KR20040066017A

KR20040066017A - 확산판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20040066017A
Application number: KR1020040002562A
Authority: KR
Inventors: 월터에이치. 아우구스틴; 리차드에이. 곤틴
Original assignee: 에이에스엠엘 홀딩 엔.브이.
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2004-07-23
Also published as: EP1439426A3; US7002747B2; TW200417814A; US7164534B2; DE602004009841T2; DE602004009841D1; EP1439426A2; TWI287693B; US20040136075A1; CN1519590A; JP2004221599A; US20050248743A1; CN1278142C; SG143070A1; EP1439426B1; SG107676A1; KR100586344B1; JP4131704B2

Abstract

극자외선(EUV) 파장에서 효과적인 전자기 방사 확산기가 기판 상에 제조된다. 확산기는 피크 및 벨리 프로파일을 갖는 무작위화된 구조를 포함하며, 그 위에 반사성이 높은 코팅이 증착된다. 반사성 코팅은 실질적으로 그 아래의 피크 및 벨리 프로파일의 형태를 취한다. 그 다음, 흡수성 격자가 반사성 코팅 상에 제조된다. 격자 공간은 그 아래의 무작위화된 구조의 프로파일로 인해, 전자기 방사를 확산적으로 반사시킬 것이다. 흡수성 격자는 전자기 방사를 흡수할 것이다. 따라서, 격자는 EUV 리소그래피 시스템과 같은 극단파 반사성 리소그래피 시스템에서의 파면 평가 및 다른 광학 진단에 사용될 수 있는 특수화된 Ronchi 룰링이 될 수 있다.

Description

확산판 및 그 제조 방법{DIFFUSER PLATE AND METHOD OF MAKING SAME}

본 발명은 일반적으로 극단파 포토리소그래피 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 극자외선(EUV) 리소그래피 시스템에서 전자기 방사를 확산적으로 (diffusively) 반사시키는 것에 관한 것이다.

리소그래피는 기판의 표면 상에 피쳐(feature)를 생성하는 데에 사용되는 프로세스이다. 리소그래피는 컴퓨터 칩을 제조하는 기술 분야에서 잘 알려져 있는 프로세스이다. 자주 사용되는 컴퓨터 칩용 기판은 실리콘 또는 GaAs와 같은 반도체 재료이다. 리소그래피 동안, 리소그래피 도구 내의 스테이지 상에 배치된 반도체 웨이퍼는 노광 시스템에 의해 웨이퍼의 표면 상으로 투영되는 이미지로 노광된다. 전형적으로, 노광 시스템은 회로 피쳐의 이미지를 웨이퍼 상에 투영하기 위한 레티클(또는 "마스크"로도 칭해짐)을 포함한다.

일반적으로, 레티클은 반도체 웨이퍼와 광원 사이에 배치된다. 레티클은 통상적으로 리소그래피 도구 내의 레티클 스테이지 상에 배치되며, 전형적으로 반도체 칩 상에 회로를 인쇄하기 위한 포토마스크로서 사용된다. 광원은 마스크를 통과한 다음, 이미지를 축소시키는 일련의 광학 렌즈를 통과하여 조명한다. 그리고나서, 이러한 작은 이미지는 반도체 웨이퍼 상에 투영된다. 프로세스는 사진 필름상에 이미지를 형성하기 위하여 광을 굴절시키는 카메라에 사용되는 것과 유사하다.

광은 리소그래피 프로세스에서 필수적인 역할을 한다. 예를 들어, 마이크로프로세서의 제조에서, 보다 강력한 마이크로프로세서를 생성하기 위한 하나의 열쇠는, 포토리소그래피 프로세스에서 사용되는 광의 파장을 감소시키는 것이다. 파장이 짧을수록 보다 더 작은 디바이스를 생성할 수 있다. 그리고, 그에 의해 디바이스가 더 작아지면, 보다 더 많은 트랜지스터 및 다른 회로 소자가 단일 실리콘 웨이퍼 상에 에칭될 수 있으며, 이는 보다 더 강력하고 고속인 디바이스를 제공한다.

그러나, 계속적인 파장의 감소는 칩 제조자들에게 많은 과제를 부여하고 있다. 예를 들어, 광의 파장이 짧을수록, 집광을 위한 유리 광학계에 흡수되는 광이 많아진다. 이러한 현상의 결과로서, 일부 광은 실리콘 웨이퍼에 도달하지 못하게 되어, 선명하지 않은 회로 패턴이 실리콘 웨이퍼 상에 생성되는 결과를 초래한다. 파장이 약 11-14 나노미터의 극자외선 영역에 도달함에 따라, 유리 재료의 흡광성이 더해진다. 이러한 영역의 포토리소그래피{극자외선 리소그래피(EUVL)로 칭해짐}에 대하여, 유리 렌즈는 미러로 대체되며, 광학 시스템은 굴절성이 아닌 반사성으로 된다.

