KR20210124252A - 패터닝 디바이스 및 그 사용 방법 - Google Patents
패터닝 디바이스 및 그 사용 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210124252A KR20210124252A KR1020217025062A KR20217025062A KR20210124252A KR 20210124252 A KR20210124252 A KR 20210124252A KR 1020217025062 A KR1020217025062 A KR 1020217025062A KR 20217025062 A KR20217025062 A KR 20217025062A KR 20210124252 A KR20210124252 A KR 20210124252A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- component
- patterning device
- radiation
- phase shift
- attenuated phase
- Prior art date
Links
- 238000000059 patterning Methods 0.000 title claims abstract description 165
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 121
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 117
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims abstract description 107
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 69
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 20
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910004535 TaBN Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 36
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 31
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 18
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 12
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000929 Ru alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N technetium atom Chemical compound [Tc] GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N triton Chemical compound [3H+] GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
- G03F1/24—Reflection masks; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스는 방사선을 반사하는 제 1 구성요소, 및 제 1 구성요소로부터 반사된 방사선에 대해 상이한 위상으로 방사선을 반사하는 제 2 구성요소를 포함하고, 제 2 구성요소는 사용 시 리소그래피 장치에서 패터닝된 방사선 빔을 생성하기 위해 제 1 구성요소의 적어도 하나의 덮이지 않은 부분을 포함하는 패턴이 형성되도록 제 1 구성요소의 표면의 적어도 일부를 덮으며, 제 2 구성요소는 실수부(n)가 0.95 미만이고 허수부(k)가 0.04 미만인 굴절률을 갖는 재료를 포함한다.
Description
본 출원은 2019년 2월 7일에 출원된 EP 출원 19156029.1 및 2019년 5월 16일에 출원된 EP 출원 19174809.4의 우선권을 주장하며, 이들은 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은 패터닝 디바이스 및 패터닝 디바이스의 사용 방법에 관한 것이다. 특히, 이는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(attenuated phase shift patterning device)에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에 원하는 패턴을 적용하도록 구성되는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클 또는 기점)의 패턴을 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로 투영할 수 있다.
기판 상에 패턴을 투영하기 위해, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 방사선의 파장은 기판 상에 형성될 수 있는 피처(feature)들의 최소 크기를 결정한다. 4 내지 20 nm의 범위 내의, 예를 들어 6.7 nm 또는 13.5 nm의 파장을 갖는 극자외(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치가, 예를 들어 193 nm의 파장을 갖는 방사선을 사용하는 리소그래피 장치보다 기판 상에 더 작은 피처들을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
리소그래피 장치에서, 대물 렌즈의 개구수(NA)를 증가시키는 것이 개선된 임계 치수 균일성 및 더 높은 유효 스루풋을 유도한다. 리소그래피 장치의 NA가 증가함에 따라, 초점 심도는 감소한다. 소스-마스크 최적화(SMO)와 같은 기술들이 초점 심도와 NILS(Normalised Image Log Slope)를 절충하는 데 사용될 수 있다. 하지만, NILS-스루-포커스(NILS-through-focus)가 높아야 하는 경우, 이는 점점 더 어려워진다. 결과적으로, 광학적 콘트라스트(optical contrast)가 사양 내에 있을 때 충분한 포커스 범위를 제공하는 것이 어렵다. 그러므로, NILS-스루-포커스를 향상시키는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 방사선을 반사하는 제 1 구성요소, 및 제 1 구성요소로부터 반사된 방사선에 대해 상이한 위상으로 방사선을 반사하는 제 2 구성요소를 포함하는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스가 제공되고, 제 2 구성요소는 사용 시 리소그래피 장치에서 패터닝된 방사선 빔을 생성하기 위해 제 1 구성요소의 적어도 하나의 덮이지 않은 부분을 포함하는 패턴이 형성되도록 제 1 구성요소의 표면의 적어도 일부를 덮으며, 제 2 구성요소는 실수부(n)가 0.95 미만이고 허수부(k)가 0.04 미만인 굴절률을 갖는 재료를 포함한다.
이는 감소된 패터닝 디바이스 3D 효과로 인해 기판 상의 더 정확한 패턴의 이점을 제공할 수 있다. 감쇠 패터닝 디바이스는 비교적 높은 NILS 및 비교적 낮은 패턴 시프트의 이점을 제공할 수 있다. 이는 포커스에 걸쳐 비교적 강력하게 향상된 NILS를 제공하는 이점을 가질 수 있다. 이는 궁극적으로 리소그래피 장치의 수율을 개선할 수 있다.
제 2 구성요소는 Ru, Rh, Tc 및 Re 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 2 구성요소는 Ru, Rh, Tc 및 Re 중 적어도 하나를 포함하는 합금을 포함할 수 있다.
제 2 구성요소는 30 내지 45 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 제 2 구성요소의 두께는 30 nm 이상일 수 있고, 제 2 구성요소의 두께는 45 nm 이하일 수 있다.
제 2 구성요소는 33 내지 41 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 제 2 구성요소는 33 nm 이상의 두께를 가질 수 있고, 제 2 구성요소는 41 nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
제 2 구성요소는 35 또는 41 nm의 두께를 가질 수 있다.
제 2 구성요소는 제 1 구성요소의 적어도 하나의 덮이지 않은 부분으로부터 적어도 10 nm의 거리로 연장되는 제 1 구성요소의 부분을 덮을 수 있다. 제 2 구성요소는 적어도 10 nm의 폭을 가질 수 있다.
제 2 구성요소는 제 1 구성요소와 직접 접촉할 수 있다. 제 2 구성요소는 제 1 구성요소와 직접 접촉하지 않을 수 있다.
감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스는 방사선을 흡수하는 제 3 구성요소를 더 포함할 수 있고, 제 3 구성요소는 제 2 구성요소의 재료보다 더 큰 허수부(k)를 갖는 굴절률을 갖는 재료를 포함할 수 있으며, 제 3 구성요소는 제 1 구성요소의 적어도 일부를 덮을 수 있다.
이는 에어리얼 이미지에서 배경 세기(background intensity)를 억제하는 이점을 제공할 수 있다. 이는 고립된 패턴들에 대해 포커스에 걸쳐 비교적 강력하게 향상된 NILS를 제공하는 이점을 가질 수 있다.
제 3 구성요소의 재료는 0.031 내지 0.08 범위의 허수부(k)를 갖는 굴절률을 가질 수 있다.
제 3 구성요소는 제 1 구성요소의 적어도 하나의 덮이지 않은 부분으로부터 20 내지 240 nm 범위의 거리보다 크거나 같은 제 1 구성요소의 부분을 덮을 수 있다.
제 3 구성요소는 제 2 구성요소를 덮지 않을 수 있다. 제 3 구성요소 및 제 2 구성요소는 동일한 층에 있을 수 있다.
제 3 구성요소는 제 1 구성요소와 직접 접촉할 수 있다. 제 3 구성요소는 제 1 구성요소와 직접 접촉하지 않을 수 있다.
제 3 구성요소는 제 2 구성요소의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 제 3 구성요소 및 제 2 구성요소는 상이한 층들에 있을 수 있다. 제 3 구성요소는 제 2 구성요소 상에 위치될 수 있다.
제 3 구성요소는 제 2 구성요소와 직접 접촉할 수 있다. 제 3 구성요소는 제 2 구성요소와 직접 접촉하지 않을 수 있다.
제 3 구성요소는 Ta, Ag, Pt, Pd, Au, Ir, Os, Re, In, Co, Cd, Pb, Fe, Hg, TI, Cu, Zn, I, Te, Ga, Cr, W, Hf, TaBN, 및 Ta, Ag, Pt, Pd, Au, Ir, Os, Re, In, Co, Cd, Pb, Fe, Hg, TI, Cu, Zn, I, Te, Ga, Cr, W 및 Hf 중 1 이상을 포함한 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 2 구성요소는 제 1 구성요소의 적어도 하나의 덮이지 않은 부분을 제외한 전체 제 1 구성요소를 덮을 수 있다.
제 2 구성요소는 0차 회절로 회절된 방사선을 감소시키도록 구성되는 배열을 가질 수 있고, 배열은 분해능-이하 피치(sub-resolution pitch)를 갖는다. 이는 고립된 패턴들에 대한 배경을 억제하면서 향상된 NILS 및 개선된 도즈를 제공하는 이점을 가질 수 있다.
0차 회절로 회절된 방사선은 더 높은 회절 차수로 회절된 방사선보다 작을 수 있다.
배열은 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스를 가로질러 제 2 구성요소의 섹션들의 반복 패턴을 가질 수 있으며, 제 2 구성요소의 섹션들은 제 1 구성요소의 덮이지 않은 부분들이 더 존재하도록 공간들에 의해 분리된다.
제 2 구성요소의 섹션들은 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스를 가로질러 반복 패턴의 방향에 수직으로 연장될 수 있고, 제 2 구성요소의 섹션들은 채널에 의해 분리될 수 있다. 채널들은 공간들일 수 있다.
제 2 구성요소는 0.91보다 작은 실수부(n) 및 0.03보다 큰 허수부(k)를 갖는 굴절률을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 이는 고립된 패턴들에 대한 배경을 억제하면서 향상된 NILS 및 비교적 낮은 패턴 시프트를 제공하는 이점을 가질 수 있다.
제 2 구성요소는 Ru, Pt, Ta 또는 Co 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 2 구성요소는 Ru 및 Co의 합금을 포함할 수 있다.
제 2 구성요소는 2/3 Ru 및 1/3 Co의 합금을 포함할 수 있다.
제 2 구성요소는 34 내지 55 nm 범위의 두께를 가질 수 있다.
제 2 구성요소는 41 nm의 두께를 가질 수 있다.
제 1 구성요소는 다층일 수 있다.
패턴은 제 1 구성요소의 복수의 덮이지 않은 부분들을 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스를 사용하는 방법이 제공되고, 이는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 제 1 구성요소로부터 방사선을 반사하는 단계, 및 제 2 구성요소로부터 반사된 방사선이 제 1 구성요소로부터 반사된 방사선에 대해 상이한 위상을 갖도록 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 제 2 구성요소로부터 방사선을 반사하는 단계를 포함하며, 제 2 구성요소는 패터닝된 방사선 빔을 생성하기 위해 제 1 구성요소의 적어도 하나의 덮이지 않은 부분을 포함하는 패턴이 형성되도록 제 1 구성요소의 표면의 적어도 일부를 덮고, 제 2 구성요소는 실수부(n)가 0.95 미만이고 허수부(k)가 0.04 미만인 굴절률을 갖는 재료를 포함한다.
상기 방법은 제 2 구성요소보다 더 큰 허수부(k)를 갖는 굴절률을 갖는 제 3 구성요소를 사용하여 방사선을 흡수하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 제 3 구성요소는 제 1 구성요소의 적어도 일부를 덮는다.
앞서 설명되거나 다음 설명에서 언급되는 1 이상의 실시형태 또는 특징이 1 이상의 다른 실시형태 또는 특징과 조합될 수 있음을 이해할 것이다.
