KR100589240B1 - Ｅｕｖ 광학 요소의 캡핑 층 - Google Patents
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Abstract
다층 EUV 미러와 같은 광학 요소는 다이아몬드형 탄소(C), 보론 니트라이드(BN), 보론 카바이드(B4C), 실리콘 니트라이드(Si3N4), 실리콘 카바이드(SiC), B, Pd, Ru, Rh, Au, MgF2, LiF, C2F4 및 TiN과 그 화합물 및 합금의 보호 캡핑 층을 구비한다. 다층 코팅의 최종 주기는 개선된 보호 특징을 구비하도록 또한 변형될 수 있다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 51 주기 최적화 Mo/Si 스택의 층두께의 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 50 주기 Mo-Ru/Si 스택의 층두께의 그래프,
도 4는 종래의 미러와 본 발명을 구현하는 여러가지 미러의 비교를 위한 13.4 nm 영역에서의 파장 대 R9 의 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 50 주기 Mo-Ru-Sr/Si 스택의 층두께의 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 니들 최적화 50 주기 Mo-Ru-Sr/Si 스택의 층두께의 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 80 주기 Ru-Sr/Be 스택의 층두께의 그래프,
도 8은 종래의 미러와 본 발명을 구현하는 여러가지 미러의 비교를 위한 11.3 nm 영역에서의 파장 대 R9 의 그래프,
도 9는 Xe-제트 레이저-유도 플라즈마원의 방출 강도 뿐아니라 본 발명에 따른 스택 및 종래의 스택의 여러가지 스택에 대한 파장 대 R9 을 나타내는 그래프,
도 10은 본 발명에 따른 Rh-Ru/Sr-Ce 스택에 대한 파장 대 R 및 R9 을 나타 내는 그래프,
도 11은 본 발명에 따른 최적화 Rh-Ru/Sr-Ce 스택의 층두께의 그래프,
도 12는 본 발명에 따른 Rh-Ru/SiO2-aero 스택에 대한 파장 대 R을 나타내는 그래프, 및
도 13은 본 발명에 따른 캡핑 층을 갖는 다중 층 코팅의 다이어그램이다.
본 발명은 광학 요소, 예를 들면 극자외(EUV) 방사선용 다층 미러를 위한 캡핑층에 관한 것이다. 특히, 본 발명은,
방사선 투영 빔을 공급하는 조명 시스템;
마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 제 1 대물 테이블;
기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 제 2 대물 테이블; 및
기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화(imaging)하는 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 투영 장치내 광학 요소상에서의 캡핑 층의 사용에 관한 것이다.
간단히, 투영 시스템은 이후로 "렌즈"로 언급될 수 있다; 그러나, 이 용어는 예를 들어 굴절 광학기, 반사 광학기, 카타디오프트릭(catadioptric)시스템, 및 하전 입자 광학기를 포함하는 다양한 형태의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 이해될 수 있다. 조명 시스템은 또한 투영 빔을 방향짓고, 성형(shaping)하거나 제어하는 원리들 중 하나에 따라 동작하는 소자를 포함할 수 있고, 이들 소자는 "렌즈"로서 집합적으로 또는 단독으로 아래에서 언급될 수 있다. 게다가 제 1과 제 2 대물 테이블은 각각 "마스크 테이블"과 "기판 테이블"로 언급될 수 있다.
본 명세서에서, 본 발명은 직교하는 X, Y 및 Z의 기준 시스템을 사용하여 기재되고 I 방향에 대해 평행한 축에 대한 회전은 Ri로 표시된다. 또한, 만일 문맥상 달리 요구하지 않는다면, 여기서 사용되는 용어 "수직"(Z)은 장치의 특정의 배향을 암시한다기 보다 광학 시스템의 광학 축에 평행하거나 마스크 표면 또는 기판에 수직인 방향으로 지칭된다. 유사하게, 용어 "수평"은 기판 또는 마스크 표면에 평행하거나 광학축에 수직인, 따라서 "수직" 방향에 수직인 방향을 지칭한다.
리소그래피 투영 장치는, 예를 들면, 집적회로(ICs)의 제조에 사용될 수 있다. 그와 같은 경우, 마스크(레티클)는 집적회로의 각 층에 대응하는 회로패턴을 포함하고, 이 패턴은 이 후에 감광물질(레지스트)층이 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)위의 노광영역(다이) 위로 묘화될 수 있다. 대개 단일 웨이퍼는 레티클을 통해 한번에 하나씩 연속적으로 조사되는 인접한 다이들의 전체적인 연결망을 갖는다. 일 형태의 리소그래피 투영장치에서는 전체 레티클 패턴을 다이 위로 한번에 노광함으로써 각 다이가 조사되며, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라 칭한다. 이와 달리, 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)로 불리워지는 대체장치에서는 투영 빔 하에서 소정의 기준방향("스캔" 방향)으로 레티클 패턴을 점진적으로 스캐닝하면서 상기 스캔방향에 평행 또는 평행하지 않게 웨이퍼 테이블을 동시에 스캐닝함으로써 각 다이가 조사되며, 일반적으로 투영계는 배율인자(magnification factor:Ｍ)(대개<1)를 가지므로 웨이퍼테이블이 스캐닝되는 속도(v)는 레티클 테이블이 스캐닝되는 속도의 Ｍ배가 된다. 여기에서 설명된 리소그래피 장치에 관한 상세한 정보는 국제특허출원 WO97/33205에서 찾을 수 있다.
최근까지 리소그래피 투영장치는 단일 마스크 테이블 및 단일 기판 테이블을 포함하고 있었다. 그러나, 적어도 2개의 독립적으로 이동가능한 기판테이블이 있는 기계가 이제 이용가능하게 되었다. 예를 들어, 국제특허출원 WO 98/28665 및 WO 98/40791에 개시된 다중 스테이지 장치를 참조하라. 이러한 다중 스테이지 장치의 기본 작동 원리는, 제 1기판 테이블이 이 테이블상에 위치된 제 1기판의 노광을 위하여 투영 시스템 아래 노광 위치에 있는 동안, 제 2기판 테이블은 로딩 위치로 이동하고, 이전에 노광된 기판을 방출하고, 새로운 기판을 픽업하고, 새로운 기판상의 소정의 초기측정을 행하고, 제 1기판의 노광이 종료되자마자 투영 시스템 아래의 노광 위치로의 새로운 기판의 이송을 대기할 수 있는 것이다. 그 후 이 사이클이 반복된다. 이러한 방식으로 기계 스루풋을 실질적으로 증가시키는 것이 가능하고, 이것은 기계 소유의 비용을 개선한다. 노광 및 측정위치 사이에 이동되는 하나의 기판 테이블에 동일한 원리가 사용될 수 있다.
리소그래피 장치에 있어서, 웨이퍼상으로 묘화될 수 있는 피처의 크기는 투영방사선의 파장에 의해 제한된다. 높은 소자밀도를 갖고, 이리하여 높은 동작속도를 갖는 집적회로를 제조하기 위하여, 더 작은 피처를 묘화할 수 있는 것이 바람직하다. 대부분의 현행의 리소그래피 투영장치가 수은 램프 또는 엑시머 레이저에 의해 발생된 자외광선을 사용하지만, 약 13 nm 의 더 짧은 파장의 방사선을 사용하는 것이 제안되었다. 이러한 방사선은 극자외선(EUV) 또는 소프트 X-선(soft X-ray)으로 불리우고 가능한 소스는 레이저 플라즈마 소스 또는 전자 저장링으로부터의 싱크로트론 방사를 포함한다. 싱크로트론 방사를 사용하는 리소그래피 투영장치의 개략 설계가 "Synchrotron radiation sources and condensers for projection x-ray lithography"(JB Murphy et al, Applied Optics Vol. 32 No. 24 pp 6920-6929 (1993))에 기재되어 있다.
