KR20220061003A - 이분자층 레지스트를 이용한 전자 빔 리소그래피 - Google Patents

이분자층 레지스트를 이용한 전자 빔 리소그래피 Download PDF

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KR20220061003A
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electron beam
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메이 안토니오
밀로사브레비치 이반
심슨 아만다
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더 보잉 컴파니
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Abstract

재료 스택(100)을 처리하기 위한 방법, 장치 및 시스템을 제공한다. 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 재료 스택(100) 상에 증착된다. 확산 장벽 층(300)은 이분자층(302)을 형성하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층(200) 상에 증착된다. 확산 장벽 층(300)은 소망하는 폭을 갖는 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 노출시키는 데 필요한 전자 빔(400)의 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키는 두께를 가진 재료로 구성된다. 전자 빔(400)은 이분자층(302)의 노출된 부분(404)을 형성하기 위해 이분자층(302)의 표면(402)을 통해 진행된다. 전자 빔(400)은 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 소망하는 레벨의 노출을 갖도록 재료 스택(100)에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 투여량을 적용한다. 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 현상된다. 노출된 부분(404)은 재료 스택(100) 상에 남아 있다.

Description

이분자층 레지스트를 이용한 전자 빔 리소그래피 {ELECTRON BEAM LITHOGRAPHY WITH A BILAYER RESIST}
본 발명은 일반적으로 반도체, 특히 이분자층 레지스트계를 이용한 전자 빔 리소그래피를 이용하여 양자 응용을 위한 반도체 구조를 형성하는 방법에 관한 것이다.
반도체와 양자 소자를 제작하기 위해 다단계 프로세스가 사용된다. 이들 프로세스는 회로와 양자 소자가 웨이퍼에 만들어질 수 있는 동안의 일련의 리소그래피(lithography, 석판 인쇄) 및 화학적 처리 단계를 포함한다. 집적회로는 약 1cm의 면적에 수백만 개의 전기 또는 양자 구성요소가 존재할 수 있도록 제작될 수 있다. 양자 소자와 관련해서는, 패턴 형상 및 오염물에 대한 엄격한 제어가 바람직하다.
특징(feature)의 축소와 더불어, 마스크 정합, 해상도, 오염 및 결함과 같은 문제가 소자 제작 시에 더 큰 문제로 된다. 예를 들어, 특징 폭(feature width)이 10마이크로미터 이하일 경우, 적용 중에 공기에 존재하는 입자는 잠재적 오염을 가중시키고 결함을 증가시킬 수 있다.
특징 크기와 관련하여, 전자 빔 리소그래피가 사용될 수 있다. 전자 빔 리소그래피는 레지스트로 덮인 구조 상에 모양을 그리기 위해 집속된 전자 빔을 주사(scan)하는 프로세스이다. 전자 빔은 필름이 붙은 구조물을 용매에 담그어 레지스트의 노출된 영역 또는 노출되지 않은 영역의 선택적 제거를 가능하게 하는 레지스트의 용해도를 변화시킨다. 전자 빔 리소그래피에 의해, 10나노미터 이하와 같은 매우 작은 패턴을 얻을 수 있다.
전자 빔 리소그래피는 10나노미터 치수 이하의 특징을 패터닝(patterning, 패턴화)할 수 있는 유용한 기술이지만, 특징의 크기의 감소와 더불어 다른 문제들이 여전히 존재한다. 레지스트 내 및 기판으로부터의 오염 및 전자 산란은 특징의 크기가 감소함에 따라 증가하는 다른 우려 사항의 예들이다. 산란과 함께, 레지스트 내의 전자의 산란과 기판으로부터의 전자의 산란이 전자 빔에 의한 의도된 노출에 인접한 영역에서 레지스트의 소망하지 않는 노출이 발생하는 근접 효과가 발생한다. 특징의 크기가 감소함에 따라 근접 효과에 의해 야기되는 소망하지 않는 노출 문제가 증가한다.
따라서, 위에서 논의한 문제 중 적어도 일부와 다른 가능한 문제를 고려하는 방법과 장치를 갖는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어, 제조 장치에 사용되는 전자 빔 리소그래피의 기술적 문제를 극복할 수 있는 방법과 장치를 갖는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 실시예는 재료 스택을 처리하기 위한 방법을 제공한다. 수소 실세스퀴옥산 층(hydrogen silsesquioxane layer)은 재료 스택 상에 증착된다. 알루미늄 층은 이분자층(bilayer)을 형성하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층 상에 증착된다. 전자 빔은 이분자층의 노출된 부분을 형성하기 위해 이분자층의 표면을 통해 진행된다. 이분자층은 수산화 테트라메틸암모늄(tetramethylammonium hydroxide, TMAH)으로 현상되는데, 수산화 테트라메틸암모늄은 알루미늄 층과 수소 실세스퀴옥산 층의 노출되지 않은 부분을 제거하고 재료 스택 상에 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분을 남긴다.
본 발명의 또 다른 실시예는 재료 스택을 처리하기 위한 방법을 제공한다. 수소 실세스퀴옥산 층은 재료 스택 상에 증착된다. 확산 장벽 층은 이분자층을 형성하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층 상에 증착된다. 확산 장벽 층은 선택된 특징 형상(feature geometry)에 소망하는 폭을 얻도록 수소 실세스퀴옥산 층을 노출시키는 데 필요한 전자 빔의 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키는 두께를 가진 재료로 구성된다. 전자 빔은 이분자층의 노출된 부분을 형성하기 위해 이분자층의 표면을 통해 진행된다. 전자 빔은 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층의 소망하는 레벨의 노출을 갖도록 재료 스택에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 이분자층의 노출된 부분에 투여량을 적용한다. 수소 실세스퀴옥산 층은 현상된다. 전자 빔에 노출된 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분은 재료 스택에 남아 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 제조 장비와 제어 시스템을 구비하는 제품 관리 시스템을 제공한다. 제어 시스템은 재료 스택 상에 수소 실세스퀴옥산 층을 증착하고; 이분자층을 형성하기 위해 확산 장벽 층을 수소 실세스퀴옥산 층 상에 증착하되, 여기서 확산 장벽 층은 선택된 특징 형상에 소망하는 폭을 얻도록 수소 실세스퀴옥산 층을 노출시키는 데 필요한 전자 빔의 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키는 두께를 가진 재료로 구성되며; 이분자층의 노출된 부분을 형성하기 위해 이분자층의 표면을 통해 전자 빔을 진행시키되, 여기서 전자 빔은 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층의 소망하는 레벨의 노출을 갖도록 재료 스택에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 이분자층의 노출된 부분에 투여량을 적용하고; 수소 실세스퀴옥산 층을 현상하되, 전자 빔에 노출된 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분이 재료 스택에 남아 있도록 하기 위한 제조 장비를 제어하도록 구성되어 있다. 특징과 기능은 본 발명의 다양한 실시예에서 독립적으로 달성될 수 있으며, 다음의 설명과 도면을 참조하여 더 자세한 내용을 볼 수 있는 또 다른 실시예에서도 결합될 수 있다.
예시적인 실시예의 특징이라고 믿어지는 새로운 특징들은 첨부된 청구범위에 제시되어 있다. 그러나 예시적인 실시예는 선호되는 사용 모드, 그 추가 목적 및 특징과 함께 첨부 도면과 공동으로 읽을 때 본 발명의 예시적인 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 재료 스택의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 수소 실세스퀴옥산 층을 가진 재료 스택의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 재료 스택의 이분자층의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 이분자층에서 레지스트를 노출하는 단면도를 나타낸 도면이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분을 가진 재료 스택의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 에칭된 재료 스택의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 수소 실세스퀴옥산 층을 에칭 및 제거한 후의 재료 스택의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 선형 모델에 의해 예측된 폭의 함수로서 패턴화된 구조에 대한 폭의 그래프를 나타낸 도면이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른 패턴 구조의 폭과 예측된 폭 사이의 차이를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른 근접 효과 보정 없이 투여량과 패턴 밀도의 함수로서 장치의 노출의 그래프를 나타낸 도면이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 근접 효과 보정을 통한 투여량 및 패턴 밀도의 함수로서 장치의 노출의 그래프를 나타낸 도면이다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른 재료 스택을 처리하기 위한 프로세스의 플로우차트를 나타낸 도면이다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른 재료 스택을 처리하기 위한 프로세스의 플로우차트를 나타낸 도면이다.
도 14는 예시적인 실시예에 따른 재료 스택을 처리하기 위한 프로세스의 플로우차트를 나타낸 도면이다.
도 15는 예시적인 실시예에 따른 재료 스택을 처리하기 위한 프로세스의 플로우차트를 나타낸 도면이다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른 재료 스택을 처리하기 위한 프로세스의 플로우차트를 나타낸 도면이다.
도 17은 예시적인 실시예에 따른 이분자층 표면을 통해 전자 빔을 진행시키기 위한 프로세스의 플로우차트를 나타낸 도면이다.
도 18은 예시적인 실시예에 따른 제품 관리 시스템의 블록 다이어그램의 도면이다.
