KR20220130786A - 극자외선 마스크 블랭크 하드 마스크 재료들 - Google Patents

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Abstract

극자외선(EUV) 마스크 블랭크들(mask blanks), 이들의 제조 방법들, 및 이들을 위한 제조 시스템들(systems)이 개시된다. EUV 마스크 블랭크들은 기판; 기판 상의 반사 층들의 다층 스택(stack); 반사 층들의 다층 스택 상의 캡핑 층(capping layer); 캡핑 층 상의 흡수재 층 ― 흡수재 층은 안티몬(antimony) 함유 재료를 포함함 ― ; 및 흡수재 층 상의 하드 마스크 층(hard mask layer) ― 하드 마스크 층은 CrO, CrON, TaNi, TaRu 및 TaCu로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하드 마스크 재료를 포함함 ― 을 포함한다.

Description

극자외선 마스크 블랭크 하드 마스크 재료들
[0001] 본 개시내용은 일반적으로 극자외선 리소그래피(lithography), 보다 구체적으로 안티몬 질화물 흡수재(antimony nitride absorber)를 갖는 극자외선 마스크 블랭크들(mask blanks) 및 제조 방법들에 관한 것이다.
[0002] 연 x-선 투영 리소그래피(soft x-ray projection lithography)로 또한 알려져 있는 극자외선(EUV) 리소그래피는 0.0135 미크론(micron) 이하의 최소 피처(feature) 크기 반도체 디바이스들(devices)의 제조에 사용된다. 그러나, 일반적으로 5 내지 100 나노미터(nanometer) 파장 범위인 극자외선 광은 거의 모든 재료들에 강하게 흡수된다. 이러한 이유로, 극자외선 시스템들(systems)은 광의 투과보다는 반사에 의해 작동한다. 일련의 미러들(mirrors), 또는 렌즈들(lens) 요소들, 및 비-반사 흡수재 마스크 패턴(mask pattern)으로 코팅된 반사 요소, 또는 마스크 블랭크의 사용을 통해, 패터닝된(patterned) 활성 광은 레지스트 코팅된(resist-coated) 반도체 기판 상으로 반사된다.
[0003] 극자외선 리소그래피 시스템들의 렌즈들 요소들 및 마스크 블랭크들은 몰리브덴 및 실리콘과 같은 재료들의 반사 다층 코팅들로 코팅된다. 렌즈들 요소 또는 마스크 블랭크 당 약 65 %의 반사 값들은 극도로 좁은 자외선 대역 통과, 예를 들어, 13.5 나노미터 자외선 광에 대해 12.5 내지 14.5 나노미터 대역 통과 내에서 광을 강하게 반사하는 다층 코팅들로 코팅된 기판들을 사용함으로써 획득되었다. EUV 마스크 블랭크들은 EUV 반사 마스크들을 형성하기 위해 사용된다.
[0004] 도 1은 브래그 간섭(Bragg interference)에 의해 마스킹되지 않은 부분들에서 EUV 방사선을 반사하는 기판(14) 상의 반사 다층 스택(stack)(12)을 포함하는, EUV 마스크 블랭크로부터 형성되는 종래의 EUV 반사 마스크(10)를 도시한다. 종래의 EUV 반사 마스크(10)의 마스킹된 (비-반사) 영역들(16)은 버퍼 층(buffer layer)(18) 및 흡수 층(20)을 에칭함으로써 형성된다. 캡핑 층(capping layer)(22)이 반사 다층 스택(12) 위에 형성되어 에칭 프로세스 동안 반사 다층 스택(12)을 보호한다. 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, EUV 마스크 블랭크들은 다층들, 캡핑 층 및 흡수재 층으로 코팅된 저열팽창 재료 기판 상에 만들어지며, 이는 이후 에칭되어 마스킹된 (비-반사) 영역들(16) 및 반사 영역들(24)을 제공한다.
[0005] EUV 마스크 블랭크들의 제조 동안, 하드 마스크가 흡수재 층 위에 형성된다. 하드 마스크 층을 포함하는 EUV 마스크 블랭크로부터 에칭 및 다른 프로세스들에 의해 마스크 패턴을 갖는 반사 마스크가 형성된다. 흡수재 층을 형성하기 위해 사용되는 차세대 흡수재 재료들, 예를 들어 안티몬-함유 재료들은, 에칭 프로세스들 동안 흡수재 층에 대한 하드 마스크 층의 적절한 에칭 선택비를 갖기 위한 도전을 제기한다. 따라서, 안티몬 함유 흡수재 재료들에 대해 적절한 에칭 선택비를 갖는 EUV 마스크 블랭크들을 위한 하드 마스크 재료들을 제공할 필요성이 존재한다.
[0006] 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들은 극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 EUV 방사선을 반사하는 다층 스택을 기판 상에 형성하는 단계 ― 다층 스택은 복수의 반사 층 쌍들을 포함함 ― ; 다층 스택 상에 캡핑 층을 형성하는 단계; 캡핑 층 상에 흡수재 층을 형성하는 단계 ― 흡수재 층은 안티몬 함유 재료를 포함함 ― ; 및 흡수재 층 상에 하드 마스크 층을 형성하는 단계 ― 하드 마스크 층은 CrO, CrxOyNz(이하, CRON 또는 크롬 산질화물로 지칭됨), TaNi, TaRu 및 TaCu로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함함 ― 를 포함한다.
[0007] 본 개시내용의 추가 실시예들은 EUV 마스크 블랭크에 관한 것으로서, 이 EUV 마스크 블랭크는 기판; EUV 방사선을 반사하는 다층 스택 ― 다층 스택은 복수의 반사 층 쌍들을 포함함 ― ; 반사 층들의 다층 스택 상의 캡핑 층; 안티몬 함유 재료를 포함하는 흡수재 층; 및 흡수재 층 상의 하드 마스크 층 ― 하드 마스크 층은 CrO, CrON, TaNi, TaRu 및 TaCu로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함함 ― 을 포함한다.
[0008] 본 개시내용의 위에 인용된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이 실시예들 중 일부가 첨부된 도면들에 도시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이라는 점에 유의해야 한다.
[0009] 도 1은 종래의 흡수재를 채용한 배경기술의 EUV 반사 마스크를 개략적으로 도시한다.
[0010] 도 2는 극자외선 리소그래피 시스템의 실시예를 개략적으로 도시한다.
[0011] 도 3은 극자외선 반사 요소 생산 시스템의 실시예를 도시한다.
[0012] 도 4는 EUV 마스크 블랭크와 같은 극자외선 반사 요소의 실시예를 도시한다.
[0013] 도 5는 다중 캐소드 물리 증착 챔버(multi-cathode physical deposition chamber)의 실시예를 도시한다.
[0014] 본 개시내용의 여러 예시적인 실시예들을 설명하기 전에, 본 개시내용은 다음 설명에서 제시되는 구성 또는 프로세스 단계들의 세부사항들에 제한되지 않는다고 이해되어야 한다. 본 개시내용은 다른 실시예들이 가능하고 다양한 방식들로 실시 또는 실행될 수 있다.
[0015] 본원에 사용되는 바와 같은 용어 "수평(horizontal)"은, 그 배향에 관계없이, 마스크 블랭크의 평면 또는 표면에 평행한 평면으로 정의된다. "수직(vertical)"이라는 용어는 방금 정의된 바와 같이 수평에 직각인 방향을 지칭한다. "위(above)", "아래(below)", "최하부(bottom)", "최상부(top)", ("측벽(sidewall)"에서와 같은) "측면(side)", "더 높은(higher)", "하부(lower)", "상부(upper)", "위(over)", 및 "아래(under)"와 같은 용어들은 도면들에 도시된 바와 같이 수평면에 대해 정의된다.
[0016] "상에(on)"라는 용어는 요소들 사이에 직접적인 접촉이 있다는 것을 나타낸다. "바로 위에(directly on)"라는 용어는 개재하는 요소들 없이 요소들 사이에 직접적인 접촉이 있다는 것을 나타낸다.
[0017] 당업자라면, 프로세스 구역들을 설명하기 위해 "제1(first)" 및 "제2(second)"와 같은 서수들의 사용이 프로세싱 챔버 내의 특정 위치, 또는 프로세싱 챔버 내의 노출 순서를 의미하지 않는다는 것을 이해할 것이다.
[0018] 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "기판"이라는 용어는 프로세스가 작용하는 표면 또는 표면의 일부를 지칭한다. 또한, 기판에 대한 언급은 맥락이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 기판의 일부만을 의미한다고 당업자들에 의해 이해될 것이다. 추가로, 기판 상의 증착에 대한 언급은 베어(bare) 기판, 및 하나 이상의 막들 또는 피처들이 상부에 증착 또는 형성된 기판 둘 모두를 의미한다.
[0019] 이제 도 2를 참조하면, 극자외선 리소그래피 시스템(100)의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 극자외선 리소그래피 시스템(100)은 극자외선 광(112)을 생성하기 위한 극자외선 광 소스(source)(102), 반사 요소들의 세트(set), 및 타겟 웨이퍼(target wafer)(110)를 포함한다. 반사 요소들은 집광기(condenser)(104), EUV 반사 마스크(106), 광학 축소 조립체(108), 마스크 블랭크, 미러, 또는 이들의 조합을 포함한다.
[0020] 극자외선 광 소스(102)는 극자외선 광(112)을 발생시킨다. 극자외선 광(112)은 5 내지 50 나노미터(nm) 범위의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 예를 들어, 극자외선 광 소스(102)는 레이저, 레이저 생성 플라즈마(plasma), 방전 생성 플라즈마, 자유 전자 레이저, 싱크로트론 방사선(synchrotron radiation), 또는 이들의 조합을 포함한다.
[0021] 극자외선 광 소스(102)는 다양한 특성들을 갖는 극자외선 광(112)을 발생시킨다. 극자외선 광 소스(102)는 파장들의 범위에 걸쳐 광대역 극자외선 방사선을 생성한다. 예를 들어, 극자외선 광 소스(102)는 5 내지 50 nm 범위의 파장들을 갖는 극자외선 광(112)을 발생시킨다.
[0022] 하나 이상의 실시예들에서, 극자외선 광 소스(102)는 좁은 대역폭을 갖는 극자외선 광(112)을 생성한다. 예를 들어, 극자외선 광 소스(102)는 13.5 nm에서 극자외선 광(112)을 발생시킨다. 파장 피크(peak)의 중심은 13.5 nm이다.
