KR20090060177A - 노광용 미러 및 이것을 구비한 노광장치 - Google Patents

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준 이토
후미타로 마사키
아키라 미야케
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Abstract

노광용 미러는 기판과, 해당 기판 위에 형성된 비주기적인 다층막을 포함하는 EUV 광용의 유효영역을 포함한다. 상기 노광용 미러에는 기판 위의 유효영역과는 다른 영역에 형성된 주기적인 다층막으로 구성된 제1평가영역이 형성되어 있다.

Description

노광용 미러 및 이것을 구비한 노광장치{EXPOSURE MIRROR AND EXPOSURE APPARATUS HAVING SAME}
본 발명은 노광장치에 이용되는 미러, 특히 파장 10 내지 15㎚ 정도의 극단 자외(extreme ultraviolet: EUV) 영역용의 미러에 관한 것이다.
종래, 반도체 메모리나 논리회로 등의 미세한 반도체 소자를 제조하기 위한 리소그래피 방법으로서 자외광을 이용하는 축소 투영 노광이 수행되어 왔다.
축소 투영 노광에 의해 전사될 수 있는 최소의 임계 치수는 전사에 이용되는 노광 광의 파장에 비례하고, 투영 광학계의 개구수에 반비례한다. 따라서, 회로 패턴의 미세화의 증가에 따라, 노광 광의 파장은 수은 램프 i선(파장 365㎚)으로부터 KrF 엑시머 레이저(파장 248㎚)를 거쳐 ArF 엑시머 레이저(파장193㎚)로 단파장화되고 있다.
그러나, 반도체 소자의 미세화는 급속히 증가하고 있어, 자외광을 이용하는 리소그래피는 한계가 있다. 따라서, 0.1㎛ 이하의 매우 미세한 회로 패턴을 효율적으로 전사하기 위해서, 자외광의 파장보다도 더욱 짧은 약 10 내지 15㎚ 정도의 파장을 지닌 EUV 광을 이용하는 축소 투영 노광장치(EUV 노광장치)가 개발되어 있 다.
EUV 노광장치를 구성하는 미러로서는, 다층막 미러와 경사 입사 전반사 미러를 들 수 있다. EUV 영역에서는 굴절률의 실수부는 1보다 약간 작다. 따라서, 면에 대해서 매우 작은 각도로 EUV 광이 경사 입사하는 경우, 전반사가 일어난다. 보통, 면에 대해서 수 도 이내의 각도로 경사 입사하는 경우, 수 십% 이상의 높은 반사율을 얻을 수 있지만, 광학 설계상의 자유도는 낮다.
그러므로, 광학 설계상의 자유도가 높은 EUV광용의 미러로서, 광학 정수(굴절률)가 다른 2종류의 물질을 교대로 적층한 다층막 미러가 이용되고 있다. 다층막 미러의 경우, 수직 입사에 가까운 입사각으로 소망의 반사율을 얻을 수 있다.
EUV 광용의 다층막 미러는, 정밀한 면형상을 지니도록 연마된 유리 기판의 표면에 몰리브덴과 실리콘을 교대로 적층함으로써 형성된다. 예를 들어, 각 몰리브덴층의 두께는 약 2㎚, 각 실리콘층의 두께는 약 5㎚, 층의 쌍의 수는 약 20이다. 2종류의 재료의 층의 두께를 더한 것을 막 주기라 칭한다. 상기 예에서, 막 주기는 2㎚+5㎚=7㎚이다.
이러한 몰리브덴-실리콘 다층막 미러에 EUV 광을 입사시키면, 특정한 파장을 지닌 EUV 광이 반사된다.
입사각을 θ, EUV 광의 파장을 λ, 막 주기를 d라고 하면, 근사적으로는 하기 식 [1]의 브래그의 식(Bragg equation)을 충족시키는 파장 λ 부근의 좁은 대역폭을 가진 EUV 광만이 효율적으로 반사된다:
2×d×cosθ=λ....식 [1].
이 경우, 대역폭은 약 0.6 내지 1㎚이다. 도 11A 및 도 11B는 입사각 15°, 막 주기 7.2㎚를 지닌 다층막 미러의 반사율 특성을 보인다.
실제의 노광장치에서는, 미러의 동일 개소에 입사하는 광의 각도가 일정하지 않지만, 어떤 범위의 각도 분포를 가지는 것은 불가피하다. 그러나, 전술한 브래그의 식으로부터 명확한 바와 같이, 일정한 막 주기(주기 구조)를 가지도록 설계된 다층막 미러에서는, 특정한 입사각의 광에만 높은 반사율을 가진다. 다층막 미러에 의해 반사된 광강도가 입사각에 의존하면, 동공 투과율 분포에 불균일이 생겨, 결상 성능을 저하시켜 버린다.
이 문제를 해결하기 위해서, 일본국 공개 특허 제2007-134464호 공보에서는, 일정하지 않은 막 주기(비주기적인 구조)를 가지도록 설계된 다층막 미러를 이용하고 있다. 예를 들어, 도 12에 나타낸 막 두께의 설계치에 따라 제작된 비주기적인 구조를 가지는 다층막 미러는, 도 13A에 나타낸 바와 같은 넓은 범위의 입사각에 대해서 균일한 반사 특성을 가진다.
일반적으로, 다층막 미러는 면의 반경방향으로 막 두께의 구배를 갖도록 설계된다. 완성된 미러의 막 두께가 설계값으로부터 벗어나면, 수차나 플레어를 발생시켜 노광장치의 성능을 저하시킨다. 막 두께의 설계값과 완성된 미러의 막 두께 간의 오차 중, 파워 성분은 투영 광학계에 있어서 보정가능하지만, 그 이외의 성분은 종래 보정될 수 없다.
투영 광학계를 구성하는 미러의 매수를 n, EUV 광의 파장을 λ라고 정의하면, 허용가능한 형상 오차 σ(rｍs값)는 하기 식 [2]의 마레샬의 식(Marechal equation)에 의해 부여된다:
σ=λ/(28×
Figure 112008083833726-PAT00001
n)... 식 [2].
예를 들어, 6매 미러를 가진 파장 13.5㎚의 계의 경우, 허용가능한 형상 오차 σ는 0.2㎚이다. 이 형상 오차는 기판형상 및 막 형상에 대한 성분을 포함한다. 0.2㎚ 중, 막 형상에 대해 허용되는 오차가 0.15㎚이고 이것을 퇴적(즉, 막 형성)과 막형상 측정 사이에 분배시키면, 막형상 측정에 허용되는 오차는 0.1㎚ 정도이다. 다층막의 막 층수는 50층 정도이므로, 1층당 필요한 측정 정밀도는 0.002㎚=0.015%이다.
브래그의 식 [1] 및 도 11B에 나타낸 바와 같이, 주기적인 구조를 가지는 다층막 미러의 반사율의 피크 파장은 막 두께에 의존한다. 따라서, 미러면 내의 각 위치의 피크 파장을 고정밀도로 측정함으로써, 미러면 내의 막 두께 분포를 측정할 수 있다.
그러나, 비주기적인 구조를 가진 다층막 미러의 반사율 특성은, 도 13B에 나타낸 바와 같이 피크를 지니지 않는다. 따라서, 반사율의 피크 파장을 이용해서 막 두께 분포를 측정할 수 없다. 또한, X선 회절은 간섭의 효과를 이용하기 때문에, 비주기적인 구조의 다층막 미러에 적용할 수 없다.
