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KR20110055652A - 거울, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

거울, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20110055652A
KR20110055652A KR1020117006046A KR20117006046A KR20110055652A KR 20110055652 A KR20110055652 A KR 20110055652A KR 1020117006046 A KR1020117006046 A KR 1020117006046A KR 20117006046 A KR20117006046 A KR 20117006046A KR 20110055652 A KR20110055652 A KR 20110055652A
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KR
South Korea
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mirror
radiation
coating layer
wedge elements
profiled coating
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KR1020117006046A
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바딤 바니네
레오니드 스마에노크
안드레이 미카일로비치 야쿠닌
Original Assignee
에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

본 발명의 실시예들은 거울(30)에 관한 것이다. 거울은 거울반사 표면 및 외측 표면을 갖는 프로파일된 코팅층(32a)을 포함하며, 이때 거울반사 표면에 대하여 외측 표면에 의해 1 이상의 웨지 요소가 형성되고, 상기 1 이상의 웨지 요소는 약 10 내지 200 mrad 범위에서 웨지 각도(θ)를 갖는다. 프로파일된 코팅층은 곡선형 외측 표면을 가질 수 있다. 프로파일된 코팅층은 다음 재료들: Be, B, C, P, K, Ca, Sc, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Ru, Nb, Mo, Ba, La, Ce, Pr, Pa, 및 U 중 적어도 1 이상으로부터 형성될 수 있다.

Description

거울, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{MIRROR, LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명의 실시예들은 거울, 리소그래피 장치, 및 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피 장치에서, 기판 상에 이미징될 수 있는 피처들의 크기는 투영 방사선의 파장에 의해 제한된다. 더 높은 밀도의 디바이스들, 및 이에 따른 더 높은 작동 속도를 갖는 집적 회로들을 생산하기 위해서는, 더 작은 피처들을 이미징할 수 있는 것이 바람직하다. 최근에는 극자외(EUV) 방사선을 이용하는 리소그래피 장치가 제공되었다.
몇몇 EUV 소스들, 예를 들어 방전 생성 플라즈마(discharge produced plasma: DPP) 또는 레이저 생성 플라즈마(laser produced plasma: LPP) 소스들은, 심지어 적외선(IR), 가시광(VIS), 자외선(UV) 및 원자외선(deep ultraviolet: DUV)도 포함하는 폭넓은 범위의 주파수들에 걸쳐 방사선을 방출한다. "추가 방사선(further radiation)"이라고도 할 수 있는 이 바람직하지 않은 주파수들은 리소그래피 장치의 조명 시스템 및 투영 시스템에 전파되어 가열 문제들을 야기할 수 있으며, 차단되지 않는 경우 레지스트의 바람직하지 않은 노광을 야기할 수 있다. 조명 및 투영 시스템들의 다층 거울(multilayer mirror)들은 원하는 파장, 예를 들어 약 6.7 nm 또는 약 13.5 nm의 반사에 대해 최적화되지만, 이들은 광학적으로 평탄하지 않으며, IR, 가시광, 및 UV 파장들에 대해 비교적 높은 반사율을 가질 수 있다.
그러므로, 소스로부터 투영 빔에 대한 비교적 좁은 대역의 주파수들을 선택할 필요가 있다. 소스가 비교적 좁은 방출 라인을 갖는 경우에도, 상기 라인 외부 특히 더 긴 파장들에서 방사선을 거절하는 것이 유리할 수 있다.
본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 EP 출원 제 1 496 521호는, 1-차원 또는 2-차원 회절 패턴을 형성하도록 구성된 돌출부들이 제공된 다층 거울을 포함하는 리소그래피 장치를 설명한다. 결과로서, EUV 방사선은 여하한의 실질적인 흡수 없이 이 돌출부들을 통과하는 한편, 바람직하지 않은 추가 방사선은 돌출부들에 입사하는 경우 이 추가 방사선의 흡수, 굴절 또는 편향으로 인해 실질적으로 차단된다.