이제 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치 및 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템의 개략적인 다이어그램;
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 측단면도의 개략적인 다이어그램;
도 2b는 도 2a의 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 평면도의 개략적인 다이어그램;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 NILS 최적화를 나타내는 일련의 그래프들;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 패턴 시프트 최적화를 나타내는 일련의 그래프들;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 반 피치(Half Pitch: HP) 범위에 걸쳐 NILS를 나타내는 그래프들;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 반 피치(HP) 범위에 걸쳐 초점 심도(DOF)를 나타내는 그래프;
도 7a는 고립된 패턴들에 대한 패터닝 디바이스 레이아웃을 도시하는 도면;
도 7b는 배경을 갖는 고립된 패턴들의 에어리얼 이미지를 도시하는 도면;
도 7c는 배경이 없는 고립된 패턴들의 에어리얼 이미지를 도시하는 도면;
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 측단면도의 개략적인 다이어그램;
도 8b는 도 8a의 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 평면도의 개략적인 다이어그램;
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 측단면도의 개략적인 다이어그램;
도 9b는 도 9a의 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 평면도의 개략적인 다이어그램;
도 10a는 상이한 재료들을 갖는 패터닝 디바이스들에 대한 피치를 통한 NILS를 나타내는 그래프;
도 10b는 도 10a에서와 동일한 패터닝 디바이스들에 대한 도즈를 나타내는 그래프;
도 11은 상이한 패터닝 디바이스들에 대해 상이한 배경 세기 레벨들을 갖는 고립된 패턴들의 에어리얼 이미지들을 도시하는 도면;
도 12a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 측단면도의 개략적인 다이어그램;
도 12b는 도 12a의 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 평면도의 개략적인 다이어그램;
도 13은 도 12a의 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스를 사용하여 더 높은 회절 차수들에 대한 진폭 비를 나타내는 그래프;
도 14는 일 실시예에 따른 패터닝 디바이스를 포함하는 상이한 패터닝 디바이스들에 대한 마스크 편향을 통한 NILS를 나타내는 그래프;
도 15는 일 실시예에 따른 패터닝 디바이스를 포함하는 상이한 패터닝 디바이스에 대한 디포커스를 통한 NILS를 나타내는 그래프이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치 및 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템의 개략적인 다이어그램;
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 측단면도의 개략적인 다이어그램;
도 2b는 도 2a의 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 평면도의 개략적인 다이어그램;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 NILS 최적화를 나타내는 일련의 그래프들;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 패턴 시프트 최적화를 나타내는 일련의 그래프들;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 반 피치(Half Pitch: HP) 범위에 걸쳐 NILS를 나타내는 그래프들;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 반 피치(HP) 범위에 걸쳐 초점 심도(DOF)를 나타내는 그래프;
도 7a는 고립된 패턴들에 대한 패터닝 디바이스 레이아웃을 도시하는 도면;
도 7b는 배경을 갖는 고립된 패턴들의 에어리얼 이미지를 도시하는 도면;
도 7c는 배경이 없는 고립된 패턴들의 에어리얼 이미지를 도시하는 도면;
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 측단면도의 개략적인 다이어그램;
도 8b는 도 8a의 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 평면도의 개략적인 다이어그램;
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 측단면도의 개략적인 다이어그램;
도 9b는 도 9a의 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 평면도의 개략적인 다이어그램;
도 10a는 상이한 재료들을 갖는 패터닝 디바이스들에 대한 피치를 통한 NILS를 나타내는 그래프;
도 10b는 도 10a에서와 동일한 패터닝 디바이스들에 대한 도즈를 나타내는 그래프;
도 11은 상이한 패터닝 디바이스들에 대해 상이한 배경 세기 레벨들을 갖는 고립된 패턴들의 에어리얼 이미지들을 도시하는 도면;
도 12a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 측단면도의 개략적인 다이어그램;
도 12b는 도 12a의 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 평면도의 개략적인 다이어그램;
도 13은 도 12a의 실시예에 따른 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스를 사용하여 더 높은 회절 차수들에 대한 진폭 비를 나타내는 그래프;
도 14는 일 실시예에 따른 패터닝 디바이스를 포함하는 상이한 패터닝 디바이스들에 대한 마스크 편향을 통한 NILS를 나타내는 그래프;
도 15는 일 실시예에 따른 패터닝 디바이스를 포함하는 상이한 패터닝 디바이스에 대한 디포커스를 통한 NILS를 나타내는 그래프이다.
도 1은 방사선 소스(SO) 및 리소그래피 장치(LA)를 포함하는 리소그래피 시스템을 나타낸다. 방사선 소스(SO)는 EUV 방사선 빔(B)을 발생시키고 EUV 방사선 빔(B)을 리소그래피 장치(LA)에 공급하도록 구성된다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크 또는 레티클)를 지지하도록 구성되는 지지 구조체(MT), 투영 시스템(PS) 및 기판(W)을 지지하도록 구성되는 기판 테이블(WT)을 포함한다. 흔히 기점이라고 하는 하드웨어의 지정된 부분이 지지 구조체(MT) 상에 제공될 수 있다. 이러한 기점은 1 이상의 마커를 포함할 수 있으며, 패터닝 디바이스의 일 예시인 것으로 간주된다.
조명 시스템(IL)은 EUV 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA) 상에 입사하기 전에 EUV 방사선 빔(B)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된다. 게다가, 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 거울 디바이스(facetted field mirror device: 10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(facetted pupil mirror device: 11)를 포함할 수 있다. 패싯 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(11)는 함께 EUV 방사선 빔(B)에 원하는 단면 형상 및 원하는 세기 분포를 제공한다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(11) 대신에, 또는 이에 추가하여 다른 거울들 또는 디바이스들을 포함할 수 있다.
이에 따라 컨디셔닝된 후, EUV 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스(MA)와 상호작용한다. 이 상호작용의 결과로서, 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')이 생성된다. 투영 시스템(PS)은 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')을 기판(W) 상으로 투영하도록 구성된다. 그 목적을 위해, 투영 시스템(PS)은 복수의 거울들(13, 14)을 포함할 수 있고, 이들은 기판 테이블(WT)에 의해 유지된 기판(W) 상으로 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')을 투영하도록 구성된다. 투영 시스템(PS)은 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')에 감소 인자(reduction factor)를 적용하여, 패터닝 디바이스(MA) 상의 대응하는 피처들보다 작은 피처들을 갖는 이미지를 형성할 수 있다. 예를 들어, 4 또는 8의 감소 인자가 적용될 수 있다. 투영 시스템(PS)은 도 1에서 2 개의 거울들(13, 14)만을 갖는 것으로 예시되지만, 투영 시스템(PS)은 상이한 수의 거울들(예를 들어, 6 또는 8 개의 거울들)을 포함할 수 있다. 투영 시스템(PS)은 기판(W) 대신에 센서(도시되지 않음) 상으로 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')을 투영할 수 있다.
기판(W)은 앞서 형성된 패턴들을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 리소그래피 장치(LA)는 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')에 의해 형성되는 이미지를 기판(W) 상에 앞서 형성된 패턴과 정렬시킨다.
상대 진공, 즉 대기압 훨씬 아래의 압력에서의 소량의 가스(예를 들어, 수소)가 방사선 소스(SO), 조명 시스템(IL), 및/또는 투영 시스템(PS)에 제공될 수 있다.
방사선 소스(SO)는 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스, 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스, 자유 전자 레이저(FEL) 또는 EUV 방사선을 생성할 수 있는 여하한의 다른 방사선 소스일 수 있다.
도 2a는 이 실시예에서 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스인 패터닝 디바이스(MA)의 일부의 확대 측면도를 나타낸다. 특히, 도 2a는 도 2b의 라인 A-A'를 통해 취해진 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 측단면도를 나타낸다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 일부가 도 2b에 평면도로 도시되어 있다. 도 2a 및 도 2b는 명백해지는 바와 같이 명확함을 위해 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 일부만을 나타냄을 이해할 것이다.
위상 시프트 패터닝 디바이스들은 위상 차들에 의해 생성되는 간섭을 이용하여 포토리소그래피에서 이미지 분해능을 개선하는 포토마스크들이다. 위상 시프트 패터닝 디바이스는 투명한 매질을 통과하는(즉, 이 경우에는 그 매질로부터 반사되는) 방사선이 그 광학 두께의 함수로서 위상 변화를 겪을 것이라는 사실에 의존한다.
감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)는 방사선을 반사하는 제 1 구성요소(22) 및 제 1 구성요소로부터 반사된 방사선에 대해 상이한 위상으로 방사선을 반사하는 제 2 구성요소(24)를 포함한다. 제 1 구성요소(22)는 표준 다층 거울, 예를 들어 몰리브덴 및 실리콘의 교번 층들을 포함한다. 다층의 층들은 단순함을 위해 도 2a에 나타내지 않는다. 다른 실시예들에서, 제 1 구성요소는 상이한 수의 층들을 가질 수 있고, 및/또는 상이한 재료들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
제 2 구성요소(24)는 제 1 구성요소(22)와 상이한 층에 있으며, 즉 제 2 구성요소(24)는 제 1 구성요소(22) 상에 위치된다.
제 2 구성요소(24)는 제 1 구성요소(22)와 비교할 때 상대적으로 적은 양의 방사선을 반사한다. 제 2 구성요소(24)로부터 반사된 방사선은 기판(W) 상에 패턴을 생성할 만큼 충분히 강하지 않지만, 기판(W) 상의 콘트라스트를 개선하기 위한 목적으로 제 1 구성요소(22)로부터 나오는 방사선과 간섭할 수 있다. 콘트라스트는 기판(W) 상의 이미지에 형성된 피처들의 경사도(steepness) 또는 선명도(sharpness)인 것으로 간주될 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서 알 수 있는 바와 같이, 제 2 구성요소(24)는 패턴을 형성하는 제 1 구성요소(22)의 표면의 덮이지 않은 부분(22a)을 제외한 제 1 구성요소(22)의 부분[이후 덮인 부분(22b)이라고 함]을 덮는다. 덮이지 않은 부분(22a)으로부터 반사된 방사선은 사용될 때 리소그래피 장치(LA)에서 기판(W)의 타겟부에 패턴을 형성하는 패터닝된 방사선 빔(B')을 생성한다. 제 2 구성요소(24)는 제 1 구성요소(22)와 상이한 층에 있고, 따라서 실제로 제 1 구성요소(22)의 덮이지 않은 부분(22a)을 둘러싸는 것은 덮인 부분(22b)이지만, 제 2 구성요소(24)는 제 1 구성요소(22)의 덮이지 않은 부분(22a)을 둘러싸는 것으로 간주될 수 있다. 제 2 구성요소(24)는 제 1 구성요소(22)의 덮이지 않은 부분(22a) 주위에 링을 형성하는 것으로 간주될 수 있다. 제 1 구성요소(22)의 덮이지 않은 부분(22a)의 영역은 위에서 볼 때 실질적으로 정사각형 또는 직사각형으로서 도시되지만, 다른 실시예들에서, 덮이지 않은 부분은 여하한의 적절한 형상일 수 있고, 제 2 구성요소는 이에 따라 크기 및 형상을 가질 수 있다. 덮이지 않은 부분(22a)의 크기는 기판(W)에 프린트될 피처의 임계 치수(CD)와 관련된다. 패터닝 디바이스(MA)에서, 덮이지 않은 부분(22a)의 크기는 리소그래피 장치(LA)의 배율 인자를 곱한 [기판(W) 상의] CD이다. 이는 +/-30 %의 범위(패터닝 디바이스 편향 범위)를 가질 수 있다. 배율 인자는 4 내지 8일 수 있다.
