KR20220100960A - 리소그래피 장치, 패터닝 시스템, 및 층상 구조를 패터닝하는 방법 - Google Patents

리소그래피 장치, 패터닝 시스템, 및 층상 구조를 패터닝하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 리소그래피 장치, 패터닝 시스템, 및 층상 구조를 패터닝하는 방법을 포함한다. 패터닝 시스템은 이미지 형성 디바이스 및 반응성 층을 포함한다. 패터닝 시스템은 단일 동작으로 리소그래피 패턴들을 생성할 수 있게 한다. 리소그래피 장치는 패터닝 시스템 및 광학 시스템을 포함한다. 리소그래피 장치는 이미지 형성 디바이스와 함께 복수의 파장들의 광을 사용하여 반응성 층 상에 복수의 컬러 패턴들을 생성한다. 패터닝하는 방법은 복수의 파장들의 광에 반응성 층을 노광시키는 단계를 포함한다. 광은, 상이한 구역들 상으로 방출되는 광의 파장에 따라, 반응성 층의 상이한 구역들과 상이하게 반응한다. 본원에 개시된 방법 및 장치들은 단지 하나의 이미지 형성 디바이스 및 하나의 리소그래피 동작만을 필요로 한다.

Description

리소그래피 장치, 패터닝 시스템, 및 층상 구조를 패터닝하는 방법
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 리소그래피 장치, 패터닝 시스템, 및 층상 구조(layered structure)를 패터닝하는 방법에 관한 것이다.
[0002] 포토리소그래피 기술은 IC(integrated circuit) 칩들의 제조에서 중요한 역할을 한다. 광학 투사 리소그래피의 계속되는 개선들은 집적 회로들의 더 정밀한 피처들의 프린팅을 가능하게 하였다. 이는 결국, 집적 회로 산업이 훨씬 더 강력하고 비용-효율적인 반도체 디바이스들을 생산할 수 있게 하였다.
[0003] 광학 리소그래피 프로세싱 분야에서, 감광성 재료가 기판에 적용된 다음, 건조되도록 허용된다. 방사 또는 광 소스에 의해 마스크를 통해 적절한 기하학적 패턴들로 감광성 재료 코팅된 기판을 노광시키기 위해 노광 툴이 활용된다. 노광 후에, 웨이퍼는 감광성 재료에 전사된 마스크 이미지들을 현상하도록 처리된다. 그런 다음, 이러한 마스킹 패턴들은 회로의 디바이스 피처들을 형성하는 데 사용된다.
[0004] 단일 설계 층의 패턴 해상도 요건들이 노광 툴의 능력들을 초과할 때, 패턴을 리소그래피의 다수의 반복들로 분할함으로써 제한들을 해결할 수 있다. 하나의 단점은, 많은 포토리소그래피 패턴들이, 제1 패터닝 후에 기판을 취하고 제2 마스크를 추가하는 것을 필요로 하는 다수의 단계들에서 다수의 마스크들을 사용하여서, 리소그래피 프로세스를 느리게 하고 사용자에게 비용을 추가한다는 것이다. 게다가, 제2 마스크를 배치하는 것은 신중한 정렬을 필요로 한다. 정렬 에러들은 오정렬된 패턴들을 초래하여, 자원들을 낭비하고, 정정하는 데 추가 시간을 필요로 할 수 있다.
[0005] 따라서, 개선된 리소그래피 방법들이 필요하며, 요구되는 패터닝 단계들의 수를 감소시키는 것이 중요할 것이다.
[0006] 본원의 실시예들은 리소그래피 장치, 패터닝 시스템, 및 층상 구조를 패터닝하는 방법을 포함한다. 본원에서 제공되는 장치 및 방법들은, 다수의 포토-레지스트 애플리케이션들, 현상 단계들, 에칭 프로세스들을 요구하거나 다수의 마스크들을 요구하지 않으면서, 단일 리소그래피 동작으로 향상된 해상도 리소그래피 프로세스들을 수행할 수 있다.
[0007] 일 실시예에서, 리소그래피 장치가 제공되며, 리소그래피 장치는, 층상 구조를 지지하도록 구성된 기판 지지부, 2개 이상의 파장들로 광을 방출할 수 있는 광 소스 시스템, 광 소스 시스템에 의해 생성된 2개 이상의 파장들의 광을 수신하고 그리고 광 소스 시스템으로부터 수신된 2개 이상의 파장들의 2개 이상의 광 이미지들을 생성할 수 있는 이미지 형성 디바이스를 포함한다.
[0008] 다른 실시예에서, 이미지 형성 디바이스 및 감광성 반응성 층을 포함하는 패터닝 시스템이 제공된다. 반응성 재료는 제1 구역 및 제2 구역을 포함한다. 이미지 형성 디바이스는 제1 구역 상으로의 제1 파장의 광을 허용하도록 구성되고, 그리고 이미지 형성 디바이스는 제2 구역 상으로의 제2 파장의 광을 허용하도록 구성된다.
[0009] 또 다른 실시예에서, 층상 구조를 패터닝하는 방법이 제공되며, 방법은, 층상 구조 위에 반응성 층을 배치하는 단계 및 이미지 형성 디바이스를 통해 복수의 파장들의 광에 반응성 층을 노광시키는 단계를 포함한다. 반응성 층은 반응성 재료를 포함한다. 반응성 재료는 제1 구역 및 제2 구역을 포함한다. 반응성 층을 노광시키는 단계는 제1 구역을 제1 파장의 광에 노광시키는 단계 및 제2 구역을 제2 파장의 광에 노광시키는 단계를 포함한다.
[0010] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 실시예들을 예시하는 것이므로 그 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하며 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
[0011] 도 1은 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른 리소그래피 장치를 예시한다.
[0012] 도 2는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 층상 구조를 패터닝하기 위한 방법 동작들의 흐름도이다.
[0013] 도 3a는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층의 일부분의 평면도를 예시한다.
[0014] 도 3b는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층의 일부분의 측단면도를 예시한다.
[0015] 도 3c는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층의 일부분의 평면도를 예시한다.
[0016] 도 3d는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층의 일부분의 측단면도를 예시한다.
[0017] 도 3e는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층의 일부분의 평면도를 예시한다.
[0018] 도 3f는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층의 일부분의 측단면도를 예시한다.
[0019] 도 4a - 도 4c는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층에 입사되는 제1 파장의 광을 갖는 광을 예시한다.
[0020] 도 5a - 도 5b는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 프로세싱되는 상이한 스테이지들에서의 반응성 층을 포함하는 워크피스의 일부분의 측단면도들을 예시한다.
[0021] 도 5c는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 5b에 묘사된 워크피스의 일부분의 평면도를 예시한다.
[0022] 도 6은 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 하나의 프로세스 스테이지에서 반응성 층을 포함하는 워크피스의 일부분의 평면도를 예시한다.
[0023] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있음이 고려된다.
[0024] 본 개시내용의 실시예들은 리소그래피 장치, 패터닝 시스템, 및 층상 구조를 패터닝하는 방법을 포함한다. 패터닝 시스템은 다중 파장 광 소스, 이미지 형성 디바이스, 및 다수의 파장들의 광에 대응하는 다수의 거동을 갖는 반응성 층을 포함한다. 패터닝 시스템은 2개 이상의 별개의 파장들에서 2개 이상의 별개의 리소그래피 패턴들을 생성할 수 있게 한다. 리소그래피 장치는 패터닝 시스템 및 광학 시스템을 포함한다. 리소그래피 장치는, 반응성 층 상에 복수의 패턴들 및/또는 이미지들을 형성하기 위해 이미지 형성 디바이스에 의해 이산적으로 지향될 수 있는 복수의 파장들의 광을 사용한다. 패터닝하는 방법은 복수의 파장들의 광에 반응성 층을 노광시키는 단계를 포함한다. 상이한 파장들의 광이 반응성 층의 상이한 구역들 상에 노광된다. 반응성 층의 상이한 구역들은 노광된 광의 파장에 따라 상이하게 반응한다. 본원에 개시된 방법 및 장치들은 단 하나의 리소그래피 동작만을 필요로 한다. 게다가, 단일 조명 동작의 사용은 다수의 단계들에서 다수의 마스크들의 정렬에 대한 필요성을 감소시켜서, 리소그래피의 시간을 감소시킨다. 본원의 실시예들은, 반응성 층의 2개의 상이한 부분들에 다수의 파장들의 광을 제공하도록 구성된 리소그래피 장치에 대해 유용할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음).
[0025] 도 1은 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른 리소그래피 장치(100)를 예시한다. 리소그래피 장치(100)는 아래의 층상 구조(117) 상에 복수의 상이한 파장 이미지들을 방출하도록 구성된다. 리소그래피 장치(100)는, 멀티-빔 어레이 아키텍처의 래스터-빔 아키텍처 중 어느 하나의 마스크리스(직접 기입) 리소그래피 툴 또는 마스크 기반 리소그래피 툴과 같은(그러나 이에 제한되지 않음), 당해 기술분야에서 사용되는 임의의 리소그래피 툴일 수 있다.
[0026] 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(100)는 광학 시스템(103), 패터닝 시스템(150), 기판 지지부(116), 및 제어기(190)를 포함한다. 기판 지지부(116)는 층상 구조(117)를 지지하도록 구성된다. 기판 지지부(116)는 지지부 액추에이터(118)에 부착된다. 지지부 액추에이터(118)는 기판 지지부(116)를 3차원 공간의 임의의 위치로 이동시키도록 구성된다. 예컨대, 기판 지지부(116)는 리소그래피 장치(100) 외부의 로봇(미도시)으로부터 층상 구조(117)를 수용하도록 하강된다.
