KR20210105333A - 비-반사 영역을 구비한 반사 층을 갖는 포토마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반사형 다중 층 내에 비-반사 영역을 포함함으로써 극 자외선(EUV) 및 X-선 리소그래피에 적절한 마스크를 제공한다. 이 비-반사 영역은 집적 회로에 패턴을 제공하는 데 사용되는 일반적인 흡수 층을 대체한다. 자외선(UV), 극 자외선(EUV) 및/또는 소프트 X-선 파장에서 작동하는 장치 및 시스템에 사용하기 위한 새로운 등급의 재료 및 관련 구성 요소가 설명된다. 본 개시는 흡수 층, 마스크에 대한 섀도우 효과, 3D 회절 효과, 및 결함 관리에 대한 필요성을 제거하는 반사 및 비-반사 영역을 포함하는 EUV 포토마스크 구성에 관한 것이다. 이러한 재료 구조 및 조합은 미러, 렌즈, 또는 기타 광학, 패널, 광원, 포토마스크, 포토레지스트 또는 리소그래피, 웨이퍼 패터닝, 천문 및 우주 적용, 생물 의학 적용, 또는 다른 적용과 같은 적용에 사용하기 위한 기타 구성 요소와 같은 구성 요소를 만드는 데 사용될 수 있다.
Description
관련
출원에 대한 교차 출원
본 출원은 2018년 10월 17일에 출원된 미국 가출원 제 62/746,702호의 이익을 청구하며, 그 내용 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
광학 리소그래피 시스템은 예를 들어 장치의 제작에 일반적으로 사용된다. 이러한 시스템의 해상력(resolving power)은 노출 파장에 비례한다. 따라서, 더 짧은 파장은 제작의 해상도(resolution)를 향상시킬 수 있다. 극 자외선 리소그래피(EUVL)는 극 자외선(EUV) 파장(약 120 나노미터 내지 0.1 나노미터)에서 전자기 방사선을 사용한다. 따라서, 이러한 파장의 광자는 약 10 전자 볼트(eV) 내지 12.4keV(각각 124nm 및 0.1nm에 해당) 범위의 에너지를 갖는다. 극 자외선 파장은 플라즈마 및 싱크로트론 광원과 같은 장치에 의해 인공적으로 생성될 수 있다. 리소그래피에 EUV 파장을 사용하면 반도체 칩과 같은 장치뿐만 아니라 중합체 전자 장치, 태양 전지, 생명 공학, 및 의료 기술과 같은 다른 적용 분야에서 피처 크기(feature size)를 줄이는 잠재적 이점이 있다.
EUV 리소그래피 시스템에서, 반사 포토마스크 또는 마스크 또는 레티클(reticle)은 집적 회로 칩 구성을 웨이퍼(wafer)로 전사하는 데 사용된다. 일반적으로 EUV 반사 마스크는 기판(substrate), 반사 층, 캡핑 층(capping layer), 흡수 층(absorber layer), 및 선택적으로 다른 층으로 구성된다. 흡수 층은 e-빔(e-beam) 리소그래피에 의해 패턴화되어 웨이퍼로 전사될 집적 회로 패턴의 수학적 보완 또는 패턴을 나타낸다.
리소그래피 요소에 사용되는 반사 재료의 선택은 종종 심각하게 제한된다. 전통적인 재료 조합은 이론적으로 최대 67%의 반사율(reflectivity)을 생성하는 몰리브덴-규소 다중 층으로 구성된다. Mo-Si 층은 EUV 리소그래피 시스템의 미러, 컬렉터, 및 포토마스크에 사용된다. 다른 전통적인 다중 층 조합으로는 총칭하여 최신 기술로 지칭되는 텅스텐 및 탄화붕소, 텅스텐 및 탄소를 포함한다.
흡수 층 패턴에 사용되는 전형적인 재료는 질화탄탈, 산질화탄탈, 니켈 또는 코발트 또는 NiAl3로 구성될 수 있다. 이러한 재료는 흡수를 극대화하고 흡수 층과 다중층에서 반사된 광선 사이의 반사 진폭 또는 위상 변화를 최소화하기 위해 선택된다.
흡수 층 패턴의 몇 가지 알려진 부작용이 있다. 흡수 층 패턴은 3D 섀도우 마스크 효과로 알려진 반사 층에 섀도우를 생성한다. 흡수 층 패턴은 또한 유한한 두께, 일반적으로 약 70nm를 가지며, 종종 수리가 필요한 반사 층에 재료 결함, 약 20nm 정도의 입자를 포착하는 경향이 있다.
3D 마스크 효과는 흡수 층 패턴이 웨이퍼로 전사될 때 원하지 않는 피처-크기 종속 초점, 이미징 수차, 및 패턴 배치 이동을 초래할 수 있다. 또한 1D 및 2D 피처 간의 초점 차이가 크므로 리소그래피의 수율 프로세스 창을 제한한다. 마스크 섀도잉 효과는 EUV 마스크 흡수 높이와 마스크 수준에서 논-텔레센트릭, 오프 액시스 조명(non-telecentric, off axis illumination)의 결과이고, 이는 웨이퍼에 투영되는 강도를 조절한다. 조명 방향에 수직인 피처(수직 피처)는 조명 방향에 대해 평행한 피처(수평 피처)에 대해 변이된다. 웨이퍼 수준에서, 이는 수평-수직 임계 치수 바이어스 및 이미지 변이를 유발한다. 수평-수직 바이어스는 가깝게 위치한 수평 및 수직 방향 레지스트 피처 간의 선폭의 체계적인 차이이며 난시, 동공 전체의 위상 오류, 및 최적 초점의 차이로 인해 발생한다.
위상 변이(phase shifted) 흡수 마스크는 또한 패턴을 생성하는데 사용되며, 여기서 인접한 영역은 서로에 대해 위상이 변이되어 원하는 패턴을 달성하기 위해 광선의 상쇄를 일으킨다. 종래의 방법은 반사/흡수 조합, 또는 다중 층이 하부 기판까지 완전히 에칭(etching)되고 이어서 하부 기판이 방사선을 흡수하거나 흡수 영역에 인접한 반사 영역을 흡수하는 반사 다중 층을 포함할 수 있다. 이는 3D 마스크 효과 또는 섀도우 마스크 효과를 극복하는 데 효과적이지 않으며, 이는 상부면과 흡수면 사이의 높이 차이가 다중 층 스택의 전체 두께이거나 흡수 스택의 두께이기 때문이다.
일 실시양태에서, 본 개시는 극 자외선 마스크(extreme ultraviolet mask)를 제공하고, 상기 극 자외선 마스크는 기판; 및 반사 영역 및 반사 층 내의 비-반사 영역을 갖는 반사 층을 포함하고, 상기 반사 층은 기판과 접촉하는 바닥면(bottom surface) 및 상부면(top surface)을 포함하고, 여기서 반사 영역에서의 방사선의 반사율은 비-반사 영역의 방사선 반사율보다 적어도 100배 더 크다.
도 1은 기판 상부에 반사성 다중 층(120)이 있고 캡핑 층(capping layer; 130) 및 흡광 층(absorbance layer; 140)을 갖는 기판(110)을 갖는 마스크를 도시한다. 마스크의 반사면 위의 흡수 층에 의해 형성된 전형적인 섀도우 효과를 보여준다. 섀도우 효과는 70nm 두께의 흡수 층에 대해 7nm까지 확장된다.
도 2는 반사 층(220) 내에 반사 영역(250) 및 비-반사 영역(260)을 갖는 본 개시의 마스크를 도시한다. 캡핑 층과 비-반사 층이 있는 기판상의 1-D 다중 층을 보여준다. 이러한 구성 요소(component)는 반사 포토마스크를 형성한다. 이 경우, 비-반사 층은 다중 층의 면에 잠기지만 기판에는 도달하지 않는다.
도 3a는 비-반사 영역(360)이 면(facet; 370)을 포함하는 본 개시의 마스크를 도시한다. 도 3b는 면(370)을 덮는 투명한 재료(380)를 갖는 동일한 마스크를 도시한다.
도 4a는 비-반사 영역(460)이 회절 격자(490)를 포함하는 본 개시의 마스크를 도시한다.
도 4b는 회절 격자가 면의 경사면에 있는 본 개시의 마스크를 도시한다.
도 5a는 약 39개의 주기(period)를 구비한 도 4a의 몰리브덴-규소 다중 층으로부터 각도의 함수로서 반사율을 도시한다. 각진 면을 생성하려면 적어도 1개의 주기를 제거해야 한다. 따라서 40개 대신 39개의 주기가 표시된다. 수직 입사선(90도) 각도로부터 각도>6에서, 그레이징 입사 반사율(grazing incidence reflectivity)로부터의 각도>10도는 2 내지 3 자리수의 크기만큼 상당히 감소된다. 이 각도에서 입사되는 광선은 상당히 흡수된다. 반사 영역의 반사율은 0.67 또는 ~67%이다.
도 5b는 도 4b의 회절 격자로부터의 1차 및 0차 반사에 대한 파장의 함수로서 회절 효율을 도시하며, 여기서 비-반사 영역이 회절 격자를 포함한다.
도 6은 반사 영역(620)으로서 3차원 광자 결정(photonic crystal) 및 광자 결정 영역에 인접하거나 옆에 있는 플라즈모닉(plasmonic) 또는 고 흡수 영역을 갖는 본 개시의 마스크 실시양태를 도시한다. 이것은 높은 비 공명(non-resonant) 구조 또는 내부 표면적이 큰 흡수 구조를 만들기 위해, CVD 또는 ALD, e-빔, 전착 또는 기타 증착(deposition) 방법에 의해 다른 재료, 예를 들어 금, 구리, 루테늄을 증착함으로써 e-빔에 의해 패턴화된 비-반사 영역에서 디튜닝(detuning)되는 3D 고 반사 광자 결정을 도시한다.
도 7a는 도 6의 비-반사 영역에서 3차원 플라즈모닉 결정으로부터 파장의 함수로서 반사율을 보여준다. 반사율은 ~5x10-6이고 따라서 반사 영역> 0.67보다 5 자리수 더 작다. 이미지 콘트라스트는 ~1x105이다.
도 7b는 도 6의 3차원 광자 결정으로부터의 1차 및 0차 반사에 대한 각도의 함수로서 반사율을 도시하고, 수직 입사선에서 최대 +/-30도까지의 수직 입사선 근처의 낮은 반사율 각도 범위를 보여준다.
도 8은 각도의 함수로서 높은 투과율 및 낮은 반사율을 갖는 6nm 규소 필름의 각 응답을 도시한다. TaON, Ni 또는 Co, NiAL3, TaN, Au, Ag 보다 작은 수직 입사선에 가까운 각도에서도 반사율이 낮으며 그 아래에 다중 층이 턴 오프되면 양호하고 투명하며 반사되지 않는 영역을 만든다.
도 9a는 위상 변이된 광선을 반사하기 위해 위상 변이된 반사 영역을 제공하도록 에칭된 본 개시의 마스크 실시양태를 도시하고, 도 9b는 상이한 주기를 갖는 제 2 세트의 이중 층 쌍으로 채워진 부분적으로 에칭된 다중 층 코팅을 제공하는 본 개시의 마스크 실시양태를 제공한다.
도 10은 반사 다중 층 실시양태에서 변이된 밴드 갭을 제공한다.
도 11은 상부 층의 두께가 변하는 비-다중 층 실시양태에서 위상 변이된 영역을 제공한다.
도 2는 반사 층(220) 내에 반사 영역(250) 및 비-반사 영역(260)을 갖는 본 개시의 마스크를 도시한다. 캡핑 층과 비-반사 층이 있는 기판상의 1-D 다중 층을 보여준다. 이러한 구성 요소(component)는 반사 포토마스크를 형성한다. 이 경우, 비-반사 층은 다중 층의 면에 잠기지만 기판에는 도달하지 않는다.
도 3a는 비-반사 영역(360)이 면(facet; 370)을 포함하는 본 개시의 마스크를 도시한다. 도 3b는 면(370)을 덮는 투명한 재료(380)를 갖는 동일한 마스크를 도시한다.
