래피 시스템은 마스크에 의해 정의된 하나 이상의 피처들에 따라 패턴화될 웨이퍼를 고정시키도록 구성된 웨이퍼 스테이지를 포함한다. 리소그래피 시스템은 마스크와 웨이퍼 스테이지 사이에 위치하는 동공 평면 내에 배치된 동공 위상 변조기를 포함한다. 동공 위상 변조기는 0 차 광선의 위상을 변화시키도록 구성된다.
본 개시의 다른 실시예는 동공 위상 변조기를 포함한다. 동공 위상 변조기는 0 차 광선의 위상을 시프트하도록 구성된 위상 시프트 층을 포함한다. 0 차 광선은 극자외선(EUV) 마스크 상으로 지향된 입사 EUV 광에 반응하여 EUV 마스크에 의해 회절된 복수의 광선들 중 하나의 광선이다. 동공 위상 변조기는 위상 시프트 층에 대해 기계적 지지를 제공하도록 구성된 하나 이상의 기계적 지지 층들을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 극자외선 리소그래피(EUVL) 공정을 웨이퍼에 수행하는 방법을 포함한다. 극자외선(EUV) 마스크가 리소그래피 시스템에 로딩된다. 일루미네이터를 사용하여, EUV 광은 EUV 마스크로 지향된다. EUV 마스크는 EUV 광을 0 차 광선 및 복수의 고차 광선으로 회절시킨다. 동공 위상 변조기를 사용하여 0 차 광선의 위상을 반전시킨다. 동공 위상 변조기는 EUV 마스크와 웨이퍼 사이에 위치하는 동공 평면 내에 배치된다. 동공 위상 변조기는 일루미네이터의 평면도와 실질적으로 대응하는 평면도를 갖는다. 리소그래피 노광 공정이 적어도 부분적으로 위상 반전된 0 차 광선을 사용하여 웨이퍼에 수행된다.
본 개시의 양태는 첨부 도면과 함께 아래의 상세한 설명을 읽음으로써 가장 잘 이해된다. 본 산업계에서의 표준적인 실시에 따라, 다양한 피처(feature)들은 실척도로 도시되지 않았음을 유념한다. 사실, 다양한 피처들의 치수는 설명의 명료함을 위해 임의적으로 증가되거나 또는 감소될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 리소그래피 공정의 흐름도이다.
도 2는 하나 이상의 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 마스크 구조물을 구현하기 위한 리소그래피 시스템의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따라 구성된 리소그래피 시스템의 개략적인 배경도이다.
도 4는 하나 이상의 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 바이너리 위상 마스크의 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 두 개의 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 바이너리 위상 마스크의 개략적인 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 다양한 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 도 5a(또는 도 5b)의 제 2 반사 층의 개략적인 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 다양한 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 도 3의 리소그래피 시스템에 사용되는 일루미네이터의 개략적인 평면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 다양한 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 도 3의 리소그래피 시스템에 사용되는 동공 필터의 개략적인 평면도이다.
도 11a 및 도 11b는 다른 실시예들에 따라 구성된 도 3의 리소그래피 시스템에서 사용되는 동공 필터의 개략적인 평면도이다.
도 12는 일 실시예에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 동공 필터 이전의 노광 필드 분포를 도시한다.
도 13은 일 실시예에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 동공 필터 이후의 노광 필드 분포를 도시한다.
도 14는 일 실시예에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 집적 회로(IC) 패턴의 개략도이다.
도 15는 일 실시예에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된, BPM을 사용하는 타겟 상의 도 14의 IC 패턴의 이미지의 개략도이다.
도 16은 일 실시예에 따라 구성된, BIM을 사용하는 타겟 상의 도 14의 IC 패턴의 이미지의 개략도이다.
도 17은 다양한 실시예들에 따라 구성된, DOM(dimension on mask)에 대한 MEEF(mask error enhancement factor)를 개략적으로 도시한다.
도 18은 일 실시예에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 예시적인 입자를 갖는 바이너리 위상 마스크의 개략적인 단면도이다.
도 19는 본 개시의 하나 이상의 실시예들을 구현하기 위한 리소그래피 공정의 블록도이다.
도 20은 본 개시의 하나 이상의 실시예들을 구현하기 위해 리소그래피 공정에 사용되는 투사형 광학 박스(projection optics box; POB)의 개략적인 배경도이다. 반사 광학에 의한 POB는 스케치하기가 어렵기 때문에, 등가의 굴절 광학이 기본 원리를 설명하기 위해 사용된다.
도 21은 본 개시의 양태들에 따라 구성된 리소그래피 공정의 다양한 단계에서의 마스크 블랭크의 일 실시예의 다양한 양태들의 개략적인 단면도이다.
도 22는 본 개시의 양태들에 따라 구성된 리소그래피 공정의 다양한 단계에서의 마스크의 일 실시예의 다양한 양태들의 개략적인 단면도이다.
도 23a 내지 도 23c는 다양한 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 도 3의 리소그래피 시스템에 사용되는 일루미네이터의 개략적인 평면도이다.
도 24a 내지 도 24c는 다양한 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 도 3의 리소그래피 시스템에 사용되는 동공 위상 변조기의 개략적인 평면도이다.
도 25a 및 도 25b는 일 실시예에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 동공 위상 변조기 이전과 이후의 노광 필드 분포를 도시한다.
도 26a 및 도 26b는 다양한 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된, 도 3의 리소그래피 시스템에 사용되는 동공 위상 변조기의 개략적인 평면도이다.
도 27, 도 28a, 도 28b 및 도 28c는 본 개시의 실시예들에 따른 동공 위상 변조기의 일부의 개략적인 단면도이다.
도 29a 및 도 29b는 본 개시의 실시예들에 따른 동공 위상 변조기의 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 30a 및 도 30b는 본 개시의 실시예들에 따른 다른 동공 위상 변조기의 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 31은 다양한 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 리소그래피 공정의 흐름도이다.
다음의 개시는 상이한 피처들을 구현하기 위한 다수의 상이한 실시예들, 또는 예들을 제공한다. 컴포넌트 및 배치의 특정한 예들은 본 개시를 간략화하기 위해 이하에 설명된다. 물론, 이러한 설명은 단지 예일 뿐 제한하기 위한 것이 아니다. 예를 들어, 이어지는 설명에서 제 2 피처 위에 또는 제 2 피처 상에 제 1 피처의 형성은, 제 1 피처 및 제 2 피처가 직접 접촉하여 형성되는 실시예들을 포함할 수 있고, 제 1 피처 및 제 2 피처가 직접 접촉하지 않도록 제 1 피처와 제 2 피처 사이에 추가의 피처들이 형성되는 실시예들을 또한 포함할 수 있다. 게다가, 본 개시는 다양한 예들에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 간략함과 명료함을 위한 것으로, 그 자체가 논의된 다양한 실시예들 및/또는 구성들 사이의 관계를 지시하지 않는다.
더욱이, "아래", "밑", "하위", "위", "상위" 등과 같은 공간적 관계 용어들이 도면들에 나타난 바와 같이 다른 요소(들) 또는 피처(들)에 대한 하나의 요소 또는 피처의 관계를 설명하는데 설명의 용이함을 위해 본 명세서에서 이용될 수 있다. 공간적 관계 용어들은 도면에 도시된 방향은 물론 사용 중이거나 동작 중인 디바이스의 상이한 방향을 포함하기 위한 것이다. 장치는 다른 식으로 배향될 수 있고(90도 회전 또는 다른 방향으로 있음), 그에 맞춰 본 명세서에서 이용되는 공간적 관계 설명이 또한 이해된다.
도 1은 다양한 실시예들에서 본 개시의 양태들에 따라 구성된 집적 회로 제조에 있어서 리소그래피 공정을 수행하기 위한 방법(10)의 흐름도이다. 방법(10), 리소그래피 시스템, 및 방법(10)에 의해 사용되는 포토마스크는 도 1 및 다른 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1을 참조하면, 방법(10)은 리소그래피 시스템(30)에 포토마스크(마스크 또는 레티클)(36)를 로딩하는 동작(12)을 포함한다. 본 개시에서, 마스크(36)는 위상 시프트 및 두 개의 마스크 상태를 갖도록 설계된다. 그러므로, 마스크(36)는 두 개의 위상 상태를 갖는 위상 시프트 마스크이므로, 바이너리 위상 마스크(binary phase mask; BPM)로 언급된다. 리소그래피 시스템(30) 및 마스크(36)는 각각 아래에서 설명된다.
도 2는 리소그래피 노광 공정을 수행하기 위한 리소그래피 시스템(30)의 블록도를 도시한다. 리소그래피 시스템(30)은 또한 부분적으로 도 3에서 개략도로 도시된다. 본 실시예에서, 리소그래피 시스템(30)은 극자외선(EUV)으로 레지스트(또는 포토레지스트) 층을 노광시키도록 설계된 EUV 리소그래피 시스템이다. 레지스트 층은 EUV 방사선에 민감하다. EUV 리소그래피 시스템(30)은 대략 1 nm 내지 대략 100 nm 범위의 파장을 갖는 EUV 광과 같은, EUV 광을 발생시키기 위해 방사선 소스(32)를 사용한다. 일 특정 예에서, EUV 방사선 소스(32)는 대략 13.5 nm에 중심을 둔 파장을 갖는 EUV 광을 생성한다.
EUV 리소그래피 시스템(30)은 또한 일루미네이터(34)를 사용한다. 다양한 실시예들에서, 일루미네이터(34)는 방사선 소스(32)로부터 마스크(36) 상으로 광을 지향시키기 위해, 단일 렌즈 또는 다수의 렌즈(zone plates; 동심원 회절판)를 갖는 렌즈 시스템과 같은 다양한 굴절 광학 컴포넌트 또는 단일 거울 또는 다수의 거울을 갖는 거울 시스템과 같은 반사 광학 컴포넌트를 포함한다. 방사선 소스(32)가 EUV 파장 범위의 광을 발생시키는 본 실시예에서, 반사 광학이 사용된다. 그러나, 굴절 광학이, 예를 들어, 동심원 회절판 의해 실현될 수 있다. 본 실시예에서, 일루미네이터(34)는 마스크(36)를 조명하기 위해 오프 축 조명(off-axis illumination; OAI)을 제공하도록 거울들을 구성하도록 동작 가능하다. 일례에서, 일루미네이터(34)의 거울들은 EUV 광을 상이한 조명 위치들로 반사시키도록 스위칭 가능하다. 다른 실시예에서, 일루미네이터(34) 이전의 스테이지가 부가적으로 다른 스위칭 가능한 거울들을 포함할 수 있고, 이 거울들은 일루미네이터(34)의 거울들과 함께 EUV 광을 상이한 조명 위치들로 지향시키도록 제어 가능하다. 따라서, 리소그래피 시스템(30)은 조명 에너지를 희생시키지 않고 상이한 조명 모드를 달성할 수 있다.
EUV 리소그래피 시스템(30)은 또한 포토마스크(36)(본 개시에서, 마스크, 포토마스크, 및 레티클의 용어는 동일한 항목을 나타내기 위해 사용된다)를 고정시키도록 구성된 마스크 스테이지(35)를 포함한다. 마스크(36)는 투과형 마스크 또는 반사형 마스크일 수 있다. 본 실시예에서, 마스크(36)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같은 반사형 마스크이다.
또한, EUV 리소그래피 시스템(30)은 리소그래피 시스템(30)의 기판 스테이지(42) 상에 고정된 타겟(40)(예컨대, 반도체 웨이퍼) 상에 마스크(36)의 패턴을 이미지화하는 투사형 광학 박스(POB)(38)를 사용한다. POB(38)는 굴절 광학 또는 반사 광학을 가질 수 있다. 마스크(36)로부터 반사된 방사선(예컨대, 패턴화된 방사선)은 POB(38)에 의해 수집된다. 일 실시예에서, POB(38)는 1 미만의 배율을 포함할 수 있다(이에 따라, 방사선에 포함된 패턴화된 이미지를 감소시킨다).
마스크(36)의 구조물 및 그 제조 방법은 다양한 실시예들에 따라 나중에 더 설명될 것이다. 마스크 제조 공정은 두 가지 동작들, 즉, 블랭크 마스크 제조 공정 및 마스크 패턴화 공정을 포함한다. 블랭크 마스크 제조 공정 동안, 블랭크 마스크가 적합한 기판 상에 적합한 층들(예컨대, 다수의 반사 층들)을 성막시킴으로써 형성된다. 블랭크 마스크는 집적 회로(IC) 층의 설계를 갖도록 마스크 패턴화 공정 동안 패턴화된다. 그런 다음, 패턴화된 마스크는 반도체 웨이퍼 상에 회로 패턴들(예컨대, IC의 층의 설계)을 전달하기 위해 사용된다. 패턴은 다양한 리소그래피 공정들을 통해 다수의 웨이퍼들 상으로 반복해서 전달될 수 있다. 여러 가지 마스크들(예를 들어, 15 내지 30 개의 마스크들의 세트)이 완전한 IC를 구성하기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 다양한 공정들에서 사용하기 위해 다양한 마스크들이 제조된다.
마스크(36)는 위상 시프트 마스크(phase-shifting mask; PSM) 기술을 통합하고, 리소그래피 시스템(30) 및 방법(10)과 함께 사용될 때 향상된 조도를 달성하도록 설계된다. 본 실시예에서, 마스크(36)는 바이너리 위상 마스크이다. 도 4는 마스크(36)의 평면도를 도시하고, 도 5a는 본 개시의 양태들에 따라 구성된 마스크(36)의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 마스크(36)는 복수의 메인 피처(메인 폴리곤)(80)를 포함한다. 메인 패턴이 없는 나머지 영역은 필드(82)로서 언급된다. 메인 폴리곤은 IC 피처 또는 IC 피처의 일부이고, 타겟(40)(본 예에서는 웨이퍼)에 이미지화될 것이다. 일례에서, 메인 피처(80)는 반도체 웨이퍼 상에 형성될 비아 층의 비아(또는 콘택 층의 콘택)를 정의하는 개구부이다. 마스크(36)의 패턴은 복수의 비아를 갖는 비아 층(또는 복수의 콘택을 갖는 콘택 층)을 정의한다. 다른 예에서, 메인 피처(80)는 이중 또는 다중 패턴화를 위한 컷 피처를 정의하는 개구부이다. 마스크(36)의 패턴은 두 번 이상의 노광에 의해 대응하는 마스크 상에 정의된 하나 이상의 메인 패턴을 갖는 회로 패턴(예컨대, 게이트 또는 금속 라인)을 형성하도록 설계된 복수의 컷 피처를 갖는 컷 패턴을 정의한다. 다중 패턴화의 일례로서 이중 패턴화가 컷 패턴을 예시하기 위해 더 설명된다. 이중 패턴화 동안, 제 1 마스크는 메인 피처(예컨대, 금속 라인)를 정의하고, 제 2 마스크는 컷 피처들을 정의하며, 각각의 컷 피처는 이중 패턴화 공정을 통해 대응하는 메인 피처(예컨대, 하나의 금속 라인)를 두 개의 메인 피처들(예컨대, 두 개의 금속 라인들)로 분할(절단)한다. 또 다른 실시예에서, 마스크(36)의 패턴은 이미징 효과를 향상시키기 위한 OPC(optical proximity correction) 피처와 같은 다른 피처, 및/또는 다른 제조 동작들(예컨대, CMP 및 열 어닐링)의 성능을 개선시키기 위한 더미 피처를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 마스크(36) 상의 패턴의 패턴 밀도는 낮은 패턴 밀도, 일례에서 대략 25% 이하와 같은 낮은 패턴 밀도를 갖는다. 패턴 밀도가 마스크 상의 상보적 영역에 의해 계산되는 반대 톤을 갖는 패턴과 같은 다른 예들에서, 패턴 밀도는 75% 이상이다.
