JP5406602B2 - 多層ミラー及びリソグラフィ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、多層ミラー用のスペクトル純化フィルタ、このような多層ミラーを含むリソグラフィ機器、所望の放射と望ましくない放射の比を拡大する方法、及びこのような多層ミラーを使用するデバイスの製作方法に関するものである。
リソグラフィ機器は、基板に、通常は基板の目標部分に所望のパターンを付与する機械である。リソグラフィ機器は、例えば、集積回路(IC)の製作に使用することができる。この場合、マスク又はレチクルとも称するパターン化装置を使用して、ICの個々の層に形成すべき回路パターンを形成できる。このパターンは、基板(例えばシリコン・ウエハ)の(例えば、ダイの一部或いは1つ又は複数のダイを含む)目標部分に転写できる。パターンの転写は、典型的には、基板上に形成された放射感受性材料(レジスト)の層への結像を介して行われる。一般に、1枚の基板は、次々にパターン化される隣接した網目状の目標部分を含む。周知のリソグラフィ機器の例は、目標部分にパターン全体を1回露光することによって各目標部分が照射されるステッパと、所与の方向(「走査」方向)に放射ビームを通過させてパターンを走査し、この方向と平行又は逆平行に基板を同期走査することによって各目標部分が照射されるスキャナである。基板上にパターンをインプリント(押印)することによって、パターン化装置から基板にパターンを転写することも可能である。
リソグラフィ機器では、基板に結像できるフィーチャのサイズは、投影放射の波長によって制限される。デバイスの密度がより高い、したがって、動作スピードがより速い集積回路を形成するために、より小さいフィーチャを結像できることが望ましい。最新のリソグラフィ投影機器は、水銀ランプ又はエキシマ・レーザによって発生される紫外光を使用するが、より短い波長の放射を使用することが提案されている。このような放射は、極紫外(EUV)又は軟X線と呼ばれ、可能な放射源には、例えば、レーザ発生プラズマ源、放電プラズマ源、又は電子蓄積リングからのシンクロトロン放射が含まれる。
EUV放射の放射源は、典型的には、レーザ発生プラズマ源又は放電源などのプラズマ源である。場合によっては、EUV放射源は、いくつかの異なる波長の光を放出することがあり、これらの一部は、深紫外放射(DUV)などの望ましくない放射であることがある。この非EUV放射は、場合によっては、そのためにコントラストが減少することがあるので、EUVリソグラフィ・システムに有害なことがある。そのため、スペクトル純化フィルタ(SPF)によってこのような望ましくない放射を除去することが望ましいことがある。
現在のスペクトル純化フィルタは、ブレーズ回折格子に基づくものである。これらの回折格子は、三角形状パターンの表面品質を高くすべきであることから製作することが難しい場合が多い。例えば、ある種の回折格子では、表面粗さを1nmRMSよりも小さくすべきである。これに加えて、現在のスペクトル純化フィルタは光路を折り曲げる。即ち、スペクトル純化フィルタを置き換えるには別のミラーを使用しない限り、システムからスペクトル純化フィルタを取り外すことはできず、それによって損失が生じる。融通性を保つために、システムからスペクトル純化フィルタを自在に取り外して、スペクトル純化フィルタによって生じる損失を回避できることが望ましい場合がある。
本発明の観点は、例えばリソグラフィ機器内で使用するための、EUV放射とDUV放射の比を拡大する多層ミラーを提供することである。本発明の別の観点は、1枚又は複数枚のこのような多層ミラーを備えるリソグラフィ機器を提供することである。本発明の別の観点は、EUV放射とDUV放射の比を拡大する方法、並びにこのような方法を応用するデバイス製作方法を提供することである。
本発明は、とりわけEUVリソグラフィ機器に適用されるスペクトル純度増強層を上面に含む多層ミラーを提供する。このスペクトル純度増強層は、少なくとも第1のスペクトル純度増強層を含むが、多層ミラーと第1スペクトル純度増強層の間に、中間層、又は第2のスペクトル純度増強層及び中間層を設けることもできる。したがって、本発明の具体例には、多層ミラー/第1スペクトル純度増強層、多層ミラー/中間層/第1スペクトル純度増強層、及び多層ミラー/第2スペクトル純度増強層/中間層/第1スペクトル純度増強層の構成の多層ミラーがある。これら及びその他の具体例により、垂直入射放射のスペクトル純度を高めて、EUV放射よりもDUV放射を比較的大きく減少させることができる。
本発明の実施例によるリソグラフィ機器を概略的に示す図。 図1のリソグラフィ投影機器のEUV用の照明系及び投影光学系を概略的に示す側面図。 本発明による多層ミラーを概略的に示す図。 本発明による多層ミラーの実施例を概略的に示す図。 本発明による多層ミラーの実施例を概略的に示す図。 本発明による多層ミラーの実施例を概略的に示す図。 本発明の実施例による多層ミラーを概略的に示す図。 本発明の実施例によるスペクトル純度増強層の厚さが反射率に及ぼす影響を示すグラフ。 本発明の実施例によるスペクトル純度増強層用のいくつかの材料の選択が反射率に及ぼす影響を示すグラフ。 本発明の実施例によるSiスペクトル純度増強層を使用したときの、層の厚さが反射率に及ぼす影響を示すグラフ。 本発明の実施例によるスペクトル純度増強層の反射率に関する、モデルによる研究を示すグラフ。 本発明の実施例によるスペクトル純度増強層上のキャップ層が反射率に及ぼす影響を示すグラフ。 本発明の実施例によるスペクトル純度増強層の数がDUVとEUVの損失比に及ぼす影響を示すグラフ。
次に、添付の概略図面を参照して、単なる例として本発明の実施例を説明する。図面では、対応する参照記号はそれに対応する部分を示す。
図1に、本発明の実施例によるリソグラフィ機器1を概略的に示す。機器1は、放射ビームB(例えば、UV放射又はEUV放射)を調整するように構成された照明系(照明器)ILを備える。支持部(例えば、マスク・テーブル)MTは、パターン化装置(例えば、マスク)MAを支持するように構成され、ある種のパラメータに従ってパターン化装置を正確に位置決めするように構成された第1位置決め装置PMに結合される。基板テーブル(例えば、ウエハ・テーブル)WTは、基板(例えば、レジストを塗布したウエハ)Wを保持するように構成され、ある種のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第2位置決め装置PWに結合される。投影系(例えば、屈折型投影レンズ系)PSは、基板Wの(例えば、1つ又は複数のダイを含む)目標部分Cに、パターン化装置MAによって放射ビームBに付与されたパターンを投影するように構成される。
照明系は、放射を方向づけ、形づくり、且つ/又は制御する屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電気型その他のタイプの光学部材、或いはこれらの任意の組合せなど、様々なタイプの光学部材を含むことができる。
支持部は、パターン化装置を支持し、例えばパターン化装置の重量を支える。この支持部は、パターン化装置の向き、リソグラフィ機器の設計、並びに、例えばパターン化装置が真空環境内で保持されるか否かなどの他の条件によって決まる方法で、パターン化装置を保持する。この支持部は、機械、真空、静電気その他のクランプ技術を利用して、パターン化装置を保持できる。この支持部は、例えば枠台(フレーム)又はテーブルとすることができ、これらは必要に応じて固定又は移動可能とできる。この支持部は、例えば投影系に関してパターン化装置が確実に所望の位置にくるようにすることができる。本明細書で用いる「レチクル」又は「マスク」という用語は、「パターン化装置」というより一般の用語と同義とみなすことができる。
本明細書で用いる「パターン化装置」という用語は、基板の目標部分にパターンを形成するなどのために、放射ビームの横断面にパターンを付与するために使用できる任意の装置を指すと広く解釈すべきである。放射ビームに付与されるパターンは、例えば、このパターンが位相シフト用のフィーチャ、即ち、いわゆるアシスト・フィーチャを含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに厳密に対応しないことがあることに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に形成中の集積回路などのデバイス内の特定の機能層に対応する。
パターン化装置は、透過型又は反射型とすることができる。パターン化装置の実施例には、マスク、プログラム可能なミラー配列、及びプログラム可能なLCDパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは周知のものであり、その例には、バイナリ型、交互配置位相シフト型、及びハーフトーン位相シフト型などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド型のマスク・タイプが含まれる。プログラム可能なミラー配列の実施例では、入射する放射ビームが異なる方向に反射されるように、それぞれ個々に傾けることのできるマトリックス(行列)配置の小ミラーを使用する。これらの傾いたミラーにより、ミラー・マトリックスによって反射される放射ビームにパターンが付与される。
本明細書で用いる「投影系」という用語は、用いられる露光放射、或いは浸漬液の使用又は真空の使用などの他の要因に対して適宜、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁気型、及び静電気型の光学系、又はこれらの任意の組合せを含めて、任意のタイプの投影系を包含すると広く解釈すべきである。本明細書で用いる「投影レンズ」という用語は、「投影系」というより一般の用語と同義とみなすことができる。
ここで示すように、この機器は、(例えば、反射性マスクを使用する)反射タイプのものである。或いは、この機器は、(例えば、透過性マスクを使用する)透過タイプのものとできる。
このリソグラフィ機器は、2つ(2ステージ)又はそれ以上の基板テーブル(及び/又は2つ以上のマスク・テーブル)を有するタイプのものとできる。このような「複数ステージ」型の機械では、追加のテーブルを並列で使用できる。即ち、1つ又は複数のテーブルで準備工程を実施しながら、1つ又は複数の他のテーブルを使用して露光を行うことができる。
このリソグラフィ機器は、比較的高屈折率の液体、例えば水で基板の少なくとも一部を覆って、投影系と基板の間の空間を満たし得るタイプのものとすることもできる。浸漬液は、リソグラフィ機器内の他の空間、例えばマスクと投影系の間に適用することもできる。投影系の開口数を大きくする液浸技術は、当技術分野では周知のものである。本明細書で用いる「浸漬」という用語は、基板などの構造を液体中に浸さなければならないという意味ではなく、露光中に、例えば投影系と基板の間に液体を配置するというだけの意味である。
図1を参照すると、照明器ILは、放射源SOから放射を受け取る。放射源とリソグラフィ機器は、例えば放射源がエキシマ・レーザの場合は別々の要素とできる。このような場合には、放射源がリソグラフィ機器の一部を形成するとはみなさず、放射は、放射源SOから、例えば適当な方向づけミラー及び/又はビーム拡大器(エキスパンダ)を含むビーム送達系を使用して照明器ILに至る。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプの場合、放射源はリソグラフィ機器と一体の部分にできる。放射源SO及び照明器ILは、必要な場合には、ビーム送達系と併せて放射系と称することがある。
