KR20140143751A - Euv 파장 범위를 위한 미러, 그러한 미러를 생산하기 위한 방법, 및 그러한 미러를 포함하는 투사 노광 장치 - Google Patents

Euv 파장 범위를 위한 미러, 그러한 미러를 생산하기 위한 방법, 및 그러한 미러를 포함하는 투사 노광 장치 Download PDF

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칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
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Abstract

본 발명은 0°내지 25°사이의 적어도 하나의 입사각에 대해 40% 보다 큰 반사율을 갖는 EUV 파장 범위를 위한 미러(1)에 관한 것이며, 상기 미러는 기판(S) 및 층 배열을 포함하며, 상기 층 배열은 적어도 하나의 비금속 개별 층(B,H,M)을 포함하고, 상기 비금속 개별 층(B,H,M)은 6*1010㎝-3보다 큰 전하 캐리어 밀도 및/또는 1*10-3S/m보다 큰 전기 전도성, 특히 6*1013㎝-3보다 큰 전하 캐리어 밀도 및/또는 1S/m보다 큰 전기 전도성이 상기 비금속 개별 층(B,H,M)에 제공되도록, 10ppb 내지 10% 사이의, 특히 100ppb 내지 0.1% 사이의 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는다.

Description

EUV 파장 범위를 위한 미러, 그러한 미러를 생산하기 위한 방법, 및 그러한 미러를 포함하는 투사 노광 장치 {MIRROR FOR THE EUV WAVELENGTH RANGE, METHOD FOR PRODUCING SUCH A MIRROR, AND PROJECTION EXPOSURE APPARATUS COMPRISING SUCH A MIRROR}
본 발명은 EUV 파장 범위를 위한 미러 및 그러한 미러를 생산하는 방법에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 그러한 미러를 포함하는 마이크로리소그래피(microlithography)를 위한 EUV 광원, EUV 조명 시스템 및 EUV 투사 렌즈에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 마이크로리소그래피를 위한 투사 노광 장치에 관한 것이다.
EUV 파장 범위를 위한 마이크로리소그래피를 위한 투사 노광 장치들은 첫째로, 개별 미러들의 반사율(reflectivity) 값들의 결과가 투사 노광 장치의 총 투과(transmission)를 결정하고, 둘째로 EUV 광원들의 광 출력이 제한되기 때문에, 영상 평면에 마스크의 노출 또는 이미징을 위해 사용되는 미러들은 높은 반사율을 갖는다는 가정에 의존해야 한다. 이러한 경우에, EUV 파장 범위는 5㎚ 내지 20㎚ 사이의 파장들을 갖는 광의 파장 범위인 것으로 이해된다.
높은 반사율 값들을 갖는 13㎚ 주위의 EUV 파장 범위를 위한 미러들은 예를 들어, DE 101 55 711 A1에 공지되어 있다. 그 안에 설명된 미러들은 기판 상에 도포되고 개별 층들의 시퀀스를 갖는 층 배열로 구성되며, 상기 층 배열은 복수의 층 서브 시스템들을 포함하며 상기 층 서브 시스템들 각각은 주기(period)를 형성하는 서로 다른 재료들의 적어도 두 개의 개별 층들의 주기적 시퀀스를 가지며, 개별 서브시스템들의 주기들의 개수 및 주기들의 두께는 기판으로부터 표면을 향해 감소한다.
그러나, 그러한 미러들의 단점은 EUV 투사 노광 장치의 전체 수명 동안, 상기 미러들은 미러의 층 배열에서 미러 위에 입사된 총 EUV 광자들의 대략 1/3을 흡수한다는 것이다. 일반적으로, 고 에너지 EUV 광자들의 흡수는 고체에서 전자들이 방출되는, 광전 효과에 의해 발생한다. 그것의 결과로, 불안정해진 또는 깨진 화학 결합들을 갖는 많은 수의 원자들이 층 재료들 내에 발생된다. 불안정해진 결합들을 갖는 그러한 원자들은 그리고 나서 원자 규모에서 자리 또는 위치의 변화를 손쉽게 수행할 수 있고, 그 결과 영향을 받은 층의 구조 및 그에 따른 그것의 광학 특성도 변한다. 연속적인 조사(irradiation)에 대한 초기 실험들에서, EUV 미러들의 스펙트럼 이동(spectral shift)은 이미 확인되었다.
원자 규모에서 불안정해지고 깨진 결합에 의한 정확한 프로세스들은 현재 불분명하다. 층 재료들은, 확인된 스펙트럼 이동을 설명할 수 있는, 증가된 밀도의 상태를 추정하는 것으로 생각될 수 있다. “압축(compaction)”이라는 용어로 설명된, 그러한 프로세스들은 193㎚를 이용한 VUV 마이크로리소그래피에서 석영 유리들 및 미러 층들로 알려져 있다. 그러나, 또한 불안정해진 원자들은 인접한 층들에서 나온 원자들 또는 투사 노광 장치의 잔류 가스 분위기에서 나온 원자들과 화학 반응을 겪는 것으로 생각될 수 있다.
영향을 받은 층에서 불안정해진 원자들에 의해 초래된 구조적 변화의 결과로, 광학 특성 이외에도 영향을 받은 층의 층 응력 및 영향을 받은 층의 표면 거칠기가 변한다.
미러의 층 응력을 설정하기 위해, 그것을 생산하는 동안, 소위 버퍼 층(buffer layer)들 또는 반-응력 층(anti stress layer;ASL)들이 일반적으로 기판과 반사 코팅 사이에 도포되며, 그것들의 인장 응력에 의하여 반사 코팅의 압축 응력을 상쇄한다. 그러나, 만약 층 배열 내의 응력 비율들이 미러의 불안정해진 원자들의 결과로서 시간에 따라 변하면, 이것은 필연적으로 거울 표면의 형상에 허용되지 않는 변화를 초래한다. 그리고 나서 이것은 투사 노광 장치의 허용되지 않는 이미지 수차(aberration)들을 생기게 한다.
미광(stray light) 손실들을 피하기 위해, EUV 파장 범위를 위한 미러들은 생산하는 동안 매우 매끄러운 기판 및 층 표면들이 제공된다. 그러나, 만약 불안정해진 원자들이 시간이 지남에 따라 HSFR 공간 주파수 범위에서 층들의 거친 인터페이스들을 생기게 하면, 특히 10㎚ 내지 1㎛의 거칠기의 공간 파장들을 갖는 HSFR 범위 및 1㎛ 내지 1㎜의 거칠기의 공간 파장들을 갖는 MSFR 범위에서의 표면 거칠기의 정의에 대해, 이것은 미광 손실들 및 그에 따른 투사 노광 장치의 총 투과의 손실을 초래한다(유. 딩거 등의 “EUV 리소그래피를 위한 미러 기판들: 계측학 및 광학 제조 기술의 진보” Proc. SPIE 제 4146권, 2000 참조).
더욱이, 층들의 인터페이스들에서 불안정해진 원자들은, 어쨌든 이미 일어나는, 층들의 상호 확산(interdiffusion)이 강화되는 결과로 그리고/또는 상호 확산을 억제하기 위해 사용된 층들(소위 장벽 층)의 효과가 감소되는 결과로, 또한 새로운 화학 결합들이 시작될 수 있다. 증가된 상호 확산은 인터페이스들에서 콘트라스트(contrast)의 손실을 일으키고 그러므로 이것은 종합적으로 미러의 반사율의 손실을 일으킨다.
