多層ミラー
多層ミラー（１００）は、極端紫外線（ＥＵＶ）放射を反射する一方で、ＥＵＶ放射の波長よりも実質的に長い波長を有する第２のタイプの放射を吸収するように構成される。ミラーは、基板（１０４）上に積み重ねられた複数の層対（１１０、１１２）を含む。各層対は、第１の材料を含む第１の層（１１２）と第２の材料を含む第２の層（１１０）とを備える。第１の層（１１２）は、同じ厚さを有する同じ金属のシンプルな層に比べて、第２の放射の反射へのその寄与を減少するように変更される。変更には、化学結合または電子トラッピングによって電気伝導率を減少するように金属層内またはその周りに第３の材料をドープすること、および／または、絶縁層で金属層を副層に分割することが含まれ得る。スタックにおける層の数は、周知の多層ミラーより大きく、ＩＲ反射において最小値を達成すべく調整され得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
[0001] 本願は、２００９年１１月２０日に出願された米国仮出願第６１／２６３，２２６号の優先権を主張し、参照によりその全体を本明細書に組み込む。
【０００２】
[0002] 本発明は、多層ミラー、概して、極端紫外線（ＥＵＶ）を反射するための反射型光学素子に関する。本発明はさらにかかるミラーを含むリソグラフィ装置、多層ミラーを製造するための方法、ＥＵＶリソグラフィにより製品を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ以上のダイの一部を含む）に転写することができる。典型的には、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。通常、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射するスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
【０００４】
[0004] パターンプリンティングを制限する重要な要素は、用いられる放射の波長λである。かつてないほどに小さくなってきている構造を基板上に投影可能とするために、１０〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である極端紫外線（Extreme Ultra Violet,ＥＵＶ）を使用することが提案されている。１０ｎｍ未満の波長、例えば６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといった５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射を用いてもよいこともさらに提案されている。このようなＥＵＶ放射は、時に軟Ｘ線と呼ばれる。可能な放射源には、例えばレーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射が含まれる。
【０００５】
[0005] ＥＵＶ放射用の投影システムにおける光学素子は、概して、本質的に反射性であり（湾曲ミラー）、これは、屈折を持ってＥＵＶ放射を透過できる材料を容易に入手することができないためである。反射型光学素子であっても、ＥＵＶ放射が垂直に入射するミラーは、比較的複雑な多層構造である。多層ミラー（Multilayer Mirror, ＭＬＭ）の例は、例えばＤＥ１０１５５７１１（Fraunhofer Institute）に記載される。実用的であるが、理想とはかけ離れているミラーは、金属（通常、モリブデン（Ｍｏ））層と非金属（通常、シリコン（Ｓｉ））層のインターリーブ対によって構成することができる。各層対における２つの層間の厚さの比率を制御することによって、各層対の全厚が制御され、また、数十の層を互いに積み重ねることによって、６０〜７０％程度の反射率が達成されうる。
【０００６】
[0006] Ｓｎプラズマに基づいたＥＵＶ源は、所望の帯域内ＥＵＶ放射のみならず、最も顕著には深ＵＶ（Deep UV, ＤＵＶ）範囲（１００〜４００ｎｍ）内の帯域外放射も放射する。さらに、レーザ生成プラズマ（Laser Produced Plasma, ＬＰＰ）ＥＵＶ源の場合では、通常は１０．６μｍにあるレーザからの赤外線は、相当量の不所望の放射を呈しうる。ＥＵＶリソグラフィシステムの光学部品は、通常、これらの波長において相当な反射率を有するので、何も対策が採られなければこの不所望の放射は、リソグラフィツール内を相当なパワーで伝播してしまう。
【０００７】
[0007] リソグラフィ装置では、帯域外放射は、いくつかの理由から最小限に抑えるべきである。第一に、レジストが帯域外波長に敏感であるため、像の品質が下がる可能性がある。第二に、不所望の放射、特にＬＰＰ源における１０．６μｍの放射は、マスク、ウェーハ、および光学部品の好ましくない加熱につながる。不所望の放射を特定された範囲内に収めるために、スペクトル純度フィルタ（Spectral Purity Filter, ＳＰＦ）が開発されてきている。ＳＰＦの設計および製造は、困難を伴いかつ妥協だらけである。周知のフィルタは、現在、所望のＥＵＶ放射を望ましくなく減衰し、その一方で少量ではあるが有意の量の不所望の放射も通過させてしまう。また、これらのフィルタは、製造に非常に費用がかかる。
【０００８】
[0008] そこで、発明者らは、従来から不所望の放射の有意の部分、時に所望のＥＵＶ放射の反射部分よりも多い部分を反射する反射（ＭＬＭ）面の設計に関心を向けた。帯域外放射を減衰するためにＭＬＭ構造を変更する選択肢がある。その場合の提案としては、不所望の波長を減衰するために、ＥＵＶ反射構造の上に多層構造を追加することがある。さらに、不所望として述べられる波長の範囲は、ＵＶ波長および可視波長、すなわち１μｍよりも短く１０．６μｍよりもはるかに短い波長、および本出願でも取り扱われる同様な波長に限定されてもよい。
【０００９】
[0009] 発明者らは、関心の様々な波長の反射のメカニズムを研究し、そして、金属層を含む多層ミラー（ＭＬＭ）を変更して、金属層がＣＯ２レーザの放射の波長（特に１０．６μｍ）のように長い波長の放射に対して本質的に反射性が低くなるようにすることができることを認識した。ＩＲ範囲における金属の反射性は、金属中の自由伝導性電子の存在により引き起こされるので、発明者らは、金属層の電子特性の変更によりＩＲ反射の抑制が達成可能であるかどうかを検討した。この目的ための例示的な技術には、導電性電子との金属層のデプリーション(depletion)、または、いわゆる寸法異常表皮効果（dimensional anomalous skin-effect）による電子の有効数の制限が含まれる。
【００１０】
[0010] 発明者らはさらに、ＥＵＶおよびＩＲ波長における相対反射性へのスタック全長の影響も研究した。
【発明の概要】
【００１１】
[0011] 本発明の一態様では、極端紫外線（ＥＵＶ）放射を反射する一方で、ＥＵＶ放射の波長よりも実質的に長い波長を有する第２のタイプの放射を吸収するように構成された多層ミラーが提供される。このミラーは、基板上に積み重ねられた複数の層対を備え、各層対は少なくとも第１の材料を含む第１の層と少なくとも第２の材料を含む第２の層とを備え、層対の少なくともサブセットにおける第１の層は、同じ厚さを有する第１の材料のシンプルな層に比べて、第２の放射の反射へのその寄与を減少するように変更される。
【００１２】
[0012] 本発明の実施形態は、第３の材料の存在によりその伝導性が変更された第１のタイプの層を。本発明の実施形態は、絶縁体として機能する第４の材料の層によって分離された、第１の材料の分割層を含む。
【００１３】
[0013] 本発明の実施形態は、従来のＭＬＭ構造に比べて、比較的多数のかかる層対を含みうる。幾つかの実施形態では、サブセットにおける層対の数は、８０より多く、例えば８０〜１５０、また、例えば９０より多い。
【００１４】
[0014] 副層のそれぞれの厚さは、２ｎｍ未満、さらには１ｎｍ未満でありうる。任意選択的に、変更された第１の層の少なくともサブセットにおける副層の数は、２または３でありうる。好適には、第１の材料はＭｏであり、第２の材料はＳｉである。
【００１５】
[0015] 本発明の一態様では、極端紫外線（ＥＵＶ）放射を反射する一方で、ＥＵＶ放射の波長よりも実質的に長い波長を有する第２のタイプの放射を吸収するように構成された多層ミラーが提供される。このミラーは、基板上に積み重ねられた複数の層対を備え、各層対は第１の材料を含む第１の層と第２の材料を含む第２の層とを備え、スタックにおける層対の数は、８０より多く、例えば８０〜１５０、また、例えば９０より多い。
【００１６】
[0016] 複数の層対の全厚は、５００ｎｍより大きくてもよい。スタックは、第１の材料または同様の特性を有する材料の層を備える基板層上に形成され、基板層における第１の材料の層は、第１の層より５倍以上厚い。任意選択的に、第１の材料はＭｏといった金属であり、第２の材料はＳｉといった半導体である。スタックの大部分における各層対の厚さは、５〜７ｎｍまたはさらには６．５ｎｍ〜７ｎｍの範囲でありうる。
【００１７】
[0017] 本発明の一態様では、極端紫外線を含む放射を生成するように構成された放射源と、放射を放射ビームに調整するように構成された照明システムと、放射ビームにパターン付けするように構成されたパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートと、パターン付き放射ビームをターゲット材料上に投影するように構成された投影システムとを備え、放射源、照明システム、および投影システムのうち少なくとも1つは、上述したような本発明の第１または第２の態様による多層ミラーを備える、リソグラフィ装置が提供される。
【００１８】
[0018] 放射源は、燃料デリバリシステムとレーザ放射源とを備え、レーザ放射源は、赤外波長における放射を、極端紫外線の生成のために燃料デリバリシステムによってプラズマ燃料材料を含むターゲット上に運ぶように構成され、放射源は、それにより、極端紫外線（ＥＵＶ）および赤外線放射の混合を多層ミラーに向けて放射し、多層ミラーは、ＥＵＶ放射に対して６０％より大きい反射率を有し且つ赤外線放射に対して４０％未満の反射率を有する。多層ミラーは、赤外線放射の１０％未満、またさらには５％未満の反射率を有しうる。
【００１９】
[0019] 本発明の一態様では、極端紫外線を透過するように構成された多層ミラーを製造する方法であって、第１および第２のタイプの層を交互に堆積して基板上に層対のスタックを形成することを含み、各層対は、少なくとも第１の材料を含む第１の層と、少なくとも第２の材料を含む第２の層とを備え、層対の少なくともサブセットにおける第１の層は、同じ厚さを有する第１の材料のシンプルな層に比べて、第２の放射の反射へのその寄与を減少するように形成される。スタックにおける層対の数は、８０より多く、例えば８０〜１５０、また、例えば９０より多い。
【００２０】
[0020] 本発明の一態様では、スタックは上述したように多層ミラーを製造する方法に従って形成される、多層ミラーを製造する方法が提供される。
【００２１】
[0021] 本発明の一態様では、リソグラフィにより製品を製造する方法が提供され、この方法は、照明システムを介してＥＵＶ放射源からのＥＵＶ放射でパターニングデバイスを照射するステップと、投影システムを介するＥＵＶ放射の投影により基板上にパターニングデバイスの像を投影するステップとを含み、照明システムまたは投影システムの少なくとも一方が、上述したような本発明の第１または第２の態様による多層ミラーを備える光学素子を備える。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
[0022] 本発明の実施形態を、ほんの一例として添付概略図を参照しながら説明する。図中、対応する参照記号は対応する部分を示す。
【図１】[0023] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。
【図２】[0024] 図２は、本発明の一実施形態による実際のリソグラフィ装置の配置を示す。
【図３】[0025] 図３は、図２の装置における使用または他の目的のための多層ミラー（ＭＬＭ）の全体構造およびパラメータを示す。
【図４ａ】[0026] 図４ａは、従来の形態の層対を有する仮想多層ミラーの計算性能を示す。
【図４ｂ】[0026] 図４ｂは、従来の形態の層対を有する仮想多層ミラーの計算性能を示す。
【図５】[0027] 図５は、本発明の一実施形態に従って変更された多層ミラーの一部を示す。
【図６】[0028] 図６は、従来の構造と対比させた、図５の変更された多層ミラーの計算性能を示す。
【図７】[0029] 図７は、本発明の一実施形態の異なる形態に変更された多層ミラー構造の一部を示す。
【図８ａ】[0030] 図８ａは、図７に示された実施形態における第１の変形による例示的なミラーの計算性能を示す。
【図８ｂ】[0030] 図８ｂは、図７に示された実施形態における第１の変形による例示的なミラーの計算性能を示す。
【図９ａ】[0031] 図９ａは、図７に示された実施形態における第２の変形による例示的なミラーの計算性能を示す。
【図９ｂ】[0031] 図９ｂは、図７に示された実施形態における第２の変形による例示的なミラーの計算性能を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
[0032] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の主な特徴を概略的に示す。リソグラフィ装置は、放射源ＳＯと、放射源からの放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬとを含む。サポートＭＴ（例えばマスクテーブル）は、パターニングデバイスＭＡ（例えばマスクまたはレチクル）を支持するように構成され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに接続される。基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴは、基板Ｗ（例えばレジストコート半導体ウェーハ）を保持するように構成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに接続される。投影システムＰＳは、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成される。
【００２４】