제 2 구성요소(24)는 제 1 구성요소(22)의 덮이지 않은 부분(22a)으로부터 10 nm의 거리로 연장되는 제 1 구성요소(22)의 덮인 부분(22b)을 덮는다. 제 2 구성요소(24)는 제 1 구성요소(22)의 덮이지 않은 부분(22a)으로부터 이 거리만큼 연장되는 것으로 간주될 수 있다. 이 거리는 제 1 구성요소(22)의 표면에 평행하게 취해진 것이며, 즉 이는 제 1 구성요소(22)와 제 2 구성요소(24) 사이의 계면을 따라 취해진 것으로 간주될 수 있다. 다시 말해서, 제 2 구성요소는(24)는 10 nm의 폭(d)을 가지며, 이는 제 1 구성요소(22)의 덮인 부분(22b)의 그 방향에서의 크기에 분명히 대응한다. 폭(d)은 도 2a 및 도 2b에서 이중 화살표로서 도시된다. 다른 실시예들에서, 제 2 구성요소(24)는 덮이지 않은 부분(22a)으로부터 상이한 거리로 연장될 수 있으며, 예를 들어 10 nm 보다 많이 연장될 수 있음을 이해할 것이다. 일반적으로, 패터닝 디바이스(MA)의 패턴 크기는 종래의 마스크와 동일할 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)의 패턴은 기판 상에 프린트되기를 원하는 패턴에 마스크 배율 인자를 곱한 것과 같다. 마스크 배율 인자는 4 내지 8일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 구성요소(24)는 제 1 구성요소(22)의 덮이지 않은 부분(22a)을 제외한 전체 제 1 구성요소(22)를 덮는다.
도 2a 및 도 2b에는 [이 도면들은 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 일부만을 나타내기 때문에] 단일의 덮이지 않은 부분(22a)만이 도시되지만, 패턴은 복수의 덮이지 않은 부분들(22a)로 형성될 수 있음을 이해할 것이다. 패턴은 조밀한 패턴일 수 있거나, 고립된 패턴일 수 있다. 패턴은 임계 치수(CD) -덮이지 않은 부분 참조- 의 크기가 패턴 피치의 적어도 절반인 경우에 조밀한 것으로 간주될 수 있다. 패턴은 피치가 증가되고 이에 따라 CD(덮이지 않은 부분의 크기 참조)가 패턴 피치의 절반 미만인 경우에 고립된 것으로 간주될 수 있다. 복수의 덮이지 않은 부분들(22a) 각각은 제 1 구성요소(22)의 덮인 부분들(22b)에 의해 둘러싸일 수 있다. 덮이지 않은 부분들(22a)에 인접한 제 2 구성요소(24)의 부분들은 제 1 구성요소(22)의 표면에 평행한 방향에서 덮이지 않은 부분들(22a)로부터 10 nm의 거리로 연장될 수 있다. 이는 덮인 부분들(22b)이 그 방향으로 연장되는 거리와 동일하다. 일부 실시예들에서, 제 2 구성요소(24)는 제 1 구성요소(22)의 표면에 평행한 방향으로 10 nm보다 많이 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 구성요소(24)는 제 1 구성요소(22)의 덮이지 않은 부분들(22a)을 제외한 전체 제 1 구성요소(22)를 덮는다.
본 명세서에서 사용되는 덮다/덮인/덮는이라는 용어는 방사선이 덮는 구성요소 아래의 덮인 구성요소의 부분에 입사하는 것이 적어도 부분적으로 차단되는 위치에 덮는 구성요소가 있다는 것을 의미하도록 의도된다. 즉, 덮는 것은 덮는 구성요소가 덮인 구성요소와 직접 접촉하거나 그렇지 않은 경우를 포함하는 것으로 간주될 수 있으며, 즉 또 다른 구성요소가 덮고 있는 구성요소와 덮여 있는 구성요소 사이에 위치될 수 있거나 위치되지 않을 수 있다.
이 실시예에서, 제 2 구성요소(24)는 35 nm의 두께(t)(도 2a 및 도 2b에서 이중 화살표로 도시됨)를 갖는 재료 루테늄(Ru)을 포함한다. 제 2 구성요소(24)의 재료 Ru는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)를 형성하기 위해 표준 패터닝 디바이스에서 흡수 재료, 예를 들어 TaBN 흡수재를 대체한 것으로 간주될 수 있다. 이해하는 바와 같이, 다른 실시예들에서, 이후 상세히 설명되는 바와 같이 Ru 대신에 상이한 재료들이 사용될 수 있다.
Ru는 위상 시프트 재료로서 작용하고, 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)에 사용하기에 특히 우수한 재료인 것으로 밝혀졌다. 또한, 35 nm의 두께는 최적의 위상 시프트를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 이해하는 바와 같이, 다른 실시예들에서, 이후 상세히 설명되는 바와 같이 상이한 두께들이 사용될 수도 있다.
감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 제 1 구성요소(22)로부터 방사선을 반사하고 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 제 2 구성요소(24)로부터 방사선을 반사함으로써 리소그래피 장치(LA)에서 사용될 수 있다. 특히, 제 1 구성요소(22)의 덮이지 않은 부분(22a)을 포함하는 패턴으로부터 방사선을 반사하고, 패터닝된 방사선 빔(B')을 생성한다. 이의 효과는 제 2 구성요소(24)로부터 반사된 방사선이 제 1 구성요소(22)로부터 반사된 방사선에 대해 상이한 위상을 갖고 기판 상의 패턴에 증가된 콘트라스트를 제공한다는 것이다.
도 3은 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 정규화된 이미지 로그 기울기(NILS) 최적화의 선택된 결과들을 표시하는 그래프들을 나타낸다. 앞서 언급된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)의 개구수(NA)가 증가함에 따라, 초점 심도는 감소한다. 소스-마스크 최적화(SMO)와 같은 기술들이 초점 심도와 NILS를 절충하기 위해 사용될 수 있다. 하지만, 높은 NILS-스루-포커스, 즉 타겟 초점 주위의 상이한 지점들에서 높은 콘트라스트를 유지하는 것은 어렵다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 최적화는 모노폴 소스를 시뮬레이션하고 NILS(최대 NILS) 및 패턴 시프트(최소 패턴 시프트)를 공동-최적화함으로써 수행되었다. 패턴 시프트는 패턴이 특정 지점에 대해 얼마나 많이 이동하는지의 측정으로 간주될 수 있다.
NILS 최적화는 상이한 n 및 k 값들을 갖는 재료를 갖는 제 2 구성요소(24)의 상이한 두께들에 걸쳐 작은 스캔을 시뮬레이션하는 것을 포함하였다. 이 값들은 상이한 요소들(예를 들어, Ru 및 상이한 n 및 k를 갖는 재료)를 혼합함으로써 변동될 수 있다. 그래프들의 하단 행은 제 2 구성요소(24)의 상이한 두께들에 대한 Y 방향[즉, 리소그래피 장치(LA)의 스캐닝 방향]으로의 스캔의 NILS 값들을 나타낸다. 그래프들의 상단 행은 제 2 구성요소(24)의 상이한 두께들에 대한 X 방향[즉, 리소그래피 장치(LA)의 스캐닝 방향에 수직인 방향]으로의 스캔의 NILS 값들을 나타낸다. 왼쪽에서 오른쪽으로의 그래프들은 증가하는 n(즉, n=0.88, n=0.89 및 n=0.90)을 갖고, k의 상이한 값들은 상이한 점선들로 도시된다(즉, k=0.02, k=0.03, k=0.04; 오른쪽 그래프들의 키 참조).
도 3의 그래프들로부터 알 수 있는 바와 같이, 최적의 NILS는 n=0.88, k=0.02 및 45 nm 이하의 두께로 얻어진다. 즉, 이 값들에서, 결과들은 비교적 큰 NILS 값을 나타낸다. 또한, 기울기가 크게 변하지 않으며, 이는 재료 두께의 작은 변화들이 기판(W) 내의 패턴의 콘트라스트에 대해 큰 변화들을 유도하지 않을 것을 의미한다. 시뮬레이션에서 찾은 최적의 n 및 k 값들은 Ru의 n 및 k 값들과 같고, 따라서 Ru는 위상 시프트 재료로서 사용하기에 특히 좋은 선택이다.
도 4는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 패턴 시프트(PS) 최적화의 선택된 결과들을 표시하는 그래프들을 나타낸다. 그래프들의 하단 행은 제 2 구성요소(24)의 상이한 두께들에 대한 Y 방향[즉, 리소그래피 장치(LA)의 스캐닝 방향]으로의 스캔의 패턴 시프트 값들을 나타낸다. 그래프들의 상단 행은 제 2 구성요소(24)의 상이한 두께들에 대한 X 방향[즉, 리소그래피 장치(LA)의 스캐닝 방향에 수직인 방향]으로의 스캔의 패턴 시프트 값들을 나타낸다. 다시, 왼쪽에서 오른쪽으로의 그래프들은 증가하는 n(즉, n=0.88, n=0.89 및 n=0.90)을 갖고, k의 상이한 값들은 상이한 점선들로 도시된다(즉, k=0.02, k=0.03, k=0.04; 오른쪽 그래프들의 키 참조).
도 4의 그래프들로부터 알 수 있는 바와 같이, 최소(즉, 최적) 패턴 시프트는 n=0.88, k=0.02 및 35 nm 또는 41 nm의 두께로 얻어진다. 즉, 이 값들에서, 패턴 시프트는 비교적 낮다.
NILS 최적화 및 패턴 시프트 최적화를 고려하면, 최상의 전체 결과는 n=0.88, k=0.02 및 35 nm 또는 41 nm의 두께를 갖는 재료를 갖는 제 2 구성요소(24)로 얻어진다. 이는 비교적 높은 NILS, NILS에 대한 두께 기울기의 비교적 낮은 분산, 및 비교적 낮은 패턴 시프트(PS) 사이의 최적 밸런스를 제공한다. 그러므로, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이 재료 Ru를 포함하고 35 nm의 두께를 갖는 제 2 구성요소를 갖는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)가 특히 유리한 것으로 간주될 수 있다.
Ru를 사용하는 것이 패터닝 디바이스에서 Ta를 사용하는 것에 비해 몇 가지 장점을 갖고, 이는 궁극적으로 리소그래피 장치(LA)의 개선된 수율을 초래한다. 이 장점들은 더 큰 위상 시프트를 얻는 것을 포함하며, 이는 더 큰 NILS[즉, 기판(W) 상의 피처들의 향상된 콘트라스트]를 의미한다.
일반적으로, 유한한 두께(즉, 3D 효과)를 갖는 패터닝 디바이스는 인공물, 즉 섀도잉(shadowing)이 리소그래피 장치(LA)에서 생성되도록 한다. Ru가 비교적 낮은 실수부(n)를 갖는 굴절률을 가지므로, 필요한 위상 시프트가 더 얇은 층에서 얻어질 수 있다. 따라서, 패터닝 디바이스는 더 얇게 만들어질 수 있고, 이는 감소된 패터닝 디바이스 3D 효과를 초래한다. 이는 기판(W) 상에 더 정확한 패턴을 제공한다.
또한, 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)에서 비교적 낮은 흡수 손실이 존재한다. 이는 Ru가 비교적 낮은 실수부(n) 및 비교적 낮은 허수부(k)를 갖는 굴절률을 갖기 때문이다. 따라서, 사용될 수 있는 다른 재료들, 예를 들어 Ta만큼 많은 방사선을 흡수하지 않으며, 비교적 얇은 층에서 필요한 위상 시프트를 얻는 것은 방사선이 더 적은 재료를 통과해야 하고 덜 흡수된다는 것을 의미한다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 낮은 흡수 손실은 간섭할 방사선이 더 많다는 것을 의미하며, 이는 더 큰 NILS를 초래한다.
