KR20100017245A - 다층막 반사경 및 이를 포함하는 ｅｕｖ 노광 장치 - Google Patents

다층막 반사경 및 이를 포함하는 ｅｕｖ 노광 장치 Download PDF

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가츠히코 무라카미
다카하루 고미야
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

본 발명에 따른 광학 장치는, 극자외 영역의 전자파를 반사할 수 있는 복수의 다층막 반사경을 포함한다. 다층막 반사경은 전자파의 광로를 따라 배치되고, 적어도 2개의 다층막 반사경은 극자외 영역 이외의 파장 영역에 있어서 반사 파장 특성이 서로 다르다. 다른 실시예는 극자외 영역 이외의 파장 영역 중 적어도 일부의 전자파를 흡수하는 흡수층을 구비한 다층막 반사경을 포함한다.

Description

다층막 반사경 및 이를 포함하는 ＥＵＶ 노광 장치{MULTILAYER-FILM REFLECTIVE MIRROR AND EUV OPTICAL EXPOSURE APPARATUS COMPRISING SAME}
본 발명은 다층막 반사경을 구비한 광학 장치와, 다층막 반사경과, 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
2007년 4월 24일자로 출원된 미국 가출원 제60/907,957호와 2008년 2월 20일자로 출원된 미국 특허 출원을 우선권으로 주장하며, 이들 출원의 내용은 본원에 참조로 인용되어 있다.
포토리소그래피 공정에 사용하는 노광 장치에 있어서, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2006/245058호에 개시되어 있는 바와 같이, 극자외(EUV)광을 노광광(露光光)으로서 사용하는 EUV 노광 장치가 제안되어 있다. EUV 노광 장치의 광학계에는 다층막 반사경이 사용된다.
EUV 노광 장치의 광원으로부터 출사(出射)되는 광은, 극자외 영역[연(軟) X-선 영역]의 스펙트럼을 갖는 광 뿐만 아니라 자외 영역, 가시 영역 및 적외 영역의 스펙트럼을 갖는 광을 포함할 가능성이 있다. 극자외 영역 이외의 영역의 스펙트럼을 갖는 광이, 이 광으로 조사(照射)되지 않을 것으로 예상한 부분에 조사되면, 이 부분은 이러한 광 조사에 의해 온도가 상승하게 될 수 있다. 이 경우, 예를 들 어 조명 광학계 및 투영 광학계의 광학 성능이 열화하여, 노광 장치의 성능이 열화할 가능성이 있다. 또한, 극자외 영역 이외의 영역의 스펙트럼을 갖는 광이 기판에 조사되면, 기판이 불필요하게 노광되거나 기판이 가열되는 것으로 인하여, 노광 불량이 발생할 가능성이 있다.
극자외 영역 이외의 영역의 스펙트럼을 갖는 광 등과 같이, 바람직하지 않은 광을 감소시키기 위하여, 예를 들어 다층막에 다른 막을 추가하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 하나의 다층막 반사경으로는 바람직하지 않은 광을 넓은 파장 영역에서 충분히 감소시키기가 곤란할 수 있다. 또한, 막의 구성에 따라서는, 바람직하지 않은 광을 충분히 감소시키기가 곤란할 수 있다.
본 발명에 있어서 몇몇 양태의 목적은, 바람직하지 않은 광을 넓은 파장 영역에서 양호하게 감소 또는 제거 가능하고 광학 성능의 열화를 억제할 수 있는 광학 장치를 제공하는 것이다. 다른 목적은, 바람직하지 않은 광을 양호하게 감소시킬 수 있는 다층막 반사경을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은, 성능의 열화를 억제할 수 있고 기판을 양호하게 노광시킬 수 있는 노광 장치와, 이 노광 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명을 예시하는 각 양태는, 실시예에 예시되어 있고 각 도면에 대응하는 이하의 구성을 채용한다. 그러나, 각 요소에 부여된 괄호 안의 참조 부호는 단지 이들 요소의 예시에 지나지 않으며, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.
본 발명을 예시하는 제1 양태에 따르면, 극자외 영역의 전자파(電磁波)(L1)를 반사할 수 있는 복수의 다층막 반사경(10∼15, 21∼24)을 포함하는 광학 장치(IL, PL)로서, 다층막 반사경(41, 42)이 전자파(L1)의 광축을 따라 배치되고, 적어도 2개의 다층막 반사경(41, 42)은 극자외 영역 이외의 파장 영역에서 서로 다른 반사 파장 특성을 갖는 것인 광학 장치가 제공된다.
본 발명을 예시하는 제1 양태에 따르면, 바람직하지 않은 광이 넓은 파장 영역에서 양호하게 감소 또는 제거될 수 있고, 광학 성능의 열화가 억제될 수 있다.
본 발명을 예시하는 제2 양태에 따르면, 베이스(39); 베이스(39) 상에 교대로 적층된 제1 층(31)과 제2 층(32)을 구비하고, 극자외 영역의 전자파(L1)를 반사할 수 있는 다층막(33); 및 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역 중 적어도 일부의 전자파(L2)를 흡수하는 흡수층(60)을 포함하고, 흡수층(60)은, 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되며 제1 재료로 이루어지는 제1 흡수층(61); 및 제1 흡수층(61)의 표면에 접촉하도록 형성되며 제2 재료로 이루어지는 제2 흡수층(62)을 포함하는 것인 다층막 반사경(42)이 제공된다.
본 발명을 예시하는 제2 양태에 따르면, 바람직하지 않은 광이 넓은 파장 영역에서 양호하게 감소 또는 제거될 수 있고, 광학 성능의 열화가 억제될 수 있다.
본 발명을 예시하는 제3 양태에 따르면, 노광광(L1)으로 기판(P)을 노광하는 노광 장치로서, 전술한 양태 중 어느 한 양태의 광학 장치(IL, PL)를 포함하는 노광 장치가 제공된다.
본 발명을 예시하는 제3 양태에 따르면, 광학 성능의 열화가 억제된 광학 장치가 마련되어 있기 때문에, 기판이 양호하게 노광될 수 있다.
본 발명을 예시하는 제4 양태에 따르면, 전술한 양태 중 어느 한 양태의 노광 장치(EX)를 이용하여 기판(P)을 노광하는 단계; 및 노광된 기판(P)을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명을 예시하는 제4 양태에 따르면, 기판을 양호하게 노광시킬 수 있는 노광 장치를 사용하여 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명의 몇몇 양태에 따르면, 바람직하지 않은 광이 양호하게 감소 또는 제거될 수 있고, 광학 성능의 열화가 억제될 수 있다. 따라서, 기판이 양호하게 노광될 수 있고, 원하는 성능을 가진 디바이스가 제조될 수 있다.
이제 본 발명의 여러 특징을 실현한 일반적인 구성을 도면을 참조로 하여 설명한다. 도면과 관련 설명은 본 발명의 실시예를 예시하기 위해 제공되며, 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.
도 1은 제1 실시예에 따른 노광 장치의 일례를 보여주는 모식도.
도 2는 제1 실시예에 따른 광학 장치의 광학 특성을 설명하는 도면.
도 3은 제1 실시예에 따른 다층막 반사경의 일례를 보여주는 모식도.
도 4는 제1 실시예에 따른 다층막 반사경의 일례를 보여주는 모식도.
도 5는 제1 실시예에 따른 다층막 반사경의 광학 특성을 설명하는 도면.
도 6은 제1 실시예에 따른 다층막 반사경의 광학 특성을 설명하는 도면.
도 7은 제1 실시예에 따른 광학 장치의 광학 특성을 설명하는 도면.
도 8은 제2 실시예에 따른 다층막 반사경의 일례를 보여주는 모식도.
도 9는 제2 실시예에 따른 다층막 반사경의 일례를 보여주는 모식도.
도 10은 제2 실시예에 따른 다층막 반사경의 광학 특성을 설명하는 도면.
도 11은 제2 실시예에 따른 다층막 반사경의 광학 특성을 설명하는 도면.
도 12는 제2 실시예에 따른 광학 장치의 광학 특성을 설명하는 도면.
도 13은 제3 실시예에 따른 다층막 반사경의 일례를 보여주는 모식도.
도 14는 제3 실시예에 따른 다층막 반사경의 광학 특성을 설명하는 도면.
도 15는 제3 실시예에 따른 광학 장치의 광학 특성을 설명하는 도면.
도 16은 제4 실시예에 따른 다층막 반사경의 일례를 보여주는 모식도.
도 17은 제4 실시예에 따른 다층막 반사경의 광학 특성을 설명하는 도면.
도 18은 제4 실시예에 따른 광학 장치의 광학 특성을 설명하는 도면.
도 19는 제5 실시예에 따른 다층막 반사경의 일례를 보여주는 모식도.
도 20은 제5 실시예에 따른 다층막 반사경의 일례를 보여주는 모식도.
도 21은 도 19에 도시된 다층막 반사경의 반사 파장 특성을 보여주는 도면.
도 22는 도 20에 도시된 다층막 반사경의 반사 파장 특성을 보여주는 도면.
도 23은 제5 실시예에 따른 다층막 반사경의 다른 예를 보여주는 모식도.
도 24는 도 23에 도시된 다층막 반사경의 반사 파장 특성을 보여주는 도면.