비주기적인 구조를 가진 다층막 미러의 막 두께를 검사하는 데는 엘립소메트리(ellipsometry)가 사용될 수 있다. 다층막 미러의 막 형성 동안, 하나의 층이 형성될 때마다 엘립소메트리에 의해 평가를 수행함으로써, 전체 막 두께를 평가한다. 그러나, 엘립소메트리의 정밀도는, 예를 들어, 몰리브덴 층의 측정의 경우, ±0.15% 정도이며, 노광장치에 탑재되는 다층막 미러에 요구되는 측정 정밀도, 예를 들면 0.015%를 충족시키지 않는다.
전술한 바와 같이, 종래는, 비주기적인 구조를 가진 다층막 미러의 막 두께를 정밀하게 평가하는 방법은 없었다.
본 발명은 비주기적인 구조를 가지는 다층막 미러이면서, 막 두께 분포가 정밀하게 관리가능한 노광용 미러를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 노광용 미러는 기판, 유효영역 및 제1영역을 포함한다. 상기 유효영역은 상기 기판 위에 형성되어 있고, 또, 제1재료층과 해당 제1재료와는 굴절률이 다른 제2재료층이 교대에 적층된 다층막을 포함한다. 상기 제1영역은 상기 기판 위에 상기 유효영역과는 다른 영역에 형성되어 있고, 또한 상기 제1재료층과 상기 제2재료층이 교대에 적층된 다층막으로 구성되어 있다. 상기 유효영역에 있어서의 상기 제1재료층의 두께와 상기 제2재료층의 두께는 비주기적이다. 또, 상기 제1영역에 있어서의 상기 제1재료층의 두께와 상기 제2재료층의 두께는 주기적이다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 노광용 미러의 제조방법은 기판 상에 유효영역을 형성하는 공정 및 상기 기판 상에 상기 유효영역과는 다른 영역에 제1영역을 형성하는 공정을 포함한다. 상기 유효영역은 제1재료층과 상기 제1재료와는 굴절률이 다른 제2재료층이 교대로 적층된 다층막을 포함한다. 상기 제1영역은 상기 제1재료층과 상기 제2재료층이 교대로 적층된 다층막으로 구성되어 있다. 상기 유효영역에 있어서의 복수의 상기 제1재료층의 두께와 복수의 상기 제2재료층의 두께는 비주기적이다. 또, 상기 제1영역에 있어서의 복수의 상기 제1재료층의 두께와 복수의 상기 제2재료층의 두께는 주기적이다. 상기 방법은 또한 상기 제1영역에 형성된 상기 다층막의 두께를 측정하는 공정 및 상기 측정하는 공정에 있어서 측정된 제1영역에 형성된 상기 다층막의 두께에 의거해서 상기 유효영역에 형성된 상기 다층막의 두께를 추정해서 평가하는 공정을 포함한다.
여기서, "비주기적"인 두께를 지닌 다층막이란 전술한 바와 같이 막 주기가 일정하지 않은 다층막을 의미하고, "주기적"인 두께를 지닌 다층막이란 막 주기가 일정한 다층막을 의미한다.
본 발명의 노광용 미러는 정밀하게 관리가능한 막 두께 분포를 지닌다.
본 발명의 추가의 특징은 첨부 도면을 참조한 이하의 예시적인 실시형태의 설명으로부터 명백해질 것이다.
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 노광용 미러의 실시형태에 대해서 설명한다.
먼저, 본 발명의 노광용 미러가 적용되는 EUV 노광장치의 개요에 대해서 설명한다.
EUV 노광장치는 주로 광원, 조명 광학계, 투영 광학계, 레티클 스테이지 및 웨이퍼 스테이지로 구성된다. 도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 EUV 노광장치의 개략도이다.
EUV 광원으로서는 예를 들어 레이저 플라즈마 광원이 이용된다. 타겟 공급 장치(401)는 진공용기 중에 타겟 재료를 공급한다. 고강도의 펄스 레이저 광원(402)은 상기 타켓 재료에 레이저광을 조사하여, 고온의 플라즈마를 발생시키고, 이것은 파장 약 13.5㎚의 파장을 지닌 EUV 광을 방사한다. 타겟 재료로서는 금속 박막, 불활성 가스 및 액적을 들 수 있다. 상기 타겟 재료는 예를 들어 가스 제트 등에 의해 진공용기 내에 공급된다. 타겟으로부터 방사되는 EUV 광의 평균 강도를 증가시키기 위해서는, 펄스 레이저 광원(402)의 주파수는 높은 것일 수 있고, 통상 약 수 ㎑이다.
조명 광학계는 복수의 다층막 미러(403), (405), (407) 및 광학 적분기(404) 를 포함한다. 제1미러(403)는 레이저 플라즈마로부터 거의 등방적으로 방사되는 EUV 광을 모은다. 광학 적분기(404)는 마스크를 균일하게 소정의 개구수로 조명한다. 개구부(406)는 조명 광학계 내의 레티클과 공액인 위치에 제공된다. 상기 개구부(406)는 레티클면 상에 조명되는 영역을 원호 형상으로 한정한다.
투영 광학계는 복수의 다층막 미러(408), (409), (410), (411)로 구성된다. 미러 매수는 적은 쪽이 EUV 광의 이용 효율을 향상시키지만, 수차 보정이 어렵게 된다. 본 실시형태에서는 4매의 미러로 투영 광학계를 구성하고 있지만, 대안적으로는, 예를 들어 6매 혹은 8매로 구성해도 된다. 미러는 볼록 또는 오목 형상의 구면 또는 비구면의 반사면을 가진다. 투영 광학계의 개구수 NA는 약 0.2 내지 0.3이다.
레티클 스테이지(412)와 웨이퍼 스테이지(415)는 축소비에 비례하는 속도비로 서로 동기해서 주사한다. 여기서, 레티클(414) 또는 웨이퍼(417)의 면내에서 주사 방향을 X, 레티클(414) 또는 웨이퍼(417)의 면내에서 상기 주사 방향에 수직인 방향을 Y, 레티클(414) 또는 웨이퍼(417)의 면에 수직인 방향을 Z라고 정의한다.
레티클(414)은 레티클 스테이지(412) 위의 레티클 척(413)에 의해 유지된다. 레티클 스테이지(412)는 X방향으로 고속으로 이동할 수 있다. 또, 레티클 스테이지(412)는 X방향, Y방향, Z방향, 및 각 축 주변의 회전 방향으로 미세하게 이동할 수 있고, 이에 따라, 레티클(414)을 위치결정할 수 있다. 레티클 스테이지(412)의 위치와 자세는 레이저 간섭계(418)에 의해 측정된다. 그 결과에 의거해서, 위치와 자세가 제어된다.
웨이퍼(417)는 웨이퍼 척(416)에 의해 웨이퍼 스테이지(415)에 유지된다. 웨이퍼 스테이지(415)는, 레티클 스테이지(412)와 마찬가지로, X방향으로 고속으로 이동한다. 또, 웨이퍼 스테이지(415)는 X방향, Y방향, Z방향, 및 각 축 주변의 회전 방향에 미세하게 이동할 수 있고, 이에 따라, 웨이퍼(417)를 위치결정할 수 있다. 웨이퍼 스테이지(412)의 위치와 자세는 레이저 간섭계(419)에 의해 측정된다. 그 결과에 의거해서, 위치와 자세가 제어된다.
웨이퍼(417) 위에서 1회의 주사 노광을 완료한 후, 웨이퍼 스테이지(412)는 X 및 Y방향으로 스텝 이동해서 다음 샷(shot)의 주사 노광 개시 위치로 이동한다. 그리고, 레티클 스테이지(412) 및 웨이퍼 스테이지(415)는 재차 투영 광학계의 축소비에 비례하는 속도비로 X방향으로 동기 주사한다.
