KR20140099163A - 극자외선 리소그래피 방법 - Google Patents

극자외선 리소그래피 방법 Download PDF

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Abstract

극자외선 리소그래피 공정이 개시된다. 본 발명 방법은 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 마스크, EUV 광원과 조명기를 수용하는 단계를 포함한다. 방법은 EUV 광원으로부터 유래하고, 3도 미만의 물체측 주 광선 입사각(chief ray angle of incidence at the object side; CRAO)으로 조명기에 의해 지향되는 광선에 의해 EUV 마스크를 노출시키는 단계를 또한 포함한다. 방법은 타겟(target)을 노출시키도록, 비회절광의 대부분을 제거하는 단계와, 투사 광학 박스(projection optics box; POB)에 의해 회절광과 제거되지 않은 비회절광을 집광하고 지향시키는 단계를 포함한다.

Description

극자외선 리소그래피 방법{AN EXTREME ULTRAVIOLET LITHOGRAPHY PROCESS}
본 발명은 극자외선 리소그래피 공정에 대한 것이다.
반도체 집적회로(integrated circuit; IC) 산업은 급속한 성장을 경험해 왔다. IC 물질 및 설계에서의 기술적 진보는 여러 세대의 IC를 생산해 왔으며, 각 세대는 이전 세대보다 더작고 더 복잡한 회로를 가진다. IC 진화 과정에서, 기하학적 크기{즉, 제조 공정을 사용해서 생성될 수 있는 가장 작은 컴포넌트(또는 라인)}가 감소되는 한편으로, 기능적 밀도(즉, 칩 면적 당 상호 연결된 장치의 개수)는 일반적으로 증가되어 왔다. 이러한 크기 감소(scaling down) 공정은 생산 효울을 증가시키고 관련 비용을 낮춤으로써 일반적으로 혜택을 제공한다.
이러한 크기 감소는 IC 처리 및 제조의 복잡성을 또한 증가하여왔다. 이러한 진보가 실현되기 위해, IC 처리 및 제조에서 유사한 발전이 필요하다. 예를 들면, 더 높은 해상도의 리소그래피 공정을 수행하기 위한 필요성이 커지고 있다. 리소그래피 기술 중 하나는 극자외선 리소그래피(extreme ultraviolet lithography; EUVL)이다. 다른 기술은 X선 리소그래피, 이온 빔 투사 리소그래피, 전자 빔 투사 리소그래피와, 다중 전자 빔 마스크리스(maskless) 리소그래피를 포함한다.
EULV는 약 1~100 nm의 파장을 갖는 극자외선(EUV) 영역 내의 광을 이용하는 스캐너를 채용한다. EUV 스캐너가 굴절 광학 장치가 아닌 반사 광학 장치, 즉, 렌즈 대신에 미러를 이용하는 것 - 즉, 렌즈 대신에 미러를 이용함 - 을 제외하고는, 일부 EUV 스캐너는 일부 광학 스캐너와 유사한 4X 감소 투사 프린팅을 제공한다. 미래의 노드들(future nodes)을 위한 적절한 공중 영상 대비(aerial image contrast)를 달성하도록, 감쇄된 위상-이동 마스크(attenuated phase-shifting mask; AttPSM)와 교번 위상-이동 마스크(alternating phase-shifting mask; AltPSM)가 EUVL을 위한 해상도 향상을 얻도록 개발되어 왔다. 기술 노드가 추가적인 하락(down)에 도달함에 따라, 음영 효과가 EUVL에서 더 심각한 문제가 된다. 이러한 분야에서 추가적인 향상을 하는 것이 요구된다.