EUV 스펙트럼 영역에서 사용하는 광학 요소, 예를 들어 다층 박막 반사기는, 이들의 반사율 및 광학적 품질을 상당히 감소시킬 수 있는 물리적 화학적 손상에 특히 민감하다. 이들 파장에서의 반사율은 더 긴 파장에서의 반사기에 비하여 낮으며, 통상의 EUV 리소그래피 시스템이 9개의 미러(조명 광학기에 2개, 묘화 광학기(imaging optics)에 6개 및 반사 레티클)를 가질 수 있기 때문에 특별한 문제가 된다. 따라서, 단일 미러의 피크 반사율에 있어서의 1-2%의 "작은" 감소조차도 상기 광학 시스템에서는 상당한 광 스루풋 감소를 초래할 것이다.
다른 문제는 소정의 EUV 방사선의 소스, 예를 들어 플라즈마에 기초한 소스(source)는, 이들이 조명 시스템내의 광학 요소를 손상시킬 수 있는 상당한 양의 빠른 이온 및 다른 입자를 방출한다는 점에서 "더럽다(dirty)"는 점이다.
이들 문제점을 감소시키기 위한 제안은, 광학 요소상으로 흡수되고 그 후 EUV 방사선에 의해 깨져(crack) 불투명한 탄소막을 남길 수 있는 탄화수소의 부분압력에 대한 특히 엄격한 요구와 함께, 광학 시스템을 매우 높은 진공으로 유지하는 것을 포함한다.
본 발명의 목적은 투영 빔으로서 극자외(EUV)방사선을 사용하는 리소그래피 투영장치에 사용되고, 화학적 및 물리적 공격에 더욱 저항성이 강한 다중층 미러를 포함하는 광학 요소를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 및 다른 목적은,
방사선 투영 빔을 공급하는 조명 시스템;
마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 제 1 대물 테이블;
기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 제 2 대물 테이블; 및
기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영 시스템을 포함하며,
적어도 하나의 광학 요소가 상기 투영 빔의 파장과 동일한 파장의 방사선이입사되는 표면과 상기 표면을 도포하는 캡핑 층을 구비하고, 상기 캡핑 층은 상대적으로 불활성인 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치에서 달성된다.
광학 요소는, 조명 및 투영 시스템 중 하나에 포함된, 예를 들어 다중층 근사-수직 입사 미러 또는 그레이징 입사 미러 등의 반사기와 같은 빔 변형(modifying) 요소; 스캐터링 플레이트 등의 인티그레이터; 다중층 마스크라면 마스크 그 자체; 또는 투영 빔의 지향, 포커싱, 성형, 제어 등에 관련된 임의의 다른 광학 요소일 수 있다. 광학 요소는 또한 이미지 센서 또는 스폿 센서 등의 센서일 수 있다.
상기 상대적으로 불활성인 재료는 특히 산화에 저항성이 있어야 하고 다이아 몬드형 탄소(C), 보론 니트라이드(BN), 보론 카바이드(B4C), 실리콘 니트라이드(Si3N4), 실리콘 카바이드(SiC), B, Pd, Ru, Rh, Au, MgF2, LiF, C2F4 및 TiN과 이들의 화합물 및 합금을 포함하는 그룹중에서 선택될 수 있다.
캡핑 층은, 하부 광학 요소를 상기 공격들으로부터 보호하기에 충분한 두께를 가져서 캡핑층이 효과적으로 "화학적으로 불투명"하여야 하나, 입사 방사선을 너무 많이 흡수할 정도로 두껍지는 않아야 한다. 이를 위해, 캡핑 층은 0.5 내지 10nm, 바람직하게는 0.5 내지 6nm, 가장 바람직하게는 0.5 내지 3nm 범위의 두께를 가질 수 있다.
캡핑 층은, 반사율이나 투과율을 개선하기 위하여 투영빔의 파장에서 개선된 화학적 저항성 및 낮은 굴절률 양자를 위하여 선택된 최외각 층을 갖는 다중 층 구조, 예를 들어 2개의 층을 가질 수 있다.
본 발명의 제 2형태는,
방사선 투영 빔을 공급하는 조명 시스템;
마스크를 고정하는 제 1 대물 홀더를 구비한 제 1 대물 테이블;
기판을 고정하는 제 2 대물 홀더를 구비한 제 2 대물 테이블; 및
기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 투영 장치를 사용한 디바이스 제조 방법에 있어서,
상기 제 1 대물 테이블에 패턴을 포함하는 마스크를 제공하는 단계;
상기 제 2 대물 테이블에 에너지 감지 재료층에 의하여 적어도 부분적으로 도포되는 기판을 제공하는 단계;
상기 마스크를 조사하고 상기 패턴의 조사부를 상기 기판에 묘화하는 단계를 포함하며,
상기 리소그래피 투영 장치는, 상기 투영 빔의 파장과 동일한 파장의 방사선이 입사되는 표면과 상기 표면을 도포하는 캡핑 층을 구비하는 적어도 하나의 광학 요소를 포함하고, 상기 캡핑 층은 상대적으로 불활성인 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 리소그래피 투영 장치를 사용하는 제조 공정에서, 마스크의 패턴은 에너지 감지 물질(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 준비작업(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 다양한 공정을 거친다. 노광후에, 기판은 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처의 측정/검사와 같은 다른 공정을 거칠 수 있다. 공정의 이러한 배열은 예를 들어 IC와 같은 디바이스의 개별 층을 패턴화하는 기초로서 사용된다. 그와 같은 패턴화된 층은 식각, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 연마등 개별 층을 마무리하는 데 의도된 모든 다양한 공정을 거친다. 여러 층이 요구된다면, 전체 공정 또는 그 변형은 각 새로운 층에 반복되어야만 할 것이다. 결국, 디바이스의 배열은 기판(웨이퍼)에 존재할 것이다. 이들 디바이스는 그후 다이싱(dicing) 또는 소잉(sawing) 등의 기술에 의해 서로로부터 분리되고, 이리하여 개개의 소자는 캐리어상에 장착되고 핀에 접속될 수 있다. 그와 같은 공정에 관한 추가 정보는, 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing"(3판, 저자 Peter van Zant, 맥그로힐출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 사용에 대해 본 명세서에서 집적회로의 제조에 대해서만 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 곳에 적용될 수도 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용의 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막 자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 전술한 기타 응용분야들을 고려할 때, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "목표 영역" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체될 수 있음이 이해될 것이다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 투영 장치를 개략적으로 도시한다. 이 장치는,
방사선 시스템은 방사선 빔을 생성하는 소스(LA)(예를 들어, 저장 링 또는 싱크로트론의 전자 빔의 경로주위에 제공되는 언듈레이터 또는 위글러, 또는 레이저 유도 플라즈마 소스)를 포함한다. 이 빔은 조명 시스템("렌즈")(IL) 내에 포함된 다양한 광학 구성요소를 따라 통과하여, 입구 퓨필과 마스크에서 균일한 조명을 제공하도록 하는 방식으로 최종적인 빔(PB)이 집광되도록 한다.
그 후, 빔(PB)은 마스크 테이블(MT)위의 마스크 홀더에 고정되어 있는 마스크(MA)로 충돌한다. 마스크(MA)에 의하여 선택적으로 반사되어, 빔(PB)은 기판(W)의 목표영역(C) 위로 빔(PB)을 집속하는 "렌즈"(PL)를 통과한다. 제 1위치결정수단(PW)과 간섭 변위 측정 수단(IF)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들면, 빔(PB)의 경로에 상이한 목표영역(C)을 위치시키도록 정확하게 움직일 수 있다. 유사하게, 위치 결정 수단(PM)은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)의 기계적 회수후 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확하게 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지 않았지만 긴 스트로크 모듈(대략적인 위치결정)과 짧은 스트로크 모듈(미세한 위치 결정)의 도움으로 실현된다.
예시된 장치는 두 개의 다른 모드로 이용될 수 있다:
조명 시스템(IL)은 여기서 참고로 포함된 함께 계류중인 유럽특허출원 00300784.6(출원인 참조번호 P-0129)에 기재된 바와 같이 구성될 수 있다.