이와 같이 해서, 레티클(414) 및 웨이퍼(417)는 레티클(414)에 형성된 패턴의 웨이퍼(417) 위의 축소 투영상을 반복해서 동기 주사한다(스텝 앤드 스캔). 이와 같이 해서, 웨이퍼(417)의 전체 면에 레티클(414)의 패턴이 전사된다.
본 발명의 노광용 미러는 이러한 EUV 노광장치의 조명 광학계 및 투영 광학계를 구성하는 각 미러로서 이용된다. 본 발명의 노광용 미러는 이에 부가해서(혹은 대안적으로) 다른 목적용의 EUV 광용 미러로서 이용해도 된다.
다음에, 도 2A 및 도 2B를 참조해서, 본 실시형태의 노광용 미러의 구체적인 구성에 대해서 설명한다. 도 2A는 본 실시형태의 노광용 미러의 정면도이고, 도 2B는 그의 개략 단면도이다.
도 2A 및 도 2B에 있어서, (11)은 기판, (12)는 기판의 회전 중심, (13)은 유효영역, (14)는 제1평가영역(제1영역), (15)는 제2평가영역(제2영역), (16)은 제3평가영역(제3영역)이다.
기판(11)은 예를 들어 저팽창률 유리나 탄화규소 등의 강성 및 경도가 높고, 열팽창률이 낮은 재료로 형성된다. 기판(11)은 이러한 재료를 분쇄 및 연마시켜서 형성되고, 그에 따라 회전 중심(12)에 대하여 회전 대칭인 소정의 반사면 형상을 만든다.
연마된 기판(11)의 정상부에는, 반사층으로서 몰리브덴(제1재료)층과, 실리콘(제2재료)층이 교대로 적층된다. 예를 들어, 13.5㎚의 광을 5° 내지 20°의 넓은 입사 각도에서 효율적으로 반사시키는 것이 가능한 다층막은 60쌍의 층을 가지며, 각 층의 두께는 상이하다(비주기적인 다층막). 유효영역(13)은, 이 비주기적인 다층막을 포함한다. 한편, "유효영역"이란, 미러를 예를 들어 노광장치에 탑재한 경우 노광 광이 조사되는 영역을 의미한다. 몰리브덴(제1재료)층의 두께는 (기판(11)으로부터 차례로) M1, M2, M3, ..., M60[㎚]이다. 실리콘(제2재료)층의 두께는 (기판(11)으로부터 차례로) S1, S2, S3, ..., S60[㎚]이다.
제1평가영역(14), 제2평가영역(15) 및 제3평가영역(16)은 유효영역(13)을 검사·평가하기 위한 영역이고, 이들은 기판(11) 위의 유효영역(13)과는 다른 영역에 형성된다. 제1평가영역(14)은 2[㎚] 두께의 몰리브덴층과 5[㎚] 두께의 실리콘층이 교대로 적층된 주기적인 다층막이다. 제2평가영역(15)은 몰리브덴으로 이루어진 단층막이고, 제3평가영역(16)은 실리콘으로 이루어진 단층막이다. 제2평가영 역(15)의 막 두께는 유효영역(13)의 비주기적인 다층막을 구성하는 몰리브덴층의 전체 막 두께와 제1평가영역(14)의 주기적인 다층막을 구성하는 몰리브덴층의 전체 막 두께 간의 차이분과 동일하다. 제3평가영역(16)의 막 두께는 유효영역(13)의 비주기적인 다층막을 구성하는 실리콘층의 전체 막 두께와 제1평가영역(14)의 주기적인 다층막을 구성하는 실리콘층의 전체 막 두께 간의 차이분과 동일하다. 본 실시형태에서는 제1평가영역(14)에 있어서의 제1재료층(몰리브덴층)의 두께가 2[㎚]이지만, 본 발명에서는 제1재료층의 두께는 2[㎚]로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1재료층의 두께는 유효영역(13)에 형성되는 복수의 제1재료층의 두께의 최소값일 수도 있고, 또는 유효영역에 형성되는 복수의 제1재료층의 두께의 평균치일 수도 있다. 대안적으로는, 제1재료층의 두께는 유효영역(13)에 형성되는 복수의 제1재료층의 두께의 최소값과 최대값 사이의 소정의 두께, 상기 최소값 이하의 두께 또는 상기 최대값 이상의 두께일 수도 있다. 제1재료층의 두께가 최소값인 경우, 후술하는 막형성 프로세스가 간단해진다. 제1재료층의 두께가 평균치인 경우, 제1평가영역(14)에 있어서의 제1재료층의 전체 두께는 유효영역(13)에 있어서의 제1재료층의 전체 두께와 동일하며, 따라서, 유효영역(13)의 두께는 제1평가영역(14)의 두께로부터 정확하게 예측될 수 있다. 또한, 이것은 제1평가영역(14)에 있어서의 제2재료층(실리콘의 층)의 두께에 대해서도 마찬가지이다.
스퍼터링 막형성 장치의 특징에 기인해서, 박막으로서 증착시키고자 하는 재료의 공급은 단시간 동안 안정하므로, 막 두께는 원주방향에서 거의 동일하지만, 장시간에는 안정하지 않기 때문에, 반경 방향에서는 막의 두께의 설계값으로부터의 편차량에 드리프트가 생길 수도 있다.
따라서, 유효영역(13)을 반경 방향으로 커버하기 위해서, 제1평가영역(14), 제2평가영역(15) 및 제3평가영역(16)은 기판의 회전 중심(12)으로부터 외주를 향해서 반경 방향으로 확대되도록 형성된다.
평가영역(14), (15), (16)의 형상은, 반경 방향의 막 두께 분포를 알 수 있는 한 도 2A에 나타낸 바와 같은 연속적인 띠 형상으로 제한되지 않고, 도 3에 나타낸 바와 같은 분할된 띠 형상일 수도 있다. 즉, 평가영역(14), (15) 및 (16)만이 유효영역(13)의 반경 방향의 막 두께 분포를 평가가능한 크기를 가지도록 할 필요가 있다.
다음에, 본 실시형태의 노광용 미러의 다층막을 막형성하기 위한 스퍼터링 막형성 장치에 대해서 설명한다. 도 4는 스퍼터링 막형성 장치(500)의 블록도이다.
막형성 장치(500)는 진공실(501), 진공 펌프(502), 막 두께 제어 마스크(504), 셔터(506), 회전 기구(507), 영역 선택 마스크(514) 및 후술하는 제어계로 구성된다.
진공실(501)은, 막형성 동안, 진공 펌프(502)에 의해 진공 또는 감압 환경 중에 유지되고, 각 구성 요소를 수납한다. 제어계는 막 두께 제어 마스크 가동 제어유닛(503), 셔터 제어유닛(505), DC 전원(510), RF 전원(511), 아르곤 가스 도입 제어유닛(513) 및 영역 선택 마스크 가동제어유닛(515)을 포함하고, 이것은 제어 컴퓨터(512)에 접속되어서 제어된다.
직경이 4인치인 각각의 붕소-도핑된 다결정성 실리콘 타겟(508) 및 몰리브덴 타겟(509) 이외에도, 루테늄 및 탄화 붕소 타겟이 부착되어 있다. 타겟을 회전시킴으로써, 각 재료를 전환시킬 수 있고, 기판 위에 각 재료를 막형성시킬 수 있다. 타겟 재료는 변경시켜도 된다.
