KR20060113519A - 다층 거울용 스펙트럼 퓨리티 필터, 이러한 다층 거울을포함하는 리소그래피 장치, 원하는 방사선과 원하지 않는방사선의 비율을 확대시키는 방법, 및 디바이스 제조방법 - Google Patents
다층 거울용 스펙트럼 퓨리티 필터, 이러한 다층 거울을포함하는 리소그래피 장치, 원하는 방사선과 원하지 않는방사선의 비율을 확대시키는 방법, 및 디바이스 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
다층 거울은, 그 최상부상에 예를 들어 EUV 리소그래피 장치에서의 응용을 위한 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 포함한다. 이 스펙트럼 퓨리티 강화 층은 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 포함하지만, 다층 거울과 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층 사이에는, 선택적으로 중간층이 존재하거나, 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층 및 중간 층이 존재할 수 있다. 따라서, 다음의 구조들: 즉 다층 거울/제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층; 다층 거울/중간 층/제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층; 및 다층 거울/제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층/중간 층/제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층의 구조들을 갖는 다층 거울이 가능하다. DUV 방사선이 EUV 방사선보다 상대적으로 크게 감소될 수 있도록, 통상의 입사 방사선의 스펙트럼 퓨리티가 강화될 수도 있다.
Description
이하, 대응되는 참조부호가 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부 도면을 참조하여, 예시의 방법으로 본 발명의 실시예들에 대해 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 나타낸 도;
도 2는 도 1에 따른 리소그래피 투영장치의 EUV 조명시스템 및 투영광학기들의 개략적인 측면도;
도 3은 본 발명에 따른 다층 거울을 개략적으로 나타낸 도;
도 4a-c는 본 발명에 따른 다층 거울의 실시예들을 개략적으로 나타낸 도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 거울을 개략적으로 나타낸 도;
도 6은 반사력과 관련하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 강화 층의 층 두께의 영향을 나타낸 도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 강화 층용의 다수 재료의 선택을 위하여 반사력과 관련한 영향을 나타낸 도;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 Si3N4의 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 사용하는 경우 반사력과 관련한 층 두께의 영향을 나타낸 도;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 위한 반사력과 관련한 모델 연구를 나타낸 도;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 퓨리티 강화 층상의 캡 층의 반사력과 관련한 영향을 나타낸 도;
도 11은 DUV 및 EUV 손실과 관련하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 스펙트럼 퓨리티 강화 층의 영향을 나타낸 도이다.
본 발명은 다층 거울용 스펙트럼 퓨리티 필터, 이러한 다층 거울을 포함하는 리소그래피 장치, 원하는 방사선 및 원하지 않는 방사선의 비율을 확대시키는 방법, 및 이러한 다층 거울이 사용되는 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판, 통상적으로는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 대안적으로는 마스크 또는 레티클이라 지칭되는 패터닝 디바 이스가 IC의 개별층상에 형성될 회로 패턴을 생성시키는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘웨이퍼)상의 (예를 들어, 1 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상에 전사(transfer)될 수 있다. 통상적으로, 패턴의 전사(transfer)는 기판상에 제공되는 방사선 감응재(레지스트) 층상으로의 이미징(imaging)을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 전체패턴을 한번에 타겟부상에 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 스캐너를 포함한다. 또한, 패턴을 기판상에 임프린팅(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사하는 것도 가능하다.
리소그래피 장치에서, 기판상으로 묘화될 수 있는 피처들의 크기는 투영 방사선의 파장에 의해 제한된다. 보다 높은 밀도의 디바이스들을 갖는, 따라서 보다 높은 작업 속도를 갖는 집적 회로를 생산하기 위하여, 보다 작은 피처들을 묘화시킬 수 있으면 바람직하다. 대부분의 현재 리소그래피 투영장치는 수은 램프 또는 엑시머 레이저에 의해 발생되는 자외선 광을 채용하지만, 보다 짧은 파장의 방사선을 사용하도록 제안되어 왔다. 이러한 방사선은, EUV(Extreme UltraViolet) 또는 소프트 X-레이라 칭해지며, 가능한 소스들로는, 예를 들어 레이저-생성 플라즈마 소스(laser-produced plasma sources), 방전 플라즈마 소스(discharge plasma sources) 또는 전자 저장 링(electron storage ring)으로부터의 싱크로트론 방사선 (synchrotron radiation)이 포함된다.
EUV 방사선의 소스는 통상적으로 플라즈마 소스, 예컨대 레이저-생성 플라즈마 또는 방전 소스이다. 몇몇 경우에, EUV 소스는 광의 몇가지 상이한 파장들을 방출할 수도 있으며, 그들 중 일부는 DUV(deep ultra-violet radiation)와 같은 원하지 않는 방사선일 수 있다. 이 비-EUV 방사선은, 몇몇 경우 콘트라스트(contrast)의 손실을 초래할 수 있기 때문에 EUV 리소그래피 시스템에 대해 해로울 수 있다. 따라서, 이러한 원하지 않는 방사선이 스펙트럼 퓨리티 필터(SPF)에 의하여 제거되도록 하는 것이 바람직하다.
현재의 스펙트럼 퓨리티 필터들은 화염 격자(blazed grating)들을 기초로 하고 있다. 이들 격자들은 삼각형 패턴의 표면 품질이 높아야 하기 때문에, 흔히 생성시키기가 어렵다. 예를 들어, 몇몇 격자들에 대하여, 표면 거칠기는 1nm RMS보다 작아야 한다. 이 점 외에도, 현재의 스펙트럼 퓨리티 필터는 광의 경로를 폴딩(fold)하는데, 이는 또 다른 거울이 스펙트럼 퓨리티 필터를 교체하는데 사용되지 않는 한 시스템으로부터 제거될 수 없어 손실을 야기할 수 있다는 것을 의미한다. 융통성을 유지하기 위하여, 시스템으로부터 스펙트럼 퓨리티 필터를 뜻대로 제거하여, 스펙트럼 퓨리티 필터에 의해 야기되는 손실을 회피할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태는, 예를 들어 리소그래피 장치에서 사용하기 위하여, EUV 방사선 및 DUV 방사선의 비율을 확대시키기 위한 다층 거울을 제공하는 것이 다. 본 발명의 추가 실시형태는 이러한 다층 거울 또는 다수의 이러한 다층 거울들을 포함하는 리소그래피 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 실시형태는 EUV 방사선 및 DUV 방사선의 비율을 확대하는 방법 및 이러한 방법이 적용되는 디바이스 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 특히 EUV 리소그래피 장치에 적용하기 위하여, 다층 거울의 최상부상에 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 제공한다. 이 스펙트럼 퓨리티 강화 층은 적어도 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 포함하지만, 다층 거울과 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층 사이에 중간 층 또는 제 2 스펙트럼 퓨리티 필터와 중간 층이 존재할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들 중에서, 다음의 구성: 다층 거울/제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층; 다층 거울/중간 층/제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층; 및 다층 거울/제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층/중간 층/제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 갖는 다층 거울들이 존재한다. 이들 및 여타 실시예들은 DUV 방사선이 EUV 방사선보다 상대적으로 크게 감소되도록 정상적인 입사 방사선의 스펙트럼 퓨리티를 강화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치(1)를 개략적으로 나타내고 있다. 상기 장치(1)는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)을 콘디셔닝하도록 구성된 조명시스템(일루미네이터)(IL)을 포함한다. 지지부(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)를 지지하고, 특정 파라미터에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설 정장치(PM)에 연결된다. 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT)은 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 잡아주고, 특정 파라미터에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정장치에 연결된다. 투영시스템(예를 들어, 굴절형 투영 렌즈 시스템)(PS)은 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 1이상의 다이를 포함)상으로 투영하도록 구성된다.
조명시스템은 방사선을 지향, 성형 및/또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소, 또는 그들의 조합과 같은 다양한 종류의 광학구성요소를 포함할 수도 있다.
지지부는, 패터닝 디바이스의 무게를 지지, 예를 들어 지탱한다. 그것은, 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 여타 조건들에 따르는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지시킨다. 상기 지지부는 패터닝 디바이스를 잡아주기 위하여 기계적 클램핑, 진공 클램핑, 정전기적 클램핑 또는 여타 클램핑 기술들을 사용할 수 있다. 지지부는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지부는 패터닝 디바이스가, 예를 들어 투영시스템에 대해 원하는 위치에 자리할 수 있도록 할 수도 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
여기서 사용되는 "패터닝 디바이스(patterning device)"라는 용어는 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 디바이스를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 예를 들어, 패턴이 위상-시프팅 피처들 또는 소위 어시스트 피처들을 포함한다면, 방사선 빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의해야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같이 타겟부에 생성되는 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례에서는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채용하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 상기 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의하여 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광방사선에 대해, 또는 침지 유체(immersion fluid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자에 대하여 적절하다면, 굴절광학시스템, 반사광학시스템 및 카타디옵트릭시스템, 자기광학시스템, 전자기광학시스템 및 정전기광학시스템 또는 그들의 조합을 포함하는 여하한의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 "투영렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일 반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사형 마스크를 채택하는) 반사형이다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과형 마스크를 채용하는) 투과형으로 구성될 수도 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광을 위해 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는, 투영시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체, 예를 들어, 물로 기판의 적어도 일 부분이 덮히는 형태로 이루어질 수도 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치의 여타 공간, 예를 들어 마스크와 투영시스템 사이에 적용될 수도 있다. 침지 기술들은 투영시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 것으로 당 업계에서 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지(immersion)"라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체내에 잠기어야(submerge) 한다는 것을 의미한다기 보다는, 노광시 투영시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피장치의 부분을 형성하는 것으로 간주되지는 않으며, 상기 방사선은 예를 들어, 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스펜더를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 상기 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 여타의 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요하다면 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라 칭해질 수도 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하도록 구성되는 조정기구(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 일루미네이터 퓨필평면내의 세기분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터(IL)는 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 갖도록 방사선 빔을 콘디셔닝하는데 사용될 수도 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지부(예를 들어, 마스크테이블(MT))상에서 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA))상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로지른 상기 방사선 빔(B)은, 투영시스템(PS)을 통과하고, 상기 투영시스템(PS)은 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 투영한다. 제 2 위치설정장치(PW) 및 위치센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더(linear encoder) 또는 캐퍼서티 센서(capacitive sensor))의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정장치(PM) 및 또 다른 위치 센서(IF1)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더 또는 캐퍼서티 센서일 수 있음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 제 1 위치설정장치(PM)의 일부를 형성한다. 이와 유사하게, 기판테이블(WT)의 이동은 제 2 위치설정장치(PW)의 일부를 형성하는 긴 행정 모듈 및 짧은 행정 모듈을 사용하여 실현될 수도 있다. 스캐너와는 대조적으로 스테퍼의 경우, 상기 마스크테이블(MT)은 단지 짧은 행정 액츄에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수도 있다. 예시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 할당된 타겟부를 점유하기는 하나, 그들은 타겟부들 사이의 공간들에 배치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있음). 이와 유사하게, 마스크(MA)상에 1이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 다이들 사이에 마스크 정렬 마크들이 배치될 수도 있다.
상술된 장치는 다음의 바람직한 모드들 중 1이상에서 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다{즉, 단일 정적 노광(single static exposure)}. 그런 후, 기판테이블(WT)은 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 묘화되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서는, 마스크테이블(MT)과 기판테이블(WT)은 방사선 빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다{즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)}. 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PS)의 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수도 있다. 스캔 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 동적노광시 타켓부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선펄스 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들이 채용될 수도 있다.
문맥에서, '렌즈'라는 용어는 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들 중 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.
