DE60222663T2 - Zweilagige schutzschicht - Google Patents

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Description

  • Die Regierung der Vereinigten Staaten hat an der vorliegende Erfindung aufgrund des Vertrages Nr. W-7405-ENG-48 zwischen den United States Department of Energy und der University of California für den Betrieb des Lawrence Livermore National Laboratory Rechte
  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft die Optimierung von Verkappungsschichten für mehrlagige, reflektierende EUVL(extremes Ultraviolett)-Schichten, die bei Lithographieanwendungen im extremen Ultraviolett oder weicher Röntgenstrahlung eingesetzt werden.
  • Beschreibung des verwandten Gebiets
  • In der Projektionslithographie mit extremen Ultraviolett (EUV) und weicher Röntgenstrahlung wird von optischen Elementen mit hochreflektierenden, mehrlagigen Schichten Gebrauch gemacht. Diese mehrlagigen Schichten bestehen im typischen Fall aus alternierenden Lagen von Molybdän (Mo) und Silicium (Si) oder Molybdän und Beryllium (Be). Hohes EUV-Reflexionsvermögen ist bei Lithographieanwendungen von entscheidender Bedeutung. Eine kritische Beschränkung, das Maximum des theoretischen Peak-Reflexionsvermögens zu erreichen, besteht in der Oxidation und Korrosion der obersten Lagen, die sowohl die Absorption erhöhen als auch die Phasenkohärenz der Reflexion von diesen Lagen herabsetzen.
  • Obgleich es zahlreiche Untersuchungen von mehrlagigen Beschichtungen für EUV-Spiegel auf Kohlenstoffbasis, Borcarbid-Basis und Silicium-Basis gegeben hat, hat es wenig Arbeiten über die Umgebungseinflüsse (z. B. Oxidation und Korrosion) auf die Strukturen gegeben. Von Underwood et al. (Applied Optics 32: 6985 (1993)) wurden die Alterungseinflüsse von Mo-Si-Mehrfachschichten untersucht, indem die Abnahme des Reflexionsvermögens im Laufe der Zeit beobachtet wurde. Diese Versuchsergebnisse zeigten einen Abbau des Reflexionsvermögens der Mo-Si-Mehrfachschichten, der durch Oxidation der obersten Lage von Molybdän hervorgerufen wird. Underwood et al. haben die Oxidation der Molybdän-Lage als potentielles Problem in der Projektionslithographie mit weicher Röntgenstrahlung identifiziert. Die vorgeschlagenen Lösungen bestanden darin, dass man für die oberste Lage Silicium wählte, um die optischen Elemente in einer inerten Atmosphäre oder Vakuum zu halten, oder man entfernte die oxidierte Oberfläche durch Sputtern oder durch chemisches Ätzen. Von Underwood et al. wurde nicht die Verwendung passivierender Lagen untersucht.
  • Mo/Si-Mehrfachschichten mit Mo als die oberste Lage verfügen über das größte, theoretisch mögliche Reflexionsvermögen, wobei Mo jedoch in Luft nicht stabil ist und Mo/Si-Mehrfachschichten für EUV-optische Systeme gewöhnlich mit einer Si-Oberschicht mit einem Verlust an Reflexionsvermögen von 1,3% abgedeckt werden. Nach Exponierung an Luft wird diese Lage teilweise oxidiert und bildet SiO2, das EUV-Licht absorbiert und das Reflexionsvermögen der Mehrfachschicht um etwa weitere 1 bis 2% verringert. Dieses Reflexionsvermögen von Si-gekappten Mehrfachschichten wird über Jahre unverändert bleiben, wenn die Mehrfachschichten bei Raumtemperatur gehalten werden. Siehe hierzu C. Montcalm, S. Bajt, P. B. Mirkarimi, E. Spiller, F. J. Weber und J. A. Folta, in "Emerging Lithograhic Technologies II", Herausg. Y. Vladimiersky, SPIE, Bd. 3331, 42–51 (1998). In einem arbeitenden EUV-Lithographiegerät werden die Beschichtungen jedoch an einer EUV-Beleuchtung in Gegenwart von Niederdruck-Hintergrundgasen exponiert, einschließlich Wasser, Sauerstoff und Kohlenwasserstoffe. Veröffentlichungen von L. Klebanoff et al., M. Wedowski et al. haben gezeigt, dass das Reflexionsvermögen von Si-gekappten Mo/Si-Mehrfachschichten als eine Funktion der EUV-Bestrahlungsdosis und der Menge Wasserdampf und anderer Hintergrundgase in dem System abnimmt.
