KR20160047369A - 극자외선 리소그래피 장치용 반사형 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

극자외선 리소그래피 장치용 반사형 마스크 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 반사형 마스크는 마스크 기판과, 상기 마스크 기판 상에 형성된 다중 반사층과, 상기 다중 반사층에 제공된 메인 트랜치(first main trench); 상기 메인 트랜치 내에 서로 떨어져 형성되고 노광 대상 기판으로 전사되지 않는 복수개의 지지 패턴들과, 상기 메인 트랜치 내에 상기 지지 패턴들에 의하여 구획된 복수개의 보조 트랜치들, 및 상기 보조 트랜치들 내에 형성된 복수개의 보조 광흡수 패턴들을 포함하여 광흡수 패턴을 구성한다.

Description

극자외선 리소그래피 장치용 반사형 마스크 및 그 제조방법{reflective mask for Extreme Ultra Violet(EUV) lithography apparatus and method of manufacturing the same}
본 발명의 기술적 사상은 리소그래피 장치용 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극자외선 리소그래피 장치용 반사형 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적인 리소그래피 장치(lithography apparatus)는 DUV(Deep Ultra violet)를 광원으로 하고 투과형 마스크를 이용한다. 집적 회로 소자의 집적도가 높아지고 선폭이 미세해지면서 분해능(resolution)을 향상시키기 위하여 DUV보다 파장이 짧은 극자외선(EUV(Extreme Ultra Violet))을 광원으로 하고 반사형 마스크(reflective mask)를 이용하는 극자외선 노광 장치가 개발되고 있다.
극자외선 리소그래피 장치는 사입사광(경사지게 입사되는 입사광)으로 인하여 광흡수 패턴의 양측에 그림자가 생기는 그림자 효과(shadowing effect)가 발생할 수 있다. 이와 같은 그림자 효과로 인해 노광 대상 기판 상에 포토레지스트 패턴이 정확하게 형성되지 않을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 그림자 효과를 감소시킬 있는 극자외선 리소그래피 장치용 반사형 마스크를 제공하는 데 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 다른 과제는 상술한 극자외선 리소그래피 장치용 반사형 마스크의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 반사형 마스크는 마스크 기판과, 상기 마스크 기판 상에 형성된 다중 반사층과, 상기 다중 반사층에 제공된 메인 트랜치(main trench); 상기 메인 트랜치 내에 서로 떨어져 형성되고 노광 대상 기판으로 전사되지 않는 복수개의 지지 패턴들과, 상기 메인 트랜치 내에 상기 지지 패턴들에 의하여 구획된 복수개의 보조 트랜치들, 및 상기 보조 트랜치들 내에 형성된 복수개의 보조 광흡수 패턴들을 포함하여 광흡수 패턴을 구성한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 보조 광흡수 패턴은 상기 보조 트랜치 내부에 매립되어 있을 수 있다. 상기 메인 트랜치는 상기 다중 반사층의 일부 영역을 소정 깊이로 식각하여 마련될 수 있다. 상기 지지 패턴들은 상기 다중 반사층으로 구성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 보조 트랜치들의 깊이는 동일하게 구성하고 상기 보조 광흡수 패턴들의 두께도 동일하게 구성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 보조 트랜치들의 깊이는 서로 다르게 구성하고 상기 보조 광흡수 패턴들의 두께도 서로 다르게 구성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 다중 반사층 상에는 상기 다중 반사층을 보호하는 캡핑층이 더 형성되어 있고, 상기 메인 트랜치는 상기 캡핑층 내에도 형성되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 반사형 마스크는 마스크 기판과, 상기 마스크 기판 상에 형성된 다중 반사층과, 상기 다중 반사층에 제공된 제1 메인 트랜치(first main trench) 내에 형성된 제1 광흡수 패턴과, 상기 제1 광흡수 패턴과 떨어져서 위치하고, 상기 다중 반사층에 상기 제1 메인 트랜치보다 폭이 넓은 제2 메인 트랜치(second main trench) 내에 형성된 제2 광흡수 패턴을 포함한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광흡수 패턴 및 제2 광흡수 패턴은 각각 제1 메인 트랜치 및 제2 메인 트랜치에 매립되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 메인 트랜치 및 제2 메인 트랜치는 상기 다중 반사층의 일부 영역을 소정 깊이로 식각하여 마련될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 메인 트랜치의 깊이는 상기 제1 메인 트랜치의 깊이와 동일할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 메인 트랜치의 깊이는 상기 제1 메인 트랜치보다 깊을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 메인 트랜치 내에 형성된 상기 제2 광흡수 패턴은 복수개의 보조 광흡수 패턴들로 구성되어 있을 수 있다. 상기 제2 메인 트랜치 내에서 상기 보조 광흡수 패턴들 사이에는 상기 보조 광흡수 패턴들을 지지하되 노광 대상 기판으로 전사되지 않는 지지 패턴들이 형성되어 있을 수 있다. 상기 지지 패턴들은 상기 다중 반사층으로 구성될 수 있다. 상기 보조 광흡수 패턴들의 깊이는 서로 다르게 구성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 다중 반사층 상에는 상기 다중 반사층을 보호하는 캡핑층이 더 형성되어 있고, 상기 제1 메인 트랜치 및 제2 메인 트랜치는 상기 캡핑층에도 형성되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 반사형 마스크는 마스크 기판과, 상기 마스크 기판 상에 형성된 다중 반사층과, 상기 다중 반사층의 제1 광흡수 영역에 제공된 제1 메인 트랜치(first main trench)과, 상기 제1 메인 트랜치 내에 형성된 제1 광흡수 패턴과, 상기 제1 광흡수 패턴과 떨어져서 상기 다중 반사층의 제2 광흡수 영역에 제공되어 있고 상기 제1 메인 트랜치보다 폭이 넓은 제2 메인 트랜치(second main trench)과, 상기 제2 메인 트랜치 내에 서로 떨어져 형성되고 노광 대상 기판으로 전사되지 않는 복수개의 지지 패턴들과, 상기 제2 메인 트랜치 내에 상기 지지 패턴들에 의하여 구획된 복수개의 보조 트랜치들과, 상기 보조 트랜치들 내에 형성된 복수개의 보조 광흡수 패턴들로 이루어지는 제2 광흡수 패턴을 포함한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 지지 패턴들은 상기 다중 반사층으로 구성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광흡수 패턴 및 상기 제2 광흡수 패턴 사이에는 상기 다중 반사층의 반사 영역이 마련되고, 상기 제1 광흡수 영역, 상기 반사 영역 및 상기 제2 광흡수 영역은 상기 노광 대상 기판에서 라인 및 스페이스 패턴으로 전사될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 반사형 마스크의 제조 방법은 마스크 기판 상에 다중 반사층을 형성하는 단계와, 상기 다중 반사층에 정의된 광흡수 영역을 식각하여 노광 대상 기판으로 전사되지 않는 지지 패턴들에 의해 구획된 복수개의 보조 트랜치들을 포함하는 메인 트랜치(main trench)를 형성하는 단계와, 상기 메인 트랜치를 구성하는 보조 트랜치들 내에 복수개의 보조 광흡수 패턴들을 형성함으로써 상기 보조 광흡수 패턴들로 이루어진 광흡수 패턴을 형성하는 것을 포함한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광흡수 패턴을 형성하는 단계는, 상기 보조 트랜치들을 매립하면서 상기 다중 반사층 상에 광흡수층을 형성하는 단계와, 상기 광흡수층을 에치백하여 상기 보조 트랜치들 내에 상기 보조 광흡수 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 다중 반사층을 형성하는 단계 후에 상기 다중 반사층상에 캡핑층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 캡핑층에 상기 보조 트랜치들을 포함하는 메인 트랜치를 형성하고, 상기 보조 광흡수 패턴은 상기 캡핑층을 식각 저지층으로 상기 광흡수층을 에치백하여 얻어질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 트랜치(main trench) 및 지지 패턴들은 동시에 형성하고, 상기 지지 패턴들은 상기 다중 반사층으로 구성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 보조 트랜치들의 깊이는 동일하게 형성하고, 상기 보조 광흡수 패턴들의 두께도 동일하게 형성할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 보조 트랜치들의 깊이는 서로 다르게 형성하고, 상기 보조 광흡수 패턴들의 두께도 서로 다르게 형성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 반사형 마스크 제조 방법은 마스크 기판 상에 다중 반사층을 형성하는 단계와, 상기 다중 반사층의 제1 광흡수 영역을 식각하여 제1 메인 트랜치(first main trench)를 형성하는 단계와, 상기 다중 반사층의 제2 광흡수 영역을 식각하여 상기 제1 메인 트랜치보다 폭이 넓고, 노광 대상 기판으로 전사되지 않는 지지 패턴들에 의해 구획된 복수개의 보조 트랜치들을 포함하는 제2 메인 트랜치(second main trench)를 형성하는 단계와, 상기 제1 메인 트랜치 내에 제1 광흡수 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제2 메인 트랜치의 상기 보조 트랜치들 내에 복수개의 보조 광흡수 패턴들을 형성함으로써 복수개의 보조 광흡수 패턴들로 이루어지는 제2 광흡수 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 메인 트랜치, 제2 메인 트랜치 및 지지 패턴들은 동시에 형성하고, 상기 지지 패턴들은 상기 다중 반사층으로 형성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광흡수 패턴 및 제2 광흡수 패턴은 동시에 형성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광흡수 패턴 및 제2 광흡수 패턴을 형성하는 단계는, 상기 제1 메인 트랜치, 및 보조 트랜치들을 포함하는 제2 메인 트랜치를 매립하면서 상기 다중 반사층 상에 광흡수층을 형성하는 단계와, 상기 광흡수층을 에치백하여 상기 제1 메인 트랜치 내에 상기 제1 광흡수 패턴을 형성하고, 상기 제2 메인 트랜치의 상기 보조 트랜치들 내에 상기 보조 광흡수 패턴들을 형성함으로써 상기 제2 광흡수 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 다중 반사층을 형성하는 단계 후에 상기 다중 반사층상에 캡핑층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 캡핑층에 상기 제1 메인 트랜치, 및 상기 보조 트랜치들을 포함하는 상기 제2 메인 트랜치를 형성하고, 상기 제1 광흡수 패턴 및 제2 광흡수 패턴은 상기 캡핑층을 식각 저지층으로 상기 광흡수층을 에치백하여 얻어질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 메인 트랜치를 구성하는 보조 트랜치들의 깊이는 서로 동일하게 형성하고, 상기 제2 광흡수 패턴을 구성하는 보조 광흡수 패턴들의 두께도 동일하게 형성할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 메인 트랜치의 깊이는 상기 제1 메인 트랜치의 깊이와 동일하게 형성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 극자외선 리소그래피 장치용 반사형 마스크는 다중 반사층 내에 소정의 깊이로 광흡수층 패턴을 매립하여 형성함으로써 그림자 효과를 줄일 수 있다.