EUV 조명 빔의 품질을 측정하는 문제는 EUVL 분야에서 해결하기 어려운 것이다. 광학 시스템 분석의 종래의 방법의 하나는 쉬어링 간섭법(shearing interferometry)의 사용이다. 굴절 광학 시스템에서 쉬어링 간섭법을 사용하는 것은 잘 알려져 있다. 그러나, EUVL에서 사용되는 것과 같은 반사 광학 시스템에 대해서는 다양한 문제점이 발생한다. 예를 들어, 파면 진단(wavefront diagnositics)과 같은 특정 응용 분야에서, 쉬어링 간섭법은 EUV 범위 내의 확산 광원을 필요로 한다. 종래의 굴절 광 확산기는 그러한 짧은 파장에서는 작동하지 않는다. 따라서, EUVL 시스템의 극단 파장에서도 효과적인 반사성 전자기 방사 확산기를 구성하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 확산기를 갖는 포토리소그래피 시스템의 한 부분을 나타낸 도면.

도 2는 예시적인 Ronchi 광학 격자를 나타낸 도면.

도 3a 및 도 3b는 바람직한 쉬어링 간섭 결과를 나타낸 도면.

도 4a 및 도 4b는 무작위화된 구조의 피크 및 벨리 프로파일의 실시예를 나타낸 도면.

도 5는 쉬어링 간섭을 위한 격자를 갖는 전자기 방사 확산판의 실시예를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 확산기를 제조하는 방법을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 포토리소그래피 시스템

105 : 소스

110 : 조명 광학계

115 : 소스 모듈

120 : 레티클 평면

130 : 투영 광학계

135 : 웨이퍼 평면

150 : 전자기 방사 확산기

본 발명은 EUVL에서와 같은 극단 파장에서 효과적인 반사성 전자기 방사 확산기에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예는 기판 상에 제조된 반사성 전자기 방사 확산기를 포함한다. 확산기는 개별 그리드 유닛의 3차원 프로파일을 갖는 구조를 포함하며, 그 위에 반사성이 높은 코팅이 형성된다. 반사성 코팅은 실질적으로 그 아래의 3차원 프로파일의 형태를 취한다. 그 다음, 흡수성 격자가 반사성 코팅 상에 제조된다. 격자 내의 공간은 그 아래의 개별 그리드 유닛의 3차원 프로파일로 인해, 입사하는 전자기 방사를 확산적으로 반사시킬 것이다. 흡수성 격자는 그에 입사하는 전자기 방사의 나머지 부분을 흡수할 것이다. 따라서, 격자는 EUV 리소그래피 시스템과 같은 반사성 리소그래피 시스템에서의 파면 평가 및 다른 광학 진단에 사용될 수 있는 특수화된 Ronchi 룰링이 된다.

전자기 방사 확산기를 제조하기 위한 방법이 개시된다. 개별 그리드 유닛의 3차원 프로파일이 형성된 기판이 제공된다. 그 다음, 3차원 프로파일 상에 반사성코팅이 형성되며, 이 때 반사성 코팅은 자신이 놓여지는 프로파일에 실질적으로 컨포멀하다. 반사성 코팅 상에 흡수성 격자가 형성된다. 이러한 흡수성 격자는 입사 파면에 대해 Ronchi 테스트와 같은 광학 진단이 행해질 수 있게 한다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명에 개시되며, 부분적으로는 상세한 설명으로부터 명백하고 알 수도 있고, 본 발명의 실시에 의해 학습될 수도 있다. 본 발명의 이점은 첨부된 도면은 물론 이하의 상세한 설명 및 특허청구범위에 언급된 구조에 의해 실행되고 달성될 수 있을 것이다.

상기의 개략적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 예시적이고 설명적인 것이며, 특허청구범위에 기재된 것과 같은 본 발명을 보다 더 잘 설명하기 위한 것임을 알아야 한다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 첨부 도면들은 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하고, 본 발명의 실시예를 예시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 동일한 번호는 동일한 구성요소를 참조하며, 첫자리수는 해당 구성요소가 최초로 나타나는 도면을 의미한다.

이하에서는, 첨부 도면에 예시되어 있는 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명할 것이다.

