KR20210076912A - 투과형 디퓨저 - Google Patents

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KR20210076912A
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마르쿠스 아드리아누스 반 데 케르코프
앤드레이 니키펠로브
피테르-잔 반 조울
라우렌티우스 코르넬리우스 데 빈테르
바우터 조에프 엔겔렌
알렉시 올레고비치 폴리아코브
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

방사선을 수신하여 투과하도록 구성된 제1 디퓨저는 복수의 층을 포함하며, 각 층은 그 통과하는 EUV 방사선의 각도 분포를 상이하게 변경하도록 배치된다. 방사선을 수신하여 투과하도록 구성된 제2 디퓨저는 제1 층과 제2 층을 포함한다. 제1 층은 제1 물질로 형성되고, 제1 층은 제1 층의 적어도 하나의 표면 상에 나노구조를 포함한다. 제2 층도 또한 나노구조를 포함하도록 제2 층은 제1 층의 적어도 하나의 표면에 인접한 제2 물질로 형성된다. 제2 물질은 제1 층의 굴절률과는 다른 굴절률을 갖는다. 제1 및 제2 디퓨저는 EUV 방사선을 수신하여 투과하도록 구성될 수 있다.

Description

투과형 디퓨저
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 10월 16일자로 제출된 EP 출원 제18200620.5호 및 2019년 3월 22일자로 제출된 EP 출원 제19164614.0호의 우선권을 주장하며, 상기 특허출원들은 그 전체가 참조로 본 명세서에 편입되어 있다.
기술 분야
본 발명은 투과형 디퓨저, 즉 방사선을 수신하여 투과 - 투과된 방사선은 변경된 각도 분포를 가짐 - 하도록 구성된 디퓨저에 관한 것이다. 디퓨저는 EUV 방사선에 사용하는 데 적합할 수 있으며 EUV 리소그래피 장치 내의 측정 시스템의 일부를 형성할 수 있다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판 상에 적용하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는 예를 들면, 집적 회로(integrated circuits: IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는 예를 들어, 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크)의 패턴을 기판 상에 제공된 방사선 감수성 재료(레지스트)의 층에 투영할 수 있다.
기판 상에 패턴을 투영하기 위해, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 방사선의 파장이 기판 상에 형성될 수 있는 피처(features)의 최소 크기를 결정한다. 4 내지 20 nm 범위 내의 파장, 예를 들면 6.7 nm 또는 13.5 nm의 파장을 갖는 극자외(extreme ultraviolet: EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치가, 예를 들어 193 nm의 파장을 갖는 방사선을 사용하는 리소그래피 장치보다 더 작은 피처를 기판 상에 형성하는데 사용될 수 있다.
리소그래피 장치는 하나 이상의 동공 함수(pupil function) 변동을 결정하기 위한 측정 시스템들을 포함하는 것으로 알려져 있다. 동공 함수 변동은: 동공 평면 내에서의 상대 위상 변동 및/또는 동공 평면 내에서의 상대 강도 변동을 포함할 수 있다. 이러한 측정 시스템들은 전형적으로 물체 레벨 패터닝 디바이스(예를 들면, 회절 격자 또는 핀홀 등); 조명 시스템; 및 이미지 레벨 센서 장치를 포함한다. 조명 시스템은 방사선으로 패터닝 디바이스를 조명하도록 배치된다. 패터닝 디바이스에 의해 산란된 방사선의 적어도 일부는 이미지 레벨 센서 장치 상에 패터닝 디바이스의 이미지를 형성하도록 배치된, (그 특성이 측정되는) 투영 시스템에 수신된다. 이러한 측정 시스템들에서는 투영 시스템의 입사 동공 전체가 패터닝 디바이스로부터 방사선을 수신하는 것이 바람직하다. 하지만, 조명 시스템은 전형적으로 이미지 레벨 기판(예를 들면, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼) 상에 물체 레벨 레티클 또는 마스크의 (회절 제한) 이미지를 형성하기 위한 리소그래피 장치에 의해서도 사용되는데, 여기서는 투영 시스템의 입사 동공의 하나 이상의 개별 부분만을 조명하는 것이 바람직할 수 있다.
투영 시스템의 입사 동공 전체가 패터닝 디바이스로부터 방사선을 수신할 수 있도록, 투영 시스템의 입사 동공의 하나 이상의 개별 부분을 조명했을 조명 빔의 각도 분포가 변경될 수 있게 하는 메커니즘을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 방사선을 수신하여 투과하도록 구성된 디퓨저가 제공되며, 디퓨저는: 복수의 층 - 각 층은 그 통과하는 방사선의 각도 분포를 상이하게 변경하도록 배치됨 - 을 포함한다.
디퓨저는 EUV 방사선을 수신하여 투과하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따른 디퓨저는 예를 들면, EUV 리소그래피 장치의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 디퓨저는 투영 시스템에 대한 수차 맵(aberration map) 또는 상대 강도 맵(relative intensity map)을 결정하기 위한 측정 시스템에 사용되거나 그 일부를 형성할 수 있다. 유리하게는, 복수의 층 - 각 층은 그 통과하는 EUV 방사선의 각도 분포를 상이하게 변경하도록 배치됨 - 을 제공함으로써, 디퓨저는 EUV 방사선 빔이 원하는 각도 범위에 걸쳐 보다 효율적으로 확산될 수 있게 하는 구성을 제공한다. 또한, 그 통과하는 EUV 방사선의 각도 분포를 상이하게 변경하는 복수의 층은 디퓨저를 빠져나가는 방사선의 각도 분포에 대해 보다 많은 제어를 제공한다.
복수의 층 중 적어도 2 개는 주로 디퓨저의 평면 내의 단일 산란 방향에서 그 통과하는 EUV 방사선의 각도 분산을 야기할 수 있으며, 적어도 2 개의 층의 산란 방향들은 상이할 수 있다.
디퓨저의 평면은 일반적으로 x-y 평면으로 지칭될 수 있다. 디퓨저를 통한 방사선의 전파 방향은 일반적으로 디퓨저의 평면에 수직일 수 있으며 일반적으로 z 방향으로 지칭될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 디퓨저는 2 개의 층: x 방향으로 각도 분산을 야기하도록 배치된 제1 층; 및 y 방향으로 각도 분산을 야기하도록 배치된 제2 층을 포함할 수 있다.
복수의 층 중 적어도 2 개는 그 각각의 산란 방향에서 그 통과하는 EUV 방사선의 상이한 양의 각도 분산을 야기할 수 있다.
유리하게는, 이는 분산량이 특정 목적에 적합화되도록 할 수 있다.
예를 들면, 앞서 논의된 바와 같이, 디퓨저는 리소그래피 장치의 투영 시스템에 대한 수차 맵 또는 상대 강도 맵을 결정하기 위한 측정 시스템에 사용되거나 그 일부를 형성할 수 있다. 이러한 리소그래피 장치에서, 조명 시스템은 전형적으로 물체 레벨 레티클 또는 마스크를 조명하는 데 사용되고, 투영 시스템은 이미지 레벨 기판(예를 들면, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼) 상에 (회절 제한) 이미지를 형성하는 데 사용된다. 전형적으로, 투영 시스템은 물체 레벨 레티클 또는 마스크 상의 대응하는 피처들보다 작은 피처들을 갖는 이미지를 형성하기 위해 저감 계수(reduction factor)를 적용할 수 있다. 몇몇 시스템에서, 투영 시스템은 2 개의 직교 방향으로 상이한 저감 계수들이 적용되게 하는 아나모픽 설계(anamorphic design)를 가질 수 있다. 이러한 설계에서, 개구수는 (원과 달리) 투영 시스템의 입사 동공에서 타원으로 나타낼 수 있다. 이러한 아나모픽 투영 시스템에서는, 예를 들면, 이 타원의 장축에 대응하는 방향으로는 보다 많은 확산을 가지며 이 타원의 단축에 대응하는 방향으로는 보다 적은 확산을 갖는 디퓨저를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 그 각각의 (상호 수직인) 산란 방향으로 EUV 방사선의 상이한 양의 각도 분산을 각각 야기하는 2 개의 층을 사용함으로써 달성될 수 있다.
복수의 층 중 적어도 하나는 그 적어도 하나의 표면 상에 나노구조가 제공된 산란 물질의 층을 포함할 수 있다.
이러한 구성은 (예를 들면, 13.5 nm의 파장을 가질 수 있는) EUV 방사선에 사용하는 데 특히 유리한데, 이는 그러한 나노구조는 확산시키고자 하는 방사선의 파장과 대등하거나 그보다 작은 치수를 갖는 피처들을 포함하기 때문이다. 이들 조건 하에서, 산란은 미산란 체계(Mie-scattering regime)에 있으며, 상당한 각도 분산이 달성될 수 있다.
나노구조는 2 내지 10 nm 범위의 치수를 갖는 피처들을 포함할 수 있다.
이 크기 이하의 피처들은 EUV 방사선에 대해 10° 정도, 또는 예를 들면, 7° 정도의 각도 발산을 초래할 수 있다. 예를 들어, 이 크기 이하의 피처들은 5° 이상의 폭을 갖는 적어도 하나의 산란 방향에서의 각도 산란 분포를 초래할 수 있다. 이는 0.08 정도의 개구수를 갖는 투영 시스템을 갖는 리소그래피 장치에 대해 실질적으로 동공 평면 전체가 방사선으로 채워지는 것을 보장할 수 있다.
디퓨저는 적어도 하나의 산란 방향에서의 각도 산란 분포가 5° 이상의 폭을 갖도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 경우, 폭은 각도 산란 분포의 반치전폭(FWHM: full width at half maximum)을 의미할 수 있음을 이해할 것이다.
산란 물질은 굴절률 n을 가질 수 있고, (1-n)의 크기는 역치(threshold value) 0.06 보다 클 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따른 디퓨저는 EUV 방사선에 사용하기 위한 투과형 디퓨저라는 것이 이해될 것이다. 대부분의 물질에 의해 EUV 방사선이 강하게 흡수됨으로 인해, EUV 광학 시스템들은 전형적으로 진공 중에서 (굴절 렌즈들 보다는) 반사 광학계를 포함한다. 일반적으로, EUV 방사선의 각도 분산을 최대화하기 위해서는, 산란 나노구조를 형성하는 물질과 진공 사이의 광학적 콘트라스트를 최대화하는 것이 바람직한데, 즉 (1-n)의 절대값을 최대화하는 것이 바람직하다.
몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.08 보다 크다. 몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.1 보다 크다. 몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.12 보다 크다.
산란 물질은 역치 0.04 nm-1 미만의 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 가질 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따른 디퓨저는 EUV 방사선에 사용하기 위한 투과형 디퓨저라는 것이 이해될 것이다. 일반적으로, 디퓨저에 의해 출력되는 EUV 방사선의 강도를 최대화하기 위해서는, 산란 물질에 의해 야기되는 감쇠를 최소화하는 것이 바람직하다. 이는 산란 물질의 소광 계수를 최소화함으로써 및/또는 산란 물질의 두께를 최소화함으로써 행해질 수 있다.
몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.03 nm-1 미만이다. 몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.02 nm-1 미만이다. 몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.01 nm-1 미만이다.
주어진 산란 물질에 대해, 각도 분산량을 증가시키기 위해서는 층(들)의 두께를 증가시키는 것이 바람직한 반면 산란 물질에 의해 야기되는 감쇠를 줄이기 위해서는 층(들)의 두께를 줄이는 것이 바람직하다는 것을 이해할 것이다. (1-n)의 크기가 큰 산란 물질을 사용하면 (적정한 각도 분산을 제공하면서도) 두께를 줄일 수 있다. UV 방사선에 대해 작은 소광 계수 k를 갖는 산란 물질을 사용하면 (적정한 투과율을 제공하면서도) 두께를 증가시킬 수 있다.
따라서, 실제에서는 이들 두 요건의 균형을 이루는 적절한 물질이 선택될 수 있음을 이해할 것이다.
몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.06 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.01 nm-1 보다 작다.
몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.08 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.02 nm-1 보다 작다.
몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.1 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.03 nm-1 보다 작다.
몇몇 실시예들에서, (1-n)의 크기는 역치 0.12 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.04 nm-1 보다 작다.
산란 물질은 EUV 방사선에 대해 굴절률 n 및 소광 계수 k를 가질 수 있으며, (1-n) 대 (k+0.025)의 크기의 비는 역치 2 보다 클 수 있다.
산란 물질은 다음의: 몰리브덴, 루테늄, 니오븀, 로듐, 또는 테크네튬 중 하나를 포함할 수 있다.
산란 물질은 산란 물질의 두께를 가로질러 전파되는 EUV 방사선에 대해 (2m+1)π 라디안의 위상 쉬프트를 야기하도록 배치된 두께를 가질 수 있다. m은 정수임을 알 것이다.
유리하게는, 이는 0차(또는 경면) 산란을 억제한다. 산란 물질을 통해 전파됨으로써 야기되는 위상 쉬프트는 2π/λ에 산란 물질로 인한 광경로 길이의 변화를 곱한 값이며, 여기서 λ는 EUV 방사선의 파장임을 이해할 것이다. 산란 물질이 굴절률 n2를 갖는 광학 매체에 담기면, 산란 물질로 인한 광경로 길이의 변화는 (n-n2)·t 로 주어지는데, 여기서 t는 산란 물질의 두께이다.
예를 들어, 산란 물질이 진공(즉, n2=1)에서 (약 0.92의 굴절률을 갖는) 몰리브덴을 포함하는 실시예의 경우, 물질의 두께가 대략 85 nm이면 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 π 라디안의 위상 쉬프트가 달성될 수 있다.
산란 물질의 층은 지지 물질의 층에 인접할 수 있고, 지지 물질은 그 적어도 하나의 표면 상에 제공된 나노구조를 가질 수 있다.
지지 물질은 EUV 방사선에 대해 1에 가까운 굴절률 및 EUV 방사선에 대해 비교적 낮은 흡수 계수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 물질은 실리콘 또는 탄소를 포함할 수 있다. 이러한 물질들은 EUV 방사선에 대해 비교적 광학적으로 중성인 것으로 여겨질 수 있다.
지지 물질의 층은 탄소 나노튜브로 형성된 멤브레인을 포함할 수 있다.
지지 물질의 층은 다공성 실리콘을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 방사선을 수신하여 투과하도록 구성된 디퓨저가 제공되며, 디퓨저는: 제1 물질로 형성된 제1 층 - 제1 층은 제1 층의 적어도 하나의 표면 상에 나노구조를 포함함 -; 및 제2 층도 또한 나노구조를 포함하도록 제1 층의 적어도 하나의 표면에 인접한 제2 물질 - 제2 물질은 제1 층의 굴절률과는 다른 굴절률을 가짐 - 로 형성된 제2 층을 포함한다.
디퓨저는 EUV 방사선을 수신하여 투과하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따른 디퓨저는 예를 들면, EUV 리소그래피 장치의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 디퓨저는 투영 시스템에 대한 수차 맵 또는 상대 강도 맵을 결정하기 위한 측정 시스템에 사용되거나 그 일부를 형성할 수 있다. 2 개의 층으로 디퓨저를 형성함으로써, (지지층으로 지칭될 수 있는) 제1 층이 (산란층으로 지칭될 수 있는) 제2 층에 나노구조를 부여하는 데 사용될 수 있다.
제2 물질은 제1 층의 굴절률과는 다른 굴절률을 가지므로, 제1 층은 EUV 방사선에 대해 비교적 광학적으로 중성인(예를 들면, EUV 방사선에 대해 1에 가까운 굴절률 및 EUV 방사선에 대해 비교적 낮은 흡수 계수를 갖는) 물질로 형성될 수 있는 반면 제2 층은 그 통과하는 EUV 방사선의 원하는 각도 분산을 달성하도록 적절한 광학 특성들을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 물질은 실리콘 또는 탄소를 포함할 수 있다. 이러한 물질들은 EUV 방사선에 대해 비교적 광학적으로 중성인 것으로 여겨질 수 있다.
산란을 유발하며 나노구조가 형성된 물질의 층을 (제2 층을 통해) 제공하는 것은 (예를 들면, 13.5 nm의 파장을 가질 수 있는) EUV 방사선에 사용하는 데 특히 유리한데, 이는 그러한 나노구조는 확산시키고자 하는 방사선의 파장과 대등하거나 그보다 작은 치수를 갖는 피처들을 포함하기 때문이다. 이들 조건 하에서, 산란은 미산란 체계에 있으며, 상당한 각도 분산이 달성될 수 있다.
제2 층은 제1 층의 적어도 하나의 표면에 인접한다고 할 수 있으나, 일반적으로 제2 층은 적어도 부분적으로 제1 층 내로 연장되게 됨을 이해할 것이다. 몇몇 실시예에서, 제2 층은 디퓨저의 평면 내의 적어도 몇몇 위치에서 제1 층 전체를 통해 연장될 수 있다.
나노구조는 2 내지 10 nm 범위의 치수를 갖는 피처들을 포함할 수 있다.
이 크기 이하의 피처들은 EUV 방사선에 대해 10° 정도, 또는 예를 들면, 7° 정도의 각도 발산을 초래할 수 있다. 예를 들어, 이 크기 이하의 피처들은 5° 이상의 폭을 갖는 적어도 하나의 산란 방향에서의 각도 산란 분포를 초래할 수 있다. 이는 0.08 정도의 개구수를 갖는 투영 시스템을 갖는 리소그래피 장치에 대해 실질적으로 동공 평면 전체가 방사선으로 채워지는 것을 보장할 수 있다.
디퓨저는 적어도 하나의 산란 방향에서의 각도 산란 분포가 5° 이상의 폭을 갖도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 경우, 폭은 각도 산란 분포의 반치전폭(FWHM)을 의미할 수 있음을 이해할 것이다.
제1 층은 탄소 나노튜브로 형성된 멤브레인을 포함할 수 있다.
제1 층은 다공성 실리콘을 포함할 수 있다.
제1 층은 나노구조를 형성하기 위해 선택적으로 에칭된 지지 물질을 포함할 수 있다. 지지 물질은 예를 들면, 실리콘 또는 다공성 실리콘을 포함할 수 있다.
선택적으로 에칭되지 않은 지지 물질의 부분 상에 금속 층이 제공될 수 있다.
금속 층은 자기 조립 금속 구조(self-assembled metal structure)를 포함할 수 있다. 자기 조립 금속 구조는 예를 들면, 금으로 형성될 수 있다. 자기 조립 금속 구조는 PVD(physical vapor deposition: 물리 증착)에 의해 형성될 수 있다.
제2 물질은 굴절률 n을 가질 수 있으며, (1-n)의 크기는 역치 0.06 보다 클 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따른 디퓨저는 EUV 방사선에 사용하기 위한 투과형 디퓨저라는 것이 이해될 것이다. 대부분의 물질에 의해 EUV 방사선이 강하게 흡수됨으로 인해, EUV 광학 시스템들은 전형적으로 진공 중에서 (굴절 렌즈들 보다는) 반사 광학계를 포함한다. 일반적으로, EUV 방사선의 각도 분산을 최대화하기 위해서는, 산란 나노구조를 형성하는 물질과 진공 사이의 광학적 콘트라스트를 최대화하는 것이 바람직한데, 즉 (1-n)의 절대값을 최대화하는 것이 바람직하다.
몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.08 보다 크다. 몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.1 보다 크다. 몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.12 보다 크다.
제2 물질은 역치 0.04 nm-1 미만의 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 가질 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따른 디퓨저는 EUV 방사선에 사용하기 위한 투과형 디퓨저라는 것이 이해될 것이다. 일반적으로, 디퓨저에 의해 출력되는 EUV 방사선의 강도를 최대화하기 위해서는, (산란 물질로 지칭될 수 있는) 제2 물질에 의해 야기되는 감쇠를 최소화하는 것이 바람직하다. 이는 산란 물질의 소광 계수를 최소화함으로써 및/또는 산란 물질의 두께를 최소화함으로써 행해질 수 있다.
몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.03 nm-1 미만이다. 몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.02 nm-1 미만이다. 몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.01 nm-1 미만이다.
주어진 산란 물질에 대해, 각도 분산량을 증가시키기 위해서는 층(들)의 두께를 증가시키는 것이 바람직한 반면 산란 물질에 의해 야기되는 감쇠를 줄이기 위해서는 층(들)의 두께를 줄이는 것이 바람직하다는 것을 이해할 것이다. (1-n)의 크기가 큰 산란 물질을 사용하면 (적정한 각도 분산을 제공하면서도) 두께를 줄일 수 있다. UV 방사선에 대해 작은 소광 계수 k를 갖는 산란 물질을 사용하면 (적정한 투과율을 제공하면서도) 두께를 증가시킬 수 있다.
따라서, 실제에서는 이들 두 요건의 균형을 이루는 적절한 물질이 선택될 수 있음을 이해할 것이다.
몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.06 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.01 nm-1 보다 작다.
몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.08 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.02 nm-1 보다 작다.
몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.1 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.03 nm-1 보다 작다.
몇몇 실시예들에서, (1-n)의 크기는 역치 0.12 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.04 nm-1 보다 작다.
제2 물질은 EUV 방사선에 대해 굴절률 n 및 소광 계수 k를 가질 수 있으며, (1-n) 대 (k+0.025)의 크기의 비는 역치 2 보다 클 수 있다.
제2 물질은 다음의: 몰리브덴, 루테늄, 니오븀, 로듐, 또는 테크네튬 중 하나를 포함할 수 있다.
디퓨저는 디퓨저의 두께를 가로질러 전파되는 EUV 방사선에 대해 (2m+1)π 라디안의 위상 쉬프트를 야기하도록 배치된 두께를 가질 수 있다. m은 정수임을 알 것이다.
유리하게는, 이는 0차(또는 경면) 산란을 억제한다.
디퓨저를 통해 전파됨으로써 야기되는 위상 쉬프트는 주로 산란 물질에 의해 야기될 수 있다.
산란 물질을 통해 전파됨으로써 야기되는 위상 쉬프트는 2π/λ에 산란 물질로 인한 광경로 길이의 변화를 곱한 값이며, 여기서 λ는 EUV 방사선의 파장임을 이해할 것이다. 산란 물질이 굴절률 n2를 갖는 광학 매체에 담기면, 산란 물질로 인한 광경로 길이의 변화는 (n-n2)·t 로 주어지는데, 여기서 t는 산란 물질의 두께이다.
예를 들어, 산란 물질이 진공(즉, n2=1)에서 (약 0.92의 굴절률을 갖는) 몰리브덴을 포함하는 실시예의 경우, 물질의 두께가 대략 85 nm이면 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 π 라디안의 위상 쉬프트가 달성될 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, EUV 방사선을 수신하여 투과하도록 구성된 디퓨저가 제공되며, 디퓨저는: 제1 물질로 형성된 지지층; 및 지지층에 의해 지지되는 나노입자들 - 나노입자들은 EUV 방사선에 대해 투과성이며 디퓨저에 입사하는 EUV 방사선의 굴절을 야기하는 물질로 형성됨 - 의 층을 포함한다.
