KR102482229B1 - Reflective structure and reflective photo mask - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 포토리소그래피 공정에 이용되는 반사 구조체 및 반사형 포토 마스크에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판; 상기 기판 상의 반사 다층 구조; 상기 반사 다층 구조 상에 소정의 반사 영역을 정의하는 패턴을 갖는 흡수 층; 및 상기 흡수 층의 상부 표면 또는 측벽 또는 상기 반사 다층 구조의 상부 표면 또는 측벽 중 적어도 일부 영역 상에 접촉되어 상기 흡수 층의 상부 표면 또는 상기 반사 다층 구조의 상부 표면이 접지되거나 소정의 전위로 유지되도록 외부 회로에 연결시키기 위한 도전체를 포함하는 반사형 포토 마스크가 제공된다.The present invention relates to a reflective structure and a reflective photomask used in a photolithography process of a semiconductor device. According to one embodiment of the present invention, a substrate; a reflective multilayer structure on the substrate; an absorption layer having a pattern defining a predetermined reflection area on the reflection multilayer structure; and on at least a partial region of the upper surface or sidewall of the absorption layer or the upper surface or sidewall of the reflective multilayer structure so that the upper surface of the absorption layer or the upper surface of the reflective multilayer structure is grounded or maintained at a predetermined potential. A reflective photomask including a conductor for connection to an external circuit is provided.
Description
본 발명은 노광 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 반도체 소자의 포토리소그래피 공정에 이용되는 반사 구조체 및 반사형 포토 마스크에 관한 것이다.The present invention relates to exposure technology, and more particularly, to a reflective structure and a reflective photomask used in a photolithography process of a semiconductor device.
반도체 산업의 급격한 발전에 따라 상기 반도체의 집적도가 향상되면서 복잡한 미세 패턴을 형성하기 위한 기술이 발전하고 있다. 상기 미세 패턴의 해상도를 향상시키고, 상기 미세 패턴의 생산 공정을 간소화하여 생산 속도를 증가시키기 위한 기술들이 요구된다. 상기 미세 패턴을 형성하기 위하여 종래에는 가시광선 또는 자외선에 의한 포토 리소그래피 공정들이 이용되고 있다.As the degree of integration of the semiconductor improves with the rapid development of the semiconductor industry, technology for forming complex fine patterns is developing. Techniques for increasing the production speed by improving the resolution of the fine pattern and simplifying the production process of the fine pattern are required. Conventionally, photolithography processes using visible light or ultraviolet light have been used to form the fine pattern.
패턴의 크기가 미세화 될수록 기존의 포토리소그래피 법의 광원으로는 그 해상도의 한계가 가까워져 왔다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 액침법 등을 이용하여 해상도를 높이는 방법 등이 제시되고 있다. 포토리소그래피법의 경우, 패턴의 해상 한계는 노광 파장의 1/2 정도이며, 액침법을 이용해도 노광 파장의 1/4 정도가 해상도의 한계라고 여겨진다. As the size of the pattern is miniaturized, the limit of the resolution of the light source of the existing photolithography method has been approached. In order to overcome these limitations, a method of increasing resolution using an immersion method or the like has been proposed. In the case of the photolithography method, the resolution limit of the pattern is about 1/2 of the exposure wavelength, and even if the liquid immersion method is used, it is considered that the resolution limit is about 1/4 of the exposure wavelength.
예를 들면, 193 nm 파장의 ArF 레이저를 이용하는 경우에는 액침법을 이용해도 최대 45 ㎚ 정도가 해상도의 한계가 될 것으로 예상된다. 따라서, 45 ㎚ 보다 짧은 파장을 사용하는 차세대 노광 기술로서, ArF 레이저 보다 더욱 단파장의 EUV 광을 사용한 노광 기술인 EUV 리소그래피가 유망시되고 있다. For example, in the case of using an ArF laser with a wavelength of 193 nm, it is expected that a maximum resolution of about 45 nm will be the limit even if an immersion method is used. Therefore, as a next-generation exposure technology using a wavelength shorter than 45 nm, EUV lithography, which is an exposure technology using EUV light with a shorter wavelength than ArF laser, is promising.
EUV 광은 모든 물질에 대하여 흡수되기 쉽고, 또한 이 파장에서 물질의 굴절률이 1에 가깝기 때문에, 종래의 가시광 또는 자외광을 사용한 포토 리소그래피와 같은 굴절 광학계를 사용할 수 없다. 이 때문에, EUV 포토리소그래피에서는, 반사 구조체로 구성된 광학계가 사용된다. 상기 반사 구조체의 일 태양으로서, EUV 패턴을 웨이퍼 상의 포토레지스트상으로 전달하기 위한 반사형 포토마스크가 상기 광학계의 일부로서 사용된다.Since EUV light is easily absorbed by all materials and the refractive index of materials at this wavelength is close to 1, refractive optical systems such as conventional photolithography using visible light or ultraviolet light cannot be used. For this reason, in EUV photolithography, an optical system composed of a reflective structure is used. As one aspect of the reflective structure, a reflective photomask for transferring an EUV pattern onto a photoresist on a wafer is used as a part of the optical system.
EUV 포토리소그래피 공정 중에, 강한 EUV 에너지에 의해 포토 마스크의 불량이나 결함으로 인해 포토 마스크의 교체가 필요한 경우, 마스크를 새로 교체하여야 하므로, 포토 마스크의 짧은 수명은 노광 장치의 처리량(throughput)을 감소시키고 이로써 전체 반도체 제조 생산성을 감소시키는 요인이 된다. 또한, 이러한 포토 마스크의 수명을 늘리기 위해, EUV 광의 세기를 감소시켜 광 리소그래피 공정을 수행하면, 노광 시간이 길어지게 되어 이 또한 생산성을 감소시키는 요인이다.During the EUV photolithography process, if the photomask needs to be replaced due to defects or defects in the photomask caused by strong EUV energy, the mask must be replaced with a new one. The short lifespan of the photomask reduces the throughput of the exposure device and This becomes a factor that reduces overall semiconductor manufacturing productivity. In addition, in order to increase the lifespan of such a photomask, when an optical lithography process is performed by reducing the intensity of EUV light, an exposure time becomes longer, which is also a factor that reduces productivity.
기존의 193 nm의 ArF의 광원의 경우 광자 하나의 에너지가 6.4eV 밖에 안되지만, EUV 광의 광자 하나의 에너지는 92 eV이므로 이는 원자속에 속박되어 있는 전자와 상호작용을 할 수 있고 이에 따라 여러 가지 정전 효과를 유발할 수 있다. 이러한 정전 효과의 원인으로 광전 효과(photoelectric effect)와 콤프톤 스캐터링(Compton scattering)이 있다. 상기 광전 효과는 아인슈타인이 설명한 현상으로 금속의 일함수에 해당하는 파장보다 짧은 파장의 빛을 금속에 비추게 되면 전자가 금속으로 방출되는 현상이다. 또한, 콤프톤 스캐터링(Compton scattering)은 광자가 원자 속에 속박된 전자와 충돌하는 현상으로 콤프톤 스캐터링에서는 입력 광자가 에너지를 일부 잃어버리고 충돌한 전자가 그 에너지를 받아 방출되는 것이다. 콤프톤 스캐터링과 광전 효과 모두 금속에서 전자를 방출시키기 때문에 전자를 방출하게 된 금속은 음전하를 잃게 되어 양전하를 띠게 되고 이는 정전기적인 효과를 유발하게 된다. 즉, 마스크가 국부적인 정전위를 가지게 되고 이는 마스크 주위의 기체와 스파크를 일으키는 등의 결함유발성 반응을 일으키게 된다.In the case of the existing 193 nm ArF light source, the energy of one photon is only 6.4 eV, but the energy of one photon of EUV light is 92 eV, so it can interact with electrons confined to the atomic flux, resulting in various electrostatic effects. can cause Causes of the electrostatic effect include a photoelectric effect and Compton scattering. The photoelectric effect is a phenomenon explained by Einstein, and is a phenomenon in which electrons are emitted into the metal when light having a wavelength shorter than a wavelength corresponding to the work function of the metal is shined on the metal. Also, Compton scattering is a phenomenon in which a photon collides with an electron bound in an atom. In Compton scattering, an input photon loses some of its energy and the colliding electron receives the energy and is emitted. Since both Compton scattering and photoelectric effect emit electrons from metal, the metal that emits electrons loses negative charge and becomes positively charged, which causes an electrostatic effect. That is, the mask has a local electrostatic potential, which causes defect-causing reactions such as gas and sparks around the mask.
이러한 정전기적인 효과는 ArF 광원처럼 광자의 에너지가 작은 경우에는 무시할 수 있었으나, EUV 광의 경우 그 광자의 에너지가 92 eV가 되므로 EUV 광을 이용한 포토리소그래피 노광의 경우 특히 문제가 될 수 있다.This electrostatic effect was negligible when photon energy was low, such as in an ArF light source, but in the case of EUV light, since the energy of the photon is 92 eV, photolithography exposure using EUV light can be particularly problematic.
특허문헌 0001이나 특허문헌 0002 등에서와 같이 반사형 마스크에 대하여 설명하고 있으나 노광시 이러한 정전기적인 효과에 대한 선행기술은 파악되고 있지 않다.Although a reflective mask is described as in Patent Document 0001 or Patent Document 0002, etc., prior art for such an electrostatic effect during exposure has not been identified.
본 발명이 이루고자 하는 과제는, 고에너지의 광을 조사하는 극자외선(EUV) 포토 리소그래피 공정에서 상기 EUV의 고에너지에 의한 결함이나 손상을 최소화하여 장기간 사용 가능하고, 더욱 높은 출력의 EUV 광을 사용하여 처리량을 증가시킬 수 있는 반사형 포토 마스크를 제공하는 것이다.The problem to be achieved by the present invention is to minimize defects or damage caused by the high energy of EUV in an extreme ultraviolet (EUV) photolithography process that irradiates high energy light, so that it can be used for a long time and uses higher output EUV light. Accordingly, a reflective photomask capable of increasing throughput is provided.
