KR102401043B1 - 극자외선 리소그래피 마스크 블랭크 제조 시스템 및 그를 위한 작동 방법 - Google Patents

극자외선 리소그래피 마스크 블랭크 제조 시스템 및 그를 위한 작동 방법 Download PDF

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Abstract

프로세싱 시스템은, 진공 챔버; 진공 챔버 주위에 부착된 복수의 프로세싱 시스템들; 및 진공으로부터 빠져나가지(exit) 않으면서, 복수의 프로세싱 시스템들 사이에서 웨이퍼를 이동시키기 위한, 진공 챔버의 웨이퍼 취급(handling) 시스템을 포함한다. 극자외선 블랭크를 제조하기 위한 물리 기상 증착 시스템은, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 또는 이들의 조합을 포함하는 타겟을 포함한다.

Description

극자외선 리소그래피 마스크 블랭크 제조 시스템 및 그를 위한 작동 방법{EXTREME ULTRAVIOLET LITHOGRAPHY MASK BLANK MANUFACTURING SYSTEM AND METHOD OF OPERATION THEREFOR}
본 발명은 일반적으로, 극자외선 리소그래피 블랭크들, 및 그러한 극자외선 리소그래피 블랭크들을 위한 제조 및 리소그래피 시스템들에 관한 것이다.
극자외선 리소그래피(EUV, 또한, 연질 x-선 투사 리소그래피(soft x-ray projection lithography)로 공지됨)는, 0.13 미크론의, 및 그보다 더 작은, 최소 피쳐(feature) 크기의 반도체 디바이스들의 제조를 위한, 심자외선(deep ultraviolet) 리소그래피를 대체할 경쟁자이다.
그러나, 일반적으로 5 내지 40 나노미터 파장 범위인 극자외선 광은 사실상 모든 재료들에서 강하게 흡수된다. 그러한 이유 때문에, 극자외선 시스템들은 광의 투과(transmission)에 의해서보다 반사(reflection)에 의해서 작업(work)한다. 비-반사성 흡수체(absorber) 마스크 패턴으로 코팅된, 반사성 엘리먼트, 또는 마스크 블랭크, 및 거울들 또는 렌즈 엘리먼트들의 시리즈의 사용을 통해, 패터닝된 화학선 광(actinic light)은 레지스트 코팅된 반도체 웨이퍼 상으로 반사된다.
극자외선 리소그래피 시스템들의 마스크 블랭크들 및 렌즈 엘리먼트들은, 몰리브덴 및 실리콘과 같은 재료들의 반사성 다층 코팅들로 코팅된다. 렌즈 엘리먼트, 또는 마스크 블랭크당 대략 65%의 반사 값들은, 매우 좁은 자외선 통과대역(bandpass); 예를 들어, 13 나노미터 자외선 광에 대해 12 내지 14 나노미터의 통과대역 내의, 본질적으로 단일 파장의 광을 강하게 반사하는 다층 코팅들로 코팅된 기판들을 사용함으로써 획득되어왔다.
반도체 프로세싱 기술에서, 문제들을 야기하는 다양한 종류들(classes)의 결함들이 존재한다. 흑결함들(opaque defects)은 전형적으로, 광이 반사되어야 할 때에 광을 흡수하는, 마스크 패턴 또는 다층 코팅들의 정상부 상의 입자들에 의해 야기된다. 백결함들(clear defects)은 전형적으로, 다층 코팅들의 정상부 상의 마스크 패턴의 핀홀들에 의해 야기되는데, 광이 흡수되어야 할 때 이러한 핀홀들을 통해 광이 반사된다. 그리고 상 결함들(phase defects)은 전형적으로, 반사된 광의 상의 전이부들(transitions)을 야기하는, 다층 코팅들 아래의 표면 변화들 및 스크래치들에 의해 야기된다. 이러한 상 전이부들은, 반도체 웨이퍼의 표면 상의 레지스트에서 노출될 패턴을 왜곡(distort)시키거나 변경(alter)시키는, 광 파 간섭 효과들(light wave interference effects)을 초래한다. 서브-0.13 미크론 최소 피쳐 크기에 대해서 사용되어야 하는, 방사선(radiation)의 더 짧은 파장들 때문에, 이전에는 대수롭지 않았던 표면 변화들 및 스크래치들이, 이제는 허용 불가능하게(intolerable) 된다.
