KR20210007971A - Euv 리소그래피를 위한 펠리클 - Google Patents
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Abstract
한 면의 마스크 및 반대 면의 적어도 하나의 층을 포함한 웨이퍼가 설명되며, 마스크는 적어도 하나의 층이 실질적으로 없는 반대 면의 적어도 일부분 위에 놓이는 적어도 하나의 스크라이브라인을 포함한다. 또한, 한 면의 마스크 및 반대 면의 적어도 하나의 층을 포함한 웨이퍼를 제공하는 단계, 마스크에서 스크라이브라인을 정의하는 단계, 및 적어도 부분적으로 스크라이브라인 위에 놓이는 적어도 하나의 층의 부분을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 펠리클 제조 방법, 및 펠리클 코어를 제공하는 단계, 및 비-산화 환경에서 펠리클 코어의 적어도 하나의 면으로부터 적어도 일부 재료를 제거하는 단계를 포함하는 펠리클 제조 방법이 설명된다. 여하한의 실시형태에서, 펠리클은 금속 질화물 층을 포함할 수 있다.
Description
본 출원은 2018년 5월 4일에 출원된 EP 출원 18170855.3의 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은 웨이퍼, 웨이퍼를 제조하는 방법, 상기 웨이퍼를 포함하는 리소그래피 장치를 위한 펠리클(pellicle), 펠리클을 제조하는 방법, 및 펠리클을 포함하는 리소그래피 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에 원하는 패턴을 적용하도록 구성되는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)로부터 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로 패턴을 투영할 수 있다.
리소그래피 장치에 의해 기판 상으로 패턴을 투영하는 데 사용되는 방사선의 파장은 그 기판 상에 형성될 수 있는 피처들의 최소 크기를 결정한다. 4 내지 20 nm의 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선인 EUV 방사선을 사용하는 리소그래피 장치가 종래의 리소그래피 장치(이는 예를 들어 193 nm의 파장을 갖는 전자기 방사선을 사용할 수 있음)보다 기판 상에 더 작은 피처들을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
리소그래피 장치는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)를 포함한다. 방사선은 패터닝 디바이스를 통해 제공되거나 이로부터 반사되어 기판 상에 이미지를 형성한다. 공기 중 입자들 및 다른 형태들의 오염으로부터 패터닝 디바이스를 보호하기 위해 펠리클이 제공될 수 있다. 패터닝 디바이스의 표면 상의 오염은 기판에 제조 결함들을 야기할 수 있다.
또한, 패터닝 디바이스 이외의 광학 구성요소들을 보호하기 위해 펠리클이 제공될 수 있다. 또한, 펠리클은 서로 밀봉되는 리소그래피 장치의 구역들 사이에서 리소그래피 방사선을 위한 통로를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 펠리클은 스펙트럼 퓨리티 필터(spectral purity filter)들과 같은 필터로서 사용될 수 있다.
알려진 펠리클은, 예를 들어 실리콘 멤브레인(silicon membrane), 실리콘 질화물, 그래핀 또는 그래핀 유도체, 탄소 나노튜브, 또는 다른 멤브레인 재료들과 같은 독립형 멤브레인을 포함할 수 있다. 마스크 조립체(mask assembly)가 입자 오염으로부터 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)를 보호하는 펠리클을 포함할 수 있다. 펠리클은 펠리클 프레임에 의해 지지되어 펠리클 조립체를 형성할 수 있다. 펠리클은, 예를 들어 프레임에 펠리클 보더(border) 구역을 접착함으로써 프레임에 부착될 수 있다. 프레임은 패터닝 디바이스에 영구적으로 또는 해제가능하게 부착될 수 있다.
사용 동안, 리소그래피 장치 내의 펠리클의 온도는 어디든 약 500에서 1000 ℃ 또는 그 이상까지 증가한다. 이 높은 온도들은 펠리클을 손상시킬 수 있으므로, 펠리클의 작동 온도를 낮추고 펠리클 수명을 개선하기 위해 열을 소산시키는 방식을 개선하는 것이 바람직하다.
이것이 시도된 한 가지 방식은, 예를 들어 루테늄 필름과 같이 펠리클 상에 얇은 금속 필름(코팅 층)을 적용하는 것이다. 금속 필름은 펠리클의 방사율을 증가시키고, 이에 의해 펠리클로부터 열이 방출되는 속도를 높여, 펠리클이 열을 흡수하는 속도와 동일한 속도로 열을 방출하는 평형 온도가 감소되게 한다. 금속 층은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼일 수 있는 펠리클의 코어의 면(face) 상에 제공된다.
EUV 방사선 빔의 광학 경로 내의 펠리클의 존재로 인해, 펠리클은 가능한 한 입자가 없어야 한다. 이는 입자의 존재가 웨이퍼의 이미징 결함을 초래할 수 있고, 또한 궁극적으로 펠리클의 조기 고장을 야기할 수 있는 펠리클 상의 핫스폿들을 초래할 수 있기 때문이다. 코어 및 코팅 층을 포함하는 펠리클을 제조하는 기존 방법들로는 비교적 많은 수의 입자들이 생성되어 펠리클의 표면을 오염시킬 수 있다.
그러므로, 기존 기술들을 사용하여 생성된 펠리클들보다 입자 오염이 적은 펠리클을 유도하는 펠리클 생성 방법, 및 이러한 방법에 따라 생성된 펠리클을 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 펠리클은 리소그래피 장치 내부의 가혹한 환경을 견디도록 충분히 탄력이 있어야 하지만, 이것이 EUV 방사선의 광학 경로 내에 있기 때문에, 주어진 시간 주기 동안 이미징될 수 있는 웨이퍼들의 수에 영향을 줌에 따라 펠리클에 의해 흡수되는 EUV 방사선의 양을 감소시키는 것이 바람직하다.
그러므로, 개선된 EUV 투과율을 갖지만, 또한 우수한 성능을 나타내고 신뢰성있게 제조될 수 있는 펠리클을 제공하는 것이 바람직하다.
본 출원은 일반적으로 리소그래피 장치, 특히 EUV 리소그래피 장치와 관련하여 펠리클들을 언급하지만, 본 발명은 펠리클 및 리소그래피 장치에만 제한되지는 않으며, 본 발명의 주제가 여하한의 다른 적절한 장치 또는 상황들에서 사용될 수 있다는 것을 이해한다.
예를 들어, 본 발명의 방법들은 스펙트럼 퓨리티 필터에 동등하게 적용될 수 있다. 플라즈마를 사용하여 EUV 방사선을 생성하는 것과 같은 실제 EUV 소스들은 원하는 '대역-내(in-band)' EUV 방사선뿐만 아니라, 바람직하지 않은 (대역-외) 방사선도 방출한다. 이 대역-외 방사선은 특히 DUV(deep UV) 방사선 범위(100 내지 400 nm) 내에 있다. 더욱이, 일부 EUV 소스들, 예를 들어 레이저 생성 플라즈마 EUV 소스들의 경우, 일반적으로 10.6 미크론의 레이저로부터의 방사선이 상당한 대역-외 방사선을 나타낸다.
리소그래피 장치에서, 스펙트럼 순도는 여러 가지 이유로 요구된다. 한 가지 이유는 레지스트가 대역-외 파장의 방사선에 민감하고, 이에 따라 레지스트가 이러한 대역-외 방사선에 노출되면 레지스트에 적용되는 패턴의 이미지 품질이 저하될 수 있다는 것이다. 또한, 대역-외 방사선인 적외 방사선, 예를 들어 일부 레이저 생성 플라즈마 소스들에서의 10.6 미크론 방사선은 리소그래피 장치 내의 패터닝 디바이스, 기판, 및 광학기의 원치 않는 불필요한 가열을 초래한다. 이러한 가열은 이 요소들의 손상, 수명 저하, 및/또는 레지스트-코팅된 기판 상에 투영되고 적용되는 패턴들의 결함 또는 왜곡을 초래할 수 있다.
