KR20010072681A - 다층 광학 소자 - Google Patents

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KR20010072681A
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스필러에버하드
미르카르미폴
몬트캄클라우디
바지트샤샤
폴타제임스
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죤슨 수
더 리젠트스 오브 더 유니이버시티 오브 캘리포니아
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Abstract

본 발명은, 종래의 버퍼층 방식과 비교하여 전체 두께를 줄이는 반면에 반사율에서는 소실이 없는, 다층에서 응력을 주이거나 상쇄시키는 응력 상쇄 시스템에 관한 것이다. 무응력 다층 시스템은 역방향 응력의 두 개의 상이한 물질 조합을 가진 다층 시스템을 포함하며, 두 개의 시스템은 설정된 파장에서 우수한 반사도를 제공한다. 다층 시스템 설계의 주요한 잇점은 버터층 방식에서와 같은 어떠한 추가적인 층의 침적을 요구하지 않는다는 것이다. 설정된 파장에서 두 시스템의 광학 실행성이 다르다면, 더 열등한 실행성을 가진 시스템을 우선 침적시키고 더 우수한 실행성을 가진 시스템을 나중에 침적시킴으로써, 다층 시스템의 상부를 형성한다. 응력 저하층의 성분은 바람직한 다층 반사 층적에 대해 역방향 응력을 가지며 설정된 파장에서 우수한 반사도를 허여하는 광학상수를 동시에 가지고 있는 물질 중에서 선택된다. 현재 극자외선(EUV) 전사법에 사용되고 있는 약 13.4㎚의 파장에서, Si와 Be는 실질적으로 동일한 광학상수를 가지지만, Mo/Si 다층은 Mo/Be 다층보다 역방향 응력을 가진다. 이들 물질의 다층 시스템은 실질적으로 동일한 반사도 곡선을 가진다. 예를 들어, 층적의 하부에는 Mo/Be 다층을 층적의 상부에는 Mo/Si 다층을 사용하여 기재에 무응력 다층을 형성할 수 있고, 스위치-오버 포인트는 대략 제로의 응력을 얻도록 선택된다. 이러한 다층 시스템에 있어서, 스위치-오버 포인트는 층적 전체 두께의 약 절반 지점에 있으며, Mo/Be-Mo/Si 시스템을 위해서는, 약 20 침적주기 Mo/Si에 대해 약 25 침적주기가 있을 수 있다.

Description

다층 광학 소자{Multilayer Optical Element}
몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo)과 베릴륨(Be)과 같이, 상이한 광학 성질을 가진 박막 물질을 교호적으로 적층하는 것으로 구성된 다층 구조는, 다양한 응용분야에 사용될 수 있는 높은 반사율과 거의 정상적인 입사 코팅(incidence coating)인 것으로 입증되었다. 예를 들어, 특정 파장(약 10-25㎚)에서 높은 반사도(약 60%)를 가진 Mo/Si 및 Mo/Be 시스템은 고해상도의 다층 반사 이미지 시스템에 특히 기술적으로 중요하다.
예를 들어, 극자외선(Extreme-ultraviolet: EUV) 전사법(lithography)은, 미세하게 그릴 수 있고 낮은 거칠기(roughness)의, 매우 높은 반사 다층으로 코팅된,서너개의 광학(optics)을 필요로 한다. 충분한 효율(throughput)과 영상의 질을 얻기 위하여, 이들 다층코팅은 동시에 높은 반사율(적어도 약 65% 이상)과 낮은 잔류 응력(약 100MPa 이하)을 가져야 한다.
응력 다층필름을 광학(기재)에 침적(deposit)시키면 광학은 변형된다. 가시성 EUV 전사 공정은 대략 11-14㎚ 파장 영역에서 효과적으로 광을 반사시키는 Mo/Si 또는 Mo/Be 다층필름에 좌우된다. 높은 반사율(약 60% 이상)을 가진 Mo/Si 및 Mo/Be 필름은 높은 필름 응력(각각 적어도 약 -400 및 +330 MPa 이상)을 가지고 있어서, 광학을 변형시키고 잠재적으로 EUV 전사 기구의 실행성(performance)을 악화시킨다. 따라서, 이들 필름의 반사율에 나쁜 영향을 미치지 않고 다층필름에서 응력을 제거할 필요가 있다. EUV 전사 시스템의 효율은 각각의 광학의 반사율의 기능이기 때문에, 반사율이 중요하다.