[0027] 층상 구조(117)는 다양한 반도체 디바이스들, 인쇄 회로-기판들, 평판 디스플레이들, 및/또는 다른 MEMS, 광학 디바이스들 등에 대한 워크피스로서 사용된다. 도시된 바와 같이, 층상 구조(117)는 기판(115)을 포함한다. 기판(115)은 당해 기술분야에서 사용되는 임의의 기판일 수 있다. 예컨대, 기판(115)은 반도체 재료, 예컨대 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 실리콘 게르마늄(SiGe), 및/또는 III-V 반도체, 이를테면, 갈륨 비소(GaAs)를 포함한다. 다른 예에서, 기판(115)은 투명한 재료, 예컨대 유리 및/또는 플라스틱을 포함한다. 기판(115)은 기판(115) 상에 임의의 수의 절연, 반전도성, 또는 금속성 층들을 가질 수 있다.
[0028] 광학 시스템(103)은 아래의 층상 구조(117) 상에 복수의 이산 파장 이미지들의 광을 방출하고 제어하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 광학 시스템(103)은 하나 이상의 투사 렌즈들(105) 및 광 소스 시스템(130)을 포함한다. 광 소스 시스템(130)은 복수의 파장들, 예컨대 2개의 파장들로 광을 방출하도록 구성된다. 광 소스 시스템에 의해 방출되는 파장들은 전자기 시스템의 임의의 위치에 있을 수 있고, 예컨대, 자외선(UV) 광, 가시광, 또는 적외선(IR) 광일 수 있다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 광 소스 시스템은 약 240 nm 내지 약 250 nm의 제1 파장(예컨대, DUV(deep ultraviolet) 광) 및 약 300 nm 내지 약 375 nm의 제2 파장(예컨대, UV 또는 i-라인 광)의 광을 방출한다. 광의 파장들은, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 반응성 층 내부의 감광성 반응물들에 따라 당업자에 의해 선택된다.
[0029] 광 소스 시스템(130)은 단일 광 소스, 또는 복수의 광 소스들, 예컨대 제1 광 소스 및 제2 광 소스를 포함할 수 있다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 광 소스들은 제1 및 제2 파장들의 광을 방출하도록 구성된다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 광 소스 시스템(130)은 광의 파장들을 순차적으로 방출하는 단일 광 소스를 포함한다. 광 소스들은, LED(light-emitting diode)들, 레이저 다이오드들, VCSEL(vertical cavity surface emitting laser diode)들, 엑시머 레이저들(이를테면, 크립톤 플루오라이드(KrF) 또는 아르곤 플루오라이드(ArF) 레이저들), 주파수 증배 레이저들(이를테면, 1.06 ㎛ 주파수 네오디뮴-도핑된 이트륨 알루미늄 가넷(Nd:Y3Al5O12) [Nd:YAG] 레이저, 353 nm로의 주파수 3배 또는 266 nm로의 주파수 4배 3배), 약 365 nm와 약 405 nm 사이에서 교번하는 대안적인 대역-통과 필터를 갖는 종래의 수은 할로겐 램프, 또는 반응성 층 내의 복수의 감광성 반응물 거동들과 매칭되는 다른 광 소스 조합들과 같은, 당해 기술분야에서 사용되는 것들 중 임의의 것일 수 있다.
[0030] 하나 이상의 투사 렌즈들(105)은 당해 기술분야에서 사용되는 임의의 투사 렌즈(예컨대, 구형, 원통형)일 수 있고, 임의의 적절한 층들 또는 코팅을 상부에 포함할 수 있다. 광학 시스템(103)은 광 소스 시스템(130)을 아래의 패터닝 시스템(150) 상으로 포커싱하기 위한 빔 분할기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 빔 분할기는 복수의 광 소스들로부터 방출된 광을 단일 투사 렌즈 상으로 포커싱하고, 투사 렌즈는 광을 패터닝 시스템(150) 상으로 포커싱한다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 복수의 광 소스들로부터 방출된 광은 하나 이상의 투사 렌즈들(105)에 의해 포커싱되고, 투사 렌즈들은 광을 패터닝 시스템(150) 상으로 포커싱한다.
[0031] 패터닝 시스템(150)은 원하는 패턴을 층상 구조(117) 상에 패터닝하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 패터닝 시스템(150)은 이미지 형성 디바이스(120) 및 반응성 층(110)을 포함한다. 이미지 형성 디바이스(120)는 포토리소그래피를 위해 당해 기술분야에서 사용되는 임의의 것일 수 있다. 이미지 형성 디바이스(120)는 미리 정의된 영역에서 광이 통과할 수 있게 하도록 구성된다. 이미지 형성 디바이스(120)는 리소그래피를 위해 당해 기술분야에서 사용되는 임의의 마스크들, 이를테면, 포토마스크, 가상 마스크, 및/또는 디지털 마스크(예컨대, 공간 광 변조기, 이를테면, DMD(Digital Micro Mirror Device))를 포함할 수 있다. 이미지 형성 디바이스(120)는 임의의 수 또는 조합의 마스크들, 예컨대, 2개의 상이한 컬러 차단 패턴들을 갖는 하나의 마스크, 또는 2개의 포토마스크들을 포함할 수 있다.
[0032] 이미지 형성 디바이스(120)는, 광 소스 시스템(130)에 의해 생성된 2개 이상의 파장들의 광을 수신하고 그리고 2개 이상의 수신된 파장들로 2개 이상의 광 이미지들을 생성하도록 동작가능하다. 이미지 형성 디바이스(120)는 임의의 수의 구역들을 포함할 수 있고, 각각의 구역은 반응성 층(110)의 특정 부분 상으로의 광을 허용하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 이미지 형성 디바이스(120)는 복수의 포토마스크들을 포함하고, 각각의 포토마스크는 상이한 파장의 광을 수신하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 이미지 형성 디바이스(120)는 멀티컬러 마스크를 포함하고, 멀티컬러 마스크는 마스크의 특정 부분들에서 특정 파장들을 흡수하면서 마스크의 동일한 부분에서 다른 파장들의 투과를 허용한다. 일부 실시예들에서, 이미지 형성 디바이스(120)는 복수의 포토마스크 층들을 포함하고, 각각의 포토마스크 층은 상이한 파장의 광을 전사하도록 구성된다.
[0033] 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 이미지 형성 디바이스들(120)은 하나 이상의 DMD(digital micromirror device)들을 포함한다. 하나 이상의 DMD들은 가상 마스크를 형성하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 복수의 컬러 이미지들은 하나 이상의 복합 이미지들을 만들기 위해 조합된다.
[0034] 일부 실시예들에서, 하나 이상의 추가적인 투사 렌즈들(미도시)이 이미지 형성 디바이스(120)와 반응성 층(110) 사이에 배치된다. 하나 이상의 추가적인 투사 렌즈들은 추가로, 이미지 형성 디바이스(120)를 통과하는 광을 이미지 형성 디바이스 아래에 배치된 반응성 층(110) 상으로 포커싱한다.
[0035] 하나 이상의 실시예들에서, 리소그래피 장치(100)는, 2개의 포토마스크들을 포함하는 이미지 형성 디바이스(120), 2개의 광 소스들을 포함하는 광 소스 시스템(130), 빔 분할기, 및 투사 렌즈를 포함하고, 빔 분할기는 2개의 광 소스들로부터 방출된 광을 투사 렌즈 상으로 포커싱한다.
[0036] 하나 이상의 실시예들에서, 리소그래피 장치(100)는, 2개의 포토마스크들을 포함하는 이미지 형성 디바이스(120), 2개의 광 소스들을 포함하는 광 소스 시스템(130), 2개의 투사 렌즈를 포함하며, 2개의 광 소스들로부터 방출된 광은 각각 투사 렌즈들 중 하나 상으로 포커싱된다.
[0037] 하나 이상의 실시예들에서, 리소그래피 장치(100)는, 2개의 가상 마스크들(예컨대, 2개의 DMD들)을 포함하는 이미지 형성 디바이스(120), 2개의 광 소스들을 포함하는 광 소스 시스템(130), 빔 분할기, 및 투사 렌즈를 포함하고, 빔 분할기는 2개의 광 소스들로부터 방출된 광을 투사 렌즈 상으로 포커싱한다.
[0038] 하나 이상의 실시예들에서, 리소그래피 장치(100)는, 2개의 가상 마스크들(예컨대, 2개의 DMD들)을 포함하는 이미지 형성 디바이스(120), 2개의 광 소스들을 포함하는 광 소스 시스템(130), 2개의 투사 렌즈를 포함하며, 2개의 광 소스들로부터 방출된 광은 각각 투사 렌즈들 중 하나 상으로 포커싱된다.
[0039] 하나 이상의 실시예들에서, 리소그래피 장치(100)는, 가상 마스크(예컨대, DMD)를 포함하는 이미지 형성 디바이스(120), 광 소스 시스템(130)을 포함하며, 광 소스 시스템은 광의 파장들을 순차적으로 방출하는 단일 광 소스를 포함한다.
[0040] 하나 이상의 실시예들에서, 리소그래피 장치(100)는, 멀티컬러 마스크를 포함하는 이미지 형성 디바이스(120), 광학 디바이스(104), 광 소스 시스템(130)을 포함하며, 광 소스 시스템은 광의 파장들을 순차적으로 방출하는 단일 광 소스를 포함한다.
