KR20030076238A

KR20030076238A - 극자외선 투과 계면 구조체 및 극자외선 리소그래피 투사장치

Info

Publication number: KR20030076238A
Application number: KR1020027017171A
Authority: KR
Inventors: 존케르제로엔
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2003-09-26
Also published as: TW594846B; CN1461426A; US20020163793A1; WO2002084406A1; EP1381919A1; US6683936B2; CN1256628C; JP2004519868A

Abstract

제 1 폐쇄실(80)과 제 2 폐쇄실(70)을 광학적으로 연결함과 동시에 하나의 폐쇄실로부터 다른 폐쇄실로의 매체 및/또는 입자의 오염 흐름을 방지하는 본 발명의 EUV 투과 계면 구조체는, 막(60) 형태의 EUV 투과 부재(60) 및/또는 채널 구조체(100)를 포함한다. EUV 투과(불활성) 가스(68)는 오염원(LA; W)을 향하는 부재측에서 오염원을 향하여 강제로 유동하여 오염 입자를 부재(60, 100)로부터 떨어진 상태로 유지한다. 계면 구조체는 EUV 방사선 공급원(LA)과 조명 광학부(IL) 사이에 및/또는 리소그래피 투사 장치에서 투사 시스템(PL)과 기판(W)의 상부의 저항층(RL) 사이에 배치될 수도 있다.

Description

극자외선 투과 계면 구조체 및 극자외선 리소그래피 투사 장치{EUV-TRANSPARENT INTERFACE STRUCTURE}

리소그래피 장치는 마스킹 및 주입 기법에 의한 집적 회로(IC)의 제작에 있어서 필수적인 공구이다. 그러한 장치에 의해, 상이한 마스크 패턴을 갖는 다수의 마스크가 반도체 기판상의 동일 위치에 성공적으로 상이 형성된다.

기판은, IC 등의 완성된 멀티레벨 장치가 다수의 연속 세트의 처리 단계에 의해서 레벨별로 형성되는 실리콘 등의 재료 판을 의미하는 것으로 이해된다. 각각의 이러한 처리 단계 세트는 주요 처리 단계, 즉 방사선 감응(저항)층을 기판에 가하는 단계와, 기판을 마스크와 정렬시키는 단계와, 저항층 내에 이 마스크의 패턴을 형성하는 단계와, 저항층을 발생시키는 단계와, 기판을 저항층을 거쳐 에칭하는 단계와, 추가의 세정 및 다른 처리 단계를 포함한다. 기판(substrate)이라는 용어는, 제조 공정의 상이한 단계에서의 기판, 즉 미리 구성된 장치의 외형의 레벨을 갖지 않거나 하나의 레벨만을 갖는 기판과 미리 구성된 장치의 외형의 거의 하나의 레벨을 갖는 기판을 포함한다.

리소그래피 투사 장치에 의해 요구되는 품질로 상이 형성될 수 있는 장치 구조의 최소 사이즈는 이 장치의 투사 시스템의 해상력(resolving power) 또는 해상도(resolution)에 좌우된다. 이러한 해상도는 λ/NA에 비례하는데, 여기서 λ는 장치에 사용되는 투사 빔의 파장이고, NA는 투사 시스템의 구멍 수이다. 고밀도 및 그에 따른 고 작동 속도의 장치를 제작하기 위해서, 해상도를 향상시키도록 작은 장치의 구조를 가상하여야 한다. 이 때문에, 구멍의 수가 증가하거나 및/또는 파장이 감소되어야 한다. 실제로, 현재 꽤 많은 구멍 수의 증가는 가능하지 않다. 왜냐하면, 이에 의해 λ/NA²에 비례하는 투사 시스템의 초점 깊이가 감소하고, 게다가 구멍 수의 증가는 너무 어려워서 필요한 상 범위에 대해 투사 시스템을 수정할 수 없기 때문이다. 따라서, 여전히 만족스럽게 상이 형성될 수 있는 최소의 장치 외형을 감소시키키 위해 파장이 감소된다.

종래의 리소그래피 투사 장치는 수은 램프에 의해 생성되고 파장이 356㎚인자외선(UV) 또는 엑시머 레이저(eximer laser)에 의해 생성되고 파장이 248㎚ 또는 193㎚인 짙은 UV(DUV) 방사선을 이용한다. 최근에, 투사 장치에 극자외선(EUV) 방사선을 이용하는 것이 제안되었다. 파장이 상당히 작은 연한 x선 방사라고도 불리는 그러한 방사선에 의해서, 상당히 작은 장치의 외형을 상상할 수 있다. EUV 방사선은 몇 ㎚ 내지 수십 ㎚, 바람직하게는 13㎚의 파장을 갖는 방사선을 의미하는 것으로 이해된다.

가능한 극자외 방사선 공급원은, 예컨대 레이저 생성 플라즈마 공급원과 방출 플라즈마 공급원을 포함한다. 레이저 생성 플라즈마 EUV 공급원은, 예컨대 "극자외선 리소그래피용의 고압 전원 및 조명 시스템"이라는 제목의 논문(극자외, X 선,및 중성자 광학 및 공급원에 대한 SPIE 협회 회보, 덴버, 1999년 7월 제 3636 권 136-142 페이지)에 개시되어 있다. 방전 플라즈마 공급원은, 예컨대 고등 광학의"가스 방전 플라즈마에 기초한 고 반복성, 극자외 방사선 공급원" 19999년 9월 제 38권 25번 5413-17 페이지의 논문에 개시되어 있다.