[0023] 집광기(104)는 극자외선 광(112)을 반사 및 집속하기 위한 광학 유닛(unit)이다. 집광기(104)는 극자외선 광 소스(102)로부터의 극자외선 광(112)을 반사 및 집중시켜 EUV 반사 마스크(106)를 조명한다.
[0024] 집광기(104)가 단일 요소로서 도시되어 있지만, 일부 실시예들에서 집광기(104)는 극자외선 광(112)을 반사 및 집중시키기 위해 오목 미러들, 볼록 미러들, 평면 미러들, 또는 이들의 조합과 같은 하나 이상의 반사 요소들을 포함하는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 집광기(104)는 볼록, 오목, 및 평면 광학 요소들을 갖는 단일 오목 미러 또는 광학 조립체이다.
[0025] EUV 반사 마스크(106)는 마스크 패턴(114)을 갖는 극자외선 반사 요소이다. EUV 반사 마스크(106)는 타겟 웨이퍼(110) 상에 형성될 회로 레이아웃(layout)을 형성하기 위해 리소그래피 패턴을 생성한다. EUV 반사 마스크(106)는 극자외선 광(112)을 반사한다. 마스크 패턴(114)은 회로 레이아웃의 일부를 정의한다.
[0026] 광학 축소 조립체(108)는 마스크 패턴(114)의 이미지(image)를 축소하기 위한 광학 유닛이다. EUV 반사 마스크(106)로부터의 극자외선 광(112)의 반사는 광학 축소 조립체(108)에 의해 축소되고, 타겟 웨이퍼(110) 상으로 반사된다. 일부 실시예들에서 광학 축소 조립체(108)는 마스크 패턴(114)의 이미지의 크기를 축소시키기 위해 미러들 및 다른 광학 요소들을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 광학 축소 조립체(108)는 극자외선 광(112)을 반사하고 집속하기 위한 오목 미러들을 포함한다.
[0027] 광학 축소 조립체(108)는 타겟 웨이퍼(110) 상의 마스크 패턴(114)의 이미지의 크기를 축소시킨다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 마스크 패턴(114)은 타겟 웨이퍼(110) 상의 마스크 패턴(114)에 의해 표현되는 회로를 형성하기 위해 타겟 웨이퍼(110) 상에 광학 축소 조립체(108)에 의해 4:1 비율로 이미징된다. 일부 실시예들에서 극자외선 광(112)은 타겟 웨이퍼(110) 상에 마스크 패턴(114)을 형성하기 위해 타겟 웨이퍼(110)와 동기적으로 EUV 반사 마스크(106)를 스캐닝한다.
[0028] 이제 도 3을 참조하면, 극자외선 반사 요소 생산 시스템(200)의 실시예가 도시되어 있다. 극자외선 반사 요소는 EUV 마스크 블랭크(204), 극자외선 미러(205), 또는 EUV 반사 마스크(106)와 같은 다른 반사 요소를 포함한다.
[0029] 일부 실시예들에서 극자외선 반사 요소 생산 시스템(200)은 도 2의 극자외선 광(112)을 반사하는 마스크 블랭크들, 미러들, 또는 다른 요소들을 생산한다. 극자외선 반사 요소 생산 시스템(200)은 소스 기판들(203)에 얇은 코팅들을 도포함으로써 반사 요소들을 제조한다.
[0030] EUV 마스크 블랭크(204)는 도 2의 EUV 반사 마스크(106)를 형성하기 위한 다층 구조이다. 일부 실시예들에서 EUV 마스크 블랭크(204)는 반도체 제조 기법들을 사용하여 형성된다. 일부 실시예들에서 EUV 반사 마스크(106)는 에칭 및 다른 프로세스들에 의해 EUV 마스크 블랭크(204) 상에 형성되는 도 2의 마스크 패턴(114)을 갖는다.
[0031] 극자외선 미러(205)는 극자외선 광의 범위에서 반사성인 다층 구조이다. 일부 실시예들에서 극자외선 미러(205)는 반도체 제조 기법들을 사용하여 형성된다. 일부 실시예들에서 EUV 마스크 블랭크(204) 및 극자외선 미러(205)는 각 요소 상에 형성된 층들에 대해 유사한 구조들이지만, 극자외선 미러(205)는 마스크 패턴(114)을 갖지 않는다.
[0032] 반사 요소들은 극자외선 광(112)의 효율적인 반사체들이다. 실시예에서, EUV 마스크 블랭크(204) 및 극자외선 미러(205)는 60 % 초과의 극자외선 반사율을 갖는다. 반사 요소들은 이들이 극자외선 광(112)의 60 % 초과를 반사하는 경우 효율적이다.
[0033] 극자외선 반사 요소 생산 시스템(200)은 소스 기판들(203)이 로딩되고(loaded) 반사 요소들이 언로딩되는 웨이퍼 로딩 및 캐리어 핸들링 시스템(carrier handling system)(202)을 포함한다. 대기 핸들링 시스템(206)은 웨이퍼 핸들링 진공 챔버(208)에 대한 액세스(access)를 제공한다. 일부 실시예들에서 웨이퍼 로딩 및 캐리어 핸들링 시스템(202)은 기판 수송 박스들(boxes), 로드록들(loadlocks), 및 대기로부터 시스템 내부의 진공으로 기판을 이송하기 위한 다른 컴포넌트들을 포함한다. EUV 마스크 블랭크(204)는 매우 작은 규모로 디바이스들을 형성하기 위해 사용되기 때문에, 소스 기판들(203) 및 EUV 마스크 블랭크(204)는 오염 및 다른 결함들을 방지하기 위해 진공 시스템에서 프로세싱된다.
[0034] 일부 실시예들에서 웨이퍼 핸들링 진공 챔버(208)는 2 개의 진공 챔버들, 즉, 제1 진공 챔버(210) 및 제2 진공 챔버(212)를 포함한다. 제1 진공 챔버(210)는 제1 웨이퍼 핸들링 시스템(214)을 포함하고, 제2 진공 챔버(212)는 제2 웨이퍼 핸들링 시스템(216)을 포함한다. 웨이퍼 핸들링 진공 챔버(208)가 2 개의 진공 챔버들로 설명되지만, 일부 실시예들에서 시스템은 임의의 개수의 진공 챔버들을 갖는다는 것이 이해된다.
[0035] 일부 실시예들에서 웨이퍼 핸들링 진공 챔버(208)는 다양한 다른 시스템들의 부착을 위해 그 주변부 주위에 복수의 포트들(ports)을 갖는다. 제1 진공 챔버(210)는 탈기 시스템(218), 제1 물리 기상 증착 시스템(220), 제2 물리 기상 증착 시스템(222), 및 사전-세정 시스템(224)을 갖는다. 탈기 시스템(218)은 기판들로부터 수분을 열적으로 탈착하기 위한 것이다. 사전-세정 시스템(224)은 웨이퍼들, 마스크 블랭크들, 미러들, 또는 다른 광학 컴포넌트들의 표면들을 세정하기 위한 것이다.
[0036] 일부 실시예들에서 제1 물리 기상 증착 시스템(220) 및 제2 물리 기상 증착 시스템(222)과 같은 물리 기상 증착 시스템들은 소스 기판들(203) 상에 전도성 재료들의 박막들을 형성하기 위해 사용된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 물리 기상 증착 시스템들은 마그네트론 스퍼터링 시스템들(magnetron sputtering systems), 이온 스퍼터링 시스템들, 펄스 레이저 증착(pulsed laser deposition), 캐소드 아크 증착(cathode arc deposition), 또는 이들의 조합과 같은 진공 증착 시스템을 포함한다. 마그네트론 스퍼터링 시스템과 같은 물리 기상 증착 시스템들은 실리콘, 금속들, 합금들, 화합물들, 또는 이들의 조합의 층들을 포함하는 얇은 층들을 소스 기판들(203) 상에 형성한다.
[0037] 물리 기상 증착 시스템은 반사 층들, 캡핑 층들, 및 흡수재 층들을 형성한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 물리 기상 증착 시스템들은 실리콘, 몰리브덴, 산화티타늄, 이산화티타늄, 산화루테늄, 산화니오븀, 루테늄 텅스텐, 루테늄 몰리브덴, 루테늄 니오븀, 크롬, 안티몬, 철, 구리, 붕소, 니켈, 비스무트(bismuth), 텔루륨(tellurium), 하프늄, 탄탈륨, 안티몬, 질화물들, 화합물들, 또는 이들의 조합들의 층들을 형성한다. 일부 화합물들이 산화물로서 설명되지만, 일부 실시예들에서 화합물들은 산화물들, 이산화물들, 산소 원자들을 갖는 원자 혼합물들, 또는 이들의 조합을 포함하는 것으로 이해된다.
[0038] 제2 진공 챔버(212)는 제2 진공 챔버(212)에 연결된, 제1 다중 캐소드 소스(226), 화학 기상 증착 시스템(228), 경화 챔버(230), 및 초평활(ultra-smooth) 증착 챔버(232)를 갖는다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 화학 기상 증착 시스템(228)은 유동성 화학 기상 증착 시스템(FCVD), 플라즈마 보조 화학 기상 증착 시스템(CVD), 에어로졸 보조 CVD 시스템, 핫 필라멘트(hot filament) CVD 시스템, 또는 유사한 시스템을 포함한다. 다른 예에서, 일부 실시예들에서, 화학 기상 증착 시스템(228), 경화 챔버(230), 및 초평활 증착 챔버(232)는 극자외선 반사 요소 생산 시스템(200)과 별개의 시스템에 있다.
[0039] 일부 실시예들에서 화학 기상 증착 시스템(228)은 소스 기판들(203) 상에 재료의 박막들을 형성한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 화학 기상 증착 시스템(228)은 단결정질 층들, 다결정질 층들, 비정질 층들, 에피택셜 층들(epitaxial layers), 또는 이들의 조합을 포함하는 재료들의 층들을 소스 기판들(203) 상에 형성하기 위해 사용된다. 일부 실시예들에서 화학 기상 증착 시스템(228)은 실리콘, 실리콘 산화물들, 실리콘 산탄화물들, 탄탈륨, 텔루륨, 안티몬, 하프늄, 철, 구리, 붕소, 니켈, 텅스텐, 비스무트 실리콘 탄화물, 실리콘 질화물, 티타늄 질화물, 금속들, 합금들, 및 화학 기상 증착에 적합한 다른 재료들의 층들을 형성한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 화학 기상 증착 시스템은 평탄화 층들을 형성한다.