당업자들에 알려진 바와 같이, 본 명세서에서 사용되는 "층(layer)"이라는 용어는 다른 층들 및/또는 (사용시) 진공과 같은 다른 매체를 갖는 1이상의 경계 표면을 구비한 층들을 나타낼 수도 있다. 하지만, "층"은 구조체의 부분을 의미할 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, "층"이라는 용어는 다수의 층들을 나타내기도 한다. 이들 층들은, 예를 들어 서로의 다음에 또는 서로의 최상부상에 있을 수 있다. 그들은 또한, 한가지 재료 또는 재료들을 조합을 포함할 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "층"이라는 용어는 연속적이거나 또는 불연속적인 층들을 나타낼 수도 있다는데 유의해야 한다. 본 발명에서, 본 명세서에서 사용되는 "재료"라는 용어는 재료들을 조합으로서 이해될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV)선(예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126nm의 파장(λ)을 가짐), 극 자외(EUV 또는 소프트 X-레이)선(예를 들어, 5-20nm 범위의 파장을 가짐) 및 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔들을 포함하는, 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다. 일반적으로, 대략 780-3000nm(또는 그 이상) 사이의 파장을 갖는 방사선은 IR 방사선이라 간주된다. UV는 대략 100-400nm의 파장을 갖는 방사선을 지칭한다. 리소그래피 내에서, 통상적으로, 그것은 수은 방전 램프에 의해 생성될 수 있는 파장: G-라인 436nm; H-라인 405nm; 및/또는 I-라인 365nm에 적용된다. VUV는 Vaccume UV(즉, 공기에 의 해 흡수되는 UV)이고 대략 100-200nm의 파장을 지칭한다. DUV는 Deep UV이고, 통상, 리소그래피에서 126nm - 248nm와 같은 엑시머 레이저에 의해 생성되는 파장들에 대해 사용된다. 당업자라면, 예를 들어 5-20nm 범위의 파장을 갖는 방사선은, 그것의 적어도 일부가 5-20nm 범위에서 발견되는 특정한 파장 대역을 갖는 방사선과 관련되어 있다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에서, 굴절지수들은 소정 방사선 파장의 굴절지수들 또는 100-400nm의 범위로부터 선택된, 예를 들어 100 내지 200nm 범위의 방사선 파장 범위내의 굴절지수들을 지칭한다.
도 2는 방사선 시스템(42), 조명 광학 유닛(44) 및 투영 광학 시스템(PS)을 포함하는 투영장치(1)를 보다 상세히 나타내고 있다. 방사선 시스템(42)은 방전 플라즈마에 의하여 형성될 수 있는 방사선 소스(SO)를 포함한다. EUV 방사선은, 전자기 스펙트럼의 EUV 범위의 방사선을 방출하기 위하여 아주 고온의 플라즈마가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수 있다. 아주 고온의 플라즈마는, 당업자들에게 알려진 바와 같이, 예를 들어 전기적 방전에 의하여 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 발생시킴으로써 생성된다. 방사선의 효율적인 생성을 위하여, 예를 들어 10Pa의 부분압의 Xe, Li, Sn 증기 또는 여타 적절한 가스나 증기를 필요로 할 수도 있다. 방사선 소스(SO)에 의하여 방출되는 방사선은 소스 챔버(47)의 개구부내 또는 배후에 위치되는 가스 배리어 또는 오염 트랩(49)을 통해 소스 챔버(47)로부터 콜렉터 챔버(48)내로 지나간다. 가스 배리어(49)는, 가령, 본 명세서에서 인용 참조되는 미국특허 제6,614,505호, 제 6,359,969호 및 제6,576,912호 및 WO 04/104707에 상세히 기술된 것과 같은 채널 구조체를 포함한다.
콜렉터 챔버(48)는 그레이징 입사 콜렉터(grazing incidence collector)에 의해 형성될 수 있는 방사선 콜렉터(50)를 포함한다. 상기 콜렉터(50)는 몇몇 리플렉터들(142, 143, 146)을 포함할 수도 있다. 리플렉터(142)는 내측 리플렉터라 지칭되고, 리플렉터(146)는 외측 리플렉터라 지칭된다. 방사선 콜렉터(50)는 종래기술로부터 알려져 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 방사선 콜렉터의 일 예시는, 본 명세서에서 인용 참조되는 예를 들어 미국특허출원 2004/0094274 A1 (예컨대 도 3 및 4)에 기술되어 있다.
콜렉터(50)를 지난 방사선은 콜렉터 챔버(48)내의 어퍼처에서의 가상의 소스 포인트(52)내에 포커싱될 격자 스펙트럼 필터(51)로부터 반사되어 나갈 수 있다. 콜렉터 챔버(48)로부터, 방사선(56) 빔은 조명 광학 유닛(44)에서 정상적인 입사 리플렉터(53)를 통해 레티클 또는 마스크 테이블(MT)상에 위치되는 레티클 또는 마스크상으로 반사된다. 패터닝된 빔(57)이 형성되어, 투영시스템(PS)에서 이미징되는 반사 요소(58, 59)를 통해 웨이퍼 스테이지 또는 기판테이블(WT)상으로 이미징된다. 일반적으로, 조명 광학 유닛(44) 및 투영시스템(PS)에는 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수도 있다. 리소그래피 장치의 타입에 따라, 격자 스펙트럼 필터(51)가 존재할 수도 있다. 또한, 당업자들이 잘 이해하고 있듯이, 예를 들어, 본 명세서에서 인용 참조되는 미국특허 제6,556,648호에 기술된 것과 같이, 도면에 도시된 것들보다 더 많은 거울, 예를 들어 58, 59보다 1 내지 4 더 많은 반사 요소들 이 존재할 수도 있다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같은 리소그래피 장치는, 리소그래피 장치, 예를 들어 방사선 빔을 콘디셔닝하도록 구성된 조명시스템; 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성하도록 구성된 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지부; 기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블; 상기 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟부상으로 투영하도록 구성된 투영시스템; 방사선 소스; 및 콜렉터 거울을 포함하는 EUV 리소그래피 장치일 수 있다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치 및 본 발명에 사용되며, 콜렉터 거울(50)에 의해 수집되는 방사선은 5-20nm 범위로부터 선택된, 예를 들어 13.5nm의 파장을 갖는 EUV 방사선을 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 다층 거울(100)을 개략적으로 나타내고 있다. 상기 다층 거울(100)은, 예를 들어 다수의 교번하는(alternating) Mo/Si, W/Si 또는 Wre/Si 층을 포함하는 다층의 거울 스택(102)을 포함한다. 다층 거울(100)은 통상의 입사 거울(normal incidence mirror)일 수 있다. 다층 거울 및 통상의 입사 거울은 당업자들에게 알려져 있다. 이러한 거울들은, 본 명세서에서 인용참조되는, 예를 들어, "Layered synthetic microstructures as Bragg diffractors for X rays and extreme ultraviolet: theory and predicted performance" by J. H. Underwood and T. W. Barbee, Jr., Applied Optics 20, 3027(1981); "Molybdenum/Beryllium Multilayer Mirror for Normal Incidence in Extreme Ultraviolet" by K. M. Skulina, C. S. Alford, R. M, Bionta, D. M. Makowieki, E. M. Gullikson, R. Soufli, J. B. Kortright, and J. H. Underwood, Applied Optics 34, 3727(1995); 및 "Soft X-ray Optics" by Eberhard Spiller, SPIE, Bellingham Washington(1994)에 기술되어 있다. 다층 스택(102)은 최상부 층(103)을 갖는데, 이는 Mo 또는 Si(즉, 다층 스택(102)에 속하는 층들 중 하나)일 수 있다. 이 다층 스택 최상부 층(103)의 최상부상에는, 스펙트럼 퓨리티 강화 층(spectral purity enhancement layer;104)과, 선택적으로 추가의 캡 층(105)이 제공된다. 도 4a-c에는 본 발명에 따른 다층 거울의 다수의 실시예들이 보다 상세하게 도시되어 있다.
도 4a는 a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 거울을 개략적으로 도시하고 있다. 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110); 층 두께(d2)를 갖는 중간 층(111); 및 층 두께(d3)를 갖는 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)을 포함할 수 있으며, 상기 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층은 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치된다. 캡 층(105)이 제공될 수도 있다.
도 4b는, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는, 본 발명에 따른 다층 거울(100)의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내고 있다. 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110); 및 층 두께(d2)를 갖는 중간 층(111)을 포함할 수 있으며, 상기 중간 층(111)은 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치된다.
도 4c는, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는, 본 발명에 따른 다층 거울(100)의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내고 있다. 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치된다.
이들 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 사용하면, 특정 대역의 방사선 주파수들이 필터링될 수 있다. 이는, 1이상의 선택된 재료(각각, m1, m2 및 m3), 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)에 포함되는 각 층들의 선택된 층 두께(각각, d1, d2 및 d3)를 변화시키고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 수용하는 다층 거울의 수를 선택함으로써 억제(suppression)의 양이 조율(tune)될 수 있기 때문에 융통성을 제공한다. 이러한 방식으로, EUV에 대한 손실을 최소화하면서, 원하지 않는 방사선, 예를 들어 DUV의 억제가 이용될 수 있다. 억제가 보다 광범위해지고 강해지도록, 상이한 스펙트럼 필터 최상부 층(104)이 상이한 거울들상에서 사용될 수 있다.
이는, 예를 들어 도 4c에 나타낸 바와 같이, 먼저 단지 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)만을 포함하는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다. 순차적으로, 2개의 다른 실시예들이 논의되는데, 첫번째는 중간 층에 의해 분리되는 2개의 스펙트럼 퓨리티 강화 층들을 포함하는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)에 관한 것이고, 두번째는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층 및 중간 층을 포함하는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)에 관한 것이다.
도 5는 다층 스택(102) 및 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)만을 포함하는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는, 도 4c에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 다층 거울(100)을 개략적으로 나타내고 있다. 실제로, 도 5는 3-층 시스템을 나타내고 있는데, 제 1 "층"은 다층 거울(100) 위의 대기(atmosphere), 예를 들어 처리 조건하에서 진공이다. 제 2 층은 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)이고; 시스템의 제 3 층은 다층 스택(102)이다. 다층 스택(102)이 통상의(normal) 입사 광에 사용될 수도 있기 때문에, 통상의 입사하는, 예를 들어 대략 15°까지 입사하는 방사선이 고려된다. 따라서, 그 결과들은 편광 종속적이지 않다. 즉, 횡단 전기 모드(transverse electric mode:TE)는 횡단 자기 모드(transverse magnetic mode:TM)와 동일하다.
층(1)으로부터 시스템으로 들어가는 광을 위해 다층 스택(102)의 최상부상에 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 갖는 다층 스택(102)에 대한 세기 반사(R)에 대한 수학식은 다음과 같다.
rpq는 층(p)로부터 들어가고 p와 q 사이의 경계면(interface)에서 반사되는 통상의 입사 평면의 반사율에 대한 Fresnel 진폭 반사 계수(Fresnel amplitude reflection coefficient)이다. 여기서, r23은 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)과 다층 스택(102) 사이의 경계면에서의 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 광에 대한 반사율이다. ;
tpq는 층 p로부터 층 q까지의 평면 파장의 투과에 대한 Fresnel 진폭 투과 계수(Fresnel amplitude transmission coefficient)이다;
λ는 광의 파장;
t는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 두께(즉, d1);
K2는 매체(p)내의 파장의 개수;
Np는 = np + j*kp, 매체 p의 회절의 복소 굴절지수이다.
당업자에게, Fresnel 반사율은 잘 알려져 있으며, 실제로 광학과 관련한 어떠한 책에서도 찾을 수 있다(예를 들어, 본 명세서에서 인용참조되는 E. Hecht, "Optics", 2nd edition, Addison Wesley, 1997 참조). 통상의 입사 광에 대하여, 매체 p와 매체 q 사이의 경계면에서 매체 p로부터 나오는 광에 대한 Fresnel 반사율은, 편광과는 독립적이고, rpq = (Np - Nq)/(Np + Nq)에 의해 주어진다. 다층의 경우에는, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)과 다층 스택(102) 사이의 경계면에서 층(2)으로부터 나오는 빔에 대한 반사율(r23)을 계산해야 한다.