도 25는 마이크로 디바이스의 제조 절차의 일례를 설명하는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
3 : 광원 장치
31 : 제1 층
32 : 제2 층
33 : 다층막
35, 36 : 다층막(제2 다층막)
39 : 베이스
41, 41B, 41C : 다층막 반사경
42, 42B, 42C, 42D, 42E, 42F : 다층막 반사경
50, 51, 60, 63, 67, 70 : 흡수층
61, 64, 68, 71 : 제1 흡수층
62, 65, 66, 69, 72 : 제2 흡수층
80, 81 : 흡수층
90 : 보호층
EX : 노광 장치
IL : 조명 광학계
Ll : EUV광
L2 : OoB광
M : 마스크
P : 기판
PL: 투영 광학계
이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조로 하여 설명한다. 그러 나, 본 발명은 이러한 설명에 한정되지 않는다. 이하의 설명에서는, XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조로 하여 각 부재의 위치 관계에 대해 설명한다. 수평면 내의 소정 방향을 X축 방향으로 하고, 수평면 내에서 X축 방향에 직교하는 방향을 Y축 방향으로 하며, X축 방향과 Y축 방향 모두에 직교하는 방향(즉, 수직 방향)을 Z축 방향으로 한다. 또한, X축, Y축 및 Z축을 중심으로 한 회전(경사) 방향을 각각 θX, θY 및 θZ 방향으로 한다.
<제1 실시예>
제1 실시예를 설명한다. 도 1은 제1 실시예에 따른 노광 장치(EX)의 일례를 보여주는 개략적인 구성도이다. 도 1에서, 노광 장치(EX)는, 패턴이 형성된 마스크(M)를 유지하면서 이동 가능한 마스크 스테이지(1); 디바이스를 형성하기 위한 기판(P)을 유지하면서 이동 가능한 기판 스테이지(2); 노광광을 발생시키는 광원 장치(3); 마스크 스테이지(1)에 유지된 마스크(M)를 광원 장치(3)로부터 조사되는 노광광(EL)으로 조명하기 위한 조명 광학계(IL); 및 노광광으로 조명된 마스크(M) 상의 패턴의 이미지를 기판(P)에 투영하기 위한 투영 광학계(PL)를 포함한다.
본 실시예의 노광 장치(EX)는 기판(P)을 극자외광으로 노광하는 EUV 노광 장치이다. 극자외광은, 예를 들어 파장이 대략 5∼50 ㎚인 극자외 영역(연 X-선 영역)의 전자파이다. 이하의 설명에서는, 극자외광을 적절히 EUV광이라 한다.
기판(P)은, 반도체 웨이퍼 등과 같은 기재(基材) 상에 감광재(포토레지스트) 등의 막(감광막)이 형성된 것을 포함한다. 마스크(M)는, 기판(P)에 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다. 본 실시예에서는, EUV광이 노광광으로서 사용되며, 마스크(M)는 EUV광을 반사할 수 있는 다층막을 갖는 반사형 마스크이다. 반사형 마스크의 다층막은, 예를 들어 Mo/Si 다층막 또는 Mo/Be 다층막을 포함한다. 노광 장치(EX)는, 다층막이 형성된 마스크(M)의 반사면(패턴 형성면)을 노광광(EUV광)으로 조명하고, 마스크(M)에 의해 반사된 노광광으로 기판(P)을 노광한다. 일례로서, 본 실시예에서는, 파장 13.5 ㎚의 EUV광을 노광광으로서 사용한다.
또한, 노광 장치(EX)는, 적어도 노광광이 통과하는 소정 공간을 형성하고 이 소정 공간을 진공 상태(예컨대, 1.3×10-3 Pa 이하)로 만드는 진공 시스템을 갖는 챔버 장치(4)를 포함한다.
본 실시예의 광원 장치(3)는 레이저 여기형 플라즈마 광원이다. 이 광원 장치는, 하우징(5); 레이저광을 출사하는 레이저 장치(6); 및 크세논 가스 등과 같은 타겟 재료를 하우징(5)에 공급하는 공급 부재(7)를 포함한다. 레이저 장치(6)는 적외 영역 및 가시 영역의 파장의 레이저광을 발생시킨다. 레이저 장치(6)는, 예를 들어 반도체 레이저 여기에 의한 YAG 레이저, 엑시머 레이저 등을 포함한다.
또한, 광원 장치(3)는, 레이저 장치(6)로부터 출사된 레이저광을 집광하는 집광 광학계(8)를 포함한다. 집광 광학계(8)는, 레이저 장치(6)로부터 출사된 레이저광을 하우징(5) 내의 위치(9)에 집광한다. 공급 부재(7)는, 타겟 재료를 위치(9)에 공급하는 공급 포트를 구비한다. 집광 광학계(8)에 의해 집광된 레이저광은, 공급 부재(7)에 의해 공급된 타겟 재료에 조사된다. 레이저광으로 조사된 타겟 재료는, 레이저광의 에너지에 의해 가열되어 고온으로 되고, 여기되어 플라즈마 상태로 되며, 저(低)포텐셜 상태로의 천이가 이루어질 때 EUV광을 포함하는 광을 발생시킨다. 공급 부재(7)의 전방 단부에서 발생된 광은, 집광 미러(컨덴서)(10)에 의해 반사되어 집광된다. 집광 미러(10)는, EUV광을 반사할 수 있는 다층막이 마련된 다층막 반사경을 포함한다. 집광 미러(10)를 경유한 광은, 하우징(5)의 외부에 배치된 조명 광학계(IL)의 광학 소자(11)에 입사한다. 광학 소자(11)는 시준경(視準鏡)을 포함한다. 광원 장치(3)는 플라즈마 방전 장치일 수 있다는 점을 유의하라.
광원 장치(3)는 극자외 영역의 스펙트럼을 갖는 광(EUV광) 뿐만 아니라 자외 영역, 가시 영역 및 적외 영역의 스펙트럼을 갖는 광도 발생시킬 가능성이 있다. 즉, 광원 장치(3)로부터 출사된 광은 극자외 영역의 광(전자파)과 극자외 영역 이외의 파장 영역의 광(전자파)을 포함할 가능성이 있다. 이하의 설명에서는, 광원 장치(3)로부터 출사되는, 자외 영역, 가시 영역 및 적외 영역 등과 같은 극자외 영역 이외의 파장 영역의 광을, 적절히 OoB(Out of Band : 대역외)광이라 한다.
즉, 본 실시예에서는, 광원 장치(3)로부터 출사된 광(L0)이, 극자외 영역의 EUV광(노광광)(L1); 및 극자외 영역 이외의 파장 영역의 OoB광(L2)을 포함한다. 본 실시예에서, OoB광(L2)의 파장은 EUV광(L1)의 파장보다 길다.
조명 광학계(IL)는, 광원 장치(3)로부터의 노광광(L1)으로 마스크(M)를 조명한다. 조명 광학계(IL)는 복수의 광학 소자(11, 12, 13, 14 및 15)를 포함한다. 조명 광학계는, 조도 분포가 균일한 노광광(L1)으로 마스크(M) 상의 소정의 조명 영역을 조명한다. 각 광학 소자(11∼15)는, EUV광(L1)을 반사할 수 있는 다층막이 마련된 다층막 반사경을 포함한다. 조명 광학계(IL)에 의해 조명되고 마스크(M)의 반사면에 의해 반사된 노광광(L1)은, 투영 광학계(PL)의 물체면측으로부터 투영 광학계(PL)에 입사한다.
마스크 스테이지(1)는, 마스크(M)를 유지하면서, 6 방향, 즉 X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ 방향으로 이동 가능한 자유도가 6인 스테이지이다. 본 실시예에서, 마스크 스테이지(1)는 마스크(M)의 반사면이 실질적으로 XY 평면에 평행하도록 마스크(M)를 유지한다. 마스크 스테이지(1)[마스크(M)]의 위치 정보(X축, Y축 및 θZ 방향에 관한 위치 정보)는, 레이저 간섭계(도면에 도시되어 있지 않음)를 포함하는 간섭계 시스템에 의해 계측된다. 또한, 마스크 스테이지(1)에 유지된 마스크(M)의 표면의 면위치 정보(Z축, θX 및 θY 방향에 관한 위치 정보)는, 포커스 레벨링(focus leveling) 검출 시스템(도면에 도시되어 있지 않음)에 의해 검출된다. 마스크 스테이지(1)에 유지된 마스크(M)의 위치는, 간섭계 시스템의 계측 결과와 포커스 레벨링 검출 시스템의 검출 결과에 기초하여 제어된다.
투영 광학계(PL)는 복수의 광학 소자(21, 22, 23 및 24)를 포함한다. 투영 광학계는 마스크(M) 상의 패턴의 이미지를 소정 투영 배율로 기판(P)에 투영한다. 각 광학 소자(21∼24)는, EUV광(L1)을 반사할 수 있는 다층막이 마련된 다층막 반사경을 포함한다. 투영 광학계(PL)의 물체면측으로부터 투영 광학계(PL)에 입사한 노광광(L1)은, 투영 광학계(PL)의 이미지면측으로 출사되어, 기판(P)에 입사한다. 노광광(L1)으로 조명된 마스크(M) 상의 패턴의 이미지는, 투영 광학계(PL)를 통하여, 감광막이 형성된 기판(P)에 투영된다.
