KR20100134113A - 정렬 타겟들을 위한 회절 요소들 - Google Patents

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Abstract

복수의 회절 요소들로부터 형성되는 정렬 피처들을 갖는 정렬 타겟들을 포함하는 패터닝 디바이스가 제공되며, 각각의 회절 요소는 업소버 스택 및 다층 리플렉터 스택을 포함한다. 회절 요소들은 사전-정렬에 이용되는 사전-결정된 회절 차수를 개선시키고 사전-정렬에 이용되는 파장의 광으로 조명되는 경우 사전-정렬 시스템의 사전-결정된 방향으로 광을 회절시키도록 구성된다. 회절 요소들은 각각의 정렬 피처 영역의 적어도 절반을 차지할 수 있다. 회절 요소들은 1 또는 보다 높은 차수의 회절들을 개선하는 한편, 레티클 사전정렬에 이용되는 파장으로 조명되는 경우 0 회절 차수 및 스펙트럼 반사를 실질적으로 저감시키도록 구성될 수 있다. 각각의 회절 요소의 치수들은 각각의 정렬 피처의 회절 격자 주기의 함수일 수 있다.

Description

정렬 타겟들을 위한 회절 요소들{DIFFRACTION ELEMENTS FOR ALIGNMENT TARGETS}
본 발명은 일반적으로 정렬 타겟들을 위한 회전 요소들에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다.
리소그래피는 IC 및 다른 디바이스들 및/또는 구조체들의 제조에 있어 핵심 단계들 중 하나로서 폭 넓게 인식되고 있다. 하지만, 리소그래피를 이용하여 만들어지는 피처들의 크기가 작아질수록, IC 또는 다른 디바이스들 및/또는 구조체들을 제조하는 데 있어 리소그래피가 더욱 중요한 요소가 되고 있다.
패턴 프린팅의 한계들의 이론적인 추정치는 수학식 1과 같이 주어질 수 있다.
Figure pct00001
여기서, λ는 이용되는 방사선의 파장이고, NAPS는 패턴을 프린팅하는 데 이용되는 투영 시스템의 개구수이고, k1은 프로세스 종족 조정 인자(process dependent adjustment factor)이며 CD는 프린팅되는 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식 1로부터 피처들의 최소 프린팅가능한 크기의 축소는 3 가지 방식, 즉 노광 파장(λ)을 단축시키거나, 개구수(NAPS)를 증대시키거나, 또는 k1의 값을 감소시킴으로써 달성될 수 있다.
노광 파장을 단축시키고, 따라서 최소 프린팅가능한 크기를 축소시키기 위해서, 극 자외(EUV) 방사선 소스의 이용이 제안되어 왔다. EUV 방사선 소스들은 대략 5 nm 내지 100 nm의 방사선 파장을 출력하도록 구성된다. 따라서, EUV 방사선 소스들은 작은 피처들의 프린팅을 달성하기 위하여 중요한 진전을 이룰 것이다. 이러한 방사선은, 극 자외선 또는 연질 x-레이라 언급되며, 가능한 소스들로는, 예를 들어 레이저-생성 플라즈마 소스들, 방전 플라즈마 소스들, 또는 전자 저장 링으로부터의 싱크로트론 방사선이 포함된다.
레티클들 상의 정렬 타겟들은 리소그래피 시스템에서의 레티클들을 정렬시키는 데 이용된다. 통상적으로, 정렬 타겟들은 정렬 타겟 상 정렬 피처들의 영역의 최대 1/4을 점유하는 회절 요소들을 갖는 프로파일링된 업소버 스택(profiled absorber stack)을 포함한다. 하지만, 종래의 정렬 타겟들은 약한 정렬 신호들을 발생시켜 불충분한 레티클 정렬 정확도를 초래한다.
