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Description
【特許請求の範囲】
【請求項1】 100nm未満の形状寸法を有する印刷配線態様の集積回路を製造するための投影リソグラフィー法であって、
遠紫外軟X線源を備えて、遠紫外軟X線λを発生させかつ方向づけるための照射サブシステムを提供し、
前記遠紫外軟X線λによって照射された場合に投影されるマスクリソグラフィーパターンを形成するための、前記照射サブシステムによって発生せしめられた前記遠紫外軟X線λによって照射されるマスクステージおよびマスクを提供し、
投影サブシステムを提供し、
ウエーハステージおよび遠紫外軟X線λに感応するウエーハ表面を備えた集積回路ウエーハを提供し、
前記投影サブシステムを用いて、前記マスクから投影されるマスクパターンを放射線感応性ウエーハ表面に投影する各工程を含み、
ここで、前記照射サブシステムおよび前記投影サブシステムが複数の反射リソグラフィーエレメントを備え、該反射リソグラフィーエレメントが、前記放射線および前記リソグラフィーパターンを操作するために、反射多層被膜を備えると共に欠陥のないガラス表面を備えた、Tiをドープされた複数の高純度SiO2 ガラス基板を有していることを特徴とする、投影リソグラフィー法。
【請求項2】 前記TiをドープされたSiO2 ガラスが、混入異物を含まないガラスであることを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項3】 前記TiをドープされたSiO2 ガラス基板が、5ないし10重量%のTiO2 を含み、かつ20℃において+30ppbから−30ppbまでの範囲の熱膨脹係数を有することを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項4】 前記基板が25℃において1.40w/(m×℃)以下の熱伝導率を有することを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項5】 前記TiをドープされたSiO2 ガラス基板が、前記遠紫外軟X線λによって加熱され、前記集積回路ウエーハ上に投影されたリソグラフィーパターンが前記ガラス基板の加熱に実質的に影響されないリソグラフィーパターンであることを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項6】 前記TiをドープされたSiO2 ガラスが前記遠紫外軟X線λによって動作温度に加熱され、前記TiをドープされたSiO2 ガラスが前記動作温度において略ゼロを中心とする熱膨脹係数を有するようなTiドーパントレベルを有することを特徴とする請求項3記載の投影リソグラフィー法。
【請求項7】 前記反射多層被膜を備えた、TiをドープされたSiO2 ガラスを有してなる反射リソグラフィーエレメントの表面が、該反射リソグラフィーエレメントを照射する遠紫外軟X線λの少なくとも65%を反射させることを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項8】 前記反射リソグラフィーエレメントが最大動作温度および最大製造温度を有し、前記Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが前記最大動作温度および前記最大製造温度よりも高い結晶化温度T結晶を有することを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項9】 前記Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが10nm/cm未満の複屈折率を有することを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項10】 投影リソグラフィー印刷パターンを作成する方法であって、
遠紫外軟X線源を備えた照射サブシステムを提供し、
反射多層被膜で覆われたガラスマスクウエーハ表面を備えたTiをドープされた高純度SiO2 ガラスマスクウエーハから構成された反射マスクを含むマスクステージを提供し、
Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスを有してなる複数の反射リソグラフィーエレメントを含む縮小投影サブシステムを提供し、
放射線感応性半導体ウエーハを含むウエーハステージを提供し、
前記照射サブシステム、前記マスクステージ、前記縮小投影サブシステムおよび前記ウエーハステージを整合させる各工程を含み、
遠紫外軟X線源からの遠紫外軟X線で前記マスクを照射し、該反射マスクが前記放射線を反射させて、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスを有してなる反射リソグラフィーエレメントを備えた前記縮小投影サブシステムによって縮小されかつ前記放射線感応性半導体ウエーハ上に投影される印刷パターンを形成する
