KR20130105229A - 비-평면 리소그라피 마스크 및 시스템 및 방법들 - Google Patents
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Abstract
다양한 비-평면 리소그라피 마스크들, 이러한 리소그라피 마스크들을 이용하는 시스템들, 및 방법들이 개시된다. 일 실시예는 렌즈-타입 투명 기판 및 렌즈-타입 투명 기판의 표면 상의 레티클 패턴을 포함하는 리소그라피 마스크이다. 레티클 패턴은 광학 방사를 통과시키지 않는다. 유사한 리소그라피 마스크들을 형성하기 위한 그리고 유사한 리소그라피마스크들을 이용하기 위한 방법들이 개시된다.
Description
반도체 프로세싱에서, 다수의 리소그라피 단계들은 일반적으로 반도체 칩을 형성하기 위해 이용된다. 이 단계들은 통상적으로 반도체 칩으로 형성될 기판 위에 포토레지스트를 형성하고, 마스크에 의해 일반적으로 제어되는 광 패턴에 포토레지스트를 노출시키고 기저 기판을 노출시키도록 포토레지스트의 패턴을 현상하고 기저 기판에 패턴을 에칭하는 것을 포함한다. 기저 기판에 에칭된 패턴은 예를 들어, 소스 및 드레인 영역들의 도핑을 위한 이온 불순물 주입, 게이트 패턴과 같은 구조의 형성, 또는 금속층에서와 같이 도전성 재료에 대한 패턴과 같이 몇몇의 피처 형성을 위한 근간(basis)일 수 있다.
반도체 프로세싱의 진보들은 일반적으로 반도체 칩들의 최소 피처 크기들의 지속되는 감소를 허용하였지만, 크기면에서의 각각의 감소는 통상적으로 그 자신의 도전과제가 수반된다. 최소 피처 크기가 감소됨에 따라 오버레이(overlay) 문제들이 통상적으로 증대된다. 최소 피처 크기 감소는 정해진 영역내의 피처들의 더 큰 밀도를 허용하며, 이는 결국 부적절하게 오버레이된 피처가 칩을 쓸모없게 할 수 있다는 가능성을 증가시킨다.
피처들의 부적절한 오버레이를 방지하는데 도움을 주기 위해, 피처들의 임계 치수들은 통상적으로 정밀해야 한다. 피처들의 치수들이 대응하는 임계 치수들보다 단지 작은 양만큼 초과하는 경우, 피처들은 다른 피처들에 오버레이할 수 있다. 이에 따라 설계에 정확한 정밀한 치수들로 피처들을 형성하는 것이 유리하다.
앞서 언급한 바와 같이, 리소그라피 단계들은 통상적으로 이러한 피처들을 형성하는데 이용되며, 리소그라피 단계들의 소스는 마스크이다. 마스크가 포토레지스트에 패턴을 정밀하게 형성할 수 없는 경우, 후속적으로 형성된 피처는 그의 임계 치수 요건을 충족시킬 수 없을 수 있다. 패턴을 정밀하게 형성할 수 없게 되는 마스크에 대한 원인들은 광원이 마스크에 적절하게 배향되지 않았다는 것일 수 있다. 이는 패터닝될 포토레지스트 상에 쉐도잉 효과(shadowing effect)를 야기할 수 있다. 마스크와 함께 이용되는 투사 렌즈(projection lens)들은 다수의 마스크들에 다수회수 이용될 수 있다. 투사 렌즈들의 이러한 광범위한 이용은 투사 렌즈들이 과도한 열을 경험하게 할 수 있다. 과도한 열은 투사 렌즈들의 물리적 특성들을 변경시켜 포토레지스트에 부정밀한 패턴들을 야기할 수 있다.
본 실시예들의 이점들 및 본 실시예들의 보다 완전한 이해를 위해, 이제 첨부 도면들과 함께 이루어지는 이하의 설명을 참조한다.
다양한 비-평면 리소그라피 마스크들, 이러한 리소그라피 마스크들을 이용하는 시스템들, 및 방법들이 개시된다. 일 실시예는 렌즈-타입 투명 기판 및 렌즈-타입 투명 기판의 표면 상의 레티클 패턴을 포함하는 리소그라피 마스크이다. 레티클 패턴은 광학 방사를 통과시키지 않는다. 유사한 리소그라피 마스크들을 형성하기 위한 그리고 유사한 리소그라피마스크들을 이용하기 위한 방법들이 개시된다.