照明器ILは、放射ビームの角度強度分布を調節するように構成された調節装置を含むことができる。一般に、照明器の瞳面内の強度分布の少なくとも(一般に、それぞれ外側σ及び内側σと称する)外側及び/又は内側の径方向範囲を調節できる。照明器ILはさらに、統合器及びコンデンサなど他の様々な構成部材を備えることがある。この照明器を使用して放射ビームを調整し、それによって放射ビーム断面において所望の均一性及び強度分布を得ることができる。
放射ビームBは、支持部(例えば、マスク・テーブルMT)上で保持されるパターン化装置(例えば、マスクMA)に入射し、パターン化装置によってパターン化される。マスクMAを横切った後で、放射ビームBは、投影系PSを通過し、投影系PSによって基板Wの目標部分Cに投影される。第2位置決め装置PW及び位置センサIF2(例えば、干渉計測装置、リニア・エンコーダ、又は容量センサ)を使用して、基板テーブルWTを正確に移動させて、例えば、放射ビームBの経路内で異なる目標部分Cを位置決めできる。同様に、第1位置決め装置PM及び別の位置センサIF1(例えば、干渉計測装置、リニア・エンコーダ、又は容量センサ)を使用して、例えば、マスク・ライブラリからマスクMAを機械的に取り出した後で、或いは走査中に、放射ビームBの経路に関してマスクM
Aを正確に位置決めできる。一般に、マスク・テーブルMTの移動は、第1位置決め装置PMの一部を形成する(粗い位置決め用の)長ストローク・モジュール及び(精密位置決め用の)短ストローク・モジュールを使用して実現できる。同様に、基板テーブルWTの移動は、第2位置決め装置PWの一部を形成する長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュールを使用して実現できる。スキャナと異なり、ステッパの場合には、マスク・テーブルMTを短ストローク・アクチュエータだけに連結することもできるし、或いは固定することもできる。マスクMA及び基板Wは、マスク位置調整用マークM1、M2及び基板位置調整用マークP1、P2を使用して位置調整できる。図に示す基板位置調整用マークは、専用の目標部分を占めているが、これらは、目標部分間の領域に配置できる(これらは、スクライブ・レーン位置調整用マークとして知られている)。同様に、マスクMAに2つ以上のダイが設けられる状況では、マスク位置調整用マークは、これらのダイとダイの間に配置できる。
図に示す機器は、以下のモードの少なくとも1つのモードで使用できるはずである。1.ステップ・モードでは、マスク・テーブルMT及び基板テーブルWTは本質的に固定したまま、放射ビームに付与されたパターン全体を目標部分Cに1回で投影する(即ち、1回の静止露光)。次いで、基板テーブルWTをX方向及び/又はY方向に位置を変えて、異なる目標部分Cを露光できる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大サイズが、1回の静止露光で画像形成される目標部分Cのサイズを制限する。
2.スキャン・モードでは、マスク・テーブルMTと基板テーブルWTを同期走査しながら、放射ビームに付与されたパターンを目標部分Cに投影する(即ち、1回の動的な露光)。マスク・テーブルMTに対する相対的な基板テーブルWTの速度及び方向は、投影系PSの倍率(縮小率)及び像の反転特性によって決めることができる。スキャン・モードでは、露光フィールドの最大サイズが、1回の動的な露光における目標部分の(非走査方向の)幅を制限し、走査移動長により、目標部分の(走査方向の)高さが決まる。
3.別のモードでは、マスク・テーブルMTを本質的に固定してプログラム可能なパターン化装置を保持したまま、基板テーブルWTを移動又は走査しながら、放射ビームに付与されたパターンを目標部分Cに投影する。このモードでは一般に、パルス化された放射源を使用し、基板テーブルWTの各移動動作後に、或いは走査中に連続放射パルス間で、プログラム可能なパターン化装置を必要に応じて更新する。この動作モードは、上記で言及したタイプのプログラム可能なミラー配列などのプログラム可能なパターン化装置を利用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用できる。
上記で説明した使用モードの組合せ及び/又は変形、或いは全く異なる使用モードを用いることもできる。
「レンズ」という用語は、状況次第では、屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、及び静電気型の光学部材を含めて、様々なタイプの光学部材のいずれか1つ又はこれらの組合せを指すことがある。
本明細書で用いる「層」という用語は、当業者には知られているように、他の層及び/又は(使用中の)真空などの他の媒体との、1つ又は複数の境界表面を有する層を表すことがある。ただし、「層」は、構造の一部を意味することもあることを理解されたい。「層」という用語は、いくつかの層を示すこともある。これらの層は、例えば、互いに隣接させることもできるし、互いに重ねることもでき、また、他の形態とすることもできる。これらの層は、1種類の材料を含むこともあり、また、複数種の材料の組合せを含むこともある。本明細書で用いる「層」という用語は、連続層又は不連続層を表すことがあることにも留意されたい。本発明では、本明細書で用いる「材料」という用語は、複数の材料の組合せと解釈することもできる。
本明細書で用いる「放射」及び「ビーム」という用語は、(例えば、波長λが365、248、193、157、又は126nmの)紫外(UV)放射、及び(例えば、5〜20nmの範囲の波長の)極紫外(EUV又は軟X線)放射、並びにイオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含めて、あらゆるタイプの電磁放射を包含する。一般に、約780〜3000nm(又はそれ以上)の波長の放射をIR放射とみなす。UVは、約100〜400nmの波長の放射を指す。リソグラフィでは、UVは通常、G線436nm、H線405nm、及び/又はI線365nmの水銀放電ランプによって生成できる波長にも当てはまる。VUVは、真空UV(即ち、空気によって吸収されるUV)であり、約100〜200nmの波長を指す。DUVは、深紫外であり、通常は、エキシマ・レーザによって発生される126nm〜248nmなどの波長のリソグラフィで用いられる。例えば5〜20nmの範囲内のある波長の放射は、少なくとも一部が5〜20nmの範囲内にある、ある波長帯域の放射に関係することが当業者には理解されよう。
本明細書では、屈折率は、100〜400nmの範囲から選択された、例えば100〜200nm内のある放射波長における屈折率、又はある放射波長範囲内における屈折率を指す。
図2に、放射系42、照明光学ユニット44、及び投影光学系PSを備える投影機器1をより詳細に示す。放射系42は、放電プラズマによって形成できる放射源SOを含む。EUV放射は、極めて高温のプラズマが生成され、それによって電磁スペクトルのEUV範囲の放射が放出される、例えば、Xeガス、Li蒸気、又はSn蒸気などのガス又は蒸気によって生成することができる。この極めて高温のプラズマは、当業者には知られているように、例えば電気放電によって、少なくとも部分的にイオン化されたプラズマにすることによって生成される。放射を効率よく発生させるために必要とされるXe、Li、Snの蒸気その他の適切なガス又は蒸気の分圧は、例えば10Paである。放射源SOによって放出される放射は、放射源チャンバ47から、放射源チャンバ47の開口内、又はその後に位置決めされたガス遮蔽体又は汚染トラップ49を介して集光チャンバ48に入る。ガス遮蔽体49は、例えば、米国特許第6614505号、6359969号、及び第6576912号、並びに国際公開WO04/104707号に詳細に記載されているチャネル構造を含む。これらの特許文献を参照により本明細書に援用する。
集光チャンバ48は、すれすれの(グレージング)入射集光部によって形成できる放射集光部50を含む。集光部50は、いくつかの反射体142、143、146を含み得る。反射体142は内部反射体と称し、反射体146は外部反射体と称する。放射集光部50は、先行技術で周知のものである。本発明で使用できる放射集光部の一実施例が、例えば、米国特許出願公開第2004/0094274A1号(例えば、図3及び図4)に記載されている。この文献を参照により本明細書に援用する。
集光部50を通過した放射は、回折格子型スペクトル・フィルタ51で反射して、集光チャンバ48の開口のところの仮想放射源点52で合焦できる。集光チャンバ48から、放射ビーム56は、照明光学ユニット44内で垂直入射反射体53、54により反射され、レチクル又はマスク用のテーブルMT上に位置決めされたレチクル又はマスクに至る。パターン付与されたビーム57は、投影系PSにおいて、反射要素58、59を介してウエハ・ステージ又は基板テーブルWT上で結像される。照明光学ユニット44及び投影系PS内には一般に、図に示すよりも多くの要素が存在できる。リソグラフィ機器のタイプによっては、回折格子型スペクトル・フィルタ51が存在できる。さらに、図に示すよりも多くのミラーが存在できる。当業者には理解されるように、また、例えば、参照により本明細書に援用する米国特許第6556648号に記載されているように、例えば、58、59の他に1〜4個の反射要素が存在できる。
図1及び図2に示すリソグラフィ機器は、例えば、放射ビームを調整するように構成された照明系、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン化された放射ビームを形成するように構成されたパターン化装置を支持するように構成された支持部、基板を保持するように構成された基板テーブル、基板の目標部分にパターン化された放射ビームを投影するように構成された投影系、放射源、及び集光ミラーを備える、EUVリソグラフィ機器などのリソグラフィ機器とできる。
ある実施例では、本発明のリソグラフィ機器及び方法で用い、集光ミラー50で集光される放射は、5〜20nmの範囲から選択された波長、例えば13.5nmの波長のEUV放射を含む。
図3に、本発明による多層ミラー100を概略的に示す。多層ミラー100は、例えばMo/Si層、又はW/Si層、或いはWRe/Si層がいくつか交互に並んだ多層ミラー積層体102を含む。多層ミラー100は、垂直入射ミラーとできる。多層ミラー及び垂直入射ミラーは、当業者には周知のものである。このようなミラーは、例えば、J.H.Underwood、T.W.Barbee,Jr.による「Layered synthetic microstructures as Bragg diffractors for X rays and extreme ultraviolet: theory and predicted performance(X線および極紫外線用ブラッグ回折体としての層状合成微細構造:理論および予想性能)」、Applied Optics 20、3027頁、1981年、K.M.Skulina、C.S.Alford、R.M.Bionta、D.M.Makowieki、E.M.Gullikson、R.Soufli、J.B.Kortright、J.H.Underwoodによる「Molybdenum/Beryllium Multilayer Mirrors for Normal Incidence in the Extreme Ultraviolet(極紫外線の垂直入射用モリブデン/ベリリウム多層ミラー)」、Applied Optics 34、3727頁、1995年、及びEberhard Spillerによる「Soft X−ray Optics(軟X線光学)」、SPIE、Bellingham Washington、1994年、に記載されている。これらの文献を参照により本明細書に援用する。多層積層体102は、Mo又はSiとできる上部層103(即ち、多層積層体102に属する層の1つ)を有する。この多層積層体上部層103の上に、スペクトル純度増強層104と、任意選択で、追加のキャップ層105とを設ける。図4a〜図4cに、本発明による多層ミラーのいくつかの実施例を概略的且つより詳細に示す。