그러므로, 본 발명의 목적은 스펙트럼 거동, 표면 형상 및 미광 손실들에 대해 높은 장기간 안정성을 갖는 EUV 파장 범위를 위한 미러를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 0°내지 25°사이의 적어도 하나의 입사각에 대해 40% 보다 큰 반사율을 갖는 EUV 파장 범위를 위한 미러에 의하여 달성되며, 상기 미러는 기판 및 층 배열을 포함하며, 상기 층 배열은 적어도 하나의 비금속 개별 층을 포함하며, 상기 비금속 개별 층은 6*1010㎝-3보다 큰 전하 캐리어 밀도 및/또는 1*10-3S/m보다 큰 전기 전도성, 특히 6*1013㎝-3보다 큰 전하 캐리어 밀도 및/또는 1 S/m보다 큰 전기 전도성이 상기 비금속 개별 층에 제공되도록, 10ppb 내지 10% 사이의, 특히 100ppb 내지 0.1% 사이의 불순물 원자들을 갖는 도핑(doping)을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명자들은 EUV 광자들에 의한 화학 결합들의 깨짐은 그 자체로는 문제가 되는 것으로 여겨지지 않지만, 오히려 오직 원자들의 자리 또는 위치의 후속 변화가 영향을 받은 비금속 층에 구조적 변화를 야기한다는 것을 인식하였다. 불순물 원자들을 갖는 영향을 받은 비금속 층의 상기 명시된 도핑은, 영향을 받은 층의 충분히 많은 수의 자유롭게 이동하는 전자들에 의하여, 원자들이 원자 규모에서 자리 또는 위치의 변화를 수행할 수 있기 전에 튀어나온 결합 전자들을 매우 신속하게 대체하고 원자들을 안정화하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어 몰리브덴(Mo) 또는 루테늄(Ru)과 같은 금속들은 고밀도의 자유롭게 이동하는 전자들을 갖기 때문에, 금속들로 구성된 그러한 개별 층들은 그러므로 구조적 변화 경향이 거의 없다. 그러나, 예를 들어 상기 금속들의 옥사이드들, 나이트라이드들 및 카바이드들은 비금속 재료들이고 그러므로 방사선 저항력을 위한 충분히 많은 수의 자유 전자들을 제공하기 위해 불순물 원자들을 갖는 도핑을 필요로 한다.
더욱이, 자유 전자들의 공급은 또한 상응하여 도핑된 층들의 열전도도를 증가시킨다. 이것은 EUV 광 펄스의 열 손실(열손실은 보통 상위 30개 층들에 축적된다)이 다음 EUV 광 펄스가 미러에 도달하고 상부 층들을 더 가열시키기 전에 기판을 향해 더 깊은 층들로 이동되는 것을 가능하게 한다. EUV 미러의 최상부 층들의 허용될 수 없는 영구적인 가열은 따라서 방지될 수 있으며, 특히 기판까지 확산된 열은 기판에 상응하는 냉각 채널들을 통해 확산될 수 있고, 그 결과, 최상부 층들은 도핑된 층들의 증가된 열전도도의 도움으로 상응하여 냉각될 수 있다. 이 점에 있어서, 도핑은 미러의 방사선 저항력을 증가시킬 뿐만 아니라, 그것의 열 부하를 영구적으로 감소시킨다.
일 실시예에서, 층 배열은 개별 층들의 적어도 두 주기들의 주기적 시퀀스로 구성된 적어도 하나의 층 서브시스템을 포함하며, 상기 주기들은 고굴절률 층(high refractive index layer) 및 저굴절률 층을 위한 서로 다른 재료들로 구성된 두 개의 개별 층들을 포함하고 적어도 비금속 개별 층의 불순물 원자들을 갖는 도핑은 주기 시스템의 V 그룹에서 나온 적어도 하나의 원소들에 의하여 이루어진다. 상기 적어도 하나의 층 서브 시스템 덕분에, EUV 파장 범위를 위한 미러의 높은 반사율이 보장되고 V그룹에서 나온 원소들의 원자들을 갖는 도핑은 비금속 개별 층들의 전도대(conduction band)에 과잉 전자들을 제공하여 상기 개별 층의 안정화를 제공한다.
본 발명의 문맥에서, 층 서브시스템은 고굴절률 및 저굴절률 층들 사이의 주기들의 동일한 구분 외에는 다르게 주어진, 인접한 층 서브 시스템과 구별되며, 만약 인접한 층 서브시스템들의 주기들의 두께에서 편차가 0.1㎚의 차이로 주어져서 0.1㎚ 보다 큰 편차가 존재하면, 고굴절률 및 저굴절률 층들 사이의 주기들의 동일한 구분 외에는 다른 상태의 층 서브시스템들의 서로 다른 광학 효과를 추정하는 것이 이미 가능하다.
이 경우에서 고굴절률 및 저굴절률이라는 용어는, EUV 파장 범위에서, 층 서브시스템의 주기에서 각각의 파트너 층에 대한 상대적인 용어들이다. EUV 파장 범위에서, 일반적으로 층 서브시스템들은 층 서브시스템의 주기의 주요 구성으로서 광학적으로 고굴절률로 행동하는 층이 거기에 대해 상대적인 광학적으로 저굴절률 층과 결합될 때만 반사층 시스템들로서 기능한다.
다른 실시예에서, 층 배열은 200㎚ 보다 작은 총 두께를 갖고 층 서브시스템의 고굴절률 층들은 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는다. 층 서브시스템의 고굴절률 층들의 도핑은 층 서브시스템의 압축 응력을 감소시키는 것을 가능하게 하여, 추가적인 층 서브시스템이 없는 또는 오직 감소된 두께의 추가적인 층 서브시스템이 응력 보상을 위해 요구된다. 고굴절률 및 저굴절률 층들 사이의 주기들의 주어진 구분에 대해, 주기들의 개수는 응력 보상을 위해 추가적인 층 서브시스템의 인장 응력의 총 절대값을 결정짓는다. 만약 보상을 위해 더 적은 인장 응력이 필요하게 되면, 층 배열의 총 두께는 또한 결과적으로 감소된다. 따라서, 20MPa보다 작은 총 층 응력을 갖고 그럼에도 불구하고 200㎚보다 작은 층 배열의 총 두께를 가지며, 0°내지 25°사이의 적어도 하나의 입사각에 대해 40% 보다 큰 반사율을 갖는 EUV 파장 범위를 위한 미러를 제공하는 것은 도핑에 의하여 가능하다. 특히, 이것은 사실상 수직 입사와 60% 보다 큰 반사율을 갖는 미러들에 적용된다.
추가적인 실시예에서, 미러는 10kJ/㎜2보다 큰 선량(dose)을 갖는 EUV 파장 범위에서 나온 광으로 조사한 후에 광학적으로 사용된 표면의 위치에서, 수직 입사에 대해 12㎚ 내지 14㎚ 사이의 반사 스펙트럼 내에서 평균 반사 파장을 가지며, 이것은 12㎚ 내지 14㎚ 사이의 광원의 평균 방출 파장으로부터 0.25㎚ 보다 작게, 특히 0.15㎚보다 작게 벗어난다. 이것은 스펙트럼 이동들의 결과로 투사 노광 장치의 상대적으로 긴 작동 기간의 경우에 웨이퍼들의 처리량 감소를 방지한다. 본 발명에 따르면, 개별 층들의 도핑은 방사선에 의해 초래되는 구조적 변화들 및 그에 따른 개별 층들의 광학 성질들의 변화를 방지한다. 따라서 미러가, 지시된 선량 후에도, 조사의 초기에서와 사실상 동일한 반사 스펙트럼을 갖는 것이 가능하다.