상술된 결함들을 해결하기 위한 방법들, 시스템 및 장치를 필요로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 대응되는 업소버 스택들에 커플링되는 어레이 내의 어레이 및 리플렉터 스택들 내에 업소버 스택들을 포함하는 정렬 피처가 제공된다. 업소버 스택들 및 리플렉터 스택들은 패터닝 디바이스 사전정렬에 이용되는 사전-결정된 회절 차수를 개선하고 레티클의 사전-정렬에 이용되는 파장의 광으로 조명될 경우 사전-정렬 시스템의 사전-결정된 방향으로 광을 회절시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 업소버 리플렉터 스택들은 각 정렬 피처 영역의 적어도 절반을 차지한다. 각각의 업소버 및 리플렉터 스택 패턴 프로파일링의 치수들은 각각의 정렬 피처의 회절 격자 주기의 함수이다. 업소버 및 리플렉터 스택들은 제 1 차수 또는 그 이상의 차수의 회절들을 개선시키도록 구성되는 한편, 레티클 사전-정렬에 이용되는 파장으로 조명되는 경우 실질적으로 0 회절 차수 및 스펙트럼 반사를 실질적으로 저감시킨다.
본 발명의 또 다른 실시예는 다음의 단계들을 포함하는 방법을 제공한다. 레티클 상에 정렬 타겟을 형성시키는 단계 - 상기 정렬 타겟은 복수의 정렬 피처들을 가지며, 각각의 정렬 피처는 레티클 사전-정렬에 이용되는 사전-결정된 회절 차수를 개선시키도록 구성되는 회절 요소들을 포함함 - . 레티클 정렬에 이용되는 파장으로 정렬 타겟을 조명하고 정렬 타겟으로부터 회절된 방사선을 이용하여 레티클을 사전-정렬하는 단계.
본 발명의 추가 실시예는 반사 패터닝 디바이스 및 방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성되는 조명 소스를 포함하는 리소그래피 장치를 제공하며, 상기 반사 패터닝 디바이스는 패터닝 디바이스를 마스크 테이블과 정렬시키기 위한 정렬 타겟들을 포함한다. 각각의 정렬 타겟들은 정렬 피처들을 포함하며, 각각의 정렬 피처는 패터닝 디바이스를 정렬하는 데 이용되는 특정 회절 차수를 개선시키도록 구성되는 회절 요소들을 갖는다.
본 발명의 추가 실시예, 특징들 및 장점들과 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동이 첨부 도면들을 참조하여 상세히 후술된다.
본 명세서에 포함되어 그 일부를 형성하는 첨부 도면들은 본 발명의 1 이상의 실시예들을 예시하고 있으며, 또한 설명부와 함께 본 발명의 원리들을 설명하고 당업자로 하여금 본 발명을 제조하고 이용할 수 있게 하는 역할을 한다.
도 1은 예시적 리소그래피 장치를 나타낸 도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 레티클을 사전-정렬하도록 구성되는 사전-정렬 시스템을 예시한 도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 타겟을 예시한 도;
도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 회절 요소들을 포함하는 예시적 정렬 피처들을 예시한 도;
도 5는 정렬 피처의 일 부분을 예시한 도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 정렬 피처의 일 부분을 예시한 도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 레티클을 사전-정렬하기 위해 수행되는 단계들을 예시한 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 1 이상의 실시예들에 대해 첨부 도면을 참조하여 기술될 것이다. 도면에서, 같은 참조 부호들은 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 나타낼 수 있다. 추가적으로, 참조 부호의 가장 좌측의 숫자(들)을 통해 참조 부호가 가장 먼저 나타나는 도면을 식별할 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 특징들을 포함하는 1 이상의 실시예들을 개시하고 있다. 개시된 실시예(들)는 본 발명의 예시에 지나지 않는다. 본 발명의 범위는 개시된 예시(들)로만 제한되지 않는다. 본 발명은 후속 청구범위에 의하여 정의된다.
기술되는 실시예(들) 및 "하나의 실시예", "일 실시예", "예시적 실시예" 등에 대한 명세서에서의 언급들은 기술된 실시예(들)이 구체적 특징이나, 구조 또는 특성을 포함할 수 있으나, 모든 실시예가 반드시 구체적 특징이나, 구조 또는 특성을 포함하는 것은 아니라는 것을 나타낸다. 또한, 이러한 문구가 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 나아가, 구체적 특징이나, 구조 또는 특성이 일 실시예와 관련하여 설명되는 경우, 명확히 기술되었든 그렇지 않든, 이러한 특징이나, 구조 또는 특성을 다른 실시예들과 관련하여 실행하는 것도 당업자의 지식 내에 속한다는 것을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 1 이상의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고, 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT), 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 그들의 여하한의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다(그러나 이러한 요소들로 제한되는 것은 아니다).
