JP2015533253A - 苛酷環境光学要素保護 - Google Patents
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Abstract
ＥＵＶ光源の真空チャンバの内側の環境のような苛酷環境において光学要素及び特に反射光学要素をそれらの光学特性の劣化から保護するための光学要素保護システム。システムは、様々な層における材料の組合せの使用を含み、光学特性を損なうことなく光学要素の寿命を延ばすように材料が選択され、層が構成及び配置される。【選択図】 図１
Description
本発明の開示は、苛酷環境で作動するように設計された光学要素に関する。この目的を達成するために、光学要素には、そうでなければ苛酷環境への保護されない露出によって引き起こされるであろう損傷から光学要素を遮断するために１つ又はそれよりも多くの保護層が設けられる。このような構成は、苛酷環境が、原材料の放出又はレーザ融除を通して生成されたプラズマから極紫外（ＥＵＶ）放射線を発生させるための装置の真空チャンバにある場合に有利に配備される。この用途では、光学要素は、例えば、放射線を真空チャンバの外側での利用ために、例えば、半導体フォトリソグラフィのために集光して誘導するのに使用される。
極紫外線、例えば、約５０ｎｍ又はそれ未満の波長を有し（時には軟Ｘ線とも呼ばれる）、かつ約１３．５ｎｍの波長の光を含む電磁放射線は、極めて小さい特徴部をシリコンウェーハのような基板に生成するためにフォトリソグラフィ処理に使用することができる。
ＥＵＶ光を発生させる方法は、ターゲット材料を液体状態からプラズマ状態に変換する段階を含む。ターゲット材料は、１つ又はそれよりも多くの輝線がＥＵＶ範囲にある少なくとも１つの元素、例えば、キセノン、リチウム、又は錫を含むことが好ましい。レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれることが多い１つのそのような方法では、必要とされるプラズマは、レーザビームを使用して必要とされる線放出元素を有するターゲット材料を照射することによって生成することができる。
１つのＬＰＰ技術は、ターゲット材料液滴の流れを発生させる段階及び液滴の少なくとも一部をレーザ光パルスで照射する段階を伴っている。より理論的には、ＬＰＰ光源は、キセノン（Ｘｅ）、錫（Ｓｎ）、又はリチウム（Ｌｉ）のような数十ｅＶの電子温度を有する高電離プラズマを生成する少なくとも１つのＥＵＶ放射元素を有するターゲット材料内にレーザエネルギを注入することによってＥＵＶ放射線を発生させる。
これらのイオンの脱励起及び再結合中に発生されたエネルギ放射線は、プラズマから全方向に放出される。１つの一般的な構成では、近垂直入射ミラー（「コレクターミラー」又は単に「コレクター」と呼ばれることが多い）は、光を集光して中間位置に向ける（一部の構成ではフォーカスする）ように位置決めされる。集められた光は、次に、中間位置から１組のスキャナ光学系にかつ最終的にウェーハまで中継することができる。
スペクトルのＥＵＶ部分では、コレクターに対して反射光学系を使用することが必要であると一般的に見なされている。関わっている波長では、コレクターは、多層ミラー（「ＭＬＭ」）として有利に実施される。その名称が示唆するように、このＭＬＭは、基礎又は基板の上の材料の交替層で一般的に構成される。
光学要素は、ＥＵＶ光を集光して向け直すためにプラズマと共に真空チャンバ内に置かれるべきである。チャンバ内の環境は、例えば、その反射性を劣化させることによって有効寿命を制限するので光学要素に有害である。それは、高温環境である。環境内の光学要素は、原材料の高エネルギイオン又は粒子に露出される場合がある。原材料のこれらの粒子は、物理的損傷を引き起こし兼ねないだけでなく、ＭＬＭ面の局所加熱を引き起こし兼ねない。原材料は、ＭＬＭの少なくとも１つの層を構成する材料、例えば、モリブデン及びシリコンと特に反応する場合があり、従って、特に高温での反応性の潜在的な影響を低減するか又は材料を分離させておく対策を講じる必要がある場合がある。温度安定性、イオン注入、及び拡散の問題は、反応性の少ない原材料、例えば、錫、インジウム、又はキセノンに関してさえも対処する必要がある場合がある。