입자 결함들을 감소시키거나 제거하는 데에 진전(progress)이 이루어지고 마스크들에서의 흑결함 및 백결함의 보수(repair)에 대한 작업이 이루어지기는 했지만, 상 결함들의 문제를 다루기 위해서 지금까지 아무것도 이루어지지 않았다. 심자외선 리소그래피의 경우, 표면들은 60도 미만의 상 전이부들을 유지하도록 프로세싱된다. 극자외선 리소그래피에 대한 유사한 프로세싱 아직 개발되지 않았다.
13 나노미터의 화학선 파장의 경우, 다층 코팅으로부터 반사된 광에서의 180도 상 전이부는, 아래에 놓인 표면에서의, 깊이가 3 나노미터만큼 작은 스크래치 때문에 발생할 수 있다. 이러한 깊이는 더 짧은 파장들에서는 더 얇아진다. 유사하게, 동일한 파장에서, 일백(100) 나노미터 런(run)에 대해 일(1) 나노미터 상승(rise)보다 더 급격한 표면 변화들은 유사한 상 전이부들을 야기할 수 있다. 이러한 상 전이부들은 반도체 웨이퍼의 표면에서 상 결함을 야기할 수 있고, 반도체 디바이스들을 보수 불가능하게(irreparably) 손상시킬 수 있다.
과거에, 심자외선 리소그래피를 위한 마스크 블랭크들은 일반적으로 유리로 만들어졌지만, 극자외선 리소그래피를 위해서는, 실리콘 또는 초 저 열팽창(ultra low thermal expansion) 재료들이 대안들로서 제안되어왔다. 블랭크가 유리로 만들어지든, 실리콘으로 만들어지든, 또는 초 저 열팽창 재료로 만들어지든, 마스크 블랭크의 표면은, 화학적 기계적 폴리싱, 자기-유동성 마감처리(magneto-rheological finishing), 또는 이온 빔 폴리싱과 같은 프로세스들에 의해, 가능한 평활하게(smooth) 만들어진다. 그러한 프로세스 뒤에 남는 스크래치들은 종종, "스크래치-딕(dig)" 마크들로서 지칭되며, 이들의 깊이 및 폭은 마스크 블랭크를 폴리싱하는 데에 사용된 연마재(abrasive)의 입자들의 크기에 따른다. 가시광선(visible) 및 심자외선 리소그래피의 경우, 이러한 스크래치들은, 반도체 웨이퍼 상의 패턴에 상 결함들을 야기하기에는 너무 작다. 그러나, 극자외선 리소그래피의 경우에, 스크래치-딕 마크들은, 이들이 상 결함들로서 나타날 것이기 때문에, 상당한 문제이다.
EUV 리소그래피를 위해 요구되는 짧은 조사(illumination) 파장들 때문에, 사용되는 패턴 마스크들은, 현재의 리소그래피에서 사용되는 투과성 마스크들 대신에, 반사성 마스크여야 한다. 반사성 마스크는 몰리브덴 및 실리콘의 교번하는 얇은 층들의 정밀한 스택으로 구성되고, 이는 Bragg 반사체(reflector) 또는 거울을 생성한다. 작은 피쳐 크기 및 다층 스택의 본성 때문에, 상부에 다층 스택이 증착되는 기판의 표면에서의 임의의 결함들(imperfections)이 확대될 것이고, 최종 생성물에 영향을 줄 것이다. 수 나노미터 스케일의 결함들은, 마감처리된(finished) 마스크 상에, 프린트 가능한(printable) 결함들로서 나타날 수 있으며, 다층 스택의 증착 이전에, 마스크 블랭크의 표면으로부터 제거될 필요가 있다.
광학 리소그래피에서 사용되는 전형적인 마스크들은, 광 투과를 차단하는 패터닝된 크롬 층 및 유리 블랭크로 구성된다. 반면에 EUV 리소그래피에서는, 마스크는 반사성 층 및 패터닝된 흡수체 층으로 구성된다. 이러한 아키텍쳐(architectural) 변화는, 대부분의 재료들에서의 EUV 광의 높은 흡광도(absorbance)에 기인하여, 필수적이다.
반사체 층은 몰리브덴과 실리콘의 80개 또는 그 초과의 교번하는 층들의 스택이다. 이러한 스택의 평활도(smoothness) 및 층 두께에 대한 정밀도는, 각각, 라인 엣지 거칠기뿐만 아니라 마스크의 높은 반사율을 달성하기 위해 중요하다.
현재의 기술은, 반사체 층들을 위한 이온 빔 증착 및 평활한 기판 표면을 획득하기 위해, 유리 폴리싱 및 세정 프로세스들을 채용한다.