제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 두께는 EUV의 손실을 회피하기 위하여 가능한 한 작을 수 있다. 추가 실시예에서, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본(amorphous carbon), MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되는 재료(m1)를 포함한다. 추가 실시예에서, 재료(m1)는 Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC 또는 비결정 카본으로부터 선택된다. 스펙트럼 필터 최상부 층(104), 이 실시예에서 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은, 대략 0.5 내지 30nm 사이의 층 두께(d1)를 갖는다. 본 발명에 따른 실시예들은 아래의 표 1에 주어진다.
가능한 한 작은 반사는, 직접적으로 반사되는 원하지 않는 방사선과 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)에서 1이상의 라운드트립(roundtrip)을 전파한 원하지 않는 방사선 간의 상쇄 간섭을 필요로 한다.
스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 두께에 대한 수학식을 유도하기 위하여, 직접적인 반사율(r12)의 복소수 크기 및 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110(r1))에서 하나의 라운드트립을 전파하는 반사율에 대한 기여분(contribution)이 비교된다:
직접적인 반사율과 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)에서 하나의 라운드트립을 전파한 기여분과의 상쇄 간섭에 대하여, 그 비율 Q≡r1/r12의 각(argument)은 π이어야 한다:
N = n+j*k에 따르면, N = 복소 굴절지수, n = 복소 굴절지수의 실수 부분 및 k = 복소 굴절지수의 허수 부분이고, 예를 들어, 다층 스택(102)의 최상부 층(103)으로서 (Si/Mo 다층 스택을 대신하여) a-Si 및 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)으로서 Si3N4를 갖는, 상술된 바와 같고, 도 5에 나타낸 것과 같은 시스템에 대해, 198.4nm의 파장에 대한 굴절지수들은:
공기 N1=1
Si3N4 N2=2.62+j*0.174
a-Si N3=1.028+j*2.1716981이다.
i) IMD 소프트웨어를 사용하는 a-Si/Mo 다층 스택(102) 및 ⅱ) 수학식 1을 사용하는 (다층 스택(102)을 대신하는 모델로서) a-Si 기판에 관한 Si3N4를 계산하면, 도 6에 나타낸 것과 같은 결과들이 얻어진다. 이 도면에는, IMD 소프트웨어를 사용하는 a-Si/Mo 다층 스택(102)을 갖는 모델의 결과들과 수학식 1을 사용하는 (다층 스택(102)을 대신하는 모델로서) a-Si 기판의 결과들이 나타나 있으며, 다층 스택상의 Si3N4 및 a-Si 기판상의 Si3N4에 대한 계산 사이에 두드러진 오버랩이 있는 것으로 나타나 있다. 이는 Si3N4/a-Si 경계면에서의 높은 반사율을 나타낸다. 직접적인 반사와, 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104), 여기서는 수학식 3을 이용하는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)(Si3N4) 코팅에서 단일 라운드트립을 전파한 기여분간의 위상 차이를 계산하는 경우(참조부호 120으로 나타낸 도 6에서의 반복적인 슬래시 커브(slashed curve)를 제공(우측에서의 수직방향 축선 참조)), 직접적인 반사와, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 통해 한 번 전파한 기여분간의 위상 차이가 π인 경우의 Si3N4 층의 두께(X-축선)와 공기/Si3N4/a-Si 3-층 모델의 반사에 대한 최소값들간에는 작은 차이만이 존재한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 실제로 기준 (3)은 두께에 대해 양호한 기준인 것으로 생각된다. 위상 차이가 π인 경우, i)과 ⅱ) 둘 모두는 그들의 최소 상쇄 간섭을 가지며, 위상 차이가 2π인 경우, i)과 ⅱ) 둘 모두는 그들의 최대 상쇄 간섭을 갖는다. 층 두께 d(여기서는 d1)는 가능한 한 작기 때문에, 위상 차이가 π인 경우 제 1 최소치가 선택되어, 줄어들(to be diminished) 이 파장(198.4nm)에 대하여, 대략 4-11nm, 예를 들어 9±1nm인 이 실시예를 위한 층 두께(d1)를 가져올 것이다.
경계면에서의 투과 및 진폭 반사를 고려한다:
직접적인 반사와 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 통해 한번 전파한 기여분간의 위상 차이에 대한 관련 투과 및 반사는 이탤릭체로 되어 있다. 표 2는 0.532*π의 Si3N4/a-Si 경계면에서의 반사로 인한 큰 위상 시프트를 나타내고 있다. 경계면에서의 다른 위상 차이들은 상대적으로 작고, 직접적인 반사와 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 통해 한번 전파한 기여분간의 전체 위상 차이는 0.52*π이다. Si3N4 층의 높은 실수 지수로 인하여, 198.4nm의 파장을 갖는 원하지 않는 방사선을 가정한 π의 전체 위상 차이와 0.48*π의 추가적인 위상 시프트에 대하여 단지 대략 4-11nm, 예를 들어 9nm의 두께면 충분하다.
그러므로, 본 발명은 다층 거울(1)을 포함하는 실시예를 더 제공하는데, 층(110)의 재료(m1) 및 스펙트럼 필터 최상부 층(104)에 포함되는 층(110)의 층 두께(d1)는 다음의 기준을 충족시키도록 디자인된다:
여기서:
r12는 층(1)으로부터 들어가고(즉, 다층 거울(1) 위에 대기가 있는 경우) 층(1)과 층(2)(즉, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)) 사이의 경계면에서 반사되는 통상의 입사 평면 파장의 반사에 대한 Fresnel 진폭 반사 계수이고, 층(1) 및 층(2)은, 각각 다층 거울 상부의 대기 및 스펙트럼 필터 최상부 층(104)(즉, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110))이다;
r23은 층(2)로부터 들어가고 층(2)과 층(3) 사이의 경계면에서 반사되는 통상의 입사 평면 파장의 반사에 대한 Fresnel 진폭 반사 계수이고, 층(2) 및 층(3)은, 각각 스펙트럼 필터 최상부 층(104)(즉, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)) 및 다층 스택 최상부 층(103)이다;
tpq는 층 p로부터 층 q내로의 평면 파장의 투과에 대한 Fresnel 진폭 투과 계수이고;
λ는 방사선의 파장이고;
t는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)의 두께(즉, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 두께; 따라서 이들 실시예에서 t=d=d1)이다.
그러므로, 두께에 대한 초기 값은 수학식 3이 적용되도록 선택되어야 한다. 필요하다면, 다층 스택을 갖는 시스템에 대한 반사를 최소화시킴으로써 추가적인 실험이 수행될 수 있다. 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 가능한 한 작은 두께(d1)(이 실시예에서 d=d1)에 대하여, 일 실시예에서는, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 굴절지수는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)과 다층 스택(102)의 다층 스택 최상부 층(103) 사이의 경계면에서의 반사의 크기가 크고, 이 경계면에서의 반사로 인하여 위상 시프트 또한 크도록 선택된다. 일 실시예에서, 층(110)은 (수학식 3에서 정의된 바와 같이) Q의 크기가 1과 가능한 한 가깝도록 선택되고, 추가 실시예에서는 1±0.05의 범위 및 arg(Q) = (1±0.05)*π + s*2π(여기서, s는 정수≥0)내에 있도록 선택된다. 다수의 반사들에 대하여, 이것은 이제 정확한 진실은 아니지만, 여전히 양호한 선택이다. 일 실시예에서, 이는, 이 층의 재료에 대한 굴절지수의 큰 실수부를 필요로 하는, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 주어진 두께(d1)에 대한 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 통한 전파로 인해, 실수부(n)가 가능한 한 크고, 굴절지수의 허수부(k)는 가능한 한 작거나 라운드트립 위상 시프트(arg(Q) = π,3*π,5*π, 등)가 가능한 한 큰 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 위한 재료(m1)를 선택함으로써 달성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다층 거울(100)이 제공되는데, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 복소 굴절지수 k≤0.25*n + 1.07의 허수부를 가지며, 여기서, n은 복소 굴절지수의 실수부이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 복소 굴절지수의 실수부는 1.5이상이고, 복소 굴절지수의 허수부는 2이하이다. 또 다른 실시예에 따르면, 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 2이상의 복소 굴절지수의 실수부를 가지며, 복소 굴절지수의 허수부는 1.6이하이다. 여기서의 굴절지수들은, 소정의 방사선 파장에서, 또는 100-400nm, 예를 들어 100 내지 200nm 범위로부터 선택된 방사선 파장 범위내의 굴절지수들을 지칭한다. 예를 들어, 190nm의 파장 또는 130-190nm 파장 범위내의 방사선이 감소되기를 원하는 경우, 본 명세서에 기술된 바와 같은 기준을 충족시키도록 재료 및 층 두께가 선택된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번층을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 재료(m1)를 포함하고, 층 두께 d1을 가지고, 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치되는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 포함하며, 다층 스택(102)상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는 다층 거울(100)이 제공되는데, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 복소 굴절지수 k≤0.25*n + 1.07의 허수부를 갖는 재료(m1)를 포함하며, 여기서, n은 복소 굴절지수의 실수부이고, 스펙트럼 필터 최상부 층(110)은 0.5 내지 30nm의 층 두께(d1)를 갖는다.
또 다른 실시예에 따르면, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번층을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 재료(m1)를 포함하고, 층 두께 d1을 가지고, 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치되는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 포함하며, 다층 스택(102)상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는 다층 거울(100)이 제공되는데, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 2이상의 복소 굴절지수의 실수부 및 1.6이하의 복소 굴절지수의 허수부를 갖는 재료(m1)를 포함하며, 스펙트럼 필터 최상부 층(110)은 0.5 내지 30nm의 층 두께(d1)를 갖는다.
이들 실시예들은 조합될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 다층 거울(100)이 제공되는데, 층의 재료 및 스펙트럼 필터 최상부 층(104)내에 포함되는 층 두께(d)(즉, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 재료(m1) 및 층 두께(d1))는: 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 디자인된다.
또 다른 실시예에 따르면, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번층을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 재료(m1)를 포함하고, 층 두께 d1을 가지고, 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치되는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 포함하며, 다층 스택(102)상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는 다층 거울(100)이 제공되는데, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본(amorphous carbon), MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되는 재료(m1)를 포함하고, 스펙트럼 필터 최상부 층(110)은 0.5 내지 30nm의 층 두께(d1)를 갖는다.
반사율과 관련한 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)(즉 110)을 위한 다수의 재료(m1)의 선택의 영향 및 반사율과 관련한 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 두께(d)(즉, d1)의 영향을 나타내는 도 7 및 8에는 이 실시예에 관한 추가 변형례들이 각각 도시되어 있다. 이들 실시예들 모두는 특정 재료(예를 들어, Si)의 최상부 층(103)을 갖는 표준 50 층 Si/Mo 다층 거울(100)에 관한 것이다. 제명(legend)에 리스팅된 비율들은 13.5nm EUV 방사선에 대한 반사율을 부여하고, y-축선상의 값들은 반사율(*100%)을 나타낸다. 도 7은 100-200nm 범위에 대한 다층 거울(1)상의 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 몇몇 이론적인 예시들을 나타내고 있다. 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 위한 양호한 후보 재료(m1)의 실시예들로는, 비결정 카본, 다이아몬드, SiC 및 Si3N4가 있다. 시뮬레이션들은 EUV에 대한 낮은 흡수 및 타겟 파장에서의 높은 굴절지수의 조합이 바람직하다는 것을 나타내고 있다(이상의 설명 참조). 그로 인해 생성된 반사율 커브는 다층 거울(100)(즉, 다층 스택(102))과 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)(즉, 이들 실시예에서는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110))에 대한 반사율 커브의 조합이다. 이에 더하여, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 반사율 커브는 또한 두께에 따라 변한다(이상의 설명 및 도 6 참조). 이로 인해, 최소 반사율을 갖는 파장은 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 두께에 달려 있다. 도 8은 가변적인 두께(d1)를 갖는 Si/Mo 다층 스택(102) 및 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)으로서 Si3N4를 사용하는 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 그러므로, 일 실시예에서는, Si3N4를 포함하는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)만을 포함하는 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)을 갖는 다층 거울(100)이 제공되며, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 4 내지 11nm의 층 두께(d1)를 갖는다.