기판 스테이지(2)는, 기판(P)을 유지하면서, 6 방향, 즉 X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ 방향으로 이동 가능한 자유도가 6인 스테이지이다. 본 실시예에서, 기판 스테이지(2)는 기판(P)의 표면이 실질적으로 XY 평면에 평행하도록 기판(P)을 유지한다. 기판 스테이지(2)[기판(P)]의 위치 정보(X축, Y축 및 θZ 방향에 관한 위치 정보)는, 레이저 간섭계(도면에 도시되어 있지 않음)를 포함하는 간섭계 시스템에 의해 계측된다. 또한, 기판 스테이지(2)에 유지된 기판(P)의 표면의 면위치 정보(Z축, θX 및 θY 방향에 관한 위치 정보)는, 포커스 레벨링 검출 시스템(도면에 도시되어 있지 않음)에 의해 검출된다. 기판 스테이지(2)에 유지된 기판(P)의 위치는, 간섭계 시스템의 계측 결과와 포커스 레벨링 검출 시스템의 검출 결과에 기초하여 제어된다.
노광광(L1)을 이용하여 마스크(M) 상의 패턴의 이미지를 기판(P)에 투영하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 마스크(M)는 마스크 스테이지(1)에 유지되고, 기판(P)은 기판 스테이지(2)에 유지된다. 노광광(EUV광)(L1)이 광원 장치(3)로부터 출사될 때, 조명 광학계(IL)는 다층막 반사경으로 이루어진 복수의 광학 소자(11∼15) 각각을 사용하여 광원 장치(3)로부터의 노광광(L1)을 반사하고, 이에 의해 노광광(L1)은 마스크(M)에 안내된다. 마스크(M)는 조명 광학계(IL)로부터의 노광광(L1)으로 조명된다. 마스크(M)의 반사면에 조사되어 마스크의 반사면에 의해 반사된 노광광(L1)은 투영 광학계(PL)에 입사한다. 투영 광학계(PL)는 다층막 반사경으로 이루어진 복수의 광학 소자(21∼24) 각각을 사용하여 마스크(M)로부터의 노광광(L1)을 반사하고, 이에 의해 노광광(L1)은 기판(P)에 안내된다. 감광성 기 판(P)은 투영 광학계(PL)로부터의 노광광(L1)에 노광된다. 그 결과, 마스크(M) 상의 패턴의 이미지는 투영 광학계(PL)를 통하여 기판(P)에 투영된다.
본 실시예에서, 조명 광학계(IL)는 극자외 영역 이외의 파장 영역 중 적어도 일부의 광(전자파), 즉 OoB광(L2)의 반사를 억제(또는 감소)하는 적어도 2개의 다층막 반사경을 포함한다. 본 실시예에서, 적어도 2개의 다층막 반사경에 의해 반사가 억제되는 파장 영역은 서로 다르다. 즉, 조명 광학계(IL)의 복수의 다층막 반사경 중에서, 제1 다층막 반사경은 제1 파장 영역의 OoB광을 주로 억제하고, 제2 다층막 반사경은 제1 파장 영역과 다른 제2 파장 영역의 OoB광을 주로 억제한다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는, OoB광(L2)의 파장이 EUV광(L1)의 파장보다 길다. 즉, 본 실시예에서, 다층막 반사경에 의해 반사가 억제되는 파장 영역은 극자외 영역보다 긴 파장 영역을 포함한다. 극자외 영역보다 긴 파장 영역은, 자외 영역, 가시 영역 및 적외 영역 중 적어도 하나를 포함한다.
본 실시예에서는, OoB광(L2)의 반사를 억제하는 다층막 반사경이, 극자외 영역보다 긴 자외 영역의 OoB광(L2)의 반사를 억제하는 경우를 예로서 설명한다.
후술하는 바와 같이, 본 실시예에서는, OoB광(L2)의 반사를 억제하는 다층막 반사경이, 극자외 영역 이외의 파장 영역 중 적어도 일부의 광(전자파)을 흡수하는 흡수층을 포함한다. 흡수층을 구비한 다층막 반사경은 OoB광(L2)을 흡수하고, 이에 의해 OoB광(L2)의 반사를 억제한다.
본 실시예에서, 조명 광학계(IL)의 복수의 다층막 반사경 중에서, 제1 다층막 반사경에 마련되는 흡수층은, 제1 다층막 반사경이 제1 파장 영역의 OoB광(L2) 의 반사를 양호하게 억제할 수 있도록 제1 파장 영역에 따라 조정되고, 제2 다층막 반사경에 마련되는 흡수층은, 제2 다층막 반사경이 제2 파장 영역의 OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있도록 제2 파장 영역에 따라 조정된다. 제1 다층막 반사경의 흡수층의 구성과 제2 다층막 반사경의 흡수층의 구성은 서로 다르다. 흡수층의 구성은, 흡수층을 형성하는 재료의 타입(물성)과 흡수층의 두께 중 적어도 하나를 포함한다.
즉, 제1 다층막 반사경의 흡수층은 제1 파장 영역의 OoB광(L2)을 주로 흡수하고, 제2 다층막 반사경의 흡수층은 제1 파장 영역과는 다른 제2 파장 영역의 OoB광(L2)을 주로 흡수하도록 조정된다. 다시 말하자면, 본 실시예에서는, 제1 다층막 반사경의 흡수층에 대하여 흡수 효율이 높은 파장과 제2 다층막 반사경의 흡수층에 대하여 흡수 효율이 높은 파장이 서로 다르다.
본 실시예의 조명 광학계(IL)는, 제1 파장 영역의 OoB광(L2)의 반사를 주로 억제할 수 있는 제1 다층막 반사경과, 제2 파장 영역의 OoB광(L2)의 반사를 주로 억제할 수 있는 제2 다층막 반사경을 포함한다. 따라서, 이들 제1 다층막 반사경과 제2 다층막 반사경을 조합하여, 넓은 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)을 충분하게 감소 또는 제거 가능하다.
예를 들어, 제1 다층막 반사경으로 짧은 파장의 OoB광(L2)의 반사를 충분히 억제할 수 있도록 제1 다층막 반사경의 구성을 조정하고, 제2 다층막 반사경으로 긴 파장의 OoB광(L2)의 반사를 충분히 억제할 수 있도록 제2 다층막 반사경의 구성을 조정함으로써, 제1 다층막 반사경 및 제2 다층막 반사경 양자 모두에 의해 넓은 파장 영역의 OoB광(L2)을 흡수할 수 있고, 이로 인해 넓은 영역의 OoB광의 반사가 억제될 수 있다. 따라서, 마스크(M), 투영 광학계(PL) 및 기판(P) 등과 같은, 조명 광학계(IL)의 광로의 하류측에 있는 물체에, OoB광(L2)이 입사하는 것을 양호하게 억제할 수 있다.
도 2의 (A)는, 흡수층을 구비하지 않은 다층막 반사경의 OoB광(L2)에 대한 반사 파장 특성의 일례를 개적으로 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 광(전자파)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사광에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 2의 (A)에 있어서, 파장(λo)은, 자외 영역 중에서, 기판(P)의 감광막을 노광하는(감광막이 감도를 갖는) 파장의 최대값이다. 즉, 기판(P)의 감광막은 극자외 영역의 파장(λe)의 EUV광(L1)에 의해 노광될 뿐만 아니라, 자외 영역의 파장(λo)보다 짧은 파장 영역의 OoB광(L2)에 의해서도 노광된다.
이하의 설명에서는, 기판(P)의 감광막을 노광하는(감광막이 감도를 갖는) 극자외 영역 이외의 파장 영역을, 적절히 소정 파장 영역(Hs)이라 한다. 본 실시예에서, 소정 파장 영역(Hs)은, 극자외 영역의 파장(λe)보다 길고 파장(λo)보다 짧은 자외 영역, 다시 말하자면 자외 영역에 있어서 최소값을 갖는 파장으로부터 파장(λo)까지의 파장 영역을 포함한다.
도 2의 (A)에 도시된 바와 같은 반사 파장 특성을 갖는 다층막 반사경은, EUV광(L1) 뿐만 아니라 소정 파장 영역(Hs)의 OoB광(L2)에 대해서도 높은 반사율을 갖는다. 따라서, 도 2의 (A)에 도시된 바와 같은 반사 파장 특성을 갖는 다층막 반사경이 조명 광학계(IL)의 광학 소자로서 사용되는 경우, 다층막 반사경은, 광원 장치(3)로부터 출사되는 광(L0) 중에서, EUV광(L1) 뿐만 아니라 기판(P)의 감광막을 노광하는 OoB광(L2)도 반사한다. 이러한 경우에, OoB광(L2)은 마스크(M)에 도달한 후, 마스크(M) 및 투영 광학계(PL)를 경유하여 기판(P)에 도달한다. OoB광(L2)이 기판(P)에 조사되면, 기판(P)이 불필요하게 노광되거나 기판(P)이 가열되는 것으로 인하여, 노광 불량이 발생할 가능성이 있다.
도 2의 (B)는, 제1 파장 영역(H1)의 OoB광(L2)의 반사를 주로 억제하는 제1 다층막 반사경의 OoB광(L2)에 대한 반사 파장 특성의 일례를 개략적으로 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 광(전자파)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사광에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이, 파장(λ1)으로부터 파장(λ2)까지인 제1 파장 영역(H1)의 OoB광(L2)에 대한 제1 다층막 반사경의 반사율이 억제되어 있다. 파장(λ1 및 λ2)은 자외 영역에 있다. 이들 파장은 파장(λo)보다는 짧고 극자외 영역의 파장[EUV광(L1)의 파장]보다는 길다. 즉, 제1 파장 영역(H1)은 소정 파장 영역(Hs)의 일부분이다. 파장(λ2)은 파장(λ1)보다 길다는 것을 유의하라.
본 실시예에서, 제1 다층막 반사경의 흡수층의 구성은 제1 파장 영역(H1)의 파장의 반사를 억제하도록 조정된다. 전술한 바와 같이, 제1 파장 영역(H1)은 소정 파장 영역(Hs)의 일부분이며, 제1 다층막 반사경은, 극자외 영역보다 길고 소정 파장 영역(Hs)의 적어도 일부분인 파장 영역의 파장의 반사를 억제한다.