본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는, 전술한 이점을 갖는 반사 구조체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention to be achieved is to provide a reflective structure having the above-described advantages.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 포토 마스크는, 기판; 상기 기판 상의 반사 다층 구조; 상기 반사 다층 구조 상에 소정의 반사 영역을 정의하는 패턴을 갖는 흡수 층; 및 상기 흡수 층의 상부 표면 또는 측벽 또는 상기 반사 다층 구조의 상부 표면 또는 측벽 중 적어도 일부 영역 상에 접촉되어 상기 흡수 층의 상부 표면 또는 상기 반사 다층 구조의 상부 표면이 접지되거나 소정의 전위로 유지되도록 외부 회로에 연결시키기 위한 도전체를 포함할 수 있다. A reflective photo mask according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes a substrate; a reflective multilayer structure on the substrate; an absorption layer having a pattern defining a predetermined reflective area on the reflective multilayer structure; and on at least a partial region of the upper surface or sidewall of the absorption layer or the upper surface or sidewall of the reflective multilayer structure so that the upper surface of the absorption layer or the upper surface of the reflective multilayer structure is grounded or maintained at a predetermined potential. It may include a conductor for connection to an external circuit.
상기 도전체는 측면 도전막, 와이어, 클램프, 펠리클, 또는 상기 반사 다층 구조를 관통하는 적어도 하나 이상의 비아 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 도전체는 상기 반사형 포토 마스크를 보호 및 장착하기 위한 컨테이너의 일부이거나 컨테이너와 접촉하여 상기 외부 회로에 전기적으로 연결될 수 있다. The conductor may include a side conductive layer, a wire, a clamp, a pellicle, or at least one via penetrating the reflective multilayer structure, or a combination thereof. In one embodiment, the conductor may be a part of a container for protecting and mounting the reflective photomask, or may be electrically connected to the external circuit by contacting the container.
상기 반사 다층 구조는, 반도체 박막 및 상기 반도체 박막의 굴절률과 다른 굴절률을 갖는 금속 힘유 박막을 포함하는 2 개 이상의 박막들이 교번하여 순차대로 증착된 적층 구조를 포함하며, 상기 반사 다층 구조의 상부 표면으로부터 소정 깊이 또는 전체 깊이 내의 반도체 박막들이 N 형 또는 P 형 도전형을 갖도록 도핑될 수 있다. 상기 도핑된 반도체 박막들의 전기 전도도는 1 S/m 이상일 수 있다. 또한, 상기 도핑된 반도체 박막들의 도핑 농도는 1ⅹ1015/cm3 내지 1ⅹ1023/cm3 범위 내일 수 있다. 상기 P 형 도전형을 갖는 반도체 박막들은 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 또는 인듐(In) 중 적어도 어느 하나의 불순물로 도핑되고, 상기 N 형 도전형을 갖는 반도체 박막들은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 또는 비스무트(Bi) 중 적어도 어느 하나의 불순물로 도핑될 수 있다. The reflective multilayer structure includes a laminated structure in which two or more thin films including a semiconductor thin film and a metal strength thin film having a refractive index different from the refractive index of the semiconductor thin film are deposited alternately and sequentially, from an upper surface of the reflective multilayer structure. Semiconductor thin films within a predetermined depth or total depth may be doped to have N-type or P-type conductivity. Electrical conductivity of the doped semiconductor thin films may be 1 S/m or more. In addition, the doping concentration of the doped semiconductor thin films may be in the range of 1×10 15 /cm 3 to 1×10 23 /cm 3 . The semiconductor thin films having the P-type conductivity type are doped with at least one impurity of boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), or indium (In), and the semiconductor thin films having the N-type conductivity type are phosphorus It may be doped with at least one impurity of (P), arsenic (As), antimony (Sb), or bismuth (Bi).
일 실시예에서, 상기 반사 다층 구조가 형성되는 상기 기판의 제 1 면에 반대되는 제 2 면 상에 상기 외부 회로와 전기적으로 연결되는 도전 층이 제공되고, 상기 도전체는 상기 도전 층과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반사형 포토 마스크는 상기 흡수 층 및 상기 흡수 층 사이로 노출된 상기 반사 다층 구조의 상부 표면을 연속적으로 덮는 도전성 캡핑막을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, a conductive layer electrically connected to the external circuit is provided on a second surface opposite to the first surface of the substrate on which the reflective multi-layer structure is formed, and the conductor is electrically connected to the conductive layer. can be connected The reflective photomask may further include a conductive capping layer continuously covering the absorbing layer and an upper surface of the reflective multilayer structure exposed between the absorbing layer.
상기 흡수 층의 패턴은 포토레지스트 패턴에 전사되는 전사 패턴 및 상기 전사 패턴의 적어도 어느 일부에 전기적으로 연결되고, 노광시 웨이퍼 상의 포토레지스트 패턴으로는 전사되지 않는 더미 패턴을 포함할 수 있다. The pattern of the absorption layer may include a transfer pattern transferred to the photoresist pattern and a dummy pattern electrically connected to at least a portion of the transfer pattern and not transferred to the photoresist pattern on the wafer during exposure.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 구조체는, 기판; 상기 기판 상의 반사 다층 구조; 및 상기 반사 다층 구조의 상부 표면 또는 측벽 중 적어도 일부 영역 상에 접촉되어 상기 반사 다층 구조의 상부 표면이 접지되거나 소정의 전위로 유지되도록 외부 회로에 연결시키기 위한 도전체를 포함할 수 있다. A reflective structure according to an embodiment of the present invention for solving the other technical problem is a substrate; a reflective multilayer structure on the substrate; and a conductor contacting an upper surface of the reflective multilayer structure or at least a partial region of a sidewall and connecting the upper surface of the reflective multilayer structure to an external circuit such that the upper surface of the reflective multilayer structure is grounded or maintained at a predetermined potential.
상기 도전체는 측면 도전막, 와이어, 클램프, 또는 상기 반사 다층 구조를 관통하는 적어도 하나 이상의 비아 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 도전체는 상기 반사 구조체를 장착하기 위한 컨테이너의 일부이거나 컨테이너와 접촉하여 상기 외부 회로에 전기적으로 연결될 수 있다. The conductor may include a side conductive layer, a wire, a clamp, at least one via penetrating the reflective multilayer structure, or a combination thereof. The conductor may be a part of a container for mounting the reflective structure or electrically connected to the external circuit by contacting the container.
상기 반사 다층 구조는, 반도체 박막 및 상기 반도체 박막의 굴절률과 다른 굴절률을 갖는 금속 함유 박막을 포함하는 2 개 이상의 박막들이 교번하여 순차대로 증착된 적층 구조를 포함하며, 상기 반사 다층 구조의 상부 표면으로부터 소정 깊이 또는 전체 깊이 내의 반도체 박막들이 N 형 또는 P 형 도전형을 갖도록 도핑될 수 있다. The reflective multilayer structure includes a stacked structure in which two or more thin films including a semiconductor thin film and a metal-containing thin film having a refractive index different from the refractive index of the semiconductor thin film are deposited alternately and sequentially, from an upper surface of the reflective multilayer structure. Semiconductor thin films within a predetermined depth or total depth may be doped to have N-type or P-type conductivity.
상기 도핑된 반도체 박막들의 전기 전도도는 1 S/m 이상일 수 있다. 상기 도핑된 반도체 박막들의 도핑 농도는 1ⅹ1015/cm3 내지 1ⅹ1023/cm3 범위 내일 수 잇다. 상기 P 형 도전형을 갖는 반도체 박막들은 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 또는 인듐(In) 중 적어도 어느 하나의 불순물로 도핑되고, 상기 N 형 도전형을 갖는 반도체 박막들은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 또는 비스무트(Bi) 중 적어도 어느 하나의 불순물로 도핑될 수 있다. Electrical conductivity of the doped semiconductor thin films may be 1 S/m or more. The doping concentration of the doped semiconductor thin films may be in the range of 1× 10 15 /cm 3 to 1×10 23 /cm 3 . The semiconductor thin films having the P-type conductivity type are doped with at least one impurity of boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), or indium (In), and the semiconductor thin films having the N-type conductivity type are phosphorus It may be doped with at least one impurity of (P), arsenic (As), antimony (Sb), or bismuth (Bi).
상기 반사 다층 구조가 형성되는 상기 기판의 제 1 면에 반대되는 제 2 면 상에 상기 외부 회로와 전기적으로 연결되는 도전 층이 제공되고, 상기 도전체는 상기 도전 층과 전기적으로 연결될 수 있다. A conductive layer electrically connected to the external circuit may be provided on a second surface opposite to the first surface of the substrate on which the reflective multilayer structure is formed, and the conductor may be electrically connected to the conductive layer.