스펙트럼 퓨리티 강화 층(104), 예를 들어, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)만을 포함하는 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)를 제공하기 위하여, LP-CVD, PE-CVD 또는 여타 기술들이 사용될 수도 있다. 모델 연구는, 실제에 있어서의 SPE-층들의 원리를 테스트하기 위하여 실리콘 웨이퍼상에 Si3N4를 증착시킴으로써 이루어졌다. 15nm의 층 두께(d1)이 선택된다. 이 두께에 대하여, 가장 낮은 이론적인 반사율은 대략 10%로서, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 이 범위에서는 그다지 잘 작용하지 않지만, 반사율의 손실은 원리의 증명을 보여주기에는 충분하다. 엘립소메트리(ellipsometry)를 이용하면, 증착된 Si3N4 층의 두께(d1)는 13.5nm(LP-CVD 증착 시간은 1분 45초였다)로 결정되었고, 평가된 RMS 표면 거칠기는 대략 0.5nm였다.
도 9는 베어(bare) 실리콘 웨이퍼에 대하여 측정된 반사율 커브와 비교되는, Si3N4 코팅 실리콘-웨이퍼에 대하여 측정된 반사율 커브를 나타낸다. IMD로부터의 이론적인 커브들 또한 도시되어 있다. 실험의 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 계산된 값들과 매우 양호하게 일치한다는 것은 명백하며, 이는 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)(본 실시예에서는 단지 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110))의 원리가 예측한 바와 같이 작용한다는 것을 증명한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)의 최상부상에는, 캡 층(105)이 존재할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 다층 거울(100)이 제공되는데, 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 Ru를 포함하고 0.5 내지 2.5nm의 층 두께(d4)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 최상부상의 캡 층(105)을 더 포함한다. 대안적으로, 일 실시예에서는, 다른 재료들, 예를 들어, BN, B4C, B, C(예를 들어, diamond-like carbon), TiN, Pd, Rh, Au 또는 C2F4로부터 선택된 재료(m4)가 캡 층(105)으로서 사용될 수도 있다. 또 다른 대안실시예에서는, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)이 또한 캡 층(105)으로서 사용된다. 캡 층(105)으로서 사용하기에 적합한 재료(m4)(즉, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 동시에 캡 층(105)임)는 Si3N4, SiC, MgF2 또는 LiF로부터 선택될 수도 있다. 캡 층은, 소스로부터의 입자 또는 예를 들어, 본 발명에 따른 다층 거울(100)이 사용되는 리소그래피 장치내에 존재하는 여타 입자나 가스들에 의한 물리적인 충격의 화학제 산화에 대한 추가적인 보호책을 제공할 수도 있다. 따라서, 또 다른 실시예에서는 다층 거울이 제공되며, 스펙트럼 퓨리티 최상부 층(104)은 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110) 최상부상의 캡 층(105)을 더 포함하고, 상기 캡 층(105)은 Ru, BN, B4C, B, C(예를 들어, diamond-like carbon), TiN, Pd, Rh, Au, C2F4, Si3N4, SiC, MgF2 또는 LiF부터 선택된 재료(m4)를 포함하고, 0.5 내지 11nm의 층 두께(d4)를 갖는다. 변형례에서, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 재료(m1)는 캡 층(105)의 재료(m4)와는 상이한 재료를 포함하는데, 예를 들어 m1은 Si3N4이고 m4는 Ru이다.
반사율과 관련하여 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)상의 Ru를 포함하는 캡 층(105)의 영향을 나타낸 도 10에는, 방사선 파장의 기능으로서 캡 층(105)을 갖는 실시예의 예시적 반사(y-축선*100%)가 도시되어 있다.
일 실시예에서, 130 내지 190nm 사이의 DUV 범위에서는 종래 다층 거울(100)에 의한 광의 정상적인 억제는 불충분하며, 현재의 DUV 세기는 그 현재 파워의 10%가 저감될 필요가 있다고 추정된다. 이들은 EUV 리소그래피 툴에 대해 예측될 수 있는 통상의 값들이다. EUV 리소그래피 시스템은 통상적으로 11 Si/Mo 다층 거울들을 포함한다. 상술된 실시예들에 따른 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 이들 거울(100)들 중 일부상, 예를 들어 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치되어, DUV 범위의 충분한 억제를 달성할 것이다. 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 사용하는 것은 억제의 선택과 EUV광에 대한 손실 초래에 있어서의 융통성을 제공한다. 정상적인 스펙트럼 퓨리티 필터에 의하면, 손실은 항상 대략 50%이지만, 이 경우에는 그들이 훨씬 더 작을 수 있다. 130 내지 190nm사이의 DUV 범위는 억제될 필요가 있기 때문에, 일 실시예에서는 5nm Si3N4의 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)이 선택된다.
도 11은 증가하는 수(1-5)의 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110), 즉 이러한 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 포함하는 증가하는 수의 다층 거울(100)에 대한 DUV 광의 억제를 나타내고 있으며, 또한 DUV 범위에서의 10% 반사율의 목표치(수평방향 대시 라인(dashed line))를 나타내고 있다. 도 11로부터, 원하는 DUV 억제에 도달하는데에는, Ru-캐핑(Ru-capped) 5nm Si3N4 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 갖는 2개의 다층 거울이면 충분하다는 것을 알 수 있다. 실제로, 2개의 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)에 의하면, 130-190nm 범위내의 여하한의 파장에 대해 DUV는 15% 아래까지 저감되고, 평균 저감은 7%까지 내려간다. 이에 의해 야기되는 EUV의 손실은, 2개의 Ru-캐핑 다층 거울(100)을 갖는 2개의 정상 Ru-캡핑 다층 거울(100)(거울 당 R~75%, 총 Rtot~56%)의 반사율을, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)으로 인해 EUV 광에 대해 16%의 손실을 초래하는, 5nm Si3N4 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)(거울 당 R~63%, Rtot~40%)과 비교함으로써 계산될 수 있다. 비교를 위해, 정상 스펙트럼 퓨리티 필터는 50% 손실을 갖는다. 여기에서 주어진 EUV 손실을 2x5=10nm Si3N4 층을 통한 흡수와 비교하는 경우, 그 손실은 다층 거울(1) 당 6%이며, 이는 다층 거울(1)의 반사율이 계산된 63% 대신 69%이어야 한다는 것을 의미한다. 이 잉여의 EUV의 손실은 EUV 파장에 대해 발생되는 간섭 효과들로 인한 것이다. 이를 회피하기 위하여, Si3N4 층은 2개의 부분으로 나뉠 수 있는데, 예컨대 그들 사이에 Mo의 층을 가질 수 있다. 이렇게 하는 경우, 거울에 대해 계산된 EUV 반사율은 68%이며, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)에서의 EUV 흡수와 완전하게 일치한다. 이는, 아래의 본 발명의 또 다른 실시형태에서 설명될 것이다.
정상 스펙트럼 퓨리티 필터(normal spectral purity filter:NOSPE)(50%)와 동일한 손실을 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 개수를 계산하는 것이 가능하다.
이는, 4개의 정상 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)에 의하면, EUV에 대한 총 손실은 50%이며, 평균 DUV 저감은 아래로 0.7%(소수점 첫째짜리까지의 근사치)에 이른다는 것을 의미한다. 예를 들어, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110) 자체가 캡 층으로서 작용할 수 있기 때문에, 정상 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 최상부상에 Ru 캡 층(105)이 사용되지 않는다면, 6개의 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110) 전체가 50%의 동일한 손실을 위해 사용되어, 아래로 0.012%(소수점 셋째자리 까지의 근사치)까지의 평균 DUV 억제를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 다층 거울(100)은 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선을 반사시키도록 구성되는 통상의 입사 거울이다. 또 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 다층 거울(100)은 12-15nm의 파장 범위로부터 선택된 파장, 예를 들어 13.5nm의 EUV 방사선을 갖는 방사선을 반사시키도록 구성되는 통상의 입사 Si/Mo 다층 거울이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상술되고, 도 4c 및 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 1이상의 다층 거울(100)을 포함하는, 리소그래피 장치, 예컨대 상술된 바와 같은 리소그래피 장치가 제공된다. 따라서, 또 다른 실시형태에서, 본 발명은, 거울상의 소스의 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 다음의 양 파장 범위에서의 소스 방출 방사선의 방사선 빔에서, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 방법을 제공한다.
상술된 바와 같이, 추가 실시예에서, 리소그래피 장치는 소스(SO)에 의하여 생성되는 방사선 빔의 통상의 입사 거울들로서 배치되는, 본 발명에 따른 2이상의 다층 거울(100)을 포함한다. 따라서, 일 실시예에서는, 본 발명에 따른 복수의 다층 거울(100), 가령 추가 실시예에서는 2이상의 다층 거울이 사용되며, 소스에 의해 생성되는 방사선 빔에서 소스에 가장 가까운 다층 거울의 반사된 방사선이 1이상의 다음 다층 거울(100)상에 반사되는 리소그래피 장치 및/또는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 리소그래피 장치 및/또는 방법이 제공되는데, 상기 리소그래피 장치는 상술된 바와 같이 복수의 다층 거울(100)을 포함하고, 층(104)(즉, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110))의 재료(m1) 및 상이한 다층 거울(100)의 스펙트럼 필터 최상부 층(104)에 포함되는 층(110)의 층 두께(d)(즉, d1)는: 각각 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고; 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 디자인된다.
제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)에 대하여 다층 거울이 두께(d1)나 재료(m1) 또는 둘 모두가 변하는, 본 발명에 따른 다수의 다층 거울(100)을 사용함으로써, 원하지 않는 파장의 필터링은, 예를 들어 5 내지 20nm의 원하는 파장은 실질적으로 저감되지(예를 들어, 이러한 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110) 없이 동일한 다층 거울들에 대해 대략 50%의 저감보다 적어지지) 않는 한편, DUV 방사선은 실질적으로 저감되도록(예를 들어, 이러한 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)없이 동일한 다층 거울들에 대하여, 90% 또는 대략 95%, 또는 심지어 대략 99% 이상까지 저감되도록) 튜닝될 수 있다. 이러한 저감은, 일 실시예에서 100-400nm 파장 범위의 실질적인 부분, 예를 들어 100 내지 400nm 파장 범위의 15%, 즉 상기 파장 범위의 대략 15% 이상에 대해 적용될 수 있고, 방사선의 저감은 이러한 상기 파장 범위의 대략 15% 부분에서, 전체 방사선의 대략 90% 이상이다. 일 실시예에서, 적어도 대략 130 내지 190nm 파장에서의 방사선은 90% 이상 저감된다.
일 실시예에서, 1이상의 다층 거울(100)에는 100-200nm 범위의 파장을 갖는 방사선의 저감을 위해 디자인된 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)이 공급될 수 있으며, 1이상 다층 거울(100)에는 200-300nm 범위의 파장을 갖는 방사선의 저감을 위해 디자인된 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)이 공급될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 방사선 빔을 제공하는 단계; 상기 방사선 빔을 패터닝하는 단계; 상기 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계; 상술된 바와 같은 실시예들에 따른 거울상의 소스의 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 다음의 양 파장 범위에서의 소스 방출 방사선의 방사선 빔에서, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
상술된 바와 같이, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 갖는 다수의 다층 거울(100)이 사용될 수도 있다. 대안적으로는, 본 발명에 따라, 그리고 도 4a에 개략적으로 나타낸 바와 같이, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는, 다층 거울이 제공되며, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 재료(m1)를 포함하고 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110); 재료(m2)를 포함하고 층 두께(d2)를 갖는 중간 층(111); 및 재료(m3)를 포함하고 층 두께(d3)를 갖는 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)을 포함하며, 상기 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)은 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치된다.
