극자외선 리소그라피용 마스크 결함 수정 후 반사도 증진에 관한 연구

Abstract

반도체 산업이 발달하면서 더 높은 집적도와 빠른 액세스 타임, 낮은전력 사용 등의 장점을 가지기 위해서, 소자의 선폭이 점차 줄어들고 있다. 지난 20 여 년 동안 Moor's law에 따르는 지속적인 크기 감소와 성능의 향상을 이룩되고 있으며 이와 같은 소자의 발전은 노광기술의 해상도 한계와 직접적인 연관성을 가지고 있다. 이 때 소자의 선폭을 결정하는 가장 큰 요소가 바로 리소그라피이다. 지금의 리소그라피 기술로는 45nm 이하의 선폭을 만들기는 어려운 것이 현실이다. 그래서 새로운 리소그라피 기술이 요구된다. 차세대 노광공정 기술 중 극자외선을 광원으로 사용하는 극자외선 노광공정은 해상도, 생산성, 요소기술 등의 면에서 차별화된 장점을 가지고 있으며 여러 분야에서 활발히 연구되고 있다. 그 중에서 이 논문에서는 마스크의 반사도에 관심을 두고 있다. 극자외선 리소그라피에 사용되는 마스크는 반사형 마스크이다. 반사형 다층박막의 구조는 Mo/Si 다층박막을 기본으로 하며, 이 마스크에 패터닝을 해서 패턴 마스크를 만들기도 하고, 반사형 마스크를 이용하여 마스크의 패턴을 1/4로 감소시키는 역할을 하는 데 사용된다. 여기서 중점이 되는 마스크의 반사도는 전산모사를 통하여 찾아보았다. 마스크의 반사도는 블랭크 마스크의 결함에 따라 결정되어 있다. 마스크의 결함에는 두 가지가 있다. 극자외선을 반사하는 Mo/Si 다층막 아래에 결함이 존재해서 전체 막의 증착에 영향을 끼치는 phase 결함과, 다층막 표면 바로 아래쪽에 존재해서 cleaning 공정으로 제거되지 않는 amplitude 결함이 그것이다. phase 결함이 있는 마스크에 극자외선을 조사 하였을 때, 결함 부근에서 상이 바뀌어 나타난다. 그래서 E-beam을 조사하여 phase 결함에 의해 손상된 다층막을 수축시켜서 반사도를 좋게 하는 방법이 사용되고 있다. 실제 E-beam을 조사 하였을 때, 다층막이 수축되는 현상을 보았다. 그리고 amplitude 결함은 다층막 표면 아래에 위치하여 dry나 wet cleaning에서 제거가 되지 않고, 극자외선을 조사 하였을 때 결함이 있는 부분에서는 반사가 일어나지 않는 치명적인 결함이다. 그래서 이 amplitude 결함에 대해서는 결함이 있는 위치를 집속 이온 빔(FIB)을 사용하여 선택적으로 제거함으로써 반사도를 좋게 하는 방법이 그것이다. 마스크의 결함이 없도록 만드는 것이 중요하지만, 그것은 현실적으로 거의 불가능하고 매우 어려워서 이 결함을 제거하여 블랭크 마스크를 결함이 없는 수준으로 만들어 반사도를 증진시키고자 하는 것이다.; Extreme Ultra-Violet Lithography(EUVL) is a promissory lithography for the device feature size of less than 50nm EUVL mask consists of 40~50 bilayers of molybdenum and amorphous silicon for reflectivity 13nm laser light from Si substrate, which shrinks 16 times pattern sizes. Extreme ultraviolet lithography (EUVL), which uses a wavelength in the range of 10-14 nm, is the most promising next-generation lithography technology, and is expected to support multiple technology generations from 70 nm down to 30 nm. In order to the repair of 45nm defects on EUVL mask using an essential Focused Ion Beam(FIB), we have investigated the dependency of a intensity of Ga ion beam current on etching thickness with a various of beam injection shape such as Image mode. The amount of FIB damage is strongly determined by the intensity of Ga ion beam current. We will discuss about the detailed optimized repairing parameters in FIB to obtain the minimum remaining FIB damage. EUV reflective masks are fabricated by depositing a reflective Mo/Si multilayer film onto super-polished substrates. Small defects in this thin film coating can significantly alter the reflected field and introduce defects in the printed image. Ideally one would want to produce defect-free mask blanks; however, this may be very difficult to achieve in practice. One practical way to increase the yield of mask blanks is to effectively repair multilayer defects, and to this effect we present two complementary defect repair strategies for use on multilayer-coated EUVL mask blanks. A defect is any area on the mask which causes unwanted variations in EUV dose in the aerial image obtained in a printing tool, and defect repair is correspondingly defined as any strategy that renders a defect unprintable during exposure. The term defect mitigation can be adopted to describe any strategy which renders a critical defect non-critical when printed, and in this regard a non-critical defect is one that does not adversely affect device function. Defects in the patterned absorber layer consist of regions where metal, typically chrome, is unintentionally added or removed from the pattern leading to errors in the reflected field. There currently exists a mature technology based on ion beam milling and ion beam assisted deposition for repairing defects in the absorber layer of transmission lithography masks, and it is reasonable to expect that these this technology will be extended to the repair of absorber defects in EUVL masks. However, techniques designed for the repair of absorber layers can not be directly applied to the repair of defects in the mask blank, and in particular the multilayer film. In this paper we present a technique for repairing defects located in the top layers of a multilayer coating. After reparing amplitude defects, we are introduced either during deposition of the top layers of the multilayer stack or subsequent to multilyer deposition. We also describe how the complementary techniques of amplitude- defect repair can be combined th address defects that occur through an entire multilayer stack, including defects located on the surface.