예시적인 실시예는 하나 이상의 다른 고려 사항을 인식하여 고려한다. 예를 들어, 예시적인 실시예는 전자 빔 리소그래피가 10nm 이하의 해상도 특징을 패턴화하기 위해 현상액을 포함하는 수소 실세스퀴옥산(hydrogen silsesquioxane, HSQ)과 나트륨을 이용하여 수행될 수 있음을 인식하여 고려한다. 예시적인 실시예는 나트륨 기반 현상액이 많은 전자 소자 및 양자 소자와 양립할 수 없는 이동 오염물이라는 것을 인식하여 고려한다.
예시적인 실시예는 수소 실세스퀴옥산이 시간이 지남에 따라 노출 특성을 변화시키는 화학적 불안정성을 가지고 있다는 것을 인식하여 고려한다. 예시적인 실시예는 수소 실세스퀴옥산이 본질적으로 불안정한 화합물이라는 것을 인식하여 고려한다. 예시적인 실시예는 불안정성이 정육면체 실세스퀴옥산 구조의 정점(꼭지점)에 존재하는 고도로 이동 가능하고 반응 가능한 수소 종으로부터 비롯된다는 것을 인식하여 고려한다. 예시적인 실시예는 열, 전자 또는 자외선 광자의 형태로 에너지에 노출되면 수소가 라디칼로 방출된다는 것을 인식하여 고려한다. 예시적인 실시예는 이웃하는 주변 분자들을 염기 수용성 수소 농축 SiOx 올리고머로 교차 결합시키는 재분배 반응을 촉매하는 라디칼이 확산된다는 것을 인식하여 고려한다. 예시적인 실시예는 주변 조건이 반응을 완전히 방해하기에 불충분하게 비활성이어서 저장 수명과 일시적인 노출 동작이 제한된다는 것을 인식하여 고려한다.
예시적인 실시예는 수소 실세스퀴옥산의 필름을 노출시키는 데 필요한 전자 빔의 투여량이 웨이퍼, 기판, 필름 또는 몇몇 다른 재료에 적용된 후 수소가 노화됨에 따라 시간의 경과와 더불어 변할 수 있다는 것을 인식하여 고려한다. 예시적인 실시예는 이러한 불안정성이 제조되는 장치에 대한 치수의 제어를 감소시킬 수 있다는 것을 인식하여 고려한다. 또한, 예시적인 실시예는 수소 실세스퀴옥산 필름의 노출 및 현상 시간이 소망하는 결과보다 훨씬 좁을 수 있는 좁은 공정 여유도가 발생할 수 있음을 인식하여 고려한다. 예시적인 실시예는 또한 패턴 밀도가 변화함에 따라 근접 효과가 다양한 문제를 가질 수 있다는 것을 인식하여 고려한다. 예시적인 실시예는 패턴 밀도가 특징의 밀도임을 인식하여 고려한다.
다시 말해서, 예시적인 실시예는 전자 빔을 사용하여 적용된 투여량이 수소 실세스퀴옥산의 용해도를 변화시키기에 한 번은 충분할 수 있지만 나중에 충분하지 않을 수 있다는 것을 인식하여 고려한다.
따라서, 예시적인 예는 이분자층 레지스트계를 이용한 전자 빔 리소그래피를 이용하여 구조를 제조하는 방법, 장치 및 시스템을 제공한다. 하나의 예시적인 예에서, 수소 실세스퀴옥산 층은 재료 스택 상에 증착된다. 확산 장벽 층은 이분자층을 형성하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층 상에 증착된다. 확산 장벽 층은 소망하는 폭의 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층을 노출시키는 데 필요한 전자 빔의 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키는 두께를 가진 재료로 구성된다. 전자 빔은 이분자층의 노출된 부분을 형성하기 위해 이분자층의 표면을 통해 진행된다. 전자 빔은 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층의 소망하는 레벨의 노출을 갖도록 재료 스택에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 이분자층의 노출된 부분에 투여량을 적용한다. 수소 실세스퀴옥산 층은 현상된다. 전자 빔에 노출된 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분은 재료 스택에 남아 있다.
청구된 구조와 방법의 예시적인 예가 여기에서 공개되지만, 공개된 실시예는 다양한 형태로 구현될 수 있는 청구된 구조와 방법을 설명하는 것일 뿐이다. 게다가, 다양한 실시예와 관련하여 제시된 각각의 예는 예시를 위한 것이지 제한적인 것은 아니다.
또한, 특정 구성요소의 세부 사항을 표시하기 위해 일부 특징이 과장될 수 있으므로 수치가 반드시 확장될 필요는 없다. 따라서, 여기에서 개시된 특정 구조 및 기능적인 세부사항은 제한적인 것으로 해석되지 않고, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 방법과 구조를 다양하게 사용하도록 가르치기 위한 대표적인 기준으로 해석될 수 있다.
이하에서는 설명의 목적상, 용어 "상부", "하부", "오른쪽", "왼쪽", "수직", "수평", "위쪽", "아래쪽" 및 그 파생어는 묘사되는 도면에서 배향된 바와 같이 본 발명의 예시적인 예와 관련되어야 한다. "위에 위치된"이라는 용어는 제1 구조와 같은 제1 요소가 제2 구조와 같은 제2 요소 상에 존재함을 의미하며, 여기서 인터페이스 구조, 예를 들어 인터페이스 층과 같은 중간 요소가 제1 요소와 제2 요소 사이에 존재할 수 있다.
이 발명에서, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 요소 "위에" 또는 "전면에" 있는 것으로 언급될 때, 그 요소는 다른 요소 상에 직접 있거나 또는 중간 요소가 존재할 수도 있다. 이와는 대조적으로, 어떤 요소가 다른 요소 "위에 직접", "전면에 직접", 또는 다른 요소 "위에 또는 직접 접촉하고 있는 것"으로 언급될 때, 중간 요소는 존재하지 않으며 이 요소는 다른 요소와 접촉하고 있다.
이하에 설명되는 프로세스, 단계 및 구조는 집적 회로 제조를 위한 완전한 프로세스 흐름을 형성하지 않는다. 이 발명은 이 기술분야에서 현재 사용되는 집적 회로 제작 기법과 공동으로 사용될 수 있으며, 본 발명의 다른 예들에 대한 이해를 위해 필요에 따라 일반적으로 시행되는 프로세스 단계 중 상당 부분만 포함된다. 이 도면은 제조 중의 집적회로 부분의 단면을 나타내며 스케일에 맞게 그려지지 않고 본 발명의 다른 예시적 특징을 설명하도록 그려진다.
이제 도 1-7을 참조하면, 반도체 구조를 형성하는 프로세스의 단면도가 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이러한 단면도는 재료 스택 처리의 다양한 단계를 보여주기 위해 설명되며, 사용될 수 있는 모든 단계를 포함하지는 않는다. 이분자층 레지스트계를 이용하는 전자 빔 리소그래피의 특징의 설명을 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해 다른 단계는 생략될 수 있다.
도 1에서는, 재료 스택의 단면도가 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 예시적인 예에서 재료 스택(100)은 다수의 다른 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 재료 스택(100)은 웨이퍼 또는 층의 세트(set of layers) 중 적어도 하나일 수 있다. 웨이퍼는 다양한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼, 실리콘 카바이드 웨이퍼 또는 몇몇 다른 유형의 웨이퍼일 수 있다.
여기서 사용되는 바와 같이, 항목의 목록과 함께 사용될 때 "적어도 하나의"라는 문구는 하나 이상의 리스트된 항목의 다른 조합이 사용될 수 있으며 목록의 각 항목 중 하나만이 필요로 될 수 있음을 의미한다. 바꾸어 말하면, "적어도 하나의"는 항목 및 다수의 항목의 임의의 조합이 목록으로부터 사용될 수 있지만, 목록에 있는 모든 항목이 필요한 것은 아니라는 것을 의미한다. 항목은 특정 물체, 사물(thing) 또는 카테고리일 수 있다.
예를 들어, 제한 없이, "항목 A, 항목 B 또는 항목 C 중 적어도 하나"는 항목 A, 항목 A 및 항목 B 또는 항목 B을 포함할 수 있다. 이 예는 또한 항목 A, 항목 B, 항목 C 또는 항목 B 및 항목 C도 포함할 수 있다. 물론, 이들 항목들의 임의의 조합도 존재할 수 있다. 일부 예시적인 예에서, "중 적어도 하나"는 예를 들어 제한 없이 항목 A의 2개; 항목 B의 1개; 항목 C의 10개; 항목 B의 4개 및 항목 C의 7개; 또는 다른 적합한 조합으로 될 수 있다.
여기에 사용된 바와 같이, 항목을 참조하여 사용될 때 "의 세트"는 하나 이상의 항목을 의미한다. 예를 들어, "층의 세트(set of layers)"는 하나 이상의 층이다.
웨이퍼는 슬라이스 또는 기판이라고도 한다. 웨이퍼는 반도체 또는 집적 회로, 태양 전지, 양자 비트, 양자 메모리 또는 다른 장치를 제작하는 데 사용되는 몇몇 다른 재료일 수 있다. 층은 장치를 형성할 때 처리될 재료로 구성된 필름에 대한 두께이다. 예를 들어, 층은 두께가 나노미터로부터 수 마이크로미터에 이르는 재료의 층인 얇은 막일 수 있다.
이 예시적인 예에서는, 재료 스택(100)에 대한 사전 처리 및 에칭(etching, 식각) 작업은 도시되지 않는다. 다른 예시적인 예에서는, 재료 스택(100)에 대한 다른 에칭 또는 처리 단계를 거친 후에 프로세스가 적용될 수 있다.
