KR20040065173A - 토포그래피 유도성 및 파형 가이드 효과를 감소시키는위상 시프트 마스크 및 평면 위상 시프트 마스크용임베디드 에칭 스톱 - Google Patents

토포그래피 유도성 및 파형 가이드 효과를 감소시키는위상 시프트 마스크 및 평면 위상 시프트 마스크용임베디드 에칭 스톱 Download PDF

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Abstract

감쇠 위상 시프트 마스크 및 교번 위상 시프트 마스크는 마스크상의 패턴의 인접한 피처들 사이에서 투과되는 방사선에 위상 시프트를 도입함으로써 장치의 해상도를 증가시킨다. 위상 시프트 마스크에는 에칭가능한 무기재료층이 제공된다. 상기 무기재료층은 유리층 또는 석영층, 및 에칭 정지층(etch stop layer)을 가지는 마스크 블랭크상에 형성된다. 상기 에칭 정지층이 에칭 처리에 의해 에칭되지 않는 재료로 형성되기 때문에, 상기 에칭 정지층은 상기 무기재료층에서 패턴의 에칭깊이를 균일하게 한다. 위상 시프트 마스크에는 수지 무기 폴리머층 대신에 감쇠재료층이 제공될 수 있다. 또한, 위상 시프트 마스크의 패턴의 피처들은, 광학적으로 투명재료이거나 반투명재료로, 또는 패턴의 피처들의 측벽에서 경계 효과를 감소시키는 굴절률과 유전률을 가지는 불투명재료로 충전될 수 있다. 집적회로, 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리, 액정표시패널 및 박막자기헤드에 사용하기 위한 디바이스는, 광학적으로 투명재료나 반투명재료로 또는 불투명재료로 충전된 패턴 및/또는 에칭 정지층을 가지는 위상 시프트 마스크를 사용하여 패터닝된 방사선의 투영빔으로 기판상의 방사선감응재를 노광시킴으로써 제조될 수 있다.

Description

토포그래피 유도성 및 파형 가이드 효과를 감소시키는 위상 시프트 마스크 및 평면 위상 시프트 마스크용 임베디드 에칭 스톱{EMBEDDED ETCH STOP FOR PHASE SHIFT MASKS AND PLANAR PHASE SHIFT MASKS TO REDUCE TOPOGRAPHY INDUCED AND WAVE GUIDE EFFECTS}
본 발명은, 리소그래피 투영장치용 위상 시프트 마스크, 위상 시프트 마스크의 제조방법, 및 본 발명에 따른 위상 시프트 마스크를 사용하여 제조된 디바이스에 관한 것이다.
"패터닝 디바이스"이라는 용어는 기판의 타겟부에 생성될 패턴에 대응하는, 패터닝된 단면을 입사하는 방사선 빔에 부여하는데 사용될 수 있는 디바이스를 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어가 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 생성되는 디바이스 내의 특정기능층에 대응할 것이다(이하 참조). 이러한 패터닝 디바이스의 예로는 마스크가 있다. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있고, 그것은 바이너리형(binary), 교번(alternating) 위상 시프트형 및 감쇠(attenuated) 위상 시프트형과 같은 마스크 형태뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 형태를 포함한다. 방사선 빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 상기 마스크의 패턴에 따라 상기 마스크에 부딪치는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 지지 구조체는 일반적으로 마스크 테이블일 것이고, 상기 마스크 테이블은 입사하는 방사선 빔내의 원하는 위치에 마스크가 유지될 수 있고, 필요한 경우에는 상기 마스크가 상기 빔에 대해 이동될 수 있도록 한다.
패터닝 디바이스의 또다른 예로는 프로그램가능한 미러 어레이가 있다. 이러한 어레이의 일례로, 점탄성 제어층(viscoelastic control layer) 및 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 반사된 빔으로부터 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 미러 어레이의 대안적인 실시예는 작은 미러의 매트릭스 배치를 사용하는 것인데, 상기 각각의 작은 미러는 적당하게 국부화된 전기장을 가하거나, 또는 압전 작동 수단(piezoelectric actuation means)을 사용함으로써 축에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 미러는 매트릭스-어드레서블이고, 이러한 어드레스된 미러는 입사하는 방사선 빔을 어드레스되지 않은 미러에 대해 상이한 방향으로 반사할 것이다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 매트릭스-어드레서블 미러의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자적 수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상술된 두가지 상황 모두에서, 패터닝 디바이스는 하나 이상의 프로그램가능한 미러 어레이로 이루어질 수 있다. 여기에 언급된 이러한 미러 어레이에 관한 보다 상세한 정보는 예를 들어, 미국특허 US 제5,296,891호 및 US 제5,523,193호, 그리고 PCT 출원 WO 제98/38597호 및 WO 제98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그램가능한 미러 어레이의 경우, 상기 지지 구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정될 수 있거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.
패터닝 디바이스의 또다른 예로는 프로그램가능한 LCD 어레이가 있다. 이러한 구조의 일례는 미국특허 제5,229,872호에 개시되어 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 경우에서의 지지 구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정될 수 있거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 특히 그 자체가 마스크 및 마스크 테이블을 포함하는 예시로 지칭될 수 있다. 그러나, 이러한 예시에 논의된 일반적인 원리는 상술된 바와 같이 패터닝 디바이스의 보다 광범위한 개념으로 이해되어야 한다.