[0033] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、或いはそれらの任意の組み合せ等の様々なタイプの光コンポーネントを含むことができる。
【００２５】
[0034] サポートＭＴは、パターニングデバイスを支持する。サポートは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否か等の他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポートは、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポートは、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポートは、パターニングデバイスを、例えば投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。
【００２６】
[0035] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを付与するために使用できるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。通常、放射ビームに付与されたパターンは、集積回路等のターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応する。なお、放射ビームに付与されたパターンは、例えばそのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しなくてもよいことに留意されたい。
【００２７】
[0036] パターニングデバイスは、透過型であっても反射型であってもよい。実用上の理由から、ＥＵＶリソグラフィに対する本提案は、図１に示すように、反射型パターニングデバイスを採用する。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは周知であり、バイナリ、レべンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフト等のマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられ、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように各小型ミラーを個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射された放射ビームにパターンを付与する。
【００２８】
[0037] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射に、或いは真空の使用といった他の要因に適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学システム、またはそれらの任意の組合せを含むあらゆる種類の投影システムを包含すると広く解釈されるべきである。ＥＵＶまたは電子ビーム放射には真空を用いることが望ましく、というのは、他のガスは放射または電子を吸収し過ぎてしまうからである。したがって、真空環境が、真空壁および真空ポンプを用いてビーム路全体に与えられうる。ＥＵＶに固有の例を、図２を参照して以下に説明する。
【００２９】
[0038] 本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えてよい。ＥＵＶ波長では、透過性材料は容易には入手できない。したがって、ＥＵＶシステムにおける照明および投影用の「レンズ」は、通常、反射型、つまり、湾曲ミラーである。
【００３０】
[0039] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルを並行して使うことができ、すなわち予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うことができる。
【００３１】
[0040] また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、例えば水といった比較的高い屈折率を有する液体によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。また、例えばマスクと投影システムの間といったリソグラフィ装置内の別の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。本明細書にて使用される「液浸」という用語は、基板のような構造体を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。
【００３２】
[0041] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射を受け取る。例えば放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。その場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射は放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステム（図示せず）を使って送られる。その他の場合、放射源はリソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムとともに、放射システムと呼びうる。
【００３３】
[0042] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するように構成された調節デバイス（アジャスタ）を含んでもよい。通常、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通例、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータおよびコンデンサといった様々な他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布を持たせることができる。
【００３４】
[0043] 放射ビームＢは、サポートＭＴ上に保持されたパターニングデバイスＭＡ上に入射し、パターニングデバイスによってパターンが付けられる。パターニングデバイスＭＡから反射された後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点を合わせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使い、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサＩＦ１（これも干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサでありうる）を使い、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して、例えばマスクライブラリからの機械的な取り出しの後またはスキャン中に、正確に位置決めすることもできる。
【００３５】
[0044] 通常、マスクサポートＭＴの移動は、第１位置決めデバイスＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２位置決めデバイスＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って実現することができる。ステッパの場合、スキャナとは対照的に、サポートＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２と、基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらはスクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークはダイとダイの間に置かれてもよい。
【００３６】
[0045] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
【００３７】
[0046] １．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それにより別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
【００３８】
[0047] ２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
【００３９】
[0048] ３．別のモードでは、プログラマブルパターニングデバイスＭＡを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードでは、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用する「マスクレスリソグラフィ」と呼びうる。
【００４０】
[0049] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、或いは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
【００４１】
[0050] 図２は、実際のＥＵＶリソグラフィ装置の略式側面図を示す。なお、物理的配置が、図１に示す装置のものとは異なるが、動作原理は同様であることに留意されたい。ＥＵＶリソグラフィ装置は、放射源‐コレクタ‐モジュール、すなわち放射ユニット３と、照明システムＩＬと、投影システムＰＳとを含む。放射ユニット３には、ＸｅガスまたはＬｉ、Ｇｄ、またはＳｎの蒸気といったガスまたは蒸気を用いうる放射源ＳＯが設けられている。ガスまたは蒸気内で非常に高温の放電プラズマが生成され、それにより電磁放射スペクトルのＥＵＶ範囲における放射が放射される。放電プラズマは、放電の部分的にイオン化されたプラズマを光軸Ｏ上で崩壊させることによって生成される。例えば１０Ｐａ（０．１ｍ ｂａｒ）の分圧のＸｅ、Ｌｉ、Ｇｄ、Ｓｎ蒸気または任意の他の適切なガスまたは蒸気が、放射の効率的な発生に必要となりうる。一実施形態では、Ｓｎ源がＥＵＶ源として適用される。
【００４２】
[0051] このようなタイプの放射源について、一例としては、ＣＯ２または他のレーザが燃料点火領域に誘導されかつ合焦されるＬＰＰ源がある。このタイプの放射源の一部の詳細を、図の左下部分に概略的に示す。点火領域７ａに、例えば燃料デリバリシステム７ｂから溶融Ｓｎの液滴といったプラズマ燃料が供給される。レーザビームジェネレータ７ｃは、例えば１０．６マイクロメートルまたは９．４マイクロメートルである赤外波長を有するＣＯ２レーザでありうる。或いは、例えば１〜１１マイクロメートルの範囲内の波長をそれぞれ有する他の適切なレーザを用いてもよい。レーザビームと相互作用した後、燃料液滴はプラズマ状態に移行し、プラズマ状態では、例えば６．７ｎｍの放射、または５〜２０ｎｍの範囲から選択される任意の他のＥＵＶ放射を放射しうる。ＥＵＶは、ここでの関心の一例であるが、他の適用では異なるタイプの放射が発生されてもよい。プラズマにおいて発生された放射は、楕円形または他の適切なコレクタ７ｄによって集められて、それにより放射源放射ビーム７ｅが発生される。
【００４３】
[0052] 放射源ＳＯによって放射された放射は、放射源チャンバ７からコレクタチャンバ８内に、ガスバリアまたは「フォイルトラップ」(“foil trap”)の形態の汚染物質トラップ９を介して伝えられる。このことを以下に詳述する。図２の主要部分に戻ると、コレクタチャンバ８は、例えばいわゆるかすめ入射リフレクタのネスト状のアレイを備えるかすめ入射コレクタである放射コレクタ１０を含み得る。この目的に適した放射コレクタは、従来技術から知られている。或いは、ＥＵＶリソグラフィ装置は、放射を集めるために法線入射コレクタを含むことができる。コレクタ１０から放射されるＥＵＶ放射ビームは、例えば光軸Ｏの両側に最大１０度である特定の角度広がりを有することになる。
【００４４】
[0053] コレクタ１０によって伝えられた放射は、スペクトル純度フィルタ１１を通る。反射型格子スペクトル純度フィルタとは対照的に、透過型スペクトル純度フィルタ１１は放射ビームの方向を変更しない。しかしながら、反射型フィルタは、代案として可能である。
【００４５】
[0054] 放射は、コレクションチャンバ８におけるアパーチャから仮想放射源点１２（すなわち中間焦点）に合焦される。チャンバ８から、放射ビーム１６は、法線入射リフレクタ１３、１４を介して照明システムＩＬ内で、レチクルまたはマスクテーブルＭＴ上に位置決めされたレチクルまたはマスク上に反射される。パターン付きビーム１７が形成されて、反射素子１７、１８を介して投影システムＰＳによって、ウェーハステージまたは基板テーブルＷＴ上に取り付けられたウェーハＷ上に結像される。照明システムＩＬおよび投影システムＰＳ内には、図示するよりも多くの素子が通常存在してよい。反射素子の１つ（１９）は、その前方に、アパーチャ２１をその中に有するＮＡディスク２０を有する。アパーチャ２１のサイズは、パターン付き放射ビーム１７が基板テーブルＷＴに当る際にパターン付き放射ビーム１７によって範囲が決められる角度αｉを決定する。
【００４６】
[0055] 図２は、コレクタ１０の下流、かつ、仮想放射源点１２の上流に位置決めされたスペクトル純度フィルタ１１を示す。図示しない代替の実施形態では、スペクトル純度フィルタ１１は、仮想放射源点１２において、または、コレクタ１０と仮想放射源点１２との間の任意の位置に位置決めされてもよい。フィルタ１１は、すべての所望のＥＵＶ放射を通して、不所望の（ＤＵＶ、ＩＲ）放射を全く通さないことが理想的である。当然ながら、実際には、これらのパラメータの性能は完全ではない。実際のＳＰＦは、幾分、所望の放射を減衰し、また、不所望の放射の一部も通してしまう。本発明の実施形態は、所望のＥＵＶ放射を可能な限り維持しつつ府所望の放射を減少する代替アプローチを提供する。本発明の実施形態は、ミラー１３、１４、１８、および１９を含むいずれかの反射型素子、および／またはコレクタ１０に適用されることが可能である。例えばコレクタ１０から出る不所望の放射の除去におけるその性能に基づいて、スペクトル純度フィルタ１１は、原理上、完全に省略されることがある。或いは、新規のリフレクタとスペクトル純度フィルタの両方が、システム内の選択された位置に用いられてもよい。フィルタにおける加熱量を減少することにより、例えば本明細書に開示された新規の原理を利用するコレクタは、フィルタの設計制約を緩和し、それによりそのＥＵＶ通過性能を向上させることが可能となる。