다음으로 도 2를 참조하면, 수소 실세스퀴옥산 층을 가진 재료 스택의 단면도가 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 예시적인 예에서, 수소 실세스퀴옥산 층(200)은 재료 스택(100) 상에 증착되었다.
수소 실세스퀴옥산 층(200)을 형성하기 위한 수소 실세스퀴옥산의 증착은 스핀 코팅을 포함한 다양한 반도체 기술을 통해 수행될 수 있다. 스핀 코팅은 재료 스택(100)과 같은 기판 상에 필름을 도포하는 데 사용될 수 있다. 수소 실세스퀴옥산 층(200)은 양자 소자 및 양자 메모리용의 양자 비트를 포함한 반도체를 제작하기 위해 유용할 수 있는 박막 층이다.
이 예시적인 예에서, 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 두께는 특정 구현에 따라 달라질 수 있다. 하나의 예시적인 예에서, 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 두께는 약 20nm로부터 약 100nm까지로 될 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하면, 재료 스택의 이분자층의 단면도의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 확산 장벽 층(300)은 이분자층(302)을 형성하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층(200) 상에 증착된다. 이분자층(302)은 이분자층 레지스트라고도 언급될 수 있다.
이 예시적인 예에서, 확산 장벽 층(300)은 하나 이상의 재료로 구성될 수 있다. 선택된 특정 재료는 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노화를 위한 오염물질 중 적어도 하나를 저감하는 것에 기초를 둘 수 있다.
예를 들어, 오염물질이 수소 실세스퀴옥산 층(200)으로 유입되는 것을 방지하거나 저감하기 위해 확산 장벽 층(300)의 재료 또는 두께 중 적어도 하나가 선택될 수 있다.
추가적으로, 확산 장벽 층(300)도 또한 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노화가 저감되도록 선택될 수 있다. 바꾸어 말하면, 선택된 특징 형상에 대해 소망하는 폭을 얻도록 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 노출시키는 데 필요한 전자 빔의 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 노화되기 전에 더 긴 시간이 이용 가능하도록 노화를 늦출 수 있다. 예를 들어, 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 형성되는 시간으로부터 폭이 소망하지 않는 값으로 증가될 수 있도록 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 노화될 때까지의 기간은, 확산 장벽 층(300)이 없는 소망하는 것보다 더 짧아질 수 있다. 예를 들어, 이 시간은 (1) 4시간 이내에 노출을 수행하고 (2) 확산 장벽 층(300) 없이 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 형성한 후 20시간 내에 현상하는 프로세스를 완료할 수 있다.
확산 장벽 층(300)이 있는 경우, 노출을 위해 전자 빔 스캐닝을 수행하는 시간은 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 현상하기 위한 완료 시간을 250시간으로 함에 따라 50시간으로 증가될 수 있다. 이러한 방식으로, 처리가 발생하는 동안의 시간의 창(window of time, 시간대)은 소망하는 결과를 얻는 것과 관련하여 더 커질 수 있고 덜 중요해질 수 있다.
예를 들어, 이분자층(302)의 확산 장벽 층(300)은 알루미늄, 산화 알루미늄, 티타늄 또는 확산 장벽으로 사용될 수 있는 몇몇 다른 적합한 재료 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다.
도시된 예에서, 확산 장벽 층(300)에 사용되는 재료 및 재료의 두께는 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 노출시키는 데 필요한 전자 빔의 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키도록 선택된다.
또한, 선택된 특징 형상의 소망하는 폭을 얻기 위해 전자 빔의 산란을 감소시키도록 이분자층(302)의 확산 장벽 층(300)의 질량 두께가 선택된다. 재료의 질량 두께는 재료의 실제 두께에 재료의 밀도를 곱한 값이다. 이 예시적인 예에서, 특징은 게이트, 리드, 선 또는 임의의 다른 기하학적 모양 또는 구성 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다. 이 예시적인 예에서, 폭은 특징의 다른 점 사이의 거리일 수 있다. 예를 들어, 폭은 특징에 대해 선택된 형상에 대한 가장자리 간, 모서리 간 또는 몇몇 다른 참조점 또는 위치일 수 있다.
알루미늄과 같은 금속이 사용될 때, 알루미늄의 증발은 알루미늄 층의 형태로 확산 장벽 층(300)을 형성하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층(200) 상에 알루미늄을 증착시키기 위해 수행될 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 이분자층의 레지스트를 노출하는 단면도의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 예시적인 예에서, 전자 빔(400)은 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 일부를 노출시키기 위해 이분자층(302)의 표면(402)를 통해 진행될 수 있다. 그 결과, 수소 실세스퀴옥산 층(200)은 노출된 부분(404) 및 노출되지 않은 부분(406)을 가진다.
이 예시적인 예에서, 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 수소 실세스퀴옥산은 네거티브 톤(negative tone)의 레지스트이다. 네거티브 톤의 레지스트에 의해, 전자 빔(400)으로부터의 전자에 의해 노출된 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 수소 실세스퀴옥산의 부분은 현상액이 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 현상하는 데 사용될 때 분리될 수 없게 된다.
다음으로 도 5를 참조하면, 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분이 있는 재료 스택의 단면도의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 도면에서 볼 수 있듯이, 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)은 레지스트, 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 현상한 후 재료 스택(100)에 남아 있다. 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 도 4에서의 노출되지 않은 부분(406)은 제거되었다.
이 단면도에서, 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)은 재료 스택(100)을 에칭할 때에 사용하기 위해 남아 있다.
이 예시적인 예에서는, 사용된 현상액의 유형에 따라, 확산 장벽 층(300)은 현상액에 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 노출시키기 전에 제거될 수 있다. 현상액은 확산 장벽 층(300)을 모두 포함하는 이분자층(302)의 부분과 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출되지 않은 부분(406)을 제거하도록 선택될 수 있다.
예를 들어, 확산 장벽 층(300)은 알루미늄 층, 산화 알루미늄 층 또는 그 조합일 수 있다. 확산 장벽 층(300)을 위한 이러한 유형의 재료에 의해, 수산화 테트라메틸암모늄과 같은 현상액이 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 현상하기 전에 확산 장벽 층(300)을 제거하는 추가적인 단계가 적합한 현상액의 선택에 따라 불필요하게 된다.
도 6을 참조하면, 에칭된 재료 스택의 단면도의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)이 있는 재료 스택(100)은 에칭되었다. 이 예에서, 에칭은 다양한 기법을 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 수행되는 에칭 유형은 습식 에칭, 이방성 에칭, 건식 에칭, 플라즈마 에칭 또는 다른 적합한 에칭 기법 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다.
도시된 바와 같이, 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)에 의해 덮이지 않은 재료 스택(100)의 부분은 제거되었다. 이 예시적인 예에서는, 재료 스택(100)이 층의 세트인 경우, 층의 세트 전체가 제거된다. 다른 예시적인 예에서, 에칭은 점선(600) 내의 영역(602)으로 나타낸 바와 같이 재료 스택(100)으로부터 층의 세트의 일부만이 제거되도록 할 수 있다. 또 다른 예에서는, 재료 스택(100)이 웨이퍼 기판인 경우에, 재료 스택(100)의 일부가 점선(600)으로 표시된 나머지 부분과 함께 제거된다.
이제 도 7을 참조하면, 수소 실세스퀴옥산 층의 에칭 및 제거 후의 재료 스택의 단면도의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 단면도에 도시된 바와 같이, 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)은 제거되었다. 이 도면에는, 재료 스택(100)에 대한 결과 구조 또는 형상이 도시되어 있다. 재료 스택(100)으로부터 구조의 세트를 형성하도록 다른 특징을 만들어내기 위해 에칭 단계에서 추가적인 리소그래피가 수행될 수 있다.
예를 들어, 재료 스택(100)으로부터 형성된 구조의 세트는 양자 비트, 양자 도트 큐비트, 도파관, 광학 도파관, 광학 공명기, 광자 방출 양자 메모리, 트랜지스터 또는 몇몇 다른 적합한 유형의 구조 중의 적어도 하나로부터 선택될 수 있다. 이 도시된 예에서, 양자 도트 큐비트는 반도체 양자 도트를 사용하는 양자 비트이다.
이분자층 레지스트를 이용한 전자 빔 리소그래피를 수행하기 위한 단계를 보여주는 단면도의 도면이 도시되어 있다. 도 1-7의 이분자층(302)은 예시적인 실시예가 구현될 수 있는 방식에 대한 물리적 또는 구조적 한계를 의미하지 않는다. 도시된 구성 요소에 더하여 또는 그 대신에 다른 구성 요소가 사용될 수 있다. 일부 구성 요소는 불필요할 수도 있다. 또한, 일부 기능적인 구성 요소를 설명하기 위해 블록이 제시된다. 이러한 블록 중 하나 이상은 예시적인 실시예에서 구현될 때 다른 블록으로 결합, 분할 또는 결합 및 분할될 수 있다.
예를 들어, 확산 장벽 층(300)은 예를 들어 알루미늄 층과 산화 알루미늄 층과 같은 하위 층으로 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 도시되지 않지만 재료 스택(100)으로부터 구조물의 세트에 대한 특징을 만들어내기 위한 추가적인 처리 단계가 수행될 수 있다. 이 단계는 시작점 또는 중간점으로서 재료 스택(100)을 이용하는 구조물에 대한 소망하는 특징을 형성하기 위해 다른 전자 빔 리소그래피 단계, 다른 에칭, 도핑 또는 주입 단계를 포함한다. 추가적으로, 재료 스택(100)은 이전에 에칭되었을 수도 있으며, 재료 스택(100)에 도시되지 않은 공동(cavity), 도핑된 영역 또는 다른 특징을 포함할 수도 있다.
