KR20210090189A - Euv 리소그래피를 위한 펠리클 - Google Patents
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Abstract
프레임; 및 프레임에 의해 지지되는 멤브레인을 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 펠리클이 개시되고, 멤브레인은 금속 또는 반금속 층을 포함하며, 멤브레인은 적어도 ㎛2 당 5의 밀도로 기공들을 포함한다. 멤브레인은 금속 또는 반금속 층을 지지하는 기판 층을 가질 수 있으며, 기판 층은 예를 들어 실리콘 온 인슐레이터로부터 얻어진 실리콘 또는 폴리실리콘을 포함한다.
Description
본 출원은 2018년 11월 16일 출원된 EP 출원 18206667.0 및 2019년 1월 11일에 출원된 EP 출원 19151377.9의 우선권을 주장하며, 이들은 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은 EUV 리소그래피를 위한 펠리클(pellicle), 멤브레인(membrane), 패터닝 디바이스 조립체 및 동적 가스락 조립체(dynamic gas lock assembly)에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 부분, 한 개 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다.
리소그래피는 IC, 및 다른 디바이스 및/또는 구조체의 제조 시 핵심 단계들 중 하나로서 폭넓게 인식된다. 하지만, 리소그래피를 이용하여 구성되는 피처들의 치수들이 더 작아짐에 따라, 리소그래피는 소형 IC 또는 다른 디바이스들 및/또는 구조체들이 제조될 수 있게 하는 데 더 결정적인 인자(critical factor)가 되고 있다.
패턴 프린팅의 한계들의 이론적 추산은 수학식 1에 나타낸 바와 같은 분해능에 대한 레일리 기준(Rayleigh criterion)에 의해 설명될 수 있다:
이때, λ는 사용되는 방사선의 파장이고, NA는 패턴을 프린트하는 데 사용되는 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)이며, k1은 레일리 상수라고도 칭하는 공정-의존성 조정 인자(process-dependent adjustment factor)이고, CD는 프린트된 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식 1에 따르면, 피처들의 프린트가능한 최소 크기의 감소는 세 가지 방식으로: 즉, 노광 파장 λ를 단축함으로써, 개구수 NA를 증가시킴으로써, 또는 k1의 값을 감소시킴으로써 얻어질 수 있다.
노광 파장을 단축하고, 이에 따라 프린트가능한 최소 크기를 감소시키기 위해, 극자외(EUV) 방사선 소스를 사용하는 것이 제안되었다. EUV 방사선은 10 내지 20 nm의 범위, 예를 들어 13 내지 14 nm의 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 10 nm 미만, 예를 들어 6.7 nm 또는 6.8 nm와 같은 5 내지 10 nm의 범위 내의 파장을 갖는 EUV 방사선이 사용될 수 있다고 더 제안되었다. 이러한 방사선은 극자외 방사선 또는 연질(soft) x-선 방사선이라고 칭해진다. 가능한 소스들로는, 예를 들어 레이저-생성 플라즈마 소스, 방전 플라즈마 소스, 또는 전자 저장 링에 의해 제공되는 싱크로트론 방사선(synchrotron radiation)에 기초한 소스들을 포함한다.
리소그래피 장치는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)를 포함한다. 방사선이 패터닝 디바이스를 통해 제공되거나 반사되어, 기판 상에 이미지를 형성한다. 공기 중의 입자들 및 다른 형태들의 오염으로부터 패터닝 디바이스를 보호하기 위해 멤브레인 조립체가 제공될 수 있다. 패터닝 디바이스를 보호하기 위한 멤브레인 조립체는 펠리클이라고 할 수 있다. 패터닝 디바이스의 표면 상의 오염이 기판의 제조 결함들을 야기할 수 있다. 멤브레인 조립체는 프레임 및 프레임에 걸쳐 신장된 멤브레인을 포함할 수 있다.
사용 시 멤브레인의 성능은 시간이 지남에 따라, 특히 더 높은 온도에서 저하될 수 있다. 더 높은 온도에서, 멤브레인은 가스를 배출할 수 있다. 펠리클의 온도를 비교적 낮게 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 펠리클이 높은 비율의 EUV 방사선을 투과시키고 기판을 향해 낮은 플레어(flare)를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, EUV 리소그래피를 위한 펠리클이 제공되며, 이는 프레임; 및 프레임에 의해 지지되는 멤브레인을 포함하고, 여기서 멤브레인은 금속 또는 반금속 층을 포함하고, 여기서 멤브레인은 적어도 ㎛2 당 5의 밀도로 기공(pore)들을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 위한 멤브레인이 제공되며, 이는 금이 아닌 금속 또는 반금속 층을 포함하고, 여기서 멤브레인은 적어도 ㎛2 당 5의 밀도로 기공들을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 제조하는 방법이 제공되며, 이는 펠리클의 프레임을 형성하기 위해 제 2 재료 상에 제 1 재료를 적용하는 단계; 멤브레인의 기판 층 상에 펠리클의 멤브레인의 금속 또는 반금속 층을 형성하기 위한 제 3 재료를 적용하는 단계; 및 적어도 ㎛2 당 5의 밀도로 기판 층에 기공들을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 격자를 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 위한 멤브레인이 제공되며, 격자는 복수의 홀(hole)들, 기공들 또는 돌출부들을 포함한다. 복수의 홀들은, 예를 들어, 원형, 정사각형, 둥근 사각형 또는 임의의 형상의 홀들을 포함할 수 있다. 멤브레인은, 예를 들어 주 필름(main film) 또는 주 층을 포함할 수 있다. 격자에서의 주 필름 또는 층 두께는, 예를 들어 20 nm 내지 100 nm일 수 있다. 일 실시예에서, 주 필름 또는 주 층은 코어(core) 또는 멤브레인 코어라고 칭해질 수도 있다. 바람직하게는, 격자 피치는 우수한 열 방사율을 보장하기 위해 200 nm 미만이다. 격자 피치는 격자의 인접한 홀들의 중심들 사이의 거리로서 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 우세한 격자 피치는 웨이퍼 레벨에서 낮은 플레어를 보장하기 위해 바람직하게는 100 nm 미만이다. 30 nm 이하와 같은 더 작은 격자 피치는 잔해 입자들이 레티클에 떨어지는 것을 막을 수 있다. 여하한의 실시예에 따른 EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 위한 멤브레인은 4 내지 15 nm의 두께를 갖는 금속 층, 또는 20 내지 80 nm 범위의 두께의 반금속을 포함할 수 있다. 금속 층은 바람직하게는 멤브레인이 더 개방된 경우에 더 두껍다. 일 실시예에서, 멤브레인 격자는 실질적으로 정사각형 개구부들(즉, 홀들), 100 nm와 같은 30 내지 200 nm의 피치, 및 75 % 개방성 또는 개방 영역과 같은 50 내지 90 %의 격자 개구부들에 의해 정의된 개방성 또는 개방 영역의 %를 갖는다. 약 8 nm 두께의 방사성 Ru 층이 0.35보다 큰 열 방사율을 갖는다. 펠리클 멤브레인의 재료는, 예를 들어 금속 층들과 조합되는 SOI Si 멤브레인 코어를 포함할 수 있다. 추가 실시예에서, SOI Si를 포함한 멤브레인 격자는 멤브레인 영역의 50 내지 90 %를 덮는 실질적인 원형 또는 정사각형의 개구부들, 100 nm 미만의 격자 피치, 및 웨이퍼 레벨에서의 낮은 플레어 및 0.2보다 큰 열 방사율을 제공하는 5 내지 15 nm 범위의 두께를 갖는 금속 층을 갖는다.
이제, 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 리소그래피 장치의 더 상세한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인 조립체의 일부의 개략적인 단면도;
도 4는 상이한 충전율(fill factor)들을 갖는 멤브레인들에 대한 방사율과 입사 방사선의 각도 사이의 관계를 나타내는 그래프;
도 5는 상이한 기공들 간의 거리들을 갖는 멤브레인들에 대한 방사율과 입사 방사선의 각도 사이의 관계를 나타내는 그래프;
도 6은 상이한 금속 층들을 갖는 멤브레인들에 대한 방사율과 입사 방사선의 각도 사이의 관계를 나타내는 그래프;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인의 단면도;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 기공들을 갖는 펠리클의 멤브레인의 평면도;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 정사각형 기공들을 갖는 펠리클의 멤브레인의 평면도;
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인을 제조하는 방법의 스테이지들을 개략적으로 도시하는 도면;
도 14 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인을 제조하는 대안적인 방법의 상이한 스테이지들을 개략적으로 도시하는 도면;
도 17 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인에 기공들을 형성하는 상이한 스테이지들을 개략적으로 도시하는 도면;
도 21 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인에 기공들을 형성하는 대안적인 방식의 상이한 스테이지들을 개략적으로 도시하는 도면;
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인에 기공들을 형성하는 데 사용되는 금속 아일랜드(metal islands)의 이미지;
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인의 금속 층의 이미지; 및
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인에 기공들을 형성하는 데 사용되는 벌집 구조체의 이미지이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 리소그래피 장치의 더 상세한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인 조립체의 일부의 개략적인 단면도;
도 4는 상이한 충전율(fill factor)들을 갖는 멤브레인들에 대한 방사율과 입사 방사선의 각도 사이의 관계를 나타내는 그래프;
도 5는 상이한 기공들 간의 거리들을 갖는 멤브레인들에 대한 방사율과 입사 방사선의 각도 사이의 관계를 나타내는 그래프;
도 6은 상이한 금속 층들을 갖는 멤브레인들에 대한 방사율과 입사 방사선의 각도 사이의 관계를 나타내는 그래프;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인의 단면도;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 기공들을 갖는 펠리클의 멤브레인의 평면도;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 정사각형 기공들을 갖는 펠리클의 멤브레인의 평면도;
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인을 제조하는 방법의 스테이지들을 개략적으로 도시하는 도면;
도 14 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인을 제조하는 대안적인 방법의 상이한 스테이지들을 개략적으로 도시하는 도면;
도 17 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인에 기공들을 형성하는 상이한 스테이지들을 개략적으로 도시하는 도면;
도 21 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인에 기공들을 형성하는 대안적인 방식의 상이한 스테이지들을 개략적으로 도시하는 도면;
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인에 기공들을 형성하는 데 사용되는 금속 아일랜드(metal islands)의 이미지;
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인의 금속 층의 이미지; 및
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 멤브레인에 기공들을 형성하는 데 사용되는 벌집 구조체의 이미지이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 컬렉터 모듈(SO)을 포함한 리소그래피 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치(100)는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성되는 조명 시스템(또는 일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고, 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 패터닝 디바이스(MA)가 예를 들어 투영 시스템(PS)에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다.
