JP6830104B2 - 水素輸送に対するバリアを有するｅｕｖ要素 - Google Patents

水素輸送に対するバリアを有するｅｕｖ要素 Download PDF

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Description

[0001] 本開示は、要素に損傷を与える可能性のある水素などの物質に曝露される環境内で動作するように設計される要素に関する。こうした環境の例が、ターゲット材料の排出又はレーザアブレーションを介して作成されるプラズマから極端紫外（「ＥＵＶ」）放射を発生させるための装置の真空チャンバである。この応用例において、例えば半導体フォトリソグラフィ及び検査において利用するための放射を収集及び誘導するために、例えば光学要素が使用される。
関連出願の相互参照
[0002] 本願は、２０１６年１月１２日出願の米国仮特許出願第６２／２７７，８０７号、２０１６年１月１４日出願の米国仮特許出願第６２／２７８，９２３号、及び、２０１６年１０月３１日出願の米国実用特許出願第１５／３３８，８３５号の優先権を主張する。
[0003] 極端紫外線、例えば、約５０ｎｍ又は５０ｎｍよりも小さい波長を有し（また、時には軟Ｘ線と呼ばれ）、約１３．５ｎｍの波長での放射を含む、電磁放射は、シリコンウェーハなどの物質内に極端に小さなフィーチャを生成するために、フォトリソグラフィプロセスで使用可能である。
[0004] ＥＵＶ放射を発生させるための方法は、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ことを含む。ターゲット材料は、好ましくは、ＥＵＶレンジ内に１つ以上の輝線を備える、少なくとも１つの元素、例えばキセノン、リチウム、又はスズを含む。ターゲット材料は、固定、液体、又は気体とすることができる。こうした１つの方法において、しばしばレーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれる必須プラズマは、必須の線発光元素を有するターゲット材料を照射するためにレーザビームを使用することによって生成することができる。
[0005] １つのＬＰＰ技法は、ターゲット材料の液滴のストリームを発生させること、及び、レーザ放射パルスを用いて少なくともいくつかの液滴を照射することを含む。より理論的に言えば、ＬＰＰ源は、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）、又はリチウム（Ｌｉ）などの少なくとも１つのＥＵＶ放出元素を有するターゲット材料内に、レーザエネルギーを堆積させることによって、ＥＵＶ放射を発生させ、数十ｅＶの電子温度を伴う高度にイオン化されたプラズマを作成する。
[0006] これらのイオンの脱励起及び再結合の間に発生したエネルギー放射は、プラズマからすべての方向に放出される。１つの一般的な配置において、放射を集光、誘導、及び、いくつかの配置においては中間ロケーションにフォーカスさせるように、近法線入射ミラー（しばしば「集光ミラー」又は単に「コレクタ」と呼ばれる）が位置決めされる。集光された放射は、その後、中間ロケーションから、光学系のセット、レチクル、ディテクタ、及び最終的にはウェーハへとリレーされ得る。
[0007] スペクトルのＥＵＶ部分において、通常、コレクタ、イルミネータ、及び投影光ボックスを含むシステム内の光学要素のために反射光学系を使用することが必要であると考えられる。これらの反射光学系は、法線入射光学系又はかすめ入射光学系として実施され得る。関連する波長において、コレクタは有利には多層ミラー（「ＭＬＭ」）として実施される。その名前が示唆するように、このＭＬＭは通常、基礎又は基板の上の材料の交互の層で構成される。システム光学系は、たとえＭＬＭとして実施されない場合であっても、コーティングされた光学要素としても構成され得る。
[0008] 光学要素は、ＥＵＶ放射を集光及び再誘導するために、プラズマと共に真空チャンバ内に配置されなければならない。チャンバ内の環境は光学要素に向かないため、例えばその反射性を低下させることによって耐用年数を制限する。環境内の光学要素は、ターゲット材料の高エネルギーイオン又は粒子に曝露される可能性がある。ターゲット材料の粒子は、光学要素の曝露表面を汚染させる可能性がある。ターゲット材料の粒子は、ＭＬＭ表面の物理的損傷及び局部加熱も生じさせる可能性がある。ターゲット材料は、光学要素表面の少なくとも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る。例えば、スズ、インジウム、又はキセノンなどの低反応性のターゲット材料の場合でも、温度安定性、イオン注入、及び拡散の問題に対処する必要があり得る。ＭＬＭコーティングのブリスタ形成も避けなければならない。