본 발명의 일 실시예에 따르면, EUV 노광시 발생할 수 있는 반사형 포토 마스크 또는 반사 구조체의 표면 상의 결함 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 마스크의 사용 시간 즉, 수명이나 교체 주기를 늘릴 수 있으며, 이로써 EUV 포토리소그래피 공정의 처리량을 획기적으로 증가시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, occurrence of defects on the surface of a reflective photomask or a reflective structure that may occur during EUV exposure may be suppressed. Accordingly, the use time of the mask, that is, the lifespan or replacement cycle may be increased, and thus, the throughput of the EUV photolithography process may be dramatically increased.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 반사 다층 구조의 표면층으로부터 일부 또는 전체 깊이 내의 반도체 박막들을 도핑시켜 도전성을 부여함으로써, 높은 광에너지를 갖는 광자의 광전 효과(photoelectric effect) 또는 콤프톤 산란(compton scattering)에 의하여 반사 다층 구조의 소정 깊이, 예를 들면, 표면 깊이(skin depth) 내에서 발생된 양전하를 제거할 수 있고, 상기 양전하에 의하여 형성되는 정전위를 감소시켜 상기 정전위로부터 발생되는 주변 기체와의 반응, 절연 파괴, 스파크 또는 손상을 방지하여 상기 포토 마스크 또는 반사형 구조체의 수명을 연장시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by doping semiconductor thin films within some or the entire depth of the surface layer of the reflective multilayer structure to impart conductivity, photoelectric effect or Compton scattering of photons having high light energy By scattering, it is possible to remove positive charges generated within a predetermined depth, for example, a skin depth, of the reflective multilayer structure, and reduce the electrostatic potential formed by the positive charges so that the periphery generated from the electrostatic potential It is possible to extend the life of the photomask or the reflective structure by preventing a reaction with a gas, dielectric breakdown, sparking, or damage.
또한, 전술한 이점을 갖는 반사형 구조체 또는 반사형 포토 마스크를 이용하여 고강도의 극자외선을 이용한 포토 리소그래피 공정을 수행함으로써, 패터닝의 해상도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 고에너지에 의하여 생산 속도를 증가시켜 반도체 제조 공정의 처리량이 더욱 향상될 수 있다. In addition, by performing a photolithography process using high-intensity extreme ultraviolet rays using a reflective structure or reflective photomask having the above-described advantages, it is possible to improve the resolution of patterning and increase the production speed by using high energy. The throughput of the semiconductor manufacturing process can be further improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토리소그래피 시스템의 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반사형 포토 마스크의 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 반사형 포토 마스크의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 포토 마스크의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사형 포토 마스크의 단면도이다.
도 6a는 또 다른 실시예에 따른 반사형 포토 마스크(100h)의 단면도이고, 도 6a는 도 6a의 반사형 포토 마스크의 평면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 구조체의 단면도이다.1 is a diagram of a photolithography system according to one embodiment of the present invention.
2A to 2D are cross-sectional views of a reflective photomask according to various embodiments of the present disclosure.
3 is a cross-sectional view of a reflective photomask according to another embodiment.
4 is a cross-sectional view of a reflective photomask according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a reflective photomask according to another embodiment of the present invention.
6A is a cross-sectional view of a
7A to 7C are cross-sectional views of a reflective structure according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.
도면에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.Like symbols designate like elements in the drawings. Also, as used herein, the term "and/or" includes any one and all combinations of one or more of the listed items.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수로 기재되어 있다 하더라도, 문맥상 단수를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이란 용어는 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.Terms used in this specification are used to describe the embodiments, and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition, even if it is described in the singular in this specification, it may include a plurality of forms unless the context clearly indicates the singular. Also, as used herein, the terms "comprise" and/or "comprising" specify the presence of the mentioned shapes, numbers, steps, operations, members, elements and/or groups thereof. and does not exclude the presence or addition of other shapes, numbers, operations, elements, elements and/or groups.
본 명세서에서 기판 또는 다른 층 "상에(on)" 형성된 층에 대한 언급은 상기 기판 또는 다른 층의 바로 위에 형성된 층을 지칭하거나, 상기 기판 또는 다른 층 상에 형성된 중간 층 또는 중간 층들 상에 형성된 층을 지칭할 수도 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 숙련된 자들에게 있어서, 다른 형상에 "인접하여(adjacent)" 배치된 구조 또는 형상은 상기 인접하는 형상에 중첩되거나 하부에 배치되는 부분을 가질 수도 있다. Reference herein to a layer formed “on” a substrate or other layer refers to a layer formed directly on the substrate or other layer, or an intermediate layer or intermediate layers formed on the substrate or other layer. It can also refer to a layer. Also, to those skilled in the art, a structure or shape disposed "adjacent" to another shape may have a portion overlapping or underlying the adjacent shape.
본 명세서에서, "아래로(below)", "위로(above)", "상부의(upper)", "하부의(lower)", "수평의(horizontal)" 또는 "수직의(vertical)"와 같은 상대적 용어들은, 도면들 상에 도시된 바와 같이, 일 구성 부재, 층 또는 영역들이 다른 구성 부재, 층 또는 영역과 갖는 관계를 기술하기 위하여 사용될 수 있다. 이들 용어들은 도면들에 표시된 방향뿐만 아니라 소자의 다른 방향들도 포괄하는 것임을 이해하여야 한다.As used herein, "below", "above", "upper", "lower", "horizontal" or "vertical" Relative terms such as may be used to describe the relationship of one constituent member, layer or region to another constituent member, layer or region, as shown in the drawings. It should be understood that these terms cover not only the directions indicated in the drawings, but also other orientations of the device.
이하에서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들(및 중간 구조들)을 개략적으로 도시하는 단면도들을 참조하여 설명될 것이다. 이들 도면들에 있어서, 예를 들면, 부재들의 크기와 형상은 설명의 편의와 명확성을 위하여 과장될 수 있으며, 실제 구현시, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 된다. 또한, 도면의 부재들의 참조 부호는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부재를 지칭한다.In the following, embodiments of the present invention will be described with reference to cross-sectional views schematically illustrating ideal embodiments (and intermediate structures) of the present invention. In these drawings, for example, the size and shape of members may be exaggerated for convenience and clarity of explanation, and deformations of the illustrated shapes may be expected in actual implementation. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as being limited to the specific shape of the region shown herein. Also, reference numerals of members in the drawings refer to the same members throughout the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토리소그래피 시스템(10)의 도면이다.1 is a diagram of a photolithography system 10 according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 일 실시예에서, 포토리소그래피 시스템(10)은 광을 발생시키는 광원(1)을 포함할 수 있다. 상기 광은 극자외선(extreme ultraviolet; EUV)일 수 있다. 예를 들면, 상기 극자외선의 파장은 5 nm 내지 30 nm의 범위일 수 있다. 전술한 광 또는 광의 파장은 비제한적인 예시로서, 제조될 반도체 소자의 임계 치수(critical dimension)를 구현하기 위해 적합한 여하의 파장을 갖는 다양한 종류의 광이 가능할 수 있다. Referring to FIG. 1 , in one embodiment, a photolithography system 10 may include a
일 실시예에서, 광원(1)은 플라즈마 광원일 수 있다. 예를 들면, 광원(1)은 레이저 광을 방출하여 주석(Sn)을 플라즈마화 함으로써 플라즈마 광을 방출할 수 있다. 다른 실시예에서, 광원(1)은 laser produced plasma source(LPP)이거나, 싱크로트론(synchrotron) 소스이거나, discharge produced plasma(DPP)일 수 있다. 광원(1)에서 방출된 광은 집광기(2)에 의하여 집광되고, 집광된 광은 중간 집광점을 거쳐 조명 광학계(3)로 진입할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 조명 광학계(3)는 적어도 하나 이상의 반사 구조체(4)를 포함하여 광이 반사형 포토 마스크(5)로 입사하도록 경로를 조절할 수 있다. 도 1의 조명 광학계(3)는 4 개의 반사 구조체들(4)을 채용하고 있다. 반사 구조체들(4)은 반사형 포토 마스크(5)에 대하여 광학적으로 공액인 면에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 각 반사 구조체(4)의 반사 면, 반사 각도 또는 위치는 변경될 수 있다. 상기 반사 면, 반사 각도 또는 위치를 제어하기 위하여 마이크로전자기구 시스템(microelectromechanical systems; MEMS)이 제공될 수도 있다. 반사 구조체(4)에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다. In one embodiment, the illumination
일 실시예에서, 조명 광학계(3)에 의하여 반사형 포토 마스크(5)에 입사된 광은 반사형 포토 마스크(5)에 의하여 반사되고, 투영 광학계(6)로 입사할 수 있다. 도 1에서, 투영 광학계(6)는 6 개의 반사 구조체(7)를 채용하고 있다. 투영 광학계(6)로 입사된 광은 투영 광학계(6)를 통과하여 웨이퍼 처리부(7)에 도달함으로써 반사형 포토 마스크 (5)에 의한 패턴 또는 이미지를 웨이퍼 처리부(7)에 전달할 수 있다. 투영 광학계(6)도 적어도 하나 이상의 반사 구조체(5)를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, light incident on the
웨이퍼 처리부(8)로 전달된 패턴 또는 이미지는, 웨이퍼 상의 포토레지스트에 전사될 수 있다. 조명 광학계(3), 투영 광학계(6) 및 웨이퍼 처리부(8)에 관하여, 다양한 공지의 기술들이 참조될 수 있으며, 전술한 실시예는 본 발명을 한정하지 않는다.The pattern or image transferred to the
도 1에는 도시되지 않았으나, 일 실시예에서, 포토리소그래피 시스템(10)은 플러드 건(flood gun; 9)을 더 포함할 수 있다. 플러드 건(9)은 원하는 대상 또는 지역에 저에너지의 전하를 띤 입자의 흐름(f)을 조명 광학계(3), 투영 광학계(6), 반사형 포토 마스크(5) 중 적어도 어느 하나에 공급할 수 있다. 상기 플러드 건은 광전자 분광기(photoelectron spectroscopy), 오실로 스코프(oscilloscopes) 그리고 이온빔 주입기(ion beam impnaters)에 일반적으로 적용되는 것과 동일하거나 유사한 구성을 참조할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 통상적으로, 플러드 건(9)은 타겟, 즉, 반사 구조체(4, 5) 또는 반사형 포토마스크(5)와 같은 표면에 전자를 공급하는 전자원(electron source)이지만, 음이온의 흐름을 공급할 수도 있다.Although not shown in FIG. 1 , in one embodiment, the photolithography system 10 may further include a flood gun 9 . The flood gun 9 may supply a flow f of low-energy charged particles to a desired target or area to at least one of the illumination
상기 타겟의 표면은 전술한 것과 같이 노광 단계에서 광전 효과 또는 컴프턴 효과에 의해 양 전하를 띠게 된다. 플러드 건(9)에 의해 전자 또는 음이온의 흐름(f)에 양 전하를 띠게 된 타겟의 표면을 노출시키면, 상기 타겟의 표면은 전기적으로 중성화(charge neutralization)되거나 원하는 전위로 유지할 수 있도록 한다. As described above, the surface of the target is positively charged by the photoelectric effect or the Compton effect in the exposure step. When the positively charged surface of the target is exposed to the flow f of electrons or negative ions by the flood gun 9, the surface of the target is electrically charge neutralized or maintained at a desired potential.