리소그래피 투영장치는 예를 들어, 집적회로(ICs)의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 패터닝 디바이스는 IC의 개별층에 대응하는 회로패턴을 생성할 수 있고, 이 패턴은 방사선감응재(레지스트)층으로 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 하나 이상의 다이로 구성)상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 투영시스템에 의해 한번에 하나씩 연속적으로 조사되는 인접한 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함할 것이다. 마스크 테이블 상의 마스크에 의해 패터닝되는 현행 장치는, 두가지 상이한 형태의 장치로 구분될 수 있다. 일 형태의 리소그래피 투영장치에서, 타겟부상에 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사된다. 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라 칭한다. 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라 불리는 대안적인 장치에서, 투영빔하에서 주어진 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하면서, 상기 방향과 평행하게 또는 반평행하게 기판 테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템이 배율인자(Ｍ)(일반적으로<1)를 가지므로, 기판 테이블이 스캐닝되는 속도(Ｖ)는 마스크 테이블이 스캐닝되는 속도의 인자(Ｍ)배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피 장치에 관련된 추가 정보는 예를 들어, US 제6,046,792호로부터 얻을 수 있다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 종래의 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 적어도 부분적으로 방사선감응재(레지스트)층으로 도포된 기판상에 묘화된다. 이러한 묘화(imaging)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅, 소프트 베이크와 같은 다양한 절차를 거칠 수 있다. 노광 후에, 기판은 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처(imaged feature)의 측정/검사와 같은 기타 절차를 거칠 수 있다. 이러한 일련의 절차는, 예를 들어 IC와 같은 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음, 이러한 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은 개별층을 마무리하기 위한 다양한 공정을 거친다. 여러 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체 공정 또는 그 변형 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 다양한 적재층들의 오버레이(병치(juxtaposition))가 가능한한 정확하게 되도록 하는 것은 중요하다. 이러한 목적으로, 웨이퍼상의 하나 이상의 위치에 작은 기준마크가 제공되어, 웨이퍼상에 좌표 시스템의 원점을 정의한다. 기판홀더 위치결정장치(이하에서 "정렬 시스템"으로 언급됨)와 결합되는 광학 및 전자적 디바이스를 사용함으로써, 그 후에 이 마크는 존재하는 층상에 새로운 층이 병치되어야할 때마다 재배치될 수 있고, 정렬기준으로서 사용될 수 있다. 종국에는, 디바이스의 배열이 기판(웨이퍼)상에 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스가 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의해 서로 분리된 후에, 각각의 디바이스는 캐리어에 탑재되고, 핀에 접속될 수 있다. 이러한 공정에 관한 추가 정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication : A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill 출판사,1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.
설명을 간단히 하기 위해, 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 수 있다. 하지만, 이 용어는 예를 들어, 굴절 광학기, 반사 광학기 및 카타디옵트릭 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어를 하기 위한 설계유형 중의 어느 하나에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이러한 구성요소들도 아래에서 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급될 수 있다. 또한, 상기 리소그래피 장치는 두개 이상의 기판 테이블 (및/또는 두개 이상의 마스크 테이블)을 구비하는 형태가 될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서, 추가적인 테이블들이 병행하여 사용될 수 있거나, 하나 이상의 다른 테이블들이 노광을 위하여 사용되고 있는 동안에 하나 이상의 테이블에서 준비단계가 수행될 수 있다. 듀얼 스테이지 리소그래피 장치는 예를 들어, US 제5,969,441호 및 WO 제98/40791호에 개시되어 있다.
교번 위상 시프트 마스크는 광학 리소그래피 시스템의 해상도(resolution)를 증가시키는데 사용된다. 교번 위상 시프트 마스크는 마스크상의 인접한 피처들 사이에 투과되는 광선에 180°위상 시프트를 도입함으로써 해상도를 증가시킨다.
도 2는 종래의 구성에 따른 교번 위상 시프트 마스크(100)의 개략적인 도면이다. 상기 마스크(100)는 유리층 또는 석영층(110) 및 불투명재료층(즉 하드 마스크)(120)을 포함한다. 하드 마스크(120)는 예를 들어, 크롬으로 형성될 수 있다. 유리층 또는 석영층(110)은 패턴의 피처들(130)을 형성하기 위해 에칭되는 부분들을 포함한다. 하드 마스크(120) 사이의 유리층 또는 석영층(110)의 영역(140)은 소스 방사선(200)에 대한 증가된 경로길이를 형성하고, 인접한 피처들(130)을 형성하는 에칭된 부분들을 통과하는 소스 방사선(200)에 대해 인접한 피처들 사이의 상기 영역(140)을 통과하는 소스 방사선(200) 위상을 180°만큼 시프트시킨다. 180°위상 시프트를 일으키기 위해, 상기 피처들(130)은 0.5λ/(n-1)과 동일한 깊이(D)까지 에칭되고, 여기서 λ는 소스 방사선(200)의 파장이고, n은 유리층 또는 석영층(110)의 굴절률이다.
유리층 또는 석영층(110)의 에칭속도 및 시간을 깊이(D)까지 제어하는 것은 어렵다. 유리층 또는 석영층(110)의 재료에서의 변화는 마스크(100)의 표면에 걸쳐 깊이(D)에서의 변화를 유발시키고, 에칭 속도 및 시간에 관한 제어는 깊이(D)가 정확히 생성되도록 정확히 제어되어야 한다. 마스크(100) 전체에 걸친 깊이(D)에서의 변화는, 인접한 피처들 사이의 위상 시프트가 예를 들어, 175°또는 185°가 되도록 인접한 피처들 사이의 위상 시프트에서의 변화를 유발시킨다. 마스크(100)의 인접한 피처들 사이의 위상 시프트에서의 변화는 마스크(100)의 임계치수(critical dimension) 균일성 및 해상도를 감소시킨다.
도 3은 종래의 구성의 또다른 교번 위상 시프트 마스크(150)의 개략적인 도면이다. 상기 마스크(150)는 석영층 또는 유리층(160)을 포함한다. 상기 마스크(150)는 패턴의 피처들(131, 132)을 형성하는 에칭된 부분들을 포함한다. 피처(132)는 피처(131) 보다 작은 임계치수(CD)를 가진다. 또한, 상기 마스크(150)는 에칭된 부분들(131, 132) 사이에 하드 마스크(120) 및 영역(145)을 가지고, 상기피처(131, 132)를 통과하는 소스 방사선(200)에 대해 상기 영역을 관통하는 소스 방사선(200)의 위상을 180°만큼 시프트시킨다.
상이한 크기의 피처들이 상이한 속도로 에칭되기 때문에, 에칭 속도 및 시간을 정확하게 제어하는 어려움은 또한 보다 큰 패턴 피처들에 인접한 미세한 또는 작은 패턴 피처들을 형성하는 것을 어렵게 한다. 보다 큰 에칭속도 및 보다 적은 에칭 시간을 필요로 하는 작은 피처들은 보다 낮은 에칭속도 및 보다 긴 에칭시간을 필요로하는 큰 피처들에 앞서 원하는 깊이까지 에칭된다.