도 1은 대표적인 포토리소그래피 시스템(100)의 일부분을 나타내고 있다. 시스템(100)은 시스템 테스트 구성으로 도시된다. 소스(105)는 조명 광학계(110)에 전자기 방사를 제공한다. 예시적인 EUV 실시예에서, 매우 짧은 EUV 파장으로 인해, 조명 광학계는 반사성이다. 조명 광학계(110)는 레티클 평면(120)에 위치된레티클 스테이지(도시되지 않음) 상에 전자기 방사의 초점을 맞춘다. 통상적으로, 레티클 스테이지(도시되지 않음)는 리소그래피 동안 레티클을 보유한다. 레티클 평면(120)에 실장된 레티클을 대신하여, 소스 모듈(115)이 실장된다. 이것은 초기 시스템 셋업을 위해 바람직하다. 또한, 테스트 구성은, 열 부하(heat loads)로 인한 열 왜곡 또는 원소 이동으로 인해 리소그래피 동안 시스템 능력이 저하되는지 여부에 대한 시스템 진단에 대해서도 바람직하다.

테스트 구성에서, 소스 모듈(115) 상에 배치된 본 발명의 전자기 방사 확산기(150)는 레티클 평면(120)에 위치된다. 투영 광학계(130)는 전자기 방사 확산기(150)로부터 반사된 확산 전자기 방사를 포획하고, 이 반사를 웨이퍼 평면(135)에 결상시킨다. 도시된 바와 같이, 투영 광학계(130)는 중간 동공 평면(126)과 함께, 입사 퓨필(pupil entrance)(122) 및 출사 퓨필(pupil exit)(124)을 포함할 수 있다. 센서 모듈(140)은 웨이퍼 평면에 위치된다. 원자외선이나 가시광선처럼 보다 더 긴 파장에서 동작하며 통상적으로 레티클이 투과성인 포토리소그래피 시스템과 달리, EUV 시스템에서는 전자기 방사 확산기(150)가 반사성임을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에서, 흡수성 격자(absorptive grating)가 중첩된 전자기 방사 확산기(150)는 특수화된 Ronchi 격자(Ronchi grating)로서 기능할 수 있다. Ronchi 테스트는 광학 시스템을 테스트하는 잘 알려진 방법이다. Ronchi 테스트에서, 광빔은 수차를 결정하기 위해 테스트되고 있는 광학 시스템 내로 초점이 맞춰진다. 회절 격자(Ronchi 격자)는 초점 부근에서 광축에 수직한 방향으로 배치되며, 이것은 입사 빔을 수개의 회절 차수(diffraction order)로 분할한다. 회절 차수는 서로 독립적으로 전파하고, 관찰 평면에서 테스트 중인 대상물의 출사 퓨필의 이미지를 형성하는 동공 릴레이 렌즈(반사 시스템에서는 미러)에 의해 수집된다. 테스트 구성의 예시적인 실시예에서, 관찰 평면은 웨이퍼 평면(135) 바로 뒤에 배치된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 전자기 방사 확산기(150) 상에 구현될 수 있는 Ronchi형 격자(210)를 나타내고 있다. 도 3a 및 도 3b는, Ronchi 테스트를 수행하기 위하여, 광학 시스템(100)과 같은 광학 시스템 내에서 쉬어링 간섭법이 구현될 때의 바람직한 결과를 나타내고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예에서, Ronchi 격자(210)는 폭이 3.2 마이크론이며, 매 6.4 마이크론마다 반복한다 (예를 들어, 격자 주기 d = 6.4 마이크론). 격자(210)는 웨이퍼 평면(135)에서 센서 모듈(140) 상에 배치된 쉬어링 격자에 결합된다. 소스 모듈(115) 상의 Ronchi형 격자(210)는 투영 광학계(130)에 의해 웨이퍼 평면(135)에 있는 유사한 쉬어링 격자에 결상된다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 하나의 격자를 다른 격자에 대하여 상대적으로 정렬하면, 파면의 오차의 경사에 비례하는 강도의 프린지(fringe)를 갖는 쉬어링 간섭 무늬(interferogram)(310)가 생성된다. 격자들의 상대적인 이동은 시간-종속적인 페이즈-스텝 쉬어링 간섭 무늬(time-dependent phase-stepped shearing interferogram)를 생성한다. 이러한 이동은 레티클 및 웨이퍼 스테이지 중 하나 또는 둘 다의 컴퓨터 제어에 의해 수행될 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 얻어지는 간섭 패턴(310)은 프린지 가시성 함수(fringe visibility function)(320)를 갖는다. 프린지 가시성 또는 간섭 분포(coherence distribution) 함수는 Ronchi 격자 룰링(grating ruling)의 Fourier 변환에 의해 제공된다. 피크는 프린지 콘트라스트가 가장 높은 영역을 나타낸다. 예를 들어, J.C. Wyant의 "White Light Extended Source Shearing Interferometer"(Applied Optics, vol.13, no.1, 1974년 1월, 200-202쪽)를 참조하기 바란다. 회절 차수는 광선의 경로 길이에 의해 결정된다. 예를 들어, 1차 최대에서, 각 광선의 경로 길이는 인접 광선의 경로 길이와 ±1 파장만큼 차이가 난다. 3차 최대에서, 각 광선의 경로 길이는 인접 광선의 경로 길이와 ±3 파장만큼 차이가 난다.