알려진 리소그래피 장치의 단점은, 회절 패턴들을 형성하기 위하여 개별적으로 제조된 요소들인 돌출부들에 높은 정확성이 제공되어야 한다는 것이다. 이는 불필요하게 알려진 다층 거울의 제조 비용을 증가시킬 수 있다. 또한, 알려진 다층 거울은 예를 들어 돌출부들 사이의 구역들 내에 돌출부들의 재료로 덮이지 않는 영역들을 포함한다. 이러한 영역들은, 반응 환경 예를 들어 리소그래피 장치의 H2 분위기에 노출되는 경우 오염물들로 덮일 수 있다. 이 오염물들은 EUV 방사선에 대한 거울반사 표면(mirroring surface)의 반사율을 감소시켜, 빔 퀄리티를 저하시킬 수 있다.
앞선 내용을 고려하면, 쉽게 제조될 수 있고, 사용 시 EUV 빔의 퀄리티를 증가시키는, 특히 EUV-작동가능한 리소그래피 장치에서 사용되는 거울이 요구된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 거울반사 표면을 갖는 거울 및 외측 표면을 갖는 프로파일된 코팅층(profiled coating layer)이 제공되며, 상기 거울반사 표면에 대하여 외측 표면에 의해 1 이상의 웨지 요소(wedged element)가 형성되고, 상기 1 이상의 웨지 요소는 약 10 내지 200 mrad 범위에서 웨지 각도를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, EUV 방사선 및 추가 방사선의 투영 빔을 공급하는 방사선 시스템을 포함한 리소그래피 투영 장치가 제공된다. 방사선 시스템은 앞서 설명된 바와 같은 거울을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 디바이스 제조 방법이 제공된다. 디바이스 제조 방법의 일 실시예에서, 방사선 시스템을 이용하여 EUV 방사선의 투영 빔이 제공된다. 투영 빔은 패터닝된다. 그 후, 패터닝된 빔은 방사선-감응재 층의 타겟부 상으로 투영된다. 방사선 시스템에서, 앞서 설명된 바와 같은 거울이 사용된다.
이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 도 1에 따른 리소그래피 투영 장치의 EUV 조명 시스템 및 투영 광학기의 측면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 거울을 도시하는 도면;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거울을 도시하는 도면;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거울을 도시하는 도면; 및
도 6은 프로파일된 코팅층이 제공된 거울의 선택된 실시예들의 평면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스(MA)의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스(MA)가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 패터닝 디바이스(MA)가 예를 들어 투영 시스템(PS)에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스(MA)는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광 시 액체가 예를 들어 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(IF1)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광 시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2는 방사선 시스템(3)(즉, "소스-컬렉터 모듈"), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PL)을 포함하는 도 1에 따른 리소그래피 투영 장치의 EUV 조명 시스템 및 투영 광학기의 일 실시예의 측면도이다. 방사선 시스템(3)에는 방전 플라즈마 소스를 포함할 수 있는 방사선 소스(LA)가 제공된다. 방사선 소스(LA)는, 전자기 스펙트럼의 EUV 범위 내의 방사선을 방출하도록 방사선 소스의 전극들 사이의 방전에 의해 초고온 플라즈마(very hot plasma)가 생성될 수 있는 Xe 가스 또는 Li 증기와 같은 가스 또는 증기를 사용할 수 있다. 초고온 플라즈마는 광학 축선(0) 상에서 전기적 방전의 부분적으로 이온화된 플라즈마를 붕괴하게 함으로써 생성된다. 방사선의 효율적인 발생을 위해, Xe, Li 증기 또는 여하한의 다른 적절한 가스 또는 증기의 0.1 mbar의 분압(partial pressure)이 필요할 수 있다.
크세논이 사용되는 경우, 플라즈마는 약 13.5 nm의 EUV 범위에서 방사될 수 있다. 약 6.7 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선도 의도된다는 것을 이해할 것이다. 방사선 소스(LA)에 의해 방출된 방사선은, 소스 챔버(source chamber: 7)로부터 오염물 방벽(contamination barrier: 9)으로 보내질 수 있다. 오염물 방벽(9)은, 예를 들어 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 EP 출원 제 1 057 079호에서 상세히 설명되는 바와 같은 채널 구조체를 포함할 수 있다.