본 발명은 극자외선 리소그래피 방법을 제공하며, 이 방법은 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 마스크를 수용하는 단계; 방사(radiation)를 제공하기 위한 EUV 광원을 제공하는 단계; 조명기를 제공하는 단계; 상기 방사 - 상기 방사는 회절광 및 비회절광을 발생시키도록 상기 조명기에 의해 지향되고, 3도 미만의 물체측 주 광선 입사각을 가짐 - 에 의해 상기 EUV 마스크를 노출시키는 단계; 대부분의 상기 비회절광을 제거하는 단계; 타겟(target)을 노출시키도록 투사 광학 박스(projection optics box; POB)에 의해 상기 회절광 및 제거되지 않은 상기 비회절광을 집광하고 지향시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 극자외선 리소그래피 방법을 제공하며, 이 방법은 EUV 마스크를 수용하는 단계; 회절광 및 비회절광을 발생시키도록 3도 미만의 주 광선 입사각(chief ray angle of incidence; CRAO)을 갖는 조명기로부터의 방사에 의해 상기 EUV 마스크를 노출시키는 단계; 상기 비회절광의 70%를 초과하는 광량을 제거하는 단계; 및 반도체 웨이퍼를 노출시키도록 투사 광학 박스(projection optics box; POB)에 의해 상기 회절광과 임의의 제거되지 않은 비회절광을 집광하고 지향시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 극자외선 리소그래피 방법을 제공하며, 이 방법은 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 마스크를 제공하는 단계; EUV 광원을 제공하는 단계; 조명기에 의해 상기 광원으로부터의 방사를 지향하는 단계; 및 회절광 및 비회절광을 발생시키도록 3도 미만의 물체측 주 광선 입사각(chief ray angle of incidence at the object side; CRAO)을 갖는 방사에 의해 상기 EUV 마스크를 노출시키는 단계를
포함한다.
본 발명 개시의 양상은 첨부된 도면을 읽을 때 이하의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 업계의 표준 실행에 따라, 다양한 특징은 실제 크기에 따라 그려지 않는다는 사실이 주목된다. 사실상, 다양한 특징부의 크기는 논의의 명확성을 위해 임의로 증가되거나 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나 이상의 실시예를 구현하기 위한 리소래피 공정의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 하나 이상의 실시예를 구현하기 위해 리소그래피 공정에서 채용되는 투사 광학 박스(projection optics box; POB)의 개략적인 사시도이다. 반사 광학 장치에 의한 POB는 스케치하기에 어려우므로, 등가의 굴절 광학 장치가 기본 원리를 예증하기 위해 이용된다.
도 3, 4는 본 발명 개시(disclosure)의 양상에 따라 구성된 리소그래피 공정의 다양한 스테이지에서 EUV 마스크의 일 실시예의 다양한 양상의 도시적 단면도이다.
하기의 개시는 본 발명의 상이한 특징을 구현하기 위한 다수의 상이한 실시예 또는 예시를 제공한다. 본 발명의 개시를 간략화하기 위해, 컴포넌트 및 배열의 특정 예시들이 이하에서 설명된다. 물론, 이런 것들은 단지 예시일 뿐이고, 제한하는 것으로 의도되지는 않는다. 예를 들면, 이하 설명에서, 제2 특징부 위 또는 상에 제1 특징부의 형성은 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉해서 형성되는 실시예를 포함할 수 있고, 추가적인 특징부가 제1 및 제2 특징부 사이에서 형성될 수 있어 그 결과 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉할 수 없는 실시예를 또한 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 개시는 다양한 예시들에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 간략화와 명료함의 목적을 위한 것이고, 논의된 다양한 실시예들 및/또는 구성 사이의 관계를 그 자체가 명시하지는 않는다.
또한, "밑에", "아래에", "더 낮은", "위에", "상부의" 등과 같은 "공간적 관계 용어들은 도면들에 예증된 하나의 요소 또는 특징부의 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 관계를 쉽게 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적 관계 용어들은 도면들에 묘사된 방향에 추가해서 사용 또는 동작 중인 장치의 상이한 방향을 포괄하도록 의도된다. 예를 들면, 만약 도면들에 도시된 장치가 뒤집히면, 다른 요소 또는 특징부의 "아래에" 또는 "밑에" 있는 것으로 설명된 요소는 다른 요소 또는 특징부의 "위로" 배향될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래에"는 "위에"와 '아래에" 모두를 포괄할 수 있다. 그렇치 않다면, 장치는 배향될(90도 또는 다른 방위로 회전됨) 수 있고, 본 명세서에서 사용된 공간적인 관계 서술자는 마찬가지로 그에 부합되게 해석될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 하나 이상의 실시예로부터 혜택을 받는 EUV 리소그래피 공정(100)이 개시된다. EULV 리소그래피 공정(100)은 약 1~100 nm의 파장을 갖는 EUV 광원(120)을 채용한다.