파면을 측정하기 위하여, 레티클 스테이지가 웨이퍼 스테이지에 대하여 이동하거나, 웨이퍼 스테이지가 레티클 스테이지에 대하여 이동하여, 간섭 패턴(310)을 제어된 방식으로 변경하는 페이즈 스텝을 생성한다. 그 다음, 센서 모듈(140)의 아래 또는 위의 CCD 검출기(도시되지 않음)가 전달된 방사를 수신하고 측정한다. 그리고나서, 광 경로 내에 상이한 회절 격자를 위치시키기 위하여 소스 모듈(115)을 레티클 스테이지에 의해 이동시킴으로써, 소스 모듈 격자(210)의 직교 배향으로 파면을 측정한다. 이러한 관찰로부터, 광학 시스템을 테스트하는 진단이 수행될 수 있다.

파면 내의 파셋(facet)의 발생은, 반사 조명 광학계의 고유한 특성으로 인해 EUVL 시스템과 같은 극단파 환경에서 발생할 수 있는 하나의 문제점이다. 예를 들어, 입사 퓨필(122)에서의 파면은 파셋될 수 있다. 사용되는 광원에 따라, 파셋은어두운 영역에 의해 둘러싸인 조명 피크의 분산된 어레이일 수 있다. 예를 들어, 부피가 큰 소스는 거의 동등하게 큰 어두운 공간들에 의해 분리되는 큰 파셋을 생성할 수 있다. 소스 부피가 작아질수록, 중간의 어두운 영역에 대한 조명된 파셋의 크기도 작아질 것이다. 어느 경우에서도, 파셋은 동공에 걸쳐 균일하게 분산된다. 파면 계측학 및 쉬어링 간섭법 분야의 숙련된 기술을 가진 자라면, 이와 같이 파셋된 파면이 쉬어링 간섭 무늬(310)에 부정적인 영향을 줄 것임을 알 수 있을 것이다. 센서 모듈(140)에서의 광 강도는 불균일할 것이다. 이러한 파셋은 정정되지 않으면 간섭 무늬(310)로 전파하여, 프린지 가시성 함수(320)의 신호-대-잡음(SNR) 비에 영향을 준다. 이것은 쉬어링 간섭법 프로세스를 악영향을 미친다.

파셋된 파면의 문제는 레티클 평면에서 확산 반사기(확산기)를 사용함으로써 극복될 수 있다. 확산 전자기 방사는, 파면에 균일하게 분산되도록 재지향 또는 산란된 방사이다. 따라서, 본 발명에 따른 전자기 방사 확산기를 사용하여 광을 재지향 및 산란시킴으로써, 조명 시스템이 파셋된 파면을 생성하는 경우에서도 입사 퓨필이 균일하게 채워질 수 있게 한다. 입사 조명이 테스트 중인 투영 광학계보다 낮은 개구수(NA)를 갖는 경우, 확산 반사는 동공이 적합하게 채워질 것을 보장할 것이다. 실제로, 본 발명은 조명원의 NA를 쉬어링 간섭계의 조건에 맞게 변화시킨다.

도 4a는 본 발명에 따른 전자기 방사 확산기의 일 실시예의 단면도(460)를 나타내고 있다. 도 4b는 개별 그리드 유닛(450)의 상면도(470)를 나타내고 있다.개별 그리드 유닛의 3차원 프로파일을 갖는 구조(400)는 기판(410)의 표면 상에 제조된다. 개별 그리드 유닛(450)("스텝"으로도 칭해짐)은 기판(410)의 영 기판 평면(null substrate plane)(420)을 기준으로 소정의 범위에 걸쳐 변화하는 높이를 갖는다. 일 실시예에서, 높이는 제조 전에 무작위로 선택되며, 전자 빔 리소그래피와 같은 기술을 사용하여 기판(400) 상에 형성된다. 각 그리드 유닛(450)의 무작위 높이 프로파일을 수학적으로 결정 또는 계산하기 위하여, 알려진 알고리즘이 사용될 수 있다. 피크 및 벨리 프로파일(peak and valley profile)을 형성하는 무작위로 선택된 스텝 높이(step height)가, 무작위화된 구조(randomized structure)(400)에 의해 예시된다. 본 바람직한 실시예에서 설명되는 바와 같이, 무작위화된 구조(400)는 3차원 그리드 또는 바둑판으로 유추될 수 있으며, 여기에서 각각의 사각형의 높이 또는 깊이는 무작위로 또는 미리 선택된 알고리즘에 따라 변화한다. 기판(410) 상에 형성된 이러한 제어된 구조(400)는 전자기 방사 확산기의 기초를 형성한다.