도 1은 일 실시예에 따라 리소그라피 프로세스에서 사용되는 비-평면 마스크 및 시스템.
도 2는 다른 실시예에 따라 리소그라피 프로세스에서 이용되는 비-평면 마스크 및 시스템.
도 3은 또 다른 실시예에 따라 리소그라피 프로세스에서 이용되는 비-평면 마스크 및 시스템.
도 4 내지 도 8은 일 실시예에 따라 비-평면 마스크를 형성하기 위한 방법의 제 1 예.
도 9 내지 도 13은 일 실시예에 따라 비-평면 마스크를 형성하기 위한 방법의 제 2 예.
도 2는 다른 실시예에 따라 리소그라피 프로세스에서 이용되는 비-평면 마스크 및 시스템.
도 3은 또 다른 실시예에 따라 리소그라피 프로세스에서 이용되는 비-평면 마스크 및 시스템.
도 4 내지 도 8은 일 실시예에 따라 비-평면 마스크를 형성하기 위한 방법의 제 1 예.
도 9 내지 도 13은 일 실시예에 따라 비-평면 마스크를 형성하기 위한 방법의 제 2 예.
본 실시예들의 제조 및 이용은 이하에 상세히 논의된다. 그러나 본 개시는 매우 다양한 특정한 맥락들에서 실시될 수 있는 다수의 응용 가능한 독창적인 개념들을 제공한다는 것이 이해되어야 한다. 논의되는 특정한 실시예들은 개시된 주제를 제조 및 이용하기 위한 단순히 예시적인 특정한 방식들이며, 상이한 실시예들의 범위를 제한하지 않는다.
실시예들은 특정한 맥락들, 즉 포토리소그라피를 위한 비-평면 이진 마스크들에 관하여 기술될 것이다. 그러나 다른 실시예들은 또한 위상 시프트 마스크 등과 같은 다른 마스크들에 적용될 수 있다. 다양한 도면들 및 논의 전체에 걸쳐서, 유사한 번호들은 유사한 컴포넌트들을 지칭한다. 또한, 특정한 순서로 기술되었을지라도, 여기서 개시된 다양한 방법들의 단계들은 임의의 논리적인 순서로 수행될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따라 리소그라피 프로세스에서 이용되는 비-평면 마스크(10) 및 시스템을 예시한다. 비-평면 마스크(10)는 투명 기판(12) 및 레티클 패턴(reticle pattern)(14)을 포함한다. 이 실시예에서 투명 기판(12)은 요면 및 철면을 갖는 요철 타입 렌즈(meniscus type lens)이다. 투명 기판(12)은 단일의 초점을 갖는다. 레티클 패턴(14)은 투명 기판(14)의 요면 상에 있다. 다른 실시예들에서, 레티클 패턴은 투명 기판(12)의 철면 상에 형성된다는 것이 주의되어야 한다. 리소그라피 프로세스 및/또는 시스템에서 이용되는 다른 컴포넌트들은 광학 소스(구체적으로 도시되지 않음), 투사 렌즈(16), 다이 영역들을 포함하고 포토레지스트가 비-평면 마스크(10)를 이용한 패터닝을 위해 형성되는 웨이퍼(20) 및 스테퍼(stepper; 26)를 갖는 웨이퍼 홀더를 포함한다.
비-평면 마스크(10)는 광학 소스에 근접하고, 투사 렌즈(16)는 비-평면 마스크(10)와 웨이퍼 홀더(26) 사이에 배치된다. 투명 기판(12)의 철면은 광학 소스에 근접한 반면에 투명 기판(12)의 요면은 광학 소스로부터 떨어져 있다. 비-평면 마스크(10) 및 투사 렌즈(16)는 비-평면 마스크(10)를 통과하고 후속적으로 투사 렌즈(16)를 통과하는 광학 방사(24)가 스테퍼(26)를 갖는 웨이퍼 홀더 상의 웨이퍼(20) 상의 다이 영역(22)에 입사되도록 구성된다.
일 실시예에서, 광학 소스는 웨이퍼(20) 상의 포토레지스트를 패터닝하기 위해 광학 방사(24)를 제공한다. 이 실시예에서 광학 방사(24)의 예시적인 경로들을 표시하는 화살표들에 의해 도시되는 바와 같이, 광학 방사(24)는 다이 영역(22) 상의 포토레지스트 상에 충돌하기 전에 투명 기판(12) 및 투사 렌즈(16)를 통과한다. 도시된 바와 같이, 광학 방사(24)는 광학 방사(24)의 패턴을 포토레지스트 상에 포커싱하기 위해 광학 방사가 투명 기판(12) 및 투사 렌즈(16) 각각을 통과할 때 굴절을 경험한다.