EUV 리소그래피 공정(100)은 조명기(130)를 또한 채용한다. 조명기(130)는 광원(120)으로부터의 광을 마스크상으로 지향하도록 단일 렌즈, 또는 다수의 렌즈{동심원 회절판(zone plate)}를 구비하는 렌즈 시스템과 같은 굴절 광학 장치, 또는 단일 미러, 또는 다수의 미러를 구비하는 미러 시스템과 같은 반사 광학 장치를 포함할 수 있다. EUV 파장 범위에서, 반사 광학 장치가 일반적으로 채용된다. 하지만, 굴절 광학 장치가 예를 들면, 동심원 회절판에 의해 또한 실현될 수 있다. 본 발명 실시예에서, 조명기(130)는 광원(120)으로부터의 방사를 거의 수직으로 EUV 마스크(140) 상으로 지향시키도록 설정된다. 예를 들면, 물체측 주 광선 입사각(chief ray angle of incidence; CRAO)은 3도 미만이다. 모든 진입하는 광선은 CRAO의 각도와 거의 동일한 입사각(angle of incidence; AOI)으로 EUV 마스크(140) 상에 입사한다.
EUV 리소그래피 공정(100)은 마스크(140)(문헌에서, 마스크는 포토마스크 또는 레티클이라고 또한 지칭됨)를 또한 채용한다. 마스크(140)는 투과형 마스크 또는 반사형 마스크일 수 있다. 본 발명 실시예에서, 마스크(140)는 이하에서 더 자세히 설명되는 바와 같이 반사형 마스크이다. 마스크(140)는 감쇄된 위상-이동 마스크(attenuated phase-shifting mask; AttPSM)와 서브-분해능 어시스트 피처(sub-resolution assist feature; SRAF)와 같은 다른 분해능 향상 기술을 통합할 수 있다. SRAF는 예를 들면, 반도체 웨이퍼와 같은 최종 타겟 상에 프린팅되지 않는다. 하지만, 이러한 기술은 주요 특징부들의 노광 범위(exposure latitude; EL) 또는 초점 심도(depth of focus; DOF)를 증가시키는 것을 돕는다.
EUV 리소그래피 공정(100)은 투사 광학 박스(projection optics box; POB)(150)를 또한 채용한다. POB(150)는 굴절형 광학 장치 또는 반사형 광학 장치를 가질 수 있다. 마스크(140)로부터 반사되는 방사(예, 패터닝되는 방사)는 POB(150)에 의해 집광된다. POB(150)는 1 미만의 배율을 포함할 수 있다(이에 따라 방사 내에 포함되는 패터닝되는 이미지를 감소시킴).
도 2를 참조하면, 마스크(140)로부터 반사된 후에, 입사광(160)이 이러한 마스크 패턴의 존재 때문에, 0차 회절 차수 광선, -1차 회절 차수 광선(162)과, +1차 회절 차수 광선(164)과 같은 다양한 회절 차수로 회절된다. 0차 회절 차수 광선은 조명기에 다시 반사되고, 재사용될 수 있다. 한편, -1차 회절 차수 광선(162)과 +1차 회절 차수 광선(164)이 POB(150)에 의해 또한 집광되고, 타겟(170)을 노출시키도록 지향된다. -1차 회절 차수 광선(162)과 +1차 회절 차수 광선(164)의 강도가 균형을 잘 이루고 있으므로, 이러한 광선들은 서로 간섭하고, 높은 콘트라스트의 공중 영상(contrast aerial image)을 발생시킨다. 또한, -1차 회절 차수 광선(162)과 +1차 회절 차수 광선(164)은 동공 평면(pupil plane)에서 동공 중심으로부터 동일 거리에 있고, 초점 심도(depth of focus; DOF)가 최대화된다.