[0041] 제어기(190)는 리소그래피 장치(100)를 제어 및 자동화하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제어기(190)는 CPU(central processing unit)(미도시), 메모리(미도시), 및 지원 회로들(또는 I/O)(미도시)을 포함한다. CPU는, 다양한 프로세스들 및 하드웨어(예컨대, 패턴 생성기들, 모터들, 및 다른 하드웨어)를 제어하기 위해 산업 현장들에서 사용되고, 프로세스들(예컨대, 프로세싱 시간 및 기판 포지션 또는 로케이션)을 모니터링하는 임의의 형태의 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다. 메모리(미도시)는 CPU에 연결되며, 용이하게 이용가능한 메모리, 이를테면, RAM(random access memory), ROM(read only memory), 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 로컬 또는 원격의, 임의의 다른 형태의 디지털 저장소 중 하나 이상이다. 소프트웨어 명령들 및 데이터는 CPU에 명령하기 위해 메모리 내에 코딩 및 저장될 수 있다. 지원 회로들(미도시)이 또한, 종래 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 CPU에 연결된다. 지원 회로들은 종래의 캐시, 전력 공급부들, 클록 회로들, 입력/출력 회로부, 서브시스템들 등을 포함한다. 제어기(190)에 의해 판독가능한 프로그램(또는 컴퓨터 명령들)은 어떠한 태스크들이 리소그래피 장치(100)에 의해 수행가능한지를 결정한다.
[0042] 반응성 층(110)은 상이한 파장들의 광에 반응하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 반응성 층(110)의 상이한 부분들은 상이한 파장들의 광에 반응하도록 구성될 수 있다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 반응성 층(110)은 제1 파장의 광에 반응하도록 구성된 제1 구역, 및 제2 파장의 광에 반응하도록 구성된 제2 구역을 갖는다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 제1 구역과 제2 구역은 적어도 부분적으로 중첩된다.
[0043] 다른 실시예들에서, 반응성 층(110)은 균일한 재료를 포함한다. 이러한 실시예들에서, 반응성 층(110)의 상이한 부분들은 상이한 파장들의 광에 노광된다. 따라서, 반응성 층(110)의 상이한 부분들(예컨대, 제1 및 제2 구역들)은, 부분이 노광되는 광의 파장으로 인해 상이하게 반응하지만, 각각의 부분의 재료는 동일하다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 제1 구역과 제2 구역은 적어도 부분적으로 중첩된다.
[0044] 반응성 층(110)은 광의 특정 스펙트럼들에서 광활성인 임의의 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 반응성 층(110)은 제1 파장에서 더 광활성인 제1 금속을 포함하고, 반응성 층(110)은 제2 파장에서 더 광활성인 제2 금속을 포함한다. 다른 예에서, 반응성 층(110)은 제1 파장에서 더 광활성인 제1 중합체를 포함하고, 반응성 층(110)은 제2 파장에서 더 광활성인 제2 중합체를 포함한다.
[0045] 반응성 층(110)에 입사되는 광은 강도(intensity)의 그레디언트, 예컨대 가우시안 패턴을 가질 수 있다. 따라서, 반응성 층(110)의 상이한 부분들에서의 광의 도즈(dose)는 상이한 도즈들의 광을 수신할 수 있다. 반응성 층(110)의 재료는 인가되는 광의 도시지(dosage)에 따라 수성 용해도(aqueous solubility)를 변화시킬 수 있다. 따라서, 재료는 인가되는 광의 도즈에 따라, 가용성인, 부분적으로 가용성인, 또는 불용성인 구역들을 가질 수 있다.
[0046] 일부 실시예들에서, 재료의 용해도는 처리 프로세스, 이를테면, 노광-후 베이킹이 반응성 층(110)에 적용될 때까지 변화하지 않는다. 처리 프로세스는 약 10초 내지 약 300초 동안 약 70℃ 내지 약 200℃의 온도로 반응성 층(110)을 가열하는 것을 포함할 수 있다.
[0047] 반응성 층(110)은 하나 이상의 광산 발생제(PAG)들 및/또는 광염기 발생제(PBG)들을 포함할 수 있다. PAG들은 특정 파장들의 광의 흡수 시에 산, 이를테면, 수소 및/또는 양성자들을 생성하는 작용기들을 포함한다. PAG들은 광 해리(photodissociation)로 인해 그리고/또는 광 결합(예컨대, 링-클로징(ring-closing)) 시의 양성자들의 해리로 인해 강산들을 생성한다. PBG들은 특정 파장들의 광의 흡수 시에 염기 이온들(이를테면, 아민 화합물들)을 생성하는 작용기들을 포함한다. PAG들 및 PBG들은 동일한 또는 상이한 파장들에서 광활성일 수 있다.
[0048] 게다가, 동일한 파장에서 광활성이 되는 PAG들 및 PBG들은, 상이한 산 및 염기 형성 레이트들 및/또는 산 염기 농도를 가질 수 있다. 또한, 동일한 파장에서 광활성이 되는 PAG들 및 PBG들은, 흡수되는 광의 도즈에 따라 좌우되는 산 및 염기 형성 레이트들 및/또는 산 염기 농도를 가질 수 있다. 따라서, 대략 동일한 파장에서 활성인 PAG들 및 PBG들 둘 모두를 포함하는 재료는, 구역에 인가되는 광의 파장 및 광의 도즈에 따라, 산성, 염기성, 또는 중성인 구역들을 가질 수 있다.
[0049] 재료의 용해도는 재료의 산성도/염기도에 따라 변화할 수 있다. 예컨대, 재료는 수성 용해도 차단제들 또는 보호기(protection group)들을 함유하는 중합체들을 포함한다. 충분히 많은 수의 PAG들이 활성화될 때, 용해성 기(solubility group)들은 산성 분자들에 의해 절단되거나(cleaved), 또는 탈보호되고(deprotected), 산은 재료의 중합체 사슬을 풀고, 재료는 더 가용성이 된다. PBG들이 또한 활성화되면, 염기성 분자들은 산성 분자들을 중화시켜 용해성 기들을 보호하고, 중합체들은 풀리지 않으며, 재료는 불용성으로 또는 덜 가용성(less soluble)으로 유지된다. PBG들은 또한, 재료에서 중합체 가교를 유도할 수 있으며, 이는 산 탈보호의 유효성을 감소시킨다. 따라서, 대략 동일한 파장에서 활성인 PAG들 및 PBG들 둘 모두를 포함하는 재료는, 인가되는 광의 파장 및 광의 도즈에 따라, 가용성인, 부분적으로 가용성인, 또는 불용성인 구역들을 가질 수 있다.
[0050] 반응성 층(110)에 입사되는 광은 강도의 그레디언트, 예컨대 가우시안 패턴을 가질 수 있다. 따라서, 반응성 층(110)의 상이한 부분들은 상이한 도즈들의 광을 수신할 수 있다. 따라서, 동일한 파장에서 활성인 PAG 및 PBG 둘 모두를 함유하는 반응성 층(110)의 상이한 부분들은 수신된 광의 도즈에 따라 산성, 염기성, 또는 중성일 수 있다.
[0051] 하나 이상의 실시예들에서, 반응성 층(110)은 제1 PAG 및 제1 PBG를 포함한다. 제1 PAG 및 제1 PBG는 제1 파장의 광에서 활성이다.
[0052] 제1 파장의 고(high) 도즈 광에서, PBG는 PAG가 산성 분자들을 생성하는 것보다 더 많은 염기성 분자들을 생성하고, 고 도즈 구역은 제1 구역에서 생성된다. 고 도즈 구역의 더 높은 염기도는 고 도즈 구역을 미반응된 제1 구역보다 더 또는 덜 가용성으로 만들 수 있다. 따라서, 고 도즈 구역은 미반응된 부분보다 에칭하기가 더 쉽거나 또는 더 어려울 수 있다. 일부 실시예들에서, 고 도즈 구역은 미반응된 부분과 동일한 용해도를 갖는다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 고 도즈 구역은 산성 분자들보다 적어도 약 10% 내지 20%의 순(net) 염기성 분자들을 갖는다.
[0053] 하나 이상의 실시예들에서, 고 도즈 구역은 순 염기 농도를 가질 것이며, 이는, 노광 후 베이킹 시에, 폴리-t-BOC의 탈보호를 생성하지 않을 것이고, 따라서 수성 염기 현상제, 이를테면, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH)에서 불용성으로 유지될 것이다.
[0054] 제1 파장의 중간(medium) 도즈 광에서, PAG는 PBG가 염기성 분자들을 생성하는 것보다 더 많은 산성 분자들을 생성하고, 중간 도즈 구역은 제1 구역에서 생성된다. 중간 도즈 구역의 더 높은 산성도는 중간 도즈 구역을 미반응된 제1 구역보다 덜 또는 더 가용성으로 만들 수 있다. 따라서, 중간 도즈 구역은 미반응된 부분보다 에칭하기가 더 어렵거나 또는 더 쉬울 수 있다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 중간 도즈 구역은 염기성 분자들보다 적어도 약 10% 내지 20%의 순 산성 분자들을 갖는다.
[0055] 하나 이상의 실시예들에서, 중간 도즈 구역은 순 산 농도를 가지며, 이는 노광 후 베이킹 시에, 폴리-t-BOC의 순 탈보호를 야기할 것이고, 수성 염기 현상제, 이를테면, TMAH에서 가용성일 것이다.
[0056] 제1 파장의 저(low) 도즈 광에서, PAG는 매우 적은 산성 분자들을 생성하고, PBG는 매우 적은 염기성 분자들을 생성하며, 저 도즈 구역은 제1 구역에서 생성된다. 저 도즈 구역의 중성(neutrality)은 미반응된 제1 구역의 용해도와 거의 동일하다. 따라서, 저 도즈 구역은 미반응된 부분과 거의 동일한 에칭 난이도이다.
