KR20230076087A - 캡핑층을 가진 극자외선 마스크 - Google Patents

캡핑층을 가진 극자외선 마스크 Download PDF

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웨이-하오 리
핑-순 린
타-쳉 리엔
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Abstract

극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 마스크는 기판, 기판 상의 반사성 다층 스택, 및 반사성 다층 스택 상의 단일 층 캡핑 피처(capping feature) 또는 다층 캡핑 피처를 포함한다. 캡핑 피처는 비정질 구조를 갖는 물질을 포함하는 캡핑층 또는 캡핑층들을 포함한다. 다른 설명된 실시예는 약 3 미만의 제1 고체 탄소 용해도를 갖는 원소(들)를 포함하는 캡핑층(들)을 포함한다. 다층 캡핑 피처 실시예에서, 각각의 캡핑층의 원소(들)는 상이한 고체 탄소 용해도 특성들을 갖는다.

Description

캡핑층을 가진 극자외선 마스크{EXTREME ULTRAVIOLET MASK WITH CAPPING LAYER}
우선권 주장 및 교차 참조
이 출원은 2021년 11월 23일에 출원된 미국 특허 가출원 제63/282,289호의 이익을 주장하고 그 내용은 그 전체적으로 참조로 본 개시에 편입된다.
반도체 산업은 기하급수적인 성장을 경험했다. 물질 및 설계의 기술적 진보는 여러 세대의 집적회로(integrated circuit; IC)를 생산했고 각 세대는 이전 세대보다 더 작고 더 복잡한 회로를 갖는다. IC 진화 과정에서, 기능적 밀도(즉, 칩 면적당 상호접속된 디바이스들의 개수)는 일반적으로 증가한 반면, 기하구조(geometry) 크기(즉, 제조 프로세스를 사용하여 생성될 수 있는 최소 컴포넌트 또는 라인)는 감소하였다. 이러한 축소 프로세스는 생산 효율을 증가시키고 연관 비용을 감소시키는 것에 의해 전반적으로 이익을 제공한다.
포토리소그래피는 반도체 웨이퍼 상에 컴포넌트 또는 라인을 형성하는데 사용될 수 있다. 포토리소그래피 기술의 한 예는 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 에너지와 EUV 마스크의 패터닝된 흡수재층(absorber layer)을 활용한다.
본 개시의 양상은 첨부한 도면들과 함께 읽을 때 하기의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 업계의 표준적 관행에 따라, 다양한 피처(features)는 실제 크기대로 도시되지 않는 것을 주목된다. 실제로, 다양한 피처의 치수는 논의의 명료화를 위해 임의로 증가되거나 감소될 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 마스크의 단면도이다.
도 2는 일부 실시예에 따른, 도 1의 EUV 마스크를 제조하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3j는 일부 실시예에 따른 도 2의 제조 프로세스의 다양한 단계에서의 EUV 마스크의 단면도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 마스크의 단면도이다.
도 5는 일부 실시예에 따른 도 4의 EUV 마스크를 제조하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6l은 일부 실시예에 따른 도 5의 제조 프로세스의 다양한 단계에서 EUV 마스크의 단면도이다.
도 7은 일부 실시예에 따른 EUV 마스크를 사용하는 방법의 흐름도이다.
도 8은 일부 실시예에 따른 EUV 마스크를 사용하는 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 캡핑층 상의 탄소 오염의 두께를 평가한 결과를 도시한 도면이다.
하기의 개시는 제공되는 요지의 상이한 피처들을 구현하기 위한 다수의 상이한 실시예들 또는 예시들을 제공한다. 컴포넌트들 및 배열들의 특정 예시는 본 개시를 단순화시키기 위해 이하에서 설명된다. 물론, 이것들은 단지 예이고, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 예를 들어, 이하의 설명에서 제2 피처 위에 또는 제2 피처 상에 제1 피처의 형성은, 제1 피처와 제2 피처가 직접 접촉해서 형성되는 실시예를 포함할 수 있고, 추가적인 피처가 제1 피처와 제2 피처 사이에 형성될 수 있어서 제1 피처와 제2 피처가 직접 접촉될 수 없는 실시예를 또한 포함할 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 예들에서 참조 번호들 및/또는 문자들을 반복할 수 있다. 이 반복은 간략함과 명료함을 위한 것이고, 논의되는 다양한 실시예들 및/또는 구성들 간의 관계를 본질적으로 지시하지는 않는다.
또한, "밑에", "아래에", "하부에", "위에", "상부에" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어들은 도면들에서 도시되는 바와 같이 하나의 요소 또는 피처와 또 다른 요소(들) 또는 피처(들) 간의 관계를 설명하도록 설명의 용이함을 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은 도면들에서 묘사된 방위에 추가적으로 사용 또는 동작 중인 디바이스의 상이한 방위들을 포괄하도록 의도된다. 장치는 다르게(90도 회전되거나 또는 다른 방위로) 배향될 수 있고, 본 명세서에서 사용된 공간적으로 상대적인 기술어들(descriptors)은 마찬가지로 상응하게 해석될 수 있다.
집적 회로(IC)의 제조에서, 반도체 디바이스 제조 프로세스 중 IC의 각 층의 설계를 반도체 기판에 전사하기 위해 일련의 재사용 가능한 포토마스크(여기에서는 포토리소그래피 마스크 또는 마스크들이라고도 함)를 사용하여 IC의 상이한 층들을 나타내는 패턴이 제조된다.
IC 크기가 축소됨에 따라, 13.5 nm의 파장을 갖는 극자외선(EUV) 광은 예를 들어, 마스크에서 반도체 웨이퍼로 매우 작은 패턴(예컨대, 나노미터 규모 패턴)의 전사를 가능하게 하는 리소그래피 프로세스에 사용된다. 대부분의 물질은 13.5 nm의 파장에서 높은 흡수성을 갖기 때문에, EUV 리소그래피는 입사된 EUV 광을 반사하기 위해 반사성 다층을 갖는 반사형 EUV 마스크 및 광이 마스크에 의해 반사되도록 의도되지 않은 영역에서 방사선을 흡수하기 위한 반사성 다층 상단의 흡수재층을 사용한다. 반사성 다층 및 흡수재층은 열팽창이 낮은 물질 기판 상에 있다. 반사성 다층은 입사 EUV 광을 반사하고 반사성 다층 상단의 패터닝된 흡수재층은 광이 마스크에 의해 반사되도록 의도되지 않은 영역의 광을 흡수한다. 마스크 패턴은 흡수재층에 의해 규정되고 EUV 마스크의 반사 표면의 일부에서 EUV 광을 반사함으로써 반도체 웨이퍼로 전사된다.
더 조밀하게 패킹된 집적 디바이스를 갖고자 하는 지속적인 열망으로 인해 더 작은 개별 피처 크기를 형성하기 위해 포토리소그래피 프로세스가 변경되었다. 프로세스에 의해 획득 가능한 최소 피처 크기 또는 "임계 치수"(critical dimension; CD)는 대략 공식 CD=k1*λ/NA에 의해 결정되며, 여기서 k1은 프로세스 특유 계수이고, λ는 인가된 광/에너지의 파장이며, NA는 기판 또는 웨이퍼에서 본 광학 렌즈의 개구수이다.
본 개시는 탄소 오염에 대한 저항성을 나타내고 마스크의 제조 동안 에칭 프로세스 또는 세정 프로세스에 노출된 후에도 산화제로부터 하부의 반사성 다층 스택을 보호하는 내구성 캡핑 피처를 사용하는 EUV 마스크의 다양한 실시예를 설명한다. 탄소 오염은 흡수재층에 형성된 피처의 임계 치수와 EUV 마스크의 캡핑 피처에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 캡핑층으로서 사용되는 일부 물질은 EUV 에너지에 노출되는 동안 EUV 마스크 표면 근처의 탄소 원자와 반응할 수 있는 많은 자유 라디칼을 가질 수 있다. 노출되는 동안, EUV 마스크의 표면 근처의 탄화수소 분자는 고에너지에 노출될 때 균열(crack)될 수 있고 EUV 마스크의 노출된 표면(예컨대, 흡수재 물질 내의 측벽 및 하단 또는 트렌치) 상에 퇴적될 수 있다. 탄화수소 분자의 균열은 자유 라디칼과 반응할 수 있는 탄소 원자를 생성할 수 있다. 마스크의 에지 근처에 있는 마스크의 노출된 표면과 비교하여 마스크의 중심 근처에 있는 마스크의 노출된 표면 상에서 탄소가 더 두꺼운 두께로 퇴적되는 것이 관찰되었다. 일부 실시예에서, 마스크의 중심 부근의 노출된 표면 상에 형성되는 탄소의 양은 마스크의 에지 부근의 노출된 표면 상에 형성되는 탄소의 3배 두께이다. 탄화수소는 예를 들어, 도구의 구조물, 도구에 사용된 포토레지스트 또는 하드 마스크와 같은 EUV 도구 내의 물질로부터의 기체 방출을 포함하여 다양한 소스에서 유래할 수 있다. 생성된 탄소 원자 또는 탄소 함유 분자는 접촉하게 되는 물질과 반응하거나 물질에 의해 흡수되어 EUV 마스크 표면 상에 축적(build up)된다. EUV 마스크의 표면, 예를 들어, 캡핑층의 표면 또는 흡수재 물질 내의 피처의 측벽 상의 탄소 축적, 예를 들어, 임계 치수 균일성(critical dimension uniformity; CDU)과 같은 임계 치수 기준을 충족하는, 기판 상의 피처를 패터닝하기 위한 EUV 마스크의 능력에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 탄소는 EUV 마스크를 구성하는 다른 물질보다 EUV 파장을 더 많이 흡수한다. 따라서, 원하지 않는 탄소가 EUV 마스크에 존재할 때, 마스크로부터 반사된 원하는 수준의 EUV 방사선을 달성하는 데 필요한 노출 에너지 또는 입사 EUV 에너지의 양은 원하지 않는 탄소가 존재하지 않을 때보다 더 크다. 일부 실시예에서, 웨이퍼 상의 피처의 임계 치수 및 마스크 상의 피처의 임계 치수에 따라, 탄소가 EUV 마스크 상에 존재할 때 필요한 노출 에너지는 탄소가 EUV 마스크 상에 존재하지 않을 때보다 10% 이상일 수 있다. 증가된 노출 에너지에 대한 이러한 필요성은 웨이퍼를 효과적으로 노출시키는 데 필요한 에너지 비용을 증가시키거나 원하는 수준의 노출을 달성하는 데 필요한 시간의 길이를 증가시킬 것이다.
본 개시의 EUV 마스크의 일부 실시예는 마스크의 제조 동안 EUV 마스크의 물질이 노출되는 에칭 프로세스 및 세정 프로세스에 대한 개선된 강도 및/또는 저항성을 나타낸다. 마스크의 약하거나 손상된 층이 예를 들어, 산소와 같은 산화제에 의해 침투되기 쉽기 때문에, 마스크의 제조 중에 EUV 마스크의 물질이 노출되는 에칭 프로세스 및 세정 프로세스에 대한 강도 및/또는 저항성이 중요하다. 마스크의 손상되거나 약한 층에 침투하는 산소는 반사성 다층의 물질과 반응하여 반사성 다층의 상단 표면 상에 원치 않는 산화물층을 형성할 수 있다.
본 개시에 따른 실시예는 마스크의 반사성 다층 스택 위에 캡핑 피처를 포함하는 포토리소그래피 마스크를 광범위하게 제공한다. 일부 실시예에서, 캡핑 피처는 단일 층의 캡핑 물질을 포함하고, 다른 실시예에서, 캡핑 피처는 캡핑 물질의 다수의 캡핑층을 포함한다. 일부 실시예에서, 캡핑 피처는 비정질 구조를 갖는 물질을 포함하는 제1 캡핑층을 포함한다. 이 제1 캡핑층은 비정질 구조를 갖는 물질을 포함하는 제2 캡핑층과 조합될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 캡핑층의 물질은 원소와 탄소를 포함하는 시스템(system)의, 공융점에서의 고체 탄소 용해도(solid carbon solubility)가 3 원자% 미만인 이런 원소를 포함한다. 본 개시의 실시예에 따른 캡핑 피처의 캡핑층에 유용한 원소의 예는 Rh, Ir, Pt, Au 및 Zr 또는 이들의 합금을 포함한다. 다른 실시예에서, 본 개시의 실시예에 따른 캡핑 피처의 캡핑층은 Hf, Nb 또는 N을 포함한다. 다른 실시예에서, 본 개시에 따른 캡핑 피처의 캡핑층은 Ag 또는 Cu를 포함한다. 다른 실시예에서, 본 개시에 따른 캡핑 피처의 캡핑층은 Pd를 포함한다. 본 개시의 실시예에 따르면, EUV 마스크의 표면 상의 탄소 축적 또는 오염을 감소시키기 위해 단일 층 캡핑 피처가 사용된다. 본 개시에 따라 형성된 캡핑층의 물질은 탄화수소 분자 또는 탄소 원자에 의한 오염에 대한 캡핑 피처의 민감성(susceptibility)을 감소시킨다. 본 개시에 따라 형성된 캡핑 피처의 물질은 또한 산화제에 대한 노출 및 원치 않는 산화물층의 형성으로부터 하부 반사성 다층을 보호한다.
