KR102206308B1 - 디커플링 코팅을 갖는 미러들의 표면 보정 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판(2) 및 반사 코팅(3, 4)을 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 미러(1)에 관한 것이며, 여기서 반사 코팅은 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b) 및 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)을 포함하고, 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b) 및 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)은 각각의 경우에 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 이용 파장을 갖는 방사선을 반사하도록 설계되고, 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)은 기판(2)과 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b) 사이에 배열되고, 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)과 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b) 사이에 디커플링 코팅(6)이 배열되고, 디커플링 코팅은, 이용 파장을 갖는 방사선이 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)에 도달하는 것을 방지함으로써 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)로부터 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)을 광학적으로 디커플링하도록 설계된다. 반사 코팅(3, 4)은 바람직하게는 미러(1)의 표면 형태를 보정하기 위한 층 두께 변동을 갖는 보정층(5)을 갖는다. 또한, 본 발명은 적어도 하나의 미러를 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 투영 광학 유닛과 광학 시스템, 이러한 미러의 표면 형태를 보정하기 위한 방법, 및 이러한 투영 광학 유닛의 결상 특성들을 보정하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

디커플링 코팅을 갖는 미러들의 표면 보정{SURFACE CORRECTION OF MIRRORS WITH DECOUPLING COATING}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2013년 6월 27일자로 출원된 독일 특허 출원 제10 2013 212 462호에 대해 우선권을 주장하는데, 이 특허 출원의 전체 개시내용은 본 출원의 개시내용에 참고로 포함되며 그것의 일부로서 고려된다.
기술분야
본 발명은, 기판 및 반사 코팅을 포함하는, EUV 리소그래피에서, 예를 들어 마이크로리소그래피 투영 노광 장치에서 사용하기 위한 미러에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 적어도 하나의 이러한 미러를 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 투영 광학 유닛과 광학 시스템, 이러한 미러의 표면 형태를 보정하기 위한 방법, 및 이러한 투영 광학 유닛의 결상 특성들을 보정하기 위한 방법에 관한 것이다.
마이크로리소그래피 투영 노광 장치들의 형태의 광학 시스템들은 포토리소그래피 방법에 의해 마이크로구조 컴포넌트들을 제조하는 역할을 한다. 이 경우, 구조-유지 마스크(structure-bearing mask), 소위 레티클이 투영 광학 유닛 또는 투영 렌즈의 도움으로 감광층 상에 결상된다. 이러한 투영 광학 유닛의 도움으로 결상될 수 있는 최소 피처 크기는 이용되는 결상 광의 파장에 의해 결정된다. 이용되는 결상 광의 파장이 짧을수록, 투영 광학 유닛의 도움으로 결상될 수 있는 구조들이 작아진다. 오늘날, 193㎚의 파장을 갖는 결상 광 또는 극자외선(EUV), 즉 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 파장을 갖는 결상 광이 주로 이용된다. 193㎚의 파장을 갖는 결상 광이 이용될 때, 굴절 광학 요소들 및 반사 광학 요소들 양쪽 모두가 마이크로리소그래피 투영 노광 장치 내에 사용된다. 이에 반해, 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 파장을 갖는 결상 광이 이용될 때, 반사 광학 요소들(EUV 리소그래피를 위한 미러들)만이 사용된다.
(전적으로는 아니지만 특히 EUV 시스템들에서) 미러들을 포함하는 광학 시스템, 예를 들어 투영 렌즈의 성능은 설계 시에 정의되는 시스템 파면과 제조 시에 달성되는 시스템 파면 사이의 편차들에 의해 주로 결정된다. 이러한 편차들은 (탑재 및 정렬의 기여들과 함께) 대응하는 측정 기술들, 코팅 및 광학적 제조의 정확도의 결과로서 개별적인 컴포넌트들(미러들)의 제조 동안 주로 발생한다. 개별적인 미러 컴포넌트의 정확도에 관한 규정들(stipulations), 또는 복수의 결함 미러 컴포넌트의 상호작용의 결과로서 특정된 파면 크기들이 제조 시에 달성되지 않는 경우, 하나 이상의 미러는 전체 시스템이 그것의 사양을 이행할 때까지 교환되거나 고쳐져야 한다.
개별적인 (미러) 컴포넌트들 또는 전체 광학 시스템의 파면 기여들을 보정하기 위한 다양한 접근법들이 알려져 있다:
WO 97/33203은 UV 방사선에 대한 결상 광학 시스템을 기재하고 있는데, 여기서 반사 표면은 보정층을 구비하고, 보정층은 이용 파장의 방사선에 대해 투명하고, 층 두께 변동(layer thickness variation)에 의해 반사 표면의 표면 형태에서의 요철들(unevennesses)을 보상하도록 의도되어, 이러한 방식으로 파면의 보정을 생성한다.
EP 1947682는 다중층 코팅을 갖는 미러에 대한 보정 프로세스를 기재하고 있는데, 여기서 예를 들어 이온 빔 피규어링(IBF: ion beam figuring)에 의해, 다중층 코팅의 최상부 층들에서 제거가 실시되어, 두께 분포를 생성하며 파면을 변경한다. 제거를 겪은 다중층 코팅의 부분에 Si 또는 Si-함유 재료로 구성된 중간층이 도포되고, 실질적으로 일정한 두께를 갖는 보호층이 중간층의 평면 상부측에 도포된다.
전술한 보정 프로세스들 모두에서 수차가 보정되지만, 표면 근처에서의 가공의 결과로서 미러들의 반사율이 크게 변할 것이며, 그 결과 아포다이제이션(apodization)이 손상된다. 또한, 예를 들어 EP 1947682에 기재된 바와 같은 이온 빔에 의한 상이한 층 재료들(Mo 및 Si)의 피규어링은 가공 엔지니어링에 관하여 문제점을 만들어낸다: 피규어링 동안, 그것으로부터 층 재료들의 상이한 제거 및 거칠기가 기인한다. 특히, 몰리브덴 층에서의 피규어링은 통상적으로 불리한데, 그 이유는 이러한 층에서 대규모 조면화 및 산화가 일반적으로 일어나기 때문이다.
US 2008/0259439 A1은, 층들을 가열하기 위해 반사 코팅의 층들이 방사선, 특히 레이저 방사선을 받게 함으로써 미러의 파면을 보정하는 것을 기재하고 있다. 이것은, 가열에 의해 층들이 압착되어 주기 길이(period length)의 감소를 초래한다는 사실을 이용한다. 층들의 압착은 조사된 영역들에서 반사율 스펙트럼들에서의 시프트를 초래하며, 그 결과 아포다이제이션이 마찬가지로 손상된다.
US 2007/0091420 A1 및 US 2007/0091421 A1은 다중층 코팅을 포함하는 미러들을 기재하고 있는데, 여기서 제1 그룹의 층들과 제2 그룹의 층들 사이에 Si로 구성된 중간층이 배열된다. 층들을 도포하기 위해 스퍼터링 프로세스가 제안되는데, 이 프로세스에서 스퍼터링된 입자들은 소정 각도로 또는 수직으로 기판 상에 충돌한다.
DE 10 2009 029471 A1은 기판과 반사 코팅을 포함하는 미러를 기재하고 있다. 반사 코팅은 제1 그룹의 층들 및 제2 그룹의 층들을 포함하고, 제2 그룹의 층들은 기판과 제1 그룹의 층들 사이에 배열된다. 제1 그룹의 층들 및 제2 그룹의 층들은 각각의 경우에 EUV 방사선을 반사하는 역할을 한다. 제1 그룹의 층들은, 5-30㎚의 범위의 파장을 갖는 방사선으로 조사할 때, 방사선의 20% 미만이 제2 그룹의 층들에 도달하도록 20개보다 많은 개수의 층들을 포함한다. 제2 그룹의 층들은 미러의 표면 형태를 보정하기 위한 층 두께 변동을 갖는다. 하나의 예시적인 실시예에서, 제2 그룹의 층들은, 제2 그룹의 층들의 층 두께 변동의 50% 초과를 구성하는 층 두께 변동을 갖는 보정층을 갖는다. 보정층에서의 층 두께 변동은 예를 들어 이온 빔 피규어링에 의해 생성될 수 있다. 입사 방사선의 대략 20%만이 제2 그룹의 층들에 도달하기 때문에, 이들 그룹의 층들의 조합은 미러의 반사율 특성들에 상당한 영향을 미치지 않는 것으로 의도된다.