상술한 방전 플라즈마 공급원과 같은 EUV 방서선 공급원은 EUV 방사선을 방사하기 위해 다소 높은 부분 압력의 가스 또는 증기의 이용을 필요로 한다. 방전 플라즈마 공급원에서, 2개의 전극 사이에서 방출이 발생하며, 그 후 생성된 이온화된 플라즈마는 쇠약해져 EUV 범위의 방사선을 방사하는 매우 고온의 플라즈마를 생성한다. 제논 플라즈마가 약 13.5㎚의 EUV 범위로 방사하므로, 고온의 플라즈마는 종종 제논(Xe)을 생성한다. 효과적인 EUV 방사를 위해, 방사선 공급원의 전극 근처에 0.1 mbar의 전형적이 압력이 필요하다. 그러한 다소 높은 제논 압력을 갖는단점은 제논이 EUV 방사선을 흡수한다는 것이다. 예컨대, 0.1 mbar의 압력을 갖는 제논 가스는 1m에 걸쳐 13.5㎚의 파장을 갖는 0.2%의 EUV 방사선만을 전달한다. 따라서, 다소 높은 제논 압력을 공급원 주위의 한정된 영역에 제한하는 것이 요구된다. 이 때문에, 공급원은 챔버 벽에 의해 인접한 진공실로부터 분리되는 자체 진공실 내에 매립될 수 있고, 그 내부에 집광 미러를 포함하는 조명 광학부의 적어도 일부가 배치된다. 상기 챔버 벽은 EUV 방사선을 방사선 공급원으로부터 다음의 챔버까지 통과시키기 위해 EUV 방사선 투과 개구를 구비해야 하는 반면, 공급원 챔버 및 상기 인접한 챔버에 상이한 진공 레벨이 유지되어야 한다.

방전 플라즈마 공급원 뿐만아니라 레이저 생성 플라즈마 공급원과 같은 다른 플라즈마 공급원에 따른 문제점은 비교적 다량의 파편, 예컨대 이 공급원에 의해 생성되는 오염 입자이다. 방전 플라즈마 공급원의 경우에, 파편은 주로 플라즈마와 이들 전극의 상호작용에 의한 전극의 부식과 공급 챔버의 벽의 부식에서 유래한다. 공급 챔버에서 발생하는 고온에 기인하는 그러한 벽의 부식은 레이저 생성 플라즈마 공급원에서도 발생한다. 또한, 제논 플라즈마와 같은 플라즈마는 고 활력 이온을 방사할 수도 있다. 오염 입자 및 이온은 공급 챔버의 벽내의 개구를 통해 새나가서 광학 부품 또는 조명 시스템의 반사경에 도달할 수도 있다. 이들 부품[그 중 하나는 집광 미러, 예컨대 그레이징 입사경(grazing-incidence mirror)임]은 다수의 박층, 예컨대 실리콘 및 몰리브덴으로 이루어져 있다. 그 부품들은 매우 취약하고 그리고 그러한 입자에 의해 손상되는 경우 그들의 반사율은 수용 불가능한 수준까지 쉽게 감소된다. 따라서, EUV 조명 비임의 강도는 매우 작아질 것이다.

리소그래피 투사 장치의 다른 문제점은 보통의 물질 중의 파편 및 부산물이 EUV 방사에 의해 저항 레이저로부터 튀어나올 수도 있다는 것이다. 기판과 영사 시스탬 사이의 빈 공간은 해제된 물질을 실질적인 소산 또는 편향이 없이 투사 시스템을 향하여 이동시키는 것을 가능하게 한다. 투사 시스템에서, 하나 이상의 미러에 물질이 퇴적되어, 미러 표면에 울퉁불퉁한 효과를 갖는 가 피막(spurious coating)을 형성한다. 이것의 결과, 방사선에 의해 형성되는 상의 해상도 및 해상력은 급격히 저하된다. 또한, 미러의 반사율은 감소되므로 소량의 EUV 방사선만이 저항층에 도달할 수 있다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 수단을 제공하고 그리고 리소그래피 투사 장치의 성능을 향상시키는 것이다.

본 발명의 제 1 측면에 따라, 도입부에서 정의한 바와 같은 EUV 투과 계면 구조체에 있어서, EUV 투과 부재와, EUV 투과 가스의 흐름을 오염 흐름을 향하는 부재 표면의 근처에 주입하고 그리고 EUV 투과 가스를 오염 흐름의 방향과 반대 방향으로 분출하기 위한 가스 안내부를 구비하는 것을 특징으로 하는 EUV 투과 계면 구조체가 제공된다.

상기 부재는 취약 부품으로의 오염 입자의 흐름을 봉쇄한다. EUV 방사선을 충분히 통과시키도록 하기 위해서, 이 부재는 비교적 얇게 되어야 하므로 고 활력오염입자에 의해 파괴될 수도 있다. 부재의 수명을 연장시키기 위해서, EUV 투과 가스가 오염 입자가 충돌하는 막 표면에 주입되고, 이 가스는 오염 흐름의 방향과 반대 방향으로 분출되어 오염 입자를 부재로부터 실질적으로 떨어진 상태로 유지시킨다. 따라서, 이 부재는 EUV 투과 가스의 흐름에 의해 멀리 운반되지 않는 극소량의 입자만을 봉쇄해야 한다. 이런 방식으로, 효과적이고 오래 지속되는 오염 입자의 봉쇄가 달성된다.

EUV 투과 계면 구조체는 EUV 투과 가스가 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

헬륨이나 아르곤 등의 그러한 불활성 가스는 소수의 EUV 방사선만을 흡수한다. 그러한 헬륨 가스의 소수의 전자만이 EUV 방사선에 의해 여기될 수 있고, 이 가스는 EUV 방사선을 잘 통과시킨다. 아르곤 분자는 헬륨 가스의 분자보다 크다. 이것은 한편으로는 아르곤 가스가 오염입자를 양호하게 포착하고 다른 한편으로는 헬륨 가스보다 다소 낮은 투과도를 갖는 것을 의미한다.