또한, 미세한 또는 작은 패턴 피처들(즉, 작은 CD를 가지는 피처들)은 소스 방사선(200)에 대해 터널 또는 파이버로서 작용하려는 경향이 있다. 소스 방사선(200)이 피처(132)의 측벽(133)에서 반사되므로, 석영층 또는 유리층(160)과 공기 사이의 경계 효과는 상기 소스 방사선(200)의 위상 시프트를 감소시키고, 마스크(150)의 해상도를 감소시킨다. 이 경계 효과는 고도의 NA 시스템, 특히 침지 리소그래피에서 사용되는 이들 시스템에서 보다 현저해진다.
위상 시프팅의 이득은 피처 크기가 증가함에 따라 감소된다. 감쇠 위상 시프트 마스크를 사용하여, 보다 큰 피처들에 대한 해상도의 개선이 달성될 수 있다. 해상도는 예를 들어, 90°의 위상 시프트로 개선될 수 있다. 비록 그것들이 교번 위상 시프트 마스크보다 낮은 해상도 및 처리 관용도를 제공하지만, 감쇠 위상 시프트 마스크는 교번 위상 시프트 마스크보다 설계 및 제조가 보다 간단하다.
본 발명의 목적은, 포토리소그래피 투영장치의 개선된 해상도를 제공하는 교번 및 감쇠 위상 시프트 마스크를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 토포그래피 유도성 및/또는 파형 가이드 효과를 감소시키는 위상 시프트 마스크를 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은, 마스크상에 형성되는 패턴의 에칭속도 및 시간에서의 보다 큰 에러의 마진을 허용하는 한편, 마스크에 걸쳐 개선된 위상 시프트 제어를 제공하는 교번 및 감쇠 위상 시프트 마스크의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은, 본 발명에 따른 위상 시프트 마스크를 사용하여 방사선의 투영빔이 부여되는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는, 집적회로, 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리, 액정표시패널 및 박막자기헤드에서 사용되는 디바이스를 제공하는 것이다.
도 1은 포토리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 종래의 구성의 교번 위상 시프트 마스크의 개략적인 도면,
도 3은 종래의 구성의 또다른 교번 위상 시프트 마스크의 개략적인 도면,
도 4는 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 교번 위상 시프트 마스크의 개략적인 도면,
도 5는 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 교번 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법의 개략적인 도면,
도 6 내지 도 9는 본 발명의 방법에 따라 제조시의 본 발명에 따른 교번 위상 시프트 마스크의 개략적인 도면,
도 10은 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법의 개략적인 도면,
도 11은 본 발명에 따른 감쇠 위상 시프트 마스크의 개략적인 도면,
도 12는 본 발명의 또다른 대표적인 실시예에 따른 위상 시프트 마스크의 개략적인 도면,
도 13은 본 발명의 또다른 대표적인 실시예에 따른 위상 시프트 마스크의 개략적인 도면,
도 14는 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법의 개략적인 도면,
도 15는 본 발명의 또다른 대표적인 실시예에 따른 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법의 개략적인 도면,
도 16은 충전재료를 적용한 이후 및 상기 충전재료의 에칭백 이전의, 도 12의 마스크의 개략적인 도면,
도 17은 충전재료의 적용한 이후 및 상기 충전재료의 에칭백 이전의, 도 13의 마스크의 개략적인 도면,
도 18은 집적회로, 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리, 액정표시패널 또는 박막자기헤드에서 사용하기 위한 디바이스 제조방법의 개략적인 도면,
도 19는 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 디바이스의 개략적인 도면이다.
이런 목적 및 기타 목적은, 리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스에 있어서, 유리층 또는 석영층; 수지 폴리머층; 및 상기 유리층 또는 석영층과 상기 수지 폴리머층 사이의 에칭 정지층을 포함하여 이루어지고, 상기 수지 폴리머층에 패턴이 형성되며, 상기 패턴에 대응하는 영역내의 상기 유리층 또는 석영층과 상기 수지 폴리머층 사이에 상기 에칭 정지층이 제공되지 않는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 패터닝 디바이스에 의해 달성된다.
본 발명의 또다른 형태에 따르면, 포토리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스의 제조방법에 있어서, 유리층 또는 석영층 및 에칭 정지층을 포함하는 블랭크를 제공하는 단계; 상기 에칭 정지층상에 수지 폴리머층을 형성하는 단계; 상기 수지 무기 폴리머층상에 불투명재료층을 형성하는 단계; 상기 불투명재료층상에 방사선감응재층을 도포하는 단계; 상기 방사선감응재층을 방사선의 패터닝된 투영빔에 노광시키는 단계; 상기 패턴에 대응하는 불투명재료층의 일부분을 제거하는 단계; 상기 수지 폴리머층내의 상기 패턴을 현상하는 단계; 및 상기 패턴에 대응하는 상기 에칭 정지층의 부분들을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또다른 형태에 따르면, 리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스에 있어서, 유리층 또는 석영층; 감쇠재료층; 및 상기 유리층 또는 석영층과 상기 수지 폴리머층 사이의 에칭 정지층을 포함하여 이루어지고, 상기 수지 폴리머층에 패턴이 형성되며, 상기 패턴에 대응하는 영역내의 상기 유리층 또는 석영층과 상기 수지 폴리머층 사이에 상기 에칭 정지층이 제공되지 않는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스, 또한 포토리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스의 제조방법에 있어서, 유리층 또는 석영층 및 에칭 정지층을 포함하는 블랭크를 제공하는 단계; 상기 에칭 정지층상에 감쇠재료층을 형성하는 단계; 상기 감쇠재료층상에 불투명재료층을 형성하는 단계; 상기 불투명재료층상에 방사선감응재층을 도포하는 단계; 상기 방사선감응재층을 방사선의 패터닝된 투영빔에 노광시키는 단계; 상기 패턴에 대응하는 불투명재료층의 일부분을 제거하는 단계; 상기 감쇠재료층내의 상기 패턴을 현상하는 단계; 및 상기 패턴에 대응하는 상기 에칭 정지층의 부분들을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또다른 형태에 따르면, 리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한패터닝 디바이스에 있어서, 형성되는 패턴을 그안에 가지는 유리층 또는 석영층을 포함하여 이루어지고, 상기 패턴은 광학적으로 투명재료, 광학적으로 반투명재료, 및 상기 유리층 또는 석영층과 상이한 굴절률 및 유전률을 가지는 불투명재료 중 하나로 충전되는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스, 또한 포토리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스의 제조방법에 있어서, 유리 또는 석영 블랭크를 제공하는 단계; 상기 블랭크상에 방사선감응재층을 도포하는 단계; 상기 방사선감응재층을 방사선의 패터닝된 투영빔에 노광시키는 단계; 상기 블랭크내의 상기 패턴을 현상하는 단계; 광학적으로 투명재료, 광학적으로 반투명재료, 및 상기 유리 또는 석영 블랭크와 상이한 굴절률 및 유전률을 가지는 불투명재료 중 하나로 상기 현상된 패턴을 충전하는 단계; 및 상기 패턴이 형성되지 않은 상기 블랭크의 부분들로부터 상기 재료를 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또다른 형태에 따르면, 집적회로, 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용 패턴들, 액정표시패널, 및 박막자기헤드에서 사용하기 위한 디바이스에 있어서, 방사선감응재층에 의해 적어도 부분적으로 도포된 기판을 제공하는 단계; 방사선의 투영빔을 제공하는 단계; 본 발명에 따른 패터닝 디바이스를 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계; 및 상기 방사선감응재층의 타겟부상으로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 단계를 포함하여 이루어지는 방법에 의해 제조된 디바이스가 제공된다.