본 발명의 목적은, 보정된 표면 형태를 갖는 EUV 리소그래피를 위한 미러의 반사율 특성들을 개선하고, 적어도 하나의 이러한 미러를 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 투영 광학 유닛과 광학 시스템을 제공하는 것이다. 마찬가지로, 본 발명의 목적은, 이러한 미러의 표면 형태를 보정하기 위한 개선된 방법, 및 적어도 하나의 이러한 미러를 포함하는 투영 광학 유닛의 결상 특성들을 보정하기 위한 개선된 방법을 특정하는 것이다.
일 양태에 따르면, 이러한 목적은, 기판 및 반사 코팅을 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 미러에 의해 달성되는데, 여기서 반사 코팅은 제1 그룹의 층들 및 제2 그룹의 층들을 포함하고, 제1 그룹의 층들 및 제2 그룹의 층들은 각각의 경우에 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 이용 파장을 갖는 방사선을 반사하도록 설계되고, 제1 그룹의 층들은 기판과 제2 그룹의 층들 사이에 배열되고, 제1 그룹의 층들과 제2 그룹의 층들 사이에 디커플링 코팅이 배열되고, 이러한 디커플링 코팅은, 제2 그룹의 층들의 이용 파장을 갖는 입사 (EUV-)방사선이 제1 그룹의 층들에 도달하는 것을 방지함으로써 제1 그룹의 층들로부터 제2 그룹의 층들을 광학적으로 디커플링하도록 설계된다. 바람직하게는, 미러의 표면 형태를 보정하기 위한 층 두께 변동을 갖는 보정층이 제1 그룹의 층들과 제2 그룹의 층들 사이에 배열된다.
본 발명자들은, DE 10 2009 029 471 A1에 기재된 바와 같이, 특히 반사 코팅에 보정층을 도입할 때에, 또한 다른 (기능) 층들을 도입할 때에, 통상적으로 입사 방사선에 대해 실질적으로 투명한 개재 (보정) 층 및 2개의 고반사 그룹의 층들의 결과로서, VCSEL("vertical cavity surface emitting laser")에서의 레이저 공동 또는 에탈론과 유사한 구성이 발생한다, 다시 말하면 미러의 파장-종속 반사율 또는 반사율 스펙트럼이 (보정) 층의 두께에 종속하여 변한다는 문제점이 일어난다는 것을 인식하였다. 주변과의 계면에 인접한 제2 그룹의 층들의 입사 EUV 방사선에 대한 투명도가 클수록, 이러한 영향이 커지는데, 즉 반사율 스펙트럼이 변하는 정도가 커진다. 특히, 작은 개수의 주기들 또는 층들, 예를 들어, 20개보다 더 적은 층들을 갖는 코팅들의 경우에, 이러한 영향은 2개의 그룹의 층들의 보강 간섭(constructive interference)을 초래할 수 있으며, 이는 적절하게는 이용 파장에 대응하지 않는 반사율의 2개 이상의 최대가 형성될 수 있는 경우에 반사율 스펙트럼에서의 급격한 변화를 초래한다.
입사 방사선의 20% 미만이 제1 그룹의 층들에 도달하는 경우에 있어서, 이것은 미러의 반사율 특성들에 대해 이미 불리한 영향을 미칠 수 있다. 제2 그룹의 층들로부터의 방사선이 (보정) 층을 통해 제1 그룹의 층들과 상호작용할 수 있는 상황을 회피하기 위해서, 제1 그룹의 층들과 제2 그룹의 층들 사이에 디커플링 코팅을 배열하여 제1 그룹의 층들과 제2 그룹의 층들을 광학적으로 디커플링하는 것이 제안된다. "광학적 디커플링"이라는 용어는, 실제로 입사 방사선이 제1 그룹의 층들에 도달하지 않는 것, 즉 디커플링 코팅이 입사 EUV 방사선에 대한 차폐물의 역할을 하는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
이상적으로, 입사 방사선의 0%가 제1 그룹의 층들에 도달하여야 하지만, 적절하게는 입사 방사선의 5% 미만, 바람직하게는 1% 미만이 제1 그룹의 층들에 도달하는 것을 디커플링 코팅이 보장한다면 또한 충분하다. 본 출원에서, "디커플링 코팅"이라는 용어는 개별적인 디커플링 층만이 존재하는 경우에 또한 이용된다. 일반적으로, 디커플링 코팅은 균질적으로 도포되는데, 즉 그것은 일정한 두께를 갖는다. 디커플링 코팅에 의한 2개의 그룹의 층들의 광학적 디커플링은 다양한 방식들로 실시될 수 있다:
일 실시예에서, 디커플링 코팅은, 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 이용 파장을 갖는 방사선을 흡수하도록 설계된 적어도 하나의 흡수층을 갖는다. 이 경우, 흡수층은 디커플링 층의 역할을 한다. 이러한 목적을 위해, 흡수층은, EUV 방사선, 즉 대략 5㎚ 내지 대략 30㎚의 파장 범위의 방사선에 대해 높은 흡수 계수를 갖는 재료를 포함한다.
일 전개에서, 특히 13.5㎚에서의 동작을 위해, 흡수층은, Ni, Ag, Ac, Te, Cu, Co, Sn, Zn, Pt, Au, W, Fe를 포함하는 그룹으로부터 선택된 재료로 형성된다. 이러한 재료들은 13.5㎚의 EUV 방사선에 대해 높은 흡수 계수를 갖는다.
다른 전개에서, 특히 7㎚에서의 동작을 위해, 흡수층은, Al, Co, Cu, Ir, Os, Ni, Fe, Hf, Pt, Ta, W, Zn을 포함하는 그룹으로부터 선택된 재료로 형성된다. 이러한 재료들은 7㎚의 EUV 방사선에 대해 높은 흡수 계수를 갖는다.
다른 전개에서, 흡수층은 요소들뿐만 아니라, MoSi, CoSi, WSi, SiN, SiO, MoO, CoO, NiO와 같은 화학적 화합물들이나 합금들로 구성된다.
추가 전개에서, 흡수층은 50㎚ 초과, 바람직하게는 100㎚ 초과의 두께를 갖는다. 제2 그룹의 층들에 침투하는 방사선에 대하여 제1 그룹의 층들을 완전히 차폐하기 위해, 흡수층 또는 복수의 흡수층은 충분한 두께를 구비하여야 한다는 것은 말할 필요도 없다.
추가 실시예에서, 디커플링 코팅은 교대로 차례로(one above another), 바람직하게는 주기적인 배열로 배열되는 복수의 제1 층과 제2 층을 포함하고, 제1 층들은 제1 재료를 포함하고, 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 파장을 갖는 방사선에 대한 제1 재료의 굴절률은 제2 층들이 포함하는 제2 재료의 굴절률보다 더 크고, 디커플링 코팅은 이용 파장으로부터 2㎚ 초과만큼, 바람직하게는 3㎚ 초과만큼 벗어나는 파장에서 반사율 최대를 갖는다. 이 실시예에서, 복수의 제1 층과 제2 층이 주기적인 배열로 존재하는 경우에, 즉 차례로 배열되는 제1 층과 제2 층을 각각 포함하는 층 쌍들이 각각의 경우에 동일한 두께를 갖는 경우에 유리한 것으로 증명되었는데, 그 이유는 반사율 곡선이 이 경우에 디커플링 코팅의 반사율의 최대 주위에서 매우 급속하게 강하하기 때문이다.
이 실시예에서, 디커플링 코팅은, 특히 층들의 주기적인 배열의 경우에, 제2 그룹의 층들(및 통상적으로는 또한 제1 그룹의 층들)이 반사율 최대를 갖는, 이용 파장으로부터 상당히 벗어나는 (정확히) 하나의 반사율 최대를 갖는 EUV 코팅으로서 구현된다. 방사선이 제2 그룹의 층들에 의해 반사되는 파장 범위의 상당히 외부에 디커플링 코팅의 반사율 최대가 놓여 있는 경우, 입사 방사선이 제1 그룹의 층들에 도달하는 것을 방지하는 것이 가능하다. 이용 파장이 예를 들어 대략 13.5㎚이면, 디커플링 코팅의 반사율 최대가 예를 들어 대략 11㎚ 이하 또는 대략 18㎚ 이상인 경우에 유리한 것으로 증명되었다.
추가 실시예에서, 디커플링 코팅은 제3 그룹의 층들을 포함하고, 제2 그룹의 층들 및 제3 그룹의 층들은 각각의 경우에 주기적인 배열로 교대로 차례로 배열되는 복수의 제1 층과 제2 층을 포함하고, 제1 층들은 제1 재료를 포함하고, 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 파장을 갖는 방사선에 대한 제1 재료의 굴절률은 제2 층들이 포함하는 제2 재료의 굴절률보다 더 크고, 제2 및 제3 그룹의 제1 및 제2 층들을 포함하는 쌍들의 총 수는 50개 초과, 바람직하게는 70개 초과이다.