[0040] 제1 웨이퍼 핸들링 시스템(214)은 연속적인 진공에서 대기 핸들링 시스템(206)과 제1 진공 챔버(210)의 주변부 주위의 다양한 시스템들 사이에서 소스 기판들(203)을 이동시킬 수 있다. 제2 웨이퍼 핸들링 시스템(216)은 소스 기판들(203)을 연속적인 진공으로 유지하면서 제2 진공 챔버(212) 주위에서 소스 기판들(203)을 이동시킬 수 있다. 일부 실시예들에서 극자외선 반사 요소 생산 시스템(200)은 연속적인 진공에서 제1 웨이퍼 핸들링 시스템(214)과 제2 웨이퍼 핸들링 시스템(216) 사이에서 소스 기판들(203) 및 EUV 마스크 블랭크(204)를 이송한다.
[0041] 이제 도 4를 참조하면, 극자외선 반사 요소(302)의 실시예가 도시되어 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 극자외선 반사 요소(302)는 도 3의 EUV 마스크 블랭크(204) 또는 도 3의 극자외선 미러(205)이다. EUV 마스크 블랭크(204) 및 극자외선 미러(205)는 도 2의 극자외선 광(112)을 반사시키기 위한 구조들이다. 일부 실시예들에서 EUV 마스크 블랭크(204)는 도 2에 도시된 EUV 반사 마스크(106)를 형성하기 위해 사용된다.
[0042] 극자외선 반사 요소(302)는 기판(304), 반사 층들의 다층 스택(306), 및 캡핑 층(308)을 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 극자외선 미러(205)는 도 2의 집광기(104) 또는 도 2의 광학 축소 조립체(108)에서 사용하기 위한 반사 구조들을 형성하기 위해 사용된다.
[0043] 일부 실시예들에서 EUV 마스크 블랭크(204)인 극자외선 반사 요소(302)는 기판(304), 반사 층들의 다층 스택(306), 캡핑 층(308), 흡수재 층(310), 및 하드 마스크 층을 포함한다. 일부 실시예들에서 극자외선 반사 요소(302)는 EUV 마스크 블랭크(204)이고, 이는 필요한 회로부의 레이아웃으로 흡수재 층(310)을 패터닝함으로써 도 2의 EUV 반사 마스크(106)를 형성하기 위해 사용된다.
[0044] 다음 섹션들에서, EUV 마스크 블랭크(204)에 대한 용어는 단순화를 위해 극자외선 미러(205)의 용어와 상호 교환적으로 사용된다. 하나 이상의 실시예들에서, EUV 마스크 블랭크(204)는 도 2의 마스크 패턴(114)을 형성하기 위해 추가적으로 추가된 흡수재 층(310)을 갖는 극자외선 미러(205)의 컴포넌트들을 포함한다.
[0045] EUV 마스크 블랭크(204)는 마스크 패턴(114)을 갖는 EUV 반사 마스크(106)를 형성하기 위해 사용되는 광학적으로 평평한 구조이다. 하나 이상의 실시예들에서, EUV 마스크 블랭크(204)의 반사 표면은 도 2의 극자외선 광(112)과 같은 입사광을 반사하기 위한 평평한 초점 평면을 형성한다.
[0046] 기판(304)은 극자외선 반사 요소(302)에 구조적 지지를 제공하기 위한 요소이다. 하나 이상의 실시예들에서, 기판(304)은 온도 변화들 동안 안정성을 제공하기 위해 낮은 열팽창 계수(CTE)를 갖는 재료로 제조된다. 하나 이상의 실시예들에서, 기판(304)은 기계적 사이클링(cycling), 열 사이클링, 결정 형성, 또는 이들의 조합에 대한 안정성과 같은 특성들을 갖는다. 하나 이상의 실시예들에 따른 기판(304)은 실리콘, 유리, 산화물들, 세라믹들, 유리 세라믹들, 또는 이들의 조합과 같은 재료로 형성된다.
[0047] 다층 스택(306)은 극자외선 광(112)에 대해 반사성인 구조이다. 다층 스택(306)은 제1 반사 층(312)과 제2 반사 층(314)의 교대하는 반사 층들을 포함한다.
[0048] 제1 반사 층(312) 및 제2 반사 층(314)은 도 4의 반사 쌍(316)을 형성한다. 비-제한적인 실시예에서, 다층 스택(306)은 총 120 개까지의 반사 층들에 대해 20 내지 60 개 범위의 반사 쌍들(316)을 포함한다.
[0049] 일부 실시예들에서 제1 반사 층(312) 및 제2 반사 층(314)은 다양한 재료들로 형성된다. 실시예에서, 제1 반사 층(312) 및 제2 반사 층(314)은 각각 실리콘 및 몰리브덴으로 형성된다. 층들이 실리콘 및 몰리브덴으로 도시되어 있지만, 일부 실시예들에서 교대하는 층들은 다른 재료들로 형성되거나 또는 다른 내부 구조들을 갖는다는 것이 이해된다.
[0050] 일부 실시예들에서 제1 반사 층(312) 및 제2 반사 층(314)은 다양한 구조들을 갖는다. 실시예에서, 제1 반사 층(312) 및 제2 반사 층(314)은 모두 단일 층, 다중 층들, 분할된 층 구조, 불균일한 구조들, 또는 이들의 조합으로 형성된다.
[0051] 대부분의 재료들은 극자외선 파장들에서 광을 흡수하기 때문에, 사용되는 광학 요소들은 다른 리소그래피 시스템들에서 사용되는 바와 같은 투과성 대신에 반사성이다. 다층 스택(306)은 브래그 반사체 또는 미러를 생성하기 위해 상이한 광학 특성들을 갖는 재료들의 얇은 층들을 교대로 가짐으로써 반사 구조를 형성한다.
[0052] 실시예에서, 교대하는 층들 각각은 극자외선 광(112)에 대해 상이한 광학 상수들을 갖는다. 교대하는 층들은 교대하는 층들의 두께의 주기가 극자외선 광(112) 파장의 1/2일 때 공명 반사율을 제공한다. 실시예에서, 13 nm의 파장에서 극자외선 광(112)에 대해, 교대하는 층들은 두께가 약 6.5 nm이다. 제공된 크기들 및 치수들은 일반적인 요소들에 대한 정상적 엔지니어링(engineering) 허용 오차들 내에 있다는 것이 이해된다.
[0053] 일부 실시예들에서 다층 스택(306)은 다양한 방식들로 형성된다. 실시예에서, 제1 반사 층(312) 및 제2 반사 층(314)은 마그네트론 스퍼터링, 이온 스퍼터링 시스템들, 펄스 레이저 증착, 캐소드 아크 증착, 또는 이들의 조합으로 형성된다.
[0054] 예시적인 실시예에서, 다층 스택(306)은 마그네트론 스퍼터링과 같은 물리 기상 증착 기술을 사용하여 형성된다. 실시예에서, 다층 스택(306)의 제1 반사 층(312) 및 제2 반사 층(314)은, 정확한 두께, 낮은 거칠기, 및 층들 사이의 깨끗한 인터페이스들(interfaces)을 포함하는, 마그네트론 스퍼터링 기술에 의해 형성되는 특성들을 갖는다. 실시예에서, 다층 스택(306)의 제1 반사 층(312) 및 제2 반사 층(314)은, 정확한 두께, 낮은 거칠기, 및 층들 사이의 깨끗한 인터페이스들을 포함하는, 물리 기상 증착에 의해 형성되는 특성들을 갖는다.
[0055] 일부 실시예들에서 물리 기상 증착 기술을 사용하여 형성된 다층 스택(306)의 층들의 물리적 치수들은 반사율을 증가시키도록 정밀하게 제어된다. 실시예에서, 실리콘의 층과 같은 제1 반사 층(312)은 4.1 nm의 두께를 갖는다. 몰리브덴의 층과 같은 제2 반사 층(314)은 2.8 nm의 두께를 갖는다. 층들의 두께는 극자외선 반사 요소의 피크 반사 파장을 규정한다. 층들의 두께가 정확하지 않다면, 일부 실시예들에서 원하는 파장 13.5 nm에서의 반사율이 감소된다.
[0056] 실시예에서, 다층 스택(306)은 60 % 초과의 반사율을 갖는다. 실시예에서, 물리 기상 증착을 사용하여 형성된 다층 스택(306)은 66 % 내지 67 % 범위의 반사율을 갖는다. 하나 이상의 실시예들에서, 더 단단한 재료들로 형성된 다층 스택(306) 위에 캡핑 층(308)을 형성하는 것은 반사율을 향상시킨다. 일부 실시예들에서, 70 % 초과의 반사율은 낮은 거칠기 층들, 층들 사이의 깨끗한 인터페이스들, 개선된 층 재료들, 또는 이들의 조합을 사용하여 달성된다.
[0057] 하나 이상의 실시예들에서, 캡핑 층(308)은 극자외선 광(112)의 투과를 허용하는 보호 층이다. 실시예에서, 캡핑 층(308)은 다층 스택(306) 상에 직접 형성된다. 하나 이상의 실시예들에서, 캡핑 층(308)은 오염물 및 기계적 손상으로부터 다층 스택(306)을 보호한다. 일 실시예에서, 다층 스택(306)은 산소, 탄탈륨, 하이드로탄탈륨(hydrotantalums), 또는 이들의 조합에 의한 오염에 민감하다. 실시예에 따른 캡핑 층(308)은 오염물들과 상호작용하여 이들을 중화시킨다.
[0058] 하나 이상의 실시예들에서, 캡핑 층(308)은 극자외선 광(112)에 투명한 광학적으로 균일한 구조이다. 극자외선 광(112)은 캡핑 층(308)을 통과하여 다층 스택(306)에서 반사된다. 하나 이상의 실시예들에서, 캡핑 층(308)은 1 % 내지 2 %의 전체 반사율 손실을 갖는다. 하나 이상의 실시예들에서, 각각의 상이한 재료들은 두께에 따라 상이한 반사율 손실을 갖지만, 이들 모두는 1 % 내지 2 %의 범위에 있을 것이다.