타겟(170)은 EUV 방사에 민감한, 감광층(예, 포토레지스트 또는 레지스트)을 구비한 반도체 웨이퍼를 포함한다. 타겟(170)은 타겟 기판 스테이지에 의해 지지될 수 있다. 타겟 기판 스테이지는 타겟 기판 위치의 제어를 제공하여, 마스크의 이미지가 반복적인 방식으로 타겟 기판 상으로 스캐닝된다(다른 리소그래피 방법도 가능함).
이하의 설명은 EUV 마스크(140)와 EUV 마스크 제조 공정을 지칭한다. EUV 마스크 제조 공정은 두 개의 단계들을 포함한다: 블랭크 마스크 제조 공정과 마스크 패터닝 공정. 블랭크 마스크 제조 공정 동안, 블랭크 마스크가 적절한 기판 상에 적절한 층들(예, 상이한 물질들 또는 물질 조합들의 교번 층들로 이루어진 반사형 다중층)을 증착시킴으로써 형성된다. 블랭크 마스크는 마스크 패터닝 공정 동안에 집적회로(IC) 소자(또는 칩) 층의 설계를 갖도록 패터닝된다. 그런 다음, 패터닝되는 마스크가 회로 패턴(예, IC 소자층의 설계)을 반도체 웨이퍼 상으로 전달하도록 이용된다. 패턴은 다양한 리소그래피 공정을 통해 다수의 웨이퍼 위에서 전달되고, 이러한 웨이퍼 상으로 전달될 수 있다. 다수의 마스크(예를 들면, 15 내지 30개의 마스크의 집합)가 완전한 IC 소자를 구성하도록 이용될 수 있다.
일반적으로, 다양한 마스크가 다양한 공정에서 이용되기 위해 제조된다. EUV 마스크의 유형은 이진 강도 마스크(binary intensity mask; BIM)와 위상-이동 마스크(phase-shifting mask; PSM)를 포함한다. 예시적인 BIM은 거의 완전한 흡수성 영역(암영역이라고 또한 지칭됨)과 반사형 영역을 포함한다. 암영역에서, 흡수기가 존재하고, 입사 광선이 이러한 흡수기에 의해 거의 완전히 흡수된다. 흡수기는 크롬, 크롬 산화물, 크롬 질화물, 티타늄, 티타늄 산화물, 티타늄 질화물, 탄탈륨, 탄탈륨 산화물, 탄탈륨 질화물, 탄탈륨 산화질화물, 탄탈륨 붕소 산화물, 탄탈륨 붕소 질화물, 탄탈륨 붕소 산화질화물, 알루미늄, 알루미늄 산화물, 은, 은 산화물, 팔라듐, 구리, 루테늄, 몰리브텐을 포함하는 물질, 다른 적절한 물질, 또는 이러한 물질 중 일부의 혼합물로 제조될 수 있다. 반사 영역에서, 흡수기가 제거되고, 입사광이 다중층(multilayer; ML)에 의해 반사되고, 이하에서 더 자세하게 설명될 것이다. PSM은 흡수 영역과 반사 영역을 포함한다. 해상도 및 이미징 품질을 향상시키도록 흡수 영역으로부터 반사되는 광과 반사 영역으로부터 반사되는 광 사이에 예를 들면 180도의 적절한 위상 차이가 존재한다. PSM의 흡수기는 탄탈륨 질화물과 탄탈륨 붕소 질화물과 같은 물질로 특정 두께로 제조될 수 있다. PSM은 감쇄되는 PSM(attenuated PSM; AttPSM) 또는 교번하는 PSM(alternating PSM; AltPSM)일 수 있다. AttPSM은 자신의 흡수기로부터 통상 2% 내지 15%의 반사도를 가지는 한편, AltPSM은 자신의 흡수기로부터 50%보다 높은 반사도를 통상 가진다.