단일의 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 갖는 상기 실시예들에서 상술된 바와 같이, EUV 파장에 대해 발생되는 간섭 효과로 인해 몇몇 잉여의 EUV 손실이 있을 수 있다. EUV에서의 간섭이 악영향을 주지 않고(제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)만을 포함하는 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)을 갖는 위의 실시예 참조), 예를 들어 EUV 영역에서의 간섭에 대한 두께가 생성되지 않거나(예를 들어, 7nm Si3N4 층은 EUV 간섭으로 인한 손실을 갖지 않을 수 있음) 또는 그들 사이에 잉여의 층(111)을 선택하는(이는 본 실시예에서 기술됨(스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 제 1(110) 및 제 2(112) 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)과 중간 층(111)을 포함함)), 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 두께가 결정될 수 있다.
따라서, 가능한 EUV 간섭의 손실을 회피하거나 최소화시키기 위하여, 본 발명의 본 실시예에 따르면, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)(예를 들어, Si3N4)은 2개의 부분, 즉, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110) 및 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)으로 "나뉘고(split)", 그들 사이에, 예를 들어 Mo의 중간 층(111)을 갖는다. 이는 간섭 손실의 저감을 가져올 수도 있다. 이렇게 하는 경우, Si3N4가 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 EUV 흡수와 완전 일치한다고 가정하면, 거울(100)에 대하여 계산된 EUV 반사율은 68%일 수 있다.
도 11을 참조하면, 도트(dotted) 커브는: 스플릿 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 갖는 130:2 거울; 스플릿 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 갖는 131:3 거울; 스플릿 스펙트럼 퓨리티 강화 측을 갖는 132:4 거울; 스플릿 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 갖는 133:5 거울을 나타낸다. 여기에서, 스플릿 스펙트럼 퓨리티 강화 층은 도 4a에서 나타낸 바와 같은 실시예: 즉 하나의 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110), 중간 층(111) 및 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)을 지칭한다. 도 11은 솔리드 커브로 도시된 것과 동일한 계산결과(calculation)(즉, 1이상의 다층 거울(100)로서, 그 각각이 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)만을 포함하는 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)을 가짐)를 나타내고 있으나, 이 경우에는 2. 5nm Si3N4의 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층에 이어, 2nm Mo의 중간 층(111), 2.5nm Si3N4의 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112), 2.5nm Ru 캡 층(105)을 갖는다. 커브들은 매우 유사해 보이지만, 도트 커브는 약간 덜한 DUV 억제를 가지고, 보다 짧은 파장들로 약간 시프트되어 있다. 이 경우에, 10% 아래의 억제에 도달하기 위해서는, 이 실시예의 스펙트럼 퓨리티 강화 층(스플릿 층)을 갖는 3개의 다층 거울(100)이 필요하지만, 총 손실은 훨씬 더 낮아서, 11%의 EUV 손실과 아래로 3.4%의 평균 DUV 억제를 갖는다(3개의 Ru-캡핑 거울 Rtot~42%; 3개의 Mo-스플릿 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110 및 112) Ru-캡핑 거울 Rtot~31%).
상술된 바와 같이, 4개의 정상 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 사용하는 경우, EUV에 대한 총 손실은 50%이고, 평균 DUV 저감은 아래로 0.7%(소수점 첫째자리까지의 근사치) 까지이다. 하지만, 본 발명의 Mo-스플릿 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층에 대하여, 7개의 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110+112)(즉, 7개의 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)으로, 그 각각은 층 110, 111 및 112를 포함하고, 각각 상이한 다층 거울(100)상에 배치됨)의 최대치가 사용될 수 있으며, DUV 억제는 아래로 0.06%까지이다(소수점 둘째자리까지의 근사치). 추가 실시예에서, d1+d2의 두께는, 상술된 실시예에 주어져 있으며, 표 1의 실시예에 나타낸 바와 같이 d1의 두께와 대략 동일하다.
본 실시예응 Ru 캡 층(105)을 사용할 수도 있다.
본 발명의 추가 실시예에 따르면, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는 다층 거울이 제공되고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 재료(m1)를 포함하고 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110); 재료(m2)를 포함하고 층 두께(d2)를 갖는 중간 층(111); 재료(m3)를 포함하고 층 두께(d3)를 갖는 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)을 포함하고, 상기 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)은 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치되며, 상기 제 1(110) 및 제 2(112) 스펙트럼 퓨리티 강화 층은, 독립적으로 Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본(amorphous carbon), MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되는 재료(각각, m1 및 m3)를 포함하고, 중간 층(111)은 제 1(110) 및 제 2(112) 스펙트럼 퓨리티 강화 층으로부터의 재료(m1 및 m2)와는 상이한 재료(m3)를 포함하며, 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 2.5 내지 40nm 사이의 층 두께(d=d1+d2+d3)를 갖는다.
일 실시예에서, 다층 거울(100)은, Ru를 포함하고 0.5 내지 2.5nm의 층 두께(d4)를 갖는, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)의 최상부상의 캡 층(105)을 선택적으로 더 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 중간 층이 금속을 포함하는 다층 거울(100)을 제공한다. 또 다른 추가 실시예에서, 중간 층은 Be, B, C, Si, P, S, K, Ca, Sc, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ba, La, Ce, Pr, Pa 또는 U로부터 선택된 재료(m2)를 포함하는 다층 거울(100)이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다층 거울(100)이 제공되는데, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110) 및 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)은 복소 굴절지수 k≤0.25*n + 1.07의 허수부를 가지며, 여기서, n은 복소 굴절지수의 실수부이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 복소 굴절지수의 실수부는 1.5이상이고, 복소 굴절지수의 허수부는 2이하이다. 또 다른 실시예에서, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110) 및 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)은 2보다 큰 복소 굴절지수의 실수부를 가지며, 복소 굴절지수의 허수부는 1.6이하이다. 여기서의 굴절지수들은, 소정의 방사선 파장에서, 또는 100-400nm, 일 실시예에서는 100 내지 200nm 범위로부터 선택된 방사선 파장 범위내의 굴절지수들을 지칭한다. 예를 들어, 190nm의 파장 또는 130-190nm 파장 범위내의 방사선을 감소시키는 경우, 본 명세서에 기술된 바와 같은 기준을 충족시키도록 각 층의 재료 및 층 두께가 선택된다.
따라서, 본 발명의 대안실시예에 따르면, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는 다층 거울(100)이 제공되고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 재료(m1)를 포함하고 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110); 재료(m2)를 포함하고 층 두께(d2)를 갖는 중간 층(111); 재료(m3)를 포함하고 층 두께(d3)를 갖는 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)을 포함하고, 상기 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)은 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치되며, 상기 제 1(110) 및 제 2(112) 스펙트럼 퓨리티 강화 층은, 복소 굴절지수 k≤0.25*n + 1.07의 허수부를 가지며, 여기서, n은 복소 굴절지수의 실수부이고, 중간 층(111)은 제 1(110) 및 제 2(112) 스펙트럼 퓨리티 강화 층으로부터의 재료(m1 및 m2)와는 상이한 재료(m3)를 포함하며, 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 2.5 내지 40nm 사이의 층 두께(d=d1+d2+d3)를 갖는다.
그러므로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는 다층 거울(100)이 제공되고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 재료(m1)를 포함하고 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110); 재료(m2)를 포함하고 층 두께(d2)를 갖는 중간 층(111); 재료(m3)를 포함하고 층 두께(d3)를 갖는 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)을 포함하고, 상기 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)은 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치되며, 상기 제 1(110) 및 제 2(112) 스펙트럼 퓨리티 강화 층은, 2이상의 복소 굴절지수의 실수부 및 1.6이하의 복소 굴절지수의 허수부를 갖는 재료(각각, m1 및 m3)를 독립적으로 포함하고, 중간 층(111)은 제 1(110) 및 제 2(112) 스펙트럼 퓨리티 강화 층으로부터의 재료(m1 및 m2)와는 상이한 재료(m3)를 포함하며, 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 2.5 내지 40nm 사이의 층 두께(d=d1+d2+d3)를 갖는다.
상술된 실시예들은 조합될 수도 있다.
추가 실시예에서는, 다층 거울(100)이 제공되는데, 층의 재료(각각, m1, m2 및 m3) 및 스펙트럼 필터 최상부 층내에 포함되는 층 두께(각각, d1, d2 및 d3)는, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 디자인된다.
일 실시예에서는, 다층 거울(100)이 제공되는데, 제 1(110) 및 제 2(112) 스펙트럼 퓨리티 강화 층들은 Si3N4를 포함하고, 각각의 층은 독립적으로 1.5 내지 3.5nm 사이의 층 두께(d1 및 d3)를 가지며, 중간 층(111)은 Mo를 포함하고, 1 내지 3nm 사이의 층 두께(d2)를 갖는다. 대안실시예들은 동일한 크기를 가질 수도 있지만, 각각 Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되는 m1 및 m2를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 다층 거울(100)은 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선을 반사시키도록 구성된 통상의 입사 거울이다. 또 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 다층 거울(100)은 12-15nm의 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선, 예를 들어 13.5nm EUV 방사선을 반사시키도록 구성되는 통상의 입사 Si/Mo 다층 거울이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 예를 들어 상술되고 도 4a에 개략적으로 나타낸 바와 같은 1이상의 다층 거울(100)을 포함하는 상술된 바와 같은 리소그래피 장치가 제공된다. 따라서, 또 다른 실시형태에서, 본 발명은, 이 실시예에 따른 거울상의 소스의 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 다음의 양 파장 범위에서의 소스 방출 방사선의 방사선 빔에서, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 방법을 제공한다.
상술된 바와 같이, 추가 실시예에서, 리소그래피 장치는 소스(SO)에 의하여 생성되는 방사선 빔의 통상의 입사 거울들로서 배치되는, 본 발명에 따른 2이상의 다층 거울(100)을 포함한다. 따라서, 일 실시예에서는, 본 발명에 따른 복수의 다층 거울(100), 가령 추가 실시예에서는 2이상의 다층 거울이 사용되며, 소스에 의해 생성되는 방사선 빔에서 소스에 가장 가까운 다층 거울의 반사된 방사선이 1이상의 다음 다층 거울(100)상에 반사되는 리소그래피 장치 및/또는 방법이 제공된다.
또 다른 추가 실시예에 따르면, 리소그래피 장치는 상술된 바와 같이 복수의 다층 거울(100)을 포함하고, 각각 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)에 포함되는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110), 중간 층(111) 및 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)의 각각의 재료(m1, m2 및 m3) 및 각각 상이한 다층 거울(100)의 스펙트럼 필터 최상부 층(104)에 포함되는 층들(110, 111 및 112)의 층 두께(d1, d2 및 d3)는, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고 100-400nm 파장 범위의 실질적인 부분으로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 디자인된다.