본 발명의 문맥에서, 12㎚ 내지 14㎚ 사이의 광원의 평균 방출 파장 및 방출 스펙트럼은 광 발생 위치에서의 직접적인 평균 파장 및 평균 스펙트럼인 것으로 이해된다. 이러한 스펙트럼이 모호하지 않고 광학 구성품들의 특성들에 의해 변질되지 않는 것은 실제 광 발생의 위치에서 만이다. 일반적으로, EUV 광원의 집광 미러(collector mirror)에서 시작하여 EUV 투사 노광 장치의 마지막 미러까지, 투사 노광 장치의 미러들은 그것들의 반사하는 스펙트럼에 관해, 투사 노광 장치의 최대 총 투과를 위해 광원의 이러한 방출 스펙트럼과 조화된다.
EUV 광원의 집광 미러들 및/또는 EUV 조명 시스템의 미러들에 대한 다른 실시예에서, 위에 지시된 선량으로 조사한 후에 평균 방출 파장으로부터의 평균 반사 파장의 편차는 0.05㎚ 보다 작다. 이것은 특히, 상응하는 도핑에 의하여 방사선에 저항력이 있도록 만들어진 광원 근처에 위치된 미러들 덕분에 총 투과의 상대적으로 큰 손실들을 방지할 수 있게 한다. 광원에 더 가까운 곳에 미러가 위치할 수록, 상기 미러가 일반적으로 받는 표면 출력 밀도들 또는 수명 효과들은 더 커진다. 이것은 특히 EUV 광원의 집광 미러에 적용된다.
본 발명에 따른 미러의 일 실시예에서, 층 배열의 비금속 개별 층은 B4C, C, Zr 옥사이드(oxide)들, Zr 나이트라이드(nitride)들, Si, Si 옥사이드들, Si 나이트라이드들, Si 카바이드(carbide)들, Si 보라이드(boride)들, Mo 나이트라이드들, Mo 카바이드들, Mo 보라이드들, Ru 옥사이드들, Ru 나이트라이드들, Ru 카바이드들 및 Ru 보라이드들인 재료들의 그룹으로부터 선택된 또는 상기 재료들의 그룹으로부터 화합물로 만들어진 재료들로 구성된다. 특히, 이러한 언급된 재료들은 EUV 방사선 하에서 구조적 변화 경향이 있고 그러므로 상응하는 도핑에 의해 안정화되어야 한다.
본 발명에 따른 미러의 다른 실시예에서, 주기를 형성하는 적어도 하나의 층 서브시스템의 두 개의 개별 층들은 몰리브덴(Mo) 및 실리콘(Si) 재료들 또는 루테늄(Ru) 및 실리콘(Si) 재료들로 구성된다. 이것은 오직 두 개의 서로 다른 재료들이 미러의 층 배열의 서브 시스템들의 생산을 위해 사용되기 때문에 특히 높은 반사율 값들을 얻는 것과 동시에 생산 엔지니어링 이점들을 실현하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 이러한 실시예에서, 실리콘으로 구성된 적어도 하나의 개별 층은 장기간 변화들에 대해 미러를 보호하기 위해, 10ppb 내지 10% 사이의 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는다. 이러한 실시예의 추가적인 구성에서, 기판에서 가장 멀리 떨어진 적어도 하나의 층 서브시스템의 적어도 10 주기들, 특히 적어도 5 주기들의 실리콘으로 구성된 모든 개별 층들은 장기간 안정화를 위해 불순물 원자들을 갖는 이러한 도핑을 갖는다. 이러한 경우에, 층 배열에서 EUV 방사선의 강도는 캐핑 층(capping layer)에서 가장 높고 층 배열 내로 침투 깊이가 증가함에 따라 지수적으로 감소한다는 것이 고려되어야 한다. 그러므로, 상응하여 도핑된 층들을 갖는 적어도 상부의 5 주기들을 갖추는 것이 특히 적절하다.
이러한 경우에, 추가적인 실시예에서, 개별 층들은 적어도 하나의 장벽 층에 의해 분리되며, 상기 장벽 층은 B4C, C, Si 나이트라이드, Si 카바이드, Si 보라이드, Mo 나이트라이드, Mo 카바이드, Mo 보라이드, Ru 나이트라이드, Ru 카바이드 및 Ru 보라이드인 재료들의 그룹으로부터 선택된 또는 상기 그룹으로부터 화합물로 만들어진 재료로 구성된다. 그러한 장벽 층은 한 주기의 두 개의 개별 층들 사이의 상호 확산을 억제시키고, 그렇게 함으로써 두 개의 개별 층들의 전이점에서 광학 콘트라스트를 증가시킨다. 한 주기의 두 개의 개별 층들에 대해 몰리브덴 및 실리콘 재료들을 사용하여, 기판으로부터 보았을 때, Si 층 위에 하나의 장벽 층은 충분한 콘트라스트를 제공하기 위해 충분하다. Mo 층 위에 제2 장벽 층은 이 경우에 생략할 수 있다. 이러한 관점에서, 한 주기의 두 개의 개별 층들을 분리하기 위해 적어도 하나의 장벽 층이 제공되어야 하며, 적어도 하나의 장벽 층은 위에 지시된 재료들의 다양한 것들 또는 그것들의 화합물들로부터 완벽하게 잘 구성될 수 있고 이 경우에 또한 서로 다른 재료들 또는 화합물들의 층이 있는 구조를 보일 수 있다.
B4C 재료를 포함하고 0.35㎚ 내지 0.8㎚ 사이, 바람직하게는 0.4㎚ 내지 0.6㎚ 사이의 두께를 갖는 장벽 층들은 실제로 층 배열의 높은 반사율 값들로 이어진다. 특히 루테늄 및 실리콘으로 구성된 층 서브시스템들의 경우, B4C으로 구성된 장벽 층들은 장벽 층의 두께가 0.4㎚ 내지 0.6㎚ 사이의 값들인 경우 최대 반사율을 보인다.
추가적인 실시예에서, 본 발명에 따른 미러는 진공을 향해 미러의 층 배열을 종결시키는, 화학적으로 불활성인 재료로 구성된 적어도 하나의 층을 포함하는 캐핑 층 시스템을 포함한다. 그러면 미러는 주변의 영향들에 대해 보호된다. 이러한 실시예에서, 층 배열을 종결시키는 층의 표면 거칠기는 0.2㎚ rms HSFR, 특히 0.1㎚ rms HSFR 보다 작다. 그렇게 함으로써 미광 손실들을 피할 수 있다.
다른 실시예에서, 층 배열의 종결하는 층은 옥사이드 및/또는 나이트라이드로 구성되고 주기 시스템의 V그룹에서 나온 적어도 하나의 원소의 원자들에 의하여 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는다. 특히, 옥사이드들 및/또는 나이트라이드들로 이루어진 캐핑 층들의 도핑은 캐핑 층들이 예를 들어 구조적 변화 때문에 상술한 선량으로, 상대적으로 긴 조사 후에 상대적으로 높은 표면 거칠기를 갖는 것을 방지한다. 이러한 경우에, 또한 상대적으로 높은 표면 거칠기를 갖는 표면들은 EUV 투사 노광 장치의 잔류 가스 분위기의 주변 영향들을 더 큰 범위로 받는다는 것을 고려해야 한다. 이것은 결국 자기 강화 효과 (self-reinforcing effect)를 야기할 수 있고 캐핑 층을 사용할 수 없게 만들 수 있다.