"패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판(W)의 타겟부(C)에 패턴을 생성하기 위해서 방사선 빔(B)의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔(B)에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부(C)에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 수 있다.
패터닝 디바이스(MA)는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 액정 디스플레이(LCD) 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입들, 및 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
조명 시스템(IL)과 같이 투영 시스템(PS)은, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 다른 가스들이 너무 많은 방사선을 흡수할 수 있기 때문에, EUV 방사선에 대해 진공을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 진공 벽 및 진공 펌프들의 도움으로 전체 빔 경로에 진공 환경이 제공될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(100)는 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다.
리소그래피 장치(100)는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(WT)[및/또는 2 이상의 지지 구조체(MT)]을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 리소그래피 장치에서는 추가 기판 테이블들(WT)[및/또는 추가 지지 구조체들(MT)]이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 기판 테이블(WT)[및/또는 1 이상의 지지 구조체(MT)]이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 기판 테이블(WT)[및/또는 1 이상의 다른 지지 구조체(MT)]에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 조명 시스템(IL)은 소스 컬렉터 모듈(SO)로부터 극자외 방사선 빔을 수용한다. EUV 광을 생성하는 방법들은 EUV 범위 내의 1 이상의 방출선을 갖는 적어도 하나의 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 갖는 재료를 플라즈마 상태로 전환하는 단계를 포함하며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 흔히 레이저 생성 플라즈마("LPP")라고 칭하는 이러한 한 방법에서, 요구되는 플라즈마는 요구되는 선-방출 원소를 갖는 재료의 액적, 스트림 또는 클러스터와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 연료를 여기시키는 레이저 빔을 제공하는 레이저(도 1에 나타내지 않음)를 포함한 EUV 방사선 시스템의 일부분일 수 있다. 결과적인 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스 컬렉터 모듈에 배치된 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 예를 들어, CO2 레이저가 연료 여기를 위한 레이저 빔을 제공하는 데 사용되는 경우, 레이저 및 소스 컬렉터 모듈(SO)은 별도의 개체일 수 있다.
이러한 경우, 레이저는 리소그래피 장치(100)의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔(B)은 예를 들어 적절한 지향 거울들 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로, 레이저로부터 소스 컬렉터 모듈(SO)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 소스가 흔히 DPP 소스라고 칭해지는 방전 생성 플라즈마 EUV 발생기인 경우, 소스는 소스 컬렉터 모듈(SO)의 통합부일 수 있다.
조명 시스템(IL)은 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명 시스템(IL)의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 및 퓨필 거울 디바이스들(facetted field and pupil mirror devices)과 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 조명 시스템(IL)은 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔(B)을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스(MA)에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)로부터 반사된 후, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 방사선 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(PS2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(PS1)는 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
제어기(500)는 리소그래피 장치(100)의 전체 작동을 제어하고, 특히 아래에서 더 설명되는 작동 프로세스를 수행한다. 제어기(500)는 중앙 처리 유닛, 휘발성 및 비-휘발성 저장 수단, 키보드 및 스크린과 같은 1 이상의 입력 및 출력 디바이스, 리소그래피 장치(100)의 다양한 부분들에 대한 1 이상의 네트워크 연결 및 1 이상의 인터페이스를 포함하는 적절하게 프로그램된 범용 컴퓨터로서 구현될 수 있다. 제어 컴퓨터와 리소그래피 장치(100) 사이의 일대일 관계가 필요하지 않다는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 하나의 컴퓨터가 다수의 리소그래피 장치(100)들을 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 다수의 네트워크 컴퓨터들이 하나의 리소그래피 장치(100)를 제어하는 데 사용될 수 있다. 또한, 제어기(500)는 리소그래피 장치(100)가 일부를 형성하는 리소셀 또는 클러스터 내의 1 이상의 연계된 공정 디바이스 및 기판 핸들링 디바이스들을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 제어기(500)는 리소셀 또는 클러스터의 감독 제어 시스템(supervisory control system) 및/또는 팹의 전체 제어 시스템에 종속되도록 구성될 수 있다.
도 2는 소스 컬렉터 모듈(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)을 포함하여 리소그래피 장치(100)를 더 상세히 나타낸다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)가 플라즈마 소스에 의해 형성될 수 있다. EUV 방사선은 전자기 스펙트럼의 EUV 범위 내의 방사선을 방출하도록 방사선 방출 플라즈마(210)가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수 있다. 일 실시예에서, EUV 방사선을 생성하기 위해 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
방사선 방출 플라즈마(210)에 의해 방출된 방사선은 소스 챔버(source chamber: 211)로부터 컬렉터 챔버(collector chamber: 212) 내로 통과된다.
컬렉터 챔버(212)는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있다. 방사선 컬렉터(CO)를 가로지르는 방사선은 가상 소스점(virtual source point: IF)에 포커스될 수 있다. 가상 소스점(IF)은 통상적으로 중간 포커스라고 칭해지며, 소스 컬렉터 모듈(SO)은 가상 소스점(IF)이 포위 구조체(enclosing structure: 220)에서의 개구부(221)에, 또는 그 부근에 위치되도록 배치된다. 가상 소스점(IF)은 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 이는 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 세기의 원하는 균일성뿐 아니라, 패터닝 디바이스(MA)에서의 패터닝되지 않은 빔(21)의 원하는 각도 분포를 제공하도록 배치된 패싯 필드 거울 디바이스(22) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(24)를 포함할 수 있다. 지지 구조체(MT)에 의해 유지되어 있는 패터닝 디바이스(MA)에서의 패터닝되지 않은 빔(21)의 반사 시, 패터닝된 빔(26)이 형성되고, 패터닝된 빔(26)은 투영 시스템(PS)에 의하여 반사 요소들(28, 30)을 통해 기판 테이블(WT)에 의해 유지되어 있는 기판(W) 상으로 이미징된다.
일반적으로, 나타낸 것보다 더 많은 요소가 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS) 내에 존재할 수 있다. 또한, 도면들에 나타낸 것보다 더 많은 거울이 존재할 수 있으며, 예를 들어 도 2에 나타낸 것보다 1 내지 6 개의 추가 반사 요소들이 투영 시스템(PS) 내에 존재할 수 있다.
대안적으로, 소스 컬렉터 모듈(SO)은 LPP 방사선 시스템의 일부일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 리소그래피 장치(100)는 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)을 포함한다. 조명 시스템(IL)은 방사선 빔(B)을 방출하도록 구성된다. 투영 시스템(PS)은 개재 공간에 의해 기판 테이블(WT)로부터 분리된다. 투영 시스템(PS)은 기판(W) 상으로 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된다. 패턴은 방사선 빔(B)의 EUV 방사선에 대한 것이다.
투영 시스템(PS)과 기판 테이블(WT) 사이에 개재한 공간은 적어도 부분적으로 진공배기(evacuate)될 수 있다. 개재 공간은 채택된 방사선이 기판 테이블(WT)을 향해 지향되는 고체 표면에 의해 투영 시스템(PS)의 위치에서 한정될 수 있다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치(100)는 동적 가스락을 포함한다. 동적 가스락은 멤브레인 조립체(80)를 포함한다. 일 실시예에서, 동적 가스락은 개재 공간에 위치되는 멤브레인 조립체(80)에 의해 덮이는 중공부(hollow part)를 포함한다. 중공부는 방사선의 경로 주위에 위치되어 있다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치(100)는 가스의 흐름으로 중공부의 내부를 플러싱(flush)하도록 구성되는 가스 블로어(gas blower)를 포함한다. 방사선은 기판(W)에 충돌하기 전에 멤브레인 조립체를 통해 진행한다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치(100)는 멤브레인 조립체(80)를 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 일 실시예에서 멤브레인 조립체(80)는 동적 가스락을 위한 것이다. 이 경우, 멤브레인 조립체(80)는 DUV 방사선을 필터링하는 필터로서 기능한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일 실시예에서 멤브레인 조립체(80)는 EUV 리소그래피를 위한 패터닝 디바이스(MA)를 위한 펠리클이다. 본 발명의 멤브레인 조립체(80)는 동적 가스락 또는 펠리클 또는 스펙트럼 퓨리티 필터(spectral purity filter)와 같은 또 다른 목적으로 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 멤브레인 조립체(80)는 멤브레인 스택(membrane stack)이라고도 할 수 있는 멤브레인(40)을 포함한다. 일 실시예에서, 멤브레인은 입사 EUV 방사선의 적어도 80 %를 투과시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 멤브레인 조립체(80)는 패터닝 디바이스(MA)를 밀봉하여, 공기 중의 입자들 및 다른 형태들의 오염으로부터 패터닝 디바이스(MA)를 보호하도록 구성된다. 패터닝 디바이스(MA)의 표면 상의 오염은 기판(W)의 제조 결함들을 야기할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 펠리클은 입자들이 리소그래피 장치(100) 내의 패터닝 디바이스(MA)의 스테핑 필드로 이동할 가능성을 감소시키도록 구성된다.