図4aに、本発明の実施例による多層ミラーを概略的に示す。この多層ミラーは、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)この多層積層体上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する。スペクトル・フィルタ上部層104は、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110と、層の厚さがd2の中間層111と、多層積層体上部層103上に配置され、層の厚さがd3の第2スペクトル純度増強層112とを含み得る。キャップ層105を設けてもよい。
図4bに、本発明による多層ミラー100の別の実施例を概略的に示す。多層ミラー100は、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)この多層積層体上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する。スペクトル・フィルタ上部層104は、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110と、多層積層体上部層103上に配置され、層の厚さがd2の中間層111とを含み得る。
図4cに、本発明による多層ミラー100の別の実施例を概略的に示す。多層ミラー100は、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)この多層積層体上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する。スペクトル・フィルタ上部層104は、多層積層体上部層103上に配置され、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110を含み得る。
これらのスペクトル・フィルタ上部層104を使用して、特定の帯域の放射周波数を、フィルタを通して除去できる。こうすると、スペクトル純度増強層104に含まれるそれぞれの層の1つ又は複数の選択された材料(それぞれm1、m2、及びm3)、選択された層の厚さ(それぞれd1、d2、及びd3)を変えることによって、また、このようなスペクトル・フィルタ上部層104を受ける入れる多層ミラーの数を選択することによって、抑制量を調整できるので柔軟性が得られる。このようにして、例えばDUVなどの望ましくない放射の必要とされる抑制を、EUVの損失が最小限に抑えられた状態で行うことができる。異なるミラー上で異なるスペクトル・フィルタ上部層104を使用して、より広い又はより強い抑制を行うことができる。
このことを、まず、第1スペクトル純度増強層110だけを含む、例えば図4cに示すスペクトル・フィルタ上部層104を参照してより詳細に説明する。その後で、他の2つの実施例を論じる。そのうちの前者は、中間層で分離された2つのスペクトル純度増強層を含むスペクトル・フィルタ上部層104を対象とし、後者は、第1スペクトル純度増強層及び中間層を含むスペクトル・フィルタ上部層104を対象とする。
図5に、図4cに示す本発明の実施例による多層ミラー100を概略的に示す。多層ミラー100は、多層積層体102と、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110だけを含むスペクトル・フィルタ上部層104とを有する。図5に示すのは、実際には、3層系である。第1「層」が多層ミラー100の上の雰囲気、例えば、処理条件下では真空である。第2層は第1スペクトル純度増強層110であり、この系の第3層は多層積層体102である。多層積層体102は垂直入射光に対して使用することもできるので、例えば約15°までの垂直入射の放射を考える。したがって、結果は偏光に依存しない。即ち、横電界モード(TE)は横磁界モード(TM)と同じである。
層1(周囲:多層ミラー100の上の雰囲気)からこの系に入射する光についての、上部に第1スペクトル純度増強層110を伴う多層積層体102についての強度反射Rの式は、
Figure 0005406602
である。ここで、rpqは、層pから入射し、pとqの界面で反射する垂直入射平面波の反射についてのフレネル振幅反射係数である。この場合、r23は、第1スペクトル純度増強層110と多層積層体102の界面における第1スペクトル純度増強層110内での光の反射であり、tpqは、層pから層qへの平面波の透過についてのフレネル振幅透過係数である。λは光の波長であり、tは第1スペクトル純度増強層110の厚さ(即ち、d1)、Kは媒体pの波数、Nは媒体pの複素屈折率N=n+j・kである。
フレネル反射は、当業者には周知のものであり、光学に関する書物なら事実上どんなものにも出ている(例えば、E.Hecht、「Optics(光学)」、第2版、Addison Wesley、1997年、を参照されたい。この書籍を参照により本明細書に援用する)。垂直入射光の場合、媒体pと媒体qの界面における媒体pから入射する光のフレネル反射は、偏光に無関係であり、rpq=(N−N)/(N+N)で与えられる。多層の場合には、第1スペクトル純度増強層110と多層積層体102の界面における層2から入射するビームについての反射r23を計算すべきである。
第1スペクトル純度増強層110の厚さは、EUVの損失を防ぐためにできるだけ薄くできる。別の実施例では、第1スペクトル純度増強層110は、Si、SiO、ZnS、Te、ダイヤモンド、CsI、Se、SiC、アモルファス・カーボン、MgF、CaF、TiO、Ge、PbF、ZrO、BaTiO、LiF、又はNaFから選択された材料m1を含む。別の実施例では、材料m1は、Si、SiO、ZnS、Te、ダイヤモンド、CsI、Se、SiC、又はアモルファス・カーボンから選択される。この実施例の第1スペクトル純度増強層110では、スペクトル・フィルタ上部層104の層の厚さd1は約0.5〜30nmである。下記の表1に本発明による実施例を示す。
Figure 0005406602
多層ミラー100にビームBの光線rを投影する際に、反射をできるだけ小さくするには、直接反射する望ましくない放射と、第1スペクトル純度増強層110内を少なくとも1回往復して伝播する望ましくない放射との打ち消し合う干渉が必要である。
第1スペクトル純度増強層110の厚さの式を導出するために、直接反射の複素振幅(r12)と、第1スペクトル純度増強層110内を1回往復して伝播した反射に対する寄与の複素振幅(r)とが比較される。
=t12・t21・r23・exp(i・2・K・t) (2)
直接反射と、第1スペクトル純度増強層110内を1回往復して伝播した寄与の打ち消し合う干渉では、比Q≡r/r12の偏角はπであるべきである。
Figure 0005406602
打ち消し合う干渉では、arg(Q)=πである。
N=n+j×k(Nは複素屈折率であり、nはこの複素屈折率の実数部、kはこの複素屈折率の虚数部である)によれば、例えば、多層積層体102の上部層103としては(Si/Mo多層積層体の代わりに)a−Siであり、第1スペクトル純度増強層110としてはSiである、上記で説明し、図5に示す系について、波長198.4mmの屈折率は、
空気 N1=1
Si N2=2.62+0.174×j
a−Si N3=1.028+2.1716981×j
である。
i)IMDソフトウエアを利用してSiがa−Si/Mo多層積層体102に及ぼす影響を計算し、ii)式(1)を使用してSiが(多層積層体102の代わりにモデルとしての)a−Si基板に及ぼす影響を計算すると、図6に示す結果が得られる。この図には、IMDソフトウエアを利用したa−Si/Mo多層積層体102によるモデル結果と、式(1)を使用した(多層積層体102の代わりにモデルとして)a−Si基板の結果を示す。多層積層体上のSiとa−Si基板上のSiの計算値は驚くほど重なり合っているように見える。これは、Si/a−Si界面での反射が大きいことを示している。直接反射と、スペクトル純度増強層104、(ここでは、第1スペクトル純度増強層110(Si)被覆)内を1回往復して伝播する寄与との間の位相差を(図6で、参照数字120でも示す繰り返し切り下がる曲線を提供する(右側の垂直軸に注目されたい))式(3)を用いて計算すると、Si層の厚さ(X軸)(直接反射と第1スペクトル純度増強層110を1回通って伝播する寄与との間の位相差がπである)と、空気/Si/a−Siの3層モデルの反射についての極小値との間にはわずかな差しかないことがわかる。そのため、基準(3)は確かに、厚さについての良好な基準であるように見える。位相差がπの場合、i)及びii)の打ち消し合う干渉はともに極小値になり、位相差が2πの場合、i)及びii)の打ち消し合う干渉はともに極大値になる。層の厚さd(ここではd1)はできるだけ薄くされるので、位相差がπである第1極小値が選択されることになり、その結果、この実施例での、この波長(198.4nm)を減少させる層の厚さd1は約4〜11nm、例えば約9±1nmである。
界面での振幅反射及び振幅透過を考えると、以下のようになる。
Figure 0005406602
直接反射と、第1スペクトル純度増強層110を1回通って伝播する寄与との間の位相差に関連する反射及び透過をイタリック体で示す。表2には、Si/a−Si界面における反射による大きな位相変化0.532πが示されている。この界面における他の位相変化は比較的小さく、直接反射と、第1スペクトル純度増強層110を1回通って伝播する寄与との間の全位相差は0.52πである。Si層の実際の屈折率が大きいので、望ましくない放射の波長を198.4nmと仮定すると、わずか約4〜11nm、例えば約9nmにすぎない厚さでも、0.48πの位相変化を追加し、全位相差をπにするには十分である。
したがって、本発明により、スペクトル・フィルタ上部層104に含まれる層110の材料m1及び層110の層の厚さd1が、以下の基準を満足するように設計される多層ミラー100を含む実施例がさらに提供される。
Figure 0005406602
打ち消し合う干渉では、arg(Q)=πである。ここで、r12は、層1(即ち、多層ミラー100の上の雰囲気)から入射し、層1と層2(即ち、第1スペクトル純度増強層110)の界面で反射する垂直入射平面波の反射についてのフレネル振幅反射係数であり、層1及び層2は、それぞれ多層ミラーの上の雰囲気及びスペクトル・フィルタ上部層104(即ち、第1スペクトル純度増強層110)である。r23は、層2から入射し、層2と層3の界面で反射する垂直入射平面波の反射についてのフレネル振幅反射係数であり、層2及び層3は、それぞれスペクトル・フィルタ上部層104(即ち、第1スペクトル純度増強層110)及び多層積層体上部層103である。tpqは、層pから層qへの平面波の透過についてのフレネル振幅透過係数である。λは放射の波長であり、tはスペクトル・フィルタ上部層104(即ち、第1スペクトル純度増強層110)の厚さ(したがって、この実施例ではt=d=d1)である。