すなわち、コレクターは、光学特性の認められるほどの劣化も示すことなく、延長された期間にわたって苛酷な条件に耐えることができなければならない光学要素の使用の例である。これらの苛酷な条件にもかかわらず、光学要素寿命を延ばすために使用することができる技術が存在する。例えば、保護層又は中間拡散障壁層は、ＭＬＭ層を環境から隔離するのに使用することができる。コレクターは、デブリをその面から蒸発させるために、例えば、５００℃を超える高温まで加熱される場合がある。エッチング液、例えば、ハロゲンエッチング液は、デブリをコレクター面からエッチングして遮蔽プラズマを反射器面の近くに生成するために使用することができる。
これらの技術にもかかわらず、コレクター寿命を延ばす必要性が存在することには変わりがない。この点を念頭に置いて、本出願人は、光学要素の有効寿命を延ばすように設計された苛酷環境内で作動する光学要素を保護するための構成を開示する。
以下は、実施形態の基本的な理解が得られるように１つ又はそれよりも多くの実施形態の簡略化された概要を提示する。この概要は、全ての考えられた実施形態の詳細にわたる概説ではなく、全ての実施形態の重要な又は極めて重要な要素を識別することも、いずれか又は全ての実施形態の範囲を正確に概説することも意図していない。唯一の目的は、１つ又はそれよりも多くの実施形態の一部の概念を後に提示するより詳細な説明の序説として簡略した形態で提示することである。
一態様により、本発明は、極紫外放射線を反射するための光学要素を含み、光学要素は、少なくとも２つの誘電材料の交替層のスタックと、このスタックの最外層上に配置された保護層とを含み、保護層は、窒化ジルコニウムＺｒＮを含む。保護層はまた、すなわち、それに代えて酸化イットリウムＹ2Ｏ3を含むことができる。保護層はまた、ＳｉＯ2の自然発生するコーティングを有するＳｉの層の有無に関わらず酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3を含むことができる。保護層はまた、二酸化シリコンＳｉＯ2の層の有無に関わらずＭｏＳｉ2を含むことができる。保護層はまた、ＳｉＮの層とＭｏの層とを含むことができる。
保護層はまた、Ｍｏの層と、ＳｉＯ2の外側コーティングを有する第２のＳｉＮの層とを含むことができる。
光学要素はまた、基板と、少なくとも２つの誘電材料の交替層の反復ユニットの基板上に位置付けられたスタックとを含むことができ、反復ユニットの少なくとも部分集合は、Ｓｉ3Ｎ4を含む内部保護層を含む。内部保護層はまた、ＭｏＳｉ2を含むことができる。この部分集合は、基板よりも上述のスタックの外面に近い反復ユニットを含むことができる。光学要素はまた、ＺｒＮを含む外側保護層を含むことができる。保護層はまた、Ｙ2Ｏ3を含むことができる。
別の態様において、本発明は、材料のターゲットを液体状態で生成するようになった供給源と、ＥＵＶ光を照射領域に生成するために材料の状態を液体状態からプラズマ状態に変えるためにターゲットを照射するようになったレーザと、ＥＵＶ光を照射領域から加工物に伝えるようになった光学システムとを有する装置を含み、光学システムは、極紫外放射線を反射するための光学要素を含み、光学要素は、少なくとも２つの誘電材料の交替層と、この光学要素交替材料の最外層上に配置された保護層とを含み、保護コーティングは、ＺｒＮを含む。保護層はまた、Ｙ2Ｏ3を含むことができる。
更に別の態様において、本発明は、材料のターゲットを液体状態で生成するようになった供給源と、ＥＵＶ光を照射領域に生成するために材料の状態を液体状態からプラズマ状態に変えるためにターゲットを照射するようになったレーザと、ＥＵＶ光を照射領域から加工物に伝えるようになった光学システムとを含む装置を使用して製造される製品を含み、光学システムは、極紫外放射線を反射するための光学要素を含み、光学要素は、少なくとも２つの誘電材料の交替層と、この光学要素交替材料の最外層上に配置された保護層とを含み、保護コーティングは、ＺｒＮを含む。保護層はまた、Ｙ2Ｏ3を含むことができる。
様々な実施形態をここで図面を参照して説明するが、同様の数字は、全体を通して同様の要素を指すために使用する。以下の説明では、説明上、１つ又はそれよりも多くの実施形態の完全な理解を容易にするために多くの特定の詳細に関して説明する。しかし、以下に説明するいずれの実施形態も、以下に説明する特定の設計上の詳細を使用せずに実施することができることは一部又は全部の例において明らかであろう。他の例では、公知の構造及びデバイスは、１つ又はそれよりも多くの実施形態の説明を容易にするためにブロック図の形態に示している。
最初に図１を参照すると、例示的なＥＵＶ光源、例えば、本発明の実施形態の一態様によるレーザ生成プラズマＥＵＶ光源２０の概略図が示されている。図示のように、ＥＵＶ光源２０は、パルス又は連続レーザ源２２を含むことができ、光源は、例えば、１０．６μｍでの放射線を発生させるパルスガス放電ＣＯ2レーザ源とすることができる。パルスガス放電ＣＯ2レーザ源は、高電力及び高パルス繰返し数で作動するＤＣ又はＲＦ励起を有することができる。