그러나, 제1 다층막 반사경은, 소정 파장 영역(Hs) 중에서, 파장(λ2)으로부터 파장(λo)까지인 파장 영역의 광의 반사를 충분하게 억제할 수 없다. 따라서, 조명 광학계(IL)의 복수의 다층막 반사경 중에서, 제1 다층막 반사경에만 흡수층이 구비되어 있고 나머지 다층막 반사경에는 흡수층이 구비되어 있지 않은 경우, 광원 장치(3)로부터 출사되는 OoB광(L2) 중에서, 파장(λ2)으로부터 파장(λo)까지인 파장 영역의 광은 마스크(M)에 도달한 후, 마스크(M) 및 투영 광학계(PL)를 경유하여 기판(P)에 도달한다. 이러한 경우에도, 노광 불량이 발생할 가능성이 있다.
도 2의 (C)는, 제2 파장 영역(H2)의 OoB광(L2)의 반사를 주로 억제하는 제2 다층막 반사경의 OoB광(L2)에 대한 반사 파장 특성의 일례를 개략적으로 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 광(전자파)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사광에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 2의 (C)에 도시된 바와 같이, 파장(λ2)으로부터 파장(λ3)까지인 제2 파장 영역(H2)의 OoB광(L2)에 대한 제2 다층막 반사경의 반사율이 억제되어 있다. 파장(λ2 및 λ3)은 자외 영역에 있으므로, 극자외 영역의 파장[EUV광(L1)의 파장]보다는 길다. 본 실시예에서, 파장(λ2)은 파장(λo)보다 짧고, 파장(λ3)은 파장(λo)보다 길다. 즉, 제2 파장 영역(H2)은 소정 파장 영역(Hs)의 적어도 일부분을 포함한다.
본 실시예에서, 제2 다층막 반사경의 흡수층의 구성은 제2 파장 영역(H2)의 파장의 반사를 억제하도록 조정된다. 전술한 바와 같이, 제2 파장 영역(H2)은 소 정 파장 영역(Hs)의 일부분을 포함하며, 제2 다층막 반사경은, 극자외 영역보다 길고 소정 파장 영역(Hs)의 적어도 일부분인 파장 영역의 파장의 반사를 억제한다.
그러나, 제2 다층막 반사경은, 소정 파장 영역(Hs) 중에서, 최소값을 가진 파장으로부터 파장(λ2)까지인 파장 영역의 광의 반사를 충분하게 억제할 수 없다. 따라서, 조명 광학계(IL)의 복수의 다층막 반사경 중에서, 제2 다층막 반사경에만 흡수층이 구비되어 있고 나머지 다층막 반사경에는 흡수층이 구비되어 있지 않은 경우, 광원 장치(3)로부터 출사되는 OoB광(L2) 중에서, 소정 파장 영역(Hs)의 최소값을 가진 파장으로부터 파장(λ2)까지인 파장 영역의 광은 마스크(M)에 도달한 후, 마스크(M) 및 투영 광학계(PL)를 경유하여 기판(P)에 도달한다. 이러한 경우에도, 노광 불량이 발생할 가능성이 있다.
도 2의 (D)는, 제1 파장 영역(H1)의 OoB광(L2)의 반사를 주로 억제하는 제1 다층막 반사경과, 제2 파장 영역(H2)의 OoB광(L2)의 반사를 주로 억제하는 제2 다층막 반사경을 조합한 경우의 OoB광(L2)에 대한 총(總) 반사 파장 특성의 일례를 개략적으로 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 광(전자파)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사광에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 제1 다층막 반사경과 제2 다층막 반사경을 조합함으로써, 도 2의 (D)에 도시된 바와 같이, 파장(λ1)으로부터 파장(λ3)까지의 넓은 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)의 반사가 억제될 수 있다. 따라서, 마스크(M), 투영 광학계(PL) 및 기판(P) 등과 같은, 조명 광학계(IL)의 광로의 하류측에 있는 물체에, OoB광(L2)이 입사하는 것을 양호하게 억제할 수 있다. 제1 다층막 반사경과 제2 다층막 반사경을 조합함으로써, 반사가 억제되는 파장 영역은, 극자외 영역보다 길고, 소정 파장 영역(Hs)인 파장 영역의 적어도 일부분을 포함한다. 따라서, 기판(P)이 불필요하게 노광되는 것을 억제할 수 있다. 도 2의 (D)에 도시된 예에서는, 제1 다층막 반사경과 제2 다층막 반사경에 의해, 기판(P)의 감광막을 노광하는 소정 파장 영역의 실질적으로 모든 파장의 반사가 억제될 수 있다.
이어서, 흡수층을 구비한 다층막 반사경을 설명한다. 도 3은 본 실시예에 따른 제1 다층막 반사경(41)을 도시하는 모식도이다. 도 4는 본 실시예에 따른 제2 다층막 반사경(42)을 도시하는 모식도이다. 본 실시예에서는, 집광 미러(10) 및 조명 광학계(IL)의 복수의 다층막 반사경(11∼15) 중에서, 적어도 하나의 다층막 반사경은 도 3에 도시된 제1 다층막 반사경(41)이고, 적어도 하나의 다층막 반사경은 도 4에 도시된 제2 다층막 반사경(42)이다.
먼저 제1 다층막 반사경(41)을 설명한다. 도 3에서, 제1 다층막 반사경(41)은, 베이스(39); 베이스(39) 상에 소정의 주기 길이로 교대로 적층된 제1 층(31)과 제2 층(32)을 구비하고, EUV광(L1)을 반사할 수 있는 다층막(33); 및 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역(자외 영역) 중 적어도 일부의 OoB광(L2)을 흡수하는 흡수층(50)을 포함한다.
베이스(39)는 예를 들어 극저 팽창 유리로 형성된다. 베이스(39)로서는, 예를 들어 Corning Incorporated에서 제조한 ULE, SCHOTT AG에서 제조한 Zerodur(등록상표) 등이 사용될 수 있다.
다층막(33)은 소정 주기 길이 "d"로 교대로 적층된 제1 층(31) 및 제2 층(32)을 포함한다. 주기 길이 "d"는 제1 층(31)의 두께 "d1"과 제2 층(32)의 두께 "d2"의 합(d1+d2)이다. 광 간섭 이론에 기초하여, 제1 층(31)과 제2 층(32)의 계면으로부터 각각 반사되는 반사파의 위상이 서로 일치하도록, 제1 층(31)의 두께 "d1"과 제2 층(32)의 두께 "d2"가 각각 정해진다. 다층막(33)은, 예를 들어 60% 이상의 높은 반사율로 EUV광을 반사할 수 있다.
일례로서, 본 실시예에서의 주기 길이 "d"는 7 ㎚이다. 이하의 설명에서, 한 쌍의 제1 층(31) 및 제2 층(32)은 적절히 층쌍(34)이라 한다.
주기 길이 "d"[층쌍(34)의 두께]는, 다층막(33)의 표면에 대한 EUV광(L1)의 입사각에 따라 조정된다는 것을 유의하라. 본 실시예에서는, 다층막(33)의 표면에 대한 EUV광(L1)의 입사각이 약 90°인 경우에, EUV광(L1)이 양호하게 반사될 수 있도록, 주기 길이 "d"[층쌍(34)의 두께]가 조정된다.
베이스(39) 상에는, 예를 들어 수십 내지 수백의 층쌍(34)이 적층된다. 일례로서, 본 실시예에서는 50개의 층쌍(34)이 베이스(39) 상에 적층되어 있다. 도면에서는, 층쌍(34)의 일부가 생략되어 있음을 유의하라.
제1 층(31)은, EUV광(L1)에 대한 굴절률과 진공의 굴절률 사이의 차가 비교적 큰 물질로 형성된다. 제2 층(32)은, EUV광(L1)에 대한 굴절률과 진공의 굴절률 사이의 차가 비교적 작은 물질로 형성된다. 즉, 제1 층(31)의 EUV광에 대한 굴절률과 진공의 굴절률 사이의 차는 제2 층(32)의 것보다 크다. 본 실시예에서는, 제1 층(중원자층)(31)이 몰리브덴(Mo)으로 형성되고, 제2 층(경원자층)(32)이 실리 콘(Si)으로 형성된다. 즉, 본 실시예의 다층막(33)은, 몰리브덴층(Mo층)과 실리콘층(Si층)이 교대로 적층된 Mo/Si 다층막이다.
진공의 굴절률 n=1이다. 또한, 예를 들어 파장 13.5 ㎚의 EUV광에 대한, 몰리브덴의 굴절률 nMO=0.92이고, 실리콘의 굴절률 nSi=0.998이다. 이와 같이, 제2 층(32)은 EUV광(L1)에 대한 굴절률이 진공의 굴절률과 실질적으로 동일한 물질로 형성된다.
또한, 본 실시예에서, 다층막(33)의 표면은 제2 층(Si층)(32)으로 형성된다. 그 결과, 다층막(33)의 표면의 산화가 억제될 수 있다.
도 3에서, 제1 다층막 반사경(41)의 흡수층(50)은 일산화규소(SiO)로 형성된다. 일례로서, 본 실시예에서의 흡수층(50)은 두께가 29 ㎚이다.