이 실시예는, 제1 층 및 제2 층을 각각 포함하는 층 쌍들 또는 층들의 충분히 많은 개수가 주어지는 경우, 반사 및 흡수 때문에, EUV 방사선이 실제로 더 이상 제1 그룹의 층들에 도달하지 않는다는 사실을 이용한다. 이 실시예에서, 미러는 주기적인 코팅, 즉 층 쌍들이 각각의 경우에 코팅의 주기 길이에 대응하는 일정한 두께를 갖는 코팅을 갖는다. 이러한 주기적인 배열의 결과로서, 매우 좁은 파장 범위에서만 높은 반사율을 갖는 고반사 코팅을 생성하는 것이 가능하다. 층 쌍들 또는 반사 코팅의 두께는, 적절한 경우에 광학 시스템에서의 미러의 사용 시에 위치-종속 방식으로 변하는 입사각의 영향을 고려하기 위해서 예를 들어 적절한 경우에 위치-종속 방식으로 변할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
대안적인 실시예에서, 디커플링 코팅은 제3 그룹의 층들을 포함하고, 제2 그룹의 층들 및 제3 그룹의 층들은 각각의 경우에 비주기적인 배열로 교대로 차례로 배열되는 복수의 제1 층과 제2 층을 포함하고, 제1 층들은 제1 재료를 포함하고, 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 파장을 갖는 방사선에 대한 제1 재료의 굴절률은 제2 층들이 포함하는 제2 재료의 굴절률보다 더 크고, 제2 그룹의 층들과 제3 그룹의 층들의 총 수는 50개 초과, 바람직하게는 80개 초과이다.
이 실시예에서, 제2 그룹의 층들과 제3 그룹의 층들은 비주기적으로 배열되는데, 즉 제1 및 제2 층들 각각의 층 두께는 두께 방향에서 변한다. 통상적으로, 이러한 비주기적인 설계는, 반사율 최대 주위의 EUV 스펙트럼의 비교적 넓은 파장 범위 또는 각도 범위에서의 파장들에 대해 높은 반사율을 갖는 소위 광대역 코팅을 실현하는데 이용된다. 또한, 이 경우, 제2 그룹의 층들 및 제3 그룹의 층들에서의 반사 및 흡수의 결과로서, 입사 방사선이 제1 그룹의 층들에 도달하는 것을 방지하는 것이 가능하다.
층들의 주기적인 배열 및 비주기적인 배열을 갖는 전술한 2가지 실시예에서, 디커플링은, 제2 그룹의 층들에 부가하여 - 이러한 층들의 개수는 입사 EUV 방사선에 대한 요구된 반사율이 달성되도록 선택됨 -, 제2 그룹의 층들의 반사율에서의 증가에 약간만 기여하거나 기여하지 않지만 제1 그룹의 층들에 도달하는 방사선 강도를 실제로 0으로 감소시키는 다수의 층이 부가된다, 즉 제3 그룹의 부가적인 층들이 디커플링 코팅의 기능을 이행한다는 사실에 의해 달성된다. 디커플링 코팅 아래에 보정층이 배열되는 경우, 공통 코팅 단계에서 제2 그룹의 층들과 제3 그룹의 층들이 도포될 수 있다. 일반적으로, 제2 그룹의 층들과 제3 그룹의 층들의 층 재료들과 층 두께들은 대응하는데, 즉 층들과 제2 그룹 및 제3 그룹 각각의 연관성은 구별될 수 없다.
추가 실시예에서, 제2 그룹의 층들은 20개 이하의 개수의 층들을 포함한다. 이 경우, 제2 그룹의 층들은, 미러의 반사율 특성들이 디커플링 코팅의 제공에 의해 상당히 개선될 수 있도록 침투하는 EUV 방사선에 대해 특히 투과성이다. 20개 이하의 개수의 층들을 갖는 제2 그룹의 층들 또는 코팅은 통상적으로 주기적인 배열의 복수의 층을 갖는 광대역 코팅이다. 반사율 곡선의 광대역 속성은 이 경우에 비교적 작은 개수의 층에 의해 생성된다.
추가 실시예에서, 보정층의 재료는, Si, SiO2, SiC, C, Ru, Ni를 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 이러한 재료들은, 예를 들어, 가공 동안 층의 대규모 조면화의 발생 없이 층 두께 변동을 생성하기 위해서 이온 빔 피규어링 등에 의해 가공될 수 있다. 통상적으로, 미러의 표면 형태를 보정하기 위한 층 두께 변동은 대략 이용 파장의 크기 정도인데, 즉 대략 13.5㎚의 이용 파장이 주어지면, 대략 층 두께 변동은 대략 1㎚ 내지 15㎚의 크기 정도이다.
보정층이 높은 흡수 계수를 갖는 재료로 형성되는 경우에 있어서, 이러한 보정층은, 적절한 크기의 두께가 주어지면, 적절한 경우에 디커플링 코팅의 기능을 수행할 수 있는데, 즉 이 경우에 단일층이 디커플링 코팅 및 보정층 양쪽 모두의 기능을 수행할 수 있다.
추가 실시예에서, 보정층은 제1 그룹의 층들 또는 제2 그룹의 층들에 접한다(adjoin). 일반적으로, 디커플링 코팅 및 제1 그룹의 층들 양쪽 모두의 표면 결함들을 보정하는 표면 보정을 수행하기 위해서, 보정층의 가공의 결과로서, 보정층은 제2 그룹의 층들에 접한다. 그러나, 제1 그룹의 층들의 최상부 층에 보정층을 도포하는 것도 가능하다. 이 경우, 디커플링 코팅은 보정층에 도포된다. 이것은, 전술한 바와 같이 디커플링 코팅이 주기적인 또는 비주기적인 층 배열로 제3 그룹의 층들로서 설계되는 경우에 특히 유리한데, 그 이유는 그렇지 않으면 반사율 곡선에 대한 전술한 영향들이 적절한 경우에 제2 그룹의 층들과 제3 그룹의 층들의 광학적 커플링의 결과로서 발생할 수 있기 때문이다.
본 발명의 추가 양태는 전술한 바와 같이 설계된 적어도 하나의 미러를 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 투영 광학 유닛, 및 적어도 하나의 이러한 미러를 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 광학 시스템에 관한 것이다. 광학 시스템은 웨이퍼의 노광을 위한 EUV 리소그래피 장치 또는 EUV 방사선을 이용하는 일부 다른 광학 시스템, 예를 들어 EUV 리소그래피 등에서 이용되는 마스크들을 측정하기 위한 시스템일 수 있다.
마찬가지로, 본 발명은, 기판 및 반사 코팅을 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 미러의 표면 형태를 보정하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은, 반사 코팅의 제1 그룹의 층들을 기판에 도포하는 단계, 및 반사 코팅의 제2 그룹의 층들을 제1 그룹의 층들에 도포하는 단계를 포함하고, 제1 그룹의 층들 및 제2 그룹의 층들은 각각의 경우에 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 이용 파장의 방사선을 반사하도록 설계되고, 제1 그룹의 층들을 도포하고나서 제2 그룹의 층들을 도포하기 이전에, 이용 파장을 갖는 방사선이 제1 그룹의 층들에 도달하는 것을 방지함으로써 제1 그룹의 층들과 제2 그룹의 층들을 광학적으로 디커플링하기 위한 디커플링 코팅 및 바람직하게는 보정층(또는 적절한 경우에 EUV 방사선에 대해 실질적으로 투명한 일부 다른 타입의 기능층)이 도포되고, 미러의 표면 형태를 보정하는 것은 반사 코팅, 특히 보정층의 층 두께 변동을 생성하거나 변경하는 것을 포함한다.
이러한 방법은, 미러의 표면 형태가 보정층의 가공에 의해 그리고/또는 예를 들어 제1 그룹의 층들의 영역에서의 반사 코팅의 가공에 의해 매우 정확하게 설정될 수 있다는 이점을 갖는다. 예로서, 미러의 표면 형태를 보정하기 위한 층 두께 변동의 50% 초과는 보정층의 층 두께 변동의 결과로서 발생할 수 있으며, 적절한 경우에 보정층을 제공하는 것을 완전히 생략하는 것도 가능하다. 디커플링 코팅은, 제2 그룹의 층들에 의해 반사되도록 의도되는 EUV 방사선으로부터 제1 그룹의 층들을 광학적으로 디커플링하거나 차폐하는 역할을 한다. 디커플링 코팅의 도움으로, 이 경우에 미러의 반사율 특성들을 손상시키지 않으면서 파면 보정 또는 표면 형태의 보정이 수행될 수 있다. 보정층은 디커플링 코팅에 도포될 수 있으며, 반대 경우도 또한 가능한데, 즉 먼저 보정층이 도포된 다음, 디커플링 코팅이 도포될 수 있다.