이러한 프로세스 흐름은 엄격한 결함 사양들(specifications)을 충족시키지 않는다. 결함들의 주요한 원인들은, 폴리싱 프로세스뿐만 아니라 후속하는 세정에 의해 이후에 남은, 유리 기판의 피트들(pits) 및 범프들(bumps)이다. 이온 빔 증착 프로세스는, 다층 스택의 정상부 상에 그리고 그 내부에 매립된(embedded) 입자들을 추가로 남긴다.
따라서, 이러한 문제들에 대한 답들을 찾고, 이러한 질문들을 해결하는 시스템이 개발되는 것이 점점 더 중요해진다. 성장하고 있는 소비자들의 기대들과 함께, 계속 증가하는 상업적인 경쟁 압박들을 고려하여, 이러한 문제들에 대한 답들을 찾는 것이 중요하다. 부가적으로, 비용들을 절감하고, 효율성들과 성능을 개선하며, 경쟁 압박들을 충족시키기 위한 필요성은, 이러한 문제들에 대한 답들을 찾기 위한 중요한 필요성에, 훨씬 더 큰(even greater) 긴급성을 부가한다.
이러한 문제들에 대한 해결책들이 오랫동안 탐색되어 왔지만, 이전의 발전들은 어떠한 해결책들도 교시하거나 제안하지 않았고, 따라서, 이러한 문제들에 대한 해결책들은 오랫동안 당업자에게 발견되지 않았다.
본 발명의 실시예는, 진공 챔버; 진공 챔버 주위에 부착된 복수의 프로세싱 시스템들; 및 진공으로부터 빠져나가지(exit) 않으면서, 복수의 프로세싱 시스템들 사이에서 웨이퍼를 이동시키기 위한, 진공 챔버의 웨이퍼 취급(handling) 시스템을 포함하는 프로세싱 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예는, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 또는 이들의 조합을 포함하는 타겟을 포함하는, 극자외선 블랭크를 제조하기 위한 물리 기상 증착 시스템을 제공한다.
본 발명의 특정 실시예들은 상기 언급된 것을 대신에 또는 그에 부가하여 다른 단계들 또는 엘리먼트들을 갖는다. 그러한 단계들 또는 엘리먼트는, 첨부된 도면들을 참조하여 취해질 때 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 당업자에게 자명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 통합형(integrated) 극자외선(EUV) 마스크 생산 시스템이 도시된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 제 1 다수-캐소드(multi-cathode) 소스이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 제 1 다수-캐소드 소스의 단면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 작동 시의 제 1 다수-캐소드 소스의 단면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 형상이 정사각형이고, 다층 스택을 갖는 마스크 블랭크이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어 상에서 지지된 포지션(supported position)에 있는 마스크 블랭크이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어 상에서 지지된 포지션에 있는 마스크 블랭크이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어 상에서 지지된 포지션에 있는 마스크 블랭크이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어 상에서 지지된 포지션에 있는 마스크 블랭크이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어 상에서 지지된 포지션에 있는 마스크 블랭크이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어 상에서 지지된 포지션에 있는 마스크 블랭크이다.
도 12는 초-저(ultra-low) 결함들을 갖는 마스크 블랭크를 만들기 위한 방법이다.
이하의 실시예들은, 당업자가 본 발명품을 만들고 사용할 수 있도록, 충분히 상세하게 설명된다. 본 개시물에 기초하여 다른 실시예들이 명백할 것이고, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고, 시스템, 프로세스, 또는 기계적 변화들이 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다.
이하의 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부 사항들이 주어진다. 그러나, 본 발명은 이러한 구체적인 세부 사항들 없이 실시될 수 있음이 자명할 것이다. 본 발명을 불분명하게 하는 것을 피하기 위해, 몇몇 잘 공지된 회로들, 시스템 구성들, 및 프로세스 단계들은 상세하게 개시되지 않는다.
시스템의 실시예들을 나타내는 도면들은 반-도식적(semi-diagrammatic)이고 실척이 아니며(not to scale), 특히, 치수들 중 몇몇은, 표현의 명료함을 위해, 도면들을 도시할 때 과장되게 도시된다. 유사하게, 도면들의 시점들(views)은 설명의 용이함을 위해 일반적으로 유사한 배향들을 보여주지만, 도면들에서의 이러한 묘사는 대부분의 경우에 임의적인 것이다. 일반적으로, 본 발명은 임의의 배향으로 작동될 수 있다.