ことを特徴とする方法。
【請求項11】 前記照射サブシステムを提供する工程が、前記遠紫外軟X線λを方向づけかつ集光させる、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスを有してなる複数の反射リソグラフィーエレメントを提供する工程を含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項12】 表面形状測定値が実効値で0.25nmを超えない整形されたガラス表面を備えた反射リソグラフィーエレメントを提供する工程を含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項13】 前記投影リソグラフィー印刷パターンを作成する方法を実施中に前記遠紫外軟X線λにさらされたときの前記反射リソグラフィーエレメントの動作温度を測定する工程をさらに含み、前記反射リソグラフィーエレメントの動作温度においてほぼゼロ中心とされた熱膨脹係数を有するTiをドープされた高純度SiO2 ガラスを備えた反射リソグラフィーエレメントを提供する工程を含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項14】 前記Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが、前記遠紫外軟X線によって高い温度範囲に加熱され、該Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが前記高い温度範囲に対して10ppb未満で−10ppbよりも大きい熱膨脹係数を有することを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項15】 遠紫外軟X線反射リソグラフィーエレメントを作成する方法であって、
混入異物を含まずかつ実効値で0.25nm未満の表面凹凸状態と、実効値で0.20nm未満の中間的空間周波数粗さと、実効値で0.10nm未満の高い空間周波数粗さとを備えた整形されたエレメントガラス表面を備えたTiをドープされた高純度SiO2 ガラス基板を提供し、
前記整形されたエレメントガラス表面を、実効値で少なくとも0.1%に調節された均一な周期的多層厚を有する反射多層被膜で覆って、遠紫外軟X線に対し少なくとも65%の反射率を有する一様な反射被膜を形成する、
各工程を有してなる方法。
【請求項16】 前記反射リソグラフィーエレメントが、前記遠紫外軟X線によって高い温度範囲に加熱され、前記Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが前記高い温度範囲に対して10ppb未満で−10ppbよりも大きい熱膨脹係数と10ppb以下の熱膨脹係数変化とを有することを特徴とする請求項15記載の方法。
【請求項17】 前記Tiをドープされた高純度SiO2 ガラス基板を提供する工程が、高純度Siを含む原料および高純度Tiを含む原料を提供し、該高純度Siを含む原料および高純度Tiを含む原料を転化サイトに配送し、前記高純度Siを含む原料および高純度Tiを含む原料をTiをドープされたSiO2 ガラススートに転化させ、該TiをドープされたSiO2 ガラススートを、混入異物を含まない均質なTiをドープされたSiO2 ガラスに固結させ、該ガラスをTiをドープされたSiO2 ガラス基板に成形する各工程をさらに含むことを特徴とする請求項15記載の方法。
【請求項18】 前記ガラス基板がTiドーパントの重量%レベルを有し、前記TiをドープされたSiO2 ガラス基板を提供する工程が、該ガラス基板が前記反射リソグラフィーエレメントの動作温度において略ゼロを中心とする熱膨脹係数を有するように前記Tiドーパントの重量%レベルを調整する工程をさらに含むことを特徴とする請求項15記載の方法。
【請求項19】 実効値で0.25nmを超える表面凹凸状態の印刷されてしまう虞れがある表面形状欠陥がなく、実効値で0.20nm未満の中間的空間周波数粗さと実効値で0.10nm未満の高い空間周波数粗さとを備えた表面を有する、エッチングされていない研磨された放射線を操作する形状の表面を備えた、混入異物を含まないTiをドープされた高純度SiO2 ガラスを有してなる遠紫外軟X線反射リソグラフィーエレメント。
【請求項20】 前記ガラスが結晶のないガラスであることを特徴とする請求項19記載のリソグラフィーエレメント。
【請求項1】 100nm未満の形状寸法を有する印刷配線態様の集積回路を製造するための投影リソグラフィー法であって、
遠紫外軟X線源を備えて、遠紫外軟X線λを発生させかつ方向づけるための照射サブシステムを提供し、
前記遠紫外軟X線λによって照射された場合に投影されるマスクリソグラフィーパターンを形成するための、前記照射サブシステムによって発生せしめられた前記遠紫外軟X線λによって照射されるマスクステージおよびマスクを提供し、
投影サブシステムを提供し、
ウエーハステージおよび遠紫外軟X線λに感応するウエーハ表面を備えた集積回路ウエーハを提供し、