후술하는 것과 같이, 반사형 포토 마스크의 경우 플러드 건(9)의 음이온의 공급된 가운데 패턴을 구성하는 흡수 층(도 2a의 130)은 전기적으로 중성화될 수 있다. 플러드 건(9)은 집속된 전자빔을 노광 시 래스터링 또는 스캐닝하는 방법으로 음전하를 반사형 포토 마스크에 공급할 수 있다. 본 발명의 플러드 건(9)을 활용한 노광 공정은 광전 효과 등 정전기적인 효과가 특히 문제가 될 수 있는 EUV 노광에 있어서 현저한 효과를 얻을 수 있다.As will be described later, in the case of a reflective photomask, the absorption layer ( 130 in FIG. 2A ) constituting the middle pattern supplied with the negative ions of the flood gun 9 can be electrically neutralized. The flood gun 9 may supply negative charges to the reflective photomask by rastering or scanning the focused electron beam during exposure. The exposure process using the flood gun 9 of the present invention can obtain a remarkable effect in EUV exposure where electrostatic effects such as photoelectric effect can be particularly problematic.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반사형 포토 마스크(100a, 100b, 100c, 100d)의 단면도이다.2A to 2D are cross-sectional views of
도 2a를 참조하면 일 실시예에서, 반사형 포토 마스크(100a)는 기판(110), 기판(110) 상의 반사 다층 구조(120), 반사 다층 구조(120) 상의 흡수 층(130) 및 도전체(140)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기판(110)은 고에너지 광을 조사하는 노광 공정에 적합하도록 노광 시의 열에 의한 패턴의 변형을 방지하기 위해 열팽창이 비교적 낮은 열팽창 계수를 갖는 저 열팽창 재료(Low Thermal Expansion Material; LTEM) 또는 융융된 석영을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 저 열팽창 재료는 β 석영 고용체를 석출한 결정화 유리, 석영 유리, 실리콘 또는 금속을 포함할 수 있으며, 바람직하게는, 티타늄 산화물(TiO2)이 도핑된 실리콘 산화물(SiO2)일 수 있다. 전술한 재료들은 비제한적인 예시이며, 기판(110)의 재료로서, 낮은 열팽창율을 갖는 모든 종류의 재료들이 적용될 수 있다.Referring to FIG. 2A , in an exemplary embodiment, a
반사 다층 구조(120) 상의 흡수 층(130)은 소정의 반사 영역(rs)을 정의하는 패턴을 갖는다. 흡수 층(130)은 노광 공정 시, 반사형 포토 마스크(100a)에 입사되는 광을 흡수할 수 있다. 흡수 층(130)의 패턴에 의하여, 흡수 층(130)이 형성된 영역에 입사된 광은 흡수 층(130)에 흡수되어 반사되지 않고, 흡수 층(130) 사이로 노출된 반사 다층 구조(120)의 반사 영역(rs)으로 입사된 광은 반사되어 투영 광학계(6)를 통해 웨이퍼 처리부(7)로 전달됨으로써 최종적으로 기판의 포토레지스트 상으로 패턴 또는 이미지가 전사될 수 있다. The
일 실시예에서, 흡수 층(130)은 극자외선 광에 대한 흡수 계수가 높은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 흡수 층(130)은 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 팔라듐(Pd), 크롬 질화물, 탄탈륨 질화물, 팔라듐 질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 흡수 층(130)은 탄탈륨(Ta) 또는 팔라듐(Pd) 중 어느 하나를 주성분으로 하는 재료일 수 있다. 예를 들면, 흡수 층(130)은 탄탈륨(Ta) 또는 팔라듐(Pd) 중 어느 하나를 40 at% 이상 함유하는 재료이거나, 바람직하게는 50 at% 이상 함유하거나, 더욱 바람직하게는 55 at% 이상 함유하는 재료일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 흡수 층(130)은 탄탈륨(Ta) 또는 팔라듐(Pd) 중 어느 하나를 주성분으로 함으로써 비정질 상태의 결정 상태를 갖기 용이하여 높은 평활성을 가질 수 있고, 표면 거칠기가 작은 이점이 있다. 또 다른 실시예에서, 흡수 층(130)은 탄탈륨(Ta) 및 팔라듐(Pd)을 모두 함유하는 TaPd 합금을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 흡수 층(130)은 하프늄(Hf), 실리콘(Si), 지르코늄(Zr), 게르마늄(Ge), 붕소(B), 질소(N), 수소(H) 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 흡수 층(130)은 TaN, TaNH, PdN, PdNH, TaPdN, TaPdNH, TaHf, TaHfN, TaBSi, TaBSiH, TaBSiN, TaBSiNH, TaB, TaBH, TaBN, TaBNH, TaSi, TaSiN, TaGe, TaGeN, TaZr, TaZrN 또는 이들의 조합일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 흡수 층(130)은 반사 다층 구조(120) 대비 식각 선택비가 높고, 세정에 사용되는 화학 약품에 대하여 내성이 높은 재료를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 흡수 층(130)은 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 구리(Cu), 아연(Zn), 크롬(Cr), 은(Ag), 카드뮴(Cd), 인듐(In), 주석(Sn), 플래티늄(Pt), 금(Au) 또는 이들의 조합을 포함하는 금속 물질 또는 합금이거나, 상기 금속 물질 또는 합금에 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 1종 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 재료일 수 있다. 전술한 재료들에 대한 사항은 예시적일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 흡수 층(130)의 두께는 1 nm 내지 100 nm일 수 있으며, 바람직하게는 50 nm 내지 100 nm일 수 있다. 상기 두께가 임계 하한 값 미만인 경우에는 흡수 층(130)이 충분한 양의 광을 흡수하지 않고, 흡수 층(130)의 패턴 중 흡수 층(130)이 형성된 영역에 해당하는 광이 일부 반사되어 흡수 층(130)의 패턴이 웨이퍼에 모두 전사되지 않을 수 있고, 웨이퍼 패턴의 불량이 발생할 수 있다. 상기 두께가 임계 상한 값 이상인 경우에는 반사형 포토 마스크에 입사되는 광이 소정의 각도를 갖고 입사함으로써 그림자 효과가 발생하여 패턴의 콘트라스트가 저하되고, 웨이퍼 패턴의 불량률이 증가할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 적절한 두께로 흡수 층(130)을 형성함으로써, 반사형 포토 마스크의 흡수 층(130)이 형성된 영역과 반사 다층 구조(120)가 노출된 소정의 반사 영역(rs)의 광 반사율 대비를 향상시킴으로써, 정밀한 노광 공정이 가능하여 패턴의 불량률을 낮출 수 있는 이점이 있다.In one embodiment, the thickness of the
일 실시예에서, 반사형 포토 마스크(100a)는 흡수 층(130)의 측벽 또는 반사 다층 구조(120)의 측벽 중 적어도 일부 영역 상에 접촉되는 도전체를 포함할 수 있다. 도 2a에 도시된 것과 같이, 상기 도전체는 흡수 층(130)의 측벽 및 반사 다층 구조(120)의 측벽 상에 형성된 측벽 도전막(140a)일 수 있다. 측벽 도전막(140a)이 접촉하는 흡수 층(130)은 노광 공정에서 실제 EUV 패턴을 전사하기 위한 패턴이거나, EUV 패턴 전사와 무관한 더미 패턴(130D)일 수 있다. 더미 패턴(130D)은 흡수 층(130)의 EUV 전사와 관련된 패턴들과 동일한 재료로 동시에 형성될 수 있으며, 반사 다층 구조(120)의 상부 표면의 가장자리 영역에 주로 형성될 수 있다. In an embodiment, the
흡수 층(130)의 패턴들, 또는 더미 패턴(120D)과 반사형 포토 마스크(100a)의 상부 영역을 구성하는 금속 층 또는 캡핑 층에 의해 전기적으로 연결되고, 흡수 층(130) 또는 더미 패턴(130)은 노광 공정 동안 이들 흡수 층(130)이나 노출된 반사 다층 구조(120)의 표면에 누적되는 정전하를 제거하기 위한 중계 도전성 경로(intermediate conductive path)가 될 수 있다. The patterns of the
다른 실시예에서, 측벽 도전막(140a)은 흡수 층(130)의 측벽으로부터 반사 다층 구조(120)의 측벽을 경과하여 기판(110)의 측벽까지 연장될 수 있다(도 4 및 도 5 140a 참조). 또 다른 실시예에서, 측면 도전막(140a)은 흡수 층(130)의 상부 표면에서 시작하여 흡수 층(130)의 일정 깊이까지만 연장될 수도 있다. 또 다른 실시예서, 측면 도전막(140a)은 흡수 층(130)을 제외하고 반사 다층 구조(120) 및 기판(110)의 측면 영역 상에만 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 측벽 도전막(140a)은 반사 다층 구조(120)의 측벽 상에만 형성될 수도 있다(도 3의 140a 참조).In another embodiment, the sidewall
도 2a에 도시되지는 않았으나, 일 실시예에서, 측벽 도전막(140a)은 복수 개의 도전성 스트립들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 복수 개의 도전성 스트립들은 소정의 넓이를 갖고, 소정의 간격으로 서로 이격될 수 있으며, 반사형 포토 마스크(100a)의 두께 방향을 따라, 반사형 포토 마스크(100a)의 주면에 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 다른 실시예에서, 측벽 도전막(10a)은 반사형 포토 마스크(100a)의 측벽을 둘러싸는 나선 형태 또는 격자 패턴으로 반사형 포토 마스크의 측벽을 둘러쌀 수도 있다. Although not shown in FIG. 2A , in one embodiment, the sidewall