이 방법의 하나의 변형예에서, 제1 그룹의 층들을 도포하고나서 제2 그룹의 층들을 도포하기 이전에, 미러의 표면 형태가 측정된다. 표면 형태는 예를 들어 간섭 측정 방법(interferometric measurement method)에 의해 측정될 수 있는데, 여기서 측정은 광학 시스템에서의 미러에 대한 이용 상태들에 가능한 한 적절히 대응하는 상태들 하에서 유리하게 실시된다. 이것은 특히 측정을 위해 이용되는 방사선의 파장에 관련된다. 통상적으로, 대략 5㎚ 내지 대략 30㎚의 이용 파장의 방사선을 반사하도록 설계되는 제2 그룹의 층들을 갖는 미러가, 마찬가지로 이러한 파장 범위에 있으며 적절한 경우에(반드시 그러하지는 않음) 이용 파장에 대응하는 파장의 방사선으로 측정된다. 이용 파장에서 또는 그것으로부터 약간 벗어난 파장에서 미러의 표면 형태를 측정하기 위해서 기판에 제1 그룹의 층들이 도포된다.
추가 변형예에서, 보정층의 층 두께 변동을 생성하거나 변경하는 것은 보정층의 이온 빔 피규어링을 포함한다. 이 변형예에서, 보정층의 두께의 국부적인 변동은 이온 빔에 의한 보정층의 층 재료의 국부적인 제거에 의해 생성된다. 다른 가공 방법들이 가공 동안 충분히 큰 정밀도를 가능하게 한다면, 보정층의 층 두께 변동을 생성하기 위해 이러한 다른 가공 방법들이 또한 이용될 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 본 발명은 EUV 리소그래피를 위한 투영 광학 유닛의 결상 특성들을 보정하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은, 전술한 투영 광학 유닛의 적어도 하나의 미러의 표면 형태를 보정하기 위한 방법을 포함한다. 따라서, 결상 특성들을 보정하기 위한 이러한 방법은 표면 형태를 보정하기 위한 방법과 관련하여 전술한 이점들을 갖는다.
부가적으로, 본 발명은 EUV 리소그래피를 위한 투영 광학 유닛의 결상 특성들을 보정하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은,
a. 투영 광학 유닛의 파면 수차를 결정하는 단계,
b. 투영 광학 유닛의 파면 수차로부터 적어도 하나의 미러의 보정 표면 형태를 계산하는 단계, 및
c. 전술한 방법에 따라 적어도 하나의 미러의 표면 형태를 보정하는 단계
를 포함한다.
결상 특성들을 보정하기 위한 이러한 방법은 표면 형태를 보정하기 위한 방법과 관련하여 이미 전술한 이점들을 갖는다.
본 발명의 추가 특징들 및 이점들은, 본 발명의 예시적인 실시예들의 다음의 설명으로부터, 첨부 도면들을 참조하여 그리고 청구항들로부터 명백하다. 개별적인 특징들 각각은 본 발명의 변형예에서 임의의 요구된 조합에서 복수로서 또는 단독으로 개별적으로 실현될 수 있다.
예시적인 실시예들은 개략적인 도면에 예시되어 있으며, 다음의 설명에서 설명된다.
도 1의 (a) 내지 (c)는 종래 기술에 따른 마이크로리소그래피를 위한 미러를 제조하기 위한 방법의 3개의 단계를 도시하는데, 이러한 단계들에서 제1 그룹의 층들, 보정층 및 제2 그룹의 층들이 기판에 도포된다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 도 1의 (a) 내지 (c)와 유사한 예시를 도시하는데, 여기서 흡수층의 형태의 디커플링 코팅이 제1 그룹의 층들의 상부에 도포된다.
도 3의 (a) 내지 (c)는 도 2의 (a) 내지 (c)와 유사한 예시를 도시하는데, 여기서 미러의 이용 파장 범위 외부에 반사 최대를 갖는 반사 코팅의 형태로 디커플링 코팅이 도포된다.
도 4의 (a) 내지 (c)는 도 1의 (a) 내지 (c)와 유사한 예시를 도시하는데, 여기서 주기적인 배열의 제3 그룹의 층들을 갖는 디커플링 코팅이 보정층의 상부에 도포된다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 도 4의 (a) 내지 (c)와 유사한 예시를 도시하는데, 여기서 디커플링 코팅은 비주기적인 배열의 제3 그룹의 층들을 갖는다.
도 6은 보정층의 상이한 두께들에 대한 도 1의 (c)로부터의 미러의 반사율의 예시를 도시한다.
도 7은 도 6과 유사한 예시를 도시하는데, 여기서 제2 그룹의 층들은 10 층 주기들을 갖는다.
도 8은 도 2의 (c)에 따른 미러에 대한 도 7과 유사한 예시를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 미러가 사용될 수 있는 투영 광학 유닛을 도시한다.
도 10의 (a)는 보정될 표면의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 10의 (b)는 도 10의 (a)에 도시되어 있는 보정될 표면을 통한 단면을 도시한다.
도 11은 플로우차트에 기초하여 미러의 표면 형태를 보정하기 위한 방법을 도시한다.
도 12는 플로우차트에 기초하여 미러의 표면 형태를 보정함으로써 투영 광학 유닛의 결상 품질을 보정하기 위한 방법을 도시한다.
다음의 도면들의 설명에서, 동일하거나 기능적으로 동일한 컴포넌트 부분들을 위해 동일한 참조 부호들이 이용된다.
도 1의 (a) 내지 (c)는 EUV 리소그래피를 위한 미러(1)(도 1의 (c) 참조)를 제조하기 위한 방법의 3개의 단계를 개략적으로 도시한다. 미러(1)는 기판(2) 및 반사 코팅을 포함하고, 이 경우에 반사 코팅은 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b) 및 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)로 형성된다. 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)과 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b) 사이에 보정층(5)이 배열된다.
이 경우, 미러(1)는, 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 파장을 갖는, 통상적으로 대략 13.5㎚의 이용 파장 λB의 결상 광을 이용하는 EUV 리소그래피를 위한 투영 노광 장치에서 사용되는 것으로 의도된다. 이 경우, 기판(2)은, 22℃에서 또는 대략 5℃ 내지 대략 35℃의 온도 범위에 걸쳐 통상적으로 100ppb/K 미만의 매우 낮은 열 팽창 계수(CTE)를 갖는 재료로 구성된다. 이러한 특성들을 갖는 한가지 재료는, 통상적으로 90% 초과의 규산염 유리 비율을 갖는, 티타늄 이산화물로 도핑된 규산염 또는 석영 유리이다. 상업적으로 입수가능한 이러한 한가지 규산염 유리는 ULE®(Ultra Low Expansion glass)라는 상표명으로 Corning Inc.에 의해 판매되고 있다. 매우 낮은 열 팽창 계수를 갖는 재료들의 추가 그룹은, 상이한 상들의 열 팽창 계수들이 사실상 서로 상쇄하도록 유리 상(glass phase)에 대한 결정 상(crystal phase)의 비율이 설정되는 유리 세라믹이다. 이러한 유리 세라믹은 예를 들어 Ohara Inc.로부터 Clearceram®이라는 상표명으로 또는 Schott AG로부터 Zerodur®이라는 상표명으로 제공된다.
미러(1)의 반사 코팅의 제1 층 그룹(3) 및 제2 층 그룹(4) 양쪽 모두는 상이한 재료들로 구성되는 복수의 개별 층(3a, 3b 및 4a, 4b)을 각각 갖는다. 미러(1)가 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 파장을 갖는 방사선을 반사하도록 구현되는 경우, 제2 그룹(4)은 복수의 제1 층(4a) 및 복수의 제2 층(4b)을 포함하는데, 이들은 교대로 차례로 탑재되며, 위에서 특정된 파장 범위의 방사선에 대해 상이한 굴절률들을 갖는 재료들로 구성된다. 이용 방사선이 13.5㎚의 영역의 이용 파장 λB를 갖는 경우, 제1 층들(4a)은 일반적으로 실리콘(더 높은 굴절률을 가짐)으로 구성되며, 제2 층들(4b)은 몰리브덴(더 낮은 굴절률을 가짐)으로 구성된다. 마찬가지로, 이용 파장에 종속하여, 예를 들어 몰리브덴과 베릴륨, 루테늄과 베릴륨, 또는 란타늄과 B4C와 같은 다른 재료 조합들도 가능하다.