【００４７】
[0056] ガスバリアは、例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，６１４，５０５号および第６，３５９，９６９号に詳述されるようなチャネル構造を含む。この汚染物質トラップの目的は、光学システムの素子上に燃料物質が入射しまたは副産物が衝突し、時間と共にそれらの性能を劣化させることを阻止するまたは少なくとも低減することである。これらの素子には、コレクタ１０、及びまたコレクタを含む。左下において詳述されるＬＰＰ源の場合、汚染物質トラップは、楕円形コレクタ７ｄを保護する第１のトラップ配置９ａと、任意選択的に９ｂに示すようなさらなるトラップ配置とを含む。ガスバリアは、汚染物質との化学的相互作用によって、および／または、帯電粒子の静電または電磁偏向によって（流体向流による）物理バリアとしての機能を果たしてもよい。
【００４８】
[0057] 多層ミラーの例
【００４９】
[0058] 図３は、多層ミラー（ＭＬＭ）反射素子１００の基本構造を示す。これは、上記リソグラフィ装置におけるどの反射型素子としても用いてよい。多層ミラー反射素子は、赤外線が減衰されるべき任意の他のＥＵＶシステムにおける反射型素子としても用いてもよい。さらに、説明される原理は、所望波長と不所望波長の他の組み合わせに適応されてよく、同じ物理的原理が適用される。例示目的として、図示されるミラーは平面であり、また、厚さは、ミラーの面積に比べて非常に誇張されている。実際の適用では、平面リフレクタ、湾曲（凹面／凸面）リフレクタ、および／または多面リフレクタが望まれる場合があるが、ここでは便宜上、あらゆるそのような反射型素子を含むべく、「ミラー」と言う用語を用いる。
【００５０】
[0059] ＭＬＭ１００は、前面１０２および後面１０４を有する。入射放射ＥＵＶ ＩおよびＩＲ Ｉは、ある入射角において前面１０２上に衝突する。入射角は、周知であるように、前面１０２に対して垂直であっても、前面１０２に対して斜めであっても、または、様々な入射角の混合であってもよい。ミラー１００の材料との1以上の相互作用メカニズムによって、入射放射の一部が、図示されるように反射放射ＥＵＶ ＲおよびＩＲ Ｒとして再放射される。
【００５１】
[0060] ミラー１００の構造は、基板１０８上に配置された、層状にされた対１０６のスタックを含む。各層状対において、第１の材料の層１１０の上に、第２の材料の層１１２が被せられる。説明のために、これらは、非金属またはシリコン（Ｓｉ）層１１０と、金属またはモリブデン（Ｍｏ）層１１２と呼ぶことにする。これらの材料は、現在考えられる適用(applications)のためのＥＵＶミラーに通常選択される。正確に制御された厚さと均一性を有する堆積のための様々な技術を含むそれらの製造方法は周知である。他の材料を、適用および環境に応じて選択してもよい。本明細書において記載する例におけるＭｏ層およびＳｉ層への言及は、純粋に例示目的であり、かつ、理解を容易にするためのものである。
【００５２】
[0061] 図３には、様々なＭＬＭ構造の議論および特徴化に有用な様々なパラメータも示される。スタックを形成する周期構造の周期とも呼ばれうる1つの層状対の高さには、ラベルｈが付けられ、通常、ナノメートルで表現される。１層状対において、ｈＭは、金属層１１２の高さであり、その一方で、ｈＳは、非金属層１１０の高さである。パラメータα（アルファ）は、金属層厚さの周期ｈに対する比率として定義される。構造の全高Ｈは、当然ながら、1つの層対の高さｈと、スタック内の層状対の数Ｎから求められる。この議論のために、層状対１０６はすべて同一であると仮定する。しかしながら、導入部分において言及した従来技術の文書において述べられているように、垂直方向に（前面に対して垂直に）またはミラーの面積全体で層状対の組成を変化させることに特に利点がありうる。これらの利点には、例えば波長、入射角等の変動下でも反射強度の均一性を向上させることが含まれる。これらの技術は、本明細書にはさらに詳細には説明しないが、これから説明する新規の層構造との組み合わせにおいてすべて適用して、上述した利点を得ることができる。
【００５３】
[0062] さらに、一番最後の金属層１１４を「通常」の層よりも厚くする可能性が図示される。前面１０２も、スタック内の他の周期と同一であるのではなく、例えば保護コーティングといった特定の構成を有しうる。さらに、各周期において、新規のＭＬＭデバイスでは、追加の層および分割層が用いられてもよいことが分かるであろう。また、「層対」との用語は、厳密に２層ではなく、包括的な周期単位を対象とすることを意図している。
【００５４】
[0063] ＭＬＭ（計算）の例
【００５５】
[0064] 本発明に従って行われるべき変更の説明のための基準ケースとして、周期数Ｎ＝４００を用いて、法線入射のＭｏ／Ｓｉ多層ミラーに対して計算が行われた。計算は、以下に式（１）として示すドルーデ（Drude）式誘電体誘電率に基づく。
【００５６】
[0065] 図４（ａ）では、相対Ｍｏ含量αに依存する、帯域内ＥＵＶ反射係数（点線）およびＩＲ反射係数（実線）のグラフを示す。ＥＵＶ放射は、所与のαについて周期ｈに対して最適化された。最適周期（最大ＥＵＶ Ｒをもたらすα値）の依存を、図４（ｂ）に与える。同じ結果を表１にまとめる。
【００５７】
[0066]
【表１】
【００５８】
[0067] なお、このスタックにおける周期の数は、従来の例（Ｎ＝３０〜６０）に比べて非常に高い（Ｎ＝４００）ことに留意されたい。これは、４００が実際の実施形態において適した層数であることを示すものではないが、このことは、基準のケースから、ミラーの後面および層からの干渉を排除する。この効果は、後ほど別途説明する。以上から、スタックのＥＵＶ反射率は、理想的なまとまった数字に決して近づくことはないが、αが上昇するにつれて顕著に上昇し、７０％を少し超えたところで飽和する（平らになる）。不都合なことに、最初は比較的低い（しかし決してゼロではない）ＩＲ反射率が合わせて上昇し、αが０．３を超えるとＥＵＶ Ｒを越えるというトレードオフがある。これは、実際のＥＵＶミラーの観察された挙動であり、上述した加熱および結像問題が最小限にされるまたはさらには回避されるには、ミラーと、ミラーの上流および下流のスペクトル純度フィルタに対する要求が高くなる。
【００５９】
[0068] 本願は、依然として帯域内放射（ＥＵＶ）に対して適度に反射性であるが、その一方でＣＯ２レーザの波長（特に１０．６μｍ）といった長波長のＩＲ放射に対してはるかに反射性が低い、変更された多層ミラー（ＭＬＭ）を生成するよう、単独でも組み合わせても採用可能ないくつかの手段を説明する。ＩＲ範囲における金属の反射性は、金属中の自由伝導性電子の存在によって引き起こされるので、発明者は、金属層の電子特性の変更によってＩＲ反射の抑制が達成されうることを認識した。金属層からの伝導性電子のデプリーション、または、いわゆる寸法異常表皮効果による電子の有効数の制限といった様々な技術が説明される。
【００６０】
[0069] 提案するＭＬＭの別の新規の特徴は、スタックにおける多数の層対である。従来では、対の最適数Ｎは、例えば３０〜６０対といった数十にあることが見出されていたが、これは、ＥＵＶ反射率は、これらの値を超えたＮでは増加する傾向がないという理由によるものである。しかしながら、発明者らは、層の数を増加することによって、特に長いＩＲ放射が反射されるのではなく抑制される、Ｎに対してさらなる最適値を明らかにする技術の配置が可能になることを計算している。このことがなぜ起きるかについての1つのメカニズムは、幾分、「４分の１波長」(‘quater wave’)反射防止コーティングのように、スタックの前部分と後部分から反射されたＩＲ波間の相殺的干渉でありうる。これらの手段について以下に詳述する。
【００６１】
[0070] 第１のタイプの変更（変更された金属層特性）は、それだけでまたは第２のタイプ（スタック高）と組み合わせて適用されることが可能であり、その逆の場合も可能である。発明者らは、各改良点につき理論的基礎を提供するよう努める一方で、本態様および他の態様のそれぞれにおける発明は、任意の特定の理論またはメカニズムによって限定されない。２つの技術が組み合わされると、その効果は、個々の寄与を合わせたものよりも大きくなりうる。例えば変更された金属層では、ＩＲ放射は、公知の構造におけるよりも多くの数の層対に浸透することができ、このことは、スタックのより深いところにおけるその吸収と、スタックの前部と後部とから反射された部分間の相殺的干渉に関与するその能力にも寄与する。
【００６２】
[0071] 異常表皮効果の背景
【００６３】
[0072] 金属の光学特性は、金属における電磁波と「電子ガス」との相互作用によって説明される。金属面（例えば前面１０２またはスタックにおけるいずれかの金属面）に入射する波は電流を誘導する。場から移動電子に伝達されたエネルギーの主要部分は、反射波および屈折波（transmitted wave）を生成する二次波の形態で放射される。このエネルギーの別の部分は、光子および不純物上への電子の散乱により、電子からイオン格子に伝達される。これらの２つのメカニズムは、金属における電磁波の減衰を引き起こす。減衰長δは多くの場合、浸透厚（skin depth）（Ｍｏについては１０．６μｍで３５ｎｍ）と呼ばれる。金属の薄い表面領域における電磁界の浸透は、表皮効果と呼ばれる。金属の光学特性は、浸透厚δと、電子の平均自由工程Ｌとの比率に著しく依存する。δ＞＞Ｌである場合は、いわゆる通常表皮効果（マイクロ波領域）である。赤外領域では、減衰長は強く減少し、ある明確な瞬間に、平均自由行程Ｌよりも小さくなる。これが、いわゆる異常表皮効果である。このような条件は、伝導性に関与する電子の数を減少する。特に、この数は、δ／Ｌに比例して減少する。この効果は、薄膜において、その厚さｄが浸透厚より小さいときにより顕著になる。この条件（ｄ＜δ）下では、伝導性電子の有効数は、より強く減少する。ＩＲ領域における金属膜の光学特性は、膜厚に強く依存する傾向がある。このような特性を有する膜は、バルク金属の光学特性を有するものよりもより透過的である。膜のＥＵＶ特性は厚さに依存しない。これは、ＥＵＶ放射の相互作用のメカニズムは、ＩＲ領域のそれとは十分に異なるからである。
【００６４】
[0073] 上記の観察は、高ＥＵＶ反射率を維持しつつ、多層ミラーの長波長領域における反射係数の減少を可能にする。金属層の厚さ（ｄ＝ｈＭ）を減少すると、赤外線放射は、ＭＬＭ内に十分に深く浸透するが同時に、赤外線放射は、多数の金属層によって吸収される、および／または、多層のバルク基板１０８に到達する。したがって、ＩＲにおける反射率が際立って減少するようにＭＬＭにおける金属と誘電体の部分容量（fractional content）を異ならせる可能性がある。ＭＬＭにおける金属および誘電体の部分容量は、金属層の厚さｄの周期厚さｈに対する比率（α）により説明される。
【００６５】
[0074] ＥＵＶ反射およびＩＲ抑制が最適化される、αおよびｈの範囲を推定するために、金属膜の光学特性を記述する単純なモデルを提案する。このモデルは、条件（ｄ＜δ）に対する誘電体誘電率のドルーデ式（１）の変更に基づく。
【数１】
ここで、Ｐは残留比誘電率であり、ε１（ω）およびε２（ω）は角周波数ωにおけるバルク誘電関数の実数部と虚数部である。
【００６６】
[0075] 化学結合または電子トラップによる伝導性の低減
【００６７】
[0076] 図５は、第１のアプローチによる変更を示す。金属層１１２が、金属Ｍｏと化学結合を形成するかまたは低いアクセプタエネルギー準位を含む材料１２０に囲まれる場合、この環境は、Ｍｏ層からの伝導電子の一部を無効にする（自由伝導電子は、図５では白い丸として概略的に示され、トラップされたものは網掛けの丸として示される）。Ｍｏ層は非常に薄いことを考えると、化学結合によって取られる伝導性電子の一部は十分に大きい場合がある。このことが金属の誘電率の減少をもたらす。
【００６８】
[0077] 一例として、鉄（Ｆｅ）の原子が、Ｍｏまたは他の金属層から自由電子をトラップ可能である適切な「深い中心」(‘deep centers’)を提供しうる。これらのトラップサイトは、ＭＬＭ構造の機能層の確立された特性へのそれらの影響を最小限にするために、Ｓｉ層とＭｏ層との界面においてのみ組成を変更することによって配置することができる。したがって、材料１２０は、完全に別個の層ではなくて、Ｓｉ層１１０の変更された界面部分を含みうる。伝導率を低減するためのこの変更は、或いは、金属層を囲むシリコン層にドーピングすることによって、または、金属層自体の化学的変更(chemical modification)によって達成可能である。
【００６９】
[0078] このような変更の結果は、計算によってモデル化されており、その結果を図６に示す。すべての伝導電子がアクティブの状態でＥＵＶおよびＩＲの波長の反射をモデリングすることによって、トレースＥＵＶ ＲおよびＩＲ Ｒ１は、シミュレートされたＭＬＭ構造についてのαに伴う反射係数（垂直軸）の変動を示す。例えば半分の伝導電子しか参与していない図５の変更の効果を組み込むようにモデルを変更すると、トレースＩＲ Ｒ２がもたらされる。これは、曲線ＩＲ Ｒ２は、増加されたＩＲ反射率における厳しいペナルティを生じさせることなく、設計パラメータαが０．３をはるかに超えて増加してＥＵＶ反射率を７０％超に改善することを可能にするので、ＩＲ反射率を著しく減少する可能性を示す。
【００７０】
[0079] 金属層１１２の両側に変更材料１２０を設けることは、１つの可能な構成に過ぎない。材料１２０は、金属層内に混合されても、２以上の副層を分割する中心層であってもよい。
【００７１】
[0080] 金属層分割
【００７２】
[0081] 図７は、ＭＬＭ１００における金属層１１２からの赤外線反射を抑制する別の方法を示す。構造１０６は、周期ｈを有する、上述した従来の層１１０、１１２の対である。構造１０６’は、金属層１１２が、薄い絶縁バリア１４０の挿入によって２つの部分１１２ａ、１１２ｂに分割されている変更された層対を含む。この絶縁バリアは、例えばＢ４Ｃ、Ｓｉ３Ｎ４、または、Ｍｏまたは用いられる他の金属の層間に好都合にかつ適合して堆積可能である他の材料でありうる。金属層を３つの別個のコンポーネントに分割する２つのバリア層が設けられている別の変更された層対が構造１０６’’として示される。
【００７３】