이에 따라, 극자외선 리소그래피 장치에서 반사형 마스크에 입사광이 입사될 때 주광선 각도(CRA, chief ray angle)를 증가시키지 않더라도 해상도를 향상시킬 수 있다. 더욱이, 극자외선 리소그래피 장치에서 반사형 마스크에 입사광이 입사될 때 주광선 각도(CRA, chief ray angle)를 크게 할 수 있고 이에 따라 집광 광학계 렌즈의 개구율(numerical aperture, NA)을 크게 가져가 해상도를 향상시킬 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 기술적 사상의 반사형 마스크를 이용할 경우 극자외선 리소그래피 장치의 해상도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 리소그래피 장치용 반사형 마스크는 그림자 효과를 줄일 수 있기 때문에, 집광 광학계의 렌즈의 개구율을 증가시키기 위해 투영 광학계의 축소 배율을 증가시키지 않아도 된다. 이에 따라, 본 발명의 기술적 사상의 반사형 마스크는 리소그래피 장치의 구성을 변경하지 않고도 사용할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 극자외선 리소그래피 장치용 반사형 마스크는 넓은 메인 트랜치에 지지 패턴들을 이용하여 구획된 보조 트랜치들이 형성되어 있다. 이에 따라, 지지 패턴들을 이용하여 보조 트랜치들 내에 광흡수 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 반사용 마스크를 이용하는 극자외선 리소그래피 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 반사형 마스크에 입사되는 광의 경로를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 반사형 마스크의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 극자외선 리소그래피 장치에 이용되는 반사형 마스크의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 극자외선 리소그래피 장치에 이용되는 반사형 마스크의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 극자외선 리소그래피 장치에 이용되는 반사형 마스크의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 극자외선 리소그래피 장치에 이용되는 반사형 마스크의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 극자외선 리소그래피 장치에 이용되는 반사형 마스크의 개략적인 단면도이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 기술적 사상에 따른 반사형 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 10a 및 도 10b는 도 9c의 보조 트랜치들 내에 광흡수층 형성하는 과정을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 반사형 마스크와 비교를 위한 제1 비교예의 반사형 마스크 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 반사형 마스크와 비교를 위한 제2 비교예의 반사형 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 13은 본 발명에 의한 기술적 사상에 따른 반사형 마스크의 광흡수 패턴의 매립 깊이(embedded depth)에 따른 NILS값을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명 및 비교예에 의한 기술적 사상에 따른 반사형 마스크의 흡수 패턴의 경사도에 따른 NILS값을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명에 의한 기술적 사상에 따른 반사형 마스크의 정규화 방사 조도를 도시한 도면이다.
도 16a은 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 따른 반사형 마스크를 이용한 패턴 형성 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 16b 및 도 16c는 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 따른 반사형 마스크를 이용한 패턴 형성 방법을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.
도 17은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 반사형 마스크를 사용하여 제조된 집적 회로를 포함하는 메모리 카드의 블록 다이어그램이다.
도 18은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 반사형 마스크를 사용하여 제조된 집적 회로를 포함하는 메모리 시스템의 블록 다이어그램이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 웨이퍼(기판) 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 구성 요소가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 이하 실시예들은 하나 또는 복수개를 조합하여 구성할 수도 있다. 또한, 극자외선 리소그래피 장치는 다양한 형태가 있을 수 있으나, 그 일 예를 도 1에 개략적으로 도시한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 반사용 마스크를 이용하는 극자외선 리소그래피 장치를 도시한 개략도이다.
구체적으로, 극자외선 리소그래피 장치(200)는 광원부(10, optical source unit), 집광부(20, condenser unit), 투영부(40, projection unit) 및 제어부(90)를 포함할 수 있다. 극자외선 리소그래피 장치는 극자외선 노광 장치로 명명될 수 있다. 광원부(10)는 극자외선, 예컨대 13.5nm의 광을 발생시킨다. 집광부(20)는 광원부(10)에서 발생한 광(11)이 마스크 스테이지(32)에 탑재된 반사형 마스크(100)에서 반사하게끔 광(11)을 가이드하는 역할을 수행한다.
집광부(20)는 집광 광학계(22, condenser optics), 예컨대 렌즈(lens), 거울(mirror)을 포함한다. 집광 광학계(22)는 광(11)을 모으고 반사하여 반사형 마스크(100)로 가이드 한다. 광(11)은 집광부(20)를 통해 반사형 마스크(100)에 경사지게 입사될 수 있다. 마스크 스테이지(32)는 반사형 마스크(100)의 스캔 방향에 따라 반사형 마스크(100)를 이동시킬 수 있다. 광원부(10) 및 마스크 스테이지(32)는 제어부(90)에 의하여 제어될 수 있다.
반사형 마스크(100)에 경사지게 입사된 광(11)은 경사지게 투영부(40)에 입사될 수 있다. 투영부(40)는 반사형 마스크(100)의 마스크 패턴을 기판 스테이지(52) 상에 위치하는 노광 대상 기판(50)으로 투영시키는 역할을 수행한다. 노광 대상 기판(50)은 집적 회로가 형성되는 웨이퍼일 수 있다. 노광 대상 기판(50) 상에는 광에 반응할 수 있는 포토레지스트가 코팅되어 있다. 기판 스테이지(52)는 노광 대상 기판(50)의 노광 영역(또는 노광 위치)을 변경시키기 위해 노광 대상 기판(50)을 이동시킬 수 있다.
반사형 마스크(100)는 후에 설명하는 바와 같이 다중 반사층 내에 소정의 깊이로 광흡수층 패턴을 매립하여 구성함으로써 극자외선 리소그래피 장치(200)에서 발생할 수 있는 그림자 효과를 줄일 수 있다. 이에 대해서는 후에 보다 자세하게 설명한다.
투영부(40)는 반사형 투영 광학계(42, reflective projection optics), 예컨대 렌즈를 포함한다. 반사형 투영 광학계(42)는 반사형 마스크(100)에서 경사지게 반사된 반사광(11)을 이용하여 반사형 마스크(100) 상의 마스크 패턴을 소정의 배율, 예컨대 4배, 6배, 또는 8배로 축소하여 노광 대상 기판(50)으로 투영시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 반사형 마스크에 입사되는 광의 경로를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 광(도 1의 11)은 반사형 마스크의 법선(13)에 대하여 주광선 각도(CRA, chief ray angle), 저입사각도(SAOI, small angle of incidence) 및 고입사각도(LAOI, large angle of incidence beam)로 입사될 수 있다. 주광선 각도(CRA)는 광(11)이 경사지게 반사형 마스크(100)에 입사될 때 0차광(11a)의 입사각도를 의미할 수 있다. 저입사각도(SAOI, small angle of incidence) 및 고입사각도(LAOI, large angle of incidence)는 광(11)이 경사지게 반사형 마스크(100)에 입사될 때 -1차광(11b) 및 +1차광(11c)을 의미할 수 있다.