이어서 제2 다층막 반사경(42)을 설명한다. 도 4에서, 제2 다층막 반사경(42)은, 베이스(39); 베이스(39) 상에 소정의 주기 길이 "d"로 교대로 적층된 제1 층(31)과 제2 층(32)을 구비하고, EUV광(L1)을 반사할 수 있는 다층막(33); 및 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역(자외 영역) 중 적어도 일부의 OoB광(L2)을 흡수하는 흡수층(60)을 포함한다.
본 실시예에서, 제2 다층막 반사경(42)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)은 제1 다층막 반사경(41)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)과 동일하다. 제2 다층막 반사경(42)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)의 설명은 생략한다.
도 4에서, 제2 다층막 반사경(42)의 흡수층(60)은 2개의 흡수층으로 형성되어 있다. 흡수층(60)은, 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되며 제1 재료로 이루어지는 제1 흡수층(61); 및 제1 흡수층(61)의 표면에 접촉하도록 형성되며 제2 재료로 이루어지는 제2 흡수층(62)을 포함한다. 본 실시예에서, 제1 흡수층(61)은 일산화규소(SiO)로 형성되고, 제2 흡수층(62)은 실리콘(Si)으로 형성된다. 일례로서, 본 실시예에서는, 제1 흡수층(61)은 두께가 16 ㎚이고, 제2 흡수층(62)은 두께가 9 ㎚이다.
도 5는 도 3에 도시된 제1 다층막 반사경(41)의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 5에서, 실선은 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제1 다층막 반사경(41)의 반사율을 나타낸다. 도 5는 다층막(33)의 표면[흡수층(50)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층을 구비하지 않은 다층막 반사경의 OoB광(L2)에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제1 다층막 반사경(41)은 파장 300 ㎚ 부근의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 제2 다층막 반사경(42)의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 6에서, 실선은 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제2 다층막 반사경(42)의 반사율을 나타낸다. 도 6은 다층막(33)의 표면[흡수층(60)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층을 구비하지 않은 다층막 반사경의 OoB광(L2)에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제2 다층막 반사경(42)은 파장 600 ㎚ 부근의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
도 7은 도 3에 도시된 제1 다층막 반사경(41)과 도 4에 도시된 제2 다층막 반사경(42)을 조합한 경우의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 7에서, 실선은 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제1 다층막 반사경(41) 및 제2 다층막 반사경(42)의 총 반사율을 나타낸다. 도 7은 다층막(33)의 표면[흡수층(50, 60)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층을 구비하지 않은 2개의 다층막 반사경을 조합한 경우의 OoB광(L2)에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 다층막 반사경(41)과 제2 다층막 반사경(42)을 조합함으로써, 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 넓은 파장 영역에 있어서, OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 상이한 파장 영역의 OoB광의 반사를 각 각 억제하는 적어도 2개의 다층막 반사경(41, 42)을 마련함으로써, 넓은 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)이 양호하게 감소 또는 제거될 수 있다. 예를 들어, 광원 장치(3)로부터 출사된 OoB광(L2)이 조명 광학계(IL)의 광로의 하류측 물체에 입사하거나, 또는 광으로 조사되지 않을 것으로 예상한 부분에 광이 조사되는 것을, 양호하게 억제할 수 있다. 따라서, 예를 들어 OoB광(L2)의 조사에 의한 조명 광학계(IL)의 가열을 억제할 수 있기 때문에, 조명 광학계(IL)의 광학 성능의 열화를 억제할 수 있다. 또한, OoB광(L2)의 조사에 의한 마스크(M)의 가열을 억제할 수 있기 때문에, 마스크(M)의 열 변형 등을 억제할 수 있고, 이에 따라 노광 불량의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들어 OoB광(L2)의 조사에 의한 투영 광학계(PL)의 가열을 억제할 수 있기 때문에, 투영 광학계(PL)의 광학 성능(결상 성능)의 열화를 억제할 수 있다. 또한, OoB광(L2)이 기판(P)에 입사하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 기판(P)의 불필요한 노광, 기판(P)의 가열 등을 억제할 수 있다. 따라서, 노광 불량의 발생을 억제할 수 있다.
<제2 실시예>
이어서, 제2 실시예에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서, 전술한 실시예의 구성 요소와 동일 또는 유사한 구성 요소에는 동일한 도면 부호를 붙이고, 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
본 실시예에서는, 집광 렌즈(10)와 조명 광학계(IL)의 복수의 다층막 반사경(11∼15) 중에서, 적어도 하나의 다층막 반사경이 도 8에 도시된 제1 다층막 반사경(41B)이고, 적어도 하나의 다층막 반사경이 도 9에 도시된 제2 다층막 반사 경(42B)인 경우에 대하여 설명한다.
먼저 제1 다층막 반사경(41B)을 설명한다. 도 8에서, 제1 다층막 반사경(41B)은, 베이스(39); 베이스(39) 상에 소정의 주기 길이 "d"로 교대로 적층된 제1 층(31)과 제2 층(32)을 구비하고, EUV광(L1)을 반사할 수 있는 다층막(33); 및 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역(자외 영역) 중 적어도 일부의 OoB광(L2)을 흡수하는 흡수층(51)을 포함한다.
본 실시예에서, 제1 다층막 반사경(41B)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)은, 전술한 제1 실시예에서 설명한 제1 다층막 반사경(41)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)과 동일하다. 제1 다층막 반사경(41B)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)의 설명은 생략한다.
도 8에서, 흡수층(51)은 질화붕소(BN)로 형성된다. 일례로서, 본 실시예에서의 흡수층(51)은 두께가 24 ㎚이다.
이어서 제2 다층막 반사경(42B)을 설명한다. 도 9에서, 제2 다층막 반사경(42B)은, 베이스(39); 베이스(39) 상에 소정의 주기 길이 "d"로 교대로 적층된 제1 층(31)과 제2 층(32)을 구비하고, EUV광(L1)을 반사할 수 있는 다층막(33); 및 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역(자외 영역) 중 적어도 일부의 OoB광(L2)을 흡수하는 흡수층(63)을 포함한다.
본 실시예에서, 제2 다층막 반사경(42B)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)은 전술한 제1 실시예에서 설명한 제1 다층막 반사경(41)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)과 동일하다. 제2 다층막 반사경(42B)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)의 설명은 생략한다.
도 9에서, 흡수층(63)은, 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되며 제1 재료로 이루어지는 제1 흡수층(64); 및 제1 흡수층(64)의 표면에 접촉하도록 형성되며 제2 재료(들)로 이루어지는 제2 흡수층(65, 66)을 포함한다. 본 실시예에서, 제1 흡수층(64)은 탄소(C)로 형성되고, 제2 흡수층(65, 66)은 몰리브덴(Mo)으로 형성된 층(65)과, 몰리브덴(Mo)으로 형성된 층(65)의 표면에 접촉하도록 형성된 실리콘(Si)으로 형성된 층(66)을 포함한다. 즉, 제2 다층막 반사경(42B)에 마련된 흡수층(63)은 3개의 층, 즉 탄소(C)로 형성된 흡수층(64); 몰리브덴(Mo)으로 형성된 흡수층(65); 및 실리콘(Si)으로 형성된 흡수층(66)으로 형성되어 있다. 일례로서, 본 실시예에서는 흡수층(64)은 두께가 30 ㎚이고, 흡수층(65)은 두께가 1 ㎚이며, 흡수층(66)은 두께가 6 ㎚이다.
도 10은 도 8에 도시된 제1 다층막 반사경(41B)의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 10에서, 실선은 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제1 다층막 반사경(41B)의 반사율을 나타낸다. 도 10은 다층막(33)의 표면[흡수층(51)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층을 구비하지 않은 다층막 반사경의 OoB광(L2)에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제1 다층막 반사경(41B)은 파장 300 ㎚ 부근의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
도 11은 도 9에 도시된 제2 다층막 반사경(42B)의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 11에서, 실선은 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제2 다층막 반사경(42B)의 반사율을 나타낸다. 도 11은 다층막(33)의 표면[흡수층(63)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층을 구비하지 않은 다층막 반사경의 OoB광(L2)에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제2 다층막 반사경(42B)은 파장 600 ㎚ 부근의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
도 12는 도 8에 도시된 제1 다층막 반사경(41B)과 도 9에 도시된 제2 다층막 반사경(42B)을 조합한 경우의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 12에서, 실선은 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제1 다층막 반사경(41B) 및 제2 다층막 반사경(42B)의 총 반사율을 나타낸다. 도 12는 다층막(33)의 표면[흡수층(51, 63)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층을 구비하지 않은 2개의 다층막 반사경을 조합한 경우의 OoB광(L2)에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 12에 도시된 바와 같이, 제1 다층막 반사경(41B)과 제2 다층막 반사경(42B)을 조합함으로써, 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 넓은 파장 영역에 있어서, OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
<제3 실시예>
이어서, 제3 실시예에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서, 전술한 실시예의 구성 요소와 동일 또는 유사한 구성 요소에는 동일한 도면 부호를 붙이고, 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
본 실시예에서는, 집광 렌즈(10)와 조명 광학계(IL)의 복수의 다층막 반사경(11∼15) 중에서, 적어도 하나의 다층막 반사경이 전술한 도 3에 도시된 제1 다층막 반사경(41)이고, 적어도 하나의 다층막 반사경이 도 13에 도시된 제2 다층막 반사경(42C)인 경우에 대하여 설명한다.
제1 다층막 반사경은 도 3을 참조로 하여 전술한 제1 다층막 반사경(41)이므로, 그 설명을 생략한다. 또한, 제1 다층막 반사경(41)의 반사 파장 특성은 도 5를 참조로 하여 설명하였으므로, 그 설명을 생략한다.