したがって、厚さの初期値は、関係式(3)に従うように選択すべきである。必要な場合には、この多層積層体を備えた系についての反射を最小限に抑えることによってさらなる実験を実施できる。第1スペクトル純度増強層110の厚さd1(この実施例ではd=d1)をできる限り薄くする場合、第1スペクトル純度増強層110の屈折率は、ある実施例では、第1スペクトル純度増強層110と、多層積層体102の多層積層体上部層103との界面における反射強度が大きくなり、この界面における反射による位相変化も大きくなるように選択する。ある実施例では、層110は、(式(3)で定義された)Qの大きさができる限り1に近づくように選択され、別の実施例では、Qの大きさが1±0.05の範囲に入り、arg(Q)=(1±0.05)π+2πs)(sはゼロ以上の整数である)になるように選択される。これは、多重反射ではもはや厳密には当てはまらないことがあるが、依然として良好な選択である。ある実施例では、これは、第1スペクトル純度増強層110について、屈折率の実数部(n)ができるだけ大きく、虚数部(k)ができるだけ小さい材料m1を選択するか、或いは、第1スペクトル純度増強層110の所与の厚さd1について、第1スペクトル純度増強層110を通る伝播による往復の位相差ができるだけ大きい(arg(Q)=π、3π、5πなど)(これは、この層の材料の屈折率の実数部が大きいことを必要とする)材料m1を選択することによって実現できる。
したがって、本発明の実施例によれば、第1スペクトル純度増強層110の複素屈折率の虚数部がk≦0.25n+1.07である多層ミラー100が提供される。ここで、nは、この複素屈折率の実数部である。本発明の別の実施例によれば、複素屈折率の実数部は1.5以上であり、この複素屈折率の虚数部は2以下である。別の実施例では、第1スペクトル純度増強層110の複素屈折率の実数部は2以上であり、この複素屈折率の虚数部は1.6以下である。ここで、これらの屈折率は、100〜400nmの範囲から選択された、例えば100〜200nm内のある放射波長における屈折率、又はある放射波長範囲内における屈折率を指す。例えば、190nmの波長の放射、又は130〜190nmの波長範囲内の放射を減少させることが望まれる場合は、材料及び層の厚さは、本明細書で説明する基準を満足するように選択される。
本発明の別の実施例によれば、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、多層積層体上部層103上に配置された、材料m1を含み、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110を含む。第1スペクトル純度増強層110は、複素屈折率の虚数部がk≦0.25n+1.07である材料m1を含む。ここで、nは、この複素屈折率の実数部である。スペクトル・フィルタ上部層110の層の厚さd1は0.5〜30nmである。
別の実施例によれば、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、多層積層体上部層103上に配置された、材料m1を含み、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110を含む。第1スペクトル純度増強層110は、複素屈折率の実数部が2以上であり、この複素屈折率の虚数部が1.6以下の材料m1を含み、スペクトル・フィルタ上部層110の層の厚さd1は0.5〜30nmである。
これらの実施例は組み合わせることができる。
本発明の別の実施例によれば、スペクトル・フィルタ上部層104に含まれる層の材料及びこの層の厚さd(即ち、第1スペクトル純度増強層110の材料m1及び層の厚さd1)が、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最小にし、100〜400nmの第2波長範囲から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最大にするように設計される多層ミラー100が提供される。
別の実施例によれば、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、多層積層体上部層103上に配置された、材料m1を含み、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110を含む。第1スペクトル純度増強層110は、Si、SiO、ZnS、Te、ダイヤモンド、CsI、Se、SiC、アモルファス・カーボン、MgF、CaF、TiO、Ge、PbF、ZrO、BaTiO、LiF、又はNaFから選択した材料m1を含む。スペクトル・フィルタ上部層110の層の厚さd1は0.5〜30nmである。
図7及び図8に、この実施例に関する別の変形を示す。これらの図には、スペクトル純度増強層104(即ち、110)用のいくつかの材料m1の選択が反射率に及ぼす影響と、Siスペクトル純度増強層110の厚さd(即ち、d1)が反射率に及ぼす影響をそれぞれ示す。これらの実施例はすべて、ある種の材料(例えばSi)の上部層103を伴う標準の50層Si/Mo多層ミラー100を対象とするものである。凡例に列挙した割合は、13.5nmのEUV放射についての反射率を示す。y軸上の値は、反射率(×100%)を示す。図7には、100〜200nmの範囲について、多層ミラー100上の第1スペクトル純度増強層110のいくつかの理論実施例を示す。第1スペクトル純度増強層110の材料m1の良好な候補の実施例は、アモルファス・カーボン、ダイヤモンド、SiC、及びSiである。シミュレーションでは、目標波長での高屈折率とEUVについての低吸収との組合せが望ましいことが示されている(上記も参照されたい)。得られた反射率曲線は、多層ミラー100(即ち、多層積層体102)及びスペクトル純度増強層104(即ち、これらの実施例では、第1スペクトル純度増強層110)についての反射率曲線の組合せである。これに加えて、第1スペクトル純度増強層110の反射率曲線は、厚さによっても変化する(上記及び図6も参照されたい)。このため、反射率が最小の波長は、第1スペクトル純度増強層110の厚さによって決まる。図8に、第1スペクトル純度増強層110としてのSi及びSi/Mo多層積層体102を使用し、厚さd1を変化させた別の実施例を示す。したがって、ある実施例では、Siを含む第1スペクトル純度増強層110だけを有するスペクトル純度増強層104を伴う多層ミラー100が提供される。第1スペクトル純度増強層110の層の厚さd1は4〜11nmである。
スペクトル純度増強層104、例えば、第1スペクトル純度増強層110だけを含むスペクトル純度増強層104を提供するために、LP−CVD、PE−CVDその他の技術を利用できる。シリコン・ウエハ上にSi層を被着させて実際にSPE層の原理を試験することによるモデル研究を行った。層の厚さd1は15nmを選択した。この厚さでは、理論最小反射率は約10%であり、そのため、第1スペクトル純度増強層110は、この範囲ではあまり良好に働かないが、反射率の損失は、原理を証明できるのに十分である。偏光解析法を利用して、被着させたSi層110の厚さd1を13.5nmと求めた(LP−CVDによる被着時間は1分45秒であった)。推定RMS表面粗さは約0.5nmであった。
図9に、Siを被覆したシリコン・ウエハについて測定した反射率曲線と、非被覆シリコン・ウエハについて測定した反射率曲線とを比較したものを示す。IMDによる理論曲線も示す。第1スペクトル純度増強層110の実験値は、明らかに計算値と極めて良好に一致し、それによって、スペクトル純度増強層104(この実施例では、第1スペクトル純度増強層110のみ)の原理が予想通り働くことが実証される。
図8に示すように、スペクトル純度増強層104の上部に、キャップ層105を配置することができる。したがって、本発明の別の実施例によれば、スペクトル・フィルタ上部層104がさらに、第1スペクトル純度増強層110の上に、Ruを含み、層の厚さd4が0.5〜2nmのキャップ層105を含む多層ミラー100が提供される。或いは、ある実施例では、キャップ層105として、例えば、BN、BC、B、C(例えば、ダイヤモンド様の炭素)、TiN、Pd、Rh、Au、又はCから選択された材料m4などの他の材料も使用できる。別の代替実施例では、第1スペクトル純度増強層110はさらに、キャップ層105として使用できる。キャップ層105(即ち、第1スペクトル純度増強層110は同時にキャップ層105である)として使用するのに適切な材料m4は、Si、SiC、MgF、又はLiFから選択され得る。このキャップ層は、放射源からの粒子又は他の粒子、或いは、例えば本発明による多層ミラー100を使用するリソグラフィ機器内に存在するガスによる化学的又は物理的な作用による酸化に対するさらなる保護を提供できる。したがって、別の実施例では、スペクトル・フィルタ上部層104がさらに、第1スペクトル純度増強層110の上に、Ru、BN、BC、B、C(例えば、ダイヤモンド様の炭素)、TiN、Pd、Rh、Au、C、Si、SiC、MgF、又はLiFから選択された材料m4を含み、層の厚さd4が0.5〜11nmであるキャップ層105を含む多層ミラーが提供される。ある変形形態では、第1スペクトル純度増強層110の材料m1は、キャップ層105の材料m4と異なる材料を含む。例えば、m1はSiであり、m4はRuである。
図10に、キャップ層105を伴う実施例の反射の例(y軸×100%)を放射波長の関数として示す。図10には、スペクトル純度増強層110上の、Ruを含むキャップ層105が反射率に及ぼす影響を示す。
ある実施例では、従来型多層ミラー100による光の通常の抑制が、130〜190nmのDUV範囲で十分でなく、現在のDUV強度をその現在の出力の10%に減少させる必要があると見られている。これは、EUVリソグラフィ機器で予想できる典型的な値である。EUVリソグラフィ・システムは、典型的には、11枚のSi/Mo多層ミラーを含む。DUV範囲で十分な抑制を実現するために、これらのミラー100の一部の上に、例えば、多層積層体上部層103上に、上記で説明した実施例による第1スペクトル純度増強層110を配置することになる。第1スペクトル純度増強層110を使用すると、EUV光についての抑制及びその結果生じる損失を選択する柔軟性が得られる。通常のスペクトル純化フィルタでは常に約50%の損失があるが、この場合には、これらの損失をはるかに小さくできる。130〜190nmのDUV範囲を抑制する必要があるので、ある実施例では、5nmのSi第1スペクトル純度増強層110が選択される。