[0059] 하나 이상의 실시예들에서, 캡핑 층(308)은 매끄러운 표면을 갖는다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 캡핑 층(308)의 표면은 0.2 nm RMS(root mean square measure) 미만의 거칠기를 갖는다. 다른 예에서, 캡핑 층(308)의 표면은 1/100 nm 및 1/1 ㎛ 범위의 길이에 대해 0.08 nm RMS의 거칠기를 갖는다. RMS 거칠기는 이것이 측정되는 범위에 따라 달라질 것이다. 100 nm 내지 1 마이크론의 특정 범위에 대해 그 거칠기는 0.08 nm 이하이다. 더 큰 범위에 걸쳐, 거칠기가 더 높을 것이다.
[0060] 일부 실시예들에서 캡핑 층(308)은 다양한 방법들로 형성된다. 실시예에서, 캡핑 층(308)은 마그네트론 스퍼터링, 이온 스퍼터링 시스템, 이온빔 증착, 전자빔 증발, 무선 주파수(RF) 스퍼터링, 원자층 증착(ALD), 펄스 레이저 증착, 캐소드 아크 증착, 또는 이들의 조합을 사용하여 다층 스택(306) 상에 형성되거나 또는 다층 스택 상에 직접 형성된다. 하나 이상의 실시예들에서, 캡핑 층(308)은, 정확한 두께, 낮은 거칠기, 및 층들 사이의 깨끗한 인터페이스들을 포함하는, 마그네트론 스퍼터링 기술에 의해 형성되는 물리적 특성들을 갖는다. 실시예에서, 캡핑 층(308)은, 정확한 두께, 낮은 거칠기, 및 층들 사이의 깨끗한 인터페이스들을 포함하는, 물리 기상 증착에 의해 형성되는 물리적 특성들을 갖는다.
[0061] 하나 이상의 실시예들에서, 캡핑 층(308)은 세정 동안 부식에 저항하기에 충분한 경도를 갖는 다양한 재료들로 형성된다. 일 실시예에서, 루테늄은 양호한 에칭 정지부이고 작동 조건들 하에서 비교적 불활성이기 때문에 캡핑 층 재료로서 사용된다. 그러나, 일부 실시예들에서 다른 재료들이 캡핑 층(308)을 형성하기 위해 사용된다는 것이 이해된다. 특정 실시예들에서, 캡핑 층(308)은 2.5 내지 5.0 nm 범위의 두께를 갖는다.
[0062] 하나 이상의 실시예들에서, 흡수재 층(310)은 극자외선 광(112)을 흡수하는 층이다. 실시예에서, 흡수재 층(310)은 극자외선 광(112)을 반사하지 않는 영역들을 제공함으로써 EUV 반사 마스크(106) 상에 패턴을 형성하기 위해 사용된다. 하나 이상의 실시예들에 따른 흡수재 층(310)은 약 13.5 nm와 같은 극자외선 광(112)의 특정 주파수에 대해 높은 흡수 계수를 갖는 재료를 포함한다. 실시예에서, 흡수재 층(310)은 캡핑 층(308) 상에 직접 형성되고, 흡수재 층(310)은 EUV 반사 마스크(106)의 패턴을 형성하기 위해 포토리소그래피(photolithography) 프로세스를 사용하여 에칭된다.
[0063] 하나 이상의 실시예들에 따르면, 극자외선 미러(205)와 같은 극자외선 반사 요소(302)는 기판(304), 다층 스택(306), 및 캡핑 층(308)으로 형성된다. 극자외선 미러(205)는 광학적으로 평평한 표면을 갖고, 일부 실시예들에서 극자외선 광(112)을 효율적이고 균일하게 반사한다.
[0064] 하나 이상의 실시예들에 따르면, EUV 마스크 블랭크(204)와 같은 극자외선 반사 요소(302)는 기판(304), 다층 스택(306), 캡핑 층(308), 흡수재 층(310), 및 하드 마스크 층(318)으로 형성된다. 마스크 블랭크(204)는 광학적으로 평평한 표면을 갖고, 일부 실시예들에서 극자외선 광(112)을 효율적이고 균일하게 반사한다. 실시예에서, 마스크 패턴(114)은 EUV 마스크 블랭크(204)의 흡수재 층(310)으로 형성된다.
[0065] 하나 이상의 실시예들에 따르면, 캡핑 층(308) 위에 흡수재 층(310)을 형성하는 것은 EUV 반사 마스크(106)의 신뢰성을 증가시킨다. 캡핑 층(308)은 흡수재 층(310)에 대한 에칭 정지 층으로서 작용한다. 도 2의 마스크 패턴(114)이 흡수재 층(310)으로 에칭되면, 흡수재 층(310) 아래의 캡핑 층(308)은 다층 스택(306)을 보호하기 위해 에칭 작용을 정지시킨다. 하나 이상의 실시예들에서, 흡수재 층(310)은 캡핑 층(308)에 대해 에칭 선택적이다. 일부 실시예들에서, 캡핑 층(308)은 루테늄을 포함하고, 흡수재 층(310)은 루테늄에 대해 에칭 선택적이다.
[0066] 실시예에서, 흡수재 층(310)은 안티몬 함유 재료를 포함한다. 안티몬 함유 흡수재 층 재료들은 흡수재 층(310)과 관련해서 EUV 반사 요소들의 제조 동안 에칭 선택비 문제들을 제시하는 것으로 결정되었다. 하나 이상의 실시예들에서, 하드 마스크 층(318) 대 흡수재 층(310)의 에칭 선택비가 3:1 내지 50:1, 예를 들어, 4:1 내지 40:1, 또는 5:1 내지 50:1, 또는 5:1 내지 40:1 또는 5:1 내지 30, 또는 10:1 내지 50:1, 또는 10:1 내지 40:1, 또는 10: 1 내지 30:1의 범위에 있도록, 하드 마스크 층(318)은 에칭율을 갖고 흡수재 층(310)은 에칭율을 갖는다. 하나 이상의 실시예들에 따르면, 바로 위에 제공된 에칭율들은 Cl2 및/또는 CF4 에칭 케미스트리들(chemistries)을 참조하여 이루어진다. 하나 이상의 실시예들에서, 흡수재 층(310)은 20 nm 내지 60 nm 범위, 예를 들어 30 nm 내지 45 nm 범위의 두께를 갖고, 하드 마스크 층(318)은 1 nm 내지 20 nm, 예를 들어 2 nm 내지 9 nm 범위의 두께를 갖는다.
[0067] 일부 실시예들에서, 흡수재 층은 SbN, 탄소와 안티몬의 합금, 및 탄탈륨과 안티몬의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함한다. 특정 실시예들에서, 안티몬 함유 흡수재 층(310)은 안티몬과 질소의 화합물, 예를 들어 SbN을 포함한다. 일부 실시예들에서, 흡수재 층(310)은 약 65 nm 미만, 약 55 nm 미만, 또는 약 45 nm 미만을 포함하여 약 75 nm 미만의 두께를 갖는다. 다른 실시예들에서, 흡수재 층(310)은 약 20 nm 내지 약 65 nm, 및 30 nm 내지 약 45 nm 범위를 포함하여, 약 10 nm 내지 약 75 nm 범위의 두께를 갖는다.
[0068] 실시예에서, 흡수재 층(310)은 안티몬과 질소의 화합물로 제조된다. 하나 이상의 실시예들에서, 안티몬과 질소의 화합물은 화합물의 총 중량을 기준으로 약 78.8 wt.% 내지 약 99.8 wt.% 안티몬 및 약 0.2 wt.% 내지 약 21.2 wt.% 질소를 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 안티몬과 질소의 화합물은 화합물의 총 중량을 기준으로 약 83.8 wt.% 내지 약 94.8 wt.% 안티몬 및 약 5.2 wt.% 내지 약 16.2 wt.% 질소를 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 안티몬과 질소의 화합물은 화합물의 총 중량을 기준으로 약 86.8 wt.% 내지 약 91.8 wt.% 안티몬 및 약 8.2 wt.% 내지 약 13.2 wt.% 질소를 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 안티몬과 질소의 화합물은 비정질이다. 하나 이상의 실시예들에서, 화합물은 단상 화합물이다.
[0069] 하나 이상의 실시예들에서, 안티몬과 질소의 화합물은 도펀트(dopant)를 포함한다. 실시예에서, 도펀트는 산소를 포함한다. 실시예에서, 도펀트는 화합물의 중량을 기준으로 약 0.1 wt.% 내지 약 10 wt.% 범위의 양으로 화합물에 존재한다. 다른 실시예들에서, 도펀트는 약 0.1 wt.%, 0.2 wt.%, 0.3 wt.%, 0.4 wt.%, 0.5 wt.%, 0.6 wt.%, 0.7 wt.%, 0.8 wt.%, 0.9 wt.%, 1.0 wt.%, 1.1 wt.%, 1.2 wt.%, 1.3 wt.%, 1.4 wt.%, 1.5 wt.%, 1.6 wt.%, 1.7 wt.%, 1.8 wt.%, 1.9 wt.%, 2.0 wt.%, 2.1 wt.%, 2.2 wt.%, 2.3 wt.%, 2.4 wt.%, 2.5 wt.%, 2.6 wt.%, 2.7 wt.%, 2.8 wt.%, 2.9 wt.%, 3.0 wt.%, 3.1 wt.%, 3.2 wt.%, 3.3 wt.%, 3.4 wt.%, 3.5 wt.%, 3.6 wt.%, 3.7 wt.%, 3.8 wt.%, 3.9 wt.%, 4.0 wt.%, 4.1 wt.%, 4.2 wt.%, 4.3 wt.%, 4.4 wt.%, 4.5 wt.%, 4.6 wt.%, 4.7 wt.%, 4.8 wt.%, 4.9 wt.%, 또는 5.0 wt.%의 양으로 화합물에 존재한다.