추가의 선택에 따라, EUV 투과 계면 구조체는 가스 도입부가 EUV 투과 가스의 흐름을 적어도 2개의 직경방향의 대향 방향으로 주입하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

그것에 의해, 막 표면을 따라 오염원을 향해 흐르는 최적의 가스가 달성된다.

EUV 투과 구조체는 원추 형태의 중공관을 포함하며, 그것의 가장 협소한 개구는 오염 흐름을 향한다. 이것은 유효한 세정을 제공하기 위해 필요한 EUV 투과가스의 흐름을 최소화하여 가스를 절감하고 흡수를 적게 하기 때문에 바람직하다.

EUV 투과 계면 구조체의 제 1 실시예는 상기 부재가 막인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 이 실시예는 막이 실리콘으로 제조되는 것을 더 특징으로 한다.

실리콘의 얇은 막은 필요한 EUV 투과도를 보여준다. 또한, 이 막은 지르코늄이나 붕소로 제조될 수도 있다.

EUV 투과 계면 구조체의 제 2 실시예는, 상기 부재가 벽으로 분리된 인접한 협소 채널을 포함하는 채널 구조체이고, 벽은 채널 구조체에 의해 전달될 EUV 방사선의 전파 방향에 실질적으로 평행한 것을 특징으로 한다.

이 실시예는 인접한 진공 챔버에 상이한 진공 레벨을 유지하기에 특히 적합하다.

바람직하게는, 제 2 실시예는 채널의 폭이 EUV 방사선의 비임의 발산 또는 수렴하는 형상에 따라 상기 전파 방향으로 증가 또는 감소하는 것을 더 특징으로 한다.

따라서, 채널 구조체는 최대량의 EUV 공급원 방사선을 전달할 수 있다.

제 2 실시예는 채널 구조체가 벌집형 구조체를 포함하는 것을 더 특징으로 할 수도 있다.

바람직하게는, 제 2 실시예는 상기 전파 방향에 대해 수직인 방사방향에서 상기 채널의 단면 치수가 상기 전파 방향 주위의 접선 방향에서의 채널의 단면 치수보다 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 제 1 챔버에 배치된 EUV 방사선 공급원과 EUV 방사선을 제 1 챔버로부터 수용하고 또 이 방사선을 EUV 방사선 비임으로 전달하기 위한 광학 시스템을 포함하며, 상기 광학 시스템은 적어도 제 2 챔버 내에 배치되는 EUV 조명 장치에 관한 것이다. 이러한 조명 시스템은 상술한 바와 같이 EUV 투과 계면 구조체가 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에 배치되고 그리고 EUV 투과 가스의 흐름이 공급원을 향해 분출되는 것을 특징으로 한다.

광학 시스템의 부품, 특히 제 1 집광 미러는 오염 입잘부터 양호하게 보호되므로, 그들의 반사율은 조명 시스템의 수명중에 허용가능한 레벨로 유지된다.

또한, 본 발명은 마스크를 조명하기 위한 EUV 비임을 공급하는 조명 장치와, 마스크를 고정시키기 위한 마스크 홀더와, 기판을 고정시키기 위한 기판 홀더와, 마스크 홀더와 기판 홀더 사이에 배치되어 EUV 비임에 의해 기판상에 마스크 패턴을 영사하기 위한 투사 시스템을 포함하는 EUV 리소그래피 투사 장치에 관한 것이다. 이 장치는 투사 시스템이 상술한 바와 같은 막을 갖는 적어도 하나의 EUV 투과 계면 구조체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

투사 시스템의 부품은 하나 이상의 챔버에 배치될 수도 있는 반면, 각 챔버는 상이한 진공 레벨로 될 수도 있다. 어느 하나의 채널이 본 발명의 EUV 투과 계면 구조체를 구비할 수도 있지만, 중간 챔버(들)내의 파편의 양은 기판을 향하는 최종 챔버 내에서보다 상당히 작다.

본 발명의 최적의 사용은, 기판이 기판 챔버내에 배치되는 장치에서 달성되며, 이 장치는 EUV 투과 계면 구조체가 투사 시스템의 최종 챔버와 기판 챔버 사이에 배치되고 그리고 EUV 투과 가스의 흐름이 기판을 향해 분출되는 것을 특징으로 한다.

특히 상기 최종 챔버 뿐만아니라 다른 챔버내에 배치되는 투사 시스템의 부품은 EUV 방사선에 의해 저항층으로부터 유리된 입자에 대해 보호된다.

본 실시예는 조명 장치가 상술한 바와 같은 장치인 것을 더 특징으로 하는 것이 바람직하다.

따라서, 전체의 투사 장치는 방사선 공급원과 기판상의 저항층의 양자로부터의 오염 입자에 대해 양호하게 보호된다.

마지막으로, 본 발명은 기판의 적어도 하나의 레벨의 장치의 외형을 포함하는 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 다음의 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함한다.

기판에 패턴화된 막을 형성하는 단계로서, 그의 패턴은 형성될 레벨에서 장치의 외형에 대응하는, 막 형성 단계와,

형성되는 상기 장치의 레벨의 구역으로부터 재료를 제거하거나 또는 그 구역에 재료를 추가하는 단계로서, 상기 구역은 패턴화된 피막의 패턴으로 상이 형성되는, 재료의 제거 또는 추가 단계. 이 방법은 패턴화된 막이 상술한 바와 같은 EUV 리소그래피 투사 장치에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 사용에 의해, 리소그래픽 영사 공정은 신뢰할만한 공정이 되고 제조되는 장치는 일정하고 양호한 품질을 얻는다.