(예시)
이하에 기재되는 본 발명의 예시들은, 박막설계 프로그램 TFCalc(Software Spectra Inc.)을 사용하여 실행되고 LPro(4D Technology Ltd.)를 사용하여 검증된 계산으로부터 얻어진다. TFCalc 의 내장된 글로벌 및 니들 최적화 루틴이, A.V. Tikhonravov, Appl. Opt. 32, 5417(1993), A.V. Tikhonravov, M.K. Trubetskov 및 GM. DeBell, Appl. Opt. 35, 5493(1996) 및 J.A. Dobrowski 및 R.A. Kemp, Appl. Opt. 29, 2876(1990)에 기재된 바와 같이 최적화 처리에 사용되고, 이들 참조문헌들은 참고로 본 명세서에 참조인용된다. 다양한 재료의 광학 상수, 즉 복소 굴절률 N=n-ik 는 Henke 등에 의한 원자 산란 인자로부터 유도되고 버클리의 CXRO 웹 서버(B.L. Henke, E.M. Gullikson, 및 J.C. Davis, Atomic Data and Nuclear Data Tables, 54(2), 181-342 (1993); http://www.cxro.lbl.gov/optical_constants/)로부터 얻어진다. 사용된 재료에 대한 n 및 k의 값은 6 nm에서 42nm 까지의 파장의 함수로서 다운로드되었고 그 자체로 n 및 k의 파장 종속은 모든 계산에 있어서 내재적(implicit)이다. 특정의 관심을 두고 있는 몇몇의 파장에서의 다양한 물질에 대한 n 및 k의 값은 아래의 표 1에 도표화된다. 본 발명에 따른 반사기의 성능 강화를 증명하기 위하여 이하의 예시에서 이상적인 "백색" 광 조명을 가정한다.
(비교예 1)
비교예 1은 dMo = 2.8 nm 및 dSi = 4.1 nm 를 산출하는 분할 비율(partition ratio) 
를 구비하여 Zerodur(RTM) 유리 기판상에 성장된 최적화되지 않은 50 주기 Mo/Si 시스템을 포함하는 표준 Si-계 다층 스택이다. 게다가, 최종 Si층이 산화(oxidation)를 겪고 ∼2 nm 층의 천연 산화물(native oxide)을 효과적으로 형성하는 것으로 가정되었다. 이러한 스택의 분석은 ∼13.4 nm 에서 R = 0.731 의 피크 반사율을 산출한다. 이것은 본 발명에 따른 스택의 성능 비교를 위한 기준을 제공한다.
(예시 2 내지 23)
본 발명에 따른 예시 2 내지 23은, 이하의 표 2에 상세하게 나타난 바와 같이 기준예 1의 스택에 대한 변형예로 구성된다. 표 2에 있어서, 2번째 열은 스택의 층에 사용되는 재료를 나타내고; 3번째 열은 적용된 최적화를 나타내고, 즉 N은 최적화되지 않음(none)을 나타내고, Y는 글로벌 최적화를 나타내고, Y(n)은 니들 최적화를 나타내고(이하에 더욱 상세히 설명함); 4번째 열은 적용된 캡핑 층을 나타내고; 5번째 열은 피크 반사율(R)을 나타내고; 6번째 열은 상대적 단위(relative unit)로의 R9peak 반사율을 나타내고; 및 7번째 열은 상대적 단위로의 R9int(적분된) 반사율을 나타낸다.
9-반사기 시스템에 대하여, 광학적 스루풋의 더욱 유용한 측정값은 R9 값이고, 이것은 일련의 9개의 반사기의 순 반사율이다. R9int는 R9 대 λ(파장)스펙트럼에서의 곡선(curve) 아래의 영역이다. 소정의 스택에 대한 R9peak와 R9int 사이의 편차는 최적화 처리, 또는 통합된(incorporated) 재료, 또는 캡핑 층 재료 또는 이들 셋의 임의의 조합의 함수인 스펙트럼 절반 폭(spectral half-width)에 있어서의 편차의 표시이다.
예시 2 내지 20의 모두의 최종 표면 층은, 4번째 열에 특정된 캡핑 층이 퇴적(deposit)되거나 SiO의 경우에는 성장(grow)되는 4.1-4.5 nm Si 층이다. SiO2 를 성장시키는 것은, 예시 2의 경우에 상부 2개 층이, 산화 이전에 대략 4nm Si층인 잔류물이고 다중층 중 최종층으로서 간주될 수 있는 2 nm의 Si 및 2nm SiO2 이도록 표면 Si 층을 소비한다. 예시 21 내지 23은 4번째 열에서 특정된 캡핑 층이 퇴적되는 4.0 내지 4.4 nm Rb 층으로 종결된다.
예시 2는 2nm 의 천연 산화물이 (비교예 1이 4nm 상부 층인 것에 비하여) 6nm Si 상부 층상에 성장되도록 한 비최적화 Mo/Si 스택이고, R의 1% 증가, R9 peak의 13% 증가 및 R9int 의 7% 증가를 초래한다.
예시 3에 있어서, R9int 의 25% 이득은 2nm B 캡핑 층의 퇴적에 의해 달성된다. 예시 4 내지 7에서 추가적인 (이득의) 증가가 Rh 또는 Ru를 캡핑 층으로서 선택하고 스택을 최적화함으로써 수반된다. 2-성분(Mo/Si) 다중층 스택에 대한 36 %까지의 이득은 예시 7에 의해 도시된 바와 같이 최적화에 의해 달성될 수 있다.
도 2는 1.5 nm 캡핑 층을 갖는 51 주기(102 층) 최적화 Mo/Si 스택의 층 구조를 보여준다. 도면에 있어서, 0번째 층은 기판표면이다. 도시된 바와 같이, Mo/Si 스택의 최적화는, 주기 폭이 약 6.8 내지 7.0 nm 에서 일정하게 유지되는 한편 스택을 통한 층 두께의 점진적이고 부드러운 변화를 초래한다. 기판 근처에서, dMo
dSi
3.5 nm 이고 표면 근처에서 dMo
2.7 nm 및 dSi
4.2 nm 까지 변화한다. 도 2에 도시된 스택에서, 분할 비율(Γ) 은 표면으로부터 제 1의 20 주기(한 주기 = 한쌍의 층, 즉 하나의 Mo 및 하나의 Si 층)에 대하여 약 0.4로 유지되고 그후 기판에서의 약 0.5까지 점진적으로 변화한다. 따라서, 재료의 흡수도가 더 높으면 높을 수록최적 반사율 응답을 위해서는 표면 근처의 두께가 더 낮은 것으로 보인다. 이 현상은 이하에 상세히 설명된다.
예시 8 내지 12의 3 성분 시스템은, Mo 및 Si 층 사이에 인터리브된, 초기 두께가 영으로 설정된 제 3재료를 갖는 2-성분 Mo/Si 스택으로서 초기에 설정된다. 그 후 글로벌 최적화 처리는 미리 설정된 반사율 목표치에 접근될 때까지 모든 층의 두께를 변화시킨다. Mo-Rh/Si 및 Mo-Ru/Si 의 경우, Mo는 표면 근처에서 선호되고 Rh 또는 Ru는 기판 근처에서 선호되는 반면, Mo-RbCl/Si 시스템에서는, (단일 존재인) RbCl가 스택의 중앙에서 Si를 부분적으로 대체, 즉 인접한 RbCl 및 Si 층의 두께의 총합은 표준 스택에서의 Si의 두께에 접근한다. Mo-Ru/Si 스택에 대한 층 구조는 도 3에 도시된다. 이 스택은 최상층을 포함하여 50 Si 층을 갖고, 따라서, 1.5 nm Ru 캡핑 층을 포함하여 총 148 층을 갖는다. 도면에서, 0번째 층은 기판 표면이다. 계산된 스루풋에서의 50% 이득은, 표준 Mo/Si 스택에 대해 Mo-Ru/Si 시스템에서 대하여 관찰된다.