추가적인 실시예에서, 층 배열은 응력 보상을 위해 적어도 하나의 추가적인 층 서브시스템을 가지며, 상기 추가적인 층 서브시스템은 개별 층들의 적어도 2 주기들의 주기적 시퀀스로 구성되며, 상기 주기들은 고굴절률 층 및 저굴절률 층을 위한 서로 다른 재료들로 구성된 두 개의 개별 층들을 포함한다. 그러한 추가적인 층 시스템은 코팅 후에 미러의 허용될 수 없는 변형을 방지할 수 있게 한다.
일 실시예에서, 층 배열의 총 층 응력은 100MPa보다 작고, 특히 50MPa보다 작고, 바람직하게는 20MPa보다 작다. 그러한 총 층 응력은, 미러 직경의 미러 두께에 대한 일반적인 형상비가 5:1로 주어진 경우, 코팅 후의 미러의 표면 형상은 코팅 이전의 기판의 표면 평상으로부터 0.1㎚ rms 수치보다 작게 벗어나도록 한 것을 가능하게 한다. 이러한 경우에, 추가적인 층 서브시스템의 인장 응력은 +240MPa 보다 작다. 기판과 적어도 하나의 층 서브시스템 사이에 배열된 추가적인 층 서브시스템에 대한 그러한 낮은 인장 응력은 추가적인 층 서브시스템에 대해 전반적으로 더 적은 주기들이 필요하다는 장점을 갖는다. 이것은 더 높은 공정 안정성과 더 짧은 제조 시간의 결과가 된다.
일 실시예에서, 추가적인 층 서브시스템은 5㎚ 또는 그보다 작은, 특히 3.5㎚ 또는 그보다 작은 주기들의 두께를 갖는다. 그러한 얇은 주기들은, 고 비율의 몰리브덴의 경우에, 얇은 몰리브덴 층들로 이어지고 그에 따라 이러한 층들에서 결정 성장(crystal growth)을 방지한다. 그렇게 함으로써 낮은 표면 거칠기를 갖는 응력 보상을 위한 추가적인 층 서브시스템들을 제조할 수 있고 그에 따라 미광 손실들을 피할 수 있다.
추가적인 실시예에서, 수직 입사에 대해 본 발명에 따른 미러의 반사율은 60% 보다 크고, 추가적인 층 서브시스템의 주기들의 개수는 20 보다 작고, 특히 15 보다 작다. 사실상 수직 입사, 즉 5°보다 작은 입사각,에 대해 그러한 미러들은 일반적으로 모노스택(monostack)으로 또는 오직 하나의 층 서브시스템과 함께 구체화되고 높은 압축력들을 갖는다. 적어도 하나의 층 서브시스템의 도핑은 생산을 위한 응력 보상을 위해 추가적인 층 서브시스템의 주기들의 개수를 제한하는 것이 가능한 방식으로 상기 압축력들을 감소시키는 것을 가능하게 한다.
더욱이, 본 발명의 목적은 EUV 파장 범위에 대해 본 발명에 따라 미러를 코팅하기 위한 방법에 의하여 달성되며, 10-9 mbar 보다 큰, 특히 10-7 mbar보다 큰 불순물 원자들의 부분압이 적어도 하나의 비금속 개별 층의 코팅 동안 코팅 장치 내에 존재한다. 비금속 층의 코팅 공정 동안 코팅 장치의 잔류 가스에 불순물 원자들의 그러한 추가는 도핑을 위한 간단하고 비용 효과적인 가능성을 제공한다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 비금속 개별 층의 코팅은 적어도 10-4 mbar의 작동 압력에서 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)에 의해 수행된다. 예를 들어 이온 빔 스퍼터링 또는 펄스 레이저 증착과 같은 다른 방법들과 비교하여 더 높은 속도들에서 이러한 공정의 높은 반복 정밀도 때문에, 마그네트론 스퍼터링은 특히 EUV 층들의 공업용 생산에 대해 적당하다.
추가적인 실시예에서, 본 발명에 따른 미러의 코팅을 위한 방법에서 코팅 장치의 잔류 가스에 불순물 원자들의 추가에 대한 대안으로 또는 그에 더하여, 10ppb 내지 10% 사이의 불순물 원자들을 갖는 상응하는 도핑을 이미 갖는 적어도 하나의 스퍼터링 타겟이 사용된다. 이러한 경우에, 잔류 가스의 불순물 원자들 및 스퍼터링 타겟의 불순물 원자들은 완전히 다를 수 있다.
더욱이, 본 발명의 목적은 EUV 광원, EUV 조명 시스템 및/또는 본 발명에 따른 적어도 하나의 미러를 포함하는 EUV 투사 렌즈에 의하여 달성된다.
더욱이, 본 발명의 목적은 마이크로리소그래피에 대해 본 발명에 따른 투사 노광 장치에 의하여 달성된다.
일 실시예에서, 이러한 경우, EUV 광원의 집광 미러는 EUV 조명 시스템에 대한 미러 및/또는 EUV 투사 렌즈에 대한 미러의 비금속 개별 층의 불순물 원자들을 갖는 도핑보다 더 높은 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는 적어도 하나의 비금속 개별 층을 갖는다. 이것은 EUV 광의 높은 표면 출력 밀도를 영구적으로 받는 그 구성품들에 장기간 안정화를 위한 필요한 도핑을 제한한다. 결과적으로, 마이크로리소그래피를 위한 EUV 투사 노광 장치의 모든 미러들의 도핑은 (상기 도핑은 생산 엔지니어링의 관점에서 복잡함) 방지되고 필요한 미러들의 양으로 제한된다.
결과적으로, 추가적인 실시예에서, EUV 조명 시스템을 위한 미러는 투사 노광 장치의 EUV 투사 렌즈를 위한 미러의 비금속 개별 층의 불순물 원자들을 갖는 도핑보다 더 높은 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는 비금속 개별 층을 갖는다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들은 본 발명에 필수적인 세부 정보들을 도시하는, 도면들을 참조로 하여 다음의 발명의 예시적인 실시예들의 설명 및 청구항들로부터 명확해질 것이다. 개별 특징들은 각각의 경우 그것들 자체로 개별적으로 또는 본 발명의 변형에서 임의의 소정의 조합에서 복수로서 실현될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 도면들을 참조로 하여 아래에 더 상세히 도시되어 있다.
도 1은 투사 노광 장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 EUV 광원 및 조명 시스템의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 미러의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 제2 미러의 개략도를 도시한다.