일 실시예에서, 상기 도전성 스트립들은 일 단부는 흡수 층(130)과 접하고, 다른 단부는 외부 회로쪽으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 측벽 도전막(140a)은 복수 개의 도전부를 포함할 수 있고, 상기 도전부는 흡수 층(130), 반사 다층 구조(120) 및 기판(110)의 측면에 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 도전부는 상기 측면 상에 소정의 어레이 형태를 갖도록 배치될 수도 있다.In one embodiment, one end of the conductive strips may be in contact with the
측벽 도전막(140a)은 스퍼터링과 같은 기상 증착이나, 전해 도금 또는 무전해 도금에 의한 도금법에 의해 반사형 포토 마스크(100a)의 소정 둘레 영역에 형성될 수 있다. 도 2a에서는 반사형 포토 마스크(100a)의 어느 일측에 측벽 도전막(140a)이 형성된 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적일 뿐, 측벽 도전막(140a)은 반사형 포토 마스크(100a)의 전체 둘레에 걸쳐 형성되거나 소정 영역에 일정한 간격을 두고 형성될 수도 있다. The sidewall
또 다른 실시예에서, 측벽 도전막(140a)은 도전성 테이프 또는 도전성 필름일 수도 있다. 도전성 테이프의 도전층이나 도전성 필름의 주요층이 측벽 도전막(140a)으로서 주로 기능하고, 상기 도전층과 반사형 포토 마스크(100a)의 사이의 접합을 돕기 위한 결착제가 상기 도전층이나 도전성 필름과 반사형 포토 마스크(100a) 사이에 배치될 수 있다. 상기 결착제는 도전성 결착제일 수 있으며, 이에 관하여는 도전성 폴리머 또는 결착제의 폴리머 성분과 이에 분산된 도전성 입자로 구성된 것이 그 예일 수 있으며, 공지 기술이 참조될 수 있다. In another embodiment, the sidewall
또 다른 실시예에서, 결착제 없이도 도전성 테이프 또는 도전성 필름 자체이 반사형 포토 마스크(100a)의 측벽에 부착될 수도 있다. 비제한적 예로서, 탄소계 또는 칼코지나이드 화합물과 같은 2차원 도전성 물질은 열융착이나 반데르발스 힘과 같은 분자간력에 의해 도전성 테이프나 도전성 필름 자체로서 직접 반사형 포토 마스크(100a)의 해당 측벽에 직접 결합될 수도 있다.In another embodiment, the conductive tape or conductive film itself may be attached to the sidewall of the
또 다른 실시예에서, 측벽 도전막(140a)은 바르는 것에 의해 반사형 포토 마스크(100a)에 제공될 수 있는 공지의 도전성 페이스트나 도전성 폴리머층일 수 있으며, 이 경우, 건조 또는 열경화와 같은 공정이 추가될 수 있다. 전술한 측벽 도전막(140a)은 단일 층 또는 3 개 이상의 층일 수 있으며, 최상부 표면은 절연체로 피복될 수도 있으며, 전술한 재질 또는 구조에 의해 본 발명이 한정되어서는 안된다. In another embodiment, the sidewall
일 실시예에서, 측벽 도전막(140a)에 의해 흡수 층(130) 또는 반사 다층 구조(120)은 외부 회로와 연결되어 흡수 층(130)의 상부 표면 또는 반사 다층 구조(120)의 상부 표면이 접지되거나 소정의 전위로 유지될 수 있다. 예를 들면, 측벽 도전막(140a)은 통상적으로 도전성인 흡수 층(130), 또는 반사 다층 구조(120) 내의 적층된 금속 층과 같은 저저항 경로를 통해 흡수 층(130) 또는 반사 다층 구조(120)의 상부 표면을 외부 회로, 예를 들면, 접지 또는 바이어스 회로에 전기적으로 연결시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 노광 시 반사형 포토 마스크(100a)의 표면에 발생하는 표면 정전하를 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 측벽 도전막(140a)은 전술한 플러드 건과 같은 별도의 장치를 광학계 내에 설치하지 않고 전기적 회로만으로 표면 정전하를 제거할 수 있는 이점이 있다.In an embodiment, the
도 2b를 참조하면, 다른 실시예에서, 상기 도전체는 와이어(140b)일 수 있다. 와이어(140b)의 일 단부는 반사 다층 구조(120)의 노출된 표면(rs)에 접촉하고 타 단부는 외부 회로측과 전기적으로 연결됨으로써, 와이어(140b)는 반사 다층 구조(120)의 표면과 외부 회로를 서로 전기적으로 연결하는 도전 경로를 제공할 수 있다. 와이어(140b)는 반사 다층 구조(120)의 상부 표면 상에 형성된 콘택 패드나 솔더링(150)에 본딩될 수 있다. 콘택 패드나 솔더링(150)은 반사 다층 구조(120)의 상부 표면 중 노광 영역이 아닌 주변 영역에 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2B , in another embodiment, the conductor may be a
일 실시예에서, 와이어(140b)의 타 단부는 기판(110), 기판(110) 하부의 기판(110) 척에 연결되어, 외부 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 와이어(140b)에 관한 상세한 설명은 모순되지 않는 범위 내에서 도 2a를 참조하여 설명한 측벽 도전막(140a)과 조합되어 사용될 수도 있으며, 와이어(140b)는 복수개가 적용될 수도 있다. 와이어(140b)의 표면은 도전성 표면이 그대로 외부로 노출되거나 절연성 물질로 피복될 수 있다.In one embodiment, the other end of the
다른 실시예에서, 와이어(140b)의 일 단부는 흡수 층(130)의 상부 표면, 흡수 층(130)의 측면, 또는 반사 다층 구조(120)의 측면 또는 이들의 조합과 접할 수 있다. 예를 들면, 어느 일부의 와이어(140b)의 일 단부는 흡수 층(130)의 상부 표면에 접하고, 타 단부는 외부 회로측으로 연결될 수 있다. 또는, 와이어(140b)의 타 단부는 반사 다층 구조(120)의 측벽에 접할 수 있으며, 연속하여 외부 회로측으로 연결될 수 있다. 또는, 어느 일부의 와이어(140b)의 일 단부은 반사 다층 구조(120)의 상부 표면 중 흡수 층(130)이 형성되지 않은 가장자리 영역에 접할 수 있다.In another embodiment, one end of the
와이어(140b)가 본딩되는 흡수 층(130)은 도 2a를 참조하여 전술한 것과 같이 더미 패턴일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 흡수 층(130) 또는 반사 다층 구조(120)에 정전기적 효과를 나타내는 전하를 이동시키기 위한 와이어(140b)는 와이어(140b)의 일 단부의 부착 위치를 흡수 층(130), 반사 다층 구조(120)의 다양한 표면 영역들 중 선택하여 용이하게 변경할 수 있고, 와이어(140b)의 일 단부가 흡수 층(130) 또는 반사 다층 구조(120)로부터 분리되더라도 용이하게 재부착시킬 수 있어 유지 및 보수가 용이한 이점이 있다.The
도 2c를 참조하면, 상기 도전체는 반사형 포토 마스크(100c)를 고정하기 위해 파지하는 클램프(140c)를 포함할 수 있다. 클램프(140c)는 그 전체가 도전체이거나, 반사형 포토 마스크(100c)와 접촉하는 부분부터 일부 영역이 외부 회로와의 도전성 경로를 제공하도록 도전체를 포함할 수도 있다. 도 2c에 도시된 예에서는, 반사형 포토 마스크(100c)의 상부 표면에 누적된 정전하를 제거하기 위해, 클램프(140c)를 경유하여 반사형 포토 마스크(100c)의 상부 표면은 접지된다. 다른 실시예에서는 외부 회로에 의해 소정 전위를 가질 수도 있다. Referring to FIG. 2C , the conductor may include a
일 실시예에서, 클램프(140c)는 반사형 포토 마스크(100c)의 반사 다층 구조(120)의 상부 표면의 가장자리 영역에 직접 접촉하거나, 반사형 포토 마스크(100c) 상에 형성된 콘택 패드 또는 솔더볼(150) 상에 접촉할 수도 있다. 또 다른 실시예로서, 클램프(140c)는 흡수 층 또는 더미 패턴과 접촉하여 반사형 포토 마스크(100c)를 파지할 수도 있다. 필요에 따라 흡수 층과 더미 패턴은 그 높이, 형상 또는 표면이 노광되는 흡수 층과 달리 클램프(140c)와의 안정된 전기적 및 물리적 접촉을 위해 처리될 수 있다.In one embodiment, the
클램프(140c)와 유사하게, 다른 실시예에서, 상기 도전체는 반사형 포토 마스크(100c)를 파지할 수 있는 팰리클(pellicle)일 수 있으며, 팰리클은 그 전체가 도전체이거나, 반사형 포토 마스크(100c)와 접촉하는 부분부터 일부 영역이 외부 회로와의 도전성 경로를 제공하도록 도전체를 포함할 수도 있다. 상기 팰리클도 반사 다층 구조(120)의 상부 표면의 가장자리 영역에 직접 접촉하거나, 반사형 포토 마스크(100c) 상에 형성된 콘택 패드 또는 솔더볼(150) 상에 접촉할 수도 있다. Similar to the
도 2d를 참조하면, 또 다른 실시예에서, 상기 도전체로서 반사 다층 구조(120)를 관통하는 적어도 하나 이상의 비아(140d1 ~ 140d5)가 제공될 수도 있다. 다양한 길이와 위치를 갖는 비아들(140d1 ~ 140d5)이 모두 사용되는 것에 한정되는 것은 아니며, 선택적으로 사용되거나 서로 조합되어 사용될 수 있다. 이들 비아들(140d1 ~ 140d5)은 반사 다층 구조(120)를 구성하는 도전층과 반도체 층들을 서로 전기적으로 연결한다. 비아들(140d1 ~ 140d5)이 다층 반사 구조(120)의 상부 표면으로 노출된 경우에는 최상층, 예를 들면, 캐핑 층과도 전기적으로 연결되고 그 위의 흡수 층(130) 또는 더미 패턴(130D)과 전기적으로 연결될 수 있다. 비아들(140d1 ~ 140d5)의 길이는 반사 다층 구조(120)를 전체를 관통하거나 일부 깊이까지만 연장될 수도 있으며, 필요에 따라 기판까지 연장될 수도 있다. 또는 반사 다층 구조(120)의 일부 깊이로부터 깊이 방향을 따라 연장될 수도 있다.Referring to FIG. 2D , in another embodiment, at least one via 140d 1 to 140d 5 penetrating the
일 실시예로서, 비아들(140d1 ~ 140d5)은 반사 다층 구조(120) 또는 기판(110)에 비아 홀을 형성하고, 상기 비아 홀 내에 도전성 금속이나 도전성 폴리 실리콘을 채워 형성될 수 있다. 상기 도전성 금속은 은(Ag), 구리(Cu), 납(Pb) 또는 금(Au)을 포함할 수 있다. 전술한 재료들은 비제한적인 예시이며, 공지의 다양한 도전성 금속들이 이용될 수 있다. As an example, the