비록 본 명세서에서는 본 발명에 따른 장치를 사용함에 있어 IC의 제조에 대해서만 특정하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다수의 여타 가능한 응용례를 가지고 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용 유도 및 검출 패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 사용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 응용례에서, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체되어 있음을 이해할 것이다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어 365, 248, 193, 157 또는 126㎚의 파장을 가지는) 자외선 방사선 및 EUV(예를 들어, 5 ~ 20nm 범위의 파장을 가지는 극자외선 방사선)뿐만 아니라 이온빔이나 전자빔 등의 입자빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄하는 것으로 사용된다. 또한, "위상 시프트 마스크"라는 용어는 90°및/또는 180°를 포함하는 원하는 또는 제어된 위상 시프트를 가지는 어떠한 마스크를 언급하고 있으나, 그것에 국한되지는 않다는 것이 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치(1)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는, 방사선(예를 들어, 248㎚, 193㎚ 또는 157㎚의 파장에서 동작하는 엑시머 레이저에 의해, 또는 13.6㎚에서 동작하는 레이저-방사 플라즈마원에 의해 생성된 UV 또는 EUV 방사선) 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)을 포함한다. 이 실시예에서, 상기 방사선시스템은 방사원(LA)도 포함한다. 상기 장치는 또한, 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 유지하는 마스크 홀더가 제공되고, 투영시스템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치결정장치(PM)에연결된 제1대물테이블(마스크 테이블)(MT); 기판(W)(예를 들어, 레지스트-코팅된 실리콘 웨이퍼)을 유지하는 기판 홀더가 제공되고, 투영시스템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치결정장치(PW)에 연결된 제2대물테이블(기판 테이블)(WT); 및 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이로 구성)상에 마스크(MA)의 조사부를 묘화하도록 구성 및 배치된 투영시스템 또는 렌즈(PL)(예를 들어, 석영 및/또는 CaF2렌즈 시스템 또는 굴절형 또는 카타디옵트릭 시스템, 미러 그룹 또는 필드 디플렉터의 어레이)를 포함한다. 투영시스템(PL)은 기준 프레임(RF)상에 지지된다. 도시된 바와 같이, 상기 장치는 투과형이다(즉, 투과형 마스크를 구비한다). 그러나, 일반적으로, 그것은 예를 들어 반사형 마스크를 구비한 반사형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상술된 바와 같은 형태의 프로그램가능한 미러 어레이 등의 또다른 종류의 패터닝 디바이스를 사용할 수 있다.
방사원(LA)(예를 들어, UV 엑시머 레이저, 스토리지링이나 싱크로트론 내의 전자빔 경로 주위에 제공된 언듈레이터나 위글러, 레이저-생성 플라즈마원, 방전원 또는 전자나 이온빔 소스)은 방사선 빔(PB)을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 또는 예를 들어, 빔 익스팬더(beam expander)(Ex)와 같은 컨디셔너를 가로지른 후 조명시스템(일루미네이터)(IL)으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외측 및/또는 내측 반경 크기(통상, 각각 외측-σ 및 내측-σ라고 함)를 설정하는 조정장치(AM)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 일루미네이터는 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 기타 구성요소를 포함할 것이다. 이러한방식으로, 마스크(MA)상에 부딪치는 상기 빔(PB)은 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.
(예를 들어, 흔히 방사원(LA)이 수은램프인 경우처럼) 상기 방사원(LA)이 리소그래피 투영장치의 하우징내에 놓일 수 있지만, 도 1과 관련하여 상기 방사원이 리소그래피 투영장치와 멀리 떨어져서 상기 방사원이 생성한 방사선 빔이 (예를 들어, 적절한 지향 미러에 의해) 상기 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 엑시머 레이저인 경우이다. 본 발명은 이들 시나리오 모두를 포괄한다. 특히, 본 발명과 청구항은, 상기 방사선시스템(Ex, IL)이 170㎚ 정도 미만의 파장(예를 들어, 157㎚, 126㎚, 13.6㎚와 같은 파장)을 가지는 방사선의 투영빔을 공급하기에 적합한 실시예들을 포괄한다.