다층 캡핑 피처에 관한 본 개시의 예에서, 다층 캡핑 피처의 하나의 캡핑층에 사용되는 물질은 다층 캡핑 피처의 또 다른 캡핑층에 사용되는 물질과는 조성이 상이하다. 이러한 물질은 단일 캡핑층만을 포함하는 캡핑 피처에 사용하기 위한 물질에 관한 이전 단락의 설명에 따를 수 있다. 일부 실시예에서, 하나의 캡핑층의 물질은 다층 캡핑 피처의 또 다른 캡핑층의 물질의 고체 탄소 용해도 특성과는 다른 고체 탄소 용해도 특성을 나타낸다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제1 탄소 용해도 특성을 갖는 원소를 포함하는 물질로 형성된 제1 캡핑층을 포함하는 다층 캡핑 피처가 제공된다. 다층 캡핑 피처는 제1 캡핑층의 물질의 원소의 제1 탄소 용해도 특성과는 다른 제2 탄소 용해도 특성을 갖는 원소를 포함하는 물질로 형성된 적어도 또 다른 캡핑층을 포함한다. 일부 실시예에서, 이 원소 및 탄소를 포함하는 시스템의 공융점에서 제1 캡핑층과 제2 캡핑층의 물질의 원소의 고체 탄소 용해도는 3 원자% 미만이다. 고체 탄소 용해도 특성은 이 원소와 탄소를 포함하는 시스템의 공융점에서 이 시스템의 액상과 평형을 이루는 이 시스템의 고상에서의 최대 탄소 용해도를 지칭한다. 캡핑층의 물질의 원소의 고체 탄소 용해도는 캡핑층의 원소가 탄소 원자 또는 탄소 함유 분자와 반응하거나, 이를 보유(retain), 유인(attract) 또는 흡수하는 경향을 나타낸다. 탄소 원자가 캡핑층의 물질에 유인되고 이 물질에 의해 보유 또는 흡수되거나 이 물질과 반응할 때 탄소 원자가 축적되고 캡핑층을 오염시킨다. 일부 상황에서는, 탄소 축적 또는 오염이 캡핑층의 노출된 부분을 완전히 덮는다. 다른 상황에서, 탄소 축적 또는 오염이 캡핑층을 부분적으로 덮는다. 다른 상황에서, 탄소 축적 오염은 마스크의 흡수재 물질의 측벽 부분을 적어도 부분적으로 덮는다. 탄소 오염층의 존재는 마스크의 치수와 EUV 투과 특성을 변경한다. 반사된 EUV 에너지의 원하는 강도를 생성하는 데 필요한 이러한 치수의 변화 및/또는 입사 EUV 에너지의 변화는 이전 단락에서 설명된 부정적인 문제를 야기한다. 본 개시의 실시예에 따라, EUV 마스크의 표면 상의 탄소 축적 또는 오염으로부터 EUV 마스크를 보호하기 위해 다수의 개별 캡핑층을 포함하는 다층 캡핑 피처가 사용된다. 본 개시에 따라 형성된 캡핑층의 물질은 탄화수소 분자 또는 탄소 원자에 의한 오염에 대한 다층 캡핑 피처의 민감성을 감소시킨다. 본 개시에 따라 형성된 캡핑 피처의 물질은 또한 산화제에 대한 노출 및 원치 않는 산화물층의 형성으로부터 하부 반사성 다층을 보호한다.
본 개시의 실시예에서, EUV 마스크는 낮은 고체 탄소 용해도를 갖는 원소를 포함하는 물질을 포함하는 적어도 하나의 캡핑층을 포함하는 다층 캡핑 피처를 포함한다. 낮은 고체 탄소 용해도를 갖는 원소는 이 원소와 탄소의 시스템의 공융점에서 이 시스템의 액상과 평형을 이루는 이 시스템의 고상에서의 최대 탄소 용해도를 특징으로 한다. 낮은 고체 탄소 용해도를 갖는 원소의 예는 약 3 원자% 미만인 고체 탄소 용해도를 갖는 원소이다. 낮은 원자% 고체 탄소 용해도를 갖는 원소의 예는 고체 탄소 용해도가 약 3 원자% 미만이고 일부 실시예에서는 2 원자% 미만인 물질을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 캡핑층의 물질은 약 3 원자% 미만인 고체 탄소 용해도를 갖지 않지만 여전히 물질 표면 상의 탄소 축적 또는 오염에 대한 저항성을 제공한다. 본 개시의 실시예에서 유용한 낮은 고체 탄소 용해도를 갖는 원소는 대안적으로 1000℃에서의 이런 원소에서 1.6 미만의 유효 고체 탄소 용해도를 특징으로 한다. 1000℃에서 이 원소의 유효 고체 탄소 용해도는 공융점 고체 탄소 용해도 값에 (1000℃/이 원소와 탄소의 시스템의 공융점)을 곱하여 얻어진다. 본 개시의 다층 캡핑 피처의 일부 실시예에 따르면, 하나의 캡핑층의 물질의 원소(들)는 다층 캡핑 피처를 형성하는 또 다른 캡핑층의 물질의 원소(들)의 고체 탄소 용해도와는 다른 고체 탄소 용해도를 갖는다. 일부 실시예에서, 다층 캡핑 피처의 적어도 하나의 층의 물질은 다층 캡핑 피처의 도 다른 층의 원소의 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 EUV 소광 계수보다 크거나 작은, 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 EUV 소광 계수를 갖는 원소를 포함한다. 다층 캡핑 피처의 개별 캡핑층이 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 서로 다른 EUV 소광 계수를 갖는 원소를 포함하는 물질을 포함하는 경우, 한 캡핑층에 흡수된 입사 EUV 에너지의 양은 다층 캡핑 피처의 또 다른 캡핑층에 흡수된 EUV 에너지와는 다르다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 하나의 캡핑층의 물질의 원소는 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 0과 0.1 사이의 EUV 소광 계수를 갖고, 또 다른 캡핑층의 물질의 원소는 하나의 캡핑층의 원소의 EUV 소광 계수와는 다른 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 EUV 소광 계수를 갖는다. 다른 실시예에서, 제1 캡핑층의 물질은 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 0과 0.08 사이, 0과 0.06 사이, 0과 0.04 사이 또는 0과 0.04 사이의 EUV 소광 계수를 갖는 원소를 포함한다. 전술된 범위 내에서 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 EUV 소광 계수를 갖는 원소를 포함하는 물질은 입사 EUV 에너지의 수준이 바람직하지 않은 양만큼 증가되어야 하는 양만큼 EUV 에너지의 전송을 감소시키지 않는다. 본 실시예에 따른 다층 캡핑 피처의 캡핑층에 사용하기 위한 물질은, EUV 마스크 상에 입사되는 EUV 에너지의 양이 증가될 필요가 있거나 노출 시간이 바람직하지 않은 양만큼 증가될 필요가 있을 정도로 많은 EUV 에너지를 흡수하지 않아야 한다. 또한, 개시된 실시예에 따른 캡핑 피처의 개별 캡핑층에 또는 다층 캡핑 피처의 캡핑층에 사용하기 위한 물질은 캡핑층(들)이 위에 퇴적되는 물질 또는 캡핑층(들) 상에 퇴적되는 물질과 함께 서로 양호한 접착성을 나타낸다. 본 개시의 실시예에 따른 캡핑층을 위한 물질로 적합한 원소는 탄소에 대한 결합 에너지가 약 285 전자볼트(eV) 미만인 원소를 포함한다. 약 285 eV 미만의 탄소에 대한 결합 에너지를 갖는 원소의 예는 Rh, Ir 및 Pt를 포함한다. 탄소에 대한 결합 에너지가 약 285 eV 미만인 원소는 Rh, Ir 및 Pt에 제한되지 않는다. 약 285 eV 미만의 탄소에 대한 결합 에너지를 갖는 다른 원소도 본 개시에 따른 캡핑층에 사용되는 물질의 원소로서 유용하다.
일부 실시예에서, 캡핑 피처는 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au) 및/또는 지르코늄(Zr) 또는 이들의 합금을 포함하는 적어도 하나의 캡핑층을 포함한다. Rh, Ir, Pt, Au 또는 Zr의 합금의 예는 RuZr, IrZr, RhZr, HfZr, NbZr 및 ZnZr을 포함한다. 본 개시에 따른 Rh, Ir, Pt, Au 또는 Zr의 합금의 추가 예는 RuRh, RuIr, RuPt, PtIr, RuIrPt, NbIr, NbPt, NbRh, RhN, IrN, RuRhN, RuIrN, RuPtN, PtIrN, RuIrPtN, NbIrN, NbPtN 및 NbRhN을 포함한다. 예를 들어, 본 개시에 따른 캡핑층은 예를 들어, RuRh (5 at%~100 at%Rh), RuIr (5 at%~100 at% Ir), RuPt (5 at%~100 at% Pt), PtIr (5 at%~100 at% Ir), RuIrPt (5 at%~100 at% Ir), RuIrPt (5 at%~100 at% Pt), NbIr (5 at%~100 at% Ir), NbPt (5 at%~100 at% Pt), NbRh (5 at%~100 at%Rh), RhN (5 at%~100 at%Rh), IrN, (5 at%~100 at% Ir), RuRhN (5 at%~100 at%Rh), RuRhN (5 at%~100 at%N), RuIrN (5 at%~100 at% Ir), RuIrN (5 at%~100 at% N), RuPtN (5 at%~100 at% Pt), RuPtN (5 at%~100 at% N), PtIrN (5 at%~100 at% Ir), PtIrN (5 at%~100 at% N), RuIrPtN (5 at%~100 at% Ir), RuIrPtN (5 at%~100 at% Pt), RuIrPtN (5 at%~100 at% N), NbIrN (5 at%~100 at% Ir), NbPtN (5 at%~100 at% Pt) 또는 NbRhN (5 at%~100 at%Rh)와 같은 합금을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 본 개시에 따른 캡핑층은 Hf, Nb 또는 N을 포함하는 합금을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 본 개시에 따른 캡핑층은 Ag 또는 Cu를 포함하는 합금을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 본 개시에 따른 캡핑층은 Pd를 포함하는 합금을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 단일 또는 다층 캡핑 피처는 0.87보다 크고 0.97보다 작은 굴절률을 갖는 원소를 포함하는 물질을 포함하는 적어도 하나의 층을 포함한다. 0.87보다 크고 0.97보다 작은 굴절률을 갖는 물질의 예는 상술한 물질을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 EUV 마스크(100)의 단면도이다. 도 1을 참조하면, EUV 마스크(100)는 기판(102), 기판(102)의 전면 위의 반사성 다층 스택(110), 제1 패터닝된 캡핑층(120P)을 포함하는 반사성 다층 스택(110) 위의 캡핑 피처(125), 및 캡핑 피처(125) 위의 패터닝된 흡수재층(140P)을 포함한다. EUV 마스크(100)는 기판(102)의 전면의 반대편인 후면 위에 전도성층(104)을 더 포함한다.
패터닝된 흡수재층(140P)은 반도체 웨이퍼 상에 또는 반도체 웨이퍼 내에 형성될 전도성 피처 또는 비전도성 피처의 패턴에 대응하는 개구(152)의 패턴을 포함한다. 개구(152)의 패턴은 EUV 마스크(100)의 패턴 영역(100A)에 위치하여 제1 캡핑층(120P)의 표면을 노출시킨다. 패턴 영역(100A)은 EUV 마스크(100)의 주변 영역(100B)에 의해 둘러싸여 있다. 주변 영역(100B)은 IC 제조 동안 노광 프로세스에서 사용되지 않는 EUV 마스크(100)의 비패턴 영역에 대응한다. 일부 실시예에서, EUV 마스크(100)의 패턴 영역(100A)은 기판(102)의 중앙 영역에 위치하고, 주변 영역(100B)은 기판(102)의 에지 부분에 위치한다. 패턴 영역(100A)은 트렌치(154)에 의해 주변 영역(100B)으로부터 분리된다. 트렌치(154)는 패터닝된 흡수재층(140P), 제1 캡핑층(120P), 및 반사성 다층 스택(110)을 관통해 연장되어 기판(102)의 전면을 노출시킨다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 패터닝된 흡수재층(140P)은, 전이 금속, 예를 들어, 탄탈룸(Ta), 루테늄(Ru), 크롬(Cr), 백금(Pt), 금(Au), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 로듐(Rh), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 또는 팔라듐(Pd), 및 루테늄(Ru), 크롬(Cr), 탄탈룸(Ta), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 금(Au), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 로듐(Rh), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 붕소(B), 질소(N), 산소(O), 실리콘(Si), 지르코늄(Zr), 또는 바나듐(V)으로부터 선택된 적어도 하나의 합금 원소의 합금인 흡수재 물질층이다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따라, EUV 마스크, 예를 들어, EUV 마스크(100)를 제조하기 위한 방법(200)의 흐름도이다. 도 3a 내지 도 3l은 일부 실시예에 따른 제조 프로세스의 다양한 단계에서 EUV 마스크(100)의 단면도이다. 방법(200)은 EUV 마스크(100)를 참조하여 아래에서 상세하게 논의된다. 일부 실시예에서, 방법(200) 이전, 도중 및/또는 이후에 추가 동작이 수행되거나, 설명된 동작 중 일부가 대체 및/또는 제거된다. 일부 실시예에서, 아래에 설명된 피처 중 일부는 대체되거나 제거된다. 당업자는, 일부 실시예가 특정 순서로 수행되는 동작으로 논의되지만, 이러한 동작은 또 다른 논리적 순서로 수행될 수 있음을 이해할 것이다.