다수의 실시예들이 공통으로 몇몇 피쳐들을 갖는 것으로 개시되고 설명되는 경우, 예시, 설명, 및 이들의 이해에 대한 명료함 및 용이함를 위해, 유사한 그리고 동일한 피쳐들은 유사한 참조 번호들로 설명될 것이다.
설명의 목적들을 위해, 본원에서 사용되는 "수평의" 라는 용어는, 마스크 블랭크의 배향과 상관없이, 마스크 블랭크의 표면 또는 평면에 평행한 평면으로 정의된다. "수직하는" 이라는 용어는, 그렇게 정의된 수평에 수직인 방향을 지칭한다. "위(above)", "아래(below)", "바닥부(bottom)", "정상부(top)", "측(side)("측벽"에서 처럼)", "더 높은(higher)", "더 낮은(lower)", "상부(upper)", "위에(over)", 및 "하에서(under)" 와 같은 용어들은, 도면들에서 도시된 바와 같이, 수평 평면에 대해서 정의된다. "상에서(on)" 라는 용어는 엘리먼트들 간의 직접 접촉이 있음을 나타낸다.
본원에서 사용되는 "프로세싱" 이라는 용어는, 설명되는 구조를 형성할 때 요구되는 바와 같이, 포토레지스트 또는 재료의 증착, 패터닝, 노출, 현상(development), 에칭, 세정, 및/또는 포토레지스트 또는 재료의 제거를 포함한다.
본 발명의 실시예들은, 피트들을 충진(fill)하고 결함들을 매립(bury)하기 위해, 실리콘, 실리콘 산화물, 및 양립 가능한 열 팽창 계수를 갖는 관련된 필름들을 증착시키기 위한, CVD, PVD, ALD, 및 유동 가능한 CVD에 의해 확립된 다양한 기술들을 사용한다. 일단 증착되면, 필름들 표면은 추가적인 다층 스택 증착을 위해 충분히 평활하고 편평할 수 있거나, 또는 그러한 증착 후에, CMP, 어닐링, 또는 이온 빔 폴리싱을 포함하는, 확립된 다양한 평활화 또는 폴리싱 기술들을 사용하여 추가적으로 평활화될 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 통합형 극자외선(EUV) 마스크 생산 시스템(100)이 도면에 도시된다. 통합형 EUV 마스크 생산 시스템(100)은, 캐리어 상의 블랭크들 또는 웨이퍼들을 프로세싱하고, 그리고 마스크 블랭크들(104)이 내부로 로딩되는 마스크 블랭크 로딩 및 캐리어 취급 시스템(102)을 포함하는 프로세싱 시스템이다.
에어록(airlock; 106)은 웨이퍼 취급 진공 챔버(108)로의 액세스를 제공한다. 도시된 실시예에서, 웨이퍼 취급 진공 챔버(108)는 2개의 진공 챔버들, 즉, 제 1 진공 챔버(110) 및 제 2 진공 챔버(112)를 포함한다. 제 1 진공 챔버(110) 내에는 제 1 웨이퍼 취급 시스템(114)이 있고, 제 2 진공 챔버(112) 내에는 제 2 웨이퍼 취급 시스템(116)이 있다.
웨이퍼 취급 진공 챔버(108)는, 다양한 다른 시스템들의 부착을 위해, 챔버 둘레(periphery) 주위에 복수의 포트들을 갖는다. 제 1 진공 챔버(110)는 디가스(degas) 시스템(118), 제 1 물리 기상 증착 시스템(120), 제 2 물리 기상 증착 시스템(122), 및 사전세정(preclean) 시스템(124)을 갖는다.
제 2 진공 챔버(112)는, 제 2 진공 챔버(112)에 연결된, 제 1 다수-캐소드 소스(126), 유동 가능한 화학 기상 증착(FCVD) 시스템(128), 경화 시스템(130), 및 제 2 다수-캐소드 소스(132)를 갖는다. FCVD 시스템(128)은 기판, 블랭크, 또는 웨이퍼(136) 상에 평탄화(planarization) 층을 증착시킬 수 있고, 경화 챔버는 평탄화 층을 경화할 수 있다. 제 2 다수-캐소드 소스(132)는 반사성 재료의 다층 스택을 증착시킬 수 있고, 다른 시스템들은 캐핑(capping) 층을 증착시킬 수 있다. 평탄화 층, 다층 스택, 및 캐핑 층은 모두 웨이퍼(136)의 일부가 된다.