반사형 마스크(100)는 후술하는 바와 같이 다중 반사층 내에 소정의 깊이로 광흡수층 패턴을 매립하여 형성함으로써 그림자 효과를 줄일 수 있다. 이에 따라, 반사형 마스크에 입사광이 입사될 때 주광선 각도(CRA, chief ray angle)를 통상적인 6도로 하더라도 해상도를 향상시킬 수 있다. 더욱이, 반사형 마스크(100)는 주광선 각도를 약 6도 이상, 예컨대 7도 내지 11도로 크게 할 수 있고 이에 따라 집광 광학계의 렌즈의 개구율(numerical aperture, NA)을 크게 가져가 해상도를 향상시킬 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 기술적 사상의 반사형 마스크(100)는 해상도를 향상시킬 수 있다.
또한, 반사형 마스크(100)는 후술하는 바와 같이 그림자 효과를 줄일 수 있기 때문에, 집광 광학계(22)를 구성하는 렌즈의 개구율을 증가시키기 위해 투영 광학계(42)의 축소 배율, 예컨대 4배를 6배, 8배 등으로 증가시키지 않아도 된다. 이렇게 축소 배율을 증가시키지 않을 경우 일반적인 극자외선 리소그래피 장치를 사용할 수 있고, 한번에 노광 대상 기판에 노광되는 면적을 줄이지 않아 노광 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 반사형 마스크의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
구체적으로, 반사형 마스크(100)는 패턴 영역(PA) 및 블랙 보더 영역(BA)을 포함한다. 패턴 영역(PA)은 노광 대상 기판(즉, 웨이퍼, 도 1의 50) 상의 칩 영역에서 집적 회로를 구성하는 데 필요한 메인 패턴을 전사하기 위한 메인 패턴 영역(102)과, 노광 대상 기판(50)의 스크라이브 라인 영역에 보조 패턴을 전사하기 위한 보조 패턴 영역(104)을 포함한다.
블랙 보더 영역(BA)은 패턴 영역(PA)을 둘러싸서 특별한 패턴들이 형성되지 않는 영역일 수 있다. 블랙 보더 영역(BA)은 기준 마크(106)가 형성되어 있을 수 있다. 기준 마크(106)는 예시적으로 4 개의 표시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 기준 마크(106)는 반사형 마스크(100)를 구성하는 박막들의 형성 과정에서 발생할 수 있는 결함들의 위치를 기술하기 위한 기준점(즉, 좌표계의 원점)으로 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 극자외선 리소그래피 장치에 이용되는 반사형 마스크의 개략적인 단면도이다.
구체적으로, 반사형 마스크(100)는 도 1의 극자외선 리소그래피 장치에 이용될 수 있다. 반사형 마스크(100)는 마스크 기판(110), 다중 반사층(120) 및 캡핑층(130)을 포함할 수 있다.
마스크 기판(110)은 유전체, 유리, 반도체, 또는 금속 재료로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 마스크 기판(110)은 낮은 열팽창계수(thermal expansion coefficient)를 가지는 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 마스크 기판(110)은 20℃에서의 열팽창 계수가 약 0 ± 0.05×10-7/℃ 일 수 있다. 또한, 마스크 기판(110)은 평활성, 평탄도, 및 세정액에 대한 내성이 우수한 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 마스크 기판(110)은 합성 석영 유리, 석영 유리, 알루미노 실리케이트 유리, 소다라임 유리, SiO2-TiO2계 유리 등과 같은 LTEM(low thermal expansion material)유리, β 석영 고용체를 석출한 결정화 유리, 단결정 실리콘, 또는 SiC로 이루어질 수 있다.
다중 반사층(120)은 마스크 기판(110) 상에 형성되어 있다. 다중 반사층(120)은 고굴절률층(120a)과 저굴절률층(120b)을 교대로 복수회 적층하여 얻어진 다층 미러 구조를 가진다. 예를 들면, 다중 반사층(120)은 고굴절률층(120a)과 저굴절률층(120b)이 약 20∼80 주기 반복 형성된 구조를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 다중 반사층(120)의 최상층은 고굴절률층(120a)이 되도록 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 다중 반사층(120)은 이중층 주기의 다중층으로 구성될 수 있다. 이중층 주기의 다중층은 Mo/Si 주기 다중층, Mo 화합물/Si 화합물 주기 다중층, Ru/Si 주기 다중층, Be/Mo 주기 다중층, Si/Nb 주기 다중층일 수 있다. 예컨대, Mo/Si 주기 다중층은 Si층 상에 Mo층을 형성한 후 이를 주기로 하여 복수회 적층한 다중층일 수 있다.
일부 실시예들에서, 다중 반사층(120)은 삼중층 이상 주기의 다중층으로 구성될 수 있다. 삼중층 이상 주기의 다중층은 Si/Mo/Ru 주기 다중층, Si/Mo/Ru/Mo 주기 다중층, 또는 Si/Ru/Mo/Ru 주기 다중층일 수 있다. 도 4에서는 편의상 이중층 주기의 다중층을 예로 설명한 것이다.
다중 반사층(120)을 구성하는 재료 및 각 층의 막 두께는 적용되는 극자외선 광의 파장대, 또는 다중 반사층(120)에서 요구되는 극자외선 광의 반사율에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 다중 반사층(120)이 Mo/Si 주기 다중층으로 이루어지는 경우, 다중 반사층(120) 내에 포함되는 저굴절률층(120b)에 대응하는 Mo 층과 고굴절률층(120a)에 대응하는 Si 층은 각각 약 2∼5nm의 범위 내에서 선택되는 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
다중 반사층(120) 상에는 다중 반사층(120)을 보호하는 캡핑층(130)이 형성될 수 있다. 캡핑층(130)은 다중 반사층(120)이 손상 받지 않도록 보호하고 다중 반사층(120)의 표면이 산화되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 캡핑층(130)은 선택적으로 형성하는 것으로 필요에 따라 형성하지 않을 수도 있다.
캡핑층(130)은 Ru, Ni 및 Ir중에서 선택되는 적어도 하나의 전이 금속을 포함하는 실리콘 화합물일 수 있다. 캡핑층(130)에서 전이 금속의 함량이 실리콘의 함량보다 더 높을 수 있다. 캡핑층(130)은 약 1∼6nm의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 다중 반사층(120)의 최상층을 구성하는 고굴절률층(120a)의 두께보다 캡핑층(130)의 두께가 더 클 수 있다. 예를 들면, 다중 반사층(120)의 최상층을 구성하는 고굴절률층(120a)은 약 1.5∼2.5nm의 두께를 가지고, 캡핑층(130)은 약 3∼6nm의 두께를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 캡핑층(130)은 RuSi 이원계(binary system) 화합물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 캡핑층(130)은 Ru4Si3, RuSi, 또는 Ru2Si3로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 캡핑층(130)은 RuSiN 화합물로 이루어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 캡핑층(130)은 비정질층으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 캡핑층(130)은 Nb, C, B, Al, Y, Ge, 및 V 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가 원소를 포함하는 RuSi 화합물로 이루어질 수 있다. RuSi 화합물로 이루어지는 캡핑층(130)에 첨가 원소가 첨가됨으로써 상기 캡핑층(130)의 비정질 특성을 강화할 수 있다. 또한, 상기 캡핑층(130)에 첨가 원소가 첨가됨으로써 상기 캡핑층(130)의 기계적인 특성이 강화될 수 있다.
일부 실시예들에서, 캡핑층(130)은 전이금속 박막과 Si 박막이 교대로 적어도 1회 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 캡핑층(130)은 Ru 박막과 Si 박막이 차례로 적층된 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 캡핑층(130)은 Ru 박막과, Ru 박막 위에 형성된 Si 박막으로 이루어지는 이중층 구조를 가질 수 있다. 여기서, Ru 박막의 두께보다 Si 박막의 두께가 더 작을 수 있다. 예를 들면, Ru 박막은 약 3∼5nm의 두께를 가지고, Si 박막은 약 1∼3nm의 두께를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 캡핑층(130)은 Ru 박막과 Si 박막이 교대로 복수회 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. Ru 박막 및 Si 박막은 각각 약 0.5∼수 Å의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 캡핑층(130)에서 Ru 박막의 두께를 Si 박막의 두께보다 더 크게 형성함으로써, 캡핑층(130) 내에서 Si 함량보다 Ru 함량이 더 크게 되도록 할 수 있다.
다중 반사층(120) 및 캡핑층(130) 내에는 메인 트랜치(140, main trench)가 형성되어 있다. 메인 트랜치(140)는 캡핑층(130) 및 다중 반사층(120)을 소정의 깊이로 식각하여 형성되는 홈일 수 있다. 메인 트랜치(140)는 다중 반사층(120)의 제1 광흡수 영역(LA1)에 형성된 제1 메인 트랜치(140a)와 제1 메인 트랜치(140a)와 떨어져서 다중 반사층(120)의 제2 광흡수 영역(LA2)에 형성된 제2 메인 트랜치(140b)로 구분될 수 있다.