이어서 제2 다층막 반사경(42C)을 설명한다. 도 13에서, 제2 다층막 반사경(42C)은, 베이스(39); 베이스(39) 상에 소정의 주기 길이 "d"로 교대로 적층된 제1 층(31)과 제2 층(32)을 구비하고, EUV광(L1)을 반사할 수 있는 다층막(33); 및 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역(자외 영역) 중 적어도 일부의 OoB광(L2)을 흡수하는 흡수층(67)을 포함한다.
본 실시예에서, 제2 다층막 반사경(42C)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)은 전술한 제1 실시예에서 설명한 제1 다층막 반사경(41)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)과 동일하다. 제2 다층막 반사경(42C)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)의 설명은 생략한다.
도 13에서, 흡수층(67)은, 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되며 제1 재료로 이루어지는 제1 흡수층(68); 및 제1 흡수층(68)의 표면에 접촉하도록 형성되며 제2 재료로 이루어지는 제2 흡수층(69)을 포함한다. 본 실시예에서, 제1 흡수층(68)은 질화붕소(BN)로 형성되고, 제2 흡수층(69)은 실리콘(Si)으로 형성된다. 일례로서, 본 실시예에서는, 제1 흡수층(68)은 두께가 24 ㎚이고, 제2 흡수층(69)은 두께가 6 ㎚이다.
도 14는 도 13에 도시된 제2 다층막 반사경(42C)의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 14에서, 실선은 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제2 다층막 반사경(42C)의 반사율을 나타낸다. 도 14는 다층막(33)의 표면[흡수층(67)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층을 구비하지 않은 다층막 반사경의 OoB광에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제2 다층막 반사경(42C)은 파장 600 ㎚ 부근의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
도 15는 도 3에 도시된 제1 다층막 반사경(41)과 도 13에 도시된 제2 다층막 반사경(42C)을 조합한 경우의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 15에서, 실선은 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제1 다층막 반사경(41) 및 제2 다층막 반사경(42C)의 총 반사율을 나타낸다. 도 15는 다층막(33)의 표면[흡수층(50, 67)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층을 구비하지 않은 2개의 다층막 반사경을 조합한 경우의 OoB광(L2)에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 15에 도시된 바와 같이, 제1 다층막 반사경(41)과 제2 다층막 반사경(42C)을 조합함으로써, 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 넓은 파장 영역에 있어서, OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
<제4 실시예>
이어서, 제4 실시예에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서, 전술한 실시예의 구성 요소와 동일 또는 유사한 구성 요소에는 동일한 도면 부호를 붙이고, 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
본 실시예에서는, 집광 렌즈(10)와 조명 광학계(IL)의 복수의 다층막 반사경(11∼15) 중에서, 적어도 하나의 다층막 반사경이 전술한 도 8에 도시된 제1 다층막 반사경(41B)이고, 적어도 하나의 다층막 반사경이 도 16에 도시된 제2 다층막 반사경(42D)인 경우에 대하여 설명한다.
제1 다층막 반사경은 도 8을 참조로 하여 전술한 제1 다층막 반사경(41B)이 므로, 그 설명을 생략한다. 또한, 제1 다층막 반사경(41B)의 반사 파장 특성은 도 10을 참조로 하여 설명하였으므로, 그 설명을 생략한다.
이어서 제2 다층막 반사경(42D)을 설명한다. 도 16에서, 제2 다층막 반사경(42D)은, 베이스(39); 베이스(39) 상에 소정의 주기 길이 "d"로 교대로 적층된 제1 층(31)과 제2 층(32)을 구비하고, EUV광(L1)을 반사할 수 있는 다층막(33); 및 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역(자외 영역) 중 적어도 일부의 OoB광(L2)을 흡수하는 흡수층(70)을 포함한다.
본 실시예에서, 제2 다층막 반사경(42D)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)은 전술한 제1 실시예에서 설명한 제1 다층막 반사경(41)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)과 동일하다. 제2 다층막 반사경(42D)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)의 설명은 생략한다.
도 16에서, 흡수층(70)은, 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되며 제1 재료로 이루어지는 제1 흡수층(71); 및 제1 흡수층(71)의 표면에 접촉하도록 형성되며 제2 재료로 이루어지는 제2 흡수층(72)을 포함한다. 본 실시예에서, 제1 흡수층(71)은 탄화붕소(B4C)로 형성되고, 제2 흡수층(72)은 실리콘(Si)으로 형성된다. 일례로서, 본 실시예에서는, 제1 흡수층(71)은 두께가 31 ㎚이고, 제2 흡수층(72)은 두께가 3 ㎚이다.
도 17은 도 16에 도시된 제2 다층막 반사경(42D)의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입 사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 17에서, 실선은 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제2 다층막 반사경(42D)의 반사율을 나타낸다. 도 17은 다층막(33)의 표면[흡수층(70)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층을 구비하지 않은 다층막 반사경의 OoB광에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 17에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제2 다층막 반사경(42D)은 파장 600 ㎚ 부근의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
도 18은 도 8에 도시된 제1 다층막 반사경(41B)과 도 16에 도시된 제2 다층막 반사경(42D)을 조합한 경우의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 18에서, 실선은 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제1 다층막 반사경(41B) 및 제2 다층막 반사경(42D)의 총 반사율을 나타낸다. 도 18은 다층막(33)의 표면[흡수층(51, 70)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층을 구비하지 않은 2개의 다층막 반사경을 조합한 경우의 OoB광(L2)에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 18에 도시된 바와 같이, 제1 다층막 반사경(41B)과 제2 다층막 반사경(42D)을 조합함으로써, 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 넓은 파장 영역에 있어서, OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
<제5 실시예>
이어서, 제5 실시예에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서, 전술한 실시예의 구성 요소와 동일 또는 유사한 구성 요소에는 동일한 도면 부호를 붙이고, 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
본 실시예에서는, 집광 렌즈(10)와 조명 광학계(IL)의 복수의 다층막 반사경(11∼15) 중에서, 적어도 하나의 다층막 반사경이 도 19에 도시된 제1 다층막 반사경(41C)이고, 적어도 하나의 다층막 반사경이 도 20에 도시된 제2 다층막 반사경(42E)인 경우에 대하여 설명한다.
먼저 제1 다층막 반사경(41C)을 설명한다. 도 19에서, 제1 다층막 반사경(41C)은, 베이스(39); 베이스(39) 상에 소정의 주기 길이 "d"로 교대로 적층된 제1 층(31)과 제2 층(32)을 구비하고, EUV광(L1)을 반사할 수 있는 다층막(33); 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역(자외 영역) 중 적어도 일부의 OoB광(L2)을 흡수하는 흡수층(80); 및 흡수층(80)의 표면에 접촉하도록 형성되는 보호층(90)을 포함한다.
본 실시예에서, 제1 다층막 반사경(41C)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)은, 전술한 제1 실시예에서 설명한 제1 다층막 반사경(41)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)과 동일하다. 제1 다층막 반사경(41C)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)의 설명은 생략한다.
도 19에서, 제1 다층막 반사경(41C)의 흡수층(80)은 탄화규소(SiC)로 형성된다. 일례로서, 본 실시예에서의 흡수층(80)은 두께가 17 ㎚이다.
또한, 도 19에서, 제1 다층막 반사경(41C)의 보호층(90)은 루테늄(Ru)으로 형성된다. 일례로서, 본 실시예에서의 보호층(90)은 두께가 2 ㎚이다.
본 실시예에서, 보호층(90)은 다층막 반사경의 표면의 산화를 막는 층의 역할을 하거나, 또는 다층막 반사경의 표면에 부착된 오염물(예컨대, 탄소를 주성분으로 하는 탄소 오염물)을 제거할 때에 작용하는 보호층의 역할을 한다. 별법으로서 또는 게다가, 보호층(90)은 루테늄의 화합물(예컨대, 루테늄 합금), 루테늄의 산화물, 실리콘(Si), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수 있다.
이어서 제2 다층막 반사경(42E)을 설명한다. 도 20에서, 제2 다층막 반사경(42E)은, 베이스(39); 베이스(39) 상에 소정의 주기 길이 "d"로 교대로 적층된 제1 층(31)과 제2 층(32)을 구비하고, EUV광(L1)을 반사할 수 있는 다층막(33); 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역(자외 영역) 중 적어도 일부의 OoB광(L2)을 흡수하는 흡수층(81); 및 흡수층(81)의 표면에 접촉하도록 형성되는 다층막(35)을 포함하며, 다층막은 제1 층(31) 및 제2 층(32)으로 이루어진 층쌍(34)을 2개 포함한다.
본 실시예에서, 제2 다층막 반사경(42E)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)은 전술한 제1 실시예에서 설명한 제1 다층막 반사경(41)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)과 동일하다. 제2 다층막 반사경(42E)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)의 설명은 생략한다.
도 20에서, 제2 다층막 반사경(42E)의 흡수층(81)은 일산화규소(SiO)로 형성된다. 일례로서, 본 실시예에서의 흡수층(81)은 두께가 28 ㎚이다.
또한, 도 20에서, 제2 다층막 반사경(42E)의 다층막(35)은 2개의 층쌍(34)으로 형성된다. 일례로서, 본 실시예에서의 다층막(35)은 두께가 14 ㎚이며, 각 층쌍(34)의 두께는 7 ㎚이다.