최근에는, 높은 반사율(약 60% 이상)과 낮은 응력(약 100MPa 이하)을 가진 다층 반사필름 또는 코팅을 제조하는 비온도적(non-thermal) 방식이 개발되었는데, 이 방식은 버퍼층(buffer layer)을 기재(substrate)와 다층필름 사이에 사용하며, 여기서 버퍼층은 다층필름의 응력에 역방향 응력이다. 이러한 비온도적 방식은 "광학의 다층필름 응력 유도변형을 조절하기 위한 방법"의 제목으로 1998. 2. 20.자로 출원되어 현재 계류중인 미국출원 제09/027,309호에 기재되어 있다.
본 발명은, 종전의 버퍼층 방식보다 더 얇은 전체 필름 두께로, 반사도에서의 현저한 저하없이 응력을 줄이거나 상쇄시키는 응력 감소 방식에 의해, 상기 출원의 비온도적 방식을 확장시킨다. 이러한 방식은, 높은 반사도와 상기 출원의 방식에서 요구되는 것보다 더욱 작은 전체 필름 두께를 가진 상태로, 거의 제로 응력을 이루거나 응력을 조절하는 것을 가능케 한다. 본 발명의 중요한 특징 중의 하나는 더욱 작은 전체 필름 두께이다. 본 발명은 역방향 응력의 두 개의 상이한 물질의 조합(예를 들어, Mo/Be 및 Mo/Si)을 가진 다층 시스템을 포함하는 무응력 다층 시스템을 제공하는바, 여기서 양 시스템은 설정된 파장에서 우수한 반사도를 발휘한다. 두 시스템(예를 들어, Mo/Be 또는 Mo/Si)의 광학 실행성이 설정된 파장에서 다르다면, 더 열등한 실행성을 가진 시스템을 우선 침적하고 더 우수한 실행성을 가진 시스템을 나중에 침적함으로써, 다층 반사필름 또는 코팅의 상부를 형성하게 된다. 하나의 시스템으로부터 다른 시스템으로의 스위치-오버 포인트(switch-over point)는 각 시스템에서의 상대 응력에 의해 결정되고, Mo/Be-Mo/Si용 다층 층적(multilayer stack)의 전체 두께의 약 반이다.
본 발명은 다층 반사필름(multilayer reflective film)에 관한 것으로, 특히 다층필름(multilayer film)을 포함하고 있는 기재(substrate)상에서 응력(stress)을 줄이는 것에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는, 역방향 응력(opposite stress)의 두 개의 상이한 물질 조합(material combination)을 포함하는 무응력 다층 시스템(stress free multilayer system)을 침적(deposit)시키고 더 높은 반사도를 가진 물질 조합을 나중에 침적시키며, 종래의 버퍼층 배열보다 더 작은 전체 필름두께를 가지는 것에 관한 것이다.
개시 내용에 합체되어 있고 그 일부를 이루는 첨부 도면은, 상세한 설명과 더불어 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하며 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명에 따른 비온도적 응력 상쇄 시스템을 개략적 설명도이고;
도 2는 본 발명에 따라 형성된 Mo/Be-Mo/Si 다층 반사코팅 실시예의 부분 단면도이고;
도 3은 Mo/Si 및 Mo/Be 다층 시스템의 계산된 반사도 곡선의 그래프이고;
도 4는 약 13.4㎚의 파장용으로 디자인된 Mo/Be 코팅의 측정된 반사도 곡선이고;
도 5는 Mo/Be-Mo/Si 다층 시스템의 계산된 반사도 곡선과 Mo/Si 및 Mo/Be 다층 시스템의 계산된 곡선이고;
도 6은 약 11.4㎚의 파장에서 대략 제로 응력과 우수한 반사도를 갖는 설계에 대한 계산된 반사도 곡선이다.
본 발명의 목적은 높은 반사율-낮은 응력의 다층 반사코팅과 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 다층 반사코팅에서 응력을 조절하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 적어도 약 65% 이상의 반사율을 유지하면서 다층 응력을 거의 제로에 줄이는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 다층 반사도를 강화시키는 응력 상쇄 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 약 60% 이상의 반사율과 약 100MPa 이하 응력의 절대값(크기) (또는, 0MPa 이상 100MPa 이하 응력의 절대값 (크기))을 가진, 예를 들어, Mo/Si 및 Mo/Be 반사 다층코팅을 가진 기재(substrate)를 제공하는 것이다. 따라서, 기재의 전체 응력은 약 100MPa 이하 응력의 절대값(크기) (또는, 0MPa 이상 100MPa 이하 응력의 절대값 (크기))로 줄어들 수 있다.