제2 메인 트랜치(140b)의 폭(W2)은 제1 메인 트랜치(140a)의 폭(w1a)보다 클 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 메인 트랜치(140b)의 깊이(d2a)는 제1 메인 트랜치(140a)의 깊이(d1a)와 동일할 수 있다. 제2 메인 트랜치(140b) 내에는 복수개의 지지 패턴들(160)에 의해 구획된 복수개의 보조 트랜치들(141-144)이 마련될 수 있다.
보조 트랜치들(141-144)의 각각의 폭(w2a)은 동일할 수 있다. 일부 실시예에서, 보조 트랜치들(141-144)의 깊이(d2a)는 서로 동일하게 구성할 수 있다. 보조 트랜치들(141-144)의 폭(w2a)은 제1 메인 트랜치(140a)의 폭(w1a)와 동일할 수 있다. 보조 트랜치들(141-144)의 갯수는 제2 메인 트랜치(140b)의 폭에 따라 결정될 수 있다. 지지 패턴들(160)의 폭(w2b)은 노광 대상 기판으로 전사되지 않게 구성할 수 있다. 지지 패턴들(160)은 다중 반사층(120)으로 구성될 수 있다.
제1 메인 트랜치(140a) 및 제2 메인 트랜치(140)의 내부에는 광흡수 패턴(150)이 형성되어 있다. 메인 트랜치(140)의 깊이(d1a, d2a)는 광흡수 패턴(150)의 매립 깊이(embedded depth)일 수 있다. 매립 깊이는 제1 메인 트랜치(140a), 보조 트랜치들(141-144)의 깊이에 해당하는 것으로, 80 내지 100nm 정도일 수 있다. 일부 실시예에서, 매립 깊이는 80nm 내지 120nm 정도일 수 있다. 광흡수 패턴(150)은 극자외선 광을 흡수하면서 극자외선 광의 반사율이 매우 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 광흡수 패턴(150)은 내화학성이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 광흡수 패턴(150)은 극자외선 광을 표면에 조사하였을 때에, 파장 13.5㎚ 부근의 최대 광선 반사율이 약 5％ 이하인 물질로 이루어질 수 있다.
광흡수 패턴(150)은 Ta를 주성분으로 하는 재료로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 광흡수 패턴(150)은 Ta 주성분과, Hf, Si, Zr, Ge, B, N 및 H 중에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광흡수 패턴(150)은 TaN, TaHf, TaHfN, TaBSi, TaBSiN, TaB, TaBN, TaSi, TaSiN, TaGe, TaGeN, TaZr, TaZrN, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 광흡수 패턴(150)은 Ta의 함량이 적어도 40 원자%인 재료로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 광흡수 패턴(150)은 약 0∼25 원자%의 산소(O)를 더 함유할 수 있다.
광흡수 패턴(150)은 제1 메인 트랜치(140a)에 형성된 제1 광흡수 패턴(150a)과 제2 메인 트랜치(140b) 내에 형성된 제2 광흡수 패턴(150b)으로 구분될 수 있다. 제2 광흡수 패턴(150b)은 보조 트랜치들(141-144) 내에 형성된 보조 광흡수 패턴들(151-154)을 포함할 수 있다. 보조 광흡수 패턴들(151-154) 각각의 폭(w2a)은 보조 트랜치들(141-144)과 동일할 수 있다. 보조 광흡수 패턴들(151-154)은 지지 패턴들(160)에 의하여 지지될 수 있다. 제1 광흡수 패턴(150a) 및 제2 광흡수 패턴(150b)는 각각 제1 메인 트랜치(140) 및 보조 트랜치들(141-144)에 매립되어 형성될 수 있다.
광흡수 패턴(150)의 형성에 따라 광흡수 영역들(LA1, LA2)을 제외한 부분은 반사 영역들(LR1, LR2, LR3)이 될 수 있다. 반사 영역들(LR1, LR2, LR3)은 반사 패턴들(170a, 170b, 170c)에 해당될 수 있다. 제1 광흡수 영역(LA1) 및 제2 광흡수 영역(LA2) 사이에는 반사 영역(LR2)이 위치할 수 있다. 제1 광흡수 영역(LA1), 반사 영역(LR2) 및 제2 광흡수 영역(LA2)은 노광할 때 노광 대상 기판의 라인 및 스페이스 패턴으로 전사될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 반사형 마스크(100)는 다중 반사층(120)의 내부에 형성된 메인 트랜치(140)에 광흡수 패턴(150)이 매립되어 있다. 이에 따라, 도 1과 같은 극자외선 리소그래피 장치(200)를 이용하여 노광 공정을 수행할 때, 광흡수 패턴(150)의 양측에 그림자가 생기는 그림자 효과(shadowing effect)를 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 극자외선 리소그래피 장치에서 반사형 마스크에 입사광이 입사될 때 주광선 각도(CRA, chief ray angle)를 약 6도에서 증가시키지 않더라도 해상도를 향상시킬 수 있다. 더욱이, 극자외선 리소그래피 장치에서 반사형 마스크에 입사광이 입사될 때 주광선 각도(CRA, chief ray angle)를 약 6도보다 크게 7도 내지 11도로 할 수 있고 이에 따라 집광 광학계 렌즈의 개구율(numerical aperture, NA)을 크게 하여 해상도를 향상시킬 수 있다.
리소그래피 장치용 반사형 마스크(100)는 그림자 효과를 줄일 수 있기 때문에, 집광 광학계의 렌즈의 개구율을 증가시키기 위해 투영 광학계의 축소 배율, 예컨대 4배를 증가시키지 않아도 된다. 이에 따라, 본 발명의 기술적 사상의 반사형 마스크는 리소그래피 장치의 구성을 변경하지 않고도 사용할 수 있다.
더욱이, 반사형 마스크(100)는 노광 대상 기판 상에 포토레지스트 패턴을 정확하게 전사시킬 수 있다. 즉, 반사형 마스크(100)의 임계 크기와 노광 대상 기판의 포토레지스트 패턴의 임계 크기의 차이를 줄일 수 있고, 노광 대상 기판 상에서의 포토레지스트 패턴의 위치 이동을 억제할 수 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 극자외선 리소그래피 장치에 이용되는 반사형 마스크의 개략적인 단면도이다.
구체적으로, 도 5의 반사형 마스크(100-1)는 도 4의 반사형 마스크(100)와 비교할 때 제2 메인 트랜치(140b-1)의 깊이(d2b)가 제1 메인 트랜치(140a)의 깊이(d1a)보다 얕은 것을 제외하고는 동일할 수 있다.
반사형 마스크(100-1)는 제2 메인 트랜치(140b-1)의 깊이(d2b)를 제1 메인 트랜치(140a)의 깊이(d1a)보다 얕게 구성할 수 있다. 반사형 마스크(100-1)는 제2 메인 트랜치(140b-1)의 깊이(d2b)를 도 4의 반사형 마스크(100)의 제2 메인 트랜치(140b)의 깊이(d2a)보다 얕게 구성할 수 있다.
제1 메인 트랜치(140a) 및 제2 메인 트랜치(140b-1) 내에는 광흡수 패턴(150)이 매립되어 있다. 광흡수 패턴(150)은 제1 메인 트랜치(140a)에 형성된 제1 광흡수 패턴(150a)과 제2 메인 트랜치(140b-1) 내에 형성된 제2 광흡수 패턴(150b-1)으로 구분될 수 있다. 제2 광흡수 패턴(150b-1)은 제2 메인 트랜치(140b-1) 내에서 지지 패턴들(160-1)에 의해 구획된 보조 트랜치들(141-1, 142-1, 143-1, 144-1)에 매립된 보조 광흡수 패턴들(151-1, 152-1, 153-1, 154-1)를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 극자외선 리소그래피 장치에 이용되는 반사형 마스크의 개략적인 단면도이다.
구체적으로, 도 6의 반사형 마스크(100-2)는 도 4의 반사형 마스크(100)와 비교할 때 제1 메인 트랜치(140a-1)의 깊이(d1b)가 제2 메인 트랜치(140b)의 깊이(d2a)보다 얕은 것을 제외하고는 동일할 수 있다.
반사형 마스크(100-2)는 제1 메인 트랜치(140a-1)의 깊이(d1b)를 제2 메인 트랜치(140b)의 깊이(d2a)보다 얕게 구성할 수 있다. 반사형 마스크(100-2)는 제1 메인 트랜치(140a-1)의 깊이(d1b)를 도 4의 반사형 마스크(100)의 제1 메인 트랜치(140a)의 깊이(d1a)보다 얕게 구성할 수 있다.
제1 메인 트랜치(140a-1) 및 제2 메인 트랜치(140b) 내에는 광흡수 패턴(150)이 매립되어 있다. 광흡수 패턴(150)은 제1 메인 트랜치(140a-1)에 형성된 제1 광흡수 패턴(150a-1)과 제2 메인 트랜치(140b) 내에 형성된 제2 광흡수 패턴(150b)으로 구분될 수 있다. 제2 광흡수 패턴(150b)은 보조 트랜치들(141-144) 내에 형성된 보조 광흡수 패턴들(151-154)을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 극자외선 리소그래피 장치에 이용되는 반사형 마스크의 개략적인 단면도이다.