도 3을 참조하면, 블랭크(200)는 낮은 열 팽창 물질(low thermal expansion material; LTEM)로 제조되는 기판(210)을 포함한다. LTEM 물질은 TiO2 도핑된 SiO2, 또는 종래 기술에서 알려진 다른 낮은 열 팽창 물질을 포함할 수 있다. LTEM 기판(210)은 마스크 가열로 인한 이미지 왜곡을 최소화하는 역할을 한다. 본 발명 실시예에서, LTEM 기판은 낮은 결합 레벨과 부드러운 표면을 갖는 물질을 포함한다. 또한, 전도층(205)은 정전 처킹(electrostatic chucking) 목적을 위해 (도 3에 도시된 바와 같이) LTEM 기판(210) 아래에서 증착될 수 있다. 일 실시예에서, 전도층(205)은 크롬 질화물(CrN)을 포함하지만, 다른 조성물도 가능하다.
반사 다중층(ML, 220)이 LTEM 기판(210) 위에 증착된다. 프레넬 방정식(Fresnel equations)에 따라, 광이 상이한 굴절율을 갖는 두 개의 물질 사이의 계면을 가로질러 전달될 때 광반사가 발생한다. 반사되는 광은 굴절율의 차이가 더 클 때 더 크다. 반사되는 광을 증가시키도록, 교번하는 물질의 다중층을 증착시킴으로서 계면의 개수를 또한 증착시킬 수 있고, 다중층 내의 각 층을 위해 적절한 두께를 선택함으로써 상이한 계면으로부터 반사되는 광이 긍적적으로(constructively) 간섭하게 할 수 있다. 하지만, 다중층을 위해 채용되는 물질의 흡수는 달성될 수 있는 최고 반사도를 제한한다. ML(220)은 몰리브덴-실리콘(Mo-Si) 층 쌍(예를 들면, 각각의 층쌍 내에서 실리콘층의 위 또는 아래의 몰리브덴층)과 같은 복수의 막쌍(film pair)을 포함한다. 대안적으로, ML(220)은 몰리브덴-베릴륨(Mo-Be) 층쌍, 또는 두 개의 물질로 이루어진 임의의 층쌍, 또는 굴절율에서 큰 차이를 갖고 작은 소광 계수를 갖는 두 개의 물질 조합을 포함할 수 있다. ML(220)의 각 층의 두께는 EUV 파장과 (마스크 상의) 입사각에 종속된다. 특정 입사각에 대해, ML(220)의 두께는 ML(220)의 상이한 계면에서 반사되는 광을 위해 최대한의 긍정적인 간섭을 달성하도록 조정된다. 층쌍의 통상적인 개수는 20 내지 80이지만, 임의의 개수의 막쌍이 가능하다. 일 실시예에서, ML(220)은 Mo-Si의 40개의 층쌍을 포함한다. 각각의 Mo-Si 층쌍은 약 7 nm의 두께를 가지며, 전체 두께는 280 nm이다. 이 경우에, 약 70%의 반사도가 달성된다.
일 실시예에서, 캡핑층(미도시)은 ML(220)의 산화를 방지하기 위해 이러한 ML 위에 형성된다. 캡핑층은 실리콘을 포함할 수 있다. 추가적으로, 버퍼층(미도시)은 흡수층의 패터닝 공정 또는 보수 공정시에 에칭 정지층으로서 작용하도록 캡핑층 위해 또한 형성될 수 있다. 버퍼층은 (이하에서 상세히 설명되는 바와 같이) 흡수층으로부터 상이한 에칭 특징을 가진다. 버퍼층은 루테늄(Ru), RuB, RuSi와 같은 Ru 화합물, 크롬(Cr), Cr 산화물과, Cr 질화물을 포함할 수 있다. 저온 증착 공정은 ML(220)의 상호 확산을 방지하도록 버퍼층을 위해 종종 선택된다. 본 발명 실시예에서, 버퍼층(140)은 루테늄(Ru)을 포함하고, 2 내지 5 nm의 두께를 가진다. 일 실시예에서, 캡핑층 및 버퍼층은 단일층이다.