도 5a를 참조하면, 마스크(36)는 낮은 열팽창 물질(low thermal expansion material; LTEM)로 만들어진 기판과 같은 마스크 기판(84)을 포함한다. 다양한 예들에서, LTEM 물질은 TiO2 도핑된 SiO2, 또는 낮은 열팽창을 갖는 다른 낮은 열팽창 물질을 포함한다. 마스크 기판(84)은 마스크 가열 또는 다른 요인들로 인한 이미지 왜곡을 최소화하는 역할을 한다. 본 실시예를 증진하기 위해, LTEM의 마스크 기판(84)은 낮은 결함 레벨 및 평활 표면을 갖는 적합한 물질을 포함한다. 다른 실시예에서, 전도성 층이 정전 척(electrostatic chuck)을 위해 마스크 기판(84)의 후면 상에 추가로 배치될 수 있다. 일례에서, 전도성 층은 크롬 질화물(CrN)을 포함하지만, 다른 조성도 가능하다.
마스크(36)는 전면 상의 마스크 기판(84) 위에 배치된 반사형 다층(reflective multilaye; ML)(86)을 포함한다. ML(86)은 또한 다른 반사 층이 나중에 도입될 경우 혼란을 피하기 위해, 제 1 반사 층으로 언급된다. 프레넬 방정식(Fresnel equation)에 따르면, 광이 상이한 굴절률의 두 개의 물질 사이의 계면을 가로 질러 전파할 때, 광 반사가 발생할 것이다. 굴절률의 차이가 클수록, 반사 광은 커진다. 반사 광을 증가시키기 위해, 교번 물질들의 다층을 성막시킴으로써 계면의 수를 증가시킬 수 있고, 다층 안에서 각 층에 대해 적절한 두께를 선택함으로써 상이한 계면으로부터 반사된 광들이 구조상 간섭하도록 할 수 있다. 그러나, 다층에 대해 사용된 물질들의 흡수는 달성될 수 있는 가장 높은 반사율을 제한한다. ML(86)은 몰리브덴-실리콘(Mo/Si) 필름 쌍(예컨대, 각각의 필름 쌍에서 실리콘 층 위 또는 아래의 몰리브덴 층)과 같은 복수의 필름 쌍들을 포함한다. 대안적으로, ML(86)은 몰리브덴-베릴륨(Mo/Be) 필름 쌍, 또는 EUV 파장에서 크게 반사하는 임의의 적합한 물질을 포함할 수 있다. ML(86)의 각 층의 두께는 EUV 파장 및 입사각에 의존한다. ML(86)의 두께는 각 계면에서 반사된 EUV 광의 최대 보강 간섭, 및 ML(86)에 의한 EUV 광의 최소 흡수를 달성하도록 조정된다. ML(86)은 선택된 방사선 타입 및/또는 파장에 대해 높은 반사율을 제공하도록 선택될 수 있다. 전형적인 예에서, ML(86) 내의 필름 쌍들의 수는 20 내지 80이지만, 임의의 수의 필름 쌍들이 가능하다. 일례에서, ML(86)은 40 쌍의 Mo/Si 필름을 포함한다. 이 예를 증징하기 위해, 각각의 Mo/Si 필름 쌍은 대략 7 nm의 두께(대략 3 nm 두께의 Mo 필름 및 대략 3 nm 두께의 Si 필름)를 가지며, 전체 두께는 280 nm이다. 이 경우, 대략 70%의 반사율이 달성된다.
캡핑 층이 하나 이상의 기능들을 위해 ML(86) 위에 형성될 수 있다. 일례에서, 캡핑 층은 패턴화 공정, 또는 수리 또는 세정과 같은 다른 동작들에서 에칭 정지 층으로서 기능한다. 다른 예에서, 캡핑 층은 ML(86)의 산화를 방지하도록 기능한다. 캡핑 층은 의도된 기능을 달성하기 위해 하나 이상의 필름들을 포함할 수 있다. 일례에서, 캡핑 층은 나중에 설명될 제 2 반사 층(88)과는 상이한 에칭 특성을 갖는다. 다른 예에서, 캡핑 층은 루테늄(Ru)을 포함한다. 실시예를 증진하기 위해, 캡핑 층은 대략 2 nm 내지 대략 5 nm 범위의 두께를 갖는 Ru 필름을 포함한다. 다른 예들에서, 캡핑 층은 RuB, RuSi, 크롬(Cr), Cr 산화물, 또는 Cr 질화물과 같은 Ru 화합물을 포함할 수 있다. 저온 증착 공정이 ML(86)의 상호 확산을 방지하기 위해 캡핑 층을 형성하도록 선택될 수 있다.
마스크(36)는 제 1 반사 층(ML 층)(86) 위에 형성된 제 2 반사 층(88)을 더 포함한다. 제 2 반사 층(88)은 에너지 손실을 피하기 위해 흡수 없이 또는 흡수하지 않게 EUV 광을 반사시키도록 (예컨대, 조성, 구성 및 두께로) 설계된다. 제 2 반사 층(88)은 제 1 반사 층(86)으로부터의 반사된 EUV 광에 관하여, 반사된 EUV 광에 위상 시프트를 더 제공하도록 설계된다. 본 실시예에서, 제 1 및 제 2 반사 층으로부터의 반사된 EUV 광의 위상차는 리소그래피 노광 공정 동안 향상된 노광 강도를 달성하기 위해 실질적으로 180° 또는 180°에 가깝다. 따라서, 제 2 반사 층(88)은 위상 시프트로서 기능하고, 위상 시프트 물질 층이다.
제 2 반사 층(88)은 다양한 메인 피처(80)를 갖는 집적 회로 패턴에 따라 패턴화된다. 캡핑 층이 존재하는 일 실시예에서, 제 2 반사 층(88)은 캡핑 층 위에 형성된다.
따라서, 마스크(36)는 두 개의 상태, 즉, 제 1 마스크 상태 및 제 2 마스크 상태를 갖는 위상 시프트 마스크이다. 양자 모두의 마스크 상태는 실질적으로 EUV 광을 반사하지만 위상차(본 실시 예에서는 180°)를 갖는다. 제 1 마스크 상태는 제 2 반사 층(88)의 개구부 내의 제 1 반사 층(86)의 영역들에 정의되고, 예컨대, 메인 피처(80)는 제 1 마스크 상태로 정의된다. 제 2 마스크 상태는 제 2 반사 층(88)의 영역들에 정의되고, 예컨대, 필드(82)는 제 2 마스크 상태로 정의된다. 따라서, 마스크(36)는 바이너리 위상 마스크, 즉, BPM이다. 낮은 패턴 밀도를 갖는 IC 패턴은 다양한 실시예들에 따라 아래에 정의된다. BPM(36)에서, 제 1 마스크 상태와 연관된 제 1 영역(S1) 및 제 2 마스크 상태와 연관된 제 2 영역(S2)은 일정한 범위의 비율을 갖는다. 일 실시예에서, 비율(S1/S2)은 일례로서 도 5a에 도시된 제 1 타입의 마스크와 같이 대략 1/3보다 작다. 대안적인 실시예에서, 비율(S1/S2)은 일례로서 도 5b에 도시된 제 2 타입의 마스크와 같이 대략 1/3보다 크다.
종래의 바이너리 강도 마스크(BIM)에서, 패턴화된 층은 흡수 층이다. BIM과는 상이하게, 흡수 층은 BPM의 위상 시프트 물질 층으로 교체된다.
도 5a는 제 1 타입의 마스크(36)를 도시한다. 제 2 타입의 마스크(36)는 도 5b에 도시되어 있다. 도 5b의 마스크(36)는 도 5a의 마스크(36)와 유사하다. 양자 모두는 제 1 및 제 2 반사 층들(86, 88)을 포함한다. 그러나, 도 5b에서, 메인 피처(80)는 제 2 마스크 상태로 정의되고, 필드(82)는 제 1 마스크 상태로 정의된다. 특히, 도 5b에서, 필드(82)는 제 2 반사 층(88)의 개구부 내의 제 1 반사 층(86)의 영역에 정의되고, 메인 피처(80)는 제 2 반사 층(88) 내에 정의된다. 제 1 및 제 2 마스크 상태들은 이상적인 상황에서 위상만 서로 상이하다. 이러한 반대 톤 마스크는 후속 노광 공정 동안 동일한 이미지를 초래할 수 있다. 제 1 및 제 2 마스크 상태들이 상이한 흡수를 가질 수 있는 다른 상황에서, 노광 공정은 여전히 에너지 손실을 감소시키고 노광 강도를 향상시키기 위해 동공 필터 및 조명 모드로 조정될 수 있다.
제 2 반사 층(88)은 다양한 실시예들에 따라 다양한 조성 및 구성을 가질 수 있다. 제 2 반사 층(88)은, 제 2 반사 층(88)이 IC 레이아웃에 따라 패턴화되는 것에 더하여, 조성 및 구성 면에서 제 1 반사 층(86)과는 상이할 수 있다.
본 실시예에서, 제 2 반사 층(88)의 두께는 제 1 반사 층(120)의 두께보다 작다. 따라서, 패턴화된 이후의 제 2 반사 층(88)의 단차는 음영 효과를 제거 또는 감소시키기 위해 감소된다. 바람직한 실시예에서, 제 2 반사 층(88)은 20 nm의 피처 크기와 같은 작은 피처 크기를 갖는 IC에 대한 음영 효과를 효과적으로 감소시키기 위해 70 nm 미만의 두께를 갖는다.
제 2 반사 층(88)의 일 실시예가 도 6에서 단면도로 도시되어 있다. 제 2 반사 층(88)은 대략 40 nm 내지 대략 48 nm 범위의 두께를 갖는 단일 몰리브덴(Mo) 필름(92)을 포함한다. 제 2 반사 층(88)은 단지 Mo 필름만을 포함하기 때문에, 제 2 반사 층(88)의 총 두께는 단일 Mo 필름(92)의 두께와 동일하다. 따라서, 설계된 제 2 반사 층(88)은 대략 50 nm 미만의 두께를 가지며, 또한 대략 180°의 위상 시프트 및 대략 0.776의 반사율을 EUV 방사선에 제공할 수 있다. 다르게 말하면, 설계된 제 2 반사 층(88)은 대략 -0.776의 반사율을 제공하는데, 부호 "-"는 180° 위상 시프트를 나타낸다. 따라서, 반사된 EUV 강도는 대략 60%이고, 에너지 손실은 대략 40%이다.
제 2 반사 층(88)의 다른 실시예가 도 7에서 단면도로 도시되어 있다. 제 2 반사 층(88)은 다중 필름을 포함한다. 특히, 제 2 반사 층(88)은 두 개의 인접한 Mo 막들이 실리콘 필름을 끼워 넣고, 두 개의 인접한 실리콘 필름들이 Mo 필름을 끼워 넣도록 구성된, 다섯 개의 실리콘 필름들(102, 104, 106, 108 및 110) 및 다섯 개의 Mo 막들(112, 114, 116, 118 및 120)을 포함한다. 제 2 반사 층(88)은 상부 실리콘 필름(110) 상에 배치된 캡핑 층(122)을 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 실리콘 필름(102)은 제 1 두께(T1)를 가지며, 실리콘 필름들(104, 106 및 108)은 제 1 두께(T1)보다 큰 동일한 제 2 두께(T2)를 갖고 실리콘 필름(110)은 제 1 두께(T1)보다 작은 제 3 두께(T3)를 갖는다. 본 실시예에서, Mo 층(112)은 제 3 두께(T3)보다 작은 제 4 두께(T4)를 가지며, Mo 필름들(114, 116, 118, 120)은 제 2 두께(T2)보다 큰 동일한 제 5 두께(T5)를 갖는다. 이들 필름들은 에너지 손실이 대략 40% 미만이도록 70 nm 미만의 두께, 대략 180°의 위상 시프트, 및 EUV 방사선에 대한 반사율을 갖도록 집합적으로 조정된다.
본 실시예에서, 두께 파라미터들(T1, T2, T3, T4 및 T5)은 각각 대략 4 nm, 대략 4.3 nm, 대략 2.6 nm, 대략 1 nm 및 대략 10.1 nm이고, 각각은 공칭 값의 대략 20% 이내이다. 예를 들어, 제 1 두께(T1)는 대략 4×(1+20%) nm 내지 대략 4×(1-20%) nm의 범위이다.
캡핑 층(122)은 도 5a에서 앞서 설명한 캡핑 층과 유사할 수 있다. 일 실시예에서, 캡핑 층(122)은 Ru 필름을 포함한다. 실시예를 증진하기 위해, 캡핑 층(122)은 대략 2 nm 내지 대략 5 nm 범위의 두께를 갖는 Ru 필름을 포함한다. 다른 예들에서, 캡핑 층(122)은 루테늄 붕소(RuB), 루테늄 실리콘(RuSi), 크롬(Cr), Cr 산화물, 또는 Cr 질화물과 같은 Ru 화합물을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 제 2 반사 층(88)의 반사율은 대략 0.867 또는 대략 -0.867이며, 부호 "-"는 180° 위상 시프트를 나타낸다. 따라서, 반사된 방사선 에너지 강도는 대략 75%이고, 방사선 에너지 손실은 대략 25%이다.
제 2 반사 층(88)의 다른 실시예가 도 8에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 제2 반사 층(88)은 조성 및 구성 면에서 제1 반사 층(86)과 실질적으로 유사하다. 제 2 반사 층(88)은 또한 제 1 반사 층(86)의 것과 유사한 다수의 반사 층을 포함한다. 예를 들어, 제 2 반사 층(88)은 Mo/Si 필름 쌍(예컨대, 각각의 필름 쌍에서 실리콘 층 위 또는 아래의 몰리브덴 층)과 같은 복수의 필름 쌍들("m1" 및 "m2")을 포함한다. 본 실시예에서, 제 2 반사 층(88)은 180° 위상 시프트를 달성하기 위해 대략 15 쌍의 Mo/Si 필름을 포함한다. 다른 예에서, 제 2 반사 층(88)은 대안적으로 몰리브덴-베릴륨(Mo/Be) 필름 쌍, 또는 EUV 파장에서 크게 반사하는 임의의 적합한 물질을 포함한다. 제 2 반사 층(88)의 각 층의 두께는 EUV 파장 및 입사각에 의존한다.