전형적인 스펙트럼 퓨리티 필터는, 예를 들어 몰리브덴과 같은 반사성 금속으로 코팅되는 실리콘 기초 구조[예를 들어, 어퍼처(aperture)들이 제공된 실리콘 그리드 또는 다른 부재]로부터 형성될 수 있다. 사용 시, 전형적인 스펙트럼 퓨리티 필터는 예를 들어 입사하는 적외 및 EUV 방사선으로부터 높은 열 부하를 받을 수 있다. 열 부하는 800 ℃ 이상인 스펙트럼 퓨리티 필터의 온도를 유도할 수 있다. 높은 열 부하 하에서, 코팅은 반사 몰리브덴 코팅과 기본 실리콘 지지 구조체 사이의 선형 팽창 계수의 차이로 인해 박리될 수 있다. 실리콘 기초 구조의 저하 및 박리는, 잔해(예를 들어, 입자 등과 같은 잔해)가 리소그래피 장치의 소정 부분들에 들어가거나 나가는 것을 억제하기 위해 스펙트럼 퓨리티 필터가 사용되는 환경에서 가스로서 흔히 사용되는 수소의 존재에 의해 가속된다. 따라서, 스펙트럼 퓨리티 필터는 펠리클로서 사용될 수 있고, 그 역도 마찬가지이다. 그러므로, 본 출원에서 '펠리클'에 대한 언급은 또한 '스펙트럼 퓨리티 필터'에 대한 언급이다. 본 출원에서는 주로 펠리클에 대해 언급하지만, 모든 특징들은 스펙트럼 퓨리티 필터에 동등하게 적용될 수 있다.
리소그래피 장치(및/또는 방법)에서, 레지스트 코팅된 기판에 패턴을 적용하기 위해 사용되고 있는 방사선 세기의 손실을 최소화하는 것이 바람직하다. 이에 대한 한 가지 이유는, 이상적으로 예를 들어 노광 시간을 감소시키고 스루풋을 증가시키기 위해 기판에 패턴을 적용하는 데 가능한 한 많은 방사선이 이용가능하여야 한다는 것이다. 동시에, 리소그래피 장치를 통과하고 기판에 입사하는 바람직하지 않은 방사선(예를 들어, 대역-외 방사선)의 양을 최소화하는 것이 바람직하다. 또한, 리소그래피 방법 또는 장치에서 사용되는 스펙트럼 퓨리티 필터가 적절한 수명을 갖고, 스펙트럼 퓨리티 필터가 노출될 수 있는 높은 열 부하 및/또는 스펙트럼 퓨리티 필터가 노출될 수 있는 수소(또는 그 밖의 것들, 예컨대 H* 및 HO*를 포함하는 자유 라디칼 종)의 결과로서 시간이 지남에 따라 빠르게 저하되지 않을 것을 보장하는 것이 바람직하다. 그러므로, 개선된(또는 대안적인) 스펙트럼 퓨리티 필터, 및 예를 들어 리소그래피 장치 및/또는 방법에서 사용하기에 적절한 스펙트럼 퓨리티 필터를 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 본 출원은 일반적으로 실리콘 펠리클을 언급하지만, 여하한의 적절한 펠리클 재료가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 펠리클은 예를 들어 그래핀을 포함하는 여하한의 적절한 탄소계 재료를 포함할 수 있다.
본 발명은 펠리클을 제조하는 알려진 방법들 및 알려진 기술들에 따라 제조되는 펠리클들에 대한 앞서 언급된 문제점을 고려하여 이루어졌다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 한 면에 마스크를 포함하고 반대 면에 적어도 하나의 층을 포함하는 웨이퍼가 제공되고, 마스크는 적어도 하나의 층이 실질적으로 없는 반대 면의 적어도 일부분 위에 놓이는 적어도 하나의 스크라이브라인(scribeline)을 포함한다.
일부 펠리클들은 실리콘 웨이퍼의 표면 상에 재료(들)의 층들을 증착함으로써 제조된다. 후속하여, 웨이퍼의 부분들이 선택적으로 제거되어, 최종 펠리클을 산출한다. 사용되는 실리콘 웨이퍼들은 원형이며, 이것이 생성되는 방식으로 인해 실리콘 웨이퍼들에 대한 공통 형상이기 때문이다. 웨이퍼 처리 장비의 제약들로 인해, 웨이퍼의 조작을 용이하게 하기 위해 가능한 한 오래 원형을 유지하는 것이 바람직하다. 하지만, 펠리클들은 일반적으로 원형이 아니며, 이에 따라 초과 재료를 제거하도록 성형되어야 한다. 이는 통상적으로 실리콘 웨이퍼에 스크라이브라인이라고도 하는 홈을 에칭함으로써 행해진다. 스크라이브라인은 펠리클의 에지 또는 주변부(perimeter)를 정의하고 약한 지점으로서 작용하며, 이를 따라 펠리클이 웨이퍼의 나머지로부터 제거될 수 있다. 실용적인 이유로, 스크라이브라인은 펠리클이 리소그래피 장치에서 사용 중일 때 EUV 방사선이 통과하는 '윈도우(window)'를 형성하기 위해 웨이퍼의 표면 상의 재료 아래에서 실리콘 웨이퍼가 에칭되는 동일한 단계에서 형성된다. 스크라이브라인은 마스크 및/또는 웨이퍼에 형성될 수 있다.
현재의 기술들을 사용하면, 에칭 공정이 웨이퍼의 표면 상에 증착된 재료를 통해 에칭되지 않기 때문에, 웨이퍼의 표면 상에 증착된 재료가 스크라이브라인을 브리징(bridge)할 것은 불가피하다. 이 브리징 재료는 '다이싱(dicing)'이라고 알려진 공정으로 절단된다. 궁극적으로 펠리클을 형성할 재료에서 초과 재료가 제거되는 경우, 브리징 재료가 파손되고 미립자 오염물이 생성된다. 이 입자들은 펠리클의 표면에 정착되고 펠리클의 성능을 감소시킬 수 있다. 생성되는 여하한의 입자들을 흡입하기 위해 진공 상태에서 브리징 재료를 파괴함으로써 이 문제를 극복하는 것이 시도되었다. 또한, 웨이퍼의 표면 상의 필름을 캡으로 보호함으로써 이 문제를 극복하는 것이 시도되었다. 하지만, 이 다른 시도들은 둘 다 실패로 입증되었다.
'위에 놓인다(overlies)'는 용어는 웨이퍼가 최하부면의 마스크 및 웨이퍼의 상부면의 적어도 하나의 층을 갖는 일반적으로 수평인 구성에 있는 것으로 간주함을 이해할 것이다. 핵심 특징은, 적어도 하나의 층이 실질적으로 없는 반대 면의 부분 및 스크라이브라인이 서로 위에 놓여, 웨이퍼의 표면에 실질적으로 평행한 라인이 적어도 하나의 층이 실질적으로 없는 부분 및 스크라이브라인을 둘 다 통과하도록 한다는 것이다. 이러한 것으로서, 적어도 하나의 층은 바람직하게는 웨이퍼의 면 전체에 걸쳐 연장되지 않는다. 또한, 스크라이브라인은 웨이퍼의 표면에 대해 각을 이룰 수 있으며, 즉 스크라이브라인은 웨이퍼의 표면에 수직이 아닐 수 있음을 이해할 것이다. 이 경우, 위에 놓인다는 것은 제거되었거나 존재하지 않는 적어도 하나의 층 및 마스크의 부분들이 스크라이브라인이 이 부분들을 연결하도록 위치됨을 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 것으로서, 스크라이브라인이 웨이퍼를 통해 에칭될 때, 이는 마스크 및 적어도 하나의 층이 실질적으로 없는 두 부분들을 연결한다.
웨이퍼는 바람직하게는 실리콘을 포함한다.
실리콘은 바람직하게는 리소그래피 분야에서 잘 특성화되고 잘 정의된 재료이기 때문에 사용된다. 또한, 실리콘은 우수한 EUV 투과율을 나타내며, 리소그래피 장치 내의 조건들을 견딜 수 있다. 하지만, 다른 적절한 재료들이 사용될 수 있고, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 본 발명은 실리콘에만 제한되지 않음을 이해할 것이다. 다른 적절한 재료들은 펠리클에 사용되는 것으로 알려진 것들이다.
마스크는 포지티브 또는 네거티브 레지스트를 포함할 수 있다. 포지티브 및 네거티브 레지스트들은 리소그래피 분야에서 잘 알려진 용어들이며, 여하한의 적절한 레지스트가 사용될 수 있다.