제 1(110) 및 제 2(112) 스펙트럼 퓨리티 강화 층 및 중간 층(111)에 대하여 다층 거울이 두께(d1, d2 및/또는 d3)나 재료(m1, m2 또는 m3) 또는 둘 모두가 변하는, 본 발명에 따른 다수의 다층 거울(100)을 사용함으로써, 원하지 않는 파장의 필터링은, 예를 들어 5 내지 20nm의 원하는 파장은 실질적으로 저감되지(예를 들어, 중간 층(111)에 의하여 나뉘는, 이러한 제 1(110) 및 제 2(112) 스펙트럼 퓨리티 강화 층 없이 동일한 다층 거울들에 대해, 즉 도 4a에 나타낸 바와 같이 이러한 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104) 없이 동일한 다층 거울들에 대해 대략 50%의 저감보다 적어지지) 않는 한편, DUV 방사선은 실질적으로 저감되도록(예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이 이러한 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104) 없이 동일한 다층 거울들에 대하여, 90% 또는 대략 95%, 또는 심지어 대략 99% 이상까지 저감되도록) 튜닝될 수 있다. 이러한 저감은, 일 실시예에서 100-400nm 파장 범위의 실질적인 부분, 예를 들어 100 내지 400nm 파장 범위의 15%에 대해 적용되는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 적어도 대략 130 내지 190nm 파장에서의 방사선은 대략 90% 이상 저감된다.
일 실시예에서, 1이상의 다층 거울(100)에는 100-200nm 범위의 파장을 갖는 방사선의 저감을 위해 디자인된 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)이 공급될 수 있으며, 1이상의 다층 거울(100)에는 200-300nm 범위의 파장을 갖는 방사선의 저감을 위해 디자인된 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)이 공급될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 방사선 빔을 제공하는 단계; 상기 방사선 빔을 패터닝하는 단계; 상기 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계; 상술된 바와 같은 실시예들에 따른 거울상의 소스의 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 다음의 양 파장 범위에서의 소스 방출 방사선의 방사선 빔에서, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
상술된 실시예들을 참조하면, 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)이 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110) 및 중간 층(111)만을 포함하고, 후자가 다층 스택 최상부 층(103)상에 위치되는, 또 다른 "중간(intermediate)" 실시예가 존재한다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 그리고 도 4a에 개략적으로 나타낸 바와 같이, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는 다층 거울(100)이 제공되고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 재료(m1)를 포함하고 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110); 재료(m2)를 포함하고 층 두께(d2)를 갖는 중간 층(111)을 포함하고, 상기 중간 층(111)은 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치된다.
본 실시예는 선택적 캡 층(105), 예를 들어, 0.5 내지 2.5nm의 층 두께(d4)를 갖는 Ru와 조합될 수도 있다. 따라서, 일 실시예에서, 다층 거울(100)은, Ru를 포함하고 0.5 내지 2.5nm의 층 두께(d4)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)의 최상부상의 캡 층(105)을 선택적으로 더 포함한다.
본 발명의 추가 실시예에 따르면, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는 다층 거울(100)이 제공되고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 재료(m1)를 포함하고 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110); 재료(m2)를 포함하고 층 두께(d2)를 갖는 중간 층(111)을 포함하고, 상기 중간 층(111)은 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치되며, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되는 재료(m1)를 포함하고, 상기 중간 층(111)은 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)으로부터의 재료(m1)와는 상이한 재료(m2)를 포함하며, 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 2.5 내지 40nm 사이의 층 두께(d=d1+d2)를 갖는다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 중간 층(111)이 금속을 포함하는 다층 거울(100)을 제공한다. 또 다른 추가 실시예에서, 중간 층(111)은 Be, B, C, Si, P, S, K, Ca, Sc, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ba, La, Ce, Pr, Pa 또는 U로부터 선택된 재료(m2)를 포함하는 다층 거울(100)이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다층 거울(100)이 제공되는데, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 복소 굴절지수 k≤0.25*n + 1.07의 허수부를 가지며, 여기서, n은 복소 굴절지수의 실수부이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 복소 굴절지수의 실수부는 1.5이상이고, 복소 굴절지수의 허수부는 2이하이다. 또 다른 실시예에서, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 2보다 큰 복소 굴절지수의 실수부를 가지며, 복소 굴절지수의 허수부는 1.6이하이다. 여기서의 굴절지수들은, 소정의 방사선 파장에서, 또는 100-400nm, 일 실시예에서는 100 내지 200nm 범위로부터 선택된 방사선 파장 범위내의 굴절지수들을 지칭한다. 예를 들어, 190nm의 파장 또는 130-190nm 파장 범위내의 방사선을 감소시키는 경우, 본 명세서에 기술된 바와 같은 기준을 충족시키도록 각 층의 재료 및 층 두께가 선택된다.
따라서, 본 발명의 대안실시예에 따르면, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는 다층 거울(100)이 제공되고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 재료(m1)를 포함하고 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110); 재료(m2)를 포함하고 층 두께(d2)를 갖는 중간 층(111)을 포함하고, 상기 중간 층(111)은 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치되며, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은, 복소 굴절지수 k≤0.25*n + 1.07의 허수부를 가지며, 여기서, n은 복소 굴절지수의 실수부이고, 상기 중간 층(111)은 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)으로부터의 재료(m1)와는 상이한 재료(m2)를 포함하며, 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 2.5 내지 40nm 사이의 층 두께(d=d1+d2)를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하는 다층 거울(100)이 제공되고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 재료(m1)를 포함하고 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110); 재료(m2)를 포함하고 층 두께(d2)를 갖는 중간 층(111)을 포함하고, 상기 중간 층(111)은 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치되며, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은, 2이상의 복소 굴절지수의 실수부 및 1.6이하의 복소 굴절지수의 허수부를 갖는 재료(각각, m1)를 포함하고, 상기 중간 층(111)은 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)으로부터의 재료(m1)와는 상이한 재료(m2)를 포함하며, 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 2.5 내지 40nm 사이의 층 두께(d=d1+d2)를 갖는다.
상술된 실시예들은 조합될 수도 있다.
추가 실시예에서는, 다층 거울(100)이 제공되는데, 층의 재료(각각, m1 및 m2) 및 스펙트럼 필터 최상부 층에 포함되는 층의 층 두께(각각, d1 및 d2)가 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고 100-400nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 디자인된다.
일 실시예에서는, 다층 거울(100)이 제공되는데, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은 4 내지 1nm의 층 두께(d1)을 갖는 Si3N4를 포함하고, 중간 층(111)은 1 내지 3nm의 층 두께(d2)를 갖는 Mo를 포함한다.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 다층 거울(100)은 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선을 반사시키도록 구성된 통상의 입사 거울이다. 또 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 다층 거울(100)은 12-15nm의 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선, 예를 들어 13.5nm EUV 방사선을 반사시키도록 구성된 통상의 입사 Si/Mo 다층 거울이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상술된 바와 같이 그리고 도 4b에 개략적으로 나타낸 것과 같이, 1이상의 다층 거울(100)을 포함하는, 상술된 바와 같은 리소그래피 장치가 제공된다. 또 다른 실시형태에서, 본 발명은 또한, 거울상의 소스의 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 다음의 양 파장 범위에서의 소스 방출 방사선의 방사선 빔에서, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 방법을 제공한다.
상술된 바와 같이, 추가 실시예에서는, 소스(SO)에 의하여 생성되는 방사선의 통상의 입사 거울로서 배치되는, 본 발명에 따른 2이상의 다층 거울(100)을 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 복수의 다층 거울(100), 가령 추가 실시예에서는 2이상의 다층 거울이 사용되며, 소스에 의해 생성되는 방사선 빔에서 소스에 가장 가까운 다층 거울의 반사된 방사선이 1이상의 다음 다층 거울(100)상에 반사되는 리소그래피 장치 및/또는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 리소그래피 장치 및/또는 방법이 제공되는데, 상기 리소그래피 장치는 상술된 바와 같이 복수의 다층 거울(100)을 포함하고, 층(104), 즉 각각 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)에 포함되는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110) 및 중간 층(111)의 재료(m1 및 m2) 및 각각 상이한 다층 거울(100)의 스펙트럼 필터 최상부 층(104)에 포함되는 층(110, 111)의 층 두께(d1 및 d2)는: 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고, 100-400nm 파장 범위의 실질적인 부분으로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 디자인된다.
제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110) 및 중간 층(111)에 대하여 다층 거울이 두께(d1 및 d2)나 재료(m1 및 m2) 또는 둘 모두의 층 두께 및 재료가 변하는, 본 발명에 따른 다수의 다층 거울(100)을 사용함으로써, 원하지 않는 파장의 필터링은, 예를 들어 5 내지 20nm의 원하는 파장은 실질적으로 저감되지(예를 들어, 이러한 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110) 없이 동일한 다층 거울들에 대해 대략 50%의 저감보다 적어지지) 않는 한편, DUV 방사선은 실질적으로 저감되도록(예를 들어, 이러한 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)없이 동일한 다층 거울들에 대하여, 90% 또는 대략 95%, 또는 심지어 대략 99% 이상까지 저감되도록) 튜닝될 수 있다. 이러한 저감은, 일 실시예에서 100-400nm 파장 범위의 실질적인 부분, 예를 들어 100 내지 400nm 파장 범위의 15%에 대해 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 대략 130 내지 190nm 파장에서의 방사선은 대략 90% 이상 저감된다.
일 실시예에서, 1이상의 다층 거울(100)에는 100-200nm 범위의 파장을 갖는 방사선의 저감을 위해 디자인된 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)이 공급될 수 있으며, 1이상 다층 거울(100)에는 200-300nm 범위의 파장을 갖는 방사선의 저감을 위해 디자인된 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)이 공급될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 조명시스템을 사용하여 방사선 빔을 제공하는 단계; 상기 방사선 빔을 패터닝하는 단계; 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계; 상술된 바와 같은 실시예들에 따른 거울상의 소스의 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 다음의 양 파장 범위에서의 소스 방출 방사선의 방사선 빔에서, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상술된 바와 같은 3개의 실시예들로부터 선택된 2이상의 다층 거울(100)이 사용되는 리소그래피 장치, 원하지 않는(DUV) 방사선에 대한 원하는(EUV) 방사선의 비율을 확대시키는 방법 및/또는 디바이스 제조방법이 제공된다. 일 실시예에서, 1이상의 다층 거울(100)에는 100-200nm 범위의 파장을 갖는 방사선의 저감을 위해 디자인된 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)이 공급될 수 있으며, 1이상 다층 거울(100)에는 200-300nm 범위의 파장을 갖는 방사선의 저감을 위해 디자인된 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)이 공급될 수 있다.
상술된 실시예들 이외에도, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110), 중간 층(111) 및 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)의 스택이 적용될 수도 있다. 예를 들어, 이것은 다층 스택 최상부 층(103)의 최상부상에 다음의 층 스택: 즉 (110/111)n, (111/110)n, (110/111)n/110, 및 (111/110)n/110 중 선택된 1이상을 갖는 다층 스택(102)을 포함하는 다층 거울(100)일 수도 있다(여기서, 첫번째(가장 좌측의) 숫자는 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치된 층을 나타내고, n은 층 조합을 나타내는 숫자를 상징한다). 추가적으로, 개략적으로 예를 들면 102/(110/111)n/110/105에 있어, 캡 층(105)은 마지막 층(가장 나중(가장 우측의) 숫자)상에 제공될 수 있다.
상술된 바와 같이, 다층 거울(100)은, 예를 들어 다수의 교번 Mo/Si 또는 W/Si 또는 WRe/Si나 다른 유형의 다층 스택을 포함하는 다층 (거울) 스택(102)을 포함할 수 있으며, 다층 스택 최상부 층(103)은, 예를 들어 Mo, Si, W 또는 WRe 등을 포함할 수 있다. 이 다층 스택 최상부 층(103)의 최상부상에는, 본 발명에 따른 스펙트럼 필터 최상부 층(104)이 배치되며, 이는 나아가 0.5 내지 11nm의 층 두께(d4)를 갖는, Ru, BN, B4C, B, C(예를 들어, diamond-like carbon), TiN, Pd, Rh, Au, C2F4, Si3N4, SiC, MgF2 또는 LiF부터 선택된 재료(m4)를 포함하는 캡 층(105)으로 선택적으로 캡핑될 수도 있다. 일 실시예에서, 캡 층(105)의 재료(m4)는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 재료(m1)와 동일한 재료가 아니다. 또 다른 실시예에서, 재료(m4)는 Ru, BN, B4C, B, C(예를 들어, diamond-like carbon), TiN, Pd, Rh, Au, C2F4, Si3N4, SiC, MgF2나 LiF 또는 이들 재료의 합금이나 그 중 2이상으로 된 다층으로부터 선택된다. 상술된 변형례에서, 캡 층(105)은 0.5 내지 2.5nm의 층 두께(d4)를 갖는 Ru를 포함한다.