[0070] 하나 이상의 실시예들에서, 흡수재 층의 화합물은 물리 증착 챔버에서 형성된 스퍼터링된 화합물 흡수재 재료이다. 하나 이상의 실시예들에서, 일부 실시예들에서 흡수재 층의 화합물은 아르곤(Ar), 산소(O2), 또는 질소(N2) 중 하나 이상으로부터 선택된 가스들에 의해 스퍼터링된다. 실시예에서, 일부 실시예들에서 흡수재 층의 화합물은 아르곤 및 산소 가스들의 혼합물(Ar + O2)에 의해 스퍼터링된다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 산소의 혼합물에 의한 스퍼터링은 안티몬의 산화물 및/또는 질소의 산화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 산소의 혼합물에 의한 스퍼터링은 안티몬 또는 질소의 산화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 일부 실시예들에서 흡수재 층의 화합물은 아르곤 및 질소 가스들의 혼합물(Ar + N2)에 의해 스퍼터링된다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 질소의 혼합물에 의한 스퍼터링은 안티몬의 질화물 및/또는 질소의 질화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 질소의 혼합물에 의한 스퍼터링은 안티몬 또는 질소의 질화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 일부 실시예들에서 흡수재 층의 화합물은 아르곤과 산소와 질소 가스들의 혼합물(Ar + O2 + N2)에 의해 스퍼터링된다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 산소와 질소의 혼합물에 의한 스퍼터링은 질소의 산화물 및/또는 질화물 및/또는 텔루륨의 산화물 및/또는 질화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 산소와 질소의 혼합물에 의한 스퍼터링은 안티몬 또는 질소의 산화물 또는 질화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 일부 실시예들에서 흡수재 층의 에칭 특성들 및/또는 다른 특성들은 위에서 논의된 바와 같이 화합물 백분율(들)을 제어함으로써 사양에 맞춰진다. 실시예에서, 일부 실시예들에서 화합물 백분율(들)은 물리 기상 증착 챔버의 전압, 압력, 흐름 등과 같은 작동 파라미터들에 의해 정밀하게 제어된다. 실시예에서, 프로세스 가스가 재료 특성들을 추가로 수정하기 위해 사용되며, 예를 들어 N2 가스가 안티몬 및 질소의 질화물들을 형성하기 위해 사용된다.
[0071] 다른 실시예들에서, 일부 실시예들에서 안티몬과 질소의 화합물은 스퍼터링에 의해 안티몬의 층을 형성함으로써 안티몬 및 질소 층들의 라미네이트(laminate)로서 층별로 증착된다. 안티몬의 층의 증착 후, PVD 챔버의 전력이 꺼지고, 1 내지 10 mT(예를 들어, 2 mT)의 압력에서 질소 가스 또는 질소 및 산소 가스의 흐름이 한 사이클(cycle)에 대해 1 내지 10 초(예를 들어, 5 초) 범위의 시간 주기 동안 제공된다. 이러한 프로세스를 안티몬의 기상 질화라고 지칭한다. 원하는 SbN 두께가 달성될 때까지 스퍼터링에 의한 안티몬 증착 사이클과 그 후의 질소 층 형성이 반복된다.
[0072] 실시예에서, 흡수재 층(310)은 탄소와 안티몬의 합금으로 제조된다. 하나 이상의 실시예들에서, 탄소와 안티몬의 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 약 0.3 wt.% 내지 약 3.6 wt.% 탄소 및 약 96.4 wt.% 내지 약 99.7 wt.% 안티몬, 예를 들어, 합금의 총 중량을 기준으로 약 1.3 wt.% 내지 약 2.3 wt.% 탄소 및 약 97.7 wt.% 내지 약 98.7 wt.% 안티몬을 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 탄소와 안티몬의 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 약 5.0 wt.% 내지 약 10.8 wt.% 탄소 및 약 89.2 wt.% 내지 약 95.0 wt.% 안티몬, 예를 들어, 합금의 총 중량을 기준으로 약 6.5 wt.% 내지 약 9.3 wt.% 탄소 및 약 90.7 wt.% 내지 약 93.5 wt.% 안티몬을 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 탄소와 안티몬의 합금은 비정질이다.
[0073] 특정 실시예에서, 탄소와 안티몬의 합금은 안티몬 풍부 합금이다. 본원에 사용되는 바와 같이, "안티몬 풍부(antimony rich)"라는 용어는, 합금에 탄소보다 훨씬 더 많은 안티몬이 존재한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 탄소와 안티몬의 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 약 0.3 wt.% 내지 약 3.6 wt.% 탄소 및 약 96.4 wt.% 내지 약 99.7 wt.% 안티몬을 포함하는 합금이다. 또 다른 특정 실시예에서, 탄소와 안티몬의 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 1.3 wt.% 내지 약 2.3 wt.% 탄소 및 약 97.7 wt.% 내지 약 98.7 wt.% 안티몬을 포함하는 합금이다. 하나 이상의 실시예들에서, 탄소와 안티몬의 합금은 비정질이다.
[0074] 하나 이상의 실시예들에서, 탄소와 안티몬의 합금은 도펀트를 포함한다. 도펀트는 질소 또는 산소 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다. 실시예에서, 도펀트는 산소를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 도펀트는 질소를 포함한다. 실시예에서, 도펀트는 합금의 중량을 기준으로 약 0.1 wt.% 내지 약 5 wt.% 범위의 양으로 합금에 존재한다. 다른 실시예들에서, 도펀트는 약 0.1 wt.%, 0.2 wt.%, 0.3 wt.%, 0.4 wt.%, 0.5 wt.%, 0.6 wt.%, 0.7 wt.%, 0.8 wt.%, 0.9 wt.%, 1.0 wt.%, 1.1 wt.%, 1.2 wt.%, 1.3 wt.%, 1.4 wt.%, 1.5 wt.%, 1.6 wt.%, 1.7 wt.%, 1.8 wt.%, 1.9 wt.%, 2.0 wt.%, 2.1 wt.%, 2.2 wt.%, 2.3 wt.%, 2.4 wt.%, 2.5 wt.%, 2.6 wt.%, 2.7 wt.%, 2.8 wt.%, 2.9 wt.%, 3.0 wt.%, 3.1 wt.%, 3.2 wt.%, 3.3 wt.%, 3.4 wt.%, 3.5 wt.%, 3.6 wt.%, 3.7 wt.%, 3.8 wt.%, 3.9 wt.%, 4.0 wt.%, 4.1 wt.%, 4.2 wt.%, 4.3 wt.%, 4.4 wt.%, 4.5 wt.%, 4.6 wt.%, 4.7 wt.%, 4.8 wt.%, 4.9 wt.%, 또는 5.0 wt.%의 양으로 합금에 존재한다.
[0075] 하나 이상의 실시예들에서, 흡수재 층의 합금은 물리 증착 챔버에서 형성된 공동 스퍼터링된 합금 흡수재 재료이다. 하나 이상의 실시예들에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤(Ar), 산소(O2), 또는 질소(N2) 중 하나 이상으로부터 선택된 가스들에 의해 공동 스퍼터링될 수 있다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤 및 산소 가스들의 혼합물(Ar + O2)에 의해 공동 스퍼터링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 산소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄소의 산화물 및/또는 안티몬의 산화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 산소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄소 또는 안티몬의 산화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤 및 질소 가스들의 혼합물(Ar + N2)에 의해 공동 스퍼터링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 질소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄소의 질화물 및/또는 안티몬의 질화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 질소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄소 또는 안티몬의 질화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤과 산소와 질소 가스들의 혼합물(Ar + O2 + N2)에 의해 공동 스퍼터링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 산소와 질소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄소의 산화물 및/또는 질화물 및/또는 안티몬의 산화물 및/또는 질화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 산소와 질소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄소 또는 안티몬의 산화물 또는 질화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 흡수재 층의 에칭 특성들 및/또는 다른 특성들은 위에서 논의된 바와 같이 합금 백분율(들)을 제어함으로써 사양에 맞춰질 수 있다. 실시예에서, 합금 백분율(들)은 물리 기상 증착 챔버의 전압, 압력, 흐름 등과 같은 작동 파라미터들에 의해 정밀하게 제어될 수 있다. 실시예에서, 프로세스 가스가 재료 특성들을 추가로 수정하기 위해 사용되며, 예를 들어 N2 가스가 탄소 및 안티몬의 질화물들을 형성하기 위해 사용된다.
[0076] 하나 이상의 실시예들에서, 본원에 사용된 바와 같이, "공동 스퍼터링(co-sputtering)"이라 함은, 2 개의 타겟들, 즉, 탄소를 포함하는 하나의 타겟 및 안티몬을 포함하는 제2 타겟이 아르곤(Ar), 산소(O2), 또는 질소(N2)로부터 선택된 하나 이상의 가스를 사용하여 동시에 스퍼터링되어 탄소와 안티몬의 합금을 포함하는 흡수재 층을 증착/형성하는 것을 의미한다.
[0077] 다른 실시예들에서, 탄소와 안티몬의 합금은 아르곤(Ar), 산소(O2) 또는 질소(N2) 중 하나 이상으로부터 선택된 가스들을 사용하여 탄소 및 안티몬 층들의 라미네이트로서 층별로 증착될 수 있다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤과 산소 가스들의 혼합물(Ar + O2)을 사용하여 탄소 및 안티몬 층들의 라미네이트로서 층별로 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 산소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄소의 산화물 및/또는 안티몬의 산화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 산소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄소 또는 안티몬의 산화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤과 질소 가스들의 혼합물(Ar + N2)을 사용하여 탄소 및 안티몬 층들의 라미네이트로서 층별로 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 질소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄소의 질화물 및/또는 안티몬의 질화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 질소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄소 또는 안티몬의 질화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤과 산소와 질소 가스들의 혼합물(Ar + O2 + N2)을 사용하여 탄소 및 안티몬 층들의 라미네이트로서 층별로 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 산소와 질소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄소의 산화물 및/또는 질화물 및/또는 안티몬의 산화물 및/또는 질화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 산소와 질소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄소 또는 안티몬의 산화물 또는 질화물을 형성하지 않는다.
[0078] 실시예에서, 흡수재 층(310)은 탄탈륨과 안티몬의 합금으로 제조된다. 하나 이상의 실시예들에서, 탄탈륨 및 안티몬의 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 약 33.7 wt.% 내지 약 57.8 wt.% 탄탈륨 및 약 42.2 wt.% 내지 약 63.3 wt.% 안티몬, 예를 들어, 합금의 총 중량을 기준으로 약 45 wt.% 내지 약 55 wt.% 탄탈륨 및 약 45 wt.% 내지 약 55 wt.% 안티몬을 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 탄탈륨과 안티몬의 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 약 57.8 wt.% 내지 약 78.2 wt.% 탄탈륨 및 약 21.8 wt.% 내지 약 42.2 wt.% 안티몬, 예를 들어, 합금의 총 중량을 기준으로 약 65 wt.% 내지 약 75 wt.% 탄탈륨 및 약 25 wt.% 내지 약 35 wt.% 안티몬을 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 탄탈륨 및 안티몬의 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 약 21.9 wt.% 내지 약 33.7 wt.% 탄탈륨 및 약 66.3 wt.% 내지 약 78.1 wt.% 안티몬, 예를 들어, 합금의 총 중량을 기준으로 약 22 wt.% 내지 약 30 wt.% 탄탈륨 및 약 70 wt.% 내지 약 78 wt.% 안티몬을 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 탄탈륨과 안티몬의 합금은 비정질이다.