제 1 웨이퍼 취급 시스템(114)은, 제 1 진공 챔버(110)의 둘레 주위의 다양한 시스템들 중 하나 또는 그 초과로, 및 에어록(106) 사이에서, 그리고 연속적인 진공(continuous vacuum)의 슬릿 밸브들을 통해서, 웨이퍼(134)와 같은 웨이퍼들을 이동시킬 수 있다. 제 2 웨이퍼 취급 시스템(116)은, 제 2 진공 챔버(112) 주위에서 웨이퍼(136)와 같은 웨이퍼들을, 그러한 웨이퍼들을 연속적인 진공에서 유지하면서 이동시킬 수 있다. 제 1 웨이퍼 취급 시스템(114) 및 제 2 웨이퍼 취급 시스템(116)은, 웨이퍼(136)가 에어록(106)을 통해 제거되기 전까지 웨이퍼(136)가 진공으로부터 빠져나가지 않으면서 다양한 프로세스들이 수행되는 것을 허용하기 위해, 제 1 진공 챔버(110) 및 제 2 진공 챔버(114)의 둘레 주위의 시스템들 중 하나 또는 전부를 통해, 선택적으로 웨이퍼(136)를 이동시킬 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제 1 다수-캐소드 소스(126)가 도면에 도시된다. 제 1 다수-캐소드 소스(126)는 정상부 어댑터(adapter)(204)에 의해 캐핑된 원통형 본체 부분(202)을 갖는 베이스 구조(200)를 포함한다.
정상부 어댑터(204)는, 정상부 어댑터(204) 주위의 포지션에, 캐소드 소스들(206, 208, 210, 212, 및 214)과 같은 다수의 캐소드 소스들을 위한 설비들(provisions)을 갖는다.
이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제 1 다수-캐소드 소스(126)의 단면이 도면에 도시된다. 제 1 다수-캐소드 소스(126)는, 베이스 구조(200), 원통형 본체 부분(202), 및 정상부 어댑터(204)를 갖는다.
웨이퍼(136)와 같은 웨이퍼가 상부에 고정될 수 있는 회전식(rotating) 페데스탈(300)이 베이스 구조(200) 내에 있다. 커버 링(302)이 회전식 페데스탈(300) 위에 있고, 중간 링(304)은 커버 링(302) 위에 있다. 원뿔형 쉴드(306)가 중간 링(304) 위에 있고, 원뿔형 어댑터(308)에 의해 둘러싸인다.
물리 기상 증착(PVD)에 의해 웨이퍼(136) 상에 재료를 증착시키기 위한 증착 지역(310)은, 슈라우드(shroud; 314)가 부착되는 회전식 쉴드(312)에 의해 둘러싸인다. 캐소드(318), 및 증착 재료의 소스인, 타겟(316)과 같은, 다수의 타켓들 중 하나가 슈라우드(314) 위에 있다.
대안적인 실시예에서, 다수의 개별 슈라우드들(314)은 각각 개별 소스에 부착되고, 회전식 쉴드(312)가 회전할 때 고정된 상태(stationary)로 남는다.
이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 작동 시의 제 1 다수-캐소드 소스(126)의 단면이 도면에 도시된다. 제 1 다수-캐소드 소스(126)의 단면은, 오프-각을 갖는(off-angled) 원뿔형 증착 패턴(400)을 도시하고, 회전식 페데스탈(300)은, 타겟(316)으로부터의, 웨이퍼(402) 상의 재료 증착을 위한 포지션 내로 이동된 것으로 도시된다.
작동 시에, 웨이퍼(136)가 있는 회전식 페데스탈(300)은 포지션 내로 상향으로 이동되는데, 이러한 포지션에서 웨이퍼(136)는 도 3의 슈라우드(314)의 개구부가 보이는 곳에 있다. 제 1 다수-캐소드 소스(126)의 설계에 따라, 정상부 어댑터(204)에 부착된 다수의 슈라우드들(314)이 있을 수 있어서, 각각의 소스가 소스 자신의 독자적인 슈라우드를 갖거나, 또는 회전식 쉴드(312)와 함께 회전하는 하나의 슈라우드를 갖거나, 또는 슈라우드가 없는 단일의 대형 회전식 쉴드를 갖는다.
그러면, 회전식 쉴드(312)는, 회전식 페데스탈(300) 상의 웨이퍼(136) 상에 어떠한 각도로(at an angle) 재료를 증착시키기 위해, 적합한 캐소드(318)와 타겟(316)이 포지셔닝될 때까지, 다양한 캐소드들 사이에서 회전된다.