패터닝 디바이스(MA)의 비교적 낮은 k는 회절 차수들의 진폭들의 밸런스를 적절하게 맞추는 데 필요하다. 낮은 k가 존재하지 않는 경우, 반사된 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')에 0차 회절의 세기를 충분히 억제하기에 충분한 방사선이 남아 있지 않을 수 있다. 하지만, k의 최적량을 이해하는 것이 중요하다는 것을 깨달았다. 이는 회절 차수들의 밸런스를 맞출 필요가 있기 때문이다.
제 2 구성요소는 적어도 어느 정도까지 이 이점들의 적어도 일부를 얻기 위해 최적의 n 및 k 값들을 가질 필요가 없다는 것을 이해할 것이다. 다른 실시예들에서, 제 2 구성요소의 재료는 0.95 미만인 실수부(n) 및 0.04 미만인 허수부(k)를 갖는 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 이 한계들 내에 속하는 굴절률을 갖는 재료들이 비교적 높은 NILS 및 비교적 낮은 패턴 시프트를 제공할 수 있다. 이 재료들은, 예를 들어 로듐(Rh), 테크네튬(Tc), 몰리브덴(Mo) 및 레늄(Re)일 수 있다. 따라서, 제 2 구성요소는 Ru, Rh, Tc, Mo 및 Re 중 1 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 2 구성요소는 Ru, Rh, Tc, Mo 및 Re 중 1 이상을 포함하는 합금을 포함할 수 있다.
또한, 도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, Ru의 두께가 35 또는 41 nm가 아닌 경우에 이점들이 얻어질 수 있음을 이해할 것이다. 다른 실시예들에서, 재료 Ru를 포함하는 제 2 구성요소의 두께는 30 내지 45 nm 범위에 있을 수 있다. 즉, 제 2 구성요소의 두께는 30 nm 이상일 수 있고, 제 2 구성요소의 두께는 45 nm 이하일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 2 구성요소는 33 nm 내지 41 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 즉, 제 2 구성요소는 33 nm 이상의 두께를 가질 수 있고, 제 2 구성요소는 41 nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
제 2 구성요소가 Rh, Tc, Mo 및 Re 중 적어도 하나의 재료, 또는 Ru, Rh, Tc, Mo 및 Re 원소들 중 적어도 하나의 합금을 갖는 실시예들에서, 제 2 구성요소의 두께는 예를 들어 최상의 결과들을 얻기 위해 이에 따라 변할 수 있음을 이해할 것이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 성능을 나타낸다. 즉, 재료 Ru를 포함하는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 제 2 구성요소(24)를 이용한다. 도 5 및 도 6에 나타낸 결과들은 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)를 최적화된 퓨필(즉, 전체 피치 범위에 대한 하나의 단일 퓨필)과 조합함으로써 얻어진다.
특히, 도 5는 14 내지 20 nm 범위의 반 피치(HP)에 대하여, X 방향을 따른 접촉홀에 걸친 단면에 대한 NILS 값들을 갖는 왼쪽 그래프, 및 Y 방향을 따른 단면에 대한 NILS 값들을 갖는 오른쪽 그래프를 나타낸다. 반 피치(HP)는 기판(W) 상에 형성된 두 피처들 사이의 거리의 절반을 지칭한다. 그래프들은 NILS-X 및 NILS-Y 값들이 둘 다 HP의 전체 범위에 대해 4 이상임을 나타낸다. 따라서, 표준 패터닝 디바이스와 비교할 때, 전체 14 내지 20 nm 반 피치(HP) 범위에 걸쳐 포커스를 통한 비교적 매우 큰 NILS가 존재한다.
도 6은 14 내지 20 nm 반 피치(HP) 범위에 걸친 초점 심도(DOF)의 그래프를 나타낸다. DOF는 HP의 전체 범위에 걸쳐 90 내지 100 nm(포함)이다. 이는, 예를 들어 20 nm의 DOF를 가질 수 있는 표준 Ta 패터닝 디바이스보다 실질적으로 더 큰 DOF이다.
그러므로, 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)는 HP의 전체 범위에 걸쳐 비교적 높은 NILS 및 DOF를 제공한다. 이는 통상적으로 재료들이 이 범위에 걸쳐 HP의 상이한 값들에 대해 다양한 NILS 및 DOF를 갖기 때문에 놀라운 것이다. 이는 상이한 HP가 사용될 때마다 패터닝 디바이스가 변경되었어야 함을 의미한다. 따라서, 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)는 리소그래피 장치(LA)에서 구성요소들을 변경하는 요건을 감소시킬 수 있다. 이는 상이한 HP들에 대해 리소그래피 장치(LA)를 사용함에 있어서 효율의 증가를 유도할 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 패턴은 제 1 구성요소(22)의 복수의 덮이지 않은 부분들(22a)을 가질 수 있고, 패턴은 조밀하거나 고립될 수 있다. 도 2에 나타낸 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)는 조밀한 패턴들에 대해 매우 잘 작동하지만, 고립된 패턴들에 대해 이는 에어리얼 이미지에서 배경의 추가를 초래한다.
도 7a는 패터닝 디바이스(26) 상에 위치될 수 있는 고립된 패턴의 일 예시를 나타낸다. 피처들(예를 들어, 덮이지 않은 부분들)(27)은 방사선을 반사하는 한편, 패터닝 디바이스의 부분(28)은 기판(W) 상에 패턴을 생성하기에 충분히 강한 방사선을 반사하지 않는다. 도 7b는 도 2의 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)(즉, 재료 Ru를 포함하는 제 2 구성요소를 가짐)의 에어리얼 이미지를 나타낸다. 도 7c는 원하는 에어리얼 이미지, 즉 배경이 없는 에어리얼 이미지를 나타낸다.
도 7b에서 알 수 있는 바와 같이, 도 7c의 원하는 에어리얼 이미지에는 도시되지 않은 에어리얼 이미지의 배경(29)이 존재한다. 이 배경(29)은 Ta에 비해 위상-시프팅 재료(이 경우에는 Ru)의 감소된 흡수 계수로 인한 것이다. 배경(29)은 패턴의 고립된 영역들에서 원하지 않는 레지스트 변환을 초래할 것이므로, 억제되는 것이 바람직하다.
도 8a는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)의 일부의 일 실시예의 측면도를 나타낸다. 특히, 도 8a는 도 8b의 라인 B-B'를 통해 취해진 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)의 측단면도를 나타낸다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)는 도 8b에 평면도로 더 완전하게 도시되어 있다.
감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)는 제 1 구성요소(32) 및 제 2 구성요소(34)에 추가하여 제 1 구성요소(32)의 일부를 덮는 제 3 구성요소(36)가 존재한다는 것을 제외하고 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)와 유사하다. 특히, 이 실시예에서, 제 3 구성요소(36)는 제 2 구성요소(34)가 덮이지 않은 부분(34a) 및 덮인 부분(34b)을 갖도록 제 2 구성요소(34)의 일부를 덮는다. 제 2 구성요소(34)는 제 1 구성요소(32)의 덮이지 않은 부분(32a) 주위에 링을 형성하는 것으로 간주될 수 있다.
이 실시예에서, 제 3 구성요소(36)는 제 1 구성요소(32) 상에 직접 위치되지 않고, 즉 제 2 구성요소(34)가 제 1 구성요소(32)와 제 3 구성요소(36) 사이에 위치된다. 즉, 제 2 구성요소(34)는 제 3 구성요소(36)와 상이한 층에 있다. 하지만, 제 3 구성요소(36)는 제 2 구성요소(34)가 그 사이에 위치되더라도 여전히 제 1 구성요소(32)의 일부를 덮는 것으로 간주될 수 있다. 더 일반적으로, 제 3 구성요소(36)는 제 2 구성요소(34)의 적어도 일부를 덮는다. 제 3 구성요소(36)는 30 nm 내지 50 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 즉, 제 3 구성요소(36)의 두께는 30 nm 이상일 수 있고, 제 2 구성요소의 두께는 50 nm 이하일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 3 구성요소는 상이한 두께를 가질 수 있음을 이해할 것이다.
제 1 구성요소(32) 및 제 2 구성요소(34)는 도 2의 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)에서와 동일할 수 있으며, 즉 제 1 구성요소(32)는 다층이고 제 2 구성요소(34)는 Ru를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 2 구성요소(34)는 예를 들어 Rh, Tc, Mo 또는 Re를 포함할 수 있다. 제 2 구성요소(34)는 Ru, Rh, Tc, Mo 또는 Re의 합금을 포함할 수 있다. 이 재료들은 비교적 낮은 실수부(n)(예를 들어, 0.95 미만) 및 비교적 낮은 허수부(k)(예를 들어, 0.04 미만)를 갖는 굴절률을 가질 수 있다. 따라서, 제 2 구성요소(34)는 위상 시프트를 제공하고, 이에 의해 앞서 설명된 것과 동일한 방식으로 콘트라스트를 향상시킨다. 즉, 도 2의 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 이점들은 또한 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)를 사용하여 달성된다.
도 2에서와 동일한 방식으로, 제 2 구성요소(34)는 패턴을 형성하는 제 1 구성요소(22)의 표면의 덮이지 않은 부분(32a)을 제외한 제 1 구성요소(32)의 일부[즉, 덮인 부분(32b)]를 덮는다. 제 3 구성요소(36)는 제 2 구성요소(32)에 의해 덮인 제 1 구성요소(32)의 덮인 부분(32b)보다 작은 제 1 구성요소(32)의 제 2 덮인 부분(32c)을 덮는다.
제 3 구성요소(36)는 제 1 구성요소(32)의 덮이지 않은 부분(32a)으로부터 20 nm의 거리에 있는 제 1 구성요소(32)의 제 2 덮인 부분(32c)을 덮는다. 다른 실시예들에서, 제 2 덮인 부분(32c)은 제 1 구성요소(32)의 덮이지 않은 부분(32a)으로부터 20 nm보다 큰 거리에 있을 수 있다. 예를 들어, 제 2 덮인 부분(32c)은 제 1 구성요소(32)의 덮이지 않은 부분(32a)으로부터 20 nm 내지 240 nm의 범위에 있을 수 있다. 거리는 제 1 구성요소(32)의 표면에 평행하게 취해진다. 20 nm 내지 240 nm 범위는 10 nm 내지 30 nm의 기판(W) 상에 프린트될 피처의 임계 치수(CD)에 기초하여 계산될 수 있다. 제 2 덮인 부분(32c)이 제 1 구성요소(32)의 덮이지 않은 부분(32a)으로부터 떨어져 있는 거리는 0.5*CD 내지 1*CD의 범위에 있을 수 있다. 기판(W)으로부터 패터닝 디바이스(30)로의 배율 인자는 4 내지 8일 수 있고, 따라서 이는 20 nm 내지 240 nm의 범위를 제공한다. 다른 실시예들에서, 거리는 CD에 기초하여 이에 따라 변경될 수 있음을 이해할 것이다.
도 8b에서 알 수 있는 바와 같이, 제 3 구성요소(36)는 덮이지 않은 부분(32a)으로부터 20 nm 떨어진 거리로 연장되는 제 1 구성요소(32)의 덮이지 않은 부분(32a)을 둘러싸는 영역을 제외한 전체 제 2 구성요소(34)를 덮는다. 앞서 상세히 설명되는 바와 같이, 다른 실시예들에서, 이 거리는 20 nm 내지 240 nm 범위에 있을 수 있다.