각각의 층들(예컨대, 도 7의 필름들(102-122))은 물리적 기상 증착(physical vapor deposition; PVD) 공정, 도금 공정, 화학적 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD) 공정, 이온 빔 증착, 스핀 온 코팅, 유기 금속 분해(metal-organic decomposition; MOD) 및/또는 당엄계에 공지된 다른 방법들을 포함하는, 다양한 방법들에 의해 형성될 수 있다.
제 2 반사 층(88)은 적합한 패턴화 기술에 의해 패턴화될 수 있다. 패턴화 공정이 레지스트 코팅(예컨대, 스핀 온 코팅), 소프트 베이킹, 마스크 정렬, 노광, 노광 후 베이킹, 레지스트 현상, 세정, 건조(예컨대, 하드 베이킹), 다른 적합한 공정, 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 패턴화된 반사 층(88)의 일부분을 제거하기 위해 에칭 공정이 뒤따른다.
마스크(36)는 두 개의 마스크 상태들(80 및 82)을 포함한다. 마스크(36)는 또한 정전 척을 위해 마스크 기판(84)의 후면 상에 배치된 전도성 층(126)을 포함한다. 일례에서, 전도성 층(126)은 크롬 질화물(CrN)을 포함하지만, 다른 조성도 가능하다. 마스크(36)는 제 1 및 제 2 반사 층들(86, 88) 사이에 형성된 캡핑 층(128)을 더 포함한다. 캡핑 층(128)은 하나 이상의 필름들을 포함할 수 있다. 일례에서, 캡핑 층(128)은 제 2 반사 층(88)과는 상이한 에칭 특성을 갖는다. 다른 예에서, 캡핑 층(128)은 Ru을 포함한다. 실시예를 증진하기 위해, 캡핑 층(128)은 대략 2 nm 내지 대략 5 nm 범위의 두께를 갖는 Ru 필름을 포함한다. 다른 예들에서, 캡핑 층(128)은 RuB, RuSi, 크롬(Cr), Cr 산화물, 또는 Cr 질화물과 같은 Ru 화합물을 포함할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 방법(10)의 동작(12)은, 마스크(36)가 마스크 스테이지 상에 고정된 이후의 정렬과 같은 다른 단계들을 더 포함할 수 있다.
여전히 도 1을 참조하면, 방법(10)은 리소그래피 시스템(30)의 기판 스테이지(42)에 타겟(40)을 로딩하는 동작(14)을 또한 포함한다. 본 실시예들에서, 타겟(40)은 실리콘 웨이퍼와 같은, 반도체 기판이다. 타겟(40)은 EUV 광에 민감한 레지스트 층으로 코팅된다. 레지스트 층은 마스크(36)의 IC 설계 레이아웃(IC 패턴)이 레지스트 층으로 전달되도록 리소그래피 노광 공정에 의해 패턴화될 것이다.
도 1을 참조하면, 방법(10)은 리소그래피 시스템(30)의 일루미네이터(34)를 고도의 간섭성 조명 모드로 설정하는 동작(16)을 포함한다. 일례에서, 이 조명 모드는 채움 동공 비율이 20% 미만이 되도록 구성된다. 본 실시예에서, 오프 축 조명(OAI) 모드가 달성된다. 도 3을 참조하면, 입사광선(50)은, 마스크(36)로부터 반사된 이후에 이러한 마스크 패턴의 존재로 인해, 0 차 회절 차수 광선(51), -1 차 회절 광선(52), 및 +1 차 회절 차수 광선(53)과 같은 다양한 회절 차수로 회절된다. 도시된 실시예에서, 비회절 광선(51)은 대부분 제거된다. -1 차 및 +1 차 회절 차수 광선들(52 및 53)은 POB(38)에 의해 수집되어 타겟(40)을 노광하도록 지향된다.
오프 축 조명 모드는 다양한 실시예들에 따라 구성된 도 10a 내지 도 10c에 도시된 것과 같은 특정 패턴을 갖는 구멍과 같은 메커니즘에 의해 달성될 수 있다. 구멍은 오프 축 조명 모드를 달성하기 위해 일루미네이터 스테이지에서 구성된다. 그러나, 구멍은 EUV 방사 손실을 야기한다.
본 실시예에서, 일루미네이터(34)는 다른 적합한 메커니즘을 갖는 다양한 스위칭 가능한 거울 또는 거울들을 포함하여 이러한 거울들로부터 EUV 광의 반사를 조정한다. 본 실시예를 증진하기 위해, 오프 축 조명 모드는, 방사선 소스(32)로부터의 EUV 광이 오프 축 조명을 달성하기 위해 패턴(예컨대, 도 9a 내지 도 9c에 도시된 것과 같음)으로 지향되는 것과 같이, 조명 스테이지에서 스위칭 가능한 거울들을 구성함으로써 달성된다.
조명 모드는 도 9a 내지 도 9c의 예들과 같이 상이한 패턴들을 포함할 수 있다. 조명 패턴은 리소그래피 노광 공정 동안 EUV 광의 강도를 향상시키는 것을 포함하는 예상되는 목적을 위해 마스크(36) 상에 정의된 IC 패턴에 따라 결정된다.
도 9a에서, 조명 모드는 환상 패턴(130)을 갖고, 여기서 환상 부분(130)은 방사선 소스(32)로부터의 광에 대해 투명(또는 "온" 상태)한 영역이고, 다른 부분들은 "오프" 상태(차단)이다. "온" 영역은 광이 그 영역에 도달할 때 광이 마스크(36)로 지향될 것을 의미한다. "오프" 영역은 광이 그 영역에 도달할 때 광이 마스크(36)에 도달하는 것이 차단될 것을 의미한다. 이러한 용어들은 또한 동공 필터를 설명하는 데 사용된다. 도 9a의 본 예에서, 환상 부분(130)에 도달하는 EUV 광은 마스크(36)로 지향될 것이지만, "오프" 부분에 도달하는 EUV 광은 차단될 것이다.
도 9b에서, 조명 모드는 퀘이사 패턴(132)을 갖고, 여기서 퀘이사 부분(132)은 "온" 상태이고, 나머지 부분들은 "오프" 상태이다. 다시 말해서, 퀘이사 부분(132)에 도달하는 EUV 광은 마스크(36)로 지향될 것이지만, 나머지 부분들에 도달하는 EUV 광은 차단될 것이다.
도 9c에서, 조명 모드는 산란 패턴(134)을 갖는다. 산란 부분(134)으로 지향된 EUV 광은 마스크(36)로 지향될 것이지만, 나머지 부분들에 대한 EUV 광은 차단될 것이다.
도 1을 참조하면, 방법(10)은 리소그래피 시스템(30)에 동공 필터(54)를 구성하는 동작(18)을 포함할 수 있다. 동공 필터(54)는 리소그래피 시스템(30)의 동공 평면 내에 구성된다. 이미지 광학 시스템에서, 물체(이 경우에는, 마스크(36))의 푸리에 변환(Fourier Transform)에 대응하는 필드 분포를 갖는 평면이 있다. 이 평면을 동공 평면이라고 한다. 동공 필터(54)는 동공 평면 내에 배치되어 마스크(36)로부터 지향된 EUV 광의 특정 공간 주파수 성분을 여과한다.
동공 필터(54)에 정의된 패턴은 조명 모드에 의해 결정된다. 본 실시예에서, 동공 필터(54)는 마스크(36)로부터 지향된, 조명된 광의 비회절 부분을 여과하도록 설계된다. 본 실시예를 증진하기 위해, 동공 필터(54)는 조명 모드와 일치하지만 상보적이다. 실시예를 증진하기 위해, 동공 필터(54)의 패턴은 조명 모드의 패턴과 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 조명 모드가 도 9a의 환상 패턴으로 정의될 때, 동공 필터(54)의 패턴은 또한 도 10a에 도시된 동일한 환상 패턴(136)이다. 그러나, 도 10a의 동공 필터의 패턴은 도 9a의 조명 모드로 정의된 패턴과는 상보적이다. 특히, 환상 부분(136)은 "오프" 상태이고, 여기서 동공 평면 내의 이 부분에 EUV 광이 도달하는 것이 차단될 것이다. 동공 평면 내의 다른 부분에 도달하는 EUV 광은 타겟(40)으로 지향될 것이다("온" 상태). 유사하게, 도 9b의 조명 모드가 정의될 때, 대응하는 동공 필터는 도 10b에 도시된 패턴을 가질 것이며, 여기서 퀘이사 부분들(138)은 "오프" 상태에 있고, 나머지 부분들은 "온" 상태에 있다. 다른 예들에서, 도 9c의 조명 모드가 정의될 때, 대응하는 동공 필터는 도 10c에 도시된 패턴을 가지며, 여기서 산란 부분들(140)은 "오프" 상태에 있고, 나머지 부분들은 "온" 상태에 있다.
다른 실시예에서, 동공 필터는 조명 모드로 정의된 패턴과는 약간 상이한 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, 동공 필터는 조명 모드에서 대응하는 "온" 영역이 충분한 마진을 갖고 커버되도록 대응하는 조명 모드의 "온" 패턴보다 큰 "오프" 패턴을 갖는다. 다른 조명 모드들 및 대응하는 동공 필터들이 다른 예들에 따라 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 일루미네이터 소스가 동공 밖에 있거나 부분 간섭성 시그마>1이면, 동공 필터가 제거된다. 도 11a에 도시된 일례로서, 조명 모드의 "온" 영역(150)이 도시되어 있다. 동공 평면 내의 최대 동공(152)은 참조를 위해 점선 내의 영역으로 도 11a에 도시되어 있다. 조명 모드의 "온" 영역(150)은 최대 동공(152) 밖에 있다. 이 경우, 시그마 중심은 1보다 크다. 이 특정 예에서, 시그마 중심은 1.2이고 시그마 반경은 0.05이다. 동공 평면에서 동공 필터를 사용할 필요가 없다. 다른 예가 도 11b에 도시되어 있는데, 여기서 "온" 영역(154)은 최대 동공(152) 밖에 있다. 이 경우, 시그마 중심은 1보다 큰 1.15이고, 시그마 반경은 0.05이다. 결과적으로, 동공 평면에서 동공 필터를 사용할 필요가 없다.
도 1을 다시 참조하면, 방법(10)은 구성된 조명 모드 및 동공 필터(동공 필터가 필요한 경우)로 타겟(40)에 리소그래피 노광 공정을 수행하는 동작(20)으로 진행한다. 방사선 소스(32)로부터의 EUV 광은 오프 축 조명의 EUV 에너지 분포로 일루미네이터(34)에 의해 변조되고, 마스크(36)로부터 지향되며, 또한 동공 필터에 의해 필터링되고, EUV 광은 마스크(36)의 IC 패턴을 강화된 광으로 타겟에 이미징한다.
이것은 도 12 및 도 13 및 다른 도면들을 참조하여 아래에 예시되고 설명된다. 도 12 및 도 13은 EUV 광의 공간 분포의 개략도이다. 가로 축은 공간 치수를 나타내고, 세로 축은 EUV 광의 진폭을 나타낸다. 예시를 위한 본 실시예에서, 마스크 패턴은 도 4에 정의된 IC 패턴이다. 메인 피처(80)는 제 1 마스크 상태에 있고, 필드(82)는 제 2 마스크 상태에 있다. 따라서, 마스크(36)로부터 지향된 이후의 EUV 광 분포는 도 12에 도시되어 있다. 제 1 마스크 상태(메인 피처(80))에 대응하는 광 진폭은 약 1(마스크에 도달하기 전에 최대 진폭이 1이라고 가정할 때 상대 단위)이다. 이는 메인 피처(80)와 연관된 EUV 광이 에너지 손실 없이 완전히 반사되고 위상이 0임을 의미한다. 대조적으로, 제 2 마스크 상태(필드(82))에 대응하는 광 진폭은 대략 -1(상대 단위)이다. 이것은 필드(82)와 연관된 EUV 광이 에너지 손실 없이 완전히 반사되고 위상이 메인 피처의 위상에 비해 180° 임을 의미한다.
마스크(36)로부터의 EUV 광은 특정 공간 주파수를 갖는 EUV 광의 일부가 여과되도록 동공 평면 내의 동공 필터에 의해 추가로 필터링된다. 본 실시예에서, EUV 광의 비회절된 성분은 여과된다. 일례에서, 0 번째 공간 주파수의 EUV 성분은 여과된다. 동공 필터 이후의 EUV 광의 공간 분포가 도 13에 도시되어 있다. 제 1 마스크 상태(메인 피처(80))에 대응하는 광 진폭은 대략 2이고, 제 2 마스크 상태(필드(82))에 대응하는 광 진폭은 대략 0이다. 그러므로, 제 1 마스크 상태에 대응하는 EUV 광의 진폭은 대략 2배가 된다. 따라서, 제 1 마스크 상태에 대응하는 EUV 광의 강도는 대략 4배 크다. 이것은 설계된 조명 모드 및 마스크(36)의 구조물에 의해 달성된다(그리고 대응하는 동공 필터에 의해 추가로 기여됨). 다른 실시예에서, 제 1 마스크 상태 및 제 2 마스크 상태는 흡수로 인해 특정한 에너지 손실을 겪을 수 있으며, 전체 EUV 강도는 원래의 EUV 강도보다 대략 3 배 큰 것과 같이 여전히 실질적으로 향상된다.
하나의 실제 예가 도 14 내지 도 16에 추가로 도시되어 있다. 도 14는 IC 패턴(160)을 도시한다. IC 패턴(160)은 다양한 메인 피처들(162)(이 예에서, 세 개의 예시적인 메인 피처들) 및 필드(164)를 포함한다. 마스크(36)를 이용하여 방법(10)을 구현함으로써, 도 15에 도시된 타겟(40) 상의 IC 패턴의 이미지는 높은 강도로 달성된다. 이 경우, IC 패턴은 BPM(36) 상에 정의된다. 본 실시예에서, 메인 피처들(162)은 제 1 및 제 2 마스크 상태들 중 하나의 상태로 정의된다. 필드(164)는 다른 마스크 상태로 정의된다.
비교로서, IC 패턴이 바이너리 강도 마스크와 같은 종래의 마스크에 정의되는 경우, 도 16에 도시된 바와 같이 타겟 상의 IC 패턴의 대응하는 이미지는 낮은 강도를 갖는다. 방법(10)의 다른 이점은 MEEF(mask error enhancement factor) 감소 및 마스크 상의 입자의 인쇄 가능성 감소를 포함한다. MEEF 감소는 상이한 예들에 따라 더욱 설명된다.