ＥＵＶ光源２０は、ターゲット材料を液滴又は連続的な液体流れの形態で送出するターゲット送出システム２４も含む。ターゲット材料は、錫又は錫化合物で構成することができるが、他の材料も使用することができる。ターゲット送出システム２４は、ターゲット材料をチャンバ２６の内部へ照射領域２８まで導入し、照射領域２８では、ターゲット材料は、プラズマを生成するために照射することができる。一部の場合には、ターゲット材料を照射領域２８に対して近づけるか又は遠ざけることを可能にするために電荷がターゲット材料に掛けられる。本明細書で使用する時に、照射領域は、ターゲット材料照射を行うことができる領域であり、かつ照射が実際に行われていない時でさえも照射領域であることに注意しなければならない。
引き続き図１に関して、光源２０は、コレクター３０のような１つ又はそれよりも多くの光学要素を含むこともできる。コレクター３０は、例えば、ＭＬＭとして実施される垂直入射反射器、すなわち、熱誘起層間拡散を実質的に阻止するために追加の薄い障壁層が各インタフェースで堆積されたＭｏ／Ｓｉ多層で被覆したＳｉＣ基板とすることができる。コレクター３０は、レーザ光が照射領域２８を通過し、かつ照射領域２８に到達することを可能にする開口を伴った扁長楕円体の形態とすることができる。コレクター３０は、例えば、第１のフォーカスを照射領域２８内に、第２のフォーカスをいわゆる中間点４０（中間フォーカス４０とも呼ばれる）に有する楕円体形状とすることができ、ＥＵＶ光は、例えば、シリコンウェーハ加工物５２を公知の方法で処理するために、ＥＵＶ光源２０から出力し、例えば、この光を使用する集積回路リソグラフィツール５０に入力することができる。その後に、シリコンウェーハ加工物５２は、集積回路デバイスを取得するために公知の方法で更に処理される。
上述したように、コレクター３０のような光学要素の設計における技術的課題の１つは、寿命を延ばすことである。コレクターの寿命を延そうと試行されてきた方法は、ＳｉＮで製造された保護層の使用である。これは、有用であると判明するほど十分にはコレクターの寿命を延ばすとは明らかにされていない。
コレクター寿命に対する１つの限界は、水素侵食下の気泡形成及び層間剥離によって引き起こされる多層ミラーのコーティングの劣化である。従って、保護層の１つの目的は、スタックが局所的に過熱して気泡を形成しないように、入射光原材料（例えば、錫）粒子から局所的に伝達される熱を放散することである。保護層は、熱波が、下にある多層コーティングの最上層まで通過した時に、原材料粒子衝撃によって面で受ける熱負荷を十分に低い値に低減するのに十分なほど肉厚でなければならない。従って、保護層の厚みは、好ましくは約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲、より好ましくは、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲であるべきであり、この範囲の下端は、面で受ける熱負荷を低減するのに十分に肉厚であるという目標によって決定され、上端は、１３．５ｎｍの放射線に対して高い透過性を有したままであるという目標によって決定される。
保護層材料及び構造は、励起されたイオン、原子、分子レベルの水素及び原材料、例えば、錫に適合するように選択される。それらは、劣化なしに非常に良好に熱を放散し、非常に良好に１３．５ｎｍのＥＵＶ光を透過しなければならず、かつ提示する構成において容認しがたいほど酸化されない。保護層を用いて、原材料粒子衝撃の後の強力な局所的な加熱は、下にあるスタックが高温熱波から少なくとも部分的に保護され、従って、気泡を形成しないように、保護層内で十分に放散される。
これらの目標を念頭に置くと、ＺｒＮを保護層の材料として使用することができる。この実施形態に関して、この構成は、以下の構造を有することができる：
真空、
ＺｒＮ（保護層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
真空、
ＺｒＮ（保護層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
この構成を図２に示すが、図２は、コレクター３０を構成するＭＬＭを通る原寸に比例しない断面図である。コレクター３０は、チャンバ２６内の真空１００に露出される。ここでは真空というが、当業者は、ここでの真空１００は、苛酷環境であり、すなわち、真空は、すべてが高温の反応物質、すなわち、原材料のイオン、遊離基、及び粒子を含むことができることを理解するであろう。