제 3 구성요소(36)는 방사선을 흡수하기 위한 것이다. 제 3 구성요소(36)는 Ru 캐핑 층과 Ta의 합금을 포함한다. 이 Ru 캐핑 층은, 또한 Ru일 수 있는 제 2 구성요소(34)에 추가된다. Ta 합금은 비교적 높은 허수부(k)를 갖는 굴절률을 갖는다. 다른 실시예들에서, 재료는 존재하는 또 다른 원소 없이 Ta를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 3 구성요소는 Ag, Pt, Pd, Au, Ir, Os, Re, In, Co, Cd, Pb, Fe, Hg, TI, Cu, Zn, I, Te, Ga, Cr, W, Hf 또는 이 재료들 중 1 이상을 포함하는 합금, 또는 TaBN 흡수재와 같은 상이한 재료를 포함할 수 있다. 더 일반적으로, 제 3 구성요소(36)는 제 2 구성요소(34)의 재료, 즉 이 실시예에서 Ru보다 큰 허수부(k)를 갖는 굴절률을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 3 구성요소(36)는 0.031(즉, TaBN의 k) 내지 0.08(즉, Ag의 k) 범위의 허수부(k)를 갖는 굴절률을 갖는 재료를 가질 수 있다. 일 예시로서, 허수부(k)는 0.065(즉, Co의 k)일 수 있다.
제 3 구성요소(36)는 제 2 구성요소(34) 상에 증착되고, 방사선을 흡수하며, 패턴이 고립된 피처들[고립된 덮이지 않은 부분들(32a)]을 포함할 때 배경 세기를 억제한다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)를 사용하는 것이 도 7c에 나타낸 바와 같은 에어리얼 이미지가 유도할 수 있다.
감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)의 제 1 구성요소(32)로부터 방사선을 반사하고, 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)의 제 2 구성요소(34)로부터 방사선을 반사하며, 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)의 제 3 구성요소(36)에 의해 방사선을 흡수함으로써 리소그래피 장치(LA)에서 사용될 수 있다. 특히, 제 1 구성요소(32)의 덮이지 않은 부분(32a)을 포함하는 패턴으로부터 방사선을 반사하고, 패터닝된 방사선 빔(B')을 생성한다. 이의 효과는 제 2 구성요소(34)로부터 반사된 방사선이 제 1 구성요소(32)로부터 반사된 방사선에 대해 상이한 위상을 갖고 기판 상의 패턴에 증가된 콘트라스트를 제공한다는 것이다. 제 3 구성요소(36)에 의한 방사선의 흡수는 적어도 배경의 감소를 초래한다.
제 3 구성요소(36)에 의해 덮이지 않은 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)의 부분은 패터닝되지 않은 부분으로 간주될 수 있다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)의 패터닝되지 않은 부분은 고흡수성 재료, 즉 Ta를 포함하는 제 3 구성요소(36)로 구성되기 때문에, 에어리얼 이미지의 배경이 억제될 것이다.
따라서, 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)는 패턴의 고립된 피처들에 적절하고, 포커스를 통해 강력하게 향상된 NILS를 제공한다.
도 9a는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(40)의 일부의 일 실시예의 측면도를 나타낸다. 특히, 도 9a는 도 9b의 라인 C-C'를 통해 취해진 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(40)의 측단면도를 나타낸다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(40)는 도 9b에 평면도로 더 완전하게 도시되어 있다.
감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(40)는 제 2 구성요소(44)가 제 3 구성요소(46)와 동일한 층에 있다는 것을 제외하고 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)와 유사하다. 즉, 제 3 구성요소(46)는 제 2 구성요소(44)를 덮지 않는다. 이는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(40)가 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)보다 얇다는 것을 의미한다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)는 제조 용이성의 이점들을 가질 수 있다.
감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(40)에서, 제 2 구성요소(44)는 제 1 구성요소(42)의 덮인 부분(42b)을 덮고, 제 3 구성요소(46)는 덮인 부분(42b)과 겹치지 않는 상이한 제 2 덮인 부분(42c)을 덮는다. 이는 덮인 부분(32b) 및 제 2 덮인 부분(32c)이 어느 정도 겹치는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)와 상이하다.
도 9a 및 도 9b에서 알 수 있는 바와 같이, 제 3 구성요소(46)는 제 1 구성요소(42)의 덮이지 않은 부분(42a) 및 제 2 구성요소(44)에 의해 덮인 제 1 구성요소(42)의 덮인 부분(42b)을 제외한 전체 제 1 구성요소(42)를 덮는다. 제 2 구성요소(44)는 제 1 구성요소(42)의 덮이지 않은 부분(42a) 주위에 링을 형성하는 것으로 간주될 수 있다. 유사하게, 제 3 구성요소(46)는 제 2 구성요소(44) 주위에 링을 형성하는 것으로 간주될 수 있다.
다시, 제 3 구성요소(46)는 Ta 또는 Ta의 합금으로 만들어진다. 다른 실시예들에서, 제 3 구성요소는 Co 또는 Co의 합금, 또는 TaBN과 같은 상이한 재료를 포함할 수 있다.
제 3 구성요소(46)는 도 8의 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(30)와 동일한 방식으로 방사선을 흡수하고 배경 세기를 억제한다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(40)를 사용하는 것이 도 7c에 나타낸 바와 같은 에어리얼 이미지를 유도할 수 있다. 따라서, 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(40)는 패턴 내의 고립된 피처들[즉, 고립된 덮이지 않은 부분들(42a)]에 적절하고, 포커스를 통해 강력하게 향상된 NILS를 제공한다.
도 10a는 상이한 재료들을 갖는 패터닝 디바이스들(마스크들)에 대하여 14 nm의 일정한 임계 치수(CD)를 갖는 피처들(14 nm 접촉홀 - CH)에 대한 피치(nm)를 통한 NILS의 그래프를 나타낸다. 구체적으로, 상이한 마스크들은 표준 Ta계 패터닝 디바이스, 비교적 높은 k 흡수재를 갖는 패터닝 디바이스(즉, Ta와 유사한 n 및 더 높은 k를 갖는 재료 - 예를 들어, Co 또는 Ni를 갖는 마스크), 및 Ru 패터닝 디바이스이다.
고 k 마스크는 표준 Ta 마스크에 비해 매우 약간의 NILS 이득만을 제공한다. 모든 피치들에 대해, Ru 마스크는 가장 큰 NILS를 나타낸다. 예를 들어, 관찰된 NILS 증가는 48 nm 피치에서 다른 마스크들에 비해 Ru 마스크에 대해 46 %까지 올라간다.
도 10b는 도 10a에서와 동일한 피처들 및 마스크들에 대한 도즈의 그래프를 나타낸다. Ru 마스크가, 이 마스크의 흡수 손실이 가장 작기 때문에 전체 피치 범위에 걸쳐 최상의 도즈를 나타낸다는 것을 알 수 있다. "최상"의 도즈는 가장 낮은 도즈이다. 더 낮은 도즈는 동일한 피처들을 프린트하는 데 더 적은 방사선이 필요하고, 이는 스루풋이 개선된다는 것을 의미하므로 유리하다. 하지만, 에어리얼 이미지에 배경을 추가하는 문제가 있다.
도 11은 피치를 통한 상이한 재료들(즉, 상이한 제 2 구성요소들)을 갖는 패터닝 디바이스들의 에어리얼 이미지의 예시들을 나타낸다. 축의 숫자들은 이미지의 픽셀 수이다. 일 예시로서, 가장 왼쪽 이미지는 28 nm의 축 길이를 갖고, 가장 오른쪽 이미지는 84 nm의 축 길이를 갖는다. 특히, 상이한 마스크 타입들: Ru계 감쇠 PSM, Ta 마스크 및 고-k 마스크가 위에서 아래로 도시되고, 피치들은 왼쪽에서 오른쪽으로: 28, 31, 36, 48, 84 nm이다.
언급된 바와 같이, 상단 행은 Ru계 마스크를 나타낸다. 다른 마스크들에 비해, 높은 배경 세기가 관찰됨(즉, 피처 주위의 어두운 영역이 적음)을 관찰할 수 있다. 작은 피치들에 대해 사이드-로브(side-lobe)들이 관찰되고, 피치가 증가함에 따라 이는 전체 배경으로 바뀐다. 배경 세기는 레지스트의 임계치 주위에 있으며, 기판(W)에 원하지 않는 레지스트 노광을 초래할 것이다.
도 12a는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)의 일부의 실시예의 측면도를 나타낸다. 특히, 도 12a는 도 12b의 라인 D-D'를 통해 취해진 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)의 측단면도를 나타낸다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)의 일부가 도 12b에 평면도로 도시되어 있다.
감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)는 제 1 구성요소(52)를 덮는 제 2 구성요소(54)의 상이한 배열을 갖는 것을 제외하고 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(20)와 유사하다. 특히, 이 실시예에서, 제 2 구성요소(54)는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)를 가로질러 제 2 구성요소(54)의 섹션들(54a)의 배열을 갖고, 채널들(55)이 제 2 구성요소(54)의 인접한 섹션들(54a)을 분리한다. 도 12b에서와 같이 위에서 볼 때, X 방향[즉, 리소그래피 장치(LA)의 스캐닝 방향에 수직인 방향]으로 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)를 가로질러 채널(55), 그 다음 제 2 구성요소(54)의 섹션(54a), 그 다음 또 다른 채널(55), 그 다음 제 2 구성요소(54)의 또 다른 섹션(54a) 등이 존재한다. 제 2 구성요소의 섹션들(54a)은 전체 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)에 걸쳐 연장된다. 따라서, X 방향으로 패터닝 디바이스(50)를 가로질러 제 2 구성요소(54)의 섹션들(54a)의 반복 패턴이 존재한다. 도 12b에서, 제 2 구성요소(54)의 10 개의 섹션(54a)이 도시되고, 11 개의 채널(55)이 제 2 구성요소(54)의 섹션들(54a)에 인접하여 위치된다. 하지만, 다른 실시예들에서, 제 2 구성요소의 더 많거나 적은 섹션들 및 제 2 구성요소의 섹션들에 인접한 대응하는 수의 채널들이 존재할 수 있음을 이해할 것이다.
이 실시예에서, 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(20)와 유사한 제 1 구성요소의 덮이지 않은 부분을 완전히 둘러싸는 제 2 구성요소는 존재하지 않는다. 하지만, 일부 실시예들에서, 이러한 방식으로 제 1 구성요소를 둘러싸는 제 2 구성요소가 존재할 수 있으며, 아래에서 설명되는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)의 이점의 적어도 일부가 여전히 달성될 수 있다.
도 12a 및 도 12b에서 알 수 있는 바와 같이, 제 2 구성요소(54)는 제 1 구성요소(52)의 덮이지 않은 부분(52a) 및 채널들(55)이 위치되는 제 1 구성요소(52)의 또 다른 덮이지 않은 부분들(52c)을 제외한 전체 제 1 구성요소(52)[즉, 제 1 구성요소(52)의 덮인 부분(52b)]를 덮는다. 이 또 다른 덮이지 않은 부분들(52c)은 명백해지는 바와 같이 [덮이지 않은 부분(52a)이 하는 것처럼] 기판(W)에 형성되는 대응하는 피처들을 유도하지 않는다.
이 실시예에서, 제 2 구성요소(54)의 섹션(54a)의 폭들 및 채널(55)의 폭들, 및 이에 따른 또 다른 덮이지 않은 부분(52c)의 폭들은 실질적으로 동일하다. 하지만, 다른 실시예들에서, 폭들은 상이한 섹션들(54a) 사이에서, 및/또는 섹션들(54a)과 채널들(55) 사이에서 상이할 수 있다.