도 17은 다양한 방법들에 대한 MEEF를 개략적으로 도시한다. MEEF는 M*(ΔCDw)/(ΔCDm)으로 정의되며, 여기서 ΔCDw는 웨이퍼 내의 피처의 CD 변화이고, ΔCDm은 마스크 내의 피처의 CD 변화이다. 가로 축은 DOM(dimension on mask)을 나노미터(nm)로 나타낸다. 세로 축은 MEEF를 나타낸다. DOW(dimension on wafer)는 본 예에서 대략 18 nm이다. 도 17은 네 개의 곡선들을 포함한다. 제 1 곡선은 범례에서 "BPM-DL=0"으로 표시된 이상적인 레지스트에 대응하는 포토레지스트 확산 길이(diffusion length; DL)=0 nm를 갖는 마스크(36)(BPM)을 사용한 리소그래피 노광 공정으로부터의 데이터를 나타낸다. 제 2 곡선은 범례에서 "BIM-DL=0"으로 표시된 DL=0 nm를 갖는 바이너리 강도 마스크를 사용한 리소그래피 노광 공정으로부터의 데이터를 나타낸다. 제 3 곡선은 범례에서 "BPM-DL=6"으로 표시된 DL=6 nm을 갖는 마스크(36)를 사용한 리소그래피 노광 공정으로부터의 데이터를 나타낸다. 제 4 곡선은 범례에서 "BIM-DL=6"으로 표시된 DL=6 nm을 갖는 바이너리 강도 마스크를 사용한 리소그래피 노광 공정으로부터의 데이터를 나타낸다. 도 17은 마스크(36)를 사용한 방법(10)을 이용함으로써 MEEF가 실질적으로 감소됨을 명백히 보여준다.
도 18은 도 5a에 도시된 것과 동일한 마스크인 마스크(36)를 도시한다. 그러나, 도 18에서는 마스크(36) 상에 떨어지는 예시적인 입자(166)가 있다. 도 12 및 도 13의 유사한 분석에 따르면, 동공 필터 이전의 진폭의 EUV 광 분포는 도 12의 광 분포와 유사하지만, 입자에 대응하는 영역은 EUV 광을 완전히 손실하거나 대응하는 진폭이 0이 된다. 동공 필터 이후에, 진폭의 EUV 광 분포는 도 13의 광 분포와 유사하지만, 입자에 대응하는 영역은 진폭 1을 갖는다. 따라서, 필드에 대한 EUV 강도는 0이고, 메인 피처에 대한 강도는 4이며, 입자에 대한 강도는 1이다. 입자(166)에 대한 상대적 EUV 강도는 0이 아니며, 이는 필드에 대한 강도와는 상이하다. 입자의 인쇄 가능성은 감소된다.
대조적으로, 바이너리 강도 마스크에서 메인 피처 상에 떨어지는 입자는 거기에 도달하는 EUV 광의 전체 손실을 야기할 것이며, 결과적으로 결함으로서 비노광 영역을 야기할 것이다.
도 1을 다시 참조하면, 방법(10)은 다른 동작들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법(10)은 타겟(40) 상에 코팅된 노광된 레지스트 층을 현상하여, 마스크(36) 상에 정의된 IC 패턴으로부터 이미지화된 하나 이상의 개구부들을 갖는 패턴화된 레지스트 층을 형성하는 단계(22)를 포함한다.
다른 예에서, 방법(10)은 패턴화된 레지스트 층을 통해 타겟(40)에 제조 공정을 수행하는 동작(24)을 더 포함한다. 일 실시예에서, 타겟의 물질 층 또는 기판이 패턴화된 레지스트 층의 개구부들을 통해 에칭되어, IC 패턴을 기판 또는 밑에 놓인 물질 층에 전달한다. 실시예를 증진하기 위해, 밑에 놓인 물질 층은 반도체 기판 상에 배치된 층간 유전체(interlayer dielectric; ILD) 층이다. 에칭 공정은 대응하는 ILD 층에 콘택 또는 비아를 형성할 것이다. 다른 실시예에서, 이온 주입 공정이 패턴화된 레지스트 층의 개구부들을 통해 반도체 기판에 적용되어, IC 패턴에 따라 반도체 기판에 도핑 피처들을 형성한다. 이 경우, 패턴화된 레지스트 층은 이온 주입 마스크로서 기능한다.
방법(10) 및 마스크(36)의 다양한 실시예들이 본 개시에 따라 설명된다. 본 개시의 사상으로부터 벗어남 없이 다른 대안 및 수정이 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 마스크(36) 상에 정의된 IC 패턴은 OPC 공정에 의해 통합된 다양한 보조 폴리곤을 더 포함할 수 있다. 일 예시에서, 보조 폴리곤은 동일한 상태로 할당된다. 예를 들어, 보조 폴리곤은 제 1 마스크 상태로 할당된다. 다른 실시예에서, 바이너리 위상 마스크(36)는 방법(10)에 의한 노광 강도를 향상시키는 것과 같은 동일한 기능을 달성하기 위해 다른 구조물을 가질 수 있다. 다양한 예들에서, 레지스트 물질은 포지티브 톤 레지스트로서 가정되고, 메인 피처들은 높은 노광 강도를 달성한다. 그러나, 일 실시예에서, 레지스트 층은 네거티브 톤 레지스트일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 본 개시는 바이너리 위상 마스크, 오프 축 조명 모드 및 대응하는 동공 필터를 사용함으로써 강화된 강도를 갖는 IC 패턴, 특히 낮은 패턴 밀도를 갖는 IC 패턴을 패턴화하기 위한 극자와선 리소그래피(EUVL) 노광 공정을 위한 방법을 제공한다. 특히, 조명 모드는 바이너리 위상 마스크 상에 정의된 IC 패턴에 의해 결정되고, 동공 필터의 패턴은 조명 모드에 따라 결정된다. 일 실시예에서, 일루미네이터는 조명 모드를 생성하도록 구성된 복수의 거울들을 포함한다. 동공 필터는 리소그래피 시스템의 동공 평면 내에 구성되고, 특정 공간 주파수를 갖는 EUV 광의 일부를 여과하도록 설계된다. 본 예에서, EUV 광의 비회절된 성분은 여과된다. 다른 실시예에서, 동공 필터는 조명 모드의 시그마 중심이 1보다 큰 경우 리소그래피 노광 공정 동안 제거될 수 있다.
다양한 장점들이 본 개시의 상이한 실시예들에 존재할 수 있다. 일례에서, 노광 강도가 향상된다. 따라서, 낮은 패턴 밀도를 갖는 IC 패턴의 경우, 특히, 노광 기간은 감소되고 처리량은 증가된다. 고도의 간섭성 조명 모드 및 대응하는 동공 필터링을 사용함으로써, 에너지 손실은 실질적으로 감소된다. 설명을 위한 일례에서, 동공 채움 비율(동공 필터에 의한 상대적 에너지 손실)은 대략 20% 미만과 같이 매우 적다. 메인 피처들에 대한 노광 진폭은 실질적으로 증가되고 MEEF는 감소된다. 다른 예에서, 떨어지는 입자들의 인쇄 가능성은 완화된다.
따라서, 본 개시는 일부 실시예들에서 극자외선 리소그래피(EUVL) 공정을 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 리소그래피 시스템에 바이너리 위상 마스크(BPM)를 로딩하는 단계로서, 상기 BPM은 두 개의 위상 상태들을 포함하고 그 위에 집적 회로(IC) 패턴을 정의하는 것인, BPM 로딩 단계; 상기 IC 패턴에 따른 조명 모드로 리소그래피 시스템의 일루미네이터를 설정하는 단계; 조명 모드에 따라 리소그래피 시스템에 동공 필터를 구성하는 단계; 및 조명 모드의 리소그래피 시스템에 의해 BPM 및 동공 필터를 사용하여 타겟에 리소그래피 노광 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 다른 실시예들에서 EUVL 공정을 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 리소그래피 시스템에 바이너리 위상 마스크(BPM)를 로딩하는 단계로서, 상기 BPM은 두 개의 위상 상태들을 포함하고 그 위에 집적 회로(IC) 패턴을 정의하는 것인, BPM 로딩 단계; 상기 IC 패턴에 따른 고도의 간섭성 조명 모드로 리소그래피 시스템의 일루미네이터를 설정하는 단계; 및 상기 조명 모드의 일루미네이터 및 BPM을 사용하여 타겟 상에 코팅된 레지스트 층에 리소그래피 노광 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 하나 이상의 실시예들에서 EUVL 공정을 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 리소그래피 시스템에 바이너리 위상 마스크(BPM)를 로딩하는 단계로서, 상기 BPM은 두 개의 위상 상태들을 포함하고 25% 미만의 패턴 밀도를 갖는 집적 회로(IC) 패턴을 정의하는 것인, BPM 로딩 단계; 조명 모드로 리소그래피 시스템의 일루미네이터의 스위칭 가능한 거울들을 설정하는 단계; 리소그래피 시스템의 동공 평면에 동공 필터를 구성하는 단계로서, 상기 동공 필터는 조명 모드에 따라 결정된 패턴을 갖는 것인, 동공 필터 구성 단계; 및 간섭성 조명 모드로 리소그래피 시스템에 의해 BPM 및 상기 동공 필터를 사용하여 타겟에 리소그래피 노광 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
본 개시의 다른 실시예가 도 19 내지 도 22를 참조하여 아래에서 설명된다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 하나 이상의 실시예들로부터 이익을 얻을 수 있는 EUVL 공정(210)이 개시된다. EUVL 공정(210)은 대략 13.5 nm의 EUV 파장을 비롯하여 대략 1 nm 내지 100 nm의 파장(λ)을 갖는 방사선을 방출하는 EUV 소스(220)를 사용한다.
EUVL 공정(210)은 또한 일루미네이터(230)를 사용한다. 일루미네이터(230)는 방사선 소스(220)로부터 마스크(240) 상으로 광을 지향시키기 위해, 단일 렌즈 또는 다수의 렌즈(zone plates; 동심원 회절판)를 갖는 렌즈 시스템과 같은 다양한 굴절 광학 및/또는 단일 거울 또는 다수의 거울을 갖는 거울 시스템과 같은 반사 광학을 포함할 수 있다. EUV 파장 범위에서, 일반적으로 반사 광학이 사용된다. 그러나, 굴절 광학이 또한 동심원 회절판 의해 실현될 수 있다. 본 실시예에서, 일루미네이터(230)는 마스크(240)를 조명하기 위해 거의 온 축 조명(nearly on-axis illumination)을 제공하도록 설치된다. 거의 온 축 조명에서, 마스크에 입사하는 모든 입사 광선은 주 광선의 것과 동일한 입사각(angle of incidence; AOI), 예컨대, AOI=6 °이다. 많은 경우, 입사광 중 일부의 각도 확산이 있을 수 있다. 예를 들어, EUVL 공정(210)은 디스크 조명(즉, 동공 평면 상의 조명의 형상은 동공 중심에 중심을 둔 디스크와 같음)을 사용할 수 있다. 부분 간섭성(σ)(예컨대, σ=0.3)의 조명을 사용할 때, 주 광선으로부터의 최대 각도 편차는 sin-1[m×σ×NA]이고, 여기서 m과 NA는 각각 아래에서 상세히 설명될 투사형 광학 박스(POB)(250)의 배율과 개구수이다. 부분 간섭성(σ)은 또한 마스크(240)를 조명하기 위해 평면파를 생성하는 점광원을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 동공 평면에서 동공 중심으로부터 점광원까지의 거리는 NA×σ이며, 마스크(240)에 입사하는 대응하는 평면파의 AOI는 sin- 1[m×σ×NA]이다. 본 실시예에서, 0.3 미만의 σ를 갖는 점광원으로 구성된 거의 온 축 조명을 사용하는 것으로 충분하다.
EUV 공정(210)은 또한 마스크(240)(본 명세서에서, 마스크, 포토마스크 및 레티클의 용어는 동일한 항목을 나타내기 위해 사용된다)를 사용한다. 마스크(240)는 투과형 마스크 또는 반사형 마스크일 수 있다. 본 실시예에서, 마스크(240)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같은 반사형 마스크이다. 마스크(240)는 위상 시프트 마스크(PSM) 및/또는 OPC(optical proximity correction)과 같은 다른 해상도 향상 기술들을 포함할 수 있다.
EUVL 공정(210)은 또한 투사형 광학 박스(POB)(250)를 사용한다. POB(250)는 굴절 광학 또는 반사 광학을 가질 수 있다. 마스크(240)로부터 반사된 방사선(예컨대, 패턴화된 방사선)은 POB(250)에 의해 수집된다. POB(250)는 또한 마스크(240)로부터 반사된 방사선의 위상 및 진폭을 변조하기 위해 광학 동공 평면에 배치된 동공 필터를 포함한다.
도 20을 참조하면, 입사광선(260)은 마스크(240)로부터 반사된 이후에, 마스크 패턴의 존재로 인해, 0 차 회절 차수 광선(261), -1 차 회절 광선(262), 및 +1 차 회절 차수 광선(263) 및 다른 고차 회절 차수 광선(264 및 265로 나타남)과 같은 다양한 회절 차수로 회절된다. 리소그래피 이미징의 경우, 순수 간섭성 조명이 일반적으로 사용되지 않는다. 일루미네이터(230)에 의해 생성된 최대 0.3인 부분 간섭성(σ)을 갖는 디스크 조명이 사용된다. 도시된 실시예에서, 비회절된 광선(261)은 POB(250) 내의 동공 필터에 의해 대부분(예컨대, 70% 이상) 제거된다. -1 차 및 +1 차 회절 차수 광선들(262 및 263) 및 다른 고차 회절 차수 광선들(264 및 265)은 POB(250)에 의해 수집되어 타겟(270)을 노광하도록 지향된다. 비회절된 광을 제거하는 것은, 타겟(270) 상의 전체 전기장으로부터 평균 전기장을 빼는 것에 해당한다. 낮은 패턴 밀도의 레이아웃을 갖는 마스크의 경우, 평균 전기장은 마스크의 필드, 즉, 폴리곤이 없는 영역의 반사 계수에 가깝다. 그러므로, 낮은 패턴 밀도의 레이아웃을 갖는 마스크의 경우, 패턴 영역 및 필드 영역 상의 전기장의 위상차가 180°에 가깝기 때문에, 비회절된 광을 제거하는 것은, 타겟(270) 상에 형성된 에어리얼 이미지의 이미지 로그 슬로프를 크게 향상시킨다.
타겟(270)은 EUV 방사선에 민감한 감광 층(예컨대, 포토레지스트 또는 레지스트)을 갖는 반도체 웨이퍼를 포함한다. 타겟(270)은 타겟 기판 스테이지에 의해 유지될 수 있다. 타겟 기판 스테이지는, 마스크의 이미지가 반복적인 방식으로 타겟 기판 상으로 스캔되도록 타겟 기판 위치의 제어를 제공한다(다른 리소그래피 방법도 가능함).