前記投影サブシステムを用いて、前記マスクから投影されるマスクパターンを放射線感応性ウエーハ表面に投影する各工程を含み、
ここで、前記照射サブシステムおよび前記投影サブシステムが複数の反射リソグラフィーエレメントを備え、該反射リソグラフィーエレメントが、前記放射線および前記リソグラフィーパターンを操作するために、反射多層被膜を備えると共に欠陥のないガラス表面を備えた、Tiをドープされた複数の高純度SiO2 ガラス基板を有していることを特徴とする、投影リソグラフィー法。
【請求項2】 前記TiをドープされたSiO2 ガラスが、混入異物を含まないガラスであることを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項3】 前記TiをドープされたSiO2 ガラス基板が、5ないし10重量%のTiO2 を含み、かつ20℃において+30ppbから−30ppbまでの範囲の熱膨脹係数を有することを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項4】 前記基板が25℃において1.40w/(m×℃)以下の熱伝導率を有することを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項5】 前記TiをドープされたSiO2 ガラス基板が、前記遠紫外軟X線λによって加熱され、前記集積回路ウエーハ上に投影されたリソグラフィーパターンが前記ガラス基板の加熱に実質的に影響されないリソグラフィーパターンであることを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項6】 前記TiをドープされたSiO2 ガラスが前記遠紫外軟X線λによって動作温度に加熱され、前記TiをドープされたSiO2 ガラスが前記動作温度において略ゼロを中心とする熱膨脹係数を有するようなTiドーパントレベルを有することを特徴とする請求項3記載の投影リソグラフィー法。
【請求項7】 前記反射多層被膜を備えた、TiをドープされたSiO2 ガラスを有してなる反射リソグラフィーエレメントの表面が、該反射リソグラフィーエレメントを照射する遠紫外軟X線λの少なくとも65%を反射させることを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項8】 前記反射リソグラフィーエレメントが最大動作温度および最大製造温度を有し、前記Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが前記最大動作温度および前記最大製造温度よりも高い結晶化温度T結晶を有することを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項9】 前記Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが10nm/cm未満の複屈折率を有することを特徴とする請求項1記載の投影リソグラフィー法。
【請求項10】 投影リソグラフィー印刷パターンを作成する方法であって、
遠紫外軟X線源を備えた照射サブシステムを提供し、
反射多層被膜で覆われたガラスマスクウエーハ表面を備えたTiをドープされた高純度SiO2 ガラスマスクウエーハから構成された反射マスクを含むマスクステージを提供し、
Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスを有してなる複数の反射リソグラフィーエレメントを含む縮小投影サブシステムを提供し、
放射線感応性半導体ウエーハを含むウエーハステージを提供し、
前記照射サブシステム、前記マスクステージ、前記縮小投影サブシステムおよび前記ウエーハステージを整合させる各工程を含み、
遠紫外軟X線源からの遠紫外軟X線で前記マスクを照射し、該反射マスクが前記放射線を反射させて、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスを有してなる反射リソグラフィーエレメントを備えた前記縮小投影サブシステムによって縮小されかつ前記放射線感応性半導体ウエーハ上に投影される印刷パターンを形成する
ことを特徴とする方法。
【請求項11】 前記照射サブシステムを提供する工程が、前記遠紫外軟X線λを方向づけかつ集光させる、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスを有してなる複数の反射リソグラフィーエレメントを提供する工程を含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項12】 表面形状測定値が実効値で0.25nmを超えない整形されたガラス表面を備えた反射リソグラフィーエレメントを提供する工程を含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項13】 