마스크가 네거티브 레지스트를 포함하는 경우, 레지스트는 방사선에 노출되어 현상액에서 덜 용해되게 된다. 이러한 것으로서, 레지스트의 패턴은 펠리클을 형성하기 위해 웨이퍼에서 제거되지 않을 재료에 대응한다. 이러한 것으로서, 본 발명에서 마스크는 바람직하게는 네거티브 레지스트를 포함한다.
마스크는 웨이퍼의 어느 부분들이 유지되고 어느 부분들이 후속한 처리 단계들에서 제거될지를 정의하는 역할을 한다. 마스크는 웨이퍼로부터 궁극적으로 생성될 수 있는 펠리클의 주변부의 윤곽을 그리는 적어도 하나의 스크라이브라인을 포함한다. 이러한 것으로서, 네거티브 레지스트를 사용할 때, 스크라이브라인은 밑에 있는 재료가 에칭되게 하기 위해 레지스트가 실질적으로 없을 것이다. 일 실시예에서, 마스크는 펠리클 자체를 형성하는 재료, 즉 웨이퍼의 한 면에 원래 증착된 재료 층을 지지하는 웨이퍼 재료의 프레임을 보호한다.
적어도 하나의 층은 멤브레인, 희생 층, 및 펠리클 층 중 1 이상을 포함할 수 있다.
일부 펠리클들은 단순한 실리콘 펠리클들이지만, 펠리클의 성능은 실리콘의 표면 상에 1 이상의 재료를 제공하거나 실리콘 상에 재료들을 증착한 후 아래에 있는 실리콘을 제거하여 EUV 방사선이 통과하는 펠리클의 부분을 형성하도록 실리콘 웨이퍼의 표면에 증착된 재료들만을 남김으로써 개선될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
펠리클 층은 금속 층, 산화물 층, 질화물 층, 규화물 층, 반-금속 층, 및 비-금속 층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 펠리클 층은 리소그래피 장치에서의 작동 조건들에서 화학적으로 및/또는 열적으로 안정되고 EUV 투과를 허용하는 여하한의 적절한 재료를 포함할 수 있다.
적절한 금속 층들은 몰리브덴, 지르코늄 및/또는 루테늄을 포함할 수 있다. 산화물 층들은 이산화규소 또는 금속 산화물들을 포함할 수 있다. 질화물 층들은 질화규소, 산질화규소, 질화탄소, 질화붕소 등을 포함할 수 있다. 규화물 층은 몰리브덴, 루테늄, 또는 지르코늄 규화물과 같은 금속 규화물을 포함할 수 있다. 비-금속 층은 여하한의 적절한 형태의 탄소, 바람직하게는 그래핀을 포함할 수 있다.
놀랍게도 금속 질화물 층이 최종 펠리클에 소정 이점들을 제공할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 금속 질화물 층은 질화티타늄 및/또는 질화탄탈럼을 포함할 수 있다. 금속 질화물 층은 여하한의 적절한 두께일 수 있다. 여전히 펠리클이 리소그래피 기계, 바람직하게는 EUV 리소그래피 기계에서 사용하기에 적절하도록 다른 물리적 요건들을 충족시키면서, 리소그래피에서 사용되는 방사선, 예를 들어 EUV 방사선에 대한 펠리클의 투과율을 최대화하는 것이 바람직하다. 이러한 것으로서, 펠리클에 요구되는 필요한 물리적 특성들을 유지하면서 펠리클이 가능한 한 이와 같은 것이 바람직하다. 금속 질화물 층은 두께가 약 0.1 nm 내지 약 6 nm일 수 있다. 바람직하게는, 금속 질화물 층은 두께가 약 1 nm 미만이다. 금속 질화물은 시딩 층(seeding layer)의 역할을 할 수 있다. 이러한 것으로서, 금속 질화물은 캐핑 층(capping layer)이라고 할 수 있는 또 다른 층이 제공되는 층의 역할을 할 수 있다. 캐핑 층은 루테늄, 몰리브덴, 붕소, 지르코늄, 및 그 조합들을 포함하는 여하한의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 캐핑 층은 바람직하게는 루테늄을 포함할 수 있다. 놀랍게도 금속 질화물 층은 펠리클의 증가된 방사율을 유도하므로, 동일한 금속 층 두께에서 또는 이전 펠리클들에 비해 감소된 금속 층 두께에서도 동일하거나 더 우수한 방사율을 가질 수 있다는 것이 밝혀졌다. 또한, 금속 질화물 층은 놀랍게도 루테늄과 같은 위에 있는 금속 층의 디웨팅(dewetting)을 감소시키거나 방지하는 것으로 밝혀졌다. 이는 펠리클로 하여금 여전히 그 온전함(integrity)을 유지하면서 이전보다 더 높은 파워들을 받게 한다. 또한, 열 안정성이 증가되며, 이는 또한 펠리클에 대한 증가된 파워 성능을 제공한다. 또 다른 이점은, 펠리클 층들 내의 핀홀들의 양이 감소되고 금속 층으로 덮이는 펠리클의 표면의 비율이 증가한다는 것이다. 이는 밑에 있는 재료의 산화를 방지하고, 이에 의해 사용에 따른 시간에 걸친 펠리클의 투과율의 드리프트를 감소시킨다. 웨이퍼들의 더 일관된 이미징을 허용하기 위해 사용에 따른 펠리클의 투과율의 변화를 회피하는 것이 바람직하다. 또한, 금속 질화물 층은 실리콘 및 금속 층의 반응으로 인한 금속 규화물의 형성을 늦추거나 방지하는 장벽으로서 작용할 수 있다. 금속 질화물은 금속 층의 금속 및 실리콘이 반응하여 금속 규화물을 형성하는 온도를 증가시켜, 펠리클로 하여금 더 높은 파워 및/또는 온도에서 신뢰성있게 작동하게 할 수 있다. 금속 질화물 층은 당업계에 알려진 여하한의 적절한 방법에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 금속 질화물은 원자층 증착 또는 화학 기상 증착에 의해 제공될 수 있다.
펠리클 층은 실리콘 지지층없이 펠리클을 형성하기에 충분히 강할 수 있다. 이러한 것으로서, 사용 시 EUV 방사선은 펠리클 층만 통과하면 되고, 실리콘 층은 통과할 필요가 없다.
희생 층은 웨이퍼를 손상시키지 않고 웨이퍼로부터 쉽게 제거될 수 있는 층일 수 있다. 희생 층은 바람직하게는 웨이퍼가 펠리클로서 사용되기 전에 웨이퍼로부터 제거된다.
웨이퍼는 보호 층을 더 포함할 수 있다.
보호 층은 바람직하게는 적어도 하나의 층[즉, 웨이퍼 코어의 한 면에 증착된 재료(들)의 층]을 덮는다. 보호 층은 적어도 하나의 층에 대한 손상을 방지하기 위한 장벽으로 작용하고, 또한 웨이퍼가 밑면으로부터 에칭될 때 적어도 하나의 층에 대한 지지체 역할을 한다. 보호 층이 없으면, 적어도 하나의 층은 손상될 수 있고, 및/또는 웨이퍼는 적어도 하나의 층이 실리콘 웨이퍼의 무게를 지지하도록 충분히 강하지 않은 경우에 스크라이브라인을 따라 파손될 수 있다.
보호 층은 폴리머, 레지스트, 및 래커 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여하한의 적절한 보호 층이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
바람직하게는, 보호 층은 폴리(p-자일릴렌)(파릴렌)을 포함한다. 여하한의 적절한 폴리머가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 폴리머는 웨이퍼 상의 적어도 하나의 층에 대해 비-반응성이고, 손상을 야기하지 않고 웨이퍼로부터 제거될 수 있는 경우에 적절하다. 예를 들어, 보호 층은 웨이퍼를 형성하는 다른 재료들을 용해시키지 않는 용매에서 가용성일 수 있거나, 웨이퍼를 형성하는 다른 재료들 중 어느 하나와 훨씬 더 느리게 반응하거나 반응하지 않는 반응물과 반응될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 펠리클을 제조하는 방법이 제공되고, 이는: 한 면에 마스크를 포함하고 반대 면에 적어도 하나의 층을 포함하는 웨이퍼를 제공하는 단계, 마스크에서 스크라이브라인을 정의하는 단계, 및 적어도 부분적으로 스크라이브라인 위에 놓이는 적어도 하나의 층의 부분을 선택적으로 제거하는 단계를 포함한다.