예시 12는 니들 최적화를 사용하여 Mo-Ru/Si 시스템에 대하여 R9int 의 다른 개선을 나타낸다. 니들 최적화 루틴에서, 매우 작은 두께를 갖는, 지정된 재료, 이경우에는, Mo, Ru 및 Rh의 부가 층이 주기적으로 스택에 부가된다. 그 후 이들 층은 국부 최적화 처리에 의해 커지거나 제거될 수 있다. 따라서, 니들 최적화 스택은 Rh 및 Mo의 부가층을 포함하고, 이것의 순 결과는 표준 스택에 비하여 R9int 에 있어서의 59% 증가이다. 이 경우, 표준 최적화 Mo-Ru/Si 스택에 대한 것보다 근소하게 낮은 0.764 의 피크 반사율을 가지나 R9int > R9 peak 이라는 것은 주목할 만 하다. 이것은 실질적으로 더 큰 스펙트럼 절반-폭이 도 4에 도시된 바와 같은 니들 최적화 처리로부터 초래되는데, 도 4는 13.4 nm 영역에서의 파장 대 R9 을 나타내는 그래프이다. 선 A는 표준 Mo/Si 스택에 대한 것(기준예 1)이고; 선 B는 최적화 Mo/Si(예시 4)이고; 선 C는 니들 최적화된 Mo-Ru/Si(예시 12)이고; 선 D는 니들 최적화된 Mo-Ru-Sr/Si(예시 19)이고; 선 E는 최적화된 Mo/Rb(예시 22)이다.
3-성분 스택에서의 층의 순서는 변경될 수 있다. 예를 들어, Rh-Mo/Si 는 Mo-Rh/Si 대신에 사용될 수 있고 Ru-Mo/Si는 Mo-Ru/Si 대신에 사용될 수 있다.
4-성분 스택(예를 들어 13 내지 20)은 상술된 바와 같은 3 성분 스택과 유사한 방식으로 형성되었다. 가장 바람직한 조합은 출력 강도에서 88% 까지의 상대 증가를 갖는 Mo-Ru-Sr/Si이다. 도 5는 Ru 캡핑 층을 갖는 50 주기 Mo-Ru-Sr/Si 스택의 층 두께(nm)를 나타낸다. 이전과 같이, 0번째 층은 기판표면을 가리킨다. 또, 기판으로부터의 제 1의 50 층내에서는, Ru가 Mo에 비하여 우세하다. Mo 층 두께 프로파일의 스파이크(spike)는, 수치 최적화 기술에 의해 제안된 바와 같이 Ru층이 Mo에 의해 전체적으로 대체된 층을 나타낸다. 이것은 R9int에서의 이득에 필수가 아니고 관련 Mo 층은 Mo 및 Ru 층의 쌍에 의해 대체될 수 있다. Sr은 이것이 n에 대한 높은 값과 낮은 흡광계수(extinction coefficient)(k)(표 1 참조)를 가질 때 스택에서 Si와 유사한 기능을 수행한다. Sr 층내에서의 낮은 흡수도(absorption)는 스택의 상부 절반에서 이것을 바람직하게 한다. 상술된 Mo-Ru/Si 예시와 마찬가지로, Si와 Sr 및 Ru와 Mo의 두께의 총합은 도 2에 도시된 바와 같이 최적화된 Si 및 Mo 두께에 각각 접근한다. 원소들의 바람직한 순서는 Ru-Mo-Sr-Si이다. 층의 그룹화는 변경될 수 있는데, 예를 들어 Ru-Mo-Sr/Si 는 계산목적상 Ru-Mo/Sr-Si로 간주될 수 있다.
도 6은 니들 최적화 50 주기(50 Si 층) Mo-Ru-Sr/Si 스택의 층 두께를 나타낸다. Rh는 스택의 하부 절반에만 포함되고 제 1의 40 층들에 우세하게 포함된다. 가장 낮은 층들에서는, 높은 흡광 계수에도 불구하고 Si와의 더 높은 광학적 콘트라스트 때문에 Rh가 Ru에 비해 바람직하다.
Sr 및 Y는, Y의 복잡한 화학적 성질과 Sr의 높은 반응성 때문에 덜 용이하게 퇴적가능하고, 따라서 덜 바람직하지만, 종래의 스택에 비하여 장점을 나타낸다. Mo-Ru-Zr/Si 및 Mo-Ru-RbCl/Si는 특별한 유망함을 보여주며, Ru-Mo-Zr/Si 및 Ru-Mo-RbCl/Si 순서의 동일한 층도 마찬가지다.
Rb 및 Si의 광학 상수의 비교(표 1)는 Rb가 원칙적으로 스페이스 층으로서 더 최적인 재료라는 것을 가리킨다. Si와 유사한 13.4 nm에서의 n의 값(1에 근접함)으로, Rb는 예를들어 Mo 및 Ru와의 광학적 콘트라스트를 유지할 것이다. 또한, Si에 비하여 더 낮은 흡광 계수(k) 값은 Rb를 근사 최적 스페이서 재료로 만든다. 이것은, 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 예시 21 내지 23에 의해 증명된다. 표준 Mo/Si 스택보다 더 높은 팩터 2 이상인 R9int의 값을 산출하는 등가 Mo/Si 스택과 비교하여 5%의 피크 반사율의 증가가 Mo/Rb 스택에 대하여 발견된다. 그러나, Rb-계 시스템은 Rb의 높은 반응성(reactivity)과 극히 낮은 녹는점(39℃)에 기인하여 구조 및 동작상의 어려움을 제공한다.
(기준예 24)
기준예 24는 dMo =2.3 nm 및 dBe = 3.4 nm를 산출하는 분할 비율(Γ=0.4)를 가지며, Zerodur(RTM) 유리 기판상에 성장한 비최적화 80-주기 Mo/Be 시스템을 포함하는 11.3 nm 에서의 사용을 위한 다중층 스택이다. 이것은 11.3 nm에서의 사용을 위해 조율된 예시 25 내지 40을 위한 기준을 제공한다.
(예시 25 내지 40)
표 3은 표 2에 대응하지만, 11.3 nm에서 사용을 위해 조율된 반사기 스택인 본 발명에 따른 예시 25 내지 40을 위한 데이타를 제공한다.
최적화 및 캡핑 층 퇴적의 효과는 13.4 nm에서 보다 11.3 nm에서 덜 중요하고, 단지 R9int에서의 8% 개선만이 제공된다.
그러나, Ru 및 Rh는 11.3 nm 윈도우에 대하여 Mo보다 더 선호된다. Ru/Be 스택은 Mo/Be 기준예에 비해 70% 까지 더 큰 상대적 광학 스루풋을 갖는 반면, Rh/Be 스택의 스루풋은 33% 더 크다. 비록 이것이 Ru/Be에 대해서 보다 상당히 낮을 지라도, 이 조합은 Rh-Be 인터페이스 화학성질 등의 인자에 기인하여 본 발명의 소정의 응용에서 바람직할 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예는 반사율에 있어서의 막대한 증가를 나타내는 "니들" 최적화 Rh/Be 스택이다. 이것은, 그것을 Rh-Ru-Pd-Mo/Be 또는 Pd-Rh-Ru-Mo/Be 다중 성분 스택으로 효과적으로 변형시키는 최적화 처리동안 Pd, Ru 및 Mo 층의 통합(incorporation)에 기인한다.
1.5 nm Ru 층으로 캡핑된 80 주기(80 Be 층) Ru-Sr/Be 스택의 층 두께가 도 7에 도시된다. 유사한 결과가 Ru/Sr-Be로 달성될 수 있다. 상술된 바와 같이, 기판 표면은 0번째 층으로 나타낸다. 그들의 유사한 광학 상수에 기인하여, Be 및 Sr은 기판 근처에서 우세한 Ru와 함께 스택내에서 유사한 기능을 수행한다. 표면 근처의 Be와 Sr 두께의 총합은 약 4.1 nm인 반면, Ru 두께는 약 1.7 nm이다. 이들은 Γ= 0.4 을 갖는 Mo/Be 스택의 두께와는 현저히 다르다. 이것은 Mo에 비하여 Ru의 높은 흡광계수 때문이며, 더 낮은 Ru 두께가 선호된다. Mo 대신 Ru를 채용하는데 있어서의 이득은 Be와의 광학적 콘트라스트의 결과적인 증가로부터 유래한다. 바람직한 스택 주기는 Ru-Sr-Be이다.
Be-계 다중층의 선택된 스펙트럼은 도 8에 도시된다. 이 도면은 5 스택에 대한 11.3 nm 영역에서의 파장 대 R9 의 구성을 나타낸다. A는 기준 Mo/Be 스택이고, B는 Ru 캡핑 층을 갖는 최적화된 Mo/Be스택이고, C는 최적화된 Ru/Be 스택이고, D는 니들 최적화된 Rh/Be 스택이고, E는 최적화된, Ru 캡핑된 Ru-Sr/Be 스택이다.