감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)의 제 2 구성요소(54)의 배열은 패터닝 디바이스(50)가 사용을 위해 리소그래피 장치(LA)에 위치되는 경우에 제 2 구성요소(54)의 섹션들(54a)이 Y 방향[즉, 리소그래피 장치(LA)의 스캐닝 방향]으로 연장되도록 구성된다. 더 일반적으로, 제 2 구성요소(54)의 섹션들(54a)은 패터닝 디바이스(50)를 가로질러 반복 패턴의 방향에 수직으로 연장된다. 다른 실시예들에서, 제 2 구성요소(54)의 섹션들(54a)은 상이한 방위(orientation)를 가질 수 있고, 예를 들어 반복 패턴이 패터닝 디바이스를 가로질러 Y 방향으로 있는 동안 이들은 X 방향으로 연장될 수 있다.
제 2 구성요소(54)는 라인들 사이에 채널들(55)이 있는 얇은 수평 라인들을 패터닝 디바이스(50) 상에 형성하는 것으로 간주될 수 있다. 반복 수평 라인들의 이 패턴은 마스크 제조에 가장 바람직한 해결책일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 2 구성요소(54)는 상이한 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, X 및 Y 방향들 모두로 연장되는 작은 규칙적인 홀들(즉, 공간들)의 매트릭스가 사용될 수 있다. 더 일반적으로, 패터닝 디바이스는 패터닝 디바이스를 가로질러(예를 들어, X 방향으로) 제 2 구성요소의 섹션들의 반복 패턴이 존재하도록 제 2 구성요소의 배열을 갖는다. 제 2 구성요소의 섹션들은 제 1 구성요소의 또 다른 덮이지 않은 부분들을 드러내기 위해 공간들(채널 참조)에 의해 분리된다.
제 1 구성요소(52) 및 제 2 구성요소(54)는 도 2의 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)에서와 동일하게 만들어질 수 있으며, 즉 제 1 구성요소(52)는 다층이고 제 2 구성요소(54)는 Ru를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 2 구성요소(54)는 예를 들어 Rh, Tc, Mo 또는 Re를 포함할 수 있다. 제 2 구성요소(54)는 Ru, Rh, Tc, Mo 또는 Re의 합금을 포함할 수 있다. 이 재료들은 비교적 낮은 실수부(n)(예를 들어, 0.95 미만) 및 비교적 낮은 허수부(k)(예를 들어, 0.04 미만)를 갖는 굴절률을 가질 수 있다. 따라서, 제 2 구성요소(54)는 위상 시프트를 제공하고, 이에 의해 앞서 설명된 바와 동일한 방식으로 콘트라스트를 향상시킨다. 즉, 도 2의 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)의 이점들은 또한 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)를 사용하여 달성된다.
제 2 구성요소(54)의 배열은 분해능-이하 피치를 갖는다. 즉, 제 2 구성요소(54)의 섹션들(54a) 사이의 거리(즉, 피치)는 기판(W)에 프린트되는 분해능 미만이다. 이는 제 1 구성요소(52)의 또 다른 덮이지 않은 부분들(52c)이 기판(W) 상에 프린트되지 않을 것을 의미한다. 채널들(55) 아래에 위치되는 제 1 구성요소(52)의 또 다른 덮이지 않은 부분들(52c)은 분해능 이하 어시스트 피처(sub resolution assist feature: SRAF)이다. 예시들에서, 분해능에서의 피치는 26 nm 또는 16 nm일 수 있으므로, 라인 피치는 각각 26 nm 미만 또는 16 nm 미만일 수 있다. 라인들의 임계 치수(CD)는 피치의 약 절반이므로, 13 nm 미만 또는 8 nm 미만이다.
더 일반적으로, 제 2 구성요소(54)의 배열은 패터닝 디바이스(50) 상에 반복 패턴을 형성한다. 이 배열은 0차(0th) 회절로 회절되는 방사선을 감소시키도록 구성된다. 패턴들에 의한 회절은 0차에서 비교적 적은 양의 방사선만을 갖게 한다.
제 1 구성요소(52)의 또 다른 덮이지 않은 부분들(52c)은, 예를 들어 도 11에 나타낸 바와 같이 에어리얼 이미지를 생성하는 Ru계 패터닝 디바이스들과 비교할 때 비교적 적은 양의 방사선이 0차로 들어가도록 배경 방사선을 회절시킨다. 설명된 배열은 실질적으로 강하게 억제된 0차를 유도할 수 있다. 따라서, 가능한 한 적은 방사선이 0차에 있고, 더 많은 방사선이 1차 및 더 높은 차수에 있다. 1차 및 더 높은 차수들은 리소그래피 장치(LA)의 개구수(NA) 외부에 있을 수 있다. 이는 기판(W)에 더 적은 방사선이 입사될 것을 의미하므로, 배경 방사선 문제가 개선될 것이다.
도 13은 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)를 사용한 더 높은 회절 차수들에 대한 진폭 비율의 예시적인 표시의 그래프를 나타낸다. 그래프는 이 타입의 피처들에 대해 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)로의 차수들에 걸친 회절 방사선의 분포를 개략적으로 나타낸다. 표준 Ta 마스크를 사용하면, 대부분의 방사선이 0차로 들어간다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)를 사용하면, 0차 회절로 회절되는 방사선이 더 높은 회절 차수들로 회절되는 방사선보다 적다. 일 예시로서, 방사선의 80 %가 0차 밖에서 회절될 수 있다. 하지만, 제한이 없을 수 있으며, 바람직하게는 수평 라인들이 0차 밖으로 방사선의 100 %를 회절시킬 것이고, 이는 도 11에 나타낸 바와 같은 배경 방사선을 모두 제거할 것이다.
감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)를 사용하면, 피처들은 0차 밖에서 방사선의 대부분을 얻기 위해 조정될 수 있다(피치 및 마스크 편향). 그러므로, 배경 방사선 문제가 개선될 것이다. 피치는 분해능-이하이지만, 분해능-이하 피치에서는 예를 들어 0차 밖에서 회절되는 방사선의 양을 더 증가시키는 방식으로 라인들[제 2 구성요소(54)의 섹션들(54a)]의 크기(예를 들어, 폭)를 조정하거나, 피치를 훨씬 더 작게 만드는 것이 가능하다. 마스크 편향은 라인들[제 2 구성요소(54)의 섹션들(54a)]의 크기이다. 예를 들어, 20 nm의 피치가 사용될 수 있다. 이는 10 nm의 라인들 및 10 nm의 채널들이 교대로 있음을 의미할 수 있다. 하지만, 12 nm의 라인들 및 8 nm의 채널들이 교대로 있음을 의미할 수도 있다. 이 예시들은 둘 다 20의 피치를 갖지만, 첫 번째 경우에는 0의 편향이 있고, 두 번째 경우에는 +2의 편향이 있다. 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(50)는 고립된 패턴들에 대한 배경을 억제하면서 향상된 NILS 및 개선된 도즈를 제공한다. 이는 차례로 리소그래피 장치(LA)의 수율 및 스루풋을 개선할 것이다.
이전에 언급된 바와 같이, 도 2a 및 도 2b에서 제 2 구성요소(24)로서 상이한 재료들이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 구성요소(24)는 대략 41 nm의 두께(t)(도 2a 및 도 2b에서 이중 화살표로 도시됨)를 갖는 루테늄(Ru) 및 코발트(Co)의 합금을 포함한다. 즉, 합금은 RuCo41이라고 칭해질 수 있다. 제 2 구성요소(24)의 재료 RuCo는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)를 형성하기 위해 표준 패터닝 디바이스에서 흡수 재료, 예를 들어 TaBN 흡수재를 대체한 것으로 간주될 수 있다.
RuCo는 위상 시프트 재료로서 작용하고, 이는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스(MA)에 사용하기에 특히 좋은 재료인 것으로 밝혀졌다. 또한, 41 nm의 두께는 최적의 위상 시프트를 제공하는 것으로 밝혀졌다. RuCo로 이루어진 제 2 구성요소(24)는 40.7 nm의 두께(t)를 가질 수 있다. 이해하는 바와 같이, 다른 실시예들에서, 이후에 상세히 설명되는 바와 같이 상이한 두께들이 사용될 수도 있다.
Co는 0.934의 실수부(n) 및 0.0662의 허수부(k)를 갖는 굴절률을 가질 수 있다. Ru는 0.886의 실수부(n) 및 0.017의 허수부(k)를 갖는 굴절률을 가질 수 있다. 2/3 Ru 및 1/3 Co(즉, 2*Ru + 1*Co)의 합금은 0.902의 실수부(n) 및 0.034의 허수부(k)를 갖는 굴절률을 가질 수 있다. 이는 13.5 nm 파장의 EUV 방사선에 대한 굴절률이다.
언급된 바와 같이, RuCo는 0.902의 실수부(n) 및 0.034의 허수부(k)를 갖는 굴절률을 가질 수 있다. 이 비교적 낮은 실수부(n) 및 비교적 낮은 허수부(k)는 도 2a 및 도 2b와 관련하여 앞서 설명된 바와 같이 Ru를 사용할 때와 유사한, 예를 들어 표준 Ta 패터닝 디바이스와 비교할 때 더 큰 정규화된 이미지 로그 기울기(NILS)를 생성하는 이점들이 얻어진다는 것을 의미한다. Ta-계 마스크들은 광학적 콘트라스트(NILS) 및 도즈가 제한된다. 따라서, 저-k1 EUV 이미징에 대한 대안이 필요하다. 저-k1은 k1<0.4로 간주될 수 있다. k1은 리소그래피 장치(LA)가 작동하는 분해능 한계에 얼마나 근접하는지를 나타낸다. 더 낮은 k1이 더 작은 피치를 의미한다. 이론적으로 가장 작은 k1은 0.25이고, 이 레벨에서 리소그래피 장치(LA)는 가능한 최소 분해능에서 피처들을 프린트할 것이다.
도 14는 상이한 마스크들(패터닝 디바이스들)에 대한 성능, 즉 NILS에 대한 마스크 편향(nm)의 그래프이다. 마스크 편향은 덮이지 않은 부분(22a)의 폭, 즉 제 2 구성요소(24)의 홀이다(도 2a 및 도 2b 참조). 피처를 프린트하기 위해, 소정 도즈가 필요하고 소정 NILS가 달성되어야 한다. NILS/도즈0.5를 계산함으로써, 이 두 메트릭들이 단일 값으로 조합될 수 있다. 바람직하게는, NILS/도즈0.5가 가능한 한 높으며, 이는 개선된 균일성(더 낮은 LCDU)을 유도할 것이다. NILS/도즈0.5는 1/LCDU(국부적 임계 치수 균일성)에 비례함에 따라 메트릭으로서 사용될 수 있다.
표 1은 도 14에 나타낸 마스크들의 특성을 나타낸다.
도 14의 그래프는 Ru35 - 즉, 35 nm의 두께를 갖는 Ru를 갖는 마스크, Pd33 - 33 nm의 두께를 갖는 Pd를 갖는 마스크, Ta60 - 60 nm의 두께를 갖는 Ta를 갖는 마스크, 및 RuCo41 - 41 nm 두께를 갖는 RuCo의 합금을 갖는 마스크를 나타낸다.