패터닝 디바이스(MA)가 보호되지 않은 채로 있는 경우, 오염은 패터닝 디바이스(MA)가 세정되거나 폐기될 것을 요구할 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)를 세정하는 것은 귀중한 제조 시간을 중단시키고, 패터닝 디바이스(MA)를 폐기하는 것은 비용이 많이 든다. 또한, 패터닝 디바이스(MA)를 교체하는 것도 귀중한 제조 시간을 중단시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인 조립체(80)의 일부의 단면도를 개략적으로 도시한다. 멤브레인 조립체(80)는 EUV 리소그래피를 위한 것이다. 멤브레인 조립체(80)는 멤브레인(40)을 포함한다. 멤브레인(40)은 EUV 방사선에 대해 방사성이다. 물론, 멤브레인(40)은 EUV 방사선에 대해 100 % 방사율을 갖지 않을 수 있다. 하지만, 멤브레인은 예를 들어 적어도 20 % 방사율을 가질 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 멤브레인(40)은 실질적으로 평면이다. 일 실시예에서, 멤브레인(40)의 평면은 패터닝 디바이스(MA)의 평면에 실질적으로 평행하다.
멤브레인 조립체(80)는, 예를 들어 정사각형, 원형 또는 직사각형과 같은 형상을 갖는다. 멤브레인 조립체(80)의 형상은 특별히 제한되지는 않는다. 멤브레인 조립체(80)의 크기는 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들어, 일 실시예에서 멤브레인 조립체(80)는 약 100 mm 내지 약 500 mm 범위 내의, 예를 들어 약 200 mm의 직경을 갖는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 멤브레인 조립체(80)는 프레임(81)을 포함한다. 프레임(81)은 멤브레인(40)을 유지하도록 구성된다. 프레임(81)은 멤브레인(40)에 기계적 안정성을 제공한다. 프레임(81)은 멤브레인(40)이 평면 형상으로부터 변형될 가능성을 감소시키도록 구성된다. 일 실시예에서, 제조 동안 멤브레인(40)에 사전-장력(pre-tension)이 적용된다. 프레임(81)은 리소그래피 장치(100)의 사용 동안 멤브레인(40)이 물결 모양을 갖지 않도록 멤브레인(40)의 장력을 유지하도록 구성된다. 일 실시예에서, 프레임(81)은 멤브레인(40)의 주변부를 따라 연장된다. 멤브레인(40)의 외주(outer periphery)는 (도 3의 도면에 따라) 프레임(81)의 최상부에 위치된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 프레임(81)은 멤브레인(40)에 직접 연결되는 보더 부분(border portion)을 포함한다. 프레임(81)의 보더 부분은 본 명세서에서 추후 설명되는 제 2 재료(74)에 의해 형성된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 프레임(81)은 멤브레인 조립체(80)가 패터닝 디바이스(MA)에 대해 고정되는 것을 더 용이하게 하는 연장 부분(extension portion)을 더 포함한다. 프레임(81)의 보더 부분 및 연장 부분은 서로 부착될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 멤브레인 조립체(80)는 고정부(fixture: 50)를 포함한다. 고정부(50)는 패터닝 디바이스(MA)에 대해 고정되는 스터드(stud: 60)에 탈착식으로 결합(removably couple)되도록 배치된다. 조립체의 추가적인 세부사항은 WO 2016079051 A2, 특히 도 11 및 도 28 내지 도 31 및 관련 설명에 기재되어 있다.
멤브레인(40)의 성능은 시간이 지남에 따라 저하될 수 있다. 멤브레인(40)의 저하는 펠리클에 바람직하지 않은 레티클 임프린트를 유도할 수 있다. 멤브레인(40)의 저하 문제는 상대적으로 높은 파워의 EUV 방사선이 멤브레인(40)에 입사하는 경우에 더 악화될 수 있다. 고온에서, 멤브레인(40)은 바람직하지 않게 가스를 배출할 수 있다[즉, 가스방출(outgas)]. 예를 들어, 멤브레인(40)은 산화물을 포함하는 가스를 배출할 수 있다. 산화물의 가스방출은 광유도 에칭(photoinduced etching)에 의해 가속될 수 있다. 가스방출의 가능성을 감소시키기 위해 펠리클의 온도를 낮게 유지하는 것이 바람직하다.
앞서 설명된 바와 같이, 일 실시예에서 펠리클은 프레임(81) 및 멤브레인(40)을 포함한다. 멤브레인(40)은 프레임(81)에 의해 지지된다. 멤브레인(40)은 금속 또는 반금속 층(72)을 포함한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인(40)의 단면을 나타낸다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 멤브레인(40)은 기판 층(71)을 포함한다. 기판 층(71)은 금속 또는 반금속 층(72)을 지지하기 위한 것이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 기판 층(71)은 금속 또는 반금속 층(72)보다 두껍다. 기판 층(71)은 멤브레인(40)에 구조적 안정성을 제공하도록 구성된다.
일 실시예에서, 멤브레인(40)은 기판 층(71)과 금속 또는 반금속 층(72) 사이에 중간층을 포함한다. 중간층은 금속 또는 반금속 층(72)의 파열 가능성을 감소시키도록 구성된다. 이러한 파열은 더 높은 온도에서 가능성이 더 크다. 일 실시예에서, 중간층은 Mo를 포함한다. 일 실시예에서, 중간층은 약 1 nm 내지 약 2 nm 범위 내의 두께를 갖는다. 일 실시예에서, 중간층은 금속 또는 반금속 층(72)과 상이한 재료로 형성된다. 일 실시예에서, 중간층은 금속 또는 반금속 층(72)보다 얇다.
일 실시예에서, 기판 층(71)은 실리콘 온 인슐레이터(silicon on insulator: SOI) 웨이퍼로부터의 방출로부터 얻어진 바와 같은 단결정 Si를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 기판 층(71)은 폴리실리콘(다결정 실리콘)을 포함한다.
하지만, 멤브레인(40)이 이러한 기판 층(71)을 포함할 필요는 없다. 예를 들어, 대안적인 실시예에서 금속 또는 반금속 층(72)은 자체 구조적 안정성을 제공한다. 예를 들어, 일 실시예에서 동일한 금속 층(72)은 멤브레인(40)의 총 두께의 적어도 90 %를 형성한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인(40)의 평면도를 나타낸다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 멤브레인(40)은 기공(73)들을 포함한다. 기공(73)들은 멤브레인(40)의 두께를 통해 연장된다. 멤브레인(40)은 연속적이지 않다. 멤브레인(40)이 기공(73)들을 포함한다고 규정함으로써, 멤브레인(40)은 그에 입사하는 EUV 방사선의 더 높은 비율을 투과시킬 수 있다. 이는 바람직하지 않게 멤브레인(40)을 가열할 수 있는 EUV 방사선의 양을 감소시킨다.
도 8은 멤브레인(40)에 걸친 기공(73)들의 규칙적인 분포를 나타내지만, 기공(73)들의 배열은 특별히 제한되지는 않는다. 기공(73)들은 멤브레인(40)에 걸쳐 규칙적으로, 반(semi)-규칙적으로 또는 무작위로 분포될 수 있다.
기공(73)들은 상대적으로 서로 가깝게 위치되는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 기공들은 적어도 ㎛2 당 5의 밀도에 있다. 인접한 기공(73)들의 중심들 사이의 거리는 피치(p)로 알려져 있다. 피치(p)는 도 8에 도시되어 있다. 일반적으로, 기공(73)들의 더 큰 밀도가 더 작은 피치(p)에 대응한다. 규칙적으로 분포되지 않는 기공(73)들에 대해서는, 사실상 멤브레인(40)의 상이한 위치들에 상이한 피치들이 존재할 수 있다. 하지만, 적어도 1 ㎛2의 크기를 갖는 멤브레인(40)의 영역에 걸친 기공(73)들 사이의 평균 거리를 고려함으로써 우세한 피치가 결정될 수 있다. ㎛2 당 5 개의 기공(73)들의 밀도는 약 450 nm의 피치(p)에 대응한다.
기공(73)들의 밀도가 적어도 ㎛2 당 5로 이루어진다고 규정함으로써, 기공(73)들의 우세한 피치(p)는 1 ㎛ 미만이다. 피치(p)는 멤브레인(40)에 의해 방출되는 방사선(즉, 적외선)의 파장보다 작다. 본 발명자들은 이것이 멤브레인(40)의 방사율(E)을 증가시키는 데 도움이 된다는 것을 발견하였다.
기공(73)들의 밀도가 적어도 ㎛2 당 5로 이루어진다고 규정함으로써, 멤브레인(40)의 방사율(E)은 비교적 높게 유지될 수 있다. 일반적으로, 기공(73)들은 멤브레인(40)의 방사율(E)을 연속 멤브레인(40)(즉, 기공이 없는 멤브레인)에 비해 감소하게 한다. 더 높은 방사율(E)을 위해 [더 작은 피치(p)에 대응하는] 더 높은 밀도의 기공(73)들이 바람직하다.
도 5는 입사 방사선의 각도(θ)와 멤브레인(40)의 방사율(E) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 각도(θ)는 멤브레인(40)의 평면의 법선에 대한 EUV 방사선의 각도이다. 라인 91은 200 nm의 측면 피치를 갖는 멤브레인(40)(㎛2 당 25 개의 기공 밀도에 대응함)에 대한 것이다. 라인 92는 2000 nm의 측면 피치(p)를 갖는 것을 제외하고는 동일한 특성들을 갖는 멤브레인(40)(㎛2 당 약 0.25 개의 기공 밀도에 대응함)에 대한 것이다. 라인 93은 20000 nm의 측면 피치(p)를 갖는 것을 제외하고는 유사한 특성들을 갖는 멤브레인(40)(㎛2 당 약 0.0025 개의 기공 밀도에 대응함)에 대한 것이다. 멤브레인(40)의 다른 주요 특성들은, 그 영역의 75 %가 기공(73)들에 의해 형성된다는 것과 금속 층(72)이 4 nm의 두께를 갖는 Ru로 형성된다는 것이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 멤브레인(40)의 방사율(E)은 감소한 측면 피치(p)에 대해 증가한다. 멤브레인(40)이 흡수하는 에너지를 더 많이 방출하여 멤브레인(40)의 온도를 낮게 유지하도록 더 높은 방사율(E)이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예는 사용 동안 멤브레인(40)의 감소된 온도를 달성할 것으로 예상된다.