제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)은 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)과 유사하게 설계될 수 있는데, 즉 이용 파장 λB의 방사선을 반사하도록 설계될 수 있거나, 또는 이용 파장 λB에서 반사율 최대를 가질 수 있다. 이것은 미러(1)의 표면 형태의 측정에 유리한데, 그 이유는 이용 파장 λB에 대응하는 파장을 갖는 측정 방사선이 이 경우에 이용될 수 있기 때문이다. 그러나, 이용 파장 λB로부터 벗어나는 파장들을 갖는 EUV 방사선을 반사하도록 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)을 설계하는 것도 가능하다.
도 1의 (a) 내지 (c)에 도시된 층들(3a, 3b, 4a, 4b)에 부가하여, 제1 층 그룹(3) 및/또는 제2 층 그룹(4)은 확산을 방지하기 위한 중간 층들 또는 산화 및 부식을 방지하기 위한 코팅 층들을 또한 포함할 수 있다. 도 1의 (a) 내지 (c)에 도시된 예시와 대조적으로, 적절한 경우에, 기판(2)과 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b) 사이에, 예를 들어, 기판(2)을 보호하기 위한 층들, 응력 보상을 위한 층들, 평활화 또는 폴리싱 층들 등의 형태의 하나 이상의 보조 층이 배열된다. 도면들에서의 이러한 보조 층들의 예시는 생략되었다.
도 1의 (a) 내지 (c)에 도시된 예에서, 미러(1)는 (대략) 평면 표면을 갖는 기판(2)을 갖는다. 이것은 단지 여기에 설명된 보정 방법의 양호한 예시를 위해 이러한 방식으로 선택되었다. 초기 상태에서도, 미러(1) 또는 기판(2)의 상부측은 곡선 표면 형태를 가질 수 있다. 예로서, 오목 표면 형태 및 볼록 표면 형태가 가능하다. 표면 형태들은 구면 및 비구면 양쪽 모두일 수 있거나, 또는 완전히 회전 대칭성이 없는 것일 수 있다. 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 오목 및 볼록 형상의 요철들이 기판(2)의 상부측에 형성되어, 미러(1)의 실제 표면 형태는 요구된 표면 형태(본 예에서는 평면)로부터 벗어나게 된다.
이용 파장에서의 측정 방법들에 의해 미러(1)의 표면 형태를 측정하기 위해 반사 코팅이 일반적으로 요구된다. 표면 형태를 측정하려는 목적으로 도 1의 (a) 내지 (c)에 도시된 예의 경우에, 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)이 기판(2)에 도포되며, 이러한 그룹은 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 요구된 파장의 측정 방사선에 대해 반사성이도록 설계된다. 도 1의 (a)에 도시된 미러(1)를 측정하기 위해 간섭측정 방법들이 이용될 수 있다. 이들은 예를 들어 전단 간섭측정(shearing interferometry), 점회절 간섭측정(point-diffraction interferometry), Foucault 방법, Ronchi 테스트, Hartmann 테스트 또는 Shack-Hartmann 테스트를 포함한다. 이러한 알려진 방법들의 설명은 예를 들어 EP 1306698 A1에서 확인될 수 있다.
그러나, 측정들은 예를 들어 가시 파장 범위에서 이용 파장과는 상이한 파장들에서 또한 실시될 수 있다.
이러한 측정들의 결과로서, 실제 표면 형태, 다시 말하면 이러한 미러(1)의 실제 표면 형태에 대한 정확한 표시가 획득된다. 실제 표면 형태가 원하는 표면 형태(요구된 표면 형태)로부터 벗어난다고 표면 형태의 측정이 나타내는 경우, 표면 형태의 보정이 요구된다.
표면 형태를 보정하기 위해서, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)에 보정층(5)이 도포된다. 보정층(5)은 이온 빔 피규어링 또는 일부 다른 적합한 방법의 도움으로 가공될 수 있는데, 즉 보정층(5)에서의 층 두께 변동은, 보정층(5)의 상당한 조면화의 발생 없이, 국부적인 층 제거에 의해 생성될 수 있다. 이러한 목적에 적합한 재료들은 예를 들어 Si, SiO2, SiC, C, Ru, Ni이다. 통상적으로, 이러한 재료들은, 그들의 흡수 계수 때문에, 통상적으로 나노미터 범위의 보정층(5)의 두께가 이용되는 것을 고려할 때, 대략 5㎚ 내지 대략 30㎚의 범위, 특히 대략 13.5㎚의 이용 파장 λB의 방사선에 대해 대략 투명하다. 부가적으로, 보정층(5)은, 적절한 경우에, 반사 코팅에서의 응력을 보상하는 역할을 또한 할 수 있다.
보정층(5)의 가공에 의한 미러(1)의 표면 형태의 보정 이후에, 요구된 표면 형태가 달성되었는지 여부를 체크하기 위해서 이러한 표면 형태가 다시 측정될 수 있다. 요구된 표면 형태는 보정층(5)의 가공에 의한 표면 형태의 갱신된 보정이 요구되도록 하나의 보정 단계에 의해 종종 달성되지 않는다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 미러(1)의 실제 표면 형태는 (적절한 경우에 다중) 보정에 의해 원하는 (평면의) 요구된 표면 형태에 적응된다.
요구된 표면 형태가 달성된 이후에, 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)이 보정층(5)에 도포되는데, 이러한 제2 그룹은 이용 파장 λB의 방사선을 반사하도록 설계된다. 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)이 도포된 이후에, 표면 형태가 다시 측정될 수 있다. 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)이 도포된 이후에 표면 형태의 허용오차 범위, 즉 요구된 표면 형태로부터의 허용가능한 편차가 초과되었다고 드러나는 경우, 적절한 경우에, 기판(2)으로부터 전체 반사 코팅을 제거하고, 기판을 새로 코팅하는 것이 필요하다.
도 1의 (a) 내지 (c)와 관련하여 전술한 바와 같은 표면 형태의 보정은 DE 10 2009 029 471 A1에 기재되어 있으며, 그것의 전체내용은 본 출원의 내용에 참고로 포함되어 있다. 그러나, 반사 코팅(3, 4)으로의 보정층(5)의 도입은 도 6을 참조하여 이하에 설명되는 바와 같이 미러(1)의 파장-종속 반사율에 영향을 미친다. 도 6은 보정층(5)이 없는("CL: 0.0㎚") 반사 코팅(3, 4)에 의해 근사되는 실선으로서 미러(1)의 요구된 반사율 스펙트럼("목표")을 도시한다. 2.5㎚의 두께를 갖는 보정층(5)("CL: 2.5㎚") 및 5.0㎚의 두께를 갖는 보정층("CL: 5.0㎚")이 제1 그룹(3)과 제2 그룹(4) 사이에 도입되는 경우, 반사율 곡선의 반치 전폭(full width at half maximum)은 감소하고, 이용 파장 λB에서의 반사 최대 주위의 영역에서 반사율의 요구되지 않은 국부적인 최소가 형성된다.
도 6에 도시된 영향은, 제1 및 제2 그룹(3, 4)의 형태의 2개의 고반사 코팅이, 개재하는 가공된 보정층(5)과 함께, VCSEL(vertical cavity surface emitting laser)에서의 레이저 공동 또는 에탈론과 유사한 구성을 형성한다는 사실의 결과로서 발생한다. EUV 방사선에 대한 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b) 위의 층 구성의 투명도가 클수록, 이러한 영향이 커진다.
도 7에서, 도 6에서와 동일한 두께의 보정층(5)에 대하여, 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)의 개수가, 경우에 따라, 예를 들어 광대역 반사 코팅들에서, 10 주기들로, 즉 20개의 층(4a, 4b)으로 감소된다. 도 7에서, 보정층(5)의 영향은 0㎚의 이론적인 두께의 경우에 이미 명확하게 인식가능한데: 제1 그룹(3) 및 제2 그룹(4)의 층 스택들은 구조적으로 중첩되어, 반사 곡선의 요구된 광대역 속성이 더 이상 제공되지 않게 된다. 보정층(5)의 층 두께가 도 6과 유사하게 증가되는 경우, 반사율 스펙트럼은 극단적으로 변하는데, 즉 더 이상 이용 파장 λB에 대응하지 않는 복수의 반사 최대가 형성된다.
이러한 단점들은, 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)과 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b) 사이에 광학적 디커플링이 수행되는 경우에, 정확하게는 2개의 그룹(3, 4) 사이에 디커플링 코팅이 도입되는 것에 의해 극복되는데, 디커플링 코팅이 입사 EUV 방사선을 차폐하기 때문에 EUV 방사선이 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)에 침투하는 것을 방지한다. 디커플링 코팅을 실현하기 위한 다수의 가능성이 존재하는데, 그들 중 일부는 도 2의 (a)-(c) 내지 도 5의 (a)-(c)를 참조하여 후술된다.