コレクター３０の本体は、基板１２０上に配置されて公知の方法で製造及び構成された誘電材料、好ましくはＳｉ及びＭｏの交替層の反復するスタック１１０で構成されたＥＵＶ反射多層コーティングである。例えば、スタック１１０は、熱伝達及び水素拡散に対する保護のために６０層のＳｉ／Ｍｏスタック、すなわち、例えば、Ｓｉ3Ｎ4の拡散障壁層がＭｏ層とＳｉ層の間に存在する薄い拡散から構成される。このために及び全ての実施形態に関して、基板１２０とスタック１１０の間に、平滑化層又はインタフェース層（図示せず）もある場合がある。
真空１００とスタック１１０の間に挿入されるのは、真空１００に露出されて真空１００とスタック１１０の間にある保護層１３０である。上述のように、保護層１３０は、水素イオン及び遊離基がＭＬＭ構造に拡散するのを阻止するのに十分に肉厚でなければならない。同時に、保護層１３０は、ＥＵＶ放射線を十分に透過するのに十分なほど薄くなければならない。典型的には、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲の保護層１３０の全厚は、これらの基準の両方を満たす。
図２の実施形態における保護層１３０の好ましい材料は、ＺｒＮである。ＺｒＮは、供給源環境においてＳｉＮよりも遥かに安定していることが見出されている。ＺｒＮで製造された保護層１００は、約１０ｎｍ〜約３０ｎｍの範囲、より好ましくは約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲の厚みを有することが好ましい。これらの寸法は、例示的にすぎず、本発明の範囲に対する制限事項ではない。
図２の実施形態における保護層１３０の別の好ましい材料は、Ｙ2Ｏ3である。イットリア酸化物も、酸化物が供給源環境において安定であることを可能にする特性を有する。この実施形態に関して、この構成は、以下の構造を有することができる：
真空、
Ｙ2Ｏ3（保護層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
真空、
Ｙ2Ｏ3（保護層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
Ｙ2Ｏ3で製造された保護層１００は、約１０ｎｍ〜約３０ｎｍの範囲、より好ましくは約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲の厚みを有することが好ましい。これらの寸法は、例示的にすぎず、かつ本発明の範囲に対する制限事項ではない。
Ａｌ2Ｏ3も保護層の材料として使用することができる。この実施形態に関して、この構成は、以下の構造を有することができる：
真空、
Ａｌ2Ｏ3（保護層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
真空、
Ａｌ2Ｏ3（保護層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
Ａｌ2Ｏ3で製造された保護層１００は、約１０ｎｍ〜約３０ｎｍの範囲、より好ましくは約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲の厚みを有することが好ましい。これらの寸法は、例示的にすぎず、かつ本発明の範囲に対する制限事項ではない。
このような保護層は、これに加えて、酸化を通して自然に発達することができるＳｉＯ2コーティングを有するＳｉ副層を含むことができる。これは、以下の構造をもたらすと考えられる：
真空、
ＳｉＯ2（コーティング）、
Ｓｉ（副層）、
Ａｌ2Ｏ3（副層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
真空、
ＳｉＯ2（コーティング）、
Ｓｉ（副層）、
Ａｌ2Ｏ3（副層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
Ｓｉ副層は、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲の厚みを有することが好ましい。Ｓｉ副層によって、約１ｎｍ〜約２ｎｍの範囲の厚みを有する天然の酸化物コーティングができることになる。これらの寸法は、例示的にすぎず、かつ本発明の範囲に対する制限事項ではない。