이어서, 상기 빔(PB)은 마스크 테이블(MT)상에 유지되는 마스크(MA)를 거친다. 상기 마스크(MA)에 의해 선택적으로 반사된 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔(PB)을 포커싱한다. 제2위치결정장치(PW)(및 간섭계(IF))에 의해, 기판 테이블(WT)은 예를 들어, 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)가 위치되도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치결정장치(PM)는 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후 또는 스캐닝하는 동안 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(MT, WT)의 이동은 장행정 모듈(long-stroke module)(대략 위치결정) 및 단행정 모듈(short-stroke module)(미세 위치결정)에 의해 행해질 것이다. 그러나, (스텝-앤드-스캔 장치와는대조적으로) 웨이퍼 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단행정 액추에이터에만 연결될 수 있거나, 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다.
웨이퍼 처리장치(2)(트랙 시스템으로도 언급됨)는 리소그래피 투영장치(1)에 효과적으로 연결될 수 있다. 상기 웨이퍼 처리장치(2)는 카세트로부터 상기 트랙 시스템으로 웨이퍼를 이송하도록 구성 및 배치된 인터페이스 섹션, 및 레지스트 코팅 스핀 모듈, 베이크 모듈, 칠(chill) 모듈과 레지스트 현상 스핀 모듈을 포함하는 처리 섹션, 및 상기 웨이퍼 처리장치(2)에서 리소그래피 투영장치(1)로 웨이퍼를 이송하도록 구성 및 배치된 제2 인터페이스 섹션을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼는 상기 섹션들 사이에서 이송되고, 웨이퍼 이송기구에 의해 처리 모듈들로 전달되고, 상기 처리 모듈들에 의해 처리되며, 상기 처리 모듈들로부터 제거되고, 상기 처리 모듈들 사이에서 이송된다.
도시된 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되고, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)상으로 투영된다. 그런 다음, 기판 테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 시프트되어, 상이한 타겟부(C)가 빔(PB)에 의해 조사될 수 있다;
2. 스캔 모드에서, 소정의 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는, 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 대신에, 마스크 테이블(MT)이 ν의 속도로 소정 방향(소위 "스캐닝 방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지 전체를 스캐닝하게 되고, 이와 함께 기판 테이블(WT)이 V=Mv의 속도로 동일한 방향 또는 반대 방향으로 동시에 이동되며, 여기서 M은 렌즈(PL)의 배율(통상, M=1/4 또는 M=1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교번 위상 시프트 마스크(300)는 유리층 또는 석영층(310), 에칭 정지층(380), 수지 폴리머층(330) 및 불투명재료층(즉, 하드 마스크)(320)을 포함한다. 에칭된 부분들은 패턴의 피처들(331, 332)을 형성한다. 상기 에칭 정지층(380)은, 상기 마스크(300)를 생성하기 위해 선택된 에칭의 형태에 의해 제거되지 않는 재료로 형성된다. 예를 들어, 수지 폴리머층(330)이 플라즈마 툴에 의한 것과 같이 건식 에칭된다면, 상기 에칭 정지층(380)은 플라즈마툴에 의해 제거되지 않는 재료로 만들어진다. 또다른 예로서, 수지 폴리머층(330)이 산에 의한 것과 같이 습식 에칭된다면, 상기 에칭 정지층(380)은 산에 의해 제거되지 않는 재료로 만들어진다. 상기 에칭 정지층(380)은 예를 들어, 크롬이나 CrN, CrC, CrO, Ta, TaN, TaNO, TaO, W(및 그것의 산화물), 및 Mg(및 그것의 산화물)과 같은 기타 재료로 형성될 수 있다. 무기재료층(330)은 예를 들어, 수지 폴리머인 하이드로젠 실세스퀴옥산(hydrogen silsesquioxane)(HSQ)과 같은 투명하고, 쉽게 분해가능하며, 건식 에칭할 수 있는 재료로 형성된다. 상기 층(330)은 예를 들어, 저급의 용융된 석영, 공업등급의 용융된 실리카 또는 "도핑" 등급의 용융된 실리카와 같은 기타 재료들로 형성될 수 있다. 하드 마스크(320)는 예를 들어, 크롬과 같은 금속층이거나, 또는 또다른 재료의 필름이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 교번 위상 시프트 마스크의 제조방법은, 에칭 정지층을 가지는 마스크 블랭크를 제공하는 단계(S110), 상기 마스크 블랭크상에 수지 폴리머층을 형성하는 단계(S120), 상기 수지 폴리머층상에 하드 마스크를 형성하는 단계(S130), 상기 하드 마스크 전체에 레지스트를 도포하는 단계(S140), 상기 레지스트를 노광하는 단계(S150), 상기 하드 마스크를 제거하는 단계(S160), 상기 수지 폴리머층내의 패턴을 현상하는 단계(S170) 및 상기 에칭 정지층을 제거하는 단계(S180)를 포함한다.
도 6을 참조하면, 마스크 블랭크(305)는 유리층 또는 석영층(310) 및 에칭 정지층(380)을 포함한다. 수지 폴리머층(330)은 예를 들어, 스핀 코팅에 의해 상기 마스크 블랭크(305)상에 형성된다. 하드 마스크(320)는 예를 들어, 스퍼터링에 의해 무기재료층(330)상에 형성된다. 레지스트(340)는 예를 들어, 스핀 코팅에 의해 상기 하드 마스크(320) 전체에 도포된다. 상기 레지스트(340)는 패터닝된 방사원(210)으로 노광된다.
도 7을 참조하면, 상기 패터닝된 방사원(210)에 노광된 상기 레지스트(340) 및 상기 노광된 레지스트 아래의 하드 마스크(320)가 제거된다. 상기 노광된 레지스트는 예를 들어, 노광된 레지스트를 용해할 수 있는 용제를 마스크에 걸쳐 도포함으로써 제거될 수 있다. 상기 하드 마스크(320)는 예를 들어, 하드 마스크(320)의 재료에 따라 습식 에칭 또는 건식 에칭과 같은 적절한 에칭 처리에 의해 제거될 수 있다.
도 8을 참조하면, 습식 에칭 또는 건식 에칭에 의해 무기재료층(330)내에 패턴이 현상된다. 에칭 정지층(380)이 에칭 처리에 의해 제거되지 않는 재료로 형성됨에 따라 에칭 속도 및 시간의 정확한 제어는 종래의 기술에 따른 교번 위상 시프트 마스크를 제조하는데 사용되는 처리에서와 같이 크게 중요하지는 않다. 상기 마스크(300)는 남아있는 레지스트(340)를 제거하기 위해 클리닝될 수 있다.