도 2 및 도 3a를 참조하면, 방법(200)은 일부 실시예에 따라 반사성 다층 스택(110)이 기판(102) 위에 형성되는 동작(202)을 포함한다. 도 3a는 일부 실시예에 따른 기판(102) 위에 반사성 다층 스택(110)을 형성한 후의 EUV 마스크(100)의 초기 구조물의 단면도이다.
도 3a를 참조하면, EUV 마스크(100)의 초기 구조물은 유리, 실리콘, 석영, 또는 다른 저열팽창 물질로 제조된 기판(102)을 포함한다. 저열팽창 물질은 EUV 마스크(100)를 사용하는 동안 마스크 발열로 인한 이미지 왜곡을 최소화하는 데 도움이 된다. 일부 실시예에서, 기판(102)은 용융 실리카, 용융 석영, 칼슘 불화물, 실리콘 탄화물, 블랙 다이아몬드, 또는 티타늄 산화물 도핑된 실리콘 산화물(SiO2/TiO2)을 포함한다. 일부 실시예에서, 기판(102)은 약 1 mm 내지 약 7 mm 범위의 두께를 갖는다. 기판(102)의 두께가 너무 작으면, 일부 경우에 EUV 마스크(100)의 파손 또는 뒤틀림의 위험이 증가한다. 반면에, 일부 경우에, 기판의 두께가 너무 두꺼우면 EUV 마스크(100)의 무게와 비용이 불필요하게 증가된다.
일부 실시예에서, 전도성층(104)은 기판(102)의 후면 상에 배치된다. 일부 실시예에서, 전도성층(104)은 기판(102)의 후면과 직접 접촉한다. 전도성층(104)은 EUV 마스크(100)의 제조 및 사용 동안 정전 마스크 척(미도시)에 대한 EUV 마스크(100)의 정전 결합을 제공하도록 적응된다. 일부 실시예에서, 전도성층(104)은 크롬 질화물(CrN) 또는 탄탈룸 붕화물(TaB)을 포함한다. 일부 실시예에서, 전도성층(104)은 예를 들어, 화학 증기 퇴적(chemical vapor deposition; CVD), 플라즈마 강화 화학 증기 퇴적(plasma-enhanced chemical vapor deposition; PECVD), 또는 물리적 증기 퇴적(physical vapor deposition; PVD)과 같은 퇴적 프로세스에 의해 형성된다. 전도성층(104)의 두께는 전도성층(104)이 광학적으로 투명하도록 제어된다.
반사성 다층 스택(110)은 기판(102)의 후면의 반대편인 전면 위에 배치된다. 일부 실시예에서, 반사성 다층 스택(110)은 기판(102)의 전면과 직접 접촉한다. 반사성 다층 스택(110)은 EUV 광에 대해 높은 반사율을 제공한다. 일부 실시예에서, 반사성 다층 스택(110)은 피크 EUV 조명 파장, 예를 들어, 13.5 nm에서 EUV 조명에서 약 60% 내지 약 75%의 반사율을 달성하도록 구성된다. 구체적으로, EUV 광이 반사성 다층 스택(110)의 표면에 6°의 입사각으로 인가될 때, 13.5 nm의 파장 부근에서 광의 최대 반사율은 약 60%, 약 62%, 약 65%, 약 68%, 약 70%, 약 72%, 또는 약 75%이다.
일부 실시예에서, 반사성 다층 스택(110)은 고굴절률 물질과 저굴절률 물질의 교대로 적층된 층을 포함한다. 높은 굴절률을 갖는 물질은 한편으로 EUV 광을 산란시키는 경향이 있고, 낮은 굴절률을 갖는 물질은 다른 한편으로 EUV 광을 투과시키는 경향이 있다. 이 두 가지 유형의 물질을 함께 사용하면 공명 반사율(resonant reflectivity)이 제공된다. 일부 실시예에서, 반사성 다층 스택(110)은 교대로 적층된 몰리브덴(Mo) 및 실리콘(Si) 층을 포함한다. 일부 실시예에서, 반사성 다층 스택(110)은 최상부층에 Si가 있는 교대로 적층된 Mo 및 Si 층을 포함한다. 일부 실시예에서, 몰리브덴층은 기판(102)의 전면과 직접 접촉한다. 일부 다른 실시예에서, 실리콘층은 기판(102)의 전면과 직접 접촉한다. 대안적으로, 반사성 다층 스택(110)은 교대로 적층된 Mo 및 베릴륨(Be) 층을 포함한다.
반사성 다층 스택(110)의 각 층의 두께는 EUV 파장 및 EUV 광의 입사각에 의존한다. 반사성 다층 스택(110)에서 교번하는 층의 두께는 각 계면에서 반사된 EUV 광의 보강 간섭(constructive interference)을 최대화하고 EUV 광의 전체 흡수를 최소화하도록 조정된다. 일부 실시예에서, 반사성 다층 스택(110)은 30쌍 내지 60쌍의 Mo 및 Si의 교번 층을 포함한다. 각각의 Mo/Si 쌍은 약 2 nm 내지 약 7 nm 범위의 두께를 가지며, 약 100 nm 내지 약 300 nm 범위의 총 두께를 갖는다. 일부 실시예에서, 반사성 다층 스택(110)에서 교번 층들의 두께는 상이하다.
일부 실시예에서, 반사성 다층 스택(110)의 각 층은 이온 빔 퇴적(ion beam deposition; IBD) 또는 DC 마그네트론 스퍼터링을 사용하여 기판(102) 및 하부 층 위에 퇴적된다. 사용된 퇴적 방법은 반사성 다층 스택(110)의 두께 균일성이 기판(102)에 걸쳐 약 0.85보다 양호하도록 보장하는 데 도움이 된다. 예를 들어, Mo/Si 반사성 다층 스택(110)을 형성하기 위해, 스퍼터링 타겟으로서 Mo 타겟을 그리고 0.03 nm/sec 내지 0.30 nm/sec의 퇴적 속도로 300 V 내지 1,500 V의 이온 가속 전압을 갖는 스퍼터링 기체로서 아르곤(Ar) 기체(1.3×10-2 Pa 내지 2.7×10-2 Pa의 기체 압력을 가짐)를 사용하여 Mo 층이 퇴적되고, 그런 다음, 스퍼터링 타겟으로서 Si 타겟을 그리고 0.03 nm/sec 내지 0.30 nm/sec의 퇴적 속도로 300 V 내지 1,500 V의 이온 가속 전압을 갖는 스퍼터링 기체로서 Ar 기체(1.3×10-2 Pa 내지 2.7×10-2 Pa의 기체 압력을 가짐)를 사용하여 Si 층이 퇴적된다. Si 층과 Mo 층을 40 사이클 내지 50 사이클 - 각 사이클은 위의 단계들을 포함함 - 로 적층함으로써, Mo/Si 반사성 다층 스택이 퇴적된다.
도 2 및 도 3b를 참조하면, 방법(200)은 일부 실시예에 따라 제1 캡핑층(120)이 반사성 다층 스택(110) 위에 퇴적되는 동작(204)으로 진행한다. 도 3b는 일부 실시예에 따른 반사성 다층 스택(110) 위에 제1 캡핑층(120)을 퇴적한 후의 도 3a의 구조물의 단면도이다.
도 3b를 참조하면, (도 1 및 3c의 캡핑 피처(125)의) 제1 캡핑층(120)은 반사성 다층 스택(110)의 최상부 표면 위에 배치된다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 제1 캡핑층(120)은 비정질 상태의 물질을 포함한다. 일부 실시예에서, 이 물질은 마스크의 탄소 오염을 방지하거나 그 양을 감소시키는 역할을 하는 낮은 고체 탄소 용해도를 갖는다.
비정질 상태의 물질은 고체이며 결정의 특성인 장거리 질서(long-range order)가 결여된 물질을 포함한다. 비정질 상태의 물질은 때때로 유리 또는 유리 상태라고 한다. "유리 고체" 또는 "비정질 고체"는 가장 중요한 개념으로 간주되는데, 유리는 특별한 경우이며 유리는 유리 전이 온도 미만으로 안정화된 비정질 고체이다. 중합체는 종종 비정질이다. 다른 유형의 비정질 고체는 겔, 박막 및 나노구조 물질을 포함한다. 비정질 상태의 물질은 상호 접속된 구조 블록으로 구성된 내부 구조물을 가진다. 이러한 블록은 동일한 물질의 해당 결정상에서 발견되는 기본 구조 단위와 유사할 수 있다. 나노 결정질 물질은 비정질 상태의 물질의 예이며, 본 개시에서 5 nm 미만, 4 nm 미만, 3 nm 미만 또는 2 nm 미만의 입자 크기를 특징으로 한다. 비정질 상태이고 본 개시에 따른 캡핑층의 물질로서 유용한 물질은 전술한 캡핑층용 물질을 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 캡핑층(120)은 캡핑층으로 사용되는 통상적인 물질과 비교하여 탄소 오염에 덜 민감한 물질을 포함한다. 이러한 물질은 위에서 설명되었다. 전술한 바와 같이, 이러한 물질은 1000℃에서 물질의 원소에서 낮은 유효 고체 탄소 용해도, 예를 들어, 1000℃에서 1.6 원자% 미만의 유효 고체 탄소 용해도를 갖는 원소를 포함한다. 1000℃에서 낮은 원자% 유효 고체 탄소 용해도를 갖는 원소를 포함하는 물질의 다른 예는 1000℃에서의 유효 고체 탄소 용해도가 약 1.3 원자 퍼센트 미만인 원소를 포함하는 물질을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 캡핑층의 물질은 약 1.6 원자 퍼센트 미만 또는 약 1.3 원자 퍼센트 미만인 유효 고체 탄소 용해도를 갖지 않지만 여전히 물질의 표면 상의 탄소 축적 또는 오염에 대한 저항성을 제공하는 원소를 포함한다. 도 1에 따른 일부 실시예에서, 제1 캡핑층(120)의 물질은 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 0과 0.1 사이, 0.08과 0.06 사이, 0과 0.04 사이 또는 0과 0.04 사이의 EUV 소광 계수를 갖는 원소를 포함한다. 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 전술된 범위를 갖는 EUV 소광 계수를 갖는 원소를 포함하는 물질은 입사 EUV 에너지의 수준이 바람직하지 않은 양만큼 증가되어야 하는 양만큼 EUV 에너지의 전송을 감소시키지 않는다. 본 실시예에 따른 캡핑 피처의 캡핑층에 사용하기 위한 물질은, 바람직하지 않은 양만큼 EUV 마스크 상에 입사되는 EUV 에너지의 양이 증가될 필요가 있거나 노출 시간이 증가될 필요가 있을 정도로 많은 EUV 에너지를 흡수하지는 않아야 한다. 또한, 본 실시예에 따른 캡핑 피처의 캡핑층에 사용하기 위한 물질은 캡핑층이 위에 퇴적되는 물질 또는 캡핑층 상에 퇴적되는 물질에 대해 우수한 접착력을 나타낸다. 본 개시의 실시예에 따르면, 전술한 원소의 탄화물은 자신의 열처리 동안에 탄화물로부터의 탄소 원자가 하부 층 내로 확산될 수 있기 때문에 제1 캡핑층(120)용 물질로서 사용하기에 바람직하지 않다. 일부 실시예에서, 다층 캡핑 피처(125)는 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대에 0.97 미만의 굴절률을 갖는 원소를 포함하는 물질을 포함하는 적어도 하나의 층(120)을 포함한다. 일부 실시예에서, 다층 캡핑 피처(125)는 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 0.87보다 큰 굴절률을 갖는 원소를 포함하는 물질을 포함하는 적어도 하나의 층(120)을 포함한다. 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 0.97보다 작고 0.87보다 큰 굴절률을 갖는 원소를 포함하는 물질의 예는 전술한 물질을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 제1 캡핑층(120)은 약 0.5 nm 내지 약 5 nm 범위의 두께를 갖는다. 약 0.5 nm 내지 5 nm 범위의 두께를 갖는 제1 캡핑층(120)은 원하지 않는 양만큼 EUV 투과를 감소시킬 정도로 두껍지는 않으면서 탄소 오염을 방지하거나 감소시키기에 충분한 두께를 갖는다. 본 개시에 따른 실시예는 0.5 nm 내지 약 5 nm의 두께를 갖는 제1 캡핑층(120)을 포함하는 EUV 마스크에 제한되지 않는다. 본 개시에 따른 실시예는 0.5 nm 미만의 두께를 갖는 제1 캡핑층(120)을 포함하는 EUV 마스크 및 약 5 nm 초과의 두께를 갖는 제1 캡핑층(120)을 가진 EUV 마스크를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 캡핑층(120)은 예를 들어, IBD, 화학적 증기 퇴적(chemical vapor deposition; CVD), 물리적 증기 퇴적(physical vapor deposition; PVD), 원자층 퇴적(atomic layer deposition; ALD), 열 ALD, PE-ALD, PECVD, E-빔 증발, 열 증발, 이온 빔 유도 퇴적, 스퍼터링, 전해 도금(electrodeposition), 또는 무전해 퇴적(electroless deposition)과 같은 퇴적 프로세스를 사용하여 형성된다.
