JP2011527436A

JP2011527436A - スパッタ耐性材料を含む極紫外線放射反射要素

Info

Publication number: JP2011527436A
Application number: JP2011517284A
Authority: JP
Inventors: クリストフメッツマケル
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2011-10-27
Also published as: CN102138185B; EP2297746A1; US20110096428A1; US8693090B2; WO2010004482A1; CN102138185A

Abstract

本発明は、改善された極紫外線放射反射要素であって、ａ）高反射材料から本質的に作製される第１層と、ｂ）5nm以下の厚さを有し、且つ、10⁸ショット毎に10nm以下のスパッタ抵抗を有する材料から本質的に作製される、第２層と、を含み、前記第２層が入射及び／又は反射された極紫外線光の経路において設けられる、極紫外線放射反射要素に関する。

Description

本発明は、極紫外線放射生成装置、特にスズに基づくプラズマ(tin-based plasma)の励起を使用する極紫外線放射生成装置に関する。

本発明は、極紫外線放射生成装置の極紫外線放射反射要素に関する。これらの装置は、半導体業界の来たる「次世代」リソグラフィ手段に関して大いなる役割を果たすと信じられている。

例えば、13.5nmなどのソフトＸ線ともしばしば参照される、約20nm以下の波長などにおける極紫外線（「ＥＵＶ」）光に関して、反射光学要素は、ソース材料から生成されるプラズマから生成されるＥＵＶ光を集光及び焦点合せするなどのために必要とされ得る。含まれる波長において、入射のグレージング角又はいわゆる入射の通常（法線（normal））角は、プラズマから発される光の集光及び焦点合せに関して必要になり得る。ＥＵＶ放射は、対の電極間における電気的放電によって生成される電気放電生成プラズマ（「ＤＰＰ」）、又は、プラズマを生成するためにターゲット材料を照射する焦点レーザビームによって生成されるレーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）、によって生成され得る。

ＥＵＶ光の放射を達成するためにプラズマを生成する過程において、プラズマのいくつかの厳しい条件は、例えばコレクタ要素などを含む光学コンポーネントに対して潜在的に非常に損傷的である、例えば熱、高エネルギイオン及び例えばソースに関連する材料の原子又は粒子などのプラズマ形成からの散乱デブリなどの、ＥＵＶ光源における環境へ望ましくない材料の流動を生じさせる。熱、高エネルギイオン及び／又はソース材料は、光学要素を加熱する、光学要素を貫通する（注入）、及び例えば、構造全体性及び／又は物理的特性（例えば、短波長における光を反射させるための反射作用の機械的及び光学的特性）を損傷させる、光学要素を腐食させる、材料を拡散させる、及び／又は反射器のコンポーネントの不利な混合を許すなど、を含む多数の方法で、光学要素に対して損傷を与えるものであり得る。

加えて、ＥＵＶチャンバに関するデブリ管理は、反射器が作用させる必要がある環境の厳しさを増加させることになり得る。

本発明の目的は、大抵の応用例に関して良好な反射性及び改善された寿命を提供することが可能である極紫外線放射反射要素を提供することである。

この目的は、本発明の請求項１に記載の極紫外線放射反射要素によって解決される。これによると、極紫外線放射反射要素であって、
ａ）高反射材料から本質的に作製される第１層と、
ｂ）5nm以下の厚さを有し、且つ、10⁸ショット毎に10nm以下のスパッタ抵抗率を有する材料から本質的に作製される、第２層と、
を含み、
前記第２層は、入射極紫外線光の経路において設けられる、
極紫外線放射反射要素が提供される。

「極紫外線放射反射要素」という用語は、本発明の意味において、本質的に、極紫外線波長領域に関する反射器及び／又は鏡などの光学要素を意味する、及び／又は含む、及び／又はこれらの一部であり得る。
「高反射材料」という用語は、本発明の意味において、材料が、350%、より好ましくは360%、更により好ましくは370%、更により好ましくは380%、最も好ましくは385%である、極紫外線波長領域における低角度（特に10°）反射率を有することを特に意味する及び／又は含む。

「本質的に」という用語は、特に、75%(wt-%)、好ましくは85%(wt-%)、及び最も好ましくは95%(wt-%)を意味する。

このような極紫外線放射反射要素の使用は、本発明の範囲内の広範囲の応用例に関して、以下の有利な点：
−第２層により、反射要素の寿命は、反射が低減することなく又は少しの低減のみで、大いに増加される、
−第２層により、極紫外線放射反射要素は、酸化にあまり影響を受けなくあり得、したがって、高反射率を維持される、
−第２層により、第２層自体の繰り返しの沈着によって修復が容易に達せ逸される、
−第２層により、極紫外線放射反射要素の清掃は、より容易になり得、及び、第１層に対してあまり有害でなくなり得る、
の少なくとも１つを有することを示している。