다음의 설명은 마스크(240) 및 마스크 제조 공정을 나타낸다. 마스크 제조 공정은 두 가지 단계들, 즉, 마스크 블랭크 제조 공정 및 마스크 패턴화 공정을 포함한다. 마스크 블랭크 제조 공정 동안, 적합한 기판 상에 적합한 층들을 성막시킴으로써 마스크 블랭크가 형성된다. 마스크 블랭크는 집적 회로(IC) 디바이스(또는 칩)의 층의 설계를 갖도록 마스크 패턴화 공정 동안 패턴화된다. 그런 다음, 패턴화된 마스크는 반도체 웨이퍼 상에 회로 패턴들(예컨대, IC 디바이스의 층의 설계)을 전달하기 위해 사용된다. 패턴들은 다양한 리소그래피 공정들을 통해 다수의 웨이퍼들 상으로 반복해서 전달될 수 있다. 여러 가지 마스크들(예를 들어, 15 내지 30 개의 마스크들의 세트)이 완전한 IC 디바이스를 구성하기 위해 사용될 수 있다.
도 21을 참조하면, 마스크 블랭크(300)는 낮은 열팽창 물질(LTEM)로 만들어진 기판(310)을 포함한다. LTEM 물질은 TiO2 도핑된 SiO2 및/또는 당업계에 공지된 다른 저열 팽창 물질을 포함할 수 있다. LTEM 기판(310)은 마스크 가열로 인한 이미지 왜곡을 최소화하는 역할을 한다. 본 실시예에서, LTEM 기판은 낮은 결함 레벨 및 매끄러운 표면을 갖는 물질을 포함한다. 게다가, 전도성 층(305)이 정전 척을 위해 LTEM 기판(310) 아래(도면에 도시된 바와 같음)에 배치될 수 있다. 실시예에서, 전도성 층(305)은 크롬 질화물(CrN)을 포함하지만, 다른 조성도 가능하다.
마스크 블랭크(300)는 LTEM 기판(310) 위에 배치된 반사형 다층(ML)(320)을 포함한다. 프레넬 방정식에 따르면, 입사 광선이 상이한 굴절률의 두 개의 물질 사이의 계면을 가로 질러 전파할 때, 입사 광선은 부분적으로 반사될 것이다. 굴절률의 차이가 클수록, 반사 광선은 커진다. 반사 광선을 증가시키기 위해, 교번 물질들의 ML을 성막시킴으로써 계면의 수를 증가시킬 수 있고, 그런 다음, 입사 광선의 파장 및 입사각에 따라 ML의 각 층에 대해 적절한 두께를 선택하여 상이한 계면들로부터의 반사된 광선이 구조상 간섭하도록 할 수 있다. 그러나, ML에 대해 사용된 물질들의 흡수는 달성될 수 있는 가장 높은 반사율을 제한한다. 일 실시예에서, 반사형 ML(320)은 몰리브덴-실리콘(Mo/Si) 필름 쌍(즉, 각 필름 쌍에서 실리콘 층 위에 몰리브덴 층)을 포함한다. 다른 실시예에서, 반사형 ML(320)은 몰리브덴-베릴륨(Mo/Be) 필름 쌍을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 반사형 ML(320)은 각각의 Mo/Si 필름 쌍이 3-nm Mo 및 4-nm Si로 구성된 40 개의 Mo/Si 필름 쌍들을 포함한다. 이 경우, 대략 70%의 반사율이 달성된다.
마스크 블랭크(300)는 또한 반사형 ML(320)의 산화를 방지하기 위해 반사형 ML(320) 위에 캡핑 층(330)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 캡핑 층(330)은 대략 4 nm 내지 7 nm 두께를 갖는 실리콘을 포함한다.
마스크 블랭크(300)는 나중에 설명될 흡수 층의 패턴화 또는 수리 공정에서 에칭 정지 층으로 작용하도록 캡핑 층(330) 위에 버퍼 층(340)을 또한 포함할 수 있다. 버퍼 층(340)은 흡수 층과는 상이한 에칭 특성을 갖는다. 버퍼 층(340)은 루테늄(Ru), RuB, RuSi, 크롬(Cr), Cr 산화물, 또는 Cr 질화물과 같은 Ru 화합물을 포함한다. 저온 증착 공정이 반사형 ML(320)의 상호 확산을 방지하도록 대개 버퍼층에 대해 선택된다. 본 실시예에서, 버퍼 층(340)은 2 nm 내지 5 nm의 두께를 갖는 루테늄을 포함한다. 일 실시예에서, 캡핑 층 및 버퍼 층은 단일 층이다.
본 실시예에서, 마스크 블랭크(300)는 버퍼 층(340) 위에 위상 시프트 층(350)을 포함한다. 위상 시프트 층(350)은 (위상 시프트 층이 없는 영역에 비해) 이 영역으로부터 반사된 광선에 대해 대략 180°의 위상 시프트를 달성하도록 두께가 적절하거나 적절하게 선택된 물질 또는 물질들을 포함한다. 일 실시예에서, 위상 시프트 층(350)은 40 nm 내지 48 nm의 두께를 갖는 몰리브덴(Mo)을 포함한다. 위상 시프트 층(350)은 또한 상이한 물질들의 다수의 층들에 의해 형성될 수 있다.
하나 이상의 층들(305, 320, 330, 340, 350)은 증발 및 DC 마그네트론 스퍼터링과 같은 물리적 기상 증착(PVD) 공정, 무전극 도금 또는 전기 도금과 같은 도금 공정, 대기압 CVD(atmospheric pressure CVD; APCVD), 저압 CVD(low pressure CVD; LPCVD), 플라즈마 강화 CVD(plasma enhanced CVD; PECVD), 또는 고밀도 플라즈마 CVD(high density plasma CVD; HDP CVD)와 같은 화학적 기상 증착(CVD) 공정, 이온 빔 증착, 스핀 온 코팅, 유기 금속 분해(MOD) 및/또는 당업계에 공지된 다른 방법들을 포함하는 다양한 방법들에 의해 형성될 수 있다. MOD는 비진공 환경에서 액체 기반 방법을 사용하는 증착 기술이다. MOD를 사용하여, 용매에 용해된 유기 금속 전구체가 기판 상에 스핀 코팅되고, 용매는 증발된다. 진공 자외선(vacuum ultraviolet; VUV) 소스가 유기 금속 전구체를 구성 금속 원소로 전환시키기 위해 사용된다.
도 22를 참조하면, 위상 시프트 층(350)은 패턴화되어 제 1 및 제 2 영역들(410, 420)을 갖는 설계 레이아웃 패턴 EUV 마스크(400)를 형성한다. 위상 시프트 층(350)은 물질이 제 1 영역(410)에 남아 있는 동안 제 2 영역(420)으로부터 물질을 제거함으로써 패턴화된다. 패턴화된 위상 시프트 층은(제 2 영역(420)으로부터의 반사된 광선에 대해 제 1 영역(410)으로부터의 반사된 광선에 있어서) 대략 180°의 위상 시프트를 생성한다. 도시된 실시예에서, 낮은 패턴 밀도의 레이아웃으로 구성된 EUV 마스크(400)에서, 레이아웃 내의 두 개의 폴리건들 사이의 거리는 대략 λ/NA보다 작지 않다. 일례로서, 낮은 패턴 밀도 층 마스크(420)는 비아 층 마스크이고, 제 2 영역(420)은 비아 패턴을 나타낸다. 실제로, 앞서 언급한 설명에 따르면, 제 1 영역(410) 또는 제 2 영역(420) 중 어느 하나가 비아 패턴을 정의하는데 사용될 수 있다.
위상 시프트 층(350)은 다양한 패턴화 기술들에 의해 패턴화될 수 있다. 하나의 이러한 기술은 레지스트 코팅(예컨대, 스핀 온 코팅), 소프트 베이킹, 마스크 정렬, 노광, 노광 후 베이킹, 레지스트 현상, 세정, 및 건조(예컨대, 하드 베이킹)를 사용하는 것을 포함한다. 위상 시프트 층(350)의 부분들을 제거하고 제 1 영역(410)을 형성하기 위해 에칭 공정이 뒤따른다. 에칭 공정은 건식(플라즈마) 에칭, 습식 에칭, 및/또는 다른 에칭 방법을 포함할 수 있다. 예를 들어, 건식 에칭 공정은 풀루오린 함유 기체(예컨대, CF4, SF6, CH2F2, CHF3, 및/또는 C2F6), 염소 함유 기체(예컨대, Cl2, CHCl3, CCl4, 및/또는 BCl3), 브로민 함유 기체(예컨대, HBr 및/또는 CHBR3), 아이오딘 함유 기체, 다른 적합한 기체, 및/또는 플라즈마, 및/또는 이들의 조합을 구현할 수 있다. 대안적인 패턴화 공정은 마스크리스 포토리소그래피, 전자 빔 기록, 직접 기록 및/또는 이온 빔 기록을 포함한다.
전술한 바에 기초하여, 본 개시는 마스크를 노광시켜 회절된 광 및 비회절된 광을 생성하기 위해 거의 온 축 조명, 예컨대, 0.3 미만의 부분 간섭성(σ)을 갖는 디스크 조명을 사용하는 EUVL 공정(210)을 제공한다. EUVL 공정(210)은 처리량 향상의 이점을 얻기 위해 비회절된 광의 70% 이상을 제거하기 위해 동공 필터를 사용한다. EUVL 공정(210)은 또한 ML 위의 패턴화된 위상 시프트 층에 의해 형성된 두 개의 영역들을 갖는 마스크를 사용한다. EUVL 공정(210)은 에어리얼 이미지 콘트라스트의 향상 및 낮은 패턴 밀도 층의 처리량 향상을 나타낸다.
본 개시는 리소그래피 시스템 및 공정에 관한 것이다. 일 실시예에서, 극자외선 리소그래피(EUVL) 공정이 마스크를 수용하는 단계를 포함한다. 마스크는 저열 팽창 물질(LTEM) 기판, LTEM 기판의 한 표면 위의 반사형 다층(ML), 반사형 다층(ML) 위의 위상 시프트 층을 갖는 제 1 영역, 및 반사형 다층(ML) 위의 위상 시프트 층을 갖지 않는 제 2 영역을 포함한다. EUVL 공정은 또한 회절된 광 및 비회절된 광을 생성하기 위해 0.3 미만의 부분 간섭성(σ)을 갖는 거의 온 축 조명으로 마스크를 노광시키고, 비회절된 광의 적어도 일부를 제거하며, 타겟을 노광시키기 위해 투사형 광학 박스(POB)에 의해 제거되지 않은 비회절된 광 및 회절된 광을 수집하여 지향시키는 것을 포함한다.
다른 실시예에서, 극자외선 리소그래피(EUVL) 공정이 마스크를 수용하는 단계를 포함한다. 마스크는 제 1 영역 및 제 2 영역을 갖는다. 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 위상차는 대략 180°이고, 제 1 영역의 반사율은 제 2 영역의 반사율의 20% 이상이다. EUVL 공정은 또한 회절된 광 및 비회절된 광을 생성하기 위해 0.3 미만의 부분 간섭성(σ)을 갖는 거의 온 축 조명으로 마스크를 노광시키고, 비회절된 광의 70% 이상을 제거하며, 반도체 웨이퍼를 노광시키기 위해 투사형 광학 박스(POB)에 의해 제거되지 않은 비회절된 광 및 회절된 광을 수집하여 지향시키는 것을 포함한다.
본 개시는 또한 마스크에 관한 것이다. 또 다른 실시예에서, 극자외선 리소그래피(EUVL)를 위한 마스크는 저열 팽창 물질(LTEM) 기판, LTEM 기판의 한 표면 위의 반사형 다층(ML), LTEM 기판의 대향 표면 위의 전도성 층, 제 1 영역 및 제 2 영역을 정의하도록 반사형 ML 위의 패턴화된 위상 시프트 층을 포함한다. 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 위상차는 대략 180°이고, 위상 시프트 층을 갖는 영역의 반사율은 위상 시프트 층이 없는 영역의 반사율보다 20% 크다.
본 개시의 다른 실시예가 도 23 내지 도 31을 참조하여 아래에서 설명된다.
도 23a, 도 23b 및 도 23c는 일루미네이터(500)의 상이한 예들의 평면도를 도시한다. 일루미네이터(500)는 도 9a 및 도 9b를 참조하여 앞서 논의된 일루미네이터와 유사하다. 예를 들어, 일루미네이터(500)는 다양한 스위칭 가능한 거울들(또는 다른 적합한 메커니즘을 갖는 거울들)을 포함하여 이러한 거울들로부터의 EUV 광(도 2에서 앞서 논의된 바와 같이 방사선 소스(32)로부터 발생됨)의 반사를 조정한다. 앞서 논의된 일루미네이터와 유사하게, 일루미네이터(500)는 오프 축 조명 모드를 달성할 수 있다.
도 23a 내지 도 23c에 도시된 바와 같이, 일루미네이터(500)는 상이한 패턴들을 가질 수 있다. 도 23a에서, 일루미네이터(500)는 환상 패턴(530)(환상 부분으로도 언급됨)을 갖는다. 환상 부분(530)는 방사선 소스(32)로부터의 EUV 광에 대해 투명(또는 "온" 상태)한 영역이다. 다른 부분들(일루미네이터(500)의 나머지)은 "오프" 상태(차단)에 있다. "온" 영역은 EUV 광이 그 영역에 도달할 때 광이 도 2의 마스크(36)로 지향될 것을 의미한다. "오프" 영역은 EUV 광이 그 영역에 도달할 때 광이 마스크(36)에 도달하는 것이 차단될 것을 의미한다. 따라서, 도 23a의 본 예에서, 환상 부분(530)에 도달하는 EUV 광은 마스크(36)로 지향될 것이지만, "오프" 부분에 도달하는 EUV 광은 차단될 것이다.
도 23b에서, 일루미네이터(500)는 퀘이사 패턴(532)을 갖는다. 퀘이사 패턴(532)은 정사각형의 네 개의 모서리와 유사하게 분포된 복수의 퀘이사 부분(532)(이 예에서는 네 개)을 포함한다. 퀘이사 부분(532)은 "온" 상태에 있고, 일루미네이터의 나머지 부분들은 "오프" 상태에 있다. 다시 말해서, 퀘이사 부분(532)에 도달하는 EUV 광은 마스크(36)로 지향될 것이지만, 나머지 부분들에 도달하는 EUV 광은 차단될 것이다.
도 23c에서, 일루미네이터(500)는 일루미네이터(500) 전체에 산란된 복수의 "온" 부분(534)을 포함하는 산란 패턴(534)을 갖는다. 산란 부분(534)으로 지향된 EUV 광은 마스크(36)로 지향될 것이지만, 일루미네이터(500)의 나머지 부분들에 대한 EUV 광은 차단될 것이다.