図11に、第1スペクトル純度増強層110の数の増加(1〜5)に対して、即ち、このような第1スペクトル純度増強層110を含む多層ミラー100の数の増加に対するDUV光の抑制を示す。また、DUV範囲での目標反射率10%も示す(水平の破線)。図11から、DUVの所望の抑制に達するには、Ruで覆われた5nmのSi第1スペクトル純度増強層110を伴う2枚の多層ミラーで十分であることがわかる。実際、2つの第1スペクトル純度増強層110により、DUVが、130〜190nmの範囲のいずれの波長についても15%未満に減少し、平均して7%に減少する。これによって生じるEUVの損失は、通常のRuで覆われた2枚の多層ミラー100の反射率(Rは1枚のミラー当たり約75%であり、総計Rtotは約56%である)と、5nmのSi第1スペクトル純度増強層110を伴うRuで覆われた2枚の多層ミラー100の反射率(Rは1枚のミラー当たり約63%であり、Rtotは約40%である)とを比較することによって計算することができ、その結果、第1スペクトル純度増強層110によるEUV光の損失は16%になる。比較として、通常のスペクトル純化フィルタは50%の損失である。ここで生じたEUVの損失と、2×5=10nmのSi層による吸収とを比較すると、1枚の多層ミラー100当たり6%の損失になり、これは、多層ミラー100の反射率は、計算値の63%ではなく、69%であるはずであることを意味する。この余分なEUVの損失は、EUV波長で生じる干渉の影響によるものである。これを回避するために、Si層を2つの部分に分割し、これらの間に例えばMo層を配置できる。こうすると、このミラーのEUV反射率の計算値は68%になり、第1スペクトル純度増強層110内でのEUVの吸収と完全に一致する。このことは、以下の本発明の別の態様から明らかになるであろう。
通常のスペクトル純化フィルタ(NOSPE)の損失(50%)と同じになる第1スペクトル純度増強層110の数を計算することが可能である。
Figure 0005406602
これは、4つの通常の第1スペクトル純度増強層110により、EUVについての全損失が50%であり、DUVは平均して0.7%に減少する(ほぼ2桁)ことを意味する。通常の第1スペクトル純度増強層110の上でRuキャップ層105を使用しない場合、例えば、第1スペクトル純度増強層110はキャップ層自体として働き得るので、同じ50%の損失になるのに合計6つの第1スペクトル純度増強層110を使用することができ、それによって、DUVが平均して0.012%に抑制される(ほぼ4桁)。
ある実施例では、本発明による多層ミラー100は、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射を反射するように構成された垂直入射ミラーである。別の実施例では、本発明による多層ミラー100は、12〜15nmの波長範囲から選択された波長の放射、例えば13.5nmのEUV放射を反射するように構成された垂直入射Si/Mo多層ミラーである。
本発明の別の態様によれば、例えば上記のように、上記で説明され、図4c及び図5に概略的に示された1枚又は複数枚の多層ミラー100を含むリソグラフィ機器が提供される。したがって、別の態様では、本発明は、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射と、100〜400nmの第2波長範囲から選択された波長の放射との比を、これら両方の波長範囲の放射を放出する放射源の放射ビーム内で、この放射源の放射ビームの少なくとも一部をミラー上で反射させることによって拡大する方法も提供する。
先に述べたように、別の実施例では、このリソグラフィ機器は、本発明による2枚以上の多層ミラー100を含む。これらの多層ミラー100は、放射源SOによって発生される放射ビーム内に垂直入射ミラーとして配置される。したがって、ある実施例では、本発明による複数の多層ミラー100を使用し、例えば別の実施例では2枚以上を使用し、放射源によって発生された放射ビーム内のこの放射源に最も近い多層ミラーで反射された放射が、それぞれ1枚又は複数枚の次の多層ミラー100上で反射されるリソグラフィ用の機器及び/又は方法が提供される。
別の実施例によれば、リソグラフィ用の機器及び/又は方法が提供される。このリソグラフィ機器は、上記で説明した複数の多層ミラー100を含み、異なる多層ミラー100の層104(即ち、第1スペクトル純度増強層110)の材料m1及びスペクトル・フィルタ上部層104に含まれる層110の層の厚さd(即ち、d1)はそれぞれ、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最小にして、100〜400nmの波長範囲のかなりの部分から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最大にするように設計される。
第1スペクトル純度増強層110についての厚さd1又は材料m1、或いはその両方がそれぞれ異なる本発明によるいくつかの多層ミラー100を使用することによって、望ましくない波長を、フィルタを通して除去することを、例えば5〜20nmの所望の波長が大きく減少せず(このような第1スペクトル純度増強層110を伴わない同じ多層ミラーと比べて、例えば約50%未満の減少)、DUV放射が大きく減少する(このような第1スペクトル純度増強層110を伴わない同じ多層ミラーと比べて、例えば約90%、又は約95%、さらには約99%以上の減少)ように調整できる。ある実施例では、このような減少は、100〜400nmの波長範囲のかなりの部分、例えば100〜400nmの波長範囲の15%に適用することができる。即ち、この波長範囲の少なくとも約15%について、放射の減少は、波長範囲のこの約15%の部分において全放射の少なくとも約90%になる。ある実施例では、少なくとも約130〜190nmの波長における放射が約90%以上減少する。
ある実施例では、1枚又は複数枚の多層ミラー100は、100〜200nmの範囲の波長の放射を減少させるように設計されたスペクトル純度増強層104とともに供給することができ、1枚又は複数枚の多層ミラー100は、200〜300nmの範囲の波長の放射を減少させるように設計されたスペクトル純度増強層104とともに供給することができる。
本発明の別の態様によれば、放射ビームを提供する段階と、この放射ビームをパターン化する段階と、このパターン化された放射ビームを基板の目標部分に投影する段階と、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射と、100〜400nmの第2波長範囲から選択された波長の放射との比を、これら両方の波長範囲の放射を放出する放射源の放射ビーム内で、上記で説明した実施例によるミラー上でこの放射源の放射ビームの少なくとも一部を反射させることによって拡大する段階とを含むデバイス製作方法が提供される。
先に述べたように、第1スペクトル純度増強層110を伴ういくつかの多層ミラー100を使用することができる。或いは、本発明の別の態様によれば、図4aに概略的に示すように、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、材料m1を含み、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110と、材料m2を含み、層の厚さがd2の中間層111と、多層積層体上部層103上に配置され、材料m3を含み、層の厚さがd3の第2スペクトル純度増強層112とを含む。
単一のスペクトル純度増強層110を伴う上記実施例で先に述べたように、EUV波長で生じる干渉の影響のために、EUVがいくらか損失し得る。EUVでの干渉によりマイナスの影響が生じない(第1スペクトル純度増強層110だけを含むスペクトル純度増強層104を伴う上記実施例を参照されたい)、例えば、EUV領域での干渉が生じない(例えば、7nmのSi層では、EUVの干渉による損失がないことがある)第1スペクトル純度増強層110の厚さを求めることができる。或いは、この実施例(第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112並びに中間層111を含むスペクトル・フィルタ上部層104)で説明する追加の中間層111を選択する。
したがって、生じ得るEUVの干渉による損失をなくすか、又は最小限に抑えるために、本発明のこの実施例によれば、第1スペクトル純度増強層110(例えばSi)を2つの部分、即ち、第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112に「分割」し、例えばMoの中間層111をこれらの間に入れる。このようにして、干渉による損失を減少させることができる。こうすると、Siと仮定したミラー100についてのEUV反射率計算値が68%になり、第1スペクトル純度増強層110でのEUVの吸収と完全に一致できる。
図11を参照すると、点線の曲線は、130が分割スペクトル純度増強層を伴う2枚のミラーであり、131が分割スペクトル純度増強層を伴う3枚のミラー、132が分割スペクトル純度増強層を伴う4枚のミラー、133が分割スペクトル純度増強層を伴う5枚のミラーであることを表す。本明細書では、分割スペクトル純度増強層は、1つの第1スペクトル純度増強層110、及び中間層111、並びに第2スペクトル純度増強層112である図4aに示す実施例を指す。図11に、実線の曲線(即ち、それぞれ第1スペクトル純度増強層110だけを含むスペクトル純度増強層104を有する1枚又は複数枚の多層ミラー100)で示すのと同じ計算値を示すが、この場合には、2.5nmのSi第1スペクトル純度増強層110には、その後に、2nmのMo中間層111と、2.5nmのSi第2スペクトル純度増強層112と、2.5nmのRuキャップ層105が続く。これらの曲線は極めて似ているが、点線の曲線は、DUVの抑制がわずかに少なく、短波長側にわずかにずれている。この場合、10%未満に抑制するために、この実施例のスペクトル純度増強層(分割層)を伴う多層ミラー100を3枚必要とできるが、全損失ははるかに小さく、即ち、EUVの損失は11%であり、DUVは平均して3.4%に抑制される(Ruで覆われた3枚のミラーでは、Rtotは約42%であり、Ruで覆われたMo分割スペクトル純度増強層110及び112の3枚のミラーでは、Rtotは約31%である)。
先に述べたように、4つの通常の第1スペクトル純度増強層110を使用する場合、EUVについての全損失は50%であり、DUVは平均して0.7%に抑制される(ほぼ2桁)。しかし、本発明のMo分割第1スペクトル純度増強層の場合、最大で7つのスペクトル純度増強層110+112(即ち、それぞれ層110、111、及び112を含み、それぞれ異なる多層ミラー100上に配置された7つのスペクトル純度増強層104)を使用でき、DUVは平均して0.06%に抑制される(ほぼ3桁)。別の実施例では、厚さd1+d2は、上記実施例で与えられ、表1の実施例に示す厚さd1とほぼ同じである。
この実施例では、Ruキャップ層105を使用することができる。
本発明の別の実施例によれば、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、材料m1を含み、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110と、材料m2を含み、層の厚さがd2の中間層111と、多層積層体上部層103上に配置され、材料m3を含み、層の厚さがd3の第2スペクトル純度増強層112とを含む。第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112は、Si、SiO、ZnS、Te、ダイヤモンド、CsI、Se、SiC、アモルファス・カーボン、MgF、CaF、TiO、Ge、PbF、ZrO、BaTiO、LiF、又はNaFから選択された材料(それぞれm1及びm3)をそれぞれ独立に含み、中間層111は、第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112の材料m1及びm2と異なる材料m3を含み、スペクトル・フィルタ上部層104の層の厚さd=d1+d2+d3は2.5〜40nmである。