방사선 시스템(3)(즉, "소스-컬렉터 모듈")은 스침 입사 컬렉터(grazing incidence collector)에 의해 형성될 수 있는 방사선 컬렉터(10)를 포함한다. 방사선 컬렉터(10)에 의해 통과된 EUV 방사선은 격자 스펙트럼 퓨리티 필터(grating spectral purity filter) 또는 거울(11)로부터 반사되어, 어퍼처(aperture)에서 중간 포커스(12)에 포커스된다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 거울(11)은 거울(11)의 거울반사 표면에 대해 웨지 요소들이 제공된 외측 표면을 갖는 프로파일된 코팅층을 포함하며, 상기 웨지 요소들은 약 10 내지 200 mrad의 범위에서 웨지 각도를 갖는다. 결과로서, 소스(LA)로부터 전파되는 방사선 빔에 존재하는 바람직하지 않은 파장들이 중간 포커스(12)로부터 멀리 편향된다. 웨지 각도의 절대값은 몇몇 인자들에 의해 결정된다는 것을 이해할 것이다. 우선, 이 값은 거울과 광학 시스템 내의 적절한 다음 구조체 사이, 예를 들어 거울과 중간 포커스 사이의 경로 길이에 의해 결정된다. 추가적으로, 하류 방향으로 거울 다음에 오는 광학 요소의 크기도 웨지 각도의 값에 영향을 준다. 일 실시예에서, 웨지 각도는 거울(11)과 중간 포커스(12) 사이의 약 2 미터의 경로 길이에 대해 약 50 mrad이며, 이때 중간 포커스(12)는 예를 들어 약 4 mm의 넓은 슬릿에 의해 결정될 수 있다. 거울(11)과 중간 포커스(12) 사이의 다른 거리들에 대하여, 웨지 각도가 적절히 정해질(scale) 수 있다는 것을 이해할 것이다.
투영 시스템(PB)은 조명 시스템(IL) 내에서 수직 입사 반사기들(13 및 14)을 통해 레티클 또는 마스크 테이블(MT) 상에 위치된 레티클 또는 마스크 상으로 반사된다. 패터닝된 빔(17)이 형성되며, 이는 투영 광학기 시스템(PL)에서 반사 요소들(18 및 19)을 통해 웨이퍼 스테이지 또는 기판 테이블(WT) 상에 이미징된다. 일반적으로, 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PL) 내에는 도시된 것보다 더 많은 요소들이 존재할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 거울(11)에 관하여 설명되지만, 일반적으로 복수의 거울들에 앞서 설명된 바와 같이 프로파일된 코팅층이 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특히, 방사선 컬렉터(10), 또는 도 2의 수직 입사 반사기들(13, 14)이 본 발명의 실시예들에 따른 거울일 수 있다. 바람직하게는, 코팅층의 재료가: 베릴륨(Be), 붕소(B), 탄소(C), 인(P), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 스칸듐(Sc), 브롬(Br), 루비듐(Rb), 스트론튬(Sr), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 루테늄(Ru), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 바륨(Ba), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 프로트악티늄(Pa), 및 우라늄(U) 중 적어도 1 이상으로부터 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 거울(30)이 도 3에 개략적으로 도시된다. 이 실시예에서, 스펙트럼 퓨리티 필터 또는 거울(31)에 웨지 요소들(32a 및 32b)을 갖는 프로파일된 코팅층이 제공된다. "층"이라는 용어는 0이 아닌 두께를 갖는 연속적인 구조체로서 해석된다는 것을 이해할 것이다.