예시 35 내지 40은 팩터 2까지의 스루풋 강화를 산출하는 스트론튬 함유 3성분 시스템이다.
캡핑 층으로서, Rh 및 Ru는 이 파장영역에 대하여 최적이고 R에 있어서의 0.7 - 1.0%의 증가를 제공한다.
(예시 41 내지 44)
11 nm 및 14 nm 사이의 EUV 영역에 대한 다양한 다중층 시스템의 상기 계산적 분석으로부터, 9-미러 광학 시스템에 대한 피크 반사율과 적분 반사율에 있어서의 상당한 강화가 가능하다는 것을 알 수 있다. 캡핑 층 선택, 글로벌 및 니들 최적화 루틴 및, 가장 중요하게는, 스택내의 부가적 또는 대체 재료의 통합의 조합은 반사율 강화를 위한 방안인 것으로 나타난다. 일반적으로 다양한 진공 퇴적 기술을 사용하여 용이하게 퇴적되는 Rh 및 Ru등의 금속은, 특히 이들이 이론적 성능에 있어서 Mo를 능가하는 11.3 nm 영역에서 Be와 결합하면 장점을 제공한다. 또한, 상술된 다양한 조합을 사용하여 Mo/Si(Be) 과 관련된 인터페이스 거칠음(roughness)의 문제가 다소 경감될 수 있다.
예를 들어 Mo-Rh/Si 및 Mo-Ru/Si 스택에 있어서, 기판 근처에서는 Rh(Ru)가 Mo에 비해 우세하고 표면 근처에서는 그 역이 성립하는 개선된 결과가 제공된다. 이것은 13.4 nm에서 Rh 및 Ru는 Mo 보다 Si와의 더 높은 광학적 콘트라스트를 나타내는 반면, 흡광계수(k), 따라서 층내의 흡수도는 Rh 및 Ru 보다 Mo에 대해서 더 낮기 때문일 수 있다. 스택의 표면 근처에서는, 입사 방사선이 가능한 한 스택내로 깊게 투과하도록 흡수도가 낮아서 페이저 덧셈(hasor addition)이 최대화된다는 것이 중요하다. 그러나, 강도가 낮은 스택내의 깊은 곳에서는, 반사될 강도를 최대화하기 위하여 증가된 광학 콘트라스트가 선호된다.
Sr이 구조체내에 통합될 때, 이것은 바람직하게는 스택의 표면-근처 영역에 위치되고 부분적으로 Si를 대체한다. 이것은 유사한 주장에 의해 설명될 수 있고, Sr에 대한 n의 값이 Si 보다 더 낮고 따라서 n값이 낮은 재료와의 광학적 콘트라스트가 약간 낮아지는 반면, Si와 비교하여 Sr에 대한 더 낮은 k 값은(표 1 참조) 그 층내의 흡수도가 더 낮아서 스택의 표면근처에서는 Sr를 선호한다는 것을 의미한다. 11.3 nm 동작에 대한 Be-계 스택에 대해 얻어진 데이터는 유사한 효과가 발생하는 것을 나타낸다.
예시 41 내지 44는 상술된 반사기가 설계된 영역 보다 다소 낮은, 약 10.9 nm에서의 피크 출력 강도를 갖는 Xenon-제트 레이저-유도 프라즈마 소스(Xe-Jet LPS)와의 사용을 위해 설계된다.
도 9는 여러가지 반사기의 R9 반사율(좌측 축)과 nm 단위의 파장(X 축) 대 상대 Xe-Jet LPS 방출 강도(우측 축)를 나타낸다. 도 9에서:
(a)는 종래의 비최적화 Mo/Si 스택의 스펙트럼 응답이고 상대적 반사율 지수에 대한 기준으로서 사용된다.
(b)는 상기 예시 7과 유사한 최적화 Mo/Si 스택이다.
(c)는 최적화 Rh-Ru-Mo/Sr-Si 스택이다.
(d)는 상기 비교예 24와 유사한 종래의 비최적화 Mo/Be 스택이다.
(e) 상기 예시 40과 유사한 최적화 Rh-Mo/Be 스택이다.
(f)는 최적화 Pd-Rh-Ru-Mo/Be 스택이다.
(g)는 본 발명의 예시 41을 형성하는 최적화 Pd-Rh-Ru/RbCl 스택이다.
(h)는 본 발명의 예시 42를 형성하는 최적화 Rh-Ru/P 스택이다.
(i)는 본 발명의 예시 43을 형성하는 최적화 Rh-Ru/Sr 스택이다.
비록 예시 41 내지 43이 상술된 다른 예시보다 더 낮은 R9peak 및 R9int를 가질지라도, 이들은 Xe-Jet LPS의 방출 최대치에 매우 가까운 피크 반사율을 제공하는 장점을 갖는다. 이들은 이 소스와 함께 사용하는데 이상적이다. 비최적화 Mo/Si 스택이 스루풋을 1.0으로 취하면, 예시 41(g), 42(h) 및 43(i)는 각각 3.0, 5.7 및 6.5의 상대 스루풋을 제공한다. 이것은, 독성이 높은 Be의 사용을 피하고 5.7인 Mo/Be 스택(d)의 스루풋에 필적한다.
9.0 내지 12 nm 영역에서 0.75 보다 더 큰 값을 주는 피크 반사율에 있어서의 추가적인 개선이, P 및 Sr를 결합(combine)하는 4 성분 스택, 예를 들면 Rh-Ru/P-Sr에서 달성될 수 있다.
또다른 진보가 예시 44에 의해 도시된다. 예시 44는 10.9 nm에서 R=0.776의 피크 반사율을 갖는 니들 최적화 Rh-Ru/Sr-Ce 스택이다. 도 10은 10 내지 12 nm 영역에서의 예시 44의 R(좌측 축) 및 R9 (우측 축)의 완전 파장 의존성(full wavelength dependency)을 나타낸다. 도 11은 이 스택에서의 층 두께를 나타낸다.
(예시 45 내지 48)
소정의 다른 대안적인 스택 구성이 표 4에 도시된다. 이 표에서, 예시 45는 Ru-Nb/Si의 3 층 스택이고, 이것은 니오븀이 Si-계 스택에서의 개선을 줄 수 있지만, 그외에는 표 2의 예시 8 내지 12과 동일하다는 것을 보여준다.
12.8 nm에서의 사용을 위해서는, 서로 다른 다중층이 최적일 수 있다. 2개의 이러한 다중층은 표 5의 예시 47 및 48이다. 46에서, 12.8 nm에서의 (비교예 1과 등가인) 종래의 Mo/Si의 R 값이 주어진다. Mo 를 부분적으로 대체하는 Ru의 부가는 이 주파수에서의 반사율을 개선하는 반면, 실리콘을 부분적으로 대체하는 스페이서 재료로서 베릴륨의 사용은 더 많은 개선을 제공한다.
통상적으로, 란타니드(희토금속)는 Mo, Ru 및 Rh 등의 금속과 양호한 광학적 콘트라스트를 제공할 수 있고 기판에 더 가까운 반사기에서 선호될 수 있다. 이러한 견지에서, 란타니드(lanthanide)는, 이들의 흡광계수(k)의 값이 9 - 16 nm 영역에서의 소정의 다른 재료만큼 낮지 않다는 단점을 극복하는 1(unity)에 매우 가까운 굴절률(n)를 갖기 때문에, 광학 콘트라스트가 제공된다. 란타늄은 13 nm에서 또는 13nm 근처에서 특히 바람직하다.