본 발명의 제3 양태에 따른 디퓨저는 예를 들면, EUV 리소그래피 장치의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 디퓨저는 투영 시스템에 대한 수차 맵 또는 상대 강도 맵을 결정하기 위한 측정 시스템에 사용되거나 그 일부를 형성할 수 있다.
나노입자들의 층은 마이크로렌즈들의 랜덤 어레이로 기능하여, 디퓨저에 입사하는 EUV 방사선의 산란을 일으킬 수 있다. 나노입자들의 층은 나노구조를 형성하는 것으로 볼 수 있다. 이는 (예를 들면, 13.5 nm의 파장을 가질 수 있는) EUV 방사선에 사용하는 데 특히 유리한데, 이는 그러한 나노구조는 확산시키고자 하는 방사선의 파장과 대등하거나 그보다 작은 치수를 갖는 피처들을 포함할 수 있기 때문이다. 이들 조건 하에서, 산란은 미산란 체계에 있으며, 상당한 각도 분산이 달성될 수 있다.
EUV 방사선 빔이 비스듬한 각도로 입사하도록 디퓨저를 배치함으로써, 분산량은 특정 목적에 적합화될 수 있다. 이러한 배치에 의해, 입사 평면에서와 입사 평면에 수직인 평면에서 분산량이 달라지게 된다.
앞서 논의된 바와 같이, 디퓨저는 리소그래피 장치의 투영 시스템에 대한 수차 맵 또는 상대 강도 맵을 결정하기 위한 측정 시스템에 사용되거나 그 일부를 형성할 수 있다. 몇몇 이러한 시스템에서, 투영 시스템은 2 개의 직교 방향으로 상이한 저감 계수들이 적용되게 하는 아나모픽 설계를 가질 수 있다. 이러한 아나모픽 투영 시스템에서는, 예를 들면, 한 방향으로는 보다 많은 확산을 제공하고 다른 수직한 방향으로는 보다 적은 확산을 제공하도록 배치되는 디퓨저를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 디퓨저의 적절한 배향에 의해 달성될 수 있다.
나노입자들은 그 통과하는 EUV 방사선의 원하는 각도 분산을 달성하도록 적절한 광학 특성들을 갖는 임의의 물질들로 형성될 수 있다.
나노입자들의 평균 치수 대 인접한 나노입자들의 평균 변위(average displacement)의 비는 1 내지 2의 범위에 있을 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 경우, 나노입자의 치수는 해당 나노입자의 직경 D를 의미할 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 사용되는 경우, 2 개의 인접한 나노입자의 변위는 디퓨저의 평면에서 나노입자들 중 하나의 중심과 다른 나노입자의 중심 사이의 거리 Q를 의미할 수 있음을 이해할 것이다. 나노입자들의 평균 치수 Dav 대 인접한 나노입자들의 평균 변위 Qav의 비가 1 내지 2의 범위에 있도록 나노입자들의 층 내에 나노입자들을 배치함으로써, 디퓨저는 (높이, 피치, 및/또는 폭의 범위를 갖는) 준랜덤(quasi-random) 회절 구조를 기초로 한 디퓨저들을 근사화(approximate)할 수 있다.
나노입자들은 루테늄(Ru) 또는 로듐(Rh)과 같은 귀금속을 포함할 수 있다.
혹은, 나노입자들은 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 몰리브덴(Mo), 또는 다이아몬드로 형성될 수 있다. 혹은, 나노입자들은 다음의: 붕소(B), 질소(N), 산소(O), 또는 탄소(C) 중 어느 하나와 조합하여, 다음의: 루테늄, 로듐, 이트륨, 지르코늄, 몰리브덴, 또는 탄소 중 어느 하나를 기초로 한 세라믹으로 형성될 수 있다.
옵션으로, 나노입자들이 비귀금속으로 형성되는 실시예들의 경우에, 해당 물질은 예를 들면, 루테늄 또는 로듐과 같은 귀금속으로 형성된 쉘(shell) 내에 캡슐화될 수 있다. 이러한 쉘의 두께는 < R/2 일 수 있는데, 여기서 R은 나노입자의 반경이다. 이러한 귀금속 쉘은 EUV 플라즈마를 포함할 수 있는 환경에 대한 나노입자들의 강고성을 향상시킨다.
나노입자들은 SiO2, ZrO2, Y2O3, 또는 다른 산화물, 붕화물, 질화물, 규화물, 또는 탄화물로 형성된 물질의 외측 쉘(outer shell)을 포함할 수 있다. 이러한 쉘의 두께는 < R/2 일 수 있는데, 여기서 R은 나노입자의 반경이다. 이 쉘은 나노입자들의 층의 퇴적 중에 콜로이드 용액 안정성을 개선할 수 있다.
나노입자들은 나노입자들의 층의 퇴적 중에 콜로이드 용액 안정성을 개선하기 위해 극성, 비극성, 또는 양친매성 기들(groups)에 의해 관능화될 수 있다. 적합한 기들(groups)은 카르복실기(-COOH), 폴리에틸렌 글리콜(PEG)기를 포함할 수 있다. 이러한 기들(groups)은 나노입자들에 화학적으로 연결될 수 있고 나노입자들의 층의 퇴적을 도울 수 있다. 이러한 기들은 나노입자들 상에 성긴 서브단층(sub-monolayer)을 형성할 수 있다.
나노입자들은 10 nm 내지 1 ㎛ 범위의 치수를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 나노입자들은 ∼100 nm의 치수를 가질 수 있다. 나노입자들은 단분산성(monodisperse)일 수 있거나(즉, 모두 실질적으로 균일한 크기를 가질 수 있거나) 다분산성(polydisperse)일 수 있다(즉, 상이한 크기의 범위를 가질 수 있다).
나노입자들은 랜덤하게 또는 준랜덤하게(quasi-randomly) 배치될 수 있다.
나노입자들의 층에 의한 지지층의 입자 커버리지는 50 % 내지 500 % 범위(즉, 서브단층으로부터 적층된 수 개의 단층까지)일 수 있다.
지지층은 EUV 방사선에 대해 비교적 낮은 흡수 계수를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 지지층은 비교적 고온일 수 있고 수소 플라즈마를 가질 수 있는 EUV 리소그래피 장치 내의 환경에서 사용하는 데 적합한 물질로 형성될 수 있다.
나노입자들은 복수의 상이한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 나노입자 세트는 하나의 물질(예를 들면, 루테늄)로 형성될 수 있고, 제2 나노입자 세트는 다른 물질(예를 들면, 로듐)로 형성될 수 있다.
지지층은 세라믹으로 형성될 수 있으며, 세라믹은 다음의: 실리콘, 탄소, 질소, 또는 붕소 중 적어도 하나와 조합된 다음의 금속들: 몰리브덴, 지르코늄, 또는 이트륨 중 하나를 포함한다.
예를 들어, 지지층은 다음의: MoSi, MoSiN, YSiB, SiC, ZrSi, ZrC, 또는 MoC 중 하나를 포함하는 세라믹으로 형성될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 경우, 이들 세라믹은 정확한 화학식이 아니라 단지 세라믹 중의 원소들(하지만 반드시 이들 원소의 비는 아님)을 나타낸다는 것을 이해할 것이다.
지지층은 그래핀 또는 다이아몬드형 탄소로 형성될 수 있다.
지지층은 10 nm 내지 1 ㎛ 정도의 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 지지층은 ∼100 nm의 두께를 가질 수 있다.
지지층은 EUV 플라즈마 에칭으로부터 지지층을 보호하기 위한 캡층(cap layer)을 포함할 수 있다. 캡층은 예를 들면, 루테늄 또는 로듐과 같은 귀금속을 포함할 수 있다. 캡층은 10 nm 미만, 예를 들면 5 nm 미만의 두께를 가질 수 있다.
지지층은 캡층과 지지층의 벌크 사이에 배치된 중간층을 포함할 수 있으며, 중간층은 디웨팅(dewetting)에 대해 캡층을 안정화시키도록 배치된다.
캡층은 예를 들면, 루테늄 또는 로듐과 같은 귀금속을 포함할 수 있다. 사용 중에, 디퓨저는 고온이 될 수 있다. 중간층은 다음의 금속들: 몰리브덴, 지르코늄, 또는 이트륨 중 하나를 포함할 수 있다. 중간층은 5 nm 미만, 예를 들면 2 nm 미만의 두께를 가질 수 있다.
디퓨저는 지지층 및/또는 나노입자들의 층을 적어도 부분적으로 덮는 커버층을 더 포함할 수 있다.
이러한 커버층은 지지층 상에 나노입자들을 유지시키는 것을 도울 수 있다. 추가적으로 또는 대체로서, 지지층은 주위 환경으로부터 지지층 및/또는 나노입자들의 층에 대해 어느 정도의 보호를 제공할 수 있다. 사용 중에, 주위 환경은 비교적 고온일 수 있으며 수소 플라즈마를 가질 수 있는 EUV 리소그래피 장치 내의 환경일 수 있다.
커버층은 EUV 방사선에 대해 투과성인 물질로 형성될 수 있다. 커버층은 예를 들면, 루테늄(Ru) 또는 이산화규소(SiO2)로 형성될 수 있다.
디퓨저는 지지층과 나노입자들의 층 사이에 배치된 내부층을 더 포함할 수 있으며, 나노입자들 중 적어도 일부는 상기 내부층에 적어도 부분적으로 매립된다.
이러한 내부층은 나노입자들을 지지층 상에 부착시키는 것을 도울 수 있다. 이러한 구성은 마이크로 브레이징된 디퓨저로 지칭될 수 있다.
디퓨저는 예를 들면, EUV 방사선에 대해 적어도 하나의 산란 방향에서의 각도 산란 분포가 5° 이상의 폭을 갖도록 구성될 수 있다.
나노입자들은 굴절률 n을 갖는 물질로 형성될 수 있으며, (1-n)의 크기는 역치 0.06 보다 크다.
일반적으로, EUV 방사선의 각도 분산을 최대화하기 위해서는, 나노입자들을 형성하는 물질과 진공 사이의 광학적 콘트라스트를 최대화하는 것이 바람직한데, 즉 (1-n)의 절대값을 최대화하는 것이 바람직하다. 몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.08 보다 크다. 몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.1 보다 크다. 몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.12 보다 크다.
나노입자들은 역치 0.04 nm-1 미만의 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 갖는 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따른 디퓨저는 EUV 방사선에 사용하기 위한 투과형 디퓨저라는 것이 이해될 것이다. 일반적으로, 디퓨저에 의해 출력되는 EUV 방사선의 강도를 최대화하기 위해서는, (산란 물질로 지칭될 수 있는) 제2 물질에 의해 야기되는 감쇠를 최소화하는 것이 바람직하다. 이는 산란 물질(즉, 나노입자들의 층)의 소광 계수를 최소화함으로써 및/또는 산란 물질(즉, 나노입자들의 층)의 두께를 최소화함으로써 행해질 수 있다. 몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.03 nm-1 미만이다. 몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.02 nm-1 미만이다. 몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.01 nm-1 미만이다.
주어진 산란 물질에 대해, 각도 분산량을 증가시키기 위해서는 나노입자들의 층의 두께를 증가시키는 것이 바람직한 반면 산란 물질에 의해 야기되는 감쇠를 줄이기 위해서는 나노입자들의 층의 두께를 줄이는 것이 바람직하다는 것을 이해할 것이다. (1-n)의 크기가 큰 산란 물질을 사용하면 (적정한 각도 분산을 제공하면서도) 두께를 줄일 수 있다. UV 방사선에 대해 작은 소광 계수 k를 갖는 산란 물질을 사용하면 (적정한 투과율을 제공하면서도) 두께를 증가시킬 수 있다.
따라서, 실제에서는 이들 두 요건의 균형을 이루는 적절한 물질이 선택될 수 있음을 이해할 것이다.
몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.06 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.01 nm-1 보다 작다. 몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.08 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.02 nm-1 보다 작다. 몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.1 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.03 nm-1 보다 작다. 몇몇 실시예들에서, (1-n)의 크기는 역치 0.12 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기가 역치 0.04 nm-1 보다 작다.
나노입자들을 형성하는 물질은 EUV 방사선에 대해 굴절률 n 및 소광 계수 k를 가지며, EUV 방사선에 대한 (1-n)의 크기 대 소광 계수 k의 비는 역치 3.5 보다 크다.
EUV 방사선에 대한 본 발명의 제1, 제2, 또는 제3 양태에 따른 디퓨저의 투과율은 50 %를 넘을 수 있다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 본 발명의 제1, 제2, 또는 제3 양태에 따른 디퓨저를 포함하는 투영 시스템에 대한 수차 맵 또는 상대 강도 맵을 결정하기 위한 측정 시스템이 제공된다.
이러한 측정 시스템들은 전형적으로 물체 레벨 패터닝 디바이스(예를 들면, 회절 격자 또는 핀홀(pinhole) 등); 조명 시스템; 및 이미지 레벨 센서 장치를 포함한다. 조명 시스템은 방사선으로 패터닝 디바이스를 조명하도록 배치된다. 패터닝 디바이스에 의해 산란된 방사선의 적어도 일부는 이미지 레벨 센서 장치 상에 패터닝 디바이스의 이미지를 형성하도록 배치된, (그 특성들이 측정되는) 투영 시스템에 수신된다. 이러한 측정 시스템들에서는 투영 시스템의 입사 동공 전체가 패터닝 디바이스로부터 방사선을 수신하는 것이 바람직하다. 하지만, 조명 시스템은 전형적으로 이미지 레벨 기판(예를 들면, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼) 상에 물체 레벨 레티클 또는 마스크의 (회절 제한) 이미지를 형성하기 위해 리소그래피 장치에 의해서도 또한 사용된다. 이것이 리소그래피 장치의 주목적이며, 종종 이러한 이미지 형성 노광 중에는 조명 모드가 국소 조명 모드를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 다중극(예를 들면, 2중극(dipole) 또는 4중극(quadrupole)) 조명 모드를 사용하는 것이 바람직할 수 있는데, 조명 시스템의 동공 평면에서는 유한 개수(예를 들면, 2 개 또는 4 개)의 개별 극 영역만이 방사선을 수신한다.
리소그래피 장치가 노광하고 있지 않으며 측정 시스템이 동공 평면 함수(예를 들면, 투영 시스템의 상대 위상 또는 강도 맵)를 측정하고 있을 때, 조명 시스템 동공 평면을 채우도록(및 그에 따라 투영 시스템의 입사 동공도 또한 채우도록) 조명 시스템을 재구성하는 것이 가능할 수 있다. 하지만, 그와 같이 하는 것(및 후속 노광 전에 노광 조명 모드로 되돌리는 것)은 이러한 인라인 측정에 필요한 것보다 더 많은 시간이 걸릴 수 있다.
따라서, 방사선으로 채워지는 투영 시스템의 입사 동공의 비율을 증가시키도록 물체 레벨 패터닝 디바이스로부터 산란되는 방사선의 각도 확산을 증가시키기 위해, 이러한 인라인 측정 중에 본 발명의 제1, 제2, 또는 제3 양태의 디퓨저가 사용될 수 있다.
측정 시스템은: 패터닝 디바이스; 방사선으로 패터닝 디바이스를 조명하도록 배치된 조명 시스템; 및 센서 장치를 포함할 수 있으며; 조명 시스템과 패터닝 디바이스는 투영 시스템이 패터닝 디바이스에 의해 산란된 방사선의 적어도 일부를 수신하도록 구성될 수 있고, 센서 장치는 투영 시스템이 수신된 방사선을 센서 장치에 투영하도록 구성될 수 있으며; 디퓨저는 조명 시스템에 의해 생성된 방사선을 수신하고 패터닝 디바이스를 조명하기 전에 방사선의 각도 분포를 변경하도록 작동 가능할 수 있다.
디퓨저는 적어도: 디퓨저가 조명 시스템에 의해 생성된 방사선의 경로에 적어도 부분적으로 배치되고 패터닝 디바이스를 조명하기 전에 방사선의 각도 분포를 변경하도록 배치되는 제1의 작동 위치와; 디퓨저가 조명 시스템에 의해 생성된 방사선의 경로를 벗어나서 배치되는 제2의 보관 위치 사이에서 이동 가능할 수 있다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 본 발명의 제4 양태에 따른 측정 시스템; 및 패터닝 디바이스에 의해 산란된 방사선의 적어도 일부를 수신하도록 구성되고 수신된 방사선을 센서 장치에 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하는, 리소그래피 장치가 제공된다.
디퓨저는 리소그래피 장치의 패터닝 디바이스 마스킹 블레이드 상에 장착될 수 있으며, 패터닝 디바이스 마스킹 블레이드의 에지는 리소그래피 장치의 필드 영역을 정의한다.
본 발명의 제6 양태에 따르면, 본 발명의 제2 양태에 따른 디퓨저를 형성하는 방법이 제공되며, 본 방법은: 제1 물질로 제1 층 - 제1 층은 제1 층의 적어도 하나의 표면 상에 나노구조를 포함함 - 을 형성하는 단계; 및 제1 층의 적어도 하나의 표면 상에 제2 물질로 제2 층을 형성하는 단계를 포함한다.
제1 층을 형성하는 단계는: 지지 물질의 층을 제공하는 단계; 지지 물질의 층의 표면 상에 자기 조립 금속 구조를 형성하는 단계; 및 자기 조립 금속 구조와 접촉하지 않는 지지 물질의 층의 부분을 선택적으로 에칭하는 단계를 포함할 수 있다.
지지 물질은 예를 들면, 실리콘 또는 다공성 실리콘(pSi)을 포함할 수 있다.
자기 조립 금속 구조는 예를 들면, 금으로 형성될 수 있다. 자기 조립 금속 구조는 PVD(물리 증착)에 의해 형성될 수 있다. 자기 조립은 필름 퇴적의 최초의 몇 나노미터에서 지지 물질의 층의 표면 상에 개별 금속 아일랜드들(discrete metal islands)이 형성된다는 알려진 강고한 현상에 의존한다.
이 기법에 의하면, 낮게는 약 10 nm 이하의 횡방향 분해능(즉, 지지 물질의 층의 평면에서)을 갖는 높은 종횡비(high-aspect-ratio)의 구조들이 지지 물질의 층에 형성될 수 있다. 따라서, 유리하게는, EUV 방사선에 대해 π 라디안의 위상 쉬프트를 달성하도록 제2 층의 충분한 두께를 가지면서도, 10° 정도, 또는 예를 들면, 7° 정도의 EUV 방사선에 대한 각도 발산을 달성할 수 있는 구조가 형성될 수 있다.
지지 물질의 층은 디퓨저가 형성되는 동안 지지 물질의 층을 지지하도록 작용할 수 있는 캐리어 층 상에 형성될 수 있으며, 본 방법은 제1 및 제2 층이 형성되고 나면 상기 캐리어 층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
캐리어 층은 질화규소(SiN), 다공성 실리콘(pSi), 또는 규화몰리브덴 (MoSi)으로 형성될 수 있다. 캐리어 층은 예를 들면, 에칭에 의해 제거될 수 있다.
본 발명의 제7 양태에 따르면, 제27 항 내지 제45 항 중 어느 한 항에 따른 디퓨저를 형성하는 방법에 제공되며, 본 방법은: 제1 물질로 형성된 지지층을 제공하는 단계; 및 지지층에 의해 지지되는 나노입자들의 층을 형성하기 위해 복수의 나노입자를 퇴적하는 단계를 포함한다.
지지층에 의해 지지되는 나노입자들의 층을 형성하기 위해 나노입자들을 퇴적하는 프로세스는 나노입자들의 랜덤 또는 준랜덤한 배치를 유발할 수 있기 때문에 본 발명의 제7 양태에 따른 방법은 유리하다. 이 방법은 저렴하고 간단하며 지지층에 대한 기판 설계의 큰 자유도를 제공하는 디퓨저의 대체 제작 방법을 제공하며, 그래서 지지층은 디퓨저의 열 관리가 가능하도록 더 잘 적합화될 수 있다.
예를 들어, 준랜덤 회절 구조를 형성하는 다른 방법은 높이, 피치, 및/또는 폭 중 적어도 하나의 준랜덤 분포를 갖는 지지 기판 상에 복수의, 예를 들면 직사각형의, 피처를 형성하는 것일 수 있다. 이러한 구조들은 준랜덤 구조를 계획하기 위한 모종의 메커니즘을 필요로 하며, 다음으로 예를 들면, 리소그래피 기법들을 사용하여 제조될 수 있다. 대조적으로, 일반적으로 나노입자들의 층을 형성하기 위해 복수의 나노입자를 퇴적하는 프로세스들은 랜덤 또는 준랜덤한 구조를 초래하며, 일반적으로 보다 저렴하고 실행하기가 더 간단한다. 또한, 예를 들면, 층 내의 나노입자들의 물질, 크기, 밀도와 같은 나노입자들의 층의 특성들을 변경함으로써, 디퓨저의 특성들이 쉽게 변경될 수 있다.
지지층에 의해 지지되는 나노입자들의 층을 형성하기 위해 복수의 나노입자를 퇴적하는 단계는 에어로졸 퇴적을 이용하여 달성될 수 있으며, 캐리어 가스 중에 부유된 나노입자들을 포함하는 에어로졸을 제공하는 단계; 및 지지층에 의해 지지되는 나노입자들의 층을 형성하기 위해 에어로졸로부터 복수의 나노입자를 퇴적하는 단계를 포함할 수 있다.
임의의 적절한 캐리어 가스가 사용될 수 있다.
스파크 어블레이션을 사용하여 에어로졸이 형성되는 실시예의 경우, 캐리어 가스는 예를 들면, 불활성 가스를 포함할 수 있다. 적합한 불활성 가스는 예를 들면, 희가스(예를 들면, 아르곤) 또는 질소를 포함할 수 있다. 이러한 불활성 가스들은 나노입자들의 원치 않는 반응(예를 들면, 산화)을 회피할 수 있기 때문에 유익하다.
콜로이드로부터 증기를 형성함으로써 에어로졸이 형성되는 실시예들에서, 캐리어 가스는 콜로이드의 캐리어 액체로부터 형성되는 가스일 수 있다. 캐리어 가스 또는 캐리어 액체는 콜로이드 및/또는 에어로졸이 안정적이 되도록 선택될 수 있다. 캐리어 유체는 나노입자들의 층의 형성 후에 캐리어 유체로부터의 분자 잔류물이 남지 않도록 캐리어 유체가 완전히 증발할 수 있도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 극성(예를 들면, 물) 캐리어 유체 또는 비극성(예를 들면, 헵탄 또는 헥산) 캐리어 유체가 사용될 수 있다.