材料に関してかつ上述のように、Ｍｏは、水素脆化に対する公知の抵抗を有する。この特性によって、Ｍｏは、供給源環境におけるＭｏが酸化の影響を受けやすく、すなわち、酸化モリブデンを形成することになるので不安定であることを除き、適切な保護層材料になる。それによって酸化モリブデンは、Ｍｏよりも遥かに高いＥＵＶ吸収作用を有するという問題が生じ、従って、酸化モリブデンは、反射されるはずである生成された放射線の許容不能量を吸収することになる。それによって保護層の材料としてのＭｏの有用性が制限される。しかし、Ｍｏの副層及び別の材料の副層で構成された複合保護層の使用は、水素脆化に対するＭｏの抵抗を利用すると同時にＭｏ酸化の悪影響を最小にすることができる。
従って、この実施形態において、ＳｉＮ保護層は、Ｍｏの追加の薄層で上塗りされる。これは、以下の構造をもたらす：
真空、
Ｍｏ（副層）、
ＳｉＮ（副層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
真空、
Ｍｏ（副層）、
ＳｉＮ（副層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
この構成を図３に示すが、図３は、コレクター３０を構成するＭＬＭを通る原寸に比例しない断面図である。真空１００とスタック１１０の間に挿入されるのは、真空１００に露出されたＭｏ副層１５０、及びＭｏ副層１５０とスタック１１０の間のＳｉＮ副層１６０で構成された複合保護層１４０である。この構成では、Ｍｏ副層１２０は、ＳｉＮ副層１３０を劣化から保護することになり、一方、ＳｉＮ副層１３０は、スタック１１０を水素侵食及び気泡形成から保護する。
上述のように、典型的には、保護層１３０の全厚は、水素イオン及び遊離基がＭＬＭ構造に拡散するのを阻止するために約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲にあり、同時に、ＥＵＶ放射線を透過することには変わりはない。Ｍｏ副層１５０は、Ｍｏの酸化による反射率損失を満足させるほど十分に小さい厚みを有することが好ましい。好ましい実施形態において、Ｍｏ副層１５０は、約３ｎｍ〜約１０ｎｍの範囲、更に好ましくは約３ｎｍの厚みを有する。Ｓｉ副層１６０は、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲の厚みを有することが好ましい。これらの寸法は、例示的にすぎず、かつ本発明の範囲に対する制限事項ではない。
本発明の別の態様によって、ＭＬＭには、Ｍｏ層上のＳｉ薄層を含む複合保護層が設けられる。薄いＳｉ層によって、Ｍｏ層を酸化から保護する自然酸化物ができる。従って、本発明のこの実施形態により、この得られる構成は、以下の構造を有することができる：
真空、
ＳｉＯ2（コーティング）、
Ｓｉ（副層）、
Ｍｏ（副層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
真空、
ＳｉＯ2（コーティング）、
Ｓｉ（副層）、
Ｍｏ（副層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
この構成を図４に示すが、図４は、コレクター３０を構成するＭＬＭを通る原寸に比例しない断面図である。図３のように、コレクター３０の本体は、基板１２０上に配置されて公知の方法で製造及び構成された誘電材料、好ましくはＳｉ及びＭｏの交替層の反復するスタック１１０である。真空１００とスタック１１０の間に挿入されるのは、複合保護層１４０である。図４の構成では、複合保護層１４０は、真空１００に露出されたＳｉ副層１７０、及びＳｉ副層１７０とスタック１１０の間のＭｏ副層１８０から構成される。Ｓｉ副層１７０によって、Ｍｏ層を酸化から保護するＳｉＯ2コーティング１９０が発達する。
上述のように、典型的には、保護層１３０の全厚は、水素イオン及び遊離基がＭＬＭ構造に拡散するのを阻止するために約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲にあり、同時に、ＥＵＶ放射線を透過することには変わりはない。Ｓｉ副層１７０は、約２ｎｍ〜約４ｎｍの厚みを有することが好ましい。Ｍｏ副層１８０は、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲の厚みを有することが好ましい。ＳｉＯ2コーティング１９０は、約１ｎｍ〜約２ｎｍの範囲の厚みを有することになる。これらの寸法は、例示的にすぎず、かつ本発明の範囲に対する制限事項ではない。
