KR20070090967A - Ｅｕｖ 스펙트럼 영역을 위한 내열성 다중층 미러 - Google Patents

Ｅｕｖ 스펙트럼 영역을 위한 내열성 다중층 미러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교대로 배치된 다수의 몰리브덴 층(4)과 실리콘 층(3)을 포함하는, EUV 광선의 반사를 위한 다중층 미러(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 상기 몰리브덴 층들(4)과 실리콘 층들(3) 사이의 다수의 경계면 위에 실리콘 질화물 또는 실리콘 붕소화물을 함유한 배리어 층(5)이 배치된다. 실리콘 질화물 또는 실리콘 붕소화물로 이루어진 배리어 층들(5)에 의해 높은 내열성, 특히 300℃ 이상의 온도에서 장시간 높은 안정도가 달성되는 동시에 다중층 미러의 높은 반사도가 획득된다. 이러한 유형의 다중층 미러(1)는 특히 EUV 광원의 가열 가능한 집광 미러로서 사용될 수 있다.

Description

ＥＵＶ 스펙트럼 영역을 위한 내열성 다중층 미러{THERMALLY STABLE MULTILAYER MIRROR FOR THE EUV SPECTRAL REGION}
본 발명은 극자외선(EUV) 스펙트럼 영역을 위한 내열성 다중층 미러에 관한 것이다.
약 10nm 내지 약 50nm의 파장 범위를 갖는 극자외선 스펙트럼 영역(EUV)에서 사용하기 위한 반사 광학 소자는 통상 다수의 박막 쌍들로 이루어진 주기적 층 시퀀스를 포함하는 다중층 미러를 구비하도록 구현될 수 있다. 1개의 박막 쌍은 보통 상이한 재료로 형성된 2개의 층을 포함하며, 상기 재료들은 소자의 사용을 위해 제공된 파장 영역에서 최대한 차이가 큰 광학 상수를 가져야 한다. 상기 재료들 중 적어도 1개는 전술한 파장에서 최대한 낮은 흡수도를 나타내야 한다. 따라서 다중층 미러를 위한 재료의 선택은 무엇보다 광학 소자가 사용될 파장에 따라 좌우된다. EUV 스펙트럼 영역에서는 대부분 수 나노미터밖에 되지 않는 특정 파장 범위에 대해 층 재료들의 광학 콘트라스트로 인해 높은 반사도를 보증하는 최적의 재료 조합이 이루어진다.
특히 EUV 리소그래피에서 사용하기 위한 광학 시스템의 개발에 있어서 중요한 약 12.5nm 내지 14nm의 파장 영역에서는 바람직하게 몰리브덴과 실리콘의 재료 조합으로 형성된 다중층 미러가 사용되며, 이때 상기 재료들 사이에서는 전술한 파장 영역에서 매우 우수한 광학 콘트라스트가 형성된다. Mo/Si(몰리브덴-실리콘) 다중층 미러에 의해 예컨대 13.5nm의 파장에서 약 70%의 반사도가 획득될 수 있다.
그러한 높은 반사도는 다중층 미러에서 수회의 반사가 이루어지는 응용예의 경우에 특히 중요한데, 그 이유는 상기와 같은 경우 미러의 수에 따라 공통 광학 시스템의 반사도가 지수적으로 감소하기 때문이다. 그러므로 다수의 미러로 이루어진 구조에서는 이미 개별 미러의 미세한 반사도의 개선이 광학 시스템의 전체 반사도에 상당한 영향을 미친다. 이는 특히 예컨대 11개의 다중층 미러가 사용되는 EUV 리소그래피용 광학 시스템에 적용된다.