[0009] これらの過酷な条件にもかかわらず、光学要素の寿命を延ばすために採用できる技法がある。例えば、光学要素の表面を保護するために、光学要素上にキャッピング層を配置することができる。キャッピング層をより反射性にするために、反射される放射の波長での反射率を上げるように間隔を置いて複数の層を配置することもできる。しかしながら、こうした多層のキャッピング層は、水素拡散及びブリスタ形成などのメカニズムを介して、それら自体が損傷しやすい。
[0010] いくつかのシステムにおいて、デブリ緩和のために、真空チャンバにおいて０．５ｍｂａｒから３ｍｂａｒの範囲内の圧力でＨ２ガスが使用される。真空圧でガスがない場合、プラズマから放出されるターゲット材料デブリからコレクタを適切に保護することは、不可能ではなくとも困難であろう。水素は、約１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ放射に対して比較的透過的であるため、約１３．５ｎｍでより高い吸収を示すＨｅ、Ａｒ、又は他のガスなどの他の候補のガスよりも好適である。
[0011] Ｈ２ガスは真空チャンバに導入され、プラズマによって作成されるターゲット材料のエネルギーデブリ（イオン、原子、及びクラスタ）を減速させる。デブリは、ガス分子との衝突によって減速される。このために、デブリの軌道とは逆でもあり得るＨ２ガスの流れが使用される。これは、コレクタの光コーティング上のターゲット材料の堆積、注入、及びスパッタリングの損傷を減少させる働きをする。この方法を使用すると、プラズマサイトとコレクタ表面との間の距離にわたる多くのガス衝突によって、数ｋｅＶから数十ｅＶのエネルギーを伴うエネルギー粒子を減速させることが可能であると考えられる。
[0012] Ｈ２ガスを真空チャンバ内に導入する別の理由は、コレクタ表面のクリーニングを容易にすることである。プラズマによって発生するＥＵＶ放射は、Ｈ２分子を解離させることによって水素ラジカルＨ＊を作成する。次に、水素ラジカルＨ＊は、コレクタ表面上のターゲット材料堆積物からコレクタ表面をクリーニングするのを助ける。例えば、スズがターゲット材料である場合、水素ラジカルは、ポンプで取り除くことが可能な揮発性ガススタンナン（ＳｎＨ４）の形成につながるコレクタ表面上での反応に関与する。この化学経路を効率的にするために、コレクタ表面上での（Ｈ２分子を再形成するための）Ｈ再結合率は低いため、ＳｎＨ４を形成するためにＳｎに付着させる代わりに水素ラジカルが利用できる。通常、窒化物、炭化物、及び酸化物などの非金属化合物からなる表面は、純金属からなる表面に比べてＨ再結合率が低い。
[0013] しかしながら、Ｈ２ガスの使用には、コーティング上の軽水素原子及び分子の両方に起因して、コレクタに塗布されるコーティングに対して悪影響を与える可能性がある。水素原子は非常に小さいため、多層ミラーとして構成されるコレクタ内のいくつかの層へと容易に深く拡散するものと考えられる。低エネルギー水素を表面近くに注入することも可能であり、コレクタキャップ及びキャップの下の多層ミラーの層内に拡散可能である。これらの現象は、一番外側の層（例えば、最初の１μｍ）に最も厳しい影響を与える。
[0014] 原子状水素が多層ミラーの本体に浸入すると、Ｓｉとボンディングし、層境界及びインターフェイス、又はその両方で捕捉されることができる。水素は、ＭＬＭスタックを介して、基板より下方及び同等のボンディング層へと拡散可能である。これらの影響の大きさは、表面に対する水素のフルエンス、吸収される水素ドーズ、及びこれらの領域における水素の濃度に依存する。水素濃度がある閾値よりも高い場合、Ｈ２分子に再結合するか又は恐らく水素化物も形成する、ガス状の水素化合物の泡を形成する可能性がある。これは、典型的にはＭＬＭスタックの下、又は基板層において、最も深刻に発生する可能性がある。気泡の形成が始まると、付加的な水素の存在で成長する確率が高い。こうした泡が実際に形成された場合、それらの内部のガス圧が気泡の上の層を変形させることになり、様々なサイズのコーティング上のブリスタの形成につながる。次いで、層はバーストする可能性があり、したがってこのエリアの下のガス及び上の材料を解放し、結果としてコーティングの剥離が生じることになる。
[0015] ブリスタ形成されたコーティングはいくつかの問題を引き起こす。より高い表面エリアを有し、酸化及び他の汚染物質によって、並びにターゲット材料の堆積によって、劣化を起こしやすい。より高い吸収に起因して、通常、ＥＵＶ反射率の低下につながる。ブリスタ形成されたコーティングは、より高いラフネスに起因してより多くの光も散乱させるため、損傷していない下の層が依然としてＥＵＶ光の反射に寄与しているにもかかわらず、また、たとえターゲット材料の堆積物がクリーニングによって除去された場合であっても、所望の角度でのＥＵＶ反射率の著しい低下につながる。ブリスタは、プラズマによって発生する光、並びにドライブレーザからの光を含むことが可能な、帯域外（ＯｏＢ）光の反射における変化、及び、ドライブレーザからの光を意図的に散乱させるために使用される格子などの要素の有効性の損失も生じさせる。