  • In der US-P-5 958 605 mit dem Titel "Passivvating Overcoat Bilayer For Multilayer Reflective Coatings For Extreme Ultraviolet Lithography" ("Passivierende Überzugsdoppelschicht für mehrlagige, reflektierende Beschichtungen für Lithographie mit extremem Ultraviolett") offenbart eine passivierende Überzugsdoppelschicht, die für mehrlagige reflektierende Beschichtungen bei Anwendungen für extremes Ultraviolett (EUV) oder weiche Röntgenstrahlung verwendet wird, um Oxidation und Korrosion der mehrlagigen Beschichtung zu verhindern, wodurch das optischer Verhalten des EUV verbessert wird. Die Überzugsdoppelschicht weist eine Lage aus Silicium oder Beryllium unter mindestens einer Deckschicht aus einem elementaren Material oder einer Verbindung auf, die gegenüber Oxidation und Korrosion beständig ist. Materialien für die Deckschicht schließen Kohlenstoff ein, Palladium, Carbide, Boride, Nitride und Oxide. Die Dicken der zwei Lagen, die die Überzugsdoppelschicht aufbauen, sind optimiert, um bei dem Wellenlängenbereich, bei dem sie betrieben werden, den höchsten Reflexionsgrad zu erzeugen. Ebenfalls sind Schutzüberzugssysteme möglich, die drei oder mehr Lagen aufweisen.
  • Die EP 1065568A2 offenbart einen EUV-lithographischen Projektionsapparat, der ein optisches Element mit einer Verkappungslage aufweist.
  • Die EP 1150139A2 ist eine Europäische Patentanmeldung nach Artikel 54(3) EPÜ und richtet sich auf ein Mehrschichtsystem mit einem Schutzschichtsystem und eine Schutzmethode.
  • Die WO 02/054115A2 ist eine Europäische Patentanmeldung nach Artikel 54(3) EPÜ und richtet sich auf ein selbstreinigendes optisches System für Lithographie im extremen Ultraviolett.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überzugsdoppelschicht und ein Verfahren zum Erzeugen einer Überzugsdoppelschicht, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen genannt ist. Weitere Ausführungsformen folgen aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Zusammenfassung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer passivierenden Überzugsdoppelschicht für eine mehrlagige, reflektierende Beschichtung, die zum Einsatz bei Anwendungen im extremen Ultraviolett weicher Röntgenstrahlung ausgelegt ist.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer unteren Überzugsschicht, mit der die Diffusion einer oberen Überzugsschicht in die oberste Lage einer reflektierenden Mehrfachbeschichtung verhindert wird.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer oberen Überzugsschicht, die aus einem Material erzeugt ist, welches der Oxidation und Korrosion widersteht und eine reflektierende Mehrfachbeschichtung vor Oxidation schützt.
  • Diese und andere Aufgaben werden anhand der Offenbarung hierin offensichtlich.
  • Die vorliegende Erfindung ist eine passivierende Überzugsdoppelschicht für mehrlagige, reflektierende Beschichtungen für Anwendungen mit weicher Röntgenstrahlung oder extremem Ultraviolett sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Schichten. Diese passivierenden Schichten sind für reflektierende, optische Beschichtungen für Anwendungen mit Wellenlängen der weichen Röntgenstrahlung oder des extremen Ultraviolett verwendbar, wie beispielsweise Mikroskopie, Astronomie, Spektroskopie, Laserforschung, Laser-Hohlleiter und -Optiksysteme, Synchrotonoptik und Projektionslithographie.