높은 반사도를 획득하기 위해서는, 특히 몰리브덴 층들과 실리콘 층들 사이의 층 전이 영역들에 최대한 매끄러운 경계면들이 필요하다. 그러나 다른 측면에서는 몰리브덴과 실리콘이 규화 몰리브덴(특히 MoSi2)을 형성하려는 경향 및 경계면들에서의 상호 확산(interdiffusion) 프로세스 경향(DE 100 11 547 C2)이 있음이 공지되어 있다. 따라서, 특히 사용 온도가 높아지면 전술한 다중층 미러의 기능이 저하될 위험이 있고, 이는 반사도를 현저히 감소시킨다. 상호 확산 프로세스 및 규화 몰리브덴 형성에 기인한 기능 저하는 반사도의 저하 외에 주기 두께(period thickness)라고도 불리는 층 쌍들의 두께 감소와도 관련이 있다. 이러한 주기 두께의 감소로 인해 최대 반사도가 더 짧은 파장으로 전위된다. 이와 같은 다중층 미러에 기반한 광학 시스템의 기능은 상기 유형의 기능 저하 프로세스에 의해 크게 손상되거나, 심지어 완전히 상실될 수 있다.
DE 100 11 547 C2로부터, Mo/Si 다중층 미러의 내열성을 높이기 위해 몰리브덴 층들과 실리콘 층들 사이의 경계면들에 각각 Mo2C로 이루어진 1개의 배리어 층을 삽입하는 방법이 공지되어 있다.
또한, DE 100 11 548 C2에는 내열성을 높이기 위해 MoSi2로 이루어진 배리어 층을 사용하는 것이 기술되어 있다.
상기 두 문서에 공개된 층 시스템은 적어도 수 시간의 타임 프레임에서 약 500℃ 이하의 내열성을 보인다. 물론 반사도는 60% 미만으로서, 종래의 Mo/Si 다중층 미러에 비해 비교적 낮다.
그 외에도 US 6,396,900 B1으로부터 반사도 및/또는 내열성을 높이기 위해 Mo/Si 다중층 미러 내에 B4C로 이루어진 배리어 층을 삽입하는 것이 공지되어 있다. 이러한 층 시스템은 약 70%의 비교적 높은 반사도를 특징으로 하는데, 이 경우 약 400℃ 이상의 온도에서는 내열성, 특히 장시간 내열성이 보증되지 않는다.
EUV 리소그래피용 광학 시스템의 구동을 위해, 광원으로서 특히 약 13.5nm의 파장에서 방출하는 LPS(Laser Plasma Source)가 제공된다. EUV 리소그래피에서 전체 광학 시스템의 반사도는 다수의 미러로 인해 비교적 낮기 때문에, 상기 광학 시스템 내에서 발생하는 반사 손실을 보상하기 위해서는 상기 유형의 EUV 광원을 구동하는데 높은 출력이 사용되어야 한다. 그러한 고출력 EUV 광원의 근처에서는 EUV 다중층 미러가 고온에 노출될 수 있다. 이는 특히 빔 형성을 위해, 예컨대 소 위 집광 미러로서, EUV 광원에 밀접하게 배치되는 EUV 다중층 미러의 경우에 적용된다.
따라서 높은 내열성뿐만 아니라 높은 반사도를 특징으로 하는 다중층 미러가 요구된다.
본 발명은 높은 내열성, 특히 비교적 높은 장시간 내열성 및 높은 반사도를 특징으로 하는, EUV 스펙트럼 영역을 위한 다중층 미러를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1에 기술된 다중층 미러를 통해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들 및 개선예들은 종속 청구항들의 대상이다.
본 발명에 따른, 교대로 배치된 다수의 몰리브덴층과 실리콘층을 포함하는 EUV 광선용 다중층 미러에서는 각각의 몰리브덴층과 인접한 각각의 실리콘층 사이의 다수의 경계면들에 실리콘 질화물, 바람직하게는 Si3N4, 또는 실리콘 붕소화물, 바람직하게는 SiB4 또는 SiB6를 함유한 배리어 층이 배치된다.
본 발명의 범주에서 경계면의 의미에는, 몰리브덴층과 실리콘층이 그들 사이에 배치된 배리어 층으로 인해 서로 직접 접하지 않는 경우를 포함하여, 각각 1개의 몰리브덴층과 실리콘층 사이의 전이 영역이 포함된다.
실리콘 질화물 또는 실리콘 붕소화물로 이루어진 배리어 층을 사용하면 규화 몰리브덴의 형성 및 몰리브덴 층들과 실리콘 층들 사이의 경계면에서의 상호 확산이 바람직하게 감소한다. 그로 인해 다중층 미러의 내열성뿐만 아니라 장시간 안정성 및 방사선 안정성이 바람직하게 개선된다.
본 발명에 따른 다중층 미러는 300℃ 이상, 특히 300℃ 내지 500℃의 온도 영역에서 사용되기에 특히 적합하다. 상기 범위 명시는, 본 출원서 내에 언급된 모든 범위 명시와 마찬가지로, 제시된 한계값들을 포함한다.
본 발명에 따른 다중층 미러는 특히 300℃ 이상, 특히 300℃ 내지 500℃의 온도 영역에서 높은 장시간 안정성을 보이는 장점이 있다. 예컨대 본 발명에 따른 다중층 미러는 약 500℃의 온도에서 100시간 동안 구동된 후에도 반사도 및/또는 주기적 두께가 전혀 감소하지 않는다.
본 발명에 따른 다중층 미러는 높은 내열성으로 인해 특히 EUV 광원(예: LPS)에 근접한 위치에 사용될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서는, 다중층 미러 상에서의 오염물 침전을 을 줄이기 위해, 상기 다중층 미러가 예컨대 300℃ 이상, 바람직하게는 400℃ 이상의 높은 구동 온도로 가열된다. 이를 위해 바람직하게 다중층 미러의 기판에 장착되는 가열 장치가 제공될 수 있다. 이는 특히 EUV 광원 근방에 배치되는 다중층 미러의 경우에 유리한데, 그 이유는 그러한 경우 다중층 미러는 EUV 광선의 방출을 위해 레이저 빔을 이용하여 여기되는, EUV 광원에 사용된 목표 재료(target material), 예컨대 리튬에 의해 오염될 수 있고, 그로 인해 반사도가 저하될 수 있기 때문이다. 다중층 미러가 바람직하게 약 400℃의 구동 온도로 가열됨으로써, 예컨대 다중층 미러의 표면에 대한 리튬의 점착 계수는 100시간 이상 구동된 이후에도 반사도가 크게 저하되지 않는 방식으로 바람직하게 감소한다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서는 각각 1개의 몰리브덴층과 실리콘층 사이의 모든 경계면에 실리콘 질화물, 바람직하게는 Si3N4, 또는 실리콘 붕소화물, 바람직하게는 SiB4 또는 SiB6를 함유한 배리어 층이 배치된다. 모든 경계면에 포함된 배리어 층들에 의해 다중층 미러의 매우 높은 내열성이 획득된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 성장 방향으로 볼 때 몰리브덴층으로부터 실리콘층으로 넘어가는 경계면에는 각각 실리콘 질화물 또는 실리콘 붕소화물을 함유한 배리어 층이 배치되고, 성장 방향으로 볼 때 실리콘층으로부터 몰리브덴층으로 넘어가는 경계면에는 배리어층이 배치되지 않는다.
상기 실시예의 장점은, 다중층 미러에 의해 형성된 간섭 코팅(interference coating) 시스템에서 반사되는 전자기 광선이 상기 간섭 코팅 시스템 내부에서 정상(stationary) 전자기파를 형성하고, 상기 전자기파의 마디(node)는 성장 방향으로 볼 때 몰리브덴층으로부터 실리콘층으로 넘어가는 경계면들에 배치된다는 데 있다. 따라서 본 발명의 이러한 실시예에서는 배리어 층이 전자기파의 전계 강도가 낮은 간섭 코팅 시스템의 영역 내에 배치된다. 따라서 배리어 층 내부의 흡수율이 바람직하게 낮아진다.
배리어 층의 두께는 바람직하게 0.1nm 내지 1.5nm, 더 바람직하게는 0.2nm 내지 0.8nm이다. 이와 같은 두께를 갖는 배리어 층은 경계면에서의 상호 확산 및 규화 몰리브덴의 형성을 효과적으로 방지하기에 적합하다. 또 다른 측면에서는 상기 배리어 층의 충분히 얇은 두께로 인해, 상기 배리어 층 내부에서의 흡수도가 비교적 낮아진다.