바람직한 실시예에서, 개별 스텝(450)의 높이 범위는 영 기판 평면(420)으로부터 약 ±25 나노미터이다. 따라서, 최저 스텝으로부터 최고 스텝까지의 높이 범위는 약 50 나노미터이다. 각각의 개별 스텝(450)의 면적은 약 100 나노미터 ×100 나노미터이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 확산판(500)의 면적은 약 400 마이크론 ×400 마이크론이다. 바람직한 실시예의 특정 구조는 EUVL 시스템의 단파장에 고유한 것이다. 보다 더 긴 파장에서, 예시적인 구조는 완전히 평활하게 나타나며, 입사하는 전자기 방사를 확산시키지 않는다.

특별한 중요성을 갖는 2개의 파라미터는, 확산될 전자기 방사의 파장과 요구되는 각 확산(angular diffusion)의 양이다. 이들은 구조의 3차원 프로파일에서의 무작위화된 편차를 제어하는 확률 분포는 물론, 개별 스텝(450)의 평균 면적을 결정한다. 이러한 파라미터에 의존하여, 본 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 본 명세서를 참조하고 기술 분야에 알려진 기술을 사용하여, 임의의 개수의 상이한 3차원 그리드 형상 구조를 설계할 수 있을 것이다.

그리드로 배열된 피크 및 벨리 프로파일을 갖는 다중 레벨 표면(multileveled surface)(400)의 제조는 다양한 방법을 통해 행해질 수 있다. 구조(400)는 기판(410)의 상면(즉, 제1 표면) 상에 직접 형성될 수 있다. 예를 들어, 스텝 높이가 에칭 시간에 의해 제어되는 일련의 패턴-앤드-에치 단계(pattern-and-etch step)가 후속된다. 이러한 방법을 사용하면, N회의 패턴-앤드-에치 단계에 의해 2^N레벨을 생성할 수 있다. 다르게는, 하나 이상의 층이 제1 기판(410) 상에 형성될 수 있고, 그 하나 이상의 층에 구조(400)가 형성될 수 있다. 자연적인 에치 깊이 제어는 상대적인 에칭 선택성이 양호한 2개의 재료로 이루어진 복수의 층을 우선 적층함으로써 획득될 수 있다. 적층된 복수의 층 내의 층의 개수는 최종 구조에서 원하는 레벨의 개수 이상일 수 있으며, 개별 층의 두께는 원하는 스텝 높이 편차에 부합해야만 한다. 복수의 층을 사용하는 하나의 예시적인 제조 방법은 Naulleau의 미국 특허 제6,392,792B1호에 개시되어 있다.

바람직한 제조 방법은, 나중에 무작위화된 구조(400)를 위한 안정적인 기판으로서 기능하는 포토레지스트 내에 다중 레벨 프로파일 패턴을 직접 기입하는 것을 포함하는 단일 패턴 단계를 포함한다. 반사성 코팅으로부터의 원하지 않는 산란을 방지하기 위하여, 이상적인 레지스트 재료는 매우 평활하다. 예를 들어, HSQ(hydrogen Silsesquiozane) 포토레지스트는 1 ㎚ rms보다 낮은 도달 가능한 거칠기(roughness)를 갖는다. HSQ는 미국 미시간주 미드랜드(midland)의 Dow Corning, Inc.에 의해 제조된다.

구조(400)의 3차원 프로파일 상에, 증착 또는 다른 알려진 기술에 의해 높은 반사성 코팅(430)이 형성된다. 이러한 코팅은 몰리브덴/실리콘(MoSi)과 같이 EUV 범위 내의 전자기 방사를 반사하는 재료로 형성될 수 있다. MoSi는 알려진 마그네트론 스퍼터링 기술에 의해 적층될 수 있다. 반사성 코팅(430)은 자신이 놓여지는 구조(400)의 피크 및 벨리 프로파일의 형태에 실질적으로 컨포멀(conformal)하다. 따라서, 입사 전자기 방사는 그 표면으로부터 확산적으로 반사된다. 본 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 반사성 코팅(430)에 의해 구조(400)의 3차원 프로파일의 일부가 평활화될 것임을 알 것이다.

그 다음, 반사성 코팅(430)의 일부분 상에 흡수성 코팅(440)이 형성되어, 광학 격자(505)가 생성된다. 흡수성 코팅(440)은 그 두께에 따라 아래의 반사성 코팅(430)의 형태에 컨포멀할 것이다. 그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, 비교적 큰 피쳐 사이즈로 인해, 반사성 코팅(430)과 관련하여 상기에서 언급된 평활화의 영향은 흡수성 코팅(44)에 대해서는 관심의 대상이 되지 않는다.