프로파일된 코팅층에는 1, 2 또는 그 이상의 웨지 구조체들이 제공될 수 있다. 특정 실시예에서, 프로파일된 코팅층은 2 개의 웨지 요소를 포함할 수 있으며, 이는 가상의 대칭축(S)에 대해 대칭적일 수 있다. 대칭축(S)은 웨지 요소들에 대해 정의될 수 있으며, 반드시 스펙트럼 퓨리티 필터 또는 거울(31)의 중심선과 일치해야 하는 것은 아님을 이해할 것이다. 일 실시예에서, 대칭축(S) 및 스펙트럼 퓨리티 필터 또는 거울(31)의 중심선은 일치한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 방사선 빔이 EUV 방사선(38) 및 추가 방사선(35)을 포함할 수 있다. EUV 방사선(38) 및 추가 방사선(35)이 프로파일된 코팅 상에 부딪히는 경우, EUV 방사선(38) 및 추가 방사선(35) 각각은 이와 상이한 상호작용을 거친다. 일 실시예에서, EUV 방사선(38)은 실질적으로 웨지 요소들(32a 및 32b)을 갖는 프로파일된 코팅층을 통해 투과되는 한편, 추가 방사선(35)은 웨지 요소들의 표면에서 반사된다. 결과로서, EUV 방사선(38)에 대한 반사 각도는 추가 방사선(35)에 대한 반사 각도와 상이하여, 반사된 EUV 빔(38a)의 전파 방향으로부터 멀리 추가 방사선의 실질적인 편향(35a)을 발생시킨다. 일 실시예에서, 각도 θ는 추가 방사선(35)이 도 2에 나타낸 중간 포커스(12)로부터 멀리 편향되도록 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코팅층으로 프로파일된 거울은, 예를 들어 거울반사 표면 상의 다음 재료들: Be, B, C, P, K, Ca, Sc, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Ru, Nb, Mo, Ba, La, Ce, Pr, Pa, U 중 1 이상을 포함하는 적절한 코팅층을 배치함으로써 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 13.5 nm의 EUV 방사선에 대하여, 이 파장에 대한 낮은 흡수로 인해 Mo, Y, Zr, Sr 또는 Ru가 사용된다. 리소그래피 장치의 거울에 이러한 코팅층을 제공하는 것은, 코팅층이 거울반사 표면의 보호층으로서 작용하여 거울반사 표면 상에 오염물이 쌓이는 것을 방지하는 추가적인 장점을 갖는다. 결과로서, [반사된 EUV 빔(38a)과 같은] 반사된 EUV 빔의 광학적 퀄리티가 감소되지 않는다. EUV 리소그래피 장치에서 본 발명의 일 실시예에 따른 거울을 이용함으로써, 적외선(IR), 가시광(VIS), 자외선(UV) 및 원자외선(DUV)과 같은 바람직하지 않은 방사선에 대해 약 100 배의 억제가 달성될 수 있다는 것이 발견된다.
도 3에 나타낸 프로파일된 코팅층의 형상은 상이한 제조 단계들을 이용하여 얻어질 수 있다. 예를 들어, 코팅층은 다이아몬드 터닝(diamond turning) 또는 레이저 어블레이션(laser ablation)에 의해 처리될 수 있다. 또한, 결과적인 프로파일된 코팅층은 웨지 요소들(32a 및 32b) 사이의 구역들에서 0이 아닌 두께를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거울(40)을 도시하며, 이때 웨지 요소들(42a 및 42b)의 외측 표면은 곡선형이다. 이 경우, 웨지 각도의 값은 도 3을 참조하여 설명된 구조체(31)의 표면과 접선(46)에 의해 결정된 최대값(θ)을 가질 수 있고, 상기 최대값(θ)은 일 예시에서 약 10 내지 200 mrad의 범위에서 선택된다. 이 구성에서, 웨지 요소(42a) 상에 입사하는 추가 방사선(44 및 47)에 대한 반사 각도는 웨지 요소(42a)의 표면에 따라 변한다. 결과로서, 추가 방사선은 중간 포커스로부터 편향되어, 산란된 미광(scattered stray light)을 형성할 수 있다. 이와 반대로, EUV 방사선(45 및 45')은 구조체(31)에 의해 반사되어, 유용한 방향 예를 들어 중간 포커스의 방향으로 전파되는 공면(coplanar)의 방사선 빔(45a 및 45a')을 산출한다.
또한, 이 실시예에서는 구조체(31)에 1, 2 또는 그 이상의 웨지 요소가 제공될 수 있다. 이에 따라, 웨지 요소들(42a 및 42b)은 가상 대칭선(S)에 대해 대칭적으로 배치될 수 있다.