[0082] モデリングは、金属（Ｍｏ）層１１２を、非常に薄い絶縁体バリアによって副層に分割することが、ＭＬＭ１００のＥＵＶ反射率を著しく悪化することにならないことを示している。しかし、ＩＲ波長では、Ｍｏ副層の光学定数は、分割されていないＭｏ層のそれとは異なることになる。特に、副層の誘電率εは、厚いＭｏ層の誘電率よりも低くなる。Ｓｉ基板上の構造１０６、１０６’、１０６’’を有するＳｉ／Ｍｏミラーについての計算の結果を、以下の表２に示す（前と同様にＮ＝４００）。
【００７４】
[0083]
【表２】
【００７５】
[0084] 以上のように、金属層を分割することによって、ＥＵＶ Ｒが適度に一定してかつ７０％超に維持され、その一方でＩＲ Ｒは８０％超から４０％未満にまで著しく削減される。３以上の副層に分割すること、非等化の副層に分割すること等もすべて可能ではあるが、より単純な構造の方が、制御が楽で製造工程に費用がかからない。
【００７６】
[0085] 一実施形態では、構造１０６’または構造１０６’’が排他的に用いられうる。より多くの分割を考えてもよいし、また変更されていない層対１０６が、スタックの一部に含まれてもよい。様々な構造が、スタック全体に亘ってインターリーブされても、スタックの別個の領域に適用されてもよい。パラメータを、ミラーに対して垂直におよびミラーの平面において段階的に異ならせることが可能である。副層における金属の伝導率は、図５および図６を参照して述べたように変更することができる。これらの手段は、従来技術から来るものとして上述した帯域幅、入射角等に応じて反射率を制御するための様々な手段に加えて適用することができる。
【００７７】
[0086] 基板の役割
【００７８】
[0087] 低αを有するＭＬＭ１００は、赤外線放射が基板１０８、または、より正確には、基板１０８の前部または後部に配置された任意の金属または他の特殊な層１１４に到達することを可能にするよう十分に透過的であることが予想される。したがって、ＭＬＭ１００全体のＩＲ反射が、その基板または後部層に敏感となる。適切な屈折率を有する基板（または厚い基板層１１４）は、そこに到達する実質的にすべてのＩＲ放射を反射することができる。慎重な設計により、この反射された成分は、４分の１波長反射防止コーティングの挙動と同様に、スタックのより高いところにある界面から反射されたビームと相殺的干渉を生成しうる。従来のＭＬＭ構造は、この効果の恩恵を受けるには、長いＩＲ波長に関連して、薄すぎでかつ反射性が高すぎる。以下に示す結果は、パラメータの単純な最適化によって、本発明の実施形態に従って作られたＭＬＭにおけるＩＲ反射率の非常に深い抑制を得ることが可能であろうことを示す。定量的に、抑制の効果は、金属基板の厚さと基板の材料とに依存する。良好な結果が、約２０ｎｍ以上のＭｏ層１１４を用いて達成することができる。しかしながら、基板層は、同じ金属である必要はない。
【００７９】
[0088] 図８（ａ）および図８（ｂ）は、上述したような分割されたＭｏ層を有するＳｉ／Ｍｏ ＭＬＭの、Ｎに応じた計算性能を示す。周期の数Ｎは、１から５００の間で変更された。各Ｍｏ層１１２はＢ４Ｃバリア１４０によって２つの副層１１２ａ、１１２ｂに分割されている、２０ｎｍのＭｏ基板層１１４上のＭｏ／Ｓｉ ＭＬＭ（図７中の構造１０６’）について計算が行われた。周期ｈは、（ａ）６．８３ｎｍおよび（ｂ）６．８４ｎｍであった。
【００８０】
[0089] 図９（ａ）および図９（ｂ）は、（ａ）周期６．８６ｎｍおよび（ｂ）周期６．９０ｎｍを有するＭＬＭに対する同様の結果を示すが、ここでは各Ｍｏ層１１２は、３つの副層への分割（構造１０６’’）及び２回のＭｏ伝導性の（化学的）還元（β＝０．２５）、並びに基板上の２０ｎｍのＭｏ膜１１４がある。
【００８１】
[0090] 以上のように、図８および図９に示すＳｉ／Ｍｏ ＭＬＭの例は、約１００の周期数においてＩＲ反射の深い最小値（deep minimum）を有し、その一方でＥＵＶ反射は、４０〜６０周期において飽和状態になる。ＩＲ反射率のこの最小値付近の低反射係数は、薄いＭｏ層における放射の吸収と、部分反射波の相殺的干渉によって引き起こされうる。どのようなメカニズムに基づいていようとも、モデリングされた結果に基づいて所与の適用に最適な構成に到達するためには一連の決められた実験の問題である。厳しい環境におけるミラーの性能寿命を最大限にするためには、層の数は、最初は、最適値よりも僅かに多くてもよい（例えば図８（ａ）のグラフ上では、Ｎ＝１１０）。それにより、前面層が腐食しても性能はすぐには悪化しない。最適性能から離れていても、素子は、不所望の放射から所望の放射を選択する点において周知のＳＰＦ設計よりも良好に機能する。
【００８２】
[0091] 結論および新規のＭＬＭの利点
【００８３】
[0092] 上で紹介したすべての手段を組み合わせても、それらのサブセットであっても、提案された解決策は、不所望の長波長ＩＲの問題を非常に強力に取り扱うが、多層ミラーは既に機械の一部であるので、当該機械には依然として新しい素子を追加することはない。このような解決策では、提案されたタイプのＳＰＦとは異なって、潜在的に、冷却には問題がない。
【００８４】
[0093] 既に述べたように、実際の実施形態では、ここで始めて紹介した手段と、従来技術から周知である手段とを含む幾つかの異なる手段を組み合わせることができる。例えば、典型的なＭＬＭは、０．１〜０．４のＭｏ／Ｓｉ比α、例えば０．２の比率を有する多層スタックから構成されうる。このとき、１０．６μｍ放射抑制が約３倍であり、その一方でＥＵＶ反射が０．８５倍である。ＭＬＭ１００の最適バージョンは、最大のＥＵＶ反射率と最大のＩＲ抑制とを可能にする、深さ段階によるαパラメータを含みうる。
【００８５】
[0094] 上に示した例示的な値および性能計算は、１３．６ｎｍのＥＵＶ波長と１０．６μｍのＩＲ波長、並びに法線入射反射の例に基づいている。当業者であれば、入射角と波長が変化するにつれて、どのように適切な寸法および材料の選択が変化するかは容易に理解できよう。６．８〜７．０ｎｍの範囲内の周期ｈ、および、約１００〜１１０の層の数では、スタックの全高Ｈは、６５０〜８００ｎｍの範囲内となることは容易に計算される。対照的に、この波長のＥＵＶ放射に対する周知のＭＬＭは、７０より少ない数の層、例えばたった４０〜６０層と、６００ｎｍ未満、例えば５００ｎｍ未満の厚さ（法線入射に対して）を有しうる。ある構造が４分の１波長（反射防止）または２分の１波長（反射型）層の寸法を満たすか否かを評価するためには、光線の経路長を、層対の屈折率によって乗算して、放射波長との比較のための光路長が得るべきである。０．５〜０．７の範囲の周期に、ＥＵＶ波長を掛けたものが適切と見なされうる。
【００８６】
[0095] 製造方法
【００８７】
[0096] 基板上に金属コーティングを塗布する1つの方法は、原子層堆積法（Atomic Layer Deposition, ＡＬＤ）である。ＡＬＤは、原子層を1層ずつ堆積するために自己限定の表面反応の交互のステップを用いる。堆積される材料は、前駆体を通して提供される。ＡＬＤ方法は、例えばＭｏ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｃｕ、ＦｅおよびＮｉといった幾つかの金属について知られている。ＡＬＤではなく、ガルバニック（galvanic）成長（電着）を用いて金属を堆積してもよいし、金属はさらに、例えば蒸発またはスパッタ堆積により堆積されてもよい。かかる方法の例は、導入部分に記載した従来技術の参考文献に与えられている。
【００８８】
[0097] これらのプロセスは、単独でまたは互いに組み合わされて用いられてよい。
【００８９】
[0098] 幾つかの異なる金属を用いてもよいが、モリブデンはその高い融点と立証された真空適合性により魅力的な候補である。しかしながら、特に異なる波長の所望の放射および／または不所望の放射が関与する場合に、他の材料をそれらの際立った特性によって選択することもできる。
【００９０】
[0099] 上述した変更された多層構造を有する1以上の反射素子を組み込んだ図１および図２の装置は、リソグラフィ製造プロセスに用いうることは理解できよう。このようなリソグラフィ装置は、ＩＣ、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられうる。なお、このような代替の適用の文脈では、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
【００９１】
[00100] 上記の説明は、限定ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。
【００９２】
[00101] 本発明の実施形態は、次に限定されないが、放電生成プラズマ源（ＤＰＰ源）、またはレーザ生成プラズマ源（ＬＰＰ源）を含む任意のタイプのＥＵＶ源に用いうることは理解されよう。しかし、本発明の実施形態は、レーザ生成プラズマ源の一部を通常形成するレーザ源からの放射を抑制することに特に適しうる。これは、このようなプラズマ源は、多くの場合、レーザを起因とする二次放射を出力するからである。
【００９３】
[00102] 新規の反射素子は、放射経路の事実上どこに設置されてもよい。一実施形態では、新規の多層構造は、ＥＵＶ放射源からのＥＵＶ含有放射を受取り、適切な下流のＥＵＶ放射光学システム、つまり、コレクタにＥＵＶ放射を運ぶ第１の反射面に適用される。或いはまたは追加的に、新規の多層素子は、投影システム内の1以上のミラーにおいて適用されてもよい。
【００９４】
[00103] 本発明の具体的な実施形態を上述したが、本発明はそれ以外にも実施可能であることは理解すべきである。
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
[0001] 本願は、２００９年１１月２０日に出願された米国仮出願第６１／２６３，２２６号の優先権を主張し、参照によりその全体を本明細書に組み込む。
【０００２】
[0002] 本発明は、多層ミラー、概して、極端紫外線（ＥＵＶ）を反射するための反射型光学素子に関する。本発明はさらにかかるミラーを含むリソグラフィ装置、多層ミラーを製造するための方法、ＥＵＶリソグラフィにより製品を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ以上のダイの一部を含む）に転写することができる。典型的には、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。通常、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射するスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
【０００４】
[0004] パターンプリンティングを制限する重要な要素は、用いられる放射の波長λである。かつてないほどに小さくなってきている構造を基板上に投影可能とするために、１０〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である極端紫外線（Extreme Ultra Violet,ＥＵＶ）を使用することが提案されている。１０ｎｍ未満の波長、例えば６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといった５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射を用いてもよいこともさらに提案されている。このようなＥＵＶ放射は、時に軟Ｘ線と呼ばれる。可能な放射源には、例えばレーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射が含まれる。
【０００５】
[0005] ＥＵＶ放射用の投影システムにおける光学素子は、概して、本質的に反射性であり（湾曲ミラー）、これは、屈折を持ってＥＵＶ放射を透過できる材料を容易に入手することができないためである。反射型光学素子であっても、ＥＵＶ放射が垂直に入射するミラーは、比較的複雑な多層構造である。多層ミラー（Multilayer Mirror, ＭＬＭ）の例は、例えばＤＥ１０１５５７１１（Fraunhofer Institute）に記載される。実用的であるが、理想とはかけ離れているミラーは、金属（通常、モリブデン（Ｍｏ））層と非金属（通常、シリコン（Ｓｉ））層のインターリーブ対によって構成することができる。各層対における２つの層間の厚さの比率を制御することによって、各層対の全厚が制御され、また、数十の層を互いに積み重ねることによって、６０〜７０％程度の反射率が達成されうる。
【０００６】
[0006] Ｓｎプラズマに基づいたＥＵＶ源は、所望の帯域内ＥＵＶ放射のみならず、最も顕著には深ＵＶ（Deep UV, ＤＵＶ）範囲（１００〜４００ｎｍ）内の帯域外放射も放射する。さらに、レーザ生成プラズマ（Laser Produced Plasma, ＬＰＰ）ＥＵＶ源の場合では、通常は１０．６μｍにあるレーザからの赤外線は、相当量の不所望の放射を呈しうる。ＥＵＶリソグラフィシステムの光学部品は、通常、これらの波長において相当な反射率を有するので、何も対策が採られなければこの不所望の放射は、リソグラフィツール内を相当なパワーで伝播してしまう。
【０００７】
[0007] リソグラフィ装置では、帯域外放射は、いくつかの理由から最小限に抑えるべきである。第一に、レジストが帯域外波長に敏感であるため、像の品質が下がる可能性がある。第二に、不所望の放射、特にＬＰＰ源における１０．６μｍの放射は、マスク、ウェーハ、および光学部品の好ましくない加熱につながる。不所望の放射を特定された範囲内に収めるために、スペクトル純度フィルタ（Spectral Purity Filter, ＳＰＦ）が開発されてきている。ＳＰＦの設計および製造は、困難を伴いかつ妥協だらけである。周知のフィルタは、現在、所望のＥＵＶ放射を望ましくなく減衰し、その一方で少量ではあるが有意の量の不所望の放射も通過させてしまう。また、これらのフィルタは、製造に非常に費用がかかる。
【０００８】
[0008] そこで、発明者らは、従来から不所望の放射の有意の部分、時に所望のＥＵＶ放射の反射部分よりも多い部分を反射する反射（ＭＬＭ）面の設計に関心を向けた。帯域外放射を減衰するためにＭＬＭ構造を変更する選択肢がある。その場合の提案としては、不所望の波長を減衰するために、ＥＵＶ反射構造の上に多層構造を追加することがある。さらに、不所望として述べられる波長の範囲は、ＵＶ波長および可視波長、すなわち１μｍよりも短く１０．６μｍよりもはるかに短い波長、および本出願でも取り扱われる同様な波長に限定されてもよい。