이 에어로졸 기반의 방법은 약 20 nm까지의 나노입자 크기에 대해 기판 상에 다층의 나노입자들의 층을 형성하는 데 성공적으로 사용되고 있다.
캐리어 가스 중에 부유된 나노입자들을 포함하는 에어로졸을 제공하는 단계는 스파크 어블레이션을 사용한 에어로졸의 형성을 포함할 수 있다.
스파크 어블레이션은 에어로졸 생성을 위한 알려진 기법이다. 나노입자들의 물질로 형성된 전극들이, 전압 공급장치와 결합하여, 스파크 어블레이션을 통해 해당 물질의 나노입자들을 형성하는 데 사용될 수 있다. 전극들을 지나가는(또는 심지어는 통과하는) 적절한 캐리어 가스의 흐름이 에어로졸을 형성하는 데 사용될 수 있다.
캐리어 가스 중에 부유된 나노입자들을 포함하는 에어로졸을 제공하는 단계는 캐리어 액체 중에 부유된 나노입자들을 포함하는 콜로이드의 형성 및 콜로이드로부터 증기를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
지지층에 의해 지지되는 나노입자들의 층을 형성하기 위해 에어로졸로부터 복수의 나노입자를 퇴적하는 단계는 충돌 및/또는 확산을 통해 달성될 수 있다.
충돌은 에어로졸을 지지층으로 지향시킴으로써 달성될 수 있다.
지지층에 의해 지지되는 나노입자들의 층을 형성하기 위해 복수의 나노입자를 퇴적하는 단계는 콜로이드 퇴적을 이용하여 달성될 수 있으며, 캐리어 액체 중에 부유된 나노입자들을 포함하는 콜로이드를 제공하는 단계; 콜로이드를 지지층 상에 퇴적하는 단계; 및 지지층에 의해 지지되는 나노입자들의 층을 형성하기 위해 콜로이드로부터 복수의 나노입자를 퇴적하기 위해 증발을 통해 캐리어 액체를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들면, 콜로이드의 액적들이 지지층(또는 사용되는 경우에는 중간층) 상에 퇴적되어 건조될 수 있다. 캐리어 액체가 증발함에 따라, 나노입자들은 지지층 상에 남는다. 콜로이드 액적들은 임의의 적절한 크기를 가질 수 있다(예를 들어, 액적들은 1 μL 내지 1 mL 정도의 체적을 가질 수 있다). 콜로이드는 임의의 적절한 나노입자 농도를 가질 수 있다(예를 들면, 액적들은 ∼1010 - 1012 부(parts)/μL 정도의 농도를 가질 수 있다).
이러한 프로세스로부터의 건조 패턴은 성긴(sparse) 단층 및/또는 몇 개의 단층을 초래할 수 있다. 디퓨저에 적합한 랜덤 퇴적 패턴이 예를 들면, 다분산성 콜로이드 및/또는 상이한 형상들 및/또는 물질들의 혼합물을 포함하는 콜로이드를 사용함으로써 달성될 수 있다. 콜로이드는 다분산성 콜로이드일 수 있다. 이는 디퓨저에 적합한 랜덤 퇴적 패턴을 초래할 수 있다.
이러한 콜로이드 기반의 습식 합성 방법은 (예를 들면, 70 nm 정도의 크기를 갖는) 은, 금, 및 백금 나노입자들을 퇴적하는 데 성공적으로 사용되고 있다. 유사한 기법들이 본 발명의 제7 양태에 의해 예를 들면, 루테늄 또는 로듐으로 형성된 나노입자들을 퇴적하는 데 사용될 수 있다.
임의의 적절한 캐리어 액체가 사용될 수 있다. 캐리어 액체는 콜로이드가 안정적으로 유지되도록(즉, 나노입자들이 분산된 상태로 유지되고 용해 및/또는 응집되지 않도록) 선택될 수 있다. 캐리어 액체는 나노입자들의 층의 형성 후에 캐리어 액체로부터의 분자 잔류물이 남지 않도록 캐리어 유체가 완전히 증발할 수 있도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 극성(예를 들면, 물) 캐리어 유체 또는 비극성(예를 들면, 헵탄 또는 헥산) 캐리어 유체가 사용될 수 있다. 어떤 캐리어 유체들이 주어진 유형의 나노입자들에 적절할 지는 통상의 기술자에게 분명할 것이다.
이는 나노입자들의 층을 지지층에 용접 또는 소결하기 위해 지지층 및/또는 나노입자들의 층을 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이는 지지층 상에 나노입자들의 층을 유지시키는 것을 더욱 강화할 수 있다. 지지층 및/또는 나노입자들의 층의 가열은 예를 들면, e 빔 노광 또는 열 어닐링을 통해 달성될 수 있다.
디퓨저는 지지층과 나노입자들의 층 사이에 배치된 내부층을 더 포함할 수 있고, 내부층은 지지층 및 나노입자들의 층보다 낮은 융점을 가지며, 본 방법은 내부층을 내부층의 융점보다 높게 가열하는 단계 및 지지층을 나노입자들의 층에 브레이징(brazing)하기 위해 내부층이 냉각되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이는 지지층 상에 나노입자들의 층을 유지시키는 것을 더욱 강화할 수 있다. 내부층의 가열은 예를 들면, e 빔 노광 또는 열 어닐링을 통해 달성될 수 있다.
본 방법은 지지층에 의해 지지되는 나노입자들의 층을 형성하도록 복수의 나노입자가 퇴적되고 나면 나노입자들의 층을 지지하는 지지층의 표면과 반대인 지지층의 표면으로부터 지지층을 에칭하는 단계를 더 포함할 수 있다.
지지층의 이 백에칭은 나노입자들의 퇴적 중에 보다 두껍고 보다 안정적인 지지층이 사용될 수 있게 한다. 유리하게는, 이는 지지층의 손상, 또는 파열조차도 방지할 수 있다. 이 최종 에칭 단계는 모세관력(capillary forces)이 지지층을 제동하는 것을 방지할 수 있으므로 콜로이드를 사용하여 나노입자들이 퇴적되는 실시예들에 특히 유익할 수 있다. 나노입자들의 층이 형성되고 나면, 이 지지층의 두께는 에칭 프로세스를 사용하여 완결될 수 있다.
본 방법은 지지층 및/또는 나노입자들의 층을 적어도 부분적으로 덮는 커버층을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이제 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여 단지 예로서만 본 발명의 실시예들이 설명될 것이다.
도 1은 리소그래피 장치와 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템을 도시한다.
도 2는 반사 마커의 개략도이다.
도 3a 및 도 3b는 센서 장치의 개략도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 리소그래피 장치의 2중극(dipole) 조명 모드에 대한 강도 분포를 도시한다.
도 4b는 도 1에 도시된 리소그래피 장치의 4중극(quadrupole) 조명 모드에 대한 강도 분포를 도시한다.
도 5a는 도 1에 도시된 리소그래피 시스템의 일부를 형성할 수 있는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디퓨저의 개략적인 횡단면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 디퓨저의 개략적인 평면도이다.
도 6은 몇몇 재료에 대해 EUV 방사선에 대한 (1-n) 크기에 대한 EUV 방사선의 소광 계수 k의 플롯을 도시한다.
도 7은 도 5a 및 5b에 도시된 유형의 디퓨저에 대해 산란 방향으로의 산란각의 함수로서 산란된 방사선의 강도 분포를 도시한다.
도 8a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디퓨저를 형성하는 중간층 스택의 일부의 개략적인 횡단면도이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 중간층 스택의 일부의 개략적인 평면도이다.
도 9는 중간층 스택 내의 지지 물질의 층을 선택적으로 에칭함으로써 도 8a 및 8b에 도시된 중간층 스택으로부터 형성된 제2 중간층 스택의 일부의 개략적인 횡단면도이다.
도 10은 제2 중간층 스택 내의 지지 물질의 개질층 상에 산란 물질의 층을 형성함으로써 도 9에 도시된 제2 중간층 스택으로부터 형성된 제3 중간층 스택의 일부의 개략적인 횡단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 제3 중간층 스택으로부터 형성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 디퓨저의 일부의 개략적인 횡단면도이다.
도 12a는 지지층 상에 배치된 준랜덤(quasi-random) 굴절 구조들을 기초로 한 디퓨저의 개략도로서, 굴절 구조는 균일한 피치 L 및 높이 H의 준랜덤 분포를 갖는 복수의, 예를 들면 직사각형의, 피처들(features)을 포함한다.
도 12b는 지지층 상에 배치된 준랜덤 굴절 구조들을 기반으로 하는 디퓨저의 개략도로서, 굴절 구조는 균일한 높이 H, 및 피치 P 또는 폭 N, M의 준랜덤 분포를 갖는 복수의, 예를 들면 직사각형의, 피처들을 포함한다.
도 13a는 지지층에 의해 지지되는 나노입자들의 단분산 층(monodisperse layer)을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 디퓨저의 개략도이다.
도 13b는 지지층에 의해 지지되는 나노입자들의 다분산 층(polydisperse layer)을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 디퓨저의 개략도이다.
도 13c는 2 가지 상이한 유형의 물질을 포함하는 나노입자들의 다분산 층을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 디퓨저의 개략도이다.
도 14a는 디퓨저가 지지층 및/또는 나노입자들의 층을 적어도 부분적으로 덮는 커버층을 포함하는, 도 13a에 도시된 디퓨저의 변형을 도시한다.
도 14b는 나노입자들의 층이 지지층에 용접 또는 소결된, 도 13a에 도시된 디퓨저의 변형을 도시한다.
도 14c는 나노입자들의 층이 지지층과 나노입자들의 층보다 낮은 융점을 갖는 이들 사이의 내부층을 통해 지지층에 마이크로브레이징된, 도 13a에 도시된 디퓨저의 변형을 도시한다.
도 1은 방사선 소스(SO) 및 리소그래피 장치(LA)를 포함하는 리소그래피 시스템을 도시한다. 방사선 소스(SO)는 EUV 방사선 빔(B)을 생성하여 EUV 방사선 빔(B)을 리소그래피 장치(LA)에 공급하도록 구성된다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예를 들면, 마스크)를 지지하도록 구성된 지지 구조(MT), 투영 시스템(PS), 및 기판(W)을 지지하도록 구성된 기판 테이블(WT)을 포함한다.
조명 시스템(IL)은 EUV 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA)에 입사하기 전에 EUV 방사선 빔(B)을 컨디셔닝하도록 구성된다. 이에 대해, 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 미러 디바이스(facetted field mirror device)(10)와 패싯 퓨필 미러 디바이스facetted pupil mirror device(11)를 포함할 수 있다. 패싯 필드 미러 디바이스(10)와 패싯 퓨필 미러 디바이스(11)는 함께 EUV 방사선 빔(B)에 원하는 단면 형상 및 원하는 강도 분포를 제공한다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 미러 디바이스(10)와 패싯 퓨필 미러 디바이스(11)에 부가적으로 또는 대신에 다른 미러 또는 디바이스를 포함할 수 있다.
이렇게 컨디셔닝된 후, EUV 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스(MA)와 상호작용한다. 이 상호작용의 결과로, 패턴화된 EUV 방사선 빔(B')이 생성된다. 투영 시스템(PS)은 패턴화된 EUV 방사선 빔(B')을 기판(W) 상에 투영하도록 구성된다. 그러한 용도로, 투영 시스템(PS)은 패턴화된 EUV 방사선 빔(B')을 기판 테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 상에 투영하도록 구성된 복수의 미러(13, 14)를 포함할 수 있다. 투영 시스템(PS)은 패턴화된 EUV 방사선 빔(B')에 저감 계수를 적용할 수 있으며, 그래서 패터닝 디바이스(MA) 상의 대응하는 피처들보다 작은 피처들을 갖는 이미지를 형성할 수 있다. 예를 들면, 4 또는 8의 저감 계수가 적용될 수 있다. 투영 시스템(PS)은 도 1에서는 단 2 개의 미러(13, 14)를 갖는 것으로 도시되어 있으나, 투영 시스템(PS)은 상이한 개수의 미러(예를 들면, 6 개 또는 8 개의 미러)를 포함할 수도 있다.
기판(W)은 이전에 형성된 패턴을 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 리소그래피 장치(LA)는 패턴화된 EUV 방사선 빔(B')에 의해 형성된 이미지를 기판(W) 상에 이전에 형성된 패턴과 정렬시킨다.
상대 진공(relative vacuum), 즉 대기압보다 훨씬 낮은 압력의 소량의 가스(예를 들면, 수소)가 방사선 소스(SO)에, 조명 시스템(IL)에, 및/또는 투영 시스템(PS)에 제공될 수 있다.
방사선 소스(SO)는 레이저 생성 플라즈마(laser produced plasma: LPP) 소스, 방전 생성 플라즈마(discharge produced plasma: DPP) 소스, 자유 전자 레이저(free electron laser: FEL), 또는 EUV 방사선을 생성할 수 있는 기타 방사선 소스일 수 있다.
리소그래피 장치는 예를 들어, 스캔 모드로 사용될 수 있는데, 여기서는 방사선 빔에 부여된 패턴이 기판(W) 상에 투영(즉, 동적 노광)되는 동안 지지 구조(예를 들면, 마스크 테이블)(MT)와 기판 테이블(WT)이 동기화되어 스캔된다. 지지 구조(예를 들면, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도와 방향은 투영 시스템(PS)의 축소(demagnification) 및 이미지 반전 특성에 의해 결정될 수 있다. 기판(W)에 입사하는 패턴화된 방사선 빔은 방사선 밴드를 포함할 수 있다. 방사선 밴드는 노광 슬릿(exposure slit)으로 지칭될 수 있다. 스캐닝 노광 중에, 기판 테이블(WT)과 지지 구조(MT)의 이동은 노광 슬릿이 기판(W)의 노광 필드 위를 이동하도록 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 리소그래피 장치는 기판(W)에 패턴을 형성하기 위해 기판(W)의 일부를 노광시키는 데 사용될 수 있다. 원하는 패턴이 기판(W)에 전사되는 정확도를 향상시키기 위해, 리소그래피 장치(LA)의 하나 이상의 특성이 측정될 수 있다. 이러한 특성들은 정기적으로 예를 들면, 각 기판(W)의 노광 전 및/또는 후에 측정될 수 있거나, 보다 드물게 예를 들면, 교정 프로세스의 일부로서 측정될 수 있다. 측정될 수 있는 리소그래피 장치(LA)의 특성들의 예는 리소그래피 장치(LA)의 컴포넌트들의 상대적인 정렬 및/또는 리소그래피 장치의 컴포넌트들의 수차를 포함한다. 예를 들어, 패터닝 디바이스(MA)를 지지하기 위한 지지 구조(MT)와 기판(W)을 지지하기 위한 기판 테이블(WT)의 상대적인 정렬을 결정하기 위해 측정이 이루어질 수 있다. 지지 구조(MT)와 기판 테이블(WT)의 상대적인 정렬을 결정하는 것은 패턴화된 방사선 빔을 기판(W)의 원하는 부분에 투영하는 것을 돕는다. 이는 이미 방사선에 노광된 부분들을 포함하는 기판(W) 상에 패턴화된 방사선을 투영할 때, 이전에 노광된 영역들과 패턴화된 방사선의 정렬을 개선하기 위해 특히 중요할 수 있다.
추가적으로 또는 대체로서, 투영 시스템(PS)의 광학 수차를 결정하기 위해 측정이 이루어질 수 있다. 광학 수차는 근축 광학계(paraxial optics)로부터 광학 시스템의 성능이 일탈하는 것으로서, 기판(W)에서 노광된 패턴의 블러링 또는 왜곡을 초래할 수 있다. 투영 시스템(PS)의 수차는 기판(W) 상에 원하는 패턴이 형성되는 정확도를 높이도록 조정 및/또는 고려될 수 있다.
전술한 정렬 및 수차 측정과 같은 측정은 방사선으로 (도 1에 개략적으로 도시된 바와 같은) 반사 마커(17)를 조명함으로써 수행될 수 있다. 마커는 광학 시스템의 시야에 배치될 때 광학 시스템에 의해 생성된 이미지에 나타나는 반사성 피처이다. 본 명세서에 기재된 반사 마커들은 기준점으로 사용하기에 및/또는 광학 시스템에 의해 형성된 이미지의 특성들의 척도로서 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 반사 마커로부터 반사된 방사선은 하나 이상의 컴포넌트의 정렬 및/또는 하나 이상의 컴포넌트의 광학 수차를 결정하는 데 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 반사 마커(17)는 패터닝 디바이스(MA)의 일부를 형성한다. 리소그래피 노광을 수행하는 데 사용되는 패터닝 디바이스(MA)에는 하나 이상의 마커(17)가 제공될 수 있다. 마커(17)는 리소그래피 노광 중에 방사선으로 조명되는 패터닝 디바이스(MA)의 패턴화된 영역의 외부에 위치될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 하나 이상의 마커(17)가 지지 구조(MT)에 추가적으로 또는 대체로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 종종 피듀셜(fiducial)로 지칭되는 전용 하드웨어가 지지 구조(MT) 상에 제공될 수 있다. 피듀셜은 하나 이상의 마커를 포함할 수 있다. 이 설명의 목적을 위해, 피듀셜은 패터닝 디바이스의 예로 간주된다. 몇몇 실시예에서는, 리소그래피 장치(LA)의 하나 이상의 특성을 측정하도록 특별히 설계된 패터닝 디바이스(MA)가 측정 프로세스를 수행하기 위해 지지 구조(MT) 상에 배치될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)는 측정 프로세스의 일부로서 조명을 위한 하나 이상의 마커(17)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 리소그래피 장치(LA)는 EUV 리소그래피 장치이며 따라서 반사성 패터닝 디바이스(MA)를 사용한다. 마커(17)는 그래서 반사 마커(17)이다. 마커(17)의 구성은 마커(17)를 사용하여 행해지는 측정의 성질에 의존할 수 있다. 마커는 예를 들면, 흡수 영역에 둘러싸인 반사 영역을 포함하는 하나 이상의 반사성 핀홀 피처(pin hole features), 반사성 라인 피처, 복수의 반사성 라인 피처의 배열, 및/또는 반사성 회절 격자와 같은 반사성 격자 구조를 포함할 수 있다.
리소그래피 장치(LA)의 하나 이상의 특성을 측정하기 위해, 투영 시스템(PS)으로부터 출력되는 방사선을 측정하기 위해 (도 1에 개략적으로 도시된 바와 같은) 센서 장치(19)가 제공된다. 센서 장치(19)는 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 기판 테이블(WT) 상에 제공될 수 있다. 측정 프로세스를 수행하기 위해, 지지 구조(MT)는 패터닝 디바이스(MA) 상의 마커(17)가 방사선으로 조명되도록 배치될 수 있다. 기판 테이블(WT)은 마커로부터 반사된 방사선이 투영 시스템(PS)에 의해 센서 장치(19)로 투영되도록 위치될 수 있다. 센서 장치(19)는 센서 장치(19)에 의해 행해진 측정들로부터 리소그래피 장치(LA)의 하나 이상의 특성을 결정할 수 있는 컨트롤러(CN)와 통신한다. 몇몇 실시예에서는, 복수의 마커(17) 및/또는 센서 장치(19)가 제공될 수 있으며, 리소그래피 장치(LA)의 특성들은 복수의 상이한 필드 포인트(즉, 투영 시스템(PS)의 필드 또는 물체 평면의 위치)에서 측정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 몇몇 실시예에서 마커로부터 반사된 방사선은 리소그래피 장치(LA)의 컴포넌트들의 상대적인 정렬을 결정하는 데 사용될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 마커(17)는 방사선으로 조명될 때 방사선에 정렬 피처를 부여하는 피처를 포함할 수 있다. 피처는 예를 들면, 격자 구조 형태의 하나 이상의 반사 패턴을 포함할 수 있다.
방사선 빔(B) 내의 정렬 피처의 위치는 기판(W) 레벨(예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 기판 테이블(WT) 상)에 위치된 센서 장치(19)에 의해 측정될 수 있다. 센서 장치(19)는 그에 입사하는 방사선 내의 정렬 피처의 위치를 검출하도록 작동할 수 있다. 이는 패터닝 디바이스(MA) 상의 마커에 대한 기판 테이블(WT)의 정렬이 결정되도록 할 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)와 기판 테이블(WT)의 상대적 정렬을 아는 것에 의해, 패터닝 디바이스(MA)와 기판 테이블(WT)은 기판(W) 상의 원하는 위치에 (패터닝 디바이스(MA)로부터 반사된 패턴화된 방사선 빔(B)을 사용하여) 패턴을 형성하도록 서로에 대해 이동될 수 있다. 기판 테이블 상의 기판(W)의 위치는 별개의 측정 프로세스를 사용하여 결정될 수 있다.
위에서 더 설명한 바와 같이, 몇몇 실시예에서 패터닝 디바이스(MA)에는 투영 시스템(PS)의 수차를 측정하는 데 사용될 수 있는 하나 이상의 마커(17)가 제공될 수 있다. 전술한 정렬 측정과 유사하게, 기판 테이블(WT)에 또는 그 근처에 위치된 센서 장치(19)로 마커(17)로부터 반사된 방사선을 측정함으로써 수차가 검출될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 상의 하나 이상의 마커(17)는 조명 시스템(IL)에 의해 EUV 방사선으로 조명될 수 있다. 하나 이상의 마커로부터 반사된 방사선은 투영 시스템(PS)에 의해 투영 시스템(PS)의 이미지 평면에 투영된다. 하나 이상의 센서 장치(19)가 이미지 평면(예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 기판 테이블(WT) 상)에 또는 그 근처에 위치되어, 투영 시스템(PS)의 수차를 결정하기 위해 투영된 방사선을 측정할 수 있다. 투영 시스템(PS)의 수차를 결정하는 데 사용될 수 있는 마커(17)와 센서 장치(19)의 실시예가 이제 도 2와 도 3을 참조하여 설명될 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패터닝 디바이스(MA)의 일부를 형성할 수 있는 마커(17)의 개략도이다. 또한 도 2에는 데카르트 좌표계가 도시되어 있다. y 방향은 리소그래피 장치의 스캐닝 방향을 나타낼 수 있다. 즉, 스캐닝 노광 중에, 기판 테이블(WT)과 지지 구조(MT)의 이동은 패터닝 디바이스(MA)가 y 방향으로 기판(W)에 대해 스캐닝되도록 이루어질 수 있다. 마커(17)는 일반적으로 x-y 평면에 놓인다. 즉, 마커는 일반적으로 z 방향에 수직인 방향으로 연장된다. 일반적으로 평면에 놓인 마커에 대해 언급되지만, 마커는 평면에 전적으로 구속되지는 않는다는 것을 이해할 것이다. 즉, 마커의 일부는 마커가 일반적으로 놓여있는 평면 밖으로 연장될 수도 있다. 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 마커는 회절 격자를 포함할 수 있다. 회절 격자는 완전히 평면에 놓이지 않고 대신에 평면 밖으로 연장되는 부분을 포함하는 3 차원 구조를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 마커(17)는 제1 부분(17a)과 제2 부분(17b)을 포함한다. 제1 및 제2 부분 양자 모두는 주기적인 격자 구조를 포함하는 반사성 회절 격자를 포함한다. 격자 구조는 격자 방향으로 연장된다. 제1 부분(17a)은 도 2에서 u 방향으로 표시된 제1 격자 방향으로 연장되는 회절 격자를 포함한다. 제2 부분(17b)은 도 2에서 v 방향으로 표시된 제2 격자 방향으로 연장되는 회절 격자를 포함한다. 도 2의 실시예에서, u 및 v 방향 양자 모두는 x 및 y 방향 양자 모두에 대해 대략 45°로 정렬되며 서로 실질적으로 수직이다. 마커(17)의 제1 및 제2 부분(17a, 17b)은 동시에 또는 상이한 시간에 방사선으로 조명될 수 있다.