[0057] 하나 이상의 실시예들에서, 저 도즈 구역은, 노광 후 베이킹 시에, 폴리-t-BOC의 탈보호를 생성하지 않을 것이고, 따라서 수성 염기 현상제, 이를테면, TMAH에서 불용성으로 유지될 것이다.
[0058] 아래에서, 위에서, 또는 단독으로 설명되는 실시예들과 함께 사용될 수 있는 하나 이상의 실시예들에서, 제1 PBG는 또한 제2 파장의 광에서 광활성인 반면, 제1 PAG는 제2 파장의 광에서 광활성이 아니다. 제2 파장의 고 도즈 광에서, 제1 PBG는 염기성 분자들을 생성한다. 고 도즈 구역의 더 높은 염기도는 고 도즈 구역을 미반응된 제1 구역보다 더 또는 덜 가용성으로 만들 수 있다. 따라서, 고 도즈 구역은 미반응된 부분보다 에칭하기가 더 쉽거나 또는 더 어려울 수 있다. 일부 실시예들에서, 고 도즈 구역은 미반응된 부분과 동일한 용해도를 갖는다.
[0059] 아래에서, 위에서, 또는 단독으로 설명되는 실시예들과 함께 사용될 수 있는 하나 이상의 실시예들에서, 반응성 층(110)은, 제2 파장의 광에서 광활성인 제2 PBG를 더 포함하는 반면, 제1 PAG는 제2 파장의 광에서 광활성이 아니다. 제2 파장의 고 도즈 광에서, PBG는 염기성 분자들을 생성한다. 고 도즈 구역의 더 높은 염기도는 고 도즈 구역을 미반응된 제1 구역보다 더 또는 덜 가용성으로 만들 수 있다. 따라서, 고 도즈 구역은 미반응된 부분보다 에칭하기가 더 쉽거나 또는 더 어려울 수 있다. 일부 실시예들에서, 고 도즈 구역은 미반응된 부분과 동일한 용해도를 갖는다.
[0060] 아래에서, 위에서, 또는 단독으로 설명되는 실시예들과 함께 사용될 수 있는 하나 이상의 실시예들에서, 반응성 층(110)은 제1 PAG 및 제1 PBG를 포함한다. 제1 PAG 및 제1 PBG는 제1 파장의 광에서 활성이다. 반응성 층(110)은 또한, 제2 파장의 광에서 광활성인 제2 PBG를 포함한다. 반응성 층(110)의 일부분에서의 제2 파장의 광의 도즈는, 제2 PBG가 많은 수의 염기성 분자들을 생성할 정도로 충분히 크다. 그 부분이 제1 파장의 광을 수신할 때, 제1 PAG는 산성 분자들을 생성하지만, 산성 원자들의 수는 제1 및 제2 PBG에 의해 생성되는 염기성 분자들의 수보다 더 적다. 따라서, 그 부분의 용해도가 감소되지 않는다. 반응성 층(110)은 듀얼-톤 거동을 갖는다(예컨대, 반응성 층(110)의 주어진 부분에서 수신된 광의 도즈는 가용성 부분[제1 톤] 또는 불용성 부분[제2 톤]을 초래함). 다른 실시예들에서, 다수의 용해도 범위들이 생성되고, 따라서 반응성 층(110)은 멀티-톤 거동을 갖는다.
[0061] 다른 실시예들에서, 반응성 층(110)은 PBG에 추가하여 또는 PBG 대신에 광 가교제(photo cross-linker)를 더 포함한다. 다른 실시예들에서, 추가적인 PAG들 및 PBG들이 재료에 포함되며, 이는 2개 초과의 광활성 파장들을 허용한다. 다른 실시예들에서, 제1 PBG는 또한, 제2 파장의 광에서 광활성이다.
[0062] 일부 실시예들에서, 반응성 층(110)의 용해도는, 반응성 층(110)이 처리 프로세스를 겪을 때까지 변화하지 않는다. 이러한 실시예들에서, 제1 및/또는 제2 PBG를 함유하는 부분이 처리 프로세스 전에 제2 파장을 수신하는 한, 제1 파장과 제2 파장은 어느 순서로든 적용될 수 있다. 처리 프로세스는 열적 베이킹 프로세스를 포함할 수 있다. 베이킹 프로세스는 산성 분자들이 중합체 보호기들로 확산되도록 열적 에너지를 제공하고, 베이킹은 탈보호 반응을 이끌기 위한 반응 에너지를 제공한다. PBG가 존재하는 경우에, 열적 베이킹은 염기성 분자들의 확산이 발생하도록 활성화 에너지를 제공하여, 염기성 분자들이 산들과 접촉하여 중화될 수 있게 한다.
[0063] 하나 이상의 실시예들에서, 반응성 층(110)의 재료는 하나 이상의 노볼락 수지들, 및 디아조나프토퀴논(C10H6N2O)[DNQ] 및 비스(아지드)를 포함하는 가교 화합물을 포함한다. 예시적인 노볼락 수지들은 1 미만의 포름알데히드 대 페놀 몰비를 갖는 하나 이상의 페놀-포름알데히드(PF) 수지들이거나 또는 이를 포함할 수 있다. DNQ가 광활성화될 때, 노볼락 수지의 용해도가 증가된다. 비스(아지드)가 광활성화될 때, 비스(아지드)는 노볼락 수지를 가교-결합시키고, 노볼락 수지는 불용성이거나 덜 가용성이다. DNQ는 약 350 nm 내지 약 425 nm의 제1 파장의 광에 대해 광활성이고, 비스(아지드)는 약 350 nm 미만 또는 약 425 nm 초과의 제2 파장의 광에 대해 광활성이다. 반응성 층(110)의 재료는 제1 파장에서 더 가용성이 되고 제2 파장에서 덜 가용성 또는 불용성이 된다.
[0064] 다른 실시예들에서, 재료는 폴리-t-BOC(폴리(3차-부톡시카르보닐옥시스티렌))와 같은 중합체 수지를 포함하며, 제1 구역은 PAG(이를테면, 요오도늄 트리플레이트)를 함유하고 그리고 제2 구역은 PBG(이를테면, 니트로베라트릴옥시카르보닐(NVOC) 피페리딘)를 함유한다. 약 240 nm 내지 약 250 nm의 제1 파장의 광에 노광될 때, 반응성 층(110)은 하나의 거동을 가질 것인데, 왜냐하면 PAG 요오도늄 트리플레이트 및 PBG NVOC 피페리딘 둘 모두가 제1 파장의 광에 반응성이기 때문이다. 반응성 층(110)이 약 300 nm 내지 약 375 nm의 제2 파장의 광에 노광될 때, 반응성 층(110)은 제2 반응성 거동을 가질 것인데, 왜냐하면 PBG NVOC 피페리딘만이 이 파장 대역에서 반응성이기 때문이다. 제1 파장의 광에서, PAG 및 PBG 둘 모두는 광-활성이어서, 듀얼 톤 거동이 확립될 수 있다. 제2 파장의 광에서, PBG 발생제만이 광-활성이며, 이는 폴리-t-BOC 포토-레지스트를 탈보호하려고 시도하는 임의의 산을 중화시킬 것이다.
[0065] 도 2는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 층상 구조를 패터닝하기 위한 동작들을 포함하는 방법(200)의 흐름도이다. 방법 동작들이 도 2, 도 3a - 도 3f, 도 4a - 도 4c, 도 5a - 도 5c, 및 도 6과 관련하여 설명되지만, 당업자들은, 방법 동작들을 임의의 순서로 수행하도록 구성된 임의의 시스템이 본원에서 설명되는 실시예들의 범위 내에 속한다는 것을 이해할 것이다. 방법(200)은, 제어기(190)의 프로세서에 의해 실행될 때, 리소그래피 장치(100)로 하여금, 방법(200)을 수행하게 하는 명령들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체들로서 제어기(190)에 저장되거나 제어기(190)에 의해 액세스가능할 수 있다.
[0066] 방법(200)은, 층상 구조를 생성하기 위해 기판 위에 반응성 층(110)이 배치되는 동작(210)에서 시작된다. 하나 이상의 실시예들에서, 반응성 층(110)은 층상 구조(117) 위에 배치된다. 반응성 층(110)은 임의의 표준 방법을 사용하여 배치될 수 있다. 예컨대, 반응성 층(110)은 습식-코팅 증착, 스핀-온 코팅 프로세스 등에 의해 증착될 수 있다.
[0067] 하나 이상의 실시예들에서, 반응성 층(110)은 미리-혼합된 포토-레지스트를 포함하고, PAG 및 PBG는 포토-레지스트에 혼합된다. 포토-레지스트는 층상 구조 상에 스핀-코팅된다. 포토-레지스트는 약 30초 내지 약 300초 동안 약 50℃ 내지 약 150℃의 온도에서 베이킹된다. 베이킹은 용매들을 증발시켜, 중합체 박막 포토-레지스트를 유발한다.
[0068] 도 3a는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층(110)의 일부분의 평면도를 예시한다. 도 3b는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층(110)의 일부분의 측단면도를 예시한다. 도 3a - 도 3b는 반응성 층(110)이 기판(115) 상에 배치된 후의 반응성 층(110)을 예시한다. 도시된 바와 같이, 반응성 층(110)은, 상이한 파장들의 광에서 상이한 반응 결과들을 생성하도록 설계된 하나 이상의 감광성 화학 화합물들(반응성 재료(300))을 포함한다.
[0069] 하나 이상의 실시예들에서, 반응성 재료(300)는 제1 PAG, 이를테면, 요오도늄 트리플레이트, 제1 PBG, 이를테면, 니트로베라트릴옥시카르보닐(NVOC) 피페리딘을 포함하고, 제1 PAG 및 제1 PBG는 240 nm 내지 약 250 nm의 제1 파장에서 광활성이다. 제1 PBG는 또한, 약 300 nm 내지 약 375 nm의 제2 파장에서 광활성이다.
