KR20150087105A - Euv용 펠리클과 이것을 사용한 euv용 어셈블리 및 그 조립 방법 - Google Patents

Abstract

(과제)
본 발명의 목적은 웨이퍼 상에 투영되는 메쉬 구조체의 상 그림자의 농담 콘트라스트를 저감시킬 수 있는 EUV용 펠리클과 이것을 사용한 EUV용 어셈블리 및 그 조립 방법을 제공하는 것이다.
(해결 수단)
본 발명의 EUV용 펠리클은 펠리클막을 메쉬 구조체로 보강한 펠리클막 구조체 및 이 펠리클막 구조체를 유지하는 펠리클 프레임으로 구성되는 것이고, 상기 메쉬 구조체는 EUV광이 마스크면에서 반사됨으로써 EUV용 펠리클을 2회 통과해서 웨이퍼 상에 2종류의 상 그림자로서 투영되는 것이며, 그 상 그림자의 콘트라스트비를 25% 이하로 저감시킬 수 있는 스탠드 오프값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다. 그리고, 이 스탠드 오프값은 0.3㎜~1.0㎜의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다.

Description

EUV용 펠리클과 이것을 사용한 EUV용 어셈블리 및 그 조립 방법{PELLICLE FOR EUV, ASSEMBLY FOR EUV USING THE SAME AND ASSEMBLING METHOD THEREOF}

본 발명은 극단 자외광(EUV : Extreme Ultra Violet)용(이하, 「EUV용 펠리클」이라고 한다)으로서 제공되는 것으로, 웨이퍼 상에 투영되는 메쉬 구조체의 상 그림자의 농담 콘트라스트를 저감시킬 수 있는 EUV용 펠리클과 이것을 사용한 EUV용 어셈블리 및 그 조립 방법에 관한 것이다.

현재에는 반도체 디바이스의 고집적화, 미세화가 진행되어 45㎚ 정도의 패터닝도 실용화되어 있다. 이 패터닝에 대해서는 종래의 엑시머 광을 사용하는 기술을 개량한 기술, 즉 ArF를 사용하는 액침법이나 이중 노광 등의 기술을 응용해서 대응하는 것이 가능하다. 그러나, 차세대의 더욱 미세화된 32㎚ 이하의 패터닝에 대해서는 이미 엑시머 광을 사용한 노광 기술로는 대응하는 것이 어렵고, 엑시머 광과 비교해서 매우 단파장인 13.5㎚를 주파장으로 하는 EUV광을 사용하는 EUV 노광 기술이 본명시되어 있다.

그리고, 이 EUV 노광 기술의 실용화에 대해서는 이미 상당한 진전이 보여지고 있지만, 광원, 레지스트나 펠리클 등에 대해서는 해결해야 할 많은 기술적 과제가 남겨져 있다. 예를 들면, 제조 수율의 저하를 좌우하는 포토마스크 상으로의 이물의 부착을 방지하는 방진용 펠리클에 대해서는 아직 여러 가지의 해결해야 할 문제가 있기 때문에, EUV용 펠리클을 실현하는 것에 큰 장애가 되고 있다. 또한, 특히 문제가 되고 있는 것은 펠리클에 적합한 재료로서 EUV광의 투과율이 높다는 것 뿐만 아니라, 산화 등에 의한 경시 변화가 없고, 화학적으로 안정된 투과막 재료의 개발에 아직 전망이 확실치 않은 것이다.

종래의 EUV용 펠리클막의 재료에는 여러 가지의 문제가 있고, 특히 유기재료에는 EUV광이 투과되지 않고 분해되거나 열화되거나 하는 문제가 있다. 현재 시점에서 EUV광의 파장대에 대하여 완전한 투명성을 갖는 재료는 존재하지 않지만, 예를 들면 특허문헌 1 및 비특허문헌 1에는 비교적 투명한 재료로서 규소제의 박막이 기재되어 있다.

이들 규소제의 박막은 EUV광의 쇠퇴를 적게 하는 관점에서 한없이 얇은 것이 바람직하지만, 한편으로 이들 규소제의 박막은 두께가 20㎚인 규소와 15㎚인 루비듐에 의해 구성되는 나노미터 오더의 극박막이기 때문에 강도적으로 매우 무르고, 단독으로 EUV용 펠리클로서 사용할 수 없다는 문제가 있다.

이 문제를 해결하기 위해서, 극박막을 보강하는 허니콤 형상의 구조물과 규소제의 박막을 일체화시킨 것이 제안되어 있다. 예를 들면 특허문헌 2에는 SOI(Silicon On Insulator)를 사용하는 EUV용 펠리클막을 보강하기 위해서 허니콤 구조의 메쉬 구조체를 갖는 것이 제안되어 있다.