도 2 및 도 3c를 참조하면, 방법(200)은 다양한 실시예에 따라 제1 캡핑층(120) 위에 흡수재층(140)이 퇴적되는 동작(208)으로 진행한다. 도 3c는 일부 실시예에 따른 제1 캡핑층(120) 위에 흡수재층(140)을 퇴적한 후의 도 3b의 구조물의 단면도이다.
도 3c를 참조하면, 제1 캡핑층(120)과 직접 접촉하여 흡수재층(140)이 배치된다. 흡수재층(140)은 EUV 마스크(100) 상에 투영된 EUV 파장의 방사선을 흡수하는 데 사용 가능하다.
흡수재층(140)은 EUV 파장에 대해 높은 소광 계수 k 및 낮은 굴절률 n을 갖는 흡수재 물질을 포함한다. 일부 실시예에서, 흡수재층(140)은 13.5 nm 파장에서 높은 소광 계수 및 낮은 굴절률을 갖는 흡수재 물질을 포함한다. 다른 실시예에서, 흡수재층은 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 낮은 소광 계수 및 높은 굴절률을 갖는 흡수재 물질을 포함한다. 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 흡수재층(140)의 물질의 굴절률 및 소광 계수는 약 13.5 nm의 파장을 갖는 광에 관한 것이다. 일부 실시예에 따르면, 흡수재층(140)의 두께는 약 80 nm 미만이다. 다른 실시예에 따르면, 흡수재층(140)의 두께는 약 60 nm 미만이다. 다른 실시예는 약 50 nm 미만인 흡수재층(140)을 사용한다.
일부 실시예에서, 흡수재 물질은 입자, 입자 경계, 및 상이한 형성 위상을 특징으로 하는 다결정 상태에 있다. 다른 실시예에서, 흡수재 물질은 5 나노미터 미만, 3 나노미터 미만, 또는 2 나노미터 미만 정도의 입자, 입자 경계의 부재, 단일상(a single phase)을 특징으로 하는 비정질 상태에 있다. 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 흡수재 물질은 질소(N), 산소(O), 붕소(B), 탄소(C), 또는 이들의 조합으로부터 선택된 틈새형 원소를 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 틈새형 원소는 본 개시에 따라 형성된 흡수재 물질의 주 합금 원소와 합금 원소를 포함하는 물질들 사이의 틈새에 위치하는 원소를 지칭한다.
흡수재층(140)은 예를 들어, PVD, CVD, ALD, RF 마그네트론 스퍼터링, DC 마그네트론 스퍼터링, 또는 IBD와 같은 퇴적 기술에 의해 형성된다. 퇴적 프로세스는 예를 들어, B 또는 N과 같은 틈새형 원소로서 설명된 원소의 존재하에 수행될 수 있다. 틈새형 원소가 있는 상태에서 퇴적을 수행하면 틈새형 원소가 흡수재층(140)의 물질에 통합된다.
본 개시의 실시예에 따르면, 상이한 계열들의 합금 물질의 다수의 조합이 흡수재 물질로서 유용하다. 상이한 계열들의 상이한 합금들 각각은 전이 금속으로부터 선택된 주 합금 원소 및 적어도 하나의 합금 원소를 포함한다. 일부 실시예에 따르면, 주 합금 원소는 흡수재 물질로서 사용되는 합금의 최대 90 원자 퍼센트까지를 포함한다. 일부 실시예에서, 주 합금 원소는 흡수재 물질로서 사용되는 합금의 50 원자 퍼센트 초과를 포함한다. 일부 실시예에서, 주 합금 원소는 흡수재 물질로서 사용되는 합금의 약 50 원자 퍼센트 내지 90 원자 퍼센트를 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 주 합금 원소는 루테늄(Ru), 크롬(Cr), 탄탈룸(Ta), 백금(Pt), 금(Au), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 로듐(Rh), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 및 팔라듐(Pd)으로부터 선택된 전이 금속이다. 일부 실시예에 따르면, 적어도 하나의 합금 원소는 전이 금속, 준금속, 또는 반응성 비금속이다. 전이 금속인 적어도 하나의 합금 원소의 예는 루테늄(Ru), 크롬(Cr), 탄탈룸(Ta), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 금(Au), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 로듐(Rh), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr) 및 바나듐(V)을 포함한다. 준금속인 적어도 하나의 합금 원소의 예는 붕소(B)와 실리콘(Si)을 포함한다. 반응성 비금속인 적어도 하나의 합금 원소의 예는 질소(N) 또는 산소(O)를 포함한다.
상이한 물질들이 본 개시의 상이한 흡수재 물질들을 에칭하는데 사용될 수 있고 상이한 물질들이 상이한 흡수재 물질들과 함께 하드 마스크층으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 흡수재층(140)은 예를 들어, Cl2 또는 BCl3와 같은, 염소를 포함하는 기체, 또는 예를 들어, NF3와 같은 불소를 포함하는 기체로 건식 에칭된다. Ar은 캐리어 기체로서 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 산소(O2)는 또한 캐리어 기체로서 포함될 수 있다. 예를 들어, 염소계 에천트, 염소계 플러스 산소 에천트(chlorine-based plus oxygen etchant), 또는 염소계 및 불소계(예컨대, 탄소 사불화물 및 탄소 사염화물) 에천트의 혼합물은 루테늄(Ru), 크롬(Cr), 탄탈룸(Ta), 백금(Pt) 또는 금(Au)을 포함하는 주 합금 원소를, 그리고 루테늄(Ru), 크롬(Cr), 탄탈룸(Ta), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 금(Au), 이리듐(Ir), 니오븀(Nb), 로듐(Rh), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf) 또는 바나듐(V)으로부터 선택된 적어도 하나의 합금 원소를 포함하는 합금을 에칭할 것이다. 일부 실시예에 따라, 불소계 에천트는 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 니오븀(Ni) 또는 로듐(Rh)을 포함하는 주 합금 원소를, 그리고 붕소(B), 질소(N), 산소(O), 실리콘(Si), 탄탈룸(Ta), 지르코늄(Zr), 니오븀(Ni), 몰리브덴(Mo), 로듐(Rh), 티타늄(Ti) 또는 루테늄(Ru)으로부터 선택된 적어도 하나의 합금 원소를 포함하는 합금을 에칭하기에 적합하다. 일부 실시예에서, 불소계 또는 불소계 플러스 산소 에천트는 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 또는 팔라듐(Pd)을 포함하는 주 합금 원소를, 그리고 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 로듐(Rh), 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si) 또는 지르코늄(Zr)으로부터 선택된 적어도 하나의 합금 원소를 포함하는 합금을 에칭하기에 적합하다.
일부 실시예에 따르면, SiN, TaBO, TaO, SiO, SiON, 및 SiOB는 루테늄(Ru), 크롬(Cr), 탄탈룸(Ta), 백금(Pt) 또는 금(Au)을 포함하는 주 합금 원소를, 그리고 루테늄(Ru), 크롬(Cr), 탄탈룸(Ta), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 금(Au), 이리듐(Ir), 니오븀(Nb), 로듐(Rh), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf) 또는 바나듐(V)으로부터 선택된 적어도 하나의 합금 원소를 포함하는 합금을 활용하는 흡수재층(140)을 위한 하드 마스크층(160)으로서 유용한 물질들의 예시들이다. CrO 및 CrON은 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 니오븀(Ni) 또는 로듐(Rh)을 포함하는 주 합금 원소를, 그리고 붕소(B), 질소(N), 산소(O), 실리콘(Si), 탄탈룸(Ta), 지르코늄(Zr), 니오븀(Ni), 몰리브덴(Mo), 로듐(Rh), 티타늄(Ti) 또는 루테늄(Ru)으로부터 선택된 적어도 하나의 합금 원소를 포함하는 합금을 활용하는 흡수재층(140)에 대한 하드 마스크층(160)을 위해 유용한 물질들의 예시들이다. SiN, TaBO, TaO, CrO 및 CrON은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 또는 팔라듐(Pd)을 포함하는 주 합금 원소를, 그리고 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 로듐(Rh), 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si) 또는 지르코늄(Zr)으로부터 선택된 적어도 하나의 합금 원소를 포함하는 합금을 활용하는 흡수재층(140)에 대한 하드 마스크층(160)을 위해 유용한 물질들의 예시들이다. 다른 실시예에서, 캡핑 피처(125)와 흡수재 물질의 층(140) 사이에 하드 마스크층과 조성이 유사한 버퍼층(미도시)이 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 하드 마스크층(160)의 물질은 버퍼층의 물질과 동일하거나 상이하다. 본 발명에 따른 실시예는 하드 마스크층(160) 또는 버퍼층을 위한 전술한 유형의 물질로 제한되지 않는다.
일부 실시예에서, 흡수재층(140)은 비정질층으로서 퇴적된다. 비정질상을 유지함으로써, 흡수재층(140)의 전체적인 조도(roughness)가 개선된다. 흡수재층(140)의 두께는 13.5 nm에서 EUV 광의 95%와 99.5% 사이의 흡수를 제공하도록 제어된다. 일부 실시예에서, 흡수재층(140)은 약 30 nm 내지 약 70 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 본 개시에 따른 실시예는 30 nm 미만의 두께 및 70 nm 초과의 두께를 갖는 흡수재층을 포함한다. 흡수재층(140)의 두께가 너무 작으면, 흡수재층(140)은 반사 영역과 비반사 영역 사이의 콘트라스트를 생성하기에 충분한 양(amount)의 EUV 광을 흡수할 수 없다. 반면에, 흡수재층(140)의 두께가 너무 두꺼우면, 흡수재층(140)에 형성하고자 하는 패턴의 정밀도가 떨어지는 경향이 있다.
도 2 및 도 3d를 참조하면, 방법(200)은 일부 실시예에 따라 하드 마스크층(160) 및 포토레지스트층(170)을 포함하는 레지스트 스택이 흡수재층(140) 위에 퇴적되는 동작(210)으로 진행한다. 도 3e는 일부 실시예에 따라 흡수재층(140) 위에 하드 마스크층(160) 및 포토레지스트층(170)을 순차적으로 퇴적한 후의 도 3c의 구조물의 단면도이다.
도 3d를 참조하면, 하드 마스크층(160)은 흡수재층(140) 위에 배치된다. 일부 실시예에서, 하드 마스크층(160)은 흡수재층(140)과 직접 접촉한다. 일부 실시예에서, 하드 마스크층(160)은 예를 들어, 실리콘 이산화물과 같은 유전체 산화물 또는 예를 들어, 실리콘 질화물과 같은 유전체 질화물을 포함한다. 일부 실시예에서, 하드 마스크층(160)은 예를 들어, CVD, PECVD, 또는 PVD와 같은 퇴적 프로세스를 사용하여 형성된다. 일부 실시예에서, 하드 마스크층(160)은 약 2 nm 내지 약 10 nm 범위의 두께를 갖는다. 본 개시에 따른 실시예는 약 2 nm 내지 10 nm 범위의 두께를 갖는 하드 마스크층(160)으로 제한되지 않는다.
포토레지스트층(170)은 하드 마스크층(160) 위에 배치된다. 포토레지스트층(170)은 방사선에 의해 패터닝되도록 동작 가능한 감광성 물질을 포함한다. 일부 실시예에서, 포토레지스트층(170)은 포지티브-톤(positive-tone) 포토레지스트 물질, 네거티브-톤 포토레지스트 물질 또는 하이브리드-톤 포토레지스트 물질을 포함한다. 일부 실시예에서, 포토레지스트층(170)은 예를 들어, 스핀 코팅에 의해 하드 마스크층(160)의 표면에 도포된다.
도 2 및 도 3e를 참조하면, 방법(200)은 일부 실시예에 따라 포토레지스트층(170)이 리소그래피 방식으로 패터닝되어 패터닝된 포토레지스트층(170P)을 형성하는 동작(212)으로 진행한다. 도 3f는 일부 실시예에 따라 패터닝된 포토레지스트층(170P)을 형성하기 위해 포토레지스트층(170)을 리소그래피 방식으로 패터닝한 후의 도 3d의 구조물의 단면도이다.
도 3e를 참조하면, 포토레지스트층(170)이 먼저 조사 패턴(a pattern of irradiation)에 놓이게 됨으로써 포토레지스트층(170)이 패터닝된다. 다음으로, 포지티브-톤 레지스트 또는 네거티브-톤 레지스트가 레지스트 현상액과 함께 포토레지스트층(170)에 사용되는지 여부에 따라 포토레지스트층(170)의 노출되거나 노출되지 않은 부분이 제거되어, 이에 의해 내부에 형성된 개구 패턴(172)을 갖는 패터닝된 포토레지스트층(170P)을 형성한다. 개구(172)는 하드 마스크층(160)의 부분을 노출시킨다. 개구(172)는 패턴 영역(100A)에 위치되고 개구(152)의 패턴이 EUV 마스크(100)(도 1)에 존재하는 위치에 대응한다.
도 2 및 도 3f를 참조하면, 방법(200)은 일부 실시예에 따라 패터닝된 포토레지스트층(170P)을 에칭 마스크로서 사용하여 하드 마스크층(160)을 에칭하여 패터닝된 하드 마스크층(160P)을 형성하는 동작(214)으로 진행한다. 도 3f는 일부 실시예에 따른 패터닝된 하드 마스크층(160P)을 형성하기 위해 하드 마스크층(160)을 에칭한 후의 도 3e의 구조물의 단면도이다.