[0070] 도시된 바와 같이, 반응성 재료(300)는 제1 구역(301), 2개의 제2 구역들(302), 및 2개의 중첩 구역들(305)을 포함한다. 제1 구역(301)은 제1 파장의 광에 노광될 반응성 재료(300)의 구역이다. 제2 구역들(302)은 제2 파장의 광에 노광될 반응성 재료(300)의 구역들이다. 중첩 구역들(305)은 제1 및 제2 파장들의 광에 노광될 반응성 재료(300)의 구역이다. 도 3a - 도 3f가 하나의 제1 구역, 2개의 제2 구역들, 및 2개의 중첩 구역들을 갖는 반응성 재료를 예시하지만, 본 개시내용은 그렇게 제한되지 않으며, 오퍼레이터가 원하는 패턴에 따라 임의의 수의 제1 구역들, 제2 구역들, 및/또는 중첩 구역들이 포함될 수 있다. 게다가, 제1, 제2, 및 중첩 구역들은 임의의 원하는 형상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 구역과 제2 구역은 중첩되지 않으며, 따라서 중첩 구역들이 없다. 일부 실시예들에서, 제3 파장의 광을 수신하는 제3 구역들이 포함된다.
[0071] 동작(220)에서, 반응성 층(110)은 복수의 파장들의 광에 노광된다. 예컨대, 광 소스 시스템(130)은 반응성 층(110)을 제1 및 제2 파장들의 광에 노광시킨다. 이미지 형성 디바이스(120)는, 제1 파장을 갖는 광이 제1 구역(301)에 입사되고, 제2 파장을 갖는 광이 제2 구역들(302)에 입사되고, 제1 파장을 갖는 광 및 제2 파장을 갖는 광이 중첩 구역들(305)에 입사되도록 광을 지향시킨다.
[0072] 도 4a - 도 4c는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층(110)에 입사되는 제1 파장을 갖는 광을 예시한다. 도 4a - 도 4c는 반응성 층(110)의 제1 구역(301)을 예시한다. 도 4a는, 파형(401)이 반응성 층(110)에 막 입사될 때의 그러나 활성 층의 재료가 광으로부터 반응하기 시작하기 전의 제1 구역(301)을 예시한다. 광은 반응성 층(110)에 입사되는 파형(401)을 갖는다. 도 4a에 예시된 파형(401)은 가우시안 형상(Gaussian shape)을 갖지만, 파형의 다른 형상들이 고려된다.
[0073] 도시된 바와 같이, 파형(401)은 고 도즈 영역(411), 2개의 중간 도즈 영역들(412), 및 2개의 저 도즈 영역들(413)을 포함한다. 고 도즈 영역(411)은 중간 도즈 영역들(412)보다 더 높은 강도를 갖는다. 중간 도즈 영역들(412)은 저 도즈 영역들(413)보다 더 높은 강도들을 갖는다. 고 도즈 영역들(411), 중간 도즈 영역들(412), 및 저 도즈 영역들(413)로의 파형(401)의 분할들은 아래의 반응성 층(110)에 입사되는 광의 원하는 효과에 따라 좌우된다. 고 도즈 영역(411), 중간 도즈 영역들(412), 및 저 도즈 영역들(413)은, 제1 구역(301)의 고 도즈 구역(311), 중간 도즈 구역들(312), 및 저 도즈 구역들(313)에 각각 입사된다.
[0074] 일부 실시예들에서, 중간 도즈 영역들(412)의 평균 강도는 고 도즈 영역(411)의 평균 강도의 약 60% 내지 약 70%이다. 일부 실시예들에서, 저 도즈 영역들(413)의 평균 강도는 고 도즈 영역(411)의 평균 강도의 약 30% 내지 약 40%이다. 중간 도즈 영역들(412)의 결합된 폭은 고 도즈 영역(411)의 폭과 대략 동일하다. 저 도즈 영역들(413)의 결합된 폭은 고 도즈 영역(411)의 폭과 대략 동일하다. 고 도즈 영역(411)의 폭은 약 50 nm 내지 약 1 ㎛이다.
[0075] 도 4b는 파형(401)이 반응성 층(110)에 입사될 때의 제1 구역(301)을 예시하며, 반응성 층(110)의 재료는 파형(401)에 의해 영향을 받는다. 도 4b에 예시된 실시예에서, 고 도즈 구역(311) 및 저 도즈 구역들(313)은 제1 파장의 광과 현저하게 반응하지 않는다. 그러나, 중간 도즈 구역들(312)은 제1 파장의 광과 반응한다. 중간 도즈 구역들(312)의 재료는 반응된 재료(320)로 변환된다.
[0076] 하나 이상의 실시예들에서, 고 도즈 구역(311)에서, 제1 PBG는 제1 PAG가 산성 분자들을 생성하는 것보다 더 많은 염기성 분자들을 생성한다. 고 도즈 구역(311)의 더 높은 염기도는 고 도즈 구역이 미반응된 부분과 동일한 용해도를 갖게 한다. 염기가 산을 압도하므로, 노광 후 베이킹 동안 레지스트를 탈보호하기 위한 순 산(net acid)이 존재하지 않는다.
[0077] 중간 도즈 구역들(312)에서, 제1 PAG는 제1 PBG가 염기성 분자들을 생성하는 것보다 더 많은 산성 분자들을 생성한다. 중간 도즈 구역들(312)의 더 높은 산성도는 중간 도즈 구역들을 미반응된 제1 구역보다 더 가용성이 되게 한다. 중간 도즈 구역의 더 높은 산성도는, 노광 후 베이킹이 레지스트를 탈보호하기 위해(예컨대, 중합체로부터 보호기들을 절단하기 위해) 산 확산 및 반응 운동학(reaction kinetics)을 이끌 때, 중합체를 (예컨대, TMAH 수성 현상제에서) 더 가용성으로 만든다.
[0078] 저 도즈 구역들(313)에서, 제1 PAG는 매우 적은 산성 분자들을 생성하고, 제1 PBG는 매우 적은 염기성 분자들을 생성한다. 저 도즈 구역들(313)의 중성은 미반응된 제1 구역과 거의 동일한 용해도를 갖는다. 따라서, 중간 도즈 구역들(312)은 미반응된 부분들보다 에칭하기가 더 쉽다. 고 도즈 구역(311) 및 저 도즈 구역들(313)은 더 느린 용해 레이트들을 가지며, 따라서 패턴 현상 후에 반응성 층(110)을 남겨 둔다.
[0079] 도 3c는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층(110)의 일부분의 평면도를 예시한다. 도 3d는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층(110)의 일부분의 측단면도를 예시한다. 도 3c 및 도 3d는 반응성 층이 제1 파장의 광 및 제2 파장의 광에 노광된 후의 반응성 층(110)을 예시한다. 에지 영역들(360)은 중첩 구역들(305)에 로케이팅된다. 중첩 구역들(305)이 제1 파장 및 제2 파장 둘 모두의 광에 노광되지만, 중첩 구역들의 재료는 반응하지 않는다. 그러나, 중간 도즈 구역(312)은 반응된 재료(320)로 변환되었다.
[0080] 하나 이상의 실시예들에서, 제1 구역(301)과 제2 구역(302)은 중첩 구역(305)에서 적어도 부분적으로 중첩된다. 중첩 구역들(305)에서의 제2 파장의 광의 도즈는 제1 PBG가 많은 수의 염기성 분자들을 생성할 정도로 충분히 크다. 중첩 구역이 제1 파장의 광을 수신할 때, 제1 PAG는 산성 분자들을 생성하지만, 산성 원자들의 수는 제1 및/또는 제2 PBG에 의해 생성되는 염기성 분자들의 수보다 더 적다. 따라서, 중첩 구역들(305)의 용해도는 감소되지 않는다.
[0081] 동작(230)에서, 반응성 층은 처리 프로세스에 노출된다. 처리 프로세스는 당해 기술분야의 임의의 처리 프로세스를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 반응성 층(110)은 처리 프로세스에 노출된다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 처리 프로세스는 반응성 층(110)을 약 10초 내지 약 300초의 기간 동안 약 70℃ 내지 약 200℃의 온도로 가열하는 것을 포함한다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 처리 프로세스는 반응성 층(110)을 포지티브 현상액(developer solution), 이를테면, 약 2% 내지 약 5%의 TMAH를 함유하는 현상액에 노출시키는 것을 포함한다. 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따르면, 처리 프로세스는 반응성 층(110)을 네거티브 현상액, 이를테면, 톨루엔을 함유하는 현상액에 노출시키는 것을 포함한다.
[0082] 도 3e는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층(110)의 일부분의 평면도를 예시한다. 도 3f는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 반응성 층(110)의 일부분의 측단면도를 예시한다. 도 3e 및 도 3f는 반응성 층이 처리 프로세스를 겪은 후의 반응성 층(110)을 예시한다. 도 4c는 처리 프로세스 후의 제1 구역(301)을 예시한다. 중간 도즈 구역들(312)은 하나 이상의 트렌치들(350)을 형성하기 위해 제거되었다. 트렌치(350)는 약 1 nm 내지 약 100 nm의 두께 및 약 50 nm 내지 약 1 ㎛의 폭을 가질 수 있다.
[0083] 방법(200)이 완료된 후에, 금속 층이 트렌치(350)에 증착될 수 있고, 반응성 재료(300)가 제거된다. 따라서, 방법(200)은, 방법(200)에 의해 결정된 원하는 형상으로 금속 층을 포함하는 회로를 형성하는 데 사용될 수 있다.