흡수층(230)은 ML(220) 위에 형성된다. 흡수층(230)은 패터닝되는 EUV 마스크(300) 상으로 투사되는 EUV 파장 범위 내의 방사를 바람직하게 흡수한다. 흡수층(230)은 크롬, 크롬 산화물, 크롬 질화물, 티타늄, 티타늄 산화물, 티타늄 질화물, 탄탈륨, 탄탈륨 산화물, 탄탈륨 질화물, 탄탈륨 산화질화물, 탄탈륨 붕소 산화물, 탄탈륨 붕소 질화물, 탄탈륨 붕소 산화질화물, 알루미늄, 알루미늄 산화물, 은, 은 산화물, 팔라듐, 구리, 루테늄, 몰리브텐을 포함하는 그룹으로부터의 물질, 다른 적절한 물질, 또는 이러한 물질 중 일부의 혼합물을 포함하는 다중 막층을 포함한다. 다중 막층의 적절한 구성을 가지고, 흡수층(230)은 각각의 막의 상이한 에칭 특성에 의해 후속 에칭 공정에서 공정 유연성을 제공할 것이다.
하나 이상의 층(205, 220), 즉, 캡핑층, 버퍼층과 층(230)은 증발과 DC 전자관 스퍼터링과 같은 물리적 증기 증착(physical vapor deposition; PVD) 공정과, 무전해 도금 또는 전기도금과 같은 도금 공정, 대기압 CVD(atmospheric pressure CVD; APCVD), 저압 CVD(low pressure CVD; LPCVD), 플라즈마 강화된 CVD(plasma enhanced CVD; PECVD), 또는 고밀도 플라즈마 CVD(high density plasma CVD; HDP CVD), 이온빔 증착, 스핀온 코팅, 유기 금속 분해(metal-organic decomposition; MOD)와 같은 화학적 증기 증착(chemical vapor deposition; CVD) 공정을 포함하는 다양한 방법, 및/또는 종래기술에서 알려진 다른 방법에 의해 형성될 수 있다. MOD는 액체 기반 증착 방법이다. MOD를 이용함으로써, 용매 내에 용해되는 유기 금속 전구체가 기판 상으로 스핀-코팅되고, 그런 다음, 용매가 증발한다. 진공 자외선(vacuum ultraviolet; VUV)원은 유기 금속 전구체를 구성 금속 요소로 변환시키기 위해 이용된다.
도 4를 참조하면, 본 발명 실시예 중 하나의 실시예에서, 흡수층(230)이 설계 레이아웃 패턴 EUV 마스크(300)를 형성하도록 패터닝된다. 패터닝 공정은 레지스트 코팅(예, 스핀-온 코팅), 소프트 베이킹, 마스크 정렬, 노출, 사후-노출 베이킹, 레지스트의 현상, 세정, 건조(예, 하드 베이킹), 다른 적절한 공정, 및/또는 이것들의 조합을 포함할 수 있다. 흡수층(230)의 일부분을 제거하도록 에칭 공정이 후속적으로 수행된다. 에칭 공정은 건식(플라즈마) 에칭, 습식 에칭, 및/또는 다른 에칭 방법을 포함할 수 있다.