본 발명의 또다른 목적은 광학(optics)의 다층필름 응력 유도 변형(multilayer film stress induced deformation)을 줄이거나 없애는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 반사 다층코팅에서 응력을 조절할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 응력을 가진 다층 시스템을 기재상에 침적(deposit)하고 역방향 응력을 가진 다른 다층 시스템을 첫 번째 다층 시스템에 침적함으로써, 저응력 반사 다층코팅을 가진 기재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 다층과 기재 사이에 낮은 반사율의 버퍼층을 사용하는 경우보다, 얇은 전체 필름 두께를 가지면서 제로 응력과 높은 반사도를 가진 다층 반사코팅을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 응력 저하용 다층을 사용하여 기재상에 다층 반사 물질을 침적하는 방법을 제공하는 것이며, 여기서 응력 저하용 다층의 성분은, 바람직한 다층 반사성 층적(multilayer reflecting stack)에 대해 역방향 응력을 가지며 설정된 파장에서 높은 반사도를 허여하는 광학상수(optical constant)를 동시에 가진 물질중에서 선택된다.
본 발명의 또다른 목적은, 예를 들어, 약 25 침적주기(deposition period)의Mo/Be와 그런 다음 약 20 침적주기의 Mo/Si를 사용하여, 거의 제로 응력을 초래하고 대략 50 침적주기의 Mo/Si 다층과 실질적으로 동일한 반사도를 이끌어서, 반사도의 손실없이 다층 응력과 두께를 줄이는, Mo/Be-Mo/Si 다층 시스템으로 구성된 다층 반사코팅을 형성하는 것이다.
본 발명의 다른 목적과 잇점은 하기 기재와 첨부 도면으로부터 명확해질 것이다. 기본적으로, 본 발명은 반사도의 손실없이 전체 다층 두께를 줄이는 응력 상쇄 시스템을 포함하는 반사 다층코팅과 그 제조방법에 관한 것이다. 응력 상쇄 버퍼 시스템은 전체 다층의 첫 번째 부분의 다층 시스템으로 구성되어 있고, 그것의 응력은 전체 다층의 두 번째 부분의 다층 시스템의 응력에 역방향이다. 응력을 줄이는 것과는 별도로, 침적 층의 수를 줄임으로써 전체 다층 두께를 줄일 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 침적 다층에 Mo/Be을 두 번째 침적 다층에 Mo/Si를 사용하는 방법에서는, Mo/Be 침적으로부터 Mo/Si 침적으로의 스위치-오버 포인트는 전체 다층 층적의 전체 두께의 반이다. 따라서, 본 발명의 방법을 사용하면, 전체 다층 두께를 증가시킬 필요가 없고 전체 다층의 반사도에 악영향을 주지 않으면서 응력을 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 응력을 상쇄/저하시키면서 동시에 반사도의 손실없이 전체 두께를 줄이는 응력 저하 방식을 사용한다. 이러한 방식은 더욱 얇은 필름 두께를 가지면서 대략 제로 응력과 높은 반사도를 이루는 것을 가능케 한다.
본 발명은 반사도의 손실없이 다층 전체 두께를 줄이는 응력 상쇄 다층 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 응력을 상쇄시키며 동시에 전체 두께를 줄이고 다층의 반사도를 유지하는, 응력 저하 또는 조절 방식 또는 응력 저하 층 배열을 사용함으로써, 상기 미국출원 제09/027,309호의 응력 저하 방식을 확장한다. 이러한 방식은, 상기 미국출원의 방식에서 요구되는 것보다 더욱 얇은 필름 두께를 가지면서 제로 응력과 높은 반사도를 이루는 것을 가능케 하는데, 상기 미국출원에서는 기재와 다층 사이에 별도의 버퍼층을 사용함으로써 박막 구조의 서로 상이한 부분에서 응력 저하와 반사도의 기능을 이루었다. 본 발명에서는, 응력 저하층 시스템이 반사 다층의 일부를 이루고 매개 버퍼층(intermediate buffer-layer)을 가진 기재에 직접 침적된다.