이 보강용의 메쉬 구조체로서는 허니콤 형상 외에 정사각형 내지 직사각형 형상, 또는 원형이나 각형 등, 또한 임의 형상의 개구부를 배치한 판상체 등, 그 목적을 따른 것이면 어떤 형상의 것도 사용할 수 있다. 그리고, 그 강도는 메쉬의 피치, 메쉬의 변 폭, 메쉬의 변의 높이에 의해 결정되고, 피치가 좁을수록, 변 폭이 클수록, 변이 높을수록 강도가 향상된다.

그러나, 이 보강용의 메쉬 구조체는 EUV광을 투과하지 않기 때문에 이 보강용의 메쉬 구조체를 사용할 경우에는 EUV광을 통과시키는 개구부를 형성할 필요가 있다. 또한, EUV용 펠리클을 통과하는 EUV광의 감쇠를 최소한으로 억제하기 위해서 이 메쉬 구조체의 개구율을 높게 해야만 하지만, 강도를 향상시키면 메쉬 구조체의 개구율이 저하되어버리기 때문에 메쉬 구조체에 의한 보강과 투과율은 트레이드오프의 관계에 있으므로, 사용시의 조건이나 제약에 맞는 EUV용 펠리클을 설계해야만 한다.

이러한 메쉬 구조체로 보강된 EUV용 펠리클은 마스크의 패턴부를 외부의 먼지, 파티클로부터 보호하기 때문에 도 10에 나타내는 바와 같은 EUV 노광기에서 사용된다. 이 EUV 노광기에서는 스텝퍼 내의 광원(1)으로부터 발광되는 EUV광은 펠리클(2)과 마스크(3)로 이루어지는 레티클의 마스크 패턴면의 수선과 4-8°의 각도를 이루는 방향으로부터 조명광으로서 입사되고, 펠리클(2)을 통과해서 마스크(3)에 도달한다. 이 마스크(3)에 도달한 EUV광은 마스크(3)에서 반사되어 다시 펠리클(2)을 통과해서 광학계(4)에 들어가고, 웨이퍼(5) 상에 결상하게 된다.

즉, EUV광은 광원(1)→펠리클(2)→마스크(3)→펠리클(2)→광학계(4)→웨이퍼(5)의 순서로 통과해서 마스크(3) 상의 패턴을 웨이퍼(5) 상에 투영해서 전사시키게 되기 때문에, 펠리클(2)을 2회 통과하게 된다. 이때, 펠리클(2)이 상기한 바와 같이 메쉬 구조체에 의해 보강되어 있으면, EUV광은 EUV광을 투과하지 않는 메쉬 구조체로 차단되므로 메쉬 구조체는 웨이퍼(5) 상에 상 그림자로서 투영되게 되어 노광 작업에 지장을 초래한다는 문제가 있다.

미국 특허 제6623893호 명세서 일본 특허공개 2010-256434호

Shroff et al. "EUV pellicle Development for Mask Defect Control," Emerging Lithographic Technologies X, Proc of SPIE Vol.6151 615104-1(2006)

그래서, 본 발명의 목적은 웨이퍼 상에 투영되는 메쉬 구조체의 상 그림자의 농담 콘트라스트를 저감시킬 수 있는 EUV용 펠리클과 이것을 사용한 EUV용 어셈블리 및 그 조립 방법을 제공하는 것이다.

그런데, EUV용 펠리클(2)은 마스크(3)의 패턴부를 외부의 먼지, 파티클로부터 보호하기 위한 펠리클막을 메쉬 구조체로 보강해서 이루어지는 펠리클막 구조체와, 이것을 유지하는 펠리클 프레임으로 구성되어 있다. 그리고, 도 10에는 도시되어 있지 않지만 이 펠리클막 구조체는 통상 펠리클 프레임의 한쪽 면에 유지되고, 펠리클 프레임의 다른쪽 면은 마스크(3)의 패턴면에 고정된다. 또한, 마스크(3)는 전형적으로는 장방형이며 측변을 가지고 있다.

따라서, 이러한 EUV용 펠리클이 광로 상에 배치되었을 경우, 펠리클막 구조체와 마스크(3)의 패턴면은 펠리클 프레임의 두께가 스페이서로 되어 적당한 거리를 유지하게 된다. 여기서는 이 거리를 「스탠드 오프」라고 부르지만, 펠리클막 구조체와 마스크(3)의 패턴면의 거리가 짧을 경우, 즉 펠리클 프레임이 얇을 경우에는 스탠드 오프값이 작아지고, 거리가 넓어졌을 경우, 즉 펠리클 프레임이 두꺼울 경우에는 스탠드 오프값이 커지게 된다.

일반 EUV 노광기의 경우, 마스크(3)의 패턴의 이미지가 정확하게 웨이퍼(5) 상에 투영되도록 설계되어 광학계(4)가 구성되어 있기 때문에, 마스크(3)면 상의 패턴상은 그 형상을 축소하면서도 웨이퍼(5) 상에 정확하게 결상되게 된다. 이때, 광학계(4)의 초점은 마스크(3)의 면과 웨이퍼(5)의 면에 맞춰져 있고, 이 면 이외에 있는 물체에는 초점을 맞추고 있지 않기 때문에, 펠리클막과 메쉬 구조체로 이루어지는 펠리클막 구조체의 상은 흐릿해져서 웨이퍼(5)면 상에 결상하게 된다.