본 발명에서 사용가능한 다른 대안적인 스페이서는 벌크 실리카의 밀도의 약 1/10의 밀도를 갖는 낮은 밀도(다공성) 실리카 (에어로겔) 등의 다공성 재료이다. 도 12는 이러한 다공성 실리카를 사용하는 Rh-Ru/SiO2-aero 스택의 파장 민감성을 나타낸다. 11 nm 이하의 그것의 비교적 넓은 반사 피크가 주목될 것이다. 사용될 수 있는 다른 저밀도 재료는 티탄 및 알루미나 에어로겔; 나노-포러스 실리콘, 메조-포러스 실리콘, 실리콘 및 다른 반도체의 나노클러스터를 포함한다. 이들 재료는, 8 내지 20 nm 파장 영역에 걸쳐 특정 파장에 조율(tune)된 반사기를 제조하는데 사용될 수 있다. 이 재료는 n 및 k 에 관한 값이 밀도 의존성이기 때문에 유용하다. 밀도를 감소시킴에 따라 굴절률(n)은 1로 되고 흡광계수(k)는 영이 되는 경향이 있다. 통상적인 Si 에어로겔의 밀도는 0.2 gcm-3 인 반면 다공성 Si의 밀도는 1.63 gcm-3 이다.
(예시 49 내지 65)
유용한 캡핑층의 다른 예시가 이전의 표에서와 동일한 데이터를 제공하는 표 5 및 6에 기재되어 있다.
표 5에서, 예시 49는, 스택내의 최종 Si 층의 천연 산화물에 의해 형성된 2 nm 의 SiO2 가 최외각 층인, 최적(13.4 nm) 50 주기 Mo/Si 스택으로 구성되는 비교예이다. 이 비교예는 본 발명의 예시 50 내지 57에 대한 R9peak 및 R9int 의 상대적인 값의 기준을 형성한다. 이들 예시는, 지시된 캡핑 층이 산화할 수 있기 전에 스택의 최종 Si 층상에 퇴적되는 상기 지시된 캡핑층에 있어서만 비교예 49와 다르다. 팔라듐(Pd), 보론 카바이드(B4C), 보론 니트라이드(BN), 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘 니트라이드(Si3N4) 및 다이아몬드형 탄소(dl-C)의 각각은 개선된 반사율 또는 허용되는 감소를 나타내는 반면, 화학적 공격에 높은 저항도를 나타낸다.
표 6에서, 예시 58은 최종 Be 층의 천연 산화물에 의해 형성된 2nm의 BeO 의 최외각 층을 갖고, 80 주기 최적(11.3nm) Mo/Be 스택으로 구성되는 비교예이다. 이 비교예는 본 발명의 예시 59 내지 65에 대한 R9peak 및 R9int 의 상대적인 값의 기준을 형성한다. 예시 59 내지 65는, 외부 Be 층이 산화할 수 있기 전에 퇴적되는 지시된 캡핑층에 있어서만 비교예 58과 다르다. 상기 특정된 층들은 개선된 반사율 또는 허용가능한 감소를 제공하는 반면, 화학적 공격에 대한 높은 저항도를 나타낸다.
(예시 66 내지 76)
예시 66 내지 76에서는, 이중- 또는 삼중-층 보호 구조를 형성함으로써 상부 층의 전체 두께를 증가시키고 다중 층 퇴적을 통한 불완전한 도포의 가능성을 감소시키도록, 다중 층 코팅의 수정된 최종층 뿐아니라 관련된 캡핑 서브-층을 포함한다. 이것은 도 13에 도시되어 있다.
본 발명의 예시 66 내지 76의 반사기는 제 1재료(11)와 제 2재료(12)의 교대층의 N 주기가 퇴적되는 기판(10)을 포함한다. 그러나, 도 13에서는, 제 1주기(13)만이 도시되며 마지막 주기를 제외한 모든 주기는 유사하다. 최종의 N번째 주기는 제 1재료의 층(15), 제 3재료의 층(16) 및 캡핑 재료의 캡핑 서브층(17)을 포함한다. 이하에, 제 1재료는 X로 표시되고, 제 2재료는 Y로 표시되고 제 3재료는 Z로 표시된다.
제 1재료(X)는 Mo, Ru, Rh, Nb, Pd, Y 및 Zr 중 하나 이상이고, 제 2재료(Y)는 Be, Si, Sr, Rb, RbCl 및 P 중 하나 이상이다. 최종 주기에서는 재료 X가 이전과 같이 선택되고, 한편, 제 3재료(Z)는, 적당히 높은 굴절률값(n > 0.96), 충분히 낮은 흡광계수값(k < 0.01)을 갖고 화학적으로 불활성이고 안정하다고 알려진 일 세트의 재료로부터 선택되도록 구성된다. 10-15 nm 스펙트럼 영역에 대하여, 다음의 재료가 적당하다: B4C, BN, 다이아몬드형 C, Si3N4 및 SiC. 비록 이들 재료가 이상적인 "스페이서"가 아닐지라도, 층(16)에서의 흡수를 통한 반사율은 다중층의 장기간의 화학적 및 구조적 보전을 위하여 허용될 수 있다. 또한, 층(15, 16)의 조합은 ∼2 쿼터 파장(여기서, 쿼터-파동 광학 두께는 QW = 4nd/λ)의 총광학 두께를 갖고, 이리하여 반사 계수에 기여하고 비교적 두꺼운(> 3nm) 캡핑 층에 의해 초래될 수 있는 반사율에 있어서의 급격한 감소를 피한다. 또한, 캡핑 층(17)의 재료는 낮은 n을 가져 큰 광학 콘트라스트가 층(16, 17) 사이에 유지된다. 층(16, 17) 사이의 경계는 입사 및 반사파의 중첩을 통하여 형성된 정상파의 노드를 국소화(localise)시키는 작용을 한다. 이러한 구성에서의 캡핑 층(17)에 적합한 재료는 Ru, Rh, Pd 및 다이아몬드형 C이다.
표 7은, 상술된 바와 같이 구성된 부가적인 주기(X/Z)에 더하여 79 주기의 Mo/Be를 포함하는 예시 66 내지 71에 대한 층 재료 및 두께를 나타낸다. 이들 예시는 11.3 nm에서의 사용을 위해 의도된다. 예시 66에서, Be 층의 전체가 산화되고 Ru 캡핑 층은 퇴적된다. 이것은 기준예이다. 예시 67은 SiC가 11.3 nm 영역에 대하여 이상적이 아니라는 것을 보여준다. 그러나, 예시 70 및 71은 75.5% 이상의 R의 값이 이러한 구성으로 가능하다는 것을 명확히 보여준다. Rh는 그것의 불활성 때문에 Mo층을 대체하는데 사용되고 C 또는 B4C는 층(17)으로서의 Ru의 부가적인 코팅과 함께 층(16)으로서 퇴적된다. 이것은 보호 코팅 구조를 형성하는 두께 7.7 nm의 삼중-층을 제공한다. 예시 68 및 69는 각각 70 및 71과 유사하나, 중요한 차이점은 층(17)의 두께가 2QW만큼 증가되어 더 낮지만 아직은 주목할만한 반사율 값을 갖고, 13.7 nm의 실질적으로 더 높은 삼중층 두께를 갖는다는 점이다.
유사하게, 표 8은, Ru 캡핑 층으로 종료되는 X/Z 조합에 의해 형성된 부가적인 주기를 갖는 Mo/Si의 49 주기를 포함하는 예시 72 내지 76에 대한 층 재료 및 두께를 나타낸다. 기준예 72는 Ru 캡핑 층이 인가되는 완전히 산화된 상부 Si 층을 나타낸다. SiC 및 B4C는 Z 층(16)에 대한 가장 바람직한 재료이다. 그러나, 이들 예시가 의도되는 13.4nm에 대해서는, Mo가 더 불활성인 금속 Rh에 의해 대체될 수 없고, 따라서, 층(16, 17)의 결합된 두께(dZ + dCL)가 약 5.5-6.0nm 인 곳에 이중-층 보호 구조가 형성된다. 예시 73에서, SiC 층의 두께는 2QW만큼 증가되어, 반사율을 희생시켜서 12.6 nm 보호 이중-층 두께가 된다.
캡핑층에 적합한 다른 재료는 Au, MgF2, LiF, C2F4(테플론) 및 TiN이다.
본 발명의 특정의 실시예를 기재하였으나, 본 발명은 기술된 것과는 달리 실시될 수 있다는 것은 명백하다. 상세한 설명은 본 발명을 제한도록 의도되지 않는다.