충분한 광밀도를 달성하도록, 패터닝되는 흡수층(230)의 두께는 일반적으로 충분히 크다(예를 들면, 80 nm). 패터닝되는 흡수층(230)의 두께가 영(zero)에 근사하지 않은 CRAO에 의해 동반될 때, 마스크 패턴 옆에 새도우(shadow)가 생성되고, 이러한 현상은 새도잉 효과(shadowing effect)라고 지칭된다. 새도잉 효과는 수평 및 수직 패턴, 패턴의 이동과, 인트라필드(intrafield) 임계 크기(critical dimension; CD) 변이(입사광의 방위각이 노출 필드에서 변화하는 경우)에 대한 임계 크기 차이를 야기시키지만, 이러한 것들은 모델링되고 정정될 수 있다. 새도잉 효과는 공중 영상 대비(aerial image contrast) 손실을 또한 야기하며, 이러한 손실은 공정창(process window)을 감소시키고, 마스크 에러 강화 인자(mask error enhancement factor; MEEF)를 증가시킬 것이다. 만약 흡수층의 두께가 동일하게 유지되면, 당업자가 더 작은 기술 노드로 진입할 때에 새도잉 효과가 더욱 심각하게 된다. 이러한 현상의 이유는 새도우 크기가 반사 영역의 크기의 더 큰 부분을 점유하기 때문이다.
새도잉 효과는 EUVL이 더 작은 기술 노드로 진입하는 것에 있어 도전을 야기하고, 흡수층에서 두께 제약을 가한다. 본 발명 실시예에서, CRAO는 영(zero)에 상당히 근사하게(예를 들면, 3도 미만) 설정된다. 따라서, 새도잉 효과는 극적으로 최소화되고, 흡수층의 두께 제약이 완화될 수 있다.
본 발명 개시는 리소그래피 시스템 및 공정에 대한 것이다. 일 실시예에서, 극자외선 리소그래피(extreme ultraviolet lithography; EUVL) 공정은 초극자외선(EUV) 마스크, EUV 광원과 조명기를 수용하는 단계를 포함한다. 본 공정은 EUV 광원으로부터 유래하고, 조명기에 의해 달성되는 3도 미만의 CRAO를 갖는 방사에 의해 EUV 마스크를 노출시키는 단계를 또한 포함한다. 본 공정은 비회절광의 대부분을 제거하는 단계와, 타겟(target)을 노출시키도록 투사 광학 박스(projection optics box; POB)에 의해 회절광과 제거되지 않은 비회절광을 집광하고 지향시키는 단계를 또한 포함한다.
다른 실시예에서, EUVL 공정은 반도체 웨이퍼를 노출시키도록, EUV 마스크를 수용하는 단계, 광원으로부터의 방사에 의해 수직으로 EUV 마스크를 노출시키는 단계, 비회절광의 70%보다 많은 광을 제거하는 단계와, 투사 광학 박스(projection optics box; POB)에 의해 회절광과 제거되지 않은 비회절광을 집광하고 지향시키는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 극자외선 리소그래피(extreme ultraviolet lithography; EUVL) 공정은 초극자외선(EUV) 마스크, EUV 광원을 수용하는 단계를 포함한다. 본 공정은 조명기에 의해 광원으로부터의 방사를 지향시키는 단계와, 3도 미만의 CRAO로 EUV 마스크를 노출시키는 단계를 또한 포함한다.
위의 설명에 기초해서, 본 발명 개시가 EUV 리소그래피 공정(100)을 제공하는 것을 알 수 있다. EUV 리소그래피 공정(100)은 회절광 및 비회절광을 발생시키도록 EUV 마스크를 노출시키기 위해 3도 미만의 CRAO로 조명기로부터의 방사를 이용한다. EUV 리소그래피 공정(100)은 반도체 웨이퍼를 노출시키도록, 비회절광의 70%를 초과하는 광을 제거하고, (동공 평면 상에서) 두 개의 대칭적으로 배치되고, 강도가 균형을 이룬(intensity balanced) -1차 회절 차수와 +1차 회절 차수로부터의 회절광을 주로 활용한다. EUV 리소그래피 공정(100)은 상당한 새도잉 효과 감소를 보여 주며, 미래의 노드를 위해 해상도 향상 기술을 제공한다. EUV 리소그래피 공정(100)은 공중 이미지 대비, 패턴 프로파일과 이미지 해상도를 향상시킨다.