다음으로 도 8을 참조하면, 선형 모델에 의해 예측된 폭의 함수로서 패턴화된 구조에 대한 폭의 그래프의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 예시적인 예에서, 그래픽(800)은 패턴화된 구조(804)에 대한 x축(806)의 nm의 예측된 폭 wg*의 함수로서 패턴화된 구조(804)에 대한 y축(802)의 nm의 폭 wg의 그래프이다.
예측된 폭은 이 예시적인 예에서 5개의 독립적인 실험 변수에 기초하여 선형 모형에 의해 예측된다. 이 예에서, 5개의 독립적인 실험 변수는 노출 투여량, 특징의 형상, Al 캡 두께, 현상 시간(현상액 TMAH에 노출된 시간) 및 노출 지연(코팅과 전자 빔으로의 노출 사이의 시간)이다. 이 예에서, r2은 선형 회귀 분석으로부터 얻어진다. r2의 값이 커질수록 모델이 데이터를 기술하기에 더 좋다는 것을 의미한다. 이 예에서, r은 피어슨 상관 계수이다. 도시된 바와 같이, 선(810)을 따르는 데이터 점은 폭이 이 선형 모델의 실험 파라미터에 따라 어떻게 달라지는지를 나타낸다. 이 그래프에서, 형상은 이 예에서 5개의 독립적인 실험 변수에 대한 상관 계수가 알려져 있을 때 대상이 될 수 있다. 이 예에서는, 가장자리 위치가 0.25nm/hr/edge의 속도로 이동한다. 결과적으로, +/- 1nm 공차로 10nm 너비의 간격을 패턴화하는 것은 노출이 4시간 이내에 수행되어야 하고 코팅 후 20시간 이내에 완료되어야 한다는 것을 의미한다. 이러한 시간 제약은 많은 상황에서 바람직하지 않다.
다음으로 도 9를 참조하면, 패턴 구조의 폭과 예측된 폭 사이의 차이에 대한 그래프의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 예시적인 예에서, 그래프(900)는 y축(902)에 대한 노출 지연의 영향을 포함하여 예측된 폭의 패턴 구조의 폭 wg 사이의 차이 Δwg를 보여준다. 섹션(section, 구획)(904)은 확산 장벽 층이 없는 0.25 nm/hr/edge에 대한 30시간 및 75시간의 노출 지연에 기초한 Δwg를 나타낸다. 섹션(906)은 두께가 20나노미터인 알루미늄으로 구성된 확산 장벽 층이 있는 15시간과 70시간의 노출 지연에 기초한 Δwg를 나타낸다. 이 예에서, 섹션(904)의 0.25 nm/hr/edge 및 섹션(906)의 0.02 nm/hr/edge는 에지 위치의 변화의 속도이다.
이러한 노출 지연은 수소 실세스퀴옥산 층이 증착되는 기간과 수소 실세스퀴옥산 층이 전자 빔 리소그래피를 이용하여 노출되는 시간이다. 도시된 바와 같이, 섹션(904)에서는, 0.002 nm/hr/edge에 대한 30시간과 75시간 사이의 시간은 Δwg의 시프트를 나타낸다. 섹션(906)에서는, 15시간과 70시간 사이의 시간이 섹션(904)에 비해 현저하게 줄어든 시프트를 나타낸다. 결과적으로, 확산 장벽 층의 추가는 오염 물질, 수소 실세스퀴옥산 층의 노화 또는 수소 실세스퀴옥산 층의 노화의 영향 중의 적어도 하나를 발생시킬 수 있다.
도 10을 참조하면, 근접 효과 보정 없이 투여량 및 패턴 밀도의 함수로서 장치의 노출의 그래프의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 그래프(1000)는 y축(1002)의 투여량 D 및 x축(1004)의 패턴 밀도 ρ의 함수로서 노출 백분율을 나타낸다.
그래프(1000)에서, 온셋 투여량(onset dose) Dt는 패턴 밀도에 따라 변동한다. 온셋 투여량 Dt는 노출이 부족한 특징의 백분율이 50%보다 큰 각각의 패턴 밀도에 대한 최대 투여량이다. 그래프(1000)에서는, 근접 효과에 대한 보정이 수행되지 않았다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 온셋 투여량은 크게 변동할 수 있다. 결과적으로, 기본 투여량(base dose)으로부터 수행될 수 있는 변화의 양에 따라, 온셋 투여량을 얻기 위해 기본 투여량을 수정하거나 변경하기 위한 잠재적 한계에 기초하여 특징의 부분 세트가 잘못 노출될 수 있다.
이 예시적인 예에서, 기본 투여량은 재료 스택에 대해 전체 패턴에 할당된 평균 투여량이다. 이 기본 투여량은 특정 위치에서의 국소 패턴 밀도에 기초하여 패턴 내에서 조절될 수 있다. 이 예시적인 예에서, 각 위치의 국소 패턴 밀도에 의해 설정된 조절량은 전자 빔의 반지름 함수로서 전자 빔이 그 에너지를 손실하는 방법을 설명하는 점확산 함수(point spread function)로 패턴을 합성함으로써 계산될 수 있다. 예를 들어, 제1 행렬은 패턴이 위치한 경우에 1의 값을 갖고 패턴이 없는 경우에 0의 값을 갖는 숫자로 구성된다. 제2 행렬은 점확산 함수에 기초를 둔 컨볼루션 커널(convolution kernel)로서 정의된다. 제1 행렬은 오프셋(Δx, Δy)을 가지고 제2 행렬에 겹쳐진다. 행렬은 겹치는 영역에 걸쳐 곱해지고 통합된다. 그런 다음에 Δx, Δy의 오프셋이 패턴에 대한 제1 행렬 전체를 오프셋하기 위해 사용된다. 그 결과는 각 위치에 투여량을 제공하는 Δx, Δy의 함수로서의 행렬이다.
다른 예에서 최적화된 노출 및 현상 절차에도 불구하고, 전자 빔 리소그래피를 수행하는 것은 특징의 패턴 밀도에 따라 변동할 수 있다. 예를 들어, 희박한 특징을 가진 영역은 특징이 밀도가 높은 영역보다 더 높은 노출 투여량을 필요로 할 수 있다.
예시적인 예에서, 에너지 점확산 함수(energy point spread function, PSF)는, 전자 빔이 진행되는 노출 위치로부터 벗어나서 많은 빔 폭을 확장할 수 있는 전자로부터의 에너지를 에너지 점확산 함수(PSF)가 기술하는지를 검사할 수 있다.
이러한 근접 효과를 해결할 수 있는 방법 중 하나는 전용 구조물의 선폭을 측정하는 것에 의존하는 것이다. 예시적인 예에서, 기계 학습 모델(machine learning model, MLM)은 흥미 있는 다른 패턴과 함께 발생하는 국소 패턴 밀도의 함수로서 온셋 노출 투여량을 식별하도록 훈련될 수 있다. 예를 들어, 기계 학습 모델은 양자 정보 프로세서와 같은 다양한 장치를 제조하는 데 사용되는 특정 패턴에 대해 훈련될 수 있다.
예시적인 예에서, 국소 패턴 밀도 ρ와 온셋 노출 투여량 Dl의 평가는 다음 식에 의해 설명된다:
Dl(ρ, η) =
Figure pat00001
(1)
여기서 η는 후방 산란 전자와 전방 산란 전자의 에너지 비율이고, ρ는 패턴 밀도이며, A는 기본 투여량을 절반 채우기, 즉 Dl(ρ = 50%)으로 설정한다.
그래프(1000)는 투여량 D와 국소 패턴 밀도 ρ의 함수로서 노출되지 않은 장치의 백분율을 나타낸다. 실험 온셋 투여량 Dl은 fu < 50%가 ρ = 0.19에서 1.30 mC/cm2으로부터 ρ = 0.55dp 대해 0.60 mC/cm2까지의 ρ로 급속하게 쇠퇴하는 가장 높은 값으로서 정의된다. η는 쇠퇴의 속도를 제어하고 비선형 회귀 분석(R2 ≥ 0.99)으로부터 사용하는 실험 데이터로부터 η
Figure pat00002
5로 되도록 결정될 수 있다.
비교를 위해, 전자-샘플 상호작용의 몬테 카를로 시뮬레이션은, 기판 재료에 따라, ZEP520A 시리즈(ZEP) 및 폴리메틸 메타크릴레이트 등과 같은 500nm 두께의 제온 전자 빔 포지티브 톤 레지스트의 경우 η
Figure pat00003
0.1;23을 산출하되, η는 0.6과 1.1 사이의 범위에 있다. ZEP는 제온 스페셜티 매터리얼스, 인코포레이티드(Zeon Specialty Materials, Inc.)로부터 입수할 수 있는 통상적인 레지스트이며 전자 빔 리소그래피에 사용된다. 이 도시된 예에서, 그래프(1000)에서 관측된 η의 값이 커질수록 전자의 확산과 산란뿐만 아니라 교차 결합 에너지 임계값을 조절하는 수소 라디칼을 포함하는 수소 실세스퀴옥산의 근접 효과의 복잡한 특성을 반영한다.