도 4a는 비-반사 영역(460)이 회절 격자(490)를 포함하는 본 개시의 마스크를 도시한다.
도 4b는 회절 격자가 면의 경사면에 있는 본 개시의 마스크를 도시한다.
도 5a는 약 39개의 주기(period)를 구비한 도 4a의 몰리브덴-규소 다중 층으로부터 각도의 함수로서 반사율을 도시한다. 각진 면을 생성하려면 적어도 1개의 주기를 제거해야 한다. 따라서 40개 대신 39개의 주기가 표시된다. 수직 입사선(90도) 각도로부터 각도>6에서, 그레이징 입사 반사율(grazing incidence reflectivity)로부터의 각도>10도는 2 내지 3 자리수의 크기만큼 상당히 감소된다. 이 각도에서 입사되는 광선은 상당히 흡수된다. 반사 영역의 반사율은 0.67 또는 ~67%이다.
도 5b는 도 4b의 회절 격자로부터의 1차 및 0차 반사에 대한 파장의 함수로서 회절 효율을 도시하며, 여기서 비-반사 영역이 회절 격자를 포함한다.
도 6은 반사 영역(620)으로서 3차원 광자 결정(photonic crystal) 및 광자 결정 영역에 인접하거나 옆에 있는 플라즈모닉(plasmonic) 또는 고 흡수 영역을 갖는 본 개시의 마스크 실시양태를 도시한다. 이것은 높은 비 공명(non-resonant) 구조 또는 내부 표면적이 큰 흡수 구조를 만들기 위해, CVD 또는 ALD, e-빔, 전착 또는 기타 증착(deposition) 방법에 의해 다른 재료, 예를 들어 금, 구리, 루테늄을 증착함으로써 e-빔에 의해 패턴화된 비-반사 영역에서 디튜닝(detuning)되는 3D 고 반사 광자 결정을 도시한다.
도 7a는 도 6의 비-반사 영역에서 3차원 플라즈모닉 결정으로부터 파장의 함수로서 반사율을 보여준다. 반사율은 ~5x10-6이고 따라서 반사 영역> 0.67보다 5 자리수 더 작다. 이미지 콘트라스트는 ~1x105이다.
도 7b는 도 6의 3차원 광자 결정으로부터의 1차 및 0차 반사에 대한 각도의 함수로서 반사율을 도시하고, 수직 입사선에서 최대 +/-30도까지의 수직 입사선 근처의 낮은 반사율 각도 범위를 보여준다.
도 8은 각도의 함수로서 높은 투과율 및 낮은 반사율을 갖는 6nm 규소 필름의 각 응답을 도시한다. TaON, Ni 또는 Co, NiAL3, TaN, Au, Ag 보다 작은 수직 입사선에 가까운 각도에서도 반사율이 낮으며 그 아래에 다중 층이 턴 오프되면 양호하고 투명하며 반사되지 않는 영역을 만든다.
도 9a는 위상 변이된 광선을 반사하기 위해 위상 변이된 반사 영역을 제공하도록 에칭된 본 개시의 마스크 실시양태를 도시하고, 도 9b는 상이한 주기를 갖는 제 2 세트의 이중 층 쌍으로 채워진 부분적으로 에칭된 다중 층 코팅을 제공하는 본 개시의 마스크 실시양태를 제공한다.
도 10은 반사 다중 층 실시양태에서 변이된 밴드 갭을 제공한다.
도 11은 상부 층의 두께가 변하는 비-다중 층 실시양태에서 위상 변이된 영역을 제공한다.
I.
일반
본 개시는 극 자외선 및 X-선 방사선에 사용하기위한 새로운 리소그래피 마스크를 제공한다. 이러한 마스크는 포토레지스트(감광성 이미징 재료)를 통해 웨이퍼로 이미지를 전사하는 데 필요한 이미지 콘트라스트(image contrast)를 달성하는 반사성 다중 층에 비-반사 영역을 통합한다. 집적 회로(IC)의 패턴을 정의하기 위해 비-반사 영역을 사용하면 통합 마스크 구성에서 반사 다중 층 위에 패턴화된 흡수 층에 대한 필요가 제거된다. 반사 다중 층 내에 비-반사 영역을 통합함으로써, 반사 다중 층의 상부면은 실질적으로 평탄하므로, 섀도우를 도입할 수 있는 반사 다중 층의 상부면 위로 연장되는 피처가 본질적으로 없다. 비-반사 영역은 반사성 다중 층의 상부면의 선택된 영역을 수정하여 광선을 웨이퍼가 아닌 다중 층으로 편향시키거나 광선을 흡수함으로써 반사 층으로 도입될 수 있다. 결과적으로, 반사 다중 층의 평면에 대한 흡광 층의 유한한 0이 아닌 높이에 의해 드리워진 섀도우로부터 발생하는 마스크 섀도우 효과가 감소된다. 또한 흡수 층을 제거하거나 높이를 줄이면 3D 도파, 이미지배치 오류, 3D 회절 효과, 및 마스크의 데드 스페이스(dead space)가 줄어든다.
EUV 반사형 포토마스크의 전형적인 실시양태의 구조는 기판, 반사 층, 및 캡핑 층(또한 EUV 마스크 블랭크로서 공지됨) 및 흡수 층으로 구성된다. 반사 층은 다중 층, 예를 들어 몰리브덴 규소 다중 층 또는 EUV 방사선의 반사를 담당하는 다른 유형의 반사 층으로 구성될 수 있다. 루테늄 캡핑 층은 선택 사항이지만 작동 중 열화 및 리소그래피 시스템의 다른 요소와 플라즈마 소스로 인해 발생하는 결함으로부터 다중 층을 보호하는 역할을 한다.
흡수 층은 웨이퍼로 전사될 필요가 있는 원하는 IC 디자인을 나타내기 위해 추가로 패턴화된다. 전형적으로 흡수 층의 패턴화는 흡수 층의 e-빔 포토레지스트, e-빔 노출, 및 에칭을 사용하는 e-빔 리소그래피 공정에 의해 달성된다. 이것은 원하는 물리적 위치에서 EUV 방사선을 선택적으로 차단하고 흡수 구조가 없는 다른 곳에서 광선이 반사되도록 하는 것을 담당하는 흡수 층 내에 유한 구조를 생성한다.
흡수 층 선택은 두께, 원하는 파장, 상부면 반사 진폭, 및 전체 흡수 진폭에서 굴절률의 실수 및 허수 부분을 나타내는 재료 n, 및 k 값을 포함하는 다수의 매개변수에 종속한다. 유효 반사 영역을 최소화하고 데드 스페이스를 생성하는 반사 층 상의 섀도우와 같이, 다중 층에서 반사된 광선과 흡수 층에서 반사된 광선 사이의 위상 변화도 최소화되어야 한다. 유한 두께의 흡수 층은 바람직하지 않은 3D 마스크 효과의 또 다른 발현인 도파 효과(waveguiding effect)를 생성한다.
흡수 층의 재료 선택에 경쟁 목표가 존재한다. 한편으로는 광선이 아래의 반사 층으로 전달되어 바람직하지 않게 반사되는 것을 방지하기 위해 완전한 흡수가 요구된다. 이것은 매우 두꺼운 흡수 구조에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 더 두꺼운 흡수 구조는 마스크의 반사 부분에 더 큰 섀도우를 생성하고 더 많은 도파를 발생시키고 결함 포착 경향을 증가시킨다. 더 많은 흡수 재료, 예를 들면, 금 및 은이 또한 사용될 수 있지만, 일반적으로 바람직하지 않은 흡수 층으로부터 더 많은 상부면 반사를 초래한다. TaN은 흡수 층에 대한 더 나은 재료 선택 중 하나를 나타내며, 이는 70nm의 유한 두께를 가지고 흡수 및 상부면 반사를 효과적으로 저하시킨다. Ni 및 Co, 및 이들의 다양한 조합물 및 화합물도 선택되는 재료이다.
리소그래피에서, 유한 흡수 층 패턴은 웨이퍼 성능 및 웨이퍼로 전사되는 패턴의 품질에 있어 열화된다. 위상차는 콘트라스트 손실, 초점 심도 변이, 보성 곡선(Bossung Curve)(CD v 초점 심도), 수평 및 수직 바이어스, 및 해상도를 생성한다. 따라서 흡수 층의 두께와 위상차를 줄이기 위한 몇 가지 접근법이 이미 존재한다. 이들 중 어느 것도 섀도우 효과를 완전히 제거하지 못하거나 도파 또는 결함 포착을 방지하지 못한다.
본 개시는 흡수 층을 사용하지 않는 EUV 포토마스크 구성에 관한 것이다. 특히 반사 층 또는 반사 코팅은 특정 물리적 위치에서 반사를 제공하고 다른 선택적 물리적 위치에서 반사율을 턴 오프(turn off)하거나 억제하도록 패턴화된다. 반사도의 턴 오프는 투과 또는 흡수와 명시적으로 구별되며, 상부면 또는 반사면에서 표면 반사를 제거하거나 없애는 것과 관련이 있다. 반사율의 턴 오프는 흡수 층을 갖는 것보다 더 바람직하며, 그 이유는 도파, 섀도잉, 또는 결함 포착 없이 개선된 이미지 콘트라스트를 달성하고 다중 층의 반사율을 증가시키기 때문이다. 물리적 측면에서, 여기서 반사율의 턴 오프는 다중 내부 반사, 다중 층 내 산란 또는 흡수에 의해 달성될 수 있으므로 광선은 입사면 또는 상부면에서 0차 반사로 실제로 나타나지 않는다. 내부 흡수, 산란, 또는 내부 반사가 높기 때문에, 높은 표면적 나노 구조 내에서, 광선은 실제로 기판에 도달하지 않고 구조에서 옆으로 손실된다.
반사율의 턴 오프는 특정 광자, 플라즈모닉 구조, 다중 층 또는 기타 반사기의 공명을 디튜닝함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, Mo-Si 다중 층의 공명은 반사기 표면에서 다른 입사각을 선택하여 디튜닝할 수 있으며, 여기서 입사각은 수직 입사선로부터 6도보다 크다. 이는 입사 광선에 대한 표면의 법선 각도를 변경하여 생성되며, 도 3a에 도시된 바와 같이 구조에서 각진 면으로 나타난다. 실제로, 면에 의해 반사되는 모든 광선은 다중 층 반사 부분의 벽에 의해 차단될 수 있는 충분한 광각에서 0차 반사를 가지고 이에 후속하여 낮은 반사율 및 추가의 다중 내부 반사로 광각에서 2차 반사를 겪고 상당한 반사율을 가진 다중 층에서 실제로 나타나지 않는다. 각각의 반사가 10- 3정도이므로 두 개 이상의 내부 반사는 10-6의 비-반사 영역을 제공한다. 이는 103 정도 이상(면 각도에 종속하여 최대 105)의 높은 이미지 콘트라스트를 제공할 수 있다. TaN 흡수 층을 사용하는 최신 이미지 콘트라스트는 102이다. 비-반사 영역(수평)의 일반적인 길이는 특정 리소그래피 노드의 바람직한 임계 치수에 따라 20nm 일 수 있다.
각진 면 또는 블레이징(blazing) 또는 블레이즈드(blazed) 각도 접근은 에칭이 후속하는 포토레지스트에서의 e-빔 패턴화, 노광을 포함하는 여러 방법에 의해 제작될 수 있다. 에칭은, 화학적 및 습식 에칭을 포함하여, 광각 에칭, 동위 원소 에칭, 회전 기판, 기울어진 기판 등, 원자 층 에칭, 반응성 이온 에칭, 이온 빔 에칭, 플라즈마 에칭, 유도 결합 플라즈마 에칭, 홀로그래픽 패턴화, 및 전압 바이어스 에칭 또는 기타 등방성 또는 이방성 에칭이 포함될 수 있다.