일 실시예에서, 기공(73)들의 밀도는 적어도 ㎛2 당 20이다. 이는 약 220 nm의 측면 피치에 대응한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 이는 멤브레인(40)의 방사율(E)을 증가시킨다. 차례로, 이는 사용 동안 멤브레인(40)을 더 차갑게 유지하는 데 도움이 된다.
일 실시예에서, 기공들의 밀도는 적어도 ㎛2 당 100이다. 이는 약 100 nm의 측면 피치(p)에 대응한다. 기공들의 밀도가 적어도 ㎛2 당 100[즉, 최대 100 nm의 측면 피치(p)]이라고 규정함으로써, 멤브레인(40)으로부터 기판(W)으로의 플레어가 감소될 수 있다. 플레어는 기판(W) 상으로 산란되는 멤브레인(40)의 EUV 입사 에너지의 비율과 관련된다. 일 실시예에서, 멤브레인(40)은 기판(W)에 대한 플레어가 최대 0.25 %이도록 구성된다. 이는 우수한 품질의 이미징을 제공하는 데 도움이 된다. 플레어가 너무 높은 경우, 이는 기판(W)의 레벨에서 이미징에 바람직하지 않게 영향을 미칠 수 있다.
본 발명자들은 기공(73)들을 갖는 멤브레인(40)이 회절 격자로서 작용한다는 것을 발견하였다. 측면 피치(p)가 최대 150 nm인 경우, 수직 입사 조명에 대해 플레어는 실질적으로 0이다. 본 발명자들은 실제로 약 100 nm의 더 낮은 최대 측면 피치(p)가 여하한의 조명 모드에서 기판(W)에 실질적으로 0인 플레어를 제공한다는 것을 발견하였다.
아래의 표는 상이한 측면 피치(p) 및 상이한 금속 및 반금속 층(72)들을 갖는 멤브레인(40)에 대한 플레어 값들의 예시들을 나타낸다. 금속 또는 반금속 층(72)의 재료 및 두께는 표의 각 열(column)의 상단에 도시되어 있다. 표의 값들은 기판(W)으로 향하는 플레어의 백분율이다.
표에 나타낸 바와 같이, 플레어는 Zr 금속 층보다 Ru 금속 층에 대해 더 높은 경향이 있다. 이는 Ru가 Zr보다 광학적으로 더 강하기 때문이다. 표의 계산들이 기초하는 멤브레인(40)의 다른 특성들은, 이것이 50 nm 두께의 실리콘의 기판 층(71) 및 75 %의 개방 영역[즉, 멤브레인(40)의 영역의 75 %가 기공(73)들에 의해 형성됨]을 갖는다는 것이다.
일 실시예에서, 금속 층(72)은 적어도 4 nm의 두께를 갖는다. 이는 멤브레인(40)의 방사율(E)을 증가시키는 데 도움이 된다. 도 6은 입사 방사선의 각도(θ)와 멤브레인(40)의 방사율(E) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 상이한 타입들의 멤브레인(40)에 대응하는 3 개의 라인들이 있다. 모든 멤브레인들(40)에 대해, 기공(73)들은 약 200 nm의 측면 피치(p)를 갖는다. 기공(73)들은 멤브레인(40)의 영역의 약 75 %를 형성한다. 라인 61은 8 nm 두께의 Ru로 형성된 금속 층(72)을 갖는 멤브레인(40)에 대한 것이다. 라인 62는 4 nm 두께의 Ru로 형성된 금속 층(72)을 갖는 멤브레인(40)에 대한 것이다. 라인 63은 8 nm 두께의 Zr로 형성된 금속 층(72)을 갖는 멤브레인(40)에 대한 것이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 일반적으로 더 두꺼운 금속 또는 반금속 층(72)이 멤브레인(40)의 방사율(E)을 증가시킨다. 금속 층(72)이 적어도 4 nm의 두께를 갖는다고 규정함으로써, 방사율(E)은 멤브레인(40)의 전체 영역의 비교적 높은 비율을 형성하는 기공(73)들로도 비교적 높게 유지될 수 있다.
일 실시예에서, 금속 층(72)은 적어도 8 nm의 두께를 갖는다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 이는 멤브레인(40)의 방사율(E)을 더 증가시킨다. 물론, 더 두꺼운 금속 층(72)이 입사 방사선의 더 큰 흡수를 유도할 수 있다는 트레이드오프가 존재한다. 멤브레인(40)에 의해 투과되는 EUV 방사선의 비율과 멤브레인(40)의 방사율 사이에 우수한 밸런스를 제공하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 일 실시예에서 펠리클은 
를 만족시키며, 여기서 E는 입사 EUV 방사선에 대한 방사율이고, T는 멤브레인(40)을 통해 투과되는 입사 EUV 방사선의 비율이다. 예를 들어, 일 실시예에서 방사율(E)은 약 0.2일 수 있고, EUV 투과율(T)은 약 95 %일 수 있다. 이는 4의 E:(1-T)의 비를 제공할 것이다. 일 실시예에서, 이 비는 적어도 5, 적어도 6, 적어도 7, 적어도 8, 적어도 9 또는 적어도 10이다.
앞서 언급된 바와 같이, 금속 층 대신에, 반금속 층(72)이 존재할 수 있다. 금속 층보다는 반금속 층이 제공되는 경우, 반금속 층(72)의 두께는 더 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 일 실시예에서 반금속 층은 적어도 10 nm의 두께를 갖는다.
앞서 더 설명된 바와 같이, 반금속 층(72)이 제공되는 경우, 별도의 기판 층(71)을 제공할 필요가 없을 수 있다. 하지만, 추가적인 기판 층(71)이 제공되지 않는 경우, 반금속 층(72)은 더 두꺼운 것이 바람직하다. 예를 들어, 일 실시예에서 반금속 층(72)은 적어도 20 nm의 두께를 갖는다.
일 실시예에서, 기공(73)들은 멤브레인(40)의 전체 영역의 적어도 50 %를 형성한다. 도 4는 입사 방사선의 각도(θ)와 멤브레인(40)의 방사율(E) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 상이한 라인들(41 내지 45)은 상이한 레벨들의 개방성을 갖는 것을 제외하고는 유사한 상이한 멤브레인(40)들에 대한 것이다. 라인 41은 기공이 없는 연속 멤브레인에 대한 것이다. 라인 42는 9 % 개방되는 다공성 멤브레인(42)에 대한 것이다[즉, 기공(73)들이 멤브레인(40)의 전체 영역의 9 %를 형성함]. 라인 43은 36 % 개방되는 멤브레인(40)에 대한 것이다. 라인 44는 64 % 개방되는 멤브레인(40)에 대한 것이다. 라인 45는 81 % 개방되는 멤브레인(40)에 대한 것이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 멤브레인(40)의 개방성의 레벨들을 증가시키는 것이 방사율(E)을 감소시킨다. 하지만, 개방성의 레벨들을 증가시키는 것이 멤브레인(40)의 EUV 투과율(T)을 증가시킨다. 본 발명의 일 실시예는 멤브레인(40)에 의해 투과되는 EUV 방사선의 비율을 증가시킬 것으로 예상된다.
일 실시예에서, 기공들은 멤브레인(40)의 전체 영역의 적어도 75 %를 형성한다. 이는 멤브레인(40)에 의해 투과되지 않는 EUV 방사선의 비율을 약 5 배 감소시킬 수 있다. 결과로서, 방사율(E)이 약 2 배 감소되더라도, 여전히 상당한 전반적인 이익이 존재한다. 멤브레인(40)을 가열하는 에너지의 양이 전반적으로 감소된다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 기공(73)들은 원형이다. 기공(73)들은 직경 d를 갖는다. 직경 d는 멤브레인(40)의 원하는 충전율을 제공하도록 선택될 수 있다.
하지만, 기공(73)들이 원형일 필요는 없다. 도 9는 기공(73)들이 정사각형인 대안적인 실시예를 나타낸다. 기공(73)들은 치수 d를 갖는다. 치수 d는 멤브레인(40)에 대한 원하는 충전율을 제공하도록 선택될 수 있다.
기공(73)들의 형상은 특별히 제한되지는 않는다. 일 실시예에서, 기공(73)들은 어떠한 규칙적인 형상도 갖지 않는다.
본 발명의 일 실시예는 멤브레인(40)에 흡수되는 EUV 방사선의 양을 감소시킬 것으로 예상된다. 입사 EUV 방사선의 더 큰 비율이 멤브레인(40)에 의해 투과된다. 하지만, 여분의 투과된 EUV 방사선이 모두 기판(W)으로 전달되는 것은 아니다. 특히, 기공(73)들은 투과된 EUV 방사선이 기판(W) 외부의 다른 영역들에 도달하도록 방사선을 회절시킨다. 이는 기판(W)의 레벨에서의 이미징이 고품질로 유지될 수 있음을 의미한다.
일 실시예에서, 멤브레인(40)은 적어도 80 %의 경면(specular) EUV 투과율을 갖도록 구성된다. 일 실시예에서, 멤브레인(40)은 [예를 들어, 멤브레인(40)의 평면의 법선에 대해 4.7 도 미만의 각도로] 기판(W)에 도달하는 최대 0.25 %의 비-경면 EUV 투과율을 갖도록 구성된다. 일 실시예에서, 멤브레인(40)은 멤브레인(40)에서 최대 10 %의 EUV 흡수를 갖도록 구성된다. 일 실시예에서, 멤브레인(40)은 기판(W) 또는 투영 광학기로 가지 않는 최대 10 %의 비-경면 EUV 투과율을 갖도록 구성된다. 경면 EUV 투과율, 비-경면 EUV 투과율 및 흡수율의 합은 100 %이다.