일 실시예에서, 비아(140d1)는 반사 다층 구조(120)의 가장자리 영역의 상부 표면으로부터 연장되어 반사 다층 구조(120)를 관통할 수 있다. 필요에 따라, 비아(140d)은 반사 다층 구조(120)의 상부 표면 층으로부터 소정 깊이만큼만 연장되어 반사 다층 구조(120)를 관통하지 않을 수도 있다. In an embodiment, the via 140d 1 may extend from an upper surface of an edge region of the
비아(140d2)는 더미 패턴(130D)의 저면과 접촉할 수도 있다. 이 경우, 더미 패턴(130D)은 비아(140d2)를 통하여 반사 다층 구조(120) 또는 기판(110)과 전범위에 걸쳐 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 더미 패턴(130D)이 반사 다층 구조(120)를 구성하는 도전성 층과 전기적으로 연결됨으로써, 흡수 층(130)이나 도전층(130)의 정전하가 상기 도전성 층으로 이동할 수 있어 흡수 층(130)에 축적된 전하가 감소될 수 있다. 다른 실시예에서, 비아(140d2)는 반사 다층 구조(120)의 전체 깊이 중 일부 깊이만 관통하도록 연장될 수 있다. The via 140d 2 may contact the bottom surface of the
일 실시예에서, 비아(140d3)는 EUV 노광이 활발하게 일어나는 노출 영역(rs)의 표면으로부터 반사 다층 구조(120)를 전체 또는 일부 관통할 수도 있다. EUV 노광이 활발하게 일어나는 영역에서 정전하가 집중적으로 발생하므로 비아(140d3)는 정전하를 외부로 방출하기 위한 효과적인 도전성 경로로 작용한다. 다른 실시예에서, 비아(140d4)는 EUV 노광 영역 내 흡수 층(130)의 하지의 반사 다층 구조(120)의 표면 영역으로부터 소정 깊이로 연장되어 형성될 수 있다. 비아(140d4)의 경우 기판(110)까지 연장되고 있다. 이 경우, 반사 다층 구조(120)의 비아와 기판(110)을 관통하는 비아는 서로 별개의 공정을 통해 형성되고 서로 정렬되어 하나의 수직 비아를 형성할 수 있을 것이다. 또 다른 비아(140d5)로서 반사 다층 구조(120)의 소정 깊이에서 연장된 비아가 제공될 수도 있다. 이 경우 비아(140d5)는 반사 다층 구조(120) 내 소정 깊이의 서로 다른 레벨의 층들을 전기적으로 연결한다. In one embodiment, the via 140d 3 may entirely or partially penetrate the
전술한 도전체의 비제한적 예들인 측벽 도전막, 와이어, 클램프, 펠리클, 비아는 적어도 2 이상이 조합하여 적용될 수도 있다. 예를 들면, 반사 다층 구조(120) 내에는 비아가 형성되고, 일 단부가 흡수 층(130)에 결합되고 타 단부가 외부 회로측으로 연결되는 와이어가 제공될 수도 있다. 본 발명의 실시예에 따른 도전체들은 반사 다층 구조체(120)나 흡수 층(130)의 대전 효과를 제거할 뿐만 아니라, 도전체 자체가 높은 열전도성을 가짐으로써, 노광 공정 시 높은 광 에너지에 의하여 발생된 흡수 층(130) 및 반사 다층 구조(120) 내의 열을 외부로 방출시킬 수 있는 열 전달 경로로서도 동작하여, 흡수 층(130) 또는 반사 다층 구조(120)의 열 손상이나 변형을 방지할 수 있는 추가적인 이점을 제공한다.At least two or more of the sidewall conductive film, wire, clamp, pellicle, and via, which are non-limiting examples of the aforementioned conductors, may be applied in combination. For example, a via may be formed in the
다시 도 2a를 참조하면, 반사 다층 구조(120)는, 반도체 박막(120a) 및 반도체 박막(120a)의 굴절률과 다른 굴절률을 갖는 금속 함유 박막(120b)을 포함하는 2 개 이상의 박막들이 교번하여 순차대로 증착된 적층 구조를 포함할 수 있다. 도 2a는 반도체 박막(120a) 및 금속 함유 박막(120b)이 교번하여 적층된 것을 도시하고 있으나, 반사 다층 구조(120)는 서로 다른 굴절률을 갖는 3 종류 이상의 반도체 박막 또는 금속 함유 박막들이 교번하여 적층될 수도 있다. 예를 들면, 상기 반도체 박막은 실리콘(Si)을 포함할 수 있고, 상기 금속 함유 박막은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 반사 다층 구조(120)는 베릴륨(Be) 막과 몰리브덴(Mo) 막을 교번하여 순차대로 증착한 Be/Mo 다층 반사막이거나, 실리콘 화합물 막과 몰리브덴 화합물 막을 교번하여 순차대로 증착한 실리콘 화합물/몰리브덴 화합물 다층 반사막이거나, 실리콘(Si) 막, 몰리브덴(Mo) 막 및 루테늄(Ru) 막을 순서대로 적층시킨 Si/Mo/Ru 다층 반사막이거나, 실리콘(Si) 막, 루테늄(Ru) 막, 몰리브덴(Mo) 막 및 루테늄(Ru) 막을 순서대로 적층시킨 Si/Ru/Mo/Ru 다층 반사막일 수 있다. 이는 비제한적인 예시로서 본 발명을 한정하지 않으며, 고에너지 광의 반사층으로 이용될 수 있는 다양한 굴절률을 갖는 다양한 종류의 재료들이 적용될 수 있다. 다른 실시예에서, 반사 다층 구조(120)는 극자외선을 13.5 nm 파장의 광 에너지에 대한 반사율이 50 % 이상일 수 있고, 바람직하게는 65 % 이상인 여하의 적층 구조일 수 있다.Referring back to FIG. 2A , the
일 실시예에서, 반사 다층 구조(120)의 상부 표면으로부터 소정 깊이 또는 전체 깊이 내의 반도체 박막들은 N 형 또는 P 형 도전형을 갖도록 도핑될 수 있다. 참조 부호 120p는 반사 다층 구조(120)를 구성하는 반도체 박막으로서 도핑된 반도체 박막을 가리킨다. 도핑된 반도체 박막(120p)은 반사 다층 구조(120)의 반도체 박막들 중 최상층의 반도체 박막이거나, 최상층의 반도체 박막으로부터 깊이 방향으로 소정 개수의 반도체 박막들일 수 있다. 다른 실시예에서, 반사 다층 구조(120)를 구성하는 전체의 반도체 박막들이 도핑될 수도 있다. In one embodiment, semiconductor thin films within a predetermined depth or total depth from the upper surface of the
도핑된 반도체 박막(120p)은 저항이 감소되어 반도체 박막과 교번하여 적층되는 다른 금속 박막과 함께 도전성을 제공하여 반도체 박막이 형성된 깊이만큼 반사 다층 구조(120)의 상부 표면으로부터 일정 깊이까지 저저항의 도전성 볼륨을 제공하여, 전술한 전도체를 경유하여 외부 회로의 접지 전위 또는 소정 전위를 반사형 포토 마스크의 표면에 빠르게 유도하여 정전하로 인한 문제점을 제거할 수 있는 이점이 있다. The doped semiconductor
일 실시예에서, 도핑된 반도체 박막들(120p)의 도핑 농도는 1ⅹ1015/cm3 내지 1ⅹ1023/cm3 범위 내일 수 있다. 상기 도핑 농도가 1ⅹ1015/cm3 미만인 경우에는 흡수 층(130) 및/또는 반사 다층 구조(120)에 형성된 정전위를 충분히 감소시킬 수 있을 만큼 도전성을 갖지 못하고 저항 성분에 의해 외부 회로로부터 접지 또는 소정 전위의 정확한 유지가 어렵다. 또한, 상기 도핑 농도가 1ⅹ1023/cm3를 초과하는 경우에는 도전핑된 원자들이 반사 다층 구조(120)의 각 층의 굴절률을 변화시켜 각 층의 굴절률에 영향을 받는 반사 다층 구조(120)의 반사율이 균일하지 않거나 감소할 수 있으며, 오히려 이들 도펀트에 의한 전하의 증가로, 노광시 반사형 포토 마스크(100a)의 온도가 급격히 증가하는 문제점이 있다.In one embodiment, the doping concentration of the doped semiconductor
도핑된 반도체 박막들(120p)의 전기 전도도는 1 S/m 이상일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 도핑된 반도체 박막들(120p)이 향상된 도전성을 가짐으로써, 높은 광에너지를 갖는 광자의 광전 효과(photoelectric effect) 또는 콤프톤 산란(compton scattering)에 의하여 반사 다층 구조(120)의 소정 깊이, 예를 들면, 표면 깊이(skin depth) 내에서 발생된 양전하를 제거할 수 있고, 상기 양전하에 의하여 형성되는 정전위를 감소시켜 상기 정전위로부터 발생되는 주변 기체와의 반응, 절연 파괴, 스파크 또는 손상을 방지하여 수명이 연장된 포토 마스크를 제공할 수 있다. Electrical conductivity of the doped semiconductor
일 실시예에서, 반사 다층 구조(120)의 P 형 도전형을 갖는 반도체 박막들은 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 또는 인듐(In) 중 적어도 어느 하나의 불순물로 도핑되고, N 형 도전형을 갖는 반도체 박막들은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 또는 비스무트(Bi) 중 적어도 어느 하나의 불순물로 도핑될 수 있다. 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 또는 인듐(In)은 13족 원소로서, 3가 불순물 원자이므로 정공을 형성할 수 있고, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 또는 비스무트(Bi)는 15족 원소로서, 5가 불순물 원자이므로 전자를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 반도체 박막들은 붕소(B)로 도핑되어 P형 도전형을 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 반도체 박막들이 붕소(B) 또는 인(P)과 같이 작은 크기의 원자로 도핑될수록, 불순물 원자들에 의한 반도체 박막들의 결정 구조에 미치는 영향이 감소하여 노광 공정에 이용되는 광에 대한 반사율이 높은 다층 반사 구조를 제공할 수 있다. In one embodiment, semiconductor thin films having a P-type conductivity of the
일 실시예에서, 반사 다층 구조(120)와 흡수 층(130) 사이에는 캡핑 층(120c)이 제공될 수 있다. 상기 캡핑 층은 반사 다층 구조(120) 상에 흡수 층(130)의 패턴 형성 시, 반사 다층 구조(120)를 보호할 수 있다. 일 실시예에서, 캡핑 층(120c)은 루테늄(Ru), 니오븀(Nb), 루테늄 화합물, 니오븀 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 캡핑 층(12c)은 루테늄 화합물 및 니오븀 화합물을 모두 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 캡핑 층(120c)은 루테늄(Ru), 니오븀(Nb), 루테늄 화합물, 니오븀 화합물 또는 이들의 조합과 같은 금속 물질 외에도 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H) 또는 이들의 조합인 경원소 물질을 더 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 금속 물질과 상기 경원소 물질의 함유량 비율은 10 : 0 내지 5 : 5일 수 있다. 일 실시예에서, 캡핑 층(120c)의 두께는 1 nm 내지 10 nm일 수 있다.In one embodiment, a