무기재료층(330)내의 패턴이 현상되는 동안에 과도한 에칭이 발생된다면, 에칭 정지층(380)이 에칭 처리에 의해 제거되지 않을 것이기 때문에, 패턴의 피처들은 유리층 또는 석영층(310)내로 에칭되지 않을 것이어서, 유리층 또는 석영층(310)이 에칭되는 것을 방지한다.
도 9를 참조하면, 상기 에칭 정지층(380)은 또한 보다 큰 피처들(330)에 인접한 보다 작은 피처들(334)의 에칭을 허용한다. 작은 피처들(즉, 작은 임계 치수를 가지는 피처들)은 보다 높은 에칭속도 및 보다 짧은 에칭시간을 필요로 한다. 큰 피처들(즉, 큰 임계 치수를 가지는 피처들)은 보다 짧은 에칭속도 및 보다 긴 에칭시간을 필요로한다. 인접한 보다 큰 피처(333)가 에칭 정지층(380)으로 완전히 에칭되기 전에 작은 피처(334)가 에칭 정지층(380)으로 완전히 에칭된다하더라도, 에칭 정지층(380)이 에칭되지 않을 것이기 때문에, 큰 피처(333)의 에칭이 완료되는 동안에 에칭제에 대해 완전히 에칭된 작은 피처(334)의 지속적인 노광은 작은 피처(334) 아래의 유리층 또는 석영층(310)이 에칭되도록 하지 않을 것이다. 피처들(333, 334)의 에칭완료에 따라, 패턴의 피처들(333, 334)에 대응하는 에칭 정지층(380)의 부분들은 마스크의 제조를 완료하기 위해 제거된다.
비록 상기 마스크가 교번 위상 시프트 마스크로서 기술되었지만, 마스크 블랭크상에 감쇠재료층을 배치함으로써 본 발명의 또다른 대표적인 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 마스크가 생성될 수 있음은 자명하다. 도 10을 참조하면, 감쇠 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법은, 에칭 정지층을 가지는 마스크 블랭크를 제공하는 단계(S210), 상기 마스크 블랭크상에 감쇠재료층을 형성하는 단계(S220), 상기 감쇠재료층상에 하드 마스크를 형성하는 단계(S230), 상기 하드 마스크 전체에 레지스트를 도포하는 단계(S240), 상기 레지스트를 노광하는 단계(S250), 상기 하드 마스크를 제거하는 단계(S260), 상기 감쇠재료층내의 패턴을 현상하는 단계(S270), 및 상기 에칭 정지층을 제거하는 단계(S280)를 포함하여 이루어진다.
상기 감쇠재료층은 예를 들어, 몰리브덴 및 실리콘으로 형성될 수 있다. 몰리브덴 및 실리콘은 예를 들어, 스퍼터링에 의해 상기 하드 마스크 상에 형성될 수 있다. 상기 감쇠 위상 시프트 마스크를 형성하기에 적절한 어떤 재료도 사용될 수 있고, 마스크 블랭크에 대해 감쇠층을 적용하기 위해 감쇠재료를 적용하기에 적절한 어떠한 방법도 사용될 수 있음은 자명하다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 감쇠 위상 시프트 마스크(400)는, 유리층 또는 석영층(410), 에칭 정지층(480), 감쇠재료층(430) 및 하드 마스크(420)를 포함한다. 감쇠재료층(430)은 마스크 블랭크(405)상에 형성된다. 피처들(431 및 432)은 상기 감쇠재료층(430)내로 에칭된다. 상기 피처들(431 및 432)내의 에칭 정지층(480)의 부분들은 피처들(431 및 432)이 에칭된 후에 제거된다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또다른 대표적인 실시예에 따른 교번 위상 시프트 마스크(500)는, 유리층 또는 석영층(510), 예를 들어 크롬으로 형성된 하드 마스크(520), 상기 마스크(500)내로 에칭된 패턴의 피처들(531, 532)을 포함한다. 피처(532)는 피처(531)보다 작은 임계치수를 가진다. 상기 마스크(500)의 피처들(531, 532)은 충전재료(fill material)(550)로 충전된다. 상기 충전재료(550)는 어떠한 광학적으로 투명재료이거나 감쇠재료, 또는 불투명재료일 수 있다.
도 3을 참조하면, 종래의 구성의 마스크(150)에서, 소스 방사선(200)이 마스크(150)을 통과함에 따라, 그것은 보다 작은 피처(132)의 측벽(133)상에 부딪친다. 방사선이 피처(132)를 통과함에 따라, 방사선의 일부분은 브루스터의 각도보다 크거나 작을 수 있는 다양한 각도에서 상기 측벽(133)에 강한 충격을 준다. 상기 측벽(133)에서의 소스 방사선(200)의 반사는, 상기 마스크(150)의 해상도를 감소시키는 전파 불규칙성 및 마스크(150)의 위상 시프팅 특성의 제어손실을 야기시킨다.
도 12를 참조하면, 충전재료(550)는, 유리층 또는 석영층(510)의 굴절률(n510) 및 유전률(k510)과 상이한 굴절률(n550) 및 유전률(k550)을 가지도록 선택된다. 원하는 위상 시프트가 일어나도록 각각의 피처(531, 532)가 에칭되는 깊이(D)는, 유리층 또는 석영층(510)과 충전재료(550)의 굴절률들 사이의 차이값(△n=n510-n550) 및 유리층 또는 석영층(510)과 충전재료(550)의 유전률에서의 차이값(△k=k510-k550)에 반비례하여 선형으로 관련된다. 차이값들(△n, △k)이 증가함에 따라, 원하는 위상 시프트가 일어나도록 상기 피처들(531, 532)이 에칭되어야 하는깊이(D)는 감소된다. 역으로, 차이값(△n, △k)이 감소함에 따라, 원하는 위상 시프트가 일어나도록 피처들(531, 532)이 에칭되어야 하는 깊이(D)는 증가한다. 상술된 바와 같이, 교번 위상 시프트 마스크에 대해 180°정도의 위상 시프트값이 요구되고, 감쇠 위상 시프트 마스크에 대해 180°미만의 위상 시프트값이 요구된다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또다른 대표적인 실시예에 따른 위상 시프트 마스크(600)는, 유리층 또는 석영층(610), 복수의 피처들(631, 632) 및 상기 피처들(631, 632)내의 충전재료(650)를 포함한다.