도 1은 마이크로전자공학 구성품들을 생산하기 위한 투사 노광 장치(100)의 개략도를 도시하며, 예를 들어, 이것은 EUV 범위에서의 작동 파장과 함께 스캐닝 방향(126)에 따라 스캐닝 모드에서 작동되고 층 배열을 갖는 하나 이상의 광학 요소들을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 상기 투사 노광 장치(100)는 사실상 포인트 타입 플라즈마 방사선 소스를 갖는다. 레이저 소스(102)에서 나온 방사선은 집광(condenser) 렌즈 요소(104)를 통해 피드(108)를 통해 도입된 적절한 재료로 향하고 플라즈마(106)를 형성하기 위해 여기 된다. 상기 플라즈마(106)에서 방출된 방사선은 집광(collector) 미러(110)에 의해 중간 초점(Z)으로 조사된다. 중간 초점(Z)에서 상응하는 멈춤부들(111)은 바람직하지 않은 빗나간 방사선이 상기 투사 노광 장치(100)의 조명 시스템의 하류의 미러들(112, 114, 116, 118, 120)에 충돌되지 않게 한다. 평면 미러(122)는 레티클(reticle)(124)을 위한 장착부가 배열되는, 대상 평면에서 기계적 및 전자적 구성품들을 위해 사용 가능한 구조적 공간들을 만들기 위해, 시스템을 절첩하는 역할을 한다. 본 발명의 예시에서, 상기 조명 시스템에서, 상기 미러(112)는 필드 패싯 미러(field facet mirror)(114) 및 퓨필 패싯 미러(pupil facet mirror)(116)가 뒤따른다. 상기 필드 패싯 미러(114)는 투사 노광 장치의 방사선 소스의 다수의 이미지들을, 퓨필 패싯 미러(116)로서의 역할을 하며 가능한 균일한 조명이 가능하도록 대상 평면에서 상기 필드 패싯 미러(114)의 패싯들의 이미지들을 중첩하는, 제2 패싯 미러가 배열된, 퓨필 평면(pupil plane)으로 투사하는 역할을 한다. 상기 패싯 미러들(114,116)의 하류에 배열된 미러들(118,120)은 실질적으로 대상 평면에 필드를 형성하는 역할을 한다. 상기 대상 평면에 배열된 것은 구조가 있는 레티클(124)이며, 이것의 구조는 본 예에서 6개의 미러들을 갖는 투사 렌즈(128)에 의하여 노출되어야 하는 대상(130)(예를 들어 웨이퍼)에 조사된다. 상기 레티클(124)은 여기서 스캐닝 시스템으로 설계된, 상기 투사 노광 장치(100)에 그려진 방향(126)으로 이동 가능하고, 예를 들어 투사 렌즈에 의하여 상기 레티클(124)의 각각의 구조들을 상응하여 웨이퍼(130)에 투사하기 위해 부분들에 계속적으로 조사된다.
도 2는 조명 시스템(11)과 함께 방사선 소스를 도시한다. 본 발명에 따라 도핑된 집광 미러(1)는 플라즈마 액적(2)에 의해 형성되고 적외선 레이저(3)에 의해 여기되는, 광원 주위에 배열된다. EUV 파장 범위에서, 예를 들어 13.5nm 주위의 범위에서 파장들을 얻기 위해, 예를 들어 Sn이 10.6 μm의 파장에서 작동하는 CO2 레이저에 의하여 플라즈마를 형성하기 위해 여기될 수 있다. CO2 레이저 대신에, 예를 들어 고체상 레이저들도 이용할 수 있다. 상기 집광 미러(1)는 중간 초점(4)의 멈춤부(5)의 하류에 개별 패싯들(18)을 갖는 필드 패싯 미러(16) 및 개별 패싯들(19)을 갖는 퓨필 패싯 미러(17)가 뒤따른다. 웨이퍼 상에 투사되어야 하는 구조를 갖는 레티클(13) 상에 선(ray)들이 충돌되기 전에(레티클은 y방향으로 스캔됨), 상기 선들은 또한 폴딩 미러(folding mirror)(12)에 의해 방향이 바뀐다. 상기 폴딩 미러(12)는 광학적 기능을 많이 갖지 않으며, 오히려 상기 조명 시스템(11)의 공간 요건들을 최적화하는 역할을 한다.
매우 다양한 방사선 소스들이 EUV 리소그래피, 그 중에서도 예를 들어 레이저 여기(소위 LPP 소스들) 또는 가스 방전(소위 DPP 소스들)을 기반으로 할 수 있는 플라즈마 소스들, 싱크로트론 방사선 소스들 또는 자유 전자 레이저들(Free Electron Laser;FEL)들에 사용될 수 있음이 지적되어야 한다. 이러한 경우에, 현재 선호되는 LPP 및 DPP 소스들은 상응하여 높은 펄스 출력의 분리된 주기적 광 펄스들로 EUV 광을 방출하는 펄스 광원들로서 구현되는 것을 고려해야 한다.
본 발명에 따른 미러(1)는 도 3 및 도 4를 참조로 하여 각각의 경우 아래에 설명되며, 상기 미러들의 상응하는 형상들은 도면들에서 동일한 참조 부호들을 갖는다. 더욱이, 본 발명에 따른 이러한 미러들의 상응하는 형상들 또는 특성들은 도 4에 대한 설명 후에 실질적으로 도 3 및 도 4에 대한 요약에서 설명될 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 미러(1)의 개략도를 도시하며, 미러는 예를 들어 도 2에 도시된 상기 EUV 광원에서 또는 도 1에 도시된 상기 투사 노광 장치에서 집광 미러(1)로서 이용될 수 있다. 도 3에서, 상기 미러(1)는 6*1010㎝-3보다 큰 전하 캐리어 밀도 및/또는 1*10-3S/m보다 큰 전기 전도성, 특히 6*1013㎝-3보다 큰 전하 캐리어 밀도 및/또는 1 S/m보다 큰 전기 전도성이 상기 비금속 개별 층(B,H,M)에 제공되도록, 10ppb 내지 10% 사이, 특히 100ppb 내지 0.1% 사이의 도핑 정도를 갖는 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는 적어도 하나의 비금속 개별층(B,H,M)을 갖는다. 그러한 도핑은 도 3에서 층들(H)에 대해 별표들에 의해 개략적으로 도시된다. 상기 도핑의 결과로, 상기 비금속 개별층들은 심지어 높은 방사선 부하 아래에서도 구조적 변화들이 방지될 수 있도록, 방사선에 대해 저항력이 있게 만들어질 수 있다.
예로서, 그러한 도핑은 상기 비금속 개별 층에 자유롭게 이동하는 과잉 전자들을 생산하기 위해, 주기 시스템의 V그룹에서 나온 적어도 하나의 원소의 원자들에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 도핑은 층 배열의 비금속 개별 층들의 하나에 대해서뿐만 아니라 전부에 대해서 수행될 수 있다. 이것은 상기 미러들이 일반적으로 매우 높은 EUV 방사선의 선량들을 받기 때문에, 특히 EUV 광원 부근의 위치한 미러들의 경우에, 그리고 이러한 경우에 특히 EUV 광원의 집광 미러에 적절하다.