다음으로 도 11을 참조하면, 근접 효과 보정 기능이 있는 투여량과 패턴 밀도의 함수로서 장치의 노출의 그래프의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 예시적인 예에서, 그래프(1100)는 y축(1102)의 투여량 D와 x축(1104)의 패턴 밀도 ρ의 함수로서 노출 백분율을 나타낸다.
이 그래프에서, 결과는 컴퓨터 지원 설계와 η 보정 에너지 점확산 함수(point spread function, PSF) 사이의 컨볼루션 출력에 따라 공간적으로 변화하는 투여량 승수를 가진 패턴 내에서 기본 투여량을 국소적으로 조절함으로써 얻어진다. 그래프(1100)의 결과는 도 10의 그래프(1000)에서 나타낸 바와 같이 보정되지 않은 노출에 대해 얻어진 결과와 대조적이다.
Dl
Figure pat00004
0.7 mC/cm2에서 일정하고 패턴 밀도 ρ와 무관한 온셋 투여량 Dl을 조정함으로써, 다른 형상의 범위가 동시에 패턴화될 수 있다. 따라서, 도 11의 그래프(1100)에 나타낸 예에서 온셋 투여량이 대략 0.7 mC/cm2에서 실질적으로 일정하게 되도록 근접 효과 보정이 행해질 수 있다. 이러한 보정에 의해, 특징의 로컬 패턴 밀도에 관계없이 특징을 정확하게 패턴화할 수 있는 능력을 증가시키기 위해 온셋 투여량의 변동 가능성을 저감시킬 수 있다.
다음으로 도 12를 참조하면, 재료 스택을 처리하기 위한 프로세스의 플로우차트의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 도 12의 프로세스는 하드웨어, 소프트웨어 또는 둘 다에서 구현될 수 있다. 하나 이상의 다른 동작이 또한 반도체 제조 장비와 같은 제조 장비를 조작하는 인간 오퍼레이터(human operator)에 의해 수행될 수 있다. 소프트웨어에서 구현될 때, 프로세스는 하나 이상의 컴퓨터 시스템에서 하나 이상의 하드웨어 장치에 위치한 하나 이상의 프로세서 장치에 의해 실행되는 프로그램 코드의 형태를 취할 수 있다. 이 프로세스는 이 도면에 도시된 다른 동작 중 하나 이상을 수행하도록 제작 장비를 제어하는 데 사용될 수 있다.
프로세스는 재료 스택 상에 수소 실세스퀴옥산 층을 증착하는 것에 의해 시작된다(동작 1200). 이 프로세스는 이분자층을 형성하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층 상에 확산 장벽 층을 증착한다(동작 1202). 확산 장벽 층은 선택된 특징 형상에 대해 소망하는 폭을 얻도록 수소 실세스퀴옥산 층을 노출시키는 데 필요한 전자 빔의 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키는 두께를 가진 재료로 구성된다.
이 프로세스는 이분자층의 노출된 부분을 형성하기 위해 전자 빔을 이분자층의 표면을 통해 진행시킨다(동작 1204). 동작 1204에서, 전자 빔은 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층의 소망하는 레벨의 노출을 갖도록 재료 스택에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 이분자층의 노출된 부분에 투여량을 적용한다. 전자 빔에 노출되지 않은 이분자층의 다른 부분은 노출되지 않은 부분을 형성한다. 이분자층의 노출된 부분과 노출되지 않은 부분은 각각 연속적일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 예를 들어, 노출되지 않은 부분은 연속적이지 않은 두 개 이상의 섹션을 가질 수 있다.
이 프로세스는 수소 실세스퀴옥산 층을 현상한다(동작 1206). 동작 1206에서, 전자 빔에 노출된 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분은 재료 스택에 남아 있다.
이제 도 13을 참조하면, 재료 스택을 처리하기 위한 프로세스의 플로우차트의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 플로우차트에 도시된 동작은 도 12의 플로우차트에 도시된 프로세스의 일부로서 수행될 수 있는 동작이다. 이 동작은 도 12의 동작 1206 후에 수행될 수 있다.
이 프로세스는 재료 스택 상의 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분을 이용하여 재료 스택을 에칭한다(동작 1300). 이 프로세스는 이후에 종료된다.
도 14에는, 재료 스택을 처리하기 위한 프로세스의 플로우차트의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 플로우차트에 도시된 동작은 도 12의 플로우차트에 도시된 프로세스의 일부로서 수행될 수 있는 동작이다. 이 동작은 도 13의 동작 1300 후에 수행될 수 있다.
이 프로세스는 재료 스택 상의 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분을 이용하여 재료 스택을 에칭한 후 재료 스택 상의 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분을 제거한다(동작 1400). 이 프로세스는 이후에 종료된다.
도 15를 참조하면, 재료 스택을 처리하기 위한 프로세스의 플로우차트의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 플로우차트에 도시된 동작은 도 12의 플로우차트에 도시된 프로세스의 일부로서 수행될 수 있는 동작이다. 이 동작은 사용된 현상액이 확산 장벽 층을 제거하지 못한 경우에 도 12의 동작 1206 이전에 수행될 수 있다.
이 프로세스는 수소 실세스퀴옥산 층을 현상하기 전에 확산 장벽 층을 제거한다(동작 1500). 동작 1500에서, 수소 실세스퀴옥산 층은 재료 스택에 남아 있다. 이 프로세스는 이후에 종료된다.
다음으로 도 16을 참조하면, 재료 스택을 처리하기 위한 프로세스의 플로우차트의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 도 16의 프로세스는 하드웨어, 소프트웨어 또는 둘 다에서 구현될 수 있다. 하나 이상의 다른 동작이 또한 반도체 제조 장비와 같은 제조 장비를 조작하는 인간 오퍼레이터에 의해 수행될 수 있다. 소프트웨어에서 구현될 때, 프로세스는 하나 이상의 컴퓨터 시스템에서 하나 이상의 하드웨어 장치에 위치한 하나 이상의 프로세서 장치에 의해 실행되는 프로그램 코드의 형태를 취할 수 있다. 이 프로세스는 이 도면에 도시된 다른 동작 중 하나 이상을 수행하도록 제작 장비를 제어하는 데 사용될 수 있다.
이 프로세스는 재료 스택 상에 수소 실세스퀴옥산 층을 증착하는 것에 의해 시작된다(동작 1600). 이 프로세스는 이분자층을 형성하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층 상에 알루미늄 층을 증착한다(동작 1602).
이 프로세스는 이분자층의 노출된 부분을 형성하기 위해 전자 빔을 이분자층의 표면을 통해 진행시킨다(동작 1604). 이 프로세스는 수산화 테트라메틸암모늄으로 이분자층을 현상한다(동작 1606). 이 프로세스는 이후에 종료된다. 동작 1606에서, 수산화 테트라메틸암모늄은 알루미늄 층과 수소 실세스퀴옥산 층의 노출되지 않은 부분을 제거하고, 재료 스택 상의 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분을 남긴다.
수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분이 있는 재료 스택은 에칭, 도핑, 주입 또는 재료 스택을 사용하는 구조물에 대한 특징을 형성하기 위한 몇몇 다른 동작 중 적어도 하나를 이용하여 처리될 수 있다.
이제 도 17을 참조하면, 전자 빔을 이분자층 표면을 통해 진행시키는 프로세스의 플로우차트의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 도 17에 도시된 프로세스는 도 12의 동작 1204와 도 16의 동작 1604에서 수행할 수 있는 동작의 예이다.
프로세스는 전자 빔에 사용할 기본 투여량을 식별하는 것에 의해 시작된다(동작 1700). 동작 1700 에서, 기본 투여량은 재료 스택에 의해 둘러싸인 영역과 같은 영역에 적용될 수 있는 평균 투여량이다. 이 예시적인 예에서, 기본 투여량은 제곱센티미터당 쿨롱(C/cm2)과 같은 전하 면적 밀도의 단위를 사용하여 기술될 수 있다. 기본 투여량은 특징이 적절히 노출되는 50% 밀도를 갖는 영역에 적용되는 투여량일 수 있다.
이 프로세스는 재료 스택에서 위치의 세트를 식별한다(동작 1702). 이 예시적인 예에서, 각각의 위치는 재료 스택 상의 영역이 될 수 있다. 영역은 원, 정사각형, 육각형과 같은 모양 또는 몇몇 다른 적합한 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 그 위치의 크기는 예를 들어 후방 산란 거리의 3배로 될 수 있다. 이 프로세스는 아직 노출되지 않은 위치의 세트로부터 한 위치를 선택한다(동작 1704).
그런 다음에 프로세스는 선택된 위치에서 패턴 밀도를 식별한다(동작 1706). 그런 다음 프로세스는 패턴 밀도에 기초하여 기본 투여량을 선택적으로 조정한다(동작 1708). 이 예시적인 예에서, 기본 투여량은 그 위치에서의 특징의 밀도에 기초하여 기본 투여량을 증가 또는 감소시키기 위해 승수 또는 인자에 의해 조정될 수 있다. 예를 들어, 특징의 밀도가 감소함에 따라 투여량은 증가할 수 있다. 특징의 밀도가 증가함에 따라 투여량은 감소할 수 있다.