본 발명의 다층 시스템 디자인의 주요 잇점은 응력 저하를 위하여, 상기 계류중인 미국출원의 버퍼층 시스템과 같이, 응력 감소용으로 추가적인 층의 침적을 요구하지 않는다는 것이다. 버퍼층 방식과 비교하여, 동일한 거의 제로 응력(near-zero stress)을 생성함에 있어서 겨우 절반의 침적 시간과 전체 필름 두께의 겨우 절반만이 필요하다.
본 발명에서, 응력 저하용 다층의 성분은, 바람직한 다층 반사성 층적에 대해 역방향 응력을 가지며 설정된 파장에서 우수한 반사도를 허여하는 광학상수를 동시에 가지는 물질중에서 선택된다. EUV 전사법에서 현재 사용되고 있는 약 13.4㎚의 파장에 대해, Si와 Be는 실질적으로 동일한 광학상수를 가지지만(Si: 0.99988JO.00181 및 Be: 0.9989JO.0018), Mo/Si 다층은 Mo/Be 시스템보다 역방향 응력을 가진다. Mo의 광학상수는 Si나 Be와 약간 다르며, 여기서 Mo는 0.9265JO.00686이고 높은 반사율을 얻는데 필요한 광학상수를 제공한다. 따라서,다층 Mo/Si 및 Mo/Be 시스템은 실질적으로 동일한 반사도 곡선을 자지도록 디자인될 수 있다.
본 발명을 이끄는 초기 실험에서, 약 113.4㎚의 파장용으로 디자인되고 Si 웨이퍼 기재상에 메크네트론 스퍼터링에 의해 침적된 Mo/Si 다층 시스템은, 유사 Mo/Si 다층에서 현재 얻은 약 67%의 반사도와 비교하여 약 64%의 반사도를 가진다.
본 발명의 응용으로서, 다층 시스템은 층적의 하부에 Mo/Be 다층과 다층 층적의 상부에 Mo/Si로 이루어지도록 설계되었으며, (Mo/Be로부터 Mo/Si로의) 스위치-오버 포인트는 대략 제로 응력을 얻을 수 있도록 선택되었다. 이러한 스위치-오버 포인트는 Mo/Be-Mo/Si 시스템의 다층 층적 전체 두께의 약 절반이다. 하부에 약 25 침적주기의 Mo/Be와 상부에 약 20 침적주기의 Mo/Si를 가진 Mo/Be/Mo/Si 시스템의 반사도 곡선은 Mo/Si의 약 50 주기의 침적의 반사도 곡선과 실질적으로 동일하지만, Mo/Be-Mo/Si 시스템의 응력은 약 -400MPa의 보통 Mo/Si와 비교하여 거의 제로였다. 층적의 전체 다층 침적주기(두께)는 설정된 파장 및 입사각에서 최대 반사도를 얻을 수 있도록 선택되고 약 5.7 내지 약 12㎚의 범위(예를 들어, 보통 입사의 약 13.4㎚ 파장에서 약 6.7㎚)내일 수 있으며, 여기서 두 다층 시스템의 침적주기는 다층의 응용에 따라 조절된다.
하기에 더욱 상세히 기재되어 있는 바와 같이, 본 발명은 역방향 응력의 두 개의 상이한 물질의 결합을 가진 무응력 다층 시스템을 제공하는데, 여기서 두 개의 시스템은 지정 파장에서 우수한 반사도를 나타낸다. 도 1에서, 10으로서 일반적으로 표시되어 있는 다층 층적(multilayer stack)은, 양(또는 음)응력을 가진 일차 물질의 다층필름(12)이 일차로 침적되어 있고 그 위에 음(또는 양)응력을 가진 다층필름(13)이 침적되어 있는 기재(substance: 11)로 구성되어 있어서, 순 필름 응력(net film stress: 14)은 제로 또는 거의 제로가 된다. 따라서, 하부 필름(12)의 특정 시간과 상부 필름(13)의 특정 시간 동안의 침적에 의해, 약 제로에서부터 어떤 값의 응력(양 또는 음응력일 수 있음)이 다층 층적(10)에 디자인될수 있다. 따라서, 다층에서의 응력은 약 제로에서 양 또는 음 방향으로의 어떤 값으로 조절될 수 있다.