前記投影リソグラフィー印刷パターンを作成する方法を実施中に前記遠紫外軟X線λにさらされたときの前記反射リソグラフィーエレメントの動作温度を測定する工程をさらに含み、前記反射リソグラフィーエレメントの動作温度においてほぼゼロ中心とされた熱膨脹係数を有するTiをドープされた高純度SiO2 ガラスを備えた反射リソグラフィーエレメントを提供する工程を含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項14】 前記Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが、前記遠紫外軟X線によって高い温度範囲に加熱され、該Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが前記高い温度範囲に対して10ppb未満で−10ppbよりも大きい熱膨脹係数を有することを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項15】 遠紫外軟X線反射リソグラフィーエレメントを作成する方法であって、
混入異物を含まずかつ実効値で0.25nm未満の表面凹凸状態と、実効値で0.20nm未満の中間的空間周波数粗さと、実効値で0.10nm未満の高い空間周波数粗さとを備えた整形されたエレメントガラス表面を備えたTiをドープされた高純度SiO2 ガラス基板を提供し、
前記整形されたエレメントガラス表面を、実効値で少なくとも0.1%に調節された均一な周期的多層厚を有する反射多層被膜で覆って、遠紫外軟X線に対し少なくとも65%の反射率を有する一様な反射被膜を形成する、
各工程を有してなる方法。
【請求項16】 前記反射リソグラフィーエレメントが、前記遠紫外軟X線によって高い温度範囲に加熱され、前記Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが前記高い温度範囲に対して10ppb未満で−10ppbよりも大きい熱膨脹係数と10ppb以下の熱膨脹係数変化とを有することを特徴とする請求項15記載の方法。
【請求項17】 前記Tiをドープされた高純度SiO2 ガラス基板を提供する工程が、高純度Siを含む原料および高純度Tiを含む原料を提供し、該高純度Siを含む原料および高純度Tiを含む原料を転化サイトに配送し、前記高純度Siを含む原料および高純度Tiを含む原料をTiをドープされたSiO2 ガラススートに転化させ、該TiをドープされたSiO2 ガラススートを、混入異物を含まない均質なTiをドープされたSiO2 ガラスに固結させ、該ガラスをTiをドープされたSiO2 ガラス基板に成形する各工程をさらに含むことを特徴とする請求項15記載の方法。
【請求項18】 前記ガラス基板がTiドーパントの重量%レベルを有し、前記TiをドープされたSiO2 ガラス基板を提供する工程が、該ガラス基板が前記反射リソグラフィーエレメントの動作温度において略ゼロを中心とする熱膨脹係数を有するように前記Tiドーパントの重量%レベルを調整する工程をさらに含むことを特徴とする請求項15記載の方法。
【請求項19】 実効値で0.25nmを超える表面凹凸状態の印刷されてしまう虞れがある表面形状欠陥がなく、実効値で0.20nm未満の中間的空間周波数粗さと実効値で0.10nm未満の高い空間周波数粗さとを備えた表面を有する、エッチングされていない研磨された放射線を操作する形状の表面を備えた、混入異物を含まないTiをドープされた高純度SiO2 ガラスを有してなる遠紫外軟X線反射リソグラフィーエレメント。
【請求項20】 前記ガラスが結晶のないガラスであることを特徴とする請求項19記載のリソグラフィーエレメント。
技術的背景
遠紫外軟X線を用いると、より微小な形状寸法が得られるという利点があるが、その放射線の性質から、この波長の放射線の操作および調節が困難であるため、商業生産でのかかる放射線の使用は遅れている。集積回路の製造に現在用いられている光リソグラフィーシステムは、248nmから193nm,157nmというように、より短波長の光へ向かって進んでいるが、遠紫外軟X線の商業的利用および採用は阻害されてきた。15nm帯のような極めて短い波長の放射線に関するこの遅々とした進歩の理由の一部は、安定かつ高品質のパターン画像を維持しながらこのような放射線の照射に耐え得るミラーエレメントを経済的に製造することができないことに起因する。集積回路の製造に遠紫外軟X線の利点を利用するためには、ガラス基板の表面に反射被膜を直接堆積させることを好ましくは可能ならしめる安定で高品質なガラスリソグラフィーエレメントを必要とする。
遠紫外軟X線を用いると、より微小な形状寸法が得られるという利点があるが、その放射線の性質から、この波長の放射線の操作および調節が困難であるため、商業生産でのかかる放射線の使用は遅れている。集積回路の製造に現在用いられている光リソグラフィーシステムは、248nmから193nm,157nmというように、より短波長の光へ向かって進んでいるが、遠紫外軟X線の商業的利用および採用は阻害されてきた。15nm帯のような極めて短い波長の放射線に関するこの遅々とした進歩の理由の一部は、安定かつ高品質のパターン画像を維持しながらこのような放射線の照射に耐え得るミラーエレメントを経済的に製造することができないことに起因する。集積回路の製造に遠紫外軟X線の利点を利用するためには、ガラス基板の表面に反射被膜を直接堆積させることを好ましくは可能ならしめる安定で高品質なガラスリソグラフィーエレメントを必要とする。