[0016] Ｈ＊曝露に起因するコレクタのブリスタ形成は寿命を厳しく制限し、システムの可用性に大きな影響を与える。損傷についての現行モデルは、欠陥が存在する表面におけるＨ＊吸着、及びバルク内の領域へのＨ原子の輸送である。主な指示は、これが付着層においてＭＬＭスタックの下で発生することである。Ｈ＊の発生はＥＵＶパワーに対応するため、ＥＵＶ ＭＬＭ光学要素ブリスタ形成の問題は、ソースのパワーが増加するにつれて大きくなることが予測できる。
[0017] これらの影響に加えて、水素の取り込み及び浸入は金属層の脆化にもつながるため、層の劣化を発生させる可能性がある。
[0018] したがって、ブリスタ形成などの水素損傷に耐性のある光学系を有すると同時に、多層光学系を使用することでＥＵＶ反射率を高めることに関して、利点を活用することが求められている。
[0019] 実施形態を基本的に理解するために、１つ以上の実施形態の簡略化された概要を下記に提示する。この概要は、すべての企図される実施形態の広範囲にわたる要約ではなく、すべての実施形態の主要又は重要な要素を識別すること、或いは、任意又はすべての実施形態の範囲を限定することも、意図されていない。その唯一の目的は、１つ以上の実施形態のいくつかの概念を、後に提示されるより詳細な説明の前段階として簡略化された形で提示することである。
[0020] 一態様によれば、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムの構成要素を備える、装置が開示され、構成要素は、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムの動作中に水素イオンに曝露され、構成要素は、非水素ガスの化学種（例えば、イオン又はエネルギー中性原子）が注入された領域を備える水素拡散バリアを含む。本明細書で、また本説明及び特許請求の範囲内のいずれかで使用される場合、「非水素ガス」とは、主に水素以外のガスで構成されるガスを意味する。非水素ガスはヘリウムを含む。構成要素は、法線入射ミラーであり得、多層ミラーであり得る、コレクタミラーの少なくとも一部を含み得る。構成要素は、レチクル、ディテクタ、顕微鏡、検査システム、ペリクル、真空チャンバライナ、真空チャンバ翼、及び液滴ジェネレータのうちの、少なくとも一部でもあり得る。
[0021] 別の態様によれば、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムにおいて使用するための多層ミラーが開示され、多層ミラーは、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムの動作中に水素イオンに曝露され、多層ミラーは、基板、基板上のバッキング層、及びバッキング層上の多層コーティングを含み、バッキング層及び多層コーティングのうちの１つは、非水素ガスの化学種が注入された領域を備える水素拡散バリアを含む。非水素ガスは、ヘリウムであってよい不活性ガスを含み得る。
[0022] 別の態様によれば、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムにおいて使用するための多層ミラーが開示され、多層ミラーは、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムの動作中に水素イオンに曝露され、多層ミラーは、基板及び基板上のコーティングを含み、コーティングは複数の層を含み、複数の層のうちの少なくとも１つの層に不活性ガスの化学種が注入される。非水素ガスは、ヘリウムであってよい不活性ガスを含み得る。
[0023] 別の態様によれば、レーザ放射源と、極端紫外線放射を生成するためにターゲット材料がレーザ放射源によって照射される照射領域にターゲット材料を送達するためのターゲットデリバリシステムと、極端紫外線放射を収集するように配置された反射光学要素とを備える、半導体フォトリソグラフィのための装置が開示され、反射光学要素は、多層スタック及びバッキング層を含む多層ミラーを備え、多層スタック及びバッキング層のうちの少なくとも１つは、ヘリウムであってよい不活性ガスの化学種が注入された領域を備える水素拡散バリアを含む。
[0024] 別の態様によれば、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムの構成要素を作る方法が開示され、構成要素は、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムの動作中に水素イオンに曝露され、方法は、構成要素内に水素拡散バリアを形成するために、構成要素の少なくとも一部内に非水素ガスの化学種を注入するステップを含む。非水素ガスはヘリウムを含み得る。注入ステップは、構成要素内の水素拡散バリアの平均深さを制御するために化学種の注入エネルギーを制御することを含み得る。