펠리클을 생성하는 알려진 방법들의 한계로 인해, 지금까지 펠리클의 표면에 바람직하지 않게 증착될 수 있는 입자 오염물의 발생을 유도하지 않는 적절한 펠리클 제조 방법이 존재하지 않았다. 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 방법은 미립자의 생성을 최소화하면서 펠리클의 생성을 허용한다. 적어도 부분적으로 스크라이브라인 위에 놓이는 적어도 하나의 층의 적어도 일부를 선택적으로 제거함으로써, 이는 스크라이브라인을 브리징하는 적어도 하나의 층 없이 웨이퍼가 에칭되게 한다. 결과적으로, 스크라이브라인을 브리징하는 재료를 다이싱 또는 절단할 필요가 없으며, 이에 따라 입자의 생성이 감소된다.
마스크는 포지티브 또는 네거티브 레지스트일 수 있고, 스크라이브라인은 여하한의 적절한 리소그래피 기술을 사용하여 레지스트에서 정의될 수 있다. 이러한 것으로서, 스크라이브라인은 리소그래피를 사용하여 마스크에 형성될 수 있다.
적어도 하나의 층의 적어도 일부는 여하한의 적절한 기술에 의해 제거될 수 있다. 바람직하게는, 사용되는 기술은 에칭이고, 더 바람직하게는 건식 에칭(dry etching)이지만, 습식 에칭(wet etching) 또는 건식 및 습식 에칭의 조합도 고려된다.
상기 방법은 적어도 하나의 층의 적어도 일부에 걸쳐 보호 층을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시형태에서와 같이, 보호 층은 웨이퍼를 지지하고 에칭 동안 웨이퍼가 부서지는 것을 막는 역할을 할 수 있다. 또한, 보호 층은 에칭에 의해 손상될 수 있는 웨이퍼 상의 적어도 하나의 층을 보호할 수 있다.
보호 층의 적어도 일부가 제거되어 초과 웨이퍼 재료가 펠리클로부터 제거되게 할 수 있다. 보호 층은 실질적으로 웨이퍼 전체로부터 제거될 수 있거나, 실질적으로 스크라이브라인을 따라 제거되어, 펠리클 상에 보호 및 지지층을 여전히 유지하면서 펠리클이 초과 재료로부터 제거되게 할 수 있다.
적어도 하나의 층은 본 발명의 제 1 실시형태와 관련하여 설명된 여하한의 재료들을 포함할 수 있다. 이러한 것으로서, 펠리클은 금속 질화물 층을 포함할 수 있다. 금속 층이 금속 질화물 층 상에 배치될 수 있다.
보호 층은 본 발명의 제 1 실시형태와 관련하여 설명된 여하한의 재료들을 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 펠리클을 제조하는 방법이 제공되고, 이는: 펠리클 코어를 제공하는 단계, 및 비-산화 환경에서 펠리클 코어의 적어도 하나의 면으로부터 적어도 일부 재료를 제거하는 단계를 포함한다.
리소그래피 장치 내에서 가혹한 조건들을 견디는 능력을 유지하면서 높은 EUV 투과율을 제공하는 펠리클을 제공하는 것이 바람직하다. 현재 EUV 펠리클들은 프레임에 매달린 매우 얇은(약 100 nm 미만) 독립형 멤브레인들이다. 기존 펠리클들은 질화규소, 및 몰리브덴 및/또는 루테늄을 포함하는 추가 층들을 갖는 실리콘 코어를 포함한다. 추가 층들은 펠리클의 수명을 증가시키는 역할을 하지만, 이들은 주로 EUV 반사로 인해 EUV 투과율이 감소하고 이미징 영향이 증가한다. 고장이 발생하지 않을 것을 보장하도록 펠리클을 가능한 한 견고하게 만드는 데 노력이 집중된다. 하지만, 매우 복잡한 펠리클을 만드는 데는 비용이 많이 들고, 리소그래피 장치를 통한 높은 스루풋을 허용하기 위해서는 펠리클의 이미징에 미치는 영향을 감소시키고 EUV 투과율을 증가시킬 필요가 있다. 또한, 펠리클에 대한 언급은 웨이퍼에 대한 언급을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 이러한 것으로서, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 방법에 따라 생성되는 펠리클은 본 발명의 제 1 및 제 2 실시형태들의 웨이퍼일 수 있다.
펠리클 코어와 캐핑 층들 사이에 발생하는 천연 산화물 층이 EUV 투과 손실의 한 가지 원인이라는 것이 밝혀졌다. 이 층의 두께를 감소시키려는 노력들이 이루어졌지만, 이들은 성공적이지 않았고, 천연 산화물 층을 제거하는 것이 가능한 것으로 입증되지 않았다.
본 발명의 제 3 실시형태에 따른 방법에서, 천연 산화물 층은 펠리클 코어가 진공과 같은 비-산화 환경에 있을 때 제거되어, 천연 산화물 층이 재-성장하는 것을 회피한다. 비-산화 환경은 어떠한 산소도 실질적으로 없을 수 있다. 이는 희가스 또는 질소와 같은 비-반응성 가스를 포함할 수 있거나, 수소를 포함할 수 있다. 가스는 바람직하게는 저압으로 있다.
상기 방법은 천연 산화물 층의 적어도 일부의 제거를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 대안적으로 또는 추가적으로 펠리클 코어 재료를 얇게 하는 단계를 포함할 수 있다.
천연 산화물 층을 제거함으로써, 펠리클은 더 큰 EUV 투과율을 갖고, 이후 캐핑 층들이 증착되는 표면은 더 균일하여 캐핑 재료(들)의 더 균일한 층화(layering)를 유도한다. 또한, 펠리클 코어를 얇게 하는 것이 동일한 이점을 가지며, 추가적으로 최종 펠리클의 전체 두께를 더 감소시킨다.
또한, 상기 방법은 펠리클의 적어도 하나의 면 상에 캐핑 층을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.
캐핑 층은 본 발명의 제 1 실시형태와 관련하여 설명된 여하한의 재료들 또는 여하한의 다른 적절한 캐핑 재료일 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 금속 질화물 층이 캐핑 층의 증착 전에 제공될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 금속 질화물 층의 존재는 최후 펠리클에 많은 이점들을 제공할 수 있다.
캐핑 층(들)은 펠리클의 개선된 성능을 제공한다. 예를 들어, 이들은 펠리클이 열을 방출하는 속도를 증가시켜, 펠리클의 작동 온도를 낮출 수 있다.
재료는 여하한의 적절한 수단에 의해 펠리클로부터 제거될 수 있다. 바람직하게는, 재료는 에칭에 의해 제거된다. 에칭은 건식 에칭, 습식 에칭, 또는 이 둘의 조합일 수 있다. 건식 에칭은 실리콘 산화물 층의 스퍼터링을 포함할 수 있다. 예를 들어, 희가스의 이온 빔이 원하지 않은 실리콘 산화물 층으로 지향되어, 표면으로부터 층을 제거할 수 있다. 스퍼터링은 계속해서 펠리클 코어를 얇게 만들 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에칭은 당업계에 알려진 바와 같이 CxFy 가스 또는 유사한 것과 같은 에칭 가스를 사용하여 수행될 수 있다.
산화 또는 다른 오염을 방지하기 위해, 캐핑 층은 진공 하에 증착된다. 이는 펠리클 코어와 캐핑 층 사이에 오염물이 끼어 최종 펠리클을 약화시킬 위험을 감소시킨다. 이러한 것으로서, 에칭 단계 및 증착 단계는 바람직하게는 펠리클이 비-산화 환경을 떠나지 않고 수행된다. 비-산화 환경 내에 펠리클을 유지함으로써, 이는 펠리클 코어의 표면에서 산화물 층이 재-성장하는 것을 회피한다.