금속 층(72)의 금속은 특별히 제한되지는 않는다. 일부 금속들은 사용 중에 산화될 수 있다. 일 실시예에서, 산화 보호 층이 제공된다. 예를 들어, 붕소로 형성된 산화 보호 층이 제공될 수 있다. 산화 보호 층은 금속 층(72)의 산화를 감소시키는 것으로 이루어진다. 산화 보호 층은 금속 층(72) 상에 코팅될 수 있다.
일 실시예에서, 금속 층(72)의 금속은 금이 아니다. 일 실시예에서, 금속은 전이 금속이다. 일 실시예에서, 금속은 3 족 내지 10 족의 전이 금속이다. 일 실시예에서, 금속은 4 주기 내지 5 주기의 전이 금속이다.
일 실시예에서, 금속은 전이 금속이다. 특정 전이 금속은 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들어 Zr, Y, Mo, Cr, Hf, Ir, Mn, Nb, Os, Pd, Pt, Re, Rh, Ru, Ta, Ti, V 또는 W일 수 있다.
일 실시예에서, 멤브레인 조립체(80)는 펠리클 또는 동적 가스락의 일부로서 적용된다. 대안적으로, 멤브레인 조립체(80)는 식별과 같은 다른 여과 영역에, 또는 빔 스플리터를 위해 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 동적 가스락은 리소그래피 장치(100) 내의 잔해를 차단하도록 구성된다. 일 실시예에서, 동적 가스락은 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이에 위치된다. 동적 가스락은 기판(W) 또는 기판(W) 근처로부터의 입자들이 투영 시스템(PS) 내부 또는 주위의 광학 구성요소들에 도달할 가능성을 감소시킨다. 유사하게, 동적 가스락은 조명 시스템(IL)을 보호할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 동적 가스락은 가상 소스점(IF)에 위치된다. 예를 들어, 동적 가스락은 소스 컬렉터 모듈(SO)과 조명 시스템(IL) 사이에 위치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 제조하는 방법이 제공된다. 도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클을 제조하는 방법의 상이한 스테이지들을 개략적으로 도시한다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 상기 방법은 제 2 재료(74) 상에 제 1 재료를 적용하는 단계를 포함한다. 제 2 재료(74)는 멤브레인 조립체(80)의 프레임(81)의 일부를 형성하기 위한 것이다. 본 발명은 제 1 재료가 기판 층(71)을 형성하기 위한 것인 일 실시예에 대해 설명될 것이다. 하지만, 이후 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제 1 재료는 대안적으로 기판 층(71)이 형성되는 희생 층(sacrificial layer)을 형성할 수 있다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 기판 층(71)을 형성하는 제 1 재료는 제 2 재료(74)의 (단면에서) 모든 면들에 적용된다. 제 2 재료(74) 상에 제 1 재료를 증착하는 방법은 특별히 제한되지는 않는다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 상기 방법은 제 2 재료(74)의 후면에서 제 1 재료를 패터닝하는 단계를 포함한다. 후면은 멤브레인 조립체(80)의 멤브레인(40)을 형성하는 면과 반대되는 면이다. 제 1 재료는 이후 제 2 재료(74)를 에칭하기 위한 마스크를 형성하도록 패터닝된다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 상기 방법은 기판 층(71) 상에 멤브레인(40)의 금속 또는 반금속 층(72)을 형성하기 위해 제 3 재료를 적용하는 단계를 포함한다. 제 3 재료는 금속 또는 반금속, 예를 들어 앞서 언급된 바와 같이 Ru 또는 Zr이다. 기판 층(71) 상에 제 3 재료를 적용하는 방법은 특별히 제한되지는 않는다. 일 실시예에서, 제 3 재료는 물리적 기상 증착을 통해 증착된다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 상기 방법은 기판 층(71)에 기공(73)들을 형성하는 단계를 포함한다. 기공(73)들은 적어도 5 ㎛2의 밀도로 형성될 수 있다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 기공(73)들은 금속 또는 반금속 층(72)과 기판 층(71)의 조합된 스택 상에서 개방된다. 도 11로부터 도 12로의 진행에서 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 [금속 또는 반금속 층(72)을 형성하는] 제 3 재료는 기공(73)들이 형성되기 전에 기판 층(71) 상에 적용된다. 이는 기공(73)들로 하여금 실질적으로 동일한 공정 단계에서 금속 또는 반금속 층(72) 및 기판 층(71) 모두에 형성되게 한다. 이는 금속 또는 반금속 층(72) 및 기판 층(71)에서 기공(73)들의 형상의 우수한 균일성을 제공하는 데 도움이 된다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 기판 층(71)에 기공(73)들을 형성하는 다양한 방법들이 존재한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 금속 또는 반금속 층(72) 및 기판 층(71)의 스택 상에 희생 층(75)을 적용하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 멤브레인 조립체(80)의 면들에 및 희생 층(75) 상에 기계적 지지 층(76)을 적용하는 단계를 포함한다. 후속 단계에서, 상기 방법은 멤브레인(40)의 후면을 노출시키도록 제 2 재료(74)를 에칭하는 단계를 포함한다[멤브레인(40)은 기판 층(71) 상의 금속 또는 반금속 층(72)에 의해 형성됨].
멤브레인(40)을 노출시키기 위해 제 2 재료(74)를 에칭하는 방법은 특별히 제한되지는 않는다. 일 실시예에서, 제 2 재료(74)는 습식 이방성 에칭을 수행함으로써 에칭된다. 기계적 지지 층(76)은 제 2 재료(74)를 에칭하는 단계 동안 멤브레인 조립체(80)에 기계적 지지를 제공하기 위한 것이다. 이는 멤브레인(40)이 에칭 단계 동안 손상(예를 들어, 파열)될 가능성을 감소시킨다. 기계적 지지 층(76)은 제 2 재료(74)를 제거하는 에칭제로부터 스택의 상부면을 보호하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제 2 재료는 실리콘을 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 일 실시예에서 제 2 재료는 습식 에칭을 수행함으로써 에칭될 수 있다. 대안예로서, 제 2 재료는 건식 에칭 공정을 사용하여 에칭될 수 있다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 상기 방법은 기계적 지지 층(76)을 제거하는 단계를 포함한다. 기계적 지지 층(76)을 제거하는 방법은 특별히 제한되지는 않는다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 상기 방법은 희생 층(75)을 제거하는 단계를 포함한다. 희생 층(75)은 기계적 지지 층(76)이 제거되고 있는 경우에 멤브레인(40)의 상부면을 보호하기 위한 것이다. 예를 들어, 희생 층(75)은 기계적 지지 층(76)을 제거하는 데 사용되는 여하한의 작용제로부터 멤브레인(40)의 상부면을 보호할 수 있다. 희생 층(75)을 제거하는 방법은 특별히 제한되지는 않는다.
희생 층(75)은 기판 층(71) 및/또는 금속 또는 반금속 층(72)의 산화를 방지하는 보호 층으로서의 역할을 한다. 희생 층(75)을 제거하는 공정은 기판 층(71) 또는 금속 또는 반금속 층(72)을 손상시키거나 산화시키지 않고 수행될 수 있다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 기계적 지지 층(76) 및 희생 층(75)을 제거함으로써, 기판 층(71) 상의 금속 또는 반금속 층(72)에 의해 형성된 멤브레인(40)이 형성된다. 멤브레인(40)은 제 2 재료에 의해 형성되는 프레임(81)의 보더 부분에 걸쳐 신장된다.
이제, 도 10 내지 도 13을 참조하여 앞서 설명된 공정의 변형예들이 설명될 것이다.
일 실시예에서, 기판 층(71)을 형성하는 제 1 재료는 실리콘 질화물과 같은 저응력 질화물이다. 저응력 질화물은 습식 에칭에 잘 견딘다. 이는 기판 층(71)이 습식 에칭 단계 동안[즉, 제 2 재료(74)의 벌크가 에칭될 때] 이를 보호하기 위해 추가적인 희생 층을 필요로 하지 않음을 의미한다. 또한, 저응력 질화물은 도 11에 나타낸 바와 같이 조립체의 후면에 하드 에칭 마스크를 형성하는 데 적절하다.
하지만, 일 실시예에서 기판 층(71)은 폴리실리콘을 포함한다. 기판 층(71)이 폴리실리콘에 의해 형성될 경우, 제 1 재료는 기판 층을 형성하지 않는다. 대신에, 제 1 재료는 제 2 재료(74)가 에칭되는 경우에 폴리실리콘 기판 층을 보호하는 희생 층으로서의 역할을 한다. 따라서, 상기 방법은 제 2 재료(74)를 에칭하는 단계에 앞서 제 1 재료 상에 폴리실리콘[또는 멤브레인(40)의 기판 층을 형성할 다른 재료]을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 재료가 기판 층을 보호하는 희생 층으로서 사용되는 경우, 제 1 재료는 SiO2를 포함할 수 있다.
앞서 설명된 공정에서, 제 3 재료는 기공(73)들이 형성되기 전에 기판 층(71) 상에 적용된다. 하지만, 이는 반드시 그러한 것은 아니다. 도 14 내지 도 16은 기공(73)들이 형성된 후에 제 3 재료가 기판 층(71) 상에 적용되는 대안적인 방법의 상이한 스테이지들을 나타낸다.
이 대안적인 실시예에서, 제 1 재료는 도 10에 나타낸 바와 같이 제 2 재료(74) 상에 적용된다. 하지만, 도 14에 나타낸 바와 같이, 제 1 재료의 후면은 상부면에 금속 또는 반금속 층(72)을 증착하지 않고 하드 마스크를 형성하도록 패터닝된다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 기공(73)들은 기판 층(71)에 형성된다. 이 단계는 금속 또는 반금속 층(72)이 제공되기 전에 수행된다. 따라서, 기공(73)들은 금속 또는 반금속 층(72)에 동시에 형성되지 않는다.
그 후, 희생 층(75) 및 기계적 지지 층(76)은 기판 층(71) 주위에 적용된다. 이는 제 2 재료가 에칭되게 한다.