【０００９】
[0009] 発明者らは、関心の様々な波長の反射のメカニズムを研究し、そして、金属層を含む多層ミラー（ＭＬＭ）を変更して、金属層がＣＯ２レーザの放射の波長（特に１０．６μｍ）のように長い波長の放射に対して本質的に反射性が低くなるようにすることができることを認識した。ＩＲ範囲における金属の反射性は、金属中の自由伝導性電子の存在により引き起こされるので、発明者らは、金属層の電子特性の変更によりＩＲ反射の抑制が達成可能であるかどうかを検討した。この目的ための例示的な技術には、導電性電子との金属層のデプリーション(depletion)、または、いわゆる寸法異常表皮効果（dimensional anomalous skin-effect）による電子の有効数の制限が含まれる。
【００１０】
[0010] 発明者らはさらに、ＥＵＶおよびＩＲ波長における相対反射性へのスタック全長の影響も研究した。
【発明の概要】
【００１１】
[0011] 本発明の一態様では、極端紫外線（ＥＵＶ）放射を反射する一方で、ＥＵＶ放射の波長よりも実質的に長い波長を有する第２のタイプの放射を吸収するように構成された多層ミラーが提供される。このミラーは、基板上に積み重ねられた複数の層対を備え、各層対は少なくとも第１の材料を含む第１の層と少なくとも第２の材料を含む第２の層とを備え、層対の少なくともサブセットにおける第１の層は、同じ厚さを有する第１の材料のシンプルな層に比べて、第２の放射の反射へのその寄与を減少するように変更される。
【００１２】
[0012] 本発明の実施形態は、第３の材料の存在によりその伝導性が変更された第１のタイプの層を。本発明の実施形態は、絶縁体として機能する第４の材料の層によって分離された、第１の材料の分割層を含む。
【００１３】
[0013] 本発明の実施形態は、従来のＭＬＭ構造に比べて、比較的多数のかかる層対を含みうる。幾つかの実施形態では、サブセットにおける層対の数は、８０より多く、例えば８０〜１５０、また、例えば９０より多い。
【００１４】
[0014] 副層のそれぞれの厚さは、２ｎｍ未満、さらには１ｎｍ未満でありうる。任意選択的に、変更された第１の層の少なくともサブセットにおける副層の数は、２または３でありうる。好適には、第１の材料はＭｏであり、第２の材料はＳｉである。
【００１５】
[0015] 本発明の一態様では、極端紫外線（ＥＵＶ）放射を反射する一方で、ＥＵＶ放射の波長よりも実質的に長い波長を有する第２のタイプの放射を吸収するように構成された多層ミラーが提供される。このミラーは、基板上に積み重ねられた複数の層対を備え、各層対は第１の材料を含む第１の層と第２の材料を含む第２の層とを備え、スタックにおける層対の数は、８０より多く、例えば８０〜１５０、また、例えば９０より多い。
【００１６】
[0016] 複数の層対の全厚は、５００ｎｍより大きくてもよい。スタックは、第１の材料または同様の特性を有する材料の層を備える基板層上に形成され、基板層における第１の材料の層は、第１の層より５倍以上厚い。任意選択的に、第１の材料はＭｏといった金属であり、第２の材料はＳｉといった半導体である。スタックの大部分における各層対の厚さは、５〜７ｎｍまたはさらには６．５ｎｍ〜７ｎｍの範囲でありうる。
【００１７】
[0017] 本発明の一態様では、極端紫外線を含む放射を生成するように構成された放射源と、放射を放射ビームに調整するように構成された照明システムと、放射ビームにパターン付けするように構成されたパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートと、パターン付き放射ビームをターゲット材料上に投影するように構成された投影システムとを備え、放射源、照明システム、および投影システムのうち少なくとも1つは、上述したような本発明の第１または第２の態様による多層ミラーを備える、リソグラフィ装置が提供される。
【００１８】
[0018] 放射源は、燃料デリバリシステムとレーザ放射源とを備え、レーザ放射源は、赤外波長における放射を、極端紫外線の生成のために燃料デリバリシステムによってプラズマ燃料材料を含むターゲット上に運ぶように構成され、放射源は、それにより、極端紫外線（ＥＵＶ）および赤外線放射の混合を多層ミラーに向けて放射し、多層ミラーは、ＥＵＶ放射に対して６０％より大きい反射率を有し且つ赤外線放射に対して４０％未満の反射率を有する。多層ミラーは、赤外線放射の１０％未満、またさらには５％未満の反射率を有しうる。
【００１９】
[0019] 本発明の一態様では、極端紫外線を透過するように構成された多層ミラーを製造する方法であって、第１および第２のタイプの層を交互に堆積して基板上に層対のスタックを形成することを含み、各層対は、少なくとも第１の材料を含む第１の層と、少なくとも第２の材料を含む第２の層とを備え、層対の少なくともサブセットにおける第１の層は、同じ厚さを有する第１の材料のシンプルな層に比べて、第２の放射の反射へのその寄与を減少するように形成される。スタックにおける層対の数は、８０より多く、例えば８０〜１５０、また、例えば９０より多い。
【００２０】
[0020] 本発明の一態様では、スタックは上述したように多層ミラーを製造する方法に従って形成される、多層ミラーを製造する方法が提供される。
【００２１】
[0021] 本発明の一態様では、リソグラフィにより製品を製造する方法が提供され、この方法は、照明システムを介してＥＵＶ放射源からのＥＵＶ放射でパターニングデバイスを照射するステップと、投影システムを介するＥＵＶ放射の投影により基板上にパターニングデバイスの像を投影するステップとを含み、照明システムまたは投影システムの少なくとも一方が、上述したような本発明の第１または第２の態様による多層ミラーを備える光学素子を備える。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
[0022] 本発明の実施形態を、ほんの一例として添付概略図を参照しながら説明する。図中、対応する参照記号は対応する部分を示す。
【図１】[0023] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。
【図２】[0024] 図２は、本発明の一実施形態による実際のリソグラフィ装置の配置を示す。
【図３】[0025] 図３は、図２の装置における使用または他の目的のための多層ミラー（ＭＬＭ）の全体構造およびパラメータを示す。
【図４ａ】[0026] 図４ａは、従来の形態の層対を有する仮想多層ミラーの計算性能を示す。
【図４ｂ】[0026] 図４ｂは、従来の形態の層対を有する仮想多層ミラーの計算性能を示す。
【図５】[0027] 図５は、本発明の一実施形態に従って変更された多層ミラーの一部を示す。
【図６】[0028] 図６は、従来の構造と対比させた、図５の変更された多層ミラーの計算性能を示す。
【図７】[0029] 図７は、本発明の一実施形態の異なる形態に変更された多層ミラー構造の一部を示す。
【図８ａ】[0030] 図８ａは、図７に示された実施形態における第１の変形による例示的なミラーの計算性能を示す。
【図８ｂ】[0030] 図８ｂは、図７に示された実施形態における第１の変形による例示的なミラーの計算性能を示す。
【図９ａ】[0031] 図９ａは、図７に示された実施形態における第２の変形による例示的なミラーの計算性能を示す。
【図９ｂ】[0031] 図９ｂは、図７に示された実施形態における第２の変形による例示的なミラーの計算性能を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
[0032] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の主な特徴を概略的に示す。リソグラフィ装置は、放射源ＳＯと、放射源からの放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬとを含む。サポートＭＴ（例えばマスクテーブル）は、パターニングデバイスＭＡ（例えばマスクまたはレチクル）を支持するように構成され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに接続される。基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴは、基板Ｗ（例えばレジストコート半導体ウェーハ）を保持するように構成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに接続される。投影システムＰＳは、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成される。
【００２４】
[0033] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、或いはそれらの任意の組み合せ等の様々なタイプの光コンポーネントを含むことができる。
【００２５】
[0034] サポートＭＴは、パターニングデバイスを支持する。サポートは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否か等の他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポートは、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポートは、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポートは、パターニングデバイスを、例えば投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。
【００２６】
[0035] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを付与するために使用できるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。通常、放射ビームに付与されたパターンは、集積回路等のターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応する。なお、放射ビームに付与されたパターンは、例えばそのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しなくてもよいことに留意されたい。
【００２７】
[0036] パターニングデバイスは、透過型であっても反射型であってもよい。実用上の理由から、ＥＵＶリソグラフィに対する本提案は、図１に示すように、反射型パターニングデバイスを採用する。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは周知であり、バイナリ、レべンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフト等のマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられ、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように各小型ミラーを個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射された放射ビームにパターンを付与する。
【００２８】
[0037] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射に、或いは真空の使用といった他の要因に適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学システム、またはそれらの任意の組合せを含むあらゆる種類の投影システムを包含すると広く解釈されるべきである。ＥＵＶまたは電子ビーム放射には真空を用いることが望ましく、というのは、他のガスは放射または電子を吸収し過ぎてしまうからである。したがって、真空環境が、真空壁および真空ポンプを用いてビーム路全体に与えられうる。ＥＵＶに固有の例を、図２を参照して以下に説明する。
【００２９】
[0038] 本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えてよい。ＥＵＶ波長では、透過性材料は容易には入手できない。したがって、ＥＵＶシステムにおける照明および投影用の「レンズ」は、通常、反射型、つまり、湾曲ミラーである。
【００３０】
[0039] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルを並行して使うことができ、すなわち予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うことができる。
【００３１】
[0040] また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、例えば水といった比較的高い屈折率を有する液体によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。また、例えばマスクと投影システムの間といったリソグラフィ装置内の別の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。本明細書にて使用される「液浸」という用語は、基板のような構造体を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。
【００３２】
[0041] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射を受け取る。例えば放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。その場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射は放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステム（図示せず）を使って送られる。その他の場合、放射源はリソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムとともに、放射システムと呼びうる。
【００３３】