도 5에 도시된 바와 같이, 흡수성 코팅(440)은 격자 또는 스트라이프 패턴의형태로 도포되며, 반사성 코팅(430)의 특정 부분 상에만 존재한다. 격자에 의해 덮이는 반사성 코팅(430)의 부분은 광학 격자(505)의 원하는 특성에 의존한다. 도 4a에 도시된 측면도(460)는 흡수성 격자(505)에 의해 덮이는 확산기의 부분을 도시하고 있다. 일반적으로 사용되는 흡수성 재료는, 입사되는 전자기 방사의 흡수를 위해 충분한 두께로 제조된 실리콘 질화물이다.

도 5는 흡수성 격자(440)가 오버레이된 확산판(500)의 거시적인 구조를 도시하고 있다. 하나 이상의 확산판(500)이 소스 모듈(115) 상에 실장되어, 전자기 방사 확산기(150)를 형성할 수 있다. 직교 방향으로 배향된 흡수성 격자(505)를 갖는 2개의 별개의 확산판(500)이 도시되어 있다. 일 실시예에서, 흡수성 격자(505)는 그 폭이 약 3.2 마이크론이고, 약 6.4 마이크론마다 반복하여, 격자 사이에 3.2 마이크론 폭의 반사 공간을 이룬다. 다른 실시예에서, 흡수성 격자(505)는 약 6.4 마이크론의 폭을 가지며, 약 12.8 마이크론마다 반복하여, 격자(505) 사이에 약 6.4 마이크론 폭의 반사 공간을 이룬다. 본 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 격자의 크기 및 주기는 수행될 테스트의 특정 요구 조건에 따라 달라진다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 격자의 크기는 특정 테스트에 대해 요구되는 쉬어의 양에 의해 결정될 수 있다. 상이한 크기의 격자가 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고서 형성될 수 있다.

일반적으로, 흡수성 격자(505)는 무작위화된 구조(400)를 대각선 방향으로 가로질러 배향되며, 일반적으로 전체 확산판(500) 영역을 가로질러 연장한다. 도시된 바와 같이, 흡수성 격자(505) 사이에는, 그 아래에 놓인 무작위화된구조(400)의 피크 및 벨리 프로파일로 인해 전자기 방사를 확산적으로 반사시키는 반사 영역이 존재한다. 본 기술 분야의 숙련된 기술자들에게 명백한 바와 같이, 격자의 크기 및 배향은 전자기 방사의 파장뿐만 아니라, 쉬어링 간섭법에서 사용되는 다른 파라미터에도 의존한다.

이에 의한 최종 결과는 EUV 파장에서 동작하도록 설계된 반사성 전자기 방사 확산기(150)이다. 확산판(500) 상에는, EUV 시스템과 같은 극단파 리소그래피 시스템의 광학적 분석에서의 사용을 위한 특수화된 Ronchi 룰링으로서 기능하는 흡수성 격자(505)가 오버레이된다. 도 1을 다시 참조하면, 소스(105)로부터의 전자기 방사는 소스 모듈(115)에 제공된다. 소스 모듈(115)은 하나 이상의 확산판(500)을 포함하는 전자기 방사 확산기(150)를 포함한다. 전자기 방사는 투영 광학계(130)에 확산적으로 방사될 것이며, 예를 들어 쉬어링 간섭법을 사용하는 파면 분석을 위한 센서 모듈(140)에 파셋을 갖지 않는 흡수성 격자(505)의 이미지가 존재하게 될 것이다. 따라서, 다양한 광학 진단을 위하여, 원하는 간섭 무늬(310)가 사용될 수 있다.

다른 실시예에서, 흡수성 격자(505)는 생략될 수 있다. 본 실시예에서, 반사성 코팅(430)을 갖는 구조(400)의 그리드형 피크 및 벨리 프로파일은, EUV 광의 확산 소스가 필요한 경우에 사용될 수 있는 전자기 방사 확산기로서 기능한다.

도 6은 본 발명의 전자기 방사 확산판(500)을 제조하는 방법을 나타내고 있다 (단계 610 - 630). 확산판(500)은 기판 상에 형성된다. 일반적으로, 이러한 기판은 실리콘 또는 GaAs와 같은 반도체 재료이다.