구체적으로, 도 7의 반사형 마스크(100-3)는 도 5의 반사형 마스크(100-1)와 비교할 때 제2 메인 트랜치(140b-2)를 구성하는 보조 트랜치들(141-2, 142-2, 143-2, 144-2)의 폭(w2c)과, 제2 메인 트랜치(140b-2) 내에 포함되는 지지 패턴들(160-2)의 폭(w2d)을 변경한 것을 제외하고는 동일할 수 있다.
반사형 마스크(100-3)는 제2 메인 트랜치(140b-2)를 구성하는 보조 트랜치들(141-2, 142-2, 143-2, 144-2)의 폭(w2c)을 도 5의 반사형 마스크(100-1)의 보조 트랜치들(141-144)의 폭(w2a)보다 줄일 수 있다. 반사형 마스크(100-3)는 제2 메인 트랜치(140b-2) 내에 포함되는 지지 패턴들(160-2)의 폭(w2d)을 도 5의 반사형 마스크(100-1)의 지지 패턴들(160)의 폭(w2b)보다 크게 할 수 있다. 지지 패턴들(160-2)의 폭(w2d)은 노광 대상 기판으로 전사되지 않게 구성할 경우 다양하게 조절할 수 있다.
제1 메인 트랜치(140a) 및 제2 메인 트랜치(140b-2) 내에는 광흡수 패턴(150)이 매립되어 있다. 광흡수 패턴(150)은 제1 메인 트랜치(140a)에 형성된 제1 광흡수 패턴(150a)과 제2 메인 트랜치(140b-2) 내에 형성된 제2 광흡수 패턴(150b-2)로 구분될 수 있다. 제2 광흡수 패턴(150b-2)은 제2 메인 트랜치(140b-2) 내에서 지지 패턴들(160-2)에 의해 구획된 보조 트랜치들(141-2, 142-2, 143-2, 144-2)에 매립되어 있는 보조 광흡수 패턴들(151-2, 152-2, 153-3, 154-2)을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 극자외선 리소그래피 장치에 이용되는 반사형 마스크의 개략적인 단면도이다.
구체적으로, 도 8의 반사형 마스크(100-4)는 도 4 및 도 5의 반사형 마스크(100, 100-1)를 조합하여 구성한 것이다. 도 8의 반사형 마스크(100-4)는 도 4 및 도 5의 반사형 마스크(100, 100-1)와 비교할 때 제2 메인 트랜치(140b, 140b-1)의 깊이(d2a, d2b)로 두 부분으로 구성하는 것을 제외하고는 동일할 수 있다.
반사형 마스크(100-4)는 제2 메인 트랜치(140b, 140b-1)의 깊이(d2a, d2b)를 두 부분으로 구성한다. 즉, 제2 메인 트랜치(140b, 140b-1)의 깊이(d2a, d2b)를 깊거나 얇게 구성한다.
제1 메인 트랜치(140a) 및 제2 메인 트랜치(140b, 140b-1) 내에는 광흡수 패턴(150)이 매립되어 있다. 광흡수 패턴(150)은 제1 메인 트랜치(140a)에 형성된 제1 광흡수 패턴(150a)과 제2 메인 트랜치(140b, 140b-1) 내에 형성된 제2 광흡수 패턴(150b, 150b-1)으로 구분될 수 있다. 제2 광흡수 패턴(150b, 150b-1)은 제2 메인 트랜치(140b, 140b-1) 내에서 지지 패턴들(160-3)에 의해 구획된 보조 트랜치들(141-1, 142, 143, 144-1)에 매립된 보조 광흡수 패턴들(151-1, 152, 153, 154-1)을 포함할 수 있다.
이하에서는 편의상 일 실시예로 도 4에 도시한 반사형 마스크(100)의 제조 방법을 설명한다. 이하 반사형 마스크(100)의 제조 방법은 앞서 제시된 다양한 반사형 마스크 제조 방법(100-1 내지 100-4)에도 적용할 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 기술적 사상에 따른 반사형 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9a를 참조하면, 마스크 기판(110) 상에 다중 반사층(120)을 형성한다. 마스크 기판(110)은 앞서 설명한 바와 같이 유전체, 유리, 반도체, 또는 금속 재료로 이루어질 수 있다. 다중 반사층(120)은 앞서 설명한 바와 같이 고굴절률층(120a)과 저굴절률층(120b)을 교대로 복수회 적층하여 얻어진 다층 미러 구조를 가진다.
다중 반사층(120)은 앞서 설명한 바와 같이 Mo/Si 주기 다중층, Mo 화합물/Si 화합물 주기 다중층, Ru/Si 주기 다중층, Be/Mo 주기 다중층, Si/Nb 주기 다중층일 수 있다. 예를 들면, 다중 반사층(120)이 Mo/Si 주기 다중층으로 이루어지는 경우, 저굴절률층(120b)은 Mo 층일 수 있고, 고굴절률층(120a)은 Si층일 수 있다.
다중 반사층(120)은 DC 스퍼터링, RF 스퍼터링, 이온 빔 스퍼터링 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 이온 빔 스퍼터링법을 이용하여 Mo/Si 다중 반사막을 형성하는 경우, 타겟(target)으로서 Si 타겟을 사용하고 스퍼터 가스로서 Ar 가스를 사용하여 Si 막을 퇴적하고, 타겟으로서 Mo 타켓을 사용하고 스퍼터 가스로서 Ar 가스를 사용하여 Mo 막을 퇴적하는 것을 1 주기로 하여, Si 막 및 Mo 막을 각각 2~5nm의 두께로 약 20∼80 주기 형성할 수 있다.
다중 반사층(120) 상에는 다중 반사층(120)을 보호하는 캡핑층(130)을 형성한다. 캡핑층(130)은 다중 반사층(120)의 형성 후 대기 노출 없이 상기 다중 반사층(120)이 형성된 반응 챔버와 동일 챔버 내에서 인시튜 (in-situ)로 형성될 수 있다. 다중 반사층(120)이 형성된 후 캡핑층(130)을 형성하기 전에, 대기에 노출됨으로써 상기 다중 반사층(120)과 캡핑층(130)과의 사이에 원하지 않는 산화막이 형성되는 문제를 방지할 수 있고, 다중 반사층(120)과 캡핑층(130)과의 사이의 계면에서 만나는 서로 다른 물질들의 상호 확산에 의해 원하지 않게 인터믹싱막 (intermixing film)이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
캡핑층(130)은 Ru, Ni 및 Ir 중에서 선택되는 적어도 하나의 전이 금속을 포함하는 실리콘 화합물일 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 캡핑층(130)은 RuSi 이원계(binary system) 화합물로 이루어질 수 있다. RuSi 이원계 화합물로 이루어지는 캡핑층(130)을 형성하기 위하여, Ru 및 Si의 혼합물로 이루어지는 타겟(target)을 이용하는 이온빔 스퍼터링 공정을 이용하여 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 캡핑층(130)은 RuSiN 화합물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, RuSi 타겟을 이용하여 캡핑층(130)을 형성하기 위한 스퍼터링 공정시, 분위기 가스로 사용되는 Ar 및 N2의 혼합 가스로부터 N 원소가 상기 캡핑층(130) 내에 혼입되어 RuSiN 화합물로 이루어지는 캡핑층(130)이 얻어질 수 있다. 일부 실시예에서, Nb, C, B, Al, Y, Ge, 및 V 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가 원소를 포함하는 RuSi 화합물로 이루어질 수 있다. 첨가 원소를 포함하는 캡핑층(130)을 형성하기 위하여, Ru, Si 및 적어도 하나의 첨가 원소로 이루어지는 타겟을 이용하는 이온빔 스퍼터링 공정을 행할 수 있다.
일부 실시예에서, 캡핑층(130)은 Ru 박막과 Si 박막이 교대로 복수회 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. Ru 박막 및 Si 박막이 교대로 복수 회 적층된 다층 구조를 가지는 캡핑층(130)을 형성하기 위하여, Ru 타겟을 이용하여 Ru 박막을 형성하기 위한 이온빔 스퍼터링 공정과, Si 타겟을 이용하여 Si 박막을 형성하기 위한 이온빔 스퍼터링 공정을 동일 챔버 내에서 반복적으로 수행할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 다중 반사층(120) 및 캡핑층(130)을 소정 깊이로 식각하여 메인 트랜치(140) 및 지지 패턴들(160)을 형성한다. 메인 트랜치(140)는 캡핑층(130) 상에 마스크 패턴(미도시)을 형성한 후, 다중 반사층(120) 및 캡핑층(130)을 건식 식각하여 형성할 수 있다.
메인 트랜치(140)는 제1 메인 트랜치(140a)와, 제1 메인 트랜치(140a)와 떨어져서 위치하고 지지 패턴들(160)에 의해 구획된 복수개의 보조 트랜치들(141-144)을 갖는 제2 메인 트랜치(140b)를 포함할 수 있다. 제2 메인 트랜치(140b)의 폭(W2)은 제1 메인 트랜치(140a)의 폭(w1a)보다 클 수 있다. 제2 메인 트랜치(140b)의 깊이(d2a)는 제1 메인 트랜치(140a)의 깊이(d1a)와 동일할 수 있다.
제1 메인 트랜치(140a)는 다중 반사층(120)에 정의된 제1 광흡수 영역(LA1)을 식각하여 형성될 수 있다. 제2 메인 트랜치(140b)는 다중 반사층(120)에 정의된 제2 광흡수 영역(LA2)을 식각하여 형성될 수 있다. 제2 메인 트랜치(140b)를 형성할 때, 제2 메인 트랜치(140b) 내에는 지지 패턴들(160)에 의해 구획되는 보조 트랜치들(141-144)이 형성될 수 있다. 보조 트랜치들(141-144)의 각각의 폭(w2a) 및 깊이(d2a)는 서로 동일하게 구성할 수 있다. 보조 트랜치들(141-144)의 폭(w2a)은 제1 메인 트랜치의 폭(w1a)과 동일할 수 있다.
지지 패턴들(160)은 보조 트랜치들(141-144) 사이에 형성될 수 있다. 지지 패턴들(160)은 다중 반사층(120)으로 형성될 수 있다. 지지 패턴들(160)은 노광 대상 기판으로 전사되지 않는 패턴이므로, 지지 패턴들(160)이 포함된 영역도 제2 광흡수 영역(LA2)으로 정의될 수 있다. 제1 광흡수 영역(LA1) 및 제2 광흡수 영역(LA2)을 제외한 부분은 반사 영역들(LR1, LR2, LR3)이 될 수 있다. 반사 영역들(LR1, LR2, LR3)은 반사 패턴들(170a, 170b, 170c)에 해당될 수 있다.
도 9c를 참조하면, 메인 트랜치(140) 내부를 매립하도록 광흡수층(145)을 형성한다. 제1 메인 트랜치(140a) 및 보조 트랜치들(141-144)을 포함하는 제2 메인 트랜치(140b)를 매립하면서 다중 반사층 및 캡핑층(130) 상에 광흡수층(145)을 형성한다. 제2 메인 트랜치(140b) 내에서는 지지 패턴들(160)에 의해 구획된 보조 트랜치들(141-144)을 매립하면서 광흡수층(145)을 형성한다.
광흡수층(145)은 앞서 설명한 바와 같이 Ta 주성분과 Hf, Si, Zr, Ge, B, N 및 H 중에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함할 수 있다. 광흡수층(145)은 물리증착공정이나 스퍼터링 공정으로 형성할 수 있다. 제2 메인 트랜치(140b)는 폭(W2)이 제1 메인 트랜치(140a)보다 넓더라도 지지 패턴들(160)이 형성되어 있어 광흡수층(145)이 제2 메인 트랜치(140b)에 용이하게 매립될 수 있다.
도 9d를 참조하면, 광흡수층(145)을 에치백하여 광흡수 패턴(150)을 형성한다. 광흡수 패턴(150)은 캡핑층(130)을 식각 저지층으로 하여 광흡수층(145)을 식각하여 형성할 수 있다. 제1 광흡수 패턴(150a) 및 제2 광흡수 패턴(150b)은 동시에 형성한다.
광흡수 패턴(150)은 앞서 설명한 바와 같이 제1 메인 트랜치(140a)에 형성된 제1 광흡수 패턴(150a)과 제2 메인 트랜치(140b) 내에 형성된 제2 광흡수 패턴(150b)으로 구분될 수 있다. 제2 광흡수 패턴(150b)은 보조 트랜치들(141-144) 내에 형성된 보조 광흡수 패턴들(151-154)을 포함할 수 있다.
제1 광흡수 패턴(150a)의 폭(w1a)은 제1 메인 트랜치(140a)의 폭과 동일할 수 있다. 보조 광흡수 패턴들(151-154) 각각의 폭(w2a)은 보조 트랜치들(141-144)과 동일할 수 있다. 보조 광흡수 패턴들(151-154)은 지지 패턴들(160)에 의하여 지지될 수 있다. 제1 광흡수 패턴(150a) 및 제2 광흡수 패턴(150b)은 각각 제1 메인 트랜치(140) 및 보조 트랜치들(141-144)에 매립되어 형성될 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 도 9c의 보조 트랜치들 내에 광흡수층 형성하는 과정을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 10a를 참조하면, 마스크 기판(110) 상의 지지 패턴들(160) 사이에 깊이(d2a) 및 폭(w2a)을 갖는 보조 트랜치(141)가 형성되어 있다. 광흡수층 형성의 초기 단계로써 보조 트랜치(141)의 내부의 양측벽 및 지지 패턴들(160) 상의 캡핑층(130) 상에 예비 광흡수층(145p)이 형성된다.
도 10b를 참조하면, 예비 광흡수층(145p) 상에 계속적으로 광흡수 물질이 증착되어 보조 트랜치(141)를 메우는 광흡수층(145)을 형성한다. 보조 트랜치(141)의 내부의 양측벽 상의 예비 광흡수층(145p) 상에 광흡수 물질이 증착되어 보조 트랜치 내부를 잘 매립할 수 있다. 결과적으로, 제2 메인 트랜치(140b)는 내부에 지지 패턴들을 형성함으로써 광흡수층을 용이하게 형성할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 반사형 마스크와 비교를 위한 제1 비교예의 반사형 마스크 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
구체적으로, 도 11a에 도시한 바와 같이 마스크 기판(110) 상에 다중 반사층(120) 및 캡핑층(130)을 형성한다. 다중 반사층(120)은 고굴절률층(120a)과 저굴절률층(120b)을 교대로 복수회 적층하여 형성한다. 예컨대, 저굴절률층(120b)은 Mo 층일 수 있고, 고굴절률층(120a)은 Si층일 수 있다. 캡핑층(130)은 Ru, Ni 및 Ir 중에서 선택되는 적어도 하나의 전이 금속을 포함하는 실리콘 화합물일 수 있다.
캡핑층(130) 상에 광흡수층(180)을 형성한다. 광흡수층(180)은 앞서 설명한 바와 같이 Ta 주성분과 Hf, Si, Zr, Ge, B, N 및 H 중에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함할 수 있다. 그리고, 도 11b에 도시한 바와 광흡수층(180)을 패터닝하여 광흡수 패턴(185)을 형성함으로써 제1 비교예의 반사형 마스크(CE1)를 완성한다. 제1 비교예의 반사형 마스크(CE1)는 광흡수 패턴(185)이 캡핑층(130) 상에 돌출되어 형성되어 있기 때문에 앞서 설명한 바와 같이 그림자 효과가 크게 나타날 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 반사형 마스크와 비교를 위한 제2 비교예의 반사형 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
구체적으로, 도 12a에 도시한 바와 같이 마스크 기판(110) 상에 다중 반사층(120) 및 캡핑층(130)을 형성한다. 다중 반사층(120)은 앞도 도 11a에 설명된 바와 같이 고굴절률층(120a)과 저굴절률층(120b)을 교대로 복수회 적층하여 형성한다. 예컨대, 저굴절률층(120b)은 Mo 층일 수 있고, 고굴절률층(120a)은 Si층일 수 있다. 캡핑층(130)은 앞서 도 11a에 설명된 바와 같이 Ru, Ni 및 Ir 중에서 선택되는 적어도 하나의 전이 금속을 포함하는 실리콘 화합물일 수 있다.
도 12b에 도시한 바와 같이, 다중 반사층(120) 및 캡핑층(130)을 식각하여 마스크 기판(110)을 노출하는 바닥 트랜치(192)를 형성한다. 바닥 트랜치(192)는 캡핑층(130) 상에 마스크 패턴(미도시)을 형성한 후, 마스크 기판(110)을 노출하게끔 다중 반사층(120)을 건식 식각하여 형성할 수 있다.
바닥 트랜치(192)는 제1 바닥 트랜치(192a)와, 제1 바닥 트랜치(192a)와 떨어져서 위치하는 제2 바닥 트랜치(192b)를 포함할 수 있다. 제2 바닥 트랜치(192b)의 폭(CW2)은 제1 바닥 트랜치(192a)의 폭(CW1)보다 클 수 있다. 제2 바닥 트랜치(192b)의 깊이(cd2)는 제1 바닥 트랜치(192a)의 깊이(cd1)와 동일할 수 있다.
제1 바닥 트랜치(192a) 및 제2 바닥 트랜치(192b)가 형성된 영역은 각각 비교예의 제1 광흡수 영역(CLA1) 및 제2 광흡수 영역(CLA2)이 될 수 있다. 비교예의 제1 광흡수 영역(CLA1) 및 제2 광흡수 영역(CLA2)을 제외한 부분은 비교예의 반사 영역들(CLR1, CLR2, LR3)이 될 수 있다. 비교예의 반사 영역들(CLR1, CLR2, CLR3)은 반사 패턴들(190a, 190b, 1970c)에 해당될 수 있다.