이 실시예에서, 비-평면 마스크(10)는 이진 마스크이다. 광학 방사(24)가 광학 방사(24)의 방향을 변경하기 위해 일정 정도 굴절하여 투명 기판(12)의 철면을 통과한다. 그 다음 광학 방사(24)는 광학 방사(24)의 방향을 변경하기 위해 일정 정도 굴절하여 투명 기판(12)의 요면을 통과한다. 광학 방사(24) 중 일부는 레티클 패턴(14)의 개구들을 통과한 이후 투사 렌즈(16)로 지속된다. 광학 방사(24)의 다른 부분들은 일반적으로, 불투과성 재료가 투과를 방지하고 그리고/또는 반사-방지 코팅(ARC)이 광학 방사(24)의 해당 부분을 흡수하는 레티클 패턴(14)에 의해 통과하는 것이 방지된다. 레티클 패턴(14)을 통과한 광학 방사(24)는 포토레지스트에서 생성되는 패턴을 정의한다.
레티클 패턴(14)을 통과한 광학 방사(24)는 투사 렌즈(16)의 제 1 철면을 통과하고 후속적으로 투사 렌즈(16)의 제 2 철면을 통과한다. 각각의 철면 상의 입사 시에, 광학 방사(24)는 광학 방사(24)의 방향을 변경하기 위한 일정 정도의 굴절을 경험한다. 투사 렌즈(16)의 제 2 철면을 통과한 이후, 광학 방사(24)는 포커싱되고 감소된 크기 광학 패턴을 갖고 다이 영역(22)의 웨이퍼(20) 상의 포토레지스트 상에 입사된다.
도 1에서 도시되는 바와 같이, 광학 패턴은 다이 영역(22) 상에 입사된다. 실시예들에서, 웨이퍼(20)는 각각의 다이 영역이, 후속적인 각자의 단계들에서 그 각자의 다이 영역의 포토레지스트 상에 입사되는 광학 패턴을 갖도록 스테핑된다. 스테퍼(26)를 갖는 적절한 웨이퍼 홀더는 각각의 노출을 통해 웨이퍼(20)를 스테핑하기 위해 이용될 수 있다.
광학 패턴은 일반적으로 정해진 다이 영역에 대한 포토레지스트에 형성된 패턴을 정의한다. 일 예로서, 포토레지스트가 양(positive)의 포토레지스트인 경우, 광학 방사(24)가 입사되는 즉, 노출되는 포토레지스트의 부분은 통상적으로 가용성이 될 것이며, 일반적으로 제거된다. 따라서 노출은 일반적으로 리소그라피 프로세스에서 후속 에칭을 위해 포토레지스트가 존재하지 않는 영역들을 정의한다. 다른 예로서, 포토레지스트가 음의 포토레지스트인 경우, 광학 방사(24)에 노출된 포토레지스트의 부분은 통상적으로 불가용성이 되며 일반적으로 후속 프로세스 단계를 위해 제거되지 않는다. 따라서, 노출은 일반적으로 리소그라피 프로세스에서 후속 에칭을 위해 포토레지스트가 존재하는 영역들을 정의한다.