회전 기구(507)에는, 직경이 500㎜이고 정밀한 면형상을 갖도록 연마된 유리 기판이 설치되어 있다. 막형성 동안, 기판은 회전시킨다. 기판과 타겟 사이에는, 셔터(506) 및 막 두께 제어 마스크(504)가 위치되어 있다. 상기 셔터(506)는 셔터제어유닛(505)에 의해 개폐된다. 막 두께 제어 마스크(504)는 기판 위의 막 두께 분포를 제어하기 위한 막 두께 제어 마스크 가동제어유닛(503)에 의해 이동된다. 영역 선택 마스크(514)는 기판과 막 두께 제어 마스크(504) 사이에 위치되어 있다. 영역 선택 마스크(514)는 기판 위의 막형성 영역을 제한하기 위한 영역 선택 마스크 가동제어유닛(515)에 의해 개폐된다. 막형성 동안, 프로세스 가스로서 아르곤 가스가 아르곤 가스 도입 제어유닛(513)으로부터 30sccm의 속도로 도입된다. 타겟에 투입하는 전력에 대해서는, DC 전원(510)은 소정의 전력을 유지하고, RF 전원(511)은 13.56㎒, 150W의 고주파(RF) 전력을 공급한다. 제어 컴퓨터(512)는 각 층의 막 두께를 시간에 따라 제어한다.
다음에, 본 실시형태의 노광용 미러의 다층막 막형성 프로세스를, 도 5에 나타낸 순서도를 참조해서 설명한다.
스텝 S1에서, 연마된 기판(11)을 스퍼터링 막형성 장치(500)의 회전 기구(507)에 설치한다. 스텝 S2에서, 제어 컴퓨터(512)는 본 몰리브덴 또는 실리콘 층의 몇쌍째 층에 속해 있는지를 나타내는 층쌍 번호 n에 1을 대입한다. 스텝 S3에서, 제어 컴퓨터(512)는 영역 선택 마스크(514)에 의해 제2평가영역(15)과 제3평가영역(16)을 마스킹한다. 다음에, 스텝 S4에서, 제어 컴퓨터(512)는, n번째 쌍의 층에 있어서의 몰리브덴층의 설계상의 두께 Mn[㎚]이 2[㎚]보다 큰지의 여부를 판정한다.
스텝 S4에서 Mn>2[㎚]이면, 스텝 S5에서, 유효영역(13)과 제1평가영역(14)의 각각에 있어서 동시에 몰리브덴층을 2[㎚] 두께로 막형성한다. 다음에, 스텝 S6에서, 제1평가영역(14)과 제3평가영역(16)을 마스킹하고, 스텝 S7에서, 유효영역(13)과 제2평가영역(15)의 각각에 있어서 동시에 몰리브덴층을 Mn-2[㎚] 두께로 막형성한다.
스텝 S4에서 Mn≤2[㎚]이면, 스텝 S8에서, 유효영역(13)과 제1평가영역(14)의 각각에 있어서 동시에 몰리브덴층을 Mn[㎚] 두께로 막형성한다. 다음에, 스텝 S9에서, 유효영역(13), 제2평가영역(15) 및 제3평가영역(16)을 마스킹하고, 스텝 S10에서, 제1평가영역(14)에 있어서 몰리브덴층을 2-Mn[㎚] 두께로 막형성한다.
스텝 S7 또는 스텝 S10 후에, 스텝 S11에서, 제2평가영역(15)과 제3평가영역(16)을 마스킹한다. 스텝 S12에서, 제어 컴퓨터(512)는 n번째 쌍의 층의 실리콘층의 설계상의 두께 Sn[㎚]이 5[㎚]보다 큰지의 여부를 판정한다.
스텝 S12에서 Sn>5[㎚]이면, 스텝 S13에서, 유효영역(13)과 제1평가영역(14)의 각각에 있어서 동시에 실리콘층을 5[㎚] 두께로 막형성한다. 다음에, 스텝 S14에서, 제1평가영역(14)과 제2평가영역(15)을 마스킹하고, 스텝 S15에서, 유효영 역(13)과 제3평가영역(16)의 각각에 있어서 동시에 실리콘층을 Sn-5[㎚] 두께로 막형성한다.
스텝 S12에서 Sn≤5[㎚]이면, 스텝 S16에서, 유효영역(13)과 제1평가영역(14)의 각각에 있어서 실리콘층을 Sn[㎚] 두께로 막형성한다. 다음에, 스텝 S17에서, 유효영역(13), 제2평가영역(15) 및 제3평가영역(16)을 마스킹하고, 스텝 S18에서, 제1평가영역(14)에 있어서 실리콘층을 5-Sn[㎚] 두께로 막형성한다.
스텝 S15 또는 스텝 S18 후에, 스텝 S19에서, 제어 컴퓨터(512)는 층쌍 번호 n을 60과 비교한다. 스텝 S19에서 n이 60 이상이면, 얻어지는 미러를 꺼내어, 막 두께 검사를 받게 한다. 스텝 S19에서 n이 60 미만이면, 스텝 S20에서 n을 증분하고, 흐름을 스텝 S4로 되돌려서 일련의 프로세스를 반복한다.
이상의 프로세스를 통해서, 유효영역(13) 밖에 주기적인 다층막의 제1평가영역(14)과, 몰리브덴 단층막의 제2평가영역(15)과, 실리콘 단층막의 제3평가영역(16)이 형성된다.
상기 프로세스를 통해서 막형성이 수행된다. 실제로는, 설계한 대로 막형성하는 것은 곤란하여, 미러면 내의 막 두께가 설계 값과는 다르게 된다. 그 때문에, 다층막 미러의 검사를, AFM(원자간력 현미경), EUV 반사율계, X선 회절 등을 이용해서 수행한다. AFM은 직접 유효영역(13)을 측정해서 표면 조도(거칠기)를 조사한다. EUV 반사율계 및 X선 회절은 제1평가영역(14), 제2평가영역(15) 및 제3평가영역(16)의 각각에서의 반경 방향에 있어서 복수 개소에서 반사율을 측정한다. 그 결과로부터, 상기 브래그의 식을 이용해서 반경 방향에서의 막 두께 분포를 도 출한다. EUV 반사율계를 이용함으로써, 제1평가영역(14)은, 엘립소메트리를 이용한 경우의 측정 정밀도 약 ±0.15%보다도 높은 측정 정밀도 0.015% 이상으로 측정가능하다.
기판(11)을 회전시키면서 막형성을 행하므로, 회전 방향의 막 두께의 불균일은 작다. 따라서, 제1평가영역(14), 제2평가영역(15) 및 제3평가영역(16)을 측정함으로써 알게 된 반경 방향의 막 두께 분포는 유효영역(13)에 있어서의 반경 방향의 막 두께 분포와 동일하다고 간주될 수 있다. 제1평가영역(14), 제2평가영역(15) 및 제3평가영역(16)의 막 두께 측정치를 함께 더함으로써, 유효영역(13)의 막 두께 분포는 보다 고정밀도로 추정될 수 있다. 그러나, 제2평가영역(15) 및 제3평가영역(16)의 전체 막 두께에 대한 비율이 작을 경우, 제1평가영역(14)만을 측정함으로써 유효영역(13)의 막 두께 분포는 추정가능하다. 따라서, 요구되는 정밀도에 따라서는, 반드시 제2평가영역(15) 및 제3평가영역(16)이 측정될 필요는 없다. 제1평가영역(14)만을 이용해서 유효영역(13)의 막 두께 분포를 추정할 경우, 막형성 프로세스에 있어서 유효영역(13)에 형성되는 다층막의 두께와 제1평가영역(14)에 형성되는 다층막의 두께 간의 차이를 파악해두는 것이 바람직하다. 제1평가영역(14)의 두께를 측정한 후, 측정한 제1평가영역(14)의 두께, 그리고, 유효영역(13)에 형성되는 다층막의 두께와 제1평가영역(14)에 형성되는 다층막의 두께 간의 차에 의거해서, 유효영역(13)의 막 두께 분포는 보다 고정밀도로 추정될 수 있다.