본 발명에 따른 다중층 미러를 포함하는 광학 요소는 화학적 및 물리적 공격(attack)에 더욱 저항성이 강할 수 있다.
| 10.9nm | 11.3nm | 13.4nm | ||||
| n | k | n | k | n | k | |
| B | 0.9786 | 0.0023 | 0.9689 | 0.0040 | ||
| B4C | 0.9753 | 0.0029 | 0.9643 | 0.0050 | ||
| Be | 1.0092 | 0.0196 | 1.0081 | 0.0010 | 0.9892 | 0.0018 |
| BeO | 0.9785 | 0.0102 | 0.9587 | 0.0171 | ||
| BN | 0.9740 | 0.0050 | 0.9633 | 0.0086 | ||
| C | 0.9732 | 0.0040 | 0.9622 | 0.0067 | ||
| Ce | 1.0522 | 0.0197 | 1.0380 | 0.0159 | 1.0074 | 0.0062 |
| Eu | 0.9902 | 0.0062 | 0.9883 | 0.0074 | 0.9812 | 0.0123 |
| La | 1.0777 | 0.0601 | 1.0460 | 0.0200 | 1.0050 | 0.0065 |
| Mo | 0.9514 | 0.0046 | 0.9227 | 0.0062 | ||
| P | 0.9949 | 0.0014 | ||||
| Pd | 0.9277 | 0.0099 | 0.9198 | 0.0135 | 0.8780 | 0.0443 |
| Pr | 1.0167 | 0.0119 | 1.0115 | 0.0125 | 0.9840 | 0.0072 |
| Rb | 0.9974 | 0.0014 | 0.9941 | 0.0007 | ||
| RbCl | 0.9943 | 0.0023 | 0.9941 | 0.0022 | 0.9895 | 0.0019 |
| Rh | 0.9313 | 0.0068 | 0.9236 | 0.0089 | 0.8775 | 0.0296 |
| Ru | 0.9373 | 0.0056 | 0.9308 | 0.0063 | 0.8898 | 0.0165 |
| Si | 1.0055 | 0.0146 | 0.9999 | 0.0018 | ||
| Si aerogel | 0.9988 | 0.0011 | ||||
| Porous Si | 1.0015 | 0.0049 | ||||
| Si3N4 | 0.9864 | 0.0173 | 0.9741 | 0.0092 | ||
| SiC | 0.9936 | 0.0159 | 0.9831 | 0.0047 | ||
| SiO2 | 0.9865 | 0.0123 | 0.9787 | 0.0106 | ||
| Sr | 0.9936 | 0.0011 | 0.9928 | 0.0011 | 0.9880 | 0.0013 |
| Y | 0.9835 | 0.0020 | 0.9742 | 0.0023 | ||
| Zr | 0.9733 | 0.0029 | 0.9585 | 0.0037 | ||
| R | R9peak | R9int | ||||
| 1 | Mo/Si | N | 2nm SiO2 | 0.731 | 1.00 | 1.00 |
| 2 | Mo/Si | N | (2nm Si + ) 2nm SiO2 | 0.741 | 1.13 | 1.07 |
| 3 | Mo/Si | N | 2nm B | 0.751 | 1.27 | 1.25 |
| 4 | Mo/Si | Y | 2nm B | 0.752 | 1.29 | 1.26 |
| 5 | Mo/Si | Y | 1.5nm Rh | 0.754 | 1.32 | 1.27 |
| 6 | Mo/Si | N | 1.5nm Ru | 0.757 | 1.37 | 1.35 |
| 7 | Mo/Si | Y | 1.7nm Ru | 0.758 | 1.39 | 1.36 |
| 8 | Mo-Rh/Si | Y | 1.7nm Ru | 0.762 | 1.45 | 1.38 |
| 9 | Mo-RbCl/Si | Y | 1.5nm Ru | 0.761 | 1.44 | 1.39 |
| 10 | Mo-Ru/Si | Y | 1.5nm Rh | 0.760 | 1.42 | 1.41 |
| 11 | Mo-Ru/Si | Y | 1.7nm Ru | 0.765 | 1.51 | 1.50 |
| 12 | Mo-Ru/Si | Y(n) | 1.5nm Ru | 0.764 | 1.48 | 1.59 |
| 13 | Mo-Rh-RbCl/Si | Y | 1.7nm Ru | 0.764 | 1.49 | 1.38 |
| 14 | Mo-Ru-Zr/Si | Y | 1.7nm Ru | 0.764 | 1.49 | 1.44 |
| 15 | Mo-Ru-Y/Si | Y | 1.5nm Ru | 0.770 | 1.60 | 1.55 |
| 16 | Mo-Ru-RbCl/Si | Y | 1.5nm Ru | 0.767 | 1.54 | 1.56 |
| 17 | Mo-Rh-Sr/Si | Y | 1.6nm Ru | 0.779 | 1.77 | 1.56 |
| 18 | Mo-Ru-Sr/Si | Y | 1.5nm Ru | 0.776 | 1.71 | 1.57 |
| 19 | Mo-Ru-Sr/Si | Y | 1.5nm Ru | 0.791 | 1.81 | 1.68 |
| 20 | Mo-Ru-Sr/Si | Y(n) | 1.5nm Ru | 0.781 | 1.81 | 1.85 |
| 21 | Ru/Rb | Y | 1.5nm Ru | 0.779 | 1.77 | 1.41 |
| 22 | Mo/Rb | Y | 1.5nm Ru | 0.809 | 2.49 | 2.13 |
| 23 | Mo-Ru-Sr/Rb | Y | 1.5nm Ru | 0.814 | 2.63 | 2.20 |
| R | R9peak | R9int | ||||
| 24 | Mo/Be | N | None | 0.775 | 1.00 | 1.00 |
| 25 | Mo/Be | N | 1.5nm Rh | 0.782 | 1.08 | 1.08 |
| 26 | Mo/Be | Y | None | 0.780 | 1.06 | 1.00 |
| 27 | Mo/Be | Y | 1.5nm Rh | 0.787 | 1.15 | 1.06 |
| 28 | Mo/Be | Y | 1.5nm Ru | 0.788 | 1.16 | 1.08 |
| 29 | Ru/Be | Y | 1.5nm Rh | 0.810 | 1.49 | 1.68 |
| 30 | Ru/Be | Y | 1.5nm Ru | 0.811 | 1.50 | 1.70 |
| 31 | Rh/Be | N | 1.5nm Rh | 0.793 | 1.10 | 1.33 |
| 32 | Rh/Be | Y | 1.5nm Rh | 0.793 | 1.23 | 1.29 |
| 33 | Rh/Be | Y | 1.5nm Ru | 0.794 | 1.24 | 1.31 |
| 34 | Rh/Be | Y(n) | 1.5nm Rh | 0.811 | 1.50 | 1.77 |
| 35 | Mo-Sr/Be | Y | 1.5nm Rh | 0.799 | 1.32 | 1.21 |
| 36 | Ru-Sr/Be | Y | 1.5nm Rh | 0.822 | 1.70 | 1.97 |
| 37 | Ru-Sr/Be | Y | 1.5nm Ru | 0.823 | 1.72 | 2.00 |
| 38 | Rh-Sr/Be | Y | 1.5nm Rh | 0.810 | 1.49 | 1.64 |
| 39 | Rh-Sr/Be | Y | 1.5nm Ru | 0.811 | 1.50 | 1.67 |
| 40 | Ru-Mo/Be | Y(n) | 1.5nm Ru | 0.812 | 1.52 | 1.72 |
| R | R9peak | R9int | ||||
| 45 | Ru-Nb/Si | Y | 2nm Rh | 0.754 | 1.20 | 1.27 |
| 46 | Mo/Si | N | 2nm Si + 2nm SiO2 | 0.738 | 1.00 | 1.00 |
| 47 | Ru-Mo/Si | Y | 2nm Rh | 0.768 | 1.43 | 1.48 |
| 48 | Ru-Mo/Be-Si | Y | 2nm Rh | 0.778 | 1.61 | 1.63 |
| R | R9peak | R9int | ||||
| 49 | Mo/Si | Y | 2nm SiO2 | 0.745 | 1.00 | 1.00 |
| 50 | Mo/Si | Y | 2nm Pb | 0.743 | 0.97 | 0.92 |
| 51 | Mo/Si | Y | 2nm Si3N4 | 0.747 | 1.01 | 1.02 |
| 52 | Mo/Si | Y | 2nm SiC | 0.748 | 1.03 | 1.04 |
| 53 | Mo/Si | Y | 2nm BN | 0.749 | 1.04 | 1.05 |
| 54 | Mo/Si | Y | 2nm Rh | 0.751 | 1.06 | 1.05 |
| 55 | Mo/Si | Y | 2nm (dl-)C | 0.750 | 1.06 | 1.08 |
| 56 | Mo/Si | Y | 2nm B4C | 0.751 | 1.07 | 1.10 |