도 3f를 참조하면, 개구(172)에 의해 노출되는 하드 마스크층(160)의 부분이 하드 마스크층(160)을 관통해 연장되는 개구(162)를 형성하도록 에칭된다. 개구(162)는 하부의 흡수재층(140)의 부분을 노출시킨다. 일부 실시예에서, 하드 마스크층(160)은 예를 들어, CF4, SF6 또는 Cl2와 같은 불소 함유 기체 또는 염소 함유 기체를 사용하는 이방성 에칭을 사용하여 에칭된다. 일부 실시예에서, 이방성 에칭은 예를 들어, 반응성 이온 에칭(reactive ion etch; RIE)과 같은 건식 에칭, 습식 에칭, 또는 이들의 조합이다. 에칭은 흡수재층(140)을 제공하는 물질에 선택적으로 하드 마스크층(160)을 제공하는 물질을 제거한다. 하드 마스크층(160)의 나머지 부분은 패터닝된 하드 마스크층(160P)을 구성한다. 하드 마스크층(160)의 에칭 동안 완전히 소모되지 않은 경우, 하드 마스크층(160)을 에칭한 후, 패터닝된 포토레지스트층(170P)은 예를 들어, 습식 스트리핑 또는 플라즈마 애싱에 이어서 습식 세정을 사용하여 패터닝된 하드 마스크층(160P)의 표면으로부터 제거된다.
도 2 및 도 3g를 참조하면, 방법(200)은 일부 실시예에 따라 패터닝된 흡수재층(140P)을 형성하기 위해 패터닝된 하드 마스크층(160P)을 에칭 마스크로서 사용하여 흡수재층(140)이 에칭되는 동작(216)으로 진행한다. 도 3g는 일부 실시예에 따라 패터닝된 흡수재층(140P)을 형성하기 위해 흡수재층(140)을 에칭한 후의 도 3f의 구조물의 단면도이다.
도 3g를 참조하면, 개구(162)에 의해 노출된 흡수재층(140)의 부분이 에칭되어 흡수재층(140)을 관통해 연장되는 개구(142)를 형성한다. 개구(142)는 제1 캡핑층(120)의 부분을 노출시킨다. 일부 실시예에서, 흡수재층(140)은 이방성 에칭 프로세스를 사용하여 에칭된다. 일부 실시예에서, 이방성 에칭은 예를 들어, 하부의 제1 캡핑층(120)을 제공하는 물질에 선택적으로 흡수재층(140)을 제공하는 물질을 제거하는 예를 들어, RIE와 같은 건식 에칭, 습식 에칭, 또는 이들의 조합이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 흡수재층(140)은 예를 들어, Cl2 또는 BCl3와 같은 염소를 포함하는 기체, 또는 예를 들어, CF4, SF3 또는 NF3와 같은 불소를 포함하는 기체로 건식 에칭된다. Ar은 캐리어 기체로서 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 산소(O2)는 또한 캐리어 기체로서 포함될 수 있다. 에칭 속도와 에칭 선택도는 에천트 기체, 에천트 유량, 전력, 압력, 및 기판 온도에 따라 달라진다. 에칭 후, 흡수재층(140)의 나머지 부분은 패터닝된 흡수재층(140P)을 구성한다. 본 개시의 실시예에 따르면, 흡수재층(140)이 흡수재 물질의 다수의 층들을 포함할 때, 흡수재 물질의 개별 층이 상이한 에칭 특성들을 가지는 경우, 흡수재 물질의 개별 층은 상이한 에천트들을 사용하여 개별적으로 에칭될 수 있다. 흡수재 물질의 개별 층이 차별적인 에칭 특성을 갖지 않는 경우, 물질에 대한 개별 흡수재층들이 동시에 에칭될 수 있다.
일부 실시예에서, 흡수재층(140)의 에칭은 또한 제1 캡핑층(120)의 일부를 제거한다. 다른 실시예에서, 흡수재층(140)의 에칭은 제1 캡핑층(120) 중 어느 것도 제거하지 않는다. 개구(142)는 흡수재층(140)에 형성된 트렌치의 하단에서 하부 제1 캡핑층(120)의 부분을 노출시킨다. 흡수재층(140)을 에칭한 후, 패터닝된 하드 마스크층(160P)은 예를 들어, 산소 플라즈마 또는 습식 에칭을 사용하여 패터닝된 흡수재층(140P)의 표면으로부터 제거된다.
패터닝된 흡수재층(140P)의 개구(142)는 EUV 마스크(100)의 개구(152)의 패턴을 규정한다. 본 개시의 실시예에 따르면, 패터닝된 흡수재층(140)을 통해 노출된 패터닝된 제1 캡핑층(120)의 부분은 탄소 퇴적 또는 오염에 대한 감소된 민감성을 나타낸다. 또한, 제1 캡핑층(120)의 물질의 비정질 구조로 인해, 제1 캡핑층(120)은 에천트, 세정제 또는 EUV 마스크(100) 제조 동안에 수행되는 이러한 에천트 또는 세정제를 사용하는 프로세스에 의한 약화에 저항한다. 에천트, 세정제 또는 이러한 에천트 또는 세정제를 사용하는 프로세스에 의한 약화에 대한 이러한 저항은 마스크의 수명을 증가시킬 뿐만 아니라, 하부의 반사성 다층 스택과 반응하여 원치 않는 산화물을 형성할 수 있는 산화제에 의한 침투에 저항하는 제1 캡핑층(120)의 능력을 증가시킨다.
도 2 및 도 3h를 참조하면, 방법(200)은 일부 실시예에 따라 패터닝된 흡수재층(140P) 및 제1 캡핑층(120) 위에 개구(182)의 패턴을 포함하는 패터닝된 포토레지스트층(180P)이 형성되는 동작(220)으로 진행한다. 도 3h는 일부 실시예에 따른 패터닝된 흡수재층(140P) 및 제1 캡핑층(120) 위에 개구(182)를 포함하는 패터닝된 포토레지스트층(180P)을 형성한 후의 도 3g의 구조물의 단면도이다.
도 3h를 참조하면, 개구(182)는 패터닝된 흡수재층(140P)의 주변에서 패터닝된 흡수재층(140P)의 부분을 노출시킨다. 개구(182)는 형성될 EUV 마스크(100)의 주변 영역(100B) 내의 트렌치(154)에 대응한다. 패터닝된 포토레지스트층(180P)을 형성하기 위해, 제1 캡핑층(120) 및 패터닝된 흡수재층(140P) 위에 포토레지스트층(미도시)이 도포된다. 포토레지스트층은 패터닝된 흡수재층(140P)의 개구(142)를 각각 채운다. 일부 실시예에서, 포토레지스트층은 포지티브-톤 포토레지스트 물질, 네거티브-톤 포토레지스트 물질, 또는 하이브리드-톤 포토레지스트 물질을 포함한다. 일부 실시예에서, 포토레지스트층은 도 3d에서 전술된 포토레지스트층(170)과 동일한 물질을 포함한다. 일부 실시예에서, 포토레지스트층은 포토레지스트층(170)과는 다른 물질을 포함한다. 일부 실시예에서, 포토레지스트층은 예를 들면, 스핀 코팅에 의해 형성된다. 포토레지스트층은 이어서 포토레지스트층을 방사선 패턴에 노출시키고, 포지티브 레지스트 또는 네거티브 레지스트가 사용되는지 여부에 따라 레지스트 현상액을 사용하여 포토레지스트층의 노출되거나 노출되지 않은 부분을 제거함으로써 패터닝된다. 포토레지스트층의 나머지 부분은 패터닝된 포토레지스트층(180P)을 구성한다.
도 2 및 도 3i를 참조하면, 방법(200)은, 일부 실시예에 따라, 패터닝된 흡수재층(140P), 캡핑층(120), 및 반사성 다층 스택(110)이 기판(102)의 주변 영역(100B)에서 트렌치(154)를 형성하기 위한 에칭 마스크로서 패터닝된 포토레지스트층(180P)을 사용하여 에칭되는 동작(222)으로 진행한다. 도 3i는 일부 실시예에 따라, 기판(102)의 주변 영역(100B)에 트렌치(154)를 형성하기 위해 패터닝된 흡수재층(140P), 제1 캡핑층(120), 및 반사성 다층 스택(110)을 에칭한 후의 도 3h의 구조물의 단면도이다.
도 3i를 참조하면, 트렌치(154)는 패터닝된 흡수재층(140P), 제1 캡핑층(120), 및 반사성 다층 스택(110)을 관통해 연장되어 기판(102)의 표면을 노출시킨다. 트렌치(154)는 EUV 마스크(100)의 패턴 영역(100A)을 둘러싸며, 패턴 영역(100A)과 주변 영역(100B)을 분리한다.
일부 실시예에서, 패터닝된 흡수재층(140P), 제1 캡핑층(120), 및 반사성 다층 스택(110)은 단일 이방성 에칭 프로세스를 사용하여 에칭된다. 이방성 에칭은, 기판(102)을 제공하는 물질에 대해 선택적으로, 각각의 패터닝된 흡수재층(140P), 제1 캡핑층(120), 및 반사성 다층 스택(110)의 물질을 제거하는, 예를 들어, RIE와 같은 건식 에칭, 습식 에칭, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, 패터닝된 흡수재층(140P), 제1 캡핑층(120), 및 반사성 다층 스택(110)은 다수의 별개의 이방성 에칭 프로세스를 사용하여 에칭된다. 각각의 이방성 에칭은 예를 들어, RIE와 같은 건식 에칭, 습식 에칭, 또는 이들의 조합일 수 있다.
도 2 및 도 3j를 참조하면, 방법(200)은 일부 실시예에 따라 패터닝된 포토레지스트층(180P)이 제거되는 동작(224)으로 진행한다. 도 3j는 일부 실시예에 따른 패터닝된 포토레지스트층(180P)을 제거한 후의 도 3i의 구조물의 단면도이다.
도 3j를 참조하면, 패턴 영역(100A) 및 기판(102)의 주변 영역(100B)으로부터 패터닝된 포토레지스트층(180P)이 예를 들어, 습식 스트리핑 또는 플라즈마 애싱에 의해 제거된다. 패터닝된 흡수재층(140P)의 개구(142)로부터 패터닝된 포토레지스트층(180P)의 제거는 패턴 영역(100A)에서 제1 캡핑층(120)의 표면을 재노출시킨다.
따라서, EUV 마스크(100)가 형성된다. EUV 마스크(100)는 기판(102), 기판(102)의 전면 위의 반사성 다층 스택(110), 반사성 다층 스택(110) 위의 제1 캡핑층(120P), 및 제1 캡핑층(120) 위의 패터닝된 흡수재층(140P)을 포함한다. EUV 마스크(100)는 기판(102)의 전면의 반대편인 후면 위에 전도성층(104)을 더 포함한다. 본 개시의 실시예에 따르면, 제1 캡핑층(120)은 제1 캡핑층(120)의 노출된 표면들 상의 탄소의 퇴적, 형성 또는 흡수를 감소 또는 방지함으로써 탄소 오염으로부터 EUV 마스크를 보호한다. 결과적으로, EUV 마스크의 탄소 형성 또는 탄소 오염으로 인한 해로운 영향(예컨대, 증가된 EUV 에너지의 필요성 또는 CDU에 대한 부정적인 영향)이 감소되거나 방지되고 EUV 마스크(100) 상의 패턴이 실리콘 웨이퍼 상에 정확하게 투영될 수 있다. 제1 캡핑층(120)의 물질의 비정질 구조로 인해, 제1 캡핑층(120)은 에천트, 세정제 또는 EUV 마스크(100) 제조 동안에 수행되는 이러한 에천트 또는 세정제를 사용하는 프로세스에 의한 약화에 저항한다. 작용(actions), 세정제 또는 이러한 작용 또는 세정제를 사용하는 프로세스에 의한 약화에 대한 이러한 저항은 제1 캡핑층(120)이 하부의 반사성 다층 스택과 반응하여 원치 않는 산화물을 형성할 수 있는 산화제에 의한 침투에 저항하는 능력을 증가시킨다.
패터닝된 포토레지스트층(180P)의 제거 후에, EUV 마스크(100)는 그로부터 임의의 오염물을 제거하기 위해 세정된다. 일부 실시예에서, EUV 마스크(100)는 EUV 마스크(100)를 수산화암모늄(NH4OH) 용액에 침지하여 세정된다. 일부 실시예에서, EUV 마스크(100)는 EUV 마스크(100)를 희석된 불화수소산(HF) 용액에 침지시킴으로써 세정된다.
EUV 마스크(100)는 패터닝된 영역(100A)의 임의의 결함의 검사를 위해 예를 들어, 193 nm의 파장을 갖는 UV 광으로 후속적으로 조사된다. 난반사광에 의해 이물질이 검출될 수 있다. 결함이 검출되면, EUV 마스크(100)는 적절한 세정 프로세스를 사용하여 추가로 세정된다.