本発明の実施例に従うと、第２層は、2nm、好ましくは1nm、以下の厚さを有する。

本発明の実施例に従うと、第２層は、10⁸ショット毎に8nm以下の、より好ましくは10⁸ショット毎に5nm以下のスパッタ抵抗を有する材料から本質的に作製される。

本発明の実施例に従うと、前記第１層は、チタン、バナジウム、クロム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、プラチナ、金、タリウム、鉛、ダイヤモンド状炭素、又は、これらの混合物及び／若しくは合金、の群から選択される材料から本質的に作製される。

本発明の実施例に従うと、前記第２層は、高共有結合金属酸化物、窒化物、ホウ化物、リン化物、炭化物、硫化物、ケイ化物、及び／又は、これらの混合物、を含む群から選択される材料から本質的に作製される。

本発明の意味において、「高共有結合」という用語は、好ましくは要素成分間の結合の極性又はイオン特性が小さいように、要素成分が2の電気陰性度の差の値(Allred & Rochow)を有する固体材料を特に意味する及び／又は含む。

これらの材料は、本発明に従う第２層に関して期待できる候補であることが驚くべき程に示されている。

本発明の実施例に従うと、前記第２層は、モリブデン、タングステン、ベリリウム、アルミニウム、エルビウム、及び／又はこれらの混合物の酸化物、窒化物、ホウ化物、リン化物、炭化物、硫化物、及び、ケイ酸化物の群から選択される材料から本質的に作製される。

これらの材料は、実際に能力を証明されている。

本発明に実施例に従うと、前記第２層は、タングステン、グラファイト、グラフェン、炭素複合材料、及び／又は、これらの混合物、の群から選択される材料から本質的に作製される。

「炭素複合材料」という用語は、特に、炭素繊維強化カーボン（Ｃｆ／Ｃ）などの炭素材料、及び炭素の一部がSiCf/SiC及びCf/SiCなど（しかしこれらには制限されないが）と置換されている材料を含む及び／又は意味する。

本発明の実施例に従うと、前記第２層は合金から本質的に作製され、前記合金の少なくとも一つの成分は、モリブデン、タングステン、チタン、レニウム及びケイ素を含む群から選択される。

これらの材料は、実際に能力を証明されている。

より一般的な手法において、本発明は、更に、リソグラフィック投影装置であって、
−放射の投影ビームを供給する照明システムと、
−マスクを保持する第１オブジェクト保持器を備えられる第１オブジェクトテーブルと、
−基板を保持する第２オブジェクト保持器を備えられる第２オブジェクトテーブルと、
−前記基板のターゲット部分へ前記マスクの照射部分を結像させる投影システムと、
−本発明に従う少なくとも１つの極紫外線放射反射要素を含む少なくとも１つの反射器と、
を含むリソグラフィック投影装置。
に関する。

本発明に従う極紫外線放射反射要素は、広範囲の種類のシステム及び／又は応用例、とりわけ、以下の応用例：
−半導体リソグラフィ、
−計測、
−顕微鏡
−核分裂、
−融合、
−半田付け、
のうちの１つ又は複数において使用され得る。

上述のコンポーネント、並びに請求項のコンポーネント及び説明される実施例における本発明に従い使用されるべきコンポーネントは、サイズ、形状、合成物選択及び技術的概念に関するいかなる特別な例外をも条件とされず、これにより、関連分野において知られる選択規準が制限無しに適用され得るようにされる。

本発明の追加的な詳細、構成、特徴及び有利な点は、本発明の反射要素のいくつかの実施例及び例を例示的に示す、従属項及び対応する例の以下の説明において開示される。

例Ｉ：
単に例証的な例として、Ruの第１層（厚さ100nm）及びMoの第２層（厚さ5nm）を有するスライドが本発明の例Ｉとして使用された。

比較用例Ｉとして、100nmのRuのみを有するスライドが使用された。

本発明の例Ｉの10°の入射の角度での反射率は、比較用例Ｉの反射率の97%であった、すなわち、反射率にほとんど何の変化も存在しない。

第２に、本発明の例及び比較用の例のスパッタ抵抗率は、極紫外線光（10⁸ショット）に露出することによって測定された。

本発明の例のスパッタ抵抗率は、約2nmであり（すなわち、第２層厚さはなお約3nmであった）、一方で、比較用の例の摩滅は、約20nmであった。このことは、明らかに改善されたスパッタ抵抗率を実証している。