도 24a, 도 24b 및 도 24c는 본 개시의 실시예들에 따른 동공 위상 변조기(600)의 상이한 예들의 평면도를 도시한다. 앞서 논의된 동공 필터(54)와 유사하게, 동공 위상 변조기(600)는 리소그래피 시스템(30)의 동공 평면 내에 배치되는데, 이는 본 개시에서 마스크(36)의 푸리에 변환에 대응하는 필드 분포를 갖는 평면이다. 그러나, 동공 필터와는 달리, 동공 위상 변조기는 마스크(36)로부터 지향된 EUV 광의 특정 공간 주파수 성분을 여과하도록 구성되는 것이 아니라, 오히려 앞서 논의된 0 차 회절 광선의 위상을 변화시키거나 시프트하도록 구성된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 동공 위상 변조기(600)는 0 차 회절 광선(예컨대, 도 3의 0 차 광선(51))이 180°만큼 위상 반전되도록 설계된다.
0 차 회절 광선의 이러한 위상 반전이 도 25a 및 도 25b에 도시되어 있다. 보다 상세하게, 도 25a는 0 차 회절 광선을 위상 반전시키기 이전의 EUV 광의 공간 분포의 개략도이고, 도 25b는 0 차 회절 광선을 위상 반전시킨 이후의 EUV 광의 공간 분포의 개략도이다. 가로 축은 공간 치수를 나타내고, 세로 축은 EUV 광의 진폭을 나타낸다. 가록 축은 EUV 광의 제로 진폭에서 수직 축과 교차한다.
0 차 회절 광선과 고차 회절 광선은 도 25a 및 도 25b 양자 모두에서 개별적으로 도시되어 있다. 보다 상세하게, 도 25a는 위상 반전 없는 0 차 회절 광선(602A)을 도시하고, 광선(602A)은 음의 진폭(605A)을 갖는다. 도 25b는 위상 반전 없는 고차 회절 광선을 도시하고, 이들은 음의 바닥 진폭(floor amplitude)(615)을 갖는다. 다시 말해서, 앞서 논의된 제 1 마스크 상태(예컨대, 메인 피처(80))에 대응하는 광 진폭은 대부분 양의 진폭을 가지지만, 앞서 논의된 제 2 마스크 상태(예컨대, 필드(82))에 대응하는 광 진폭은 음의 진폭(615)을 가질 수 있다. 이 음의 진폭은 바닥 진폭으로서 언급될 수 있고, 이 예에서 바닥 진폭은 음수이다.
여기에 예시된 실시예에서, 진폭(605A)의 크기 또는 절대 값은 진폭(615)보다 크다. 즉, 0 차 회절 광선(602A)의 진폭(605A)은 고차 회절 광선(610)의 바닥 진폭(615)보다 "더 음수"이다. 0 차 회절 광선(602A)과 고차 회절 광선(610)은 결합되어 결합 광(620A)을 생성하고, 이것은 또한 음의 바닥 진폭(625A)을 갖는데, 0 차 회절 광선(602A)의 진폭(605A) 및 고차 회절 광선의 진폭(615) 양자 모두가 음수이기 때문이다.
이와 비교하여, 도 25b의 0 차 회절 광선(602B)은 위상 반전, 예를 들면, 180°의 위상 반전을 겪었다. 결과적으로, 위상 반전된 광선(602B)은 양의 진폭(605B)을 갖는다. 앞서 논의된 바와 같이, 0 차 회절 광선(602A)의 위상 반전은 본 개시의 동공 위상 변조기(600)에 의해 달성된다.
구체적으로, 동공 위상 변조기(600)는 또한 0 차 회절 광선(602A)의 진폭(605A)의 크기를 미리 결정된 비율로 감쇠시키도록 구성된다. 이와 같이, 위상 반전된 광선(602B)은 진폭(605B)이 양이고 진폭(605A)이 음이더라도, 비반전된 광선(602A)의 진폭(605A)보다 진폭(605B)에 대해 더 작은 크기(또는 절대) 값을 갖는다. 여기에서, 진폭 감쇠가 수행되어, 고차 광선(610)(도 25a 및 도 25b 모두에서 동일함, 동공 위상 변조기(600)가 고차 회절 광을 위상 반전시키지 않기 때문에)과 결합된 이후에 위상 반전된 0 차 광선(602B)은 바닥 진폭(625B)이 실질적으로 0인 결합된 광(620B)을 생성하도록 한다. 다시 말해서, 동공 위상 변조기(600)는 위상 반전된 진폭(이제 양의 값)이 고차 회절 광선(610)의 음의 진폭(615)을 상쇄시키도록 0 차 회절 광선의 진폭을 감쇠 및 반전시킨다. 최종 결과 - 광(620B) - 는 여기에서 동공 위상 변조기(600)에 의한 진폭 감쇠 및 위상 반전 없이 생성된 광(620A)에 대한 개선이다. 무엇보다도, 광(620A)은 개선된 처리량을 제공한다.
동공 위상 변조기(600)는 그 형태 및 물질 조성을 신중하게 구성함으로써 앞서 논의된 위상 반전 및 진폭 감쇠를 달성한다. 도 24a 내지 도 24c를 다시 참조하면, 동공 위상 변조기(600)는 일루미네이터(500)에 대응 또는 일치하는 평면 형상을 갖는다. 다시 말해서, 동공 위상 변조기(600)의 패턴은 대응하는 조명 모드의 패턴과 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 조명 모드가 도 23a의 환상 패턴으로 정의될 때, 동공 위상 변조기(600)의 패턴은 또한 도 24a에 도시된 동일한 환상 패턴(636)이다. 그러나, 도 24a의 동공 위상 변조기(600)의 패턴은 도 23a의 조명 모드로 정의된 패턴과는 상보적이다. 특히, 환상 부분(636)은 앞서 논의된 0 차 회절 광선에 대해 위상 반전 및 진폭 감쇠를 제공하도록 구성된다. 동공 위상 변조기(600)의 나머지 부분은 투명할 수 있고, 예를 들어, 공극 또는 진공일 수 있으며, 따라서 이들은 "온" 상태에 있는 것으로 언급될 수 있다. 따라서, 환상 패턴(636) 이외의 동공 위상 변조기(600)의 부분에 도달하는 EUV 광은 타겟 웨이퍼로 지향될 것이다.
유사하게, 도 23b의 조명 모드가 정의될 때, 대응하는 동공 위상 변조기(600)는 도 24b에 도시된 패턴을 가질 것이며, 여기서 퀘이사 부분들(638)은 0 차 회절 광선에 대해 위상 반전 및 진폭 감쇠를 제공하도록 구성되지만, 다른 부분들은 "온" 상태에 있다(예컨대, 공극임). 다른 예에서, 도 23c의 조명 모드가 정의될 때, 대응하는 동공 위상 변조기(600)는 도 24c에 도시된 패턴을 가질 것이며, 여기서 산란 부분들(640)은 0 차 회절 광선에 대해 위상 반전 및 진폭 감쇠를 제공하도록 구성되지만, 다른 부분들은 "온" 상태에 있다(예컨대, 공극 또는 진공임).
동공 위상 변조기(600)의 패턴들(636, 638 및 640)은 일루미네이터(500)의 대응하는 패턴들(530, 532 및 534)의 정확한 매칭일 필요는 없다는 것이 이해된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 패턴들(636, 638 및 640)은 패턴들(530, 532 및 534)을 커버하도록 마진을 제공하기 위해 일루미네이터(500)의 대응하는 패턴들(530, 532 및 534)보다 약간 클 수 있다.
도 24a 내지 도 24c에 도시된 실시예들에서, 동공 위상 변조기(600)는 일루미네이터 타입에 따라 EUV 리소그래피 시스템의 내부 또는 외부에서 스위칭될 수 있는 디바이스이다. 예를 들어, 환상 조명 모드가 필요한 경우, 도 24a의 동공 위상 변조기(600)는 EUV 리소그래피 시스템 내에 로딩될 수 있다. 퀘이사 조명 모드가 필요한 경우, 도 24a의 동공 위상 변조기(600)는 도 24b의 동공 위상 변조기(600)로 교체될 수 있다.
실제적인 문제로서, 지지 구조물이 패턴들(636, 638, 또는 640)을 연결하거나 지지하도록 구현될 수도 있다는 것이 또한 이해된다. 예를 들어, 도 26a 및 도 26b를 참조하면, 환상 패턴(636)을 갖는 동공 위상 변조기(600) 및 퀘이사 패턴(638)을 갖는 동공 위상 변조기(600)가 각각 도시되어 있다. 각각의 동공 위상 변조기(600)는 동공 위상 변조기(600)의 외부 경계(650)를 정의할 수 있는 외부 링(ring) 또는 림(rim)을 가질 수 있다. 환상 패턴(636) 또는 퀘이사 패턴(638)은 하나 이상의 위상 시프트 층들(및 지지 층들)로 구현되며, 이것은 아래에 더 상세히 논의될 것이다. 패턴들(636 및 638)은 0 차 광선에 대한 위상 시프트 및 진폭 감쇠를 제공한다.
그러나, 동공 위상 변조기(600)의 나머지, 예를 들어, 영역(660)은 "온" 상태에 있고 투명하다. 일부 실시예들에서, 이들 영역들(660)은 공극 또는 진공일 수 있다. 결과적으로, 패턴들(636/638)과 경계(650) 사이의 지지 또는 연결을 제공하기 위해 기계적 구조물이 필요하다. 도 26a 및 도 26b에 도시된 실시예에서, 로드(670)는 환상 패턴(636)을 경계(650)에 연결하거나 퀘이사 패턴(638)을 경계(650)에 연결하도록 구현될 수 있다. 로드(670)의 수 및 로드(670)의 위치는 패턴 형상 및 내구성 등과 같은 다른 고려 사항에 따라 실시예마다 다를 수 있다.
위상 시프트 패턴들(예컨대, 환상 패턴(636) 또는 퀘이사 패턴(638))의 구현 세부 사항이 이제 도 27을 참조하여 보다 상세히 논의된다. 특히, 도 27은 일례로서 환상 패턴(636)의 개략적인 단면도를 도시한다. 퀘이사 패턴(638) 또는 산란 패턴(640)도 또한 유사하게 구현될 수 있음을 알 수 있다.
패턴(636)은 기계적 지지 층(700)을 포함한다. 위상 시프트 층(710)이 기계적 지지 층(700) 위에 배치된다. 다른 기계적 지지 층(720)이 위상 시프트 층(710) 위에 배치된다. 일부 실시예들에서, 기계적 지지 층들(700 및 720)은 각각 실리콘을 함유한다. 실리콘은 EUV 범위에서 거의 투명하고, 기계적 지지 역할을 하기에 좋은 기계적 성질을 가지고 있기 때문에 선택된다. 일부 실시예들에서, 기계적 지지 층들(700 및 720) 각각의 두께는 50 나노미터(nm) 내지 3 마이크론의 범위 내에 있도록 구성된다.
위상 시프트 층(710)은 몰리브덴, 루테늄, 지르코늄, 니켈 또는 이들의 조합과 같은 물질을 포함할 수 있다. 이들 물질들은 0 차 회절 광선에 대해 대략 180°의 위상 시프트를 발생시키도록 구성된다. 도 25a 및 도 25b를 참조하여 앞서 논의된 바와 같이, 이 위상 시프트는 0 차 회절 광선의 진폭을 음의 진폭에서 양의 진폭으로 반전시킨다. 위상 시프트 층(710)의 두께는 또한 0 차 광선의 진폭의 크기를 감쇠시키도록 구성된다. 도 25a 및 도 25b를 참조하여 앞서 논의된 바와 같이, 진폭 감쇠는, 감쇠되고 위상 반전된 진폭이 고차 회절 광선의 음의 바닥 진폭을 상쇄하도록 구성된다. 진폭 감쇠의 양이 적어도 부분적으로 층(710)의 두께에 의존하기 때문에, 층(710)의 두께는 신중하게 구성된다. 예를 들어, 큰 두께는 상당한 양의 진폭 감쇠와 연관될 수 있다. 일부 실시예들에서, 층(710)의 두께는 20 nm 내지 200 nm의 범위에 있다.
일부 대안적인 실시예들에서, 패턴(636)은 위상 시프트 및/또는 진폭 감쇠를 조정하는데 있어서 추가의 자유도를 제공하기 위해 하나 이상의 위상 시프트 층으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 28a, 도 28b 및 도 28c 각각은 하나 이상의 위상 시프트 층을 포함하는 환상 패턴(636)의 일 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 28a 및 도 28b를 참조하면, 패턴(636)은 위상 시프트 층들(710 및 730)뿐만 아니라 기계적 지지 층들(700 및 720)을 포함한다. 도 28a에서, 위상 시프트 층(730)은 위상 시프트 층(710)과 기계적 지지 층(720) 사이에 배치되는 반면, 도 28b에서, 위상 시프트 층(730)은 위상 시프트 층(710)과 기계적 지지 층(700) 사이에 배치된다. 위상 시프트 층들(710 및 730)은 상이한 물질 조성을 갖는다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 위상 시프트 층(710)은 몰리브덴을 함유하고, 위상 시프트 층(730)은 지르코늄 또는 니켈을 함유한다. 일부 실시예들에서, 위상 시프트 층(730)의 두께는 2 nm 내지 50 nm의 범위 내에 있을 수 있다.
도 28c에 도시된 실시예에서, 패턴(636)은 세 개의 상이한 위상 시프트 층들(710, 730, 740)을 포함한다. 위상 시프트 층(710)은 위상 시프트 층들(730 및 740) 사이에 "끼여 있고", 위상 시프트 층들(730 및 740)은 기계적 지지 층들(700 및 720) 사이에 집합적으로 "끼여 있다". 일부 실시예들에서, 위상 시프트 층(710)은 몰리브덴을 함유하고, 위상 시프트 층(730)은 지르코늄을 함유하며, 위상 시프트 층(740)은 니켈을 함유한다. 다른 실시예에서, 위상 시프트 층(710)은 몰리브덴을 함유하고, 위상 시프트 층(730)은 니켈을 함유하고, 위상 시프트 층(740)은 지르코늄을 함유한다.
하나 이상의 위상 시프트 층을 갖는 것은 0 차 회절 광의 진폭을 감쇠시키는 데 있어서 추가의 자유도를 제공하는 것을 돕는다. 이것은 적어도 부분적으로 위상 시프트 층들(710, 730 또는 740)의 상이한 물질 조성으로 인한 것이다. 도 28c에 도시된 실시예를 사용하면, 위상 쉬프트 층(710)은 진폭을 70%만큼 감쇠시킬 수 있는 몰리브덴을 함유하고, 위상 쉬프트 층(730)은 진폭을 50%만큼 감쇠시킬 수있는 지르코늄을 함유하고, 위상 시프트 층(740)은 진폭을 60%만큼 감쇠시킬 수 있는 니켈을 함유하는 간단한 예를 가정한다. 이러한 파라미터들이 주어지면, 이들 층들(710, 730 및 740)의 각각의 두께는 다양한 선형 조합을 사용하여 원하는 진폭 감쇠 백분율은, 예를 들어, 65%를 유도하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 위상 시프트 층(710)의 두께는 20 nm 내지 200 nm의 범위이고, 위상 시프트 층들(730 및 740)의 두께는 각각 2 nm 내지 50 nm의 범위이다.