당업자는 도 1에 도시된 컴포넌트에 대한 변형들이 가해질 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있으며, 이러한 변형들은 다양한 실시예들의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 투사 렌즈(16)는 시스템에 있을 수 있거나 시스템에 있지 않을 수 있다. 예를 들어, 비-평면 마스크(10)에 의해 제공된 굴절이 충분한 경우, 투사 렌즈(16)는 생략될 수 있다. 상이한 렌즈 타입들이 투명 기판(12) 및 투사 렌즈(16)에 대해 이용될 수 있는 것은 물론, 투명 기판(12)과 투사 렌즈(16)에 대해 렌즈 타입들의 다양한 조합들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 양면볼록, 평철(plano-convex), 요철 타입(예를 들어, 양 또는 음), 평요(plano-concave), 양면오목 등의 렌즈들이 투명 기판(12) 및 투사 렌즈(16) 각각으로서 이용될 수 있다. 렌즈들의 만곡(curvature)들의 다양한 반경들이 이용될 수 있고 상이한 투명 재료들이 이용될 수 있다. 상이한 반경들 및 재료들은 광학 패턴의 포커스 및 굴절의 정도에 영향을 미칠 수 있다. 시스템의 컴포넌트들 간의 거리들은 또한 변할 수 있으며, 이는 광학 패턴의 포커스에 영향을 미칠 수 있다. 정해진 애플리케이션에 대해 적절한 렌즈 타입들, 만곡의 반경들, 재료들, 및 컴포넌트들 간의 거리들의 결정은 당업자에 의해 과도한 시험 없이 내려질 수 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 리소그라피 프로세스에 이용되는 비-평면 마스크(30) 및 시스템을 예시한다. 비-평면 마스크(30)는 투명 기판(32) 및 레티클 패턴(34)을 포함한다. 이 실시예에서 투명 기판(32)은 평면과 철면을 갖는 평철 타입 렌즈들이다. 투명 기판(32)은 단일 초점을 갖는다. 레티클 패턴(34)은 투명 기판(32)의 평면 상에 있다. 다른 실시예들에서, 레티클 패턴은 투명 기판(32)의 철면 상에 형성된다는 것이 주의된다. 시스템에서 그리고/또는 리소그라피 프로세스에서 이용되는 다른 컴포넌트들은 광학 소스(구체적으로 도시되지 않음), 다이 영역들을 포함하고 비-평면 마스크(30)를 이용하여 패터닝하기 위해 포토레지스트가 형성된 웨이퍼(20), 및 스테퍼(26)를 갖는 웨이퍼 홀더를 포함한다.
비-평면 마스크(30)는 광학 소스와 웨이퍼 홀더(26) 사이에 배치된다. 투사 렌즈가 이 실시예에서 이용되지 않을지라도, 투사 렌즈는 유사한 실시예들에서 이용될 수 있다. 투명 기판(32)의 평면은 광학 소스에 근접한 반면에, 투명 기판(32)의 철면은 광학 소스로부터 떨어져 있다. 비-평면 마스크(30)를 통과한 광학 방사(36)가 스테퍼(26)를 갖는 웨이퍼 홀더 상의 웨이퍼(20) 상의 다이 영역(22)에 상에 입사되도록 비-평면 마스크(30)가 구성된다.
일 실시예에서, 광학 소스는 웨이퍼(20) 상의 포토레지스트를 패터닝하기 위해 광학 방사(36)를 제공한다. 이 실시예에서 광학 방사(36)의 예시적인 경로를 표시하는 화살표들에 의해 도시되는 바와 같이, 광학 방사(36)는 다이 영역(22) 상의 포토레지스트 상에 충돌하기 이전에 투명 기판(32)을 통과한다. 도시된 바와 같이, 광학 방사(36)의 패턴을 포토레지스트 상에 포커싱하도록 광학 방사가 투명 기판(32)을 통과하기 때문에, 광학 방사(36)는 굴절을 경험한다.
이 실시예에서, 비-평면 마스크(30)는 이진 마스크이다. 몇몇 광학 방사(36)는 레티클 패턴(34)에 의해 노출되는 투명 기판(32)의 평면을 통과한다. 광학 방사(36)의 다른 부분들은 일반적으로 불투과성 재료가 투과를 방지하고 그리고/또는 반사-방지 코팅(ARC)이 광학 방사(36)의 해당 부분을 흡수하는 레티클 패턴(34)에 의해 통과하는 것이 방지된다. 레티클 패턴(34)을 통과한 광학 방사(36)는 일반적으로 포토레지스트에서 생성될 패턴을 정의한다. 광학 방사(36)는 평면을 통과로부터 일정 정도의 굴절을 경험할 수 있거나 경험하지 않을 수 있다. 광학 방사(36)는 광학 방사(36)의 방향을 변경하기 위해 일정 정도 굴절하여 투명 기판(32)의 철면을 통과한다. 투명 기판(32)의 철면을 통과한 이후, 광학 방사(36)는 포커싱되고 감소된 크기 광학 패턴을 갖고 다이 영역(22)의 웨이퍼(20) 상의 포토레지스트 상에 입사된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광학 패턴은 다이 영역(32) 상에 입사된다. 실시예들에서, 웨이퍼(20)는 각각의 다이 영역이, 후속적인 각자의 단계들에서 그 각자의 다이 영역의 포토레지스트 상에 입사되는 광학 패턴을 갖도록 스테핑된다. 스테퍼(26)를 갖는 적절한 웨이퍼 홀더는 각각의 노출을 통해 웨이퍼(20)를 스테핑하기 위해 이용될 수 있다.