도 4는 본 개시의 제2 실시예에 따른 EUV 마스크(400)의 단면도이다. EUV 마스크(400)는 도 1 내지 도 3과 관련하여 위에서 설명된 EUV 마스크(100)와 일부 관련하여 유사하다. EUV 마스크(400)는 EUV 마스크(400)가 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 둘 이상의 캡핑층을 포함하는 다층 캡핑 피처를 포함한다는 점에서 EUV 마스크(100)와는 다르다. EUV 마스크(400)와 EUV 마스크(100) 사이에 공통적인 구조물 및 피처는 동일한 참조 번호로 식별되고 상기 설명은 이러한 피처에 적용된다. 도 4를 참조하면, EUV 마스크(400)는 기판(102), 기판(102)의 전면 위의 반사성 다층 스택(110), 반사성 다층 스택(110) 위의 패터닝된 제1 캡핑층(120P'), 패터닝된 제2 캡핑층(130P'), 및 제2 패터닝된 캡핑층(130P') 위의 패터닝된 흡수재층(140P)을 포함한다. EUV 마스크(400)의 패터닝된 제1 캡핑(120P')의 조성은 패터닝된 제2 캡핑층(130P')의 조성과는 다르다. 도 4와 관련된 본 개시의 실시예에 따르면, 제1 캡핑층(120)의 조성 또는 물질에 관한 상기 설명은 패터닝된 제1 캡핑층(120P')과 패터닝된 제2 캡핑층(130P')에 적용된다. 다시 말해서, 제1 캡핑층(120P')과 제2 캡핑층(130P')의 물질은 도 1 내지 3의 실시예의 제1 캡핑층(120)에 사용하기 위해 위에서 설명된 물질로부터 선택될 수 있다. EUV 마스크(400)는 기판(102)의 전면의 반대편인 후면 위에 전도성층(104)을 더 포함한다. 도 4의 실시예는 2개의 캡핑층을 포함하는 다층 캡핑 피처(125)를 참조하여 도시되고 설명되지만, 본 개시의 실시예는 2개보다 많은 캡핑층, 예를 들어, 3개, 4개 또는 그 이상의 캡핑층을 포함하는 다층 캡핑 피처를 포함하는 EUV 마스크를 포함한다.
도 5는 일부 실시예들에 따른, EUV 마스크, 예를 들어, EUV 마스크(400)를 제조하기 위한 방법(500)의 흐름도이다. 도 6a 내지 도 6l은 일부 실시예에 따른 제조 프로세스의 다양한 단계에서 EUV 마스크(400)의 단면도이다. 방법(500)은 EUV 마스크(400)를 참조하여 아래에서 상세하게 논의된다. 일부 실시예에서, 방법(500) 이전, 도중 및/또는 이후에 추가 동작이 수행되거나, 설명된 동작 중 일부가 대체 및/또는 제거된다. 일부 실시예에서, 아래에 설명된 피처 중 일부는 대체되거나 제거된다. 당업자는, 일부 실시예가 특정 순서로 수행되는 동작으로 논의되지만, 이러한 동작은 또 다른 논리적 순서로 수행될 수 있음을 이해할 것이다.
도 5 및 도 6a를 참조하면, 방법(500)은 일부 실시예에 따라 반사성 다층 스택(110)이 기판(102) 위에 형성되는 동작(502)을 포함한다. 도 6a는 일부 실시예에 따른 기판(102) 위에 반사성 다층 스택(110)을 형성한 후의 EUV 마스크(400)의 초기 구조물의 단면도이다. 반사성 다층 스택(110)을 위한 물질 및 형성 프로세스는 도 3a에서 위에서 설명된 것과 유사하고, 따라서 여기에서 상세하게 설명되지 않는다.
도 5 및 도 6b를 참조하면, 방법(500)은 일부 실시예에 따라 제1 캡핑층(120')이 반사성 다층 스택(110) 위에 퇴적되는 동작(504)으로 진행한다. 도 6b는 일부 실시예에 따른 반사성 다층 스택(110) 위에 제1 캡핑층(120')을 퇴적한 후의 도 6a의 구조물의 단면도이다. 제1 캡핑층(120')을 위한 물질 및 형성 프로세스는 도 3b의 제1 캡핑층(120)의 물질 및 형성과 관련하여 앞서 설명한 것과 유사하므로, 여기서는 상세하게 설명되지 않는다.
도 5 및 6c를 참조하면, 방법(500)은 일부 실시예에 따라 제2 캡핑층(130')이 제1 캡핑층(120') 위에 퇴적되는 동작(506)으로 진행한다. 도 6c는 일부 실시예에 따른 제1 캡핑층(120') 위에 제2 캡핑층(130')을 퇴적한 후의 도 6b의 구조물의 단면도이다. 도 6c의 실시예에서, 제1 캡핑층(120')과 제2 캡핑층(130')은 다층 캡핑 피처(125')를 포함한다.
도 6c를 참조하면, 제2 캡핑층(130')은 제1 캡핑층(120') 상에 퇴적된다. 일부 실시예에서, 제2 캡핑층(130')은 이후에 그 위에 형성되는 흡수재층과는 다른 에칭 특성을 가지므로, 흡수재층의 패터닝 동안 캡핑층(120')의 손상을 방지하는 에칭 정지층 역할을 할 수 있다. 또한, 제2 캡핑층(130')은 나중에 흡수재층의 결함에 대한 집속 이온빔 수리(focused ion beam repair)를 위한 희생층으로도 기능할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 캡핑층(130')은 도 1 내지 3의 실시예에서 제1 캡핑층(120)을 위한 물질로서 유용한 것으로 위에서 설명된 물질 중 하나로부터 선택된다. 예를 들어, 제2 캡핑층(130')의 물질은 EUV 파장에 대해 0과 0.1 사이의 소광 계수 κ 및 0.87과 0.97 사이의 굴절률 n을 갖는 원소를 포함한다. 이러한 범위의 소광 계수 κ 및 굴절률 n을 갖는 물질로, 제2 캡핑층(130')의 물질은 원하는 수준의 입사 EUV 광을 투과시킬 수 있고 입사 EUV 광의 위상에 바람직하지 않은 영향을 미치지 않는다.
일부 실시예에서, 제2 캡핑층(130')은 열 ALD, PE-ALD, CVD, PECVD, PVD E-빔 증발, 열 증발, 이온 빔 유도 퇴적, 스퍼터링, 전해 퇴적, 또는 무전해 퇴적에 의해 퇴적된다. 일부 실시예에서, 제2 캡핑층은 약 0.5 nm 내지 약 5 nm 범위의 두께를 갖는다. 약 0.5 nm 내지 5 nm 범위의 두께를 갖는 제2 캡핑층(130')은 마스크 형성 프로세스 또는 마스크를 사용하는 반도체 프로세스 동안 산화제 또는 화학적 에천트로부터 하부의 제1 캡핑층(120') 및/또는 다층 스택(110)을 보호하기에 충분한 두께를 갖는다. 제2 캡핑층(130')이 0.5 nm 내지 5 nm 두께일 때, EUV 투과를 원하지 않는 양만큼 감소시킬 정도로 두껍지는 않다. 본 개시에 따른 실시예는 0.5 nm 내지 약 5 nm의 두께를 갖는 제2 캡핑층(130)을 포함하는 EUV 마스크에 제한되지 않는다. 본 개시에 따른 실시예는 0.5 nm 미만의 두께를 갖는 제2 캡핑층(130)을 포함하는 EUV 마스크 및 약 5 nm 초과의 두께를 갖는 제2 캡핑층(130')을 가진 EUV 마스크를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 캡핑층(130')의 물질은 제1 캡핑층(120')의 물질의 원소와는 다른 고체 탄소 용해도를 갖는 원소를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제2 캡핑층(130')의 물질의 원소의 고체 탄소 용해도는 제1 캡핑층(120')의 물질의 고체 탄소 용해도보다 크거나 더 작다. 도 4의 일부 실시예에 따르면, 제2 캡핑층(130')의 물질은 또 다른 층, 예를 들어, 다층 캡핑 피처(125')의 제1 캡핑층(120')의 물질의 원소의 EUV 소광 계수보다 작은 EUV 소광 계수를 갖는 원소를 포함한다. 도 4의 다른 실시예에서, 제2 캡핑층(130')의 물질의 원소는 다층 캡핑 피처(125')의 제1 캡핑층(120')의 물질의 원소의, 13.5 nm 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 EUV 소광 계수보다 큰, 13.5 nm 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 EUV 소광 계수를 갖는다. 또한, 본 실시예에 따른 다층 캡핑 피처의 제2 캡핑층(130')에 사용하기 위한 물질은 제1 캡핑층(120')뿐만 아니라 제2 캡핑층(130') 상에 퇴적되는 물질에 대해 우수한 접착력을 나타낸다.
제2 캡핑층(130')의 형성 프로세스는 도 3c의 제1 캡핑층(120)의 형성과 관련하여 앞서 설명한 것과 유사하므로 여기서는 자세히 설명되지 않는다.
도 5 및 도 6d를 참조하면, 방법(500)은 다양한 실시예에 따라 제2 캡핑층(130') 위에 흡수재층(140)이 퇴적되는 동작(508)으로 진행한다. 도 6d는 일부 실시예에 따른 제2 캡핑층(130') 위에 흡수재층(140)을 퇴적한 후의 도 6c의 구조물의 단면도이다. 흡수재층(140)을 위한 물질 및 형성 프로세스는 도 3c에서 전술된 것과 유사하고, 따라서 여기에서 상세하게 설명되지 않는다.
도 5 및 도 6e를 참조하면, 방법(500)은 일부 실시예에 따라 하드 마스크층(160) 및 포토레지스트층(170)을 포함하는 레지스트 스택이 흡수재층(140) 위에 퇴적되는 동작(509)으로 진행한다. 도 6e는 일부 실시예에 따라 흡수재층(140) 위에 하드 마스크층(160) 및 포토레지스트층(170)을 순차적으로 퇴적한 후의 도 6d의 구조물의 단면도이다. 각각의 하드 마스크층(160) 및 포토레지스트층(170)에 대한 물질 및 형성 프로세스는 도 3d에서 설명된 것과 유사하므로 여기에서 자세히 설명되지 않는다.
도 5 및 도 6f를 참조하면, 방법(500)은 일부 실시예에 따라 포토레지스트층(170)이 리소그래피 방식으로 패터닝되어 패터닝된 포토레지스트층(170P)을 형성하는 동작(510)으로 진행한다. 도 6f는 일부 실시예에 따라 패터닝된 포토레지스트층(170P)을 형성하기 위해 포토레지스트층(170)을 리소그래피 방식으로 패터닝한 후의 도 6e의 구조물의 단면도이다. 포토레지스트층(170)에 대한 에칭 프로세스는 도 3e에서 설명된 것과 유사하므로 여기에서 자세히 설명되지 않는다.
도 5 및 도 6g를 참조하면, 방법(500)은 일부 실시예에 따라 패터닝된 하드 마스크층(160P)을 형성하기 위해 패터닝된 포토레지스트층(170P)을 에칭 마스크로서 사용하여 하드 마스크층(160)이 에칭되는 동작(512)으로 진행한다. 도 6g는 일부 실시예에 따른 패터닝된 하드 마스크층(160P)을 형성하기 위해 하드 마스크층(160)을 에칭한 후의 도 6f의 구조물의 단면도이다. 하드 마스크층(160)에 대한 에칭 프로세스는 도 3f에서 설명된 것과 유사하므로 여기에서 자세히 설명되지 않는다.
도 5 및 도 6h를 참조하면, 방법(500)은 일부 실시예에 따라 패터닝된 흡수재층(140P)을 형성하기 위해 패터닝된 하드 마스크층(160P)을 에칭 마스크로서 사용하여 흡수재층(140)이 에칭되는 동작(514)으로 진행한다. 도 6h는 일부 실시예에 따라 패터닝된 흡수재층(140P)을 형성하기 위해 흡수재층(140)을 에칭한 후의 도 6g의 구조물의 단면도이다. 흡수재층(140)에 대한 에칭 프로세스는 도 3g에서 설명된 것과 유사하므로 여기에서 자세히 설명되지 않는다. 패터닝된 흡수재층(140P)은 하부의 제2 캡핑층(130')을 노출시키는 복수의 개구(142)를 포함한다. 흡수재층(140)을 에칭한 후, 패터닝된 하드 마스크층(160P)은 예를 들어, 산소 플라즈마 또는 습식 에칭을 사용하여 패터닝된 흡수재층(140P)의 표면으로부터 제거된다. 최종 구조물이 도 6i에 도시되어 있다.
도 4 내지 도 6에 따른 일부 실시예에서, 패터닝된 흡수재층(140P)을 형성하기 위해 흡수재층(140)을 에칭하는 단계 및/또는 포토레지스트층(170) 및/또는 패터닝된 하드 마스크층(160P)을 제거하는 단계는 제2 캡핑층(130')의 상부 표면의 일부를 제거할 수 있다. 이러한 실시예는 패터닝된 제2 캡핑층(130P)의 일부가 흡수재층(140)을 에칭하는 단계 또는 포토레지스트층(170) 및/또는 패터닝된 하드 마스크층(160P)을 제거하는 단계에 의해 제거되는 참조 번호 131로 도 4에 도시된다. 패터닝된 제2 캡핑층(130P')의 상부 표면의 일부가 제거되는 실시예에 따르면, 패터닝된 제2 캡핑층(130P')의 상부 표면의 양이 남아 있고, 예를 들어, 적어도 수 나노미터의 패터닝된 제2 캡핑층(130P')이 남아 있다. 수 나노미터의 예는 1 nm 내지 2 nm를 포함한다. 도 4 내지 도 6에 따른 다른 실시예에서, 패터닝된 흡수재층(140P)을 형성하기 위해 흡수재층(140)을 에칭하는 단계 및/또는 포토레지스트층(170) 및/또는 패터닝된 하드 마스크층(160P)을 제거하는 단계는 제2 캡핑층(130')의 일부를 제거하지 않는다. 이러한 실시예는 참조 번호 133으로 도 4에 도시되어 있다. 도 6i는 제2 캡핑층(130') 중 어느 것도 흡수재층, 포토레지스트 또는 하드 마스크 제거 단계에 의해 제거되지 않은 실시예를 도시한다.