추가적으로, 동작 1708에서의 조정은 전자 빔의 특성을 조정하는 것도 포함할 수 있다. 이러한 조정은 반경의 함수로서 전자 빔의 에너지가 어떻게 확산하는지를 설명하는 점확산 함수로 행해질 수 있다. 이 조정은 밀도에 기초를 두도록 행해질 수 있다.
예를 들어, 밀도가 증가함에 따라, 에너지 점확산 함수는 전자 빔의 에너지 확산을 제어하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 이 에너지 확산은 에너지가 전자 빔으로부터 확장되는 노출 부위로부터 떨어진 빔 폭이 몇 개 있는가 하는 것일 수 있다.
또는, 투여량 승수를 계산하고 전자 빔을 수정할 필요 없이 노출 투여량을 조정하기 위해 전자 빔의 점확산 함수와 매치하고 점확산 함수를 패턴 밀도로 혼합하는 점확산 함수가 정의될 수 있다.
그런 다음 선택된 위치에 조정된 투여량을 적용한다(동작 1710). 전자 빔을 사용하여 투여량이 적용되지 않은 추가적인 위치가 존재하는지 여부에 관한 판단이 이루어진다(동작 1712). 추가적인 위치가 존재하면, 프로세스는 동작 1704로 돌아간다. 그렇지 않으면 프로세스는 종료된다.
결과적으로, 이 프로세스에서의 투여량 선택은 재료 스택의 다른 위치에서의 특징의 패턴 밀도에 기초하여 변동하는 투여량으로 전자 빔을 진행시키기 위해 사용될 수 있다. 이 프로세스에 의해, 투여량은 다른 위치에서 수소 실세스퀴옥산 층의 소망하는 레벨의 노출을 야기하도록 변동될 수 있다.
다른 도시된 실시예의 플로우차트와 블록 다이어그램은 예시적인 실시예에서 장치와 방법의 일부 가능한 구현의 구조, 기능 및 동작을 설명한다. 이와 관련하여, 플로우차트 또는 블록 다이어그램의 각 블록은 모듈, 세그먼트, 함수 또는 동작 또는 단계의 일부 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 블록들 중 하나 이상은 프로그램 코드, 하드웨어 또는 프로그램 코드와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어에서 구현될 때, 하드웨어는 예를 들어 플로우차트 또는 블록 다이어그램에서 하나 이상의 동작을 수행하도록 제조 또는 구성된 집적회로의 형태를 취할 수 있다. 프로그램 코드와 하드웨어의 조합으로 구현될 때, 구현은 펌웨어의 형태를 취할 수 있다. 플로우차트 또는 블록 다이어그램의 각 블록은 특수 목적 하드웨어 및 특수 목적 하드웨어에 의해 실행되는 프로그램 코드의 다른 동작 또는 조합을 수행하는 특수 목적 하드웨어 시스템을 이용하여 구현될 수 있다.
예시적인 실시예의 일부 대안적 구현에서, 블록에 언급된 기능 또는 기능들은 도면에 명시된 순서를 벗어나서 발생할 수 있다. 예를 들어, 어떤 경우에, 연속해서 나타낸 두 개의 블록은 실질적으로 동시에 수행되거나, 관련된 기능에 따라 블록들이 역순으로 수행될 수도 있다. 또한, 플로우차트 또는 블록 다이어그램에 나타낸 블록들에 더하여 다른 블록들이 추가될 수도 있다.
이제 도 18을 참조하면, 제품 관리 시스템의 블록 다이어그램의 도면이 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 제품 관리 시스템(1800)은 물리적 하드웨어 시스템이다. 이 예시적인 예에서, 제품 관리 시스템(1800)은 제조 시스템(1802) 또는 유지보수 시스템(1804)의 적어도 하나를 포함한다.
제조 시스템(1802)은 예를 들어 항공기, 우주선, 통신 시스템, 마이크로 전자 기계 시스템, 컴퓨터, 칩, 양자 소자, 집적 회로, 프로세서, 양자 비트 장치, 양자 메모리, 광자 장치, 초전도 단일 광자 검출기와 같은 제품, 또는 다른 적합한 제품을 제조하도록 구성되어 있다. 도시된 바와 같이, 제조 시스템(1802)은 제조 장비(1806)를 포함하고 있다. 제조 장비(1806)는 제작 장비(1808) 또는 조립 장비(1810)의 적어도 하나를 포함하고 있다.
제작 장비(1808)는 부품용 구성요소 또는 제품용 구성요소를 제작하기 위해 사용되는 장비이다. 예를 들어, 제작 장비(1808)는 기계와 공구(tool)를 포함할 수 있다. 이러한 기계와 공구는 드릴, 유압 프레스, 용해로(furnace), 금형, 복합 테이프 설치 기계, 진공 시스템, 선반 또는 다른 적합한 유형의 장비 중 적어도 하나일 수 있다. 제작 장비(1808)는 금속 부품, 복합 부품, 반도체, 회로, 양자 소자, 패스너(고정 장치), 리브, 스킨 패널, 스파, 안테나 또는 다른 적합한 유형의 부품 중 적어도 하나를 제작하는 데 사용될 수 있다.
반도체 부품 또는 양자 소자를 제작하는 것과 관련하여, 제작 장비(1808)는 에피택셜 원자로, 산화 시스템, 확산 시스템, 에칭 기계, 클리닝 기계(cleaning machine), 본딩 기계, 다이싱 기계, 웨이퍼 톱(wafer saw), 이온 삽입 기계, 물리적 증기 증착 시스템, 화학적 증기 증착 시스템, 포토리소그래피 시스템, 전자 빔 리소그래피 시스템, 플라즈마 에처(etcher, 식각기), 다이 부착 기계, 와이어 본더, 다이 오버코팅 시스템, 성형 장비, 밀폐용 봉인기, 전기 테스터, 번인 오븐, 보존 베이크 오븐, UV 소거 기계, 또는 양자 소자, 반도체 구조 또는 다른 구성요소를 제조하기 위해 사용될 수 있는 다른 적합한 유형의 장비 중의 적어도 하나를 구비할 수 있다.
조립 장비(1810)는 제품을 형성하기 위한 부품을 조립하는 데 사용되는 장비이다. 조립 장비(1810)는 또한 기계와 공구도 포함할 수 있다. 이러한 기계와 공구는 로봇 암, 크롤러, 패스너 설치 시스템, 레일 기반 드릴링 시스템 또는 로봇 중 적어도 하나일 수 있다.
이 예시적인 예에서, 유지보수 시스템(1804)은 유지보수 장비(1812)를 포함하고 있다. 유지보수 장비(1812)는 제품에 대한 유지보수를 수행하는 데 필요한 임의의 장비를 포함할 수 있다. 유지보수 장비(1812)는 제품의 부품에서 다른 동작을 수행하기 위한 공구를 포함할 수 있다. 이러한 동작은 부품 분해, 부품 리퍼브, 부품 검사, 부품 재작업, 교체 부품 제조, 또는 제품에 대한 유지보수를 수행하기 위한 다른 동작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 동작은 일상적인 유지보수, 검사, 업그레이드, 리퍼브 또는 다른 유형의 유지보수 동작에 대한 것일 수 있다.
예시적인 예에서, 유지보수 장비(1812)는 초음파 검사 장치, X선 이미징 시스템, 비전 시스템, 드릴, 크롤러 및 다른 적합한 장치를 포함할 수 있다. 어떤 경우에, 유지보수 장비(1812)는 제작 장비(1808), 조립 장비(1810) 또는 유지보수에 필요한 부품을 생산하고 조립하기 위해 양쪽 모두를 포함할 수 있다.
제품 관리 시스템(1800)은 또한 제어 시스템(1814)을 포함한다. 제어 시스템(1814)은 하드웨어 시스템으로서 소프트웨어 또는 다른 유형의 구성요소를 포함할 수도 있다. 제어 시스템(1814)은 제조 시스템(1802) 또는 유지보수 시스템(1804) 중 적어도 하나의 동작을 제어하도록 구성되어 있다. 특히, 제어 시스템(1814)은 제작 장비(1808), 조립 장비(1810) 또는 유지보수 장비(1812) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다. 예시적인 예에서, 제어 시스템(1814)은 도 12-17의 플로우차트에 도시된 바와 같은 다른 동작을 수행하기 위한 프로그램 코드인 명령을 포함할 수 있다.
제어 시스템(1814)의 하드웨어는 컴퓨터, 회로, 네트워크 및 다른 유형의 장비를 포함할 수 있는 하드웨어를 사용하여 구현될 수 있다. 제어는 제조 장비(1806)를 직접 제어하는 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 로봇, 컴퓨터 제어 기계 및 다른 장비가 제어 시스템(1814)에 의해 제어될 수 있다. 다른 예시적인 예에서, 제어 시스템(1814)은 제품 제조 또는 유지보수를 수행할 때에 인간 오퍼레이터(1816)에 의해 수행되는 동작을 관리할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(1814)은 작업을 할당하거나, 명령을 제공하거나, 모델을 표시하거나, 인간 오퍼레이터(1816)에 의해 수행되는 동작을 관리하기 위한 다른 동작을 수행할 수 있다. 이러한 예시적인 예에서, 이분자층 레지스트계를 이용하여 전자 빔 포토리소그래피를 수행하기 위한 다른 단계들과 장치를 제작할 때의 다른 단계들은 제품의 제조 또는 유지보수 중 적어도 하나에서 인간 오퍼레이터(1816), 제작 장비(1808) 또는 조립 장비(1810) 중 적어도 하나에 의해 수행되는 동작을 관리하기 위해 제어 시스템(1814)에서 구현될 수 있다.