도 1의 시스템에 비해, 다양한 컴포넌트들이 도 2의 시스템에서 변형되거나 포함될 수 있다. 투사 렌즈는 시스템 내에 있을 수 있거나 시스템 내에 있지 않을 수 있다. 투명 기판(32)에 대해 상이한 렌즈 타입들이 이용될 수 있다. 렌즈들의 만곡들의 다양한 반경들이 이용될 수 있고 상이한 투명 재료들이 이용될 수 있다. 시스템의 컴포넌트들 간의 거리들은 또한 변할 수 있다. 정해진 애플리케이션에 대해 적절한 렌즈 타입들, 만곡의 반경들, 재료들, 및 컴포넌트들 간의 거리들의 결정은 당업자에 의해 과도한 시험 없이 내려질 수 있다.
도 3은 또 다른 실시예에 따라 리소그라피 프로세스에 이용되는 비-평면 마스크(40) 및 시스템을 예시한다. 도 3의 시스템은 도 2의 시스템과 유사하다. 비-평면 마스크(40)는 투명 기판(42) 및 레티클 패턴(44)을 포함한다. 이 실시예에서 투명 기판(42)은 평면 및 철면을 갖는 평철 타입 렌즈이다. 투명 기판(42)은 단일의 초점을 갖는다.
비-평면 마스크(40)는 광학 소스와 웨이퍼 홀더(26) 사이에 배치된다. 투명 기판(42)의 철면은 광학 소스에 근접한 반면에 투명 기판(42)의 평면은 광학 소스로부터 떨어져 있다. 비-평면 마스크(40)는 비-평면 마스크(40)를 통과한 광학 방사(46)가 스테퍼(26)를 갖는 웨이퍼 홀더 상의 웨이퍼(20) 상의 다이 영역(22) 상에 입사되도록 구성된다.
일 실시예에서, 광학 소스는 웨이퍼(20) 상의 포토레지스트를 패터닝하기 위해 광학 방사(46)를 제공한다. 이 실시예에서 광학 방사(46)의 예시적인 경로들을 표시하는 화살표들에 의해 도시되는 바와 같이, 광학 방사(46)는 다이 영역(22) 상의 포토레지스트 상에 충돌하기 이전에 투명 기판(42)을 통과한다. 도시된 바와 같이, 광학 방사(46)는 광학 방사(46)의 패턴을 포토레지스트 상에 포커싱하도록 광학 방사가 투명 기판(42)을 통과하기 때문에, 광학 방사(46)는 굴절을 경험한다.
일 실시예에서, 비-평면 마스크(40)는 이진 마스크이다. 광학 방사(46)는 광학 방사(46)의 방향을 변경하기 위해 일정 정도 굴절하여 투명 기판(42)의 철면을 통과한다. 광학 방사(46)는 광학 방사(46)의 방향을 변경하기 위해 가능하게는 일정 정도 굴절하여 투명 기판(42)의 평면을 통과한다. 광학 방사(46) 중 일부는 레티클 패턴(44)의 개구를 통과한 이후 웨이퍼(20)로 계속 향한다. 광학 방사(46)의 다른 부분들은 일반적으로 불투과성 재료가 투과를 방지하고 그리고/또는 반사-방지 코팅(ARC)이 광학 방사(46)의 해당 부분을 흡수하는 레티클 패턴(44)에 의해 통과하는 것이 방지된다. 레티클 패턴(44)을 통과한 광학 방사(46)는 포토레지스트에서 생성될 패턴을 정의한다. 투명 기판(42)의 평면을 통과한 이후, 광학 방사(46)는 포커싱되고 감소된 크기 광학 패턴을 갖고 다이 영역(22)의 웨이퍼(20) 상의 포토레지스트 상에 입사된다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 광학 패턴은 다이 영역(22) 상에 입사된다. 실시예들에서, 웨이퍼(20)는 각각의 다이 영역이, 후속적인 각자의 단계들에서 그 각자의 다이 영역의 포토레지스트 상에 입사되는 광학 패턴을 갖도록 스테핑된다. 스테퍼(26)를 갖는 적절한 웨이퍼 홀더는 각각의 노출을 통해 웨이퍼(20)를 스테핑하기 위해 이용될 수 있다.