도 5 및 도 6j를 참조하면, 방법(500)은 일부 실시예에 따라 패터닝된 흡수재층(140P) 및 제2 캡핑층(130') 위에 개구(182)의 패턴을 포함하는 패터닝된 포토레지스트층(180P)이 형성되는 동작(516)으로 진행한다. 도 6j는 일부 실시예에 따른 패터닝된 흡수재층(140P) 및 제2 캡핑층(130') 위에 개구(182)를 포함하는 패터닝된 포토레지스트층(180P)을 형성한 후의 도 6i의 구조물의 단면도이다. 패터닝된 포토레지스트층(180P)을 위한 물질 및 제조 프로세스는 도 3h에서 설명된 것과 유사하므로 여기에서 자세히 설명되지 않는다.
도 5 및 도 6k를 참조하면, 방법(500)은, 일부 실시예에 따라, 패터닝된 흡수재층(140P), 제2 캡핑층(130'), 제1 캡핑층(120'), 및 반사성 다층 스택(110)이 패터닝된 포토레지스트층(180P)을 에칭 마스크로 사용하여 에칭되어 기판(102)의 주변 영역(100B)에 트렌치(154)를 형성하는 동작(518)으로 진행한다. 도 6k는, 일부 실시예에 따라, 패터닝된 흡수재층(140P), 제2 캡핑층(130'), 제1 캡핑층(120'), 및 반사성 다층 스택(110)을 에칭하여 기판(102)의 주변 영역(100B)에 트렌치(154)를 형성한 후의 도 6j의 구조물의 단면도이다.
도 6k를 참조하면, 트렌치(154)는 기판(102)의 표면을 노출시키기 위해, 패터닝된 흡수재층(140P), 제2 캡핑층(130'), 제1 캡핑층(120') 및 반사성 다층 스택(110)을 관통해 연장된다. 트렌치(154)는 EUV 마스크(100)의 패턴 영역(100A)을 둘러싸며, 패턴 영역(100A)과 주변 영역(100B)을 분리한다.
일부 실시예에서, 패터닝된 흡수재층(140P), 제2 캡핑층(130'), 제1 캡핑층(120'), 및 반사성 다층 스택(110)은 단일 이방성 에칭 프로세스를 사용하여 에칭된다. 이방성 에칭은 기판(102)을 제공하는 물질에 대해 선택적으로, 각각의 패터닝된 흡수재층(140P), 제2 캡핑층(130'), 제1 캡핑층(120') 및 반사성 다층 스택(110)의 물질을 제거하는 예를 들어, RIE와 같은 건식 에칭, 습식 에칭, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, 패터닝된 흡수재층(140P), 제2 캡핑층(130'), 제1 캡핑층(120') 및 반사성 다층 스택(110)은 다수의 별개의 이방성 에칭 프로세스를 사용하여 에칭된다. 각각의 이방성 에칭은 예를 들어, RIE와 같은 건식 에칭, 습식 에칭, 또는 이들의 조합일 수 있다.
도 5 및 도 6l을 참조하면, 방법(500)은 일부 실시예에 따라 패터닝된 포토레지스트층(180P)이 제거되는 동작(520)으로 진행한다. 도 6l은 일부 실시예에 따른 패터닝된 포토레지스트층(180P)을 제거한 후의 도 6k의 구조물의 단면도이다.
도 6l을 참조하면, 기판(102)의 패턴 영역(100A) 및 주변 영역(100B)으로부터 패터닝된 포토레지스트층(180P)이 예를 들어, 습식 스트리핑 또는 플라즈마 애싱에 의해 제거된다. 패터닝된 흡수재층(140P) 내의 개구(142)로부터 패터닝된 포토레지스트층(180P)의 제거는 패턴 영역(100A)에서 제2 캡핑층(130')의 표면을 재노출시킨다. 패터닝된 흡수재층(140P)의 개구(142)는 반도체 웨이퍼 상에 형성될 회로 패턴에 대응하는 EUV 마스크(400)의 개구 패턴을 규정한다.
따라서, EUV 마스크(400)가 형성된다. EUV 마스크(400)는 기판(102), 기판(102)의 전면 위의 반사성 다층 스택(110), 반사성 다층 스택(110) 위의 제1 패터닝된 캡핑층(120P'), 제1 패터닝된 캡핑층(120') 위의 제2 패터닝된 캡핑층(130P'), 및 제2 패터닝된 캡핑층(130P') 위의 패터닝된 흡수재층(140P)을 포함한다. EUV 마스크(400)는 기판(102)의 전면의 반대편인 후면 위에 전도성층(104)을 더 포함한다. 도 4 내지 도 6의 실시예에 따르면, 제2 캡핑층(130')은 탄소 오염에 저항하고, 이에 의해 제2 캡핑층(130')의 노출된 표면 상에 탄소의 퇴적, 형성 또는 흡수를 감소 또는 방지함으로써 탄소 오염으로부터 하부의 제1 캡핑층(120') 및 반사성 다층 스택(110)을 보호한다. 결과적으로, EUV 마스크의 탄소 형성 또는 탄소 오염으로 인한 해로운 영향(예컨대, 증가된 EUV 에너지의 필요성 또는 CDU에 대한 부정적인 영향)이 감소되거나 방지되고 EUV 마스크(100) 상의 패턴이 실리콘 웨이퍼 상에 정확하게 투영될 수 있다. 제1 캡핑층(120') 및/또는 제2 캡핑층(130')의 물질의 비정질 구조로 인해, 제1 캡핑층(120') 및/또는 제2 캡핑층(130')은 에천트, 세정제 또는 EUV 마스크(400)의 제조 동안 수행되는 이러한 에천트 또는 세정제를 사용하는 프로세스에 의한 약화에 저항한다. 에천트, 세정제 또는 이러한 에천트 또는 세정제를 사용하는 프로세스에 의한 약화에 대한 이러한 저항은 하부의 반사성 다층 스택과 반응하여 원치 않는 산화물을 형성할 수 있는 산화제에 의한 침투에 저항하는 제1 캡핑층(120') 및 제2 캡핑층(130')의 능력을 증가시킨다.
패터닝된 포토레지스트층(180P)의 제거 후에, EUV 마스크(400)는 그로부터 임의의 오염물을 제거하기 위해 세정된다. 일부 실시예에서, EUV 마스크(400)는 EUV 마스크(400)를 수산화암모늄(NH4OH) 용액에 침지하여 세정된다. 일부 실시예에서, EUV 마스크(400)는 EUV 마스크(400)를 희석된 불화수소산(HF) 용액에 침지시킴으로써 세정된다.
EUV 마스크(400)는 패터닝된 영역(100A)의 임의의 결함의 검사를 위해 예를 들어, 193 nm의 파장을 갖는 UV 광으로 후속적으로 조사된다. 난반사광으로부터 이물질이 검출될 수 있다. 결함이 검출되면, EUV 마스크(400)는 적절한 세정 프로세스를 사용하여 추가로 세정된다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 따른 EUV 마스크를 사용하는 방법(1200)을 도시한다. 방법(1200)은 EUV 마스크를 입사 방사선, 예를 들어, EUV 방사선에 노출시키는 단계(1202)를 포함한다. 단계(1202)에서 유용한 EUV 마스크의 예는 위에서 설명된 EUV 마스크(100 또는 400)를 포함한다. 단계(1204)에서, 입사 방사선의 일부가 EUV 마스크의 패터닝된 흡수재층에 흡수된다. 단계(1206)에서, 입사 방사선의 일부는 비정질 구조를 갖는 캡핑층을 통해 투과된다. 비정질 구조를 갖는 캡핑층의 예는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 제1 캡핑층(120)을 포함한다. 본 개시의 실시예에 따른 다층 캡핑 피처를 사용하는 방법과 관련된 선택적 단계(1208)에서, 입사 방사선의 일부는 제1 캡핑층의 제1 탄소 용해도 또는 제1 EUV 소광 특성과는 다른 제2 고체 탄소 용해도 또는 제2 EUV 소광 특성을 갖는 제2 캡핑층을 통해 투과된다. 제2 고체 탄소 용해도 또는 제2 EUV 소광 특성을 갖는 캡핑층의 예는 전술한 제1 캡핑층(120') 또는 제2 캡핑층(130')을 포함한다. 단계(1209)에서, 입사 방사선의 일부가 반사성 다층 스택으로부터 반사된다. 단계(1210)에서, 반사성 다층 스택에 의해 반사되는 입사 방사선의 일부는 패터닝될 물질에 지향된다. 선택적 단계(1208)를 생략하는 실시예에서, 반사된 입사 방사선은 비정질 구조를 갖는 제1 캡핑층을 통해 다시 투과될 것이다. 선택적 단계(1208)를 포함하는 실시예에서, 반사된 입사 방사선은 패터닝될 물질로의 경로 상에서 제1 캡핑층 및 제2 캡핑층을 통해 다시 투과될 것이다. 패터닝될 물질이 EUV 마스크로부터 반사된 방사선에 노출된 후, EUV 마스크로부터 반사된 방사선에 노출되거나 노출되지 않은 물질의 부분이 단계(1212)에서 제거된다.
도 8은 본 개시의 실시예에 따른 EUV 마스크를 사용하는 방법(800)을 도시한다. 방법(800)은 EUV 마스크를 입사 방사선, 예를 들어, EUV 방사선에 노출시키는 단계(802)를 포함한다. 단계(802)에서 유용한 EUV 마스크의 예는 위에서 설명된 EUV 마스크를 포함한다. 단계(804)에서, 입사 방사선의 일부가 EUV 마스크의 패터닝된 흡수재층에 흡수된다. 단계(806)에서, 입사 방사선의 제1 부분의 양이 제1 고체 탄소 용해도 및 제1 EUV 소광 계수를 갖는 원소를 포함하는 제1 캡핑층에 흡수된다. 제1 탄소 용해도 및 제1 EUV 소광 특성을 갖는 캡핑층의 예는 전술한 제2 캡핑층(130')을 포함한다. 단계(808)에서, 입사 방사선의 제2 부분의 양은 제1 고체 탄소 용해도 및/또는 제1 EUV 소광 계수와는 다른 제2 고체 탄소 용해도 및/또는 제2 EUV 소광 계수를 갖는 원소를 포함하는 제2 캡핑층에 의해 흡수된다. 일부 실시예에서, 제1 캡핑층에 의해 흡수된 입사 방사선의 제1 부분의 양은 제2 캡핑층에 의해 흡수된 입사 방사선의 양과는 다르다. 제2 캡핑층의 예는 전술한 제1 캡핑층(120')을 포함한다. 단계(809)에서, 입사 방사선의 일부가 반사성 다층 스택으로부터 반사된다. 단계(810)에서, 반사성 다층 스택에 의해 반사되는 입사 방사선의 일부는 패터닝될 물질에 지향된다. 반사된 입사 방사선은 패터닝될 물질로의 경로 상에서 제1 캡핑층 및 제2 캡핑층을 통해 다시 투과될 것이다. 패터닝될 물질이 EUV 마스크로부터 반사된 방사선에 노출된 후, EUV 마스크로부터 반사된 방사선에 노출되거나 노출되지 않은 물질의 부분이 단계(812)에서 제거된다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따라, Rh 함유 합금, 예를 들어, RuRh를 포함하는 캡핑 피처에 대한 탄소 오염의 두께 분석 결과를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 탄소 오염의 두께는 6.5 nm 정도(on the order of)이다. 대조적으로, 본 개시에 따라 형성되지 않고 도 9의 캡핑 피처와 동일한 리소그래피 조건에 노출된 캡핑 피처 상의 탄소 오염의 두께는 더 큰 것으로 관찰되었으며, 예를 들어, 11.7 nm 정도이다. 이것은 본 개시에 따라 층을 캡핑함으로써 달성되는 탄소 오염의 두께에서 대략 40% 감소이다.
이 설명의 한 양상은 EUV 마스크에 관한 것이다. EUV 마스크는 기판, 기판 상의 반사성 다층 스택, 및 반사성 다층 스택 상의 캡핑 피처를 포함한다. 캡핑 피처는 비정질 구조를 갖는 물질을 포함하는 제1 캡핑층을 포함한다. 일부 실시예에서, 비정질 구조물은 2 nm 미만의 입자 크기를 갖는 나노결정질 구조물을 포함한다. EUV 마스크는 또한 다층 캡핑 피처 상에 패터닝된 흡수재층을 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 캡핑층은 원소와 탄소를 포함하는 시스템의 공융점에서의 고체 탄소 용해도가 3 원자% 미만인 이러한 원소를 포함하는 물질을 포함한다. 이러한 EUV 마스크는 임계 치수 기준을 충족하는 패턴을 생성하는 마스크의 능력에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 탄소 축적 또는 오염에 대한 감소된 경향을 나타낸다. 또한, 이러한 EUV 캡핑 피처는 EUV 마스크의 제조 동안 캡핑층이 노출되는 에천트 또는 세정제에 의한 약화에 대한 저항성을 나타낸다.