본 발명의 이들 및 다른 측면은 후술하는 실시예로부터 명백하며, 그리고 그러한 실시예를 참조하여 비 제한적 예를 통해 설명될 것이다.

본 발명은 제 1 폐쇄실과 제 2 폐쇄실을 광학적으로 연결함과 동시에 하나의 폐쇄실로부터 다른 폐쇄실로의 매체 및/또는 오염 흐름을 방지하기 위한 극자외(EUV) 투과 계면 구조체에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 그러한 계면 구조체를 포함하는 EUV 조명 장치 및 그러한 EUV 투과 계면 구조체 및/또는 조명 장치를 구비한 EUV 리소그래피 투사 장치(lithographic projection apparatus)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 투사 장치가 사용되는 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명을 이용할 수 있는 기판상에 마스크 패턴을 반복적으로 묘사하는 리소그래피 투사 장치의 일실시예의 개략도,

도 2는 리소그래피 투사 장치의 각종 진공실의 개략도,

도 3은 본 발명에 사용되는 EUV 투과 계면 구조체의 일 실시예의 개략도,

도 4는 이러한 계면 구조체의 바람직한 실시예의 도면,

도 5는 조명 장치에서의 계면 구조체의 적용을 도시한 도면,

도 6은 투사 시스템과 기판 사이의 계면 구조체의 적용을 도시한 도면,

도 7은 EUV 투과 계면 구조체에 사용되는 채널 구조체의 도면,

도 8은 이러한 계면 구조체를 구비한 방사선 공급원/조명 유닛의 일부를 도시한 도면,

도 9는 벌집 형상을 갖는 채널 구조체의 일부를 도시한 도면.

도 1에 개략적으로 도시된 투사 장치의 주 모듈은 다음과 같다.

- EUV 방사선의 영사 PB를 제공하기 위한 조명 시스템(LA/IL)과,

- 마스크 또는 망선(reticle)(MA)을 지지하기 위한 제 1 대상(마스크) 홀더를 구비한 제 1 대상 테이블, 즉 마스크 테이블(MT)과,

- 기판(W), 예컨대 저항층으로 피복된 실리콘 웨이퍼를 지지하기 위한 제 2 대상(기판) 홀더, 즉 기판 테이블(WT)과,

- 목표부(C), 즉 IC 구역 또는 다이상에 마스크(MA)의 피 조명부의 상을 형성하기 위한 투사 시스템(PL).

투사 시스템은 굴절 또는 반사 소자의 시스템, 카타디옵트릭 시스템(catadioptric system) 또는 그러한 시스템의 조합일 수도 있다.

투사 장치는 다수의 측정 시스템도 구비할 수 있다. 제 1 시스템은 XY 평면내의 마스크(MA)와 기판(W)의 상호 정렬을 측정하기 위한 정렬 탐지 시스템이다. 제 2 측정 시스템은 기판 홀더의 Y, Y 위치 및 방위와 그에 따른 기판의 그것을 측정하는 간섭계(interferometer) 시스템(IF)이다. 제 3 측정 시스템은 투사 시스템의 초점이나 상 또는 평면과 기판상의 저항층의 표면 사이의 편차를 결정하는 초점 오차 검출 시스템이다. 도 1에는 부분적으로만 도시되어 있는 이들 측정 시스템은 전자 단일 처리 및 제어 회로 및 액츄에이터를 포함하는 서보시스템(servosystem)의 일부를 형성하며, 이것에 의해 기판과 초점의 위치 및 방위가 측정 시스템에 의해 제공되는 신호에 의해 교정될 수 있다. 도 1에서, PW는 기판 테이블(WT)용의 액츄에이터 또는 위치설정 수단을 나타낸다.

도 1에 도시된 장치내의 마스크(MA)는 반사 마스크이므로, 이 장치는 반사 장치로 표시될 수 있다. 또한, 이 장치는 전도형, 즉 기판상에 전도 마스크 패턴을 투사하기에 적합한 장치일 수 있다.

리소그래피 장치는 스텝핑 장치(stepping apparatus) 또는 스텝 및 스캐닝 장치(step-and-scanning apparatus)일 수도 있다. 스텝핑 장치에서, 전체 범위 조명이 사용된다. 즉, 전체의 마스크 패턴(C)이 하나의 작동 단계에서 조명되고 그리고 기판의 IC 구역에 전체적으로 상이 비추어진다. 제 1 IC 구역이 조명된 후에, 다음 IC 구역에 대한 단계가 실행된다. 즉, 기판 홀더 및 마스크 홀더가 서로 이동하여 다음 IC 구역이 마스크 패턴 밑에 위치된다. 그 후, 기판의 전체의 IC 구역에 마스크 패턴의 상이 제공될 때까지, 다음 IC 구역이 마스크 패턴 등을 거쳐 조명된다. 스템 및 스캐닝 장치에서, 마스크 패턴의 직사각형 또는 원형 세그먼트 형상의 구역만이 그리고 그에 따라 기판 IC 구역의 대응하는 형상의 하부 구역이 매번 조명된다. 마스크 패턴 및 기판은 방사선의 확대를 고려하면서 영상 비임(PB)을 통해 동시에 이동한다. 마스크 패턴의 다음의 하부 구역은 기판의 관련된 IC 구역의 대응하는 하부 구역상에 매번 상이 비춰진다. 전체의 마스크 패턴이 이런 방법으로 기판 IC 구역상에 방이 비춰진 후에, 기판은 단계적 이동을 수행한다. 즉, 다음 IV 구역의 개시가 투사 빔 내로 이동하며, 마스크는 예컨대 그것의 최초의 위치에 설정되고, 그 다음 상기 다음 IC 구역은 마스크 패턴을 거쳐 스캔 조명된다.