도 21은 도 19에 도시된 제1 다층막 반사경(41C)의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 21에서, 실선은 파장 190 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제1 다층막 반사경(41C)의 반사율을 나타낸다. 도 21은 다층막(33)의 표면[보호층(90)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층 및 보호층을 구비하지 않은 다층막 반사경의 OoB광(L2)에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 21에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제1 다층막 반사경(41C)은 특히 파장 270 ㎚ 부근의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
도 22는 도 20에 도시된 제2 다층막 반사경(42E)의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 22에서, 실선은 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제2 다층막 반사경(42E)의 반사율을 나타낸다. 도 22는 다층막(33)의 표면[다층막(35)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 흡수층 및 다층막(35)을 구비하지 않은 다층막 반사경의 OoB광(L2)에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 22에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제2 다층막 반사경(42E)은 특히 파장 600 ㎚ 부근의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
이어서, 본 실시예에서는, 적어도 하나의 다층막 반사경이 도 23에 도시된 제2 다층막 반사경(42F)으로 구성되어 있는 경우를 설명한다.
도 23에서, 제2 다층막 반사경(42F)은, 베이스(39); 베이스(39) 상에 소정의 주기 길이 "d"로 교대로 적층된 제1 층(31)과 제2 층(32)을 구비하고, EUV광(L1)을 반사할 수 있는 다층막(33); 다층막(33)의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역(자외 영역) 중 적어도 일부의 OoB광(L2)을 흡수하는 흡수층(81); 흡수층(81)의 표면에 접촉하도록 형성되고, 제1 층(31) 및 제2 층(32)으로 이루어진 하나의 층쌍(34)을 구비하는 다층막(36); 및 다층막(36)의 표면에 접촉하도록 형성되는 보호층(90)을 포함한다.
본 실시예에서, 제2 다층막 반사경(42F)의 베이스(39), 제1 층(들)(31) 및 제2 층(들)(32)은 전술한 제1 실시예에서 설명한 제1 다층막 반사경(41)의 베이스(39), 제1 층(31) 및 제2 층(32)과 동일하다. 또한, 제2 다층막 반사경(42F)의 흡수층(81)은 본 실시예에서 설명한 제2 다층막 반사경(42E)의 흡수층(81)과 동일하다. 또한, 제2 다층막 반사경(42F)의 보호층(90)은 본 실시예에서 설명한 제1 다층막 반사경(41C)의 보호층(90)과 동일하다. 제2 다층막 반사경(42F)의 베이 스(39), 제1 층(들)(31), 제2 층(들)(32), 흡수층(81) 및 보호층(90)의 설명은 생략한다.
또한, 도 23에서, 제2 다층막 반사경(42F)의 다층막(36)은 하나의 층쌍(34)으로 형성된다. 일례로서, 본 실시예에서의 다층막(36)은 두께가 7 ㎚이다.
도 24는 도 23에 도시된 제2 다층막 반사경(42F)의 반사 파장 특성을 보여준다. 횡축은 다층막 반사경에 입사하는 OoB광(L2)의 파장을 나타낸다. 종축은 입사한 OoB광(L2)에 대한 다층막 반사경의 반사율을 나타낸다. 도 24에서, 실선은 파장 190 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)에 대한 제2 다층막 반사경(42F)의 반사율을 나타낸다. 도 24는 다층막(33)의 표면[보호층(90)의 표면]에 대한 광의 입사각이 약 90°인 경우를 보여준다. 비교예로서, 다층막(36) 및 보호층을 구비하지 않은 다층막 반사경의 OoB광(L2)에 대한 반사율을 점선으로 나타내고 있음을 유의하라.
도 24에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제2 다층막 반사경(42F)은 특히 파장 650 ㎚ 부근의 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
제1 다층막 반사경(41C)과 제2 다층막 반사경(42E)을 조합하면, 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 넓은 파장 영역에 있어서, OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다. 또한, 제1 다층막 반사경(41C)과 제2 다층막 반사경(42F)을 조합하면, 파장 100 ㎚로부터 파장 900 ㎚까지의 넓은 파장 영역에 있어서, OoB광(L2)의 반사를 양호하게 억제할 수 있다.
전술한 제1 내지 제5 실시예에서는, 서로 다른 파장 영역의 OoB광(L2)의 반사를 각각 억제하는 2개의 다층막 반사경이 조명 광학계(IL)에 마련되어 있는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, OoB광(L2)의 반사가 억제되는 파장 영역이 서로 다른 임의의 수(셋 이상)의 다층막 반사경이 조명 광학계(IL)에 마련될 수 있음은 물론이다. 이에 의해, 보다 넓은 파장 영역에 있어서 OoB광(L2)의 반사를 억제할 수 있다.
전술한 각 실시예에서는, OoB광(L2)의 반사를 억제하는 다층막 반사경이 조명 광학계(IL)에 배치되어 있는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 마스크(M)로부터의 광을 기판(P)으로 안내하는 투영 광학계(PL)가, OoB광(L2)의 반사를 억제하는 다층막 반사경을 구비할 수 있다. 이와 같이 함으로써도, 투영 광학계(PL)의 광학 성능의 열화를 억제할 수 있고, 노광 불량의 발생을 억제할 수 있다.
전술한 각 실시예에서는, OoB광(L2)의 반사를 억제하는 다층막 반사경이 노광 장치(EX)의 광학 장치[조명 광학계(IL), 투영 광학계(PL)]에 배치되어 있는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, OoB광(L2)의 반사를 억제하는 다층막 반사경이 노광 장치(EX) 이외의 광학 장치에 배치될 수 있음은 물론이다. 광학 장치가 제1 위치로부터의 극자외 영역의 광(전자파)을 복수의 다층막 반사경 각각을 사용해 반사하여 이 광을 제2 위치로 안내하는 경우, OoB광(L2)의 반사를 억제하는 다층막 반사경이 광학 장치에 배치된다. 이에 의해, 광학 장치의 광학 성능의 열화를 억제할 수 있고, OoB광(L2)이 제2 위치에 조사되는 것을 억제할 수 있다.
전술한 각 실시예에서는, 다층막(33, 35, 36)이 Mo/Si 다층막인 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 예를 들어 EUV광(L1)의 파장 대역에 따라, 다층막을 형성하는 재료를 변경할 수 있다. 예를 들어, EUV광의 파장 대역이 11.3 ㎚ 부근인 경우, 몰리브덴층(Mo층)과 베릴륨층(Be층)을 교대로 적층한 Mo/Be 다층막을 사용하여 높은 반사율을 확보할 수 있다.
전술한 각 실시예에서는, 다층막(33, 35, 36)의 제1 층(31)을 형성하는 재료로서, 루테늄(Ru), 탄화몰리브덴(Mo2C), 산화몰리브덴(Mo2O), 규화몰리브덴(MoSi2) 등을 사용할 수 있다. 또한, 다층막(33, 35, 36)의 제2 층(32)을 형성하는 재료로서, 탄화규소(SiC)를 사용할 수 있다.
전술한 각 실시예에서는, 예를 들어 베이스(39)와 다층막(33) 사이에, 은 합금, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 등과 같은 열전도율이 큰 금속의 층이 마련될 수 있다. 게다가 또는 별법으로서, 베이스(39)와 다층막(33) 사이에는, 불화리튬(LiF), 불화마그네슘(MgF2), 불화바륨(BaF2), 불화알루미늄(AlF3), 불화망간(MnF2), 불화아연(ZnF2) 등과 같은 재료로 이루어진 수용성의 기층이 마련될 수 있다. 별법으로서, 기층은 공정(共晶) 합금, Bi, Pb, In, Sn 및 Cd로 이루어진 군에서 선택되는 2 이상의 원소를 조합하여 이루어진 2원계(元系) 내지 5원계의 공정 합금, Au-Na 공정 합금, Na-Tl 공정 합금 및 K-Pb 공정 합금 등과 같은 저융점 합금을 포함할 수 있다.
전술한 각 실시예의 기판(P)으로서는, 반도체 디바이스의 제조에 사용되는 반도체 웨이퍼 뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용 유리 기판, 박막 자기 헤드용 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에서 유사하게 사용되는 마스터 마스크 혹은 레티클(합성 석영 혹은 실리콘 웨이퍼), 막 부재 등이 사용될 수 있다. 또한, 기판은 원 형상에 한정되지 않고, 직사각형 또는 그 외의 형상일 수 있다.
노광 장치(EX)로서는, 마스크(M) 및 기판(P)을 동기(同期) 이동시키면서 마스크(M)의 패턴을 주사 노광하는 스캔 타입의 노광 장치(스캔형 스테퍼) 이외에도, 마스크(M) 및 기판(P)이 정지 위치에 있는 상태에서 마스크(M)의 패턴을 일괄 노광하고 기판(P)을 순차적으로 이동시키는 스텝-앤-리피트(step-and-repeat) 타입의 투영 노광 장치(스테퍼)가 사용될 수 있다.