도 1 및 도 2의 시스템에 비해, 다양한 컴포넌트들이 도 3의 시스템에서 변형되거나 포함될 수 있다. 투사 렌즈는 시스템 내에 있을 수 있거나 시스템 내에 있지 않을 수 있다. 투명 기판(42)에 대해 상이한 렌즈 타입들이 이용될 수 있다. 렌즈들의 만곡들의 다양한 반경들이 이용될 수 있고 상이한 투명 재료들이 이용될 수 있다. 시스템의 컴포넌트들 간의 거리들은 또한 변할 수 있다. 정해진 애플리케이션에 대해 적절한 렌즈 타입들, 만곡의 반경들, 재료들, 및 컴포넌트들 간의 거리들의 결정은 당업자에 의해 과도한 시험 없이 내려질 수 있다.
도 4 내지 도 8은 일 실시예에 따라 비-평면 마스크를 형성하기 위한 방법의 일 예를 예시한다. 도 4에서, 비-평면 투명 기판(50)이 제공된다. 요철 타입 기판이 이 예시적인 방법에서 예시될지라도, 다른 렌즈 타입 기판들이 이용될 수 있다. 이 예에서의 투명 기판(50)은 유리이고, 다른 실시예들에서, 투명 기판(50)은 석영, 봉규산염(borosilicate), 마일라(mylar), 소다-석회 유리 등일 수 있다. 투명 기판(50)은 예를 들어, 투명 기판(50)의 쉬운 핸들링(handling)을 위해 에폭시(52)를 이용하여 핸들 기판(54)에 부착된다. 투명 기판(50)의 철면에 에폭시(54)에 부착되고 투명 기판(50)의 요면은 노출된다.
도 5에서, 포토레지스트(56)는 투명 기판(50)의 요면 상에 형성된다. 포토레지스트(56)는 예를 들어, 스핀 온 증착(spin on deposition)을 이용하여 적용된다. 포토레지스트(56)는 임의의 용인 가능한 포토레지스트 재료일 수 있다. 도 6에서, 포토레지스트(56)는 패터닝된 포토레지스트(58)를 형성하기 위해 패터닝된다. 포토레지스트(56)는 레이저에 의한 노출을 이용하여 패터닝된다. 다른 실시예들은 e-빔 노출과 같이 다른 용인 가능한 노출 기법들을 기도한다. 포토레지스트(56)는 패터닝된 포토레지스트(58)를 형성하기 위해 베이킹(bake) 및 현상된다. 명백하게 되는 바와 같이, 패터닝된 포토레지스트(58)는 완성된 레티클 패턴의 역 패턴이다.
도 7에서, 레티클 패턴은 패턴 포토레지스트(58)의 개구들 내의 투명 기판(50)의 요면 상에 형성된다. 이 실시예에서, 레티클 패턴(60)은 은 에멀션(silver emulsion), 크롬, 철 산화물, 알루미늄, 기타 등등 또는 이들의 조합을 포함한다. 레티클 패턴(60)은 예를 들어, 열 증발(thermal evaporation)을 이용하여 증착된다. 다른 증착 프로세스가 또한 이용될 수 있다. 도 8에서, 패터닝된 포토레지스트(58)는 용인 가능한 에싱 프로세스(ashing process)에 의해 제거된다. 형성된 비평면 마스크는 이어서 핸들 기판(54) 및 에폭시(52)로부터 제거되고 도 1에서 도시된 바와 같이 포토리소그라피 시스템에서 이용된다.
도 9 내지 도 13은 일 실시예에 따라 비-평면 마스크를 형성하기 위한 방법의 제 2 예를 예시한다. 도 9에서, 비-평면 투명 기판(70)이 제공된다. 평철 타입 기판이 이 예시적인 방법에서 예시될지라도, 다른 렌즈 타입 기판들이 이용될 수 있다. 이 예에서의, 투명 기판(70)은 유리이고, 다른 실시예들에서, 투명 기판(70)은 석영, 봉규산염, 마일라, 소다-석회 유리 등일 수 있다. 투명 기판(70)은 예를 들어, 투명 기판(70)의 쉬운 핸들링을 위해 에폭시(72)를 이용하여 핸들 기판(74)에 부착된다. 투명 기판(70)의 철면이 에폭시(72)에 부착되고 투명 기판(70)의 평면이 노출된다. 예로서, 투사 렌즈로서 통상적으로 이용되는 것으로서 양면볼록 렌즈가 평철 타입 기판에 도달하기 위해 한 면이 평탄화되거나 절반이 잘라질 수 있다.