[0025] 別の態様によれば、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムにおいて使用するための多層ミラーを取り扱う方法が開示され、多層ミラーは、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムの動作中に水素イオンに曝露され、方法は、バッキング層を曝露するために多層ミラーの多層コーティングを除去するステップと、非水素ガスの化学種をバッキング層に注入するステップと、多層コーティングをバッキング層上に配置するステップと、を含む。非水素ガスは、ヘリウムを含み得る不活性ガスを含み得る。注入ステップは、バッキング層における化学種の平均注入深さを制御するために、化学種の注入エネルギーを制御することを含み得る。
[0026] 別の態様によれば、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムにおいて使用するためのＥＵＶ光学要素を取り扱う方法が開示され、ＥＵＶ光学要素は、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムの動作中に水素イオンに曝露され、方法は、ＥＵＶ光学要素における水素の吸着及び拡散を防止するために、ＥＵＶ光学要素内に非水素ガスの化学種を注入するステップを含む。非水素ガスは、ヘリウムであってよい不活性ガスを含み得る。注入ステップは、構成要素における化学種の平均注入深さを制御するために、化学種の注入エネルギーを制御することを含み得る。
[0027] 別の態様によれば、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムにおいて使用するための構成要素を取り扱う方法が開示され、構成要素は、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムの動作中に水素イオンに曝露され、方法は、非水素ガス種が多層ＥＵＶ光学要素を水素損傷から保護するように、構成要素の少なくとも一部における水素イオンを非水素ガス種と置き換えるために、構成要素に非水素ガス種のフラックスを施すステップを含む。非水素ガスは、ヘリウムであってよい不活性ガスを含み得る。
[0028]本発明の態様に従った、レーザ生成プラズマＥＵＶ放射源システムについての広義な概念全体の、一定の縮尺でない概略図を示す。 [0029]水素輸送バリアを有するＥＵＶ光学要素の断面の、一定の縮尺でない概略図を示す。 [0030]水素輸送バリアを有するＥＵＶ光学要素を作るためのシステムの、一定の縮尺でない概略図を示す。 [0031]水素の吸着及び拡散を制限又は防止するためにＥＵＶ光学要素の表面近くにヘリウム種（例えば、イオン又はエネルギー中性子）が注入された、ＥＵＶ光学要素の表面に対する非常に小さな（ｎｍ〜μｍ）スクラッチ及び他の損傷を示す、ＥＵＶ光学要素の断面の、一定の縮尺でない概略図を示す。 [0032]水素の吸着及び拡散を制限又は防止するためにＥＵＶ光学構成要素の表面近くにヘリウムが注入された、ＥＵＶ構成要素の断面の、一定の縮尺でない概略図を示す。
[0033] 次に、全体を通じて同じ要素を言い表すために同じ参照番号が使用される図面を参照しながら、様々な実施形態を説明する。下記の記述において、１つ以上の実施形態の完全な理解を促進させるために、説明の目的で多数の特有の細部が示される。しかしながら、いくつか又はすべてのインスタンスにおいて、下記で説明する任意の実施形態は、下記で説明する特有の設計細部を採用することなく実施可能であることが明白であり得る。他のインスタンスにおいて、１つ以上の実施形態の説明を容易にするために、周知の構造及びデバイスがブロック図の形で示される。
[0034] 最初に図１を参照すると、本発明の実施形態の一態様に従った、例示のＥＵＶ放射源、例えば、レーザ生成プラズマＥＵＶ放射源２０の概略図が示されている。図に示されるように、ＥＵＶ放射源２０は、例えば、１０．６μｍ又は１μｍで放射を生成するパルスガス排出ＣＯ２レーザ源であり得る、パルス又は連続レーザ源２２を含み得る。パルスガス排出ＣＯ２レーザ源は、高パワー及び高パルス繰り返し数で動作する、ＤＣ又はＲＦ励起を有し得る。
[0035] ＥＵＶ放射源２０は、液体液滴又は連続液体ストリームの形でターゲット材料を送達するための、ターゲットデリバリシステム２４も含む。この例では、ターゲット材料は液体であるが、固体又は気体とすることも可能である。ターゲット材料はスズ又はスズ化合物で構成され得るが、他の材料も使用可能である。ターゲット材料デリバリシステム２４は、ターゲット材料を真空チャンバ２６の内部の照射領域２８に導入し、ここでターゲット材料はプラズマを生成するために照射され得る。いくつかの場合、ターゲット材料を照射領域２８に向かって、又は照射領域２８から遠くへ進ませることができるように、ターゲット材料上に電荷が配置される。本明細書で使用される場合、照射領域とは、ターゲット材料の照射が発生し得る領域であり、照射が実際には発生しない時でさえ、照射領域であることに留意されたい。真空チャンバ２６にはライナ３４が提供され得、一連の翼３６を有し得る。