다른 예시적인 예에서, 인간 오퍼레이터(1816)는 제조 장비(1806), 유지보수 장비(1812) 또는 제어 시스템(1814) 중 적어도 하나를 동작시키거나 상호작용시킬 수 있다. 이 상호작용은 반도체 구조, 양자 소자, 집적 회로, 인쇄 회로 기판, 조립품, 하부 조립품, 하우징 및 제품용 다른 구성요소를 제조하기 위해 일어날 수 있다.
따라서, 예시적인 예는 이분자층 레지스트계를 이용한 전자 빔 리소그래피를 이용하여 구조를 제조하는 방법, 장치 및 시스템을 제공한다. 하나의 예시적인 예에서는, 수소 실세스퀴옥산 층이 재료 스택 상에 증착된다. 확산 장벽 층은 이분자층을 형성하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층 상에 증착된다. 확산 장벽 층은 소망하는 폭을 갖는 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층을 노출시키는 데 필요한 전자 빔에 의해 적용되는 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키는 두께를 가진 재료로 구성된다. 전자 빔은 이분자층의 노출된 부분을 형성하기 위해 이분자층의 표면을 통해 진행된다. 전자 빔은 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층의 소망하는 레벨의 노출을 갖도록 재료 스택에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 이분자층의 노출된 부분에 투여량을 적용한다. 수소 실세스퀴옥산 층은 현상된다. 전자 빔에 노출된 수소 실세스퀴옥산 층의 노출된 부분은 재료 스택에 남아 있다.
예시적인 예에서는, 직렬 스택으로부터 구조를 제작하기 위해 네거티브 톤 전자 빔 리소그래피 프로세스가 설명되었다. 그 구조는, 예를 들어 나노 크기의 전자 소자 및 양자 소자를 포함한다. 예시적인 예에서, 확산 장벽 층은 수소 실세스퀴옥산 층의 노화로 인한 문제를 저감하는 방식으로 수소 실세스퀴옥산 층과 함께 사용된다. 다시 말해서, 전자 빔 리소그래피를 수행하는 데 이용할 수 있는 상당한 양의 시간은 현재 기법에 비해 증가한다.
하나의 예시적인 예에서, 금속을 첨가한 수소 실세스퀴옥산(metal-capped hydrogen silsesquioxane, HSQ) 이분자층 레지스트계는 최적화된 근접 보정 노출 및 수산화 테트라메틸암모늄(tetramethyl ammonium hydroxide, TMAH) 현상 프로세스와 함께 사용된다. 금속은, 예를 들어 이분자층을 형성하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층 상에 증착된 알루미늄일 수 있다. 이 프로세스는 10nm에서와 같은 레벨에서 기하학적 공차를 충족시킬 수 있다. 또한, 이 이분자층에 의해, 윈도우를 처리하기 위한 시간이 더 길어질 수 있다.
추가적으로, 이 예시적인 예에서, 전자 빔으로부터의 투여량은 근접 효과의 문제를 저감하는 방식으로 제어될 수 있다. 하나의 예시적인 예에서, 점확산 함수는 수소 실세스퀴옥산 층의 패턴 특징으로의 전자 빔을 보정하기 위한 기본 투여량과 비교하여 온셋 투여량의 변동성을 감소시키기 위해 이러한 효과를 감소시키도록 제어된다. 결과적으로, 양자 도트 큐비트를 포함하는 양자 소자는 더 큰 수율과 효율로 제조될 수 있다. 추가적으로, 현상액으로서 수산화 테트라메틸암모늄(TMAH)을 사용하는 예시적인 예에서는, 나트륨 기반의 현상액과 관련된 이동 오염물과 관련된 문제가 저감되거나 방지될 수 있다. 또한, 수산화 테트라메틸암모늄(TMAH)이 알루미늄과 함께 확산 장벽 층으로 사용될 때, 이 현상액은 수소 실세스퀴옥산 층에 대한 현상 처리의 일부로 확산 장벽 층을 제거할 수 있다.
다른 예시적인 실시예의 설명은 예시 및 설명을 위해 제시되었으며, 개시된 형태의 실시예에 배타적이거나 제한되는 것으로 의도된 것은 아니다. 다른 예시적인 예는 작용 또는 동작을 수행하는 구성요소를 설명한다. 예시적인 실시예에서, 구성요소는 설명된 작용 또는 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 구성요소는 예시적인 예에서 구성요소에 의해 수행되는 것으로 설명되는 작용 또는 동작을 수행할 수 있는 능력을 구성요소에 제공하는 구조에 대한 구성 또는 설계를 가질 수 있다. 또한, "포함한다", "포함하는", "갖는다", "내포한다"는 용어 및 그 변형 용어가 사용되는 한, 그러한 용어는 임의의 추가 요소나 다른 요소를 배제하는 일없이 공개 변환어로서 "구비한다"는 용어와 유사한 방식으로 포함되도록 의도된다.
또한, 본 발명은 다음의 조항(clause)에 따른 실시예들을 구비한다:
조항 1. 재료 스택(100)을 처리하기 위한 방법으로서,
수소 실세스퀴옥산 층(200)을 재료 스택(100) 상에 증착하는 단계(1200);
이분자층(302)을 형성하기 위해 알루미늄 층을 수소 실세스퀴옥산 층(200) 상에 증착하는 단계(1202);
이분자층(302)의 노출된 부분(404)을 형성하기 위해 이분자층(302)의 표면(402)을 통해 전자 빔(400)을 진행시키는 단계(1204); 및
이분자층(302)을 수산화 테트라메틸암모늄으로 현상하는 단계(1206)를 구비하되, 수산화 테트라메틸암모늄은 알루미늄 층과 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출되지 않은 부분(406)을 제거하고 재료 스택(100) 상의 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)을 남긴다.
조항 2. 조항 1의 방법에 있어서,
재료 스택(100) 상의 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(100)을 이용하여 재료 스택(100)을 에칭하는 단계(1300)를 더 구비한다.
조항 3. 조항 2의 방법에 있어서,
수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)을 이용하여 재료 스택(100)을 에칭한 후 재료 스택(100)으로부터 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)을 제거하는 단계(1400)를 더 구비한다.
조항 4. 이전의 조항 중 어느 하나의 방법에 있어서, 전자 빔(400)은 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 소망하는 레벨의 노출을 가지도록 하기 위해 재료 스택(100)에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 투여량을 적용하도록 진행된다.
조항 5. 이전의 조항 중 어느 하나의 방법에 있어서, 전자 빔(400)은 재료 스택(100)의 다른 위치에서의 특징의 패턴 밀도에 기초하여 변동하는 투여량을 갖고, 투여량은 다른 위치에서 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 소망하는 레벨의 노출을 야기하도록 변동된다.
조항 6. 조항 5의 방법에 있어서, 특징은 게이트, 리드 또는 선 중 적어도 하나로부터 선택된다.
조항 7. 이전의 조항 중 어느 하나의 방법에 있어서, 알루미늄 층은 선택된 특징 형상에 대해 소망하는 폭을 얻도록 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 노출시키는 데 필요한 전자 빔(400)의 투여량을 변경하기 위해 알루미늄 층이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키도록 선택된 두께를 갖는다.
조항 8. 이전의 조항 중 어느 하나의 방법에 있어서, 재료 스택(100)은 기판 또는 기판 상의 층의 세트 중 적어도 하나로부터 선택된다.
조항 9. 이전의 조항 중 어느 하나의 방법에 있어서, 수소 실세스퀴옥산 층(200)은 약 20nm 내지 약 100nm 두께이다.
조항 10. 이전의 조항 중 어느 하나의 방법에 있어서, 알루미늄 층은 약 5nm 내지 50nm 두께이다.
조항 11. 이전의 조항 중 어느 하나의 방법에 있어서,
재료 스택(100)의 처리는 양자 비트, 양자 도트 큐비트, 도파관, 광학 도파관, 광학 공명기, 광자 방출 양자 메모리 및 트랜지스터 중 적어도 하나로부터 선택된 구조의 세트를 형성한다.
조항 12. 재료 스택(100)을 처리하기 위한 방법으로서,
수소 실세스퀴옥산 층(200)을 재료 스택(100) 상에 증착하는 단계(1200);
이분자층(302)을 형성하기 위해 확산 장벽층(300)을 수소 실세스퀴옥산 층(200) 상에 증착하되, 확산 장벽 층(300)이 선택된 특징 형상에 대해 소망하는 폭을 얻도록 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 노출시키는 데 필요한 전자 빔(400)의 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키는 두께를 갖는 재료로 구성되는 단계(1202);
이분자층(302)의 노출된 부분(404)을 형성하기 위해 이분자층(302)의 표면(402)을 통해 전자 빔(400)을 진행시키되, 전자 빔(400)이 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 소망하는 레벨의 노출을 갖도록 재료 스택(100)에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 이분자층 (302)의 노출된 부분(404)에 투여량을 적용하는 단계(1204); 및
수소 실세스퀴옥산 층(200)을 현상하되 전자 빔(400)에 노출된 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)이 재료 스택(100) 상에 남아 있도록 하는 단계(1206)를 구비한다.