ある実施例では、多層ミラー100は任意選択で、第1スペクトル純度増強層104の上に、Ruを含み、層の厚さd4が0.5〜2.5nmであるキャップ層105をさらに有する。
別の実施例では、本発明により、中間層が金属を含む多層ミラー100が提供される。別の実施例では、中間層が、Be、B、C、Si、P、S、K、Ca、Sc、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Ce、Pr、Pa、又はUから選択された材料m2を含む多層ミラー100が提供される。
本発明の実施例によれば、第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112の複素屈折率の虚数部がk≦0.25n+1.07である多層ミラー100が提供される。ただし、nは、この複素屈折率の実数部である。本発明の別の実施例によれば、この複素屈折率の実数部は1.5以上であり、この複素屈折率の虚数部は2以下である。別の実施例によれば、第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112の複素屈折率の実数部は2以上であり、この複素屈折率の虚数部は1.6以下である。ここで、これらの屈折率は、100〜400nmの範囲から選択された、ある実施例では100〜200nm内のある放射波長における屈折率、又はある放射波長範囲内における屈折率を指す。例えば、190nmの波長の放射、又は130〜190nmの波長範囲内の放射を減少させる場合、それぞれの層の材料及び層の厚さは、本明細書で説明する基準を満足するように選択される。
したがって、本発明の代替実施例によれば、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、材料m1を含み、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110と、材料m2を含み、層の厚さがd2の中間層111と、多層積層体上部層103上に配置され、材料m3を含み、層の厚さがd3の第2スペクトル純度増強層112とを含む。第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112はそれぞれ独立に、複素屈折率の虚数部がk≦0.25n+1.07である材料を含む(それぞれm1及びm3)。ここで、nは、この複素屈折率の実数部である。中間層111は、第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112の材料m1及びm2と異なる材料m3を含み、スペクトル・フィルタ上部層104の層の厚さd=d1+d2+d3は2.5〜40nmである。
したがって、本発明の別の実施例によれば、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、材料m1を含み、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110と、材料m2を含み、層の厚さがd2の中間層111と、多層積層体上部層103上に配置され、材料m3を含み、層の厚さがd3の第2スペクトル純度増強層112とを含む。第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112はそれぞれ独立に、複素屈折率の実数部が2以上であり、この複素屈折率の虚数部が1.6以下である材料を含む(それぞれm1及びm3)。中間層111は、第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112の材料m1及びm2と異なる材料m3を含み、スペクトル・フィルタ上部層104の層の厚さd=d1+d2+d3は2.5〜40nmである。
上記実施例は組み合わせることができる。
別の実施例では、スペクトル・フィルタ上部層に含まれる層の材料(それぞれm1、m2、及びm3)並びにそれらの層の厚さ(それぞれd1、d2、及びd3)が、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最小にして、100〜400nmの第2波長範囲から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最大にするように設計される多層ミラー100が提供される。
ある実施例では、第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112がSiを含む多層ミラー100が提供される。各層は、それぞれ独立に1.5〜3.5nmの層の厚さd1及びd3を有する。中間層111はMoを含み、その層の厚さd2は1〜3nmである。代替実施例では寸法は同じだが、m1及びm2はそれぞれ独立に、Si、SiO、ZnS、Te、ダイヤモンド、CsI、Se、SiC、アモルファス・カーボン、MgF、CaF、TiO、Ge、PbF、ZrO、BaTiO、LiF、又はNaFから選択される。
ある実施例では、本発明による多層ミラー100は、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射を反射するように構成された垂直入射ミラーである。別の実施例では、本発明による多層ミラー100は、12〜15nmの波長範囲から選択された波長の放射、例えば13.5nmのEUV放射を反射するように構成された垂直入射Si/Mo多層ミラーである。
本発明の別の態様によれば、例えば上記のように、上記で説明され、図4aに概略的に示された1枚又は複数枚の多層ミラー100を含むリソグラフィ機器が提供される。したがって、別の態様では、本発明は、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射と、100〜400nmの第2波長範囲から選択された波長の放射との比を、これら両方の波長範囲の放射を放出する放射源の放射ビーム内で、この放射源の放射ビームの少なくとも一部をこの実施例によるミラー上で反射させることによって拡大する方法も提供する。
先に述べたように、別の実施例では、このリソグラフィ機器は、本発明による2枚以上の多層ミラー100を含む。これらの多層ミラー100は、放射源SOによって発生される放射内に垂直入射ミラーとして配置される。したがって、ある実施例では、本発明による複数の多層ミラー100を使用し、例えば別の実施例では2枚以上を使用し、放射源によって発生された放射内のこの放射源に最も近い多層ミラーで反射された放射は、それぞれ1枚又は複数枚の次の多層ミラー100上で反射されるリソグラフィ用の機器及び/又は方法が提供される。
別の実施例によれば、リソグラフィ用の機器及び/又は方法が提供される。このリソグラフィ機器は、上記で説明された複数の多層ミラー100を含み、異なる多層ミラー100のスペクトル純度増強層104に含まれる第1スペクトル純度増強層110、中間層111、及び第2スペクトル純度増強層112のそれぞれの材料m1、m2、及びm3、並びにスペクトル・フィルタ上部層104に含まれる層110、111、及び112のそれぞれの層の厚さd1、d2、及びd3はそれぞれ、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最小にして、100〜400nmの波長範囲のかなりの部分から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最大にするように設計される。
第1スペクトル純度増強層110、第2スペクトル純度増強層112、及び中間層111についてのそれぞれの厚さd1、d2、又はd3、又は材料m1、m2、又はm3、或いは層の厚さ及び材料の両方がそれぞれ異なる本発明によるいくつかの多層ミラー100を使用することによって、望ましくない波長を、フィルタを通して除去することを、例えば5〜20nmの波長の所望の放射が大きく減少せず(中間層111によって分割されたこのような第1スペクトル純度増強層110及び第2スペクトル純度増強層112を伴わない同じ多層ミラー、即ち、図4aに示すスペクトル純度増強層104を伴わない同じ多層ミラーと比べて、例えば約50%未満の減少)、DUV放射が大きく減少する(図4aに示すスペクトル純度増強層104を伴わない同じ多層ミラーと比べて、例えば90%、又は約95%、さらには約99%の減少)ように調整できる。ある実施例では、好ましくは、このような減少は、100〜400nmの波長範囲のかなりの部分、例えば100〜400nmの波長範囲の15%に適用できる。ある実施例では、少なくとも約130〜190nmの波長における放射が約90%以上減少する。
ある実施例では、1枚又は複数枚の多層ミラー100は、100〜200nmの範囲の波長の放射を減少させるように設計されたスペクトル純度増強層104とともに供給することができ、1枚又は複数枚の多層ミラー100は、200〜300nmの範囲の波長の放射を減少させるように設計されたスペクトル純度増強層104とともに供給することができる。
本発明の別の態様によれば、放射ビームを提供する段階と、この放射ビームをパターン化する段階と、このパターン化された放射ビームを基板の目標部分に投影する段階と、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射と、100〜400nmの第2波長範囲から選択された波長の放射との比を、これら両方の波長範囲の放射を放出する放射源の放射ビーム内で、上記で説明された実施例によるミラー上でこの放射源の放射ビームの少なくとも一部を反射させることによって拡大する段階とを含むデバイス製作方法が提供される。
上記で説明された実施例を参照すると、スペクトル純度増強層104が、第1スペクトル純度増強層110及び中間層111しか含まず、後者は多層積層体上部層103上に位置決めされる別の「中間」の実施例がある。したがって、本発明の別の態様によれば、図4aに概略的に示すように、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、材料m1を含み、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110と、多層積層体上部層103上に配置され、材料m2を含み、層の厚さがd2の中間層111とを含む。
この実施例は、スペクトル純度増強層104が、任意選択のキャップ層105、例えば層の厚さd4が0.5〜2.5nmのRuと組み合わせることができる。したがって、ある実施例では、多層ミラー100は、任意選択で、第1スペクトル純度増強層104の上に、Ruを含み、層の厚さd4が0.5〜2.5nmのキャップ層105をさらに含む。