[0036] ＥＵＶ光源２０は、レーザ発射制御システム６５、並びに例えばレーザビーム位置決めシステム（図示せず）も含み得る、ＥＵＶ光源コントローラシステム６０も含み得る。ＥＵＶ光源２０は、例えば、照射領域２８に対するターゲット液滴の絶対位置又は相対位置を示す出力を発生させ、この出力をターゲット位置検出フィードバックシステム６２に提供する、１つ以上の液滴イメージャ７０を含み得る、ターゲット位置検出システムなどのディテクタも含み得る。チャンバ２６の内部に曝露される液滴イメージャ７０の一部には、保護ペリクル７２が提供され得る。ターゲット位置検出フィードバックシステム６２は、液滴イメージャ７０の出力を使用してターゲットの位置及び軌道を計算することが可能であり、ここからターゲットエラーを算出することが可能である。ターゲットエラーは、液滴ごとに、又は平均で、又は何らかの他の基準で、算出可能である。次いで、ターゲットエラーは、光源コントローラ６０への入力として提供され得る。これに応答して、光源コントローラ６０は、レーザの位置、方向、又はタイミング補正信号などの制御信号を発生させ、この制御信号をレーザビーム位置決めコントローラ（図示せず）に提供することが可能である。レーザビーム位置決めシステムは、制御信号を使用して、レーザタイミング回路を制御すること、及び／又は、例えば、チャンバ内のレーザビームフォーカススポットの位置及び／又は集光力を変更するために、レーザビーム位置及び整形システム（図示せず）を制御することが可能である。
[0037] 図１に示されるように、光源２０はターゲットデリバリ制御システム９０を含み得る。ターゲットデリバリ制御システム９０は、信号、例えば、上述のターゲットエラー、又はシステムコントローラ６０によって提供されるターゲットエラーから導出される何らかの量に応答して、照射領域２８内のターゲット液滴の位置におけるエラーを補正するように動作可能である。これは、例えば、ターゲットデリバリメカニズム９２がターゲット液滴をリリースするポイントを再位置決めすることによって達成され得る。ターゲットデリバリメカニズム９２はチャンバ２６内へと延在し、ターゲットデリバリメカニズム９２内のターゲット材料を圧力下に置くために、ターゲット材料及びガス源も外部に供給される。
[0038] 図１を続けると、放射源２０は１つ以上の光学要素も含み得る。以下の考察において、こうした光学要素の例としてコレクタ３０が使用されるが、考察は他の光学要素にも適用される。コレクタ３０は、例えばＭＬＭ、すなわち、ボンディング又はバッキング層でコーティングされた炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板、及び、その後、熱誘導される層間拡散を効果的にブロックするために各インターフェイスに堆積される、例えば、Ｂ４Ｃ、ＺｒＣ、Ｓｉ３Ｎ４、又はＣの、付加的な薄いバリア層を備えるモリブデン／シリコン（Ｍｏ／Ｓｉ）多層スタックとして実施される、法線入射リフレクタとすることが可能である。アルミニウム（Ａｌ）又はシリコン（Ｓｉ）などの他の基板材料も使用可能である。コレクタ３０は、レーザ放射が通過し、照射領域２８に到達できるようにするための、アパーチャを備える、長楕円の形とすることができる。コレクタ３０は、例えば、照射領域２８における第１のフォーカス及びいわゆる中間ポイント４０（中間フォーカス４０とも呼ばれる）における第２のフォーカスを有する、楕円の形状とすることができ、ＥＵＶ放射は、ＥＵＶ放射源２０から出力し、例えばレチクル又はマスク５４を使用する既知の手法でシリコンウェーハ被加工物５２を処理するために放射を使用する、例えば、集積回路リソグラフィ又は検査ツール５０に入力することができる。シリコンウェーハ被加工物５２は、その後、集積回路デバイスを取得するために、既知の手法で付加的に処理される。集積回路リソグラフィツール５０は、検査システム５６及び顕微鏡５８を含み得る。
[0039] ＭＬＭコレクタ３０の例が、こうしたコレクタの一部を介した断面である、図２に示されている。その図を見ればわかるように、コレクタ３０は基板１００を含む。多層スタック１１０が基板１００上に配置される。多層スタック１１０は、既知の様式で、例えばモリブデン及びシリコンの材料の交互の層のスタックで構成される。多層コーティング１１０の上には、典型的には最外部層及び一連の繰り返し２重層で構成される、キャッピング層１２０が配置される。基板１００と多層スタック１１０との間には、ボンディング又はバッキング層１３０が存在する。
[0040] 再度図２を参照すると、キャップ１２０の最上部層は、好ましくはターゲット材料堆積に対して高い耐性を備える窒化物又は酸化物である。実際には、これらは好ましくは、スタンナンの高形成率を可能にするために、原子状水素について低い再結合率を有する材料である。これらは、典型的には、約１０−４から約１０−３の範囲内の水素再結合係数を有する材料である。実際上、これは、ＨがＨ２と再結合する前にＳｎと反応できることから、好ましい材料が良好なスズクリーニング率を示すことを意味する。例として、金属ステンレス鋼は、２．２×１０−３の再結合係数を有する。キャップ１２０の最上部層１３０に好適な材料は、好ましくは、入射イオンについての良好なエネルギー削減及び低い２次電子収率も示す。低い再結合係数、入射イオンについての良好なエネルギー削減、及び低い２次電子収率を有する材料の例は、ＺｒＮ、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、及びＺｒＯ２を含む。