이 설명의 또 다른 양상은 EUV 마스크를 사용하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 EUV 마스크를 입사 방사선에 노출시키는 단계를 포함한다. EUV 마스크는 기판, 기판 상의 반사성 다층 스택, 및 반사성 다층 스택 상의 다층 캡핑 피처를 포함한다. 다층 캡핑 피처는 제1 합금을 포함하는, Rh, Ir, Pt, Au 또는 Zr을 포함하는 제1 캡핑층 및 제1 합금과는 다른 제2 합금을 포함하는, Rh, Ir, Pt, Au 또는 Zr을 포함하는 제2 캡핑층을 포함한다. EUV 마스크는 다층 캡핑 피처 상의 패터닝된 흡수재층을 포함한다. 방법은 패터닝된 흡수재층에서 입사 방사선의 일부를 흡수하는 단계를 포함한다. 입사 방사선의 일부는 제1 캡핑층 및 제2 캡핑층을 통해 투과된다. 입사 방사선의 일부는 반사성 다층 스택으로부터 반사되어 패터닝될 물질로 지향된다. 일부 실시예에서, 제1 합금과 제2 합금은 RuZr, IrZr, RhZr, HfZr 및 NbZr로부터 선택되고, 제1 합금과 제2 합금의 Zr 함량은 적어도 5 원자%이다.
이 설명의 또 다른 양상은 EUV 마스크를 사용하는 또 다른 방법에 관한 것이다. 이 방법은 EUV 마스크를 입사 방사선에 노출시키는 단계를 포함한다. EUV 마스크는 기판, 기판 상의 반사성 다중 스택층, 캡핑 피처, 및 캡핑 피처 상의 패터닝된 흡수재층을 포함한다. 캡핑 피처는 원소와 탄소의 시스템의 공융점에서의 고체 탄소 용해도가 3 원자 퍼센트 미만인 이런 원소를 포함하는 물질을 포함한다. 방법은 패터닝된 흡수재층에서 입사 방사선의 일부를 흡수하는 단계를 더 포함한다. 이 방법에서, 입사 방사선의 일부는 캡핑층에서 흡수된다. 이 방법은 반사성 다중 스택층으로부터 입사 방사선의 일부를 반사하고 이를 패터닝될 물질로 지향시키는 단계로 진행된다.
전술된 설명은, 당업자가 본 개시의 양상을 더 잘 이해할 수 있도록 여러 실시예의 피처를 약술한다. 당업자는, 자신이 본 명세서에서 소개된 실시예의 동일한 목적을 수행하고 그리고/또는 동일한 이점을 달성하기 위한 다른 프로세스와 구조물을 설계 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시를 쉽게 사용할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, 당업자는 이러한 등가의 구성이 본 개시의 취지 및 범위를 벗어나지 않으며, 본 개시의 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변화, 대체 및 변경을 이룰 수 있음을 알아야 한다.
실시예들
실시예 1. 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 마스크에 있어서,
기판;
상기 기판 상의 반사성 다층 스택;
상기 반사성 다층 스택 상의 캡핑 피처(capping feature) - 상기 캡핑 피처는 비정질 구조를 갖는 물질을 포함하는 제1 캡핑층을 포함함 -; 및
상기 캡핑 피처 상의 패터닝된 흡수재층
을 포함하는, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 2. 실시예 1에 있어서,
상기 비정질 구조는 5 나노미터 미만의 입자 크기를 갖는 나노 결정질 구조를 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 3. 실시예 1에 있어서,
상기 비정질 구조는 2 나노미터 미만의 입자 크기를 갖는 나노 결정질 구조를 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 4. 실시예 1에 있어서,
상기 캡핑 피처는 비정질 구조를 갖는 물질을 포함하는 제2 캡핑층을 더 포함하고, 상기 제2 캡핑층의 상기 물질은 상기 제1 캡핑층의 상기 물질과는 다른 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 5. 실시예 4에 있어서,
상기 제1 캡핑층의 상기 물질은, 상기 제2 캡핑층의 상기 물질의 원소의 13.5 nm 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 EUV 소광 계수와는 다른, 13.5 nm 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 EUV 소광 계수를 갖는 원소를 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 6. 실시예 5에 있어서,
상기 제1 캡핑층의 상기 물질의 상기 원소의 13.5 nm 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 상기 EUV 소광 계수는 0과 0.1 사이인 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 7. 실시예 5에 있어서,
상기 제2 캡핑층의 상기 물질의 상기 원소의 13.5 nm 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 상기 EUV 소광 계수는 0과 0.1 사이인 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 8. 실시예 4에 있어서,
상기 제1 캡핑층의 상기 물질은 원소와 탄소를 포함하는 시스템(system)의 공융점에서의 고체 탄소 용해도(solid carbon solubility)가 3 원자% 미만인 상기 원소를 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 9. 실시예 4에 있어서,
상기 제2 캡핑층의 상기 물질은 원소와 탄소를 포함하는 시스템의 공융점에서의 고체 탄소 용해도가 3 원자% 미만인 상기 원소를 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 10. 실시예 1에 있어서,
상기 제1 캡핑층의 상기 물질은 Rh, Ir, Pt, Au 및 Zr으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 합금들로부터 선택되는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 11. 실시예 4에 있어서,
상기 제2 캡핑층의 상기 물질은 Rh, Ir, Pt, Au 및 Zr으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 합금들 또는 이들의 합금들로부터 선택되는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 12. 실시예 10에 있어서,
상기 제1 캡핑층의 상기 합금은 Hf, Nb 또는 N을 더 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 13. 실시예 11에 있어서,
상기 제2 캡핑층의 상기 합금은 Hf, Nb 또는 N을 더 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
실시예 14. EUV 마스크를 사용하는 방법에 있어서,
상기 EUV 마스크를 입사 방사선에 노출시키는 단계 - 상기 EUV 마스크는:
기판;
상기 기판 상의 반사성 다층 스택;
상기 반사성 다층 스택 상의 다층 캡핑 피처; 및
상기 다층 캡핑 피처 상의 패터닝된 흡수재층
을 포함하고, 상기 다층 캡핑 피처는 제1 합금을 포함하는, Rh, Ir, Pt, Au 또는 Zr을 포함하는 제1 캡핑층 및 상기 제1 합금과는 다른 제2 합금을 포함하는, Rh, Ir, Pt, Au 또는 Zr을 포함하는 제2 캡핑층을 포함함 -;
상기 패터닝된 흡수재층에서 상기 입사 방사선의 일부를 흡수하는 단계;
상기 입사 방사선의 일부를 상기 제1 캡핑층 및 상기 제2 캡핑층을 통해 투과시키는 단계;
상기 반사성 다층 스택으로부터 상기 입사 방사선의 일부를 반사하는 단계; 및
상기 반사성 다층 스택에 의해 반사되는 상기 입사 방사선의 일부를 패터닝될 물질로 지향시키는 단계
를 포함하는, EUV 마스크를 사용하는 방법.
실시예 15. 실시예 14에 있어서,
상기 제1 합금과 상기 제2 합금은 RuZr, IrZr, RhZr, HfZr 및 NbZr로부터 선택되고, 상기 제1 합금과 상기 제2 합금의 Zr 함량은 적어도 5 원자%인 것인, EUV 마스크를 사용하는 방법.
실시예 16. 실시예 14에 있어서,
상기 제1 합금과 상기 제2 합금은 RuRh, RuIr, RuPt, PtIr, RuIrPt, NbIr, NbPt, NbRh, RhN, IrN, RuRhN, RuIrN, RuPtN, PtIrN, RuIrPtN, NbIrN, NbPtN 및 NbRhN으로부터 선택되는 것인, EUV 마스크를 사용하는 방법.
실시예 17. 패터닝 방법에 있어서,
EUV 마스크를 입사 방사선에 노출시키는 단계 - 상기 EUV 마스크는:
기판;
상기 기판 상의 반사성 다층 스택;
상기 반사성 다층 스택 상의 캡핑 피처; 및
상기 캡핑 피처 상의 패터닝된 흡수재층
을 포함하고, 상기 캡핑 피처는 원소와 탄소의 시스템의 공융점에서의 고체 탄소 용해도가 3 원자% 미만인 상기 원소를 포함하는 물질을 포함함 -;
상기 패터닝된 흡수재층에서 상기 입사 방사선의 일부를 흡수하는 단계;
상기 캡핑 피처에서 상기 입사 방사선의 양을 흡수하는 단계;
상기 반사성 다층 스택으로부터 상기 입사 방사선의 일부를 반사하는 단계; 및
상기 반사성 다층 스택에 의해 반사되는 상기 입사 방사선의 일부를 패터닝될 물질로 지향시키는 단계
를 포함하는, 패터닝 방법.
실시예 18. 실시예 17에 있어서,
상기 캡핑 피처의 상기 물질은 RuZr, IrZr, RhZr, HfZr 또는 NbZr을 포함하고, Zr 함량은 적어도 5 원자%인 것인, 패터닝 방법.
실시예 19. 실시예 17에 있어서,
상기 캡핑 피처의 상기 물질은 RuRh, RuIr, RuPt, PtIr, RuIrPt, NbIr, NbPt, NbRh, RhN, IrN, RuRhN, RuIrN, RuPtN, PtIrN, RuIrPtN, NbIrN, NbPtN 및 NbRhN으로부터 선택된 합금인 것인, 패터닝 방법.
실시예 20. 실시예 17에 있어서,
상기 공융점에서의 상기 고체 탄소 용해도는 2 원자% 미만인 것인, 패터닝 방법.

Claims (10)

  1. 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 마스크에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상의 반사성 다층 스택;
    상기 반사성 다층 스택 상의 캡핑 피처(capping feature) - 상기 캡핑 피처는 비정질 구조를 갖는 물질을 포함하는 제1 캡핑층을 포함함 -; 및
    상기 캡핑 피처 상의 패터닝된 흡수재층
    을 포함하는, 극자외선(EUV) 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비정질 구조는 5 나노미터 미만의 입자 크기를 갖는 나노 결정질 구조를 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캡핑 피처는 비정질 구조를 갖는 물질을 포함하는 제2 캡핑층을 더 포함하고, 상기 제2 캡핑층의 상기 물질은 상기 제1 캡핑층의 상기 물질과는 다른 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 캡핑층의 상기 물질은, 상기 제2 캡핑층의 상기 물질의 원소의 13.5 nm 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 EUV 소광 계수와는 다른, 13.5 nm 파장을 갖는 EUV 방사선에 대한 EUV 소광 계수를 갖는 원소를 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 캡핑층의 상기 물질은 원소와 탄소를 포함하는 시스템(system)의 공융점에서의 고체 탄소 용해도(solid carbon solubility)가 3 원자% 미만인 상기 원소를 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 캡핑층의 상기 물질은 원소와 탄소를 포함하는 시스템의 공융점에서의 고체 탄소 용해도가 3 원자% 미만인 상기 원소를 포함하는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 캡핑층의 상기 물질은 Rh, Ir, Pt, Au 및 Zr으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 합금들로부터 선택되는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제2 캡핑층의 상기 물질은 Rh, Ir, Pt, Au 및 Zr으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 합금들 또는 이들의 합금들로부터 선택되는 것인, 극자외선(EUV) 마스크.
  9. EUV 마스크를 사용하는 방법에 있어서,
    상기 EUV 마스크를 입사 방사선에 노출시키는 단계 - 상기 EUV 마스크는:
    기판;
    상기 기판 상의 반사성 다층 스택;
    상기 반사성 다층 스택 상의 다층 캡핑 피처; 및
    상기 다층 캡핑 피처 상의 패터닝된 흡수재층
    을 포함하고, 상기 다층 캡핑 피처는 제1 합금을 포함하는, Rh, Ir, Pt, Au 또는 Zr을 포함하는 제1 캡핑층 및 상기 제1 합금과는 다른 제2 합금을 포함하는, Rh, Ir, Pt, Au 또는 Zr을 포함하는 제2 캡핑층을 포함함 -;
    상기 패터닝된 흡수재층에서 상기 입사 방사선의 일부를 흡수하는 단계;
    상기 입사 방사선의 일부를 상기 제1 캡핑층 및 상기 제2 캡핑층을 통해 투과시키는 단계;
    상기 반사성 다층 스택으로부터 상기 입사 방사선의 일부를 반사하는 단계; 및
    상기 반사성 다층 스택에 의해 반사되는 상기 입사 방사선의 일부를 패터닝될 물질로 지향시키는 단계
    를 포함하는, EUV 마스크를 사용하는 방법.
  10. 패터닝 방법에 있어서,
    EUV 마스크를 입사 방사선에 노출시키는 단계 - 상기 EUV 마스크는:
    기판;
    상기 기판 상의 반사성 다층 스택;
    상기 반사성 다층 스택 상의 캡핑 피처; 및
    상기 캡핑 피처 상의 패터닝된 흡수재층
    을 포함하고, 상기 캡핑 피처는 원소와 탄소의 시스템의 공융점에서의 고체 탄소 용해도가 3 원자% 미만인 상기 원소를 포함하는 물질을 포함함 -;
    상기 패터닝된 흡수재층에서 상기 입사 방사선의 일부를 흡수하는 단계;
    상기 캡핑 피처에서 상기 입사 방사선의 양을 흡수하는 단계;
    상기 반사성 다층 스택으로부터 상기 입사 방사선의 일부를 반사하는 단계; 및
    상기 반사성 다층 스택에 의해 반사되는 상기 입사 방사선의 일부를 패터닝될 물질로 지향시키는 단계
    를 포함하는, 패터닝 방법.
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