하지만, 대안실시예에서, 다층 스택 최상부 층(103)은 다층 스택(102)의 층들 중 하나를 나타내지 않고, 0.5 내지 11nm의 층 두께(d5)를 갖는, Ru, BN, B4C, B, C(예를 들어, diamond-like carbon), TiN, Pd, Rh, Au, C2F4, Si3N4, SiC, MgF2 또는 LiF로부터 선택된 재료(m5)를 포함하는 캡 층을 나타낸다. 예를 들어, 도 3, 4a-4c 및 5를 참조하면, 다층 거울(100)은, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하고, 다층 스택 최상부 층(103)이 캡 층(층 두께(d5)를 가짐)을 나타내는 다층 거울 스택(102), 및 b) 상기 다층 거울 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은 상술된 실시예들 중 하나에 따른 스펙트럼 필터 최상부 층(104)이다. 일 실시예에서, 캡 층/다층 스택 최상부 층(103)의 재료(m5)는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 재료(m1)와 동일한 재료가 아니다.
변형례에서는, a) 다층 스택 최상부 층(103)을 갖는 복수의 교번 층들을 포함하고, 다층 스택 최상부 층(103)이 캡 층(층 두께(d5)를 가짐)을 나타내는 다층 스택(102), 및 b) 상기 다층 거울 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층(104)을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(104)은, 상기 다층 스택 최상부 층(103)상에 배치되는, 재료(m1)를 포함하고 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)을 포함하고, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)은, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되는 재료(m1)를 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층(110)은 0.5 내지 30nm의 층 두께(d1)를 가지고, 상기 캡 층은 0.5 내지 11nm의 층 두께를 갖는, Ru, BN, B4C, B, C(예를 들어, diamond-like carbon), TiN, Pd, Rh, Au, C2F4, Si3N4, SiC, MgF2 또는 LiF로부터 선택된 재료(m5)를 포함한다.
변형례에서, 다층 스택 최상부 층(103)은 Ru를 포함하고 0.5 내지 2.5nm의 층 두께(d5)를 갖는다. 스펙트럼 필터 최상부 층(110)은, 일 실시예에서는 4-11nm Si3N4(m5), 그리고 변형례에서는 5-7nm Si3N4(m5)의 층 두께(d1)를 포함한다.
일 실시예에서, (도 3 및 4a에 도시된 바와 같이) 스펙트럼 필터 최상부 층(104)상에 배치되는 제 2 캡 층(105)이 존재할 수도 있다.
스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)은 130 내지 190nm의 DUV 범위와 같은 특정 타겟 파장 범위의 광을 억제하기에 적합하다.
130-190nm의 DUV 범위에서 1차 이상 크기(more than 1 order of magnitude)의 통상의 억제는, 예를 들어 Ru의 캡 층(105)을 포함하는 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)을 갖는 2개의 거울을 사용하여 달성될 수 있다. Ru 캡 층(105) 없이, 보다 손실이 적으면서 훨씬 더 양호한 억제가 달성될 수 있다.
EUV 손실은, 상술되었고 도 4a에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)을 두 부분으로 나눔으로써 저감될 수 있다.
스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)은 다층 거울(100)을 산화로부터 보호하기 위하여 캡-층으로서 작용할 수도 있다.
상이한 파장에 대해서는 상이한 재료가 사용될 수 있다.
보다 광범위한 흡수 범위(상이한 재료들을 가지는 경우) 또는 보다 강력한 억제(스펙트럼 퓨리티 강화 층과 동일한 재료를 가지는 경우)를 달성하기 위하여 상이한 거울상에 상이한 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)이 사용될 수 있다.
통상적으로, 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)은 타겟 파장 범위와는 다른 파장에 대해 잉여의 반사율을 가져오지 않는다.
요구되는 억제율에 따라 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)의 개수(및 그에 따른 손실)을 선택할 수 있기 때문에, 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)의 사용은 높은 융통성의 장점을 갖는다.
스펙트럼 퓨리티 필터 없이 디자인된 EUV 리소그래피 시스템에서, 스펙트럼 퓨리티 강화 층(104)이 언제라도 부가될 수 있다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 본 명세서에서 기술된 리소그래피장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 여타의 응용례를 가질 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 이러한 대안적인 응용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용되는 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해해야 한다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(통상적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판처리툴과 여타의 기판처리툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 여러번 처리된 층들을 이미 포함하고 있는 기판을 칭할 수도 있다.
광학 리소그래피와 관련해 본 발명의 실시예들을 사용하여 특정한 언급이 있었으나, 본 발명은, 여타 응용례, 예를 들어, 임프린트 리소그래피에서 사용될 수도 있으며, 상황이 허락한다면 광학 리소그래피로만 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스의 토포그래피(topography)는 기판상에 생성된 패턴을 한정한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그들의 조합을 적용함으로써 레지스트가 경화되는(cured) 기판으로 공급되는 레지스트의 층내로 프레싱될 수도 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트로부터 이동되어, 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남긴다.
본 발명의 실시예들에 대해 상술하였으나, 본 발명은 설명된 것과는 달리 실행될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 발명은, 상술된 바와 같은 방법을 설명하는 기계-판독가능 명령어들의 1이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램이나, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 내부에 저장되는 데이터 저장매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.
상술된 설명은 예시에 지나지 않으며, 제한의 의도는 없다. 따라서, 당업자라면, 후술되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않는 선에서 본 발명에 대한 수정들이 가해질 수도 있다는 것을 명백히 이해할 것이다.
가령 재료(m1)(및 적용가능할 경우 m3)에 대해, 예를 들어, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)(및 적용가능한 경우 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112))이 복소 굴절지수 k≤0.25*n + 1.07의 허수부를 갖는 경우(여기서, n은 복소 굴절지수의 실수부), 또는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 복소 굴절지수의 실수부는 1.5이상이고 복소 굴절지수의 허수부는 2이상인 경우, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되는 재료와는 다른 재료들이 선택될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층(110)의 재료(m1)(및 적용가능한 경우 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층(112)의 재료(m3))는 2이상의 복소 굴절지수의 실수부를 가지고, 복소 굴절지수의 허수부는 1.6이하이다.
명세서에서, 실리콘 질화물은 Si3N4라 칭해진다. 하지만, 이것은 SiN과 같은 모든 Si-N 혼합물을 포함하는 것으로서 이해되어야 한다.
본 발명은 실시예들에 기술된 리소그래피 장치의 응용 또는 리소그래피 장치에서의 사용으로만 제한되는 것은 아니다. 또한, 도면들은, 통상적으로 본 발명의 이해를 돕는데 필요한 요소들 및 특징들만을 포함하고 있다. 더욱이, 리소그래피 장치의 도면들은 개략적이고 정확한 스케일로 이루어진 것이 아니다. 본 발명은 개략적인 도면(예를 들어, 개략적인 도면에 도시된 거울들의 개수)에 나타낸, 요소들로만 제한되지 않는다. 또한, 본 발명은 도 1 및 2에 기술된 리소그래피 장치로 한정되지 않는다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 리소그래피 장치에서 사용하기 위하여, EUV 방사선 및 DUV 방사선의 비율을 확대시키기 위한 다층 거울, 이러한 다층 거울 또는 다수의 이러한 다층 거울들을 포함하는 리소그래피 장치, 및 EUV 방사선 및 DUV 방사선의 비율을 확대하는 방법 및 이러한 방법이 적용되는 디바이스 제조방법을 얻을 수 있다.
Claims (60)
- 다층 거울에 있어서,다층 스택 최상부 층 및 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하는 다층 스택을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층은,제 1 재료를 포함하고 제 1 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층;제 2 재료를 포함하고 제 2 층 두께(d2)를 갖는 중간 층; 및제 3 재료를 포함하고 제 3 층 두께(d3)를 가지며, 상기 다층 스택 최상부 층상에 배치되는 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본(amorphous carbon), MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 제 2 재료는 상기 제 1 재료 및 제 3 재료와는 상이한 재료를 포함하며, d1+d2+d3는 2.5 내지 40nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 스펙트럼 퓨리티 최상부 층은 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층 최상 부상의 캡 층을 더 포함하고, 상기 캡 층은 Ru, BN, B4C, B, C, TiN, Pd, Rh, Au, C2F4, SiN, Si3N4, SiC, MgF2 또는 LiF부터 선택된 제 4 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, Ru를 포함하고 0.5 내지 2.5nm 사이의 제 4 층 두께(d4)를 갖는, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층 최상부상의 캡 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 중간 층은 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 재료는 Be, B, C, Si, P, S, K, Ca, Sc, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ba, La, Ce, Pr, Pa 또는 U로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층은, 독립적으로 복소 굴절지수 k≤0.25*n + 1.07의 허수부를 가지며, n은 복소 굴절지수의 실수부인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층은, 독립적으로, 2이상의 복소 굴절지수의 실수부 및 1.6이하의 복소 굴절지수의 허수부를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1, 제 2 및 제 3 재료와 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층 두께는, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 다층 거울은 통상의(normal) 입사 거울인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 다층 거울은 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사 선을 반사시키도록 구성되는 통상의 입사 거울인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 다층 거울은 12-15nm의 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선을 반사시키도록 구성되는 통상의 입사 Si/Mo 다층 거울인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 및 제 3 재료는 Si3N4를 포함하고, 각각의 층은 1.5 내지 3.5nm의 층 두께를 가지고, 상기 제 2 재료는 1 내지 3nm의 층 두께를 갖는 Mo를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 다층 스택 최상부 층은, Ru, BN, B4C, B, C, TiN, Pd, Rh, Au, C2F4, SiN, Si3N4, SiC, MgF2 또는 LiF부터 선택된 제 4 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 1 항에 있어서,상기 다층 스택 최상부 층은 캡 층을 포함하고, 상기 다층 스택 최상부 층은 Ru를 포함하며 0.5 내지 2.5nm의 제 4 층 두께(d4)를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 다층 거울을 포함하는 리소그래피 장치에 있어서,상기 다층 거울은 다층 스택 최상부 층 및 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하는 다층 스택을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층은,제 1 재료를 포함하고 제 1 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층;제 2 재료를 포함하고 제 2 층 두께(d2)를 갖는 중간 층; 및제 3 재료를 포함하고 제 3 층 두께(d3)를 가지며, 상기 다층 스택 최상부 층상에 배치되는 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 제 2 재료는 상기 제 1 재료 및 제 3 재료와는 상이한 재료를 포함하며, d1+d2+d3는 2.5 내지 40nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
- 제 15 항에 있어서,복수의 다층 거울을 더 포함하고, 상기 복수의 다층 거울의 상기 제 1, 제 2 및 제 3 재료와 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층 두께는, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