도 2에 도시된 실시예는 수직한 격자 방향들로 배향된 회절 격자들을 포함하는 제1 부분(17a)과 제2 부분(17b)을 포함하지만, 다른 실시예에서는 마커(17)는 다른 형태로 제공될 수도 있다. 예를 들어, 마커(17)는 체커보드 패턴을 형성하도록 배치된 반사 영역 및 흡수 영역을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 마커(17)는 핀홀 피처들의 어레이(array of pinhole features)를 포함할 수 있다. 반사성 핀홀 피처는 흡수성 물질에 둘러싸인 반사성 물질의 영역을 포함할 수 있다.
마커의 제1 부분(17a) 및/또는 제2 부분(17b)이 방사선으로 조명될 때, 복수의 회절 차수(diffraction orders)가 마커로부터 반사된다. 반사된 회절 차수의 적어도 일부는 투영 시스템(PS)으로 들어간다. 투영 시스템(PS)은 센서 장치(19) 상에 마커(17)의 이미지를 형성한다. 도 3a 및 도 3b는 센서 장치(19)의 개략도이다. 도 3a는 센서 장치의 측면도이고, 도 3b는 센서 장치의 평면도이다. 도 3a 및 도 3b에는 데카르트 좌표도 또한 도시되어 있다.
도 2, 도 3a, 및 도 3b에서 사용되는 데카르트 좌표계는 리소그래피 장치를 통해 전파되는 방사선의 좌표계로서 의도된다. 각각의 반사성 광학 요소에서, z 방향은 광학 요소에 수직인 방향으로 정의된다. 즉, 도 2에서 z 방향은 패터닝 디바이스(MA)와 마커(17)가 일반적으로 연장되는 x-y 평면에 수직이다. 도 3a 및 도 3b에서, z 방향은 회절 격자(19)와 방사선 센서(23)가 일반적으로 연장되는 x-y 평면에 수직이다. y 방향은 지지 구조(MT) 및/또는 기판 테이블(WT)이 스캐닝 노광 중에 서로에 대해 스캐닝되는 스캐닝 방향을 나타낸다. x 방향은 스캐닝 방향에 수직인 비스캐닝 방향을 나타낸다. (예를 들면, 도 1로부터) 리소그래피 장치에서, 패터닝 디바이스(MA)에서의 z 방향은 기판(W)에서의 z 방향과 정렬되지 않는다는 것을 알 것이다. 위에서 설명한 바와 같이, z 방향은 리소그래피 장치의 각 광학 요소에서 광학 요소에 수직인 것으로 정의된다.
센서 장치(19)는 투과형 회절 격자(21) 및 방사선 센서(23)를 포함한다. 투영 시스템(PS)으로부터 출력되는 방사선(25)의 적어도 일부는 회절 격자(21)를 통과하여 방사선 센서(23)에 입사한다. 회절 격자(21)는 도 3b에 보다 상세히 도시되며 체커보드 회절 격자를 포함한다. 검정색으로 음영 처리된 도 3b에 도시된 회절 격자(21)의 영역들은 입사 방사선에 대해 실질적으로 불투명하도록 구성된 회절 격자(21)의 영역들을 나타낸다. 음영 처리되지 않은 도 3b에 도시된 회절 격자(21)의 영역들은 방사선을 투과하도록 구성된 영역들을 나타낸다. 예시의 편의를 위해, 회절 격자(21)의 불투명 영역과 투과 영역은 도 3b에서 스케일에 맞춰 도시되지는 않았다. 예를 들어, 실제로는 회절 격자 자체의 크기에 대한 회절 격자 피처들의 스케일은 도 3b에 나타낸 것보다 작을 수 있다.
도 3b에 도시된 회절 격자(21)는 정사각형 형상의 투과 영역과 불투명 영역을 포함하는 체커보드 구성을 갖는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 실제로는 완벽하게 정사각형 형상인 투과 영역과 불투명 영역을 포함하는 투과형 회절 격자를 제조하는 것은 곤란하거나 불가능할 수 있다. 투과 영역 및/또는 불투명 영역은 따라서 완벽한 정사각형 이외의 단면 형상들을 가질 수 있다. 예를 들어, 투과 영역 및/또는 불투명 영역은 둥근 코너들을 갖는 정사각형(또는 보다 일반적으로는 직사각형)을 포함하는 단면 형상들을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 투과 영역 및/또는 불투명 영역은 실질적으로 원형 또는 타원형인 단면 형상들을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 회절 격자(21)는 불투명 물질로 형성된 핀홀의 어레이를 포함할 수 있다.
방사선 센서(23)는 방사선 검출기(23)에 입사하는 방사선의 공간 강도 프로파일을 검출하도록 구성된다. 방사선 검출기(23)는 예를 들면, 개별 검출기 요소들의 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방사선 검출기(23)는 CCD 또는 CMOS 어레이를 포함할 수 있다. 수차를 결정하기 위한 프로세스 중에, 지지 구조(MT)는 마커(17)가 조명 시스템(IL)으로부터의 방사선으로 조명되도록 위치될 수 있다. 기판 테이블(WT)은 마커로부터 반사된 방사선이 투영 시스템(PS)에 의해 센서 장치(19)로 투영되도록 위치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 마커(17)에는 복수의 회절 차수가 형성된다. 회절 격자(21)에서는 방사선의 추가 회절이 발생한다. 마커(17)에 형성된 회절 차수들과 회절 격자(21)에 형성된 회절 패턴들 사이의 상호작용은 간섭 패턴이 방사선 검출기(23) 상에 형성되게 한다. 간섭 패턴은 투영 시스템을 통해 전파된 파면(wavefronts)의 위상의 도함수와 관련이 있다. 간섭 패턴은 따라서 투영 시스템(PS)의 수차를 결정하는 데 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 마커(17)의 제1 및 제2 부분은 서로 수직으로 정렬된 회절 격자들을 포함한다. 마커(17)의 제1 부분(17a)으로부터 반사되는 방사선은 제1 방향의 파면과 관련된 정보를 제공할 수 있다. 마커의 제2 부분(17b)으로부터 반사되는 방사선은 제1 방향에 수직인 제2 방향의 파면과 관련된 정보를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 마커의 제1 및 제2 부분은 상이한 시간에 조명될 수 있다. 예를 들어, 마커(17)의 제1 부분(17a)은 제1 방향의 파면에 대한 정보를 도출하기 위해 제1 시간에 조명될 수 있고, 마커(17)의 제2 부분(17b)은 제2 방향의 파면에 대한 정보를 도출하기 위해 제2 시간에 조명될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)는 2 개의 수직 방향으로 순차적으로 스캔 및/또는 스테핑(stepping)될 수 있다. 예를 들어, 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)는 u 및 v 방향으로 서로에 대해 스테핑될 수 있다. 마커(17)의 제2 부분(17b)이 조명되는 동안 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)는 u 방향으로 스테핑될 수 있고, 마커(17)의 제1 부분(17a)이 조명되는 동안 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)는 v 방향으로 스테핑될 수 있다. 즉, 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)는 조명되고 있는 회절 격자의 격자 방향에 수직인 방향으로 스테핑될 수 있다.
패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)는 회절 격자들의 격자 주기의 일부(fraction)에 대응하는 거리만큼 스테핑될 수 있다. 스테핑 방향의 파면에 대한 정보를 도출하기 위해 상이한 스테핑 위치들에서 이루어진 측정들이 분석될 수 있다. 예를 들어, 측정 신호의 제1 고조파의 위상은 스테핑 방향으로의 파면의 도함수에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)를 (서로 수직인) u 및 v 방향 모두로 스테핑하는 것은 파면에 대한 정보가 2 개의 수직 방향으로 도출될 수 있게 하며, 그에 따라 전파면(full wavefront)이 재구성되게 할 수 있다.
(전술한 바와 같이) 조명되고 있는 회절 격자의 격자 방향에 수직인 방향으로 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)를 스테핑하는 것에 더하여, 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)는 또한 서로에 대해 스캐닝될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)의 스캐닝은 조명되고 있는 회절 격자의 격자 방향에 평행한 방향으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 마커(17)의 제1 부분(17a)이 조명되는 동안 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)는 u 방향으로 스캐닝될 수 있고, 마커(17)의 제2 부분(17a)이 조명되는 동안 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)는 v 방향으로 스캐닝될 수 있다. 조명되고 있는 회절 격자의 격자 방향에 평행한 방향으로 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)를 스캐닝하는 것은 측정치들이 회절 격자 전체에 걸쳐 평균화될 수 있게 하며, 그에 따라 스캐닝 방향으로의 회절 격자의 모든 변동에 대처할 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)의 스캐닝은 전술한 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 센서 장치(19)의 스테핑과는 다른 시간에 수행될 수 있다.
전술한 바와 같이, 센서 장치(19)의 일부를 형성하는 회절 격자(21)는 체커보드의 형태로 구성된다. 이는 센서 장치(19)가 u 방향 및 v 방향 양자 모두에서 파면 위상 변동의 결정 중에 사용될 수 있게 할 수 있다. 마커(17)와 센서 장치(19)를 형성하는 회절 격자들의 배열은 단지 예시적인 실시예로서 제시되었다. 파면 변동을 결정하기 위해 다양한 상이한 배열이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
몇몇 실시예에서, 마커(19) 및/또는 센서 장치(19)는 회절 격자 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시예에서 마커(17) 및/또는 센서 장치(19)는 단일 슬릿 또는 하나 이상의 핀홀 피처를 포함할 수 있으며, 이를 통해 방사선 빔의 적어도 일부가 전파될 수 있다. 마커(17)의 경우, 핀홀 피처는 방사선이 마커의 극히 일부에서만 반사되도록 흡수성 물질에 둘러싸인 반사성 물질의 일부를 포함할 수 있다. 단일 슬릿 피처는 흡수성 물질에 둘러싸인 반사성 물질의 단일 스트립의 형태를 가질 수 있다. 센서 장치(19)에서의 핀홀 피처 및/또는 단일 슬릿 피처는 투과형 피처일 수 있다. 일반적으로, 마커(17)는 기준점으로 사용되거나 방사선 빔의 척도를 결정하는 데 사용될 수 있는 피처를 방사선 빔에 부여하는 임의의 피처일 수 있다.
한편, 전술한 실시예에서는 단일의 마커(17)와 센서 장치(19)가 제공되지만, 다른 실시예들에서는 상이한 필드 포인트들에서 파면 위상 변동을 측정하기 위해 복수의 마커(17)와 센서 장치(19)가 제공될 수 있다. 일반적으로, 파면 위상 변동에 대한 정보를 제공하기 위해 임의의 개수 및 구성의 마커와 센서 장치(19)가 사용될 수 있다.
(도 1에 도시된 바와 같은) 컨트롤러(CN)는 센서 장치(19)에서 이루어진 측정치들을 수신하고는 그 측정치들로부터 투영 시스템(PS)의 수차를 결정한다. 컨트롤러는 리소그래피 장치(LA)의 하나 이상의 컴포넌트를 제어하도록 또한 구성될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(CN)는 기판 테이블(WT) 및/또는 지지 구조(MT)를 서로에 대해 이동시키도록 작동 가능한 포지셔닝 장치를 제어할 수 있다. 컨트롤러(CN)는 투영 시스템(PS)의 컴포넌트들을 조정하기 위한 조정 수단(PA)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 조정 수단(PA)은 컨트롤러(CN)에 의해 결정된 수차를 보정하기 위해 투영 시스템(PS)의 요소들을 조정할 수 있다.
투영 시스템(PS)은 복수의 반사 렌즈 요소(13, 14) 및 수차를 보정하기 위해 렌즈 요소들(13, 14)을 조정하기 위한 조정 수단(PA)을 포함한다. 이를 달성하기 위해, 조정 수단(PA)은 하나 이상의 상이한 방식으로 투영 시스템(PS) 내의 반사 렌즈 요소들을 조작하도록 작동 가능할 수 있다. 조정 수단(PA)은 다음의 것들의 임의의 조합을 행하도록 작동 가능할 수 있다: 하나 이상의 렌즈 요소를 변위시키기; 하나 이상의 렌즈 요소를 틸팅시키기; 및/또는 하나 이상의 렌즈 요소를 변형시키기.
투영 시스템(PS)은 불균일할 수 있는 광학 전달 함수를 갖는데, 이는 기판(W) 상에 이미징되는 패턴에 영향을 미칠 수 있다. 비편광 방사선의 경우, 이러한 효과는 2 개의 스칼라 맵(scalar maps)에 의해 상당히 잘 기술될 수 있는데, 이 2 개의 스칼라 맵은 투영 시스템(PS)을 빠져나가는 방사선의 투과(아포다이제이션(apodization)) 및 상대 위상(수차)을 그 동공 평면에서의 위치의 함수로서 기술한다. 투과 맵 및 상대 위상 맵으로 지칭될 수 있는 이들 스칼라 맵은 기저 함수들의 완전 집합(complete set)의 선형 조합으로 표현될 수 있다. "투과 맵"과 "상대 강도 맵"이라는 용어는 동의어이며, 투과 맵은 대신에 상대 강도 맵으로 지칭될 수도 있음을 이해할 것이다. 이들 스칼라 맵을 표현하는 데 특히 편리한 기저 함수들의 집합(세트)은 단위원(unit circle) 상에서 정의된 직교 다항식들의 집합을 형성하는 제르니케 다항식(Zernike polynomials)이다. 각 스칼라 맵의 결정은 이러한 전개(expansion)에서의 계수들을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 제르니케 다항식들은 단위원 상에서 직교하므로, 제르니케 계수들은 측정된 스칼라 맵과 각 제르니케 다항식의 내적을 차례로 계산하고 이를 해당 제르니케 다항식의 노름(norm)의 제곱으로 나눔으로써 결정될 수 있다.
투과 맵과 상대 위상 맵은 필드와 시스템에 종속적이다. 즉, 일반적으로 각 투영 시스템(PS)은 각 필드 포인트마다(즉, 그 이미지 평면의 각 공간 위치마다) 상이한 제르니케 전개를 갖게 된다.
투영 시스템(PS)의 수차를 결정하는 것은 제르니케 계수들을 얻기 위해 센서 장치(19)에 의해 이루어진 파면 측정치들을 제르니케 다항식들에 피팅하는 것을 포함할 수 있다. 상이한 제르니케 계수들은 투영 시스템(PS)에 의해 야기되는 상이한 형태의 수차에 대한 정보를 제공할 수 있다. 제르니케 계수들은 x 방향 및/또는 y 방향의 상이한 위치들에서(즉, 상이한 필드 포인트들에서) 독립적으로 결정될 수 있다.
상이한 제르니케 계수들은 투영 시스템(PS)에 의해 야기되는 상이한 형태의 수차에 대한 정보를 제공할 수 있다. 전형적으로 제르니케 다항식들은 복수의 차수를 포함하는 것으로 여겨지며, 각 차수는 연관된 제르니케 계수를 갖는다. 차수들 및 계수들은 흔히 Noll 인덱스로 지칭되는 인덱스로 라벨링될 수 있다. Noll 인덱스 1을 갖는 제르니케 계수는 제1 제르니케 계수로 지칭될 수 있고, Noll 인덱스 2를 갖는 제르니케 계수는 제2 제르니케 계수로 지칭될 수 있는 등이 이루어진다.
제1 제르니케 계수는 측정된 파면의 평균값(피스톤으로 지칭될 수 있음)과 관련된다. 제1 제르니케 계수는 투영 시스템(PS)의 성능과 관련이 없을 수 있으며, 그래서 본 명세서에서 설명되는 방법들을 사용하여 결정되지 않을 수 있다. 제2 제르니케 계수는 x 방향으로의 측정된 파면의 틸트와 관련된다. x 방향으로의 파면의 틸트는 x 방향으로의 배치에 상응한다. 제3 제르니케 계수는 y 방향으로의 측정된 파면의 틸트와 관련된다. y 방향으로의 파면의 틸트는 y 방향으로의 배치에 상응한다. 제4 제르니케 계수는 측정된 파면의 디포커스와 관련된다. 제4 제르니케 계수는 z 방향으로의 배치에 상응한다. 고차 제르니케 계수들은 다른 형태의 수차(예를 들면, 비점 수차, 코마 수차, 구면 수차, 및 기타 영향)와 관련된다.
본 설명 전체에 걸쳐서, "수차"라는 용어는 완벽한 구면 파면으로부터의 파면의 모든 형태의 편차를 포함하도록 의도된다. 즉, "수차"라는 용어는 이미지의 배치(예를 들면, 제2, 제3, 및 제4 제르니케 계수) 및/또는 5 이상의 Noll 인덱스를 갖는 제르니케 계수들과 관련된 것들과 같은 보다 고차의 수차에 관련될 수 있다.
위에서 상세히 설명된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)의 컴포넌트들의 정렬 및/또는 수차를 결정하기 위해 하나 이상의 반사 마커(17)가 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 수차를 결정하는 데 사용되는 마커들에 대한 컴포넌트들의 정렬을 결정하기 위해 별도의 마커들(17)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 노광 프로세스에 사용하는 데 적합한 패터닝 디바이스(MA)에는 리소그래피 노광 프로세스에 사용하는 데 적합한 패턴화된 영역 외부에 하나 이상의 마커가 제공될 수 있다. 하나 이상의 마커는 기판 테이블(WT)에 대한 패터닝 디바이스(MA)의 정렬을 결정하는 데 적합할 수 있다.
수차를 결정하는 데 적합한 하나 이상의 마커(17)가 리소그래피 노광을 수행하는 데 사용되는 패터닝 디바이스(MA)(예를 들면, 레티클)와 별개인 측정 패터닝 디바이스 상에 제공될 수 있다. 측정 패터닝 디바이스(MA)는 예를 들면, 수차 측정을 수행하기 위한 목적으로 지지 구조(MT) 상에 위치될 수 있다. 측정 패터닝 디바이스(MA)는 투영 시스템(PS)의 다른 특성들을 결정하는 데 적합한 다른 피처들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 측정 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)에 대한 측정 패터닝 디바이스의 정렬을 결정하는 데 적합한 마커를 추가로 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서는, 정렬 및 수차 양자 모두를 결정하는 데 동일한 마커가 사용될 수 있다. 예를 들어, 정렬 및 수차 양자 모두는 반사성 격자 구조(예를 들면, 회절 격자) 형태의 하나 이상의 마커를 사용하여 결정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 정렬 및 수차 양자 모두는 동일한 측정 세트를 사용하여 동시에 결정될 수 있다.
본 명세서에서 패터닝 디바이스(MA)에 대한 언급은 방사선을 변경하도록 구성된 하나 이상의 피처를 포함하는 임의의 디바이스를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 패터닝 디바이스(MA)에는 예를 들어, 리소그래피 노광 중에 사용하기 위한 패턴이 제공될 수 있다(예를 들면, 패터닝 디바이스는 레티클일 수 있다). 추가적으로 또는 대체로서, 패터닝 디바이스에는 측정 프로세스에 사용하기 위한 하나 이상의 마커가 제공될 수 있다. 일반적으로, 패터닝 디바이스들(MA)은 특정 프로세스를 수행하기 위해(예를 들면, 리소그래피 노광을 수행하기 위해 및/또는 하나 이상의 측정 프로세스를 수행하기 위해) 지지 구조(MT) 상에 배치되는 탈거 가능한 컴포넌트들이다. 하지만, 몇몇 실시예에서 리소그래피 장치(LA) 자체에는 하나 이상의 패터닝 피처가 제공될 수 있다. 예를 들어, 지지 구조(MT)에는 측정 프로세스에서 사용하기 위한 하나 이상의 패터닝 피처(예를 들면, 마커들)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 지지 구조(MT)에는 하나 이상의 마커를 포함하는 하나 이상의 피듀셜이 제공될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 지지 구조(MT) 자체는 방사선을 변경하도록 구성된 하나 이상의 피처가 제공되기 때문에 패터닝 디바이스의 예로 간주될 수 있다. 본 명세서에서의 반사 마커를 포함하는 패터닝 디바이스에 대한 언급은 탈거 가능한 패터닝 디바이스에 국한되는 것으로 해석되어서는 안 되며, 반사 마커가 배치된 모든 디바이스를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1을 참조하면, 패터닝 디바이스(MA)는 투영 시스템(PS)의 물체 평면에 배치되는 것으로 간주될 수 있고, 기판(W)은 투영 시스템(PS)의 이미지 평면에 배치되는 것으로 간주될 수 있다. 이러한 리소그래피 장치의 맥락에서, (패터닝 디바이스(MA)가 배치되는) 투영 시스템(PL)의 물체 평면, (기판(W)이 배치되는) 투영 시스템(PL)의 이미지 평면, 및 이들에 공액인 임의의 평면들은 리소그래피 장치의 필드 평면들로 지칭될 수 있다. 광학 시스템(예를 들면, 리소그래피 장치) 내에서, 제1 평면(P) 내의 각 점이 제2 평면(P')의 점으로 이미징되는 경우 2 개의 평면은 공액이 된다는 것을 이해할 것이다.