本発明の別の実施例によれば、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、材料m1を含み、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110と、多層積層体上部層103上に配置され、材料m2を含み、層の厚さがd2の中間層111とを含む。第1スペクトル純度増強層110は、Si、SiO、ZnS、Te、ダイヤモンド、CsI、Se、SiC、アモルファス・カーボン、MgF、CaF、TiO、Ge、PbF、ZrO、BaTiO、LiF、又はNaFから選択された材料m1を含み、中間層111は、第1スペクトル純度増強層110の材料m1と異なる材料m2を含み、スペクトル・フィルタ上部層104の層の厚さd=d1+d2は2.5〜40nmである。
別の実施例では、本発明により、中間層111が金属を含む多層ミラー100が提供される。別の実施例では、中間層が、Be、B、C、Si、P、S、K、Ca、Sc、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Ce、Pr、Pa、又はUから選択された材料m2を含む多層ミラー100が提供される。
本発明の実施例によれば、第1スペクトル純度増強層110の複素屈折率の虚数部がk≦0.25n+1.07である多層ミラー100が提供される。ここで、nは、この複素屈折率の実数部である。本発明の別の実施例によれば、この複素屈折率の実数部は1.5以上であり、この複素屈折率の虚数部は2以下である。別の実施例では、第1スペクトル純度増強層110の複素屈折率の実数部は2以上であり、この複素屈折率の虚数部は1.6以下である。ここで、これらの屈折率は、100〜400nmの範囲から選択された、ある実施例では100〜200nm内のある放射波長における屈折率、又はある放射波長範囲内における屈折率を指す。例えば、190nmの波長の放射、又は130〜190nmの波長範囲内の放射を減少させる場合、それぞれの層の材料及び層の厚さは、本明細書で説明する基準を満足するように選択する。
したがって、本発明の代替実施例によれば、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、材料m1を含み、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110と、多層積層体上部層103上に配置され、材料m2を含み、層の厚さがd2の中間層111とを含む。第1スペクトル純度増強層110は、複素屈折率がk≦0.25n+1.07の材料m1を含む。ただし、nは、この複素屈折率の実数部である。中間層111は、第1スペクトル純度増強層110の材料m1と異なる材料m2を含み、スペクトル・フィルタ上部層104の層の厚さd=d1+d2は2.5〜40nmである。
本発明の別の代替実施例によれば、a)多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、材料m1を含み、層の厚さがd1の第1スペクトル純度増強層110と、多層積層体上部層103上に配置され、材料m2を含み、層の厚さがd2の中間層111とを含む。第1スペクトル純度増強層110は、複素屈折率の実数部が2以上であり、この複素屈折率の虚数部が1.6以下である材料m1を含む。中間層111は、第1スペクトル純度増強層110の材料m1と異なる材料m2を含み、スペクトル・フィルタ上部層104の層の厚さd=d1+d2は2.5〜40nmである。
上記実施例は組み合わせることができる。
別の実施例では、スペクトル・フィルタ上部層に含まれる層の材料(それぞれm1及びm2)並びにそれらの層の厚さ(それぞれd1及びd2)が、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最小にして、100〜400nmの第2波長範囲から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最大にするように設計される多層ミラー100が提供される。
ある実施例では、第1スペクトル純度増強層110がSiを含み、層の厚さd1が4〜1nmの多層ミラー100が提供される。中間層111はMoを含み、その層の厚さd2は1〜3nmである。
ある実施例では、本発明による多層ミラー100は、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射を反射するように構成された垂直入射ミラーである。別の実施例では、本発明による多層ミラー100は、12〜15nmの波長範囲から選択された波長の放射、例えば13.5nmのEUV放射を反射するように構成された垂直入射Si/Mo多層ミラーである。
本発明の別の態様によれば、例えば上記のように、上記で説明され、図4bに概略的に示された1枚又は複数枚の多層ミラー100を含むリソグラフィ機器が提供される。したがって、別の態様では、本発明は、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射と、100〜400nmの第2波長範囲から選択された波長の放射との比を、これら両方の波長範囲の放射を放出する放射源の放射ビーム内で、この放射源の放射ビームの少なくとも一部をミラー上で反射させることによって拡大する方法も提供する。
先に述べたように、別の実施例では、このリソグラフィ機器は、本発明による2枚以上の多層ミラー100を含む。これらの多層ミラー100は、放射源SOによって発生される放射内に垂直入射ミラーとして配置される。したがって、本発明による複数の多層ミラー100を使用し、例えば別の実施例では2枚以上を使用し、放射源によって発生された放射内のこの放射源に最も近い多層ミラーで反射された放射は、それぞれ1枚又は複数枚の次の多層ミラー100上で反射されるリソグラフィ用の機器及び/又は方法が提供される。
別の実施例によれば、リソグラフィ用の機器及び/又は方法が提供される。このリソグラフィ機器は、上記で説明され複数の多層ミラー100を含み、異なる多層ミラー100のスペクトル純度増強層104に含まれる第1スペクトル純度増強層110及び中間層111のそれぞれの材料m1及びm2、並びにスペクトル・フィルタ上部層104に含まれる層110及び111のそれぞれの層の厚さd1及びd2はそれぞれ、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最小にして、100〜400nmの波長範囲のかなりの部分から選択された波長の放射の吸収及び/又は打ち消し合う干渉を最大にするように設計される。
第1スペクトル純度増強層110及び中間層111についてのそれぞれの厚さd1及びd2又は材料m1及びm2、或いは層の厚さ及び材料の両方がそれぞれ異なる本発明によるいくつかの多層ミラー100を使用することによって、望ましくない波長を、フィルタを通して除去することを、例えば5〜20nmの所望の波長が大きく減少せず(このような第1スペクトル純度増強層110を伴わない同じ多層ミラーと比べて、例えば約50%未満の減少)、DUV放射が大きく減少する(図4aに示す第1スペクトル純度増強層104を伴わない同じ多層ミラーと比べて、例えば90%、又は約95%、さらには約99%の減少)ように調整できる。ある実施例では、このような減少は、100〜400nmの波長範囲のかなりの部分、例えば100〜400nmの波長範囲の約15%に適用することができる。ある実施例では、少なくとも約130〜190nmの波長における放射が約90%以上減少する。
ある実施例では、1枚又は複数枚の多層ミラー100は、100〜200nmの範囲の波長の放射を減少させるように設計されたスペクトル純度増強層104とともに供給することができ、1枚又は複数枚の多層ミラー100は、200〜300nmの範囲の波長の放射を減少させるように設計されたスペクトル純度増強層104とともに供給することができる。
本発明の別の態様によれば、照明系を使用して放射ビームを提供する段階と、この放射ビームをパターン化する段階と、このパターン化された放射ビームを基板の目標部分に投影する段階と、5〜20nmの第1波長範囲から選択された波長の放射と、100〜400nmの第2波長範囲から選択された波長の放射との比を、これら両方の波長範囲の放射を放出する放射源の放射内で、上記で説明された実施例によるミラー上でこの放射源の放射の少なくとも一部を反射させることによって拡大する段階とを含むデバイス製作方法が提供される。
本発明の別の態様によれば、上記で説明された3つの実施例から選択された2枚以上の多層ミラー100を使用するリソグラフィ機器、所望の(EUV)放射と望ましくない(DUV)放射との比を拡大する方法、及び/又はデバイス製作方法が提供される。ある実施例では、1枚又は複数枚の多層ミラー100は、100〜200nmの範囲の波長の放射を減少させるように設計されたスペクトル純度増強層104とともに供給することができ、1枚又は複数枚の多層ミラー100は、200〜300nmの範囲の波長の放射を減少させるように設計されたスペクトル純度増強層104とともに供給することができる。
上記で説明された実施例に加えて、第1スペクトル純度増強層110、中間層111、及び第2スペクトル純度増強層112の積層体を適用することもできる。例えば、これは、多層積層体上部層103の上に、(110/111)、(111/110)、(110/111)/110、及び(111/110)/110の層積層体から選択された1つ又は複数を伴う多層積層体102を含む多層ミラー100とできる(最初(最も左側)の数字は、多層積層体上部層103上に配置される層を表し、nは、層の組合せを繰り返す数を記号で表したものである)。或いは、(最後の(最も右側の)数字の)最終層上にキャップ層105を設けることができる。例えば、概略的には、102/(110/111)/110/105になる。
先に述べたように、多層ミラー100は、例えば、いくつかの交互に配置されたMo/Si、又はW/Si、或いはWRe/Siその他のタイプの多層積層体を含めて、多層(ミラー)積層体102を含み得る。多層積層体上部層103は、例えば、Mo、Si、W、又はWReなどを含み得る。この多層積層体上部層103の上に、本発明によるスペクトル・フィルタ上部層104が配置される。スペクトル・フィルタ上部層104はさらに任意選択で、Ru、BN、BC、B、C(例えば、ダイヤモンド様の炭素)、TiN、Pd、Rh、Au、C、Si、SiC、MgF、又はLiFから選択された材料m4を含み、且つ層の厚さが0.5〜11nmのキャップ層105で覆うことができる。ある実施例では、キャップ層105の材料m4は、第1スペクトル純度増強層110の材料m1と同じ材料ではない。別の実施例では、材料m4は、Ru、BN、BC、B、C(例えば、ダイヤモンド様の炭素)、TiN、Pd、Rh、Au、C、Si、SiC、MgF、又はLiF、或いは、これらの材料の2つ以上の合金又は複数の層から選択される。先に述べた変形形態では、キャップ層105はRuを含み、その層の厚さd4は0.5〜2.5nmである。
しかし、代替実施例では、この多層積層体上部層103は、多層積層体102の層の1つを表さず、Ru、BN、BC、B、C(例えば、ダイヤモンド様の炭素)、TiN、Pd、Rh、Au、C、Si、SiC、MgF、又はLiFから選択された材料m5を含み、層の厚さd5が0.5〜11nmであるキャップ層を表す。例えば、図3、図4a〜図4c、及び図5を参照すると、多層ミラー100は、a)(層の厚さがd5の)キャップ層を表す多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層ミラー積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する。このスペクトル・フィルタ上部層104は、上記で説明した実施例の1つによるスペクトル・フィルタ上部層104である。ある実施例では、キャップ層/多層積層体上部層103の材料m5は、第1スペクトル純度増強層110の材料m1と同じ材料ではない。