도 2의 (a) 내지 (c)는, 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)과 보정층(5) 사이에 배열되는 흡수층(6)의 형태의 디커플링 코팅에 관하여, 도 1의 (a) 내지 (c)로부터의 미러(1)와 상이한 미러(1)를 도시한다. 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 흡수층(6)은, 충돌하는 EUV 방사선이 완전히 흡수되고 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)에 도달하지 않도록 입사 EUV 방사선에 대해 높은 흡수 계수를 갖는 재료로 형성된다. 이러한 목적을 위해, 흡수층(6)은, 예를 들어, 13.5㎚의 이용 파장에 대하여 Ni, Ag, Ac, Te, Cu, Co, Sn, Zn, Pt, Au, W, Fe 또는 7㎚의 이용 파장에 대하여 Al, Co, Cu, Ir, Os, Ni, Fe, Hf, Os, Pt, Ta, W, Zn의 그룹으로부터 선택되는 재료로 형성될 수 있거나, 또는 MoSi, CoSi, WSi, SiN, SiO, MoO, CoO, NiO와 같은 화학적 화합물들이나 합금들로 형성될 수 있다. 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)을 완전히 차폐하기 위해, 흡수층(6)은 통상적으로는 50㎚ 초과의 충분한 두께(d)로 도포되어야 한다는 것은 말할 필요도 없다.
제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)이 흡수층(6)에 의해 완전히 차폐되는 경우, 심지어 제2 층 그룹(4)의 작은 개수의 층들(4a, 4b), 예를 들어, 층들(4a, 4b)의 10개의 쌍으로, 모든 3개의 반사율 곡선(목표 곡선, 및 d=100㎚ 및 d=110㎚에 대한 곡선들)이 차례로 놓여 있기 때문에 단 하나의 반사율 곡선이 인식될 수 있는 도 8을 참조하여 인식될 수 있는 바와 같이, (100㎚ 및 110㎚의) 보정층(5)의 상이한 큰 두께들(d)의 경우에도 미러(1)의 요구된 반사율 스펙트럼이 정밀하게 재현되는 것이 가능하다.
디커플링 코팅을 실현하기 위한 추가 가능성은 도 3의 (a) 내지 (c)에 도시되어 있는데, 여기서 디커플링 코팅(7)은, 교대로 차례로 배열되고 여기에 설명된 예에서 실리콘 및 몰리브덴으로 형성되는 복수의 제1 층(7a)과 제2 층(7b)을 포함한다. 제1 층들(7a)의 두께 및 제2 층들(7b)의 두께는 디커플링 코팅(7)의 주기 길이를 정의하고, 이용 파장 λB(여기서, 13.5㎚)로부터 2㎚ 초과만큼, 특히 3㎚ 초과만큼 벗어나며 예를 들어 도 8에서는 λE=17㎚인 파장 λE에서 디커플링 코팅(7)의 반사율 최대가 일어나도록 선택된다.
디커플링 코팅(7)의 반사율 최대의 파장 λE는 또한 이용 파장 λB로부터 예를 들어 11㎚ 이하 또는 18㎚ 이상 더 떨어져 있을 수 있다는 것은 말할 필요도 없다. 마찬가지로, 이러한 방식으로 설계된 디커플링 코팅(7)은 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)과 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b) 사이의 광학적 상호작용을 방지하여, 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)이 미러(1)의 반사율 스펙트럼에 영향을 미치지 않게 한다. 도 2의 (a) 내지 (c) 및 도 3의 (a) 내지 (c)에 도시된 예시와 대조적으로, 보정층(5)은 디커플링 코팅(6, 7) 아래에 또한 배열될 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
디커플링 코팅을 실현하기 위한 추가 가능성은 도 4의 (a) 내지 (c)에 도시되어 있는데, 여기서 디커플링 코팅은 주기적인 배열의 제3 그룹(8)의 층들(8a, 8b)로 구성되며, 그것의 층 재료들 및 주기 길이는 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)의 것들에 대응한다. 제3 그룹(8)이 제2 그룹(4)과 직접적으로 접하기 때문에, 층들(4a, 4b, 8a, 8b)과 제2 및 제3 그룹(4, 8)의 연관성은 도 4의 (c)에 도시된 미러(1)의 경우에 구별될 수 없다. 그러나, 제2 및 제3 그룹(4, 8)의 층들(4a, 4b, 8a, 8b)의 총 수는 EUV 미러(1)에 대한 종래의 반사 코팅의 경우에서보다 더 큰데, 즉 층 쌍들 또는 층 주기들의 개수는 50개 이상, 바람직하게는 60개 이상, 특히 70개 이상이다. 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 많은 개수의 층들(4a, 4b, 8a, 8b)의 결과로서, 반사 및 흡수 때문에, EUV 방사선이 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)을 통해 침투하지 않는다는 것이 보장된다.
도 5의 (a) 내지 (c)에 도시된 반사 코팅은, 디커플링 코팅을 형성하는 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b) 및 제3 그룹(9)의 층들(9a, 9b)이 주기적인 시퀀스로 배열되지 않고, 오히려 비주기적인 시퀀스로 배열된다는 점, 즉 층들(4a, 4b, 9a, 9b) 또는 층 쌍들이 균일한 두께 또는 주기 길이를 갖지 않는다는 점에서, 단지 도 4의 (a) 내지 (c)에 도시된 반사 코팅과 상이하다. 이러한 비주기적인 코팅은 도 4의 (a) 내지 (c)에 도시된 주기적인 배열보다 더 광대역의 반사 스펙트럼을 생성한다. 또한, 비주기적인 배열의 경우에, 제2 그룹(4) 및 제3 그룹(9)의 층 재료들은 통상적으로 대응하고, 일반적으로 각각의 그룹들(4, 9)에 대한 층들(4a, 4b, 9a, 9b)의 모호하지 않은 할당을 수행하는 것은 가능하지 않다. 또한, 이 경우, 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)로의 EUV 방사선의 침투는, 50개 초과, 바람직하게는 80개 초과, 특히 100개 초과인 제2 및 제3 그룹(4, 9)의 층들(4a, 4b, 9a, 9b)의 총 수에 의해 효과적으로 방지될 수 있다.
도 4의 (a) 내지 (c) 및 도 5의 (a) 내지 (c)에 도시된 미러들(1)로부터 벗어나서, 보정층(5)은 적절한 경우에 디커플링 코팅(8, 9) 위에 또한 배열될 수 있다는 것은 말할 필요도 없다. 요약하자면, 디커플링 코팅(6, 7, 8, 9)과 함께 보정층(5)은 이 경우에 미러(1)의 반사율 스펙트럼을 손상시키지 않으면서 미러(1)에 대한 표면 또는 파면 보정을 수행할 수 있다. 특히, 균질의 디커플링 코팅, 즉 일정한 두께를 갖는 디커플링 코팅의 도포의 결과로서, 높은 수렴도로 가공하는 것이 가능해질 수 있다. 그에 의해, 예를 들어 EP 1947682에서와 같이 이온 빔 보정 동안 상이한 제거율의 결과로서의 영향들이 회피된다. 이것은, 가공 프로세스가 적은 측정/가공 사이클들로 요구된 표면 형태에 수렴하는 것을 보장한다. 도 2의 (a)-(c) 내지 도 5의 (a)-(c)에 도시된 미러들(1)로부터 벗어나서, 반사 코팅의 두께는 예를 들어 DE 10 2009 029 471 A1에 기재된 바와 같이 위치-종속 방식으로 변할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
도 9는 EUV 리소그래피를 위한 투영 광학 유닛(23)의 하나의 예시적인 실시예를 도시하는데, 여기서 도 2의 (a)-(c) 내지 도 5의 (a)-(c)에 도시된 바와 같은 미러(1)가 사용될 수 있다. 투영 광학 유닛(23)의 도움으로, 대상물 평면(31)에 배열된 구조-유지 마스크(29)가 이미지 평면(35)에서 이미지(33) 상에 결상된다. 노광의 결과로서 화학적으로 변경되는 감광층이 이미지 평면(35)에 배열된다. 이것은 소위 리소그래피 단계로 지칭된다. 본 예시적인 실시예에서, 투영 광학 유닛(23)은 구조-유지 마스크(29)를 이미지 평면(35)으로 결상하는 6개의 미러(21)를 포함한다. 이러한 투영 광학 유닛(23)은, 투영 광학 유닛의 파면 수차가 충분히 작은 경우에만 최대 가능 분해능이 달성될 수 있도록 일반적으로 회절-제한적(diffraction-limited)이다. 회절-제한 투영 광학 유닛들의 경우에, RMS(root mean square) 값이 결상 광의 파장의 1/14 미만인 것이 필요하다. 이것을 달성하기 위해서, 미러들(21)의 표면 형태는 고도로 정밀하게 설정되어야 한다. 또한, 미러들(21)은 마찬가지로 매우 정확하게 위치결정되어야 한다.