단계 610에서, 개별 그리드 유닛을 갖는 3차원 구조가 기판 상에 제조된다. 전술한 바와 같이, 다중 레벨 표면은 본 기술 분야의 숙련된 기술자들에게 알려져 있는 다양한 수단에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들어, 단일 층의 포토레지스트 내에 다중 레벨 프로파일을 직접 기입하는 것은 물론, 다층 기판에 대한 일련의 패턴-앤드-에치 단계가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 개별 그리드 유닛의 높이는 약 50 나노미터의 소정의 범위에 걸쳐서 무작위로 선택된다. 무작위의 높이 선택을 위한 특정 알고리즘은 확산적으로 반사될 방사의 파장에 따라 달라진다. 파장이 짧을수록, 개별 그리드 유닛의 높이에 이용가능한 범위가 작아진다. EUV 방사가 확산되는 바람직한 실시예에서, 개별 그리드 유닛의 높이를 위한 소정의 범위는 50㎚이다. 관련 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 상기의 기준을 만족시키기는 알고리즘을 생성할 수 있을 것이다.

단계 620에서, 개별 그리드 유닛의 3차원 프로파일 상에 반사성 코팅이 형성된다. 반사성 코팅은 자신이 놓여지는 개별 그리드 유닛의 3차원 프로파일의 형상에 실질적으로 컨포멀하다. EUV 방사에 대하여, 반사성 코팅은 MoSi일 수 있다. MoSi는 마그네트론 스퍼터링과 같은 알려진 기술을 사용하여 피크 및 벨리 프로파일 상에 적층된다.

최종적으로, 단계 630에서, 바람직하게는 3차원 그리드의 대각선을 따라, 흡수성 격자가 반사성 코팅 상에 형성된다. 흡수성 격자의 치수는 수행될 광학 진단의 특정 요구 사항에 따라 달라질 수 있다. EUV 쉬어링 간섭법에서 사용되기 위한 바람직한 실시예에서, 격자의 흡수성 부분은 그 폭이 약 3.2 마이크론이며, 약 6.4마이크론마다 반복한다. 흡수성 코팅을 위한 일반적인 재료는 실리콘 질화물이다.

상기의 논의는, 통상적으로 반사성 광학 소자{소스 모듈(115) 및 센서 모듈(140) 등}가 사용되는 EUV 리소그래피 시스템과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 반사성 구성요소 대신에 적합한 투과성/굴절성 구성요소를 갖는 리소그래피 시스템에서 사용되는 다른 파장에도 동등하게 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

본 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 첨부된 특허청구범위에 정의된 것과 같은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고서 형태 및 세부 사항에 대한 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기의 예시적인 실시예 중 어떤 것에 의해서도 제한되어서는 안 되며, 이하의 특허청구범위 및 그 등가물에 의해서만 정의되어야 한다.

본 발명에 따르면, EUVL 시스템의 극단 파장에서도 유효한 반사성 전자기 방사 확산기를 얻을 수 있다.

Claims

제1 및 제2 표면을 갖는 기판 - 상기 제1 표면은 개별 그리드 유닛(grid unit)의 3차원 프로파일을 갖는 구조를 가짐 -;

상기 제1 표면 상에 형성되고, 상기 구조에 컨포멀(conformal)한 반사성 코팅; 및

상기 반사성 코팅 상에 형성되고, 공간(space)을 포함하는 흡수성 격자

를 포함하고,

상기 흡수성 격자는 전자기 방사의 제1 부분을 흡수하는 한편, 상기 공간을 통과하는 상기 전자기 방사의 제2 부분은 상기 반사성 코팅에 의해 확산적으로(diffusively) 반사되는 전자기 방사 확산기(electromagnetic radiation diffuser).
제1항에 있어서,

상기 개별 그리드 유닛은 소정의 범위에서 무작위로 선택된 높이를 갖는 전자기 방사 확산기.
제2항에 있어서,

상기 소정의 범위는 약 50 나노미터인 전자기 방사 확산기.
제2항에 있어서,

상기 개별 그리드 유닛은 각각 약 100 나노미터 ×100 나노미터의 면적을 갖는 전자기 방사 확산기.
제2항에 있어서,

상기 흡수성 격자는 상기 개별 그리드 유닛을 대각선 방향으로 가로질러 배향되는 전자기 방사 확산기.
제5항에 있어서,

상기 흡수성 격자는 그 폭이 약 3.2 마이크론이고, 약 6.4 마이크론마다 반복되는 전자기 방사 확산기.
제1 및 제2 표면을 갖는 기판 - 상기 제1 표면은 개별 그리드 유닛의 3차원 프로파일을 갖는 구조를 가짐 -;

상기 제1 표면 상에 형성되고, 상기 구조에 컨포멀하며, 극자외선 방사를 확산적으로 반사시키는 반사성 코팅; 및

상기 반사성 코팅 상에 형성된 흡수성 격자 - 상기 흡수성 격자는 전자기 방사의 제1 부분을 흡수하는 한편, 상기 흡수성 격자들 간의 공간을 통과하는 상기 전자기 방사의 제2 부분은 상기 반사성 코팅에 의해 확산적으로 반사됨 -