그 후, 도 16에 나타낸 바와 같이, 기계적 지지 층(76) 및 희생 층(75)은 앞서 설명된 것과 동일한 방식으로 제거될 수 있다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 이는 제 2 재료(74)에 의해 형성되는 프레임(81)의 보더 부분에 걸쳐 연장되는 기판 층(71)을 남긴다.
그 후, 제 3 재료는 기판 층(71) 상에 멤브레인(40)의 금속 또는 반금속 층(72)을 형성하도록 적용될 수 있다. 이는 도 13에 나타낸 조립체를 유도한다.
기공(73)들을 형성하는 다양한 방법들이 아래에서 설명된다.
도 17 내지 도 20은 기공(73)들을 형성하는 공정의 상이한 스테이지들을 개략적으로 도시한다. 특히, 도 17 내지 도 20은 나노임프린트 리소그래피 공정의 스테이지들을 도시한다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 기공(73)들을 형성하는 공정은 기판 층(71)을 덮는 마스크 재료(79) 상으로 몰드(77)를 가압하는 단계를 포함한다. 몰드(77)는 딤플(dimple: 78)들을 포함하는 실질적으로 평탄한 플레이트이다. 딤플(78)들은 원하는 기공 위치들[즉, 기공(73)들이 멤브레인(40) 내에 있도록 의도되는 위치들]에 대응하는 패턴으로 배열된다. 일 실시예에서, 몰드(77)는 유연하다. 일 실시예에서, 몰드(77)는 UV 방사선에 실질적으로 투명한 재료로 만들어진다. 이는 몰드(77)가 마스크 재료(79)에 적용되고 있을 때 마스크 재료(79)가 UV 방사선으로 조사되게 한다.
마스크 재료의 타입은 특별히 제한되지는 않는다. 일 실시예에서, 마스크 재료는 포토레지스트이다. 대안적으로, 마스크 재료는 졸-겔(sol-gel)일 수 있다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 마스크 재료(79) 상으로 몰드(77)를 가압함으로써, 임프린트의 패턴이 기공 위치들에 대응하여 마스크 재료(79)에 형성된다. 몰드(77)의 적용은 대조적인 두께들을 갖는 마스크 재료(79)를 유도한다. 특히, 마스크 재료(79)는 필라(pillar: 82)들 및 함몰부(depression: 83)들을 갖는다. 몰드(77)는 마스크 재료(79)로 가압된 후, UV-방사선을 통해 경화되어 마스크 재료(79)를 굳게 한다/경화시킨다. 그 후, 몰드(77)는 제거되어 이제 경화(고체) 및 패터닝된 층을 노출시킨다.
도 19에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 기공(73)들을 형성하는 공정은 기공 위치들에 대응하는 갭들을 형성하기 위해 마스크 재료(79)를 에칭하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 반응성-이온 에칭이 마스크 재료(79)를 에칭하기 위해 사용된다. 반응성-이온 에칭 공정은 실질적으로 균질하다. 에칭 공정은 기공 위치들에 대응하는 갭들에서 하부 기판 층(71)을 노출시키도록 에칭되는 함몰부(83)들을 유도한다. 또한, 필라(82)들도 에칭되지만, 기판 층(71)을 계속 덮어 마스크로서 작용한다.
도 20에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 기공(73)들을 형성하는 공정은 기공(73)들을 형성하기 위해 갭들을 통해 기판 층(71)을 에칭하는 단계를 포함한다. 마스크 재료(79)의 필라(82)들은 에칭으로부터 기판 층(71)의 일부 영역들을 보호한다. 기판 층(71)이 노출되면, 이는 에칭되어 기공(73)들을 형성한다. 기공(73)들은 몰드(77)의 딤플(78)들에 대응하는 위치들에서 형성된다. 몰드(77)는 멤브레인(40)의 기판 층(71)에서의 기공(73)들의 원하는 패턴을 제공하도록 디자인될 수 있다.
나노임프린트 리소그래피 공정은 기공(73)들의 주기성과 펠리클의 충전율을 미세하게 조정할 수 있게 한다. 이는 몰드(77)를 적절하게 디자인함으로써 행해질 수 있다. 몰드(77)는 재사용될 수 있다. 이는 제조 비용을 낮추는 데 도움이 된다.
도 21 내지 도 24는 기공(73)들을 형성하는 대안적인 공정의 상이한 스테이지들을 개략적으로 도시한다. 도 21에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 기공(73)들을 형성하는 공정은 기판 층(71) 상에 구(sphere: 84)들을 증착하는 단계를 포함한다. 구(84)들은 원하는 기공 위치들에 대응하는 패턴으로 증착된다. 특히, 각각의 구(84)의 중심은 기공(73)의 중심에 대응하는 위치에 놓인다. 도 21 내지 도 24에 나타낸 공정은 나노스피어 리소그래피라고 할 수 있다. 나노스피어 리소그래피 기술은 나노임프린트 리소그래피에 대한 대안예이다. 도 21 내지 도 24에 나타낸 나노스피어 리소그래피 기술은 앞선 도 12 및 도 15에 나타낸 단계들을 대체할 수 있다.
구(84)들의 재료는 특별히 제한되지는 않는다. 일 실시예에서, 이 구들은 폴리스티렌으로 만들어진다. 일 실시예에서, 구(84)들은 육방 밀집 층(hexagonal close packed layer)으로 배치된다. 일 실시예에서, 구(84)들의 층은 단층이다.
도 21로부터 도 22로의 전이에서 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 상기 공정은 구(84)들의 크기를 감소시키는 단계를 포함한다. 예를 들어, 구(84)들의 크기는 구(84)들을 에칭함으로써 감소될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 에칭이 사용될 수 있다. 구들의 크기를 감소시키는 단계는 선택적이다. 예를 들어, 기판 층(71)에 적용된 구(84)들이 이미 적절한 크기인 경우, 그 크기를 감소시킬 필요는 없을 수 있다.
도 22에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 기공(73)들을 형성하는 공정은 구(84)들 및 기판 층(71) 상에 제 3 재료를 적용하는 단계를 포함한다. 제 3 재료는 멤브레인(40)의 금속 또는 반금속 층(72)을 형성하기 위한 것이다. 도 22에 나타낸 바와 같이, 제 3 재료는 구(84)들의 최상부를 덮고, 구(84)들 사이의 기판 층(71)의 섹션들을 덮는다. 멤브레인(40)에 형성되는 기공(73)들의 패턴은 기판 층(71) 상의 구(84)들의 크기 및 배열을 제어함으로써 제어될 수 있다.
도 23에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 기공(73)들을 형성하는 공정은 구(84)들을 제거하는 단계를 포함한다. 이는 기공 위치들에 대응하는 기판 층(71)의 노출된 섹션들을 형성한다. 이는 기판 층(71)의 적절한 부분들을 보호하는 마스크를 형성하는 제 3 재료를 유도한다. 제 3 재료는 금속 또는 반금속 층(72)을 형성하는 것에 추가하여 마스크로서 작용한다.
도 24에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 기공(73)들을 형성하는 공정은 기공(73)들을 형성하기 위해 기판 층(71)의 노출된 섹션들을 에칭하는 단계를 포함한다. 단지 일 예시로서, 플라즈마 에칭 공정이 기판 층(71)의 적절한 섹션들을 에칭하는 데 사용될 수 있다.
구(84)들에 대한 치수들은 적절한 치수들 및 배열의 기공(73)들을 제공하도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 구(84)의 크기는 기공(73)의 크기에 대응한다. 일 실시예에서, 구(84)들의 크기는 적어도 100 nm 및 최대 10 ㎛이다.
도 25는 기공(73)들을 형성하는 대안적인 공정에서 사용되는 금속 층의 이미지이다. 기공(73)들을 형성하는 이 대안적인 공정에서는, 금속이 기판 층(71) 상에 적용된다. 예를 들어, 금속은 은 또는 금일 수 있다. 금속-보조 화학적 에칭 공정에 사용하기에 적절한 다른 금속들이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 금속은 기판 층(71)에 걸쳐 실질적으로 균일한 층(즉, 균일한 두께를 가짐)으로서 초기에 적용된다.
일 실시예에서, 기공(73)들을 형성하는 공정은 기판 층(71) 상에 금속 아일랜드(85)들을 형성하기 위해 금속을 어닐링하는 단계를 포함한다. 금속 아일랜드(85)들은 도 25에서 볼 수 있다. 금속 아일랜드(85)들은 서로 분리되어 있다. 어닐링 공정은 금속의 완전한 탈습윤(dewetting)을 유도한다. 특히, 어닐링 공정은 금속 층의 파열을 유도한다. 어닐링 공정이 계속됨에 따라, 파열은 함께 연결되어 네트워크를 형성하고, 도 25에서 볼 수 있는 바와 같이 개별 금속 아일랜드(85)를 남긴다. 금속이 충분히 높은 온도로 어닐링되는 경우, 금속 입자들은 에너지적으로 더 유리한 구성으로 이동한다. 이는 금속 아일랜드(85)들의 형성을 유도한다.
일 실시예에서, 기공(73)들을 형성하는 공정은 기공(73)들을 형성하기 위해 금속 아일랜드(85)들 아래의 기판 층(71)의 섹션들을 에칭하도록 금속-보조 화학적 에칭을 수행하는 단계를 포함한다. 금속 아일랜드(85)들은 각각의 금속 아일랜드(85) 아래의 기판 층(71)을 에칭하는 촉매(즉, 금속 액적)로서 기능한다.
도 26은 기공(73)들을 형성하는 대안적인 공정에서 사용되는 금속 또는 반금속 층(72)의 이미지이다. 일 실시예에서, 금속 또는 반금속 층(72)을 형성하는 제 3 재료는 기판 층(71) 상에 적용된다. 일 실시예에서, 기공(73)들을 형성하는 공정은 금속 또는 반금속 층(72)에 갭들을 형성하기 위해 제 3 재료를 어닐링하는 단계를 포함한다. 이 갭들은 도 26의 이미지에서 볼 수 있다. 어닐링 공정의 조건들(예를 들어, 온도, 시간)은 도 25에 나타낸 바와 같은 금속 아일랜드들을 분리하는 네트워크를 형성하기 위해 서로 연결되지 않고 갭들이 도 26에 나타낸 바와 같이 형성되도록 선택될 수 있다. 도 26은 제 3 재료의 (도 25에 나타낸 완전한 탈습윤보다는) 부분 탈습윤의 결과들을 나타낸다.