기판 위치설정 수단(PW) 및 기판 간섭계 시스템(IFw) 이외에, 스텝 및 스캐닝 시스템은 마스크 위치설정 수단(PM) 및 마스크 간섭계도 포함할 수 있다.

도 1의 좌측부는 마스크(MA)가 예컨대, 마스크 패턴의 구역 외부의 2개의 정렬 마크(M1, M2)를 포함하고 있는 것을 도시하고 있다. 이들 마크는, 예컨대 회절격자이다. 변형예로, 이들 마크는 그들의 주변으로부터 광학적으로 상이한 정방형 또는 스트로크와 같은 다른 마크로 구성될 수도 있다. 정렬 마크는 2방향성인 것이 바람직하다. 즉, 그들은 2가지의 상호 방향(도 1에는 X, Y 방향)으로 연장되어 있다. 기판(W)은 적어도 2개의 정렬 마크를 포함하며, 그들 중 2개의 마크(P1, P2)가 도 2의 우측에 도시되어 있다. 기판 마크(P1, P2)는 마스크 패턴의 상이 형성될 기판의 구역의 외부에 위치된다. 마스크 및 기판 정렬 마크는 마스크 패턴을 갖는 기판의 노출 단계에 선행하는 정렬 단계 중에 기판과 마스크의 정렬 정도를 탐지하기 위해 사용된다.

조명 시스템(LA/IL)에 의해 공급되는 방사선 또는 노출 비임(PB)은, 예컨대 13㎚의 파장을 갖는 EUV 방사의 비임이다. 그러한 비임에 의해서, 매우 작은 장치 외형 또는 양호하게 100㎚ 이하의 선폭을 저항 층에 상으로 비출 수 있다. 그러한 비임을 공급하는 조명 시스템은 방전 플라즈마 공급원 또는 레이저 생성 플라즈마 공급원일 수도 있는 플라즈마 공급원(LA)을 포함할 수도 있다. 방전 플라즈마 공급원에서, 2개의 전극 사이의 매체에 방전이 발생하고, 그리고 그 후에 방전에 기인하는 이온화된 플라즈마가 와해되어 필요한 EUV 방사선을 방사하는 매우 고온의 플라즈마가 달성된다. 제논 플라즈마가 필요한 EUV 범위에서 방사하므로 적절한 매체는 제논이다. 방전 플라즈마 EUV 공급원은, 예컨대 "가스 방출 플라즈마에 기포한 고 반복 극자외 방사선 공급원"이라는 제목의 논문(고등 광학, 제 38권 25번, 1999년 9월 1일, 5413-5417 페이지)에 개시되어 있다. 레이저 생성 플라즈마 공급원에서, 목표 매체는 매체에 집중되는 강한 레이저 비임에 의해 플라즈마로 변환된다. 레이저 생성 플라즈마 공급원은, 예컨대 "극자외선 리소그래피용의 고전압원 및 조명 시스템"이라는 제목의 논문(EUV, X 선 및 중성자 광학 및 소스의 회보, 덴버, 1999년 7월, 제 3767권 136-142 페이지)에 개시되어 있다.

조명 시스템은 각종 광학 부품, 예컨대 소스 방사선을 포착 및 안내하고 그리고 이 방사선을 마스크(MA)를 조명하는 적절한 투사 빔(PB)에 맞추는 미러를 포함한다. 마크스에 의해 반사되는 비임은 투사 시스템(PL)을 통과하고, 상기 투사 시스템은 이 비임을 기판 상부의 저항층에 집중시켜, 선택된 기판 구역의 위치에 마스크 패턴의 상을 형성한다.

도 2에 매우 개략적으로 도시된 바와 같이, EUV 리소그래피 투사 장치의 여러 부품은 다수의 진공실 위에 분포되어 있다. 이들 진공실은 벽으로 분리되며, 상기 벽 내에는 하나의 진공실로부터 다음 진공실로 투사 빔을 통과시키기 위한 윈도우가 존재한다. 도 2는 공급원(LA)을 수용한 공급원 챔버(10)와, 집광 미러 및 가능하다면 투사 빔의 형상 및 한계를 결정하는 추가의 미러를 수용하는 조명 광학 챔버(20)와, 마스크(MA)를 수용한 챔버(30)와, 투사 시스템(PL)의 부품을 수용한 영사 광학 챔버(40)와, 기판(W)을 수용한 챔버(50)를 도시하고 있다. 여러 챔버내에는 상이한 진공 레벨이 유지될 수도 있다. 조명 및 영사 광학 챔버는 이러한 챔버를 통과하는 투사 빔의 광로(optical path)를 EUV 방사선을 통과시키는 상태로 유지하기 위해 높은 진공 레벨을 필요로 한다. 또한, 오염 입자가 이들 챔버에 유입되어 광학 부품에 닿는 것이 방지되어야 한다. 그러한 입자는 미러의 반사력 및 품질을 상당히 감소시키므로 투사 장치의 성능에 불리하다. 한 종류의 오염물은EUV 방사선 공급원에서 발생하며, 이것은 방전 플라즈마 공급원의 경우에는 전극 및 챔버 벽의 부식에 의해 파편을 생성하고 그리고 레이저 생성 플라즈마 공급원의 경우에는 플라즈마로부터 탈출하는 이온이나 입자 및 벽의 침식에 의해 파편을 생성한다. 다른 종류의 오염물은 기판상의 저항층에서 발생하며, 이 저항층은 EUV 방사선 비임이 조사될 때 고유의 증기 및 다른 파편을 생성한다.

본 발명에 따라, 오염 입자의 흐름에 노출되는 부품은, 이 부품이 수용되는 챔버와 오염원 사이의 계면으로서 EUV 투과 구조체를 제공하는 것에 의해 보호된다. 그러한 구조체의 일 실시예는 도 3에 개략적으로 도시되어 있다. 그 구조체는 예컨대 실리콘으로 제조된 박막(60)을 포함하며, 이것은 EUV 방사에 대해 충분한 투과도를 나타내며 오염 입자의 흐름을 봉쇄한다. 이러한 막은 재 1 챔버(70)를 제 2 챔버(80)로부터 분리시킨다. 챔버(70)는 내부에서 오염 입자가 생성되고 또 다른 챔버로부터 유입되는 그러한 입자가 그를 통해 흐르는 챔버이다. 챔버(80)는 보호되어야 하는 광학 부품(도시 안됨)을 수용한다. 막이 오염 입자의 맹렬한 흐름에 의해 손상되지 않도록 하고 및/또는 이 막의 전도가 오염 입자의 퇴적에 의해 상당히 감소되지 않도록 하기 위해서, 가스의 흐름이 오염원을 향해 분출된다. 도 3의 점선의 만곡 화살표(68)는 이러한 가스 흐름을 나타낸다. 가스는 오염 입자의 흐름 방향과 반대 방향으로 흘러서, 이들 입자를 막으로부터 또 챔버(80)로부터 멀리 운분한다. EUV 방사선에 대해 투과해야 하는 가스는 헬륨, 아르곤 또는 제논 등의 불활성 가스인 것이 바람직하다. 안내부(62)를 거쳐 또 챔버(70)의 벽 내의 개구를 통해, 가스가 이 챔버 내로 흐른다. 가스는 가스 저장용기(66)로부터 공급된다. 가스 안내부(62) 내에는, 챔버(70)내로의 가스 흐름을 양호하게 제어하기 위한 가스 유량 제어기(4)가 설치될 수도 있다.

도 4는 EUV 투과 계면 구조체의 제 2의 바람직한 실시예를 도시한 것이다. 이 실시예에서, EUV 투과 가스가 벽 내의 적어도 2개의 대향 개구, 바람직하는 2개 이상의 대향 개구를 거쳐 챔버 내에 주입되며, 상기 개구는 화살표(84, 85)로 표시한 바와 같이 막의 하측의 원에 배치되어 있다. 개구의 수가 많을수록 가스 흐름의 확산이 양호해지고 또 오염 입자의 제거가 양호해진다.

도 4에 도시된 바와 같이, 가스 흐름의 형상은 EUV 비임의 국소 형상에 적응하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 가스 흐름은 중공형 원추(82)로 둘러싸이고, 중공형 원추(82)는 EUV 비임을 정확히 통과시킬 수 있는 치수 및 형상을 갖는다. 이 비임은 하측 방향으로 전파되는 수렴 비임일 수도 있거나, 또는 상측 방향으로 전파되는 발산 비임일 수도 있다. 원추형 부재를 사용하는 이점은, 막과 오염원 사이의 공간이 비교적 소량의 불활성 가스로 효과적으로 세정될 수 있다는 것이다. 따라서, 가스를 절약할 수 있을 뿐만아니라 투사 장치로부터 가스를 제거하기도 쉬워진다.

도 5는 조명 시스템에서의 EUV 투과 계면 구조체의 적용을 도시한 것이다. LA는 EUV 레이저 플라즈마 또는 방전 플라즈마 공급원이며, 그것의 하향 방사는 EUV 조명 비임을 형성하는데 사용된다. 원추형상 부재(82)는 충분한 EUV 방사를 포착하는 형상 및 치수를 가지며, EUV 방사는 막(90)을 통과하여 적어도 제 1 집광 미러(도시 안됨)가 배열되는 챔버(20)에 입사한다. EUV 투과 가스는 화살표(84,85)로 표시한 다수의 직경방향의 대향 방향을 따라 주입되어, 가스가 부재(82)를 통해 공급원(LA)으로 흐르게 된다. 가스는 공급원으로부터의 오염 입자가 막에 그리고 그에 따라 조명기 광학부를 갖는 챔버에 도달하는 것을 실질적으로 방지한다.

도 6은 목표 시스템의 상측 단부와 기판 사이의 계면 구조체의 적용을 도시한 것이다. 상기 도면에서, 투사 시스템의 부품(미러)가 배치되는 챔버 또는 다수의 챔버 중 최종 챔버는 참조 부호(94)로 표시되어 있다. 챔버(94)의 하측에는 EUV 투과 기판(92)이 배치되어 있다. 화살표(84, 85)로 표시된 바와 같이, EUV 투과 가스는 다수의 직경방향 대향 방향을 따라 막의 하측에 주입된다. 이 가스는 기판(W)의 상부의 저항 층(RL)과 막 사이의 공간을 세정하여, EUV 방사에 의한 조명시에 저항에 의해 방사될 수도 있는 탄화수소 및 기와 같은 오염 입자가 막에 도달하는 것을 실질적으로 방지한다. EUV 수렴 투사 비임을 저항층에 정확히 전달하는 원추형 부재(82)는 막과 저항층 사이에 배열된다.

EUV 투과 계면 구조체는 광학 부품을 구비한 인접한 챔버로부터 방사선 공급원 또는 저항 층을 갖는 기판을 격리시키기 위해서 사용될 뿐만아니라, 조명 시스템내의 다른 챔버 또는 상이한 진공 레벨을 갖는 투사 시스템의 그러한 격리를 위해서 사용될 수도 있다.

막 대신에, 계면 구조체의 EUV 투과 막은 벽으로 분리된 인접한 협소 채널로 구성될 수도 있다. 그러한 채널 구조체는 방사선 공급원 챔버와 인접 챔버 사이에 가스 방벽으로서 사용될 수도 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 방사선 공급원 부재내의 목표 매체는 다소 고압을 가져야 하는 한편, 인접한 챔버는 고 진공 레벨을가져야 한다. 방사선 공급원 챔버와 조명 채널의 상이한 진공 레벨은 채널 구조체에 의해 유지될 수 있다. 채널 구조체는 진공 챔버 벽의 개구를 다수의 협소한 인접 채널로 분할한다. 그것에 의해서, 개구의 흐름 전도성은 상당히 감소되거나 그것의 가스 흐름 저항이 상당히 증가된다.

도 7은 호일 트랩(foil-trap)(100)이라 칭하는 채널 구조체의 일 실시예를 도시한 것이다. 그것은 방사선 공급원(LA)에 의해 방사되는 방사선의 전파 방향에 실질적으로 평행한 벽(103)으로 분리된 다수의 인접한 협소 채널(102)로 구성되어 있다. 이 전파 방향은 도 7에 OA로 표시된 방사선 공급원 및 조명 장치의 시스템의 광축에 실질적으로 평행하다. 채널 구조체는 공급원에 의해 방사되는 EUV 방사선을 통과시킴과 동시에 공급원 챔버와 인접한 챔버 사이에 흐름 저항 또는 방벽으로서의 역할을 한다. 상기 구조체는 인접한 챔버를 공급원 챔버보다 더 높은 진공 레벨 또는 낮은 압력으로 유지하는 것을 가능하게 한다. 채널 구조체의 채널의 형태 및 길이는 높은 EUV 투과도 및 충분히 큰 흐름 저항을 제공하도록 선택되어야 한다.

도 8의 단면도는 채널 구조체를 공급원 챔버(10)와 집광 미러를 수용한 챔버(20) 사이의 벽(105)에 배치하는 방법을 나타내고 있다.

도 7 및 도 8은 EUV 방사선을 방사하는 구역(LA)이 광축을 따라 기다랗게 되어 있는, 즉 광축을 따라 유한 길이를 갖는 것을 도시하고 있다. 방사선을 방사하는 전체의 기다란 구역에 대해 채널 구조체를 통한 EUV 방사선의 전달을 더욱 증가시키기 위해서, 광축에 수직인 방향, 즉 도 7의 방사상 방향(RD)의 채널의 폭(wr)은 광축 둘레의 도 7의 접선 방향(TD)의 채널 폭(wt)보다 상당히 크도록 선택된다. 채널이 방사상 방향(RD)의 작은 폭을 갖는 경우, 기다란 구역의 작은 부분으로부터의 방사선만이 채널을 통해 전달되는 반면, 그 구역의 나머지 부분으로부터의 방사선은 채널 벽에 입사될 것이다. 따라서, EUV 공급원으로부터의 방사 에너지의 일부만이 채널 구조체(100)를 통과할 것이다. 도 8은 점선으로 된 2개의 광선을 나타내며, 이 광선은 기다란 구역(LA)의 대향 단부로부터 방사되고 평행하지 않으며, 하나의 채널에 입사된다. 이 채널의 폭이 방사상 방향(RD)에서 너무 작은 경우, 2개의 광선은 채널을 동시에 통과하지 않을 것이다.

광축(OA) 둘레의 채널 구조체(100)의 중앙의 채널은 다소 포인트 소스로 "인식"될 것이므로, 이들 채널은 방사상 방향(RD)에서 큰 폭을 가질 필요가 없다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이들 채널은 벌집형 구조체(115)를 가질 수도 있다. 소정의 소스 구성에 대해서, 벌집형 구조체는 전체의 채널 구조체에 이용될 수도 있다.

본 발명에 따라, 공급원 챔버(10)의 벽(109)은 다수의 직경방향 개구(111)를 구비하며, 이 개구를 통해 EUV 투과 가스, 예컨대 불활성 가스가 화살표(113)로 표시된 바와 같이 주입된다. 이 가스는 오염 입자의 방향과 반대 방향으로 흘러서, 이들 입자를 채널 구조체(100)로부터 멀리 유지시킨다. 따라서, 이들 입자는 이 구조체의 EUV 투과도를 손상시키거나 감소시킬 수 없다.

본 발명은, 본 발명이 실행되는 리소그래피 투사 장치를 이용하는 방법에 의해 제조되는 장치가 장시간에 걸쳐 일정한 품질을 갖는 점에서 집적 회로 등의 장치의 제조 방법에 효과를 나타낸다. 저항 층 내에 마스크 패턴을 형성하는 것, 즉기판상에 패턴화된 막을 형성하는 것은 장치의 제조방법의 한 단계이다. 저항층 내에 마스크 패턴의 상을 만들기 전에, 기판은 프라이밍(priming), 저항층 피복 및 연하게 굽기와 같은 다양한 처리 단계를 거칠 수 있다. 노출 후에, 기판은 저항 층의 발달 및 형성된 외형과 같은 다른 단계를 거칠 수도 있다. 이러한 처리 단계 세트는 개개의 층의 패터닝(patterning) 또는 장치의 레벨의 기초로서 사용된다. 그러한 패턴화된 층은 에칭, 이온 주입[도핑(doping)], 금속화, 산화, 화학 기계적 연마 등(그 전체는 층 또는 레벨을 완성하도록 의도됨)과 같은 다양한 처리 단계를 거칠 수도 있다. 수개의 장치 레벨이 필요한 경우, 각 장치 레벨에 대해 전체의 과정 또는 그의 변형이 반복되어야 할 것이다. 결국, 장치의 열이 기판상에 존재할 것이다. 그 다음, 이들 장치는 다이싱(dicing) 및 톱질 등의 기법에 의해 서로 분리되고, 개개의 장치는 핀 등에 연결된 캐리어상에 장착될 수 있다. IC의 제조 및 각종 처리 단계에 관한 추가의 정보는, 예컨대 "마이크로칩 제조: 반도체 처리의 실습 가이드"라는 제목의 저술, 피터 반 장(Peter va Zant)의 3판, 맥그로힐 출판사, 1997년 ISBN 0-07-067250-4에서 얻을 수 있다.