지지 구조체(WT)는 패터닝 디바이스(MA)의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다.
"패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예에는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함된다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
"투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 그들의 여하한의 조합을 포함하는 여하한 타입의 투영 시스템을 포괄할 수 있다. 다른 가스들은 너무 많은 방사선 또는 전자들을 흡수할 수도 있기 때문에, EUV 또는 전자 빔 방사선을 위해서는 진공을 이용하는 것이 바람직할 수도 있다. 그러므로, 진공 벽 및 진공 펌프들의 도음으로 전체 빔 경로에 진공 환경이 제공될 수도 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(도시 안됨)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(도시 안됨)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터 및 콘덴서와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면이 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖도록, 방사선 빔을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 마스크(MA)를 가로지른 후, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 상기 투영 시스템은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(IF1)는, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 레티클(202)을 사전-정렬하도록 구성되는 시스템(200)을 예시하고 있다. 시스템(200)은 조명 소스(208)(이후, 조명 소스들 및 광 소스들로서 번갈아 이용됨) 및 광학기(212), 선택적 검출기(214) 및 제어기(216)를 포함할 수 있는 사전-정렬 시스템(206)을 포함한다.
조명 소스(208)들은 레티클 사전-정렬에 이용되는 사전-결정된 파장의 광으로 레티클(202)을 조명하도록 구성된다. 일 실시예에서, 조명 소스(208)들에 의하여 발생되는 광은 650 nm 내지 1000 nm의 근-적외선 영역 내에 있다. 다른 실시예에서는, 880 nm 파장의 광이 사용된다. 레티클 정렬을 위해 조명 소스(208)들에 의하여 발생되는 광의 파장은 당업자라면 알 수 있듯이 설계상의 선택사항이라는 것을 이해하여야 한다. 본 실시예에서, 조명 소스(208)는 듀얼 광 소스들(208a-b)를 포함한다. 대안 실시예에서, 조명 소스(208)는 단일 광 소스 또는 2 보다 많은 광 소스들을 포함할 수 있다. 광 소스들의 개수는 당업자라면 알 수 있듯이 설계상의 선택사항이라는 것을 이해하여야 한다. 조명 소스(208)는 레티클(202)의 정렬 타겟들(204a-b)을 조명하는 데 이용되는 방사선의 빔들(209a-d)을 발생시킨다. 빔들(209a-d)과 정렬 타겟(204)들의 상호작용은 사전-정렬 시스템(206)으로 지향되는 회절 빔들(210a-b)을 발생시킨다. 회절 빔들(210a-b)은 광학기(212)에 의하여 선택적 검출기(2214) 또는 제어기(216) 상으로 지향된다. 제어기(216)는 회절 빔(210a-b)을 기반으로 레티클(202)을 사전-정렬시키는 데 사용되는 제어 신호(218)를 발생시킨다.
일 실시예에서, 레티클(202)은 극자외 리소그래피(EUV)에 이용되는 반사 패터닝 디바이스이다.
일 실시예에서, 레티클(202)은 레티클(MA)이며, 정렬 타겟들(204a-b)은 도 1에 도시된 바와 같이 정렬 타겟들(M1 및 M2)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 타겟(204)을 예시하고 있다. 정렬 타겟(204)은 다수의 정렬 피처들(300)을 포함하며, 각각의 정렬 피처(300)는 다수의 회절 요소들(302)을 포함한다.
정렬 피처(300)는 정렬 마크 패턴으로서 사전-정렬 시스템(206)과 함께 이용될 수 있다. 사전-정렬 시스템(206)은 정렬 타겟(204)들이 배치되는 레티클(202)의 정렬을 측정하도록 구성될 수 있다. 작동에 있어, 사전-정렬 시스템(206)은 정렬 피처들(300)을 포함하는 정렬 타겟(204)과 같은 타겟의 일부를 이미징할 수 있다. 정렬 피처들(300)로부터 신호를 분석함으로써, 사전-정렬 시스템(206)은 레티클(202)의 위치를 측정할 수 있다.