일부 실시예들에서, 층들(730 또는 740)의 두께는 또한, 원하지 않는 반사를 감소 시키도록 선택적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 층(730)(또는 740)의 두께는 (n+0.5)*(λ/2)와 동일하게 설정될 수 있으며, 여기서 n은 0 내지 30(예를 들어 0 내지 20)의 범위이고, λ는 EUV 광의 파장(예컨대, 13.5 nm)이다. 수학식 (n+0.5)*(λ/2)에 따라 층(730)(및/또는 740)의 두께를 설정하는 것은 층 계면에서의 상쇄 간섭을 최소화함으로써 원하지 않는 반사를 최소화하는 것을 돕는다. 위상 시프트 층(730)(및 740이 또한 구현되는 경우, 740)의 두께를 설정한 이후에, 위상 시프트 층(710)의 두께가 계산되어 위상 시프트 층들(710 및 730)(및 740이 또한 구현되는 경우, 740)은 집합적으로 0 차 회절 광선을 미리 결정된 백분율 또는 비율만큼 감쇠시킬 수 있다.
본 명세서에서 논의된 위상 시프트 층들(710, 730 및 740)의 물질들(몰리브덴, 지르코늄, 니켈 또는 루테늄)은 13.5 nm EUV 광에 대해 최적화됨을 알 수 있다. 그러나, 본 개시의 개념은 다른 EUV 광 파장에도 적용되지만, 상이한 파장을 갖는 다른 EUV 광이 사용되는 경우, 위상 시프트 층들의 물질 조성 및/또는 두께가 0 차 회절 광선에 대한 위상 반전 및 진폭 감쇠를 최적화하도록 재구성될 필요가 있을 수 있다.
0 차 회절 광의 감쇠 백분율 또는 비율은 조명 모드에 따라 다소 변할 수도 있음을 또한 이해할 수 있다. 예를 들어, 환상형 일루미네이터는 제 1 원하는 진폭 감쇠 백분율에 대응할 수 있고, 퀘이사형 일루미네이터는 제 2 원하는 진폭 감쇠 백분율에 대응할 수 있고, 산란형 일루미네이터는 제 3 원하는 진폭 감쇠 백분율에 대응할 수 있으며, 여기서, 제 1, 제 2, 및 제 3 백분율은 서로 상이하다. 이와 같이, 본 개시는 일루미네이터의 각 타입을 고려하기 위해 동공 위상 변조기(600) 내의 위상 시프트 층(들)의 두께를 커스터마이즈할 수 있다.
다시, 앞서 논의된 패턴들(636, 638 및 640) 각각은 단일 위상 시프트 층 또는 다중 위상 시프트 층들을 포함하는 도 27 및 28a 내지 도 28c에 도시된 구조물들을 사용하여 구현될 수 있음을 알 수 있다. 동공 위상 변조기(600)의 나머지 영역들 - 예컨대, 도 26a 및 도 26b에 도시된 영역들(660) - 의 대부분은 공극 또는 진공으로서 구현될 수 있다. 그러나, 도 26a 및 도 26b에 또한 도시된 바와 같이, 로드(670)와 같은 기계적 지지 구조물이 동공 위상 변조기(600)의 경계(650)에 패턴들(636/638) 사이의 기계적 연결을 확립하기 위해 사용될 수 있다. 이 접근법은 확실히 실현 가능하며 처리량 증가와 같은 장점을 제공한다. 그러나, 로드(670)와 같은 기계적 지지 구조물의 존재로 인해 잠재적인 문제가 발생할 수 있다. 로드(670)가 실리콘(EUV 스펙트럼에서 투명에 가까움)으로 구현되더라도, 공극 또는 진공인 영역(660)과 로드(670) 사이의 차이로 인해 균일성의 결여가 여전히 있을 수 있다. 이것은 이미지 화질에 잠재적으로 악영향을 미칠 수 있다.
그러므로, 이미지 품질이 중요한 관심사라면, 동공 위상 변조기(600)는 또한 도 29a 및 도 29b에 도시된 대안적인 실시예에 따라 구현될 수 있다. 보다 상세하게, 도 29a는 일례로서 환상 패턴(636)을 사용하는 동공 위상 변조기(600)의 간략화된 개략적인 평면도이고, 도 29b는 도 29a의 동공 위상 변조기(600)의 간략화된 개략적인 단면도이며, 여기서 단면은 점 A에서부터 점 A'까지 취해진다. 환상 패턴(636)은 기계적 지지 층들(700 및 720) 및 그 사이에 배치된 위상 시프트 층(710)을 포함한다는 점에서, 도 27을 참조하여 앞서 논의된 실시예와 유사한 방식으로 구현된다. 그러나, 도 29b에 도시된 실시예는 환상 패턴(636)의 평면도 경계를 넘어 측 방향으로 연장되는 연장된 기계적 지지 층(700)을 갖는다. 이 연장된 기계적 지지 층(700)은 또한 실리콘 막(700)으로 언급될 수 있다.
도 29a의 평면도에 도시된 바와 같이, 동공 위상 변조기(600)의 이 실시예는 더 이상 기계적 지지 구조물(670)을 필요로하지 않는데, 왜냐하면 환상 패턴(636)의 기계적 지지 층(700)이 필요한 기계적 지지를 제공하기 위해 동공 위상 변조기(600) 전체에 걸쳐 측 방향으로 연장되기 때문이다. 이러한 방식으로, 환상 패턴(636)은 "프리 플로팅(free-floating)" 구조물이 되는 것을 피하기 위해 로드(670)에 연결될 필요가 없는데, 환상 패턴(636)(층들(710-720)을 포함함)이 이제 동공 위상 변조기(600) 전체에 걸쳐 연장되는 기계적 지지 층(700) 상에 "놓여 있기" 때문이다. 그렇게 함으로써, 도 29a 및 도 29b의 동공 위상 변조기(600)는 개선된 균일성을 갖는데, 영역(660)이 로드(670) 및 공극 또는 진공 양자 모두로 구성되는 이전의 실시예와 비교하여, 영역(660)이 이제 기계적 지지 층(700)으로 구성되기 때문이다.
광 흡수를 최소화하기 위해, 기계적 지지 층(700)은 실리콘 층으로서 구현될 수 있다. 그러나, 기계적 지지 층(700)의 존재(비록 그것이 실리콘으로 구현되어 투명에 가깝더라도)는 도 26a 및 도 26b를 참조하여 앞서 논의된 실시예에 비해 여전히 처리량을 약간 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 각각의 경우에 이미지 품질과 처리량 간에 트레이드 오프가 이루어질 수 있어, 처리량이 더 큰 관심사라면 동공 위상 변조기(600)가 도 26a 및 도 26b에 도시된 실시예(연결 로드(670) 있음)를 사용하여 구현될 수 있고, 이미지 품질이 더 큰 관심사라면, 동공 위상 변조기(600)는 도 29a 및 도 29b에 도시된 실시예(연결 로드(670)는 없지만 동공 위상 변조기(600) 전체에 걸쳐 연장되는 실리콘 막(700)을 구비함)를 사용하여 구현될 수 있다.
도 29a 및 도 29b에 도시된 실시예에서의 환상 패턴(636) 자체의 층들은 또한 도 26a 및 도 26b에 도시된 실시예의 대응하는 층들과는 상이하게 구성될 수 있음을 이해할 수 있다. 도 29a 및 도 29b에 도시된 실시예에서, 환상 패턴(636)과 영역(660) 사이에서 180° 위상 시프트가 요구된다. 이와 같이, 환상 패턴(636)의 층들의 두께는 실리콘 막(700)에 의해 야기되는 추가의 위상 시프트(그러나 약간일 수 있음)를 설명하기 위해 약간 변경될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 위상 시프트 층(710)의 두께는 실리콘 막(700)에 의해 야기된 여분의 위상 시프트를 보상하기 위해 도 26a 및 도 26b의 실시예와 비교하여 증가될 수 있다.
로드 프리(rod-free) 동공 위상 변조기(600)(도 29a 및 도 29b에 도시된 실리콘 막(700) 구조물을 가짐) 방식은 또한 도 28a 내지 도 28c를 참조하여 앞서 논의된 실시예들과 같이 다수의 위상 시프트 층들이 구현되는 다른 실시예들에도 적용될 수 있다는 것이 이해된다. 특정 실시예에 상관없이, 위상 시프트 층들의 두께(및/또는 물질 조성)의 추가의 재구성은 영역들(660) 내의 실리콘 막의 존재에 의해 도입된 추가의 위상 시프트를 보상하기 위해 필요할 수 있다는 것이 이해된다.
동공 위상 변조기(600)의 또 다른 대안적인 실시예가 도 30a 및 도 30b에 도시되어 있고, 도 30a는 동공 위상 변조기(600)의 간략화된 개략적인 평면도를 도시하고, 도 30b는 도 30a의 동공 위상 변조기(600)의 간략화된 개략적인 단면도를 도시하며, 여기서 단면은 점 A에서부터 점 A'까지 취해진다. 도 30a 및 도 30b의 동공 위상 변조기(600)의 실시예는, 기계적 지지 층(700)(즉, 실리콘 막(700))이 또한 환상 패턴들(636) 사이의 간극을 충전한다는 것을 제외하면, 도 29a 및 도 29b에 도시된 실시예와 실질적으로 유사하다. 또한, 위상 시프트 층(들)은 여분의 실리콘 막(700)에 기인한 추가의 위상 시프트를 보상하기 위해 (예컨대, 그 두께를 조정함으로써) 약간 재구성될 필요가 있을 수 있다.
앞서 논의된 실시예들은 도 14를 참조하여 앞서 논의된 IC 패턴(160)과 같은 낮은 패턴 밀도를 갖는 IC 패턴들에 대해 최적의 처리량 개선을 제공할 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, IC 패턴(160)은 비아인 낮은 패턴 밀도 피처(162)를 포함할 수 있다. 낮은 패턴 밀도 피처의 다른 예들은, 두 번 이상의 노광에 의해 대응하는 마스크 상에 정의된 하나 이상의 메인 패턴들을 갖는 회로 패턴(예컨대, 게이트 또는 금속 라인)을 형성하도록 설계된 복수의 컷 피처들을 갖는 컷 패턴들을 포함할 수 있다.
낮은 패턴 밀도에 대한 개선의 이유는, 낮은 패턴 밀도 피처에 대응하는 0 차 회절 광은 높은 패턴 밀도 피처에 대한 것보다 큰 음의 진폭(즉, 더 음수)을 갖는다는 것이다. 더욱 큰 음의 진폭은 0 차 회절 광선이 반전되고 그에 따라 고차 회절 광선에 대한 음의 바닥 진폭을 상쇄시키도록 감쇠된다. 높은 패턴 밀도의 경우, 0 차 회절 광은 더 적은 음수(예컨대, 음수임에도 불구하고 0에 더 가까움)이기 때문에, 위상이 반전되더라도, 고차 회절 광선의 음의 바닥 진폭을 상쇄시키기에 충분하지 않을 수 있다.
그럼에도 불구하고, 본 개시는 높은 패턴 밀도 피처가 처리량 및 이미지 품질을 개선하도록 여전히 통합될 수 있지만, 이러한 개선은 낮은 패턴 밀도 피처(예컨대, 20% 또는 10% 미만의 패턴 밀도를 가짐)에 대해 더 중요할 수 있다는 것이 이해된다. 처리량 개선에 더하여, 본 개시의 동공 위상 변조기(600)는 또한 도 14 내지 도 18을 참조하여 앞서 논의된 것과 유사한 이유로 MEEF 향상 및 마스크 상의 입자의 인쇄 가능성 감소를 제공할 수 있다.
도 31은 웨이퍼에 극자외선 리소그래피(EUVL) 공정을 수행하는 방법(800)을 예시하는 흐름도이다.
방법(800)은 리소그래피 시스템에 EUV 마스크를 로딩하는 단계(810)를 포함한다.
방법(800)은 일루미네이터를 사용하여 EUV 마스크에 EUV 광을 지향시키는 단계(820)를 포함한다. EUV 마스크는 EUV 광을 0 차 광선 및 복수의 고차 광선으로 회절시킨다.
방법(800)은 동공 위상 변조기를 사용하여 0 차 광선의 위상을 반전시키는 단계(830)를 포함한다. 동공 위상 변조기는 서로 상이한 물질 조성을 갖는 하나 이상의 위상 시프트 층들 및 하나 이상의 위상 시프트 층들에 기계적 지지를 제공하도록 구성된 하나 이상의 기계적 지지 층들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 위상 시프트 층들은 몰리브덴, 지르코늄, 루테늄, 또는 니켈을 함유하고, 하나 이상의 기계적 지지 층들은 각각 실리콘을 함유한다. 동공 위상 변조기는 EUV 마스크와 웨이퍼 사이에 위치하는 동공 평면 내에 배치된다. 동공 위상 변조기는 일루미네이터의 평면도와 실질적으로 대응하는 평면도를 갖는다.
방법(800)은 위상 반전된 0 차 광선을 사용하여 적어도 부분적으로 웨이퍼에 리소그래피 노광 공정을 수행하는 단계(840)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 고차 광선들은 음의 바닥 진폭을 갖고, 위상 반전된 0 차 광선은 양의 진폭을 갖는다. 방법(800)은 위상 반전된 0 차 광선의 양의 진폭이 실질적으로 고차 광선들의 음의 바닥 진폭을 상쇄시키도록 동공 위상 변조기를 사용하여 0 차 광선의 진폭을 감쇠시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예는 리소그래피 시스템을 포함한다. 리소그래피 시스템은 극자외선(EUV) 광을 생성하도록 구성된 방사선 소스를 포함한다. 리소그래피 시스템은 집적 회로(IC)의 하나 이상의 피처들을 정의하는 마스크를 포함한다. 리소그래피 시스템은 EUV 광을 마스크 상으로 지향시키도록 구성된 일루미네이터를 포함한다. 마스크는 EUV 광을 0 차 광선 및 복수의 고차 광선으로 회절시킨다. 리소그래피 시스템은 마스크에 의해 정의된 하나 이상의 피처들에 따라 패턴화될 웨이퍼를 고정시키도록 구성된 웨이퍼 스테이지를 포함한다. 리소그래피 시스템은 마스크와 웨이퍼 스테이지 사이에 위치하는 동공 평면 내에 배치된 동공 위상 변조기를 포함한다. 동공 위상 변조기는 0 차 광선의 위상을 변화시키도록 구성된다.