조항 13. 조항 12의 방법에 있어서,
재료 스택(100) 상의 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(100)을 이용하여 재료 스택(100)을 에칭하는 단계(1300)를 더 구비한다.
조항 14. 조항 13의 방법에 있어서,
수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)을 이용하여 재료 스택(100)을 에칭한 후 재료 스택(100) 상의 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)을 제거하는 단계(1400)를 더 구비한다.
조항 15. 조항 12-14의 어느 하나의 방법에 있어서,
수소 실세스퀴옥산 층(200)을 현상하기 위해 사용되는 현상액은 또한 확산 장벽 층(300)을 제거하고,
수소 실세스퀴옥산 층(200)을 현상하되 전자 빔(400)에 노출된 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)이 재료 스택(100) 상에 남아 있도록 하는 단계는,
현상액을 이용하여 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 현상하되, 확산 장벽 층(300)과 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출되지 않은 부분(406)이 제거되고 전자 빔(400)에 노출된 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)이 재료 스택(100) 상에 남아 있도록 하는 단계를 구비한다.
조항 16. 조항 15의 방법에 있어서, 확산 장벽 층(300)은 알루미늄이고 현상액은 수산화 테트라메틸암모늄이다.
조항 17. 조항 12-16의 어느 하나의 방법에 있어서,
수소 실세스퀴옥산 층(200)을 현상하기 전에 확산 장벽 층(300)을 제거하되, 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 재료 스택(100) 상에 남아 있도록 하는 단계를 더 구비한다.
조항 18. 조항 12-17의 어느 하나의 방법에 있어서, 전자 빔(400)은 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 소망하는 레벨의 노출을 가지도록 하기 위해 재료 스택(100)에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 투여량을 적용하도록 진행된다.
조항 19. 조항 12-18의 어느 하나의 방법에 있어서, 전자 빔(400)은 재료 스택(100)의 다른 위치에서의 특징의 패턴 밀도에 기초하여 변동하는 투여량을 갖고, 투여량은 다른 위치에서 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 소망하는 레벨의 노출을 야기하도록 변동된다.
조항 20. 조항 12-19의 어느 하나의 방법에 있어서,
확산 장벽 층(300)의 재료(300)와 확산 장벽 층(300)의 두께는 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 노출시키는 데 필요한 전자 빔(400)의 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키도록 선택되고,
확산 장벽 층(300)의 두께는 선택된 특징 형상에 대해 소망하는 폭을 얻기 위해 전자 빔(400)의 산란을 감소시키도록 선택된다.
조항 21. 조항 12-20 중 어느 하나의 방법에 있어서, 확산 장벽 층(300)에 대한 재료는 알루미늄, 산화 알루미늄, 티타늄, 전도성 폴리머, 자기 도핑 폴리아닐린(self-doped polyaniline) 또는 폴리(2-메톡시아닐린-5-인산)/아민 복합체 중 적어도 하나로부터 선택된다.
조항 22. 조항 12-21 중 어느 하나의 방법에 있어서, 재료 스택(100)은 기판 또는 기판 상의 층의 세트 중 적어도 하나로부터 선택된다.
조항 23. 조항 12-22 중 어느 하나의 방법에 있어서, 재료 스택(100)의 처리가 양자 비트, 양자 도점 큐비트, 도파관, 광학 도파관, 광학 공명기, 광자 방출 양자 메모리 및 트랜지스터 중 적어도 하나로부터 선택된 구조의 세트를 형성한다.
조항 24. 제품 관리 시스템(1800)으로서,
제작 장비(1808); 및
제작 장비(1808)를 제어하도록 구성되되,
수소 실세스퀴옥산 층(200)을 재료 스택(100) 상에 증착하고;
이분자층(302)을 형성하기 위해 확산 장벽층(300)을 수소 실세스퀴옥산 층(200) 상에 증착하되, 확산 장벽 층(300)이 선택된 특징 형상에 대해 소망하는 폭을 얻도록 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 노출시키는 데 필요한 전자 빔(400)의 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키는 두께를 갖는 재료로 구성되며;
이분자층(302)의 노출된 부분(404)을 형성하기 위해 이분자층(302)의 표면(402)을 통해 전자 빔(400)을 진행시키되, 전자 빔(400)이 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 소망하는 레벨의 노출을 갖도록 재료 스택(100)에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 이분자층(302)의 노출된 부분(404)에 투여량을 적용하고;
수소 실세스퀴옥산 층(200)을 현상하되 전자 빔(400)에 노출된 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)이 재료 스택(100) 상에 남아 있도록 제어하는 제어 시스템(1814)을 구비한다.
많은 변형과 변화가 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람들에게 명백할 것이다. 또한, 다른 예시적인 실시예는 다른 바람직한 실시예와 비교하여 다른 특징을 제공할 수 있다. 선택된 실시예 또는 실시예들은 실시예의 원리, 실제 응용을 가장 잘 설명하고, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람들이 고려된 특정 용도에 적합한 다양한 변형으로 다양한 실시예에 대한 개시내용을 이해할 수 있도록 하기 위해 선택되고 설명된다.

Claims (13)

  1. 재료 스택(100)을 처리하기 위한 방법으로서,
    수소 실세스퀴옥산 층(200)을 재료 스택(100) 상에 증착하는 단계(1200);
    이분자층(302)을 형성하기 위해 알루미늄 층을 수소 실세스퀴옥산 층(200) 상에 증착하는 단계(1202);
    이분자층(302)의 노출된 부분(404)을 형성하기 위해 이분자층(302)의 표면(402)을 통해 전자 빔(400)을 진행시키는 단계(1204); 및
    이분자층(302)을 수산화 테트라메틸암모늄으로 현상하는 단계(1206)를 구비하되,
    수산화 테트라메틸암모늄은 알루미늄 층과 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출되지 않은 부분(406)을 제거하고 재료 스택(100) 상의 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)을 남기는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 재료 스택(100) 상의 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(100)을 이용하여 재료 스택(100)을 에칭하는 단계(1300)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)을 이용하여 재료 스택(100)을 에칭한 후 재료 스택(100)으로부터 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)을 제거하는 단계(1400)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 빔(400)은 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 소망하는 레벨의 노출을 가지도록 하기 위해 재료 스택(100)에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 투여량을 적용하도록 진행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 빔(400)은 재료 스택(100)의 다른 위치에서의 특징의 패턴 밀도에 기초하여 변동하는 투여량을 갖고, 투여량은 다른 위치에서 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 소망하는 레벨의 노출을 야기하도록 변동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 특징은 게이트, 리드 또는 선 중 적어도 하나로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 알루미늄 층은 선택된 특징 형상에 대해 소망하는 폭을 얻도록 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 노출시키는 데 필요한 전자 빔(400)의 투여량을 변경하기 위해 알루미늄 층이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키도록 선택된 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 재료 스택(100)은 기판 또는 기판 상의 층의 세트 중 적어도 하나로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수소 실세스퀴옥산 층(200)은 약 20nm 내지 약 100nm 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 알루미늄 층은 약 5nm 내지 50nm 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 재료 스택(100)의 처리는 양자 비트, 양자 도트 큐비트, 도파관, 광학 도파관, 광학 공명기, 광자 방출 양자 메모리 및 트랜지스터 중 적어도 하나로부터 선택된 구조의 세트를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제작 장비(1808); 및
    청구항 제1항 내지 제11항의 방법 단계 중 어느 하나를 수행하기 위해 제작 장비(1808)를 제어하도록 구성된 제어 시스템(1814)을 구비한 것을 특징으로 하는 제품 관리 시스템(1800).
  13. 제품 관리 시스템(1800)으로서,
    제작 장비(1808); 및
    제작 장비(1808)를 제어하도록 구성되되,
    수소 실세스퀴옥산 층(200)을 재료 스택(100) 상에 증착하고;
    이분자층(302)을 형성하기 위해 확산 장벽층(300)을 수소 실세스퀴옥산 층(200) 상에 증착하되, 확산 장벽 층(300)이 선택된 특징 형상에 대해 소망하는 폭을 얻도록 수소 실세스퀴옥산 층(200)을 노출시키는 데 필요한 전자 빔(400)의 투여량을 변경하기 위해 수소 실세스퀴옥산 층(200)이 노화되기 전에 상당한 양의 시간을 증가시키는 두께를 갖는 재료로 구성되며;
    이분자층(302)의 노출된 부분(404)을 형성하기 위해 이분자층(302)의 표면(402)을 통해 전자 빔(400)을 진행시키되, 전자 빔(400)이 선택된 특징 형상에 대해 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 소망하는 레벨의 노출을 갖도록 재료 스택(100)에 대한 특징의 패턴 밀도에 기초하여 선택된 이분자층 (302)의 노출된 부분(404)에 투여량을 적용하고;
    수소 실세스퀴옥산 층(200)을 현상하되 전자 빔(400)에 노출된 수소 실세스퀴옥산 층(200)의 노출된 부분(404)이 재료 스택(100) 상에 남아 있도록 제어하는 제어 시스템(1814)을 구비하는 것을 특징으로 하는 제품 관리 시스템(1800).
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US20140134524A1 (en) * 2011-04-22 2014-05-15 Richard Hobbs Methods and materials for lithography of a high resolution hsq resist

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