이와 같이 다중 반사층(120) 및 캡핑층(130)을 식각하여 마스크 기판(110)을 노출하는 바닥 트랜치(192) 및 반사 패턴들(190a, 190b 190c)을 형성함으로써 제2 비교예의 반사형 마스크(CE2)를 완성한다.
제2 비교예의 반사형 마스크(CE2)는 마스크 기판(110)의 표면까지 다중 반사층 및 캡핑층(130)을 식각하여 만들어지므로 반사 패턴들(190a, 190b 190c)이 서로 붙거나 쓰러질 수 있다. 또한, 제2 비교예의 반사형 마스크(CE2)는 마스크 기판(110)의 표면까지 식각하여 만들어지므로 반사 패턴들(190a, 190b 190c)의 상하부 폭이 서로 다를 수 있다.
도 13은 본 발명에 의한 기술적 사상에 따른 반사형 마스크의 광흡수 패턴의 매립 깊이(embedded depth)에 따른 NILS값을 도시한 도면이다.
구체적으로, 반사형 마스크의 마스크 패턴들 간의 콘트라스트(contrast)를 평가하는 척도가 정규화 이미지 로그 경사(Normalized Image Log Slope (NILS))값일 수 있다. NILS값은 마스크 패턴의 강도(intensity)를 나타내어 주는 공간 영상 이미지(Aerial image)의 로그 스케일(Log scale)의 기울기를 의미한다. 즉, 콘트라스트가 높을수록 광반사 영역와 광흡수 영역간의 구분이 명확하며, 이로 인해 공간 영상 이미지 강도의 최고점과 최저점의 차이가 커지므로, NILS값이 커지게 되는 것이다. NILS값은 2.0 이상이 될 때 반사형 마스크로 용이하게 사용될 수 있다.
도 13에 도시한 바와 같이 광흡수 패턴(150)의 매립 깊이가 100nm 이상이 될 때 NILS값이 변화하지 않음을 알 수 있다. 이러한 NILS 값을 토대로 볼 때, 본 발명의 기술적 사상의 반사형 마스크의 광흡수 패턴(150)의 매립 깊이는 80 내지 100nm 정도로 할 수 있다. 일부 실시예에서, 매립 깊이는 80nm 내지 120nm 정도로 할 수도 있다.
도 14는 본 발명 및 비교예에 의한 기술적 사상에 따른 반사형 마스크의 흡수 패턴의 경사도에 따른 NILS값을 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 14는 극자외선 리소그래피 장치의 집광 광학계의 렌즈 개구율을 0.5로 하고, 주광선 각도(CRA)를 8도로 하고, 축소 광학계의 축소 배율을 4배로 하고, 10nm의 라인 및 스페이스 패턴에 대한 NILS값을 시뮬레이션하여 도시한 것이다. X축에서 표시(θ=0)는 마스크 패턴의 경사도가 0도 이어서 그림자 효과가 강하게 나타난 것을 도시한 것이다. X축에서 표시(θ=90)는 마스크 패턴의 경사도가 90도 이어서 그림자 효과가 나타나지 않는 것을 도시한 것이다. X축에서 표시(θ=45)는 마스크 패턴의 경사도가 45도 이어서 그림자 효과가 중간 강도로 나타난 것을 도시한 것이다.
도면에서 CE1-1 및 CE1-2는 앞서 제1 비교예에 의한 것이고, CE1-2는 CE1-1에 비하여 광흡수 패턴의 두께를 좀 얇게 한 것을 의미한다. CE2는 제2 비교예에 의한 것이고, I(100)는 도 4의 본 발명의 기술적 사상의 반사형 마스크(100)를 이용한 것이다.
도 14의 I(100)로 표시한 바와 같이 본 발명의 기술적 사상에 의한 반사형 마스크(100)의 NILS값이 비교예 1의 1.5보다 높을 뿐만 아니라 기준값인 2.0보다 높은 2.5 정도를 나타낸다. 아울러서, 본 발명의 기술적 사상에 의한 반사형 마스크(100)의 NILS값은 그림자 효과가 나타나더라도 제2 비교예와 비슷한 수준을 나타낸다.
도 15는 본 발명에 의한 기술적 사상에 따른 반사형 마스크의 정규화 방사 조도를 도시한 도면이다.
구체적으로, 도면에서 CE1-1 및 CE1-2는 앞서 제1 비교예에 의한 것이고, CE1-2는 CE1-1에 비하여 광흡수 패턴의 두께를 좀 얇게 한 것을 의미한다. CE2는 제2 비교예에 의한 것이고, I(100)는 도 4의 본 발명의 반사형 마스크(100)에 의한 것이다.
도 15의 I(100)로 표시한 바와 같이 본 발명에 의한 반사형 마스크(100)는 마스크 위치에 따라 정규화 방사 조도를 나타내는 라인의 경사 프로 파일이 제2 비교예와 비슷한 수준으로 샤프(sharp, 날카롭게)하게 나타난다. 이와 같이 정규화 방사 조도가 샤프하게 나타날 경우, 반사형 마스크의 광흡수 영역(광흡수 패턴)과 반사 영역간의 콘트라스트가 큰 것을 의미한다.
도 16a은 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 따른 반사형 마스크를 이용한 패턴 형성 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이고, 도 16b 및 도 16c는 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 따른 반사형 마스크를 이용한 패턴 형성 방법을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.
구체적으로, 앞서 설명한 바와 같은 반사형 마스크(100, 100-1 내지 100-4)를 준비한다(S410). 앞서 설명한 반사형 마스크(100, 100-1 내지 100-4)를 도 1의 극자외선 리소그래피 장치(200)에 장착한다(S420).
도 16b에 도시한 바와 같이 노광 대상 기판(50), 예컨대 실리콘 웨이퍼 상에 포토레지스트층(310)을 도포한다(S430). 포토레지스트층(310)은 포지티브형 포토레지스트 또는 네거티브형 포토레지스트를 도포하여 형성할 수 있다.
포토레지스트층(310)이 도포된 노광 대상 기판(50)을 도 1과 같은 극자외선 리소그래피 장치(200)의 기판 스테이지(52)에 로딩(loading)한다(S440). 도 1의 극자외선 리소그래피 장치(200)에 장착된 반사형 마스크(100, 100-1 내지 100-4)를 이용하여 노광 대상 기판(50) 상의 포토레지스트층(310)을 노광한다(스텝 450).
이어서, 도 16c에 도시한 바와 같이 노광된 포토레지스트층(310)을 현상하여 포토레지스트 패턴(330a, 330b)을 형성한다(스텝 460). 포토레지스트 패턴(330a, 330b)은 폭이나 패턴들간의 간격인 임계 크기가 같거나 서로 다를 수 있다. 도 16c에서는 포토레지스트 패턴(330b)의 임계 크기(폭)이 더 큰 것을 편의상 도시한다.
포토레지스트 패턴(330a, 330b)가 형성된 노광 대상 기판을 극자외선 리소그래피 장치(200)로부터 언로딩(unloading)한다(스텝 470). 이와 같은 제조 공정들을 통하여 노광 대상 기판(50) 상에 포토레지스트 패턴(330a, 330b)을 형성한다.
도 17은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 반사형 마스크를 사용하여 제조된 집적 회로를 포함하는 메모리 카드의 블록 다이어그램이다.
구체적으로, 메모리 카드(1200)는 명령 및 어드레스 신호 C/A를 생성하는 메모리 콘트롤러(1220)와, 메모리 모듈(1210), 예를 들면 1 개 또는 복수의 플래시 메모리 소자를 포함하는 플래시 메모리를 포함한다. 메모리 콘트롤러(1220)는 호스트에 명령 및 어드레스 신호를 전송하거나 이들 신호를 호스트로부터 수신하는 호스트 인터페이스(1223)와, 명령 및 어드레스 신호를 다시 메모리 모듈(1210)에 전송하거나 이들 신호를 메모리 모듈(1210)로부터 수신하는 메모리 인터페이스(1225)를 포함한다. 호스트 인터페이스(1223), 콘트롤러(1224), 및 메모리 인터페이스(1225)는 공통 버스 (common bus)를 통해 SRAM과 같은 콘트롤러 메모리(1221) 및 CPU와 같은 프로세서(1222)와 통신한다.
메모리 모듈(1210)은 메모리 콘트롤러(1220)로부터 명령 및 어드레스 신호를 수신하고, 응답으로서 메모리 모듈(1210)상의 메모리 소자중 적어도 하나에 데이터를 저장하고 상기 메모리 소자중 적어도 하나로부터 데이터를 검색한다. 각 메모리 소자는 복수의 어드레스 가능한 메모리 셀과, 명령 및 어드레스 신호를 수신하고 프로그래밍 및 독출 동작중에 어드레스 가능한 메모리 셀중 적어도 하나를 억세스하기 위하여 행 신호 및 열 신호를 생성하는 디코더를 포함한다.
