KR20070003521A - Ｅｕｖ용 다층 마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 EUV용 다층 마스크에 관한 것으로, Xe 가스를 사용한 스퍼터링 공정을 수행하여 Xe 가스의 운동에너지를 최소로 하여 다층 구조의 반사경 표면의 손상을 최소로 하여 상호 확산을 방지하고, 표면 거칠기도 최소로 하여 반사도가 증가한다. 또한, 확산 장벽층으로 루테늄층을 사용하여 몰리브덴과 실리콘층의 상호 확산을 방지하여 반사도를 향상시키는 기술을 나타낸다.
Description
도 1은 종래 기술에 따른 EUV용 다층 마스크의 문제점을 도시한 사진 및 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 EUV용 다층 마스크의 적층 구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 EUV용 다층 마스크의 확산 장벽층의 물질에 따른 반사도를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 EUV용 다층 마스크의 확산 장벽층 물질인 B4C층의 표면 거칠기를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 EUV용 다층 마스크의 반사도를 도시한 그래프.
본 발명은 EUV용 다층 마스크에 관한 것으로, Xe 가스를 사용한 스퍼터링 공정을 수행하여 Xe 가스의 운동에너지를 최소로 하여 다층 구조의 반사경 표면의 손상을 최소로 하여 상호 확산을 방지하고, 표면 거칠기도 최소로 하여 반사도가 증가한다. 또한, 확산 장벽층으로 루테늄층을 사용하여 몰리브덴과 실리콘층의 상호 확산을 방지하여 반사도를 향상시키는 기술을 나타낸다.
EUV 노광 공정은 기존 사용되는 KrF, ArF 또는 F2등의 단파장광을 연장하는 10~14nm의 극단파장을 이용하는 노광공정으로 극단파장의 광을 이용하기 때문에 해당 광이 대부분의 물질에서 흡수가 이루어지게 되어 현재의 전도 현상을 이용한 노광 메카니즘으로는 이용이 불가능하다. 이의 대안으로 전도 현상 메카니즘을 이용한 방법이 아닌 광의 반사 메카니즘을 이용하려는 연구가 이루어져 현재는 반사광을 이용한 EUV 개발 공정이 주된 연구가 되고 있다. 그러나 대부분의 물질에서 반사도가 매우 작은 값을 가지게 되므로 EUV가 통과하는 경로는 진공과 같은 수준이 되어야 하며, 렌즈 및 마스크 물질은 EUV를 충분히 이용가능하도록 표면에 다층 구조로 코팅된 반사경이 사용되어야 하므로 10 ~ 14 nm의 극단파장과 이 영역의 단파장들을 가장 잘 반사시키는 물질들로 알려진 몰리브덴 및 실리콘층의 적층 구조를 사용하고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 EUV용 다층 마스크의 문제점을 도시한 사진 및 그래프이다.
도 1을 참조하면, 몰리브덴층과 실리콘층이 각각 3 내지 5nm의 두께로 형성된 모습을 도시한 사진이며, 상기 그래프는 파장과 반사도의 관계를 나타낸 것으로 파장이 12.5nm를 갖는 광원에 대하 최대 63 % 반사도를 보이고 있다.
상술한 종래 기술에 따른 EUV용 다층 마스크에서, 몰리브덴 및 실리콘층의 적층 구조는 반사도가 70% 이하로 상기 몰리브덴층 및 실리콘층의 경계에 상호 확산 현상으로 인한 상쇄 간섭과 각 층간의 표면 거칠기로 인해 상기 반사경의 반사 도가 감소되는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, Xe 가스를 사용한 스퍼터링 공정을 수행하여 Xe 가스의 운동에너지를 최소로 하여 다층 구조의 반사경 표면의 손상을 최소로 하여 상호 확산을 방지하고, 표면 거칠기도 최소로 하여 반사도가 증가한다. 또한, 확산 장벽층으로 루테늄층을 사용하여 몰리브덴과 실리콘층의 상호 확산을 방지하여 반사도를 향상시키는 EUV용 다층 마스크를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 EUV용 다층 마스크는
반사시스템(Reflection system)을 이용한 EUV 리소그래피 장비의 EUV 마스크에 있어서,
몰리브덴층, 확산 장벽층 및 실리콘층의 적층구조가 반복 적층된 반사경
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 EUV용 다층 마스크의 적층 구조를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 몰리브덴층(30), 확산 장벽층(10) 및 실리콘층(20)의 적층구조가 반복 적층된 반사경을 나타낸다.