도 2a는 물론 도 2b 및 도 2c를 참조하여 개시한 반사형 포토 마스크에서, 반사 다층 구조(120)를 구성하는 반도체 박막은 상부 표면으로부터 소정 깊이만큼 또는 전체 두께에 걸쳐 모두 전술한 것과 같이 N형 또는 P형으로 도핑될 수 있으며, 바람직하게는 P형으로 도핑될 수 있다.In the reflective photomask disclosed with reference to FIGS. 2B and 2C as well as FIG. 2A , the semiconductor thin film constituting the
도 3은 다른 실시예에 따른 반사형 포토 마스크(100e)의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a
도 3을 참조하면, 일 실시예에서, 도전체인 측벽 도전막(140a)은 반사형 포토 마스크를 보호 및 장착하기 위한 컨테이너(150)의 일부이거나 컨테이너(150)와 접촉하여 상기 외부 회로에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 컨테이너(150)는 반사형 포토 마스크(100d)를 수용하기 위한 상부 커버 및 하부 커버를 포함할 수 있다. 도 3은 하부 커버만을 도시한 경우이다. 예를 들면, 컨테이너(150)는 내측면에 형성된 측면 도전막(140a)을 포함할 수 있고, 측면 도전막(140a)이 흡수 층(130), 반사 다층 구조(120) 또는 기판(110)의 측면과 접할 수 있다. 또는, 반사형 포토 마스크(100d)를 컨테이너(150)에 장착하는 경우 측면 도전막(140a이 컨테이너(150)의 회로와 전기적으로 연결됨으로써 도전체(140)가 외부 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 측면 도전막(140a)을 대체하여 또는 측면 도전막(140a)과 함께 전술한 와이어, 클램프 또는 비아가 컨테이너(150)를 통해 외부 회로와 전기적으로 연결될 수도 있다.Referring to FIG. 3 , in one embodiment, the sidewall
일 실시예에서, 컨테이너(150)는 적어도 어느 일부에 방전 소자를 더 포함할 수 있다. 상기 방전 소자는 흡수 층(130) 또는 반사 다층 구조(120)에 축적된 전하를 외부 회로 또는 진공으로 이동시킴으로써 흡수 층(130) 또는 반사 다층 구조(120)를 전기적으로 중화시킬 수 있다. In one embodiment, the
일 실시예에서, 컨테이너(150)는 반사형 포토 마스크(100e)가 장착될 수 있는 장착부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 장착부는 홈 형상을 가질 수 있으며, 반사형 포토 마스크(100e)의 측면과 컨테이너(150)가 서로 체결될 수 있다. 이는 비제한적인 예시로서, 반사형 포토 마스크(100e)가 컨테이너(150)에 고정될 수 있는 다양한 체결 구조들이 참조될 수 있다. 다른 실시예에서, 컨테이너(150)의 상부 커버와 하부 커버가 체결됨으로써 상기 상부 커버와 상기 하부 커버 사이에 반사형 포토 마스크(100e)가 고정될 수도 있다. In one embodiment, the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 포토 마스크(100f)의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a
도 4를 참조하면, 일 실시예에서, 반사 다층 구조(120)가 형성되는 상기 기판(110)의 제 1 면에 반대되는 제 2 면 상에 상기 외부 회로와 전기적으로 연결되는 도전 층(160)이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 도 2a 내지 도 2c에서 전술한 도전체(140a ~ 140c, 140d1 ~ 140d5)가 도전 층(160)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 도전체가 측면 도전막(140a)인 경우, 측면 도전막(140a)의 일 단부가 도전 층(160)과 접할 수 있다. 일 실시예에서. 도전 층(160)은 탄탈륨 붕소화물(TaB) 또는 크로뮴 질화물(CrN)을 포함할 수 있다. 이는, 비제한적인 예시이며, 다양한 종류의 적절한 화합물들에 대한 개시 사항들이 참조될 수 있다. Referring to FIG. 4 , in one embodiment, a
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사형 포토 마스크(100g)의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a
도 5를 참조하면, 일 실시예에서, 반사형 포토 마스크(100g)는 흡수 층(130) 및 흡수 층(130) 사이로 노출된 반사 다층 구조(120)의 상부 표면을 연속적으로 덮는 도전성 캡핑막(170)을 더 포함할 수 있다. 도전성 캡핑막(170)의 두께는 1 nm 내지 10 nm의 범위 내이거나, 바람직하게는 1 nm 내지 5 nm 범위 내일 수 있다. 상기 두께가 1 nm 미만인 경우에는 흡수 층(130) 간에 연속적인 도전 경로를 형성하기 어려워 노광 시의 정전기적 효과를 제어하는 것이 불가능할 수 있다. 상기 두께가 10 nm를 초과하는 경우에는 노광을 위한 광 에너지의 반사율을 저하시키는 요인이 된다. 다른 실시예에 따르면, 도전성 캡핑막(170)은 루테늄(Ru)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 도전성 캡핑막(170)이 흡수 층(130) 패턴들을 서로 전기적으로 연결시킴으로써 노광 시에 발생되는 전하의 축적 또는 상기 전하의 축적으로 인한 국부적인 정전기를 분산시켜 대전 효과를 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다. Referring to FIG. 5 , in one embodiment, a
도전성 캡핑막(170)이 도전체, 예를 들면 측면 도전막(140a)과 연결되어 있는 경우, 외부 회로를 통하여 반사형 포토 마스크(100f)의 상부 표면의 정전하를 효과적으로 제거할 수 있다.When the
도 6a는 또 다른 실시예에 따른 반사형 포토 마스크(100h)의 단면도이고, 도 6a는 도 6a의 반사형 포토 마스크(100h)의 평면도이다.6A is a cross-sectional view of a
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 흡수 층(130)의 패턴은 포토레지스트 패턴에 전사되는 전사 패턴(p1) 및 전사 패턴(p1)의 적어도 어느 일부에 전기적으로 연결되고, 노광 시 웨이퍼 상의 포토레지스트 패턴으로는 전사되지 않는 더미 패턴(p2)을 포함할 수 있다. 반사형 포토 마스크(100h)를 이용하여 노광 공정을 수행할 경우, 근접 효과(proximate effect)에 의하여 실제 전사된 패턴은 흡수 층(130)의 패턴에 비하여 조사된 광이 흡수되는 영역의 폭이 감소하게 된다. 흡수 층(130) 패턴 중 더미 패턴(p2)은 패턴 형상의 좁은 폭에 의하여 노광 후의 현상(develope), 애싱(Ashing) 및 스트립(Strip)과 같은 공정에서 폭이 더 좁아져 전사된 패턴에는 나타나지 않을 수 있다. 예를 들면, 반사형 포토 마스크(100g)가 4 배 배율의 노광 공정에 사용되는 경우, 20 nm 너비의 전사 패턴(p1)은 포토 레지스트의 전사된 패턴 상에는 5 nm로 나타나고, 20 nm 너비의 더미 패턴(p2)은 포토 레지스트의 전사된 패턴 상에는 나타나지 않을 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 더미 패턴(p2)은 노광 공정의 결과인 포토레지스트의 패턴으로는 전사되지 않으나, 반사형 포토 마스크(100h)의 흡수 층(130) 상에서 전기 전도성을 띰으로써, 흡수 층(130) 상에 국부적으로 형성된 전하를 주위로 이동 또는 배출시켜 전하의 축적 또는 정전기적 영향을 최소화할 수 있다. Referring to FIGS. 6A and 6B, the pattern of the
일 실시예에서, 더미 패턴(p2)의 설계 시, 광 근접 보정(Optical Proximity Correction; OPC)를 이용할 수 있으며, OPC를 이용한 보정 방법은 통상의 기술자에게 자명하다. 예를 들면, 흡수 층(130)의 전사 패턴(p1) 사이를 연결하는 더미 패턴(p2)에 OPC를 네거티브 방식으로 적용할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 전하 운반 또는 배출 효과를 최대한으로 가지면서, 전사된 패턴에는 나타나지 않는 더미 패턴(p2)의 형태를 용이하게 설계할 수 있다.In an embodiment, when designing the dummy pattern p2, optical proximity correction (OPC) may be used, and a correction method using OPC is obvious to those skilled in the art. For example, OPC may be negatively applied to the dummy pattern p2 connecting the transfer patterns p1 of the
일 실시예에서, 더미 패턴(p2)은 도전체(140)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전술한 것과 같이, 도전체(140)는 흡수 층(130) 또는 반사 다층 구조(120)를 소정의 전위로 유지시키거나 외부 회로에 연결할 수 있으며, 측면 도전막(140a), 와이어(140b) 또는 적어도 하나 이상의 비아(140d)일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 더미 패턴(p2)이 흡수 층(130) 상의 국부적인 전하들을 이동시키고, 상기 전하들이 외부 회로로 이동 가능함으로써 흡수 층(130) 또는 반사 다층 구조(120)에 국지적으로 축척된 전하를 효율적으로 이동시킬 수 있다. In one embodiment, the dummy pattern p2 may be electrically connected to the conductor 140 . As described above, the conductor 140 may maintain the
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 구조체(200)의 단면도이다.7A to 7C are cross-sectional views of a reflective structure 200 according to an exemplary embodiment.