페데스탈(300)을 회전시킴으로써, 웨이퍼(136)는 웨이퍼의 표면 상에 타겟 재료의 균일한 증착을 받을 것이다.
이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 형상이 정사각형이고, 다층 스택(502)을 갖는 마스크 블랭크(500)가 도면에 도시된다.
이제 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어(600) 상에서 지지된 포지션에 있는 마스크 블랭크(500)가 도면에 도시된다. 마스크 블랭크(500)는, 상향으로 대면하는(facing up) 다층 스택(502)을 갖고, 캐리어(600) 상에서 지지 핀들(602) 상에 지지되며, 유지 핀들(604)에 의해 측방향으로(laterally) 제자리에(in place) 유지된다. 웨지-형상의 지지부(606)가 또한, 마스크 블랭크(500)의 바닥부 엣지에서 사용될 수 있다.
이제 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어(700) 상에서 지지된 포지션에 있는 마스크 블랭크(500)가 도면에 도시된다. 마스크 블랭크(500)는, 상향으로 대면하는 다층 스택(502)을 갖고, 캐리어(700) 상에서 지지 핀들(702) 상에 지지되며, 유지 핀들(704)에 의해 측방향으로 제자리에 유지된다. 웨지-형상의 지지부(706)가 또한, 마스크 블랭크(500)의 바닥부 엣지에서 사용될 수 있다.
이제 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어(800) 상에서 지지된 포지션에 있는 마스크 블랭크(500)가 도면에 도시된다. 마스크 블랭크(500)는, 상향으로 대면하는 다층 스택(502)을 갖고, 캐리어(800) 상에서 지지 핀들(802) 상에 지지되며, 유지 핀들(804)에 의해 측방향으로 제자리에 유지된다. 캐리어(800)는 지지 핀들(802)의 두께 및 마스크 블랭크(500)의 두께보다 약간 더 두껍다. 다층 스택(502)의 엣지 지역들에서의 재료의 증착을 방지하기 위해, 엣지 배제(exclusion) 커버 마스크(806)가 마스크 블랭크(500)의 엣지들을 커버한다. 웨지-형상의 지지부(808)가 또한, 마스크 블랭크(500)의 바닥부 엣지에서 사용될 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어(900) 상에서 지지된 포지션에 있는 마스크 블랭크(500)가 도면에 도시된다. 마스크 블랭크(500)는, 하향으로 대면하는(facing down) 다층 스택(502)을 갖고, 캐리어(900) 상에서 지지 핀들(902) 상에 지지되며, 유지 핀들(904)에 의해 측방향으로 제자리에 유지된다. 캐리어(900)의 바닥부 측은, 아래로부터의 증착을 허용하기 위한 개구부(906)를 갖는다.
이제 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어(1000) 상에서 지지된 포지션에 있는 마스크 블랭크(500)가 도면에 도시된다. 마스크 블랭크(500)는, 하향으로 대면하는 다층 스택(502)을 갖고, 캐리어(1000) 상에서 지지 핀들(1002) 상에 지지되며, 유지 핀들(1004)에 의해 측방향으로 제자리에 유지된다. 캐리어(1000)의 바닥부 측은, 아래로부터의 증착을 허용하기 위한 개구부(1006)를 갖는다.
이제 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어(1100) 상에서 지지된 포지션에 있는 마스크 블랭크(500)가 도면에 도시된다. 마스크 블랭크(500)는, 하향으로 대면하는 다층 스택(502)을 갖고, 캐리어(1100) 상에서 지지 핀들(1102) 상에 지지되며, 유지 핀들(1104)에 의해 측방향으로 제자리에 유지된다. 캐리어의 바닥부 측은, 아래로부터의 증착을 허용하기 위한 개구부(1106)를 갖는다.
이제 도 12를 참조하면, 초-저 결함들을 갖는 도 5의 EUV 마스크 블랭크(500)를 만들기 위한 방법(1200)이 도면에 도시된다. 방법(1200)은, 도 1의 EUV 마스크 생산 시스템(100)의 진공에 마스크 블랭크가 제공되면서 시작한다.