[0079] 특정 실시예에서, 탄탈륨과 안티몬의 합금은 안티몬 풍부 합금이다. 본원에 사용된 바와 같이, "안티몬 풍부"라는 용어는, 합금에 탄탈륨보다 안티몬이 훨씬 더 많이 존재한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 탄탈륨과 안티몬의 합금은, 합금의 총 중량을 기준으로 약 21.9 wt.% 내지 약 33.7 wt.% 탄탈륨 및 약 66.3 wt.% 내지 약 78.1 wt.% 안티몬, 예를 들어, 합금의 총 중량을 기준으로 약 22 wt.% 내지 약 30 wt.% 탄탈륨 및 약 70 wt.% 내지 약 80 wt.% 안티몬을 포함하는 합금이다. 하나 이상의 실시예들에서, 탄탈륨과 안티몬의 합금은 비정질이다.
[0080] 본원에 사용된 바와 같이, "탄탈륨 풍부"라는 용어는 합금에 안티몬보다 탄탈륨이 훨씬 더 많이 존재한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 탄탈륨과 안티몬의 합금은, 합금의 총 중량을 기준으로 약 57.8 wt.% 내지 약 78.2 wt.% 탄탈륨 및 약 21.8 wt.% 내지 약 42.2 wt.% 안티몬, 예를 들어, 합금의 총 중량을 기준으로 약 65 wt.% 내지 약 75 wt.% 탄탈륨 및 약 25 wt.% 내지 약 35 wt.% 안티몬을 포함하는 합금이다.
[0081] 하나 이상의 실시예들에서, 탄탈륨과 안티몬의 합금은 도펀트를 포함한다. 도펀트는 질소 또는 산소 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다. 실시예에서, 도펀트는 산소를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 도펀트는 질소를 포함한다. 실시예에서, 도펀트는 합금의 중량을 기준으로 약 0.1 wt.% 내지 약 5 wt.% 범위의 양으로 합금에 존재한다. 다른 실시예들에서, 도펀트는 약 0.1 wt.%, 0.2 wt.%, 0.3 wt.%, 0.4 wt.%, 0.5 wt.%, 0.6 wt.%, 0.7 wt.%, 0.8 wt.%, 0.9 wt.%, 1.0 wt.%, 1.1 wt.%, 1.2 wt.%, 1.3 wt.%, 1.4 wt.%, 1.5 wt.%, 1.6 wt.%, 1.7 wt.%, 1.8 wt.%, 1.9 wt.%, 2.0 wt.% 2.1 wt.%, 2.2 wt.%, 2.3 wt.%, 2.4 wt.%, 2.5 wt.%, 2.6 wt.%, 2.7 wt.%, 2.8 wt.%, 2.9 wt.%, 3.0 wt.%, 3.1 wt.%, 3.2 wt.%, 3.3 wt.%, 3.4 wt.%, 3.5 wt.%, 3.6 wt.%, 3.7 wt.%, 3.8 wt.%, 3.9 wt.%, 4.0 wt.%, 4.1 wt.%, 4.2 wt.%, 4.3 wt.%, 4.4 wt.%, 4.5 wt.%, 4.6 wt.%, 4.7 wt.%, 4.8 wt.%, 4.9 wt.%, 또는 5.0 wt.%의 양으로 합금에 존재한다.
[0082] 하나 이상의 실시예들에서, 흡수재 층의 합금은 물리 증착 챔버에서 형성된 공동 스퍼터링된 합금 흡수재 재료이다. 하나 이상의 실시예들에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤(Ar), 산소(O2), 또는 질소(N2) 중 하나 이상으로부터 선택된 가스들에 의해 공동 스퍼터링될 수 있다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤과 산소 가스들의 혼합물(Ar + O2)에 의해 공동 스퍼터링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 산소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄탈륨의 산화물 및/또는 안티몬의 산화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 산소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄탈륨 또는 안티몬의 산화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤과 질소 가스들의 혼합물(Ar + N2)에 의해 공동 스퍼터링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 질소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄탈륨의 질화물 및/또는 안티몬의 질화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 질소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄탈륨 또는 안티몬의 질화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤과 산소와 질소 가스들의 혼합물(Ar + O2 + N2)에 의해 공동 스퍼터링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 산소와 질소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄탈륨의 산화물 및/또는 질화물 및/또는 안티몬의 산화물 및/또는 질화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 산소와 질소의 혼합물에 의한 공동 스퍼터링은 탄탈륨 또는 안티몬의 산화물 또는 질화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 흡수재 층의 에칭 특성들 및/또는 다른 특성들은 위에서 논의된 바와 같이 합금 백분율(들)을 제어함으로써 사양에 맞춰질 수 있다. 실시예에서, 합금 백분율(들)은 물리 기상 증착 챔버의 전압, 압력, 흐름 등과 같은 작동 파라미터들에 의해 정밀하게 제어될 수 있다. 실시예에서, 프로세스 가스가 재료 특성들을 추가로 수정하기 위해 사용되며, 예를 들어 N2 가스가 탄탈륨 및 안티몬의 질화물들을 형성하기 위해 사용된다.
[0083] 하나 이상의 실시예들에서, 본원에 사용되는 바와 같이, "공동 스퍼터링"이라 함은, 2 개의 타겟들, 즉, 탄탈륨을 포함하는 하나의 타겟 및 안티몬을 포함하는 제2 타겟이 아르곤(Ar), 산소(O2), 또는 질소(N2)로부터 선택된 하나 이상의 가스를 사용하여 동시에 스퍼터링되어 탄탈륨과 안티몬의 합금을 포함하는 흡수재 층을 증착/형성한다는 것을 의미한다.
[0084] 다른 실시예들에서, 탄탈륨과 안티몬의 합금은 아르곤(Ar), 산소(O2) 또는 질소(N2) 중 하나 이상으로부터 선택된 가스들을 사용하여 탄탈륨 및 안티몬 층들의 라미네이트로서 층별로 증착될 수 있다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤 및 산소 가스들의 혼합물(Ar + O2)을 사용하여 탄탈륨 및 안티몬 층들의 라미네이트로서 층별로 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 산소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄탈륨의 산화물 및/또는 안티몬의 산화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 산소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄탈륨 또는 안티몬의 산화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤 및 질소 가스들의 혼합물(Ar + N2)을 사용하여 탄탈륨 및 안티몬 층들의 라미네이트로서 층별로 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 질소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄탈륨의 질화물 및/또는 안티몬의 질화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 질소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄탈륨 또는 안티몬의 질화물을 형성하지 않는다. 실시예에서, 흡수재 층의 합금은 아르곤과 산소와 질소 가스들의 혼합물(Ar + O2 + N2)을 사용하여 탄탈륨 및 안티몬 층들의 라미네이트로서 층별로 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아르곤과 산소와 질소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄탈륨의 산화물 및/또는 질화물 및/또는 안티몬의 산화물 및/또는 질화물을 형성한다. 다른 실시예들에서, 아르곤과 산소와 질소의 혼합물을 사용하는 층별 증착은 탄탈륨 또는 안티몬의 산화물 또는 질화물을 형성하지 않는다.
[0085] 하나 이상의 실시예들에서, 하드 마스크 층(318)은 CrO, CrON, TaNi, TaRu 및 TaCu로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하드 마스크 재료를 포함한다.
[0086] 일부 실시예들에서, 흡수재 층(310)의 안티몬 함유 재료는 SbN, 탄소와 안티몬의 합금, 및 탄탈륨과 안티몬의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
[0087] 일부 실시예들에서, 하드 마스크 재료는 약 63.9 wt.% 내지 약 98.4 wt.% 범위의 Cr, 약 1.6 wt.% 내지 약 33.7 wt.% 범위의 산소, 및 0 wt.% 내지 약 9.3 wt.% 범위의 질소를 포함한다.
[0088] 일부 실시예들에서, 하드 마스크 재료는 약 75.5 wt.% 내지 약 96.5 wt.% 범위의 Ta 및 약 3.5 wt.% 내지 약 24.5 wt.% 범위의 Ni를 포함한다. 하드 마스크 재료가 Ta 및 Ni를 포함하는 하나 이상의 실시예들에서, 하드 마스크 재료는 0.1 wt.% 내지 10 wt.% 범위의, 산소 및 질소 중 적어도 하나로 도핑된다.
[0089] 일부 실시예들에서, 하드 마스크 재료는 0 wt.% 내지 72.9 wt.% 범위의 Ta 및 0 wt.% 내지 27.1 wt.% 범위의 Ru, 예를 들어 약 0.2 wt.% 내지 약 72.9 wt.% 범위의 Ta 및 약 27.1 wt.% 내지 약 99.8 wt.% 범위의 Ru를 포함한다. 일부 실시예들의 Ta 및 Ru를 포함하는 하드 마스크 재료는 0.1 wt.% 내지 10 wt.% 범위의, 산소 및 질소 중 적어도 하나로 도핑된다.
[0090] 하나 이상의 실시예들에서, 하드 마스크 재료는 약 60.5 wt.% 내지 약 94.2 wt.% 범위의 Ta 및 약 5.8 wt.% 내지 약 39.5 wt.% 범위의 Cu를 포함한다. 하드 마스크 재료가 Ta 및 Cu를 포함하는 하나 이상의 실시예들에서, 하드 마스크 재료는 0.1 wt.% 내지 10 wt.% 범위의, 산소 및 질소 중 적어도 하나로 도핑된다.
[0091] 특정 실시예는 극자외선(EUV) 마스크 블랭크(302)에 관한 것으로서, 이 극자외선(EUV) 마스크 블랭크는, 기판(304); EUV 방사선을 반사하는 다층 스택(306) ― 다층 스택(306)은 몰리브덴(Mo) 및 실리콘(Si)을 포함하는 복수의 반사 층 쌍들(316)을 포함함 ― ; 반사 층들의 다층 스택 상의 캡핑 층(308); 흡수재 층(310) ― 흡수재 층(310)은 SbN, 탄소와 안티몬의 합금, 및 탄탈륨과 안티몬의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안티몬 함유 재료를 포함함 ― ; 및 흡수재 층 상의 하드 마스크 층(318) ― 하드 마스크 층은 CrO, CrON, TaNi, TaRu 및 TaCu로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하드 마스크 재료를 포함하고, 여기서 하드 마스크 층(318) 대 흡수재 층(310)의 에칭 선택비가 5:1 내지 30:1의 범위에 있도록, 하드 마스크 층(318)은 에칭율을 갖고 흡수재 층(310)은 에칭율을 가짐 ― 을 포함한다.