도 1에서 12와 13으로 표시되어 있는 두 개의 다층 시스템의 광학 실행성이 설정된 파장에서 본질적으로 동일하다면, 어느 것이라도 상부 필름(13)으로서 침적될 수 있다. 두 개의 다층 시스템(12 및 13)의 광학 실행성이 설정된 파장에서 다르다면, 더 열등한 실행성을 가진 시스템이 먼저 침적되고 더 우수한 실행성을 가진 시스템이 다음에 침적됨으로써 시스템의 상부를 형성하게 된다.
약 13.4㎚의 파장에서, Mo/Be 및 Mo/Si는 거의 동일한 광학 실행성을 가지며, 이들은 모두 상부 다층 시스템(도 1의 13)으로서 사용될 수 있다. Be 분진의 독성으로 인하여, Mo/Si가 이 파장에서 바람직한 상부 물질이다.
도 2는 도 1에서와 같이 Mo/Be-Mo/Si 다층 침적의 예를 보여주고 있는데, 여기서 Mo/Be는 기재(11)상에 하부 다층 시스템 또는 필름으로서 침적되고 Mo/Si는 Mo/Be 다층필름 상에 상부 다층 시스템 또는 필름으로서 침적된다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 다층 층적(10)은 Be 층(12)과 Mo 층(13)의 교호적으로 침적되어 있는 기재(11)로 구성되어 있다. 층들이 각각의 쌍(12-13) 또는 침적주기는 14로 표시되어 있고 계면(15)을 가지고 있는 한편, 각각의 인접한 층의 쌍들 또는 침적주기(14)도 계면(16)을 가지고 있다. 도 2의 실시예는, 상기에서 예시한 바와 같이, 약 25 침적주기(14)의 Mo/Be를 가지고 있다. 필요하다면, 기재의 조성에 따라, 가로막이(barrier) 또는 접착층(adhesion: 17)을 기재(11)와 Be 층(12) 사이에 침적할 수도 있다. 또한, 기재에 따라서는, 침적주기(14)를 구성하는 층들(12와13)을, 기재(11) 또는 가로막이나 접착층(17)상에 침적되어 있는 Mo과 반대의 순서로 침적할 수도 있다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 층적(10)의 상부는 Mo/Be 시스템(침적주기 14의 층 12-13) 상에 침적되어 있는 Mo/Si 다층 시스템으로 구성되어 있다. Mo/Si 시스템은 Si 층(18)과 Mo 층(19)을 교호시켜 구성되는데, 각각의 한쌍의 층들(18-19)은 20으로 표시된 침적주기를 정의하고 있고 층들(18-19) 사이에 계면(21)을 가지며 각각의 인접한 한쌍의 층 또는 침적주기(20)는 계면(22)을 가지고 있다. 본 실시예는 상기 예시한 바와 같이 약 20 침적주기(20)의 Mo/Si를 가지고 있다. 또한, 침적주기(20)의 층들(18과 19)을 반대 순서로 침적하여, 최상층을 Si로 구성함으로써 반사도가 부가되는 식으로 하부 층적의 순서를 매치시킬 수도 있다. 층적(10)은 최상 침적주기(20)에 침적된 도포층(capping layer: 23)을 포함할 수도 있다.
예를 들어, 기재(11)는 특정 광학 설계에 요구되는 어떠한 설정 두께를 가질 수도 있고, 실리콘, 초저 열팽창 유리 또는 유리-세라믹(Zerodur 또는 ULE 등), 석영, 플로우트 유리(float glass) 및 사파이어로 구성될 수도 있다. Mo/Be 다층 시스템에 있어서, Mo 층(19)은 침적주기의 약 30 내지 50%(또는 비율 α= 0.30-0.50)의 두께를 가질 수 있으며, Si 층(18)은 침적주기의 약 70 내지 약 50%(또는 비율 α= 0.70-0.50)의 두께를 가질 수도 있다. Mo/Si을 위한 침적주기는 약 6.5-12㎚이며, Mo/Be을 위한 침적주기는 약 5.7-12㎚이다. 각각의 Mo/Be 및 Mo/Si 다층 시스템에서 침적주기의 두께와 침적주기의 수는, 각각의 응용분야용으로 설정된 파장과 입사각에 따라 조절될 수도 있다. 요구되는 침적주기 두께는 하기 식에 의해 얻어질 수 있다.
여기서, d = 유효 지수이고 φ= 입사각이다.