본 발명의 제 4 실시형태에 따르면, 실리콘 코어 및 1 이상의 캐핑 층을 포함하는 리소그래피 장치를 위한 펠리클이 제공되고, 펠리클은 실리콘 코어와 1 이상의 캐핑 층 사이에 산화물 층이 실질적으로 없다.
천연 산화물 층을 포함하지 않는 펠리클을 갖는 것이 개선된 투과율 및 캐핑 층(들)의 개선된 균일성을 갖는 펠리클을 유도한다. 이는 더 예측가능하고 재현가능한 펠리클을 제공한다. 제거되는 산화물 층은 바람직하게는 실리콘 산화물이다.
본 발명의 제 4 실시형태에 따른 펠리클은 본 발명의 제 1 실시형태와 관련하여 설명된 여하한의 재료들을 포함할 수 있다.
이러한 것으로서, 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 펠리클은 금속 질화물 층을 포함할 수 있다. 금속 질화물 층은 루테늄, 몰리브덴, 붕소, 지르코늄, 티타늄, 탄탈럼, 또는 그 조합들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 금속 질화물 층은 질화티타늄 및 질화탄탈럼 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 제 5 실시형태에 따르면, 본 발명의 제 1 실시형태 또는 제 4 실시형태, 또는 본 발명의 제 2 실시형태 또는 제 3 실시형태 또는 제 7 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 제조되거나 웨이퍼를 포함하는 리소그래피 장치를 위한 펠리클이 제공된다.
본 발명의 제 6 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치에서의 본 발명의 제 1 실시형태 내지 제 5 실시형태 및 제 7 실시형태 중 어느 하나에 따른 펠리클의 사용이 제공된다.
본 발명의 제 7 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 금속 질화물 층을 포함하는 펠리클이 제공된다.
앞서 설명된 바와 같이, 금속 질화물 층의 존재는 이러한 층을 포함하지 않는 펠리클에 비해 많은 이점들을 제공한다.
적어도 하나의 금속 질화물 층은 루테늄, 몰리브덴, 붕소, 지르코늄, 티타늄, 탄탈럼, 또는 그 조합들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 금속 질화물 층은 티타늄 또는 탄탈럼 질화물을 포함한다.
적어도 하나의 금속 질화물 층은 여하한의 적절한 두께를 가질 수 있다. 적어도 하나의 금속 질화물 층은 두께가 약 0.1 nm 내지 약 6 nm일 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 금속 질화물 층은 두께가 약 1.5 nm 미만이다. 다른 펠리클들에서, 예를 들어 몰리브덴의 금속 층이 캐핑 층 아래에 제공될 수 있다. 금속 질화물 층은 몰리브덴 층을 부분적으로 또는 완전히 대체할 수 있다. 금속 질화물 층에 의해 제공되는 유리한 속성들로 인해, 금속 질화물 층은 다른 펠리클들의 동등한 위치에 배치되는 층들보다 얇을 수 있다. 또한, 금속 질화물 층이 사용 동안 산화되는 경우, 생성되는 산화물 층은 금속 질화물 층보다 두꺼운 원래 층의 산화에 의해 생성되는 산화물 층보다 훨씬 더 얇다. 이는 시간이 지남에 따른 펠리클의 투과율 변화를 감소시키며, 이는 바람직하다. 예를 들어, 몰리브덴 층과 같은 금속 층이 몰리브덴 층보다 얇은 금속 질화물, 예를 들어 질화티타늄, 층으로 대체되는 경우, 결과적인 펠리클의 투과율은 증가할 것이고, 사용 동안 EUV 투과율의 관찰된 변화는 더 낮아지고 펠리클은 더 높은 파워 또는 온도를 견딜 수 있을 것이다.
펠리클은 적어도 하나의 금속 질화물 층 상에 배치되는 금속 캐핑 층을 포함할 수 있다. 금속 캐핑 층은 루테늄, 몰리브덴, 붕소, 지르코늄, 티타늄, 탄탈럼, 또는 그 조합들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 금속 캐핑 층은 루테늄을 포함한다.
금속 캐핑 층은 여하한의 적절한 두께일 수 있다. 금속 캐핑 층은 약 0.1 nm 내지 약 6 nm의 두께를 가질 수 있다.
펠리클은 당업계에 알려진 바와 같은 1 이상의 다른 층을 포함할 수 있다. 펠리클은 펠리클 멤브레인을 지지하는 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시형태 내지 제 7 실시형태는 여하한의 조합으로 조합될 수 있고, 일 실시형태에 관하여 설명되는 특징들은 본 발명의 또 다른 실시형태에 관하여 설명되는 특징들과 조합될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 제 3 실시형태의 방법에 따라 생성되는 웨이퍼가 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 방법에서 사용될 수 있다. 유사하게, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 웨이퍼는 본 발명의 제 3 실시형태에 따라 형성되는 웨이퍼를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 웨이퍼는 웨이퍼와 캐핑 층일 수 있는 적어도 하나의 층 사이에 천연 산화물 층이 실질적으로 없을 수 있다. 일 예시에서, 본 발명의 여하한의 실시형태의 방법들 또는 장치들 중 어느 하나가 각각 금속 질화물 층을 제공하는 단계를 포함하거나 금속 질화물 층을 가질 수 있다. 더욱이, 본 발명의 일 실시형태와 관련하여 설명된 특징들과 연계된 이점들은 본 발명의 다른 실시형태들에도 적용가능하다.
요약하면, 본 발명의 방법들은 이전의 펠리클들에 비해 더 예측가능하고 재현가능한 성능을 갖는 펠리클의 제조를 허용한다. 결과적인 펠리클들은, 예를 들어 EUV 리소그래피 장치와 같은 리소그래피 장치에 사용하기에 적절하다. 이전에는 이러한 펠리클을 제조하는 것이 가능하지 않았다. 본 발명의 방법들에 따라 제조되는 펠리클들은 펠리클이 사용 중일 때 달성되는 고온을 견딜 수 있으며, 또한 펠리클의 양쪽에 있는 코팅 재료 층으로 인해 자유 라디칼 종 또는 다른 반응성 종에 의한 공격을 견딜 수 있다. 또한, 상기 방법이 금속 질화물 층을 제공하는 단계를 포함하거나 펠리클이 금속 질화물 층을 포함하는 실시예들에서, 최후 펠리클은 본 명세서에 설명된 바와 같이 이러한 층을 갖는 이점들로부터 이익을 얻는다.
본 발명은 이제 실리콘 기반 펠리클을 참조하여 설명될 것이다. 하지만, 본 발명은 실리콘 기반 펠리클들에 제한되지 않으며, 스펙트럼 퓨리티 필터 및 실리콘 이외의 코어 재료들에도 동등하게 적용가능함을 이해할 것이다.
이제 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치 및 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템을 도시하는 도면;
도 2는 종래 기술의 펠리클의 개략적인 도면;
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 따른 펠리클 및 방법을 도시하는 도면;
도 4는 펠리클 코어를 캐핑하는 종래 기술의 방법을 도시하는 도면; 및
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 3 실시형태 및 제 4 실시형태에 따른 펠리클 및 방법을 도시하는 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치 및 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템을 도시하는 도면;
도 2는 종래 기술의 펠리클의 개략적인 도면;
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 따른 펠리클 및 방법을 도시하는 도면;
도 4는 펠리클 코어를 캐핑하는 종래 기술의 방법을 도시하는 도면; 및
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 3 실시형태 및 제 4 실시형태에 따른 펠리클 및 방법을 도시하는 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 제 2, 제 4, 제 5 및 제 7 실시형태들에 따른, 또는 본 발명의 제 1 또는 제 3 실시형태의 방법들에 따라 제조되는 펠리클(15)을 포함하는 리소그래피 시스템을 나타낸다. 리소그래피 시스템은 방사선 소스(SO) 및 리소그래피 장치(LA)를 포함한다. 방사선 소스(SO)는 극자외(EUV) 방사선 빔(B)을 생성하도록 구성된다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)를 지지하도록 구성되는 지지 구조체(MT), 투영 시스템(PS) 및 기판(W)을 지지하도록 구성되는 기판 테이블(WT)을 포함한다. 조명 시스템(IL)은 빔이 패터닝 디바이스(MA)에 입사하기 전에 방사선 빔(B)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된다. 투영 시스템은 기판(W) 상으로 [이제 마스크(MA)에 의해 패터닝된] 방사선 빔(B)을 투영하도록 구성된다. 기판(W)은 앞서 형성된 패턴들을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 리소그래피 장치는 패터닝된 방사선 빔(B)을 기판(W) 상에 앞서 형성된 패턴과 정렬시킨다. 이 실시예에서, 펠리클(15)은 방사선의 경로에 도시되며, 패터닝 디바이스(MA)를 보호한다. 펠리클(15)은 여하한의 필요한 위치에 놓일 수 있고, 리소그래피 장치 내의 여하한의 거울들을 보호하는 데 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
방사선 소스(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)은 모두 외부 환경으로부터 격리될 수 있도록 구성되고 배치될 수 있다. 대기압 아래의 압력에서의 가스(예를 들어, 수소)가 방사선 소스(SO)에 제공될 수 있다. 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에는 진공이 제공될 수 있다. 대기압 훨씬 아래의 압력에서의 소량의 가스(예를 들어, 수소)가 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에 제공될 수 있다.