리소그래피 장치(LA)는 물체 평면에서 물체의 이미지 평면에 이미지를 형성하기 위해 광 파워(optical power)를 갖는 광학계(즉, 포커싱 및/또는 발산 광학계)를 포함한다는 것을 이해할 것이다. 이러한 광학 시스템 내에서, 각 필드 평면 쌍(pair of field planes) 사이에 선행 필드 평면과 후속 필드 평면의 푸리에 변환 평면인 동공 평면을 정의할 수 있다. 각각의 이러한 동공 평면 내의 전계의 분포는 선행 필드 평면에 배치된 물체의 푸리에 변환과 관련이 있다. 이러한 동공 평면의 품질은 시스템의 광학 설계에 의존하게 된다는 것과 이러한 동공 평면은 심지어는 만곡될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 2 개의 이러한 동공 평면을 조명 시스템 동공 평면과 투영 시스템 동공 평면으로 간주하는 것이 유용하다. 조명 시스템 동공 평면과 투영 시스템 동공 평면(및 기타 동공 평면들)은 상호 공액 평면들이다. 조명 시스템 동공 평면(PPIL)에서의 방사선의 강도(또는 동등하게는, 전계 강도) 분포는 조명 모드 또는 동공 충진(pupil fill)으로 지칭될 수 있으며, 패터닝 디바이스(MA)에서(즉, 물체 평면에서)의 광원뿔(light cone)의 각도 분포를 특징짓는다. 유사하게, 투영 시스템 동공 평면(PPIL)에서의 방사선의 강도(또는 동등하게는, 전계 강도) 분포는 웨이퍼 레벨에서(즉, 이미지 평면에서)의 광원뿔의 각도 분포를 특징짓는다.
조명 시스템(IL)은 조명 시스템 동공 평면에서의 빔의 강도 분포를 변경할 수 있다. 이는 패싯 필드 미러 디바이스(10)와 패싯 퓨필 미러 디바이스를(11)를 적절히 구성함으로써 달성될 수 있다.
기판(W)의 노광 중에, 조명 시스템(IL)과 투영 시스템(PS)은 이미지 레벨 기판(W)(예를 들면, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼) 상에 물체 레벨 패터닝 디바이스(MA)의 (회절 제한) 이미지를 형성하는 데 사용된다. 이러한 노광 중에, 조명 모드는 국소 조명 모드를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 다중극(예를 들면, 2중극(dipole) 또는 4중극(quadrupole)) 조명 모드를 사용하는 것이 바람직할 수 있는데, 조명 시스템의 동공 평면(PPIL)에서는 유한 개수(예를 들면, 2 개 또는 4 개)의 개별 극 영역만이 방사선을 수신한다. 이러한 조명 모드의 2 가지 예가 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다. 예를 들어, 조명 모드는 도 4a에 도시된 바와 같은 2중극 분포(30) 또는 도 4b에 도시된 바와 같은 4중극 분포(32)일 수 있다. 도 4a 및 도 4b에는 투영 시스템(PS)에 의해 물리적으로 캡처되어 이미지 평면에 이미징될 수 있는 것의 한계(이는 개구수(NA), 또는 투영 시스템(PS)에 의해 캡처될 수 있는 최대 각도의 사인(sine)을 나타냄)를 나타내는 원(34)이 또한 도시되어 있다. 투영 시스템(PS)의 개구수(NA)에 의해 정규화된 좌표에서, 원(34)은 반경 σ = 1 을 갖는다. 2중극 분포(30)는 강도가 0이 아닌 2 개의 정반대의 극 영역(36)을 포함한다. 4중극 분포(32)는 도 4a에 도시된 것과 유사한 제1의 2중극 분포 및 제1의 2중극 분포에 대해 π/2 라디안만큼 회전되지만 그 외에는 동일한 제2의 2중극 분포를 포함한다. 따라서, 4중극 분포(32)는 강도가 0이 아닌 4 개의 극 영역(34)을 포함한다.
리소그래피 장치가 기판(W)을 노광하고 있지 않을 때, 패터닝 디바이스(MA) 상에 제공된 하나 이상의 반사 마커는 예를 들면, 리소그래피 장치(LA)와 관련된 정렬 및/또는 수차를 결정하기 위한 측정 프로세스에 사용될 수 있다. 정렬 및/또는 수차를 측정하기 위해 마커로부터의 반사를 이용할 때, 마커로부터 반사된 방사선은 투영 시스템(PS)의 동공의 상당 부분을 채우는 것이 바람직할 수 있다. 이를 달성하기 위해, 원리상 조명 시스템(IL)은 조명 시스템 동공 평면을 채우도록(및 그에 따라 투영 시스템의 입사 동공도 또한 채우도록) 재구성될 수 있다. 하지만, 그와 같이 하는 것(및 후속 노광 전에 노광 조명 모드로 되돌리는 것)은 이러한 인라인 측정에 필요한 것보다 더 많은 시간이 걸릴 수 있다. 따라서, 방사선으로 채워지는 투영 시스템(PS)의 입사 동공의 비율을 증가시키도록 물체 레벨 패터닝 디바이스로부터 산란되는 방사선의 각도 확산을 증가시키도록 배치된 디퓨저를 이러한 측정 중에 제공하는 것이 알려져 있다.
이러한 디퓨저는 이들 계측 측정 중에 방사선 빔의 경로에 배치될 수 있으나 기판(W)의 노광 중에는 배치될 수 없다. 이는 EUV 리소그래피 장치가 반연속적인 인라인 계측을 수행하도록 작동 가능할 수 있게 하는데, 이는 다시 투영 시스템(PS), 지지 구조(MT), 및 기판 테이블(WT)의 최적의 동적 셋업을 유지하는데 사용될 수 있다. 또한, 이러한 측정 시스템들은 기판(W)의 노광 전에 패터닝 디바이스들(MA)을 기판들(W)에 정렬하는 데 사용될 수 있다.
몇몇 기존 측정 시스템은 물체 레벨에서, 통합형 디퓨저와 패터닝 디바이스(예를 들면, 1 차원 회절 격자)를 사용한다. 일 구성은 지지 구조(MT)에 장착된 3 차원 구조를 사용하며, 2 개의 상이한 평면에 배치된 오목형 디퓨저와 격자 멤브레인을 포함한다. EUV 방사선 빔(B)의 방사선 빔은 조명 시스템(IL)을 나와서는, (방사선의 각도 확산을 증가시키는) 오목형 디퓨저로부터 반사되며, 다음으로 반사 후에 (방사선을 산란 - 산란된 방사선의 일부는 투영 시스템에 의해 캡쳐됨 - 시키는) 격자 멤브레인을 통과한다. 이러한 3 차원 구성은 레티클 상에 형성될 수 없으며, 따라서 피듀셜에 형성된다.
WO2017/207512에 기재된 바와 같은, 다른 구성은 통합형 디퓨저와 패터닝 디바이스인 반사 물체를 사용한다. 이 구성은 EUV 방사선을 우선적으로 반사하도록 배치된 다층 반사 스택의 형태로서, EUV 흡수 물질의 패턴(예를 들면, 회절 격자)이 도포된다. 다층 반사 스택의 층들에는 반사된 방사선이 확산되도록 표면 거칠기가 제공된다. 하지만, 이러한 패터닝 디바이스는 원리상 레티클 상에 제공될 수는 있으나, 이러한 내장 표면 거칠기를 갖는 패터닝 디바이스를 제조하는 것은 훨씬 더 복잡하다. 따라서, 실제에서는 이러한 패터닝 디바이스는 피듀셜에 형성될 가능성이 더 높다.
본 발명의 실시예들은 위에서 논의된 유형의 EUV 리소그래피 장치 내의 EUV 측정 시스템들에 사용하기에 특히 적합한 신규한 디퓨저에 관한 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 디퓨저(50)가 도 5a 및 도 5b에 개략적으로 도시되어 있다. 디퓨저(50)는 탄소 나노튜브(52)로 형성된 멤브레인과 탄소 나노튜브 멤브레인(52)의 두 상반 표면에 도포된 산란 물질(54)의 2개의 층을 포함한다. 탄소 나노튜브 멤브레인(52)은 그 두 상반 표면에 나노구조가 제공된 지지 물질의 층을 형성한다고 간주될 수 있다.
탄소 나노튜브 멤브레인(52)은 EUV 방사선에 대해 1에 가까운 굴절률 및 EUV 방사선에 대해 비교적 낮은 흡수 계수를 갖는다. 따라서, 탄소 나노튜브 멤브레인(52)은 EUV 방사선에 대해 비교적 광학적으로 중성인 것으로 여겨질 수 있다.
대조적으로, 산란 물질(54)의 층들은 (EUV 방사선에 대해 적당히 큰 투과율을 가지면서도) EUV 방사선에 대해 큰 각도 분산을 야기하도록 적절한 광학 특성들을 갖는 물질로 형성된다.
따라서, 산란 물질(54)의 층들은 탄소 나노튜브 멤브레인(52)의 굴절률과 다른 굴절률로 형성된다. 특히, 산란 물질은 (1-n)의 크기가 가능한 한 크도록 굴절률 n을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 추가로, 산란 물질은 가능한 한 작은 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 갖는 물질로 형성될 수 있다.
디퓨저(50)는 EUV 방사선에 사용하기 위한 투과형 디퓨저라는 것이 이해될 것이다. 일반적으로, 디퓨저(50)에 의해 출력되는 EUV 방사선의 강도를 최대화하기 위해서는, 산란 물질(54)의 층들에 의해 야기되는 감쇠를 최소화하는 것이 바람직하다. 이는 산란 물질의 소광 계수를 최소화함으로써 및/또는 산란 물질의 두께를 최소화함으로써 행해질 수 있다. 또한, 주어진 산란 물질에 대해, 각도 분산량을 증가시키기 위해서는 층(들)의 두께를 증가시키는 것이 바람직한 반면 산란 물질에 의해 야기되는 감쇠를 줄이기 위해서는 층(들)의 두께를 줄이는 것이 바람직하다는 것을 이해할 것이다. (1-n)의 크기가 큰 산란 물질을 사용하면 (적정한 각도 분산을 제공하면서도) 두께를 줄일 수 있다. EUV 방사선에 대해 작은 소광 계수 k를 갖는 산란 물질을 사용하면 (적정한 투과율을 제공하면서도) 두께를 증가시킬 수 있다.
산란 물질(54)의 층들에 적합한 물질들은 몰리브덴, 루테늄, 또는 니오븀을 포함한다. 도 6은 이들 3 가지 물질과 탄소 및 실리콘에 대해 EUV 방사선에 대한 (1-n)의 크기에 대해 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 플롯을 나타낸다.
이미 언급된 바와 같이, EUV 방사선에 대한 산란 물질의 (1-n)의 크기를 최대화하는 것이 바람직하다. 몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 산란 물질의 (1-n)의 크기는 역치 0.06 보다 클 수 있다(즉, 도 6에서 라인 60의 우측). 몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 산란 물질의 (1-n)의 크기는 역치 0.08 보다 클 수 있다(즉, 도 6의 라인 62의 우측). 몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 산란 물질의 (1-n)의 크기는 역치 0.1 보다 클 수 있다(즉, 도 6에서 라인 64의 우측). 몇몇 실시예에서, EUV 방사선에 대한 산란 물질의 (1-n)의 크기는 역치 0.12 보다 클 수 있다(즉, 도 6에서 라인 66의 우측).
이미 언급된 바와 같이, EUV 방사선에 대한 산란 물질의 소광 계수 k를 최소화하는 것이 바람직하다. 몇몇 실시예에서, 산란 물질은 역치 0.04 nm-1 미만(즉, 도 6의 라인 70의 하측)의 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 산란 물질은 역치 0.03 nm-1 미만(즉, 도 6의 라인 72의 하측)의 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 산란 물질은 역치 0.02 nm-1 미만(즉, 도 6의 라인 74의 하측)의 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 산란 물질은 역치 0.01 nm-1 미만(즉, 도 6의 라인 76의 하측)의 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 가질 수 있다.
주어진 산란 물질에 대해, 각도 분산량을 증가시키기 위해서는 층(들)의 두께를 증가시키는 것이 바람직한 반면 산란 물질에 의해 야기되는 감쇠를 줄이기 위해서는 층(들)의 두께를 줄이는 것이 바람직하다는 것을 이해할 것이다. (1-n)의 크기가 큰 산란 물질을 사용하면 (적정한 각도 분산을 제공하면서도) 두께를 줄일 수 있다. EUV 방사선에 대해 작은 소광 계수 k를 갖는 산란 물질을 사용하면 (적정한 투과율을 제공하면서도) 두께를 증가시킬 수 있다. 따라서, 실제에서는 이들 두 요건의 균형을 이루는 적절한 물질이 선택될 수 있음을 이해할 것이다.
몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기는 역치 0.06 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.01 nm-1 보다 작으며; 또는 (1-n)의 크기는 역치 0.08 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.02 nm-1 보다 작으며; 또는 (1-n)의 크기는 역치 0.1 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기는 역치 0.03 nm-1 보다 작으며; 또는 (1-n)의 크기는 역치 0.12 보다 크고 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 크기가 역치 0.04 nm-1 보다 작다. 즉, 물질은 도 6의 크로스해칭된 영역에서 찾을 수 있다.
몇몇 실시예에서, (1-n)의 크기와 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k는 다음의 관계를 충족하며:
Figure pct00001
여기서 |1-n|은 (1-n)의 크기이다. 이는 도 6의 라인 80의 하측에 있는 것에 상응한다.
복수의 층으로 디퓨저(50)를 형성함으로써, (지지층으로 지칭될 수 있는) 탄소 나노튜브 멤브레인(52)은 (산란층으로 지칭될 수 있는) 산란 물질의 층들(54)에 나노구조를 부여하는 데 사용될 수 있다.
산란을 유발하며 나노구조가 형성된 물질의 층들(54)을 제공하는 것은 (예를 들면, 13.5 nm의 파장을 가질 수 있는) EUV 방사선에 사용하는 데 특히 유리한데, 이는 그러한 나노구조는 확산시키고자 하는 방사선의 파장과 대등하거나 그보다 작은 치수를 갖는 피처들을 포함하기 때문이다. 이들 조건 하에서, 산란은 미산란 체계(Mie-scattering regime)에 있으며, 상당한 각도 분산이 달성될 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시예에서, 탄소 나노튜브 멤브레인(52) 및 산란 물질(54)의 층들 양자 모두에 형성된 나노구조는 2 내지 10 nm 범위의 치수를 갖는 피처들을 포함한다.
탄소 나노튜브 멤브레인(52)은 랜덤하게 배향된 나노튜브의 집합으로서 또는 나노튜브의 구조화된 어레이로서 다양한 방식으로 생성될 수 있다. 특히 구조화된 어레이 유형은 회절/산란 디바이스로서 잘 기능하는데: 나노튜브들은 2 내지 10 nm의 전형적인 직경을 가지며, 13.5 nm의 EUV 파장보다 훨씬 낮은 치수의 격자 구조를 형성한다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 디퓨저(50)에서, 디퓨저(50)는 일반적으로 평면형이고 일반적으로 x-y 평면에 놓이며, 멤브레인(52)은 일반적으로 x 방향으로 연장되는 나노튜브의 구조화된 어레이를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 경우, 일반적으로 평면형인 것으로 기술되는 물체는 물체의 치수들에서 다른 두 치수보다 하나의 치수(도 5a 및 도 5b에서는 z 방향)가 현저히 작다는 것을 의미함을 이해할 것이다.
도 5a에 다소 개략적으로 나타낸 바와 같이, 사용시 방사선(56)은 일반적으로 z 방향으로 전파하는 디퓨저(50)에 입사한다. 이 입사 방사선(56)은 조명 시스템(IL)에 의해 출력되는 방사선 빔(B)에 대응할 수 있다. 입사 방사선은 상이한 입사각의 범위를 갖는 방사선을 포함할 수 있으며, 도 5a에 도시된 화살표(56)는 주광선의 방향을 나타낼 수 있음을 이해할 것이다. 산란 물질(54)의 층들은 이 입사 방사선이 보다 넓은 범위의 각도에 걸쳐 확산되게 한다. 이것이 화살표(58)로 개략적으로 나타나 있다.
사용시, 디퓨저(50)는 물체 레벨 마커로부터 반사된 방사선이 투영 시스템(PS)으로 들어가는 각도의 범위를 증가시키는 데 사용될 수 있다. 특히, 디퓨저(50)의 각 부분이 리소그래피 장치(LA) 내의 패터닝 디바이스(MA)에 의해 수용되는 방사선의 각도 범위 정도(order)인 방사선(58)의 발산을 야기하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 리소그래피 장치 내의 패터닝 디바이스(MA)(및 투영 시스템(PS))의 개구수는 0.08 정도일 수 있는데, 이는 대략 7°의 각도 범위에 대응한다. 따라서, 제2 부분(105)에 의해 형성되는 각각의 렌즈가 7° 정도인 방사선(56)의 발산을 야기하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 패터닝 디바이스(MA) 상의 각 필드 포인트가 7° 정도의 전각도 범위를 갖는 원뿔 내의 실질적으로 전체 각도 범위로부터 방사선을 수신하도록 보장할 수 있다. 동등하게, 이는 패터닝 디바이스가 실질적으로 완전한 동공 충진(full pupil fill)으로 조명되는 것을 보장할 수 있다.
도 7은 탄소 나노튜브 멤브레인(52)의 탄소 나노튜브가 약 10 nm의 직경을 가지며 산란 물질의 층들(54)이 4 nm 두께의 몰리브덴을 포함하는 실시예에 대해 산란된 방사선(58)의 강도 분포(90)를 디퓨저(50)의 산란 방향에서의 산란각의 함수로 나타내고 있다. 이 실시예에 대한 탄소 나노튜브 멤브레인(52)의 탄소 나노튜브 밀도는 약 50 %이다. 도 7로부터 이 각도 분포(90)의 폭(92)(예를 들면, 반치전폭(full width at half maximum))이 7° 정도가 될 수 있음을 알 수 있다.
몇몇 실시예에서, 디퓨저(50)는 디퓨저(50)의 두께를 가로질러 전파되는 EUV 방사선(56)에 대해 (2m+1)π 라디안의 위상 쉬프트를 야기하도록 배치된 (도 5a 및 도 5b에서의 z 방향으로의) 두께를 가질 수 있다. 유리하게는, 이는 0차(또는 경면) 산란을 억제한다.
탄소 나노튜브 멤브레인(52)은 EUV 방사선에 대해 비교적 광학적으로 중성이기 때문에, 디퓨저(50)를 통해 전파됨으로써 야기되는 위상 쉬프트는 주로 산란 물질(54)의 층들에 의해 야기될 수 있다. 산란 물질을 통해 전파됨으로써 야기되는 위상 쉬프트는 2π/λ에 산란 물질로 인한 광경로 길이의 변화를 곱한 값이며, 여기서 λ는 EUV 방사선의 파장임을 이해할 것이다. 산란 물질이 굴절률 n2를 갖는 광학 매체에 담기면, 산란 물질로 인한 광경로 길이의 변화는 (n-n2)·t 로 주어지는데, 여기서 t는 산란 물질의 두께이다.
예를 들어, 산란 물질이 진공(즉, n2=1)에서 (약 0.92의 굴절률을 갖는) 몰리브덴을 포함하는 실시예의 경우, 물질의 두께가 대략 85 nm이면 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 π 라디안의 위상 쉬프트가 달성될 수 있다. 몰리브덴이 탄소 나노튜브 멤브레인(52) 상에 각각 약 8 nm의 두께를 갖는 복수의 층으로 형성되면, 10 개의 층을 가짐으로써 약 π 라디안의 위상 쉬프트가 달성될 수 있다. EUV 방사선에 대한 이러한 구조의 투과율은 > 50 %이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 디퓨저(50)는 회절 격자를 형성하며, 격자 라인들은 대체로 y 방향으로 연장된다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 도 5a 및 도 5b에 도시된 디퓨저(50)는 주로 x 방향(디퓨저(50)의 평면에서의 디퓨저(50)의 산란 방향으로 지칭될 수 있음)에서 이를 통과하는 EUV 방사선(56)의 각도 분산을 야기한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 도 5a 및 도 5b에 도시된 유형의 적어도 2 개의 디퓨저(50)를 포함하는 디퓨저들이 제공되며, 적어도 2 개의 디퓨저(50)의 산란 방향들은 상이하다.
예를 들면, 일 실시예에서, 디퓨저는 도 5a 및 도 5b에 도시된 유형의 2 개의 디퓨저(50)를 포함할 수 있는데: 제1 디퓨저(50)는 x 방향으로 각도 분산을 야기하도록 배치되고; 제2 디퓨저(50)는 y 방향으로 각도 분산을 야기하도록 배치된다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 유형의 더 많은 디퓨저(50) - 각각 상이한 산란 방향을 가짐 - 를 추가함으로써, 모든 방향으로의 산란이 달성될 수 있다. 예를 들면, 그 산란 방향들이 x 방향에 대해 +45° 및 -45°로 배치된 추가 디퓨저들(50)이 부가될 수 있다. 또한, 그 산란 방향들이 x 방향에 대해 +30°, +60°, -30° 및 -60°로 배치된 추가 디퓨저들(50)이 부가될 수 있는 등이 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 몇몇 실시예는 복수의 층(각 층은 예를 들면, 도 5a 및 도 5b에 도시된 유형의 디퓨저(50)를 포함함)을 포함하는 디퓨저들에 관한 것인데, 각 층은 그 통과하는 EUV 방사선의 각도 분포를 상이하게 변경하도록 배치된다. 유리하게는, 복수의 층 - 각 층은 그 통과하는 EUV 방사선의 각도 분포를 상이하게 변경하도록 배치됨 - 을 제공함으로써, 디퓨저는 EUV 방사선 빔이 원하는 각도 범위에 걸쳐 보다 효율적으로 확산될 수 있게 하는 구성을 제공한다. 또한, 그 통과하는 EUV 방사선의 각도 분포를 상이하게 변경하는 복수의 층은 디퓨저를 빠져나가는 방사선의 각도 분포에 대해 보다 많은 제어를 제공한다.
몇몇 실시예에서, 개별 층들(각각은 도 5a 및 도 5b에 도시된 유형의 디퓨저(50)임)의 산란 특성들이 개별적으로 튜닝될 수 있다. 이는 예를 들면, 탄소 나노튜브 직경 및/또는 탄소 나노튜브 패킹 밀도와 같은 예를 들어, 탄소 나노튜브 멤브레인(52)의 파라미터들을 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 이와 같이, 이러한 다층 디퓨저들은 리소그래피 장치 내의 투영 시스템(PS)의 입사 동공에 적합화될 수 있다. 예를 들어, 산란 특성들은: 입사 동공 전체에 걸쳐 구배를 최소화하기 위해; 및/또는 투영 시스템(PS)의 개구수 밖으로 산란되는 방사선의 양을 최소화하기 위해, 투영 시스템(PS)의 입사 동공을 채우도록 튜닝될 수 있다.