  • Eine passivierende Überzugsdoppelschicht (auch bezeichnet als eine "kappende" Doppelschicht) wir auf der Oberseite einer Mehrfachbeschichtung abgeschieden, um Oxidation und Korrosion der Mehrfachbeschichtung zu verhindern, wodurch das EUV-optische Verhalten verbessert wird. Die Mehrfachbeschichtung kann alternierende Lagen einer Vielzahl von Materialien aufweisen, wie beispielsweise Molybdän-Silicium, Molybdäncarbid-Silicium, Molybdän-Beryllium und Molybdäncarbid-Beryllium. Die passivierende Doppelschicht weist eine diffusionsbeständige Lage unterhalb mindestens einer Decklage aus einem elementaren Material oder einer Verbindung auf, die der Oxidation und Korrosion widersteht. In die oxidationsbeständigen Materialien für die Deckschicht (oder Schichten) einbezogen können reine Elemente sein, wie beispielsweise Ru, Zr, Rh oder Pd, und ähnliche Materialien oder Verbindungsmaterialien. Diffusionsbeständige Materialien für die Unterschicht schließen B4C ein und ähnliche Materialien oder Verbindungsmaterialien.
  • Anhand eines nichterfindungsgemäßen Beispiels können in diffusionsbeständigen Materialien auch Mo, Kohlenstoff und ähnliche Materialien oder Verbindungsmaterialien einbezogen sein.
  • Die Dicke jeder Schicht, welche die Überzugsdoppelschicht aufbaut, liegt im Bereich von etwa 0,5 bis 7 Nanometer, wobei die Dicken so ausgewählt sind, dass sie den höchsten Reflexionsgrad im Arbeitsbereich der EUV-Wellenlänge ergeben. Die Dicke der Deckschicht wird im typischen Fall von der Dicke der Paare alternierender Lagen in der darunterliegenden Mehrfachbeschichtung verschieden sein. Die Dicke der zwei Lagen in der Deckschicht sind individuell so optimiert, dass einen ausreichenden chemischen Schutz gewähren und für ein Maximum des EUV-optischen Verhaltens sorgen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 eine passivierende Überzugsdoppelschicht auf einer mehrlagigen reflektierenden Beschichtung;
  • 2 eine nichterfindungsgemäße Ausführungsform, bei der eine Diffusionssperrschicht aus Mo unter einer Ru-Schicht verwendet wird;
  • 3 Optimierung der Dicken von Ru und Mo, um die höchsten Reflexionsgrade zu erhalten;
  • 4 eine Ausführungsform, die eine Diffusionssperrschicht aus B4C unter der Ru-Schicht gewährt;
  • 5 die optimale Dicke der B4C-Sperrschicht ist ein Kompromiss zwischen Reflexionsgrad und Diffusionsübergang;
  • 6 der Reflexionsgrad als Funktion der Wellenlänge eines Ru/B4C/Si-Verkappungsschichtsystems und eines Ru/Mo-Verkappungsschichtsystems, worin die Ru-Schichten eine Dicke von 2,2 nm haben.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung ist eine passivierende Überzugsdoppelschicht für eine mehrlagige, reflektierende Beschichtung, und es wird in 1 ein schematisches nichterfindungsgemäßes Beispiel gezeigt. Die Überzugsdoppelschicht 10 wird aufgebaut als aus einer Deckschicht 14 und einer unteren Schicht 12. Die Deckschicht 14 weist ein Material auf, das der Korrosion und Oxidation widersteht und die darunterliegenden Schichten gegenüber Oxidation schützt. Die untere Schicht 12 wird auf einer mehrlagigen Beschichtung 16 abgeschieden, die im typischen Fall alternierende Lagen eines Absorptionsmaterials mit 18 und eines Distanzmaterials 20 aufweist. Die mehrlagige Beschichtung 16 wird auf einem Substrat 22 abgeschieden. Die untere Schicht 12 weist ein Material auf, das die Diffusion der oberen Schicht 14 in die obere Schicht 18 der mehrlagigen Beschichtung 16 hinein verhindert. In die vorliegende Erfindung gilt eine Mehrzahl von Komponenten und Lagen innerhalb der oberen Schicht 14 und/oder unteren Schicht 12 als einbezogen.
  • Ru ist gegenüber Oxidation in der Umgebung einer EUV-Kamera sehr stabil. Allerdings wird ein Verlust des Reflexionsgrades von 1% bis 5% gegenüber einer Standard-Referenzbeschichtung festgestellt. Dieser Verlust ist auf die Diffusion von Ru und Si und auf die Bildung von Rutheniumsilicid zurückzuführen. Bei einem erfolgreichen Kappungsschichtsystem wird daher eine zusätzliche Schicht benötigt, die als eine Diffusionssperrschicht zwischen dem Ru und der darunterliegenden Struktur wirkt. Andere Elemente, die in der vorliegenden Erfindung für das Ru ersetzt werden können, schließen Zr, Rh und Pd und ähnliche Materialien und Verbindungen ein.