종래의 정렬 타겟들에서, 회절 요소들은 정렬 피처들의 실질적인 영역을 차지하지 않는다. 결과적으로, 레티클 정렬에 이용되는 파장의 광으로 조명되는 경우, 정렬 피처들은 레티클을 마스크 테이블과 정렬시키는 데 필요한 원하는 범위의 강력한 회절을 발생시키지 못한다. 하지만, 본 명세서에서 제시된 실시예들에서는, 정렬 피처들(300) 내의 회절 요소들(302)이 각 피처(300) 영역의 적어도 절반을 차지한다. 나아가, 본 명세서에서 제시된 실시예들에서, 회절 요소들(302)은 사전-정렬 시스템(206)의 사전결정된 방향으로 입사 광(209a-d)을 회절시키도록 구성된다. 회절 요소들(302)은 레티클 정렬에 사용되는 사전결정된 회절 차수(들)은 개선하는 한편, 원하지 않는 회절 차수(들) 및 스펙트럼 반사는 저감시키도록 구성된다. 일 실시예에서, 회절 요소들(302)은 1 또는 보다 높은 회절 차수들을 개선시키는 한편, 입사 광(209)의 0 회절 차수는 억제하도록 구성된다. 추가 실시예에서, 회절 요소들(302)은 레티클 정렬에 이용되는 입사 방사선(209)의 적어도 절반의 위상 반전을 발생시키는 높이를 갖는다. 회절 요소들(302)은 정렬 피처들(300)의 회절 격자 주기의 함수인 치수들을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회절 요소들(302)의 예시적 치수들에 대해서는 도 4를 참조하여 보다 상세히 후술된다.
도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 대응되는 회절 요소들(302a-c)을 포함하는 예시적 정렬 피처들(300a-c)을 예시하고 있다.
도 4a의 실시예에서, 정렬 피처(300a)는 고밀도로 배치된 체커보드(checkerboard) 패턴으로 배치되는 복수의 회절 요소(302a)를 포함한다. 일 실시예에서, 회절 요소들(302)은 정사각형들이고 상기 정사각형의 각각의 측은
Figure pct00002
의 길이를 가지며, 여기서 d는 정렬 피처(300a)의 회절 격자 주기이다.
도 4b의 실시예에서, 정렬 피처(300b)는 정사각형 회절 요소들(302b)을 포함하고, 각각의 정사각형은
Figure pct00003
의 측들을 가지며, 여기서 d는 정렬 피처(300b)의 회절 격자 주기이다.
도 4c의 실시예에서, 정렬 피처(300c)는 반경
Figure pct00004
의 원형 회절 요소들(302c)을 포함하며, 여기서 d는 정렬 피처(302c)의 회절 격자 주기이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회절 요소들(302a-c)은 각각 정렬 피처들(300a-c) 영역의 적어도 절반을 차지한다. 회절 요소들(302)의 고 밀도 배치는 레티클(202)을 정렬시키는 데 이용되는 사전결정된 회절 차수를 개선하도록 구성된다. 예를 들어, 회절 요소들(302)은 1 또는 보다 높은 차수의 회절들을 개선시키는 한편, 광 빔(209)이 조명되는 경우 0 회절 차수 및 스펙트럼 반사를 실질적으로 저감시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 회절 요소들(302)은 블레이징되며(blaze) 레티클 정렬에 이용되는 파장(209)의 절반의 위상 반전을 발생시키는 깊이를 갖는다.
추가적으로 또는 대안적으로, 회절 요소들(302)은 십자가, 삼각형, 별, H자, U자와 같은 임의의 형상을 가질 수 있다. 당업자라면 이해할 수 있듯이 회절 요소들(302)의 형상은 디자인상의 선택사항이라는 것을 이해하여야 한다.