더욱이, 상기 도핑은 특히 비금속 캐핑 층(M)의 경우에 수행될 수 있으며, 이는 상기 캐핑 층이 층 배열 내에 가장 높은 방사선 부하를 받기 때문이다. 바람직하게는, 다음의 재료들에 도핑이 제공된다: B4C, C, Zr 나이트라이드들, Zr 옥사이드들, Si, Si 옥사이드들, Si 나이트라이드들, Si 카바이드들, Si 보라이드들, Mo 나이트라이드들, Mo 카바이드들, Mo 보라이드들, Ru 옥사이드들, Ru 나이트라이드들, Ru 카바이드들 및 Ru 보라이드들. EUV 방사선 하에서, 언급된 이러한 재료들은 스펙트럼 이동, 표면 거칠기의 증가 및 응력 비율들의 변화의 결과가 되는 구조적 변화들로 점점 더 향하는 경향이 있다. 더욱이, 상기 도핑은 서브시스템(P')의 압축 응력을 낮추기 위해 사용될 수 있어서, 도 4와 관련하여 더 자세히 설명될 것인, 오직 응력 보상을 위한 매우 단순화된 추가적인 층 서브시스템(ASL)을 이용하거나 또는 아무것도 이용하지 않는 것이 가능하다. 비금속 개별 층(B,H,M)의 도핑을 생산하기 위한 하나의 간단한 가능성은 불순물 원자들의 상응하는 부분압을 공급하는 것 및/또는 상기 개별 층의 코팅 동안 적어도 하나의 상응하여 도핑된 스퍼터링 타겟을 이용하는 것에 있다.
도 3 및 도 4의 층 배열의 도시는 명확성을 위해, 하나의 캐핑 층 시스템(C) 및 하나의 층 서브시스템(P') 및 각각 응력 보상을 위한 하나의 추가적인 층 서브시스템(ASL)으로 제한된다. 그러나, 본 발명에 따른 미러(1)의 상기 층 배열은 또한 복수의 층 서브시스템들(P',P'',P''' 등)을 포함할 수 있으며, 각각은 적어도 두 개의 주기들(P1,P2,P3 등)의 주기적 시퀀스로 구성될 수 있으며, 상기 주기들(P1,P2,P3 등)은 고굴절률 층(H',H'',H''' 등) 및 저굴절률 층(L',L'',L''' 등)에 대한 서로 다른 재료들로 구성된 두 개의 개별 층들을 포함하고 각각의 층 서브시스템(P',P'',P''' 등) 내에서 인접한 층 서브시스템의 주기들의 두께로부터 벗어난 일정한 두께(d1,d2,d3 등)를 갖는다.
도 3 및 도 4에서 H 및 HASL로 지정된 층들은 L 및 LASL로 지정된 동일한 층 서브시스템의 층들과 비교해서 EUV 파장 범위에서 고굴절률을 갖는 것으로 지정될 수 있는 재료들로 구성된 층들이다(표 1의 복합 굴절률들을 참조). 반대로, 도 3 및 도 4에서 L 및 LASL로 지정된 층들은 H 및 HASL로 지정된 동일한 층 서브시스템의 층들과 비교해서 EUV 파장 범위에서 저굴절률을 갖는 것으로 지정될 수 있는 재료들로 구성된 층들이다. 결과적으로, 고굴절률 및 저굴절률이라는 용어들은 EUV 파장 범위에서 층 서브시스템의 주기에서 각각의 파트너 층에 대해 상대적인 용어들이다. EUV 파장 범위에서, 층 서브시스템들은 일반적으로 층 서브시스템의 주기의 주요 구성으로서 광학적으로 고굴절률로 행동하는 층이 거기에 대해 상대적인 광학적으로 저굴절률 층과 결합될 때만 반사층 시스템들로서 기능한다. 일반적으로, 실리콘 재료가 고굴절률 층들을 위해 이용된다. 실리콘과 결합하여, 몰리브덴 및 루테늄 재료들이 저굴절률 층들로서 지정될 수 있다(표 1에서 13.5㎚ 파장에 대한 재료들의 복합 굴절률들을 참조).
Figure pct00001
대략 7㎚의 파장을 갖는 마이크로리소그래피를 위한 층 시스템들의 경우, 일반적으로 LaN 재료가 저굴절률 층들에 대해 이용되고 B4C가 고굴절률 층들에 대해 이용된다.
도 4에서 응력 보상을 위한 추가적인 층 서브시스템(ASL)의 층들(LASL 및 HASL)은 EUV 파장 범위에서 상응하여 저굴절률 및 고굴절률 층들이 될 수 있다. 그러나, 이것은 상기 층 서브시스템(ASL)의 층들은 층 배열의 응력 보상을 위해 제공되고 그러므로 층 배열의 반사율에 필연적으로 기여하지 않기 때문에, 절대적으로 필요하지 않다.
도 3 및 도 4에서, 장벽 층(B)은 각각의 경우에 실리콘 및 몰리브덴으로 구성되거나 실리콘 및 루테늄으로 구성된, 주기의 개별 층들 사이에 위치되며, 장벽 층은 B4C, C, Si 나이트라이드, Si 카바이드, Si 보라이드, Mo 나이트라이드, Mo 카바이드, Mo 보라이드, Ru 나이트라이드, Ru 카바이드 및 Ru 보라이드의 재료들의 그룹으로부터 선택된 또는 상기 그룹으로부터 화합물로 만들어진 재료로 구성된다. 그러한 장벽 층은 한 주기의 두 개의 개별 층들 사이의 상호 확산을 억제시키고, 그렇게 함으로써 두 개의 개별 층들의 전이점에서 광학 콘트라스트를 증가시킨다. 한 주기의 두 개의 개별 층들에 대해 몰리브덴 및 실리콘 재료들을 사용하여, 기판으로부터 보았을 때, 실리콘 층 위에 하나의 장벽 층은 충분한 콘트라스트를 제공하기 위해 충분하다. Mo 층 위에 제2 장벽 층은 이 경우에 생략할 수 있다. 이러한 관점에서, 한 주기의 두 개의 개별 층들을 분리하기 위해 적어도 하나의 장벽 층이 제공되어야 하며, 적어도 하나의 장벽 층은 위에 지시된 재료들의 다양한 것들 또는 그것들의 화합물들로부터 완벽하게 잘 구성될 수 있고 이 경우에 또한 서로 다른 재료들 또는 화합물들의 층이 있는 구조를 보일 수 있다. 이러한 표현들은 도 4에서 응력 보상을 위한 추가적인 층 서브시스템(ASL)에서 장벽 층들에 상응하여 적용된다.
B4C 재료를 포함하고 0.35㎚ 내지 0.8㎚ 사이, 바람직하게는 0.4㎚ 내지 0.6㎚ 사이의 두께를 갖는 장벽 층들은 실제로 층 배열의 고 반사율 값들로 이어진다. 특히 루테늄 및 실리콘으로 구성된 층 서브시스템들의 경우, B4C으로 구성된 장벽 층들은 장벽 층의 두께가 0.4㎚ 내지 0.6㎚ 사이의 값들인 경우 최대 반사율을 보인다.
본 발명에 따른 상기 미러들(1)에서, 층 서브시스템들(P' 및 ASL)의 주기들(P 및 PASL)의 개수(N 및 NASL)은 각각의 경우 도 3 및 도 4에 도시된 개별 주기들(P및 PASL)의 100 주기들까지 포함할 수 있다. 대략 7㎚의 파장을 갖는 마이크로리소그래피에 대한 층 서브시스템의 경우, 또한 250 주기들이 있을 수 있다. 더욱이, 도 3에 도시된 층 배열들은 도 4에 따라 도시된 바와 같이, 층 서브시스템(P') 및 기판 사이에 응력 보상을 위한 추가적인 층 서브시스템(ASL)을 포함할 수 있으며, 상기 층 서브시스템은 그 인장 강도 때문에 층 서브시스템(P')의 압축 응력을 보상한다.