또한, 스텝-앤-리피트 타입의 노광에 있어서는, 제1 패턴과 기판(P)이 각각 실질적으로 정지 위치에 있는 상태에서, 투영 광학계를 사용해 제1 패턴의 축소 이미지를 기판(P)에 전사(轉寫)한 후, 제2 패턴과 기판(P)이 실질적으로 정지 위치에 있는 상태에서, 투영 광학계를 사용해 제2 패턴의 축소 이미지를 제1 패턴과 부분적으로 중첩해 기판(P)에 일괄 노광할 수 있다(스티치 타입의 일괄 노광 장치). 또한, 스티치 타입의 노광 장치로서는, 적어도 2개의 패턴이 부분 중첩식으로 기판(P)에 전사되고, 기판(P)이 순차적으로 이동되는 스텝-앤-스티치 타입의 노광 장치를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 예를 들어 미국 특허 제6,611,316호에 개시된 바와 같이, 2개의 마스크의 패턴을 투영 광학계를 통해 기판 상에서 합성하고, 단일 주사 노광을 이용해 기판 상의 단일 샷(shot) 영역을 실질적으로 동시에 2중 노광하는 노광 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은, 미국 특허 제6,341,007호, 미국 특허 제6,400,441호, 미국 특허 제6,549,269호, 미국 특허 제6,590,634호, 미국 특허 제6,208,407호, 미국 특허 제6,262,796호 등에 개시된 바와 같이, 복수의 기판 스테이지를 갖춘 트윈 스테이지 타입의 노광 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은, 예를 들어 미국 특허 제6,897,963호에 개시된 바와 같이, 기판을 유지하는 기판 스테이지와, 기준 마크가 형성된 기준 부재 및/또는 여러 광전 센서가 탑재되는 계측 스테이지를 갖춘 노광 장치에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 복수의 기판 스테이지와 계측 스테이지를 갖춘 노광 장치에도 적용될 수 있다.
노광 장치(EX)의 타입은, 반도체 소자 패턴을 기판(P)에 노광하는 반도체 소자 제조용 노광 장치에 한정되는 것이 아니라, 액정 디스플레이 소자 제조용이나 디스플레이 제조용의 노광 장치와, 박막 자기 헤드, 촬상 소자(CCD), 마이크로 머신, MEMS, DNA칩, 레티클 혹은 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등도 채택될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들의 노광 장치(EX)는, 각 구성 요소를 포함하는 여러 서브시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도가 유지될 수 있도록 조립함으로써 제조된다. 전술한 각각의 정밀도를 확보하기 위해, 상기 조립의 전후에, 여러 광학 시스템에 대하여 광학적 정밀도를 확보하기 위한 조정과, 여러 기계 시스템에 대하여 기계적 정밀도를 확보하기 위한 조정, 그리고 여러 전기 시스템에 대하여 전기적 정밀도를 확보하기 위한 조정이 행해진다. 여러 서브시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정은, 여러 서브시스템 간의 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 공기압 회로의 배관 접속 등을 포함한다. 상기 여러 서브시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정 이전에, 각 서브시스템의 개별 조립 공정이 있음은 물론이다. 여러 서브시스템의 노광 장치로의 조립 공정이 완료되었을 때, 전체적인 조립이 행해지고, 노광 장치 전체에 대한 여러 정밀도가 확보된다. 온도, 청정도 등이 제어되는 청정실에서 노광 장치의 제조를 행하는 것이 바람직하다는 것을 유의하라.
도 25에 도시된 바와 같이, 반도체 디바이스 등과 같은 마이크로 디바이스는, 마이크로 디바이스 기능 및 성능 설계를 행하는 단계(201); 이러한 설계 단계에 기초하여 마스크(레티클)를 형성하는 단계(202); 디바이스의 베이스인 기판을 제조하는 단계(203); 전술한 실시예에 따라 마스크 상의 패턴의 이미지를 기판에 노광하고 노광된 기판을 현상하는 기판 처리(노광 처리)를 포함하는 기판 처리 단계(204); 디바이스 조립 단계(205)(다이싱 공정, 본딩 공정 및 패키징 공정 등과 같은 처리 공정을 포함); 및 검사 단계(206) 등을 거쳐 제조된다.
전술한 각 실시예 및 변형예에 인용되는 노광 장치 등에 관한 모든 공개 공보와 미국 특허의 개시 내용은, 법령에서 허용하는 범위 내에서, 그 내용이 본원에 참조로 인용되어 있다.
본 발명의 실시예를 이상과 같이 설명하였지만, 본 발명에서 모든 구성 요소는 적절한 조합으로 사용될 수 있고, 별법으로서 일부 구성 요소가 사용되지 않을 수 있음을 유의하라.

Claims (19)

  1. 극자외 영역의 전자파(電磁波)를 반사할 수 있는 복수의 다층막 반사경을 포함하는 광학 장치로서,
    다층막 반사경은 전자파의 광축을 따라 배치되며,
    2개 이상의 다층막 반사경은 극자외 영역 이외의 파장 영역에서 서로 다른 반사 파장 특성을 갖고,
    다층막 반사경의 다층막은, 베이스 상에 교대로 적층된 제1 층과 제2 층을 구비하며,
    다층막 반사경은,
    다층막의 표면에 접촉하도록 형성되며 극자외 영역 이외의 파장 영역
    중 적어도 일부의 전자파를 흡수하는 흡수층; 및
    흡수층의 표면에 접촉하도록 형성된 보호층
    을 구비하는 것인 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서, 보호층은 Ru, Ru의 화합물, Ru의 산화물, Si 및 Ti 중의 적어도 하나를 포함하는 것인 광학 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 극자외 영역 이외의 파장 영역은, 극자외 영역보다 긴 파장 영역을 포함하는 것인 광학 장치.
  4. 극자외 영역의 전자파를 반사할 수 있는 복수의 다층막 반사경을 포함하는 광학 장치로서,
    다층막 반사경은 전자파의 광축을 따라 배치되며,
    2개 이상의 다층막 반사경은 극자외 영역 이외의 파장 영역에서 서로 다른 반사 파장 특성을 갖고,
    다층막 반사경의 다층막은, 베이스 상에 교대로 적층된 제1 층과 제2 층을 구비하며,
    다층막 반사경은,
    다층막의 표면에 접촉하도록 형성되며 극자외 영역 이외의 파장 영역
    중 적어도 일부의 전자파를 흡수하는 흡수층; 및
    흡수층의 표면에 접촉하도록 형성된 제2 다층막
    을 구비하는 것인 광학 장치.
  5. 제4항에 있어서, 제2 다층막은, 교대로 적층된 제1 층과 제2 층으로 이루어진 층쌍을 적어도 한 쌍 포함하는 박막인 것인 광학 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 다층막 반사경은 제2 다층막의 표면에 접촉하도록 형성된 보호층을 포함하는 것인 광학 장치.
  7. 제6항에 있어서, 보호층은 Ru, Ru의 화합물, Ru의 산화물, Si 및 Ti 중의 적어도 하나를 포함하는 것인 광학 장치.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 극자외 영역 이외의 파장 영역은, 극자외 영역보다 긴 파장 영역을 포함하는 것인 광학 장치.
  9. 베이스;
    베이스 상에 교대로 적층된 제1 층과 제2 층을 구비하고, 극자외 영역의 전자파를 반사할 수 있는 다층막;
    다층막의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역 중 적어도 일부의 전자파를 흡수하는 흡수층으로서, 다층막의 표면에 접촉하도록 형성되며 제1 재료로 이루어지는 제1 흡수층과, 제1 흡수층의 표면에 접촉하도록 형성되며 제2 재료로 이루어지는 제2 흡수층을 구비하는 흡수층; 및
    흡수층의 표면에 접촉하도록 형성된 보호층
    을 포함하는 다층막 반사경.
  10. 제9항에 있어서, 보호층은 Ru, Ru의 화합물, Ru의 산화물, Si 및 Ti 중의 적어도 하나를 포함하는 것인 다층막 반사경.
  11. 베이스;
    베이스 상에 교대로 적층된 제1 층과 제2 층을 구비하고, 극자외 영역의 전자파를 반사할 수 있는 다층막;
    다층막의 표면에 접촉하도록 형성되고, 극자외 영역 이외의 파장 영역 중 적어도 일부의 전자파를 흡수하는 흡수층; 및
    흡수층의 표면에 접촉하도록 형성된 제2 다층막
    을 포함하는 다층막 반사경.
  12. 제11항에 있어서, 제2 다층막은, 교대로 적층된 제1 층과 제2 층으로 이루어진 층쌍을 적어도 한 쌍 포함하는 박막인 것인 다층막 반사경.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 다층막 반사경은 제2 다층막의 표면에 접촉하도록 형성된 보호층을 포함하는 것인 다층막 반사경.
  14. 제13항에 있어서, 보호층은 Ru, Ru의 화합물, Ru의 산화물, Si 및 Ti 중의 적어도 하나를 포함하는 것인 다층막 반사경.
  15. 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 광학 장치를 포함하는 노광 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    노광광으로 마스크를 조명하는 조명 광학계; 및
    노광광으로 조명된 마스크 상의 패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영 광학계
    를 포함하고, 상기 조명 광학계와 상기 투영 광학계 중 적어도 하나는 상기 광학 장치를 포함하는 것인 노광 장치.
  17. 2개 이상의 다층막 반사경을 구비하며, 노광광으로 마스크를 조명하는 조명 광학계; 및
    노광광으로 조명된 마스크 상의 패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영 광학계
    를 포함하고, 상기 2개 이상의 다층막 반사경 중의 하나는 제9항 또는 제10항에 따른 다층막 반사경이며, 상기 2개 이상의 다층막 반사경 중의 다른 하나는 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 다층막 반사경인 것인 노광 장치.
  18. 노광광으로 마스크를 조명하는 조명 광학계; 및
    2개 이상의 다층막 반사경을 구비하며, 노광광으로 조명된 마스크 상의 패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영 광학계
    를 포함하고, 상기 2개 이상의 다층막 반사경 중의 하나는 제9항 또는 제10항에 따른 다층막 반사경이며, 상기 2개 이상의 다층막 반사경 중의 다른 하나는 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 다층막 반사경인 것인 노광 장치.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 단계; 및
    노광된 기판을 현상하는 단계
    를 포함하는 디바이스 제조 방법.
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