도 5는 정렬 피처의 일 부분(500)을 예시하고 있다. 부분 500은 다층(multilayer)/리플렉터 스택(502) 및 복수의 업소버 스택들(504)을 포함한다. 이 예시에서, 회절 요소들은 업소버 스택들(504)이다. 업소버 스택들(504)은 대략 30 내지 40 nm의 깊이를 가질 수 있다. 다층/리플렉터 스택(502)의 반사율은 일루미네이터(IL)로부터의 빔(B)을 반사시키기 위해 최적화된다(도 1 참조). 예를 들어, 리플렉터 스택(502)은 13.5 nm 파장의 화학 방사선(actinic radiation)을 반사시키기 위해 최적화된다. 하지만, 정렬 방사선(209)(도 2 참조)의 파장 영역을 위한 다층 스택들(502) 및 업소버 스택들(504)의 반사율은 대략 동일하며, 결과적 콘트라스트는 정확한 레티클 정렬을 위해서는 불충분할 수 있다. 예를 들어, 정렬 피처 영역의 1/4만이 회절을 발생시키며, 이는 레티클 정렬을 위해서는 약한 신호를 유도할 수 있다.
상술하고 후술되는 바와 같이, 본 명세서에서 제시된 실시예들은 사전결정된 회절 차수들을 개선하는 한편 레티클 정렬을 위해 이용되는 사전결정된 파장으로 조명되는 경우 원하지 않는 회절 차수들 및 스펙트럼 반사를 억제하도록 구성되는 회절 요소들(302)을 갖는 정렬 피처들(300)을 제공함으로써 도 5a의 실시예의 이러한 결함을 교정할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회절 요소들(602)을 예시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 피처(300)의 부분(600)을 예시하고 있다. 본 실시예에서, 각각의 회절 요소(302)는 업소버 스택(604) 및 리플렉터/다층 스택(602) 둘 모두를 포함한다. 일 실시예에서, 회절 요소(302)는 대략 80 nm 높이이다. 당업자라면 이해할 수 있듯이, 회절 요소(302)의 높이는 설계상의 선택사항이라는 것을 이해하여야 한다.
일 실시예에서, 소정 영역을 갖는 정렬 피처(300)는 제 1 층 및 제 2 층이 위상 격자를 형성하도록 제 1 층 상의 어레이의 제 1 프로파일들 및 제 2 층 상의 어레이의 제 2 프로파일들을 포함할 수 있다. 제 1 프로파일들 및 제 2 프로파일들 각각은 정렬 피처(300) 영역의 적어도 절반을 차지할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 층 및 제 2 층은 동일한 재료를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제 1 층 및 제 2 층은 상이한 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 1 층은 다층 스택을 포함하고 제 2 어레이는 다층 스택을 포함할 수 있다. 대안적으로, 제 1 층 및 제 2 층 모두는 다층 스택을 포함할 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, Cell #1은 부분 A 영역 및 부분 B 영역을 포함하며, 상기 영역들 각각은 본 발명의 일 실시예에서 제 1 프로파일들을 형성한다. Cell #1의 나머지 영역, 즉 부분 A 영역 및 부분 B 영역이 없는 영역은 본 발명의 일 실시예의 제 2 프로파일들을 형성한다. 영역 A 및 영역 B는 Cell #1 영역의 적어도 절반을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 제 1 프로파일들의 주어진 높이에 대해, 제 2 프로파일에 대한 제 1 프로파일의 전체 구역은 레티클 사전-정렬에 이용되는 파장의 광으로 조명되는 경우 정렬 피처(300)로부터 얻어질 수 있는 신호의 레벨 또는 원하는 증가를 토대로 하는 Cell 베이시스(basis)에 관해 비례적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 프로파일과 제 2 프로파일 간의 상대적인 높이 차가 40 내지 50 nm인 경우, 880 nm 광에 대하여, 제 1 프로파일들의 영역은 정렬 피처(300) 영역의 적어도 절반일 수 있다. 즉, 제 2 프로파일들의 영역에 대한 제 1 프로파일들의 영역은 제 1 프로파일들의 주어진 높이에 대해 정렬 피처(300)로부터의 원하는 신호 레벨을 기초로 하여 조정될 수 있다. 이와 마찬가지로, 도 4b에서 Cell #2는 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일의 다른 예시들을 나타내고 있다. 부분 C는 Cell #2 영역의 적어도 절반을 포함한다. 정렬 피처들(300)을 생성하는 데 이용되는 재료들의 예시에는 EUV 레티클에서 이용되는 재료들이 포함된다. 일 예시에서, 제 1 층은 업소버 스택들(604)일 수 있으며(도 6 참조) 제 2 층은 다층/리플렉터 스택(602)일 수 있다(도 6 참조). 다층/리플렉터 스택(602) 상의 업소버 스택들(604)의 패턴의 예시는 클리어 EUV 업소버 층을 포함하는 업소버 스택들(604)을 포함한다. 이와 마찬가지로, 다층/리플렉터 스택들(602)은 반사를 위해 몰리브덴/실리콘 유전 스택을 포함하며, 업소버 스택들(604)은 흡수를 위한 탄탈륨 니트라이드를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 회절 요소들(302)은 레티클 정렬에 이용될 사전결정된 회절 차수를 개선하기 위하여 다층 스택(602) 내로 에칭함으로써 형성된다.