상기 구성은 선택적으로 규소로 채워지고 평탄화, 예를 들어 화학적 기계적 폴리싱될 수 있다. 규소는 수직 입사선에 가까운 10-4의 상부면 반사율을 가지고 있다. 규소는 투과성이 높기 때문에, 비-반사 영역을 생성하기 위하여 기본 반사 층을 턴 오프하는 것이 필요하다. 한 가지 접근 방식은 광선의 내부 소산을 달성하기 위해 다중 층에 각진 면을 갖는 것이다. 규소는 비-반사 영역의 골에 원치 않는 결함 입자 랜딩(landing)을 방지한다. 그러나, 깊이는 어쨌든 매우 얕고(~6-7nm) 영역은 각진 면 결함이 퇴적될 가능성이 낮다. 규소 대신 알루미늄, 탄화붕소(B4C) 또는 스트론튬을 사용할 수도 있다.
각진 면이 20도 이상의 각도를 갖는 경우, 이미지 콘트라스트는 적어도 103이고 에칭 깊이는 약 6nm이다. 이는 마스크의 반사부에 포착되는 결함을 방지하고 비-반사 부가 반사부 아래에 있기 때문에, 섀도우가 생기지 않는다. 또한 깊이가 너무 얕아(파장보다 얕음) 잠재적인 깊은 도파 효과 또는 3D 회절 효과를 만들 수 없다. 면 각도는 이상적으로 6도 초과이어야 하며(마스크의 입사 광선이 반사 평면 표면 법선으로부터 6도라고 가정) 42도(+/-5도)와 같지 않아야 하며 이는 2차 반사의 기회 없이 입사각을 따라 다시 0차 반사 또는 각각 1에 가까운 반사 계수를 갖는 반사면에 대해 90도(수평) 각도로 다시 보낼 수 있기 때문이다. 면 각도는 위쪽 또는 아래쪽으로 기울어 질 수 있다.
도 6에서, 3D 반사 구조, 예를 들어, 광자, 플라즈모닉, 메타 재료 또는 금속 유전체 구조, 주기적 또는 다공성 구조, 반사율은 광자 밴드 갭을 파괴하거나 공명을 디튜닝하여 억제될 수 있다. 예를 들어, 주기적 구조는 반사 구조의 주기성, 기공 크기 또는 재료 n 및 k 값, 또는 표면에 들어오는 방사선의 입사각, 또는 입사하는 방사선에 대한 표면 법선 각도를 변경하여 디튜닝될 수 있다. 1D 구조에서의 공명의 디튜닝은 다중 층에서 개별 필름의 두께 또는 기간을 변경하여 달성될 수도 있다. 주기에 대한 각 재료 대응물의 비율을 충전율(fill factor)로서 공지된다.
이 실시양태에서, 디튜닝된 3D 광자 구조, 예를 들어, 3D 다공성 구조는 내부 표면적이 넓기 때문에 흡수성이 높아서 105 정도의 마스크의 반사 부분에 대한 상당한 흡수 및 이미지 콘트라스트를 제공한다. 비-반사 부분의 재료는 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 코발트, 철, 망간, 아연 등과 같은 높은 k 재료일 수 있다. 나노 구조 재료는 표면 반사가 거의 없다. 이러한 각각의 재료는 감쇠 길이(attenuation length)가 매우 짧으며 일부는 TaN 및 TaON 보다 짧다.
이미지 콘트라스트는 반사 영역으로부터 반사된 광선의 강도에 대한 비-반사 영역으로부터 반사된 광선의 강도의 비율로서 정의된다. 이미지 콘트라스트는 소광 계수(extinction co-efficient)로 설명될 수도 있다. 이는 반사 영역에 비해 반사된 광선을 억제하는 비-반사 영역의 효과를 나타내며 웨이퍼 패턴화를 위한 날카로운 모서리를 제공하여, 고해상도 및 패턴 충실도를 가능하게 한다.
본 개시는 EUV 리소그래피 적용 및 다른 적용을 위한 EUV 또는 X-선 마스크에서 비-반사 영역의 사용을 설명한다.
특정 실시양태에서, 본 개시는 노광 시스템에서 사용될 수 있는 요소에 관한 것으로, 시스템 또는 서브 시스템은 파장을 갖는 광선을 투과시키는 광원을 포함한다.
다른 실시양태에서, 본 개시는 포토마스크, 미러 또는 렌즈, 기판 요소를 포함하는 노광 시스템에서 사용될 수 있는 요소에 관한 것이다. 시스템 또는 서브 시스템은 파장을 갖는 광선을 전달하기 위한 광원을 포함할 수 있다. 요소는 복수의 구조적 피처를 갖는 재료 또는 하나 이상의 재료 조합을 포함할 수 있다.
II.
정의
본 명세서에서 사용된 약어는 화학 및 리소그래피 분야에서 통상적인 의미를 갖는다.
"기판(substrate)"은 본 개시의 다중 층을 지지할 수 있는 임의의 재료를 지칭한다. 대표적인 기판은 금속, 금속 합금, 반도체, 복합체, 중합체, 유리 등이 될 수 있다.
"반사 층(reflective layer)"은 250nm 미만 내지 10nm 미만의 방사선과 같은, 극 자외선(EUV) 방사선을 실질적으로 반사하는 재료를 지칭한다. 반사 재료는 또한 X-선 방사선을 반사할 수 있다. 본 개시의 반사 층에 적절한 재료는 무엇보다도 몰리브덴/규소 복합체를 포함한다. 반사 층은 반사 영역 및 비-반사 영역, 즉 EUV 및 X-선 방사선을 실질적으로 반사하지 않는 영역을 포함할 수 있다.
"면(facet)"은 웨이퍼가 아니라 다중 층으로 광선을 반사시키기 위해 상부면으로부터 충분히 각을 이루는 반사 층의 상부면의 얕은 함몰부를 지칭한다.
"입사각(angle of incidence)"은 입사 지점에서 표면에 수직인 선인 입사 방사선과 수직 또는 수직 입사선 사이의 각도를 의미한다. 입사각은 임의의 적절한 각도일 수 있다. EUV 리소그래피의 입사각은 6°일 수 있다.
"3차원 반사 광자 결정(3-dimensional reflective photonic crystal)"은 3차원에서 주기성, 비주기성, 또는 준 주기성을 갖는 피처를 갖는 3차원 공학 재료 구성을 지칭하며, 광 밴드 갭: 광선이 재료를 통해 전파되는 것을 방지하고 이후에 반사되는 주파수 또는 파장의 세트를 생성한다.(미국 특허 제 9,322,964호)
"금속(metal)"은 금특성이고 중성 금속 원소에 대해 존재하는 것보다 원자가 전자각에 더 많거나 더 적은 전자를 가짐으로써 중성이거나 음으로 또는 양으로 하전될 수 있는 주기율표의 원소를 지칭한다. 본 개시에 유용한 금속은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속, 및 전이 후 금속을 포함한다. 알칼리 금속에는 Li, Na, K, Rb, 및 Cs가 포함된다. 알칼리성 토금속은 Be, Mg, Ca, Sr, 및 Ba를 포함한다. 전이 금속에는 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Mg, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Al 및 Ac가 포함된다. 전이 후 금속에는 Al, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi 및 Po가 포함된다. 희토류 금속에는 Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu가 포함된다. 당업자는 전술한 금속이 각각 여러 가지 상이한 산화 상태를 채택할 수 있으며, 이들 모두는 본 개시에 유용하다는 것을 이해할 것이다. 일부 경우에, 가장 안정적인 산화 상태가 형성되지만, 다른 산화 상태가 본 개시에 유용하다. 전이 금속의 화합물, 예를 들어, TiN도 사용할 수 있다. 금속 및 화합물은 e-빔 증착, 열 증착, PVD, CVD, ALD, 또는 PECVD, MBE, 스퍼터링 또는 이온 빔 증착에 의해 증착될 수 있다.
"투명한 재료(transparent material)"는 EUV 방사선에 투명한 재료를 지칭한다. 대표적인 투명 재료에는 규소 및 이산화규소, 그래핀, 탄소 나노 튜브, 가스, H2, He, 아르곤, N2, 실리사이드, 실리센, 및 버키 볼(Bucky balls)이 포함된다.
"캡핑 층(capping layer)"은 시간이 지남에 따라 마스크 상에 축적될 수 있는 입자로부터 반사 다중 층을 보호하기 위해 사용되는 반사 다중 층 상부의 층을 지칭한다. 루테늄 및 다른 전이 금속과 같은 임의의 적절한 재료가 본 개시의 캡핑 층에 사용될 수 있다.
"흡광 층(absorbance layer)" 또는 "흡수하는 층(absorbing layer)"은 EUV 방사선을 흡수하는 반사 다중 층 상부, 전형적으로 캡핑 층 상부의 층을 지칭한다. 흡광 층은 반사 다중 층의 선택된 부분만 덮는다. 따라서, 흡광 층이 있는 마스크 영역과 흡광 층이 없는 영역 사이에 이미지 콘트라스트가 형성되어 웨이퍼로 이미지를 전사할 수 있다.
"회절 격자(diffraction grating)"는 단일 방향에서 다중 방향으로 광을 회절시키는 1차원, 2차원 또는 3차원의 주기적 구조를 갖는 광학 부품을 지칭한다. 회절 격자는 임의의 적절한 재료로 만들어 질 수 있다.
"이미지 콘트라스트(image contrast)"는 반사 영역에서 반사된 광선의 강도 대 비-반사 영역에서 반사된 광선의 강도의 비율로 정의된다.
"위상차(phase difference)"는 반사 영역에서 나오는 반사된 파면의 위상과 비-반사 또는 흡수 영역에서 나오는 파면의 위상 사이의 차이를 의미한다.
III.
극 자외선 리소그래피 마스크
본 개시는 추가 흡수 층의 사용을 피하고 반사성 다중 층에 하나 이상의 비-반사 영역의 세트를 통합함으로써 마스크 섀도잉 문제를 방지하는 극 자외선(EUV) 및 X-선 리소그래피용 마스크에 관한 것이다. 반사 다중 층에서 비-반사 영역의 존재는 마스크에서 웨이퍼로 이미지를 전사하는데 필요한 이미지 콘트라스트를 제공한다. 일부 실시양태에서, 본 개시는 기판; 및 반사 영역 및 반사 층 내의 비-반사 영역을 갖는 반사 층을 포함하는 극 자외선 마스크를 제공하고, 여기서 반사 층은 기판과 접촉하는 바닥면 및 상부면을 포함하며, 여기서 반사 영역에서의 방사선의 반사율은 적어도 비-반사 영역의 방사선 반사율보다 100배 더 크다. 이를 이미지 콘트라스트라고도 한다. 비-반사 영역은 반사 영역과 위상이 다른 소량의 광선을 반사할 수 있다. 이는 이 두 영역에서 나오는 광선이 상쇄되어 네트 라이트(net light)를 생성하지 않음을 의미한다. 이 두 영역의 위상차는 0이 되도록 조정할 수 있다.
최신 기술이 도 1에 설명되어 있다. TaN 또는 TaON 흡수 층이 EUV 마스크 블랭크(다중 층 +Ru 캡핑 층)에 증착되고 e-빔 리소그래피를 통해 패턴화된다. 70nm 층은 흡수하고 7nm 섀도우 또는 사역(dead region)을 만든다. 13.5nm에서 입사 광선의 8%를 투과한다. 또한 입사 광선의 상쇄를 위해 Pi 위상 변이를 도입한다. 흡수 층에서 반사된 광선은 대략 다음 공식으로 계산할 수 있다:
투과 효율(흡수 층)2 x 다중 층 반사율(0.67)~4x10-3
이미지 콘트라스트는 다중 층 반사율(Multilayer Reflectivity)/흡수 반사율(Absorber Reflectivity)=~102로 계산할 수 있다.
도 2는 기판(210) 및 반사 층(220)을 갖는 본 개시의 마스크(200)를 도시하며, 여기서 반사 층은 반사 영역(250) 및 비-반사 영역(260)을 포함하며, 여기서 반사 층은 기판과 접촉하는 바닥면(222) 및 상부면(221)을 갖는다. 반사 영역(251)에서의 방사선의 반사율은 비-반사 영역(261)에서의 방사선의 반사율보다 적어도 100배 더 크다. 마스크는 또한 캡핑 층(230)을 포함할 수 있다.