다중층 미러는 바람직하게 40개 내지 70개의 층 쌍을 포함한다. 1개의 층 쌍은 1개의 실리콘층 및 상기 실리콘층과 경계를 이루는 배리어 층(들)을 포함하여 상기 실리콘층에 인접한 몰리브덴층을 의미한다. 층 쌍의 수가 더 많아져도 상기 스펙트럼 영역에서의 제한된 광선 침투 깊이로 인해 다중층 미러의 흡수도에는 큰 영향이 미치지 않는다.
다중층 미러는 예컨대 실리콘층, 몰리브덴층 및 배리어 층으로 이루어진 주기적 구조를 포함할 수 있고, 상기 구조 내에서는 다중층 미러 내부에 있는 실리콘층, 몰리브덴층 및 배리어층의 두께가 변하지 않는다. 이러한 방식의 주기적 다중층 미러를 사용하면, 미리 정해진 파장(λ) 주변의 좁은 스펙트럼 영역 내에서 높은 반사도가 달성된다.
본 발명의 범주에서 다중층 미러는 실리콘층 및/또는 몰리브덴층의 두께가 변하는 비주기적 층시퀀스도 포함할 수 있다. 이러한 방식의 비주기적 다중층 미로를 사용하면, 비교적 넓은 파장 영역 및/또는 입사각 영역에서 높은 반사도가 달성될 수 있고, 이때 미리 정해진 파장에서 최대 반사도는 물론 주기적 다중층 미러의 경우보다 낮다.
바람직하게는 본 발명의 경우, 다중층 미러를 특히 산화 및 오염으로부터 보호하기 위해 상기 다중층 미러의 층들과 재료 및/또는 두께가 상이한 커버층이 상기 다중층 미러 위에 적층된다. 단일 커버층 대신 2개 이상의 커버층이 제공될 수도 있다.
예를 들면, 몰리브덴이나 실리콘으로 형성되지 않은 하나 이상의 커버층이 제공될 수 있다.
커버층에 특히 적합한 재료로는 산화물, 질화물, 탄소화물 또는 붕소화물이 있으며, 루테늄, 로듐, 스칸듐 및 지르코늄도 적합하다. 특히 다중층 미로의 커버층은 배리어층의 재료, 즉 실리콘 질화물이나 실리콘 붕소화물로 형성될 수 있다.
다중층 미러의 반사도는 상기 다중층 미러가 0.2nm 이하의 표면 조도를 갖는 기판 위에 제공됨으로써 개선될 수 있다. 여기서 표면 조도는 예컨대 Cu Ka선을 이용하여 측정된 X-ray 반사도 곡선에 대한 곡선 적합법(curve fitting)으로부터 결정될 수 있는 rms 표면 조도를 의미한다.
다중층 미러는 예컨대 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판 위에 제공될 수 있다. SiC 기판도 매우 적합하다. 또한, 유리 또는 결정화 유리(glass ceramics)로 된 기판도 가능하다. 특히 열팽창 계수가 낮은 유리 또는 결정화 유리, 예컨대 ULE(Ultra Low Expansion) 유리나 Zerodur로 형성된 기판이 바람직하다. 그럼으로써 특히 다중층 미러가 예컨대 약 400℃의 높은 구동 온도로 가열될 때 발생할 수 있는 물리적 응력이 바람직하게 약화된다.
기판은 예컨대 평면 기판이다. 또한, 다중층 미러가 기판의 구면(spherical surface) 위에 적층될 수도 있다. 또는, 기판의 표면이 비구형 굴곡, 예컨대 포물선형 또는 타원형의 굴곡을 가질 수 있다. 예를 들어, 포물면은 거의 점형 광원으로부터 평행 광선을 발생시키는데 적합한 반면, 타원면은 타원체의 제 1 초점에 놓인 광원의 광을 타원체의 제 2 초점에 포커싱하는데 적합하다.
본 발명에 따른 다중층 미러는 예컨대 EUV 광원의 빔 안내 및/또는 빔 정형(beam shaping)을 위한 소자, 특히 빔 편향을 위한 평면 미러 또는 빔 조준을 위한 굴곡 미러에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 다중층 미러는 예컨대 약 0.5nm 이하의 반치폭(full width at half maximum)을 가질 수 있는, 매우 좁은 스펙트럼 대역의 반사도로 인해 분광계에서, 특히EUV 광원의 특성 규명(characterization)을 위해, 사용하기에 적합하다.
본 발명은 하기에서 도 1 내지 도 6과 관련한 실시예들을 참고로 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 다중층 미러의 일 실시예의 개략적 횡단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 MO/Si 다중층 미러와 비교한, 본 발명에 따른 다중층 미러의 3개의 추가 실시예에서 파장(λ)에 따른 반사도(R)를 도시한 일 그래프이다.
도 3은 종래 기술에 따른 MO/Si 다중층 미러와 비교한, 본 발명에 따른 다중층 미러의 3개의 추가 실시예에서 파장(λ)에 따른 반사도(R)를 도시한 일 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 다중층 미러의 일 추가 실시예의 개략적 횡단면도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 MO/Si 다중층 미러와 비교한, 본 발명에 따른 다중층 미러의 3개의 추가 실시예에서 파장(λ)에 따른 반사도(R)를 도시한 일 그래프이다.
도 6은 종래 기술에 따른 MO/Si 다중층 미러와 비교한, 본 발명에 따른 다중층 미러의 3개의 추가 실시예에서 파장(λ)에 따른 반사도(R)를 도시한 일 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 다중층 미러의 일 실시예가 EUV 광원의 집광 미러로서 사용되는 구조의 개략도이다.
동일한 요소 또는 동일한 작용을 하는 요소에는 도면에 동일한 도면 부호로 표시하였다.
도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에서는 교대로 배치된 실리콘 층(3)과 몰리브덴 층(4)으로 형성된 다중층 미러(1)가 기판(2) 위에 제공되어 있고, 여기서 각각 1개의 실리콘 층(3)과 그에 인접한 몰리브덴 층(4)이 1개의 층 쌍을 형성한다. 간단한 도시를 위해 4개의 층 쌍만 도시하였다. 바람직한 층 쌍의 수는 40개 내지 70개이다.
다중층 미러(1) 내부에서 모든 경계면, 즉 성장 방향으로 볼 때 실리콘 층(3)으로부터 몰리브덴 층(4)으로 넘어가는 경계면뿐만 아니라, 몰리브덴 층(4)으로부터 실리콘 층(3)으로 넘어가는 경계면에 각각 실리콘 질화물 또는 실리콘 붕소화물로 된 배리어 층(5)이 제공된다. 배리어 층(5)의 두께는 바람직하게 약 0.1nm 내지 1nm이고, 더 바람직하게는 0.2nm 내지 0.5nm이다. 배리어 층(5)은 몰리브덴 층(4)과 실리콘 층(3) 사이의 경계면에서의 상호 확산 및 규화 몰리브덴의 형성을 약화시킨다. 그 결과, 특히 300℃ 내지 500℃의 온도 범위에서 다중층 미러(1)의 내열성이 개선된다.
기판(2)은 예컨대 특히 실리콘 또는 SiC로 된 반도체 기판이나 유리 또는 결정화 유리, 특히 열팽창 계수가 낮은 결정화 유리로 된 기판일 수 있다. 바람직하게는 기판(2)이 0.2nm 이하의 표면 조도를 갖는다.
다중층 미러(1)는 바람직하게 스퍼터링, 특히 DC 마그네트론 스퍼터링을 통해 기판(2) 위에 제공되는데, 이때 예컨대 아르곤이 작동 가스로 사용된다. 그러나 본 발명의 범주에서 다른 코팅 방법, 특히 전자빔 증착(electron beam evaporation), 플라즈마 이온 보조 증착법(Plasma Ion Assisted Deposition) 또는 레이저 박리법(laser ablation)도 고려될 수 있다.
다중층 미러(1)는 바람직하게 실리콘이나 몰리브덴으로 형성되지 않은 커버층(6)을 포함한다. 커버층(6)을 위해 산화에 비교적 민감하지 않은 재료가 선택됨으로써 다중층(1)의 내열성이 더욱 증가할 수 있다. 특히 바람직하게는 커버층(6)이 실리콘 붕소화물 또는 실리콘 질화물로 된 배리어 층(5)과 동일하게 형성된다. 이 경우, 커버층(6)의 제공을 위해 다중층 미러(1) 내에 아직 함유되지 않은 다른 재료로 코팅하기 위한 예방 조치를 취하지 않아도 되기 때문에 제조 비용이 바람직하게 감소한다.
도 2에는 배리어 층이 없는 종래의 다중층 미러의 파장(λ)에 따른 수직 입 사시 반사도(곡선 7)와, 몰리브덴층과 실리콘층 사이의 모든 경계면에 각각 Si3N4로 된 배리어 층이 배치되는 본 발명에 따른 다중층 미러의 3개의 실시예를 비교한 그래프로서, 여기서 상기 배리어 층들의 두께는 각각 0.3nm(곡선 8), 0.6nm(곡선 9), 0.9nm(곡선 10)이다. 시뮬레이션에 기초한 다중층 미러의 상기 층 두께들은 파장(λ)이 13.5nm일 때 반사도가 최대인 경우에 최적화된다. 다중층 미러의 주기적 두께는 약 6.9nm이고, 층 쌍의 수는 각각 60개이다.
본 발명에 따른 다중층 미러는 높은 내열성을 특징으로 하며, 배리어 층이 없는 종래의 다중층 미러와 비교해볼 때 배리어 층이 삽입됨으로써 반사도의 감소가 바람직하게 적어진다. 예컨대 0.6nm 두께의 배리어 층의 경우(곡선 9) 시뮬레이팅된 최대 반사도는 약 70%이다. 0.9nm 두께의 배리어 층에서는 종래의 다중층 미러에 비해 약 10%만큼 반사도가 감소한다. 심지어 이처럼 비교적 두꺼운 배리어 층의 경우에도 최대 반사도는 65% 이상에 달한다.
도 3은, 몰리브덴층과 실리콘층 사이의 모든 경계면에 각각 SiB4로 된 배리어 층이 배치되고, 배리어 층의 두께가 각각 0.3nm(곡선 12), 0.6nm(곡선 13) 및 0.9nm(곡선 14)인 본 발명에 따른 다중층 미러의 3개의 실시예에 대하여, 배리어 층이 없는 종래의 다중층 미러(곡선 11)에서 파장(λ)에 따른 수직 입사광의 반사도(R)를 비교 도시한 그래프이다. 도 3에 도시된 반사도 곡선들은 도 2와 달리 최대 반사도에 바로 근접하는 눈금만 선택되었는데, 그 이유는 그렇지 않은 경우 반사도 간의 차이가 너무 적어서 구별이 힘들기 때문이다. 시뮬레이션에 기초한 다 중층 미러의 층 두께들은 파장(λ)이 13.5nm이고, 반사도가 최대인 경우에 최적화된다. 도 2와 관련하여 기술한 실시예들에서처럼, 다중층 미러의 주기적 두께는 약 6.9nm이고, 층 쌍의 개수는 각각 60개이다.
배리어 층이 없는 종래의 다중층 미러에 비해, SiB4 배리어 층에 의한 반사도의 감소가 실리콘 질화물로 된 배리어 층을 사용한 경우보다 훨씬 더 적다. 특히 SiB4로 된 0.9nm 두께의 배리어 층(곡선 14)의 경우 최대 반사도는 종래의 다중층 미러에 비해 많아야 3% 포인트만큼 감소한다.
도 4에 도시된 본 발명에 따른 다중층 미러의 실시예에서는, 성장 방향으로 볼 때 몰리브덴 층(4)으로부터 실리콘 층(3)으로 넘어가는 경계면에만 실리콘 질화물 또는 실리콘 붕소화물로 된 배리어 층(5)이 배치된다. 본 실시예에서 배리어 층(5)은 다중층 내에서 전계 강도들의 노드들과 일치하는 곳에 배치된다. 이 경우 반사도는 배리어 층을 포함하지 않는 종래의 다중층 미러와 달리, 배리어 층(5)에 의해 아주 미세하게만 감소한다.