일 실시예에서, 제 1 차수 회절은 레티클 정렬에 이용된다.
일 실시예에서, 회절 요소들(302)은 레티클 정렬에 이용되는 입사 파장의 절반의 위상 반전을 발생시키는 높이를 갖는다.
대안 실시예에서, 회절 요소들(302)의 표면은 레티클 정렬에 이용되는 사전결정된 회절 차수를 개선시키기 위해 블레이징된다. 블레이징은 레티클 사전-정렬에 이용되는 사전-결정된 파장으로 조명되는 경우 사전-정렬 시스템(206)의 방향으로 사전-결정된 회절 차수를 개선시키기 위하여 회절 요소(302) 또는 회절 요소(302)의 표면을 정렬시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 레티클을 사전-정렬하기 위해 수행되는 블록들을 예시한 플로우차트(700)이다. 플로우차트(700)는 도 2에 도시된 예시적 작동 환경에 대해 연속되는 기준으로 설명될 것이다. 하지만, 플로우차트(700)에서 수행되는 블록들은 상기 실시예로 제한되는 것은 아니다. 플로우차트(700)에 도시된 블록들 중 일부는 반드시 나타낸 순서대로 발생되는 것은 아니라는 데 유의하여야 한다.
블록 702에서, 레티클 상에는 복수의 정렬 타겟들이 형성된다. 각각의 정렬 타겟은 다수의 정렬 피처들을 가지며, 각각의 정렬 피처는 레티클 사전-정렬을 수행하는 데 이용되는 사전-결정된 회절 차수를 개선시키도록 구성되는 다수의 회절 요소들을 포함한다. 예를 들어, 정렬 타겟들(204)은 레티클(202) 상에 형성되고, 각각의 정렬 타겟(204)은 다수의 정렬 피처들(300)을 포함하며, 각각의 정렬 피처(300)는 레티클 사전-정렬을 수행하는 데 이용되는 사전결정된 회절 차수를 개선시키도록 구성되는 다수의 회절 요소들(302)을 포함한다.
블록 704에서, 정렬 타겟들은 레티클 정렬에 이용되는 파장을 갖는 방사선 빔으로 조명된다. 예를 들어, 조명 소스들(208)은 레티클 사전-정렬을 수행하기 위해 이용되는 파장을 갖는 빔들(209)로 레티클(202)의 타겟들(204)을 조명하는 데 사용된다.
블록 706에서, 정렬 타겟들로부터의 회절 빔들은 레티클 사전-정렬을 수행하는 데 이용된다. 예를 들어, 정렬 광학기(212)는 회절된 빔들(210)을 제어기(216)로 지향시키며, 이는 레티클(202)을 사전-정렬시키는 데 이용되는 신호(218)를 발생시킨다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 기술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다.
광학 리소그래피의 배경 내에서 본 발명의 실시예들의 이용에 대한 특정한 언급이 있었으나, 본 발명은, 다른 적용례들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 이용될 수도 있으며, 배경이 허용할 경우 광학 리소그래피만으로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위의 파장을 갖는) 극자외(EUV)방사선과, 이온 빔이나 전자 빔과 같은 입자 빔들을 포함하는, 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 발명의 특정 실시예들이 상술되었으나, 본 발명은 상술된 것과는 다르게 실행될 수도 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명은 개시된 바와 같은 방법을 기술한 기계-판독가능한 명령어들의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램의 형태를 취하거나 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 내장된 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.