기판은 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판 재료는 금속, 금속 합금, 반도체, 복합체, 중합체, 유리, 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 기판은 금속, 금속 합금, 반도체, 복합체, 중합체, 유리, 및 이들의 조합일 수 있다. 일부 실시양태에서, 기판은 반도체일 수 있다. 일부 실시양태에서, 기판은 유리일 수 있다. 일부 실시양태에서, 기판은 이산화규소, 용융 실리카, 석영, 제로더(Zerodur)TM, 초저 열팽창 기판일 수 있다.
반사 층은 극 자외선 또는 X-선 방사선을 실질적으로 반사할 수 있는 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 반사 층을 위한 대표적인 재료는 몰리브덴, 규소, 니오븀, 테크네튬, 지르코늄, 루테늄, 베릴륨, 텅스텐, 탄화붕소, 탄소, 3차원 반사 광자 결정, 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 반사 층은 하나의 재료의 단일 층일 수 있거나 여러 재료의 교번 층, 다중 층일 수 있다.
반사 층은 단일 층일 수 있거나 2 내지 1000개의 교번 층을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 반사 층은 단일 층일 수 있다. 일부 실시양태에서, 반사 층은 다중 층일 수 있다.
반사 층은 EUV 또는 X-선 방사선을 반사하기에 충분한 임의의 적절한 두께일 수 있다. 예를 들어, 반사 층은 두께가 50 내지 1000nm, 또는 100 내지 750nm, 또는 100 내지 500nm, 또는 200 내지 400nm일 수 있다. 반사 층은 약 50nm, 또는 약 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 또는 약 1000nm의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 반사 층은 약 300nm의 두께를 가질 수 있다.
반사 층의 비-반사 영역은 웨이퍼에서 원하는 이미지를 제공하기 위해 임의의 적절한 폭 및 길이를 가질 수 있다. 반사성 다중 층의 비-반사 영역은 반사 층으로의 임의의 적절한 깊이일 수 있다. 예를 들어, 비-반사 부분은 반사 층의 상부면으로부터 반사 층으로 불과 몇 나노미터로 연장되거나 반사 층을 통해 기판까지 연장될 수 있다. 일부 실시양태에서, 비-반사 영역은 반사 층의 상부면으로부터 약 0 내지 약 100nm 깊이, 또는 반사 층의 상부면에서 1 내지 약 50nm, 또는 1 내지 약 25nm, 또는 1 내지 약 20nm이다. 일부 실시양태에서, 비-반사 영역은 반사 층을 통해 기판까지 연장된다.
반사 층의 반사 영역과 비-반사 영역 사이의 반사율 차이는 이미지를 마스크에서 웨이퍼로 전사하기에 충분한 이미지 콘트라스트를 생성한다. 이미지 콘트라스트는 반사 영역의 반사율을 비-반사 영역의 반사율로 나누어 적어도 10, 또는 적어도 50, 100, 200, 300, 400, 500, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000 또는 적어도 약 10,000의 이미지 콘트라스트를 제공하여 결정될 수 있다. 일부 실시양태에서, 반사 영역의 방사선 반사율은 비-반사 영역의 방사선 반사율보다 적어도 100배 더 크다. 일부 실시양태에서, 반사 영역에서 방사선의 반사율은 비-반사 영역에서 방사선의 반사율보다 적어도 1000배 더 크다. 일부 실시양태에서, 반사 영역에서 방사선의 반사율은 비-반사 영역에서 방사선의 반사율보다 적어도 10,000배 더 크다.
본 개시의 마스크는 극 자외선 및 X-선 방사선과 함께 사용하기에 적합하다. 극 자외선(EUV) 방사선은 250nm 미만 내지 10nm 미만, 또는 약 193nm 내지 10nm 미만, 또는 약 124nm 내지 약 10nm, 또는 약 20nm 내지 약 10nm의 방사선을 포함한다. 일부 실시양태에서, 방사선은 250nm 내지 1nm의 파장을 갖는다. 일부 실시양태에서, 방사선은 193nm 내지 1nm의 파장을 갖는다. 일부 실시양태에서, 방사선은 124nm 내지 10nm의 파장을 갖는다. 일부 실시양태에서, 방사선은 약 13.5nm의 파장을 갖는다.
반사 층의 비-반사 영역은 면, 회절 격자, 3차원 광자 결정, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 광선은 6도 보다 큰 각도로 표면 법선에 입사된다. 일부 실시양태에서, 표면 법선은 반사 영역의 표면 법선에 대해 적어도 6도이다.
일부 실시양태에서, 극 자외선 마스크는 또한 각진 면 구조(angular faceted structure)를 포함한다.
일부 실시양태에서, 반사율, 광학적 응답(optical response)은 주기적 변화, 각도 변화 또는 충전율에 의해 피크 공명(peak resonance)으로부터 멀어지게 디튜닝된다. 일부 실시양태에서, 흡수는 흡수 층이 존재하지 않도록 표면의 평면 아래에 있는 반사 층 내의 비-반사 층에 의해 달성된다.
일부 실시양태에서, 반사 코팅은 다중 층 코팅이다. 일부 실시양태에서, 코팅은 몰리브덴, 니오븀, 또는 루테늄을 포함한다.
일부 실시양태에서, 상부 층은 규소 또는 이산화규소이다.
일부 실시양태에서, 마스크는 펠리클(pellicle)과 함께 사용된다.
A.
면(Facets)
본 개시의 마스크의 비-반사 영역은 웨이퍼를 향하는 대신 다중 층의 주 반사율 범위를 벗어난 각도에서 반사 층으로 입사 방사선을 지향시키는 면, 경사면을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 비-반사 영역은 반사 층의 상부면에서 또는 반사 영역 내로의 면을 포함한다.
도 3a는 기판(310) 및 반사 층(320)을 갖는 본 개시의 마스크(300)를 도시하며, 여기서 반사 층은 반사 영역(350) 및 비-반사 영역(360)을 포함하며, 여기서 반사 층은 기판과 접촉하는 바닥면(322) 및 상부면(321)을 갖는다. 비-반사 영역은 반사 층의 상부면에 면(370)을 포함한다. 면은 비-반사 영역에 대해 입사 방사선과 수직 입사선(373) 사이에 제 1 입사각(372)을 설정하는 경사면(374)을 포함하여 반사된 방사선(371)이 반사 층 내로 반사되도록 한다. 반사 영역은 반사 영역에 대한 입사 방사선과 수직 입사선(353) 사이의 제 2 입사각(352)을 가져서 반사 방사선(351)이 웨이퍼에 대한 투영 광학계를 향해 반사된다. 마스크는 또한 캡핑 층(330)을 포함할 수 있다.
본 개시의 면은 반사 층의 반사 영역에 입사하는 방사선에 대한 것보다 더 큰 입사각을 가짐으로써 방사선을 반사 층으로 향하게 한다. 예를 들어, 마스크에 입사하는 EUV 방사선은 수직 입사선에서 약 6°의 입사각을 가질 수 있는 반면, 면에 입사하는 EUV 방사선은 수직 입사선에서 6°보다 큰 입사각을 가질 수 있다. 면에 입사하는 EUV 방사선은 수직 입사선에서 6°보다 크거나 수직 입사선에서 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 또는 25°보다 큰 입사각을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 면은 반사 영역에 대한 제 2 입사각보다 큰 제 1 입사각을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제 1 입사각은 반사 영역에 대한 수직 입사선로부터 6도보다 크다. 일부 실시양태에서, 제 1 입사각은 반사 영역에 대한 수직 입사선로부터 10도보다 크다. 일부 실시양태에서, 제 1 입사각은 수직 입사선로부터 20도이다.
본 개시의 면은 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 경사면을 포함하고, 여기서 제 2 단부는 제 1 단부 아래에 있어서 경사면을 형성한다. 면의 경사면은 직각 삼각형의 빗변이다. 경사면의 제 1 단부가 반사 층의 상부면에 있을 때, 면의 경사면과 반사 층의 상부면 사이의 각도가 면 각도를 형성하여 삼각형의 제 1 다리가 면 각도에 인접하고, 면 각도와 마주하는 삼각형의 변이 삼각형의 제 3 다리이다.
면은 임의의 적절한 면 각도를 가질 수 있다. 예를 들어, 면 각도는 적어도 5° 또는 적어도 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 35, 40, 또는 적어도 45°일 수 있다. 일부 실시양태에서, 면 각도는 적어도 10°일 수 있다. 일부 실시양태에서, 면 각도는 적어도 20°일 수 있다.
면은 반사 층의 상부면에 있을 수 있고, 경사면의 제 1 단부는 반사 층의 상부면에 있다. 면은 또한 반사 층 내에 있을 수 있어서, 경사면의 제 1 단부 및 제 2 단부 모두가 반사 층의 상부면 아래에 적어도 5nm에 있도록 한다. 예를 들어, 경사면의 제 1 단부 및 제 2 단부는 반사 층의 상부면 아래로 적어도 5nm, 또는 적어도 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 또는 반사 층의 상부면 아래 적어도 50nm에 있을 수 있다. 일부 실시양태에서, 면 경사면은 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 여기서 제 2 단부는 제 1 단부 아래 1nm 내지 10nm에 있을 수 있다.
반사 층은 극 자외선 또는 X-선 방사선을 실질적으로 반사할 수 있는 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 반사 층을 위한 대표적인 재료는 몰리브덴, 규소, 베릴륨, 텅스텐, 탄화붕소, 탄소 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 반사 층은 하나의 재료의 단일 층일 수 있거나 여러 재료의 교번 층, 다중 층일 수 있다. 일부 실시양태에서, 반사 층은 몰리브덴과 규소, 텅스텐과 탄화붕소, 또는 텅스텐과 탄소의 다중 층을 포함한다. 일부 실시양태에서, 반사 층은 몰리브덴 및 규소의 다중 층을 포함한다. 일부 실시양태에서, 반사 층은 몰리브덴 및 베릴륨의 다중 층을 포함한다. 다중 층은 일반적으로 스퍼터링, 마그네트론 또는 음극 스퍼터링, 이온 빔 증착 또는 이온 보조 증착, 화학 증착, 플라즈마 강화 화학 증착, 펄스 증착, 분자 빔 에피택시 또는 에피택셜 성장 또는 e-빔 증착에 의해 증착된다. 일반적인 EUV 다중 층은 규소 또는 용융 실리카 기판에 몰리브덴과 규소 또는 루테늄과 규소 또는 니오븀과 규소의 교번 층으로 구성된다. 교번 층은 광선이 연속적인 층 사이의 각각의 계면에서 위상에서 일관되게 반사되어 반사율을 높이는 브래그 반사기(Bragg reflector)를 형성한다. 일반적으로 몰리브덴 규소에는 40개의 이중 층 쌍이 사용된다. Spiller, Eberhard A. "흡수 재료를 사용한 저손실 반사 코팅(Low-loss reflection coatings using absorbing materials)" 미국 특허 제 3,887, 261호. 1975년 6월 3일.
면 각도를 만드는 공정은
1) 기판에 반사 코팅을 증착한 다음 선택적으로 캡핑 층, 예를 들어, 루테늄을 추가하여 EUV 마스크 구성을 생성하고,
2) 예를 들어, 스핀 코팅, 증착, 스프레이, 또는 딥 코팅을 통해, 포토레지스트 또는 e-빔 레지스트로 상부면을 코팅하고,
3) e-빔 또는 광학 리소그래피를 사용하여 반사 및 비-반사 영역에 패턴 레지스트에 기록하여, IC 패턴을 나타내고,
4) 에칭 공정, 예를 들어, 기울어진 반응성 이온 에칭, 이방성 또는 전압 바이어스 에칭, 또는 에칭 후 광각 증착을 사용하여 기본 반사 코팅에 면 각도를 생성하고,
5) 선택적으로 규소 또는 루테늄 증착하고,
6) 포토레지스트 또는 e-빔 레지스트를 제거하고,
7) 선택적으로 규소가 증착되는 화학적 기계적 연마로 상부면을 평탄화하고,
8) 1)에 아직 증착되지 않은 경우 나중에 루테늄 캡핑 층을 선택적으로 증착하고,
9) 선택적으로 e-빔 또는 광학을 통해 그레이스케일 리소그래피를 사용하여 노출 선량을 제어하여 면 각도 형태의 깊이 프로파일로 레지스트를 패턴화한다.