메모리 콘트롤러(1220)를 포함하는 메모리 카드(1200)의 각 구성품들, 메모리 콘트롤러(1220)에 포함되는 전자 소자들 (1221, 1222, 1223, 1224, 1225), 및 메모리 모듈(1210) 중 적어도 하나는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 반사형 마스크(100, 100-1 내지 100-4)를 사용하여 제조된 집적회로를 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 반사형 마스크를 사용하여 제조된 집적 회로를 포함하는 메모리 시스템의 블록 다이어그램이다.
구체적으로, 메모리 시스템(1300)은 공통 버스(1360)를 통해 통신하는 CPU와 같은 프로세서(1330), 랜덤 억세스 메모리(1340), 유저 인터페이스(1350) 및 모뎀(1320)을 포함할 수 있다. 상기 각 소자들은 버스(1360)를 통해 메모리 카드(1310)에 신호를 전송하고 메모리 카드(1310)로부터 신호를 수신한다. 메모리 카드(1310)와 함께 프로세서(1330), 랜덤 억세스 메모리(1340), 유저 인터페이스(1350) 및 모뎀(1320)을 포함하는 메모리 시스템(1300)은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 반사형 마스크(100, 100-1 내지 100-4)를 사용하여 제조된 집적회로를 포함할 수 있다.
메모리 시스템(1300)은 다양한 전자 응용 분야에 응용될 수 있다. 예를 들면, SSD (solid state drives), CIS(CMOS image sensors) 및 컴퓨터 응용 칩 세트 분야에 응용될 수 있다. 본 명세서에서 개시된 메모리 시스템들 및 소자들은 예를 들면, BGA(ball grid arrays), CSP(chip scale packages), PLCC(plastic leaded chip carrier), PDIP (plastic dual in-line package), MCP(multi-chip package), WFP(wafer-level fabricated package), WSP(wafer-level processed stock package) 등을 포함하는 다양한 소자 패키지 형태들 중 임의의 형태로 패키지될 수 있으며, 상기 예시된 바에 한정되는 것은 아니다.
지금까지의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 반사형 마스크, 110: 마스크 기판, 120: 다중 반사층, 130: 캡핑층, 140: 메인 트랜치, 140a: 제1 메인 트랜치, 140b: 제2 메인 트랜치, 141-144: 보조 트랜치, 150: 광흡수 패턴. 150a: 제1 광흡수 패턴, 150b: 제2 광흡수 패턴, 151-154: 보조 광흡수 패턴들, 160: 지지 패턴들

Claims (20)

  1. 마스크 기판;
    상기 마스크 기판 상에 형성된 다중 반사층;
    상기 다중 반사층에 제공된 메인 트랜치(main trench);
    상기 메인 트랜치 내에 서로 떨어져 형성되고 노광 대상 기판으로 전사되지 않는 복수개의 지지 패턴들;
    상기 메인 트랜치 내에 상기 지지 패턴들에 의하여 구획된 복수개의 보조 트랜치들; 및
    상기 보조 트랜치들 내에 형성된 복수개의 보조 광흡수 패턴들을 포함하여 광흡수 패턴을 구성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보조 광흡수 패턴은 상기 보조 트랜치 내부에 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 메인 트랜치는 상기 다중 반사층의 일부 영역을 소정 깊이로 식각하여 마련된 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지지 패턴들은 상기 다중 반사층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보조 트랜치들의 깊이는 동일하게 구성하고, 상기 보조 광흡수 패턴들의 두께도 동일하게 구성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보조 트랜치들의 깊이는 서로 다르게 구성하고, 상기 보조 광흡수 패턴들의 두께도 서로 다르게 구성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  7. 마스크 기판;
    상기 마스크 기판 상에 형성된 다중 반사층;
    상기 다중 반사층에 제공된 제1 메인 트랜치(first main trench) 내에 형성된 제1 광흡수 패턴; 및
    상기 제1 광흡수 패턴과 떨어져서 위치하고, 상기 다중 반사층에 상기 제1 메인 트랜치보다 폭이 넓은 제2 메인 트랜치(second main trench) 내에 형성된 제2 광흡수 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 광흡수 패턴 및 제2 광흡수 패턴은 각각 제1 메인 트랜치 및 제2 메인 트랜치에 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 메인 트랜치 및 제2 메인 트랜치는 상기 다중 반사층의 일부 영역을 소정 깊이로 식각하여 마련된 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제2 메인 트랜치의 깊이는 상기 제1 메인 트랜치의 깊이와 동일한 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  11. 마스크 기판;
    상기 마스크 기판 상에 형성된 다중 반사층;
    상기 다중 반사층의 제1 광흡수 영역에 제공된 제1 메인 트랜치(first main trench);
    상기 제1 메인 트랜치 내에 형성된 제1 광흡수 패턴;
    상기 제1 광흡수 패턴과 떨어져서 상기 다중 반사층의 제2 광흡수 영역에 제공되어 있고 상기 제1 메인 트랜치보다 폭이 넓은 제2 메인 트랜치(second main trench);
    상기 제2 메인 트랜치 내에 서로 떨어져 형성되고 노광 대상 기판으로 전사되지 않는 복수개의 지지 패턴들;
    상기 제2 메인 트랜치 내에 상기 지지 패턴들에 의하여 구획된 복수개의 보조 트랜치들; 및
    상기 보조 트랜치들 내에 형성된 복수개의 보조 광흡수 패턴들로 이루어지는 제2 광흡수 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  12. 제11항에 있어서, 상기 지지 패턴들은 상기 다중 반사층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 광흡수 패턴 및 상기 제2 광흡수 패턴 사이에는 상기 다중 반사층의 반사 영역이 마련되고, 상기 제1 광흡수 영역, 상기 반사 영역 및 상기 제2 광흡수 영역은 상기 노광 대상 기판에서 라인 및 스페이스 패턴으로 전사되는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  14. 마스크 기판 상에 다중 반사층을 형성하는 단계;
    상기 다중 반사층에 정의된 광흡수 영역을 식각하여 노광 대상 기판으로 전사되지 않는 지지 패턴들에 의해 구획된 복수개의 보조 트랜치들을 포함하는 메인 트랜치(main trench)를 형성하는 단계; 및
    상기 메인 트랜치를 구성하는 보조 트랜치들 내에 복수개의 보조 광흡수 패턴들을 형성함으로써 상기 보조 광흡수 패턴들로 이루어진 광흡수 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 광흡수 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 보조 트랜치들을 매립하면서 상기 다중 반사층 상에 광흡수층을 형성하는 단계와,
    상기 광흡수층을 에치백하여 상기 보조 트랜치들 내에 상기 보조 광흡수 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 다중 반사층을 형성하는 단계 후에 상기 다중 반사층상에 캡핑층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 캡핑층에 상기 보조 트랜치들을 포함하는 메인 트랜치를 형성하고,
    상기 보조 광흡수 패턴은 상기 캡핑층을 식각 저지층으로 상기 광흡수층을 에치백하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 제조 방법
  17. 제14항에 있어서, 상기 메인 트랜치(main trench) 및 지지 패턴들은 동시에 형성하고, 상기 지지 패턴들은 상기 다중 반사층으로 구성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 제조 방법.
  18. 마스크 기판 상에 다중 반사층을 형성하는 단계;
    상기 다중 반사층의 제1 광흡수 영역을 식각하여 제1 메인 트랜치(first main trench)를 형성하는 단계;
    상기 다중 반사층의 제2 광흡수 영역을 식각하여 상기 제1 메인 트랜치보다 폭이 넓고, 노광 대상 기판으로 전사되지 않는 지지 패턴들에 의해 구획된 복수개의 보조 트랜치들을 포함하는 제2 메인 트랜치(second main trench)를 형성하는 단계;
    상기 제1 메인 트랜치 내에 제1 광흡수 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 메인 트랜치의 상기 보조 트랜치들 내에 복수개의 보조 광흡수 패턴들을 형성함으로써 복수개의 보조 광흡수 패턴들로 이루어지는 제2 광흡수 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 메인 트랜치, 제2 메인 트랜치 및 지지 패턴들은 동시에 형성하고, 상기 지지 패턴들은 상기 다중 반사층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제1 광흡수 패턴 및 제2 광흡수 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 제1 메인 트랜치, 및 보조 트랜치들을 포함하는 제2 메인 트랜치를 매립하면서 상기 다중 반사층 상에 광흡수층을 형성하는 단계와,
    상기 광흡수층을 에치백하여 상기 제1 메인 트랜치 내에 상기 제1 광흡수 패턴을 형성하고, 상기 제2 메인 트랜치의 상기 보조 트랜치들 내에 상기 보조 광흡수 패턴들을 형성함으로써 상기 제2 광흡수 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 제조 방법.
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