[0092] 이제 흡수재 층(310) 및 하드 마스크 층(318)의 다양한 조합들의 구체적이고 비-제한적인 예들이 설명될 것이다. 본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예들에서, 흡수재 층들 대 하드 마스크 층들의 Cl2 에칭 케미스트리를 사용한 상대 에칭율들은, 흡수재 층의 두께가 30 nm 내지 45 nm 범위이고 하드 마스크 층의 두께가 2 nm 내지 9 nm 범위인 시스템들에서 비교되었다. 위에서 설명된 범위들을 갖는 CrON 또는 CrO 하드 마스크 층 및 TaSb 흡수재 층에 대해, 에칭율들이 결정되었다. CrO 재료의 경우, 에칭율은 5 nm/분 내지 20 nm/분 범위이었다. 예를 들어, 1.6 내지 33.7 wt.% 범위의 상한의 O 함량을 갖는 CrO 재료의 경우, 에칭율은 약 20 nm/분이었다. O 함량이 이 범위의 하한으로 낮추어졌을 때, 에칭율은 약 5 nm/분 내지 약 10 nm/분 범위에 있었다. 위에서 설명된 범위들을 갖는 CrON 재료의 경우, 에칭율은 20 nm/분 내지 약 40 nm/분 범위에 있었다. 질소 함량이 0 내지 9.3 wt.% 범위의 상한에 있었을 때, 에칭율은 20 nm/분 내지 약 40 nm/분 범위의 대략 상한까지 증가되었다. TaSb 흡수재 층은 약 100 nm/분 내지 약 140 nm/분 범위의 에칭율을 가졌다. 하드 마스크 층 대 흡수재 층의 에칭율 선택비는 3:30, 예를 들어 5:30의 범위에 있었다.
[0093] 본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예들에서, 흡수재 층들 대 하드 마스크 층들의 Cl2 에칭 케미스트리를 사용한 상대 에칭율들은, 흡수재 층의 두께가 30 nm에서 45 nm 범위이고 하드 마스크 층의 두께가 2 nm 내지 9 nm 범위인 시스템들에서 비교되었다. 위에서 설명된 범위들을 갖는 TaNi 하드 마스크 층 및 TaSb 흡수재 층에 대해, 에칭율들이 결정되었다. TaNi 재료의 경우, 에칭율은 20 nm/분 내지 80 nm/분 범위이었다. 예를 들어, Ni 함량이 3.5 내지 24.5 wt.% 범위의 하한에 있는 TaNi 재료의 경우, 에칭율은, 더 많은 양의 Ni를 갖는 TaNi 재료가 약 25 nm/분의 에칭율을 갖는 것과 비교하여, 약 75 nm/분이었다. TaSb 흡수재 층은 약 120 nm/분 내지 약 140 nm/분 범위의 에칭율을 가졌다. 하드 마스크 층 대 흡수재 층의 에칭율 선택비는 1.5:30, 예를 들어 5:30의 범위에 있었다.
[0094] 본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예들에서, 흡수재 층들 대 하드 마스크 층들의 CF4 에칭 케미스트리를 사용한 상대적 에칭율들은, 흡수재 층의 두께가 30 nm 내지 45 nm 범위이고 하드 마스크 층의 두께가 2 nm 내지 9 nm 범위인 시스템들에서 비교되었다. 위에서 설명된 범위들을 갖는 TaNi 하드 마스크 층 및 TaSb 흡수재 층에 대해, 에칭율들이 결정되었다. TaNi 재료의 경우, 에칭율은 5 nm/분 내지 250 nm/분 범위이었다. 예를 들어, Ni 함량이 3.5 내지 24.5 wt.% 범위의 하한에 있는 TaNi 재료의 경우, 에칭율은, 위 범위의 상한의 Ni 함량을 갖는 TaNi 재료가 약 10 nm/분의 에칭율을 갖는 것과 비교하여 약 40 nm/분이었다. TaSb 흡수재 층은 약 140 nm/분 내지 약 160 nm/분 범위의 에칭율을 가졌다. 하드 마스크 층 대 흡수재 층의 에칭율 선택비는 3:30, 예를 들어 5:30의 범위에 있었다.
[0095] 본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예들에서, 흡수재 층들 대 하드 마스크 층들의 Cl2 에칭 케미스트리를 사용한 상대 에칭율들은, 흡수재 층의 두께가 30 nm 내지 45 nm 범위이고 하드 마스크 층의 두께가 2 nm 내지 9 nm 범위인 시스템들에서 비교되었다. 위에서 설명된 범위들을 갖는 TaRu 하드 마스크 층 및 TaSb 흡수재 층에 대해, 에칭율들이 결정되었다. TaRu 재료의 경우, 에칭율은 5 nm/분 내지 20 nm/분 범위이었다. 예를 들어, 27.1 내지 100 wt.% 범위의 상한의 Ru 함량을 갖는 TaRu 재료의 경우, 에칭율은 약 5 nm/분이었다. Ru 함량이 27.1 내지 100 wt.% 범위의 하한으로 낮아졌을 때, 에칭율은 약 15 nm/분이었다. TaSb 흡수재 층은 약 140 nm/분 내지 약 160 nm/분 범위의 에칭율을 가졌다. 하드 마스크 층 대 흡수재 층의 에칭율 선택비는 3:30, 예를 들어 5:30의 범위에 있었다.
[0096] 본 개시내용의 예시적인 실시예들에서, 흡수재 층들 대 하드 마스크 층들의 Cl2 에칭 케미스트리를 사용한 상대 에칭율들은, 흡수재 층의 두께가 30 nm 내지 45 nm 범위이고 하드 마스크 층의 두께가 2 nm 내지 9 nm 범위인 시스템들에서 비교되었다. 위에서 설명된 범위들을 갖는 TaCu 하드 마스크 층 및 TaSb 흡수재 층에 대해, 에칭율들이 결정되었다. TaCu 재료의 경우, 에칭율은 1 nm/분 내지 10 nm/분 범위이었다. 예를 들어, 5.8 내지 39.5 wt.% 범위의 하한의 Cu 함량을 갖는 TaCu 재료의 경우, 에칭율은, 위 범위의 상한의 Cu 함량을 갖는 TaCu 재료가 약 2 nm/분의 에칭율을 갖는 것과 비교하여 5 nm/분 내지 10 nm/분 범위이었다. TaSb 흡수재 층은 약 100 nm/분 내지 약 140 nm/분 범위의 에칭율을 가졌다. 하드 마스크 층 대 흡수재 층의 에칭율 선택비는 1:25 내지 1:30의 범위에 있었다.
[0097] 일부 실시예들에서 EUV 마스크 블랭크는 제1 흡수재 재료를 포함하는 제1 캐소드, 제2 흡수재 재료를 포함하는 제2 캐소드, 제3 흡수재 재료를 포함하는 제3 캐소드, 제4 흡수재 재료를 포함하는 제4 캐소드, 및 제5 흡수재 재료를 포함하는 제5 캐소드를 갖는 물리 증착 챔버에서 제조되고, 여기서 제1 흡수재 재료, 제2 흡수재 재료, 제3 흡수재 재료, 제4 흡수재 재료, 및 제5 흡수재 재료들은 서로 상이하고, 각각의 흡수재 재료들은 다른 재료들과 다른 흡광 계수를 가지며, 각각의 흡수재 재료들은 다른 흡수재 재료들과 상이한 굴절률을 갖는다.
[0098] 본 개시내용의 다른 양태는 극자외선(EUV) 마스크 블랭크를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 EUV 방사선을 반사하는 다층 스택(306)을 기판(304) 상에 형성하는 단계를 포함하고, 이 다층 스택(306)은 복수의 반사 층 쌍들(316)을 포함한다. 이 방법은 다층 스택(306) 상에 캡핑 층(308)을 형성하는 단계 및 캡핑 층(308) 상에 흡수재 층(310)을 형성하는 단계를 더 포함하고, 흡수재 층(310)은 안티몬 함유 재료를 포함한다. 이 방법은 흡수재 층(310) 상에 하드 마스크 층(318)을 형성하는 단계를 더 포함하고, 하드 마스크 층(318)은 CrO, CrON, TaNi, TaRu 및 TaCu로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하드 마스크 재료를 포함한다.
[0099] 하나 이상의 실시예들에서, 이 방법은 여기에 개시된 각각의 에칭율들로 하드 마스크 층(318) 및 흡수재 층(310)을 에칭하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 하드 마스크 층 대 흡수재 층의 에칭 선택비가 3:1 내지 50:1, 예를 들어, 5:1 내지 30:1의 범위에 있도록, 하드 마스크 층(318)은 에칭율을 갖고 흡수재 층(310)은 에칭율을 갖는다. 하나 이상의 실시예들에서, 하드 마스크 층(318)은 흡수재 층(310)보다 더 낮은 에칭율을 갖고, 흡수재 층의 두께가 30 nm 내지 45 nm의 범위에 있고, 하드 마스크 층(318)의 두께가 2 nm 내지 9 nm의 범위에 있을 때, 하드 마스크 층(318) 대 흡수재 층(310)의 에칭 선택비는 3:1 내지 50:1, 예를 들어 5:1 내지 30:1의 범위에 있다.
[00100] EUV 마스크 블랭크는 일부 실시예들에서 도 4와 관련하여 위에서 설명된 실시예들의 특성들 중 임의의 것을 갖고, 이 방법은 일부 실시예들에서 도 3과 관련하여 설명된 시스템에서 수행된다.
[00101] 또 다른 특정 방법 실시예에서, 상이한 흡수재 층들은 제1 흡수재 재료를 포함하는 제1 캐소드 및 제2 흡수재 재료를 포함하는 제2 캐소드를 갖는 물리 증착 챔버에서 형성된다. 이제 도 5를 참조하면, 다중 캐소드 챔버(500)의 상부 부분이 실시예에 따라 도시된다. 다중 캐소드 챔버(500)는 최상부 어댑터(504)에 의해 캡핑된 원통형 본체 부분(502)을 갖는 베이스(base) 구조(501)를 포함한다. 최상부 어댑터(504)는 최상부 어댑터(504) 주위에 위치결정된 캐소드 소스들(506, 508, 510, 512, 514)과 같은 다수의 캐소드 소스들을 위한 설비들을 갖는다.