[0042] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するように構成された調節デバイス（アジャスタ）を含んでもよい。通常、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通例、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータおよびコンデンサといった様々な他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布を持たせることができる。
【００３４】
[0043] 放射ビームＢは、サポートＭＴ上に保持されたパターニングデバイスＭＡ上に入射し、パターニングデバイスによってパターンが付けられる。パターニングデバイスＭＡから反射された後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点を合わせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使い、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサＩＦ１（これも干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサでありうる）を使い、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して、例えばマスクライブラリからの機械的な取り出しの後またはスキャン中に、正確に位置決めすることもできる。
【００３５】
[0044] 通常、マスクサポートＭＴの移動は、第１位置決めデバイスＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２位置決めデバイスＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って実現することができる。ステッパの場合、スキャナとは対照的に、サポートＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２と、基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらはスクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークはダイとダイの間に置かれてもよい。
【００３６】
[0045] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
【００３７】
[0046] １．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それにより別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
【００３８】
[0047] ２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
【００３９】
[0048] ３．別のモードでは、プログラマブルパターニングデバイスＭＡを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードでは、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用する「マスクレスリソグラフィ」と呼びうる。
【００４０】
[0049] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、或いは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
【００４１】
[0050] 図２は、実際のＥＵＶリソグラフィ装置の略式側面図を示す。なお、物理的配置が、図１に示す装置のものとは異なるが、動作原理は同様であることに留意されたい。ＥＵＶリソグラフィ装置は、放射源‐コレクタ‐モジュール、すなわち放射ユニット３と、照明システムＩＬと、投影システムＰＳとを含む。放射ユニット３には、ＸｅガスまたはＬｉ、Ｇｄ、またはＳｎの蒸気といったガスまたは蒸気を用いうる放射源ＳＯが設けられている。ガスまたは蒸気内で非常に高温の放電プラズマが生成され、それにより電磁放射スペクトルのＥＵＶ範囲における放射が放射される。放電プラズマは、放電の部分的にイオン化されたプラズマを光軸Ｏ上で崩壊させることによって生成される。例えば１０Ｐａ（０．１ｍ ｂａｒ）の分圧のＸｅ、Ｌｉ、Ｇｄ、Ｓｎ蒸気または任意の他の適切なガスまたは蒸気が、放射の効率的な発生に必要となりうる。一実施形態では、Ｓｎ源がＥＵＶ源として適用される。
【００４２】
[0051] このようなタイプの放射源について、一例としては、ＣＯ２または他のレーザが燃料点火領域に誘導されかつ合焦されるＬＰＰ源がある。このタイプの放射源の一部の詳細を、図の左下部分に概略的に示す。点火領域７ａに、例えば燃料デリバリシステム７ｂから溶融Ｓｎの液滴といったプラズマ燃料が供給される。レーザビームジェネレータ７ｃは、例えば１０．６マイクロメートルまたは９．４マイクロメートルである赤外波長を有するＣＯ２レーザでありうる。或いは、例えば１〜１１マイクロメートルの範囲内の波長をそれぞれ有する他の適切なレーザを用いてもよい。レーザビームと相互作用した後、燃料液滴はプラズマ状態に移行し、プラズマ状態では、例えば６．７ｎｍの放射、または５〜２０ｎｍの範囲から選択される任意の他のＥＵＶ放射を放射しうる。ＥＵＶは、ここでの関心の一例であるが、他の適用では異なるタイプの放射が発生されてもよい。プラズマにおいて発生された放射は、楕円形または他の適切なコレクタ７ｄによって集められて、それにより放射源放射ビーム７ｅが発生される。
【００４３】
[0052] 放射源ＳＯによって放射された放射は、放射源チャンバ７からコレクタチャンバ８内に、ガスバリアまたは「フォイルトラップ」(“foil trap”)の形態の汚染物質トラップ９を介して伝えられる。このことを以下に詳述する。図２の主要部分に戻ると、コレクタチャンバ８は、例えばいわゆるかすめ入射リフレクタのネスト状のアレイを備えるかすめ入射コレクタである放射コレクタ１０を含み得る。この目的に適した放射コレクタは、従来技術から知られている。或いは、ＥＵＶリソグラフィ装置は、放射を集めるために法線入射コレクタを含むことができる。コレクタ１０から放射されるＥＵＶ放射ビームは、例えば光軸Ｏの両側に最大１０度である特定の角度広がりを有することになる。
【００４４】
[0053] コレクタ１０によって伝えられた放射は、スペクトル純度フィルタ１１を通る。反射型格子スペクトル純度フィルタとは対照的に、透過型スペクトル純度フィルタ１１は放射ビームの方向を変更しない。しかしながら、反射型フィルタは、代案として可能である。
【００４５】
[0054] 放射は、コレクションチャンバ８におけるアパーチャから仮想放射源点１２（すなわち中間焦点）に合焦される。チャンバ８から、放射ビーム１６は、法線入射リフレクタ１３、１４を介して照明システムＩＬ内で、レチクルまたはマスクテーブルＭＴ上に位置決めされたレチクルまたはマスク上に反射される。パターン付きビーム１７が形成されて、反射素子１７、１８を介して投影システムＰＳによって、ウェーハステージまたは基板テーブルＷＴ上に取り付けられたウェーハＷ上に結像される。照明システムＩＬおよび投影システムＰＳ内には、図示するよりも多くの素子が通常存在してよい。反射素子の１つ（１９）は、その前方に、アパーチャ２１をその中に有するＮＡディスク２０を有する。アパーチャ２１のサイズは、パターン付き放射ビーム１７が基板テーブルＷＴに当る際にパターン付き放射ビーム１７によって範囲が決められる角度αｉを決定する。
【００４６】
[0055] 図２は、コレクタ１０の下流、かつ、仮想放射源点１２の上流に位置決めされたスペクトル純度フィルタ１１を示す。図示しない代替の実施形態では、スペクトル純度フィルタ１１は、仮想放射源点１２において、または、コレクタ１０と仮想放射源点１２との間の任意の位置に位置決めされてもよい。フィルタ１１は、すべての所望のＥＵＶ放射を通して、不所望の（ＤＵＶ、ＩＲ）放射を全く通さないことが理想的である。当然ながら、実際には、これらのパラメータの性能は完全ではない。実際のＳＰＦは、幾分、所望の放射を減衰し、また、不所望の放射の一部も通してしまう。本発明の実施形態は、所望のＥＵＶ放射を可能な限り維持しつつ府所望の放射を減少する代替アプローチを提供する。本発明の実施形態は、ミラー１３、１４、１８、および１９を含むいずれかの反射型素子、および／またはコレクタ１０に適用されることが可能である。例えばコレクタ１０から出る不所望の放射の除去におけるその性能に基づいて、スペクトル純度フィルタ１１は、原理上、完全に省略されることがある。或いは、新規のリフレクタとスペクトル純度フィルタの両方が、システム内の選択された位置に用いられてもよい。フィルタにおける加熱量を減少することにより、例えば本明細書に開示された新規の原理を利用するコレクタは、フィルタの設計制約を緩和し、それによりそのＥＵＶ通過性能を向上させることが可能となる。
【００４７】
[0056] ガスバリアは、例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，６１４，５０５号および第６，３５９，９６９号に詳述されるようなチャネル構造を含む。この汚染物質トラップの目的は、光学システムの素子上に燃料物質が入射しまたは副産物が衝突し、時間と共にそれらの性能を劣化させることを阻止するまたは少なくとも低減することである。これらの素子には、コレクタ１０、及びまたコレクタを含む。左下において詳述されるＬＰＰ源の場合、汚染物質トラップは、楕円形コレクタ７ｄを保護する第１のトラップ配置９ａと、任意選択的に９ｂに示すようなさらなるトラップ配置とを含む。ガスバリアは、汚染物質との化学的相互作用によって、および／または、帯電粒子の静電または電磁偏向によって（流体向流による）物理バリアとしての機能を果たしてもよい。
【００４８】
[0057] 多層ミラーの例
【００４９】
[0058] 図３は、多層ミラー（ＭＬＭ）反射素子１００の基本構造を示す。これは、上記リソグラフィ装置におけるどの反射型素子としても用いてよい。多層ミラー反射素子は、赤外線が減衰されるべき任意の他のＥＵＶシステムにおける反射型素子としても用いてもよい。さらに、説明される原理は、所望波長と不所望波長の他の組み合わせに適応されてよく、同じ物理的原理が適用される。例示目的として、図示されるミラーは平面であり、また、厚さは、ミラーの面積に比べて非常に誇張されている。実際の適用では、平面リフレクタ、湾曲（凹面／凸面）リフレクタ、および／または多面リフレクタが望まれる場合があるが、ここでは便宜上、あらゆるそのような反射型素子を含むべく、「ミラー」と言う用語を用いる。
【００５０】
[0059] ＭＬＭ１００は、前面１０２および後面１０４を有する。入射放射ＥＵＶ ＩおよびＩＲ Ｉは、ある入射角において前面１０２上に衝突する。入射角は、周知であるように、前面１０２に対して垂直であっても、前面１０２に対して斜めであっても、または、様々な入射角の混合であってもよい。ミラー１００の材料との1以上の相互作用メカニズムによって、入射放射の一部が、図示されるように反射放射ＥＵＶ ＲおよびＩＲ Ｒとして再放射される。
【００５１】
[0060] ミラー１００の構造は、基板１０８上に配置された、層状にされた対１０６のスタックを含む。各層状対において、第１の材料の層１１０の上に、第２の材料の層１１２が被せられる。説明のために、これらは、非金属またはシリコン（Ｓｉ）層１１０と、金属またはモリブデン（Ｍｏ）層１１２と呼ぶことにする。これらの材料は、現在考えられる適用(applications)のためのＥＵＶミラーに通常選択される。正確に制御された厚さと均一性を有する堆積のための様々な技術を含むそれらの製造方法は周知である。他の材料を、適用および環境に応じて選択してもよい。本明細書において記載する例におけるＭｏ層およびＳｉ層への言及は、純粋に例示目的であり、かつ、理解を容易にするためのものである。
【００５２】
[0061] 図３には、様々なＭＬＭ構造の議論および特徴化に有用な様々なパラメータも示される。スタックを形成する周期構造の周期とも呼ばれうる1つの層状対の高さには、ラベルｈが付けられ、通常、ナノメートルで表現される。１層状対において、ｈＭは、金属層１１２の高さであり、その一方で、ｈＳは、非金属層１１０の高さである。パラメータα（アルファ）は、金属層厚さの周期ｈに対する比率として定義される。構造の全高Ｈは、当然ながら、1つの層対の高さｈと、スタック内の層状対の数Ｎから求められる。この議論のために、層状対１０６はすべて同一であると仮定する。しかしながら、導入部分において言及した従来技術の文書において述べられているように、垂直方向に（前面に対して垂直に）またはミラーの面積全体で層状対の組成を変化させることに特に利点がありうる。これらの利点には、例えば波長、入射角等の変動下でも反射強度の均一性を向上させることが含まれる。これらの技術は、本明細書にはさらに詳細には説明しないが、これから説明する新規の層構造との組み合わせにおいてすべて適用して、上述した利点を得ることができる。
【００５３】
[0062] さらに、一番最後の金属層１１４を「通常」の層よりも厚くする可能性が図示される。前面１０２も、スタック内の他の周期と同一であるのではなく、例えば保護コーティングといった特定の構成を有しうる。さらに、各周期において、新規のＭＬＭデバイスでは、追加の層および分割層が用いられてもよいことが分かるであろう。また、「層対」との用語は、厳密に２層ではなく、包括的な周期単位を対象とすることを意図している。
【００５４】
[0063] ＭＬＭ（計算）の例
【００５５】
[0064] 本発明に従って行われるべき変更の説明のための基準ケースとして、周期数Ｎ＝４００を用いて、法線入射のＭｏ／Ｓｉ多層ミラーに対して計算が行われた。計算は、以下に式（１）として示すドルーデ（Drude）式誘電体誘電率に基づく。
【００５６】
[0065] 図４（ａ）では、相対Ｍｏ含量αに依存する、帯域内ＥＵＶ反射係数（点線）およびＩＲ反射係数（実線）のグラフを示す。ＥＵＶ放射は、所与のαについて周期ｈに対して最適化された。最適周期（最大ＥＵＶ Ｒをもたらすα値）の依存を、図４（ｂ）に与える。同じ結果を表１にまとめる。
【００５７】
[0066]
【表１】
【００５８】