Ru35 마스크는 높은 투과율을 제공하지만, 이는 또한 설명되는 바와 같이 부정적인 측면을 가져오며, Pd33 마스크는 리소그래피 장치(LA)에서 호환되지 않을 수 있고, Ta60 마스크는 차선의 성능을 제공 - 즉, NILS가 너무 낮다. RuCo41 마스크는 Ru35 마스크보다 낮은 NILS를 갖지만, 여전히 Ru35 마스크의 NILS에 가까운 비교적 높은 NILS를 제공한다. RuCo41을 갖는 마스크는 마스크 편향의 범위에 걸쳐 Ta-계 마스크에 비해 더 높은 NILS 이득을 제공한다는 것을 알 수 있다.
도 15는 디포커스 범위에 걸쳐 상이한 마스크들에 대한 NILS의 비교를 나타내는 그래프이다. 디포커스는 웨이퍼 스테이지의 포커스 위치이다. 바람직하게는, 웨이퍼는 항상 최상의 가능한 포커스 위치(이는 피처별로 결정되어야 함)에 있지만 소정 포커스 예산이 있으므로(즉, 웨이퍼가 항상 최상의 포커스 위치에 정확히 있지는 않음) 웨이퍼 포커스를 통해 어떻게 이미징이 수행되는지가 사용된다. 특히, Ru(즉, Ru35)로 만들어진 마스크, RuCo(즉, RuCo41)로 만들어진 마스크, 및 Ta(Ta60)로 만들어진 마스크가 도시되어 있다. 이 경우, Ta 흡수재 마스크는 현재 기준선으로서 취해져, 위상 시프트 패터닝 장치(MA)(PSM)와 비교하여 기준점(POR)이 되도록 한다. Ru 마스크는 30 % 반사율(즉, 감쇠)을 제공할 수 있고, RuCo 마스크는 8 % 반사율(감쇠)을 제공할 수 있다. 감쇠량은 두께 및 재료 모두에 의존한다. 더 일반적으로, RuCo 마스크는 Ru 마스크보다 더 많은 감쇠를 가질 것이다. RuCo 마스크에 대한 Ta계 마스크에 비해 약 23 % NILS 개선이 있음을 알 수 있다. Ru 마스크는 RuCo 마스크보다 큰 NILS를 갖지만, 성능은 비교적 가깝다. Ta에 대한 기준점(POR)은 사용 사례 및 피처 크기에 따라 다르다. 통상적으로, Ru 및 RuCo를 사용하면 Ta에 비해 10 % 이상의 개선이 예상될 수 있다. 다른 실시예들에서, NILS 개선은 Ta계 마스크를 사용하는 것과 비교하여 RuCo 마스크를 사용할 때 12 내지 23 % 더 우수할 수 있다.
언급된 바와 같이, RuCo41은 Ru35 마스크보다 방사선의 감쇠가 적다. 더 일반적으로, RuCo는 제 2 구성요소(24)의 재료로서 Ru만을 사용하는 것보다 방사선의 감쇠가 적다. RuCo41이 Ru35보다 더 높은 굴절률 허수부(k)를 갖기 때문에, 방사선의 감쇠가 더 적다. 즉, RuCo로 만들어진 제 2 구성요소(24)는 Ru로 만들어진 제 2 구성요소(24)보다 더 적은 방사선을 반사할 것이다. 반사는 이중 통과 투과로 간주될 수 있다[즉, 방사선이 제 2 구성요소(24)를 한 번 통과하고, 제 1 구성요소(22)로부터 반사된 후, 다시 제 2 구성요소(24)를 통과함]. 일 예시로서, RuCo41은 약 8 % 감쇠를 가질 수 있는 반면, Ru35는 30 % 감쇠를 가질 수 있다. 2/3 Ru 및 1/3 Co를 갖는 40.7 nm 두께의 RuCo의 예시는 7.6 % 감쇠(즉, 재료를 이중 통과한 후 방사선의 7.6 % 투과율)를 가질 수 있다. Ru 마스크의 반사율은 (도 7b를 참조하여 앞서 설명되고 도시된 바와 유사한) 고립된 영역들, 즉 고립된 피처들 및 마크들에서의 배경 프린팅을 유도한다. 배경은 Ta에 비해 감소된 위상-시프팅 재료(이 경우에는 Ru)의 흡수 계수로 인한 것이다. 배경은 패턴의 고립된 영역들에서 원하지 않는 레지스트 변환을 초래할 것이며, 이에 따라 억제하는 것이 바람직하다. Ru 마스크의 반사율은 비교적 높은 것으로 간주될 수 있다.
RuCo41 마스크는 Ru35 마스크와 비교할 때 감소된 반사율을 갖기 때문에, 제 2 구성요소(24)의 재료로서 RuCo41을 사용하는 것이, 예를 들어 제 2 구성요소(24)로서 Ru만을 사용하는 것과 비교할 때 고립된 피처들에 대한 에어리얼 이미지의 배경의 감소(또는 제거)를 초래한다. RuCo41로부터 더 적은 방사선이 반사되기 때문이다. 따라서, RuCo41을 사용하는 것은 트리톤 마스크들(사용되지 않는 구역들을 마스킹하기 위해 노광에 사용되지 않는 영역에 추가 층을 추가함 - 도 8a 및 도 8b 또는 도 9a 및 도 9b에 나타낸 것과 유사함) 또는 SRAF(분해능 이하 어시스트 피처들 - 도 12a 및 도 12b에 나타낸 것과 유사함)의 사용이 회피될 수 있고, 이는 비용을 감소시킬 수 있다는 것을 의미한다.
제 2 구성요소는 RuCo에 대해 앞서 언급된 n 및 k 값들을 가질 필요가 없으며, 이 이점들 중 적어도 일부를 적어도 어느 정도 얻기 위해 RuCo로부터 만들어질 필요가 없음을 이해할 것이다. 실시예들에서, 제 2 구성요소의 재료는 실수부(n)가 0.91 미만인 굴절률을 가질 수 있다. 이는 마스크 3D 효과들이 억제되게 한다. 실시예들에서, 제 2 구성요소의 재료는 허수부(k)가 0.04 미만인 굴절률을 가질 수 있다. 실시예들에서, 제 2 구성요소의 재료는 0.031보다 큰 허수부(k)를 갖는 굴절률을 가질 수 있다. 이는 제 2 구성요소를 통한 방사선의 투과가 레지스트에 더 적은 방사선이 입사할 것이기 때문에 배경을 억제하기에 충분히 낮다는 것을 의미한다. Ru에 비해 증가된 위상-시프팅 재료(이 경우에는 RuCo)의 흡수 계수는 배경이 감소된다는 것을 의미한다. 투과는 k를 통해서만 결정되는 1차 근사치이다. 실시예들에서, k는 이중 통과 투과가 10 % 미만이 되도록 충분히 커야 한다. 이중 통과 흡수재를 통한 10 % 투과율에 대해 k가 계산되는 경우, k = 0.0303이다.
또한, RuCo의 두께가 41 nm가 아닌 경우에도 이점들이 얻어질 수 있음을 이해할 것이다. 다른 실시예들에서, RuCo 재료를 포함하는 제 2 구성요소의 두께는 34 내지 55 nm 범위일 수 있다. 즉, 제 2 구성요소의 두께는 34 nm 이상일 수 있고, 제 2 구성요소의 두께는 55 nm 이하일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 2 구성요소는 34 nm 내지 55 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 즉, 제 2 구성요소는 34 nm 이상의 두께를 가질 수 있고, 제 2 구성요소는 55 nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
이 특성들을 갖는 재료들로 만들어진 제 2 구성요소를 갖는 패터닝 디바이스들은 저반사율 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스들 또는 저투과 감쇠 위상 시프트 마스크들(낮은 T att PSM)이라고 칭해질 수 있다. 이 범위들 내에 속하는 굴절률을 갖는 재료들은 비교적 높은 NILS 및 비교적 낮은 패턴 시프트를 제공하는 한편, 고립된 영역들에서 배경 프린팅을 감소(또는 제거)시킬 수 있다. 이 재료들은 예를 들어 Ru, Pt, Ta 또는 Co일 수 있다. 따라서, 제 2 구성요소는 Ru, Pt, Ta 또는 Co 중 1 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 2 구성요소는 Ru, Pt, Ta 또는 Co 중 1 이상을 포함하는 합금을 포함할 수 있다. 재료들은 리소그래피 장치(LA) 내에서 사용되도록 호환될 수 있으며, 예를 들어 은(Ag) 및 팔라듐(Pd)은 리소그래피 장치(LA)에서 사용하기에 적절하지 않을 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)에 의해 생성되는 위상 시프트는 원하는 성능, 즉 최고 NILS 및 낮은 마스크 3D 효과들을 제공하기 위해 1.2π일 수 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 다른 적용예들을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 가능한 다른 적용예들은 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등을 포함한다.