도 3은 Mo/Si 및 Mo/Be 다층 시스템이 동일 파장에서 최고 반사도(peak reflectance)를 가지도록 동조(tune)될 수 있음을 보여준다. 도면에서 보는 바와 같이, 계산된 반사도 곡선은 Mo/Si 및 Mo/Be 다층 시스템용으로서, Mo/Si 시스템은 실선으로 Mo/Be 시스템은 점선으로 표시되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 곡선은 거칠기(roughness)를 약 0.4㎚로 하고 각각 약 40 침적주기의 Mo/Si 및 Mo/Be를 사용하여 계산되었다. 도 3의 계산을 위해 가정된 층 두께와 주변 거칠기(boundary roughness)는 두 시스템에서 동일하고, Si와 Be의 광학 상수에서 유일하게 차이가 있으며 이들 상수는 상기에서 개시한 바 있다.
약 13.4㎚ 파장용으로 디자인된 Mo/Be 코팅의 측정 반사도 곡선이 도 4에 도시되어 있다. 도 4의 Mo/Be 곡선은 도 3의 계산된 점선 곡선의 예상을 확인시켜 준다. 도 4에 설명된 코팅용으로 사용되는 침적 변수(deposition parameter)는 약 11.4㎚의 파장용으로 최적화된 것으로서 모든 침적 시간에서 파장 비율로서 증가하며, 약 13.14㎚의 파장용 침적 변수의 최적화후에 약간 높은 반사도를 기대할 수 있다. 도 4에서 보는 바와 같이, 곡선은 약 13.34㎚의 최고 파장에서 약 64.00%의 반사율 피크를 가진다.
도 5는 Mo/Si(실선), Mo/Be(점선) 및 Mo/Be-Mo/Si(원선)을 보여주는 약 50 침적주기 다층 시스템의 계산된 반사도 곡선을 그래프로 설명하고 있는데, Mo/Be-Mo/Si 시스템 곡선(원선)의 하부 대략 25 주기는 Mo/Be로 이루어져 있고 곡선의 상부 대략 25 주기는 Mo/Si로 이루어져 있다. 도면에서 보는 바와 같이, 세 개의 반사도 곡선은 실질적으로 동일하다. 본 예에서, Mo/Be-Mo/Si 시스템은 약 6.85㎚의 주기와 약 0.375의 상대 Mo 비율 및 약 0.4㎚의 거칠기를 가진다.
도 5에 설명된 다층 시스템 디자인의 주요 잇점은, 응력 감소가, 상기 계류중인 출원의 버퍼층 방식과 같이, 응력을 감소시키기 위한 어떤 추가적인 층을 요구하지 않는다는 것이다. 세 개의 마그네트론(magnetron: Mo, Si 및 Be의 대상)을 가지고 있는 마그네트론 시스템에서, 운전 중간에 Be 타겟으로부터 Si 타겟으로 오직 스위치하여야 한다. 상기 출원의 버퍼층 방식과 비교하여, 동일한 거의 제로 응력을 만드는데 겨우 반정도의 침적 시간과 반정도의 필름 두께를 필요로 한다. 더불어, 더욱 얇은 필름 두께는 EUV 전사 시스템의 광학 실행성에서 다층 두께 및 응력 비균등성(multilayer thickness and stress non-uniformities)의 효과를 줄인다.
약 11.4㎚ 파장에서, Mo/Be 시스템은 Mo/Si 시스템보다 상당히 더 우수한 실행성을 가진다. 이러한 파장용으로 Mo/Si 시스템이 우선 침적되어야 하고, 이러한 파장에서의 Mo/Si의 낮은 반사도로 인하여 상부 Mo/Be 시스템용으로 더욱 많은 층이 요구된다. 도 6은 대략 11.4㎚ 파장에서 대략 제로 응력과 우수한 반사도를 가진 디자인용으로 계산된 반사도 곡선을 설명해주고 있다. 대략 11.4㎚ 파장 범위용 하기 다층 시스템의 이들 계산된 반사도 곡선은, 약 64 주기 Mo/Be(실곡선), 약 64 주기 Mo/Si(점곡선), 약 32 주기 Mo/Si(원)의 상부에 약 32 주기 Mo/Be, 및 약 50 주기 Mo/Si(사각)의 상부에 약 50 주기 Mo/Be이다. 본 실시예는, Si의 광학상수가 종전의 버퍼층 방식에서 바람직하지 못하였다고 할지라도, 이러한 방식보다 더욱 얇은 두께를 가진 고 반사율 및 거의 제로 응력 EUV 다층 거울을 얻는 것이 가능함을 다시 한번 보여주고 있다.