[0067] なお、このスタックにおける周期の数は、従来の例（Ｎ＝３０〜６０）に比べて非常に高い（Ｎ＝４００）ことに留意されたい。これは、４００が実際の実施形態において適した層数であることを示すものではないが、このことは、基準のケースから、ミラーの後面および層からの干渉を排除する。この効果は、後ほど別途説明する。以上から、スタックのＥＵＶ反射率は、理想的なまとまった数字に決して近づくことはないが、αが上昇するにつれて顕著に上昇し、７０％を少し超えたところで飽和する（平らになる）。不都合なことに、最初は比較的低い（しかし決してゼロではない）ＩＲ反射率が合わせて上昇し、αが０．３を超えるとＥＵＶ Ｒを越えるというトレードオフがある。これは、実際のＥＵＶミラーの観察された挙動であり、上述した加熱および結像問題が最小限にされるまたはさらには回避されるには、ミラーと、ミラーの上流および下流のスペクトル純度フィルタに対する要求が高くなる。
【００５９】
[0068] 本願は、依然として帯域内放射（ＥＵＶ）に対して適度に反射性であるが、その一方でＣＯ２レーザの波長（特に１０．６μｍ）といった長波長のＩＲ放射に対してはるかに反射性が低い、変更された多層ミラー（ＭＬＭ）を生成するよう、単独でも組み合わせても採用可能ないくつかの手段を説明する。ＩＲ範囲における金属の反射性は、金属中の自由伝導性電子の存在によって引き起こされるので、発明者は、金属層の電子特性の変更によってＩＲ反射の抑制が達成されうることを認識した。金属層からの伝導性電子のデプリーション、または、いわゆる寸法異常表皮効果による電子の有効数の制限といった様々な技術が説明される。
【００６０】
[0069] 提案するＭＬＭの別の新規の特徴は、スタックにおける多数の層対である。従来では、対の最適数Ｎは、例えば３０〜６０対といった数十にあることが見出されていたが、これは、ＥＵＶ反射率は、これらの値を超えたＮでは増加する傾向がないという理由によるものである。しかしながら、発明者らは、層の数を増加することによって、特に長いＩＲ放射が反射されるのではなく抑制される、Ｎに対してさらなる最適値を明らかにする技術の配置が可能になることを計算している。このことがなぜ起きるかについての1つのメカニズムは、幾分、「４分の１波長」(‘quater wave’)反射防止コーティングのように、スタックの前部分と後部分から反射されたＩＲ波間の相殺的干渉でありうる。これらの手段について以下に詳述する。
【００６１】
[0070] 第１のタイプの変更（変更された金属層特性）は、それだけでまたは第２のタイプ（スタック高）と組み合わせて適用されることが可能であり、その逆の場合も可能である。発明者らは、各改良点につき理論的基礎を提供するよう努める一方で、本態様および他の態様のそれぞれにおける発明は、任意の特定の理論またはメカニズムによって限定されない。２つの技術が組み合わされると、その効果は、個々の寄与を合わせたものよりも大きくなりうる。例えば変更された金属層では、ＩＲ放射は、公知の構造におけるよりも多くの数の層対に浸透することができ、このことは、スタックのより深いところにおけるその吸収と、スタックの前部と後部とから反射された部分間の相殺的干渉に関与するその能力にも寄与する。
【００６２】
[0071] 異常表皮効果の背景
【００６３】
[0072] 金属の光学特性は、金属における電磁波と「電子ガス」との相互作用によって説明される。金属面（例えば前面１０２またはスタックにおけるいずれかの金属面）に入射する波は電流を誘導する。場から移動電子に伝達されたエネルギーの主要部分は、反射波および屈折波（transmitted wave）を生成する二次波の形態で放射される。このエネルギーの別の部分は、光子および不純物上への電子の散乱により、電子からイオン格子に伝達される。これらの２つのメカニズムは、金属における電磁波の減衰を引き起こす。減衰長δは多くの場合、浸透厚（skin depth）（Ｍｏについては１０．６μｍで３５ｎｍ）と呼ばれる。金属の薄い表面領域における電磁界の浸透は、表皮効果と呼ばれる。金属の光学特性は、浸透厚δと、電子の平均自由工程Ｌとの比率に著しく依存する。δ＞＞Ｌである場合は、いわゆる通常表皮効果（マイクロ波領域）である。赤外領域では、減衰長は強く減少し、ある明確な瞬間に、平均自由行程Ｌよりも小さくなる。これが、いわゆる異常表皮効果である。このような条件は、伝導性に関与する電子の数を減少する。特に、この数は、δ／Ｌに比例して減少する。この効果は、薄膜において、その厚さｄが浸透厚より小さいときにより顕著になる。この条件（ｄ＜δ）下では、伝導性電子の有効数は、より強く減少する。ＩＲ領域における金属膜の光学特性は、膜厚に強く依存する傾向がある。このような特性を有する膜は、バルク金属の光学特性を有するものよりもより透過的である。膜のＥＵＶ特性は厚さに依存しない。これは、ＥＵＶ放射の相互作用のメカニズムは、ＩＲ領域のそれとは十分に異なるからである。
【００６４】
[0073] 上記の観察は、高ＥＵＶ反射率を維持しつつ、多層ミラーの長波長領域における反射係数の減少を可能にする。金属層の厚さ（ｄ＝ｈＭ）を減少すると、赤外線放射は、ＭＬＭ内に十分に深く浸透するが同時に、赤外線放射は、多数の金属層によって吸収される、および／または、多層のバルク基板１０８に到達する。したがって、ＩＲにおける反射率が際立って減少するようにＭＬＭにおける金属と誘電体の部分容量（fractional content）を異ならせる可能性がある。ＭＬＭにおける金属および誘電体の部分容量は、金属層の厚さｄの周期厚さｈに対する比率（α）により説明される。
【００６５】
[0074] ＥＵＶ反射およびＩＲ抑制が最適化される、αおよびｈの範囲を推定するために、金属膜の光学特性を記述する単純なモデルを提案する。このモデルは、条件（ｄ＜δ）に対する誘電体誘電率のドルーデ式（１）の変更に基づく。
【数１】
ここで、Ｐは残留比誘電率であり、ε１（ω）およびε２（ω）は角周波数ωにおけるバルク誘電関数の実数部と虚数部である。
【００６６】
[0075] 化学結合または電子トラップによる伝導性の低減
【００６７】
[0076] 図５は、第１のアプローチによる変更を示す。金属層１１２が、金属Ｍｏと化学結合を形成するかまたは低いアクセプタエネルギー準位を含む材料１２０に囲まれる場合、この環境は、Ｍｏ層からの伝導電子の一部を無効にする（自由伝導電子は、図５では白い丸として概略的に示され、トラップされたものは網掛けの丸として示される）。Ｍｏ層は非常に薄いことを考えると、化学結合によって取られる伝導性電子の一部は十分に大きい場合がある。このことが金属の誘電率の減少をもたらす。
【００６８】
[0077] 一例として、鉄（Ｆｅ）の原子が、Ｍｏまたは他の金属層から自由電子をトラップ可能である適切な「深い中心」(‘deep centers’)を提供しうる。これらのトラップサイトは、ＭＬＭ構造の機能層の確立された特性へのそれらの影響を最小限にするために、Ｓｉ層とＭｏ層との界面においてのみ組成を変更することによって配置することができる。したがって、材料１２０は、完全に別個の層ではなくて、Ｓｉ層１１０の変更された界面部分を含みうる。伝導率を低減するためのこの変更は、或いは、金属層を囲むシリコン層にドーピングすることによって、または、金属層自体の化学的変更(chemical modification)によって達成可能である。
【００６９】
[0078] このような変更の結果は、計算によってモデル化されており、その結果を図６に示す。すべての伝導電子がアクティブの状態でＥＵＶおよびＩＲの波長の反射をモデリングすることによって、トレースＥＵＶ ＲおよびＩＲ Ｒ１は、シミュレートされたＭＬＭ構造についてのαに伴う反射係数（垂直軸）の変動を示す。例えば半分の伝導電子しか参与していない図５の変更の効果を組み込むようにモデルを変更すると、トレースＩＲ Ｒ２がもたらされる。これは、曲線ＩＲ Ｒ２は、増加されたＩＲ反射率における厳しいペナルティを生じさせることなく、設計パラメータαが０．３をはるかに超えて増加してＥＵＶ反射率を７０％超に改善することを可能にするので、ＩＲ反射率を著しく減少する可能性を示す。
【００７０】
[0079] 金属層１１２の両側に変更材料１２０を設けることは、１つの可能な構成に過ぎない。材料１２０は、金属層内に混合されても、２以上の副層を分割する中心層であってもよい。
【００７１】
[0080] 金属層分割
【００７２】
[0081] 図７は、ＭＬＭ１００における金属層１１２からの赤外線反射を抑制する別の方法を示す。構造１０６は、周期ｈを有する、上述した従来の層１１０、１１２の対である。構造１０６’は、金属層１１２が、薄い絶縁バリア１４０の挿入によって２つの部分１１２ａ、１１２ｂに分割されている変更された層対を含む。この絶縁バリアは、例えばＢ４Ｃ、Ｓｉ３Ｎ４、または、Ｍｏまたは用いられる他の金属の層間に好都合にかつ適合して堆積可能である他の材料でありうる。金属層を３つの別個のコンポーネントに分割する２つのバリア層が設けられている別の変更された層対が構造１０６’’として示される。
【００７３】
[0082] モデリングは、金属（Ｍｏ）層１１２を、非常に薄い絶縁体バリアによって副層に分割することが、ＭＬＭ１００のＥＵＶ反射率を著しく悪化することにならないことを示している。しかし、ＩＲ波長では、Ｍｏ副層の光学定数は、分割されていないＭｏ層のそれとは異なることになる。特に、副層の誘電率εは、厚いＭｏ層の誘電率よりも低くなる。Ｓｉ基板上の構造１０６、１０６’、１０６’’を有するＳｉ／Ｍｏミラーについての計算の結果を、以下の表２に示す（前と同様にＮ＝４００）。
【００７４】
[0083]
【表２】
【００７５】
[0084] 以上のように、金属層を分割することによって、ＥＵＶ Ｒが適度に一定してかつ７０％超に維持され、その一方でＩＲ Ｒは８０％超から４０％未満にまで著しく削減される。３以上の副層に分割すること、非等化の副層に分割すること等もすべて可能ではあるが、より単純な構造の方が、制御が楽で製造工程に費用がかからない。
【００７６】
[0085] 一実施形態では、構造１０６’または構造１０６’’が排他的に用いられうる。より多くの分割を考えてもよいし、また変更されていない層対１０６が、スタックの一部に含まれてもよい。様々な構造が、スタック全体に亘ってインターリーブされても、スタックの別個の領域に適用されてもよい。パラメータを、ミラーに対して垂直におよびミラーの平面において段階的に異ならせることが可能である。副層における金属の伝導率は、図５および図６を参照して述べたように変更することができる。これらの手段は、従来技術から来るものとして上述した帯域幅、入射角等に応じて反射率を制御するための様々な手段に加えて適用することができる。
【００７７】
[0086] 基板の役割
【００７８】
[0087] 低αを有するＭＬＭ１００は、赤外線放射が基板１０８、または、より正確には、基板１０８の前部または後部に配置された任意の金属または他の特殊な層１１４に到達することを可能にするよう十分に透過的であることが予想される。したがって、ＭＬＭ１００全体のＩＲ反射が、その基板または後部層に敏感となる。適切な屈折率を有する基板（または厚い基板層１１４）は、そこに到達する実質的にすべてのＩＲ放射を反射することができる。慎重な設計により、この反射された成分は、４分の１波長反射防止コーティングの挙動と同様に、スタックのより高いところにある界面から反射されたビームと相殺的干渉を生成しうる。従来のＭＬＭ構造は、この効果の恩恵を受けるには、長いＩＲ波長に関連して、薄すぎでかつ反射性が高すぎる。以下に示す結果は、パラメータの単純な最適化によって、本発明の実施形態に従って作られたＭＬＭにおけるＩＲ反射率の非常に深い抑制を得ることが可能であろうことを示す。定量的に、抑制の効果は、金属基板の厚さと基板の材料とに依存する。良好な結果が、約２０ｎｍ以上のＭｏ層１１４を用いて達成することができる。しかしながら、基板層は、同じ金属である必要はない。
【００７９】
[0088] 図８（ａ）および図８（ｂ）は、上述したような分割されたＭｏ層を有するＳｉ／Ｍｏ ＭＬＭの、Ｎに応じた計算性能を示す。周期の数Ｎは、１から５００の間で変更された。各Ｍｏ層１１２はＢ４Ｃバリア１４０によって２つの副層１１２ａ、１１２ｂに分割されている、２０ｎｍのＭｏ基板層１１４上のＭｏ／Ｓｉ ＭＬＭ（図７中の構造１０６’）について計算が行われた。周期ｈは、（ａ）６．８３ｎｍおよび（ｂ）６．８４ｎｍであった。
【００８０】
[0089] 図９（ａ）および図９（ｂ）は、（ａ）周期６．８６ｎｍおよび（ｂ）周期６．９０ｎｍを有するＭＬＭに対する同様の結果を示すが、ここでは各Ｍｏ層１１２は、３つの副層への分割（構造１０６’’）及び２回のＭｏ伝導性の（化学的）還元（β＝０．２５）、並びに基板上の２０ｎｍのＭｏ膜１１４がある。
【００８１】
[0090] 以上のように、図８および図９に示すＳｉ／Ｍｏ ＭＬＭの例は、約１００の周期数においてＩＲ反射の深い最小値（deep minimum）を有し、その一方でＥＵＶ反射は、４０〜６０周期において飽和状態になる。ＩＲ反射率のこの最小値付近の低反射係数は、薄いＭｏ層における放射の吸収と、部分反射波の相殺的干渉によって引き起こされうる。どのようなメカニズムに基づいていようとも、モデリングされた結果に基づいて所与の適用に最適な構成に到達するためには一連の決められた実験の問題である。厳しい環境におけるミラーの性能寿命を最大限にするためには、層の数は、最初は、最適値よりも僅かに多くてもよい（例えば図８（ａ）のグラフ上では、Ｎ＝１１０）。それにより、前面層が腐食しても性能はすぐには悪化しない。最適性能から離れていても、素子は、不所望の放射から所望の放射を選択する点において周知のＳＰＦ設計よりも良好に機能する。
【００８２】
[0091] 結論および新規のＭＬＭの利点
【００８３】
[0092] 上で紹介したすべての手段を組み合わせても、それらのサブセットであっても、提案された解決策は、不所望の長波長ＩＲの問題を非常に強力に取り扱うが、多層ミラーは既に機械の一部であるので、当該機械には依然として新しい素子を追加することはない。このような解決策では、提案されたタイプのＳＰＦとは異なって、潜在的に、冷却には問題がない。
【００８４】
[0093] 既に述べたように、実際の実施形態では、ここで始めて紹介した手段と、従来技術から周知である手段とを含む幾つかの異なる手段を組み合わせることができる。例えば、典型的なＭＬＭは、０．１〜０．４のＭｏ／Ｓｉ比α、例えば０．２の比率を有する多層スタックから構成されうる。このとき、１０．６μｍ放射抑制が約３倍であり、その一方でＥＵＶ反射が０．８５倍である。ＭＬＭ１００の最適バージョンは、最大のＥＵＶ反射率と最大のＩＲ抑制とを可能にする、深さ段階によるαパラメータを含みうる。
【００８５】