  • Die hierin diskutierten Ausführungsformen enthalten sowohl den Oxidationsschutz als auch die Diffusionssperrschicht. Beide Systeme verwenden eine obere Schicht aus Ru als Schutz gegen Oxidation. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Diffusionssperrschicht 30 aus Mo unterhalb der Ru-Schicht 32 und auf der letzten Si-Schicht 34 in dem ersten System als ein nicht beanspruchtes Beispiel verwendet wird. Die Molybdän-Schicht wirkt als die Diffusionssperrschicht zwischen der Ru-Schicht und der Si-Schicht als ein nichterfindungsgemäßes Beispiel. Es sind Mehrfachschichten erzeugt worden, die gekappt wurden mit 1,3 nm Mo und zwischen 0,6 nm und 2 nm Ru. In dieser Ausführungsform wurden mehr als 67% Reflexionsvermögen gemessen. 3 zeigt eine Optimierung der Dicken von Ru und Mo, um die höchsten Reflexionsgrade zu erhalten.
  • 4A zeigt eine Ausführungsform, die eine Diffusionssperrschicht 40 aus B4C unterhalb der Ru-Schicht 42 und auf der letzten Si-Schicht 44 gewährt, die auf einer Mo-Schicht 46 ist. Ru/B4C-Mehrfachschichten bilden sehr glatte und zusammensetzungsbedingt abrupte Grenzflächen. Ein Wärmebehandeln bei 100° und 250°C erzeugte keine messbare Änderung des Reflexiongrades. Eine theoretische Berechnung zeigt einen Verlust des Reflexionsgrades von 2 bis 3%, wenn die letzte Si-Schicht durch B4C ersetzt wird, was auf die weniger günstigen optischen Eigenschaften von B4C im EUV-Energiebereich zurückzuführen ist. Experimentelle Daten stützen diese Vorhersage. Allerdings lässt sich dieser Verlust stark herabsetzen, indem lediglich das Oberteil der letzten Si-Schicht durch B4C entsprechend der Darstellung in 4A ersetzt wird. Versuche zur Untersuchung, inwieweit die Dicke von B4C verringert werden kann, haben gezeigt, dass die Borcarbid-Schicht mindestens 0,6 nm oder dicker sein muß. Der erwartete Verlust des Reflexionsvermögens beträgt lediglich 0,6%, wenn B4C ein Drittel der letzten Si-Schicht ersetzt. In diesem Fall hat Borcarbid eine von etwa 1,3 nm. Die experimentellen Daten in 5 zeigen, dass die optimale Dicke der B4C-Sperrschicht ein Kompromiss zwischen Reflexionsvermögen und Diffusionsübergang ist. 6 zeigt den Reflexionsgrad als eine Funktion der Wellenlänge eines Ru/B4C/Si-Verkappungsschichtsystems und eines nichterfindungsgemäßen Ru/Mo-Verkappungsschichtsystems, wo die Ru-Schichten 2,2 nm dick sind.
  • Wiederum Bezug nehmend auf 1 wird eine Mehrfachbeschichtung 16, die für Anwendungen in der Lithographie mit extrem Ultraviolett (EUV) konzipiert ist, typischerweise aus einem periodischen Stapel von 40 bis 100 alternierenden Lagen von Molybdän (Mo) und Silicium (Si) oder Molybdän und Beryllium (Be) erzeugt. Obgleich andere Strukturen möglich sind (z. B. nichtperiodische Stapel, Mehrschichtstapel mit anderen Materialien oder mit mehr als zwei Materialien), zeigen Kombinationen von Mo und Si in dem einen Fall und Mo und Be in einem anderen Fall einen ungewöhnlich hohen Reflexionsgrad bei senkrechtem Einfall (mindestens 65%) in dem EUV-Wellenlängenbereich (d. h. weniger als etwa 15 Nanometer). Es sollte beachtet werden, dass das Mo in den Mo/Si-Mehrschichtstrukturen durch eine Absorptionsschicht ersetzt werden könnte, die ein anderes Material aufweist. Beispielsweise kann Mo durch Molybdäncarbid oder Mo2C ersetzt werden. Ebenfalls sollte als offensichtlich gelten, dass das Mo in einer Mo/Be-Mehrschichtstruktur durch MoRu ersetzt werden kann.