따라서, 본 발명은 반사도의 손실없이 다층 전체 두께를 줄이는 응력 상쇄 시스템을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 본 발명은 이전에 공지된 응력 저감 방식보다 더욱 얇은 전체 필름 두께를 가지면서 다층 반사코팅의 대략 제로 응력과 높은 반사도를 이루는 것을 가능하게 한다. 본 발명은 다층 층적의 하부나 상부에 침적되는 두 개의 역방향 응력 다층 시스템을 사용하며, 여기서 침적 순서는 특정 파장에서 두 다층 시스템의 광학 실행성에 좌우된다. 특히, 낮은 광학 실행성의 시스템을 층적의 하부에 침적시킨다. 두 다층 시스템의 침적주기의 조절 및/또는 최적화에 의해, 층적의 전체 두께를 증가시킴없이, 소망하는 응력량이 다층 반사 층적에 부여되도록 설계될 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 EUV 전사법에서 사용되는 것과 같은 이미지화 시스템의 광학 실행성에서 다층 두께 및 응력 비균일성의 효과를 줄어들게 할 수 있다.
본 발명의 원리를 예시하고 설명하기 위하여 특정 실시예, 재료, 변수 등이 상기에 개시되어 있지만, 이들은 본 발명의 범주를 한정하도록 해석되어서는 안된다. 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기 청구의 범위에 기재된 본 발명의 범주내에서 다양한 변형 및 개조가 가능할 것이다.

Claims (29)

  1. 기재(substrate),
    기재상에 침적(deposit)된 일차 조성(composition)의 다층 시스템(multilayer system), 및
    일차 침적 다층 시스템 상에 침적된 이차 조성의 다층 시스템으로 구성되어 있고,
    상기 각각의 다층 시스템이 역방향 응력(opposite stress)을 가짐으로써, 기재상의 전체 응력이 거의 제로로 줄어들 수 있는 다층 반사 광학소자(multilayer reflective element).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 일차 및 이차 조성이 Mo, Si 및 Be로 구성된 군으로부터 선택된 물질로 구성된 다층 반사 광학소자.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 일차 조성은 Mo/Be 또는 Mo/Si로 구성되어 있고 상기 이차 조성은 Mo/Si 또는 Mo/Be로 구성된 다층 반사 광학소자.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나에 있어서, 상기 일차 및 이차 조성의 조성이 다층 반사 소자를 사용하는 시스템의 설정 파장 및 입사각에 좌우되는 다층 반사 광학소자.
  5. 제 4항에 있어서, 설정 파장이 보통의 입사에서 약 13.4㎚이고, 상기 일차 및 이차 조성이 Mo/Be 또는 Mo/Si인 다층 반사 광학소자.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나에 있어서, 상기 일차 조성이 Mo/Be이고 상기 이차 조성이 Mo/Si인 다층 반사 광학소자.
  7. 제 4항에 있어서, 설정 파장이 보통의 입상에서 약 11.4㎚이고, 상기 일차 조성이 Mo/Si이고, 상기 이차 조성이 Mo/Be인 다층 반사 광학소자.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 하나에 있어서, 일차 조성으로부터 이차 조성으로의 스위치 오버 포인트(switch-over point)가 전체 다층 시스템의 전체 두께의 약 반인 다층 반사 광학소자.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 전체 다층 시스템이 약 5.7 내지 약 12㎚의 범위내에서 다층 침적주기 두께(deposition periods thickness)를 포함하는 다층 반사 광학소자.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 전체 다층 시스템이 약 25 침적주기의 Mo/Be와 약 20 침적주기의 Mo/Si를 포함하는 다층 반사 광학소자.
  11. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 전체 다층 시스템이 약 50 침적주기를 가지며 그 중 약 반이 Mo/Be이고 약 반이 Mo/Si인 다층 반사 광학소자.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 하나에 있어서, 상기 다층 시스템이 거의 제로 응력으로 적어도 약 64%의 반사도를 가지는 다층 반사 광학소자.
  13. 기재를 준비하고,
    역방향 응력을 가진 두 개의 상이한 다층 물질 조합(multilayer material combination)으로 구성된 다층 시스템을 기재에 침적하는 것을 포함하는 구성으로 이루어진, 반사도의 손실없이 전체 다층 두께를 줄이는 응력 상쇄 시스템의 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서, 다층 물질 두께의 전체 두께의 약 반에서, 두 개의 다층 물질 조합중의 하나로부터 다른 하나로 스위칭(switching)하는 것을 더 포함하는 제조방법.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 더 낮거나 열등한 광학 실행성을 가진 다층 물질 조합을 우선 침적시키는 것을 부가적으로 포함하는 제조방법.