도 10에서, 레티클 재료(76)의 층이 투명 기판(70)의 평면 상에 형성되고 포토레지스트(78)가 레티클 재료(76)의 층 상에 형성된다. 레티클 패턴(76)의 층은 물리적 기상 증착(physical vapor deposition; PVD), 원자층 증착(atomic layer deposition; ALD), 기타 등등 또는 이들의 조합을 이용하여 증착된다. 이 실시예에서, 레티클 재료(76)의 층은 은 에멀션, 크롬, 철 산화물, 알루미늄, 기타 등등 또는 이들의 조합을 포함한다. 포토레지스트(78)는 예를 들어, 스핀 온 증착을 이용하여 적용된다. 포토레지스트(78)는 용인 가능한 포토레지스트 재료일 수 있다.
도 11에서, 포토레지스트(78)는 패터닝된 포토레지스트(80)를 형성하기 위해 패터닝된다. 포토레지스트(78)는 레이저, e-빔 노출 등에 의한 노출을 이용하여 패터닝된다. 포토레지스트(78)는 패터닝된 포토레지스트(80)를 형성하기 위해 베이킹 및 현상된다. 명백하게 되는 바와 같이, 패터닝된 포토레지스트(80)는 완성된 레티클 패턴의 패턴에 있다.
도 12에서, 레티클 패턴(82)은 투명 기판(70)의 평면 상에 형성된다. 패터닝된 포토레지스트(80)의 패턴은 레티클 패턴(82)을 형성하기 위해 용인 가능한 에칭 프로세스를 이용하여 레티클 재료(76)의 층으로 전사된다. 도 13에서, 패터닝된 포토레지스트(80)가 예를 들어, 용인 가능한 에싱 프로세스에 의해 제거된다. 형성된 비-평면 마스크는 이어서 핸들 기판(74) 및 에폭시(72)로부터 제거되고 도 2 및 도 3에서 도시된 바와 같은 포토리소그라피 시스템에서 이용된다.
실시예들은 이점들을 달성할 수 있다. 포토리소그라피 프로세스에서 비-평면 마스크의 이용은 웨이퍼 표면 상의 포토레지스트의 패턴의 치수들을 감소시킬 수 있다. 렌즈들의 조합을 구비함으로써, 광학 패턴의 굴절 및 포커스는 보다 쉽게 제어될 수 있다. 또한, 비-평면 마스크는 투사 렌즈에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 알려진 프로세스들에서, 투사 렌즈들은 상이한 포토레지스트 패터닝 단계들 동안 계속되는 이용을 통해 과도하게 가열될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 특정 마스크는 단지 하나의 패터닝 단계를 위해서만 이용될 수 있고, 이는 마스크가 과도하게 가열되지 않고 다른 패터닝 단계들 동안 냉각되는 것을 허용할 수 있다. 이는 다른 방식으로 광의 굴절 및 포커스에 영향을 미칠 수 있는 투사 렌즈들의 열적 팽창이 일어날 수 있는 패터닝 프로세스에서 임의의 불규칙성들을 방지할 수 있다. 부가적으로, 몇몇 실시예들에서, 비-평면 마스크는 광학 소스가 반드시 비-평면 마스크에 수직이 될 필요가 없도록 투사 렌즈 상에 광을 포커싱하기 위한 집광 장치로서 기능할 수 있다.
실시예는 방사 소스 및 리소그라피 마스크를 포함하는 시스템이다. 리소그라피 마스크는 비-평면 표면을 갖는 투명 기판을 포함한다. 리소그라피 마스크는 방사의 패턴으로 방사 소스로부터의 방사를 기판에 전송하도록 구성된다. 투명 기판은 단일의 초점을 갖는다.
다른 실시예는 렌즈-타입 투명 기판 및 렌즈-타입 투명 기판의 표면 상의 레티클 패턴을 포함하는 리소그라피 마스크이다. 레티클 패턴은 광학 방사를 통과시키지 않는다.