그리고, 여기서 말하는 「흐릿해짐」이란 펠리클막 구조체의 윤곽이 애매해짐과 아울러 결상된 그림자 부분에도 광선이 입사되기 때문에, 펠리클막 구조체의 상 그림자의 농담 콘트라스트가 작아지는 것이다. 따라서, 이 흐릿해짐의 정도가 커지면 펠리클막 구조체의 상 그림자의 농담 콘트라스트가 작아지기 때문에, 이 흐릿해짐의 정도가 충분히 크면 펠리클막 구조체의 상 그림자는 실질적으로 보이지 않게 된다.

만약 EUV광이 간섭성이 높은 광이면 펠리클막 구조체의 그림자는 흐릿해지지 않고 콘트라스트가 큰 그림자 상이 웨이퍼 상에 전사될 것이지만, 노광기의 조명광은 일반적으로 간섭성이 낮은 광선이고, 실제로는 마스크(3)의 패턴면의 수선과 4-8°의 각도를 이루는 방향으로부터 입사되는 각도의 폭을 가진 광이기 때문에, 펠리클막 구조체의 그림자의 부분에도 광이 돌게 되므로 흐릿해진 상이 되어서 웨이퍼(5)의 면 상에 결상하게 된다.

그래서, 본 발명자들은 이러한 「흐릿해짐」의 현상에 착안하여, 펠리클막 구조체를 구성하는 메쉬 구조체의 흐릿해짐의 정도가 크면 이 메쉬 구조체의 상 그림자의 농담 콘트라스트가 작아져서 웨이퍼(5)면 상에서 보기 어려워지는 것이 아닐까하고 생각하여 이 메쉬 구조체의 상 그림자의 농담 콘트라스트를 어떻게 저감시킬 수 있을지를 검토한 바, 흐릿해짐의 정도를 정하는 요인 중에서 스탠드 오프와 메쉬 구조체의 상 그림자의 콘트라스트 사이에 특정한 관계가 성립하는 것, 그리고 메쉬 구조체의 각도와 스탠드 오프값을 적절한 상태로 설정함으로써 웨이퍼 상에 결상되는 메쉬 구조체의 2종류의 상 그림자의 농담 콘트라스트를 저감시킬 수 있는 것을 지견하여 본 발명에 이른 것이다.

즉, 본 발명의 EUV용 펠리클은 펠리클막을 메쉬 구조체로 보강한 펠리클막 구조체 및 그 펠리클막 구조체를 유지하는 펠리클 프레임으로 구성되는 EUV용 펠리클로서, 메쉬 구조체는 EUV광이 마스크면에서 반사됨으로써 EUV용 펠리클을 2회 통과해서 웨이퍼 상에 2종류의 상 그림자로서 투영되는 것이며, 그 상 그림자의 콘트라스트비를 25% 이하로 저감시킬 수 있는 스탠드 오프값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다. 그리고, 이 스탠드 오프값은 0.3㎜~1.0㎜의 범위 내에 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 EUV용 어셈블리는 펠리클막을 메쉬 구조체로 보강한 펠리클막 구조체 및 이 펠리클막 구조체를 유지하는 펠리클 프레임으로 구성되는 EUV용 펠리클과 측변을 갖는 마스크를 포함해서 구성되는 것이며, 또한, 그 메쉬 구조체는 EUV광이 마스크의 면에서 반사됨으로써 EUV용 펠리클을 2회 통과해서 웨이퍼 상에 2종류의 상 그림자로서 투영되는 것이며, 펠리클의 스탠드 오프값은 메쉬 구조체의 상 그림자의 콘트라스트비를 25% 이하로 저감시킬 수 있는 값으로 설정되어 있음과 아울러, 메쉬 구조체를 구성하는 임의의 메쉬변과 마스크의 적어도 하나의 측변이 이루는 투영 각도가 0°보다 크고 30° 이하인 것을 특징으로 한다.

그리고, 그 투영 각도는 콘트라스트비를 25% 이하로 저감시키는 임의의 스탠드 오프값에 대하여 극소가 되도록 설정되는 것이 바람직하고, 스탠드 오프값과 투영 각도도 모두 콘트라스트비가 극소가 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 메쉬 구조체도 그 메쉬 단위의 형상이 사각형 또는 정육각형인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 EUV용 어셈블리의 조립 방법은 펠리클의 스탠드 오프값을 메쉬 구조체의 상 그림자의 콘트라스트비를 25% 이하로 저감시킬 수 있는 값으로 설정하는 공정과, 메쉬 구조체를 마스크에 상대해서 0°보다 크고 30° 이하의 투영 각도 범위 내에서 회전시켜서 콘트라스트비가 극소가 되는 위치에 설정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(발명의 효과)

본 발명에 따르면, 메쉬 구조체의 상 그림자의 농담 콘트라스트를 저감시킬 수 있으므로, 노광 처리에 있어서 노광 에어리어 전체면에 걸쳐 조도가 일정하고 균일한 노광을 할 수 있다는 메리트가 있다.

도 1(a)~도 1(d)는 메쉬 구조체의 상 그림자를 나타내는 모식도이다.
도 2(a)~도 2(c)는 스탠드 오프 0.1㎜~0.8㎜인 경우의 메쉬 구조체의 광학상의 이미지 도면이다.
도 3은 점 모양의 이미지 도면에서 디지털 광량 데이터를 채취하는 부위를 나타내는 도면이다.
도 4는 줄무늬 모양의 이미지 도면에서 디지털 광량 데이터를 채취하는 부위를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3 또는 도 4에 나타내는 부위에서 구한 광 강도와 위치의 관계를 그래프화한 것이다.
도 6은 메쉬 구조체를 0°, 15°, 30°로 회전시켰을 경우의 각각의 모식도와 점 모양 또는 줄무늬 모양의 이미지 도면이다.
도 7은 표 1의 결과에 의거하여 스탠드 오프값, 콘트라스트비 및 각도의 관계를 그래프화한 것이다.
도 8은 바람직하지 않은 메쉬 구조체의 형상을 나타내는 것이다.
도 9는 바람직하지 않은 메쉬 구조체의 형상을 나타내는 것이다.
도 10은 노광기의 기본적인 구성과 광원으로부터 웨이퍼까지의 광로를 나타내는 것이다.

이하, 본 발명의 일실시형태에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 펠리클막 구조체를 갖는 EUV용 펠리클에 있어서, 「스탠드 오프값」이란 측변을 갖는 마스크(3)와 메쉬 구조체(2)의 거리이다. 따라서, 그 스탠드 오프값이 제로라는 것은 패턴 상이 있는 마스크(3)와 메쉬 구조체(2)가 접촉하고 있는 것을 의미한다. 이 경우에는 메쉬 구조체의 상 그림자는 강한 콘트라스트를 갖는 그림자가 되고, 입사광에 의한 상 그림자와 반사광에 의한 상 그림자의 2종류가 겹친 것으로 된다. 이 상태에서 펠리클막 구조체(2)와 마스크(3)의 거리를 넓혀서 스탠드 오프를 취하면, 메쉬 구조체의 그림자는 입사광에 의한 메쉬 구조체의 그림자와 반사광에 의한 메쉬 구조체의 그림자로 분리되기 때문에 상 그림자의 농담 콘트라스트가 저하하게 된다. 이러한 현상은 마스크(3)에 대하여 입사광이 어느 일정 각도를 가지고 입사하고, 그것과 같은 각도로 반사광이 반사됨으로써 일어난다.

그리고, 입사광에 의한 메쉬 구조체의 상 그림자와 반사광에 의한 메쉬 구조체의 상 그림자가 분리되는 방향은 광원으로부터 펠리클에 조사되는 입사광의 방향에 의해 결정된다. 이것을 도시하면, 도 1(a)의 화살표가 입사광의 방향이라고 했을 경우에 스탠드 오프를 취함으로써 웨이퍼(5)에 투영되는 메쉬 구조체의 2종류의 상 그림자는 도 1(b)와 같이 입사광을 향한 방향으로 분리되어 어긋나게 된다. 이 어긋남량은 스탠드 오프값이 넓어짐으로써 도 1(a)의 어긋남량에서 도 1(b)→도 1(c)→도 1(d)의 순서대로 커지고, 그 위치 관계는 도 1의 (a)~(d)에 나타내는 바와 같은 관계가 된다. 그리고, 이 어긋남량과 2종류의 상 그림자의 위치 관계는 스탠드 오프의 확대에 따라 반복되게 된다. 또한, 도 1(a)~도 1(d)에는 흐릿해짐의 정도까지는 도시되어 있지 않다.

도 1의 (c)에 나타내는 점선의 ○로 둘러싼 부분은 입사광에 의한 상 그림자와 반사광에 의한 상 그림자의 변의 교점이 겹치는 7개소의 합점 부분을 나타내는 것이며, 이것들 7개소의 합점 부분에서는 콘트라스트가 강한 상 그림자가 발생하는 것을 알 수 있다. 또한, 스탠드 오프가 더욱 넓어졌을 경우에, 도 1의 (d)의 점선의 타원으로 둘러싼 부분에는 입사광에 의한 상 그림자와 반사광에 의한 상 그림자의 변이 겹치는 띠 형상 부분이 생겨 있고, 이 띠 형상 부분에서도 콘트라스트가 강한 상 그림자가 발생하는 것을 알 수 있다.

본 발명자들은 도 1(c) 및 도 1(d)에 나타내는 상 그림자가 겹쳐져서 고밀도로 되는 부분과 메쉬 구조체의 실제의 상 그림자의 관계에 대해서 광학 시뮬레이터를 사용해서 광학상으로서 고찰한 바, 도 1(a)~도 1(d)에 도시하는 상 그림자의 고콘트라스트인 부분이 실제로 출현하는 것을 확인했다.

이 광학 시뮬레이션에서는 도 10에 도시하는 바와 같이 광원(1), 펠리클(2), 측변을 갖는 마스크(3), 광학계(4) 및 웨이퍼(5)로 이루어지는 광로를 작성하고, 이 광로에는 허니콤 피치 200㎛, 허니콤 변 폭 3㎛인 메쉬 구조체를 갖는 EUV용 펠리클을 패턴이 없는 마스크(3)에 상대해서 규정의 스탠드 오프값으로 세팅된 EUV용 어셈블리를 배치하고, EUV광의 입사 각도 6°, 입사광의 확대 각도 3.8°로 해서 컴퓨터 상에서 시뮬레이션을 행하였다.

도 2(a)~도 2(c)는 이 시뮬레이션의 결과인 광학상의 일부 이미지를 나타내는 것이며, 흰 부분이 광량이 많은 개소이고, 검은 부분이 광량이 적은 개소이다. 이 도 2로부터, 메쉬 구조체에 의해 차폐된 입사광의 영향이 상 그림자에 반영되어 있는 것을 잘 확인할 수 있다.

또한, 시뮬레이터로는 Optical research associate사의 Light tools를 사용하고, 투영 광학계는 반사 광학계와 등가의 굴절 광학계로 했다.

도 2(a)의 스탠드 오프값 0.1㎜의 경우에서는 흐릿해짐의 정도가 적기 때문에 메쉬 구조체인 허니콤의 모양이 확인된다. 또한, 도 2(b)의 스탠드 오프값 0.5㎜의 경우에서는 점 모양의 패턴이 확인되고, 도 2(c)의 스탠드 오프값 0.8㎜의 경우에서는 세로의 줄무늬 모양의 패턴이 확인된다.

이들 점 모양과 줄무늬 모양은 형상적으로는 도 1(c) 및 도 1(d)의 허니콤 형상에 각각 대응하는 모양이다. 즉, 도 1(c)의 허니콤의 메쉬를 구성하는 변의 교점이 겹친 합점 부분이 도 2(b)의 점 모양이 되어 투영되고, 도 1(d)의 띠 형상 부분이 도 2(c)의 줄무늬 모양이 되어서 투영되어 있는 것이 확인된다. 그래서, 도 1(c) 및 도 1(d)의 상태로 되는 허니콤 길이를 계산하면 각각 0.55㎜와 0.82㎜로 되기 때문에 시뮬레이션의 결과와 잘 일치하고 있다.

따라서, 이것은 도 1에 나타내는 바와 같은 기하적으로 추정한 모양이 실제의 노광기에서도 마찬가지의 모양으로 되는 것을 의미하고, 메쉬 구조체의 점 모양 또는 줄무늬 모양의 출현이 스탠드 오프값으로부터 추정될 수 있는 것을 의미한다.

또한, 허니콤의 점 모양 또는 줄무늬 모양은 허니콤의 변의 교점이 겹쳐진 합점 또는 변이 겹쳐진 띠 형상 부분에 의해 형성되기 때문에, 이들 모양은 광의 강도의 차(콘트라스트값)로서 확인할 수도 있다. 이것을 점 모양의 도 3에 의해 설명하면, 도 3은 상기의 시뮬레이터를 사용하여 상기 치수 형상의 허니콤을 갖는 펠리클을 스탠드 오프값 0.4㎜인 경우의 그림자 상을 나타내는 것이다. 도 3의 그림자 상의 하얀 선으로 둘러싼 부위의 디지털 광량 데이터 중, 단척 방향의 5디지트분의 데이터의 평균치를 그 위치의 대표값으로 하고, 이 대표값을 그래프화한 것이 도 5이다.

도 5의 가로축은 도 3의 하얀 선으로 둘러싼 사각 부위의 위에서 아래로의 위치 관계를 나타내고 있고, 세로축은 그 위치의 광 강도를 나타내고 있다. 또한, 그래프에는 실데이터와 스무딩 후의 데이터를 나타내고 있지만, 실데이터에서는 불균일의 폭이 크므로 스무딩 데이터를 평가용 데이터로서 채용하고 있다. 그리고, 불연속인 양단역은 이상값을 나타내는 경우가 있기 때문에, 이들 데이터로부터 그 양단역의 데이터를 제외한 데이터에 대해서 그 최대값과 최소값을 구하고, 그 광량차의 비율을 구하면, 다음 식에 의해 콘트라스트비를 수치화할 수 있다.

콘트라스트비=(1-최소값/최대값)×100

구체적인 예로서, 도 5에 나타내는 바와 같은 광 강도의 프로파일로부터 그 양단역의 수치를 제외하고 그 최대의 광 강도를 최대값으로 하고, 최소의 광 강도를 최소값으로 해서 상기의 계산식에 의거해서 스탠드 오프값이 0.4㎜인 경우와 0.5㎜인 경우의 콘트라스트비를 계산하면, 0.4㎜인 경우에서는 콘트라스트비는 21.5%가 되고, 0.5㎜인 경우에서는 콘트라스트비는 22.0%가 되었다.

또한, 줄무늬 모양의 도 4에서 있어서도, 마찬가지의 방법에 의거해서 콘트라스트비를 구할 수 있다. 스탠드 오프값이 0.7㎜인 경우와 0.8㎜인 경우의 콘트라스트비를 구해서 비교하면, 스탠드 오프값이 0.7㎜인 경우에서는 콘트라스트비는 7.2%가 되고, 스탠드 오프값이 0.8㎜인 경우에서는 콘트라스트비는 9.1%로 되었다.

스탠드 오프값과 콘트라스트의 관계는 상식적으로는 스탠드 오프값을 크게함에 따라 콘트라스트가 작아져 메쉬 구조체의 그림자의 영향을 약화시키게 되지만, 이 결과를 보는 한, 반드시 그렇지는 않다. 이것은 상기의 메쉬 구조체의 상 그림자의 특이적인 겹침에 의해 형성되는 점 모양 또는 줄무늬 모양과 같은 모양이 콘트라스트의 주기적인 변동을 초래하는 것에 의하기 때문이다.

따라서, 본 발명자들은 메쉬 구조체의 상 그림자에 발생하는 콘트라스트의 메쉬 기인의 주기적인 변동을 근거로 해서 이 콘트라스트가 작은 값이 되도록 메쉬 구조체의 스탠드 오프값을 설정하면, EUV용 펠리클의 메쉬 구조체의 상 그림자의 영향을 저감시키는 것이 가능한 것을 발견했다.

또한, 메쉬 구조체는 많든 적든 간에 콘트라스트에 영향을 끼치는 것이지만, 본 발명자들은 특히 마스크(3)에 도달해 갈 때와 올 때의 메쉬에 기인하는 광의 어두운 부분끼리가 겹치는 특이적인 겹침에 의해 보다 어두운 부분이 나와버린다는 콘트라스트의 국부적인 증대가 나오는 것을 제어하는 방법으로서, 메쉬 구조체를 평면적으로 회전시킴으로써 이 콘트라스트의 주기적인 변동을 변화시키는 것이 가능한 것도 발견했다.

따라서, 메쉬 구조체 등을 갖는 EUV용 펠리클(2)과 측변을 갖는 마스크(3)로 구성되는 EUV용 어셈블리를 조립할 경우, 도 10에 도시하는 바와 같이, 그 메쉬 구조체는 광로 상에 EUV광이 마스크(3)의 면에서 반사됨으로써 EUV용 펠리클(2)을 2회 통과해서 웨이퍼(5) 상에 2종류의 상 그림자로서 투영되도록 배치되게 된다.

그리고, 그때의 펠리클의 스탠드 오프값은 메쉬 구조체의 상 그림자의 콘트라스트비를 25% 이하로 저감시킬 수 있는 값으로 설정하는 것이 바람직하고, 메쉬 구조체를 구성하는 임의의 메쉬변과 마스크(3) 중 적어도 하나의 측변과 이루는 투영 각도가 0°보다 크고 30°이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 보다 바람직하게는 스탠드 오프값과 투영 각도가 함께 콘트라스트비를 극소로 하도록 설정되어 있는 것이 바람직하고, 그것을 위해서, 구체적으로는 메쉬 구조체를 마스크(3)에 상대해서 0°보다 크고 30°이하인 투영 각도의 범위 내에서 회전시켜서 콘트라스트비가 극소가 되는 위치로 설정하는 것이 좋다.

이것을 메쉬 구조체가 허니콤 형상의 예인 도 6으로 설명하면, 도 6에는 허니콤의 투영 각도가 0°, 15°, 30°와 스탠드 오프값이 0.3㎜, 0.5㎜인 경우의 상 그림자의 시뮬레이션 결과가 도시되어 있다. 또한, 도 6의 좌측에는 도 1에 도시하는 허니콤의 평면적 투영 각도가 0°인 상태와, 이 0°인 상태의 허니콤을 반시계 방향으로 투영 각도 15° 및 30°회전시켰을 경우의 허니콤의 상태가 도시되어 있다.