예를 들어, 이러한 다층 디퓨저의 복수의 층 중 적어도 2 개는 그 각각의 산란 방향에서 이들을 통과하는 EUV 방사선의 상이한 양의 각도 분산을 야기하도록 배치될 수 있다. 유리하게는, 이는 분산량이 특정 목적에 적합화되도록 할 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치(LA)의 투영 시스템(PS)은 물체 레벨 레티클 또는 마스크 상의 대응하는 피처들보다 작은 피처들을 갖는 이미지를 형성하기 위해 저감 계수를 적용할 수 있다. 몇몇 시스템에서, 투영 시스템(PS)은 2 개의 직교 방향으로 상이한 저감 계수들이 적용되게 하는 아나모픽 설계(anamorphic design)를 가질 수 있다. 이러한 설계에서, 개구수는 (원과 달리) 투영 시스템(PS)의 입사 동공에서 타원으로 나타낼 수 있다. 이러한 아나모픽 투영 시스템(PS)에서는, 예를 들면, 이 타원의 장축에 대응하는 방향으로는 보다 많은 확산을 가지며 이 타원의 단축에 대응하는 방향으로는 보다 적은 확산을 갖는 디퓨저를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 그 각각의 (상호 수직인) 산란 방향으로 EUV 방사선의 상이한 양의 각도 분산을 각각 야기하는 2 개의 층(각각은 도 5a 및 도 5b에 도시된 유형의 디퓨저(50)임)을 사용함으로써 달성될 수 있다.
전술한 실시예들에서는 산란 물질의 층들(54)을 위한 지지층이 탄소 나노튜브 멤브레인에 의해 제공되지만, 대체 실시예들에서는 지지층이 나노구조가 제공된 임의의 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 지지층은 EUV 방사선에 대해 비교적 광학적으로 중성인(즉, EUV 방사선에 대해 1에 가까운 굴절률 및 EUV 방사선에 대해 비교적 낮은 흡수 계수를 갖는) 물질로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 지지층은 대신에 다공성 실리콘에 의해 제공된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 디퓨저 및 이를 형성하는 프로세스가 이제 도 8a 내지 도 11을 참조하여 논의된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 디퓨저는 적어도 하나의 표면 상에 나노구조를 포함하는 지지 물질의 층을 포함하는데, 나노구조는 지지 물질의 자기 조립 금속 보조 화학 에칭(self-assembled metal-assisted chemical etching )에 의해 형성되었다. 이 지지 물질의 층은 산란 물질로 코팅된다. 지지 물질의 자기 조립 금속 보조 화학 에칭에 의한 지지 물질 내의 나노구조 형성이 이제 도 8a 내지 도 9를 참조하여 논의된다.
먼저, 중간층 스택(98)이 형성된다. 도 8a는 중간층 스택(98)의 일부의 개략적인 횡단면도이고, 도 8b는 중간층 스택(98)의 일부의 개략적인 평면도이다.
중간층 스택(98)은 지지 물질(100)의 층을 포함한다. 지지 물질은 예를 들면, 실리콘 또는 다공성 실리콘(pSi)을 포함할 수 있다. 지지 물질(100)의 층은 60 nm 정도의 두께를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 지지 물질은 EUV 방사선에 대해 1에 가까운 굴절률 및 EUV 방사선에 대해 비교적 낮은 흡수 계수를 갖는 물질이다. 이러한 실시예들에서, 지지 물질은 EUV 방사선에 대해 비교적 광학적으로 중성인 것으로 여겨질 수 있다.
지지 물질(100)의 층은 디퓨저가 형성되는 동안에 지지 물질(100)의 층을 지지하도록 작용할 수 있는 캐리어 층(102) 상에 형성된다. 캐리어 층(102)은 질화규소(SiN), 다공성 실리콘(pSi), 또는 규화몰리브덴 (MoSi)으로 형성될 수 있다. 캐리어 층(102)은 예를 들면, 약 100 nm 정도의 두께를 가질 수 있다.
중간층 스택(98)은 지지 물질의 층(100)의 표면 상에 형성된 자기 조립 금속 구조를 더 포함한다. 자기 조립 금속 구조는 예를 들면, 금으로 형성될 수 있다. 자기 조립 금속 구조는 PVD(physical vapor deposition: 물리 증착)에 의해 형성될 수 있다. 자기 조립은 필름 퇴적의 최초의 몇 나노미터에서 지지 물질(100)의 층의 표면 상에 개별 금속 아일랜드들(discrete metal islands)(104)이 형성된다는 알려진 강고한 현상에 의존한다(특히 도 8b 참조). 이는 예를 들면, X. Yu 외의, "Coalescence and percolation in thin metal-films", Phys. Rev. B 44(23), 13163 - 13166(1991)에 설명되어 있으며, 상기 논문은 그 전체가 본 명세서에 참조로 편입되어 있다.
다음으로 이제 도 9를 참조하여 설명되는 바와 같이, 중간층 스택(98)으로부터 제2 중간층 스택(108)이 형성된다. 중간층 스택(98) 내의 지지 물질(100)의 층이 다음으로, 도 9의 횡단면도로 나타낸 바와 같이 지지 물질(106)의 개질층(modified layer)을 형성하도록 선택적으로 에칭된다. 사실상, 개별 금속 아일랜드들(104)은 이들이 접촉하는 지지 물질(100)의 층의 부분들을 에칭액으로부터 마스킹한다. 이러한 금속 아일랜드들과 직접 접촉하는 결정질 실리콘의 이러한 유형의 이방성 촉매 에칭도 역시 여러 금속 및 에칭액에 대해 꽤 철저히 조사가 이루어진 알려진 강고한 프로세스이다. 이는 예를 들면, J. Duran 외의, "Fabrication of ultrahigh aspect ratio silicon nanostructures using self-assembled gold metal-assisted chemical etching", J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS 16(1), 014502 (2017)에 기재되어 있으며, 상기 논문은 그 전체가 참조로 본 명세서에 편입되어 있다.
이 기법에 의하면, 낮게는 약 10 nm 이하의 횡방향 분해능(즉, 지지 물질(106)의 층의 평면에서, 즉 x-y 평면에서)을 갖는 높은 종횡비(high-aspect-ratio)의 구조들이 지지 물질(106)의 개질층에 형성될 수 있다. 지지 물질(106)의 개질층은 따라서 그 적어도 하나의 표면 상에 나노구조를 포함하는 층으로 여겨질 수 있다.
중간층 스택(98) 내의 지지 물질(100)의 층은 지지 물질(100)의 층과 캐리어 층(102) 사이의 계면까지 선택적으로 에칭된다는 것을 이해할 것이다. 대체 실시예에서는, 지지 물질의 층(100)과 캐리어 층(102)의 사이에 에칭 정지층이 제공될 수 있다. 예를 들어, 이러한 에칭 정지층은 2 nm의 루테늄 층을 포함할 수 있다. 이는 디퓨저의 방사 냉각을 촉진할 수 있다. 또한, 에칭 정지층을 사용하는 것은 보다 넓은 범위의 에칭액들이 사용될 수 있게 하며 에칭 프로세스에 대해 보다 양호한 제어를 제공할 수 있다.
다음으로 이제 도 10을 참조하여 설명되는 바와 같이, 제2 중간층 스택(108)으로부터 제3 중간층 스택(110)이 형성된다. 도 10의 횡단면도에 도시된 바와 같이, 지지 물질(106)의 개질층 상에 산란 물질(112)의 층이 형성된다. 산란 물질(112)의 층은 지지 물질(106)의 개질층의 표면에 인접한 것으로 여겨질 수 있다. 이와 같이, 산란 물질(112)의 층도 또한 나노구조를 포함한다. 산란 물질(112)의 층은 5 nm의 루테늄 코팅을 포함할 수 있다.
이 실시예에서, 개별 금속 아일랜드들(104)은 산란 물질(112)의 층과 지지 물질(106)의 개질층 사이에 캡슐화된다. 이는 디퓨저의 복사 냉각에 도움이 될 수 있다. 하지만, 대체 실시예에서는, 개별 금속 아일랜드들(104)이 에칭 후 산란 물질(112)의 층이 지지 물질(106)의 개질층 상에 형성되기 전에 제거될 수 있다.
마지막으로, 캐리어 층(102)이 백에칭되어(back-etched) 디퓨저(114)를 형성한다(도 11 참조).
이 기법에 의하면, 낮게는 약 10 nm 이하의 횡방향 분해능(즉, 디퓨저(114)의 평면에서, 즉 x-y 평면에서)을 갖는 높은 종횡비의 구조들이 지지 물질(106)의 개질층에 및 다음으로, 산란 물질(112)의 층에 형성될 수 있다. 이러한 횡방향 분해능은 예를 들면, 리소그래피 또는 e 빔 패터닝과 같은 다른 수단에 의해 달성될 수 있는 것보다 훨씬 높다. 위에서 논의된 바와 같이, 산란을 유발하며 나노구조가 형성된 이러한 산란 물질(112)의 층을 제공하는 것은 (예를 들면, 13.5 nm의 파장을 가질 수 있는) EUV 방사선에 사용하는 데 특히 유리한데, 이는 그러한 나노구조는 확산시키고자 하는 방사선의 파장과 대등하거나 그보다 작은 치수를 갖는 피처들을 포함하기 때문이다. 이들 조건 하에서, 산란은 미산란 체계에 있으며, 상당한 각도 분산이 달성될 수 있다.
산란 물질(112)의 층에 형성된 구조의 이러한 정도(order)의 횡방향 분해능은 디퓨저(114)가 > 10°의 산란각를 달성할 수 있게 한다. 또한, 높은 종횡비는 산란 물질(112)의 층의 충분한 두께가 디퓨저(114)에 대한 충분한 위상 효과를 보장할 수 있게 한다. 예를 들면, 위에서 설명된 바와 같이, 디퓨저(114)는 디퓨저(114)의 두께를 가로질러 전파되는 EUV 방사선에 대해 (2m+1)π 라디안의 위상 쉬프트를 야기하도록 배치된 (도 11에서의 z 방향으로의) 두께를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 유리하게는, 이는 0차(또는 경면) 산란을 억제한다.
산란 물질이 굴절률 n2를 갖는 광학 매체에 담기면, 산란 물질로 인한 광경로 길이의 변화는 (n-n2)·t 로 주어지는데, 여기서 t는 산란 물질의 두께이다. 예를 들어, 산란 물질이 진공(즉, n2=1)에서 (약 0.92의 굴절률을 갖는) 몰리브덴을 포함하는 실시예의 경우, 물질의 두께가 대략 85 nm이면 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 π 라디안의 위상 쉬프트가 달성될 수 있다.
지지 물질(100)의 층은 EUV 방사선에 대해 비교적 광학적으로 중성이며 지지 물질(106)의 개질층을 형성하기 위해 에칭될 수 있는 임의의 적절한 물질로 형성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 적절한 물질들은 실리콘 및 다공성 실리콘(pSi)을 포함한다.
산란 물질(112)의 층은 (EUV 방사선에 대해 적당히 큰 투과율을 가지면서도) EUV 방사선에 대해 큰 각도 분산을 야기하도록 적절한 광학 특성들을 갖는 물질로 형성된다는 것을 이해할 것이다. 산란 물질(112)의 층은 도 5a 및 도 5b에 도시된 디퓨저(50)의 산란 물질(54)의 층들의 특성들 중 임의의 것을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 도 5a 및 도 5b에 도시된 디퓨저(50)의 산란 물질(54)의 층들에 적합한 물질을 선택할 때 고려될 수 있는, 위에서 논의된 바와 같은, 동일한 고려사항들이 산란 물질(112)의 층에 적합한 물질을 선택할 때에도 또한 고려될 수 있다.
따라서, 산란 물질(112)의 층은 (예를 들면, 실리콘을 포함할 수 있는) 지지 물질(100)의 층의 굴절률과는 다른 굴절률을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 특히, 산란 물질은 (1-n)의 크기가 가능한 한 크도록 굴절률 n을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 추가적으로, 산란 물질은 가능한 한 작은 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 갖는 물질로 형성될 수 있다.
산란 물질(112)의 층에 적합한 물질들은 몰리브덴, 루테늄, 또는 니오븀을 포함한다. 도 6은 이들 3 가지 물질과 탄소 및 실리콘에 대해 EUV 방사선에 대한 (1-n)의 크기에 대해 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k의 플롯을 나타낸다.
도 11에 도시된 디퓨저(114)는 2 차원 나노구조를 형성한다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 도 11에 도시된 디퓨저(14)는 디퓨저의 평면에서 양방향으로(즉, x 방향 및 y 방향으로) 이를 통과하는 EUV 방사선의 각도 분산을 야기한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 디퓨저 및 이를 형성하는 프로세스가 이제 도 12 내지 14를 참조하여 논의된다.
도 12a 및 도 12b는 지지층(128) 상에 배치된 준랜덤(quasi-random) 굴절 구조들(124, 126)을 기초로 한 2 개의 디퓨저(120, 122)의 개략도이다. 도 12a 및 도 12b 각각에서, 편평한 파면 W, X가 디퓨저(120, 122)에 입사하는 것으로 도시되어 있다. 또한, 입사하는 편평한 파면 W, X로부터 굴절 구조들(124, 126)을 통해 굴절된 후 발생되는 왜곡된 파면 Wref, Xref도 또한 도시되어 있다. 도 12a 및 도 12b에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 디퓨저들(120, 122) 각각은 약간의 산란 a, b를 초래한다. 산란 a, b는 구조의 전형적인 피치에 대한 위상 지연 분포를 기초로 추정될 수 있다.
도 12a는 균일한 피치 L 및 높이 H의 준랜덤 분포를 갖는 복수의, 예를 들면 직사각형의, 피처를 포함하는 굴절 구조(124)를 도시한다. 산란 a(라디안 단위)는 다음과 같이 추정될 수 있는데:
Figure pct00002
여기서 ΔH는 높이의 확산의 척도이고, n은 굴절 구조(124)를 형성하는 매체의 굴절률이다.
도 12b는 균일한 높이 H, 피치 P, 및 폭 N, M을 갖는 복수의, 예를 들면 직사각형의, 피처를 포함하는 굴절 구조(126)를 도시한다. (도 12b에 도시된 바와 같은) 이러한 일반적인 구조에서, 피치 P가 가변적이고 폭 M, N이 균일한 경우에, 산란 b(라디안 단위)는 다음과 같이 추정될 수 있는데:
Figure pct00003
여기서 ΔP는 피치의 확산의 척도이고, Pav는 평균 피치이며, n은 굴절 구조(126)를 형성하는 매체의 굴절률이고, H는 균일한 높이이다. 혹은 (도 12b에 도시된 바와 같은) 이러한 일반적인 구조에서, 피치 P가 균일하고 굴절기 폭 M이 가변적인 경우에, 산란 b(라디안 단위)는 다음과 같이 추정될 수 있는데:
Figure pct00004
여기서 ΔM은 폭의 확산의 척도이고, P는 균일한 피치이며, n은 굴절 구조(126)를 형성하는 매체의 굴절률이고, H는 균일한 높이이다.
EUV 방사선의 과도한 흡수를 회피하기 위해 굴절 구조들(124, 126)의 총 두께는 비교적 작게 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 구조들의 두께는 다음과 같이 되도록 적당히 유지되는데:
Figure pct00005
여기서 k는 물질의 소광 계수이고, H는 전형적인 높이 스케일이며, λ는 EUV 방사선의 파장(예를 들면, 13.5 nm)이다. 또한, 양호한 혼합이 가능하도록 하기 위해, 고정 산란 c(라디안 단위)의 경우에, 다음과 같이 되도록 전형적인 길이 스케일을 선택하는 것이 바람직한데:
Figure pct00006
여기서 L은 길이 스케일이고, λ는 EUV 방사선의 파장(예를 들면, 13.5 nm)이며, c는 (예를 들면, 수학식 2에 의해 주어지는 a 또는 수학식 3 또는 수학식 4에 의해 주어지는 b로 주어질 수 있는) 라디안 단위의 산란량이다.
5°(또는 0.1 라디안) 정도의 산란각를 달성하는 것이 바람직할 수 있다. 최대 산란량은 예를 들면, (n∼0.9인) 루테늄 및 로듐과 같이 n-1의 값이 최대인 물질을 사용하여 달성된다.
이러한 물질들(루테늄 또는 로듐)을 사용하면, 예를 들어, (수학식 5 및 6의 부등식과 일치하는) L∼50 nm 및 ΔH ≒ 50 nm를 갖는 도 12a에 도시된 유형의 굴절 구조(124)를 사용하여 5° 정도의 산란각이 달성될 수 있다.
이러한 물질들(루테늄 또는 로듐)을 사용하면, 높이 H 대 평균 피치 Pav의 비가 2 정도인 경우에(즉,
Figure pct00007
) 적정한 충진 계수로(예를 들면, 평균 폭 Mav 대 평균 피치 Pav의 비가
Figure pct00008
정도로) 랜덤하게 배치된 동일한 높이 H의 도 12b에 도시된 유형의 굴절 구조(126)를 사용하여 5° 정도의 산란각이 달성될 수 있다. 이는 예를 들면, (수학식 5 및 6의 부등식과 일치하는) P∼50 nm 정도의 피치와 H∼100 nm 정도의 높이로 달성할 수 있다.
본 발명자들은 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같은 랜덤 굴절 구조들(124, 126)의 근사화를 실현했으며, 나노입자들의 전형적인 크기가 층 내의 인접한 나노입자들의 전형적인 변위와 대등하다고 하면, 위에서 논의된 것은 랜덤하게 배치된 (예를 들면, 루테늄 또는 로듐으로 이루어진) 나노입자들의 층으로 달성될 수 있다. 예를 들면, 나노입자들의 평균 치수 D 대 인접한 나노입자들의 평균 변위 Qav의 비가 1 내지 2의 범위에 있는 경우.
본 발명의 제3 실시예에 따른 디퓨저들(130, 132, 134)이 도 13a 내지 도 13c에 개략적으로 도시되어 있다.
디퓨저들(130, 132, 134)은 EUV 방사선을 수신하여 투과하도록 구성된다. 각 디퓨저(130, 132, 134)는 제1 물질로 형성된 지지층(136) 및 지지층(136)에 의해 지지되는 나노입자들의 층을 포함한다. 나노입자들은 EUV 방사선에 대해 투과성이며 디퓨저(130, 132, 134)에 입사하는 EUV 방사선의 굴절을 야기하는 물질로 형성된다.
도 13a에 도시된 실시예에서, 나노입자들의 층은 모두 실질적으로 균일한 크기를 갖는 복수의 나노입자(138)를 포함하는 단분산성이다. 특히, 나노입자들(138)은 직경 D를 가지며 인접한 나노입자들의 변위의 랜덤 분포를 갖는데, 인접한 나노입자들의 변위는 최소 변위 Qmin으로부터 최대 변위 Qmax까지의 범위를 갖는다.
도 13b에 도시된 실시예에서, 나노입자들의 층은 모두 상이한 크기의 범위를 갖는 복수의 나노입자(138)를 포함하는 다분산성이다. 특히, 제1 나노입자(138) 세트는 직경 D를 가지며, 제2 나노입자(140) 세트는 (D보다 작은) 직경 d를 갖는다. 나노입자들(138, 140)은 인접한 나노입자들의 변위의 랜덤 분포를 갖는데, 인접한 나노입자들의 변위는 최소 변위 Qmin으로부터 최대 변위 Qmax까지의 범위를 갖는다.
도 13c에 도시된 실시예에서, 나노입자들의 층. 나노입자들은 복수의 상이한 물질로 형성된다. 특히, (검정 원으로 나타낸) 제1 나노입자(138, 140) 세트는 하나의 물질(예를 들면, 루테늄)로 형성되고, (회색 원으로 나타낸) 제2 나노입자(142, 144) 세트는 다른 물질(예를 들면, 로듐)로 형성된다. 제1 나노입자(138, 140) 세트 및 제2 나노입자(142, 144) 세트 양자 모두는 모두 상이한 크기의 범위를 갖는 복수의 나노입자(138)를 포함하는 다분산성이다. 특히, 제1 나노입자 세트 중 일부(138)는 직경 D를 가지며, 제1 나노입자 세트 중 일부(140)는 (D보다 작은) 직경 d를 갖는다. 유사하게, 제2 나노입자 세트 중 일부(142)는 직경 D를 가지며, 제2 나노입자 세트 중 일부(144)는 (D보다 작은) 직경 d를 갖는다. 나노입자들(138, 140, 142, 144)은 인접한 나노입자들의 변위의 랜덤 분포를 갖는데, 인접한 나노입자들의 변위는 최소 변위 Qmin으로부터 최대 변위 Qmax까지의 범위를 갖는다.
디퓨저들(130, 132, 134) 각각에서, 나노입자들의 층은 마이크로렌즈들의 랜덤 어레이로 기능하여, 디퓨저에 입사하는 EUV 방사선의 산란을 일으킬 수 있다. 나노입자들의 층은 나노구조를 형성하는 것으로 볼 수 있다. 이는 (예를 들면, 13.5 nm의 파장을 가질 수 있는) EUV 방사선에 사용하는 데 특히 유리한데, 이는 그러한 나노구조는 확산시키고자 하는 방사선의 파장과 대등하거나 그보다 작은 치수를 갖는 피처들을 포함할 수 있기 때문이다. 이들 조건 하에서, 산란은 미산란 체계에 있으며, 상당한 각도 분산이 달성될 수 있다.
EUV 방사선 빔이 비스듬한 각도로 입사하도록 디퓨저(130, 132, 134)를 배치함으로써, 분산량은 특정 목적에 적합화될 수 있다. 이러한 배치에 의해, 입사 평면에서와 입사 평면에 수직인 평면에서의 분산량이 달라지게 된다.
앞서 논의된 바와 같이, 디퓨저(130, 132, 134)는 리소그래피 장치의 투영 시스템에 대한 수차 맵 또는 상대 강도 맵을 결정하기 위한 측정 시스템에 사용되거나 그 일부를 형성할 수 있다. 몇몇 이러한 시스템에서, 투영 시스템은 2 개의 직교 방향으로 상이한 저감 계수들이 적용되게 하는 아나모픽 설계를 가질 수 있다. 이러한 아나모픽 투영 시스템에서는, 예를 들면, 한 방향으로는 보다 많은 확산을 제공하고 다른 수직한 방향으로는 보다 적은 확산을 제공하도록 배치되는 디퓨저(130, 132, 134)를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 디퓨저(130, 132, 134)의 적절한 배향에 의해 달성될 수 있다.