[0084] 방법(200)이 포지티브 포토레지스트 프로세스를 사용하여 설명되지만(예컨대, 방법(200)은 반응된 재료(320)가 더 가용성이 되게 함), 동일한 방법(200)이 네거티브 포토레지스트 프로세스에 적용가능하다. 이러한 실시예들에서, 중간 도즈 구역들(312)은 제1 파장의 광에 노광된 후에 덜 가용성이 되고, 처리 프로세스는 반응성 층(110)의 나머지를 제거한다. 예컨대, 반응성 층(110)을 제거하기 위해, 약 30초 내지 약 300초의 기간 동안, 반응성 층(110)이 톨루엔에 노출되고, 반응된 재료(320)는 남아있다. 방법(200)은 또한, 포지티브 레지스트 방법 및 네거티브 레지스트 방법 둘 모두를 포함하는 듀얼 톤 포토리소그래피 방법으로서 수행될 수 있다.
[0085] 위에서 설명된 방법(200)은 광의 2개의 상이한 파장을 수신하는 반응성 층(110)의 상이한 구역들을 포함하지만, 다른 방법들이 고려된다. 하나 이상의 실시예들에서, 반응성 층(110)은 2개 이상의 상이한 구역들을 포함하며, 각각의 구역은 상이한 광-활성 재료들을 포함한다. 상이한 광-활성 재료들은 상이한 파장들의 광에서 활성이다. 전체 반응성 층은 상이한 파장들의 광에 노광될 수 있고, 따라서 반응성 층의 재료는 반응하여 원하는 패턴을 만든다.
[0086] 도 5a - 도 5b는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 프로세싱되는 상이한 스테이지들에서의 반응성 층(110)을 포함하는 워크피스(500)의 일부분의 측단면도들을 예시하고, 도 5c는 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 5b에 묘사된 워크피스(500)의 일부분의 평면도를 예시한다. 도 5a에 묘사된 바와 같이, 워크피스(500)는 기판(115) 상에 배치된 반응성 재료를 포함하는 반응성 층(110)을 포함한다. 본원에서 설명되고 논의된 바와 같이, 워크피스(500) 상의 층상 구조를 패터닝하기 위한 방법들은 리소그래피 장치(100) 상에서 수행될 수 있다.
[0087] 하나 이상의 실시예들에서, 반응성 재료는 하나 이상의 중합체 포토레지스트 재료들, 하나 이상의 PAG들, 및 하나 이상의 PBG들을 함유한다. PAG는 제1 파장을 갖는 광에 활성이거나 또는 제1 파장을 갖는 광에 의해 활성화되고, PBG는 제1 파장과 상이한 제2 파장을 갖는 광에 활성이거나 또는 제2 파장을 갖는 광에 의해 활성화된다. 제1 파장은 약 240 nm 내지 약 250 nm이고, 제2 파장은 약 350 nm 내지 약 410 nm이다.
[0088] 하나 이상의 예들에서, 중합체 포토레지스트 재료는 하나 이상의 중합체 수지들(예컨대, 폴리-t-BOC)이거나 또는 이를 함유한다. 하나 이상의 예들에서, PAG는 하나 이상의 트리플레이트 화합물들(예컨대, 요오도늄 트리플레이트)이거나 또는 이를 함유한다. 하나 이상의 예들에서, PBG는 시아노아크릴산 발색단 및 바이사이클릭 질소성 염기이거나 또는 이를 함유한다. 시아노아크릴산 발색단의 일 예는 (E)-3-(2,2'-비티오펜-5-일)-2-시아노아크릴산 발색단을 포함한다. 바이사이클릭 질소성 염기의 예들은 1,8-디아자바이사이클로[5.4.0]운데크-7-엔(DBU) 또는 1,5,7-트리아자바이사이클로[4.4.0]데크-5-엔(TBD)을 포함할 수 있다.
[0089] 도 5b에서 화살표들로 묘사된 바와 같이, 워크피스(500)는 제1 파장을 갖는 제1 광(512) 및 제2 파장을 갖는 제2 광(514)에 노광된다. 제1 파장의 제1 광(512)에 노광될 때, 반응성 재료의 제1 패턴 구역(502)이 반응성 층(110)(도 5a)에 형성되거나 또는 다른 방식으로 생성된다. 제1 패턴 구역(502)은, 임의의 형상, 크기, 기하학적 구조, 또는 패턴을 가질 수 있는 트렌치들, 비아들, 콘택 비아들, 채널들, 및/또는 다른 애퍼처들일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 유사하게, 제2 파장의 제2 광(514)에 노광될 때, 반응성 재료의 제2 패턴 구역(504)이 반응성 층(110)(도 5a)에 형성되거나 또는 다른 방식으로 생성된다. 제2 패턴 구역(504)은 제1 패턴 구역(502)의 네거티브일 수 있다. 일부 예들에서, 제1 패턴 구역(502)은 제2 파장을 갖는 제2 광(514)에 노광되지 않은 채로 유지되는 한편, 제2 패턴 구역(504)은 제1 파장을 갖는 제1 광(512)에 노광되지 않은 채로 유지된다. 제1 및 제2 광들(512, 514) 각각에 의한 제1 패턴 구역(502) 및 제2 패턴 구역(504)의 노광들은 서로 동시에 발생한다. 예컨대, 반응성 재료의 제1 패턴 구역(502) 또는 제2 패턴 구역(504) 중 하나에서 산이 생성되는 한편, 생성된 산을 함유하는 패턴 구역과 상이한 다른 패턴 구역에서 염기가 생성된다. 따라서, 산은 제1 패턴 구역(502)에서 생성되고 염기는 제2 패턴 구역(504)에서 생성된다. 대안적으로, 염기는 제1 패턴 구역(502)에서 생성되고 산은 제2 패턴 구역(504)에서 생성된다.
[0090] 하나 이상의 실시예들에서, 도 5b에 묘사된 바와 같이, PAG로부터 생성된 산은 제1 패턴 구역(502) 내에서 522로 라벨링된 o들로 표시되고, PBG로부터 생성된 염기는 제2 패턴 구역(504) 내에서 524로 라벨링된 x들로 표시된다. 예시되지 않은 다른 실시예들에서, PAG로부터 생성된 산은 제2 패턴 구역(504) 내에 로케이팅될 수 있고, PBG로부터 생성된 염기는 제1 패턴 구역(502) 내에 로케이팅될 수 있다.
[0091] 어느 한 예에서, 제1 패턴 구역(502)과 제2 패턴 구역(504) 사이에 배치된 계면들에서의 산과 염기의 반응으로부터 중화된 구역(508)이 생성된다. 중화된 구역(508)은 패턴 구역들(502, 504)의 계면에서 산 및 염기로부터 생성된 하나 이상의 염들을 함유한다. 중화된 구역(508)은 피처들에, 이를테면, 패턴 구역들(502, 504) 사이에 날카롭고 선명한 에지들을 제공하며, 이는 결국 종래의 리소그래피 프로세스들과 비교하여 본원에서 설명되고 논의된 리소그래피 프로세스들에서 향상된 해상도를 제공한다. 중화된 구역(508)은, 패턴 구역(502 또는 504)과 같은 하나의 구역에서 발생하는 순방향 반응과 이웃 구역에서 발생하는 순방향 반응의 차단 사이의 구역을 제공한다. 예컨대, 패턴 구역(502 또는 504) 내의 반응성 재료의 산은 중합체 포토레지스트 재료 상의 보호기를 제거하고, 다른 패턴 구역(502 또는 504) 내의 반응성 재료의 염기는 중합체 포토레지스트 재료 상의 보호기의 탈-보호를 차단한다.
[0092] 위의 동작(230)에서 설명되고 논의된 바와 같이, 제1 및 제2 패턴 구역들(502, 504)을 포함하는 워크피스(500)는 처리 프로세스에 노출될 수 있다. 제1 패턴 구역(502) 및 제2 패턴 구역(504)은 처리 프로세스 동안 하나 이상의 현상액들에 노출된다. 하나 이상의 예들에서, 반응성 재료의 제1 패턴 구역(502)은 제거되고, 그리고 반응성 재료의 제2 패턴 구역(504)은 처리 프로세스 동안 유지된다. 현상액은 하나 이상의 현상제 염기들을 함유하는 포지티브 현상액일 수 있다. 대안적으로, 현상액은 하나 이상의 현상제 산들을 함유하는 네거티브 현상액일 수 있다.
[0093] 일부 실시예들에서, 층상 구조를 패터닝하는 방법은, 동시에, 반응성 재료의 제1 패턴 구역(502)을 제1 파장의 제1 광(512)에 노광시키고 그리고 반응성 재료의 제2 패턴 구역(504)을 제2 파장의 제2 광(514)에 노광시키는 단계, 반응성 재료의 제1 패턴 구역(502)에서 산을 생성하면서 반응성 재료의 제2 패턴 구역(504)에서 염기를 생성하는 단계, 및 제1 및 제2 패턴 구역들(502, 504) 사이의 계면에서, 생성된 산 및 생성된 염기로부터 중화된 구역(508)을 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 처리 프로세스 동안 반응성 재료의 제1 패턴 구역(502)이 제거되고 반응성 재료의 제2 패턴 구역(504)이 유지되도록, 처리 프로세스 동안 반응성 재료의 제1 패턴 구역(502) 및 제2 패턴 구역(504)을 현상액(예컨대, 포지티브 현상액)에 노출시키는 단계를 포함한다. 다른 예들에서, 현상액은 네거티브 현상액이며, 그에 따라, 처리 프로세스 동안 반응성 재료의 제1 패턴 구역(502)이 유지되고 반응성 재료의 제2 패턴 구역(504)이 제거된다.