이 도 6으로부터 메쉬 구조체인 허니콤을 마스크에 상대해서 0°~30°의 투영 각도의 범위 내에서 어느 투영 각도만큼 회전시켰을 경우에 허니콤의 변의 특이적인 겹침 상태로 변화가 발생하는 것을 확인할 수 있기 때문에, 스탠드 오프값 0.5㎜인 경우의 허니콤의 상 그림자에 대해서 허니콤의 투영 각도 0°인 경우의 콘트라스트비와 투영 각도 30°인 경우의 콘트라스트비를 비교해보면, 투영 각도 0°인 경우에서 콘트라스트비는 22.0%이며, 투영 각도 30°인 경우에서 콘트라스트비는 14.6%였다. 이 결과로부터, 허니콤의 투영 각도의 차이에 의해 허니콤의 상 그림자의 콘트라스트비에 큰 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 스탠드 오프값이 노광기의 구조나 펠리클의 구조 등의 관계로 제한될 경우에 그 한정된 스탠드 오프값에 있어서 메쉬 구조체의 특이적인 겹침에 의해 콘트라스트비의 국부적인 증대가 발생했을 때에는, 이것을 회피하기 위해서 메쉬 구조체를 회전시켜서 그 평면적 투영 각도를 설정해 주면 그 상 그림자의 콘트라스트비를 저감시키는 것이 가능해진다.

메쉬 구조체의 형상으로서는 허니콤 형상과 같은 메쉬 구조체 외에 정사각형 또는 직사각형과 같은 형상의 메쉬 구조체, 원형이나 각형과 같은 형상의 메쉬 구조체, 임의 형상의 개구부를 배치한 판상체 등, 목적에 따른 것이면 어떤 형상의 메쉬 구조체여도 사용할 수 있다. 그러나, 6개의 변이 집합되어 있는 부분이나 그림자의 밀도가 높은 부분이 메쉬 구조체에 존재하면, 메쉬 구조체의 상 그림자의 겹침에 의해 국부적인 콘트라스트의 증대를 야기하므로 바람직하지 않다.

예를 들면, 도 8에 나타내는 삼각형 단위의 메쉬 구조체는 변의 집합부가 반드시 6점으로 되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 도 9에 나타내는 선 형상이 아닌 면 형상을 도려낸 메쉬 구조체도 메쉬 구조체의 상 그림자가 겹치기 쉬우므로 바람직하지 않지만, 메쉬 구조체의 단위가 사각형 또는 정육각형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

<실시예>

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 우선, 직경 200㎜, 두께 725㎛의 규소 기판의 핸들 기판 상에 COP(Crystal Originated Particle) 등의 실질적으로 결정 결함이 적은 규소 단결정(Nearly Perfect Crystal : NPC)으로 이루어지는 두께 100㎚의 박막을 두께 100㎚의 열 산화막(SiO₂)을 통해서 붙인 SOI(Silicon On Insulator) 기판을 준비했다.

이 SOI 기판의 핸들 기판을 50㎛까지 얇게 한 후에, 이 핸들 기판측에 메쉬 구조체의 허니콤을 리소그래피로 패터닝해서 제작했다. 그 후, DRIE(Deep Reactive Ion Etching)에 의해 이 허니콤 단위의 육각형의 각각의 내각이 곡선을 갖도록 성형함과 아울러, 피치가 200㎛, 변 폭이 3㎛, 변의 높이가 20㎛인 치수로 성형했다. 그리고, 이것을 HF처리해서 BOX(Buried Oxide)막을 제거하고, EUV용 펠리클막을 제작한 후, 이 펠리클막을 알루미늄제의 펠리클 프레임에 접착제로 고정해서 EUV용 펠리클(2)을 제작했다.

이어서, Optical research associate사의 Light tools를 사용해서 도 10에 나타내는 바와 같은 광원(1), 펠리클(2), 측변을 갖는 마스크(3), 투영 광학계(4) 및 웨이퍼(5)로 구성되는 광로를 갖는 노광기를 작성했다. 또한, 이 노광기에서는 NA0.33, 입사 각도 6°, 입사광의 퍼짐 각도 3.8°로 하고, 이 노광기에 피치 200㎛, 변 폭 3㎛로 한 허니콤 구조체를 갖는 상기 펠리클막 구조체를 마스크(3)에 상대해서 0°, 15°, 30°의 투영 각도로 회전시켜서 각각 세팅하고, 패턴이 없는 마스크(3)와 규정의 스탠드 오프값으로 세팅한 EUV용 어셈블리를 배치했다. 그리고, 각각의 스탠드 오프값에 있어서의 웨이퍼(5) 상의 광학상의 이미지 데이터를 디지털 데이터로서 취득했다.

이미지 데이터로부터 도 3의 예에서 설명한 방법에 의거하여 각각의 콘트라스트비를 구했다. 표 1은 각 허니콤의 투영 각도와 각 스탠드 오프값에 있어서의 콘트라스트비를 구한 결과를 나타내는 것이다. 또한, 도 7은 표 1의 결과를 그래프화한 것이다.