本発明はさらに遠紫外軟X線反射リソグラフィーエレメントの作成方法を含み、この方法は、混入異物を含まず、かつ0.25nm(実効値)未満の表面凹凸状態を有し、中間空間周波数粗さが0.20nm(実効値)未満、高空間周波数粗さが0.10nm(実効値)未満の整形されたエレメント表面を備えたTiをドープされた高純度SiO2 非結晶化ガラス基板を提供し、上記整形されたエレメントガラス表面を、周期多層厚(実効値)が少なくとも0.1%の均質な多層を備えた反射多層被膜で覆って、遠紫外軟X線に対し少なくとも65%の反射率を有する均一な反射被膜を形成する各工程を含む。
本発明はまた、遠紫外軟X線反射リソグラフィーエレメントを含み、このリソグラフィーエレメントは、印刷されてしまう虞れがある表面凹凸が表面にない、エッチングされていない、研磨された、放射線を操作し得る整形された表面を有する混入異物を含まない、TiをドープされたSiO2 ガラスを備えている。
図1の実施の形態に示されているように、投影リソグラフィー法/システム20は、回路パターン化された反射マスク24を含むマスクステージ22を備えている。図1に示されているように、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスリソグラフィーエレメントEは、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスの反射被膜で覆われた欠陥のない表面30を利用して遠紫外軟X線λを反射させる。反射被膜で覆われた、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスの欠陥のない表面は、ガラス表面32上に施された反射多層被膜34を含み、この反射多層被膜34は、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラス表面32に直接被着されかつ接着されていることが好ましい。図2は、図1の投影リソグラフィー法/システム20の光軸整合を示す。図3は、ガラス表面32を覆う反射多層被膜34を含む、反射被膜で覆われた、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスの欠陥のない表面30を有するTiをドープされた高純度SiO2 ガラスリソグラフィーエレメントEを示す。図3の反射リソグラフィーエレメントEは、本発明では上記照射サブシステムに利用されるのが好ましい。図4は、湾曲面に整形されたガラス表面32上に反射多層被膜34を備えたTiをドープされた高純度SiO2 ガラスリソグラフィーエレメントEを示す。図4の反射リソグラフィーエレメントEは、本発明では上記投影サブシステムに利用されるのが好ましい。
100nm未満の形状寸法を有する印刷形態の集積回路を作成するための投影リソグラフィー法は、遠紫外軟X線λを発生させかつ方向づけるための照射サブシステム36を提供する工程を含む。この照射サブシステム36は、遠紫外軟X線源38を備えている。好ましい実施の形態においては、照射サブシステム36が、1.064μmのネオジミウムYAGレーザー40を備え、このレーザーが、脈動ガスジェットXeクラスターからキセノンガスプラズマ42を生成させ、このプラズマは、集光器44によって方向づけられる遠紫外軟X線λを出力する。これに代わり、遠紫外軟X線源38は、シンクロトロン、放電でポンピングされたX線レーザー、電子ビームで励起された放射線源装置、またはフェムト秒レーザーパルスによる高調波発生に基づく放射線源であってもよい。この照射サブシステム36は、遠紫外軟X線源38を方向づけかつ集光器44を形成する複数のTiをドープされた高純度SiO2 リソグラフィーエレメントEを含むことが好ましい。集光器44のリソグラフィーエレメントEは、好ましくは平らな反射面を有し、好ましくは放射線源38から放射される放射線λに対し斜めの反射角を形成するように配置された、リソグラフィエレメントを用いて、漏斗状放射線λパイプを形成する。Tiをドープされた高純度SiO2 リソグラフィーエレメントEは、放射線λを集めるため、楕円幾何学状に利用することができる。
この投影リソグラフィー法は、照射サブシステム36から発せられる遠紫外軟X線λによって照射されるマスクステージ22を提供する工程を含む。このマスクステージ22を提供する工程は、遠紫外軟X線λによって照射されたときに投影されるマスクパターンを形成するためのパターン化された反射マスク24を提供する工程を含む。反射マスク24を提供する工程は、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスの、反射多層被膜で覆われた欠陥のないウエーハ表面30上に被せられパターン化された吸収テンプレート28を備えたTiをドープされた高純度SiO2 ガラスウエーハ26を提供する工程を含む。