면은 선택적으로 EUV 및 X-선 방사선에 투명한 재료로 채워져 반사 층의 상부면을 실질적으로 평탄하게 만들 수 있다. 도 3b는 투명 재료(380)를 도시한다. 대표적인 재료로는 규소, 이산화규소, 알루미늄, 탄화붕소, 알루미늄, 스트론튬, 및 이들의 혼합물이 있다. 일부 실시양태에서, 면은 반사 층의 상부면이 실질적으로 평면이 되도록 투명 재료로 채워진다. 일부 실시양태에서, 투명 재료는 규소, 이산화규소, 알루미늄, 탄화붕소, 알루미늄, 스트론튬, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 투명 재료는 규소, 이산화규소, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 투명 재료는 RF 또는 DC 스퍼터링, 마그네트론 스퍼터링, 이온 빔 증착, e-빔 증착, 또는 기상 증착, 화학 기상 증착, 플라즈마 강화 화학 기상 증착, 분자 빔 에피택시, 에피택셜 성장에 의해 증착된 다음 화학 기계적 연마 처리되어 평탄화를 달성할 수 있다.
EUV 굴절 재료로 만들어진 면 각도 구조는 흡수 층 대신에 매립될 수 있다. EUV 굴절 재료의 예는 루테늄, 레늄, 팔라듐, 은, 테크니슘, 또는 1로부터 굴절률의 실제 부분의 델타가 0.1보다 큰 모든 재료이다. 이러한 재료는 다중 층에 들어가기 전에 광선을 6도 초과의 각도로 구부린다. 실제로 일반적인 각진 면은 20-40도일 수 있으며, 광선은 6-15도 각도에서 다중 층으로 입사할 수 있으며, 여기서 다중 층은 특별히 반사적이지 않다(~10-2 내지 10-3)(도 5a). 실제로, 면 각도에서 나오는 광선은 인접한 반사 영역의 벽에 입사되어 소멸되므로 실제로 비-반사 영역에서 나오지 않는다. 추가적으로 면 각도 구조는 EUV 굴절 재료로 코팅된 다중 층에 배치될 수 있다. 면 각도 접근 방식은 반사 영역에 비해 비-반사 영역의 깊이를 줄이므로 3D 회절 효과와 마스크의 섀도우가 감소된다. 반사 영역과 비-반사 영역 사이의 이미지 콘트라스트는 ~103 내지 104이다.
B.
회절 격자 실시양태
본 개시는 또한 비-반사 영역이 광선을 반사 층으로 회절시키기 위한 회절 격자를 포함하는 EUV 마스크를 제공한다. 일부 실시양태에서, 비-반사 영역은 반사 층의 상부면에 회절 격자를 포함한다.
도 4a는 기판(410) 및 반사 층(420)을 갖는 본 개시의 마스크(400)를 도시하며, 여기서 반사 층은 반사 영역(450) 및 비-반사 영역(460)을 포함하며, 여기서 반사 층은 기판과 접촉하는 바닥면(422) 및 상부면(421)을 갖는다. 비-반사 영역은 반사 층의 상부면에 회절 격자(490)를 포함한다. 반사 영역은 반사 방사선(451)이 웨이퍼를 향해 반사되도록 반사 영역에 대한 입사 방사선과 수직 입사선(453) 사이의 제 2 입사각(452)을 갖는다. 마스크는 또한 캡핑 층(430)을 포함할 수 있다.
회절 격자는 비-반사 영역 내에 매립되거나 비-반사 영역의 상부에 놓일 수 있다. 일부 실시양태에서, 회절 격자는 비-반사 영역 내에 매립된다. 일부 실시양태에서, 회절 격자는 비-반사 영역의 상부에 있다.
회절 격자는 본질적으로 1차원, 2차원, 또는 3차원일 수 있다. 일부 실시양태에서, 회절 격자는 1차원, 2차원 또는 3차원이다. 일부 실시양태에서, 회절 격자는 1차원이다. 일부 실시양태에서, 회절 격자는 2차원이다. 일부 실시양태에서, 회절 격자는 3차원이다.
회절 격자는 금속, 금속 산화물 및 기타 재료를 포함하는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 회절 격자는 반사 층과 동일한 재료 또는 다른 재료로 제조할 수 있다. 회절 격자는 비-반사 영역과 동일한 재료 또는 다른 재료로 제조할 수 있다. 일부 실시양태에서, 회절 격자는 몰리브덴, 니오븀, 루테늄, 백금, 팔라듐, 레늄, 오스뮴, 은, 니켈, 코발트, 구리, 니켈, 금, 구리, 텅스텐, 산화탄탈, 또는 산화텅스텐, 또는 NiAl3의 적어도 하나의 성분을 포함한다. 일부 실시양태에서, 회절 격자는 반사 층과 동일한 재료로 제조된다. 일부 실시양태에서, 회절 격자는 비-반사 영역과 동일한 재료로 제조된다.
회절 격자는 광학 리소그래피, e-빔 리소그래피, 그레이 스케일 리소그래피 또는 에칭된 룰링을 사용하여 제조된다. e-빔(전자 빔) 또는 광학 리소그래피에서, 포토레지스트 또는 e-빔 레지스트 재료와 같은 민감한 재료가 표면에 제조된 다음 레이저 소스 또는 전자 빔 소스에 대한 노출을 통해 패턴화된다. 그런 다음 레지스트가 교차결합되고 노출되지 않은 영역은 습식 화학 처리를 통해 제거된다. 패턴 레지스트 영역은 소프트 마스크로서 작용하며 에칭 공정을 통해 패턴이 웨이퍼로 전사된다. 레지스트에서 깊이 프로파일을 생성하기 위한 노광 동안 노출 빔의 선량이 변하는 그레이스케일 리소그래피를 사용하여 예를 들어, 톱니 프로파일을 갖는, 블레이즈드 격자가 생성될 수 있다. 대안적으로 블레이즈드 격자는 비 등방성 에칭에 의해 또는 격자를 비스듬히 배향시킴으로써 생성될 수 있다. 회절 격자는 또한 3D 격자를 위한 에칭, 자가 조립, 및 증착의 조합에 의해 또는 EUV/DUV 리소그래피 및 지향된자가 조립 조합을 통해 생성될 수 있다.
본 개시의 비-반사 영역은 면 및 회절 격자를 모두 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 비-반사 영역은 면을 더 포함한다. 면과 회절 격자가 모두 비-반사 영역에 존재할 때, 회절 격자는 면의 경사 표면 내에 또는 면의 경사 표면 위에 매립될 수 있다. 일부 실시양태에서, 면은 경사 표면 내에 매립된 회절 격자를 갖는 경사 표면을 포함한다. 일부 실시양태에서, 면은 경사면의 상부에 회절 격자를 갖는 경사면을 포함한다.
도 4b는 면의 경사면(474)에서 면(470) 및 회절 격자(490)를 모두 갖는 본 개시의 마스크를 도시한다.
도 4a에서, 매립된 회절 격자는 광선을 면으로 결합하고 회절 격자의 각도 대역폭 밖에 있는 각도 외(off angle)에 있는 몇 개의 잘 정의된 순서로 재분배한다. 회절 격자는 0차를 억제하기 위해 ML 마스크 구조의 상단에 배치되거나 매립될 수 있다. 회절 격자는 1, 2, 3차원에서 균일하거나 균일하지 않은 격자일 수 있다. 균일하지 않은 격자는 더 높은 분산을 달성한다. 제로 차수가 억제되기 때문에, 대부분의 광선은 +/-1 차수로 다시 채널링되며, 이는 반사가 현저하게 감소되는 6도 초과의 입사각에서 ML에 들어간다(도 5a). 각각의 차수의 회절 효율(DE)은 도 5b에 도시되어있다. 반사율 Rn, n> 0은 ~10-2 또는 10-3이다.
반사율(비-반사 영역)=(ΣnDEn2Rn)
따라서, 비-반사 영역으로부터의 반사율은 반사율 ~ 10-4 내지 10-5이다. 이미지 콘트라스트: 반사 영역의 반사율/비-반사 영역의 반사율 ~103 내지 104.
C.
3-차원 광자 결정
본 개시는 또한 비-반사 영역에 EUV 흡수 재료의 증착에 의한 것과 같이 비-반사 영역이 반사 층의 반사 영역과 화학적으로 구별되는 EUV 마스크를 제공한다. 일부 실시양태에서, 반사 층은 3차원 반사 광자 결정을 포함하고, 여기서 반사 영역은 제 1 금속을 포함하고, 비-반사 영역은 제 2 금속을 포함한다. 일부 실시양태에서, 반사 층은 3차원 반사 광자 결정을 포함하고, 여기서 반사 영역은 예를 들어 제 1 금속을 포함하고, 여기서 비-반사 영역은 예를 들어 제 2 금속, 고 흡수 영역, 예를 들어, 플라즈모닉 결정을 포함한다.
도 6은 기판(610) 및 3차원 광자 결정의 반사 층(620)을 갖는 본 개시의 마스크(600)를 도시하며, 여기서 반사 층은 반사 영역(650) 및 비-반사 영역(660)을 포함하고, 여기서 반사 층은 기판과 접촉하는 바닥면(622) 및 상부면(621)을 갖는다. 반사 영역은 반사 방사선(651)이 웨이퍼를 향해 반사되도록 반사 영역에 대한 입사 방사선과 수직 입사선(653) 사이의 제 2 입사각(652)을 갖는다. 반사 영역(651)에서의 방사선의 반사율은 비-반사 영역(661)에서의 방사선의 반사율보다 적어도 100배 더 크다. 마스크는 또한 캡핑 층(630)을 포함할 수 있다. 비-반사 영역은 제 2 재료로 채워질 수 있거나 다른 제 2 재료로 제조되고 흡수성이 높은 것을 제외하고는 반사 영역과 유사할 수 있다.
본 개시에 유용한 3차원 반사 광자 결정은 미국 특허 제 9,322,964호에 설명된다. 재료에는 하나 이상의 전자기 파장 범위에서 작동해야 하는 적용 분야에서 사용할 수 있는 피처가 포함될 수 있다. 일 실시양태에서, 구조적 피처의 치수는 극 자외선 적용에 사용되는 파장과 대략 동일한 정도이다. 예를 들어, 구조적 피처는 약 13.5nm의 치수를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 피처는 10 내지 20nm 정도의 치수를 갖는 구조적 피처일 수 있다. 일부 실시양태에서, 재료는 0.001nm 내지 10nm 범위의 구조적 피처를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 재료는 10nm 내지 250nm 범위의 구조적 피처를 가질 수 있다. 이러한 피처는 나노 스케일 피처로 지칭될 수 있다. 나노 스케일 피처는 1차원, 2차원 또는 3차원 일 수 있다. 구조적 피처는 재료의 대량 전자기 흡수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 일부 적용에서, 나노 스케일 피처는 해당 적용에서 사용되는 방사선의 파장과 대략적으로 연관될 수 있다. 재료는 서브-파장 피처를 포함할 수 있다.
재료는 또한 자외선(UV) 파장 범위를 사용하는 적용에서 흡수를 감소시키도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 구조적 피처의 치수는 UV 파장과 관련될 수 있다. 다른 실시양태에서, 구조적 피처의 치수는 소프트 X-선 파장 범위와 관련될 수 있다. 선택한 파장 범위는 UV, EUV, 또는 X-선 범위를 대체하는 두 개 이상의 광자(다중 광자) 공정의 일부일 수 있다.
나노 스케일 피처는 예를 들어 주기적 또는 반-주기적, 준-주기적 또는 비-주기적 구조 또는 반복하는 또는 반복된 요소를 포함할 수 있다. 주기적 구조는 1차원, 2차원 또는 3차원 구조일 수 있다. 상기 구조는 층 구조의 일부이거나 기판일 수 있다. 기판은 평면일 수 있다. 주기적 구조의 예에는 나노 입자의 2D 또는 3D 어레이, 자이로이드 구조, 구체, 실린더, 세그먼트, 스위스-롤 구조가 포함된다. 나노 스케일 피처는 임의의 치수, 예를 들어 층, 필름, 구체, 블록, 피라미드, 고리, 다공성 구조, 실린더, 링크된 모양, 껍질, 자유형 모양, 키랄 구조, 반구, 세그먼트, 또는 이들의 조합의 임의의 형상일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
재료는 예를 들어 단계적 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 재료 내의 일부 층이 이전 층에서 증가하거나 감소하는 길이, 깊이, 두께, 주기, 또는 반복 단위를 갖는 모든 크기의 층 구조를 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 층이 단계적인 굴절률을 생성하는 방식으로 배열되면, 보다 넓은 범위의 파장 또는 각도에 대해 맞춤형 광학 응답이 생성된다. 구조는 층 구조의 일부이거나 기판에 있을 수 있다.