디퓨저들(130, 132, 134) 각각에서, 나노입자들의 평균 치수 대 인접한 나노입자들의 평균 변위의 비는 1 내지 2의 범위에 있다. 본 명세서에서 사용되는 경우, 나노입자의 치수는 해당 나노입자의 직경 D를 의미할 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 사용되는 경우, 2 개의 인접한 나노입자의 변위는 디퓨저의 평면에서 나노입자들 중 하나의 중심과 다른 나노입자의 중심 사이의 거리 Q를 의미할 수 있음을 이해할 것이다. 나노입자들의 평균 치수 Dav 대 인접한 나노입자들의 평균 변위 Qav의 비가 1 내지 2의 범위에 있도록 나노입자들의 층 내에 나노입자들을 배치함으로써, 디퓨저는 (높이, 피치, 및/또는 폭의 범위를 갖는) 준랜덤 회절 구조를 기초로 한 디퓨저들을 근사화할 수 있다.
나노입자들(38, 40, 42, 44)은 그 통과하는 EUV 방사선의 원하는 각도 분산을 달성하도록 적절한 광학 특성들을 갖는 임의의 물질들로 형성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 나노입자들(38, 40, 42, 44)은 루테늄(Ru) 또는 로듐(Rh)과 같은 귀금속으로 형성된다.
혹은, 나노입자들(38, 40, 42, 44)은 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 몰리브덴(Mo), 또는 다이아몬드로 형성될 수 있다. 혹은, 나노입자들(38, 40, 42, 44)은 다음의: 붕소(B), 질소(N), 산소(O) 또는 탄소(C) 중 어느 하나와 조합하여, 다음의: 루테늄, 로듐, 이트륨, 지르코늄, 몰리브덴, 또는 탄소 중 어느 하나를 기초로 한 세라믹으로 형성될 수 있다.
옵션으로, 나노입자들(38, 40, 42, 44)이 비귀금속으로 형성되는 실시예들의 경우에, 해당 물질은 예를 들면, 루테늄 또는 로듐과 같은 귀금속으로 형성된 쉘(shell) 내에 캡슐화될 수 있다. 이러한 쉘의 두께는 < R/2 일 수 있는데, 여기서 R은 나노입자(38, 40, 42, 44)의 반경이다. 이러한 귀금속 쉘은 EUV 플라즈마를 포함할 수 있는 환경에 대한 나노입자들(38, 40, 42, 44)의 강고성을 향상시킨다.
옵션으로, 나노입자들(38, 40, 42, 44)은 SiO2, ZrO2, Y2O3, 또는 다른 산화물, 붕화물, 질화물, 규화물, 또는 탄화물로 형성된 물질의 외측 쉘(outer shell)을 포함할 수 있다. 이러한 쉘의 두께는 < R/2 일 수 있는데, 여기서 R은 나노입자(38, 40, 42, 44)의 반경이다. 이 쉘은 나노입자들(38, 40, 42, 44)의 층의 퇴적 중에 콜로이드 용액 안정성을 개선할 수 있다.
옵션으로, 나노입자들(38, 40, 42, 44)은 나노입자들(38, 40, 42, 44)의 층의 퇴적 중에 콜로이드 용액 안정성을 개선하기 위해 하나 이상의 극성, 비극성, 또는 양친매성 기들(groups)에 의해 관능화될 수 있다. 적합한 기들(groups)은 카르복실기(-COOH), 폴리에틸렌 글리콜(PEG)기를 포함할 수 있다. 이러한 기들(groups)은 나노입자들(38, 40, 42, 44)에 화학적으로 연결될 수 있고 나노입자들(38, 40, 42, 44)의 층의 퇴적을 도울 수 있다. 이러한 기들은 나노입자들(38, 40, 42, 44) 상에 성긴 서브단층(sub-monolayer)을 형성할 수 있다.
나노입자들(38, 40, 42, 44)은 원하는 파장에 대해 원하는 산란 레벨을 달성하기 위해 임의의 적절한 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 나노입자들(38, 40, 42, 44)은 10 nm 내지 1 ㎛ 범위의 치수를 가질 수 있다.
나노입자들(38, 40, 42, 44)은 랜덤하게 또는 준랜덤하게 배열될 수 있다. 나노입자들(38, 40, 42, 44)의 층에 의한 지지층(136)의 입자 커버리지는 50 % 내지 500 % 범위(즉, 서브단층으로부터 적층된 수 개의 단층까지)일 수 있다.
지지층(136)은 EUV 방사선에 대해 비교적 낮은 흡수 계수를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 지지층(136)은 비교적 고온일 수 있고 수소 플라즈마(EUV 유도 플라즈마 또는 간단히 EUV 플라즈마로도 지칭됨)를 가질 수 있는 EUV 리소그래피 장치 내의 환경에서 사용하는 데 적합한 물질로 형성될 수 있다.
지지층(136)은 세라믹으로 형성될 수 있는데, 세라믹은 다음의: 실리콘, 탄소, 질소, 또는 붕소 중 적어도 하나와 조합된 다음의 금속들: 몰리브덴, 지르코늄, 또는 이트륨 중 하나를 포함한다. 예를 들어, 지지층은 다음의: MoSi, MoSiN, YSiB, SiC, ZrSi, ZrC, 또는 MoC 중 어느 하나를 포함하는 세라믹으로 형성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 경우, 이들 세라믹은 정확한 화학식이 아니라 단지 세라믹 중의 원소들(하지만 반드시 이들 원소의 비는 아님)을 나타낸다는 것을 이해할 것이다.
혹은, 지지층(136)은 그래핀 또는 다이아몬드형 탄소로 형성될 수도 있다.
지지층(136)은 충분한 자체 지지 및 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층에 대한 지지를 제공하기 위해 임의의 적절한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 지지층(136)은 10 nm 내지 1 ㎛ 정도의 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 지지층(136)은 ∼100 nm의 두께를 가질 수 있다.
옵션으로, 지지층(136)은 EUV 플라즈마 에칭으로부터 지지층을 보호하기 위한 캡층(cap layer)을 포함할 수 있다. 캡층은 예를 들면, 루테늄 또는 로듐과 같은 귀금속을 포함할 수 있다. 캡층은 지지층(136)의 벌크를 완전히 캡슐화할 수 있다. 캡층은 10 nm 미만, 예를 들면 5 nm 미만의 두께를 가질 수 있다. 옵션으로, 지지층(136)은 캡층과 지지층(136)의 벌크 사이에 배치된 중간층을 더 포함할 수 있다. 중간층은 디웨팅(dewetting)에 대해 캡층을 안정화시키도록 배치될 수 있다(예를 들면, 중간층은 캡층의 디웨팅을 감소시키기 위해 적절한 재료로 형성될 수 있다). 사용 중에, 디퓨저(130, 132, 134)는 고온으로 될 수 있는데, 이러한 조건 하에서는 이러한 디웨팅이 발생할 가능성이 높아질 수 있다. 중간층은 다음의 금속들: 몰리브덴, 지르코늄, 또는 이트륨 중 하나를 포함할 수 있다. 중간층은 5 nm 미만, 예를 들면 2 nm 미만의 두께를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 이제 도 14a 내지 도 14c를 참조하여 논의되는 바와 같이, 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층을 지지층(136)에 더 잘 부착하기 위해 하나 이상의 조치가 취해질 수 있다. 도 14a 내지 도 14c는 도 13a에 도시된 디퓨저(130)의 변형을 나타낸다. 하지만, 이들 피처는 도 13b 및 도 13c에 도시된 유형의 디퓨저(132, 134)에도 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 14a에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 디퓨저(130)는 지지층(136) 및/또는 나노입자들(138)의 층을 적어도 부분적으로 덮는 커버층(146)을 더 포함할 수 있다.
이러한 커버층(146)은 지지층(136) 상에 나노입자들(138)을 유지시키는 것을 도울 수 있다. 추가적으로 또는 대체로서, 지지층(146)은 주위 환경으로부터 지지층(136) 및/또는 나노입자들(138)의 층에 대해 어느 정도의 보호를 제공할 수 있다. 사용 중에, 주위 환경은 비교적 고온일 수 있으며 수소 플라즈마를 가질 수 있는 EUV 리소그래피 장치 내의 환경일 수 있다.
커버층(146)은 EUV 방사선에 대해 투과성인 물질로 형성될 수 있다. 커버층(146)은 예를 들면, 루테늄(Ru) 또는 이산화규소(SiO2)로 형성될 수 있다.
도 14b에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 나노입자들(138)의 층은 지지층(136)에 용접되거나 소결될 수 있다. 이는 나노입자들(138)의 층을 지지층(136)에 용접 또는 소결시키도록 지지층(136) 및/또는 나노입자들(138)의 층을 가열함으로써 달성될 수 있음을 이해할 것이다. 이는 이러한 가열에 의해 형성되어 나노입자들을 지지층(136)에(및 서로) 결합하도록 작용하는 나노입자들(138)의 변형된 부분들(148)에 의해 개략적으로 도시되어 있다. 이는 지지층(136) 상에 나노입자들(138)의 층을 유지시키는 것을 더욱 강화할 수 있다. 지지층(136) 및/또는 나노입자들(138)의 층의 가열은 예를 들면, e 빔 노광 또는 열 어닐링을 통해 달성될 수 있다.
도 14c에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 디퓨저(130)는 지지층(136)과 나노입자들(138)의 층 사이에 배치된 내부층(150)을 더 포함할 수 있다. 나노입자들(138) 중 적어도 일부는 상기 내부층(150)에 적어도 부분적으로 매립된다.
내부층(150)은 지지층(136) 및 나노입자들(138)의 층보다 낮은 융점을 가질 수 있으며, (나노입자들(138) 중 적어도 일부가 내부층(150)에 적어도 부분적으로 매립되는) 그러한 구성은 내부층(150)을 내부층(150)의 융점보다 높게 가열하고 지지층(136)을 나노입자들(138)의 층에 브레이징(brazing)하기 위해 내부층(150)이 냉각되도록 함으로써 달성될 수 있다. 이는 지지층(136) 상에 나노입자들(138)의 층을 유지시키는 것을 더욱 강화할 수 있다. 내부층(150)의 가열은 예를 들면, e 빔 노광 또는 열 어닐링을 통해 달성될 수 있다.
이러한 내부층(150)은 나노입자들(138)을 지지층(136) 상에 부착하는 것을 도울 수 있다. 이러한 구성은 마이크로브레이징된 디퓨저(130)로 지칭될 수 있다.
도 13a 내지 도 14c를 참조하여 위에서 설명된 디퓨저들(130, 132, 134)은 적어도 하나의 산란 방향에서의 각도 산란 분포가 5° 이상의 폭을 갖도록 구성될 수 있다.
일반적으로, 나노입자들(138, 140, 142, 144)은 (1-n)의 크기가 가능한 한 더 크도록(예를 들면, 역치 0.06 보다 더 크도록) 굴절률 n을 갖는 물질들로 형성될 수 있다. 일반적으로, 나노입자들(138, 140, 142, 144)은 가능한 한 작은(예를 들면, 역치 0.04 nm-1 미만인) EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 갖는 물질들로 형성될 수 있다.
도 13a 내지 도 14c를 참조하여 위에서 설명된 유형의 디퓨저(130, 132, 134)를 형성하는 방법들이 이제 논의된다.
일반적으로, 도 13a 내지 도 14c를 참조하여 위에서 설명된 유형의 디퓨저(130, 132, 134)를 형성하는 방법은: 제1 물질로 형성된 지지층(136)을 제공하는 단계; 및 지지층(136)에 의해 지지되는 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층을 형성하기 위해 복수의 나노입자(138, 140, 142, 144)를 퇴적하는 단계를 포함한다.
일반적으로, 지지층(136)에 의해 지지되는 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층을 형성하기 위해 나노입자들(138, 140, 142, 144)을 퇴적하는 프로세스는 (회절기로 사용하는 데 적합한) 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 랜덤 또는 준랜덤한 배치를 유발할 수 있다. 이 방법은 저렴하고 간단하며 지지층에 대한 기판 설계의 큰 자유도를 제공하는 디퓨저(130, 132, 134)의 대체 제작 방법을 제공하며, 그래서 지지층(136)은 디퓨저(130, 132, 134)의 열 관리가 가능하도록 더 잘 적합화될 수 있다.
예를 들어, 준랜덤 회절 구조를 형성하는 다른 방법은 (도 12a 및 도 12b에 나타낸 유형의) 높이, 피치, 및/또는 폭 중 적어도 하나의 준랜덤 분포를 갖는 지지 기판 상에 복수의, 예를 들면 직사각형의, 피처를 형성하는 것일 수 있다. 이러한 구조들은 준랜덤 구조를 계획하기 위한 모종의 메커니즘을 필요로 하며, 다음으로 예를 들면, 리소그래피 기법들을 사용하여 제조될 수 있다. 대조적으로, 일반적으로 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층을 형성하기 위해 복수의 나노입자(138, 140, 142, 144)를 퇴적하는 프로세스들은 랜덤 또는 준랜덤한 구조를 초래하며, 일반적으로 보다 저렴하고 실행하기가 더 간단한다. 또한, 예를 들면, 층 내의 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 물질, 크기, 밀도와 같은 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층의 특성들을 변경함으로써, 디퓨저(130, 132, 143)의 특성들이 쉽게 변경될 수 있다.
이제 논의되는 바와 같이, 복수의 나노입자(138, 140, 142, 144)는 나노입자들(138, 140, 142, 144)을 구속하는 에어로졸 또는 콜로이드를 사용하여 지지층(136) 상에 퇴적될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 지지층(136)에 의해 지지되는 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층을 형성하기 위해 복수의 나노입자(138, 140, 142, 144)를 퇴적하는 단계는 에어로졸 퇴적을 이용하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 퇴적은: 캐리어 가스 중에 부유된 나노입자들(138, 140, 142, 144)을 포함하는 에어로졸을 제공하는 단계; 및 지지층(136)에 의해 지지되는 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층을 형성하기 위해 에어로졸로부터 복수의 나노입자(138, 140, 142, 144)를 퇴적하는 단계를 포함할 수 있다.
임의의 적절한 캐리어 가스가 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 캐리어 가스 중에 부유된 나노입자들(138, 140, 142, 144)을 포함하는 에어로졸은 스파크 어블레이션(spark ablation)을 사용한 에어로졸의 형성을 포함할 수 있다. 스파크 어블레이션은 에어로졸 생성을 위한 알려진 기법이다. 도전성 물질로 형성된 전극들이, 전압 공급장치와 결합하여, 스파크 어블레이션을 통해 해당 물질의 나노입자들(138, 140, 142, 144)을 형성하는 데 사용될 수 있다. 전극들을 지나가는(또는 심지어는 통과하는) 적절한 캐리어 가스의 흐름이 에어로졸을 형성하는 데 사용될 수 있다.
스파크 어블레이션을 사용하여 에어로졸이 형성되는 실시예의 경우, 캐리어 가스는 예를 들면, 불활성 가스를 포함할 수 있다. 적합한 불활성 가스는 예를 들면, 희가스(예를 들면, 아르곤) 또는 질소를 포함할 수 있다. 이러한 불활성 가스들은 나노입자들의 원치 않는 반응(예를 들면, 산화)을 회피할 수 있기 때문에 유익하다.
이 에어로졸 기반의 방법은 약 20 nm까지의 나노입자 크기에 대해 기판 상에 다층의 나노입자들의 층을 형성하는 데 성공적으로 사용되고 있다.
혹은, 캐리어 가스 중에 부유된 나노입자들(138, 140, 142, 144)을 포함하는 에어로졸은 캐리어 액체 중에 부유된 나노입자들을 포함하는 콜로이드를 형성하고 콜로이드로부터 증기를 형성함으로써 형성될 수 있다. (콜로이드로부터 증기를 형성함으로써 에어로졸이 형성되는) 이러한 실시예들에서, 캐리어 가스는 콜로이드의 캐리어 액체(캐리어 유체로 지칭될 수 있음)로부터 형성되는 가스일 수 있다. 캐리어 가스 또는 캐리어 액체는 콜로이드 및/또는 에어로졸이 안정적이 되도록 선택될 수 있다. 캐리어 유체는 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층의 형성 후에 캐리어 유체로부터의 분자 잔류물이 남지 않도록 캐리어 유체가 완전히 증발할 수 있도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 극성(예를 들면, 물) 캐리어 유체 또는 비극성(예를 들면, 헵탄 또는 헥산) 캐리어 유체가 사용될 수 있다.
에어로졸로부터 지지층(136) 상으로 복수의 나노입자(138, 140, 142, 144)를 퇴적하는 단계는 충돌 및/또는 확산을 통해 달성될 수 있다. 충돌은 에어로졸을 지지층(136)으로 지향시킴으로써 달성될 수 있다.
혹은, 지지층(136) 상에 퇴적되는 복수의 나노입자(138, 140, 142, 144)는 직접("습식") 콜로이드 퇴적을 이용하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 캐리어 액체 중에 부유된 나노입자들(138, 140, 142, 144)을 포함하는 콜로이드가 형성되고 다음으로 지지층(136) 상에 직접 퇴적될 수 있다. 이어서, 지지층(136)에 의해 지지되는 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층을 형성하기 위해 콜로이드로부터 복수의 나노입자(138, 140, 142, 144)를 퇴적하기 위해 캐리어 액체는 증발을 통해 제거될 수 있다.
예를 들면, 콜로이드의 액적들이 지지층(136)(또는 사용되는 경우에는 중간층) 상에 퇴적되어 건조될 수 있다. 캐리어 액체가 증발함에 따라, 나노입자들(138, 140, 142, 144)은 지지층(136) 상에 남는다. 콜로이드 액적들은 임의의 적절한 크기를 가질 수 있다(예를 들어, 액적들은 1 μL 정도의 체적을 가질 수 있다). 콜로이드는 임의의 적절한 나노입자(138, 140, 142, 144) 농도를 가질 수 있다(예를 들면, 액적들은 ∼1010 - 1012 부(parts)/μL 정도의 농도를 가질 수 있다).
이러한 프로세스로부터의 건조 패턴은 성긴 단층 및/또는 몇 개의 단층을 초래할 수 있다. 디퓨저(130, 132, 134)에 적합한 랜덤 퇴적 패턴이 예를 들면, 다분산성 콜로이드 및/또는 상이한 형상들 및/또는 물질들의 혼합물을 포함하는 콜로이드를 사용함으로써 달성될 수 있다. 콜로이드는 다분산성 콜로이드일 수 있다. 이는 디퓨저(130, 132, 134)에 적합한 랜덤 퇴적 패턴을 초래할 수 있다.
이러한 콜로이드 기반의 습식 합성 방법은 (예를 들면, 70 nm 정도의 크기를 갖는) 은, 금, 및 백금 나노입자들을 퇴적하는 데 성공적으로 사용되고 있다. 유사한 기법들이 예를 들면, 루테늄 또는 로듐으로 형성된 나노입자들을 퇴적하는 데 사용될 수 있다.
임의의 적절한 캐리어 액체가 사용될 수 있다. 캐리어 액체는 콜로이드가 안정적으로 유지되도록(즉, 나노입자들(138, 140, 142, 144)이 분산된 상태로 유지되고 용해 및/또는 응집되지 않도록) 선택될 수 있다. 캐리어 액체는 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층의 형성 후에 캐리어 액체로부터의 분자 잔류물이 남지 않도록 캐리어 유체가 완전히 증발할 수 있도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 극성(예를 들면, 물) 캐리어 유체 또는 비극성(예를 들면, 헵탄 또는 헥산) 캐리어 유체가 사용될 수 있다. 어떤 캐리어 유체들이 주어진 유형의 나노입자들(138, 140, 142, 144)에 적절할 지는 통상의 기술자에게 분명할 것이다.
디퓨저(130, 132, 134)를 형성하는 방법은 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층이 지지층(136) 상에 형성되고 나면 지지층(136)을 백에칭(back-etching)하는(즉, 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층을 지지하는 지지층(136)의 표면과 반대인 지지층(136)의 표면을 에칭하는) 단계를 더 포함할 수 있다. 지지층(136)의 이 백에칭은 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 퇴적 중에 보다 두껍고 보다 안정적인 지지층이 사용될 수 있게 한다. 유리하게는, 이는 지지층(136)의 손상, 또는 파열조차도 방지할 수 있다. 이 최종 에칭 단계는 모세관력이 지지층(136)을 제동하는 것을 방지할 수 있으므로 콜로이드를 사용하여 나노입자들(138, 140, 142, 144)이 퇴적되는 실시예들에 특히 유익할 수 있다. 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층이 형성되고 나면, 이 지지층(136)의 두께는 에칭 프로세스를 사용하여 완결될 수 있다.
디퓨저(130, 132, 134)를 형성하는 방법은 도 14a 내지 도 14c를 참조하여 위에서 논의된 바와 같이, 나노입자들(138, 140, 142, 144)의 층을 지지층(136)에 더 잘 부착하기 위한 전술한 조치들 중 어느 하나를 구현하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 방법은 지지층(136) 및/또는 나노입자들(138)의 층을 적어도 부분적으로 덮는 커버층(146)을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다(도 14a 참조). 추가적으로 또는 대체로서, 본 방법은 나노입자들(138, 140, 142, 144)을 지지층(136)에 용접 또는 소결하는 단계를 더 포함할 수 있다(도 14b 참조). 이는 (예를 들면, e 빔 노광 또는 열 어닐링을 사용하여) 나노입자들(138)의 층을 지지층(136)에 용접 또는 소결하기 위해 지지층(136) 및/또는 나노입자들(138)의 층을 가열함으로써 달성될 수 있다. 추가적으로 또는 대체로서, 나노입자들(138) 중 적어도 일부는 내부층(150)에 적어도 부분적으로 매립될 수 있다(도 14c 참조). 이는 내부층(150)을 내부층(150)의 융점보다 높게 가열하고 지지층(136)을 나노입자들(138)의 층에 브레이징되도록 내부층(150)이 냉각되도록 함으로써 달성될 수 있다. 내부층(150)의 가열은 예를 들면, e 빔 노광 또는 열 어닐링을 통해 달성될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전술한 디퓨저들 중 하나를 포함하는 투영 시스템(PS)에 대한 수차 맵 또는 상대 강도 맵을 결정하기 위한 측정 시스템이 제공된다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 이러한 측정 시스템을 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
사용시, (예를 들면, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 유형의 적어도 하나의 디퓨저(50), 또는 도 11에 나타낸 유형의 디퓨저(114), 또는 도 13a 내지 도 14c에 나타낸 유형의 디퓨저(130, 132, 134)를 포함하는) 디퓨저는 조명 시스템(IL)과 투영 시스템(PS) 사이의 방사선의 광경로 내로 진입 및 광경로로부터 벗어날 수 있도록 배치된다. 이러한 광학 장치는 이 장치의 하류에 있는 리소그래피 장치(LA)의 필드 평면들에서 방사선의 각도 분포에 대한 제어를 제공한다. 이러한 필드 평면들은 지지 구조(MT)의 평면(즉, 패터닝 디바이스(MA)의 평면)과 기판 테이블(WT)의 평면(즉, 기판(W)의 평면)을 포함한다. 디퓨저가 조명 시스템(IL)과 투영 시스템(PS) 사이의 방사선의 광경로 내로 진입 및 광경로로부터 벗어날 수 있도록 확실히 하기 위해, 디퓨저는 이제 논의되는 바와 같이 리소그래피 장치(LA)의 패터닝 디바이스 마스킹 블레이드 상에 장착될 수 있다.