도 7이나 표 1로부터, 허니콤의 투영 각도와 스탠드 오프값에 의해 콘트라스트비가 변동되는 것이 확인되었다. 또한, 콘트라스트비의 변동은 0°또는 15°의 경우와 같이, 스탠드 오프값을 넓히는 것에 의해 저감되는 경향을 나타내지만, 투영 각도 30°의 경우에서는 반드시 그러한 경향을 나타내지 않는 것도 확인되었다. 또한, 콘트라스트비의 변동은 스탠드 오프값이 한정된 0.3㎜, 0.8㎜ 및 1.0㎜의 경우와 같이, 허니콤의 투영 각도가 크면 콘트라스트비가 증대되는 경향을 나타내지만, 스탠드 오프값 0.5㎜의 경우에서는 반드시 그러한 경향을 나타내지 않고, 오히려 허니콤의 투영 각도가 0°→15°→30°로 커지면 콘트라스트비가 저감되는 것도 확인되었다.

이상의 결과로, 허니콤 구조체의 상 그림자의 콘트라스트비는 스탠드 오프값이나 허니콤의 투영 각도와 3차원적인 관계에 있기 때문에, 허니콤으로 대표되는 메쉬 구조체의 상 그림자의 콘트라스트비를 25% 이하로 저감시킬 수 있는 적절한 스탠드 오프값으로 설정하는 것이 중요하다.

또한, 스탠드 오프값이 노광기의 구조나 펠리클의 구조 등의 관계로 제한될 경우에는 한정된 스탠드 오프값에 있어서 메쉬 구조체의 상 그림자의 콘트라스트비를 더욱 저감시키기 위해서, 메쉬 구조체를 마스크면에 대하여 투영 각도가 30° 이하의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하고, 또한, 그 콘트라스트비가 극소가 되는 스탠드 오프값과 투영 각도의 조합을 선택해서 설정하는 것이 보다 바람직하다.

1 : 광원 2 : 펠리클
3 : 측변을 갖는 마스크 4 : 광학계
5 : 웨이퍼

Claims (7)

1. 펠리클막을 메쉬 구조체로 보강한 펠리클막 구조체 및 상기 펠리클막 구조체를 유지하는 펠리클 프레임으로 구성되는 EUV용 펠리클로서, 상기 메쉬 구조체는 EUV광이 마스크면에서 반사됨으로써 상기 EUV용 펠리클을 2회 통과해서 웨이퍼 상에 2종류의 상 그림자로서 투영되는 것이며, 그 상 그림자의 콘트라스트비를 25% 이하로 저감시킬 수 있는 스탠드 오프값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 EUV용 펠리클.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스탠드 오프값은 0.3㎜~1.0㎜의 범위 내로 설정되는 것을 특징으로 하는 EUV용 펠리클.
3. 펠리클막을 메쉬 구조체로 보강한 펠리클막 구조체 및 상기 펠리클막 구조체를 유지하는 펠리클 프레임으로 구성되는 EUV용 펠리클과 측변을 갖는 마스크를 포함해서 구성되는 EUV용 어셈블리로서, 상기 메쉬 구조체는 EUV광이 상기 마스크의 면에서 반사됨으로써 상기 EUV용 펠리클을 2회 통과해서 웨이퍼 상에 2종류의 상 그림자로서 투영되는 것이며, 상기 펠리클의 스탠드 오프값은 상기 메쉬 구조체의 상 그림자의 콘트라스트비를 25% 이하로 저감시킬 수 있는 값으로 설정됨과 아울러, 상기 메쉬 구조체를 구성하는 임의의 메쉬변과 상기 마스크의 적어도 하나의 측변이 이루는 투영 각도가 0°보다 크고 30° 이하인 것을 특징으로 하는 EUV용 어셈블리.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 투영 각도는 상기 콘트라스트비를 25% 이하로 저감시키는 임의의 스탠드 오프값에 대하여 콘트라스트비가 극소가 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 EUV용 어셈블리.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 스탠드 오프값과 상기 투영 각도는 모두 상기 콘트라스트비가 극소로 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 EUV용 어셈블리.
6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 메쉬 구조체는 그 메쉬 단위의 형상이 사각형 또는 정육각형인 것을 특징으로 하는 EUV용 어셈블리.
7. 펠리클막을 메쉬 구조체로 보강한 펠리클막 구조체 및 상기 펠리클막 구조체를 유지하는 펠리클 프레임으로 구성되는 EUV용 펠리클과 측변을 갖는 마스크를 포함해서 구성되고, 상기 메쉬 구조체는 EUV광이 마스크면에서 반사됨으로써 상기 EUV용 펠리클을 2회 통과해서 웨이퍼 상에 2종류의 상 그림자로서 투영되도록 구성되는 EUV용 어셈블리의 조립 방법으로서, 상기 펠리클의 스탠드 오프값을 상기 메쉬 구조체의 상 그림자의 콘트라스트비를 25% 이하로 저감시킬 수 있는 값으로 설정하는 공정과, 상기 메쉬 구조체를 상기 마스크에 상대해서 0°보다 크고 30° 이하의 투영 각도의 범위 내에서 회전시켜서 상기 콘트라스트비가 극소로 되는 위치에 설정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 EUV용 어셈블리의 조립 방법.

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