일부 실시양태에서, 3차원 반사 광자 결정은 갭 또는 공극을 포함하거나 다공성일 수 있다. 갭 또는 공극은 어떤 모양이든 될 수 있다. 갭 또는 공극은 모든 치수로 재료 전체에 분포할 수 있으며 0.01nm에서 미크론 크기 범위의 크기를 가질 수 있다. 갭 또는 공극은 유체, 액체 가스, 단일 원자 재료, 유기 재료, 중합체 또는 진공으로 채워질 수 있다. 재료는 멤브레인, 독립 구조 또는 요소, 또는 부분적으로 지지된 구조 또는 피처, 또는 지지 구조를 포함할 수 있다. 피처는 구조 또는 구성 요소에 의해 지지될 수 있다. 갭은 주기적이거나 무작위적으로 분포될 수 있다. 가스는 O2, H2, He, N2, Ar, CO2 또는 비 불활성 가스를 포함한 기타 가스를 포함할 수 있다. 일 실시예는 공기 갭이 있는 금속 구체의 3D 주기적 어레이가 있다. 시스템이 진공 상태이면, 공극에도 진공이 포함될 수 있다.
재료는 단원자 재료의 마이크로 또는 나노 구조적 특징을 더 포함할 수 있다. 단원자 재료의 일부 예는 그래핀, 흑연, 황화 몰리브덴, 및 탄소 나노 튜브를 포함한다. 단원자 재료는 광학 요소 또는 열 관리 또는 냉각 메커니즘 요소로 작용할 수 있다. 단원자 재료는 다른 재료, 예를 들어, 금속, 유전체, 반도체와 조합하여 사용될 수 있다. 단원자 재료는 층 구조, 주기적 구조, 다차원 또는 자유형 구조의 일부를 형성하거나 기판 위에 있을 수 있다.
재료는 유기 재료 또는 생체 재료일 수 있다. 재료는 유기 또는 생체 재료의 마이크로 또는 나노 구조적 피처를 더 포함할 수 있다. 유기 재료 또는 생체 재료의 예에는 DNA, 단백질, 또는 파장에서 낮은 흡수율을 갖는 기타 분자 또는 게놈 재료가 포함된다. 유기 재료 또는 생체 재료는 또한 희생 재료, 또는 소프트 템플릿 또는 스캐폴딩 구조일 수 있다. 유기 또는 생체 재료는 중합체, 유전체, 또는 반도체를 포함하지만 배타적이지 않은 다른 재료로 캡슐화될 수 있다. 유기 또는 생체 재료는 광학 요소 또는 열 관리 또는 냉각 메커니즘 요소의 역할을 할 수 있다. 유기 또는 생체 재료는 다른 재료, 예를 들어, 금속, 유전체, 반도체와 조합하여 사용될 수 있다. 유기 또는 생체 재료는 층 구조, 주기적 구조, 다차원 또는 자유형 구조의 일부를 형성하거나 기판에 있을 수 있다.
재료는 또한 중합체를 포함할 수 있다. 재료는 중합체의 마이크로 또는 나노 구조적 피처를 더 포함할 수 있다. 중합체는 또한 희생 재료, 또는 소프트 템플릿 또는 스캐폴딩 구조일 수 있다. 일부 실시양태에서, 중합체가 제거되어 재료에 갭 또는 공극을 남길 수 있다. 이러한 간격 또는 공극은 재료의 구조적 피처를 형성할 수 있다. 다른 실시양태에서, 중합체는 재료에 남아있을 수 있다. 중합체는 포토레지스트일 수 있다. 중합체는 또한 레이저 또는 두 개 이상의 광자 레이저 공정에 의해 조사되고 노출될 수 있다.
재료는 금속, 반도체, 합금, 유전체, 화합물, 가스, 액체, 또는 이들의 조합을 사용하여 만들어진 나노 스케일 피처를 포함할 수 있다. 이러한 나노 스케일 구조는 하나 이상의 파장 대역에서 재료에 의한 흡수를 감소시키도록 설계될 수 있다. 금속은 예를 들어 금, 은, 백금, 몰리브덴, 베릴륨, 루테늄, 로듐, 니오븀, 팔라듐, 구리, 란탄을 포함할 수 있다. 조합된 재료는 예를 들어 규소, 이산화규소, 탄화붕소, 탄소, 유기물, 생체 재료, 게르마늄, 중합체, 또는 단원자 재료, 액체, 또는 가스 또는 기타 원소, 합금 또는 화합물, 또는 진공을 포함할 수 있다. 이 경우 어느 한 재료가 굴절률의 허수 부분에 의해 설명된 것처럼 소량의 흡수를 가질 수 있으며, 여기서 하나의 재료는 다른 재료보다 더 많이 있다.
재료는 어레이를 형성하거나 1차원, 2차원 또는 3차원에서 주기적인 나노크기의 구조 및 피처, 예를 들어 광자 결정, 플라즈모닉 결정, 메타 재료, 키랄 구조, 또는 서브 파장 구조를 가질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 어레이의 피처를 튜닝하여 파장, 스펙트럼 대역폭, 광자 밴드 갭 각도 수용, 평균 반사율(스펙트럼 범위에서 평균화한 경우)을 포함한 반사율, 투과율, 흡수율, 산란율, 및 전자기 향상 계수, 공명 또는 상호 작용 모드를 최적화할 수 있다. 구조는 전자기 상호 작용을 증가시키기 위해 광의 그룹 속도를 늦추는 공동을 제공하거나 특정 전자기 노드가 강화되고 특정 노드가 금지되는 도파관 또는 공동을 형성할 수 있다. 금지된 전파 모드의 경우, 조정 가능한 정점 파장 및 스펙트럼 대역폭 특성을 가진 선택적 또는 전방향성 미러를 형성하는 데 사용할 수 있다. 공동은 또한 두 개 이상의 광자 공정 또는 적외선 여기에서 EUV 방사선을 방출하는 광원, 예를 들면, 플라즈마 광원에서 필요로 할 수 있듯이 적외선에서 EUV로의 광선 변환을 향상시키는 데 사용할 수 있다.
재료의 나노 스케일 피처는 예를 들어 3D 육각형으로 패킹된 어레이로 구성될 수 있다. 3D 육각형으로 패킹된 어레이는 금속을 포함할 수 있다. 금속은 예를 들어 금, 은, 루테늄, 몰리브덴, 규소, 게르마늄, 또는 백금, 팔라듐, 또는 기타 금속일 수 있다.
재료의 나노 스케일 피처는 예를 들어 자이로이드 구조를 포함할 수 있다. 자이로이드 구조는 금속, 예를 들어 금, 은, 루테늄, 몰리브덴, 규소, 게르마늄, 또는 백금일 수 있다.
재료의 나노 스케일 피처는 예를 들어 그래핀 또는 몰리브덴 그래핀(Mo-그래핀)을 사용하여 만들어질 수 있다. 나노 스케일 피처는 그래핀 이중 자이로이드 구조를 포함할 수 있다.
나노 광자스 재료는 UV, EUV 또는 소프트 X-선 파장과 같은 선택된 파장에서 전자기 방사선의 낮은 벌크 흡수를 갖도록 설계된 주기적인 1차원, 2차원 또는 3차원 구조를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 3차원 반사 광자 결정은 다공성 금속 구조를 포함한다.
제 1 금속은 EUV 또는 X-선 방사선에 반사되는 임의의 금속을 포함할 수 있거나, 반사 층의 반사 영역의 반사 특성을 개선할 수 있다. 예시적인 금속은 몰리브덴, 니오븀, 탄화 몰리브덴, 테크네튬(technetium), 루테늄, 지르코늄, 또는 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 제 1 금속은 몰리브덴, 니오븀, 탄화 몰리브덴, 테크네튬, 루테늄, 지르코늄, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 제 1 금속은 몰리브덴일 수 있다.
제 2 금속은 X 선 방사선을 흡수하거나 반사 층의 비-반사 영역의 흡광 특성을 개선하는 임의의 금속을 포함할 수 있다. 예시적인 금속은 금, 은, 니켈, 코발트, 구리, 백금, 철, 망간, 또는 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 제 2 금속은 금, 은, 니켈, 코발트, 구리, 백금, 팔라듐, 탄탈, 철, 망간, 또는 이들의 화합물, 합금 또는 혼합물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 제 2 금속은 구리일 수 있다. 비-반사 영역은 임의의 산화 또는 질화 화합물일 수 있다.
일부 실시양태에서, 제 1 금속은 몰리브덴, 니오븀, 탄화 몰리브덴, 테크네튬, 루테늄, 지르코늄, 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 제 2 금속은 금, 은, 니켈, 코발트, 구리, 백금, 철, 망간, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 제 1 금속은 몰리브덴, 니오븀, 탄화 몰리브덴, 테크네튬, 루테늄, 지르코늄, 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 제 2 금속은 금, 은, 니켈, 코발트, 구리, 백금, 철, 망간, 탄탈, 산화탄탈, 텅스텐, 알루미늄, 팔라듐, 백금, 또는 이들의 합금 또는 혼합물 또는 화합물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 제 1 금속은 몰리브덴일 수 있고 제 2 금속은 금일 수 있다.
제 1 금속 및 제 2 금속은 적어도 100의 이미지 콘트라스트를 달성하기 위해 임의의 적절한 양으로 반사 층에, 반사 및 비-반사 영역 각각에 존재할 수 있다.
비-반사 영역은 단순히 추가 2차 재료로 채워진 반사 영역의 재료일 수 있다. 반사율은 수직 입사선에서 +/-30도 이내의 대부분의 각도에 대해 13.5nm에서 10-5 내지 10-6(도 7a)에 가까우므로, 상기 영역에 들어오는 모든 광선이 대부분 흡수된다(도 7b).
본 개시의 3차원 반사 광자 결정은 미국 특허 제 9,322,964호에 기재된 절차에 따라 제조될 수 있다.
3D 비-반사 영역을 만드는 공정은
1) 포토마스크 구성을 생성하고, 선택적으로 캡핑 레이어, 예를 들어, 루테늄에 의해 후속되는 기판에 3D 금속 또는 비금속 반사 코팅(다른 특허에 설명됨)을 증착할 수 있고,
2) 예를 들어, 스핀 코팅, 딥 코팅, 등을 통해 포토레지스트 또는 e-빔 레지스트로 상부면을 코팅할 수 있고,
3) e-빔 또는 광학 리소그래피를 사용하여 반사 및 비-반사 영역에 포토레지스트를 패턴화(비-반사 영역의 패턴화된 레지스트)하기 위해 직접 기록하여 IC 패턴을 나타낼 수 있고,
4) 예를 들어, 원자 층 증착, 스퍼터링, 화학 기상 증착, e-빔 증착, 이온 빔 증착, 이온 주입, 이온 보조 증착, 물리적 증착, 펄스 레이저 증착에 의해 흡수 재료를 비-반사 영역에 증착할 수 있고,
5) 포토레지스트 또는 e-빔 레지스트를 제거할 수 있고,
6) 화학적 기계적 연마를 통해 표면을 평탄화할 수 있고,
7) 1)에서 증착되지 않은 경우 선택적으로 루테늄 캡핑 층을 증착할 수 있다.
도 7a는 비-반사 영역의 실험적 반사율 데이터를 보여 주며, 이는 거의 수직 입사선에서 10-5 정도이다. 비-반사 영역의 3D 구조는 내부 표면적이 높고 흡수율이 높다. 반사율은 반사 영역보다 몇 자릿수 크기만큼 더 낮다. 일부 실시양태에서, 그것은 67% 이상의 반사율을 갖는 반사 영역보다 적어도 3 자릿수 더 낮아서 100배 더 큰 이미지 콘트라스트를 제공한다.