도 10의 (a) 및 (b)는 예로서 미러의 보정될 표면 형태를 도시한다. 실제 표면 형태와 요구된 표면 형태 사이의 편차는 도 10의 (a)에서 등고선들(37)로 도시되어 있다. 또한, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)에서의 선(39)을 따른 이러한 편차의 높이 프로파일을 도시한다. 도시된 이러한 편차는 예를 들어 간섭 측정 방법의 도움으로 결정될 수 있다.
도 11은 예로서 플로우차트에 기초하여 미러의 표면 형태를 보정하기 위한 방법을 도시한다. 먼저, 단계(41)에서, 실제 표면 형태를 갖는 미러가 제조된다. 그러면, 이러한 미러는 기판, 및 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)의 형태의 반사 코팅, 및 적절한 경우에 보정층(5)을 이미 포함한다. 다음에, 단계(43)에서, 미러의 실제 표면 형태가 정확하게 측정된다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어 EP 1306698 A1에 기재된 바와 같이 간섭 측정 방법이 일반적으로 이용된다. 다음에, 단계(45)에서, 원하는 요구된 표면 형태와 측정된 실제 표면 형태가 비교된다. 2개의 표면 형태가 원하는 허용오차 내에서 대응하는 경우, 이 방법은 이미 종료되고, 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)이 바로 도포될 수 있다.
(통상의 경우(normal case)를 이루는) 허용오차 외부에 있는 표면 형태의 편차가 존재하는 경우, 다음에, 단계(47)에서, 표면 형태의 보정이 수행된다. 이러한 방법 단계(47)는, 예를 들어 전술한 방식으로의 이온 빔 피규어링에 의해(그리고 적절한 경우에 측정 이전에 보정층(5)이 실제로 도포되지 않았다면 이러한 보정층을 도포하는 것에 의해) 보정층(5)을 가공하는 것을 포함한다. 이러한 표면 형태의 보정 이후에, 단계(49)에서 실제 표면 형태가 새로 측정된다. 다음에, 단계(51)에서, 이러한 실제 표면 형태와 요구된 표면 형태가 새로 비교된다. 다음에, 방법 단계(53)에서, 실제 표면 형태가 허용오차 내에서 요구된 표면 형태에 대응하는지 여부를 판정하는 체크가 행해진다. 결과가 포지티브인 경우, 방법은 이 시점에서 종료된다.
허용오차 외부의 편차가 여전히 생기는 경우, 이 방법은 다시 단계(47)에서의 표면 형태의 보정으로 계속된다. 실제 표면 형태와 요구된 표면 형태 사이의 보정될 편차의 크기에 종속하여, 단계들(47, 49, 51 및 53)의 이러한 설명된 보정 루프의 다중 적용이 요구될 수 있다. 이 방법의 종료 이후에, 즉 표면 형태가 허용오차 내에 있을 때, 후속 단계에서 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)이 도포된다. 보정층(5)의 도포 이전에 또는 이후에, 추가로 전술한 바와 같이 디커플링 코팅(6, 7, 8, 9)이 또한 도포된다는 것은 말할 필요도 없다.
도 12는 플로우차트에 기초하여 EUV 리소그래피 장치의 투영 광학 유닛의 결상 특성들을 보정하기 위한 방법을 도시한다. 제1 단계(55)에서, 투영 광학 유닛을 위해 요구되는 복수(N개)의 미러가 제조된다. 제조 정확도 때문에, 이러한 N개의 미러는 원하는 요구된 표면 형태로부터 벗어날 수 있는 실제 표면 형태를 갖는다. 선택적인 단계(57)에서, 간섭 측정 방법의 도움으로 N개의 미러의 실제 표면 형태가 측정된다. 추가 방법으로부터, 원하는 요구된 표면 형태로부터의 실제 표면 형태의 편차가 그렇게 크지 않은 경우에 모든 N개의 미러의 실제 표면 형태의 정확한 지식이 이 방법을 수행하기 위해 절대적으로 필요하지는 않다는 것이 명확해진다. 그러므로, 단계(57)는 적절한 경우에 생략될 수 있다.
다음 단계(59)에서, N개의 미러로부터 투영 광학 유닛이 조립된다. 다음에, 단계(61)에서, 투영 광학 유닛의 결상 특성들이 측정된다. 이 단계(61)에서 투영 광학 유닛 또는 전체 투영 렌즈의 파면 수차가 측정된다. 마찬가지로, 이것은 간섭 측정 방법들의 도움으로, 예를 들어 EP 1306698 A1에 기재된 방법들에 의해 일어난다. 다음에, 방법 단계(63)는, 투영 광학 유닛의 파면 수차가 충분히 작은지 여부를 체크하는 것을 수반한다. 투영 광학 유닛의 양호한 결상 품질을 위해, 파면 수차의 RMS 값은 이용된 결상 광의 파장의 1/14 미만인 것이 필요하다. 파면 수차가 이미 충분히 작은 경우, 이 방법은 이 시점에서 종료된다. 그렇지 않은 경우, 투영 광학 유닛에 대한 보정을 수행하는 것이 필요하다. 투영 광학 유닛 내의 개별적인 미러들의 위치를 변경하는 것 외에, 투영 광학 유닛의 하나 이상의 미러의 표면 형태의 보정에 의해 파면 수차의 보정을 수행하는 것이 가능하다. 이 경우, 투영 광학 유닛의 모든 미러의 표면 형태의 보정을 수행하는 것이 절대적으로 필요하지는 않다.
투영 광학 유닛의 특정 광학 설계에 종속하여, 그것은 표면 형태의 보정이 미러들의 일부, 특히 단 하나에 대해서만 수행된다면 충분할 수 있다. 투영 광학 유닛의 광학 설계로부터, 예를 들어, 특정 미러의 표면 형태가 변경되는 경우에 투영 광학 유닛의 파면 수차가 어떻게 변경되는지를 결정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 미러의 경우에는, 파면 수차를 보정하기 위해 표면 형태의 작은 변화만이 요구되는 한편, 상이한 제2 미러의 경우에는, 표면 형태의 훨씬 더 큰 변화가 요구된다는 것이 드러날 수 있다. 또한, 투영 광학 유닛의 파면 수차의 특정 프로파일들은 투영 광학 유닛의 결상 빔 경로 내에 특정 위치를 갖는 미러들의 표면 형태를 변경하는 것에 의해서만 보정될 수 있다.
이러한 이유로, 다음 단계(65)는, 표면 형태의 변경에 의한 파면 수차의 보정을 초래하기에 특히 적합한 보정 미러들의 적합한 선택을 행하는 것을 수반한다. 다음에, 단계(67)에서, 투영 광학 유닛의 광학 설계 및 측정된 파면 수차에 의한 이러한 보정 미러들의 선택을 위해 보정 표면 형태가 계산된다. 모든 N개의 미러의 실제 표면 형태가 단계(57)에서 측정되었고 모든 N개의 미러의 정확한 위치가 알려지는 경우, 보정 미러들의 표면 형태는 완전히 계산될 수 있다. 단계(57)에서의 실제 표면 형태의 측정이 생략된 경우, 광학 설계 및 파면 수차로부터 보정 미러들의 표면 형태의 요구된 상대 변화만이 결정될 수 있다.
두 경우는 이하 보정 표면 형태라는 용어 하에서 함께 초래된다. 그러므로, 보정 표면 형태는 보정 미러의 절대 표면 형태 또는 보정 미러의 표면 형태의 요구된 상대 변화를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 종종, 표면 형태의 요구된 변화만을 계산하는 것이 더 용이한데, 그 이유는 모든 미러의 절대 실제 표면 형태 및 위치는 충분히 정확하게 알려지는 것은 아니기 때문이다. 그러므로, 가능하게는 알려지지 않은 실제 표면 형태에 대한 요구된 차이만이 계산된다. 단계(69)는 선행하는 단계들에서 선택된 하나의 또는 복수의 보정 미러를 분해(demounting)하는 것에 있다. 다음에, 단계(71)는 계산된 보정 표면 형태의 도움으로 하나의 또는 복수의 보정 미러의 표면 형태의 보정을 수행하는 것을 수반한다. 이 경우, 하나의 또는 복수의 보정 미러의 표면 형태의 보정은 도 11을 참조하여 전술한 바와 같은 보정 방법의 도움으로 실시된다. 다음 단계(73)에서, 이러한 방식으로 처리된 보정 미러들이 다시 투영 광학 유닛에 통합된다.