상술된 설명은 예시에 지나지 않으며 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 후속 청구범위를 벗어나지 않는, 개시된 본 발명에 대한 변경들이 가해질 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
결론
본 발명의 다양한 실시예들이 상술되었으나, 그들은 예시에 지나지 않으며 제한하려는 것이 아니라는 점을 이해하여야 한다. 당업자라면, 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 형태 및 세부요소에 있어서의 다양한 변경들이 가해질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 폭과 범위는 상술된 예시적 실시예들에 의해서 제한되는 것이 아니라, 후속 청구범위 및 그들의 등가적 사상에 따라서만 정의되어야 한다.
해결하려는 과제와 요약 부분이 아닌, 발명을 실시하기 위한 구체적 내용 부분은 청구범위를 설명하는 데 이용된다는 것을 이해하여야 한다. 해결하려는 과제 및 요약 부분은 본 발명자(들)이 고려한 본 발명의 예시적 실시예들 중 1 이상을 기술하고 있으나 그들 모두를 개시하고 있지는 않으며, 따라서 어떠한 방식으로든 본 발명과 후속 청구 범위를 제한하려는 것이 아니다.

Claims (34)

  1. 어레이 내의 업소버 스택들(absorber stacks); 및
    대응되는 업소버 스택들에 커플링되는 어레이 내의 다층 리플렉터 스택(multi-layered reflector stack)들을 포함하며,
    상기 업소버 스택들 및 상기 다층 리플렉터 스택들은, 패터닝 디바이스 사전-정렬(patterning device pre-alignment)에 사용되는 사전-결정된 회절 차수를 개선하며 패터닝 디바이스 사전-정렬에 사용되는 파장의 광으로 조명되는 경우 사전-정렬 시스템의 사전-결정된 방향으로 광을 회절시키도록 구성되는 정렬 피처(alignment feature).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 업소버 스택들 및 상기 다층 리플렉터 스택들 각각은 상기 정렬 피처 영역의 적어도 절반을 차지하는 정렬 피처.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 업소버 스택들 및 상기 다층 리플렉터 스택들은 1 또는 보다 높은 차수의 회절들을 개선시키는 한편, 상기 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 파장으로 조명되는 경우 0 회절 차수 및 스펙트럼 반사를 실질적으로 저감시키도록 구성되는 정렬 피처.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 업소버 스택들 및 상기 다층 리플렉터 스택들은 체커보드(checkerboard) 패턴으로 배치되는 정렬 피처.
  5. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 업소버 스택들 및 상기 다층 리플렉터 스택들은 정사각형들이고, 각각의 정사각형은 치수
    Figure pct00005
    의 측들을 가지며, 여기서 d는 상기 정렬 피처의 회절 격자 주기인 정렬 피처.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 업소버 스택들 및 상기 다층 리플렉터 스택들은
    Figure pct00006
    의 반경을 갖는 복수의 원들이며, 여기서 d는 상기 정렬 피처의 회절 격자 주기인 정렬 피처.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 업소버 스택들 및 상기 다층 리플렉터 스택들은 상기 패터닝 디바이스 사전-정렬에 사용되는 입사 파장의 절반의 위상 반전(phase reversal)을 발생시키는 높이를 갖는 정렬 피처.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 업소버 스택들 및 상기 다층 리플렉터 스택들의 표면은 상기 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 사전-결정된 회절 차수를 개선시키기 위해 블레이징되는(blazed) 정렬 피처.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패터닝 디바이스 정렬에 이용되는 파장은 대략 650 nm 내지 1000 nm의 근적외선 영역 내에 있는 정렬 피처.