평가영역을 이용한 평가 후, 거친 유효영역(13), 낮은 반사율, 불균일한 막 주기 길이 또는 설계된 막 주기 길이와는 다른 막 주기 길이를 지닌 미러는 노광장치에 탑재되지 않는다.
검사에 있어서의 사양을 충족시키지 않는 미러는 연마 공정부터 재차 시작한다. 표면 조도가 규정값을 충족시키지 않는다면, 이것은 기판의 연마 미스나 막형성 공정에서의 결함에 기인될 수 있다. 이러한 미러는 검사에 불합격으로 된다. 한편, 검사를 통과한(합격한) 미러는 노광장치에 탑재된다.
재연마 후에, 같은 절차에 의해 검사를 반복해서 수행한다. 미러가 사양을 충족시키거나 혹은 보정될 수 있다면, 이것은 노광장치에 탑재된다.
이상 설명한 바와 같이, 기판(11) 위의 유효영역(13)과는 다른 영역에 주기적인 다층막으로 구성되는 제1평가영역(14)을 형성함으로써, 막 두께 검사를 고정밀도로 수행할 수 있다. 그리고, 검사에 통과한 노광용 미러를 노광장치에 탑재함으로써, 보다 미세한 패턴을 전사하는 것이 가능해져, 고집적화된 디바이스의 제조가 가능해진다.
또, 다층막을 구성하는 2종의 재료는 몰리브덴과 실리콘으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 몰리브덴 및 베릴륨으로 구성된 다층막이 EUV 광용으로 사용될 수 있는 것이 알려져 있다.
제1실시형태에 나타낸 노광용 미러에 대해서는, 유효영역의 각 층의 막 두께가 제한되지 않으므로, 설계의 자유도가 높다. 그러나, 유효영역의 각 층을 2회에 막형성하므로, 막형성 프로세스의 총 스텝수가 많아진다.
본 발명의 제2실시형태의 노광용 미러는, 설계의 자유도는 낮아지지만, 유효영역의 각 층을 1회에 막형성하므로, 막형성 프로세스의 총 스텝수가 제1실시형태의 것보다 적다.
본 실시형태의 노광용 미러가 이용되는 EUV 노광장치, 본 실시형태의 노광용 미러가 제조되는 스퍼터링 막형성 장치 및 본 실시형태의 노광용 미러의 막 두께 평가방법은 제1실시형태의 것들과 동일하므로, 그의 설명은 생략한다.
도 6A는 본 실시형태의 노광용 미러의 정면도이며, 도 6B는 그의 개략 단면도이다.
도 6A 및 도 6B에 있어서, (71)은 기판, (72)는 기판의 회전 중심, (73)은 유효영역, (74)는 제1평가영역, (75)는 제2평가영역, (76)은 제3평가영역이다.
유효영역(73)은 연마된 기판(71) 위에 몰리브덴(제1재료)층 및 실리콘(제2재료)층이 교대로 적층되어 있는 비주기적인 다층막으로 구성된다. 층들의 쌍의 총 개수는 75개이다. A[㎚], B[㎚], C[㎚] 두께의 3종의 몰리브덴층, 및 a[㎚], b[㎚], c[㎚] 두께의 3종의 실리콘층이 유효영역(73)을 구성한다.
또, 제1평가영역(74), 제2평가영역(75) 및 제3평가영역(76)은 평가 및 검사에 이용된다. 이들은 각각 주기적인 다층막으로 구성되고, 기판(71) 위의 유효영역(73)과는 다른 영역에 막형성되어 있다.
제1평가영역(74), 제2평가영역(75) 및 제3평가영역(76)은 각각 반사율을 측정함으로써 막 두께의 측정을 증대시키도록 적어도 5쌍의 층을 포함할 수 있다. 본 실시형태에서, 제1평가영역(74)의 주기적인 다층막은 20쌍의 층으로 구성되어 있다. 각 몰리브덴층은 제1의 막 두께(A[㎚])를 지니며, 각 실리콘층은 제2의 막 두께(a[㎚])를 지닌다. 제2평가영역(75)의 주기적인 다층막은 25쌍의 층으로 구성되어 있다. 각 몰리브덴층은 제1의 막 두께와는 다른 제3의 막 두께(B[㎚])를 지니며, 각 실리콘층은 제2의 막 두께와는 다른 제4의 막 두께(b[㎚])를 지닌다. 제3평가영역(76)의 주기적인 다층막은 30쌍의 층으로 구성되어 있다. 각 몰리브덴 층은 제1의 막 두께와는 다른 제5의 막 두께(C[㎚])를 지니며, 각 실리콘층은 제2의 막 두께와는 다른 제6의 막 두께(c[㎚])를 지닌다.
제1평가영역(74), 제2평가영역(75) 및 제3평가영역(76)은 각각, 기판의 회전 중심(72)으로부터 외주를 향해서 유효영역(73)을 반경 방향으로 커버하는 폭을 지니고 있다. 한편, 제1실시형태에서처럼, 본 실시형태에 있어서도, 각 평가영역은 반경 방향으로 분할되어 있어도 된다.
본 실시형태의 노광용 미러의 다층막 형성 프로세스를, 도 7에 나타낸 순서도를 참조해서 설명한다.
연마된 기판(71)을 도 4를 참조해서 설명한 스퍼터링 막형성 장치(500)에 설치하고, 막형성을 개시한다. 스텝 S21에서는, 막형성 프로그램에 따라, 마스킹될 영역이 선택된다. 첫번째 층은 몰리브덴층이 A[㎚] 두께이므로, 흐름은 스텝 S22로 진행한다. 스텝 S22에서는, 영역 선택 마스크(514)에 의해 제2평가영역(75) 및 제3평가영역(76)이 마스킹된다. 다음에, 스텝 S25에서는 몰리브덴이 선택되고, 스텝 S26에서 몰리브덴층이 막형성된다. 스텝 S28에서는, 막형성이 완료되었는지의 여부를 결정한다. 막형성이 종료되지 않은 경우, 흐름은 스텝 S21로 귀환한다. 두번째층은 실리콘이 a[㎚] 두께이므로, 스텝 S22, 스텝 S25 및 스텝 S27을 통해서 실리콘층이 막형성된다.
세번째층은 몰리브덴층이 B[㎚] 두께이므로, 흐름은 스텝 S23으로 진행한다. 스텝 S23에서는, 영역 선택 마스크(514)에 의해, 제1평가영역(74) 및 제3평가영역(76)이 마스킹된다. 계속해서, 스텝 S25에서는, 몰리브덴이 선택되고, 스텝 S26에서 몰리브덴층이 막형성된다.
네번째층은 실리콘층이 c[㎚] 두께이므로, 흐름은 스텝 S24로 진행한다. 스텝 S24에서는, 영역 선택 마스크(514)에 의해 제1평가영역(74) 및 제2평가영역(75)이 마스킹된다. 계속해서, 스텝 S25에서는 실리콘이 선택되고, 스텝 S27에서 실리콘층이 막형성된다. 이러한 흐름은 막형성이 종료될 때까지 반복해서 수행된다.
상기 설명된 바와 같이, 기판(71) 위의 유효영역(73)과는 다른 영역에, 각각 주기적인 다층막으로 구성되는 제1평가영역(74), 제2평가영역(75) 및 제3평가영역(76)을 형성함으로써, 막 두께 검사가 고정밀도로 수행될 수 있다. 그리고, 검사를 통과한 노광용 미러를 노광장치에 탑재함으로써, 보다 미세한 패턴을 전사하는 것이 가능해져, 고집적화된 디바이스를 제조하는 것이 가능해진다.
몰리브덴-실리콘 다층막은 응력을 지니므로, 기판의 면형상에 영향을 미칠 수 있다. 기판의 변형을 방지하기 위해서, 기판의 정상부 위의 응력을 완화하기 위한 다층막층(응력 완화층)을 형성하고, 그 정상부 위에 EUV 광을 반사하기 위한 다층막(반사층)을 막형성하는 것은 알려져 있다. 반사층과 응력 완화층은 응력의 크기는 동일하지만 방향이 반대이므로, 기판의 변형을 방지한다.
응력 완화층이 소망의 정밀도로 막형성되어 있지 않은 경우, 반사층의 응력은 상쇄될 수 없어, 기판이 변형된다. 또한, 기판의 형상이 설계한 대로 유지되더라도 응력 완화층의 막 주기가 면 내에서 불균일할 경우, 반사 파면이 교란된다. 높은 결상성능을 얻기 위해서는, 응력 완화층을 고정밀도로 막형성하는 것이 중요하다.
이들 고려사항에 의거해서, 본 발명의 제3실시형태는 유효영역 내에 응력 완화층을 포함하는 노광용 미러에 관한 것이다. 기판상의 유효영역과는 다른 영역에 응력 완화층의 평가를 위한 평가영역을 구비한 것이다.
본 실시형태의 노광용 미러가 이용되는 EUV 노광장치, 본 실시형태의 노광용 미러가 제작되는 스퍼터링 막형성장치, 그리고 본 실시형태의 노광용 미러의 막 두께 평가방법은 제1실시형태의 것과 동일하므로, 그에 대한 설명은 생략한다.
도 8A는 본 실시형태의 노광용 미러의 정면도이며, 도 8B는 그의 개략 단면도이다.
도 8A 및 도 8B에 있어서, (901)은 기판, (902)는 기판의 회전 중심, (903)은 유효영역, (904)는 제1평가영역, (905)는 제2평가영역, (906)은 제3평가영역, (907)은 제4평가영역, (908)은 제5평가영역, (909)는 제6평가영역이다. 도 8B에 있어서, (910)은 주기적인 다층막으로 구성된 응력 완화층, (911)은 비주기적인 다층막으로 구성된 반사층이다. 유효영역(903)은 응력 완화층(910)과 반사층(911)으로 구성된다.
제1평가영역(제1영역)(904), 제2평가영역(제2영역)(905) 및 제3평가영역(제3영역)(906)은 반사층(911)을 평가하기 위한 영역이다. 제4평가영역(제4영역)(907), 제5평가영역(제5영역)(908) 및 제6평가영역(제6영역)(909)은 응력 완화층(910)을 평가하기 위한 영역이다.
응력 완화층(910)은, 기판(901)의 연마 종료 후에 막형성된다. 응력 완화층(910)의 재료는 제한되지 않지만, 막형성장치의 간략화의 관점에서 반사층(911)과 동일한 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 반사층(911)이 압축 응력을 가질 경우, 상기 응력 완화층(910)은 그 반대응력, 즉, 인장 응력이 부여된다. 몰리브덴-실리콘 다층막의 응력은 두께에 따라 다르다. 따라서, 막 주기나 막 개수 등을 적절하게 설정함으로써, 몰리브덴-실리콘 다층막은 반사층으로서, 또는, 해당 반사층의 응력을 상쇄하는 응력 완화층으로서 이용될 수 있다.
응력 완화층(910)은 주기적인 다층막이므로, 응력 완화층(910)의 막 주기가 반사율 측정에 의해 막 두께를 측정하는 데 적당한 값일 경우에는, 제4평가영역(907)에 응력 완화층(910)과 동일한 막 구성을 형성할 수 있다. 이 경우, 도 8B에 나타낸 제5평가영역(908) 및 제6평가영역(909)은 불필요하게 된다. 한편, 응력 완화층(910)의 막 주기가 막 두께를 측정하는 데 적당한 값이 아닐 경우, 제1실시형태에 나타낸 바와 동일한 막형성 프로세스를 통해서 제4평가영역(907)의 막 두께를 측정에 알맞은 값으로 설정하고, 제5평가영역(908) 및 제6평가영역(909)을 형성한다.
응력 완화층(910)의 정상부 위에 막형성되는 반사층(911), 그리고 해당 반사 층(911)을 평가하는 영역인 제1평가영역(904), 제2평가영역(905) 및 제3평가영역(906)에 대해서는, 제1실시형태 또는 제2실시형태의 막구조 및 막형성 프로세스를 이용한다.
응력 완화층 평가영역을 이용하는 평가 방법은 반사층 평가영역을 이용하는 것과 동일하다.
상기 설명한 바와 같이, 기판(901) 위의 유효영역(903)과는 다른 영역에 반사층(911)을 평가하는 영역뿐만 아니라 응력 완화층(910)을 평가하는 영역을 형성함으로써, 반사층(911)의 막 두께검사뿐만 아니라, 응력 완화층(910)의 검사도 고정밀하게 수행될 수 있다. 그리고, 검사에 통과한 노광용 미러를 노광장치에 탑재함으로써, 보다 미세한 패턴을 전사하는 것이 가능해지고, 고집적화된 디바이스를 제조하는 것이 가능해진다.
도 9A는 본 발명의 제4실시형태의 노광용 미러의 정면도이고, 도 9B는 그의 개략 단면도이다.
도 9A 및 도 9B에 있어서, (101)은 기판, (102)는 기판의 회전 중심, (103)은 유효영역, (104)는 제1평가영역, (105)는 제2평가영역, (106)은 제3평가영역이다.
본 실시형태의 노광용 미러가 이용되는 EUV 노광장치, 본 실시형태의 노광용 미러가 제작되는 스퍼터링 막형성장치 및 본 실시형태의 노광용 미러의 막 두께 평가방법은, 제1실시형태의 것과 동일하므로, 그의 설명을 생략한다.
유효영역(103)은 비주기적인 다층막으로 구성된다. 연마된 기판(101) 위에, 몰리브덴(제1재료)층과 실리콘(제2재료)층이 교대로 적층되어 있다. 이때의 층의 쌍의 수는 60개이다.
A[㎚], B[㎚], C[㎚], D[㎚], E[㎚], F[㎚] 두께의 6종류의 몰리브덴층과, a[㎚], b[㎚], c[㎚], d[㎚], e[㎚] 두께의 5종류의 실리콘층이 유효영역(103)을 구성한다.
또, 평가 및 검사를 위해서, 제1평가영역(104), 제2평가영역(105) 및 제3평가영역(106)이 이용된다. 이들은 각각 주기적인 다층막으로 구성되며, 기판(101) 위의 유효영역(103)과는 다른 영역에 막형성되어 있다.
제1평가영역(104)의 주기적인 다층막은 몰리브덴층이 A[㎚] 두께로, 실리콘층이 a[㎚] 두께로 구성되어 있다. 제1평가영역(104)은 제2실시형태의 것과 동일한 막형성 프로세스를 통해서 막형성된다. 제1평가영역(104)은 A[㎚] 두께의 몰리브덴층과 a[㎚] 두께의 실리콘층이 교대로 적층되도록 적절하게 마스킹된다. 예를 들어, A [㎚] 두께의 몰리브덴층이 연속적으로 막형되어 있는 경우, a[㎚] 두께의 실리콘층이 막형성될 때까지, 제1평가영역(104)이 마스킹되어, 해당 제1평가영역(104)에 A[㎚] 두께의 몰리브덴층이 연속해서 막형성되는 것을 방지한다.
본 실시형태에 있어서, 제1평가영역(104)은 반사율 측정에 의한 막 두께 측정을 증대시키도록 적어도 5쌍의 층으로 구성되는 것이 유리하지만, 대안적으로, 5쌍의 층 미만도 이용될 수 있음은 물론이다.
제2평가영역(105)은, 제1평가영역(104)에 적층된 몰리브덴층의 두께 이외의 막 두께, 즉, A[㎚], B[㎚], C[㎚], D[㎚], E[㎚], F[㎚]의 두께를 지닌 몰리브덴 막으로 구성되어 있다. 제3평가영역(106)은, 제1평가영역(104)에 적층된 실리콘층의 두께 이외의 막 두께, 즉, a[㎚], b[㎚], c[㎚], d[㎚], e[㎚]의 두께를 지닌 실리콘 막으로 구성되어 있다.
제1평가영역(104), 제2평가영역(105) 및 제3평가영역(106)은 각각 기판의 회전 중심(102)로부터 외주를 향해서 유효영역(103)의 반경 방향을 커버하는 폭을 가지고 있다. 또한, 제1실시형태에서처럼, 본 실시형태에 있어서도, 각각의 평가영역은 반경 방향으로 분할되어 있어도 된다.
제1평가영역(104) 이외의 평가 영역은 제2실시형태의 것과 동일한 막형성 프로세스를 통해 막형성될 수 있으므로, 그에 대한 설명은 생략한다.
제1평가영역(104)이 5쌍의 층 이상으로 구성되도록 설계되어 있다면, 제2실시형태에서와 마찬가지로, 유효영역(103)의 각 층은 1회에 막형성되므로, 막형성 프로세스의 총 스텝 수를 줄일 수 있다. 그 밖의 이점에 대해서는, 제1실시형태 및 제2실시형태의 노광용 미러의 것과 동일하다.
도 10A는 본 발명의 제5실시형태의 노광용 미러의 정면도이며, 도 10B는 그의 개략 단면도이다.
본 실시형태의 노광용 미러가 이용되는 EUV 노광장치, 본 실시형태의 노광용 미러가 제작되는 스퍼터링 막형성장치 및 본 실시형태의 노광용 미러의 막 두께 평가방법은 제1실시형태의 것과 동일하므로, 그에 대한 설명은 생략한다.
도 10A 및 도 10B에 있어서, (111)은 기판, (112)는 기판의 회전 중심, (113)은 유효영역, (114)는 제1평가영역, (115)는 제2평가영역, (116)은 제3평가영역, (117)은 제4평가영역이다.
본 실시형태의 노광용 미러는, 제1실시형태 내지 제4실시형태에 나타낸 구성을 기초로 하고 있지만, 몰리브덴(제1재료)과 실리콘(제2재료) 사이에 탄화붕소(제3재료)를 막형성하여, 확산 방지층으로서 기능하는 제3재료층을 형성한 점에서 상이하다. 또한, 탄화붕소 단층인 제4평가영역(제4영역)(117)은 기판(111) 위의 유효영역(113)과는 다른 영역에 구비되어 있다.
각 평가영역은 기판의 회전 중심(112)으로부터 외주를 향해서 유효영역(113)의 반경 방향을 커버하는 폭을 지니고 있다. 또, 제1실시형태에서처럼, 본 실시형태에 있어서도, 각 평가영역은 반경 방향으로 분할되어 있어도 된다.
본 실시형태에 있어서 유효영역(113) 등의 확산 방지층을 포함하는 다층막의 막 두께는, 제1실시형태에 나타낸 막 두께 측정 방법을 이용해서 제4평가영역(117)의 막 두께를 측정하고, 그 밖의 평가영역의 측정 결과와 함께 그 측정 결과를 평가함으로써, 고정밀도로 추정될 수 있다. 그러나, 제4평가영역(117)의 전체 막 두께에 대한 비율이 작은 경우, 제4평가영역(117)이 생략되어 있는 경우에도, 유효영역(113)의 막 두께 분포의 추정에 주는 영향은 적다.
다음에, 도 14 및 도 15를 참조해서, 본 발명의 노광용 미러를 장착한 노광장치를 이용한 디바이스 제조 방법의 실시형태를 설명한다.
도 14는 디바이스(예를 들어, IC나 LSI 등의 반도체 칩, LCD, CCD 등)의 제조를 설명하기 위한 순서도다. 이하에, 반도체 칩의 제조 방법을 설명한다.
우선, 스텝 S01(회로 설계)에서는 반도체 디바이스의 회로를 설계한다. 스텝 S02(마스크 제작)에서는 설계한 회로 패턴에 의거해서 마스크를 제작한다. 스텝 S03(웨이퍼 제조)에서는 실리콘 등의 재료로부터 웨이퍼를 제조한다. 전공정이라 불리는 스텝 S04(웨이퍼 프로세스)에서는, 마스크 및 상기 노광장치를 이용해서 리소그래피기술에 의해 웨이퍼 위에 실제의 회로를 형성한다. 후공정이라 불리는 스텝 S05(조립)에서는, 스텝 S04에서 가공된 웨이퍼로부터 반도체 칩을 제조한다. 이 스텝 S05는 조립 공정(다이싱, 본딩), 패킹 공정(칩 밀봉) 등을 포함한다. 스텝 S06(검사)에서는, 스텝 S05에서 제작된 반도체 디바이스의 동작 확인 테스트 및 내구성 테스트 등의 검사를 행한다. 이들 공정을 경유해서, 반도체 디바이스가 완성되어, 스텝 S07에서 출하된다.
도 15는 스텝 S04의 웨이퍼 프로세스의 상세한 순서도이다.
스텝 S011(산화)에서는 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝 S012(CＶD)에서는 웨이퍼의 표면에 절연막을 형성한다. 스텝 S013(전극 형성)에서는 웨이퍼 위에 전극을 형성한다. 스텝 S014(이온 주입)에서는 웨이퍼에 이온을 주입한다. 스텝 S015(레지스트 처리)에서는 웨이퍼에 포토레지스트를 도포한다. 스텝 S016(노광)에서는 노광장치에 의해 레티클의 회로 패턴을 웨이퍼 위에 노광한다. 스텝 S017(현상)에서는 노광한 웨이퍼를 현상한다. 스텝 S018(에칭)에서는 현상된 레지스트 상으로 덮여 있지 않은 웨이퍼의 부분을 제거한다. 스텝 S019(레지스트 박 리)에서는 에칭 후에 더 이상 필요하지 않게 된 레지스트를 제거한다.
이들 스텝을 반복해서 행함으로써, 웨이퍼 위에 다층의 회로 패턴이 형성된다. 본 실시형태의 디바이스 제조 방법에 따르면, 본 발명의 노광용 미러의 적용에 의거한 고정밀도의 노광 성능을 이용해서, 보다 신뢰성이 높은 디바이스를 제조하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명을 예시적인 실시형태를 참조해서 설명하였으나, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 제한되는 것이 아님을 이해할 필요가 있다. 이하의 특허청구범위의 범주는 모든 변형과 등가의 구성 및 기능을 망라하도록 최광의의 해석에 따를 필요가 있다.
도 1은 EUV 노광장치의 구성을 도시한 개략도;
도 2A 및 도 2B는 각각 제1실시형태의 노광용 미러의 정면도 및 개략 단면도;
도 3은 평가영역이 각각 반경 방향으로 분할된 노광용 미러의 일례를 나타낸 도면;
도 4는 스퍼터링 막형성 장치의 구성을 나타낸 개략도;
도 5는 제1실시형태의 막형성 프로세스의 순서도;
도 6A 및 도 6B는 각각 제2실시형태의 노광용 미러의 정면도 및 개략 단면도;
도 7은 제2실시형태의 막형성 프로세스의 순서도;
도 8A 및 도 8B는 각각 제3실시형태의 노광용 미러의 정면도 및 개략 단면도;
도 9A 및 도 9B는 각각 제4실시형태의 노광용 미러의 정면도 및 개략 단면도;
도 10A 및 도 10B는 각각 제5실시형태의 노광용 미러의 정면도 및 개략 단면도;
도 11A 및 도 11B는 각각 주기적인 다층막 미러의 각도 반사율 특성 및 파장 반사율 특성을 나타낸 도면;
도 12는 비주기적인 다층막 미러의 각 층의 막 두께를 나타낸 도면;
도 13A 및 도 13B는 각각 비주기적인 다층막 미러의 각도 반사율 특성 및 파장 반사율 특성을 나타낸 도면;
도 14는 디바이스 제조 방법을 설명하기 위한 순서도;
도 15는 도 14의 웨이퍼 프로세스의 상세한 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11: 기판 12: 기판의 회전 중심
13: 유효영역 14: 제1평가영역
15: 제2평가영역 16: 제3평가영역

Claims (16)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 형성되어 있고, 제1재료층과 해당 제1재료와는 굴절률이 다른 제2재료층이 교대로 적층된 다층막을 포함하는 유효영역; 및
    상기 기판 위에 상기 유효영역과는 다른 영역에 형성되어 있고, 상기 제1재료층과 상기 제2재료층이 교대로 적층된 다층막으로 구성된 제1영역을 포함하되,
    상기 유효영역에 있어서의 상기 제1재료층의 두께와 상기 제2재료층의 두께는 비주기적이고,
    상기 제1영역에 있어서의 상기 제1재료층의 두께와 상기 제2재료층의 두께는 주기적인 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유효영역에 있어서의 상기 제1재료층의 수는 상기 제1영역에 있어서의 상기 제1재료층의 수와 같고, 상기 유효영역에 있어서의 상기 제2재료층의 수는 상기 제1영역에 있어서의 상기 제2재료층의 수와 같은 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1영역에 있어서의 상기 제1재료층과 상기 제2재료층은 각각 균일한 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판 상의 유효영역 및 상기 제1영역과는 다른 영역에 형성되어 있고, 복수의 상기 제1재료층이 적층된 다층막으로 구성되는 제2영역을 추가로 포함하며; 상기 제2영역에 있어서의 복수의 상기 제1재료층의 전체 두께는 상기 유효영역에 적층된 복수의 상기 제1재료층의 전체 두께와 상기 제1영역에 적층된 복수의 상기 제1재료층의 전체 두께 간의 차이와 동일한 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기판 상의 상기 유효영역, 상기 제1영역 및 상기 제2영역과는 다른 영역에 형성되어 있고, 복수의 상기 제2재료층이 적층된 다층막에 의해 구성되는 제3영역을 추가로 포함하며; 상기 제3영역에 있어서의 복수의 상기 제2재료층의 전체 두께는 상기 유효영역에 적층된 복수의 상기 제2재료층의 전체 두께와 상기 제1영역에 적층된 복수의 상기 제2재료층의 전체 두께 간의 차이와 동일한 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유효영역에 있어서의 복수의 상기 제1재료층은 제1의 두께를 포함하는 복수 종류의 두께의 층을 포함하고, 상기 유효영역에 있어서의 복수의 상기 제2재료층은 제2의 두께를 포함하는 복수 종류의 두께의 층을 포함하며, 상기 제1영역의 상기 다층막에 있어서, 상기 제1의 막 두께를 가지는 제1재료층과 상기 제2의 막 두께를 가지는 제2재료층이 교대로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  7. 제6항에 있어서, 상기 유효영역에 있어서의 복수의 상기 제1재료층은 상기 제1의 두께와는 다른 제3의 두께를 포함하는 복수 종류의 두께의 층을 포함하고, 상기 유효영역에 있어서의 복수의 상기 제2재료층은 상기 제2의 두께와는 다른 제4의 두께를 포함하는 복수 종류의 두께의 층을 포함하며;
    상기 제3의 막 두께를 가지는 제1재료층과 상기 제4의 막 두께를 가지는 제2재료층이 교대로 적층된 주기적인 다층막으로 구성되는 제2영역을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  8. 제6항에 있어서, 상기 유효영역에 포함되는 비주기적인 다층막을 구성하는 동시에 제1의 두께 이외의 두께를 가지는 제1재료층의 전체 두께와 동일한 두께를 가지는 제1재료층만으로 구성된 제2영역; 및 상기 유효영역에 포함되는 비주기적인 다층막을 구성하는 동시에 제2의 두께 이외의 두께를 가지는 제2재료층의 전체 두께와 동일한 막 두께를 가지는 제2재료층만으로 구성된 제3영역을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1재료는 몰리브덴이며, 상기 제2재료는 실리콘인 것을 특징으로 하는 노광용 미러
  10. 제1항에 있어서, 상기 유효영역 및 상기 제1영역이 형성되는 기판 상의 면은 회전 대칭이며, 상기 제1영역은 상기 유효영역의 반경 방향의 막 두께 분포를 평가가능한 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  11. 제1항에 있어서, 상기 유효영역의 다층막은 교대로 적층된 상기 제1재료층과 상기 제2재료층 사이에 확산 방지층으로서 기능하는 제3재료층을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  12. 제1항에 있어서, 상기 유효영역은 비주기적인 다층막으로 구성되는 반사층과, 응력 완화층을 포함하고, 상기 제1영역은 상기 반사층을 평가하기 위한 영역인 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  13. 제12항에 있어서, 상기 응력 완화층은 주기적인 다층막으로 구성되고;
    상기 기판 상에 상기 유효영역 및 상기 제1평가영역과는 다른 영역에 위치되어 상기 응력 완화층과 동일한 구조를 가진 다층막으로 구성되며 상기 응력 완화층을 평가하기 위한 영역을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 노광용 미러.
  14. 레티클을 조명하는 조명 광학계; 및
    상기 레티클에 형성된 패턴을 웨이퍼 위에 투영하는 투영 광학계를 포함하되,
    상기 조명 광학계와 상기 투영 광학계의 적어도 한쪽은 제1항에 따른 노광용 미러를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  15. 유효영역에 있어서의 복수의 제1재료층의 두께와 해당 제1재료와는 굴절률이 다른 복수의 제2재료층의 두께가 비주기적이 되도록, 기판 상에, 상기 제1재료층과 상기 제2재료층이 교대로 적층된 다층막을 포함하는 유효영역을 형성하는 공정;
    제1영역에 있어서의 복수의 제1재료층의 두께와 복수의 제2재료층의 두께는 주기적이 되도록, 상기 기판 상의 상기 유효영역과는 다른 영역에, 상기 제1재료층과 상기 제2재료층이 교대로 적층된 다층막으로 구성되는 제1영역을 형성하는 공정;
    상기 제1영역에 형성된 상기 다층막의 두께를 측정하는 공정; 및
    상기 측정하는 공정에 있어서 측정된 제1영역에 형성된 상기 다층막의 두께에 의거해서 상기 유효영역에 형성된 상기 다층막의 두께를 추정해서 평가하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광용 미러의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 유효영역에 있어서의 각각의 제 1재료층과 상기 제1영역에 있어서의 각각의 제 1재료층이 동시에 형성되고, 상기 유효영역에 있어서의 각각의 제 2재료층과 상기 제1영역에 있어서의 각각의 제 2재료층이 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 노광용 미러의 제조 방법.
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