[0094] 하나 이상의 실시예들에서, 반응성 층의 반응성 재료는 하나 이상의 중합체 포토레지스트 재료들, 1개, 2개, 또는 그 초과의 가교 억제제들, 및 선택적으로 하나 이상의 퀀처(quencher)들을 함유한다. 일부 예들에서, 반응성 재료는 하나 이상의 중합체 포토레지스트 재료들, 제1 가교 억제제, 및 제2 가교 억제제를 함유한다. 다른 예들에서, 반응성 재료는 하나 이상의 중합체 포토레지스트 재료들, 가교 억제제, 및 하나 이상의 퀀처들을 함유한다.
[0095] 하나 이상의 실시예들에서, 층상 구조를 패터닝하는 방법은 층상 구조 및/또는 기판 위에 반응성 재료를 배치하는 단계를 포함한다. 반응성 재료는 중합체 포토레지스트 재료, 제1 가교 억제제, 및 제2 가교 억제제를 함유한다. 제1 가교 억제제는 제1 파장에서 활성이고, 제2 가교 억제제는 제1 파장과 상이한 제2 파장에서 활성이다. 방법은 또한, 동시에, 반응성 재료의 제1 패턴 구역을 제1 파장의 제1 광에 노광시키고 그리고 반응성 재료의 제2 패턴 구역을 제2 파장의 제2 광에 노광시키는 단계, 반응성 재료의 제1 패턴 구역에서 제1 활성화된 가교 억제제를 생성하면서 반응성 재료의 제2 패턴 구역에서 제2 활성화된 가교 억제제를 생성하는 단계, 및 제1 패턴 구역과 제2 패턴 구역 사이의 계면에서, 제1 활성화된 가교 억제제 및 제2 활성화된 가교 억제제로부터 중화된 구역을 생성하는 단계를 포함한다.
[0096] 도 6은 본원에서 설명되고 논의되는 하나 이상의 실시예들에 따른, 하나의 프로세스 스테이지에서 반응성 층(110)을 포함하는 워크피스(600)의 일부분의 평면도를 예시한다. 워크피스(600)는 워크피스(500)와 유사하지만, 도 6에 묘사된 바와 같이, 워크피스(600)는 또한, 제1 및 제2 광들 둘 모두에 노광되는 반응성 재료의 제3 패턴 구역(506)을 갖는다. 제3 패턴 구역(506)은 워크피스(600) 상의 절단 영역 또는 구역일 수 있다. 따라서, 동작(230)에서의 처리 프로세스 동안 제1 패턴 구역(502)에서의 반응성 재료의 제거 시에, 제3 패턴 구역(506) 내의 반응성 재료는 제2 패턴 구역(504) 내의 반응성 재료와 함께 워크피스(600) 상에 남아있을 수 있다.
[0097] 하나 이상의 실시예들에서, 워크피스(600)는 층상 구조 또는 기판 위에 배치된 반응성 재료를 포함하는 반응성 층(110)을 포함한다. 반응성 재료는 하나 이상의 중합체 포토레지스트 재료들, 하나 이상의 PAG들, 및 하나 이상의 PBG들을 함유한다. PAG는 제1 파장에서 활성이고, PBG는 제1 파장과 상이한 제2 파장에서 활성이다. 방법은, 동시에, 반응성 재료의 제1 패턴 구역(502)을 제1 파장의 제1 광에 노광시키고, 반응성 재료의 제2 패턴 구역(504)을 제2 파장의 제2 광에 노광시키고, 그리고 반응성 재료의 제3 패턴 구역(506)을 제1 파장의 제1 광 및 제2 파장의 제2 광에 노광시키는 단계를 포함한다. 일부 예들에서, 도 6에 묘사된 바와 같이, 제3 패턴 구역(506)은 제1 패턴 구역(502)의 일부분이다. 다른 예들에서, 제3 패턴 구역(506)은 제2 패턴 구역(504)(미도시)의 일부분이다. 추가의 예들에서, 제3 패턴 구역(506)은 제1 및 제2 패턴 구역들(502, 504)(미도시) 둘 모두의 일부분이다.
[0098] 방법은 또한, 반응성 재료의 제1 패턴 구역(502)에서 PAG로부터 산을 생성하는 한편, 반응성 재료의 제2 패턴 구역(504) 및 제3 패턴 구역(506)에서 PBG로부터 염기를 생성하는 단계를 포함한다. 중화된 구역(508)은, 제1 패턴 구역(502)과 제3 패턴 구역(506)뿐만 아니라 제1 패턴 구역(502)과 제2 패턴 구역(504) 사이의 계면에 배치된다. 하나 이상의 예들에서, 제1 패턴 구역(502)은 제2 파장을 갖는 제2 광에 노광되지 않은 채로 유지되는 한편, 제2 패턴 구역(504)은 제1 파장을 갖는 제1 광에 노광되지 않은 채로 유지되는 한편, 제3 패턴 구역(506)은 제1 파장을 갖는 제1 광 및 제2 파장을 갖는 제2 광에 노광된다.
[0099] 위에서 설명된 바와 같이, 리소그래피 장치, 패터닝 시스템, 및 층상 구조를 패터닝하는 방법이 제공된다. 패터닝 시스템은 이미지 형성 디바이스 및 반응성 층을 포함한다. 패터닝 시스템은 리소그래피 패턴들을 생성할 수 있게 한다. 리소그래피 장치는 패터닝 시스템 및 광학 시스템을 포함한다. 리소그래피 장치는, 반응성 층 상에 복수의 상이한 컬러 이미지들 및/또는 패턴들을 형성하기 위해, 이미지 형성 디바이스와 함께 복수의 파장들의 광을 사용한다. 패터닝하는 방법은 복수의 상이한 파장 패턴들의 광에 반응성 층을 노광시키는 단계를 포함한다. 반응성 층은 상이한 파장들의 광과 상이하게 반응하여, 복수의 컬러 이미지들 및/또는 하나 이상의 복합 이미지들이 단일 리소그래피 단계에서 형성될 수 있게 한다.
[00100] 본원에 개시된 방법 및 장치들은 하나의 리소그래피 단계를 필요로 하며, 이는 그렇지 않으면 다수의 리소그래피 단계들 및 다수의 마스크들을 요구했을 순수 화합물 이미지(net compound image)를 생성한다. 게다가, 이미지 형성 디바이스의 사용은 다수의 마스크들의 정렬에 대한 필요성을 감소시켜서, 리소그래피의 시간을 감소시킨다.
[00101] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다. 임의의 우선권 문헌들 및/또는 테스팅 절차들을 이들이 본 문서와 불일치하지 않는 정도까지 포함하여, 본원에서 설명된 모든 문헌들이 인용에 의해 본원에 포함된다. 전술된 일반적인 설명 및 특정 실시예들로부터 자명한 바와 같이, 본 개시내용의 형태들이 예시 및 설명되었지만, 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형들이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 개시내용이 이에 의해 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 마찬가지로, "포함하는"이라는 용어는 미국 법률의 목적들에 있어서 "구비하는"이라는 용어와 동의어로 간주된다. 마찬가지로, "포함하는"이라는 전이구(transitional phrase)가 콤포지션(composition), 엘리먼트, 또는 엘리먼트들의 그룹에 후행되는 경우마다, 콤포지션, 엘리먼트, 또는 엘리먼트들의 기재에 후행하는 "~를 필수적 요소로 하여 구성되는(consisting essentially of)", "~로 구성되는", "~로 구성된 그룹으로부터 선택되는", 또는 "~인"이라는 전이구들을 갖는 콤포지션 또는 엘리먼트들의 그룹에 대해서도 동일하다고 고려하고, 그 반대도 마찬가지라고 고려한다는 것이 이해된다.
[00102] 본원에서 사용되는 바와 같이, "약"이라는 용어는 공칭 값으로부터 +/-10%의 편차를 의미한다. 그러한 편차는 본원에서 제공된 임의의 값에 포함될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[00103] 소정의 실시예들 및 특징들은 수치 상한들의 세트 및 수치 하한들의 세트를 사용하여 설명되었다. 달리 표시되지 않는 한, 임의의 2개의 값들의 조합, 예컨대 임의의 하위 값과 임의의 상위 값의 조합, 임의의 2개의 하위 값들의 조합, 및/또는 임의의 2개의 상위 값들의 조합을 포함하는 범위들이 고려된다는 것이 인지되어야 한다. 아래의 하나 이상의 청구항들에서 소정의 하한들, 상한들 및 범위들이 나타난다.

Claims (30)

  1. 리소그래피 장치로서,
    층상 구조(layered structure)를 지지하도록 구성된 기판 지지부;
    2개 이상의 파장들로 광을 방출할 수 있는 광 소스 시스템; 및
    상기 광 소스 시스템에 의해 생성된 상기 2개 이상의 파장들의 광을 수신하고 그리고 상기 광 소스 시스템으로부터 수신된 상기 2개 이상의 파장들의 2개 이상의 광 이미지들을 생성할 수 있는 이미지 형성 디바이스를 포함하는,
    리소그래피 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광 소스 시스템은 상기 2개 이상의 파장들로 광을 방출하도록 구성된 광 소스를 포함하고,
    상기 이미지 형성 디바이스는 DMD(digital micromirror device)를 포함하고, 그리고
    상기 DMD는 상기 2개 이상의 파장들로 상기 광 이미지들을 투사하도록 구성되는,
    리소그래피 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 이미지 형성 디바이스는 제1 DMD 및 제2 DMD를 포함하고,
    상기 제1 DMD는 상기 2개 이상의 파장들 중 제1 파장으로 광을 투사하도록 구성되고, 그리고
    상기 제2 DMD는 상기 2개 이상의 파장들 중 제2 파장으로 광을 투사하도록 구성되는,
    리소그래피 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 이미지 형성 디바이스는 제1 포토마스크 및 제2 포토마스크를 포함하고,
    상기 제1 포토마스크는 상기 2개 이상의 파장들 중 제1 파장으로 광을 투사하도록 구성되고, 그리고
    상기 제2 포토마스크는 상기 2개 이상의 파장들 중 제2 파장으로 광을 투사하도록 구성되는,
    리소그래피 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 광 소스 시스템은 상기 2개 이상의 파장들로 광을 방출하도록 구성된 광 소스를 포함하고,
    상기 이미지 형성 디바이스는 포토마스크를 포함하고, 그리고
    상기 포토마스크는 상기 2개 이상의 파장들로 상기 광 이미지들을 투사하도록 구성되는,
    리소그래피 장치.