| 57 | Mo/Si | Y | 2nm Ru | 0.758 | 1.16 | 1.17 |
| R | R9peak | R9int | ||||
| 58 | Mo/Be | Y | 2nm BeO | 0.774 | 1.00 | 1.00 |
| 59 | Mo/Be | Y | 2nm SiC | 0.769 | 0.94 | 0.92 |
| 60 | Mo/Be | Y | 2nm BN | 0.779 | 1.06 | 1.09 |
| 61 | Mo/Be | Y | 2nm Pd | 0.781 | 1.09 | 1.10 |
| 62 | Mo/Be | Y | 2nm (dl-)C | 0.781 | 1.08 | 1.11 |
| 63 | Mo/Be | Y | 2nm B4C | 0.782 | 1.09 | 1.13 |
| 64 | Mo/Be | Y | 2nm Rh | 0.786 | 1.15 | 1.18 |
| 65 | Mo/Be | Y | 2nm Ru | 0.788 | 1.17 | 1.21 |
| X/Y | X | Z | CL | R | R9peak | R9int | |
| 66 | Mo/Be | 2.05nm (0.69QW) Mo | 3.77nm (1.31QW) BeO | 2.03nm Ru | 0.717 | 1.00 | 1.00 |
| 67 | Mo/Be | 4.12nm (1.35QW) Rh | 1.93nm (0.68QW) SiC | 2.04nm Ru | 0.713 | 0.95 | 0.91 |
| 68 | Mo/Be | 1.70nm (0.56QW) Rh | 9.95nm (3.43QW) C | 2.03nm Ru | 0.721 | 1.05 | 1.09 |
| 69 | Mo/Be | 1.56nm (0.51QW) Rh | 10.06nm (3.47QW) B4C | 1.96nm Ru | 0.739 | 1.30 | 1.25 |
| 70 | Mo/Be | 1.70nm (0.56QW) Rh | 4.15nm (1.43QW) C | 1.90nm Ru | 0.756 | 1.61 | 1.57 |
| 71 | Mo/Be | 1.56nm (0.51QW) Rh | 4.27nm (1.47QW) B4C | 1.85nm Ru | 0.765 | 1.78 | 1.73 |
| X/Y | X | Z | CL | R | R9peak | R9int | |
| 72 | Mo/Si | 2.84nm (0.78QW) Mo | 4.24nm (1.24QW) SiO2 | 2.05nm Ru | 0.699 | 1.00 | 1.00 |
| 73 | Mo/Si | 3.28nm (0.90QW) Mo | 10.63nm (3.12QW) SiC | 2.06nm Ru | 0.696 | 0.97 | 0.93 |
| 74 | Mo/Si | 3.87nm (1.07QW) Mo | 3.38nm (0.97QW) C | 1.97nm Ru | 0.716 | 1.24 | 1.21 |
| 75 | Mo/Si | 3.23nm (0.89QW) Mo | 3.95nm (1.14QW) B4C | 1.92nm Ru | 0.725 | 1.39 | 1.36 |
| 76 | Mo/Si | 3.28nm (0.90QW) Mo | 3.82nm (1.12QW) SiC | 1.87nm Ru | 0.735 | 1.57 | 1.53 |
Claims (16)
- 방사선 투영 빔을 공급하는 방사선 시스템;마스크를 고정하는 제 1 대물 홀더를 구비한 제 1 대물 테이블;기판을 고정하는 제 2 대물 홀더를 구비한 제 2 대물 테이블; 및기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화(imaging)하는 투영 시스템을 포함하며,하나 이상의 광학 요소가 상기 투영 빔의 방사선과 동일한 파장의 방사선이 입사되는 표면과 상기 표면을 도포하는 캡핑 층을 구비하고, 상기 캡핑 층은 상대적으로 불활성인 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 상대적으로 불활성인 재료는 상기 광학 요소의 나머지가 형성되는 재료보다 불활성인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 상대적으로 불활성인 재료는 상기 광학 요소의 나머지가 형성되는 재료보다 쉽게 산화되지 않는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 상대적으로 불활성인 재료는 상기 광학 요소의 나머지가 형성되는 재료보다 고경도인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 광학 요소는 빔 변형 요소인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 5항에 있어서,상기 광학 요소는 상기 캡핑 층이 구비된 다층 코팅을 구비한 반사기인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 광학 요소는 센서인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 캡핑 층은 0.5 내지 10nm 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 상대적으로 불활성인 재료는 다이아몬드형 탄소(C), 보론 니트라이드(BN), 보론 카바이드(B4C), 실리콘 니트라이드(Si3N4), 실리콘 카바이드(SiC), B, Pd, Ru, Rh, Au, MgF2, LiF, C2F4 및 TiN과 그 화합물 및 합금을 포함하는 그룹중에서 선택된 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 캡핑 층은 다른 재료의 두개 또는 세개의 서브층을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 10항에 있어서,상기 광학 요소는 상기 표면상의 다층 반사 코팅을 갖는 반사기를 포함하고,상기 다층 반사 코팅은, 상기 투영빔의 파장에서 상대적으로 고 굴절률을 갖는 제 2 재료의 층과 교대로 상기 파장에서 상대적으로 저 굴절률을 갖는 제 1 재료의 복수층을 포함하며;상기 캡핑 층은, 상기 제 1 재료의 제 1 서브층, 상기 파장에서 상기 제 1 재료보다 높은 굴절률을 갖고 상기 제 2 재료보다 불활성인 제 3 재료의 제 2 서브층, 및 상대적으로 불활성인 제 4 재료로 형성된 제 3 서브층을 포함하고,상기 제 1, 2 및 3 서브층은 상기 제 3 서브층이 최외각이 되는 순서로 구비되는 것은 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 11항에 있어서,상기 제 3 재료는 상기 파장에서 0.96보다 큰 굴절률과 상기 파장에서 0.01보다 작은 흡광계수를 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 12항에 있어서,상기 제 1 재료는 Mo, Ru, Rh, Nb, Pd, Y 및 Zr과 이들 원소들의 화합물과 합금을 포함하는 그룹에서 선택된 하나 이상의 재료이고;상기 제 2 재료는 Be, Si, Sr, Rb, RbCL 및 P와 이들 원소의 화합물과 합금을 포함하는 그룹에서 선택된 하나 이상의 재료이고;상기 제 3 재료는 B4C, BN, 다이아몬드형 탄소, Si3N4 및 SiC을 포함하는 그룹에서 선택되며;상기 제 4 재료는 Ru, Rh, Pd 및 다이아몬드형 탄소(diamnond-like C)를 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 투영 빔은 8 내지 20nm의 범위에서 파장을 갖는 극자외 방사선을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 방사선 투영 빔을 공급하는 방사선 시스템;마스크를 고정하는 제 1 대물 홀더를 구비한 제 1 대물 테이블;기판을 고정하는 제 2 대물 홀더를 구비한 제 2 대물 테이블; 및기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 투영 장치를 사용한 디바이스 제조 방법에 있어서,상기 제 1 대물 테이블에 패턴을 포함하는 마스크를 제공하는 단계;상기 제 2 대물 테이블에 에너지 감지 재료층에 의하여 적어도 부분적으로 도포되는 기판을 제공하는 단계;상기 마스크를 조사하고 상기 패턴의 조사부를 상기 기판에 묘화하는 단계를 포함하며,상기 리소그래피 투영 장치는, 상기 투영 빔의 파장과 동일한 파장의 방사선이 입사되는 표면과 상기 표면을 도포하는 캡핑 층을 구비하는 하나 이상의 광학 요소를 포함하고, 상기 캡핑 층은 상대적으로 불활성인 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
- 제 15항의 방법에 의하여 제조된 디바이스.
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