도 26에 나타낸 결과적인 금속 또는 반금속 격자는 에칭 마스크로서 기판 층(71)을 에칭하는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 기공(73)들을 형성하는 공정은 기공(73)들을 형성하기 위해 갭들을 통해 기판 층(71)을 에칭하는 단계를 포함한다. 그 후, 금속 또는 반금속 격자는 멤브레인(40)의 방사율을 개선하기 위해 금속 또는 반금속 층(72)으로서 유지될 수 있다.
일 실시예에서, 어닐링 및 에칭 단계들은 도 12에 나타낸 단계들 대신에 수행될 수 있다. 대안적으로, 어닐링 및 에칭 단계들은 펠리클을 제조하는 방법의 끝에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 펠리클은 연속적인 표면을 갖는[즉, 기공(73)들 없이] 멤브레인으로 형성될 수 있다. 그 후, 어닐링 및 에칭 단계들은 기공(73)들을 생성하기 위해 수행될 수 있다. 따라서, 어닐링 및 에칭 단계들은 연속 필름 멤브레인을 내보낸 후에 수행될 수 있다.
도 27은 기공(73)들을 형성하는 대안적인 공정에서 사용되는 벌집 구조체(86)의 이미지이다. 일 실시예에서, 기공(73)들을 형성하는 공정은 에칭 마스크로서 벌집 구조체(86)를 제공하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 벌집 구조체(86)는 기판 층(71) 위에 위치될 수 있다.
일 실시예에서, 벌집 구조체(86)는 매우 질서정연하고 균질한 나노포어(nanopore)들을 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서 벌집 구조체는 다공성 양극 산화 알루미늄을 포함한다.
일 실시예에서, 기공(73)들을 형성하는 공정은 기공(73)들을 형성하기 위해 벌집 구조체(86)를 통해 기판 층(71)을 에칭하는 단계를 포함한다. 그 후, 벌집 구조체(86)가 제거된다.
벌집 구조체를 제공하고 에칭하는 공정은, 예를 들어 도 12 및 도 15에 나타낸 단계들 대신에 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 벌집 구조체(86)는 접착 층을 통해 스택에 적용된다. 대안적으로, 벌집 구조체(86)는 제조 공정 동안 생성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 격자를 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 위한 멤브레인이 제공되며, 격자는 복수의 홀들, 기공들 또는 돌출부들을 포함한다. 복수의 홀들은, 예를 들어 원형, 정사각형, 둥근 사각형 또는 임의의 형상의 홀들을 포함할 수 있다. 멤브레인은, 예를 들어 주 필름 또는 주 층을 포함할 수 있다. 격자에서의 주 필름 또는 층 두께는, 예를 들어 20 nm 내지 100 nm일 수 있다. 일 실시예에서, 주 필름 또는 주 층은 코어 또는 멤브레인 코어라고 칭해질 수도 있다. 바람직하게는, 격자 피치는 우수한 열 방사율을 보장하기 위해 200 nm 미만이다. 격자 피치는 격자의 인접한 홀들의 중심들 사이의 거리로서 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 우세한 격자 피치는 웨이퍼 레벨에서 낮은 플레어를 보장하기 위해 바람직하게는 100 nm 미만이다. 30 nm 이하와 같은 더 작은 격자 피치는 잔해 입자들이 레티클에 떨어지는 것을 막을 수 있다. 여하한의 실시예에 따른 EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 위한 멤브레인은 4 내지 15 nm의 두께를 갖는 금속 층, 또는 20 내지 80 nm 범위의 두께의 반금속을 포함할 수 있다. 금속 층은 바람직하게는 멤브레인이 더 개방된 경우에 더 두껍다. 일 실시예에서, 멤브레인 격자는 실질적으로 정사각형 개구부들(즉, 홀들), 100 nm와 같은 30 내지 200 nm의 피치, 및 75 % 개방성 또는 개방 영역과 같은 50 내지 90 %의 격자 개구부들에 의해 정의된 개방성 또는 개방 영역의 %를 갖는다. 약 8 nm 두께의 방사성 Ru 층이 0.35보다 큰 열 방사율을 갖는다. 펠리클 멤브레인의 재료는, 예를 들어 금속 층들과 조합되는 SOI Si 멤브레인 코어를 포함할 수 있다. 추가 실시예에서, SOI Si를 포함한 멤브레인 격자는 멤브레인 영역의 50 내지 90 %를 덮는 실질적인 원형 또는 정사각형의 개구부들, 100 nm 미만의 격자 피치, 및 웨이퍼 레벨에서의 낮은 플레어 및 0.2보다 큰 열 방사율을 제공하는 5 내지 15 nm 범위의 두께를 갖는 금속 층을 갖는다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), LCD, 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고, 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한 번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 다양한 포토레지스트 층들이 동일한 기능을 수행하는 비-포토레지스트 층들로 대체될 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들 및 항목들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
1. EUV 리소그래피를 위한 펠리클로서,
프레임; 및
프레임에 의해 지지되는 멤브레인을 포함하고, 멤브레인은:
금속 또는 반금속 층을 포함하며,
멤브레인은 적어도 ㎛2 당 5의 밀도로 기공들을 포함하는 펠리클.
2. 1 항에 있어서, 기공들의 밀도는 적어도 ㎛2 당 20인 펠리클.
3. 1 항에 있어서, 기공들의 밀도는 적어도 ㎛2 당 100인 펠리클.
4. 1 항 내지 3 항 중 어느 하나에 있어서, 멤브레인은 금속 또는 반금속 층을 지지하는 기판 층을 포함하는 펠리클.
5. 4 항에 있어서, 기판 층은 실리콘 온 인슐레이터로부터 얻어진 실리콘 또는 폴리실리콘을 포함하는 펠리클.
6. 1 항 내지 5 항 중 어느 하나에 있어서, 금속 층은 적어도 4 nm의 두께를 갖는 펠리클.
7. 1 항 내지 6 항 중 어느 하나에 있어서, 금속 층은 적어도 8 nm의 두께를 갖는 펠리클.
8. 1 항 내지 7 항 중 어느 하나에 있어서, 반금속 층은 적어도 10 nm의 두께를 갖는 펠리클.
9. 1 항 내지 8 항 중 어느 하나에 있어서, 반금속 층은 멤브레인의 총 두께의 적어도 90 %를 형성하는 펠리클.
10. 1 항 내지 9 항 중 어느 하나에 있어서, 반금속 층은 적어도 20 nm의 두께를 갖는 펠리클.
11. 1 항 내지 10 항 중 어느 하나에 있어서, 기공들은 멤브레인의 총 영역의 적어도 50 %를 형성하는 펠리클.
12. 1 항 내지 11 항 중 어느 하나에 있어서, 기공들은 멤브레인의 총 영역의 적어도 75 %를 형성하는 펠리클.
13. 1 항 내지 12 항 중 어느 하나에 있어서, 금속은 3 족 내지 10 족의 전이 금속인 펠리클.
14. 1 항 내지 13 항 중 어느 하나에 있어서, 금속은 4 주기 내지 5 주기의 전이 금속인 펠리클.
15. 1 항 내지 14 항 중 어느 하나에 있어서, 금속은 Zr, Y, Mo, Cr, Hf, Ir, Mn, Nb, Os, Pd, Pt, Re, Rh, Ru, Ta, Ti, V 및 W로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 펠리클.
16. 1 항 내지 15 항 중 어느 하나에 있어서, 기공들은 원형 또는 정사각형인 펠리클.
17. 1 항 내지 16 항 중 어느 하나에 있어서, 
를 만족시키며, E는 입사 EUV 방사선에 대한 방사율이고, T는 멤브레인을 통해 투과되는 입사 EUV 방사선의 비율인 펠리클.
18. 1 항 내지 17 항 중 어느 하나에 있어서, 입사 EUV 방사선에 대해 적어도 0.2의 방사율을 갖는 펠리클.
19. 1 항 내지 18 항 중 어느 하나에 있어서, 입사 EUV 방사선의 적어도 95 %를 투과시키도록 구성되는 펠리클.
20. EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 위한 멤브레인으로서,
금이 아닌 금속 또는 반금속 층을 포함하고,
멤브레인은 적어도 ㎛2 당 5의 밀도로 기공들을 포함하는 멤브레인.
21. EUV 리소그래피를 위한 펠리클로서,
프레임; 및
프레임에 의해 지지되는 20 항의 멤브레인을 포함하는 펠리클.
22. 1 항 내지 19 항 중 어느 하나 또는 21 항의 펠리클을 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 패터닝 디바이스 조립체.
23. 1 항 내지 19 항 중 어느 하나 또는 21 항의 펠리클을 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 동적 가스락 조립체.
24. EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 제조하는 방법으로서,
펠리클의 프레임을 형성하기 위한 제 2 재료 상에 제 1 재료를 적용하는 단계;
멤브레인의 기판 층 상에 펠리클의 멤브레인의 금속 또는 반금속 층을 형성하기 위한 제 3 재료를 적용하는 단계; 및
적어도 ㎛2 당 5의 밀도로 기판 층에 기공들을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
25. 24 항에 있어서, 제 1 재료는 기판 층을 형성하는 방법.
26. 24 항 또는 25 항에 있어서, 제 3 재료는 기공들이 형성되기 전에 기판 층 상에 적용되는 방법.
27. 24 항 또는 25 항에 있어서, 제 3 재료는 기공들이 형성된 후에 기판 층 상에 적용되는 방법.