上述の実施例における要素及び構成の特定の組合せは、単に例示的であって、本文書及び参照として組み込まれる特許／出願書類における他の教示とこれらの教示との交換及び置換も、明示的に検討される。当業者が認識し得るように、本文書に記載の変形態様、修正態様及び他の実施態様は、請求項に記載される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者にとって想到し得る。したがって、以下の説明は、例示のみであり、制限するようには意図されない。本発明の範囲は、以下の請求項及びその等価物に規定される。更に、詳細な説明及び請求項に使用される参照符号は、請求項に記載の本発明の範囲を制限しない。

材料及び方法
スパッタ抵抗率は以下のように測定された。

試験サンプルは、ソース部における5kW入力電力、専用デブリ軽減システム、10⁸パルス、及び、約150〜300mmから可変させるソース部からのサンプル距離、を用いて極紫外線放射に晒された。

その後、層厚さの変化は、Ｘ線蛍光（ＸＲＦ）によって測定された。

使用された器具は、Crアノードを最大60kV及び100mAで動作させる、オランダ・アルメロのPanalytical社から商業的に入手可能なAXIOS2.4kWシーケンシャルXRF分光計である。上述のサンプルは、サンプル保持器へ組み立てられる。サンプル及び保持器は、数Paへまで排気され、スピン回転へセットされ、そして、例えばMo及びRuなどの適切なＸ線ラインは、数分以内に室温で測定される。

強度の測定の後に、薄い層の適用例において、定量化は、物理的モデルを使用して基本パラメータに基づき実施され得る。このモデルは、測定強度と比較されて、Ｘ線相互作用の物理的工程の記述及びシミュレーション及び考慮されている材料の専用層モデルの両方から生じる、理論的強度の反復計算に基づく。当該モデルは、少なくとも１つの既知のサンプルと較正され、ＲＢＳなどの他の技法と相互較正され、高品質の測定を保証するために定期的に監視及び制御される。ソフトウェアによって伝達される定量的結果は、組成、質量密度、又は厚さ値で表現され得る。

本発明に従う約5nm以下の厚さを有する薄い膜の場合において、スパッタ抵抗率の精度は、0.05nm（検出の下部制限）より良好であることが実証されており、正確度±0.005nmである。

Claims

極紫外線放射反射要素であって、
ａ）高反射材料から本質的に作製される第１層と、
ｂ）5nm以下の厚さを有し、且つ、10⁸ショット毎に10nm以下のスパッタ抵抗率を有する材料から本質的に作製される、第２層と、
を含み、
前記第２層は、入射及び／又は反射された極紫外線光の経路において設けられる、
極紫外線放射反射要素。
請求項１に記載の極紫外線放射反射要素であって、前記第１層は、チタン、バナジウム、クロム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、プラチナ、金、タリウム、鉛、ダイヤモンド状炭素、又は、これらの混合物及び／若しくは合金、の群から選択される材料から本質的に作製される、極紫外線放射反射要素。
請求項１又は２に記載の極紫外線放射反射要素であって、前記第２層は、高共有結合金属酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化、又は、これらの混合物、を含む群から選択される材料から本質的に作製される、極紫外線放射反射要素。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の極紫外線放射反射要素であって、前記第２層は、モリブデン、タングステン、ベリリウム、アルミニウム、エルビウム、及び／又はこれらの混合物の酸化物、窒化物、ホウ化物、リン化物、炭化物、硫化物、及び、ケイ酸化物の群から選択される材料から本質的に作製される、極紫外線放射反射要素。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の極紫外線放射反射要素であって、前記第２層は、タングステン、グラファイト、グラフェン、炭素複合材料、及び／又は、炭素繊維材料、並びに／又は、これらの混合物、の群から選択される材料から本質的に作製される、極紫外線放射反射要素。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の極紫外線放射反射要素であって、前記第２層は合金から本質的に作製され、前記合金の少なくとも一つの成分は、モリブデン、タングステン、チタン、レニウム及びケイ素の群から選択される、極紫外線放射反射要素。
リソグラフィック投影装置であって、
放射の投影ビームを供給する照明システムと、
マスクを保持する第１オブジェクト保持器を備えられる第１オブジェクトテーブルと、
基板を保持する第２オブジェクト保持器を備えられる第２オブジェクトテーブルと、
前記基板のターゲット部分へ前記マスクの照射部分を結像させる投影システムと、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の少なくとも１つの極紫外線放射反射要素を含む少なくとも１つの反射器と、
を含むリソグラフィック投影装置。
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の極紫外線放射反射要素、及び／又は、請求項７に記載のリソグラフィック投影装置を含むシステムであって、以下の応用例：
−半導体リソグラフィ、
−計測、
−顕微鏡
−核分裂、
−融合、
−半田付け、
のうちの１つ又は複数において使用される、システム。