好ましい実施の形態においては、遠紫外軟X線λの波長は、約5nmから約15nmまでの範囲内にあり、最も好ましい照射サブシステム36は、約λの波長は、約5nmから約15nmまでの範囲内にあり、最も好ましい照射サブシステム36は、約13.4nmを中心とする遠紫外軟X線を、13.4nmにおいて少なくとも65%の反射率を有するTiをドープされた高純度SiO2 ガラスリソグラフィーエレメントEを用いて、反射マスク24に向ける。約13.4nmを中心とする遠紫外軟X線λに対して、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスの表面32はMoとSiの交互層からなる反射多層被膜34で覆われる。これに代わり、約11.3nmを中心とする遠紫外軟X線λを用いる場合は、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスの表面32がMoとBeの交互層からなる反射多層被膜34で覆われることが好ましい。約11.3nmを中心とする遠紫外軟X線λに対しては、反射性のTiをドープされた高純度SiO2 ガラスリソグラフィーエレメントEが少なくと70%の反射率を有する。多層被膜34は第1元素と第2元素との交互層であることが好ましく、これにより被膜は遠紫外軟X線λに対して高反射性となる。
提供されたリソグラフィーエレメントEのTiをドープされた高純度SiO2 ガラスは、欠陥を含んでおらず、すなわちガラス体にバルクガラス欠陥がなく、ガラス内に空所およびガス入り泡のような混入異物がなく、そして特に、寸法が80nmよりも大きい欠陥がないものである。特に好ましい実施の形態においては、ガラス表面32が、0.25nm(実効値)を超える寸法の凹凸形状を有さずかつ少なくとも0.15nm(実効値)以下の表面粗さを有する平面状表面となるように研磨のような仕上げ加工が施されて、研磨のような仕上げ加工が施された、エッチングされていないガラス表面である。TiをドープされたSiO2 ガラスは、実質的に遠紫外軟X線λに対し不透過性であり、反射被膜で覆われたウエーハ表面30および極めて低い粗さを有する表面32は、本発明において、照射放射線の散乱を阻止し、かつ投影リソグラフィー作業中において極めて安定な高品質画像を提供する。提供されたTiをドープされた高純度SiO2 ガラスは、安定で、均質で、化学的結合に耐性を有し、塩素を含まず、かつアルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる不純物のレベルが10ppb未満であることが好ましい。Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスは、5ないし10重量%のTiO2 を含み、かつ20℃における熱膨脹係数が+30ppbから−30ppbまでの範囲内にあることが好ましく、20℃における熱膨脹係数が+10ppbから−10ppbまでの範囲内にあることがさらに好ましい。TiO2 含有率は6ないし8重量%が好ましく、6.5ないし7.5重量%がより好ましく、7重量%が最も好ましい。リソグラフィーエレメントEのガラス基板の熱膨脹係数の変動は15ppb以下であることが好ましい。リソグラフィーエレメントのガラスは、25℃における熱伝導率Kが1.40w/(m.℃)以下であることが好ましく、1.25から1.38までの範囲内にあることがさらに好ましく、約1.31が最も好ましい。投影リソグラフィーの間、リソグラフィーエレメントEおよびマスク24は遠紫外軟X線λの照射によって加熱されるが、このようにリソグラフィーエレメントEが照射を受けて加熱された場合でも、パターン化された回路の投影画像の変化が阻止され、投影された画像の品質が維持される。本発明の方法において、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスは、遠紫外軟X線λの照射によって動作温度にまで熱せられるが、このガラスは、このような動作温度において熱膨脹係数が略ゼロ中心になるようにTiドーパントのレベルが調整されるのが好ましく、熱膨脹係数が略ゼロであることは、リソグラフィーエレメントの製造温度およびリソグラフィーエレメントが動作せずに休止している温度をも含むことが好ましい。このような熱伝導率および熱膨脹係数を備えたTiをドープされた高純度SiO2 ガラスは、適正な動作と安定性とを提供し、かつこのエレメントが経済的に製造できることに加えて、リソグラフィーエレメントの冷却を必要としない極めて信頼性および経済性の高いリソグラフィー法/システムを提供する。好ましい実施の形態においては、リソグラフィーエレメントは積極的には冷却されておらず、循環冷却液、熱電冷却手段、またはその他の温度上昇防止手段のような冷却システムを備えていない。