여기서, 확산 장벽층(10)은 각각 5 내지 10nm 두께의 탄화 붕소층(B4C)과 루 테늄층(Ru)의 적층 구조로 형성하며, 더 바람직하게는 루테늄층(Ru)으로 형성한다.
확산 장벽층(10)은 0.01 내지 0.1 Pa의 압력에서 Kr 가스를 이용한 스퍼터링 방법으로 형성하며, 더 바람직하게는 0.01 내지 0.8 Pa의 압력에서 Xe 가스를 이용한 스퍼터링 방법으로 형성한다.
여기서, Xe 가스는 종래에 사용되는 Ar 원자에 비해 타겟과 충돌 후 많은 에너지를 잃게 되어 리바운드된 Xe 원자는 박막 형성에 손상을 주지 않게 되며 이로 인한 상호 확산 현상을 감소시킬 수 있다. 따라서, 몰리브덴층(Mo) 및 실리콘층(Si) 간의 표면 거칠기가 증가하게 되어 향상된 반사도를 얻을 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 EUV용 다층 마스크의 확산 장벽층의 물질에 따른 반사도를 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 몰리브덴층과 실리콘층의 계면에서 13.4nm의 파장을 갖는 광원에 대한 첨가 물질별 반사도를 비교한 것으로 B4C, C, W, Ag, V, Cr에 비해 Ru 원소는 상기 계면에서 확산 장벽층의 물질로 사용시 반사도가 감소하지 않는 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 EUV용 다층 마스크의 확산 장벽층 물질인 B4C층의 표면 거칠기를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, B4C층은 이온 스퍼터링 방법에 의해 표면 거칠기가 향상되는 것을 알 수 있으며, 상기 스퍼터링 공정시 Kr 이온을 이용하게 되면 더 좋은 표면 성질을 갖게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 EUV용 다층 마스크의 반사도를 도시한 그래프이다.
도 5를 참조하면, 13.3nm의 파장을 갖는 광에 대하여 상기 EUV용 다층 마스크의 반사도를 도시한 것으로, 최대 70.1%의 반사도를 나타내는 것을 알 수 있다.
여기서, EUV용 다층 마스크 형성시 반사도가 감소되지 않는 Ru층과 표면 성질을 향상시키는 B4C층을 적층하여 확산 장벽층으로 형성하면 13nm 파장을 갖는 광에 대한 약 70% 이상의 반사도를 확보할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 EUV용 다층 마스크는 Xe 가스를 사용하여 Xe 가스의 운동에너지를 최소로 하여 다층 구조의 반사경 표면의 손상을 최소로 하여 상호 확산을 방지하고, 표면 거칠기도 최소로 하여 반사도가 증가한다. 또한, 확산 장벽층으로 루테늄층을 사용하여 몰리브덴과 실리콘층의 상호 확산을 방지하여 반사도를 향상시키는 효과가 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
Claims (6)
- 반사시스템(Reflection system)을 이용한 EUV 리소그래피 장비의 EUV 마스크에 있어서,몰리브덴층, 확산 장벽층 및 실리콘층의 적층구조가 반복 적층된 반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 EUV용 다층 마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 확산 장벽층은 탄화붕소층(B4C) 및 루테늄층(Ru)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 EUV용 다층 마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 확산 장벽층은 루테늄층(Ru)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 EUV용 다층 마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 적층 구조는 각각 5 내지 10nm의 두께로 구비된 것을 특징으로 하는 EUV용 다층 마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 적층구조는 0.01 내지 0.1 Pa의 압력에서 Kr 가스를 이용한 스퍼터링 방법으로 형성된 것을 특징으로 하는 EUV용 다층 마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 적층구조는 0.01 내지 0.8 Pa의 압력에서 Xe 가스를 이용한 스퍼터링 방법으로 형성된 것을 특징으로 하는 EUV용 다층 마스크.
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