  • In zwei der diskutierten Ausführungsformen wird die Unterschicht 12 der Überzugsdoppelschicht entweder aufgebaut aus B4C (erfindungsgemäße Ausführungsform) oder Mo (nichterfindungsgemäße Ausführungsform). Die Deckschicht 14 wird auf der unteren Schicht 12 abgeschieden oder aufgewachsen und weist Ru auf, bei dem es sich um ein Material handelt, das der Oxidation und Korrosion widersteht und eine geringe chemische Reaktionsbereitschaft mit den üblichen gasförmigen Bestandteilen der Atmosphäre hat, wie beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff und Wasserdampf. Für die Aufgaben der vorliegenden Offenbarung soll "Abscheidung" der Deckschicht sowohl die Begriffe des "Abscheidens" als auch "Aufwachsens" umfassen. Diese Deckschicht 14 dient zum chemischen Passivieren und Schützen der darunterliegenden Mehrfachbeschichtung 16 sowie dazu, dass hohe Reflexionsvermögen der Beschichtung zu bewahren.
  • Der passivierende Überzug kann unter Anwendung einer Abscheidungsmethode aus der Dampfphase (z. B. Sputtern) aufgewachsen werden. Diese Methode kann in das Mehrschichtabscheidungssystem mit einbezogen werden (z. B. Magnetonsputtern mit Argonplasma), so dass der Mehrschichtstapel in situ ohne Exponierung an der Atmosphäre eingekapselt werden kann. Alternativ läßt sich die Überzugsschicht durch chemische Reaktion aufwachsen.
  • Die Dicken der unteren Schicht 12 und der Deckschicht 14 der Überzugsdoppelschicht 10 werden so gewählt, dass der höchste Reflexionsgrad erzeugt wird und sie einen hohen Oxidationsbeständigkeit gegenüber einem Betrieb bei EUV-Wellenlänge in ähnlicher Weise, wie die Dicken beider Schichten in dem darunterliegenden periodischen Mehrschichtstapel 16 bestimmt werden.
  • Wie in der US-P-3 887 261 unter dem Titel "Verlustarme Reflexionsschichten unter Verwendung von Absorptionsmaterialien" diskutiert wurde, ist die beste reflektierende Mehrschichtgeometrie normalerweise ein Viertelwellenstapel, wo die optische Dicke jeder Schicht gleich dem Viertel der interessierenden Wellenlänge bei senkrechtem Einfall ist. (Die optische Dicke einer Schicht ist das Produkt der geometrischen oder metrischen Dicke und der Brechzahl des Materials). In dem Viertelwellenstapel befinden sich die von jeder Grenzfläche reflektierten Strahlen in Phase und addieren sich konstruktiv. Dieser Aufbau ist ideal dann, wenn beide Materialien in dem Stapel nicht absorbierend sind und noch die Besten bleiben, wenn die Extinktionskoeffizienten der zwei Materialien ähnlich sind. Wenn die Absorption des einen der zwei Materialien jedoch größer ist, wie das im Fall von EUV-Mehrschichtspiegeln der Fall ist, muss der Stapel modifiziert werden, um die Gesamtabsorption zu verringern. Die Dicke des Absorbers wird verringert, während die Periodendicke 24 konstant gehalten wird. Damit werden die Dicken durch den Kompromiss zwischen dem Maximieren der konstruktiven Interferenz der an der jeweiligen Grenzfläche reflektierenden Strahlen und dem Minimieren der Gesamtabsorption bestimmt, damit mehr Grenzflächen zu dem Reflexionsvermögen beitragen können.