단계(1202)에서, 마스크 블랭크는 디가싱 및 사전세정된다. 단계(1204)에서 평탄화가 이뤄진다. 평탄화 층은 CVD에 의해 증착되고, 단계(1206)에서 경화된다. 단계(1208)에서 PVD에 의해 다층 증착이 수행되고, 단계(1210)에서 캐핑 층이 적용된다. 디가싱, 사전세정, 평탄화, 다층 증착, 및 캐핑 층 적용은, 마스크 블랭크를 진공으로부터 제거하지 않고, 모두 EUV 마스크 생산 시스템(100)에서 수행된다.
도 1의 통합형 EUV 마스크 생산 시스템(100)은, 마스크 블랭크들 및 거울 블랭크들과 같은 임의의 유형의 리소그래픽 블랭크뿐만 아니라 리소그래픽 반도체 제조 프로세스를 위한 마스크들을 만드는 데에 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 요구되는 층 구조를 EUV 마스크 블랭크 상에 증착시키기 위한 통합형 툴 개념을 제공한다. 실시예들은 유리 블랭크의 결함들(수에서 수십 nm의 크기 범위의 피트들, 스크래치들, 및 입자들)을 평탄화하기 위한 평활화 층들, Bragg 반사체를 위한 몰리브덴 및 실리콘 다층 스택 증착뿐만 아니라, (몰리브덴/실리콘 스택을 산화로부터 보호하는 데이 사용되는)루테늄 캐핑 층을 포함한다.
이러한 단계들을 하나의 프로세스 툴에 통합시킴으로써, 취급 단계들의 수를 제한하는 것에 의해, 더 양호한 인터페이스 제어뿐만 아니라 더 양호한 결함 성능을 달성하는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌다.
기판이 캐리어 상에 위치되어서 마스크 블랭크의 취급이 다수의 프로세스 단계들을 통해 최소화된다. 이는, 기판 상의, 취급-관련 입자들의 가능성을 감소시킬 것이다.
클러스터 툴의 사용은 또한, 진공을 파괴하지 않고, 기판 청정도(cleanliness)를, 그리고 따라서 층 스택의 접착력(adhesion)을 개선하기 위해, 건식 세정 프로세스들의 통합을 허용한다.
기판을 통합형 극자외선(EUV) 마스크 생산 시스템 내에 로딩한 이후, 기판 표면 상의 피트들 및 스크래치들을 충진할뿐만 아니라 남아있는 임의의 작은 입자들을 평탄화하기 위해, 먼저, 마스크 블랭크는, 유동 가능한 CVD 프로세스에서 평탄화 층으로, 이를테면 AMAT Eterna 필름들로 코팅된다.
다음으로, 기판은 다층 증착을 위한 증착 챔버로 이동된다. 기판을 이송할 필요없이 하나의 챔버에서 전체 스택이 증착될 수 있도록, 챔버는 다수의 타겟들을 통합한다.
결과적인 시스템은, 간단하고, 비용-효과적이며, 복잡하지 않고, 매우 다용도이며, 그리고, 공지된 기술들을 적응시킴으로써(adapt) 놀랍게(surprisingly) 그리고 불확실하게(unobviously) 구현될 수 있으며, 따라서 쉽게, 효율적으로 그리고 경제적으로 EUV 마스크 블랭크들을 제조하기에 적합하다.
본 발명의 실시예들은, EUV 마스크 블랭크를 위한, 원자적으로 편평하고, 낮은 결함의, 평활한 표면을 제공한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 또한, 거울들과 같은 다른 유형들의 블랭크들을 제조하는 데에 사용될 수 있다. 유리 기판 위에, 본 발명의 실시예들은 EUV 거울을 형성하는 데에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은, UV, DUV, e-빔, 가시광선, 적외선, 이온-빔, x-선, 및 다른 유형들의 반도체 리소그래피에서 사용되는 다른 원자적으로 편평하고, 낮은 결함의, 평활한 표면 구조들에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 또한, 웨이퍼-스케일로부터 디바이스 수준까지, 그리고 심지어 더 대면적의 디스플레이들 및 태양광(solar) 어플리케이션들까지의 범위일 수 있는, 다양한 크기의 구조들을 형성하는 데에 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 중요한 양태는, 본 발명이 가치있게, 비용들을 감소시키고, 시스템들을 단순화하며, 성능을 증가시키는 역사적인 경향을 지원하고 서비스한다는 점이다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 가치있는 양태들은 결과적으로 기술의 상태를 적어도 다음 수준으로 발전시킨다(further).