[00102] 하나 이상의 실시예들에서, 이 방법은 5 nm 내지 60 nm 범위의 두께를 갖는 흡수재 층을 형성한다. 하나 이상의 실시예들에서, 흡수재 층을 형성하기 위해 사용되는 재료들은 흡수재 층의 에칭 특성들에 영향을 미치도록 선택된다. 하나 이상의 실시예들에서, 흡수재 층의 화합물은, 일부 실시예들에서 훨씬 더 얇은 흡수재 층 두께(45 nm 미만 또는 30 nm 미만)를 제공하고 2 % 미만의 반사율 및 원하는 에칭 특성들을 달성하는 물리 증착 챔버에서 형성된 화합물 흡수재 재료를 스퍼터링함으로써 형성된다. 실시예에서, 일부 실시예들에서 흡수재 층의 에칭 특성들 및 다른 원하는 특성들은 각각의 흡수재 재료의 화합물 백분율을 제어함으로써 사양에 맞춰진다. 실시예에서, 일부 실시예들에서 화합물 백분율은 물리 기상 증착 챔버의 전압, 압력, 흐름 등과 같은 작동 파라미터들에 의해 정밀하게 제어된다.
[00103] 일부 실시예들에서 다중 캐소드 소스 챔버(500)는 도 3에 도시된 시스템의 일부이다. 실시예에서, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크 생산 시스템은 진공을 생성하기 위한 기판 핸들링 진공 챔버, 진공 상태에서, 기판 핸들링 진공 챔버에 로딩된 기판을 수송하기 위한 기판 핸들링 플랫폼, 및 기판 상의 반사 층들의 다층 스택 ― 이 다층 스택은 복수의 반사 층 쌍들을 포함함 ― , 반사 층들의 다층 스택 상의 캡핑 층, 및 캡핑 층 상의 흡수재 층 ― 이 흡수재 층은 안티몬과 질소의 화합물로 제조됨 ― 을 포함하는 EUV 마스크 블랭크를 형성하기 위해 기판 핸들링 플랫폼에 의해 액세스되는 다중 서브 챔버들(sub-chambers)을 포함한다. 일부 실시예들에서 시스템은 도 4와 관련하여 도시된 EUV 마스크 블랭크들을 제조하기 위해 사용되고, 위에서 도 4와 관련하여 설명된 EUV 마스크 블랭크들과 관련하여 설명된 임의의 특성들을 갖는다.
[00104] 프로세스들은 일반적으로, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세스 챔버가 본 개시내용의 프로세스들을 수행하게 하는 소프트웨어 루틴(software routine)으로서 메모리에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 프로세서에 의해 제어되는 하드웨어(hardware)로부터 원격으로 위치된 제2 프로세서(도시되지 않음)에 의해 저장되고 및/또는 실행될 수 있다. 본 개시내용의 방법 중 일부 또는 전부는 또한 하드웨어로 수행될 수도 있다. 이에 따라, 프로세스는 소프트웨어로 구현되어 컴퓨터 시스템을 사용하여 실행될 수 있거나, 또는 예컨대 주문형 집적 회로로서 또는 다른 유형의 하드웨어 구현으로서 하드웨어로 구현될 수 있거나, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로서 구현될 수 있다. 소프트웨어 루틴은, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세스들이 수행되도록 챔버 동작을 제어하는 특정 목적 컴퓨터(제어기)로 범용 컴퓨터를 변환시킨다.
[00105] 본 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예", "특정 실시예들", "하나 이상의 실시예들" 또는 "실시예"에 대한 언급은, 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조, 재료, 또는 특성이 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치들에서 "하나 이상의 실시예들에서", "특정 실시예들에서", "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"와 같은 문구들의 출현들이 반드시 본 개시내용의 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 더욱이, 특정 특징들, 구조들, 재료들, 또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
[00106] 본원의 개시내용이 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이들 실시예들은 단지 본 개시내용의 원리들 및 애플리케이션들을 예시한다는 것이 이해되어야 한다. 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 개시내용의 방법 및 장치에 다양한 수정들 및 변형들이 행해질 수 있다는 것이 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서, 본 개시내용은 첨부된 청구항들 및 이들의 등가물들의 범위 내에 있는 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 극자외선(EUV) 마스크 블랭크(mask blank)를 제조하는 방법으로서,
    EUV 방사선을 반사하는 다층 스택(stack)을 기판 상에 형성하는 단계 ― 상기 다층 스택은 복수의 반사 층 쌍들을 포함함 ― ;
    상기 다층 스택 상에 캡핑 층(capping layer)을 형성하는 단계;
    상기 캡핑 층 상에 흡수재 층을 형성하는 단계 ― 상기 흡수재 층은 안티몬(antimony) 함유 재료를 포함함 ― ; 및
    상기 흡수재 층 상에 하드 마스크 층(hard mask layer)을 형성하는 단계 ― 상기 하드 마스크 층은 CrO, CrON, TaNi, TaRu 및 TaCu로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하드 마스크 재료를 포함함 ― 를 포함하는, 극자외선 마스크 블랭크를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안티몬 함유 재료는 SbN, 탄소와 안티몬의 합금, 및 탄탈륨과 안티몬의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 극자외선 마스크 블랭크를 제조하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 약 63.9 wt.% 내지 약 98.4 wt.% 범위의 Cr, 약 1.6 wt.% 내지 약 33.7 wt.% 범위의 산소, 및 0 wt.% 내지 약 9.3 wt.% 범위의 질소를 포함하는, 극자외선 마스크 블랭크를 제조하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 약 75.5 wt.% 내지 약 96.5 wt.% 범위의 Ta 및 약 3.5 wt.% 내지 약 24.5 wt.% 범위의 Ni를 포함하는, 극자외선 마스크 블랭크를 제조하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 0 wt.% 내지 약 72.9 wt.% 범위의 Ta 및 약 27.1 wt.% 내지 약 100 wt.% 범위의 Ru를 포함하는, 극자외선 마스크 블랭크를 제조하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 약 0.2 wt.% 내지 약 72.9 wt.% 범위의 Ta 및 약 27.1 wt.% 내지 약 99.8 wt.% 범위의 Ru를 포함하는, 극자외선 마스크 블랭크를 제조하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 약 60.5 wt.% 내지 약 94.2 wt.% 범위의 Ta 및 약 5.8 wt.% 내지 약 39.5 wt.% 범위의 Cu를 포함하는, 극자외선 마스크 블랭크를 제조하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하드 마스크 층 대 상기 흡수재 층의 에칭 선택비(etch selectivity)가 5:1 내지 30:1의 범위에 있도록, 상기 하드 마스크 층은 에칭율(etch rate)을 갖고 상기 흡수재 층은 에칭율을 갖는, 극자외선 마스크 블랭크를 제조하는 방법.
  9. 극자외선(EUV) 마스크 블랭크로서,
    기판;
    EUV 방사선을 반사하는 다층 스택 ― 상기 다층 스택은 복수의 반사 층 쌍들을 포함함 ― ;
    상기 반사 층들의 다층 스택 상의 캡핑 층;
    흡수재 층 ― 상기 흡수재 층은 안티몬 함유 재료를 포함함 ― ; 및
    상기 흡수재 층 상의 하드 마스크 층 ― 상기 하드 마스크 층은 CrO, CrON, TaNi, TaRu 및 TaCu로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하드 마스크 재료를 포함함 ― 을 포함하는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안티몬 함유 재료는 SbN, 탄소와 안티몬의 합금, 및 탄탈륨과 안티몬의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 약 63.9 wt.% 내지 약 98.4 wt.% 범위의 Cr, 약 1.6 wt.% 내지 약 33.7 wt.% 범위의 산소, 및 0 wt.% 내지 약 9.3 wt.% 범위의 질소를 포함하는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 약 75.5 wt.% 내지 약 96.5 wt.% 범위의 Ta 및 약 3.5 wt.% 내지 약 24.5 wt.% 범위의 Ni를 포함하는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 0.1 wt.% 내지 10 wt.% 범위의, 산소 및 질소 중 적어도 하나로 도핑되는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 0 wt.% 내지 약 72.9 wt.% 범위의 Ta 및 약 27.1 wt.% 내지 약 100 wt.% 범위의 Ru를 포함하는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 약 0.2 wt.% 내지 약 72.9 wt.% 범위의 Ta 및 약 27.1 wt.% 내지 약 99.8 wt.% 범위의 Ru를 포함하는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 0.1 wt.% 내지 10 wt.% 범위의, 산소 및 질소 중 적어도 하나로 도핑되는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 약 60.5 wt.% 내지 약 94.2 wt.% 범위의 Ta 및 약 5.8 wt.% 내지 약 39.5 wt.% 범위의 Cu를 포함하는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하드 마스크 재료는 0.1 wt.% 내지 10 wt.% 범위의, 산소 및 질소 중 적어도 하나로 도핑되는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 하드 마스크 층 대 상기 흡수재 층의 에칭 선택비가 5:1 내지 30:1의 범위에 있도록, 상기 하드 마스크 층은 에칭율을 갖고 상기 흡수재 층은 에칭율을 갖는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
  20. 극자외선(EUV) 마스크 블랭크로서,
    기판;
    EUV 방사선을 반사하는 다층 스택 ― 상기 다층 스택은 몰리브덴(Mo) 및 실리콘(Si)을 포함하는 복수의 반사 층 쌍들을 포함함 ― ;
    상기 반사 층들의 다층 스택 상의 캡핑 층;
    흡수재 층 ― 상기 흡수재 층은 SbN, 탄소와 안티몬의 합금, 및 탄탈륨과 안티몬의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안티몬 함유 재료를 포함함 ― ; 및
    상기 흡수재 층 상의 하드 마스크 층 ― 상기 하드 마스크 층은 CrO, CrON, TaNi, TaRu 및 TaCu로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하드 마스크 재료를 포함하고, 상기 하드 마스크 층 대 상기 흡수재 층의 에칭 선택비가 5:1 내지 30:1의 범위에 있도록, 상기 하드 마스크 층은 에칭율을 갖고 상기 흡수재 층은 에칭율을 가짐 ― 을 포함하는, 극자외선(EUV) 마스크 블랭크.
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