다음에, 투영 광학 유닛의 결상 품질이 방법 단계(61)에서 다시 한번 결정될 수 있다. 다음에, 충분한 결상 품질이 보장되도록, 측정된 파면 수차가 충분히 작은지 여부를 판정하는 체크가 방법 단계(63)에서 행해진다. 이것이 사실인 경우, 본 발명에 따른 방법은 이 시점에서 종료된다. 그렇지 않은 경우, 단계들(65, 67, 69, 71, 73)을 포함한 추가 보정 루프가 수행된다. 투영 광학 유닛의 파면 수차로 이루어진 엄격한 요건 때문에, 설명된 보정 루프는 충분한 결상 품질이 달성될 때까지 다수회 수행되어야 한다는 것이 필요할 수 있다.
도 12를 참조하여 설명된 방법은 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)만을 갖는 미러들에 대해 수행될 수 있다. 대안적으로, 보정 미러가 다시 투영 광학 유닛에 통합되기 이전에 보정 미러의 표면 형태를 보정하기 위해서, 보정 미러 상에서, 도 2의 (a)-(c) 내지 도 5의 (a)-(c)와 관련하여 설명된 방식으로 반사 코팅이 완전히 제거되고 다시 도포될 수 있다.
전술한 방식으로 제조된 미러들(1)은 유리하게는 투영 광학 유닛(23)에서뿐만 아니라 다른 광학 배열들에서, 예를 들어 EUV 리소그래피 장치 등의 형태의 광학 시스템의 조명 시스템에서 사용될 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.

Claims (19)

  1. 기판(2) 및 반사 코팅(3, 4)을 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 미러(1, 21)로서,
    상기 반사 코팅은 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b) 및 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)을 포함하고, 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b) 및 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)은 각각의 경우에 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 이용 파장(λB)을 갖는 방사선을 반사하도록 설계되고,
    상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)은 상기 기판(2)과 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b) 사이에 배열되고, 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)과 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b) 사이에 디커플링 코팅(6, 7, 8, 9)이 배열되고, 상기 디커플링 코팅은, 상기 이용 파장을 갖는 방사선이 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)에 도달하는 것을 방지함으로써 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)로부터 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)을 광학적으로 디커플링하도록 설계되고,
    상기 디커플링 코팅은, 상기 방사선의 5% 미만이 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)에 도달하도록, 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 이용 파장(λB)을 갖는 방사선을 흡수하도록 설계된 적어도 하나의 흡수층(6)을 갖는 미러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미러(1)의 표면 형태를 보정하기 위한 층 두께 변동(layer thickness variation)을 갖는 보정층(5)이 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)과 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b) 사이에 배열되는 미러.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 흡수층(6)은, Ni, Ag, Ac, Te, Cu, Co, Sn, Zn, Pt, Au, W, Fe, Al, Ir, Os, Hf, Ta를 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 형성되는 미러.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 흡수층(6)은, MoSi, CoSi, WSi, SiN, SiO, MoO, CoO, NiO를 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 합금이나 화학적 화합물로 형성되는 미러.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 흡수층(6)은 50㎚ 초과의 두께(d)를 갖는 미러.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 디커플링 코팅(7)은 교대로 차례로(one above another) 배열되는 복수의 제1 층(7a)과 제2 층(7b)을 포함하고, 상기 제1 층들(7a)은 제1 재료를 포함하고, 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 파장을 갖는 방사선에 대한 상기 제1 재료의 굴절률은 상기 제2 층들(7b)이 포함하는 제2 재료의 굴절률보다 더 크고, 상기 디커플링 코팅(7)은 상기 이용 파장(λB)으로부터 2㎚ 초과만큼, 또는 3㎚ 초과만큼 벗어나는 파장(λE)에서 반사율 최대를 갖는 미러.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 디커플링 코팅은 제3 그룹(8)의 층들(8a, 8b)을 포함하고, 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b) 및 상기 제3 그룹(8)의 층들(8a, 8b)은 각각의 경우에 주기적인 배열로 교대로 차례로 배열되는 복수의 제1 층(4a, 8a)과 제2 층(4b, 8b)을 포함하고, 상기 제1 층들(4a, 8a)은 제1 재료를 포함하고, 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 파장을 갖는 방사선에 대한 상기 제1 재료의 굴절률은 상기 제2 층들(4b, 8b)이 포함하는 제2 재료의 굴절률보다 더 크고, 상기 제2 및 제3 그룹(4, 8)의 제1 및 제2 층들(4a, 4b; 8a, 8b)을 포함하는 쌍들의 총 수는 50개 초과, 또는 70개 초과인 미러.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 디커플링 코팅은 제3 그룹(9)의 층들을 포함하고, 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b) 및 상기 제3 그룹(9)의 층들(9a, 9b)은 각각의 경우에 비주기적인 배열로 교대로 차례로 배열되는 복수의 제1 층(4a, 9a)과 제2 층(4b, 9b)을 포함하고, 상기 제1 층들(4a, 9a)은 제1 재료를 포함하고, 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 파장을 갖는 방사선에 대한 상기 제1 재료의 굴절률은 상기 제2 층들(4b, 9b)이 포함하는 제2 재료의 굴절률보다 더 크고, 상기 제2 및 제3 그룹(4, 9)의 층들(4a, 4b; 9a, 9b)의 총 수는 50개 초과인 미러.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 그룹(4)은 20개 이하의 개수의 층들(4a, 4b)을 포함하는 미러.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 보정층(5)의 재료는, Si, SiO2, SiC, C, Ru, Ni를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 미러.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 보정층(5)은 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b) 또는 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)에 접하는(adjoin) 미러.
  12. EUV 리소그래피를 위한 투영 광학 유닛(23)으로서,
    제1항 또는 제2항에 따른 적어도 하나의 미러(21)를 포함하는 투영 광학 유닛.
  13. EUV 리소그래피를 위한 광학 시스템으로서,
    제1항 또는 제2항에 따른 적어도 하나의 미러(1)를 포함하는 광학 시스템.
  14. 기판(2) 및 반사 코팅(3, 4)을 포함하는 EUV 리소그래피를 위한 미러(1, 21)의 표면 형태를 보정하기 위한 방법으로서,
    상기 반사 코팅의 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)을 상기 기판(2)에 도포하는 단계, 및
    상기 반사 코팅의 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)을 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)에 도포하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b) 및 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)은 각각의 경우에 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 이용 파장(λB)의 방사선을 반사하도록 설계되고, 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)을 도포하고나서 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)을 도포하기 이전에, 상기 이용 파장을 갖는 방사선이 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)에 도달하는 것을 방지함으로써 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)과 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)을 광학적으로 디커플링하기 위한 디커플링 코팅(6, 7, 8, 9) 및 보정층(5)이 도포되고, 상기 미러(1)의 표면 형태를 보정하는 것은 상기 반사 코팅(3, 4) 및 상기 보정층(5) 중 적어도 하나의 층 두께 변동을 생성하거나 변경하는 것을 포함하고, 상기 디커플링 코팅은 상기 방사선의 5% 미만이 상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)에 도달하도록, 5㎚ 내지 30㎚의 범위의 이용 파장(λB)을 갖는 방사선을 흡수하도록 설계된 적어도 하나의 흡수층(6)을 갖는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 그룹(3)의 층들(3a, 3b)을 도포하고나서 상기 제2 그룹(4)의 층들(4a, 4b)을 도포하기 이전에, 상기 미러(1)의 표면 형태가 측정되는 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 보정층(5)의 층 두께 변동을 생성하거나 변경하는 것은 상기 보정층(5)의 이온 빔 피규어링(ion beam figuring)을 포함하는 방법.
  17. EUV 리소그래피를 위한 투영 광학 유닛(23)의 결상 특성들을 보정하기 위한 방법으로서,
    제14항 또는 제15항에 따른, 상기 투영 광학 유닛(23)의 적어도 하나의 미러(1, 21)의 표면 형태를 보정하기 위한 방법
    을 포함하는 방법.
  18. EUV 리소그래피를 위한 투영 광학 유닛(23)의 결상 특성들을 보정하기 위한 방법으로서,
    a. 상기 투영 광학 유닛(23)의 파면 수차를 결정하는 단계,
    b. 상기 투영 광학 유닛(23)의 파면 수차로부터 적어도 하나의 미러(1, 21)의 보정 표면 형태를 계산하는 단계, 및
    c. 제14항 또는 제15항에 따른 방법에 따라 상기 적어도 하나의 미러(1, 21)의 표면 형태를 보정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  19. 삭제
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