상술된 바와 같이, 상기 충전재료는, 마스크의 유리층 또는 석영층의 굴절률 및 유전률과 상이한 굴절률 및 유전률을 가지는 어떤 재료일 수 있다. 충전재료는 예를 들어, 포토레지스트, 유리, 석영 또는 HSQ일 수 있다. 충전재료는 기타 광학특성을 가지는 재료일 수도 있다. 예를 들어, 충전재료는 방사선을 편광시키는 재료일 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 위상 시프트 마스크를 제조하는 대표적인 방법은, 마스크 블랭크를 제공하는 단계(S310), 상기 마스크 블랭크에 레지스트를 도포하는 단계(S320), 패터닝된 방사선의 소스로 상기 레지스트를 노광하는 단계(S330), 상기 마스크 블랭크내의 패턴을 현상하는 단계(S340), 충전재료를 적용하여 상기 마스크 블랭크의 상기 패턴의 피처들을 충전하는 단계(S350) 및 상기 충전재료를 에칭백하는 단계(S360)를 포함하여 이루어진다.
충전재료는 종래의 처리에 의해 마스크 블랭크에 적용될 수 있다. 예를 들어, 충전재료는 마스크상에 스핀 코팅, 스퍼터링, 전기도금, 또는 증착될 수 있다.
도 14에 도시된 방법은, 하드 마스크를 포함하지 않는 도 13의 마스크를 제조하는데 사용될 수 있다. 하드 마스크(520)를 포함하는 도 12의 마스크를 제조하는 방법은 도 15에 개략적으로 도시되어 있다. 상기 방법은, 하드 마스크를 포함하는 마스크 블랭크를 제공하는 단계(S410), 상기 마스크 블랭크에 레지스트를 도포하는 단계(S420), 상기 레지스트를 패터닝된 방사선의 소스로 노광하는 단계(S430), 상기 노광된 레지스트 아래의 상기 하드 마스크를 제거하는 단계(S435), 상기 마스크 블랭크내의 패턴을 현상하는 단계(S440), 충전재료를 적용하여 상기 마스크 블랭크의 상기 패턴의 피처들을 충전하는 단계(S450) 및 상기 충전재료를 에칭백하는 단계(S460)를 포함하여 이루어진다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 패턴의 피처들을 완전하게 충전하고 피처들 위로 확장하기 위해 마스크로 상기 충전재료가 적용된다. 그런 다음, 상기 충전재료는 각각 도 12 및 도 13에 도시되어 있는 마스크들을 생성하기 위해 에칭백된다. 충전재료의 에칭백은 예를 들어, 화학 기계적 폴리싱(CMP)에 의해 행해질 수 있다. CMP는 또한 토포그래피, 즉 마스크의 해상도를 감소시킬 수 있는 마스크에서의 평탄성 에러를 감소시키는데 사용될 수 있다. 마스크(500)의 하드 마스크(520)는 폴리싱 동안에 CMP 스톱(stop)으로 작용한다.
도 18을 참조하면, 집적회로, 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리, 액정표시패널 또는 박막자기헤드에서 사용하기 위한 디바이스를 제조하는 방법은, 방사선감응재층에 의해 적어도 부분적으로 도포된 기판을 제공하는 단계(S510), 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계(S520), 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 마스크를 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계(S530), 상기 방사선감응재층의 타겟부상으로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 단계(S540)를 포함하여 이루어진다. 당업자에 의해, 도 18의 방법은 기능과 디바이스의 성능, 상기 기능을 실현하기 위한 패턴의 설계에 선행될 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 본 발명에 따른 마스크의 설계 및 설계가 또한 도 18에 도시된 방법에 선행될 수 있음이 자명해질 것이다. 또한, 기판이나 웨이퍼 생산 또는 처리가 도 18에 도시된 방법에 선행될 수 있음이 자명해질 것이다. 웨이퍼 처리는 예를 들어, 웨이퍼 표면을 산화하는 단계, 웨이퍼 표면상에 절연필름을 형성하는 단계, 진공증착 등에 의해서와 같이 웨이퍼상에 전극을 형성하는 단계, 웨이퍼내로 이온들을 주입하는 단계 및 감광제로 웨이퍼를 도핑하는 단계를 포함할 수 있다. 도 18에 도시된 방법의 다음에 올 수 있는 기타의 웨이퍼 처리단계는 레지스트를 현상하는 단계, 에칭 등에 의해 상기 현상된 레지스트를 제거하는 단계 및 에칭후에 불필요한 레지스트를 제거하는 단계를 포함한다. 또한, 예를 들어, 다이싱, 본딩, 패키징(칩 실링) 등을 포함하는 디바이스 조립 및 검사, 작동 및 내구성 체크 시험이 도 18에 도시된 방법들의 다음에 올 수 있다.
도 19를 참조하면, 본 발명에 따른 대표적인 방법에 의해 제조된 디바이스(900)는, 거기에 형성된 피처들(933)을 포함하는 패턴을 가지는 기판(910)을 포함한다. 상술된 바와 같이, 상기 디바이스(900)가 집적회로, 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리, 액정표시패널 및 박막자기헤드의 제조에서 형성될 수 있음은 자명하다. 또한, 상기 디바이스(900)가 상기 방법 및 그것의 변형을 반복함으로써형성될 수 있는 복수의 패터닝된 층을 포함할 수 있음은 자명하다.
지금까지 본 발명의 특정 실시예가 상술되었지만, 본 발명은 상술된 바와 다른 방법으로 실시될 수 있음은 자명하다. 상기 기술은 본 발명을 제한하려고 의도하지 않는다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 위상 시프트 마스크는 포토리소그래피 투영장치의 해상도를 개선시키고, 토포그래피 유도성 및/또는 파형 가이드 효과를 감소시킨다.