保護層１３０はまた、Ｍｏを含む化合物で構成することができる。保護層１３０の材料の１つの候補は、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ2）である。ＭｏＳｉ2は、高温で顕著な安定性を有する高融点（２０３０℃）の硬質の酸化に耐える材料である（Ｍｏ及びＳｉが、位相図に従って平衡状態にあるので）。ＭｏＳｉ2はまた、化学的侵食に関して及び一部の場合に水素拡散に対しても良好な障壁である。ＭｏＳｉ2は、高い熱伝導率を有する。１３．５ｎｍＥＵＶ放射線に対するＭｏＳｉ2透過性は、非常に高い。例えば、ＭｏＳｉ2／Ｓｉスタックに基づく高温多層コーティングは、優れた高温及び長期安定性特性を示している。
ＭｏＳｉ2層は、ほとんど非晶質の層成長を伴って高度に分散的に堆積させることができる。これは、肉厚Ｍｏ層の微結晶成長と比較すると有意な利点である。
従って、本発明のこの実施形態により、この得られる構成は、以下の構造を有することができる：
ＭｏＳｉ2（保護層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
ＭｏＳｉ2（保護層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
ＭｏＳｉ2保護層は、約２０ｎｍ〜約３０ｎｍの範囲の厚みを有することが好ましい。これらの寸法は、例示的にすぎず、かつ本発明の範囲に対する制限事項ではない。
ＭｏＳｉ2保護層にも、ＳｉＯ2保護コーティングを設けることができると考えられる。従って、本発明のこの実施形態により、この得られる構成は、以下の構造を有することができる：
ＳｉＯ2（コーティング）、
ＭｏＳｉ2（保護層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
ＳｉＯ2（コーティング）、
ＭｏＳｉ2（保護層）、
Ｓｉ／Ｍｏ（スタック）、
基板。
ＳｉＯ2保護層は、約１ｎｍ〜約３ｎｍの範囲の厚みを有することが好ましい。ＭｏＳｉ2保護層は、約２０ｎｍ〜約３０ｎｍの範囲の厚みを有することが好ましい。これらの寸法は、例示的にすぎず、かつ本発明の範囲に対する制限事項ではない。
類似のコーティングは、ＭｏＳｉ2の代わりにＭｏ2Ｃ、ＮｂＣ、又はＮｂＳｉ2を用いて行なうことができるであろう。別の候補は、Ｍｏ2Ｃ（炭化モリブデン）である。他の候補は、対応するニオビウム化合物ＮｂＳｉ2及びＮｂＣであると考えられる。１３．５ｎｍで透過性が高い他のＳｉＣ、ＺｒＣ、ＺｒＢ2、Ｂ4Ｃのような炭化物又はホウ化物も材料と見なすことができる。
スタック１１０はまた、スタック１１０を構成する反復ユニット（Ｓｉ／Ｍｏ又はＳｉ／ｂ／ＭＯ／ｂ）のいくつか又は全ての一部として内部保護層を含むことができる。これらの内部保護層は、スタック外部上の保護層の代わりに使用することができる。従って、スタック１１０は、Ｓｉ／Ｍｏ反復ユニット又は同等にＭｏ／Ｓｉ構成に対してＳｉ及びＭｏの交替するユニットを有する代わりに、反復ユニットに対してＭｏ／ｐ／Ｓｉ／ｐの構成を有することになり、「ｐ」は、内部保護層を表している。これを図５に示すが、図５は、Ｍｏ又はＳｉの２１０の層、Ｍｏ又はＳｉの他方で構成された層２２０、及び介在する内部保護層２３０で構成された反復ユニット２００を示している。内部保護層２３０は、各反復ユニット２００一部である場合があり、又はスタック１１０のいくつかの最外反復ユニット２００内にある場合がある。内部保護層２３０はまた、水素拡散を防止することができると共に、錫イオンによる浸透を低減し、かつ熱を放散する。この内部保護２３０は、スタック１１０の少なくとも外側反復ユニットにあるので、他の副層のように犠牲になることができる。
内部保護層２３０のための適切な材料は、約０．８ｎｍの厚みを有するＳｉ3Ｎ4及び約１ｎｍの厚みを有するＭｏＳｉ2であると考えられる。Ｓｉ3Ｎ4及びＭｏＳｉ2層は、現在、高い安定性のために好ましい。保護層材料はまた、ＳｉＣ、ＳｉＢ６、Ｂ4Ｃ、ＮｂＳｉ2、Ｍｏ2Ｃ、及びＢｎである場合がある。これらの層は、全て、１３．５ｎｍのＥＵＶ放射線をかなり透過し、かつ水素拡散、イオン浸透、及び熱伝播の障壁として機能する。ほとんどの場合に、層成長は、非晶質又はほぼ非晶質のものである。
保護層厚は、約０．４ｎｍ〜約１．２ｎｍの範囲にあることが好ましいが、その理由は、反復ユニット全体の好ましい厚みが、１３．５ｎｍに対する反射性の高い多層コーティング２００に対しては約７ｎｍであるからである。内部保護層２３０は、各反復ユニット２００において、特に外側反復ユニット２００において、少なくとも１回、より好ましくは２回発生することが好ましい。