웨지 요소들(42a 및 42b)은 복수의 적절한 제조 방법들, 예를 들어 리소그래피 또는 에칭을 이용하여 제조될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 구조체(31)의 거울반사 표면 상에 적절한 세트의 통하는 액적(communicating droplet)들을 배치함으로써 볼록한 웨지 요소들(42a 및 42b)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 액적들은 거울반사 표면을 적시지 않는 재료로부터 형성된다. 리소그래피 장치에서 사용되는 종래의 거울들에 대해, 액적 형성 재료로서 Mo가 사용될 수 있다. 액적들이 거울반사 표면 상에 제공된 후, 구조체(31)는 액적들이 응고하는 증가된 온도들을 거쳐서, 볼록한 외측 표면을 갖는 프로파일된 코팅층을 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거울(50)을 도시한다. 이 특정 예시에서, 웨지 요소들(52a 및 52b)을 포함한 프로파일된 코팅층이 도 3을 참조하여 설명된 구조체(31)의 거울반사 표면 상에 제공된다. 웨지 요소들(52a 및 52b)은 오목면일 수 있으며, 이는 구조체(31)의 거울반사 표면과 접선(56)에 의해 형성되는 다양한 웨지 각도(θ)를 갖는다. 또한, 이 실시예에서 거울(50)은 52a 형태의 1, 2 또는 그 이상의 웨지 요소를 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 2 개의 대칭으로 배치된 웨지 요소(52a 및 52b)가 거울반사 표면 상에 제공된다.
웨지 요소들(52a 및 52b)은, 예를 들어 레이저 어블레이션을 이용하여 제조될 수 있으며, 이때 어블레이션에 사용된 레이저 빔의 단면에 실질적으로 대응하여 오목한 공동(concave cavity)이 형성된다. 이 실시예는, 프로파일된 코팅층의 통합성(integrity)을 보존하면서 코팅층의 두께(x)가 최소화될 수 있다는 점에서 적어도 도 3을 참조하여 설명된 실시예에 대해 장점을 가질 수 있다. 최소화된 두께를 갖는 프로파일된 코팅층이, 코팅층에서의 0이 아닌 흡수로 인한 EUV 빔의 세기 손실을 감소시키는데 유리할 수 있다.
도 5에서 개략적으로 입증된 바와 같이, 오목한 표면들은 54a 방향으로 바람직하지 않은 추가 방사선(54)을 편향시키는데 사용될 수 있다. EUV 빔(57 및 57')은 구조체(31)로부터 반사되어, 유용한 방향(57a 및 57a')으로 전파된다. 일 실시예에서, 추가 방사선은 도 2를 참조하여 설명된 중간 포커스로부터 멀리 편향된다. 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 웨지 요소들은 환형 대칭(annular symmetry)을 갖는 각각의 프로파일들로서 제공될 수 있다. 이는 바람직하지 않은 추가 방사선에 대한 편향 패턴들에 대해 장점을 가질 수 있다.
도 6은 프로파일된 코팅층이 제공된 거울의 선택된 실시예들의 평면도를 도시한다. 도면의 60a는 앞서 설명된 바와 같이 프로파일된 코팅층으로 덮인 거울, 예를 들어 다층 거울의 평면도를 개략적으로 도시한다. 명백함을 위해, 웨지 요소들 사이의 프로파일된 코팅층의 영역들은 61로서 나타낸다. 거울은 도면의 평면 너머에 있으며, 도시되지 않는다.
웨지 요소들(62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g)은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 프로파일들을 포함한 여하한의 프로파일에 따라 구성될 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 특히, 웨지 요소들(62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g)은 웨지 요소들의 각각의 주변부들에서 증가된 두께를 갖도록 배치될 수 있으며, 또는 대안적으로 웨지 요소들은 그 각각의 주변부들에서 감소된 두께를 가질 수 있다.
도면의 60a는, 웨지 요소들(62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g)이 육각형 패턴을 따라 배치되는 구성을 개략적으로 나타낸다. 이 패턴은 적절한 매트릭스로 거울의 표면 영역을 따라 퍼지도록 적절히 반복될 수 있다.