전술된 내용은 여러 실시예들의 특징의 개요를 서술하여, 당업자는 본 발명의 개시의 양상을 더 잘 이해할 수 있다. 당업자는 자신들이 여기서 소개된 실시예들의 동일한 목적을 수행하기 위해 및/또는 동일한 이익을 달성하도록 다른 공정 및 구조를 설계하거나 수정하기 위한 기초로서 본 발명의 개시를 쉽게 사용할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 당업자는 이러한 등가의 구성이 본 발명의 개시의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않는다는 것과, 본 발명의 개시의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고 다양한 변경, 교체 및 대체를 할 수 있다는 것을 또한 인식해야 한다.

Claims (10)

  1. 극자외선 리소그래피 방법에 있어서,
    극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 마스크를 수용하는 단계;
    방사(radiation)를 제공하기 위한 EUV 광원을 제공하는 단계;
    조명기를 제공하는 단계;
    상기 방사 - 상기 방사는 회절광 및 비회절광을 발생시키도록 상기 조명기에 의해 지향되고, 3도 미만의 물체측 주 광선 입사각을 가짐 - 에 의해 상기 EUV 마스크를 노출시키는 단계;
    대부분의 상기 비회절광을 제거하는 단계;
    타겟(target)을 노출시키도록 투사 광학 박스(projection optics box; POB)에 의해 상기 회절광 및 제거되지 않은 상기 비회절광을 집광하고 지향시키는 단계를
    포함하는, 극자외선 리소그래피 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조명기에 의해 지향되는 CRAO는 0도인 것인, 극자외선 리소그래피 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회절광을 집광시키는 것은 -1차 회절 차수 및 +1차 회절 차수의 광을 집광하는 단계를 포함하는 것인, 극자외선 리소그래피 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회절광을 지향시키는 것은 상기 타겟 쪽으로 -1차 회절 차수 및 +1차 회절 차수의 광을 지향하는 단계를 포함하는 것인, 극자외선 리소그래피 방법.
  5. 극자외선 리소그래피 방법에 있어서,
    EUV 마스크를 수용하는 단계;
    회절광 및 비회절광을 발생시키도록 3도 미만의 주 광선 입사각(chief ray angle of incidence; CRAO)을 갖는 조명기로부터의 방사에 의해 상기 EUV 마스크를 노출시키는 단계;
    상기 비회절광의 70%를 초과하는 광량을 제거하는 단계; 및
    반도체 웨이퍼를 노출시키도록 투사 광학 박스(projection optics box; POB)에 의해 상기 회절광과 임의의 제거되지 않은 비회절광을 집광하고 지향시키는 단계를
    포함하는, 극자외선 리소그래피 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 EUV 마스크는,
    저열확장 물질(low thermal expansion material; LTEM) 기판;
    상기 LTEM 기판의 하나의 표면 위의 반사 다중층(reflective multilayer; ML);
    상기 LTEM 기판의 반대쪽 표면 위의 전도층; 및
    상기 ML 위의 패터닝된 흡수층을
    포함하는 것인, 극자외선 리소그래피 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 ML은 복수의 몰리브덴-실리콘(Mo-Si)막 쌍 또는 복수의 몰리브덴-베릴륨(Mo-Si)막 쌍을 포함하는 것인, 극자외선 리소그래피 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 EUV 마스크는,
    상기 ML 위의 캡핑층; 및
    상기 캡핑층 위에 그리고 상기 흡수층 아래의 버퍼층을
    더 포함하는 것인, 극자외선 리소그래피 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 캡핑층과 상기 버퍼층은 단일층인 것인, 극자외선 리소그래피 방법.
  10. 극자외선 리소그래피 방법에 있어서,
    극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 마스크를 제공하는 단계;
    EUV 광원을 제공하는 단계;
    조명기에 의해 상기 광원으로부터의 방사를 지향하는 단계; 및
    회절광 및 비회절광을 발생시키도록 3도 미만의 물체측 주 광선 입사각(chief ray angle of incidence at the object side; CRAO)을 갖는 방사에 의해 상기 EUV 마스크를 노출시키는 단계를
    포함하는, 극자외선 리소그래피 방법.
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