提供された、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスの欠陥のない表面32は、表面凹凸測定値(surface figure measurement)が0.25nm(実効値)を超えていない。非結晶性ガラスに適した研磨法は、化学的、機械的研磨である。整形された表面ミラーであるリソグラフィーエレメントに対し、非結晶性ガラス基板に適切な大きさに整形された湾曲面が設けられ、仕上げ加工される。リソグラフィーエレメントEの欠陥のないガラス表面は表面凹凸測定値が0.25nm(実効値)を超えず、かつ0.10nm以下の高い空間周波数粗さ(周波数約1μm−1において)を有することが好ましい。反射多層被膜で覆われたTiをドープされた高純度SiO2 ガラス表面30は、反射多層被膜を照射する放射線λの少なくとも65%、より好ましくは少なくとも70%を反射させることが好ましい。好ましい実施の形態においては、表面32がエッチングされてなく、かつ中間のバリア層またはリリース層は設けられずに、反射多層被膜34が直接ウエーハ表面に接着されるようになっている。
本発明はさらに、投影リソグラフィーシステムの作成方法および投影リソグラフィーパターンの投影方法を含み、この方法は、遠紫外軟X線源38を備えた照射サブシステム36を提供し、かつマスクステージ22を提供する各工程を含み、マスクステージ22は、マスク受容部材52およびこのマスク受容部材52に受容された反射マスク24を備え、反射マスク24は、受ける遠紫外軟X線の少なくとも65%を反射し得る反射多層被膜34で覆われたエッチングされていない表面を備えたTiをドープされた高純度SiO2 ガラスマスクウエーハを含む。この方法はさらに、複数のTiをドープされた高純度SiO2 ガラスリソグラフィーエレメントEを備えた縮小投影サブシステム46を提供し、放射線感応性半導体ウエーハ58を備えたウエーハステージ56を提供し、かつ遠紫外軟X線源38が遠紫外軟X線を反射マスク24に照射し、反射マスク24が遠紫外軟X線を反射させて印刷パターンを形成し、この印刷パターンが投映され、縮小されて放射線感応性印刷媒体58上に合焦されるように、照射サブシステム36、マスクステージ22、投影サブシステム46、およびウエーハステージ56を整合させる各工程を含む。この方法は、混入異物および放射線感応性印刷媒体58に印刷されてしまい得る表面欠陥のない、Tiをドープされた高純度SiO 2 ガラスマスクウエーハ26を備えた反射マスク24を提供することを含む。
この方法のさらなる実施の形態において、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが遠紫外軟X線により高い温度領域まで加熱され、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスが上記高い温度領域に対し10ppb未満で−10ppbよりも大きい熱膨脹係数を有する。この方法は、熱伝導率Kが1.40w/(m.℃)以下、さらに好ましくは1.25から1.38までの範囲、最も好ましくは約1.31の熱絶縁体(熱伝導率が低い)であるTiをドープされた高純度SiO2 ガラスを提供し、かつ該ガラスおよび反射性エレメントEを積極的に冷却することなくそのガラスの温度上昇を許容することが好ましい。
上記交互層は、13.4nmを中心とすることが好ましい、もしくは11.3nmを中心とする最大遠紫外軟X線反射率を提供する。このような交互の反射多層被膜は、各境界で反射されるフォトンの構造的干渉に対し理想的な層の厚さと、多数の境界が被膜の反射率に寄与する最小限の吸収とによって、四分の一波長板に類似した機能を有する。リソグラフィーエレメントの表面32を横切る方向に厚さが約0.1%、表面32の形状を維持するためには好ましくは0.01%より良好な一様性を有すべく調節された多層被膜34に関し、層ごとの厚さの偏差は0.01nm以内であることが好ましい。好ましい実施の形態においては、被膜が厚さ約2.8nmのMo層と、厚さ約4.0nmのSi層との交互層からなる。適切な堆積条件をもってすれば、上記のような交互層で13.4nmにおいて68%以上の反射率が得られる。Mo層とSi層とからなる交互層は、通常の大気にさらされたときのMoの酸化を防止するために、Si層からなることが好ましいキャップ層でカバーされていることが好ましい。
遠紫外軟X線反射リソグラフィーエレメントを作成する本発明の方法は、100nm未満の形状寸法を有する印刷態様の集積回路の大量生産のための、遠紫外軟X線投影リソグラフィを利用することができる大量のガラス基板の効率的な製造に関して経済的な手段を提供するものである。さらに、Tiをドープされた高純度SiO2 ガラスを作成する本発明の方法は、仕上げられたガラス表面32を検査しかつ品質認定を行なって、その表面が適正な形状と仕上げ状態と欠陥のないことを保証し、さらにガラスの熱膨脹係数を検査しかつ品質認定を行なうという効果的な工程を含む。
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