도면의 60b는, 직사각형 패턴으로 배치되는 웨지 요소들(64a, 64b, 64c, 64d)을 갖는 프로파일된 코팅을 포함하는 거울의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 웨지 요소들은 각각의 주변부들에서 증가된 두께를 갖도록 배치될 수 있으며, 또는 대안적으로 웨지 요소들은 각각의 주변부들에서 감소된 두께를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도면의 60c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거울을 개략적으로 나타내며, 이때 웨지 요소들(66a, 66b, 66c, 66d, 66e)은 피라미드형 프로파일로 구성된다. 거울의 거울반사 표면은 프로파일된 코팅층으로 덮일 수 있으며, 이때 웨지 요소들(66a, 66b, 66c, 66d, 66e)은 행과 열로 배치되어, 적절한 직사각형 매트릭스를 형성할 수 있다.
도면의 60a, 60b 및 60c는 실질적으로 동등한 크기의 웨지 요소들의 규칙적인 패턴들을 개략적으로 도시하지만, 프로파일된 코팅층이 불규칙하게 위치된 웨지 요소들로 구성될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 웨지 요소들은 상이한 크기일 수 있다. 또한, 도 6에 나타낸 거울이, 예를 들어 약 6.7 내지 13.5 nm 범위의 EUV 방사선을 이용하여 작동가능한 리소그래피 장치에서 사용되어야 하는 경우, 매트릭스 내의 후속한 웨지 에지들 간의 주기는 유리하게는 적어도 EUV 방사선의 파장과 같은 값으로 설정될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔뿐만 아니라, (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수 있다는 것을 알 것이다.

Claims (15)

  1. 거울반사 표면(mirroring surface)을 갖는 거울에 있어서,
    상기 거울반사 표면에 대해 형성된 1 이상의 웨지 요소(wedged element)가 제공된 외측 표면을 갖는 프로파일된 코팅층(profiled coating layer)을 포함하고, 상기 1 이상의 웨지 요소는 10 내지 200 mrad 범위에서 웨지 각도를 갖는 거울.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로파일된 코팅층은 실질적으로 상기 거울반사 표면 전체에 걸쳐 연장되는 거울.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프로파일된 코팅층은 2 개의 웨지 요소들을 포함하는 거울.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로파일된 코팅층의 외측 표면은 곡선형인 거울.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로파일된 코팅층의 외측 표면은 오목한 거울.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로파일된 코팅층은 응고된 액적(solidified droplet)들의 세트를 포함하는 거울.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액적들은 상기 거울반사 표면을 적시지 않는 재료로부터 형성되는 거울.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로파일된 코팅층을 형성하는 재료는: Be, B, C, P, K, Ca, Sc, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Ru, Nb, Mo, Ba, La, Ce, Pr, Pa, 및 U로 구성된 그룹으로부터 선택되는 거울.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로파일된 코팅층은 상기 거울의 표면에 걸쳐 실질적으로 규칙적인 매트릭스로 배치된 복수의 웨지 요소들을 포함하는 거울.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 매트릭스는 직사각형 또는 육각형인 거울.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 1 이상의 웨지 요소들의 형상은 환형 또는 피라미드형인 거울.
  12. 리소그래피 투영 장치에 있어서:
    EUV 방사선 및 추가 방사선(further radiation)의 투영 빔을 공급하는 방사선 시스템을 포함하고,
    상기 방사선 시스템은 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 거울을 포함하는 리소그래피 투영 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 방사선 시스템은 중간 포커스 상에 상기 EUV 방사선을 포커스하도록 구성되고, 상기 거울은 상기 추가 방사선을 상기 중간 포커스로부터 멀리 편향시키도록 구성되는 리소그래피 투영 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    제 9 항 또는 제 10 항에 종속되는 경우, 상기 매트릭스에서의 웨지 요소들 간의 주기는 적어도 상기 EUV 방사선의 파장과 동일한 리소그래피 투영 장치.
  15. 디바이스 제조 방법에 있어서:
    방사선 시스템을 이용하여 EUV 방사선의 투영 빔을 제공하는 단계;
    상기 투영 빔을 패터닝하는 단계; 및
    상기 패터닝된 빔을 방사선-감응재 층의 타겟부 상으로 투영하는 단계;
    를 포함하고, 상기 방사선 시스템에는 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 거울이 제공되는 디바이스 제조 방법.
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