これらのタイプの多層コーティングは、コーティング層侵蝕に適合する。コレクター寿命は、犠牲層が侵蝕のために失われた時に、たとえこの侵蝕が均一に発生しないとしても、スタックの本質的な特性は変化しないという事実によって延長される。
この手法が使用される場合に、侵蝕を受けないコーティングの場合には十分である６０回の反復ユニット２００を堆積させる代わりに、反復ユニット２００の回数が約８０〜２０００の範囲であるスタックを使用することが好ましい。これを図６に示すが、図６は、反復ユニット２００で構成されたスタック１１０を示し、塗り潰しの点は、固定しない数の反復ユニットの繰返しを示している。
一例は、約５００回の周期を有するスタックであると考えられ、周期の各々（あるいは、少なくとも最外部の周期）は、以下の構造を有する：
Ｍｏ（層）、
Ｓｉ3Ｎ4（保護層）、
Ｓｉ（層）、
Ｓｉ3Ｎ4（保護層）。
Ｍｏ（層）、
Ｓｉ3Ｎ4（保護層）、
Ｓｉ（層）、
Ｓｉ3Ｎ4（保護層）。
この構成では、最外Ｍｏ層は、３ｎｍの厚みを有することが好ましく、Ｓｉ層は、３．５ｎｍの厚みを有することが好ましく、Ｓｉ3Ｎ4保護層は、約８ｎｍの厚みを有することが好ましい。これらの寸法は、例示的にすぎず、かつ本発明の範囲に対する制限事項ではない。
別の例は、約５００回の周期を有するスタックであると考えられ、周期の各々（あるいは、少なくとも最外部の周期）は、以下の構造を有する：
Ｍｏ（層）、
ＭｏＳｉ2（保護層）、
Ｓｉ（層）、
ＭｏＳｉ2（保護層）。
Ｍｏ（層）、
ＭｏＳｉ2（保護層）、
Ｓｉ（層）、
ＭｏＳｉ2（保護層）。
この構成では、最外Ｍｏ層は、３ｎｍの厚みを有することが好ましく、Ｓｉ層は、３．５ｎｍの厚みを有することが好ましく、ＭｏＳｉ2保護層は、約１ｎｍの厚みを有することが好ましい。これらの寸法は、例示的にすぎず、かつ本発明の範囲に対する制限事項ではない。
上述の様々な保護層は、マグネトロンスパッタリングのようないくつかの公知の処理のいずれか１つを用いて適用することができることは当業者に明らかであろう。開示する構成において、１つ又はそれよりも多くの接着層を公知の方法で例えば基板とスタックの間又は保護層とスタックの間に含めることができることも当業者に明らかであろう。これらの接着層は、非晶質シリコンのような多くの公知の材料のいずれか１つから製造することができる。
以上の説明は、１つ又はそれよりも多くの実施形態の実施例を含む。上述の実施形態を説明するために構成要素又は方法の全ての考え得る組合せを説明することは、勿論不可能であるが、当業者は、様々な実施形態の多くの更に別の組合せ及び置換が可能であることを認識するであろう。従って、説明した実施形態は、特許請求の範囲の精神及び範囲に該当する全てのそのような変更、修正、及び変形を包含することが意図される。更に、用語「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」が詳細説明又は特許請求の範囲に使用される範囲内で、このような用語は、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」が特許請求の範囲において転換語として使用される時に解釈される用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」と同様に網羅的であると意図される。更に、説明した態様及び／又は実施形態の要素が単数で説明又は特許主張された場合もあるが、単数への限定が明示的に説明されていない限り複数が考えられている。これに加えて、いずれの態様及び／又は実施形態の全て又は一部も、特に断らない限り、いずれの他の態様及び／又は実施形態の全て又は一部と共に利用することができる。
２０ レーザ生成プラズマＥＵＶ光源
２４ ターゲット送出システム
２８ 照射領域
３０ コレクター
５２ シリコンウェーハ加工物
２４ ターゲット送出システム
２８ 照射領域
３０ コレクター
５２ シリコンウェーハ加工物
Claims (20)
- 極紫外放射線を反射するための光学要素であって、
少なくとも２つの誘電材料の交替層のスタックと、
前記スタックの最外層上に配置され、ＺｒＮを含む保護層と、
を含むことを特徴とする光学要素。 - 極紫外放射線を反射するための光学要素であって、
少なくとも２つの誘電材料の交替層のスタックと、
前記スタックの最外層上に配置され、Ｙ2Ｏ3を含む保護層と、
を含むことを特徴とする光学要素。 - 極紫外放射線を反射するための光学要素であって、
少なくとも２つの誘電材料の交替層のスタックと、
前記スタックの最外層上に配置され、Ａｌ2Ｏ3を含む保護層と、