본 발명을 이용함으로써, 방법의 제 1 단계 중 하나인 상 형성 단계가 장기간에 걸쳐 일정하게 유지되는 품질을 갖는 정확하고 신뢰할만한 영상을 생성하며, 그에 따라 결국 이들 영상의 결과로서 생기는 장치가 양호하고 일정한 품질을 갖는 것이 보장된다.

본 발명을 IC의 제조의 특정한 참조에 의해 설명하였지만, 다수의 다른 용도를 갖는다는 것을 명확히 이해하여야 한다. 예컨대, 본 발명은 통합된 평탄한 광시스템, 액정 표시 장치 패널, 박막 자기 헤드 등(이것은 특정한 IC 제조 기술에서 보다 일반적으로 사용되는 "망선(reticle)", 웨이퍼, 다이 라는 용어 대신에 "마스크", "기판", "표적 구역"이라는 보다 보편적인 용어로 각각 표현됨)의 제조에 사용될 수도 있다.

Claims

제 1 폐쇄실 및 제 2 폐쇄실을 광학적으로 연결함과 동시에 하나의 폐쇄실로부터 다른 폐쇄실로의 매체 및/또는 입자의 오염 흐름을 방지하는 극자외선 투과 계면 구조체에 있어서,

오염 흐름을 향하는 부재 표면의 근처에 극자외선 투과 가스의 흐름을 주입하기 위한 극자외선 투과 부재와 극자외선 투과 가스를 오염 흐름의 방향과 반대 방향으로 분출하기 위한 가스 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는

극자외선 투과 계면 구조체.
제 1 항에 있어서,

상기 극자외선 투과 가스는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는

극자외선 투과 계면 구조체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 가스 안내부는 적어도 2개의 직경방향 대향 방향으로 극자외선 투과 가스의 흐름을 주입하도록 구성되는 것을 특징으로 하는

극자외선 투과 계면 구조체.
제 3 항에 있어서,

원추 형태의 중공관을 포함하며, 상기 중공관의 가장 협소한 개구는 오염 흐름을 향하는

극자외선 투과 계면 구조체.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 부재는 막(membrane)인 것을 특징으로 하는

극자외선 투과 계면 구조체.
제 5 항에 있어서,

상기 막은 실리콘으로 제조되는 것을 특징으로 하는

극자외선 투과 계면 구조체.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 부재는 벽으로 분리된 인접한 협소 채널을 포함하는 채널 구조체이고, 상기 벽은 채널 구조체에 의해 전달될 극자외선 방사선의 전파 방향에 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는

극자외선 투과 계면 구조체.
제 7 항에 있어서,

상기 채널의 폭은 극자외선 방사의 비임의 수렴 또는 발산 형상에 따라 상기전파 방향으로 증가하거나 감소하는 것을 특징으로 하는

극자외선 투과 계면 구조체.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 채널 구조체는 벌집형 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는

극자외선 투과 계면 구조체.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전파 방향에 수직인 방사상 방향에서의 상기 채널의 단면 치수는 상기 전파 방향 둘레의 접선 방향에서의 상기 채널의 단면 치수보다 큰 것을 특징으로 하는

극자외선 투과 계면 구조체.
제 1 챔버로부터 극자외 방사선을 수용하고 그리고 이 방사선을 극자외선 방사 비임으로 변환시키도록 제 1 챔버와 광학 시스템 사이에 배치된 극자외 방사선 공급원을 포함하며, 상기 광학 시스템은 적어도 제 2 챔버에 배치되는, 극자외선 조명 장치에 있어서,

제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 극자외선 투과 구조체는 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에 배치되고, 그리고 상기 극자외선 투과 가스의 흐름은 방사선 공급원을 향해 분출되는 것을 특징으로 하는 극자외선 조명 장치.
마스크를 조명하기 위한 극자외선 비임을 공급하는 조명 장치와, 마스크를 지지하기 위한 마스크 홀더와, 기판을 지지하기 위한 기판 홀더와, 극자외선 비임에 의해 기판에 마스크 패턴을 형성하도록 마스크 홀더와 기판 홀더 사이에 배치된 투사 시스템을 포함하는 극자외선 리소그래피 투사 장치에 있어서,

상기 투사 시스템은 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 극자외선 투과 계면 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는

극자외선 리소그래피 투사 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 기판은 기판 챔버 내에 배치되고, 상기 극자외선 투과 계면 구조체는 투사 시스템의 최종 챔버와 기판 챔버 사이에 배치되며, 상기 극자외선 투과 가스의 흐름은 기판을 향해 분출되는 것을 특징으로 하는

극자외선 리소그래피 투사 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

상기 조명 장치는 체 11 항에 기재된 장치인 것을 특징으로 하는

극자외선 리소그래피 투사 장치.
기판의 적어도 하나의 레벨의 장치 외형을 포함하는 장치의 제조 방법에 있어서,

형성될 레벨에서 기판 외형과 일치하는 패턴화된 막을 기판에 형성하는 단계와,

형성되는 상기 장치 레벨의 구역으로부터 재료를 제거하거나 추가하는 단계로서, 상기 구역은 패턴화된 막의 패턴에 의해 윤곽이 형성되며, 상기 패턴화된 막은 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 극자외선 리소그래피 투사 장치에 의해 형성되는, 재료의 제거 또는 추가 단계 중 적어도 한 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는

장치 제조 방법.