도 4는 총 두께(DASL)를 가지며 주기 두께(dASL)를 갖는 개별 층들(LASL, B, HASL)의 주기들(PASL)의 개수(NASL)를 갖는 응력 보상을 위한 추가적인 층 서브시스템(ASL)을 도시하며, 상기 층 서브시스템은 층 서브시스템(P')과 기판(S) 사이에 위치하고 층 배열의 결과적인 총 층 응력이 100MPa보다 작고, 특히 50MPa보다 작고, 특히 바람직하게는 20MPa보다 작도록 하는 방식으로 그 인장 강도에 의해 층 서브시스템(P')의 압축 응력을 보상한다. 이러한 경우에, 응력 보상을 위한 상기 추가적인 층 서브시스템(ASL)의 인장 응력은 층 서브시스템(P')의 고굴절률 층들의 도핑 때문에, +240MPa보다 작고, 따라서 전체적으로 200㎚보다 작은 총 두께를 갖는 층 배열이 된다.
도 3 및 도 4에서, 본 발명에 따른 상기 미러들(1)의 층 배열들은 종결하는 층(M)으로, 예를 들어 옥사이드들, 나이트라이드들, Rh, Pt, Ru, Pd, Au, SiO2 등과 같은 화학적으로 불활성 재료들로 구성된 적어도 하나의 층을 포함하는 캐핑 층 시스템(C)에 의해 진공을 향해 종결된다. 상기 종결하는 층(M)은 따라서 주변 영향들 때문에 상기 미러 표면의 화학적 변화를 방지한다. 도 3 및 도 4의 캐핑 층 시스템(C)은 종결하는 층(M) 외에, 고굴절률 층(H), 저굴절률층(L) 및 장벽 층(B)으로 구성된다.
도 3 및 도 4로부터 주기들(PASL 및 P) 중 하나의 두께는 상응하는 주기의 개별 층들의 두께(즉, 고굴절률 층의 두께, 저굴절률 층의 두께 및 두 개의 장벽 층들의 두께)의 합이 된다. 결과적으로, 도 3 및 도 4에서 층 서브시스템들(ASL 및 P')은 그들의 주기들(PASL 및 P)이 서로 다른 두께(dASL 및 d)를 갖는다는 점에서 서로 구별될 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 문맥에서, 예를 들어 ASL 및 P'와 같은 서로 다른 층 서브시스템들은 주기들(PASL 및 P)이 그들의 두께들(dASL 및 d)이 0.1㎚보다 더 차이가 있는 층 서브시스템들로 이해되며, 이것은 위의 0.1㎚의 차이에 대해, 고굴절률 및 저굴절률 층들 사이의 주기들의 동일한 구분 외에 다르게 주어진 경우 층 서브시스템들의 서로 다른 광학 효과를 가정할 수 있기 때문이다. 더욱이, 서로 다른 생산 장치들 상에서 동일한 층 서브시스템들은 그것들의 생산 동안 그것들의 주기 두께들에서 이러한 절대값에 의해 변동할 수 있다.

Claims (18)

  1. 0° 내지 25°사이의 적어도 하나의 입사각에 대해 40% 보다 큰 반사율을 갖는 EUV 파장 범위를 위한 미러(1)이며,
    기판(S) 및 층 배열을 포함하며, 상기 층 배열은 적어도 하나의 비금속 개별 층(B,H,M)을 포함하며,
    상기 층 배열은 개별 층들의 적어도 2 주기들(P)의 주기적 시퀀스로 구성된 적어도 하나의 층 서브시스템(P')을 포함하며,
    상기 주기들(P)은 고굴절률 층(H) 및 저굴절률 층(L)을 위한 서로 다른 재료들로 구성된 두 개의 개별 층들을 포함하며,
    상기 주기들(P)을 형성하는 상기 적어도 하나의 층 서브시스템(P')의 상기 두 개의 개별 층들(L,H)의 재료들은 몰리브덴 및 실리콘 또는 루테늄 및 실리콘이고,
    상기 적어도 하나의 층 서브시스템(P')의 상기 개별 층들은 적어도 하나의 장벽 층(B)에 의해 분리되고 상기 장벽 층(B)은 B4C, C, Si 나이트라이드들, Si 카바이드들, Si 보라이드들, Mo 나이트라이드들, Mo 카바이드들, Mo 보라이드들, Ru 나이트라이드들, Ru 카바이드들 및 Ru 보라이드들인 재료들의 그룹으로부터 선택되거나 상기 그룹으로부터 화합물로 만들어진 재료로 구성되며,
    상기 비금속 개별 층(B,H,M)은 6*1010㎝-3보다 큰 전하 캐리어 밀도 및/또는 1*10-3S/m보다 큰 전기 전도성, 특히 6*1013㎝-3보다 큰 전하 캐리어 밀도 및/또는 1 S/m보다 큰 전기 전도성이 상기 비금속 개별 층(B,H,M)에 제공되도록, 10ppb 내지 10% 사이, 특히 100ppb 내지 0.1% 사이의 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는 것을 특징으로 하는,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비금속 개별 층(B,H,M)의 불순물 원자들을 갖는 상기 도핑은 주기율 시스템의 V그룹에서 나온 적어도 하나의 원소에 의하여 이루어지는,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 층 배열은 200㎚ 보다 작은 총 두께를 갖고 상기 층 서브 시스템(P')의 상기 고굴절율 층들(H)은 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미러는 10kJ/㎜2보다 큰 선량(dose)을 갖는 EUV 파장 범위의 광으로 조사한 후에 광학적으로 사용된 표면의 위치에서, 12㎚ 내지 14㎚ 사이의 광원의 평균 방출 파장으로부터 0.25㎚ 보다 작게, 특히 0.15㎚ 보다 작게 벗어난, 수직 입사에 대해 12㎚ 내지 14㎚ 사이의 반사 스펙트럼 내에서 평균 반사 파장을 갖는,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  5. 제4항에 있어서,
    EUV 광원에 대한 집광 미러 또는 EUV 조명 시스템에 대한 미러가 포함되고, 상기 평균 반사 파장 및 상기 평균 방출 파장의 편차가 0.05㎚ 보다 작은,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    모든 개별층들은 10ppb 내지 10% 사이의 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는 상기 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 층 서브시스템(P')의 적어도 10주기들, 특히 적어도 5주기들의 실리콘으로 구성된,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층 배열을 종결시키는 층(M)의 표면 거칠기는 0.2㎚ rms HSFR보다 작고, 특히 0.1㎚ rms HSFR보다 작은,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층 배열의 상기 종결 층(M)은 옥사이드 또는 나이트라이드로 구성되고 주기율 시스템의 V그룹에서 나온 적어도 하나의 원소들의 원자들에 의하여 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층 배열은 응력 보상을 위해 적어도 하나의 추가적인 층 서브시스템(ASL)을 갖고, 상기 추가적인 층 서브시스템(ASL)은 개별 층들의 적어도 2 주기들(PASL)의 주기적 시퀀스로 구성되며, 상기 주기들(PASL)은 고굴절률 층(HASL) 및 저굴절률 층(LASL)을 위한 서로 다른 재료들로 구성된 두 개의 개별 층들을 포함하는,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 층 배열의 총 층 응력의 절대값은 100MPa보다 작고, 특히 50MPa보다 작으며, 특히 바람직하게는 20MPa보다 작고, 상기 추가적인 층 서브시스템(ASL)의 인장 응력의 절대값은 240MPa보다 작고, 상기 층 서브시스템(ASL)은 상기 기판과 상기 적어도 하나의 층 서브시스템(P') 사이에 배열되는,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 추가적인 층 서브시스템(ASL)은 5㎚ 이하, 특히 3.5㎚ 이하의 상기 주기들(PASL)의 두께(dASL)를 갖는,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  12. 제9항에 있어서,
    수직 입사에 대한 반사율은 60% 보다 크고 상기 추가적인 층 서브시스템(ASL)의 주기들(PASL)의 개수(NASL)는 20 보다 작고, 특히 15 보다 작은,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 EUV 파장 범위를 위한 미러(1)를 코팅하는 방법이며,
    상기 적어도 하나의 비금속 개별 층(B,H,M)을 코팅하는 동안, 10-9 mbar보다 크며, 특히 10-7 mbar보다 큰 불순물 원자들의 부분 압력이 코팅 장치에 존재하며, 그것에 대체적으로 또는 추가로 이미 10ppb 내지 10% 사이의 불순물 원자들을 갖는 상응하는 도핑을 갖는 적어도 하나의 스퍼터링 타켓이 코팅하는 동안 이용되는 것을 특징으로 하는,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1)를 코팅하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비금속 개별 층(B,H,M)의 코팅은 적어도 10-4 mbar의 작동 가스 압력에서 마그네트론 스퍼터링으로 수행되는,
    EUV 파장 범위를 위한 미러(1)를 코팅하는 방법.