도 1에 나타낸 방사선 소스(SO)는 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스라고 칭해질 수 있는 타입으로 이루어진다. 예를 들어, CO2 레이저일 수 있는 레이저가 레이저 빔을 통해, 연료 방출기로부터 제공되는 주석(Sn)과 같은 연료로 에너지를 축적(deposit)하도록 배치된다. 다음 설명에서는 주석이 언급되지만, 여하한의 적절한 연료가 사용될 수 있다. 연료는 예를 들어 액체 형태일 수 있고, 예를 들어 금속 또는 합금일 수 있다. 연료 방출기는 플라즈마 형성 구역을 향해 궤적을 따라, 예를 들어 액적(droplet)들의 형태로 주석을 지향하도록 구성된 노즐(nozzle)을 포함할 수 있다. 레이저 빔은 플라즈마 형성 구역에서 주석 상에 입사한다. 주석으로의 레이저 에너지의 축적이 플라즈마 형성 구역에서 플라즈마를 생성한다. EUV 방사선을 포함한 방사선이 플라즈마의 이온들의 탈-여기(de-excitation) 및 재조합(recombination) 동안 플라즈마로부터 방출된다.
EUV 방사선은 근수직 입사 방사선 컬렉터(near normal incidence radiation collector)(때로는 더 일반적으로 수직 입사 방사선 컬렉터라고 함)에 의해 수집되고 포커스된다. 컬렉터는 EUV 방사선(예를 들어, 13.5 nm와 같은 원하는 파장을 갖는 EUV 방사선)을 반사하도록 배치되는 다층 구조체를 가질 수 있다. 컬렉터는 2 개의 타원 초점들을 갖는 타원형 구성을 가질 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 제 1 초점이 플라즈마 형성 구역에 있을 수 있고, 제 2 초점이 중간 포커스에 있을 수 있다.
레이저는 방사선 소스(SO)로부터 분리될 수 있다. 이러한 경우, 레이저 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울들 및/또는 빔 익스팬더(beam expander), 및/또는 다른 광학기를 포함한 빔 전달 시스템(도시되지 않음)의 도움으로 레이저로부터 방사선 소스(SO)로 통과될 수 있다. 레이저 및 방사선 소스(SO)는 함께 방사선 시스템인 것으로 간주될 수 있다.
컬렉터에 의해 반사되는 방사선은 방사선 빔(B)을 형성한다. 방사선 빔(B)은 플라즈마 형성 구역의 이미지를 형성하도록 지점에 포커스되고, 이는 조명 시스템(IL)에 대한 가상 방사선 소스(virtual radiation source)로서 작용한다. 방사선 빔(B)이 포커스되는 지점은 중간 포커스라고 칭해질 수 있다. 방사선 소스(SO)는 중간 포커스가 방사선 소스의 포위 구조체(enclosing structure)에서의 개구부(opening)에, 또는 그 부근에 위치되도록 배치된다.
방사선 빔(B)은 방사선 소스(SO)로부터, 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 시스템(IL)으로 통과한다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 거울 디바이스(facetted field mirror device: 10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(facetted pupil mirror device: 11)를 포함할 수 있다. 패싯 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(11)는 함께 방사선 빔(B)에 원하는 단면 형상 및 원하는 각도 분포를 제공한다. 방사선 빔(B)은 조명 시스템(IL)으로부터 통과하고, 지지 구조체(MT)에 의해 유지되는 패터닝 디바이스(MA) 상에 입사한다. 패터닝 디바이스(MA)는 방사선 빔(B)을 반사하고 패터닝한다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(11) 대신에, 또는 이에 추가하여 다른 거울들 또는 디바이스들을 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스(MA)로부터의 반사 후, 패터닝된 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)에 들어간다. 투영 시스템은 기판 테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 상으로 방사선 빔(B)을 투영하도록 구성되는 복수의 거울들(13, 14)을 포함한다. 투영 시스템(PS)은 방사선 빔에 감소 인자(reduction factor)를 적용하여, 패터닝 디바이스(MA) 상의 대응하는 피처들보다 작은 피처들을 갖는 이미지를 형성할 수 있다. 예를 들어, 4의 감소 인자가 적용될 수 있다. 투영 시스템(PS)은 도 1에서 2 개의 거울들(13, 14)을 갖지만, 투영 시스템은 여하한 수의 거울들(예를 들어, 6 개의 거울들)을 포함할 수 있다.
도 1에 나타낸 방사선 소스(SO)는 예시되지 않은 구성요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 필터(spectral filter)가 방사선 소스 내에 제공될 수 있다. 스펙트럼 필터는 EUV 방사선에 대해 실질적으로 투과성이지만, 적외 방사선과 같은 다른 파장들의 방사선에 대해서는 실질적으로 차단성일 수 있다.
도 2a는 종래 방법들에 따라 생성된 펠리클의 단면의 개략적인 도면을 나타낸다. 이 도면에서, 실리콘 지지체는 이미 에칭되어 보더(18)를 남기고, 웨이퍼 잔여부(19)는 스크라이브라인(16)에 의해 분리되어 있다. 스크라이브라인(16)은 캐핑 층(17)에 의해 브리징된다. 이러한 것으로서, 웨이퍼 잔여부(19)로부터 보더(18)를 해제하기 위해, 스크라이브라인(16)을 브리징하는 캐핑 층(17)을 부수거나 절단할 필요가 있으며, 이는 캐핑 층(17)을 오염시킬 수 있는 원치 않는 입자들의 생성을 유도할 수 있다.
도 2b는 도 2a에 나타낸 펠리클의 개략적인 평면도를 나타낸다. 보더(18)는 스크라이브라인(16)의 내부의 가상선으로 도시되어 있다. 스크라이브라인(16)은 캐핑 층(17)의 존재로 인해 보이지 않을 것이지만, 스크라이브라인(16)은 명확성을 이유로 나타내었음을 이해할 것이다. 실리콘 웨이퍼의 보더(18)는 펠리클로서 사용되는 경우에 캐핑 재료(17)를 지지하기 위해 캐핑 재료(17) 주위의 프레임으로서 작용한다.
도 3a는 웨이퍼(23), 캐핑 층(적어도 하나의 층)(17), 스크라이브라인(16), 및 마스크(20)를 포함하는 본 발명에 따른 웨이퍼를 도시한다. 캐핑 층(17)은 웨이퍼(23)의 표면을 걸쳐 연속적이며, 웨이퍼(23)의 반대 측의 마스크(20)는 스크라이브라인(16)을 정의한다. 캐핑 층(17)은 금속 질화물 층(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 캐핑 층(17)은 금속 층 및 금속 층과 웨이퍼(23) 사이에 배치되는 금속 질화물 층을 포함할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 금속 질화물 층의 존재는 놀랍게도 많은 이익들을 갖는 것으로 밝혀졌다.
도 3b는 스크라이브라인(16) 위에 놓이는 캐핑 층(17)의 부분(27)이 제거된 후의 웨이퍼를 도시한다. 화살표(21)는 캐핑 층(17)의 갭(27)의 적어도 일부가 스크라이브라인(16)의 적어도 일부 위에 어떻게 놓이는지를 나타낸다.