を含むことを特徴とする光学要素。 - 前記保護層は、主としてＡｌ2Ｏ3の第１の層とＳｉＯ2のコーティングを有する主としてＳｉの第２の層とを含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
- 極紫外放射線を反射するための光学要素であって、
少なくとも２つの誘電材料の交替層のスタックと、
前記スタックの最外層上に配置され、ＭｏＳｉ2を含む保護層と、
を含むことを特徴とする光学要素。 - 前記保護層は、主としてＭｏＳｉ2の第１の層と主としてＳｉＯ2の第２の層とを含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
- 極紫外放射線を反射するための光学要素であって、
少なくとも２つの誘電材料の交替層のスタックと、
前記スタックの最外層上に配置され、主としてＳｉＮの第１の層と主としてＭｏの第２の層とを含む保護層と、
を含むことを特徴とする光学要素。 - 極紫外放射線を反射するための光学要素であって、
少なくとも２つの誘電材料の交替層のスタックと、
前記スタックの最外層上に配置され、主としてＭｏの第１の層とＳｉＯ2の外側コーティングを有する主としてＳｉの第２の層とを含む保護層と、
を含むことを特徴とする光学要素。 - 極紫外放射線を反射するための光学要素であって、
基板と、
少なくとも２つの誘電材料の交替層の反復ユニットの前記基板上に位置付けられたスタックであって、該反復ユニットの少なくとも部分集合が、Ｓｉ3Ｎ4を含む内部保護層を有する前記スタックと、
を含むことを特徴とする光学要素。 - 前記部分集合は、前記基板よりも前記スタックの外面に近い反復ユニットを含むことを特徴とする請求項９に記載の光学要素。
- 前記スタックの外面上に配置された外側保護層を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
- 外側保護層が、ＺｒＮを含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
- 外側保護層が、Ｙ2Ｏ3を含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
- 極紫外放射線を反射するための光学要素であって、
基板と、
少なくとも２つの誘電材料の交替層の反復ユニットの前記基板上に位置付けられたスタックであって、該反復ユニットの少なくとも部分集合が、ＭｏＳｉ2を含む内部保護層を有する前記スタックと、
を含むことを特徴とする光学要素。 - 前記部分集合は、前記基板よりも前記スタックの外面に近い反復ユニットを含むことを特徴とする請求項１４に記載の光学要素。
- 前記スタックの外面上に配置された外側保護層を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
- 外側保護層が、ＺｒＮを含むことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
- 外側保護層が、Ｙ2Ｏ3を含むことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
- 装置であって、
材料のターゲットを液体状態で生成するようになった供給源と、
ＥＵＶ光を照射領域に生成するために前記ターゲットを照射して前記材料の状態を前記液体状態からプラズマ状態に変えるようになったレーザと、
前記ＥＵＶ光を前記照射領域から加工物に伝えるようになった光学システムと、
を含み、
前記光学システムは、
極紫外放射線を反射するための光学要素、
を含み、
前記光学要素は、
少なくとも２つの誘電材料の交替層と、
前記光学要素交替材料の最外層上に配置され、保護コーティングがＺｒＮを含む保護層と、
を含む、
ことを特徴とする装置。 - 装置を使用して製造された製品であって、
材料のターゲットを液体状態で生成するようになった供給源と、
ＥＵＶ光を照射領域に生成するために前記ターゲットを照射して前記材料の状態を前記液体状態からプラズマ状態に変えるようになったレーザと、
前記ＥＵＶ光を前記照射領域から加工物に伝えるようになった光学システムと、
を含み、
前記光学システムは、
極紫外放射線を反射するための光学要素、
を含み、
前記光学要素は、
少なくとも２つの誘電材料の交替層と、
前記光学要素交替材料の最外層上に配置され、保護コーティングがＺｒＮを含む保護層と、
を含む、
ことを特徴とする製品。
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