  15. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 미러(1)와, 제13항 및 제14항에 따른 방법으로 생산된 미러(1)를 포함하는,
    마이크로리소그래피를 위한 EUV 광원, EUV 조명시스템 및/또는 EUV 투사 렌즈.
  16. 제15항에 따른 EUV 광원, EUV 조명 시스템 및/또는 EUV 투사 렌즈를 포함하는,
    마이크로리소그래피를 위한 투사 노광 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 EUV 광원을 위한 집광 미러는 상기 투사 노광 장치의 상기 EUV 투사 렌즈를 위한 미러 및/또는 EUV 조명 시스템을 위한 미러의 비금속 개별 층(B,H,M)의 불순물 원자들을 갖는 도핑보다 더 높은 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는 비금속 개별 층(B,H,M)을 갖는,
    마이크로리소그래피를 위한 투사 노광 장치.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 EUV 조명 시스템을 위한 미러는 상기 투사 노광 장치의 상기 EUV 투사 렌즈를 위한 미러의 비금속 개별층(B,H,M)의 불순물 원자들을 갖는 상기 도핑보다 더 높은 불순물 원자들을 갖는 도핑을 갖는 비금속 개별 층(B,H,M)을 갖는,
    마이크로리소그래피를 위한 투사 노광 장치.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014124769A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Asml Netherlands B.V. Radiation source-collector and method for manufacture
US20140272684A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet lithography mask blank manufacturing system and method of operation therefor
EP3049836A1 (en) * 2013-09-23 2016-08-03 Carl Zeiss SMT GmbH Multilayer mirror
KR102369935B1 (ko) 2015-08-31 2022-03-03 삼성전자주식회사 드립 홀을 갖는 콜렉팅 미러를 포함하는 euv 광 발생 장치
EP3425432B1 (en) * 2016-03-04 2023-11-15 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Optical laminate, image display device, or touch panel sensor
DE102016209359A1 (de) * 2016-05-31 2017-11-30 Carl Zeiss Smt Gmbh EUV-Kollektor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007528608A (ja) * 2004-03-10 2007-10-11 サイマー インコーポレイテッド Ｅｕｖ光源光学要素
KR20090016664A (ko) * 2006-06-08 2009-02-17 아사히 가라스 가부시키가이샤 Ｅｕｖ 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 및 이를 위한 기능막을 구비한 기판

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1138192A (ja) * 1997-07-17 1999-02-12 Nikon Corp 多層膜反射鏡
JP3619118B2 (ja) * 2000-05-01 2005-02-09 キヤノン株式会社 露光用反射型マスクとその製造方法、並びに露光装置とデバイス製造方法
US6630254B2 (en) 2001-04-10 2003-10-07 National Research Council Of Canada Conjugated polycarbazole derivatives in Organic Light Emitting Diodes
JP2002313707A (ja) * 2001-04-17 2002-10-25 Hoya Corp Ｅｕｖ光反射膜の成膜方法とｅｕｖマスクブランクならびにｅｕｖ露光用反射型マスク
US20030081722A1 (en) * 2001-08-27 2003-05-01 Nikon Corporation Multilayer-film mirrors for use in extreme UV optical systems, and methods for manufacturing such mirrors exhibiting improved wave aberrations
DE10155711B4 (de) 2001-11-09 2006-02-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Im EUV-Spektralbereich reflektierender Spiegel
DE10258709A1 (de) * 2002-12-12 2004-07-01 Carl Zeiss Smt Ag Schutzsystem für reflektive optische Elemente, reflektives optisches Element und Verfahren zu deren Herstellung
ATE538491T1 (de) 2003-10-15 2012-01-15 Nikon Corp Mehrschichtiger filmreflexionsspiegel, herstellungsverfahren für einen mehrschichtigen filmreflexionsspiegel und belichtungssystem
CN100449690C (zh) * 2003-10-15 2009-01-07 株式会社尼康 多层膜反射镜、多层膜反射镜的制造方法及曝光系统
JP2006177740A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Nikon Corp 多層膜反射鏡及びｅｕｖ露光装置
DE102004062289B4 (de) * 2004-12-23 2007-07-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Thermisch stabiler Multilayer-Spiegel für den EUV-Spektralbereich
JP2007057450A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Nikon Corp 多層膜反射鏡および露光装置
JP2007163191A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Canon Inc 多層膜反射鏡、多層膜反射鏡を備えた光学系
EP2467756A1 (en) 2009-08-18 2012-06-27 Carl Zeiss SMT GmbH Substrates and mirrors for euv microlithography, and methods for producing them
NL2005460A (en) * 2009-11-20 2011-05-23 Asml Netherlands Bv Multilayer mirror, lithographic apparatus, and methods for manufacturing a multilayer mirror and a product.
TWI464529B (zh) * 2009-12-09 2014-12-11 Asahi Glass Co Ltd EUV microfilm with anti-reflective substrate, EUV microsurgical reflective mask substrate, EUV microsurgical reflective mask and manufacturing method of the reflective substrate
WO2011073157A1 (en) 2009-12-15 2011-06-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Reflective optical element for euv lithography
DE102009054653A1 (de) * 2009-12-15 2011-06-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Spiegel für den EUV-Wellenlängenbereich, Substrat für einen solchen Spiegel, Verwendung einer Quarzschicht für ein solches Substrat, Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie mit einem solchen Spiegel oder einem solchen Substrat und Projetktionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem solchen Projektionsobjektiv
DE102011003357A1 (de) 2011-01-31 2012-08-02 Carl Zeiss Smt Gmbh Spiegel für den EUV-Wellenlängenbereich, Herstellungsverfahren für einen solchen Spiegel, Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie mit einem solchen Spiegel und Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem solchen Projektionsobjektiv

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007528608A (ja) * 2004-03-10 2007-10-11 サイマー インコーポレイテッド Ｅｕｖ光源光学要素
KR20090016664A (ko) * 2006-06-08 2009-02-17 아사히 가라스 가부시키가이샤 Ｅｕｖ 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 및 이를 위한 기능막을 구비한 기판

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