또한, 본 발명에 따른 위상 시프트 마스크는 마스크에 걸친 위상 시프트 제어를 개선시키고, 마스크상에 형성되는 패턴의 에칭속도 및 시간에서의 보다 큰 에러 마진을 허용한다.
또한, 본 발명에 따른 위상 시프트 마스크를 사용함으로써 방사선의 투영빔이 부여되는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는, 집적회로, 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리, 액정표시패널 및 박막자기헤드에서 사용되는 디바이스를 제공할 수 있다.

Claims (26)

  1. 리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스에 있어서,
    유리층 또는 석영층;
    수지 폴리머층; 및
    상기 유리층 또는 석영층과 상기 수지 폴리머층 사이의 에칭 정지층을 포함하여 이루어지고,
    상기 수지 폴리머층에 패턴이 형성되며, 상기 패턴에 대응하는 영역내의 상기 유리층 또는 석영층과 상기 수지 폴리머층 사이에 상기 에칭 정지층이 제공되지 않는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수지 폴리머층은 하이드로젠 실세스퀴옥산(hydrogen silsesquioxane)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에칭정지층은 크롬으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수지 폴리머층상의 불투명재료층을 더 포함하고, 상기 불투명재료층은상기 수지 폴리머층내의 패턴에 대응하여 패터닝되는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 불투명재료층은 크롬인 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  6. 포토리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스의 제조방법에 있어서,
    유리층 또는 석영층, 및 에칭 정지층을 포함하는 블랭크를 제공하는 단계;
    상기 에칭 정지층상에 수지 폴리머층을 형성하는 단계;
    상기 수지 폴리머층상에 불투명재료층을 형성하는 단계;
    상기 불투명재료층상에 방사선감응재층을 도포하는 단계;
    상기 방사선감응재층을 방사선의 패터닝된 투영빔으로 노광하는 단계;
    상기 패턴에 대응하는 불투명재료층의 일부분을 제거하는 단계;
    상기 수지 폴리머층내의 상기 패턴을 현상하는 단계; 및
    상기 패턴에 대응하는 상기 에칭 정지층의 부분들을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수지 폴리머층은 하이드로젠 실세스퀴옥산이고, 스핀 코팅에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 불투명재료층은 스퍼터링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 패턴은 습식 에칭에 의해 현상되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 패턴은 플라즈마 툴로 에칭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스에 있어서,
    유리층 또는 석영층;
    감쇠재료층; 및
    상기 유리층 또는 석영층과 상기 수지 무기 폴리머층 사이의 에칭 정지층을 포함하여 이루어지고,
    상기 감쇠재료층에 패턴이 형성되며, 상기 패턴에 대응하는 영역내의 상기 유리층 또는 석영층과 상기 감쇠재료층 사이에 상기 에칭 정지층이 제공되지 않는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 감쇠재료층은 몰리브덴 및 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 에칭정지층은 크롬으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 감쇠재료층상의 불투명재료층을 더 포함하고, 상기 불투명재료층은 상기 감쇠재료층내의 패턴에 대응하여 패터닝되는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 불투명재료층은 크롬인 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  16. 포토리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스의 제조방법에 있어서,
    유리층 또는 석영층, 및 에칭 정지층을 포함하는 블랭크를 제공하는 단계;
    상기 에칭 정지층상에 감쇠재료층을 형성하는 단계;
    상기 감쇠재료층상에 불투명재료층을 형성하는 단계;
    상기 불투명재료층상에 방사선감응재층을 도포하는 단계;
    상기 방사선감응재층을 방사선의 패터닝된 투영빔으로 노광하는 단계;
    상기 패턴에 대응하는 상기 불투명재료층의 일부분을 제거하는 단계;
    상기 감쇠재료층내의 상기 패턴을 현상하는 단계; 및
    상기 패턴에 대응하는 상기 에칭 정지층의 부분들을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 감쇠재료층은 스퍼터링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 불투명재료층은 스퍼터링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 패턴은 습식 에칭에 의해 현상되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 패턴은 플라즈마 툴로 에칭함으로써 현상되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스에 있어서,
    형성되는 패턴을 그안에 가지는 유리층 또는 석영층을 포함하여 이루어지고,
    상기 패턴은 광학적으로 투명재료, 광학적으로 반투명재료, 및 상기 유리층 또는 석영층과 상이한 굴절률 및 유전률을 가지는 불투명재료 중의 하나로 충전되는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 유리층 또는 석영층상의 불투명재료층을 더 포함하고, 상기 불투명재료층은 상기 유리층 또는 석영층내의 상기 패턴에 대응하는 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 패터닝 디바이스.
  23. 포토리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스의 제조방법에 있어서,
    유리 또는 석영 블랭크를 제공하는 단계;
    상기 블랭크상에 방사선감응재층을 도포하는 단계;
    상기 방사선감응재층을 방사선의 패터닝된 투영빔으로 노광하는 단계;
    상기 블랭크내의 상기 패턴을 현상하는 단계; 및
    광학적으로 투명재료, 광학적으로 반투명재료, 및 상기 유리 또는 석영 블랭크와 상이한 굴절률 및 유전률을 가지는 불투명재료 중의 하나로 상기 현상된 패턴을 충전하는 단계; 및
    상기 패턴이 형성되지 않은 상기 블랭크의 부분들로부터 상기 재료를 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 방사선감응재층을 도포하기 이전에, 상기 유리 또는 석영 블랭크에 불투명재료층을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 재료를 에칭하는 상기 단계는 화학적, 기계적 폴리싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 집적회로, 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용 패턴들, 액정표시패널, 및 박막자기헤드에서 사용하기 위한 디바이스에 있어서,
    방사선감응재층에 의해 적어도 부분적으로 도포된 기판을 제공하는 단계;
    방사선의 투영빔을 제공하는 단계;
    제1항, 제11항 및 제21항 중 어느 한 항에 따른 패터닝 디바이스를 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계; 및
    상기 방사선감응재층의 타겟부상으로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 단계를 포함하여 이루어지는 방법에 의해 제조된 디바이스.
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