본 명세서에서는, 리소그래피 장치와 관련하여 본 발명의 특정 실시예에 대하여 언급되지만, 본 발명의 실시예들은 다른 장치에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 마스크 검사 장치, 메트롤로지 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정하거나 처리하는 여하한의 장치의 일부분을 형성할 수 있다. 이 장치들은 일반적으로 리소그래피 툴들로 칭해질 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건들 또는 주위(비-진공) 조건들을 사용할 수 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않으며, 다른 적용예들 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
본 명세서가 허용한다면, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 여하한의 그 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 기계-판독가능한 매체 상에 저장된 명령어들로서 구현될 수 있으며, 이는 1 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있다. 기계-판독가능한 매체는 기계(예를 들어, 연산 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하는 여하한의 메카니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독가능한 매체는 ROM(read only memory); RAM(random access memory); 자기 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스; 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태의 전파 신호(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴(routine), 및 명령어들이 본 명세서에서 소정 동작을 수행하는 것으로서 설명될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의를 위한 것이며, 이러한 동작은 사실상 연산 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스로부터 일어나고, 그렇게 함으로써 액추에이터들 또는 다른 디바이스들이 물리적 세계와 상호작용하도록 할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
Claims (25)
- 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스로서,
방사선을 반사하는 제 1 구성요소, 및
상기 제 1 구성요소로부터 반사된 방사선에 대해 상이한 위상으로 방사선을 반사하는 제 2 구성요소
를 포함하고,
상기 제 2 구성요소는 사용 시 리소그래피 장치에서 패터닝된 방사선 빔을 생성하기 위해 상기 제 1 구성요소의 적어도 하나의 덮이지 않은 부분을 포함하는 패턴이 형성되도록 상기 제 1 구성요소의 표면의 적어도 일부를 덮으며,
상기 제 2 구성요소는 실수부(n)가 0.95 미만이고 허수부(k)가 0.04 미만인 굴절률을 갖는 재료를 포함하는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 Ru, Rh, Tc 및 Re 중 적어도 하나를 포함하는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 Ru, Rh, Tc 및 Re 중 적어도 하나를 포함하는 합금을 포함하는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 30 내지 45 nm 범위의 두께를 갖는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 35 또는 41 nm의 두께를 갖는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 상기 제 1 구성요소의 적어도 하나의 덮이지 않은 부분으로부터 적어도 10 nm의 거리로 연장되는 상기 제 1 구성요소의 부분을 덮는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
방사선을 흡수하는 제 3 구성요소를 더 포함하고, 상기 제 3 구성요소는 상기 제 2 구성요소의 재료보다 더 큰 허수부(k)를 갖는 굴절률을 갖는 재료를 포함하며, 상기 제 3 구성요소는 상기 제 1 구성요소 또는 상기 제 2 구성요소의 적어도 일부를 덮는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 3 구성요소의 재료는 0.031 내지 0.08 범위의 허수부(k)를 갖는 굴절률을 갖는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 제 3 구성요소는 상기 제 1 구성요소의 적어도 하나의 덮이지 않은 부분으로부터 20 내지 240 nm 범위의 거리보다 크거나 같은 상기 제 1 구성요소의 부분을 덮는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 구성요소는 상기 제 2 구성요소를 덮지 않는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 구성요소는 상기 제 2 구성요소의 적어도 일부를 덮는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 구성요소는 Ta, Ag, Pt, Pd, Au, Ir, Os, Re, In, Co, Cd, Pb, Fe, Hg, TI, Cu, Zn, I, Te, Ga, Cr, W, Hf, TaBN, 또는 Ta, Ag, Pt, Pd, Au, Ir, Os, Re, In, Co, Cd, Pb, Fe, Hg, TI, Cu, Zn, I, Te, Ga, Cr, W 및 Hf 중 1 이상을 포함한 합금 중 적어도 하나를 포함하는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 0차 회절로 회절된 방사선을 감소시키도록 구성되는 배열을 갖고, 상기 배열은 분해능-이하 피치(sub-resolution pitch)를 갖는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 13 항에 있어서,
상기 0차 회절로 회절된 방사선은 더 높은 회절 차수로 회절된 방사선보다 적은 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 배열은 상기 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스를 가로질러 상기 제 2 구성요소의 섹션들의 반복 패턴을 갖고, 상기 제 2 구성요소의 섹션들은 상기 제 1 구성요소의 덮이지 않은 부분들이 더 존재하도록 공간들에 의해 분리되는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소의 섹션들은 상기 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스를 가로질러 상기 반복 패턴의 방향에 수직으로 연장되고, 상기 제 2 구성요소의 섹션들은 채널들에 의해 분리되는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 0.91보다 작은 실수부(n) 및 0.03보다 큰 허수부(k)를 갖는 굴절률을 갖는 재료를 포함하는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 17 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 Ru, Pt, Ta 또는 Co 중 적어도 하나를 포함하는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 18 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 Ru 및 Co의 합금을 포함하는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 19 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 2/3 Ru 및 1/3 Co의 합금을 포함하는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 34 내지 55 nm 범위의 두께를 갖는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 21 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소는 41 nm의 두께를 갖는 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 구성요소는 다층인 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스. - 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스를 사용하는 방법으로서,
상기 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 제 1 구성요소로부터 방사선을 반사하는 단계, 및
제 2 구성요소로부터 반사된 방사선이 상기 제 1 구성요소로부터 반사된 방사선에 대해 상이한 위상을 갖도록 상기 감쇠 위상 시프트 패터닝 디바이스의 제 2 구성요소로부터 방사선을 반사하는 단계
를 포함하고,
상기 제 2 구성요소는 패터닝된 방사선 빔을 생성하기 위해 상기 제 1 구성요소의 적어도 하나의 덮이지 않은 부분을 포함하는 패턴이 형성되도록 상기 제 1 구성요소의 표면의 적어도 일부를 덮으며,
상기 제 2 구성요소는 실수부(n)가 0.95 미만이고 허수부(k)가 0.04 미만인 굴절률을 갖는 재료를 포함하는 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 제 2 구성요소보다 더 큰 허수부(k)를 갖는 굴절률을 갖는 제 3 구성요소를 사용하여 방사선을 흡수하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 3 구성요소는 상기 제 1 구성요소의 적어도 일부를 덮는 방법.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19156029.1A EP3693792A1 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | A patterning device and method of use thereof |
| EP19156029.1 | 2019-02-07 | ||
| EP19174809 | 2019-05-16 | ||
| EP19174809.4 | 2019-05-16 | ||
| PCT/EP2020/050032 WO2020160851A1 (en) | 2019-02-07 | 2020-01-02 | A patterning device and method of use thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210124252A true KR20210124252A (ko) | 2021-10-14 |
Family
ID=69143587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020217025062A KR20210124252A (ko) | 2019-02-07 | 2020-01-02 | 패터닝 디바이스 및 그 사용 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220121105A1 (ko) |
| EP (1) | EP3921700A1 (ko) |
| KR (1) | KR20210124252A (ko) |
| CN (1) | CN113396363A (ko) |
| IL (1) | IL284766A (ko) |
| NL (1) | NL2024597A (ko) |
| WO (1) | WO2020160851A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102649175B1 (ko) | 2021-08-27 | 2024-03-20 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법 및 반사형 마스크의 제조 방법 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6653053B2 (en) * | 2001-08-27 | 2003-11-25 | Motorola, Inc. | Method of forming a pattern on a semiconductor wafer using an attenuated phase shifting reflective mask |
| US7425391B2 (en) * | 2001-10-02 | 2008-09-16 | Guobiao Zhang | Highly-corrected mask |
| DE10156366B4 (de) * | 2001-11-16 | 2007-01-11 | Infineon Technologies Ag | Reflexionsmaske und Verfahren zur Herstellung der Reflexionsmaske |
| JP2003243292A (ja) * | 2002-02-18 | 2003-08-29 | Nikon Corp | 反射マスク、露光装置及びその清掃方法 |
| US7169514B2 (en) * | 2003-12-31 | 2007-01-30 | Intel Corporation | Extreme ultraviolet mask with molybdenum phase shifter |
| US20070281218A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | Howard S Landis | Dummy Phase Shapes To Reduce Sensitivity Of Critical Gates To Regions Of High Pattern Density |
| KR20090057735A (ko) * | 2007-12-03 | 2009-06-08 | 주식회사 동부하이텍 | Ｏｐｃ테스트 패턴용 레티클 및 그 제조 방법 |
| US7934173B2 (en) * | 2008-01-14 | 2011-04-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Reverse dummy insertion algorithm |
| JP5766393B2 (ja) * | 2009-07-23 | 2015-08-19 | 株式会社東芝 | 反射型露光用マスクおよび半導体装置の製造方法 |
| US8592102B2 (en) * | 2009-12-31 | 2013-11-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Cost-effective method for extreme ultraviolet (EUV) mask production |
| US8628897B1 (en) * | 2012-07-05 | 2014-01-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Extreme ultraviolet lithography process and mask |
| US9377696B2 (en) * | 2013-10-07 | 2016-06-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Extreme ultraviolet lithography process and mask |
| US9261774B2 (en) * | 2013-11-22 | 2016-02-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Extreme ultraviolet lithography process and mask with reduced shadow effect and enhanced intensity |
| US9829785B2 (en) * | 2013-12-13 | 2017-11-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Extreme ultraviolet lithography process and mask |
| US9436081B2 (en) * | 2014-03-12 | 2016-09-06 | Globalfoundries Inc. | Methods of modifying masking reticles to remove forbidden pitch regions thereof |
| US9551924B2 (en) * | 2015-02-12 | 2017-01-24 | International Business Machines Corporation | Structure and method for fixing phase effects on EUV mask |
| KR20180027712A (ko) * | 2016-09-06 | 2018-03-15 | 삼성전자주식회사 | 포토마스크 |
| US10274818B2 (en) * | 2016-12-15 | 2019-04-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Lithography patterning with sub-resolution assistant patterns and off-axis illumination |
| KR101981890B1 (ko) * | 2017-04-17 | 2019-05-23 | 에이지씨 가부시키가이샤 | Euv 노광용 반사형 마스크 블랭크 및 반사형 마스크 |
| JP6863169B2 (ja) * | 2017-08-15 | 2021-04-21 | Ａｇｃ株式会社 | 反射型マスクブランク、および反射型マスク |
| JP7361027B2 (ja) * | 2018-05-25 | 2023-10-13 | Hoya株式会社 | 反射型マスクブランク、反射型マスク及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法 |
| US20190384156A1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | AGC Inc. | Reflective mask blank, reflective mask, and method of manufacturing reflective mask blank |
| US11300885B2 (en) * | 2018-07-25 | 2022-04-12 | Intel Corporation | EUV phase-shift SRAF masks by means of embedded phase shift layers |
-
2020
- 2020-01-02 WO PCT/EP2020/050032 patent/WO2020160851A1/en unknown
- 2020-01-02 KR KR1020217025062A patent/KR20210124252A/ko active Search and Examination
- 2020-01-02 EP EP20700180.1A patent/EP3921700A1/en active Pending
- 2020-01-02 CN CN202080012376.8A patent/CN113396363A/zh active Pending
- 2020-01-02 NL NL2024597A patent/NL2024597A/en unknown
- 2020-01-02 US US17/426,806 patent/US20220121105A1/en active Pending
-
2021
- 2021-07-11 IL IL284766A patent/IL284766A/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020160851A1 (en) | 2020-08-13 |
| CN113396363A (zh) | 2021-09-14 |
| NL2024597A (en) | 2020-08-19 |
| US20220121105A1 (en) | 2022-04-21 |
| IL284766A (en) | 2021-08-31 |
| EP3921700A1 (en) | 2021-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7897298B2 (en) | Photomask, photomask fabrication method, pattern formation method using the photomask and mask data creation method | |
| US7790337B2 (en) | Photomask, pattern formation method using the same and mask data creation method | |
| JP4329002B2 (ja) | トリ・トーン減衰位相シフト・マスクにおける近接効果を補正するための方法 | |
| US6927004B2 (en) | Mask for use in lithography, method of making a mask, lithographic apparatus, and device manufacturing method | |
| KR101568058B1 (ko) | 반도체 디바이스의 제조 방법 | |
| KR101624436B1 (ko) | 대형 위상 시프트 마스크 및 대형 위상 시프트 마스크의 제조 방법 | |
| KR20060109310A (ko) | 포토마스크의 테스트 패턴 이미지로부터 인쇄된 테스트피쳐들을 이용하는 포토리소그래피 공정에 있어서 초점변화를 측정하는 시스템 및 방법 | |
| US10719008B2 (en) | Phase-shift mask for extreme ultraviolet lithography | |
| KR100585469B1 (ko) | 그레이바를 서브-해상도 어시스트 피처로 활용하는광근접성교정방법 | |
| US7709160B2 (en) | Method for manufacturing attenuated phase-shift masks and devices obtained therefrom | |
| KR20210124252A (ko) | 패터닝 디바이스 및 그 사용 방법 | |
| KR101943107B1 (ko) | 마스크 블랭크, 전사용 마스크, 전사용 마스크의 제조 방법 및 반도체 디바이스의 제조 방법 | |
| US7339652B2 (en) | Apparatus for projecting a pattern into an image plane | |
| KR100868111B1 (ko) | 마이크로전자 장치를 패터닝하는 장치, 방법 및 리소그래피마스크 | |
| JP2010276997A (ja) | 露光用マスク及び半導体装置の製造方法 | |
| US20220214610A1 (en) | A patterning device | |
| JP2005340553A (ja) | 露光用マスク | |
| EP3693792A1 (en) | A patterning device and method of use thereof | |
| JP2012194554A (ja) | フォトマスク、パターン転写方法、及びペリクル | |
| JP2001296646A (ja) | フォトマスク、フォトマスクの製造方法、露光方法及び露光装置 | |
| JP2005340493A (ja) | マスクパターン補正方法、露光用マスクおよびマスク製造方法 | |
| Yu et al. | Limitation of OAI+ AttPSM in EUVL | |
| JP2007019098A (ja) | 露光装置及び露光方法 | |
| JP2024513034A (ja) | リソグラフィ装置用パターニング装置および方法 | |
| KR20210145258A (ko) | 포토리소그래피 이미징을 위한 장치 및 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |