Theoretical investigation of optical characteristics in the Mo/Si multilayer system for extreme ultraviolet lithography (EUVL)

Abstract

극자외선 노광기술은 32nm 선폭 이하의 소자 제작이 가능한 차세대 노광기술 중의 하나로서 그 가능성을 높이 평가받고 있는 기술이다. 기 존 노광기술과의 가장 큰 차이점은 극자외선 광원을 사용함으로써 대부 분의 물질이 본 영역대에서 흡수가 일어난다는 점이며, 이러한 특성으 로 인하여 기존의 투과 광학계가 아닌 반사 광학계를 활용하여 노광 공 정을 진행해야 한다. 반사광학계를 구성하는 요소기술 중의 Mo층과 Si 층을 활용한 Mo/Si 다층구조막은 극자외선 파장 대에서 높은 반사수율 을 가지는 구조이며, 노광공정 시 미러 및 마스크로 활용되는 핵심 요 소이다. 본 연구에서는 다양한 형태의 Mo/Si 다층구조막을 모델링하여 이에 대한 반사 특성 및 이미지 전사 특성을 정량적으로 분석하였다. 추가적으로 Mo/Si 계면에서 발생되는 상호확산층의 형성을 예측하기 위하여 에너지 특성 및 결합 특성을 분석하였다.; EUVL is known to be the most promising technique for manufacturing ultra-large-scale integration devices for the sub 32-nm node. One of the differences between the conventional optical lithography and EUVL is the strong material absorption at EUV wavelength. Therefore, all-reflective optics has to be used for EUVL, and it generally consists of multilayer-coated mirrors. The multilayer for Bragg reflection, which is the key component in the EUVL, is typically composed of alternating Mo/Si multilayer system. In this study, the optical characteristics of Mo/Si multilayer system were quantitatively analyzed by calculating reflectivity and the aerial image intensity for various multilayer structures. Additionally, the energy barrier and bonding nature were also simulated in the Mo/Si boundaries in an attempt to clarify the formation mechanism of interfacial layers.