  6. 패터닝 시스템으로서,
    이미지 형성 디바이스; 및
    반응성 재료를 포함하는 반응성 층을 포함하며,
    상기 반응성 재료는,
    제1 구역; 및
    제2 구역을 포함하고,
    상기 이미지 형성 디바이스는 상기 제1 구역 상으로의 제1 파장의 광을 허용하도록 구성되고, 그리고
    상기 이미지 형성 디바이스는 상기 제2 구역 상으로의 제2 파장의 광을 허용하도록 구성되는,
    패터닝 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 구역은,
    저 도즈(dose) 구역;
    중간 도즈 구역; 및
    고 도즈 구역을 포함하고,
    상기 이미지 형성 디바이스는 상기 중간 도즈 구역보다 상기 고 도즈 구역에서 상기 제1 파장의 광의 더 높은 도즈를 허용하도록 구성되고, 그리고
    상기 이미지 형성 디바이스는 상기 저 도즈 구역보다 상기 중간 도즈 구역에서 상기 제1 파장의 광의 더 높은 도즈를 허용하도록 구성되는,
    패터닝 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 반응성 층은 포토레지스트를 포함하는,
    패터닝 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 반응성 재료는 제1 광산 발생제(PAG) 및 제1 광염기 발생제(PBG)를 포함하고, 그리고 상기 제1 PAG 및 상기 제1 PBG 각각은 상기 제1 파장의 광에서 광-활성인,
    패터닝 시스템.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 이미지 형성 디바이스는 하나 이상의 DMD(digital micromirror device)들을 포함하는,
    패터닝 시스템.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 이미지 형성 디바이스는 하나 이상의 포토마스크들을 포함하는,
    패터닝 시스템.
  12. 층상 구조를 패터닝하는 방법으로서,
    상기 층상 구조 위에 반응성 층을 배치하는 단계; 및
    이미지 형성 디바이스를 통해 복수의 파장들의 광에 상기 반응성 층을 노광시키는 단계를 포함하고,
    상기 반응성 층은 제1 구역 및 제2 구역을 포함하는 반응성 재료를 포함하며,
    상기 반응성 층을 노광시키는 단계는,
    상기 제1 구역을 제1 파장의 광에 노광시키는 단계; 및
    상기 제2 구역을 제2 파장의 광에 노광시키는 단계를 포함하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 반응성 층은 포토레지스트를 포함하고, 그리고 상기 이미지 형성 디바이스는 하나 이상의 DMD(digital micromirror device)들을 포함하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 반응성 재료는 제1 광산 발생제(PAG) 및 제1 광염기 발생제(PBG)를 포함하고, 상기 제1 PAG 및 상기 제1 PBG 각각은 상기 제1 파장에서 활성인,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 반응성 재료는 상기 제2 파장에서 활성인 제2 PBG를 더 포함하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 구역을 노광시키는 단계와 상기 제2 구역을 노광시키는 단계는 동시에 발생하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 구역을 노광시키는 단계와 상기 제2 구역을 노광시키는 단계는 순차적으로 발생하고, 그리고 상기 제1 구역을 노광시키는 단계 및 상기 제2 구역을 노광시키는 단계는 1회 이상 반복되는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 반응성 층은 포토레지스트를 포함하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 구역과 상기 제2 구역은 적어도 부분적으로 중첩되는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 구역은,
    저 도즈 구역;
    중간 도즈 구역; 및
    고 도즈 구역을 포함하며,
    상기 이미지 형성 디바이스는 상기 중간 도즈 구역보다 상기 고 도즈 구역에서 상기 제1 파장의 광의 더 높은 도즈를 허용하도록 구성되고, 그리고 상기 이미지 형성 디바이스는 상기 저 도즈 구역보다 상기 중간 도즈 구역에서 상기 제1 파장의 광의 더 높은 도즈를 허용하도록 구성되는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  21. 층상 구조를 패터닝하는 방법으로서,
    상기 층상 구조 위에 반응성 재료를 배치하는 단계 ― 상기 반응성 재료는 중합체 포토레지스트 재료, 광산 발생제(PAG), 및 광염기 발생제(PBG)를 포함하고, 그리고 상기 PAG는 제1 파장에서 활성이고 그리고 상기 PBG는 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장에서 활성임 ―;
    동시에, 상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역을 상기 제1 파장의 제1 광에 노광시키고 그리고 상기 반응성 재료의 제2 패턴 구역을 상기 제2 파장의 제2 광에 노광시키는 단계;
    상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역 또는 제2 패턴 구역 중 하나에서 산을 생성하면서, 상기 생성된 산을 함유하는 패턴 구역과 상이한, 상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역 또는 제2 패턴 구역 중 하나에서 염기를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 패턴 구역과 상기 제2 패턴 구역 사이의 계면에서 상기 산 및 상기 염기로부터 중화된 구역을 생성하는 단계를 포함하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 패턴 구역은 상기 제2 파장을 갖는 제2 광에 노광되지 않은 채로 유지되는 한편, 상기 제2 패턴 구역은 상기 제1 파장을 갖는 제1 광에 노광되지 않은 채로 유지되는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  23. 제21 항에 있어서,
    상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역 또는 제2 패턴 구역 중 하나의 패턴 구역의 산은 상기 중합체 포토레지스트 재료 상의 보호기(protection group)를 제거하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  24. 제21 항에 있어서,
    상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역 또는 제2 패턴 구역 중 하나의 패턴 구역의 염기는 상기 중합체 포토레지스트 재료 상의 보호기의 탈-보호(de-protection)를 차단하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  25. 층상 구조를 패터닝하는 방법으로서,
    상기 층상 구조 위에 반응성 재료를 배치하는 단계 ― 상기 반응성 재료는 중합체 포토레지스트 재료, 광산 발생제(PAG), 및 광염기 발생제(PBG)를 포함하고, 그리고 상기 PAG는 제1 파장에서 활성이고 그리고 상기 PBG는 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장에서 활성임 ―;
    동시에, 상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역을 상기 제1 파장의 제1 광에 노광시키고 그리고 상기 반응성 재료의 제2 패턴 구역을 상기 제2 파장의 제2 광에 노광시키는 단계;
    상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역에서 산을 생성하면서 상기 반응성 재료의 제2 패턴 구역에서 염기를 생성하는 단계;
    상기 제1 패턴 구역과 상기 제2 패턴 구역 사이의 계면에서 상기 산 및 상기 염기로부터 중화된 구역을 생성하는 단계; 및
    처리 프로세스 동안, 상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역 및 제2 패턴 구역을 현상액(developer solution)에 노출시키는 단계를 포함하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역은 제거되고, 그리고 상기 반응성 재료의 제2 패턴 구역은 상기 처리 프로세스 동안 유지되는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  27. 층상 구조를 패터닝하는 방법으로서,
    상기 층상 구조 위에 반응성 재료를 배치하는 단계 ― 상기 반응성 재료는 중합체 포토레지스트 재료, 광산 발생제(PAG), 및 광염기 발생제(PBG)를 포함하고, 그리고 상기 PAG는 제1 파장에서 활성이고 그리고 상기 PBG는 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장에서 활성임 ―;
    동시에, 상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역을 상기 제1 파장의 제1 광에 노광시키고, 상기 반응성 재료의 제2 패턴 구역을 상기 제2 파장의 제2 광에 노광시키고, 그리고 상기 반응성 재료의 제3 패턴 구역을 상기 제1 파장의 제1 광 및 상기 제2 파장의 제2 광에 노광시키는 단계 ― 상기 제3 패턴 구역은 상기 제1 패턴 구역의 일부분임 ―; 및
    상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역에서 산을 생성하면서 상기 반응성 재료의 제2 패턴 구역 및 제3 패턴 구역에서 염기를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 패턴 구역과 상기 제2 패턴 구역 사이의 계면에서 상기 산 및 상기 염기로부터 중화된 구역을 생성하는 단계를 포함하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 제1 패턴 구역은 상기 제2 파장을 갖는 제2 광에 노광되지 않은 채로 유지되는 한편, 상기 제2 패턴 구역은 상기 제1 파장을 갖는 제1 광에 노광되지 않은 채로 유지되는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  29. 제27 항에 있어서,
    상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역 또는 제2 패턴 구역 중 하나의 패턴 구역의 산은 상기 중합체 포토레지스트 재료 상의 보호기를 제거하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
  30. 제27 항에 있어서,
    상기 반응성 재료의 제1 패턴 구역 또는 제2 패턴 구역 중 하나의 패턴 구역의 염기는 상기 중합체 포토레지스트 재료 상의 보호기의 탈-보호를 차단하는,
    층상 구조를 패터닝하는 방법.
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