  16. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 하나에 있어서, 각각의 다층 물질 조합이 설정 파장에서 광학 실행성을 갖는 제조방법.
  17. 제 13항 내지 제 16항 중 어느 하나에 있어서, 다층 시스템의 설정 파장을 결정하고, 그러한 설정 파장에서 더 우수하거나 높은 광학 실행성을 가지는 다층 물질 조합을 나중에 침적하는 것을 부가적으로 포함하는 제조방법.
  18. 제 13항 내지 제 17항 중 어느 하나에 있어서, 상기 두 개의 상이한 다층 물질 조합을 약 13.4㎚와 약 11.4㎚의 파장에서 사용하고, 각각의 파장에서 더 우수한 광학 실행성을 가지는 다층 물질 조합을 나중에 침적하는 제조방법.
  19. 제 13항 내지 제 18항 중 어느 하나에 있어서, Mo, Si 및 Be로 구성된 군으로부터 선택된 물질로부터 다층 물질 조합을 형성하는 것을 부가적으로 포함하는 제조방법.
  20. 제 13항 내지 제 19항 중 어느 하나에 있어서, 다층 시스템을 약 13.4㎚의 파장에서 사용하고, 상기 물질 조합이 Mo/Be 및 Mo/Si로 구성되어 있으며, Mo/Be 물질 조합을 기재상에 침적하고, Mo/Si 물질 조합을 Mo/Be 물질 조합상에 침적하는 제조방법.
  21. 제 13항 내지 제 19항 중 어느 하나에 있어서, 다층 시스템을 약 11.4㎚의 파장에서 사용하고, 상기 물질 조합이 Mo/Si 및 Mo/Be로 구성되어 있으며, Mo/Si를 우선 침적하는 제조방법.
  22. 제 13항 내지 제 21항 중 어느 하나에 있어서, 각각의 두 개의 상이한 다층 물질 조합의 침적주기를 침적하여 약 10-25㎚ 범위내에서 전체 침적주기 두께를 가지는 다층 시스템을 생산하는 것을 부가적으로 포함하고, 상기 두 개의 상이한 다층 물질 조합의 각각이 전체 침적주기의 약 반의 침적주기로 이루어진 제조방법.
  23. 두 개의 다층 시스템으로 구성되어 있고,
    상기 두 개의 다층 시스템 중의 하나는 Mo와 Be의 교호층(alternating layer)으로 구성되어 있으며,
    상기 두 개의 다층 시스템의 다른 하나는 Mo와 Si의 교호층으로 구성되어 있고,
    상기 두 개의 다층 시스템은 반사 소자(reflective element)의 전체 응력을 거의 제로로 만들기 위한 역방향 응력을 가지는 것으로 구성된 다층 반사 소자.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 두 개의 다층 시스템은 거의 동일한 수의 교호층를 가지는 다층 반사 소자.
  25. 제 23항 또는 제 24항에 있어서, 상기 두 개의 다층 시스템이 전체 다층 두께의 전체 두께의 약 반에서 스위치되는 다층 반사 소자.
  26. 제 23항 내지 제 25항 중 어느 하나에 있어서, 상기 각각의 두 개의 다층 시스템은 특정한 파장에서 광학 실행성을 가지며, 그 파장에서 더 높은 광학 실행을 가지는 상기 두 개의 다층 시스템 중의 하나가 상기 두 개의 다층 시스템 중의 다른 것 상에 침적되는 다층 반사 소자.
  27. 기재,
    기재상에 침적된 일차 조성의 다층 시스템, 및
    일차 침적 다층 시스템상에 침적된 이차 조성의 다층 시스템로 구성되어 있고,
    여기서, 기재상의 전체 응력이 줄어들 수 있거나 줄어들게 되는 광학 소자.
  28. 기재를 제공하고,
    두 개의 상이한 다층 물질 조합들로 구성된 다층 시스템을 기재에 침적시키는 것을 포함하는 것으로 구성된 방법.
  29. 두 개의 다층 시스템으로 구성되어 있고, 여기서 반사 소자의 전체 응력이 들어드는 다층 반사 소자.
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