[0041] コレクタ３０の表面によって吸着された原子水素は、その上部（最外部）層における欠陥を介してコレクタ３０に浸入する可能性がある。この水素は、コレクタ３０のバッキング層１３０を介して拡散し、バッキング層１３０と基板１００との間のインターフェイス１４０に集まることが可能である。水素の凝集は気泡の形成につながり、インターフェイス１４０においてギャップが成長し得る。これらのギャップは、結果として、コレクタ３０と、基板１００の冷却によって多層コーティング１１０を冷却するために提供される冷却システム（図示せず）との間の熱伝導経路内に、表面ブリスタ及び不連続性を生じさせる。
[0042] ブリスタ形成、及びインターフェイス１４０での基板１００からのバッキング層１３０の分離を防ぐために、本発明の一態様によれば、バッキング層内への水素の拡散を防ぐためにバッキング層１３０内に、及び、ブリスタ形成を効果的に防ぐために基板１００の非晶質シリコン材料内に、ヘリウムなどの非水素ガスの化学種（イオン又はエネルギー中性子）が注入される。本明細書、並びに本説明及び特許請求の範囲で使用される場合、「非水素ガス」とは、主に、水素以外のガスで構成されるガスを意味する。ヘリウムは、相対的に不活性且つ不動であるため、注入用に適切な選択肢であると見なされるが、他の不活性ガスも使用可能である。バッキング層１３０の注入によって水素拡散バリアが作成され、これを介した水素の拡散又は浸入が低速化されるか又は防止される。この水素拡散バリアは、単に化学種が内部に注入されたバッキング層の領域として、又は別の層として、概念化され得る。注入エネルギー及び注入深さは、水素拡散バリアがバッキング層１３０と基板１００との間のインターフェイスにおけるバッキング層１３０内に作成されるように選択可能であるか、又は、注入エネルギーは、水素拡散バリアがバッキング層１３０のより狭い領域を占有するように選択可能である。一般に、注入は深さの範囲全体にわたって生じることになり、化学種には、したがって水素拡散バリアには、平均深さが存在することになることを、理解されよう。
[0043] 下記の考察は、例としてヘリウムイオンに関するものであるが、他の中性元素も使用可能である。また前述のように、イオンの代わりにエネルギー中性原子が使用可能である。エネルギー中性イオンは、いくつかのやり方で作成可能である。例えば、高エネルギーイオンは、イオンと冷中性原子との間の電荷交換衝突がエネルギー中性原子以外の冷イオンを作成する、ガスを介して輸送可能である。実際には、イオンはそのエネルギーを維持するが、中性原子から電子を取り出す。ヘリウムの場合、この電荷交換は以下のようなアルファ・ヘリウム電荷交換の形を取ることが可能であり、
Ｈｅ２＋＋Ｈｅ→Ｈｅ＋Ｈｅ２＋
上式で、左側のＨｅ２＋はエネルギーヘリウムイオンであり、左側のＨｅは冷ヘリウム原子であり、右側のＨｅはエネルギー中性ヘリウム原子であり、右側のＨｅ２＋は冷ヘリウムイオンである。その後、エネルギー中性ヘリウム原子は注入され得る。
[0044] 図３は、注入されたバッキング層を有するＥＵＶ光学要素を製造するための例示の配置を示す。下記の考察は、ヘリウムイオン又はエネルギー中性子の注入に関するが、他のガスのイオン又はエネルギー中性子も使用可能であることに留意されたい。図に示されたＥＵＶ光学要素の製造中の処理ステップとして、ヘリウムイオン１５０がバッキング層１３０に注入される。注入の深さは、Ｈｅイオンエネルギーを変化させることによって調節可能である。Ｈｅイオンフルエンスは、曝露時間を調節することによって調節可能である。加えて、フラックス（熱負荷）は、ガス密度を制御することによって調節可能である。また、プロセスは、ヘリウム種の導入前又は後の、基板１００の熱アニール及び基板１００の脱着などの、付加的ステップを含むことができる。
[0045] ヘリウムイオンの所望のエネルギーは、モデリング（シミュレーションコード、例えば、物質内イオンの停止範囲（「ＳＲＩＭ」）／物質内イオンの輸送（「ＴＲＩＭ」）コード）と、実験的試験との組み合わせによって、決定可能である。J.F.Ziegler、M.D.Ziegler及びJ.P.Biersackによる「SRIM-The Stopping and Range of Ions in Matter」、Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B:Beam Interactions with Materials and Atoms、Volume 268、Issues 11-12、2010年6月、pp.1818-1823を参照されたい。その全体が参照により組み込まれている。現在、５．０ｎｍまでの範囲を有する約１００ｅＶヘリウムエネルギーのヘリウムを、５．３ｇ／ｃｍ３付近の密度の材料内で約１．０〜２．０ｎｍで発生する最大イオン濃度で使用することが好ましい。このイオンエネルギーは、表面損傷を発生させるべきではなく、バッキング層１３０と基板１００との間のインターフェイスのごく近くにＨｅを置く。この例についてのＴＲＩＭコードを使用するサンプル計算を下記に示す。材料内でのＨ、Ｈ２、及びＨｅのトラップ／輸送／浸入の実験的検証は、核反応分析（ＮＲＡ）及び熱脱離分光法（ＴＤＳ）を介して取得可能である。