본 발명은 특정한 최상의 모드와 함께 설명되었지만, 전술한 설명을 고려하여, 많은 대안들, 수정들, 및 변형들이 당업자에게 자명할 것이라는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은, 포함된 청구항들의 범위 내에 있는 그러한 모든 대안들, 수정들, 및 변형들을 포괄하도록 의도된다. 지금까지 본원에서 열거되거나 첨부된 도면들에 도시된 모든 사항들은 예시적인 것이며 비-제한적인 의미로 이해되어야 한다.

Claims (22)

  1. 극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법으로서,
    통합형 생산 시스템에 기판을 로딩하는 단계;
    디가싱(degassing) 또는 사전세정(precleaning) 중 적어도 하나를 포함하는 사전 프로세스를 수행하는 단계;
    유동 가능한 화학 기상 증착 프로세스에 의해 상기 기판 상에 평탄화(planarization) 층을 형성하는 단계 ― 상기 단계는, 상기 사전 프로세스 이후에 남은 상기 기판 표면 상의 피트들(pits) 및 스크래치들을 충진하고, 상기 사전 프로세스 이후에 남은 상기 기판 표면 상의 작은 입자들을 평탄화함 ―;
    경화된 평탄화 층을 제공하기 위해 경화 챔버에서 상기 평탄화 층을 경화하는 단계; 및
    물리 기상 증착에 의해 상기 경화된 평탄화 층 위에 다층 스택을 형성하는 단계 ― 상기 평탄화 층 형성 단계, 상기 평탄화 층 경화 단계 및 상기 다층 스택 형성 단계는, 상기 기판을 진공으로부터 제거하지 않으면서 생산 시스템에서 수행됨 ―;를 포함하는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다층 스택 형성 단계는, 상기 기판을 다른 챔버로 이송하지 않으면서 하나의 챔버에서 전체 다층 스택이 형성될 수 있도록, 복수의 타겟들을 가지는 증착 챔버에서 수행되는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 타겟들은 실리콘 타겟 및 몰리브덴 타겟을 포함하고, 상기 다층 스택 형성 단계는 몰리브덴 및 실리콘의 교번하는 층들을 증착하는 단계를 포함하는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다층 스택의 접착력(adhesion)을 개선하기 위해 상기 기판을 건조 세정하는 단계를 더 포함하고, 상기 건조 세정 단계 및 상기 다층 스택 형성 단계는 진공을 파괴하지 않으면서 발생하는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 교번하는 층들의 증착 동안 회전식(rotating) 페데스탈 상에 배치되는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 교번하는 층들은 상기 페데스탈이 회전하는 동안 상기 기판에 일정 각도로(at an angle) 증착되는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판의 취급을 복수의 프로세스 단계들을 통해 최소화하고, 그리고 상기 기판 상의 취급-관련 입자들을 감소시키기 위해, 기판을 캐리어 상에 배치하는 단계 및 복수의 프로세싱 시스템들을 통해 상기 캐리어 상에서 상기 기판을 이동시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 프로세스 단계들은, 상기 평탄화 층 형성 단계, 상기 평탄화 층 경화 단계 및 상기 경화된 평탄화 층 위에 다층 스택 형성 단계를 포함하는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    지지 핀들로 상기 캐리어에서 상기 기판을 지지하는 단계 및 유지 핀들로 상기 기판을 측방향으로 제자리에 유지하는 단계를 더 포함하는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 지지 핀들의 두께 및 상기 기판의 두께보다 두꺼운,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 다층 스택의 엣지 영역들에서의 재료의 증착을 방지하도록 상기 기판의 엣지를 커버하는 단계를 더 포함하는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 다층 스택은 상기 기판 아래로부터의 증착에 의해 형성되고, 상기 다층 스택은, 상기 기판이 상기 캐리어에서 지지되는 경우, 하향으로 대면하는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 다층 스택은, 상기 기판이 상기 캐리어에서 지지되는 경우, 상향으로 대면하는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판을 상기 진공으로부터 제거하지 않으면서 캐핑(capping) 층을 상기 다층 스택에 적용하는 단계를 더 포함하는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판의 취급을 복수의 프로세스 단계들을 통해 최소화하고, 그리고 상기 기판 상의 취급-관련 입자들을 감소시키기 위해, 기판을 캐리어 상에 배치하는 단계 및 복수의 프로세싱 시스템들을 통해 상기 캐리어 상에서 상기 기판을 이동시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 프로세스 단계들은, 상기 평탄화 층 형성 단계, 상기 평탄화 층 경화 단계, 상기 경화된 평탄화 층 위에 다층 스택 형성 단계 및 상기 캐핑 층 형성 단계를 포함하는,
    극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 형성하는 방법.
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