도 3c에서, 보호 층(22)이 웨이퍼에 적용되었고, 웨이퍼(23)는 마스크(20)에 의해 보호되지 않는 위치에서 에칭되었다. 에칭 공정은 보호 층(22)을 제거하지 않는다. 결정적으로, 스크라이브라인(16)을 브리징하는 캐핑 재료(17)는 없다.
도 3c에 나타낸 바와 같이, 보호 층(22)은 갭(27)으로 연장되는 돌출부(28)를 가질 수 있다.
도 3d에서, 보호 층(22)이 제거되고 초과 재료가 제거되어 펠리클에 도달하였다. 웨이퍼(23)로부터의 남은 재료는 펠리클로서 사용될 때 캐핑 재료(17)를 지지하기 위한 프레임 역할을 한다. 도면들은 비례척이 아니며, 단지 각각의 치수보다는 펠리클의 상이한 층들을 예시하기 위해 사용됨을 이해할 것이다.
도 4는 종래 기술에 따른 펠리클의 개략적인 도면을 도시한다. 코어 재료는 천연 산화물 층(24)에 의해 캐핑되는 웨이퍼(23) 코어를 포함한다. 캐핑 층(25)이 웨이퍼 상에 증착될 때, 천연 산화물 층(24)은 코어(23)와 캐핑 층(25) 사이에 있다.
도 5a는 도 4에 나타낸 것과 동일한 웨이퍼를 도시하지만, 천연 산화물 층은 비-산화 분위기 또는 진공(26) 내에서 웨이퍼(23)로부터 제거된다. 캐핑 층은 여전히 비-산화 분위기 또는 진공(26)에 있는 동안 코어 상에 증착되며, 이는 천연 산화물 층을 포함하지 않는 펠리클을 유도한다. 일단 천연 산화물 층이 제거되면, 코어 층 상에 금속 질화물 층(도시되지 않음)이 제공될 수 있다. 후속하여, 금속 캐핑 층이 금속 질화물 층 상에 제공될 수 있다. 금속 질화물 층 및 금속 층은 본 발명의 여하한의 실시형태와 관련하여 설명된 금속들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 5b는 도 5a와 유사하지만, 천연 산화물 층들(24)이 제거되고 웨이퍼(23)가 얇아져, 기존 펠리클보다 얇고 더 우수한 투과율을 갖는 펠리클을 유도하는 경우를 도시한다. 캐핑 층(25)은 천연 산화물 층이 제거된 후 및/또는 펠리클 코어가 얇아진 경우에 증착된다. 다시, 천연 산화물 층이 제거되고 및/또는 펠리클 코어가 얇아지면, 금속 질화물 층이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 웨이퍼(23)와 캐핑 층(25) 사이에 금속 질화물 층이 제공될 수 있다. 천연 산화물 층 및 펠리클 코어의 일부의 제거, 및 캐핑 층의 후속 증착은 비-산화 환경 내에서 수행된다.
또한, 본 발명의 실시예들은 다음 항목들에서 표현된 바와 같이 설명될 수 있다:
1) 한 면의 마스크 및 반대 면의 적어도 하나의 층을 포함한 웨이퍼로서,
마스크는 적어도 하나의 층이 실질적으로 없는 반대 면의 적어도 일부분 위에 놓이는 적어도 하나의 스크라이브라인을 포함하는 웨이퍼.
2) 1 항에 있어서, 웨이퍼는 실리콘을 포함하는 웨이퍼.
3) 1 항 또는 2 항에 있어서, 마스크는 포지티브 또는 네거티브 레지스트를 포함하는 웨이퍼.
4) 1 항 내지 3 항 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 층은 멤브레인, 희생 층, 및 펠리클 층 중 1 이상을 포함하는 웨이퍼.
5) 4 항에 있어서, 펠리클 층은 금속 층, 산화물 층, 질화물 층, 규화물 층, 반-금속 층, 비-금속 층, 및 금속 질화물 층 중 적어도 하나를 포함하고, 선택적으로 금속 층 및/또는 금속 질화물 층은 루테늄, 몰리브덴, 붕소, 지르코늄, 티타늄, 탄탈럼, 또는 그 조합들을 포함하는 웨이퍼.
6) 1 항 내지 5 항 중 어느 하나에 있어서, 웨이퍼는 보호 층을 더 포함하는 웨이퍼.
7) 6 항에 있어서, 보호 층은 적어도 하나의 층에 걸쳐 배치되고, 적어도 하나의 층은 보호 층과 마스크 사이에 배치되는 웨이퍼.
8) 7 항에 있어서, 보호 층은 반대 면의 상기 부분에 적어도 하나의 층이 실질적으로 없는 위치에서 적어도 하나의 층에 형성된 갭으로 연장되는 돌출부를 갖는 웨이퍼.
9) 6 항 내지 8 항 중 어느 하나에 있어서, 보호 층은 폴리머, 레지스트, 및 래커 중 적어도 하나를 포함하고, 바람직하게는 폴리머는 폴리(p-자일릴렌)인 웨이퍼.
10) 웨이퍼, 웨이퍼의 한 면에 제공된 마스크, 및 웨이퍼의 반대 면에 제공된 적어도 하나의 층을 포함한 조립체로서,
마스크는 적어도 하나의 층이 실질적으로 없는 반대 면의 적어도 일부분 위에 놓이는 적어도 하나의 스크라이브라인을 포함하는 조립체.
11) 10 항에 있어서, 웨이퍼는 실리콘을 포함하는 조립체.
12) 10 항 또는 11 항에 있어서, 마스크는 포지티브 또는 네거티브 레지스트를 포함하는 조립체.
13) 10 항 내지 12 항 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 층은 멤브레인, 희생 층, 및 펠리클 층 중 1 이상을 포함하는 조립체.
14) 13 항에 있어서, 펠리클 층은 금속 층, 산화물 층, 질화물 층, 규화물 층, 반-금속 층, 비-금속 층, 및 금속 질화물 층 중 적어도 하나를 포함하고, 선택적으로 금속 층 및/또는 금속 질화물 층은 루테늄, 몰리브덴, 붕소, 지르코늄, 티타늄, 탄탈럼, 또는 그 조합들을 포함하는 조립체.
15) 10 항 내지 14 항 중 어느 하나에 있어서, 조립체는 보호 층을 더 포함하는 조립체.
16) 15 항에 있어서, 적어도 하나의 층은 보호 층과 웨이퍼 사이에 배치되는 조립체.
17) 16 항에 있어서, 보호 층은 적어도 하나의 층이 실질적으로 없는 반대 면의 상기 부분에서 적어도 하나의 층에 형성된 갭으로 연장되는 돌출부를 갖는 조립체.
18) 10 항 내지 18 항 중 어느 하나에 있어서, 보호 층은 폴리머, 레지스트, 및 래커 중 적어도 하나를 포함하고, 바람직하게는 폴리머는 폴리(p-자일릴렌)인 조립체.
19) 펠리클을 제조하는 방법으로서,
한 면의 마스크 및 반대 면의 적어도 하나의 층을 포함한 웨이퍼를 제공하는 단계, 마스크에서 스크라이브라인을 정의하는 단계, 및 적어도 부분적으로 스크라이브라인 위에 놓이는 적어도 하나의 층의 부분을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 방법.
20) 19 항에 있어서, 상기 방법은 적어도 하나의 층의 적어도 일부분에 걸쳐 보호 층을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
21) 19 항에 있어서, 상기 방법은 적어도 하나의 층의 적어도 일부분이 보호 층과 마스크 사이에 배치되도록 적어도 하나의 층의 적어도 일부분에 걸쳐 보호 층을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
22) 20 항 또는 21 항에 있어서, 보호 층에는 적어도 하나의 층의 선택적으도 제거된 부분에 의해 형성된 갭으로 연장되는 돌출부가 제공되는 방법.
23) 19 항 내지 22 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은 웨이퍼의 적어도 일부분을 에칭하는 단계를 더 포함하는 방법.
24) 23 항에 있어서, 상기 방법은 보호 층의 적어도 일부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
25) 19 항 내지 24 항 중 어느 하나에 있어서, 스크라이브라인 및/또는 마스크는 리소그래피에 의해 정의되는 방법.