[0046]
[0047] この注入層は、例えば、Ｈｅガスをソース１６０から、イオン化されるカソード源１７０に誘導することによって、作成可能である。イオンエネルギーは、バイアス電圧源１８０を使用してカソード源１７０と基板１００との間の電圧勾配（バイアス）を制御することによって制御される。この配置によって、大きな表面を一度に暴露させ、プロセスを実施するために必要な時間を最小限にすることが可能である。このプロセスは、従来のコーティングプロセスの一部として実施可能である。もちろん上記で説明する方法は、イオンの発生及び注入の可能な方法のうちの１つのみである。当業者であれば、他の方法が使用可能であることが明らかとなろう。注入プロセスに続き、ＭＬＭスタック１１０を堆積させることができる。
[0048] 上記で説明したこのプロセスは、新しいＥＵＶ光学要素の製造時のみならず、既存のＥＵＶ光学要素の再コーティングの一部としても使用可能である。これによって、ＭＬＭ除去に続く処理により、設置されたコレクタの再使用及び寿命延長が可能となる。この方法は、バッキング層１３０に使用される現行材料に、並びに、将来使用され得ることが予測される材料にも、適用可能である。Ｈ＊、Ｈ＋、及びＨｅ＊の高フルエンスにサンプルを相対的に短時間曝露することが可能なプラズマ源を使用して、ソリューションを最適化するための高度なライフサイクル試験が達成可能である。例えば、プラズマがデバイスの一方の端部で作成され、デバイスの他方の端部に輸送される、線形プラズマデバイスを使用することが可能である。典型的には、Ｈ２、Ａｒ、又はＨｅなどのガスをイオン化するためにｅ−が放出されるように、ＬａＢ６カソードが加熱される。プラズマ密度はかなり高い可能性があるが、通常、温度は１０ｅＶ未満である。このプラズマ内では、表面に対する正味イオンエネルギーを設定するために、サンプルをバイアスすることが可能である。
[0049] 前述の説明は、ヘリウムを使用するプロセスに関するものであるが、アルゴン又はネオンなどの他の相対的に不活性な不動のガス、並びに非不活性ガスも使用可能である。
[0050] 前述の原理は、ヘリウム曝露／注入を使用するＥＵＶ光学要素の修復又は予防的措置にも適用可能である。図４に示されるように、ＥＵＶ光学要素は、その表面に微細な損傷（例えば、ｎｍ〜μｍ規模のスクラッチ／損傷）を有する場合がある。この損傷は、図４では、コレクタ３０の頂部表面における途切れ部分１９０として示されている。本明細書では一例としてコレクタ３０が説明されているが、本明細書で説明する原理は他のＥＵＶ光学要素にも適用可能である。本発明の原理を使用して、Ｈの吸着及び拡散を禁止又は防止するために、Ｈｅ１５０をコレクタ３０の表面近くに注入することができる。Ｈを外へ出してＨｅと置き換えるために、コレクタ３０をＨｅ種フラックスに時折（例えば、設定された間隔で）曝露させることも可能であり、水素主導の原因によって引き起こされる損傷の確率を減少させることが可能である。図４の実施形態ではキャッピング層１２０が存在し、注入されるが、キャッピング層１２０が使用されない場合、イオンはＭＬＭスタック１１０の頂部表面内に直接注入することができる。
[0051] 前述のように、本発明の原理は有利には、ＭＬＭとしての実施に加えて、ＥＵＶ光学要素に適用可能である。例えば、本発明の原理は、ＭＬＭとして実施されないかすめ入射ミラーに適用可能である。曝露の前又は後にレチクルに、及びＥＵＶマスクの保護に、及び、チャンバ２６内の光学系のための保護カバーとして使用されるペリクルにも、適用可能である。ライナ、翼、及び液滴ジェネレータの構成要素などの、水素拡散又は脆化が問題である適用例においても、使用可能である。これは図５に示されており、ＥＵＶ構成要素２００にヘリウム原子又はイオン１５０が注入される。ＥＵＶ構成要素２００は、ミラー又はレチクルなどの光学要素であり得るか、或いは、ペリクル、ライナ、翼、又は液滴ジェネレータ構成要素などの別の構成要素であり得る。ＥＵＶ構成要素２００は、キャッピング層１２０、バルク材料層２１０、バッキング層１３０、及び基板１００を有するものとして示されているが、キャッピング層１２０、バッキング層１３０、及び基板１００は、関連する特定タイプのＥＵＶ構成要素に応じて、存在してもしなくてもよい。キャッピング層１２０が存在する場合、ヘリウム注入は、バルク材料層２１０内へのヘリウム注入に加えて、又はその代替として、キャッピング層１２０内で実行することが可能である。キャッピング層１２０が存在しない場合、ヘリウム注入はバルク材料層２１０内で実行することが可能である。基板１００が存在する場合、ヘリウム注入プロセスは、ヘリウム種の導入前又は後の、基板１００の熱アニール及び基板１００の脱着などの、付加的なステップを含むことができる。