를 포함하는 전자기 방사 확산기.
제7항에 있어서,

상기 개별 그리드 유닛은 소정의 범위에서 무작위로 선택된 높이를 갖는 전자기 방사 확산기.
제8항에 있어서,

상기 소정의 범위는 약 50 나노미터인 전자기 방사 확산기.
제8항에 있어서,

상기 개별 그리드 유닛은 각각 약 100 나노미터 ×100 나노미터의 면적을 갖는 전자기 방사 확산기.
제7항에 있어서,

상기 흡수성 격자는 상기 개별 그리드 유닛을 가로질러 대각선 방향으로 배향되는 전자기 방사 확산기.
제7항에 있어서,

상기 흡수성 격자는 그 폭이 약 3.2 마이크론이고, 약 6.4 마이크론마다 반복되는 전자기 방사 확산기.
기판 상에 전자기 방사 확산기를 제조하는 방법에 있어서,

(a) 상기 기판의 제1 표면 내에 개별 그리드 유닛의 3차원 프로파일을 제조하는 단계;

(b) 상기 3차원 프로파일 상에, 상기 3차원 프로파일에 컨포멀한 반사성 코팅을 형성하는 단계; 및

(c) 상기 반사성 코팅 상에 흡수성 격자를 형성하는 단계

를 포함하는 전자기 방사 확산기의 제조 방법.
제13항에 있어서,

상기 개별 그리드 유닛에 대한 높이를 무작위로 선택하는 단계; 및

상기 무작위로 선택된 높이에 따라 상기 개별 그리드 유닛을 제조하는 단계

를 더 포함하는 전자기 방사 확산기의 제조 방법.
제14항에 있어서,

상기 무작위로 선택하는 단계는, 상기 높이가 약 0 내지 약 50㎚의 범위가 되도록 상기 개별 그리드 유닛의 높이를 무작위로 선택하는 전자기 방사 확산기의 제조 방법.
제14항에 있어서,

약 100 나노미터 ×100 나노미터의 면적을 갖는 개별 그리드 유닛을 제조하는 단계를 포함하는 전자기 방사 확산기의 제조 방법.
제13항에 있어서,

상기 개별 그리드 유닛을 대각선 방향으로 가로질러 상기 흡수성 격자를 배향하는 단계를 더 포함하는 전자기 방사 확산기의 제조 방법.
제13항에 있어서,

상기 흡수성 격자를 형성하는 단계는, 상기 반사성 코팅 상에 폭이 약 3.2 마이크론이고 약 6.4 마이크론마다 반복되는 흡수성 격자 부분을 형성하는 전자기 방사 확산기의 제조 방법.
전자기 방사원;

제1 광학 평면에 배치된 전자기 방사 확산기 - 상기 확산기는 개별 그리드 유닛의 3차원 프로파일을 갖는 기판을 가지며, 상기 개별 그리드 유닛의 3차원 프로파일은 상기 기판에 컨포멀한 반사성 코팅에 의해 덮이고, 상기 반사성 코팅은 전자기 방사의 제1 부분을 흡수하기 위한 흡수성 격자에 의해 더 덮이는 한편, 상기 흡수성 격자들 간의 공간을 통과하는 상기 전자기 방사의 제2 부분은 상기 반사성 코팅에 의해 확산적으로 반사됨 - ; 및

제2 광학 평면에 배치된 전자기 방사 센서

를 포함하고,

상기 확산기 상에 입사하는 전자기 방사는 확산적으로 방사되고, 상기 센서에서 수신되는 리소그래피 시스템.
제19항에 있어서,

상기 전자기 방사원은 극자외선 방사원인 리소그래피 시스템.
제19항에 있어서,

상기 제1 광학 평면은 레티클 평면인 리소그래피 시스템.
제19항에 있어서,

상기 제2 광학 평면은 웨이퍼 평면인 리소그래피 시스템.
제19항에 있어서,

상기 개별 그리드 유닛은 소정의 범위에서 무작위로 선택된 높이를 갖는 리소그래피 시스템.
제23항에 있어서,

상기 소정의 범위는 50 나노미터인 리소그래피 시스템.
제23항에 있어서,

상기 개별 그리드 유닛은 각각 약 100 나노미터 ×100 나노미터의 면적을 갖는 리소그래피 시스템.
제19항에 있어서,

상기 흡수성 격자는 상기 개별 그리드 유닛을 대각선 방향으로 가로질러 배향되는 리소그래피 시스템.
제19항에 있어서,

상기 흡수성 격자는 그 폭이 약 3.2 마이크론이고, 약 6.4 마이크론마다 반복되는 리소그래피 시스템.