- 다음의 양 파장 범위에서의 소스 방출 방사선의 방사선 빔에서, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 방법에 있어서,상기 방법은, 다층 스택 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하는 다층 스택과, 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층을 포함하는 다층 거울상에서 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시키는 단계를 포함하며,상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 제 1 재료를 포함하고 제 1 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층; 제 2 재료를 포함하고 제 2 층 두께(d2)를 갖는 중간 층; 및 제 3 재료를 포함하고 제 3 층 두께(d3)를 가지며, 상기 다층 스택 최상부 층상에 배치되는 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 제 3 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되며, 상기 제 2 재료는 상기 제 1 재료 및 제 3 재료와는 상이한 재료를 포함하고, d1+d2+d3는 2.5 내지 40nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 17 항에 있어서,다층 거울상의 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시키는 단계는 복수의 다층 거울상의 빔의 적어도 일부를 반사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 1, 제 2 및 제 3 재료와 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층 두께는, 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고, 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 디바이스 제조방법에 있어서,방사선 빔을 제공하는 단계;상기 방사선 빔을 패터닝하는 단계;상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계;다층 스택을 포함하는 다층 거울상의 소스의 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 다음의 양 파장 범위에서의 소스 방출 방사선의 방사선 빔에서, 5- 20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 단계를 포함하고,상기 다층 스택은, 다층 스택 최상부 층 및 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 제 1 재료를 포함하고 제 1 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층; 제 2 재료를 포함하고 제 2 층 두께(d2)를 갖는 중간 층; 및 제 3 재료를 포함하고 제 3 층 두께(d3)를 가지며, 상기 다층 스택 최상부 층상에 배치되는 제 2 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 제 3 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 제 2 재료는 상기 제 1 재료 및 제 3 재료와는 상이한 재료를 포함하며, d1+d2+d3는 2.5 내지 40nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 다층 거울에 있어서,다층 스택 최상부 층 및 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 제 1 재료를 포함하고 제 1 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층; 제 2 재료를 포 함하고 제 2 층 두께(d2)를 가지며, 상기 다층 스택 최상부상에 배치되는 중간 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 제 2 재료는 상기 제 1 재료와는 상이한 재료를 포함하며, d1+d2는 1.5 내지 40nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층 최상부상의 캡 층을 더 포함하고, 상기 캡 층은 Ru, BN, B4C, B, C, TiN, Pd, Rh, Au, C2F4, SiN, Si3N4, SiC, MgF2 또는 LiF부터 선택된 제 3 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, Ru를 포함하고 0.5 내지 2.5nm의 층 두께(d4)를 갖는, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층 최상부상의 캡 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 중간 층은 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 제 2 재료는 Be, B, C, Si, P, S, K, Ca, Sc, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ba, La, Ce, Pr, Pa 또는 U로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층은, 복소 굴절지수 k≤0.25*n + 1.07의 허수부를 가지며, n은 복소 굴절지수의 실수부인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층은, 2이상의 복소 굴절지수의 실수부 및 1.6이하의 복소 굴절지수의 허수부를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 재료와 상기 제 1 및 제 2 층 두께는, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 다층 거울은 통상의 입사 거울인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 다층 거울은 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선을 반사시키도록 구성되는 통상의 입사 거울인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 다층 거울은 12-15nm의 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선을 반사시키도록 구성되는 통상의 입사 Si/Mo 다층 거울인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층은 4 내지 11nm의 층 두께를 갖는 Si3N4를 포함하고, 상기 중간 층은 1 내지 3nm의 층 두께를 갖는 Mo를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 다층 스택 최상부 층은 캡 층을 포함하고, 상기 캡 층은 Ru, BN, B4C, B, C, TiN, Pd, Rh, Au, C2F4, SiN, Si3N4, SiC, MgF2 또는 LiF부터 선택된 재료(m5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 21 항에 있어서,상기 다층 스택 최상부 층은 캡 층을 포함하고, 상기 다층 스택 최상부 층은 Ru를 포함하며 0.5 내지 2.5nm의 층 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 다층 스택을 포함하는 다층 거울을 포함하는 리소그래피 장치에 있어서,다층 스택 최상부 층 및 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 제 1 재료를 포함하고 제 1 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층; 제 2 재료를 포함하고 제 2 층 두께(d2)를 가지며, 상기 다층 스택 최상부상에 배치되는 중간 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 제 2 재료는 상기 제 1 재료와는 상이한 재료를 포함하며, d1+d2는 1.5 내지 40nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
- 제 35 항에 있어서,복수의 다층 거울을 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 재료와 상기 제 1 및 제 2 층 두께는, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
- 다음의 양 파장 범위에서의 소스 방출 방사선의 방사선 빔에서, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 방법에 있어서,상기 방법은, 다층 스택을 포함하는 다층 거울상의 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시키는 단계를 포함하고, 상기 다층 스택은 다층 스택 최상부 층 및 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 제 1 재료를 포함하고 제 1 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층; 제 2 재료를 포함하고 제 2 층 두께(d2)를 가지며 상기 다층 스택 최상부 층상에 배치되는 중간 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 제 2 재료는 제 1 재료와는 상이한 재료를 포함하고, d1+d2는 1.5 내지 40nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 37 항에 있어서,상기 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시키는 단계는 복수의 다층 거울상의 빔의 적어도 일부를 반사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 37 항에 있어서,상기 제 1, 제 2 재료와 상기 제 1 및 2 층 두께는, 상기 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고, 상기 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 디바이스 제조방법에 있어서,방사선 빔을 제공하는 단계;상기 방사선 빔을 패터닝하는 단계;상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계;다층 스택을 포함하는 다층 거울상의 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 단계를 포함하고,상기 다층 스택은, 다층 스택 최상부 층 및 다층 스택상에 배치되는 스펙트 럼 필터 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 제 1 재료를 포함하고 제 1 층 두께(d1)를 갖는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층; 제 2 재료를 포함하고 제 2 층 두께(d2)를 가지며 상기 다층 스택 최상부 층상에 배치되는 중간 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 제 2 재료는 제 1 재료와는 상이한 재료를 포함하며, d1+d2는 1.5 내지 40nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 다층 스택을 포함하는 다층 거울에 있어서,상기 다층 스택은, 다층 스택 최상부 층 및 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 제 1 재료를 포함하고 층 두께(d1)를 가지며 상기 다층 스택 최상부 층상에 배치되는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 두께(d1)는 0.5 내지 30nm인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층 최상부상의 캡 층을 더 포함하고, 상기 캡 층은 Ru, BN, B4C, B, C, TiN, Pd, Rh, Au, C2F4, SiN, Si3N4, SiC, MgF2 또는 LiF부터 선택된 제 2 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, Ru를 포함하고 0.5 내지 2.5nm의 제 2 층 두께를 갖는, 상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층 최상부상의 캡 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층은, 복소 굴절지수 k≤0.25*n + 1.07의 허수부를 가지며, n은 복소 굴절지수의 실수부인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층은, 2이상의 복소 굴절지수의 실수부 및 1.6이하의 복소 굴절지수의 허수부를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 제 1 재료 및 상기 층 두께(d1)는, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 스펙트럼 필터 최상부 층에 포함되는 층의 상기 제 1 재료 및 상기 층 두께(d1)는 다음의 기준,,
을 충족시키도록 디자인되는데,r12는 제 1 층(1)으로부터 들어가고 제 1 층(1)과 제 2 층(2) 사이의 경계면에서 반사되는 통상의 입사 평면 파장의 반사에 대한 Fresnel 진폭 반사 계수이고, 상기 제 1 층(1) 및 상기 제 2 층(2)은, 각각 상기 다층 거울 상부의 대기 및 스펙트럼 필터 최상부 층이고;r23은 제 2 층(2)로부터 들어가고 제 2 층(2)과 제 3 층(3) 사이의 경계면에서 반사되는 통상의 입사 평면 파장의 반사에 대한 Fresnel 진폭 반사 계수이고, 제 2 층(2) 및 제 3 층(3)은, 각각 스펙트럼 필터 최상부 층 및 다층 스택 최상부 층이고;tpq는 층 p로부터 층 q내로의 평면 파장의 투과에 대한 Fresnel 진폭 투과 계수이고;λ는 방사선의 파장이고;t는 스펙트럼 필터 최상부 층의 두께이고;K2는 매체(p)에서의 파장 수이며,Np=np+j*kp는 매체(p)의 복소 굴절지수인, 상기 기준을 충족시키도록 디자인되는 것을 특징으로 하는 다층 거울. - 제 41 항에 있어서,상기 다층 거울은 통상의 입사 거울인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 다층 거울은 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선을 반사시키도록 구성되는 통상의 입사 거울인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 다층 거울은 12-15nm의 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선을 반사시키도록 구성되는 통상의 Si/Mo 다층 거울인 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층은 4 내지 11nm의 층 두께를 갖는 Si3N4를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 다층 스택 최상부 층은 캡 층을 포함하고, 상기 다층 스택 최상부 층은 Ru, BN, B4C, B, C, TiN, Pd, Rh, Au, C2F4, SiN, Si3N4, SiC, MgF2 또는 LiF부터 선택된 제 2 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 다층 스택 최상부 층은 캡 층을 포함하고, 상기 다층 스택 최상부 층은 Ru를 포함하며 0.5 내지 2.5nm의 제 2 층 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 거울.
- 제 41 항에 있어서,상기 다층 스택 최상부 층은 캡 층을 포함하고, 상기 다층 스택 최상부 층은 Ru를 포함하고 0.5 내지 2.5nm의 제 2 층 두께를 가지며, 상기 제 1 스펙트럼 필터 최상부 층은 4 내지 11nm의 층 두께(d1)를 갖는 SiN, Si3N4를 포함하는 것을 특징으 로 하는 다층 거울.
- 다층 스택을 포함하는 1이상의 다층 거울을 포함하는 리소그래피 장치에 있어서,다층 스택 최상부 층 및 상기 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 제 1 재료를 포함하고 층 두께(d1)를 가지며 상기 다층 스택 최상부 층상에 배치되는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 두께(d1)는 0.5 내지 30nm인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
- 제 55 항에 있어서,복수의 다층 거울을 더 포함하고, 상이한 다층 거울들의 스펙트럼 필터 최상부 층에서의 상기 층의 재료 및 상기 층의 층 두께는, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고, 100-400nm의 파장 범위의 실질적인 부분으로부터의 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
- 다음의 양 파장 범위에서의 소스 방출 방사선의 방사선 빔에서, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 방법에 있어서,상기 방법은, 다층 거울을 이용하여 방사선 빔을 반사시키는 단계를 포함하고, 상기 다층 거울은 다층 스택을 포함하고, 상기 다층 스택은 다층 스택 최상부 층 및 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 제 1 재료를 포함하고 층 두께(d1)를 가지며 상기 다층 스택 최상부 층상에 배치되는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 두께(d1)는 0.5 내지 30nm인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 57 항에 있어서,복수의 다층 거울을 이용하여 상기 방사선 빔을 반사시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 57 항에 있어서,상기 방사선 빔은 복수의 다층 거울에 의해 반사되고, 상기 복수의 다층 거울의 스펙트럼 필터 최상부 층에서의 층의 재료 및 층의 두께는, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최소화시키고, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 흡수 및/또는 상쇄 간섭을 최대화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 디바이스 제조방법에 있어서,방사선 빔을 제공하는 단계;상기 방사선 빔을 패터닝하는 단계;상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계; 및다층 스택을 포함하는 다층 거울상의 소스의 방사선 빔의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 5-20nm의 제 1 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선과, 100-400nm의 제 2 파장 범위로부터 선택된 파장을 갖는 방사선의 비율을 확대시키는 단계를 포함하고,상기 다층 거울은, 다층 스택 최상부 층 및 다층 스택상에 배치되는 스펙트럼 필터 최상부 층을 갖는 복수의 교번 층을 포함하고, 상기 스펙트럼 필터 최상부 층은, 제 1 재료를 포함하고 층 두께(d1)를 가지며 상기 다층 스택 최상부 층상에 배치되는 제 1 스펙트럼 퓨리티 강화 층을 포함하고,상기 제 1 재료는 SiN, Si3N4, SiO2, ZnS, Te, 다이아몬드, CsI, Se, SiC, 비 결정 카본, MgF2, CaF2, TiO2, Ge, PbF2, ZrO2, BaTiO3, LiF 또는 NaF로부터 선택되고, 상기 층 두께(d1)는 0.5 내지 30nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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