도 7b는 비-반사 영역에서 반사율의 실험적인 각도 스펙트럼 데이터를 보여준다.
D.
부가적인 마스크 실시양태
본 개시의 EUV 마스크는 추가 층을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, EUV 마스크는 또한 반사 층의 상부면과 접촉하는 캡핑 층을 포함할 수 있다. 캡핑 층은 반사 층을 보호하고 EUV 및 X-선 방사선에 대해 투명한 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 캡핑 층의 대표적인 재료로는 루테늄 및 기타 전이 금속을 포함한다. 일부 실시양태에서, 캡핑 층은 루테늄을 포함한다.
캡핑 층은 임의의 적절한 두께일 수 있다. 예를 들어, 캡핑 층은 1 내지 100nm 두께 또는 1 내지 10nm 두께일 수 있다. 캡핑 층은 약 1nm, 또는 약 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 약 10nm의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 캡핑 층은 약 5nm의 두께를 가질 수 있다.
반사 층에서 비-반사 영역을 사용하면 반사 층 위에 흡광 층이 필요하지 않다. 일부 실시양태에서, 본 개시는 흡광 층이 존재하지 않는 EUV 마스크를 제공한다. 일부 실시양태에서, 본 개시는 흡수하는 층이 실질적으로 없는 EUV 마스크를 제공한다. 일부 실시양태에서, 본 개시는 질화탄탈이 실질적으로 없는 EUV 마스크를 제공한다.
필요한 경우, 펠리클은 EUV 마스크의 상부면에 직접 부착되거나 상부면에 매우 근접하여 잠긴 비-반사 영역을 포함하는 포토마스크의 평면에 등각으로(conformally) 부착될 수 있다. 흡수 평면이 다중 층 평면 위에 있는 최신 기술과 비교하여, 본 개시에 적용된 펠리클은 입자가 반사 영역에서 포토마스크에 들어가는 것을 완전히 방지한다. 펠리클은 전체 마스크 구성의 일부로 수직으로 통합될 수 있다.
펠리클은 펠리클 또는 마스크에 랜딩하는 입자를 편향시키기 위해 대전될 수 있다.
에칭된 다중 층은 선택적으로 Si 대신 SiO2로 채워질 수 있는데, 이는 SiO2가 더 흡수되고 반사율을 악화시키기 때문이다.
비-반사 영역을 에칭한 후, 비-반사 영역에서 다중 층의 상부 수준은 규소 또는 이산화규소(산화로부터)이다. 규소 또는 이산화규소은 반사율을 더욱 감소시킨다.
조도(roughness) 저하는 예를 들어 상부 층의 에칭에 의해 반사율을 더욱 감소시키기 위해 사용될 수 있고, 결합이 있는 피팅이 산란을 증가시키고 0차에서 반사율을 악화시킬 수 있다. 이는 또한 비-반사 영역을 조도를 추가하는 작은 나노 입자로 채우거나 표면 조도의 고주파 성분을 증가시킴으로써 달성될 수 있다.
비-반사 영역의 면 각도를 포함하는 나노 구조 표면은 때때로 입자가 표면에 용이하게 쌓이거나 부착될 수 없는 자체 세정 효과를 가질 수 있거나, 그렇게 하는 것이 에너지적으로 바람직하지 않아서, 용이하게 제거된다.
필요한 경우, 펠리클은 상부면에 직접 또는 상부면에 근접하여 부착되거나 잠긴 비-반사 영역을 포함하는 포토마스크의 평면에 컨포멀하게 부착될 수 있다. 흡수 평면이 다중 층 평면 위에 있는 최신 기술과 비교하여, 본 개시에 적용된 펠리클은 입자가 반사 영역에서 포토마스크에 들어가는 것을 완전히 방지한다. 펠리클은 전체 마스크 구성의 일부로 수직으로 통합될 수 있다.
펠리클은 펠리클 또는 마스크에 랜딩하는 입자를 편향시키기 위해 대전될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 개시는 광 시스템에서 사용되도록 구성된 포토마스크 구성 요소를 제공한다. 광 시스템은 0.1nm 내지 250nm 범위의 파장을 갖는 광을 전달하도록 구성된 광원을 포함한다. 포토마스크는 반사 층 또는 다중 층 또는 반사 코팅을 포함하고, 및/또는 포토마스크는 반사 코팅 내 및/또는 반사 코팅 표면 아래에 하나 이상의 비-반사 영역을 포함한다.
일부 실시양태에서, 본 개시는 반사형 포토마스크에서 비-반사 영역을 제작하는 방법을 제공한다. 반사형 포토마스크는 기판; 기판 상부의 반사 층; 및 반사 층 상부의 선택적 캡핑 층을 포함한다. 상기 방법은 반사 층과 비-반사 층을 구별하기 위해 e-빔이 패턴을 기록하는 단계; 및 기판에 도달하기 전에 비-반사 영역에서 다중 층을 상부면 아래 및 다중 층 내 깊이로 에칭하는 단계를 포함한다.
일부 실시양태에서, 본 개시는 반사형 포토마스크에서 비-반사 영역을 제작하는 방법을 제공한다. 반사형 포토마스크는 기판; 광자 또는 플라즈모닉 구조를 포함하는 기판 상부의 반사 층; 및 반사 층 상부의 선택적 캡핑 층을 포함한다. 이 방법은 반사 영역과 비-반사 영역을 구별하기 위해 e-빔이 패턴을 기록하는 단계; 및 반사 영역 아래의 재료에 대한 대체 재료를 비-반사 영역 내로 증착하는 단계를 포함한다.
일부 실시양태에서, 본 개시는 반사형 포토마스크에서 비-반사 영역을 제작하는 방법을 제공한다. 반사형 포토마스크는 기판; 기판 상부의 반사 층; 및 반사 층 상부의 선택적 캡핑 층을 포함한다. 이 방법은 반사 영역과 비-반사 영역을 구별하기 위해 e-빔이 패턴을 기록하는 단계; 및 비-반사 영역에 e-빔이 회절 격자를 기록하는 단계를 포함한다.
본 개시의 다른 실시양태는 위상 변이 마스크이다. 이 실시양태에서, 반사 및 비-반사 영역은 위상 영역 내 반사하고 위상 영역 밖으로 반사하는 것으로 대체되거나, 반사 영역(A)(910) 및 영역(A)의 위상에 대해 위상 변이 반사 광선을 갖는 위상 변이 반사 영역(B)(920)으로 대체된다. 위상 변이 영역은 또한 입사 광선에 대해 위상 변이된 광선을 가질 수 있다. 도 9a 및 도 9b를 참조하십시오. 위상 변이는 위상차 Pi 라디안(3.1415)으로도 공지된 180도일 수 있으며, 위상 변이는 원하는 양만큼 180도보다 크거나 작을 수 있다. 위상 변이의 정수가 아닌 값, 예를 들어, 1.2 Pi 또는 1.25 Pi도 사용될 수 있지만, 이러한 값에 제한되지 않는다. 이것은 EUV 마스크에서 위상 변이 마스크를 만드는 데 사용할 수 있다. 위상 변이 마스크는 진폭 마스크와 유사하지만 인접한 위상 변이 영역을 사용하여 원하는 진폭 제거를 달성한다.
이 실시양태에서 흡수 층이 사용되지 않을 수 있다. 대신, 반사 코팅 내에서 특정 위상 변이가 있는 위상 변이 영역이 생성된다. 위상 변이 영역은 인접한 영역에서 반사된 광선을 상쇄하기 위해 원하는 양의 위상 변이를 생성하도록 튜닝된다. 본 기술분야의 교번 위상 마스크의 전형적인 상태에서, 더 두껍고 더 얇은 흡수 층 영역은 반사된 광선의 위상 변화를 생성하는 데 사용된다. 그러나, 이 실시양태에서, 원하는 위상 변화는 반사 코팅에서 반사율 밴드 갭에 걸쳐 +/-180 위상 변화를 이용하고 그에 따라 광선에 의해 보이는 밴드 갭을 변이시켜 생성되어 특별히 원하는 위상 변이를 생성한다. 반사형 다중 층 실시양태에서, 밴드 갭 변이는 주 반사형 다중 층 코팅(A)에 대해 상이한 주기를 갖는 인접 이중 층 또는 다중 층 반사 영역(B)을 생성함으로써 달성된다. 약간 더 긴 주기는 음의 위상 변이를 생성한다. 더 짧은 주기는 양의 위상 변이를 생성한다. 주기의 변화는 인접한 영역에서 원하는 위상 변이에 해당한다. +180도 또는 -180도(또는 +179도 및 -179도)의 큰 위상 변이가 생성될 수 있다. 도 10은 반사형 다중 층 실시양태에서 변이된 밴드 갭을 보여준다. 주기의 변화는 인접한 영역에서 원하는 위상 변이에 해당한다. 위상 변이 영역은 단일 이중 층(두 개의 층, 서로 다른 재료의 각 층), 두 개의 이중 층으로 구성되거나 다중 층으로도 공지된 많은 이중 층 쌍으로 구성될 수 있다. 이중 층 쌍은 주 반사 다중 층과 동일한 재료 또는 상이한 재료로 제조될 수 있다. 위상 변이 영역에는 하나 초과의 이중 층이 있을 수 있다. 위상 변이 다중 층의 장점은 이중 층 집합의 총 높이가 단일 흡수 층의 높이보다 작고 동일한 효과를 얻을 수 있다는 것이다. 거의 모든 원하는 위상 변이(-180도에서 +180도까지)는 이중 층 쌍의 수를 독립적으로 변경함으로써, 이중 층 쌍의 주기(두 재료의 총 두께)를 다중 층의 반사 영역의 주기에 비해 약간 변이함으로써, 다중 층에 비해 이중 층 쌍에서 두 개의 층의 상대적 두께 비율 또는 굴절률 비율을 변경함으로써, 두 재료의 순서를 변경함으로써, 또는 재료 조합을 변경함으로써 달성될 수 있다. 이들의 모든 조합도 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 10은 n=2 이중 층 쌍(즉, 두 개의 이중 층, 총 4개의 층)을 보여 주며, 주기는 6.65nm이며 13.5nm의 파장에서 동일한 재료의 6.9nm 주기를 갖는 4O개의 이중 층 쌍으로 구성된 다중 층의 반대 위상을 생성한다. 이는 전체 유한 높이가 13.3nm인 위상 변이 반사 영역을 사용하여 전체 위상 변이가 달성될 수 있음을 의미한다. 마찬가지로, 도 10은 동일한 주기를 유지하면서 위상 변이(-179도에서 +162도까지)를 달성할 수 있지만 이중 층 쌍의 수를 40에서 2로 변경하는 것을 보여준다.
비-다중 층 실시양태에서, 주 반사 코팅(1110)의 주기성으로부터 주기성이 증가 또는 감소된 인접 영역을 생성함으로써 원하는 위상 변이가 또한 생성된다. 단일 다차원 코팅(1110)과 같은 비-다중 층 실시양태에서, 동일한 코팅(도 6의 코팅과 유사)을 사용하여 위상 변이 영역을 만들 수도 있지만 상기 영역(1130)에서 코팅 상단의 두께를 약간 변경한다(도 11).