도 7a를 참조하면, 일 실시예에서, 반사 구조체(200)는 기판(110), 기판(110) 상의 반사 다층 구조(120) 및 반사 다층 구조(120)의 상부 표면 또는 측벽 중 적어도 일부 영역 상에 접촉되어 반사 다층 구조(120)의 상부 표면이 접지되거나 소정의 전위로 유지되도록 외부 회로에 연결시키기 위한 도전체를 포함할 수 있다. 상기 도전체는 예를 들면, 도 2a에서 전술한 것과 같이, 측면 도전막(140a)를 포함할 수 있다. 측면 도전막(140a)에 관한 사항은 모순되지 않는 한 반사형 포토 마스크의 측면 도전막에 관한 사항을 참조할 수 있다.Referring to FIG. 7A , in one embodiment, the reflective structure 200 may be formed on at least a portion of a
일 실시예에서, 측면 도전막(140a)은 반사 구조체(4)를 장착하기 위한 컨테이너(150)의 일부이거나 컨테이너(150)와 접촉하여 상기 외부 회로에 전기적으로 연결될 수 있다. In one embodiment, the side
일 실시예에서, 반사 다층 구조(120)는, 반도체 박막 및 상기 반도체 박막의 굴절률과 다른 굴절률을 갖는 금속 함유 박막을 포함하는 2 개 이상의 박막들이 교번하여 순차대로 증착된 적층 구조를 포함하며, 반사 다층 구조(120)의 상부 표면으로부터 소정 깊이 또는 전체 깊이 내의 반도체 박막들이 N 형 또는 P 형 도전형을 갖도록 도핑될 수 있다. 다른 실시예예서, 도핑된 반도체 박막들(120p)의 전기 전도도는 1 S/m 이상일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도핑된 반도체 박막들(120p)의 도핑 농도는 1ⅹ1015/cm3 내지 1ⅹ1023/cm3 범위 내일 수 있다. 예를 들면, P 형 도전형을 갖는 반도체 박막들은 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 또는 인듐(In) 중 적어도 어느 하나의 불순물로 도핑되고, 상기 N 형 도전형을 갖는 반도체 박막들은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 또는 비스무트(Bi) 중 적어도 어느 하나의 불순물로 도핑될 수 있다. In one embodiment, the
도 7b를 참조하면, 도전체로서 와이어(140b)가 개시되고, 도 7c를 참조하면, 적어도 하나 이상의 비아들(140c)이 개시된다. 이들 도전체들은 서로 조합되어 사용할 수 있으며, 외부 회로와 반사 구조체의 상부 표면을 전기적으로 연결하기 위한 경로로 사용될 수 있으며, 부가적으로는 노광 공정 시 반사 다층 구조(200a ~ 200c)에 누적되는 열을 외부로 방출하기 위한 열전달 경로로 사용될 수도 있다. 도시하지는 않았으나, 클램프와 같은 도전체가 반사 구조체(4)에 적용될 수도 있다.Referring to FIG. 7B , a
전술한 다양한 실시예들에 따른 반사형 포토 마스크 및 반사 구조체(200a, 200b, 200c)는 흡수 층(130) 및/또는 반사 다층 구조(120)의 전하의 축적에 의한 광전 효과 또는 콤프턴 효과와 같은 정전기적 효과를 효과적으로 감소시킴으로써, 정전하로부터 야기되는 주변 기체와의 반응, 절연 파괴, 스파크 또는 손상을 방지하여, 이의 수명 또는 교체 주기를 연장시킬 수 있다.The reflective photomask and the
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention, which is common in the technical field to which the present invention belongs. It will be clear to those who have knowledge.
Claims (41)
기판;
상기 기판 상의 반사 다층 구조; 및
상기 반사 다층 구조의 상부 표면 및/또는 측벽 중 적어도 일부 영역 상에 접촉되어 상기 반사 다층 구조의 상부 표면이 접지되거나 소정의 전위로 유지되도록 하는 도전 수단을 포함하고,
상기 도전 수단은 상기 반사 다층 구조의 상기 상부 표면 및/또는 상기 측벽 중 적어도 일부 영역에 도전성 물질로 접촉되어 상기 상부 표면 및/또는 상기 측벽 중 적어도 일부 영역에 전기적으로 연결되고,
상기 도전 수단은 상기 반사 구조체를 장착하기 위한 컨테이너의 일부이거나 상기 컨테이너와 접촉하여 외부 회로에 전기적으로 연결되며,
상기 컨테이너는 상기 기판의 하면을 커버하는 하부 커버 구조를 포함하고, 상기 하부 커버 구조는 상기 반사 구조체를 장착하기 위한 장착부를 포함하며, 상기 장착부는 홈 형상을 갖는 극자외선 노광 공정용 반사 구조체.A reflective structure for an extreme ultraviolet ray exposure process,
Board;
a reflective multilayer structure on the substrate; and
a conductive means contacting on at least a partial region of an upper surface and/or a sidewall of the reflective multilayer structure so that the upper surface of the reflective multilayer structure is grounded or maintained at a predetermined potential;
the conductive means is electrically connected to at least a partial region of the upper surface and/or the sidewall by contacting a conductive material to at least a partial region of the upper surface and/or the sidewall of the reflective multilayer structure;
The conductive means is part of a container for mounting the reflective structure or is electrically connected to an external circuit in contact with the container;
The container includes a lower cover structure covering a lower surface of the substrate, the lower cover structure includes a mounting portion for mounting the reflective structure, and the mounting portion has a groove shape.
상기 반사 다층 구조 상에 형성되고, 소정의 반사 영역을 정의하는 패턴을 갖는 흡수층을 포함하여, 극자외선 노광 공정의 반사형 포토 마스크로 사용되는 극자외선 노광 공정용 반사 구조체.According to claim 1,
A reflective structure for an extreme ultraviolet ray exposure process that is used as a reflective photomask for an extreme ultraviolet ray exposure process, including an absorption layer formed on the reflective multilayer structure and having a pattern defining a predetermined reflective region.
상기 흡수층 패턴은 더미 패턴을 구비하되, 상기 더미 패턴은 적어도 하나의 흡수층 패턴에 전기적으로 연결되나 포토레지스트 패턴에는 전사되지 않고,
상기 흡수층 패턴은 상기 포토레지스트 패턴에 전사되는 복수의 전사 패턴을 포함하고, 상기 더미 패턴은 두 개의 상기 전사 패턴 사이에 이들을 연결하도록 배치되는 극자외선 노광 공정용 반사 구조체.According to claim 9,
The absorption layer pattern includes a dummy pattern, wherein the dummy pattern is electrically connected to at least one absorption layer pattern but is not transferred to a photoresist pattern;
The absorption layer pattern includes a plurality of transfer patterns transferred to the photoresist pattern, and the dummy pattern is disposed between the two transfer patterns to connect them.
상기 반사 구조체는 상기 흡수층 및 상기 흡수층 사이로 노출된 상기 반사 다층 구조의 상부 표면을 연속적으로 덮는 도전성 캡핑막을 더 포함하는 극자외선 노광 공정용 반사 구조체.According to claim 9,
The reflective structure further includes the absorbing layer and a conductive capping layer continuously covering an upper surface of the reflective multilayer structure exposed between the absorbing layer.
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