  • In der vorliegenden Erfindung wird die dicke der Überzugsdoppelschicht 10 so eingestellt, dass die beste Phasenanpassung mit der darunterliegenden mehrlagigen Beschichtung 16 gewährt wird, um das höchste EUV-Reflexionsvermögen zu erreichen, während gleichzeitig die höchste Oxidationsbeständigkeit erhalten bleibt. Bei den Mo/Si- und Mo/Be-Systemen liegt die Dicke jeder Schicht in der Überzugsdoppelschicht im Bereich von 0,5 bis 7 nm.
  • In der vorliegenden Offenbarung ist eine neue mehrlagige Verkappungsstruktur für EUV-reflektierende Mo/Si-Mehrfachschichten diskutiert worden, die aus zwei Lagen bestehen: eine oberste Lage, die die mehrlagige Struktur gegenüber der Umgebung schützt, und eine untere Schicht, die als eine Diffusionssperrschicht zwischen der obersten Lage und der Struktur darunter dient. In einer der Ausführungsformen wird eine erste Schicht aus Ru mit einer zweiten Schicht aus B4C kombiniert. In einer nichterfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine erste Schicht aus Ru mit einer zweiten Schicht aus Mo kombiniert. Diese Ausführungsformen haben den zusätzlichen Vorteil, dass das Reflexionsvermögen ebenfalls erhöht wird. Von allen bisher untersuchten Materialien verfügt Ru über die beste Oxidationsbeständigkeit. B4C ist gegenüber Silicid-Erzeugung eine hervorragende Sperrschicht, während die an der Si-Grenzschicht gebildete Silicid-Schicht gut kontrolliert wird.
  • Die vorstehende Beschreibung der Erfindung ist zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung ausgeführt worden und soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die präzise offenbarte Form beschränken. Angesichts der vorstehenden Lehre sind zahlreiche Modifikationen und Variationen möglich. Die offenbarten Ausführungsformen verstehen sich lediglich als eine Erläuterung der Grundsätze der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung, um dadurch einen anderen Fachmann auf dem Gebiet die beste Nutzung der Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen zu ermöglichen, die für eine spezielle vorgesehene Anwendung geeignet sind. Der Schutzumfang der Erfindung gilt als durch die folgenden Ansprüche festgelegt.

Claims (9)

  1. Passivierende Überzugsdoppelschicht auf einer mehrlagigen, reflektierenden Beschichtung, bemessen zur Verwendung bei Anwendungen im extremen Ultraviolett oder weichen Röntgenstrahlen, aufweisend: eine mehrlagige reflektierende Beschichtung, die eine Vielzahl alternierender Lagen eines Distanzmaterials (44) aufweist sowie eines Absorptionsmaterials (46), wobei die mehrlagige reflektierende Beschichtung eine oberste Lage (44) aufweist, die eine Oberseite hat, und eine unterste Lage aufweist, die eine Unterseite hat, und wobei die oberste Lage (44) das Distanzmaterial aufweist, wobei das Distanzmaterial Silicium ist; ein Substrat, wobei die Unterseite der mehrlagigen, reflektierenden Beschichtung auf diesem Substrat abgeschieden ist; eine untere Überzugsschicht (40), die auf der Oberseite der mehrlagigen, Beschichtung abgeschieden ist, und eine obere Überzugsschicht (42), die auf der unteren Überzugsschicht abgeschieden ist und wobei die untere Überzugsschicht ein erstes Material aufweist, welches die Diffusion der oberen Überzugsschicht in die oberste Lage der mehrlagigen reflektierenden Beschichtung verhindert, wobei das erste Material B4C ist oder eine beliebige Kombination davon, wobei die obere Überzugsschicht ein zweites Material aufweist, welches der Oxidation und Korrosion widersteht und die mehrlagige, reflektierende Beschichtung gegenüber Oxidation schützt, wobei das zweite Material ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ru, Zr, Rh, Pd und einer beliebigen Kombination davon, wobei die obere Überzugsschicht und die untere Überzugsschicht der Überzugsdoppelschicht eine optimale Dicke haben, die derart ausgewählt ist, dass der Reflexionsgrad für Wellenlängen des extremen Ultravioletts oder weicher Röntgenstrahlen für den Betriebswellenlängenbereich optimiert ist und die Beständigkeit gegenüber Oxidation und Korrosion gewählt wird, um einen solchen Reflexionsgrad zu bewahren.