26) 19 항 내지 25 항 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 층은 멤브레인, 희생 층, 및 펠리클 층 중 1 이상을 포함하는 방법.
27) 23 항 내지 26 항 중 어느 하나에 있어서, 에칭은 건식 에칭, 습식 에칭, 또는 이 둘의 조합인 방법.
28) 19 항 내지 27 항 중 어느 하나에 있어서, 보호 층은 폴리머, 레지스트, 및 래커 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
29) 28 항에 있어서, 보호 층은 폴리(p-자일릴렌)을 포함하는 방법.
30) 펠리클을 제조하는 방법으로서,
펠리클 코어를 제공하는 단계, 및 비-산화 환경에서 펠리클 코어의 적어도 하나의 면으로부터 적어도 일부 재료를 제거하는 단계를 포함하는 방법.
31) 30 항에 있어서, 상기 방법은 펠리클의 적어도 하나의 면에 캐핑 층을 증착하는 단계를 더 포함하고, 선택적으로 캐핑 층은 금속 질화물 층 및/또는 금속 층을 포함하는 방법.
32) 30 항 또는 31 항에 있어서, 재료는 에칭에 의해 제거되는 방법.
33) 32 항에 있어서, 에칭은 건식 에칭, 습식 에칭, 또는 이 둘의 조합인 방법.
34) 32 항 또는 33 항에 있어서, 에칭은 펠리클 코어의 표면 상으로 희가스의 이온 빔을 지향함으로써 초래되는 방법.
35) 31 항 내지 34 항 중 어느 하나에 있어서, 캐핑 층은 진공 하에 증착되는 방법.
36) 30 항 내지 35 항 중 어느 하나에 있어서, 비-산화 환경은 진공인 방법.
37) 실리콘 코어 및 1 이상의 캐핑 층을 포함하는 리소그래피 장치를 위한 펠리클로서,
펠리클은 실리콘 코어와 1 이상의 캐핑 층 사이에 산화물 층이 실질적으로 없는 펠리클.
38) 1 항 내지 9 항 중 어느 하나에 따른 웨이퍼, 또는 10 항 내지 18 항 중 어느 하나 또는 37 항에 따른 조립체를 포함하거나 이로부터, 또는 19 항 내지 36 항의 방법에 따라 제조되는 리소그래피 장치를 위한 펠리클.
39) 리소그래피 장치에서의 1 항 내지 18 항 중 어느 하나 또는 37 항에 따른, 또는 19 항 내지 36 항의 방법에 따라 제조된 펠리클의 사용.
40) 리소그래피 장치를 위한 펠리클로서,
상기 펠리클은 적어도 하나의 금속 질화물 층을 포함하는 펠리클.
41) 40 항에 있어서, 적어도 하나의 금속 질화물 층은 질화티타늄 및 질화탄탈럼 중 적어도 하나를 포함하는 펠리클.
이상, 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
Claims (32)
- 웨이퍼, 상기 웨이퍼의 한 면에 제공된 마스크, 및 상기 웨이퍼의 반대 면에 제공된 적어도 하나의 층을 포함한 조립체(assembly)로서,
상기 마스크는 상기 적어도 하나의 층이 실질적으로 없는 상기 반대 면의 적어도 일부분 위에 놓이는 적어도 하나의 스크라이브라인(scribeline)을 포함하는 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 웨이퍼는 실리콘을 포함하는 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 마스크는 포지티브 또는 네거티브 레지스트를 포함하는 조립체. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 층은 멤브레인(membrane), 희생 층(sacrificial layer), 및 펠리클 층(pellicle layer) 중 1 이상을 포함하는 조립체. - 제 4 항에 있어서,
상기 펠리클 층은 금속 층, 산화물 층, 질화물 층, 규화물 층, 반-금속 층, 비-금속 층, 및 금속 질화물 층 중 적어도 하나를 포함하고, 선택적으로 상기 금속 층 및/또는 상기 금속 질화물 층은 루테늄, 몰리브덴, 붕소, 지르코늄, 티타늄, 탄탈럼, 또는 그 조합들을 포함하는 조립체. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조립체는 보호 층을 더 포함하는 조립체. - 제 6 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 층은 상기 보호 층과 상기 웨이퍼 사이에 배치되는 조립체. - 제 7 항에 있어서,
상기 보호 층은 상기 적어도 하나의 층이 실질적으로 없는 상기 반대 면의 부분에서 상기 적어도 하나의 층에 형성된 갭으로 연장되는 돌출부를 갖는 조립체. - 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 층은 폴리머, 레지스트, 및 래커 중 적어도 하나를 포함하고, 바람직하게는 상기 폴리머는 폴리(p-자일릴렌)인 조립체. - 펠리클을 제조하는 방법으로서,
웨이퍼, 한 면에 제공된 마스크, 및 반대 면에 제공된 적어도 하나의 층을 포함한 조립체를 제공하는 단계, 상기 마스크에서 스크라이브라인을 정의하는 단계, 및 적어도 부분적으로 상기 스크라이브라인 위에 놓이는 상기 적어도 하나의 층의 부분을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 방법은 상기 적어도 하나의 층의 적어도 일부분에 걸쳐 보호 층을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 방법은 상기 적어도 하나의 층의 적어도 일부분이 보호 층과 상기 마스크 사이에 배치되도록 상기 적어도 하나의 층의 적어도 일부분에 걸쳐 보호 층을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 보호 층에는 상기 적어도 하나의 층의 선택적으도 제거된 부분에 의해 형성된 갭으로 연장되는 돌출부가 제공되는 방법. - 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 웨이퍼의 적어도 일부분을 에칭하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 방법은 보호 층의 적어도 일부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스크라이브라인 및/또는 상기 마스크는 리소그래피에 의해 정의되는 방법. - 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 층은 멤브레인, 희생 층, 및 펠리클 층 중 1 이상을 포함하는 방법. - 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
에칭은 건식 에칭(dry etching), 습식 에칭(wet etching), 또는 이 둘의 조합인 방법. - 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
보호 층은 폴리머, 레지스트, 및 래커 중 적어도 하나를 포함하는 방법. - 제 19 항에 있어서,
상기 보호 층은 폴리(p-자일릴렌)을 포함하는 방법. - 펠리클을 제조하는 방법으로서,
펠리클 코어를 제공하는 단계, 및 비-산화 환경에서 상기 펠리클 코어의 적어도 하나의 면으로부터 적어도 일부 재료를 제거하는 단계를 포함하는 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 방법은 펠리클의 적어도 하나의 면에 캐핑 층(capping layer)을 증착하는 단계를 더 포함하고, 선택적으로 상기 캐핑 층은 금속 질화물 층 및/또는 금속 층을 포함하는 방법. - 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
상기 재료는 에칭에 의해 제거되는 방법. - 제 23 항에 있어서,
상기 에칭은 건식 에칭, 습식 에칭, 또는 이 둘의 조합인 방법. - 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
상기 에칭은 상기 펠리클 코어의 표면 상으로 희가스의 이온 빔을 지향함으로써 초래되는 방법. - 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
캐핑 층은 진공 하에 증착되는 방법. - 제 21 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비-산화 환경은 진공인 방법. - 실리콘 코어 및 1 이상의 캐핑 층을 포함하는 리소그래피 장치를 위한 펠리클로서,
상기 펠리클은 상기 실리콘 코어와 상기 1 이상의 캐핑 층 사이에 산화물 층이 실질적으로 없는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항 또는 제 28 항에 따른, 또는 제 10 항 내지 제 27 항의 방법에 따른 웨이퍼를 포함하거나 이로부터 제조되는 리소그래피 장치를 위한 펠리클.
- 리소그래피 장치에서의 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항 또는 제 28 항에 따른, 또는 제 10 항 내지 제 27 항의 방법에 따라 제조된 펠리클의 사용.
- 리소그래피 장치를 위한 펠리클로서,
상기 펠리클은 적어도 하나의 금속 질화물 층을 포함하는 펠리클. - 제 28 항에 있어서,
적어도 하나의 금속 질화물 층은 질화티타늄 및 질화탄탈럼 중 적어도 하나를 포함하는 펠리클.
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