28. 24 항 내지 27 항 중 어느 하나에 있어서, 기공들을 형성하는 단계는:
기공 위치들에 대응하는 마스크 재료에서의 임프린트의 패턴을 형성하기 위해 기판 층을 덮는 마스크 재료 상으로 몰드를 가압하는 단계;
기공 위치들에 대응하는 갭들을 형성하기 위해 마스크 재료를 에칭하는 단계; 및
기공들을 형성하기 위해 갭들을 통해 기판 층을 에칭하는 단계를 포함하는 방법.
29. 24 항 내지 27 항 중 어느 하나에 있어서, 기공들을 형성하는 단계는:
기공 위치들에 대응하는 패턴으로 기판 층 상에 구들을 증착하는 단계;
구들 및 기판 층 상에 제 3 재료를 적용하는 단계;
기공 위치들에 대응하는 기판 층의 노출된 섹션들을 형성하기 위해 구들을 제거하는 단계; 및
기공들을 형성하기 위해 기판 층의 노출된 섹션들을 에칭하는 단계를 포함하는 방법.
30. 24 항 내지 27 항 중 어느 하나에 있어서, 기공들을 형성하는 단계는:
기판 층 상에 금속을 적용하는 단계;
기판 층 상에 금속 아일랜드들을 형성하기 위해 금속을 어닐링하는 단계; 및
기공들을 형성하기 위해 금속 아일랜드들 아래의 기판 층의 섹션들을 에칭하도록 금속-보조 화학적 에칭을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
31. 24 항 내지 27 항 중 어느 하나에 있어서, 기공들을 형성하는 단계는:
금속 또는 반금속 층에 갭들을 형성하기 위해 제 3 재료를 어닐링하는 단계; 및
기공들을 형성하기 위해 갭들을 통해 기판 층을 에칭하는 단계를 포함하는 방법.
32. 24 항 내지 27 항 중 어느 하나에 있어서, 기공들을 형성하는 단계는:
에칭 마스크로서 벌집 구조체를 제공하는 단계;
기공들을 형성하기 위해 기판 층을 에칭하는 단계; 및
벌집 구조체를 제거하는 단계를 포함하는 방법.
33. 32 항에 있어서, 벌집 구조체는 다공성 양극 산화 알루미늄을 포함하는 방법.
34. EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 위한 멤브레인으로서,
복수의 홀들을 포함하는 격자를 포함하는 멤브레인.
35. 34 항에 있어서, 격자는 200 nm 미만, 바람직하게는 100 nm 미만, 더 바람직하게는 30 nm 미만의 격자 피치를 갖는 멤브레인.
36. 34 항 또는 35 항에 있어서, 격자는 20 nm 내지 100 nm의 두께를 갖는 코어를 포함하는 멤브레인.
37. 34 항 내지 36 항 중 어느 하나에 있어서, 격자는 금속 또는 반금속을 포함하는 멤브레인.
38. 34 항 내지 37 항 중 어느 하나에 있어서, 격자는 SOI Si 멤브레인 코어를 포함하는 멤브레인.
39. 38 항에 있어서, 격자는 1 이상의 금속 층을 더 포함하는 멤브레인.
40. 38 항 또는 39 항에 있어서, 격자는 실질적으로 원형 또는 정사각형 개구부들 및 50 % 내지 90 %, 바람직하게는 70 % 내지 80 %의 개방 영역을 포함하는 멤브레인.
Claims (40)
- EUV 리소그래피를 위한 펠리클(pellicle)로서,
프레임; 및
상기 프레임에 의해 지지되는 멤브레인(membrane)
을 포함하고, 상기 멤브레인은:
금속 또는 반금속 층을 포함하며,
상기 멤브레인은 적어도 ㎛2 당 5의 밀도로 기공(pore)들을 포함하는 펠리클. - 제 1 항에 있어서,
상기 기공들의 밀도는 적어도 ㎛2 당 20인 펠리클. - 제 1 항에 있어서,
상기 기공들의 밀도는 적어도 ㎛2 당 100인 펠리클. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 멤브레인은 상기 금속 또는 반금속 층을 지지하는 기판 층을 포함하는 펠리클. - 제 4 항에 있어서,
상기 기판 층은 실리콘 온 인슐레이터(silicon on insulator)로부터 얻어진 실리콘 또는 폴리실리콘을 포함하는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 층은 적어도 4 nm의 두께를 갖는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 층은 적어도 8 nm의 두께를 갖는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반금속 층은 적어도 10 nm의 두께를 갖는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반금속 층은 상기 멤브레인의 총 두께의 적어도 90 %를 형성하는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반금속 층은 적어도 20 nm의 두께를 갖는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기공들은 상기 멤브레인의 총 영역의 적어도 50 %를 형성하는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기공들은 상기 멤브레인의 총 영역의 적어도 75 %를 형성하는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속은 3 족 내지 10 족의 전이 금속인 펠리클. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속은 4 주기 내지 5 주기의 전이 금속인 펠리클. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속은 Zr, Y, Mo, Cr, Hf, Ir, Mn, Nb, Os, Pd, Pt, Re, Rh, Ru, Ta, Ti, V 및 W로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기공들은 원형 또는 정사각형인 펠리클. - 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
를 만족시키며, E는 입사 EUV 방사선에 대한 방사율이고, T는 상기 멤브레인을 통해 투과되는 입사 EUV 방사선의 비율인 펠리클.
- 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
입사 EUV 방사선에 대해 적어도 0.2의 방사율을 갖는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
입사 EUV 방사선의 적어도 95 %를 투과시키도록 구성되는 펠리클. - EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 위한 멤브레인으로서,
금이 아닌 금속 또는 반금속 층을 포함하고,
상기 멤브레인은 적어도 ㎛2 당 5의 밀도로 기공들을 포함하는 멤브레인. - EUV 리소그래피를 위한 펠리클로서,
프레임; 및
상기 프레임에 의해 지지되는 제 20 항의 멤브레인
을 포함하는 펠리클. - 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항 또는 제 21 항의 펠리클을 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 패터닝 디바이스 조립체.
- 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항 또는 제 21 항의 펠리클을 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 동적 가스락 조립체(dynamic gas lock assembly).
- EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 제조하는 방법으로서,
상기 펠리클의 프레임을 형성하기 위한 제 2 재료 상에 제 1 재료를 적용하는 단계;
멤브레인의 기판 층 상에 상기 펠리클의 멤브레인의 금속 또는 반금속 층을 형성하기 위한 제 3 재료를 적용하는 단계; 및
적어도 ㎛2 당 5의 밀도로 상기 기판 층에 기공들을 형성하는 단계
를 포함하는 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 제 1 재료는 상기 기판 층을 형성하는 방법. - 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
상기 제 3 재료는 상기 기공들이 형성되기 전에 상기 기판 층 상에 적용되는 방법. - 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
상기 제 3 재료는 상기 기공들이 형성된 후에 상기 기판 층 상에 적용되는 방법. - 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기공들을 형성하는 단계는:
기공 위치들에 대응하는 마스크 재료에서의 임프린트의 패턴을 형성하기 위해 상기 기판 층을 덮는 마스크 재료 상으로 몰드를 가압하는 단계;
상기 기공 위치들에 대응하는 갭들을 형성하기 위해 상기 마스크 재료를 에칭하는 단계; 및
상기 기공들을 형성하기 위해 상기 갭들을 통해 상기 기판 층을 에칭하는 단계를 포함하는 방법. - 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기공들을 형성하는 단계는:
기공 위치들에 대응하는 패턴으로 상기 기판 층 상에 구(sphere)들을 증착하는 단계;
상기 구들 및 상기 기판 층 상에 상기 제 3 재료를 적용하는 단계;
상기 기공 위치들에 대응하는 상기 기판 층의 노출된 섹션들을 형성하기 위해 상기 구들을 제거하는 단계; 및
상기 기공들을 형성하기 위해 상기 기판 층의 노출된 섹션들을 에칭하는 단계를 포함하는 방법. - 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기공들을 형성하는 단계는:
상기 기판 층 상에 금속을 적용하는 단계;
상기 기판 층 상에 금속 아일랜드(metal island)들을 형성하기 위해 상기 금속을 어닐링하는 단계; 및
상기 기공들을 형성하기 위해 상기 금속 아일랜드들 아래의 기판 층의 섹션들을 에칭하도록 금속-보조 화학적 에칭(metal-assisted chemical etching)을 수행하는 단계를 포함하는 방법. - 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기공들을 형성하는 단계는:
상기 금속 또는 반금속 층에 갭들을 형성하기 위해 상기 제 3 재료를 어닐링하는 단계; 및
상기 기공들을 형성하기 위해 상기 갭들을 통해 상기 기판 층을 에칭하는 단계를 포함하는 방법. - 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기공들을 형성하는 단계는:
에칭 마스크로서 벌집 구조체를 제공하는 단계;
상기 기공들을 형성하기 위해 상기 기판 층을 에칭하는 단계; 및
상기 벌집 구조체를 제거하는 단계를 포함하는 방법. - 제 32 항에 있어서,
상기 벌집 구조체는 다공성 양극 산화 알루미늄을 포함하는 방법. - EUV 리소그래피를 위한 펠리클을 위한 멤브레인으로서,
복수의 홀(hole)들을 포함하는 격자를 포함하는 멤브레인. - 제 34 항에 있어서,
상기 격자는 200 nm 미만, 바람직하게는 100 nm 미만, 더 바람직하게는 30 nm 미만의 격자 피치를 갖는 멤브레인. - 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,
상기 격자는 20 nm 내지 100 nm의 두께를 갖는 코어(core)를 포함하는 멤브레인. - 제 34 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격자는 금속 또는 반금속을 포함하는 멤브레인. - 제 34 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격자는 SOI Si 멤브레인 코어를 포함하는 멤브레인. - 제 38 항에 있어서,
상기 격자는 1 이상의 금속 층을 더 포함하는 멤브레인. - 제 38 항 또는 제 39 항에 있어서,
상기 격자는 실질적으로 원형 또는 정사각형인 개구부(opening)들 및 50 % 내지 90 %, 바람직하게는 70 % 내지 80 %의 개방 영역을 포함하는 멤브레인.
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