  2. Überzugsdoppelschicht nach Anspruch 1, wobei die obere Überzugsschicht und die untere Überzugsschicht Dicken haben, bei denen der Reflexionsgrad bei senkrechtem Einfall bei einer Betriebswellenlänge von weniger als etwa 15 Nanometer maximiert ist.
  3. Überzugsdoppelschicht nach Anspruch 1, wobei die obere Überzugsschicht eine Dicke im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 7 Nanometer hat.
  4. Überzugsdoppelschicht nach Anspruch 1, wobei die untere Überzugsschicht eine Dicke im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 7 Nanometer hat.
  5. Überzugsdoppelschicht nach Anspruch 1, wobei das Absorptionsmaterial Molybdän aufweist.
  6. Überzugsdoppelschicht nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl alternierender Lagen eine geradzahlige Vielzahl von alternierenden Lagen ist.
  7. Verfahren zum Erzeugen einer passivierenden Überzugsdoppelschicht auf einer mehrlagigen, reflektierenden Beschichtung, bemessen zur Verwendung bei Anwendungen im extremen Ultraviolett oder bei weicher Röntgenstrahlung, welches Verfahren umfasst: Bereitstellen einer mehrlagigen, reflektierenden Beschichtung, die eine Vielzahl alternierender Lagen eines Distanzmaterials (44) aufweist sowie ein Absorptionsmaterial (46), wobei die mehrlagige, reflektierende Beschichtung eine oberste Lage (44) mit einer Oberseite aufweist und eine unterste Lage mit einer Unterseite, wobei die oberste Lage (44) das Distanzmaterials aufweist und das Distanzmaterial Silicium ist; Bereitstellen eines Substrats, wobei die Unterseite der mehrlagigen Beschichtung auf dem Substrat abgeschieden ist; Abscheiden einer unteren Überzugsschicht (40) auf der Oberseite der mehrlagigen Beschichtung, wobei die untere Überzugsschicht ein erste Material aufweist, mit dem ein Diffusionsübergang verringert oder vermieden wird, wobei das erste Material B4C ist oder eine beliebige Kombination davon; sowie Abscheiden einer oberen Überzugsschicht (42) auf der unteren Überzugsschicht, wobei untere Überzugsschicht ein zweites Material aufweist, das einer Oxidation und Korrosion widersteht und die mehrlagige, reflektierende Beschichtung gegenüber Oxidation schützt und wobei das zweite Material ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ru, Zr, Rh, Pd und einer beliebigen Kombination davon, wobei die obere Überzugsschicht und die untere Überzugsschicht der Überzugsdoppelschicht optimale Dicken haben, die derart ausgewählt sind, dass der Reflexionsgrad für Wellen im extremen Ultraviolett oder für weiche Röntgenstrahlen bei dem Betriebswellenlängenbereich optimiert ist und Beständigkeit gegenüber Oxidation und Korrosion gewählt wurden, um diesen Reflexionsgrad zu bewahren.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Abscheidung der unteren Überzugsschicht oder der oberen Überzugsschicht mit Hilfe einer Dampfphasenabscheidung ausgeführt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Vielzahl alternierender Lagen eine geradzahlige Vielzahl von alternierenden Lagen ist.