[0094] 上に示した例示的な値および性能計算は、１３．６ｎｍのＥＵＶ波長と１０．６μｍのＩＲ波長、並びに法線入射反射の例に基づいている。当業者であれば、入射角と波長が変化するにつれて、どのように適切な寸法および材料の選択が変化するかは容易に理解できよう。６．８〜７．０ｎｍの範囲内の周期ｈ、および、約１００〜１１０の層の数では、スタックの全高Ｈは、６５０〜８００ｎｍの範囲内となることは容易に計算される。対照的に、この波長のＥＵＶ放射に対する周知のＭＬＭは、７０より少ない数の層、例えばたった４０〜６０層と、６００ｎｍ未満、例えば５００ｎｍ未満の厚さ（法線入射に対して）を有しうる。ある構造が４分の１波長（反射防止）または２分の１波長（反射型）層の寸法を満たすか否かを評価するためには、光線の経路長を、層対の屈折率によって乗算して、放射波長との比較のための光路長が得るべきである。０．５〜０．７の範囲の周期に、ＥＵＶ波長を掛けたものが適切と見なされうる。
【００８６】
[0095] 製造方法
【００８７】
[0096] 基板上に金属コーティングを塗布する1つの方法は、原子層堆積法（Atomic Layer Deposition, ＡＬＤ）である。ＡＬＤは、原子層を1層ずつ堆積するために自己限定の表面反応の交互のステップを用いる。堆積される材料は、前駆体を通して提供される。ＡＬＤ方法は、例えばＭｏ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｃｕ、ＦｅおよびＮｉといった幾つかの金属について知られている。ＡＬＤではなく、ガルバニック（galvanic）成長（電着）を用いて金属を堆積してもよいし、金属はさらに、例えば蒸発またはスパッタ堆積により堆積されてもよい。かかる方法の例は、導入部分に記載した従来技術の参考文献に与えられている。
【００８８】
[0097] これらのプロセスは、単独でまたは互いに組み合わされて用いられてよい。
【００８９】
[0098] 幾つかの異なる金属を用いてもよいが、モリブデンはその高い融点と立証された真空適合性により魅力的な候補である。しかしながら、特に異なる波長の所望の放射および／または不所望の放射が関与する場合に、他の材料をそれらの際立った特性によって選択することもできる。
【００９０】
[0099] 上述した変更された多層構造を有する1以上の反射素子を組み込んだ図１および図２の装置は、リソグラフィ製造プロセスに用いうることは理解できよう。このようなリソグラフィ装置は、ＩＣ、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられうる。なお、このような代替の適用の文脈では、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
【００９１】
[00100] 上記の説明は、限定ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。
【００９２】
[00101] 本発明の実施形態は、次に限定されないが、放電生成プラズマ源（ＤＰＰ源）、またはレーザ生成プラズマ源（ＬＰＰ源）を含む任意のタイプのＥＵＶ源に用いうることは理解されよう。しかし、本発明の実施形態は、レーザ生成プラズマ源の一部を通常形成するレーザ源からの放射を抑制することに特に適しうる。これは、このようなプラズマ源は、多くの場合、レーザを起因とする二次放射を出力するからである。
【００９３】
[00102] 新規の反射素子は、放射経路の事実上どこに設置されてもよい。一実施形態では、新規の多層構造は、ＥＵＶ放射源からのＥＵＶ含有放射を受取り、適切な下流のＥＵＶ放射光学システム、つまり、コレクタにＥＵＶ放射を運ぶ第１の反射面に適用される。或いはまたは追加的に、新規の多層素子は、投影システム内の1以上のミラーにおいて適用されてもよい。
【００９４】
[00103] 本発明の具体的な実施形態を上述したが、本発明はそれ以外にも実施可能であることは理解すべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極端紫外線（ＥＵＶ）放射を反射する一方で、前記ＥＵＶ放射の波長よりも実質的に長い波長を有する第２のタイプの放射を吸収するように構成された多層ミラーであって、
各層対が第１の材料を含む第１の層と第２の材料を含む第２の層とを備える、基板上に積み重ねられた複数の層対を備え、
前記層対の少なくともサブセットにおける前記第１の層は、同じ厚さを有する前記第１の材料のシンプルな層に比べて、前記第２の放射の反射へのその寄与を減少するように変更される、多層ミラー。
【請求項２】
前記変更された第１の層は、前記第１の材料における伝導電子の有効性を減少するのに効果的である第３の材料に隣接するかまたはそれと混合される前記第１の材料を含む、請求項１に記載のミラー。
【請求項３】
前記変更された第１の層のそれぞれは、相対的に絶縁性の第４の材料のバリア層によって互いから分割された複数の副層における前記第１の材料を含む、請求項１に記載のミラー。
【請求項４】
前記副層の少なくともサブセットが、前記第１の材料における伝導電子の有効性を減少するのに効果的である第３の材料に隣接するかまたはそれと混合される前記第１を含む、請求項３に記載のミラー。
【請求項５】
前記第１の材料は金属であり、前記第２の材料は半導体である、請求項１から４のいずれかに記載のミラー。
【請求項６】
前記スタックの大部分における各層対の厚さは、５〜７ｎｍの範囲内である、請求項１から５のいずれかに記載のミラー。
【請求項７】
前記スタックの大部分における各層対の厚さは、６．５〜７ｎｍの範囲内である、請求項６に記載のミラー。
【請求項８】
前記複数の層対の全厚は、５００ｎｍより大きい、請求項１から７のいずれかに記載のミラー。
【請求項９】
前記スタックは、基板層の上に形成され、該基板層は、前記スタックの前記層対における前記第１のタイプの層より５倍以上厚い前記第１の材料の層を備え、該基板層は、該基板層に到達する実質的にすべての第２の放射を前記スタック内に反射するように構成される、請求項１から８のいずれかに記載のミラー。
【請求項１０】
極端紫外線を含む放射を生成するように構成された放射源と、
前記放射を放射ビームに調整するように構成された照明システムと、
前記放射ビームにパターン付けするように構成されるパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートと、
パターン付き放射ビームをターゲット材料上に投影するように構成された投影システムと、を備え、
前記放射源、前記照明システム、および前記投影システムのうち少なくとも1つは、請求項１から９のいずれかに記載の多層ミラーを備える、リソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記放射源は、燃料デリバリシステムとレーザ放射源とを備え、該レーザ放射源は、赤外波長における放射を、前記極端紫外線の生成のために前記燃料デリバリシステムによってプラズマ燃料材料を含むターゲット上に運ぶように構成され、前記放射源は、それにより、極端紫外線（ＥＵＶ）および赤外線放射の混合を前記多層ミラーに向けて放射し、前記多層ミラーは、前記ＥＵＶ放射に対して６０％より大きい反射率を有し且つ前記赤外線放射に対して４０％未満の反射率を有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記多層ミラーは、前記生成されたＥＵＶ放射によって遭遇される最初の反射素子である、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
極端紫外線を透過するように構成された多層ミラーを製造する方法であって、
第１および第２のタイプの層を交互に堆積して基板上に層対のスタックを形成することを含み、各層対は、少なくとも第１の材料を含む第１の層と、少なくとも第２の材料を含む第２の層とを備え、前記層対の少なくともサブセットにおける前記第１の層は、同じ厚さを有する前記第１の材料のシンプルな層に比べて、前記第２の放射の反射へのその寄与を減少するように形成される、方法。
【請求項１４】
前記層対のサブセットにおいて、前記第１の層は、前記第１の材料における伝導電子の有効性を減少するのに効果的である第３の材料に隣接するかまたはそれと混合されて形成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記層対のサブセットにおいて、前記第１の層は、相対的に絶縁性の第４の材料のバリア層によって互いから分割された、前記第１の材料の複数の副層によって形成される、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１】
極端紫外線（ＥＵＶ）放射を反射する一方で、前記ＥＵＶ放射の波長よりも実質的に長い波長を有する第２のタイプの放射を吸収するように構成された多層ミラーであって、
各層対が第１の材料を含む第１の層と第２の材料を含む第２の層とを備える、基板上に積み重ねられた複数の層対を備え、
前記層対の少なくともサブセットにおける前記第１の層は、同じ厚さを有する前記第１の材料のシンプルな層に比べて、前記第２の放射の反射へのその寄与を減少するように変更される、多層ミラー。
【請求項２】
前記変更された第１の層は、前記第１の材料における伝導電子の有効性を減少するのに効果的である第３の材料に隣接するかまたはそれと混合される前記第１の材料を含む、請求項１に記載のミラー。
【請求項３】
前記変更された第１の層のそれぞれは、相対的に絶縁性の第４の材料のバリア層によって互いから分割された複数の副層における前記第１の材料を含む、請求項１に記載のミラー。
【請求項４】
前記副層の少なくともサブセットが、前記第１の材料における伝導電子の有効性を減少するのに効果的である第３の材料に隣接するかまたはそれと混合される前記第１を含む、請求項３に記載のミラー。
【請求項５】
前記第１の材料は金属であり、前記第２の材料は半導体である、請求項１から４のいずれかに記載のミラー。
【請求項６】
前記スタックの大部分における各層対の厚さは、５〜７ｎｍの範囲内である、請求項１から５のいずれかに記載のミラー。
【請求項７】
前記スタックの大部分における各層対の厚さは、６．５〜７ｎｍの範囲内である、請求項６に記載のミラー。
【請求項８】
前記複数の層対の全厚は、５００ｎｍより大きい、請求項１から７のいずれかに記載のミラー。
【請求項９】
前記スタックは、基板層の上に形成され、該基板層は、前記スタックの前記層対における前記第１のタイプの層より５倍以上厚い前記第１の材料の層を備え、該基板層は、該基板層に到達する実質的にすべての第２の放射を前記スタック内に反射するように構成される、請求項１から８のいずれかに記載のミラー。
【請求項１０】
極端紫外線を含む放射を生成するように構成された放射源と、
前記放射を放射ビームに調整するように構成された照明システムと、
前記放射ビームにパターン付けするように構成されるパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートと、
パターン付き放射ビームをターゲット材料上に投影するように構成された投影システムと、を備え、
前記放射源、前記照明システム、および前記投影システムのうち少なくとも1つは、請求項１から９のいずれかに記載の多層ミラーを備える、リソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記放射源は、燃料デリバリシステムとレーザ放射源とを備え、該レーザ放射源は、赤外波長における放射を、前記極端紫外線の生成のために前記燃料デリバリシステムによってプラズマ燃料材料を含むターゲット上に運ぶように構成され、前記放射源は、それにより、極端紫外線（ＥＵＶ）および赤外線放射の混合を前記多層ミラーに向けて放射し、前記多層ミラーは、前記ＥＵＶ放射に対して６０％より大きい反射率を有し且つ前記赤外線放射に対して４０％未満の反射率を有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記多層ミラーは、前記生成されたＥＵＶ放射によって遭遇される最初の反射素子である、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
極端紫外線を透過するように構成された多層ミラーを製造する方法であって、
第１および第２のタイプの層を交互に堆積して基板上に層対のスタックを形成することを含み、各層対は、少なくとも第１の材料を含む第１の層と、少なくとも第２の材料を含む第２の層とを備え、前記層対の少なくともサブセットにおける前記第１の層は、同じ厚さを有する前記第１の材料のシンプルな層に比べて、前記第２の放射の反射へのその寄与を減少するように形成される、方法。
【請求項１４】
前記層対のサブセットにおいて、前記第１の層は、前記第１の材料における伝導電子の有効性を減少するのに効果的である第３の材料に隣接するかまたはそれと混合されて形成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記層対のサブセットにおいて、前記第１の層は、相対的に絶縁性の第４の材料のバリア層によって互いから分割された、前記第１の材料の複数の副層によって形成される、請求項１３または１４に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【公表番号】特表２０１３−５１１８２７（Ｐ２０１３−５１１８２７Ａ）
【公表日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３９２４７（Ｐ２０１２−５３９２４７）
【出願日】平成２２年１０月１１日（２０１０．１０．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６５１５５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６１００７
【国際公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１１日（２０１０．１０．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６５１５５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６１００７
【国際公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
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