본 개시의 다른 실시예는 동공 위상 변조기를 포함한다. 동공 위상 변조기는 0 차 광선의 위상을 시프트하도록 구성된 위상 시프트 층을 포함한다. 0 차 광선은 극자외선(EUV) 마스크 상으로 지향된 입사 EUV 광에 반응하여 EUV 마스크에 의해 회절된 복수의 광선들 중 하나의 광선이다. 동공 위상 변조기는 위상 시프트 층에 대해 기계적 지지를 제공하도록 구성된 하나 이상의 기계적 지지 층들을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 극자외선 리소그래피(EUVL) 공정을 웨이퍼에 수행하는 방법을 포함한다. 극자외선(EUV) 마스크가 리소그래피 시스템에 로딩된다. 일루미네이터를 사용하여, EUV 광은 EUV 마스크로 지향된다. EUV 마스크는 EUV 광을 0 차 광선 및 복수의 고차 광선으로 회절시킨다. 동공 위상 변조기를 사용하여 0 차 광선의 위상을 반전시킨다. 동공 위상 변조기는 EUV 마스크와 웨이퍼 사이에 위치하는 동공 평면 내에 배치된다. 동공 위상 변조기는 일루미네이터의 평면도와 실질적으로 대응하는 평면도를 갖는다. 리소그래피 노광 공정이 적어도 부분적으로 위상 반전된 0 차 광선을 사용하여 웨이퍼에 수행된다.
당업자가 본 개시의 양태들을 더욱 잘 이해할 수 있도록 앞서 말한 것은 여러 실시예들의 특징들을 설명하였다. 당업자는 본 명세서에 도입된 실시예들의 동일한 이점들을 달성 및/또는 동일한 목적을 수행하는 구조물 및 다른 공정을 설계 또는 수정하기 위한 기본으로서 본 개시를 용이하게 이용할 수 있음을 이해해야 한다. 당업자는 또한, 등가 구조물이 본 개시의 사상과 범위로부터 벗어나지 않도록 실현해야 하며, 본 개시의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고 여기에서 다양한 변경, 대체 및 변화를 행할 수 있다.
실시예들
실시예 1. 리소그래피 시스템에 있어서,
극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 광을 생성하도록 구성된 방사선 소스;
집적 회로(integrated circuit; IC)의 하나 이상의 피처(feature)들을 정의하는 마스크;
EUV 광을 마스크 상으로 지향시키도록 구성된 일루미네이터로서, 상기 마스크는 EUV 광을 0 차 광선 및 복수의 고차 광선들로 회절시키는 것인, 일루미네이터;
마스크에 의해 정의된 하나 이상의 피처들에 따라 패턴화될 웨이퍼를 고정시키도록 구성된 웨이퍼 스테이지; 및
마스크와 웨이퍼 스테이지 사이에 위치하는 동공 평면 내에 배치된 동공 위상 변조기로서, 상기 동공 위상 변조기는 0 차 광선의 위상을 변화시키도록 구성되는 것인, 동공 위상 변조기를 포함하는 리소그래피 시스템.
실시예 2. 실시예 1에 있어서, 상기 동공 위상 변조기는 0 차 광선의 위상을 180°만큼 반전시키도록 구성되는 것인, 리소그래피 시스템.
실시예 3. 실시예 2에 있어서,
상기 고차 광선들은 음의 바닥 진폭을 갖고;
상기 위상 반전된 0 차 광선은 양의 진폭을 가지며;
상기 동공 위상 변조기는, 위상 반전된 0 차 광선의 양의 진폭이 고차 광선들의 음의 바닥 진폭을 실질적으로 상쇄시키도록 0 차 광선의 진폭을 감쇠시키도록 구성되는 것인, 리소그래피 시스템.
실시예 4. 실시예 1에 있어서,
상기 일루미네이터는 투명인 제 1 패턴을 포함하고;
상기 동공 위상 변조기는 제 1 패턴과 대응하는 제 2 패턴을 포함하고, 상기 제 2 패턴은 0 차 광선의 위상을 변화시키도록 구성되며;
상기 제 2 패턴은 제 1 위상 시프트 층, 및 제 1 위상 시프트 층에 기계적 지지를 제공하도록 구성된 하나 이상의 기계적 지지 층들을 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
실시예 5. 실시예 4에 있어서,
상기 제 1 위상 시프트 층은 몰리브덴, 지르코늄, 루테늄, 또는 니켈을 함유하고;
상기 하나 이상의 기계적 지지 층들은 각각 실리콘을 함유하는 것인, 리소그래피 시스템.
실시예 6. 실시예 4에 있어서, 상기 동공 위상 변조기는 제 1 위상 시프트 층과는 상이한 물질 조성을 갖는 제 2 위상 시프트 층을 더 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
실시예 7. 실시예 4에 있어서, 상기 제 2 패턴 밖의 동공 위상 변조기의 영역은 진공을 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
실시예 8. 실시예 4에 있어서, 상기 제 2 패턴 밖의 동공 위상 변조기의 영역은 실리콘을 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
실시예 9. 동공 위상 변조기에 있어서,
0 차 광선의 위상을 시프트하도록 구성된 위상 시프트 층으로서, 상기 0 차 광선은 극자외선(EUV) 마스크 상으로 지향된 입사 EUV 광에 반응하여 EUV 마스크에 의해 회절된 복수의 광선들 중 하나의 광선인 것인, 위상 시프트 층; 및
위상 시프트 층에 대해 기계적 지지를 제공하도록 구성된 하나 이상의 기계적 지지 층들을 포함하는 동공 위상 변조기.
실시예 10. 실시예 9에 있어서, 상기 위상 시프트 층은 0 차 광선의 위상을 180°만큼 반전시키도록 구성되는 것인, 동공 위상 변조기.
실시예 11. 실시예 9에 있어서,
상기 EUV 마스크에 의해 회절되는 복수의 광선들은 복수의 고차 광선들을 포함하고;
상기 고차 광선들은 음의 바닥 진폭을 갖고;
상기 위상 반전된 0 차 광선은 양의 진폭을 가지며;
상기 동공 위상 변조기는, 위상 반전된 0 차 광선의 양의 진폭이 고차 광선들의 음의 바닥 진폭을 실질적으로 상쇄시키도록 0 차 광선의 진폭을 미리 결정된 비율로 감쇠시키도록 구성되는 것인, 동공 위상 변조기.
실시예 12. 실시예 9에 있어서, 상기 동공 위상 변조기는 EUV 광을 EUV 마스크 상으로 지향시키도록 구성되는 일루미네이터의 평면도와 실질적으로 일치하는 것인, 동공 위상 변조기.
실시예 13. 실시예 9에 있어서,
상기 제 1 위상 시프트 층은 몰리브덴, 지르코늄, 루테늄, 또는 니켈을 함유하고;
상기 하나 이상의 기계적 지지 층들은 각각 실리콘을 함유하는 것인, 동공 위상 변조기.
실시예 14. 실시예 9에 있어서, 상기 위상 시프트 층은 제 1 위상 시프트 층이고, 상기 동공 위상 변조기는 제 1 위상 시프트 층과는 상이한 물질 조성을 갖는 제 2 위상 시프트 층을 더 포함하는 것인, 동공 위상 변조기.
실시예 15. 실시예 9에 있어서, 평면도에서 상기 위상 시프트 층을 둘러싸는 동공 위상 변조기의 영역은 진공을 포함하는 것인, 동공 위상 변조기.
실시예 16. 실시예 9에 있어서, 평면도에서 상기 위상 시프트 층을 둘러싸는 동공 위상 변조기의 영역은 실리콘을 포함하는 것인, 동공 위상 변조기.
실시예 17. 극자외선 리소그래피(EUVL) 공정을 웨이퍼에 수행하는 방법에 있어서,
리소그래피 시스템에 극자외선(EUV) 마스크를 로딩하는 단계;
일루미네이터를 사용하여, EUV 마스크에 EUV 광을 지향시키는 단계로서, 상기 EUV 마스크는 EUV 광을 0 차 광선 및 복수의 고차 광선들로 회절시키는 것인, EUV 마스크에 EUV 광을 지향시키는 단계;
동공 위상 변조기를 사용하여, 0 차 광선의 위상을 반전시키는 단계로서, 상기 동공 위상 변조기는 EUV 마스크와 웨이퍼 사이에 위치하는 동공 평면 내에 배치되고, 상기 동공 위상 변조기는 일루미네이터의 평면도와 실질적으로 대응하는 평면도를 갖는 것인, 0 차 광선의 위상을 반전시키는 단계; 및
적어도 부분적으로 위상 반전된 0 차 광선을 사용하여 웨이퍼에 리소그래피 노광 공정을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 18. 실시예 17에 있어서,
상기 고차 광선들은 음의 바닥 진폭을 갖고;
상기 위상 반전된 0 차 광선은 양의 진폭을 가지며;
상기 방법은, 동공 위상 변조기를 사용하여, 위상 반전된 0 차 광선의 양의 진폭이 고차 광선들의 음의 바닥 진폭을 실질적으로 상쇄시키도록 0 차 광선의 진폭을 감쇠시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
실시예 19. 실시예 17에 있어서,
상기 위상 변조기가 서로 상이한 물질 조성을 갖는 하나 이상의 위상 시프트 층들, 및 하나 이상의 위상 시프트 층들에 기계적 지지를 제공하도록 구성된 하나 이상의 기계적 지지 층들을 포함하도록 상기 위상 변조기를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
실시예 20. 실시예 17에 있어서,
상기 제 1 위상 시프트 층은 몰리브덴, 지르코늄, 루테늄, 또는 니켈을 함유하고;
상기 하나 이상의 기계적 지지 층들은 각각 실리콘을 함유하는 것인, 방법.

Claims (10)

  1. 리소그래피 시스템에 있어서,
    극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 광을 생성하도록 구성된 방사선 소스;
    집적 회로(integrated circuit; IC)의 하나 이상의 피처(feature)들을 정의하는 마스크;
    상기 EUV 광을 상기 마스크 상으로 지향시키도록 구성된 일루미네이터로서, 상기 마스크는 상기 EUV 광을 0 차 광선 및 복수의 고차 광선들로 회절시키는 것인, 상기 일루미네이터;
    상기 마스크에 의해 정의된 상기 하나 이상의 피처들에 따라 패터닝될 웨이퍼를 고정시키도록 구성된 웨이퍼 스테이지; 및
    상기 마스크와 상기 웨이퍼 스테이지 사이에 위치하는 동공 평면 내에 배치된 동공 위상 변조기로서, 상기 동공 위상 변조기는 상기 복수의 고차 광선들의 위상들을 변화시키지 않으면서 상기 0 차 광선의 위상을 180°만큼 반전시키도록 구성되는 것인, 상기 동공 위상 변조기를 포함하고,
    상기 고차 광선들은 음의 바닥 진폭을 갖고;
    위상 반전된 0 차 광선은 양의 진폭을 가지며;
    상기 동공 위상 변조기는, 상기 위상 반전된 0 차 광선의 양의 진폭이 상기 고차 광선들의 음의 바닥 진폭을 상쇄시키도록, 상기 0 차 광선의 진폭을 감쇠시키도록 구성되는 것인, 리소그래피 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 일루미네이터는 투명인 제 1 패턴을 포함하고;
    상기 동공 위상 변조기는 상기 제 1 패턴과 대응하는 제 2 패턴을 포함하고, 상기 제 2 패턴은 상기 0 차 광선의 위상을 변화시키도록 구성되며;
    상기 제 2 패턴은 제 1 위상 시프트 층, 및 상기 제 1 위상 시프트 층에 기계적 지지를 제공하도록 구성된 하나 이상의 기계적 지지 층들을 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 1 위상 시프트 층은 몰리브덴, 지르코늄, 루테늄, 또는 니켈을 함유하고;
    상기 하나 이상의 기계적 지지 층들은 각각 실리콘을 함유하는 것인, 리소그래피 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 동공 위상 변조기는 상기 제 1 위상 시프트 층과는 상이한 물질 조성을 갖는 제 2 위상 시프트 층을 더 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제 2 패턴 밖의 상기 동공 위상 변조기의 영역은 진공 또는 실리콘을 포함하는 것인, 리소그래피 시스템.
  8. 동공 위상 변조기에 있어서,
    복수의 고차 광선들의 위상들을 시프트하지 않으면서 0 차 광선의 위상을 180°만큼 반전시키도록 구성된 위상 시프트 층으로서, 상기 0 차 광선은 극자외선(EUV) 마스크 상으로 지향된 입사 EUV 광에 반응하여 EUV 마스크에 의해 회절된 복수의 광선들 중 하나의 광선인 것인, 상기 위상 시프트 층; 및
    상기 위상 시프트 층에 대해 기계적 지지를 제공하도록 구성된 하나 이상의 기계적 지지 층들을 포함하고,
    상기 고차 광선들은 음의 바닥 진폭을 갖고;
    위상 반전된 0 차 광선은 양의 진폭을 가지며;
    상기 위상 시프트 층은, 상기 위상 반전된 0 차 광선의 양의 진폭이 상기 고차 광선들의 음의 바닥 진폭을 상쇄시키도록, 상기 0 차 광선의 진폭을 감쇠시키도록 구성되는 것인, 동공 위상 변조기.
  9. 극자외선 리소그래피(EUVL) 공정을 웨이퍼에 수행하는 방법에 있어서,
    리소그래피 시스템에 극자외선(EUV) 마스크를 로딩하는 단계;
    일루미네이터를 사용하여, 상기 EUV 마스크에 EUV 광을 지향시키는 단계로서, 상기 EUV 마스크는 상기 EUV 광을 0 차 광선 및 복수의 고차 광선들로 회절시키는 것인, 상기 EUV 마스크에 EUV 광을 지향시키는 단계;
    동공 위상 변조기를 사용하여, 상기 복수의 고차 광선들의 위상들을 반전시키지 않으면서 상기 0 차 광선의 위상을 180°만큼 반전시키는 단계로서, 상기 동공 위상 변조기는 상기 EUV 마스크와 상기 웨이퍼 사이에 위치하는 동공 평면 내에 배치되고, 상기 동공 위상 변조기는 상기 일루미네이터의 평면도와 대응하는 평면도를 갖는 것인, 상기 0 차 광선의 위상을 180°만큼 반전시키는 단계; 및
    적어도 부분적으로 상기 위상 반전된 0 차 광선을 사용하여 상기 웨이퍼에 리소그래피 노광 공정을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 고차 광선들은 음의 바닥 진폭을 갖고;
    위상 반전된 0 차 광선은 양의 진폭을 가지며;
    상기 동공 위상 변조기는, 상기 위상 반전된 0 차 광선의 양의 진폭이 상기 고차 광선들의 음의 바닥 진폭을 상쇄시키도록, 상기 0 차 광선의 진폭을 감쇠시키도록 구성되는 것인, 극자외선 리소그래피(EUVL) 공정을 웨이퍼에 수행하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 위상 변조기가 서로 상이한 물질 조성을 갖는 하나 이상의 위상 시프트 층들, 및 상기 하나 이상의 위상 시프트 층들에 기계적 지지를 제공하도록 구성된 하나 이상의 기계적 지지 층들을 포함하도록 상기 위상 변조기를 제공하는 단계
    를 더 포함하는 극자외선 리소그래피(EUVL) 공정을 웨이퍼에 수행하는 방법.
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