DE60222663T 2001-07-03 2002-07-02 Zweilagige schutzschicht Expired - Lifetime DE60222663T2 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US898833 1978-04-21
US66108 1979-08-13
US09/898,833 US20030008148A1 (en) 2001-07-03 2001-07-03 Optimized capping layers for EUV multilayers
US10/066,108 US6780496B2 (en) 2001-07-03 2002-02-01 Optimized capping layers for EUV multilayers
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4521696B2 (ja) * 2003-05-12 2010-08-11 Ｈｏｙａ株式会社 反射多層膜付き基板及び反射型マスクブランクス並びに反射型マスク
JP4553239B2 (ja) * 2004-06-29 2010-09-29 Ｈｏｙａ株式会社 反射型マスクブランクス及び反射型マスク並びに半導体装置の製造方法
DE102005016591B4 (de) * 2005-04-11 2009-11-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Transmissionsfilter für den EUV-Spektralbereich
US7948675B2 (en) 2005-10-11 2011-05-24 Nikon Corporation Surface-corrected multilayer-film mirrors with protected reflective surfaces, exposure systems comprising same, and associated methods
KR101310525B1 (ko) * 2005-10-11 2013-09-23 가부시키가이샤 니콘 다층막 반사경, 다층막 반사경의 제조 방법, 광학계, 노광장치 및 디바이스의 제조 방법
TWI427334B (zh) * 2007-02-05 2014-02-21 Zeiss Carl Smt Gmbh Ｅｕｖ蝕刻裝置反射光學元件
CN102138185B (zh) 2008-07-07 2015-09-09 皇家飞利浦电子股份有限公司 包含耐溅射材料的极端紫外线辐射反射元件
EP2157584A3 (de) * 2008-08-14 2011-07-13 ASML Netherlands B.V. Strahlungsquelle, Lithografiegerät und Herstellungsverfahren für ein Bauteil
KR20130007533A (ko) 2009-12-09 2013-01-18 아사히 가라스 가부시키가이샤 Ｅｕｖ 리소그래피용 광학 부재
CN103026296B (zh) * 2010-07-27 2014-12-10 旭硝子株式会社 Euv光刻用带反射层的基板和euv光刻用反射型掩模底版
CN102621815B (zh) 2011-01-26 2016-12-21 Asml荷兰有限公司 用于光刻设备的反射光学部件及器件制造方法
DE102011077983A1 (de) * 2011-06-22 2012-12-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Herstellung eines reflektiven optischen Elements für die EUV-Lithographie
US20140168758A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 Kla-Tencor Corporation Carbon as grazing incidence euv mirror and spectral purity filter
DE102013102670A1 (de) * 2013-03-15 2014-10-02 Asml Netherlands B.V. Optisches Element und optisches System für die EUV-Lithographie sowie Verfahren zur Behandlung eines solchen optischen Elements
JPWO2014181858A1 (ja) * 2013-05-09 2017-02-23 株式会社ニコン 光学素子、投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JP6301127B2 (ja) * 2013-12-25 2018-03-28 Hoya株式会社 反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに半導体装置の製造方法
US11268911B2 (en) 2019-01-04 2022-03-08 Kla-Tencor Corporation Boron-based capping layers for EUV optics
DE102020206117A1 (de) 2020-05-14 2021-11-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches Element, EUV-Lithographiesystem und Verfahren zum Bilden von Nanopartikeln
JP2022045936A (ja) 2020-09-10 2022-03-23 信越化学工業株式会社 Ｅｕｖマスクブランク用多層反射膜付き基板、その製造方法及びｅｕｖマスクブランク
JP7420027B2 (ja) 2020-09-10 2024-01-23 信越化学工業株式会社 Ｅｕｖマスクブランク用多層反射膜付き基板、その製造方法及びｅｕｖマスクブランク

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5958605A (en) * 1997-11-10 1999-09-28 Regents Of The University Of California Passivating overcoat bilayer for multilayer reflective coatings for extreme ultraviolet lithography
US6229652B1 (en) 1998-11-25 2001-05-08 The Regents Of The University Of California High reflectance and low stress Mo2C/Be multilayers
US6228512B1 (en) * 1999-05-26 2001-05-08 The Regents Of The University Of California MoRu/Be multilayers for extreme ultraviolet applications
TW561279B (en) * 1999-07-02 2003-11-11 Asml Netherlands Bv Reflector for reflecting radiation in a desired wavelength range, lithographic projection apparatus containing the same and method for their preparation
DE10016008A1 (de) * 2000-03-31 2001-10-11 Zeiss Carl Villagensystem und dessen Herstellung
US6664554B2 (en) * 2001-01-03 2003-12-16 Euv Llc Self-cleaning optic for extreme ultraviolet lithography
EP1356476B1 (de) * 2001-01-26 2006-08-23 Carl Zeiss SMT AG Schmalbandiger spektralfilter und seine verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040020959A (ko) 2004-03-09
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DE60222663D1 (de) 2007-11-08
EP1402542B1 (de) 2007-09-26
ATE374425T1 (de) 2007-10-15
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JP4460284B2 (ja) 2010-05-12
EP1402542A2 (de) 2004-03-31
KR100749897B1 (ko) 2007-08-21
AU2002318192A1 (en) 2003-01-21
WO2003005377A3 (en) 2003-10-30

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