ある変形形態では、a)キャップ層を表す多層積層体上部層103を伴う複数の交互層を含む多層積層体102と、b)多層積層体102上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層104とを有する多層ミラー100が提供される。スペクトル・フィルタ上部層104は、材料m1を含み、層の厚さがd1であり、多層積層体上部層103上に配置された第1スペクトル純度増強層110を含む。第1スペクトル純度増強層110は、Si、SiO、ZnS、Te、ダイヤモンド、CsI、Se、SiC、アモルファス・カーボン、MgF、CaF、TiO、Ge、PbF、ZrO、BaTiO、LiF、又はNaFから選択された材料m1を含む。スペクトル・フィルタ上部層110の層の厚さd1は0.5〜30nmであり、キャップ層は、Ru、BN、BC、B、C(例えば、ダイヤモンド様の炭素)、TiN、Pd、Rh、Au、C、Si、SiC、MgF、又はLiFから選択された材料m5を含み、その層の厚さは0.5〜11nmである。
ある変形形態では、多層積層体上部層103は、Ruを含み、その層の厚さd5は0.5〜2.5nmである。スペクトル・フィルタ上部層110は、ある実施例では層の厚さd1が4〜11nmのSi(m5)を含み、ある変形形態では5〜7nmのSi(m5)を含む。
ある実施例では、(図3及び図4aに示すように)スペクトル・フィルタ上部層104上に配置された第2キャップ層105を設けることができる。
スペクトル純度増強層104は、130〜190nmのDUV範囲などの、ある目標波長範囲の光を抑制するのに適している。
130〜190nmのDUV範囲では、例えばRuキャップ層105を含むスペクトル純度増強層104を伴う2枚のミラーを使用して、典型的には2桁以上の抑制を実現できる。Ruキャップ層105がないと、損失がより小さい状態でさらに良好な抑制を実現できる。
EUVの損失は、上記で説明し、図4aに概略的に示すように、スペクトル純度増強層104を2つの部分に分割することによって小さくできる。
スペクトル純度増強層104は、酸化から多層ミラー100を保護するキャップ層としても働き得る。
異なる波長には、異なる材料を使用できる。
異なるミラー上で異なるスペクトル純度増強層104を使用して、(異なる材料で)より広い吸収範囲を実現することもできるし、(スペクトル純度増強層と同じ材料で)より強い抑制を実現することもできる。
スペクトル純度増強層104は通常、目標波長範囲以外の波長について余分な反射率をもたらすことはない。
スペクトル純度増強層104を使用すると、柔軟性が大きくなるという利点が得られる。なぜならば、必要とされる抑制に応じてスペクトル純度増強層104の数(したがって損失)を選択できるからである。
スペクトル純化フィルタを用いないで設計されたEUVリソグラフィ・システムに対して、いつでもスペクトル純度増強層104を追加できる。
本明細書では、ICの製作にリソグラフィ機器を使用することが言及されるがあるが、本明細書で説明するリソグラフィ機器は、例えば、集積光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導/検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ(LCD)、薄膜磁気ヘッドなどの製作など、他の応用が可能であることを理解されたい。このような代替応用例の状況では、本明細書で用いる「ウエハ」又は「ダイ」という用語は、それぞれより一般の用語である「基板」又は「目標部分」と同義とみなし得ることを理解されたい。本明細書で言及する基板は、例えば、トラック(典型的には、基板にレジスト層を塗布し、露光されたレジストを現像するツール)、計測ツール、及び/又は検査ツール内で、露光前又は露光後に処理することがある。該当する場合には、上記その他の基板処理ツールに本明細書の開示を適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ICを形成するために2回以上処理することがある。そのため、本明細書で用いる基板という用語は、複数の処理済み層をすでに含む基板を指すこともある。
上記では、光リソグラフィの状況で本発明の実施例を利用することを言及したが、本発明は、例えばインプリント・リソグラフィなどの他の応用例で利用することができ、状況次第では、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリント・リソグラフィでは、パターン化装置の凹凸形状(トポグラフィ)が、基板に形成されるパターンを規定する。パターン化装置のトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層に押し付けることができ、その後、電磁放射、熱、圧力、又はこれらの組合せを適用することによってレジストを硬化させる。パターン化装置をレジストから取り外し、それによって、レジストが硬化した後でレジスト中にパターンが残る。
以上、本発明の実施例を説明してきたが、上記で説明した以外の形でも本発明を実施できることを理解されたい。例えば、本発明は、上記で開示した方法を記述する機械可読命令からなる1つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、或いは、このようなコンピュータ・プログラムを記憶したデータ記憶媒体(例えば、半導体メモリ、磁気ディスク、又は光ディスク)の形態をとり得る。
上記の説明は、例示するためのものであり、限定するためのものではない。そのため、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、上記で説明した本発明に変更を加え得ることが当業者には明らかであろう。さらに、上記で説明した実施例は組み合わせ得ることを理解されたい。
例えば、第1スペクトル純度増強層110(該当する場合には、さらに第2スペクトル純度増強層112)の複素屈折率の虚数部がk≦0.25n+1.07である場合には(ただし、nは、この複素屈折率の実数部である)、或いは、本発明の別の実施例によれば、材料m1(且つ、該当する場合には、材料m3)の複素屈折率の実数部が1.5以上であり、この複素屈折率の虚数部が2以下である場合には、Si、SiO、ZnS、Te、ダイヤモンド、CsI、Se、SiC、アモルファス・カーボン、MgF、CaF、TiO、Ge、PbF、ZrO、BaTiO、LiF、又はNaFから選択された材料以外の材料を選択することができる。別の実施例では、材料m1(且つ、該当する場合には、材料m3)は、これら両方の基準を満足するように選択される。別の実施例では、第1スペクトル純度増強層110の材料m1(且つ、該当する場合には、第2スペクトル純度増強層112の材料m3)の複素屈折率の実数部は2以上であり、この複素屈折率の虚数部は1.6以下である。
本明細書では、窒化シリコンをSiと称する。ただし、これは、SiNなどすべてのSi−N化合物を含むと解釈すべきである。
本発明は、実施例で説明したリソグラフィ機器への応用、又はリソグラフィ機器での使用に限定されるものではない。さらに、図面は通常、本発明を理解するために必要な要素及び特徴しか含まない。それ以外は、リソグラフィ機器の図面は概略的であり、原寸に比例していない。本発明は、これらの概略図面に示すこれらの要素(例えば、概略図面に描かれたミラーの数)に限定されるものではない。さらに、本発明は、図1及び図2で説明したリソグラフィ機器に限定されるものではない。
102 多層積層体
103 多層積層体上部層
104 スペクトル・フィルタ上部層
105 キャップ層
110 第1スペクトル純度増強層
111 中間層
112 第2スペクトル純度増強層

Claims (12)

  1. 多層ミラーであって、
    多層積層体上部層を伴う複数の交互層を含む多層積層体と、
    前記多層積層体上部層上に配置されたスペクトル・フィルタ上部層とを備え、
    前記スペクトル・フィルタ上部層が、
    第1の材料を含む、第1の層の厚さd1を有する第1スペクトル純度増強層と、
    第2の材料を含む、第2の層の厚さd2を有する中間層と、
    第3の材料を含む、第3の層の厚さd3を有する、前記多層積層体上部層上に直接配置された第2スペクトル純度増強層とのみを含み、
    前記第1の材料が、SiN、Si、SiO、ZnS、Te、ダイヤモンド、CsI、Se、SiC、アモルファス・カーボン、MgF、CaF、TiO、Ge、PbF、ZrO、BaTiO、LiF、又はNaFから選択され、
    前記第3の材料が、Si、SiO、ZnS、Te、ダイヤモンド、CsI、Se、SiC、アモルファス・カーボン、MgF、CaF、TiO、Ge、PbF、ZrO、BaTiO、LiF、又はNaFから選択され、
    前記第2の材料が、前記第1及び第3の材料とは異なる材料を含み、厚さd1+d2+d3が2.5〜40nmである、多層ミラー。
  2. 前記スペクトル・フィルタ上部層が、前記第1スペクトル純度増強層の上にキャップ層をさらに含み、前記キャップ層が、Ru、BN、BC、B、C、TiN、Pd、Rh、Au、C、SiN、Si、SiC、MgF、又はLiFから選択される第4の材料を含む、請求項1に記載された多層ミラー。
  3. 前記スペクトル・フィルタ上部層が、前記第1スペクトル純度増強層の上に、Ruを含む、0.5〜2.5nmの第4の層の厚さd4を有するキャップ層をさらに含む、請求項1に記載された多層ミラー。
  4. 前記中間層が金属を含む、請求項1乃至3のいずれかに記載された多層ミラー。
  5. 前記第2の材料が、Be、B、C、Si、P、S、K、Ca、Sc、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Ce、Pr、Pa、又はUから選択される、請求項1乃至3のいずれかに記載された多層ミラー。
  6. 前記第1及び第2のスペクトル純度増強層はそれぞれ独立に、nを複素屈折率の実数部とすると、複素屈折率の虚数部がk≦0.25n+1.07であり、前記複素屈折率は100〜400nmの範囲から選択された放射波長における複素屈折率である、請求項1乃至5のいずれかに記載された多層ミラー。
  7. 前記第1及び第2のスペクトル純度増強層はそれぞれ独立に、複素屈折率の実数部が2以上であり、前記複素屈折率の虚数部が1.6以下である、請求項1乃至5のいずれかに記載された多層ミラー。
  8. 直入射ミラーである、請求項1乃至のいずれかに記載された多層ミラー。
  9. 5〜20nmの第1波長範囲から選択される波長の放射を反射するように構成された垂直入射ミラーである、請求項に記載された多層ミラー。
  10. 12〜15nmの波長範囲から選択される波長の放射を反射するように構成された垂直入射Si/Mo多層ミラーである、請求項に記載された多層ミラー。
  11. 前記第1及び第3の材料がSiを含み、各層の厚さが1.5〜3.5nmであり、
    前記第2の材料がMoを含み、層の厚さが1〜3nmである、請求項1に記載された多層ミラー。
  12. 請求項1乃至11のいずれかに記載の多層ミラーを備えるリソグラフィ装置
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