리소그래피 장치(LA)에는 조명되는 패터닝 디바이스(MA) 상의 필드의 범위를 규정하는 4 개의 레티클 마스킹 블레이드가 구비된다. 조명 시스템(IL)은 지지 구조(MT) 상에 배치된 물체(예를 들면, 패터닝 디바이스(MA))의 대체로 직사각형의 영역을 조명하도록 작동 가능하다. 이 대체로 직사각형의 영역은 조명 시스템(IL)의 슬릿(slit)으로 지칭될 수 있으며 4 개의 레티클 마스킹 블레이드에 의해 정의된다. x 방향으로 지칭될 수 있는 제1 방향으로의 대체로 직사각형의 영역의 범위는 한 쌍의 x 마스킹 블레이드에 의해 정의된다. y 방향으로 지칭될 수 있는 제2 방향으로의 대체로 직사각형의 영역의 범위는 한 쌍의 y 마스킹 블레이드에 의해 정의된다.
마스킹 블레이드들 각각은 지지 구조(MT)의 평면에 가깝지만 약간 벗어나서 배치된다. x 마스킹 블레이드들은 제1 평면에 배치되고 y 마스킹 블레이드들은 제2 평면에 배치된다.
마스킹 블레이드들 각각은 방사선을 수신하는 물체의 평면에서 직사각형 필드 영역의 하나의 에지를 정의한다. 각 블레이드는 블레이드가 방사선 빔의 경로에 배치되지 않는 후퇴 위치와 블레이드가 물체에 투영되는 방사선 빔을 적어도 부분적으로 차단하는 삽입 위치 사이에서 독립적으로 이동 가능할 수 있다. 마스킹 블레이드들을 방사선 빔의 경로 내로 이동시킴으로써, 방사선 빔(B)이 (x 및/또는 y 방향으로) 잘려질 수 있으며 그래서 방사선 빔(B)을 수신하는 필드 영역의 범위를 제한할 수 있다.
x 방향은 리소그래피 장치(LA)의 비스캐닝 방향에 대응할 수 있고, y 방향은 리소그래피 장치(LA)의 스캐닝 방향에 대응할 수 있다. 즉, 물체(및 이미지 평면 내의 기판(W))는 단일의 동적 스캐닝 노광에서 물체(및 기판(W))의 보다 넓은 타겟 영역을 노광하도록 필드 영역을 통해 y 방향으로 이동 가능할 수 있다. 이러한 동적 스캐닝 노광 중에, y 마스킹 블레이드들은 타겟 영역 외부의 기판(W)의 어떤 부분도 노광되지 않도록 하기 위해 필드 영역을 제어하도록 이동된다. 스캐닝 노광의 개시 시에, y 마스킹 블레이드들 중 하나가 방사선 빔(B)의 경로에 배치되어, 기판(W)의 어느 부분도 방사선을 수신하지 않도록 셔터 역할을 한다. 스캐닝 노광의 종료 시에는, 다른 y 마스킹 블레이드가 방사선 빔(B)의 경로에 배치되어, 기판(W)의 어느 부분도 방사선을 수신하지 않도록 셔터 역할을 한다.
(예를 들면, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 유형의 적어도 하나의 디퓨저(50), 또는 도 11에 나타낸 유형의 디퓨저(114), 또는 도 13a 내지 도 14c에 나타낸 유형의 디퓨저(130, 132, 134)를 포함하는) 디퓨저는 리소그래피 장치(LA)의 패터닝 디바이스 마스킹 블레이드 상에 장착될 수 있다. 특히, 디퓨저는 스캐닝 노광 중에 마스킹 블레이드들이 그 공칭 이동 범위 내의 위치에 배치될 때 일반적으로 방사선 빔의 경로에 배치되지 않도록 위치될 수 있다.
(예를 들면, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 유형의 적어도 하나의 디퓨저(50), 또는 도 11에 나타낸 유형의 디퓨저(114), 또는 도 13a 내지 도 14c에 나타낸 유형의 디퓨저(130, 132, 134)를 포함하는) 디퓨저는 다음의 특성들 중 하나를 가질 수 있다. 디퓨저는 5° 내지 10° 이상의 폭을 갖는 적어도 하나의 산란 방향에서의 각도 산란 분포를 초래할 수 있다. 디퓨저는 (산란각의 함수로서) 균일한 각도 파워 분포(angular power distribution) 또는 가우스(Gaussian) 각도 파워 분포를 초래할 수 있다. 디퓨저는 90 % 미만, 예를 들면 50 % 미만(단일 패스의 경우)의 EUV 방사선에 대한 흡수를 가질 수 있다. 디퓨저는 리소그래피 장치에서 (예를 들면, ∼0.1 내지 1 % 정도의 조명 듀티 사이클의 경우) 7 년이 넘는 수명을 가질 수 있다. 디퓨저는 1 내지 10 W/cm2 정도의 비감쇠 EUV 파워 밀도에 견디도록 작동 가능할 수 있다. 디퓨저는 ∼1 내지 3 mm2 × 1 내지 3 mm2 정도의 크기를 가질 수 있다.
본 명세서에서는 IC의 제조에서 리소그래피 장치의 사용에 대해 구체적인 언급이 이루어질 수 있으나, 본 명세서에 기재된 리소그래피 장치는 다른 용도도 가질 수 있음을 이해해야 한다. 가능한 다른 용도로는 통합 광학 시스템의 제조, 자구(magnetic domain) 메모리, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등에 대한 가이던스 및 검출 패턴이 포함된다.
본 명세서에서는 리소그래피 장치의 맥락에서 본 발명의 실시예들에 대해 구체적인 언급이 이루어질 수 있으나, 본 발명의 실시예들은 다른 장치에도 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 물체를 측정 또는 처리하는 임의의 장치의 일부를 형성할 수도 있다. 이들 장치는 일반적으로 리소그래피 툴로 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 주변(비진공) 조건을 사용할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었으나, 본 발명은 기재된 것과 다르게 실시될 수도 있음을 이해할 것이다. 상기 설명은 예시를 위한 것이지 한정하기 위한 것이 아니다. 그래서, 이하에 기재되는 청구범위의 범위로부터 일탈함이 없이 기재된 바와 같은 본 발명에 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게는 분명할 것이다.

Claims (64)

  1. 방사선을 수신하여 투과하도록 구성된 디퓨저로서,
    복수의 층 - 각 층은 그 통과하는 방사선의 각도 분포를 상이하게 변경하도록 배치됨 -:
    을 포함하는, 디퓨저.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 층 중 적어도 2 개는 주로 상기 디퓨저의 평면 내의 단일 산란 방향에서 그 통과하는 EUV 방사선의 각도 분산을 야기하며, 상기 적어도 2 개의 층의 산란 방향들은 상이한,
    디퓨저.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 층 중 적어도 2 개는 그 각각의 산란 방향에서 그 통과하는 EUV 방사선의 상이한 양의 각도 분산을 야기하는,
    디퓨저.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 층 중 적어도 하나는 그 적어도 하나의 표면 상에 나노구조가 제공된 산란 물질의 층을 포함하는,
    디퓨저.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 나노구조는 2 내지 10 nm 범위의 치수를 갖는 피처들(features)을 포함하는,
    디퓨저.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 산란 방향에서의 각도 산란 분포가 5° 이상의 폭을 갖도록 구성되는,
    디퓨저.
  7. 제4 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 물질은 굴절률 n을 가지며, (1-n)의 크기는 역치(threshold value) 0.06 보다 큰,
    디퓨저.
  8. 제4 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 물질은 역치 0.04 nm-1 미만의 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 갖는,
    디퓨저.
  9. 제4 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 물질은 EUV 방사선에 대해 굴절률 n 및 소광 계수 k를 가지며, (1-n) 대 (k+0.025)의 크기의 비는 역치 2 보다 큰,
    디퓨저.
  10. 제4 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 물질은 다음의: 몰리브덴, 루테늄, 니오븀, 로듐, 또는 테크네튬 중 하나를 포함하는,
    디퓨저.
  11. 제4 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 물질은 상기 산란 물질의 두께를 가로질러 전파되는 EUV 방사선에 대해 (2m+1)π 라디안의 위상 쉬프트를 야기하도록 배치된 두께를 갖는,
    디퓨저.
  12. 제4 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 물질의 층은 지지 물질의 층에 인접하고, 상기 지지 물질은 그 적어도 하나의 표면 상에 제공된 나노구조를 갖는,
    디퓨저.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 지지 물질의 층은 탄소 나노튜브로 형성된 멤브레인을 포함하는,
    디퓨저.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 지지 물질의 층은 다공성 실리콘을 포함하는,
    디퓨저.
  15. 방사선을 수신하여 투과하도록 구성된 디퓨저로서,
    제1 물질로 형성된 제1 층 - 상기 제1 층은 상기 제1 층의 적어도 하나의 표면 상에 나노구조를 포함함 -; 및
    제2 층도 또한 나노구조를 포함하도록 상기 제1 층의 상기 적어도 하나의 표면에 인접한 제2 물질 - 상기 제2 물질은 상기 제1 층의 굴절률과는 다른 굴절률을 가짐 - 로 형성된 제2 층:
    을 포함하는, 디퓨저.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 나노구조는 2 내지 10 nm 범위의 치수를 갖는 피처들을 포함하는,
    디퓨저.
  17. 제15 항 또는 제16 항에 있어서,
    적어도 하나의 산란 방향에서의 각도 산란 분포가 5° 이상의 폭을 갖도록 구성되는,
    디퓨저.
  18. 제15 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 층은 탄소 나노튜브로 형성된 멤브레인을 포함하는,
    디퓨저.
  19. 제15 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 층은 다공성 실리콘을 포함하는,
    디퓨저.
  20. 제15 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 층은 상기 나노구조를 형성하기 위해 선택적으로 에칭된 지지 물질을 포함하는,
    디퓨저.
  21. 제20 항에 있어서,
    선택적으로 에칭되지 않은 상기 지지 물질의 부분 상에 금속 층이 제공되는,
    디퓨저.
  22. 제15 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 물질은 굴절률 n을 가지며, (1-n)의 크기는 역치 0.06 보다 큰,
    디퓨저.
  23. 제15 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 물질은 역치 0.04 nm-1 미만의 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 갖는,
    디퓨저.
  24. 제15 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 물질은 EUV 방사선에 대해 굴절률 n 및 소광 계수 k를 가지며, (1-n) 대 (k+0.025)의 크기의 비는 역치 2 보다 큰,
    디퓨저.
  25. 제15 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 물질은 다음의: 몰리브덴, 루테늄, 니오븀, 로듐, 또는 테크네튬 중 하나를 포함하는,
    디퓨저.
  26. 제15 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디퓨저는 상기 디퓨저의 두께를 가로질러 전파되는 EUV 방사선에 대해 (2m+1)π 라디안의 위상 쉬프트를 야기하도록 배치된 두께를 갖는,
    디퓨저.
  27. EUV 방사선을 수신하여 투과하도록 구성된 디퓨저로서,
    제1 물질로 형성된 지지층; 및
    상기 지지층에 의해 지지되는 나노입자들 - 상기 나노입자들은 EUV 방사선에 대해 투과성이며 상기 디퓨저에 입사하는 EUV 방사선의 굴절을 야기하는 물질로 형성됨 - 의 층:
    을 포함하는, 디퓨저.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 나노입자들의 평균 치수 대 인접한 나노입자들의 평균 변위(average displacement)의 비가 1 내지 2의 범위에 있는,
    디퓨저.
  29. 제27 항 또는 제28 항에 있어서,
    상기 나노입자들은 루테늄(Ru) 또는 로듐(Rh)과 같은 귀금속을 포함할 수 있는,
    디퓨저.
  30. 제27 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노입자들은 SiO2, ZrO2, Y2O3, 또는 다른 산화물, 붕화물, 질화물, 규화물, 또는 탄화물로 형성된 물질의 외측 쉘(outer shell)을 포함하는,
    디퓨저.
  31. 제27 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노입자들은 상기 나노입자들의 층의 퇴적 중에 콜로이드 용액 안정성을 개선하기 위해 극성, 비극성, 또는 양친매성 기들(groups)에 의해 관능화되는,
    디퓨저.
  32. 제27 항 내지 제31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노입자들은 10 nm 내지 1 ㎛ 범위의 치수를 갖는,
    디퓨저.
  33. 제27 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노입자들은 랜덤하게 또는 준랜덤하게(quasi-randomly) 배치되는,
    디퓨저.
  34. 제27 항 내지 제33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노입자들은 복수의 상이한 물질로 형성되는,
    디퓨저.
  35. 제27 항 내지 제34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지층은 세라믹으로 형성되고, 상기 세라믹은 다음의: 실리콘, 탄소, 질소, 또는 붕소 중 적어도 하나와 조합된 다음의 금속들: 몰리브덴, 지르코늄, 또는 이트륨 중 하나를 포함하는,
    디퓨저.
  36. 제27 항 내지 제35 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지층은 그래핀 또는 다이아몬드형 탄소로 형성되는,
    디퓨저.
  37. 제27 항 내지 제36 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지층은 10 nm 내지 1 ㎛ 정도의 두께를 갖는,
    디퓨저.
  38. 제27 항 내지 제37 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지층은 EUV 플라즈마 에칭으로부터 상기 지지층을 보호하기 위한 캡층(cap layer)을 포함하는,
    디퓨저.
  39. 제38 항에 있어서,
    상기 지지층은 상기 캡층과 상기 지지층의 벌크 사이에 배치된 중간층을 포함하고, 상기 중간층은 디웨팅(dewetting)에 대해 상기 캡층을 안정화시키도록 배치되는,
    디퓨저.
  40. 제27 항 내지 제39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디퓨저는 상기 지지층 및/또는 상기 나노입자들의 층을 적어도 부분적으로 덮는 커버층을 더 포함하는,
    디퓨저.
  41. 제27 항 내지 제40 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디퓨저는 상기 지지층과 상기 나노입자들의 층 사이에 배치된 내부층을 더 포함하고, 상기 나노입자들 중 적어도 일부는 상기 내부층에 적어도 부분적으로 매립되는,
    디퓨저.
  42. 제27 항 내지 제41 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 산란 방향에서의 각도 산란 분포가 5° 이상의 폭을 갖도록 구성되는,
    디퓨저.
  43. 제27 항 내지 제42 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노입자들은 굴절률 n을 갖는 물질로 형성되고, (1-n)의 크기는 역치 0.06 보다 큰,
    디퓨저.
  44. 제27 항 내지 제43 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노입자들은 역치 0.04 nm-1 미만의 EUV 방사선에 대한 소광 계수 k를 갖는 물질로 형성되는,
    디퓨저.
  45. 제27 항 내지 제44 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노입자들을 형성하는 물질은 EUV 방사선에 대해 굴절률 n 및 소광 계수 k를 가지며, EUV 방사선에 대한 (1-n)의 크기 대 소광 계수 k의 비는 역치 3.5 보다 큰,
    디퓨저.
  46. 제1 항 내지 제45 항 중 어느 한 항에 있어서,
    EUV 방사선에 대한 상기 디퓨저의 투과율은 50 %를 넘는,
    디퓨저.
  47. 제1 항 내지 제46 항 중 어느 한 항의 디퓨저를 포함하는 투영 시스템에 대한 수차 맵(aberration map) 또는 상대 강도 맵(relative intensity map)을 결정하기 위한 측정 시스템.
  48. 제47 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은:
    패터닝 디바이스;
    방사선으로 상기 패터닝 디바이스를 조명하도록 배치된 조명 시스템; 및
    센서 장치:
    를 포함하며,
    상기 조명 시스템과 상기 패터닝 디바이스는 상기 투영 시스템이 상기 패터닝 디바이스에 의해 산란된 방사선의 적어도 일부를 수신하도록 구성되고, 상기 센서 장치는 상기 투영 시스템이 상기 수신된 방사선을 상기 센서 장치에 투영하도록 구성되며;
    상기 디퓨저는 상기 조명 시스템에 의해 생성된 방사선을 수신하고 상기 패터닝 디바이스를 조명하기 전에 상기 방사선의 각도 분포를 변경하도록 작동 가능한,
    측정 시스템.
  49. 제48 항에 있어서,
    상기 디퓨저는 적어도:
    상기 디퓨저가 상기 조명 시스템에 의해 생성된 상기 방사선의 경로에 적어도 부분적으로 배치되고 상기 패터닝 디바이스를 조명하기 전에 상기 방사선의 각도 분포를 변경하도록 배치되는 제1의 작동 위치와;
    상기 디퓨저가 상기 조명 시스템에 의해 생성된 상기 방사선의 경로를 벗어나서 배치되는 제2의 보관 위치:
    사이에서 이동 가능한,
    측정 시스템.
  50. 제47 항 내지 제49 항 중 어느 한 항의 측정 시스템; 및
    상기 패터닝 디바이스에 의해 산란된 방사선의 적어도 일부를 수신하도록 구성되고 상기 수신된 방사선을 상기 센서 장치에 투영하도록 구성된 투영 시스템:
    을 포함하는, 리소그래피 장치.
  51. 제50 항에 있어서,
    상기 디퓨저는 상기 리소그래피 장치의 패터닝 디바이스 마스킹 블레이드 상에 장착되고, 상기 패터닝 디바이스 마스킹 블레이드의 에지는 상기 리소그래피 장치의 필드 영역을 정의하는,
    리소그래피 장치.
  52. 제15 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 따른 디퓨저를 형성하는 방법으로서,
    상기 제1 물질로 상기 제1 층 - 상기 제1 층은 상기 제1 층의 적어도 하나의 표면 상에 나노구조를 포함함 - 을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 층의 상기 적어도 하나의 표면 상에 상기 제2 물질로 상기 제2 층을 형성하는 단계:
    를 포함하는, 방법.
  53. 제52 항에 있어서,
    상기 제1 층을 형성하는 단계는:
    지지 물질의 층을 제공하는 단계;
    상기 지지 물질의 층의 표면 상에 자기 조립 금속 구조(self-assembled metal structure)를 형성하는 단계; 및
    상기 자기 조립 금속 구조와 접촉하지 않는 상기 지지 물질의 층의 부분을 선택적으로 에칭하는 단계:
    를 포함하는, 방법.
  54. 제53 항에 있어서,
    상기 지지 물질의 층은 상기 디퓨저가 형성되는 동안 상기 지지 물질의 층을 지지하도록 작용하는 캐리어 층 상에 형성되고, 상기 방법은 상기 제1 및 제2 층이 형성되고 나면 상기 캐리어 층을 제거하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  55. 제27 항 내지 제45 항 중 어느 한 항에 따른 디퓨저를 형성하는 방법으로서,
    상기 제1 물질로 형성된 상기 지지층을 제공하는 단계; 및
    상기 지지층에 의해 지지되는 상기 나노입자들의 층을 형성하기 위해 복수의 나노입자를 퇴적하는 단계:
    를 포함하는, 방법.
  56. 제55 항에 있어서,
    상기 지지층에 의해 지지되는 상기 나노입자들의 층을 형성하기 위해 복수의 나노입자를 퇴적하는 단계는 에어로졸 퇴적을 이용하여 달성되며:
    캐리어 가스 중에 부유된 나노입자들을 포함하는 에어로졸을 제공하는 단계; 및
    상기 지지층에 의해 지지되는 상기 나노입자들의 층을 형성하기 위해 상기 에어로졸로부터 상기 복수의 나노입자를 퇴적하는 단계:
    를 포함하는,
    방법.
  57. 제56 항에 있어서,
    캐리어 가스 중에 부유된 나노입자들을 포함하는 에어로졸을 제공하는 단계는 스파크 어블레이션(spark ablation)을 사용한 에어로졸의 형성을 포함하는,
    방법.
  58. 제56 항에 있어서,
    캐리어 가스 중에 부유된 나노입자들을 포함하는 에어로졸을 제공하는 단계는 캐리어 액체 중에 부유된 나노입자들을 포함하는 콜로이드의 형성 및 상기 콜로이드로부터 증기를 형성하는 단계를 포함하는,
    방법.
  59. 제56 항 내지 제58 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지층에 의해 지지되는 상기 나노입자들의 층을 형성하기 위해 상기 에어로졸로부터 상기 복수의 나노입자를 퇴적하는 단계는 충돌 및/또는 확산을 통해 달성되는,
    방법.
  60. 제55 항에 있어서,
    상기 지지층에 의해 지지되는 상기 나노입자들의 층을 형성하기 위해 상기 복수의 나노입자를 퇴적하는 단계는 콜로이드 퇴적을 이용하여 달성되며:
    캐리어 액체 중에 부유된 나노입자들을 포함하는 콜로이드를 제공하는 단계;
    상기 콜로이드를 상기 지지층 상에 퇴적하는 단계; 및
    상기 지지층에 의해 지지되는 상기 나노입자들의 층을 형성하기 위해 상기 콜로이드로부터 상기 복수의 나노입자를 퇴적하기 위해 증발을 통해 상기 캐리어 액체를 제거하는 단계:
    를 포함하는,
    방법.
  61. 제55 항 내지 제60 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노입자들의 층을 상기 지지층에 용접 또는 소결하기 위해 상기 지지층 및/또는 상기 나노입자들의 층을 가열하는 단계:
    를 더 포함하는, 방법.
  62. 제55 항 내지 제60 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디퓨저는 상기 지지층과 상기 나노입자들의 층 사이에 배치된 내부층을 더 포함하고, 상기 내부층은 상기 지지층 및 상기 나노입자들의 층보다 낮은 융점을 가지며, 상기 방법은 상기 내부층을 상기 내부층의 융점보다 높게 가열하는 단계 및 상기 지지층을 상기 나노입자들의 층에 브레이징(brazing)하기 위해 상기 내부층이 냉각되도록 하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  63. 제55 항 내지 제62 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지층에 의해 지지되는 상기 나노입자들의 층을 형성하도록 상기 복수의 나노입자가 퇴적되고 나면 상기 나노입자들의 층을 지지하는 상기 지지층의 표면과 반대인 상기 지지층의 표면으로부터 상기 지지층을 에칭하는 단계:
    를 더 포함하는, 방법.
  64. 제55 항 내지 제63 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지층 및/또는 상기 나노입자들의 층을 적어도 부분적으로 덮는 커버층을 제공하는 단계:
    를 더 포함하는, 방법.
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