인접한 위상 변이 영역은 e-빔 리소그래피, 광학 리소그래피 에칭, 이온 빔 또는 스퍼터링 증착, 리프트-오프 리소그래피, 에칭-정지 및 평탄화의 다음 기술 중 임의의 기술을 조합하여 생성될 수 있다. 위상 변이된 영역은 반사 영역 또는 다중 층 위에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 제작 방법은 기판(940) 상에 다중 층 반사 코팅을 증착한 다음 캡핑 층을 증착하는 것을 포함할 수 있다. 그 다음, 상기 방법은 제 1 다중 층과 상이한 주기일 수 있는 캡핑 층의 상부에 하나 이상의 이중 층 쌍의 세트를 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 이중 층 쌍은 e-빔 리소그래피에 의해 패터닝된 다음 캡핑 층 표면(950) 또는 다른 에칭 정지점까지 에칭된다.(도 9a) 또 다른 방법은 e-빔 리소그래피로 반사형 다중 층을 패턴화하고, 부분적으로 다중 층 코팅으로 에칭한 다음, 상이한 주기의 이중 층 쌍의 제 2 세트를 증착한 다음 리프트 오프 리소그래피 및 평탄화 및 캡핑 층의 증착을 수행하는 것이다.(도 9b)
본 명세서에 개시된 실시양태에서, 비-반사 영역 또는 위상 변이된 반사 영역은 상부면의 수 파장 내에 있다. 본원에 개시된 특정 실시양태는 배타적인 흡수 층을 갖지 않는다. 캡핑 층(950) 및 계면 장벽 층 또는 보호 층이 이들 실시양태에서 여전히 사용될 수 있다.
실시예
실시예 1. 면의 제조
면 각도를 만드는 공정은
1) 기판에 반사 코팅을 증착하고 선택적으로 캡핑 층, 예를 들어, 루테늄에 의해 후속되는 EUV 마스크 구성을 생성할 수 있고,
2) 예를 들면, 스핀 코팅, 증착, 스프레이 또는 딥 코팅을 통해, 포토레지스트 또는 e-빔 레지스트로 상부면을 코팅할 수 있고,
3) e-빔 또는 광학 리소그래피를 사용하여 반사 및 비-반사 영역에 포토레지스트를 패턴화하기 위해 기록하여 IC 패턴을 나타낼 수 있고,
4) 에칭 공정, 예를 들어 기울어진 반응성 이온 에칭, 즉 기울어진 기판을 사용한 에칭, 이방성 또는 전압 바이어스 에칭, 에칭 후 광각 증착 또는 기울어진 기판을 사용한 증착을 사용하여 기본 반사 코팅에 면 각도를 생성할 수 있고,
5) 선택적으로 규소 또는 루테늄을 증착할 수 있고,
6) 포토레지스트 또는 e-빔 레지스트를 제거할 수 있고,
7) 선택적으로 규소가 증착되는 화학적 기계적 연마로 상부면을 평탄화할 수 있고,
8) 1)에서 증착되지 않은 경우 선택적으로 루테늄 캡핑 층을 증착할 수 있다.
실시예 2. 기능성 3차원 광자 결정의 제조
3D 비-반사 영역을 만드는 공정은
1) 포토마스크 구성을 생성하고, 선택적으로 캡핑 레이어, 예를 들어, 루테늄에 의해 후속되는 기판에 3D 금속 또는 비금속 반사 코팅(다른 특허에 설명됨)을 증착할 수 있고,
2) 예를 들어, 스핀 코팅, 딥 코팅 등을 통해 포토레지스트 또는 e-빔 레지스트로 상부면을 코팅할 수 있고,
3) e-빔 또는 광학 리소그래피를 사용하여 반사 및 비-반사 영역에 포토레지스트를 패턴화(비-반사 영역의 패턴화된 레지스트)하기 위해 직접 기록하여 IC 패턴을 나타낼 수 있고,
4) 예를 들어, 원자 층 증착, 스퍼터링, 화학 기상 증착, e-빔 증착, 이온 빔 증착, 이온 주입, 이온 보조 증착, 물리적 증착, 펄스 레이저 증착에 의해 흡수 재료를 비-반사 영역에 증착할 수 있고,
5) 포토레지스트 또는 e-빔 레지스트를 제거할 수 있고,
6) 화학적 기계적 연마를 통해 표면을 평탄화할 수 있고,
7) 1)에서 증착되지 않은 경우 선택적으로 루테늄 캡핑 층을 증착할 수 있다.
전술한 개시가 이해의 명료함을 위해 예시 및 예에 의해 일부 상세하게 설명되었지만, 당업자는 특정 변경 및 수정이 첨부된 청구 범위 내에서 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에 제공된 각각의 참고 문헌은 각각의 참고 문헌이 개별적으로 인용에 의해 포함된 것과 동일한 정도로 전체적으로 인용에 의해 포함된다. 본 출원과 여기에 제공된 참조 문헌들 사이에 상충이 존재하는 경우 본 출원이 우세한다.
Claims (48)
- 극 자외선 마스크(extreme ultraviolet mask)로서,
기판; 및
내부에 반사 영역 및 비-반사 영역을 포함하는 반사 층을 포함하고,
상기 반사 층은 상기 기판과 접촉하는 바닥면(bottom surface) 및 상부면(top surface)을 포함하고,
상기 반사 영역에서의 방사선의 반사율(reflectivity)은 상기 비-반사 영역에서의 방사선의 반사율보다 적어도 100배 더 큰, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 반사 영역에서의 방사선의 반사율은 상기 비-반사 영역에서의 방사선의 반사율보다 적어도 1000배 더 큰, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 방사선은 250nm 내지 1nm의 파장을 갖는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 방사선은 124nm 내지 10nm의 파장을 갖는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 방사선은 약 13.5nm의 파장을 갖는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
광선은 6도보다 큰 각도로 표면 법선(surface normal)에 입사되는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 표면 법선은 상기 반사 영역의 표면 법선에 대해 적어도 6도인, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
각진 면 구조(angular faceted structure)를 더 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 반사율, 광학적 응답(optical response)은 주기적 변화, 각도 변화, 또는 충전율(fill factor)에 의해 피크 공명(peak resonance)으로부터 멀어지게 디튜닝(detuning)되는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
흡수는 흡수 층이 존재하지 않도록, 상기 표면의 평면 아래에 있는, 상기 반사 층 내의 비-반사 층에 의해 달성되는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 반사 코팅은 다중 층 코팅인, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 코팅이 몰리브덴, 니오븀, 또는 루테늄을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 상부 층은 규소 또는 이산화규소인, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 마스크는 펠리클(pellicle)과 함께 사용되는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 비-반사 영역은 상기 반사 층의 상부면에 면(facet)을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 15 항에 있어서,
상기 면은 상기 반사 영역에 대한 제 2 입사각보다 큰 제 1 입사각을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 입사각은 상기 반사 영역에 대한 법선 입사선으로부터 6도보다 큰, 극 자외선 마스크. - 제 15 항에 있어서,
상기 면은 상기 반사 층의 상부면 아래에서 적어도 10도의 면 각도를 갖는 경사 표면을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 18 항에 있어서,
상기 면 각도는 상기 반사 층의 상부면 아래에서 적어도 20도인, 극 자외선 마스크. - 제 18 항에 있어서,
상기 면 경사면은 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 상기 제 2 단부는 제 1 단부 아래에서 1nm 내지 10nm인, 극 자외선 마스크. - 제 18 항에 있어서,
상기 반사 층은 몰리브덴 및 규소, 루테늄, 니오븀, 테크네튬(technetium), 탄화붕소 또는 텅스텐 및 탄소의 다중 층을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 18 항에 있어서,
상기 반사 층은 몰리브덴 및 규소의 다중 층을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 33 항에 있어서,
상기 면은 상기 반사 층의 상부면이 실질적으로 평면이 되도록 투명한 재료로 채워지는, 극 자외선 마스크. - 제 23 항에 있어서,
상기 투명 재료는 규소, 이산화규소, 알루미늄, 탄화붕소, 알루미늄, 스트론튬, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 비-반사 영역은 상기 반사 층의 상부면에 회절 격자를 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 25 항에 있어서,
상기 회절 격자는 상기 비-반사 영역 내에 매립(embedding)되는, 극 자외선 마스크. - 제 25 항에 있어서,
상기 회절 격자는 상기 비-반사 영역의 상부에 있는, 극 자외선 마스크. - 제 25 항에 있어서,
상기 회절 격자는 1차원, 2차원 또는 3차원인, 극 자외선 마스크. - 제 25 항에 있어서,
상기 회절 격자는 코발트, 구리, 니켈, 금, 구리, 텅스텐, 산화탄탈 및 산화텅스텐으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 25 항에 있어서,
상기 비-반사 영역은 면을 더 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 30 항에 있어서,
상기 면은 회절 격자가 매립된 경사 표면을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 30 항에 있어서,
상기 면은 상부에 회절 격자를 갖는 경사 표면을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 반사 층은 3차원 반사 광자 결정(photonic crystal)을 포함하고,
상기 반사 영역은 제 1 금속을 포함하고,
상기 비-반사 영역은 제 2 금속을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 33 항에 있어서,
상기 3차원 반사 광자 결정은 다공성 금속 구조를 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 33 항에 있어서,
상기 제 1 금속은 몰리브덴, 니오븀, 탄화몰리브덴, 테크네튬, 루테늄, 지르코늄, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 33 항에 있어서,
상기 제 2 금속은 금, 은, 니켈, 코발트, 구리, 백금, 철, 망간, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 33 항에 있어서,
상기 제 1 금속은 몰리브덴이고 상기 제 2 금속은 구리인, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 반사 층의 상부면과 접촉하는 캡핑 층(capping layer)을 더 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
흡광 층(absorbance layer)이 존재하지 않는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 마스크는 흡광 층(absorbing layer)이 실질적으로 없는, 극 자외선 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 마스크는 질화탄탈이 실질적으로 없는, 극 자외선 마스크. - 광 시스템에서 사용되도록 구성된 포토마스크 구성요소(photomask component)로서,
a. 상기 광 시스템은 0.1nm 내지 250nm 범위의 파장을 갖는 광선을 투과시키도록 구성된 광원을 포함하고;
b. 상기 포토마스크는 반사 층, 다중 층, 또는 반사 코팅을 포함하고;
c. 상기 포토마스크는 반사 코팅 내부 및 또는 반사 코팅 표면 아래에 하나 이상의 비-반사 영역을 더 포함하는, 포토마스크 구성요소. - 반사형 포토마스크에서 비-반사 영역을 제작하는 방법으로서,
상기 반사형 포토마스크는
기판;
기판 상부의 반사 층; 및
반사 층 위에 있는 선택적 캡핑 층을 포함하고,
상기 방법은
반사 층과 비-반사 층을 구분하기 위해 e-빔(e-beam)으로 패턴을 기록하는 단계, 및
상기 기판에 도달하기 전에 상기 비-반사 영역의 다중 층을 상부면 아래의 깊이 및 상기 다중 층 내로 에칭(etching)하는 단계를 포함하는, 방법. - 반사형 포토마스크에서 비-반사 영역을 제작하는 방법으로서,
상기 반사형 포토마스크는
기판;
광자 또는 플라즈모닉 구조(plasmonic structure)를 포함하는 기판 상부의 반사 층; 및
반사 층 위에 있는 선택적 캡핑 층을 포함하고,
상기 방법은
반사 영역과 비-반사 영역을 구별하기 위해 e-빔으로 패턴을 기록하는 단계; 및
상기 비-반사 영역 내로의 대체 재료를 상기 반사 영역 아래의 재료에 증착(depositing)하는 단계를 포함하는, 방법. - 반사형 포토마스크에서 비-반사 영역을 제작하는 방법으로서,
상기 포토마스크는
기판;
기판 상부의 반사 층; 및
반사 층 위에 있는 선택적 캡핑 층을 포함하고,
상기 방법은
반사 영역과 비-반사 영역을 구별하기 위해 e-빔으로 패턴을 기록하는 단계, 및
상기 e-빔으로 상기 비-반사 영역에 회절 격자를 기록하는 단계를 포함하는, 방법. - 극 자외선 마스크로서,
기판; 및
반사 영역 및 상기 반사 층 내부 또는 위에 위치된 상기 반사 영역에 대해 위상 변이된(phase shifted) 반사 영역을 포함하는 반사 층을 포함하며,
상기 반사 층은 상기 기판과 접촉하는 바닥면, 및 상부면을 포함하는, 극 자외선 마스크. - 제 46 항에 있어서,
상기 위상 변이 반사 영역은 하나 이상의 이중 층 쌍으로 구성되는, 극 자외선 마스크. - 제 46 항에 있어서,
상기 위상 변이 반사 영역은 하나 이상의 이중 층 쌍으로 구성되며 상기 반사 영역의 이중 층 쌍 또는 다중 층에 비해 약간 상이한 주기를 갖는, 극 자외선 마스크.
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