[0052] 例として、コーティングされていないＣｕ光学系も、同様のブリスタ形成問題によって損傷しやすい可能性がある。こうした光学系により長い耐用年数を与えるために、Ｈｅ注入及び／又はＨｅフラックスに対する日常の曝露も使用可能である。ヘリウムなどのガスからのイオンが注入された上部表面は、ＥＵＶ構成要素において現在使用されているコーティングを置き換えるか又は補足することも可能である。
[0053] 本発明の原理は、水素に曝露される化学線検査システムなどの検査システムの構成要素、及び、ＥＵＶマスクを検査するために使用される顕微鏡などの光学機器にも、適用可能である。
[0054] 上記の説明は、１つ以上の実施形態の例を含む。もちろん、前述の実施形態を説明する目的で、構成要素又は方法の考え得るあらゆる組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者であれば、様々な実施形態の多くの更なる組み合わせ及び並べ替えが可能であることを理解されよう。したがって説明した実施形態は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内に入る、こうした変更、修正、及び変形のすべてを包含するものとは意図されていない。更に、「含む」という用語が詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかで使用される限り、こうした用語は、「備える」という用語と同様に包括的であるものと意図され、これは「備える」が、請求項において遷移的な語として採用されていると解釈されるためである。更に、説明する態様及び／又は実施形態の要素は単数形で説明又は請求され得るが、単数形に限定することが明示的に示されていない限り、複数形が考えられる。加えて、任意の態様及び／又は実施形態のすべて又は一部は、特に指定のない限り、任意の他の態様及び／又は実施形態のすべて又は一部と共に使用可能である。

Claims (10)

  1. ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムにおいて使用するための多層ミラーであって、前記多層ミラーは、ＥＵＶ放射を発生させるための前記システムの動作中に水素イオンに曝露され、前記多層ミラーは、
    基板、
    前記基板上のバッキング層、及び、
    前記バッキング層上の多層コーティング、
    を含み、
    前記バッキング層は、不活性ガスの化学種が注入された領域を備える水素拡散バリアを含む、
    多層ミラー。
  2. 前記不活性ガスの前記化学種は前記不活性ガスのイオンを含む、請求項１に記載の多層ミラー。
  3. 前記不活性ガスの前記化学種は前記不活性ガスのエネルギー中性原子を含む、請求項１に記載の多層ミラー。
  4. 前記不活性ガスはヘリウムを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の多層ミラー。
  5. 半導体フォトリソグラフィ又は検査のための装置であって、
    レーザ放射源と、
    極端紫外線放射を生成するためにターゲット材料が前記レーザ放射源によって照射される照射領域に前記ターゲット材料を送達するための、ターゲットデリバリシステムと、
    前記極端紫外線放射を収集するように配置された反射光学要素であって、前記反射光学要素は多層スタック及びバッキング層を含む多層ミラーを備え、前記バッキング層は、不活性ガスの化学種が注入された領域を備える水素拡散バリアを含む、反射光学要素と、
    を備える、装置。
  6. 前記不活性ガスの前記化学種は前記不活性ガスのイオンを含む、請求項５に記載の装置。
  7. 前記不活性ガスの前記化学種は前記不活性ガスのエネルギー中性原子を含む、請求項５に記載の装置。
  8. ＥＵＶ放射を発生させるためのシステムにおいて使用するための多層ミラーを取り扱う方法であって、前記多層ミラーは、ＥＵＶ放射を発生させるための前記システムの動作中に水素イオンに曝露され、
    バッキング層を曝露するために前記多層ミラーの多層コーティングを除去するステップと、
    不活性ガスの化学種を前記バッキング層に注入するステップと、
    多層コーティングを前記バッキング層上に配置するステップと、
    を含む、方法。
  9. 前記不活性ガスの前記化学種は前記不活性ガスのイオンを含む、請求項８に記載の方法。
  10. 前記不活性ガスの前記化学種は前記不活性ガスのエネルギー中性原子を含む、請求項８に記載の方法。
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