추가의 실시예는 리소그라피를 위한 방법이다. 이 방법은 방사 소스로부터 방사를 투사하는 단계; 리소그라피 마스크를 이용하여 방사를 굴절시키는 단계; 및 기판의 영역 상에 방사의 패턴을 충돌시키는 단계를 포함한다. 리소그라피 마스크는 단일 초점을 갖는 렌즈-타입 투명 기판이고 방사를 통과시키지 않는 레티클 패턴을 포함한다. 방사의 패턴은 레티클 패턴에 대응한다.
또 다른 실시예는 리소그라피 마스크를 형성하기 위한 방법이다. 방법은 단일의 초점을 갖는 굴절을 위한 곡면(curved surface)을 갖는 투명 기판을 제공하는 단계; 및 투명 기판의 표면상에 레티클 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들 및 그들이 이점이 상세히 기술되었지만, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어남 없이 다양한 변경들, 대체물들, 변형들이 가해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 출원의 범위는 본 출원에서 기술된 프로세스, 기계, 제조, 성분의 합성, 수단, 방법들, 및 단계들의 특정한 실시예들로 제한되도록 의도되지 않는다. 당업자는 본 개시로부터 쉽게 인지하는 바와 같이, 현재 존재하거나 추후에 개발되고 실질적으로 여기서 기술된 대응하는 실시예들과 동일한 결과를 달성하고 동일한 기능을 수행하는 프로세스들, 기계들, 제조, 성분의 합성, 수단, 방법들, 또는 단계들이 본 개시에 따라 활용될 수 있다. 이에 따라, 첨부된 청구항들은 이러한 프로세스들, 기계들, 제조, 성분의 합성, 수단, 방법들 또는 단계들을 그들의 범위 내에 포함하도록 의도된다.
Claims (10)
- 방사 소스(radiation source); 및
비-평면 표면을 갖는 투명 기판을 포함하는 리소그라피 마스크를 포함하고,
상기 리소그라피 마스크는 방사의 패턴으로 방사 소스로부터의 방사(radiation)를 기판에 전송하도록 구성되고,
상기 투명 기판은 단일의 초점(focal point)을 갖는 것인 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 비-평면 표면은 요면(concave surface) 또는 철면(convex surface)인 것인 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 투명 기판은 평면 표면을 더 갖는 것인 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 리소그라피 마스크는 상기 방사의 패턴에 대응하는 레티클 패턴(reticle pattern)을 포함하고,
상기 레티클 패턴은 상기 투명 기판의 비-평면 표면 또는 상기 투명 기판의 평면 표면 중 적어도 하나 상에 있는 것인 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 투명 기판은 요철 타입 렌즈(meniscus type lens), 평요 렌즈(plano-concave lens), 평철 렌즈(plano-convex lens), 양면 오목 렌즈, 또는 양면 볼록 렌즈인 것인 시스템. - 제 1 항에 있어서,
투사 렌즈(projection lens)로서, 상기 리소그라피 마스크는 상기 방사 소스와 상기 투사 렌즈 사이에 배치되는 것인 투사 렌즈; 및
기판 홀더를 더 포함하고,
상기 투사 렌즈는 상기 리소그라피 마스크와 상기 기판 홀더 사이에 배치되는 것인 시스템. - 리소그라피 마스크에 있어서,
렌즈-타입 투명 기판(lens-type transparent substrate); 및
상기 렌즈-타입 투명 기판의 표면 상의 레티클 패턴을 포함하고,
상기 레티클 패턴은 광학 방사를 통과시키지 않는(opaque) 것인 리소그라피 마스크. - 리소그라피를 위한 방법으로서,
방사 소스로부터 방사(radiation)를 투사(project)하는 단계;
리소그라피 마스크를 이용하여 상기 방사를 굴절시키는 단계로서, 상기 리소그라피 마스크는 단일의 초점을 갖는 렌즈-타입 투명 기판을 포함하고 상기 방사를 통과시키지 않는 레티클 패턴을 포함하는 것인, 단계; 및
기판의 영역에 상기 방사의 패턴을 충돌(impinge)시키는 단계를 포함하고,
상기 방사의 패턴은 상기 레티클 패턴에 대응하는 것인, 리소그라피를 위한 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 방사의 스케일링된 패턴(scaled pattern)을 투사 렌즈를 이용하여 굴절시키는 단계를 더 포함하는, 리소그라피를 위한 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 방사의 패턴이 상기 기판의 상이한 영역에 충돌하도록 상기 기판을 스테핑(stepping)하는 단계를 더 포함하는, 리소그라피를 위한 방법.
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