본 발명의 상기 실시예에서는 몰리브덴 층(4)으로부터 실리콘 층(3)으로 넘어가는 경계면에서의 상호 확산 및 규화물 형성이 배리어 층에 의해 감소한다. 이것이 특히 바람직한 이유는, 예컨대 US 6,396,900 B1에 공지된 것처럼, 종래의 Mo/Si 다중층 미러에서 실리콘층으로부터 몰리브덴층으로 넘어가는 경계면보다 상기 경계면이 상호 확산 및 규화물 형성에 의해 더 큰 영향을 받기 때문이다.
도 5에는 성장 방향으로 볼 때 몰리브덴층으로부터 실리콘층으로 넘어가는 경계면에만 각각 Si3N4로 된 배리어 층이 배치되고, 배리어 층의 두께가 각각 0.3nm(곡선 16), 0.6nm(곡선 17) 및 0.9nm(곡선 18)인 본 발명에 따른 다중층 미러의 3개의 실시예에 대하여, 배리어 층이 없는 종래의 다중층 미러(곡선 15)에서 파장(λ)에 따른 수직 입사광의 반사도(R)를 비교 도시한 그래프이다. 다중층 미러의 층 쌍의 개수는 각각 60개이고, 주기적 두께는 약 6.9nm이다.
도 5에 도시된 반사도 곡선을 통해, 몰리브덴층으로부터 실리콘층으로 넘어가는 모든 경계면에 삽입된 배리어 층에 의해 반사도의 감소량이 극도로 적어진다는 사실을 명백히 알 수 있다. 이 다중층 미러의 실시예들에서는 실리콘 질화물로 된 배리어 층들이 다중층 미러 내 전계 강도의 노드들에 배치되기 때문에, 반사도에 아주 미미한 영향을 미친다. 예컨대 Si3N4로 된 0.9nm 두께의 배리어층(곡선 18)이 사용되는 경우, 종래의 다중층 미러(곡선 15)에 비해 반사도 감소량은 약 1% 포인트 정도이다.
도 6에는 성장 방향으로 볼 때 몰리브덴층으로부터 실리콘층으로 넘어가는 모든 경계면에 각각 SiB4로 된 배리어 층이 배치되고, 배리어 층의 두께가 각각 0.3nm(곡선 20), 0.6nm(곡선 22) 및 0.9nm(곡선 2)인 본 발명의 3개의 실시예에 대하여, 배리어 층이 없는 종래의 다중층 미러(곡선 19)에서 파장(λ)에 따른 수직 입사광의 반사도(R)를 비교 도시한 그래프이다. 다중층 미러의 층 쌍의 개수는 각각 60개이고, 주기적 두께는 약 6.9nm이다. 본 실시예에서는 SiB4로 된 배리어 층 에 의해 도 5에 도시된 Si3N4 배리어 층이 사용된 실시예들에 비해 반사도의 감소가 훨씬 더 적다. SiB4로 된 0.9nm 두께의 배리어 층(곡선 22)이 사용되는 경우, 배리어 층이 없는 종래의 다중층 미러(곡선 19)에 비해 반사도는 약 0.6% 포인트 정도만 감소한다.
도 7에는 휘어진, 바람직하게는 비구면 형태로 휘어진 기판(24) 위에 제공된 본 발명에 따른 다중층 미러(23)의 일 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 상기 다중층 미러(23)는 EUV 광원(25)의 집광 미러로서 작용한다. EUV 광원(25)으로부터 방출된 EUV 광선(26)은 집광 미러에 의해 예컨대 초점 "F"로 포커싱된다. EUV 광원(25)은 예컨대 EUV 광선을 방출하기 위해 타깃 물질(target material)(예: 리튬 비말)이 레이저 빔을 이용하여 여기되는 레이저-플라즈마 광원이다. 그러한 EUV 광원에서는 종종 광원 주변에 배치된 광학 소자가 타깃 물질에 의해 오염이 되는 문제가 발생한다. 다중층 미러(23)에서는 상기 문제를 해결하기 위해, EUV 광원(25)의 타깃 물질이 낮은 점착 계수를 가짐으로써 다중층 미러(23)의 표면(28)에 의해 흡수되지 않는 온도로 상기 다중층 미러(23)를 가열하는 가열 장치(27)가 기판(24)에 제공된다. 바람직하게는 다중층 미러(23)가 약 400℃ 이상의 작동 온도로 가열된다. 약 400℃의 온도는 특히 리튬 타깃의 경우에 바람직하다.
본 발명은 실시예들에 기초한 상기 설명에 의해 제한되는 것은 아니다. 오히려 본 발명은 각각의 새로운 특징뿐만 아니라 특히 청구항의 특징들의 각각의 조합을 내포하는 각각의 특징 조합을 포함하며, 이는 비록 상기 특징들 또는 상기 조 합 자체가 청구의 범위 또는 실시예에 명시되어 있지 않더라도 마찬가지다.

Claims (15)

  1. 교대로 배치된 다수의 몰리브덴 층(4)과 실리콘 층(3)을 포함하는, EUV 광선용 다중층 미러로서,
    각각 1개의 몰리브덴 층(4)과 그에 인접한 각각 1개의 실리콘 층(3) 사이의 다수의 경계면에 실리콘 붕소화물을 함유한 배리어 층(5)이 배치되는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  2. 제 1항에 있어서,
    각각 1개의 몰리브덴 층(4)과 각각 1개의 실리콘 층(3) 사이의 모든 경계면에 실리콘 붕소화물을 함유한 배리어 층(5)이 배치되는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  3. 교대로 배치된 다수의 몰리브덴 층(4)과 실리콘 층(3)을 포함하는, EUV 광선용 다중층 미러로서,
    각각 1개의 몰리브덴 층(4)과 그에 인접한 각각 1개의 실리콘 층(3) 사이의 다수의 경계면에 실리콘 질화물을 함유한 배리어 층(5)이 배치되는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  4. 제 3항에 있어서,
    각각 1개의 몰리브덴 층(4)과 각각 1개의 실리콘 층(3) 사이의 모든 경계면에 실리콘 질화물을 함유한 배리어 층(5)이 배치되는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    성장 방향으로 볼 때 몰리브덴 층(4)으로부터 실리콘 층(3)으로 넘어가는 경계면에는 각각 실리콘 질화물 또는 실리콘 붕소화물을 함유한 배리어 층(5)이 배치되고, 성장 방향으로 볼 때 실리콘 층(3)으로부터 몰리브덴 층(4)으로 넘어가는 경계면에는 배리어층이 배치되지 않는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배리어 층(5)은 약 0.2nm 내지 0.8nm의 두께를 갖는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중층 미러(1)는 몰리브덴이나 실리콘으로 형성되지 않은 하나 이상의 커버층(6)을 포함하는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 커버층(6)은 실리콘 질화물이나 실리콘 붕소화물을 함유하는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 커버층(6)은 산화물, 규화물, 질화물, 탄소화물 또는 붕소화물 또는 루테늄, 로듐, 스칸듐 및 지르코늄 중 적어도 1개의 물질을 함유하는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중층 미러(23)가 표면이 휘어진 기판(24) 위에 적층되는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 기판(24)의 표면이 비구면 형태로 휘어진,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중층 미러(23)를 300℃ 이상, 바람직하게는 400℃ 이상의 작동 온도로 가열하는 가열 장치(27)가 제공되는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 다중층 미러(23)는 상기 가열 장치(27)가 장착된 기판(24) 위에 제공되는,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중층 미러(23)는 EUV 광원(25)의 집광 미러인,
    EUV 광선용 다중층 미러.
  15. 300℃ 내지 500℃의 온도 범위에서 EUV 광선을 반사시키는데 사용되는, 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 따른 다중층 미러의 용도.
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