  10. 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 방법으로서,
    상기 패터닝 디바이스 상에 정렬 타겟을 형성시키는 단계 - 상기 정렬 타겟은 복수의 정렬 피처들을 가지며, 각각의 정렬 피처는 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 사전-결정된 회절 차수를 개선하도록 구성되는 회절 요소들을 포함함 - ;
    상기 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 파장으로 상기 정렬 타겟을 조명하는 단계; 및
    상기 정렬 타겟으로부터 회절된 방사선을 이용하여 상기 패터닝 디바이스를 사전-정렬하는 단계를 포함하는 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은 상기 정렬 피처들의 회절 격자 주기의 함수인 치수들을 갖는 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은 각각의 정렬 피처 영역의 적어도 절반을 차지하는 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은 1 또는 보다 높은 차수의 회절들을 개선시키는 한편, 상기 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 파장으로 조명되는 경우 0 회절 차수 및 스펙트럼 반사를 실질적으로 저감시키도록 구성되는 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은 각각의 정렬 피처 내에 체커보드 패턴으로 배치되는 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 방법.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은 복수의 정사각형들이고, 각각의 정사각형은 치수
    Figure pct00007
    의 측들을 가지며, 여기서 d는 상기 정렬 피처들의 회절 격자 주기인 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 방법.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은
    Figure pct00008
    의 반경을 갖는 복수의 원들이며, 여기서 d는 상기 정렬 피처들의 회절 격자 주기인 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 방법.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은 상기 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 파장의 절반의 위상 반전을 발생시키는 높이를 갖는 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 방법.
  18. 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 요소들의 표면은 상기 패터닝 디바이스 정렬에 이용되는 상기 사전-결정된 회절 차수를 개선시키기 위해 블레이징되는 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 방법.
  19. 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패터닝 디바이스 정렬에 이용되는 파장은 대략 650 nm 내지 1000 nm의 근적외전 영역 내에 있는 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 방법.
  20. 리소그래피 장치로서,
    방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 소스; 및
    반사 패터닝 디바이스를 포함하며,
    상기 반사 패터닝 디바이스는 상기 반사 패터닝 디바이스를 사전-정렬하기 위한 정렬 타겟들을 포함하고, 상기 정렬 타겟들 각각은 상기 반사 패터닝 디바이스를 사전-정렬하는 데 이용되는 특정 회절 차수를 개선하도록 구성되는 회절 요소들을 갖는 리소그래피 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은 각각의 정렬 피처 내에 체커보드 패턴으로 배치되는 리소그래피 장치.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은 상기 정렬 피처들의 회절 격자 주기의 함수인 치수들을 갖는 리소그래피 장치.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은 복수의 정사각형들이고, 각각의 정사각형은 치수
    Figure pct00009
    의 측들을 가지며, 여기서 d는 상기 정렬 피처들의 회절 격자 주기인 리소그래피 장치.
  24. 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은
    Figure pct00010
    의 반경을 갖는 복수의 원들이며, 여기서 d는 상기 정렬 피처들의 회절 격자 주기인 리소그래피 장치.
  25. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 요소들은 상기 패터닝 디바이스의 사전-정렬에 이용되는 입사 파장의 절반의 위상 반전을 발생시키는 높이를 갖는 리소그래피 장치.
  26. 제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 요소들의 표면은 상기 패터닝 디바이스 사전-정렬에 이용되는 상기 사전-결정된 회절 차수를 개선시키기 위해 블레이징되는 리소그래피 장치.
  27. 제 20 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패터닝 디바이스 정렬에 이용되는 파장은 대략 650 nm 내지 1000 nm의 근적외전 영역 내에 있는 리소그래피 장치.
  28. 소정 영역을 갖는 정렬 피처로서,
    상기 정렬 피처는,
    제 1 층 상의 어레이의 제 1 프로파일들; 및
    제 2 층 상의 어레이의 제 2 프로파일들 - 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층이 위상 격자를 형성하도록 구성됨 - 을 포함하며,
    상기 제 1 프로파일들은 상기 정렬 피처 영역의 적어도 절반을 차지하는 정렬 피처.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 층 및 상기 제 2 층은 동일한 재료를 포함하는 정렬 피처.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 층 및 상기 제 2 층은 상이한 재료를 포함하는 정렬 피처.
  31. 제 28 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 층은 다층 스택을 포함하는 정렬 피처.
  32. 제 28 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 층은 다층 스택을 포함하는 정렬 피처.
  33. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항 또는 제 28 항 내지 32 항 중 어느 한 항에 따른 정렬 피처가 형성되는 기판.
  34. 디바이스 제조방법으로서,
    제 10 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 패터닝 디바이스에 기판을 사전정렬하는 단계; 및
    상기 기판의 방사선-감응재 층 상으로 이미지를 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법.
KR1020107025496A 2008-04-15 2009-04-03 정렬 타겟들을 위한 회절 요소들 KR101593534B1 (ko)

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