JP2018523161A - 遠紫外線および軟ｘ線光学部品用コーティング - Google Patents

Abstract

０．１ｎｍから２５０ｎｍまでの遠紫外線／軟Ｘ線スペクトル／ＤＵＶにおいて使用するためのコーティングは、１つまたは複数のサブ波長「Ａ層」がサブ波長「Ｂ層」と交互に並んだものを含む。Ａ層は、１族の材料と、２族の材料と、１８族の材料とを含んでよい。Ｂ層は、遷移金属、ランタニド、アクチニド、またはそれらの組み合わせのうちの１つを含んでよい。Ａ層および／またはＢ層は、予想される欠陥と同様の大きさまたは形状にされた特徴を有するナノ構造を含んでよい。追加の上位層は、原子番号の大きいＡ層材料、疎水性材料、または荷電材料を含んでよい。そのような材料は、鏡、レンズ、または他の光学部品、パネル、光源、フォトマスク、フォトレジスト、またはリソグラフィ、ウェーハパターニング、天文学および宇宙の適用例、生物医学的適用例、バイオテクノロジ的適用例、もしくは他の適用例などの適用例において使用するための他の構成要素などの構成要素を作製するために使用され得る。

Description

[0001]関連分野としては、光学コーティングの設計および製作、より詳細には、多数の従来の光学材料によって強く吸収される波長範囲に対する反射コーティング、透過コーティング、または波長選択コーティングがある。

[0002]遠紫外線光（ＥＵＶ、１０〜１２０ｎｍ波長）および軟Ｘ線（ＳＸ、０．１〜１０ｎｍ波長）および深紫外線光（ＤＵＶ、１２０ｎｍ〜２５０ｎｍ）は、分解能＜２２ｎｍを有するリソグラフィの可能な手法の一部であり、統合された電子構成部品の小型化をさらに容易にする。他の適用例としては、分析化学（たとえば、光共鳴による化学物質の識別）、天文学（たとえば、星雲、惑星、および恒星大気のマッピング）、生物学（生体材料試料の研究）、および医学（イメージングおよび汚染物質洗浄）がある。

[0003]閾値を超えた連続波パワーまたはパルス化エネルギーを有する鮮明な画像または強く集束されたスポットを必要とする適用例は、ビーム成形光学部品（たとえば、レンズまたは湾曲ミラー）、ビームパターニング光学部品（たとえば、フォトマスクまたはディフューザ）、ビーム分割光学部品（たとえば、ビームスプリッタ、フィルタ、もしくは回折格子）、または、必要とされる光路長およびシステムベースプレートの大きさもしくは形状に応じて、ビームステアリング光学部品、たとえば、平面鏡もしくはプリズムを利用することがある。

[0004]光源からワークピースまたは光検出器などのターゲットまでの光路上の各受動的光学素子は、吸収、散乱、口径食、および他の損失メカニズムによる光損失をもたらす。損失は、システムの効率（源の光がワークピースに到達する割合）を累積的に低下させる。低い効率が、ターゲットにおける光を適用例の実際的な閾値未満に低下させる場合、損失の一部を補償するために、より強力なまたはエネルギーのより大きな光源が必要とされることがある。

[0005]損失は、ＥＵＶ／ＳＸ／ＤＵＶ波長範囲におけるかなり大きな懸念事項になり得る。多数の素子の原子共鳴はＥＵＶ／ＳＸ波長に対応するので、および／またはＥＵＶ光子エネルギーがすべての材料のバンドギャップを超えるので、事実上すべての材料は、それらの波長における著しい吸収を示し、閾値を超えたレベルの光をターゲットに送達する必要があるＥＵＶ／ＳＸ／源（たとえば、プラズマ、シンクロトロン）が強力であるほど、ＥＵＶ／ＳＸ／源は、より多くのコストがかかり、いくつかの方法で焦点または画質を劣化可能な廃熱をより多く放散し得る。リソグラフィに望ましい電力レベルは、ほぼ２００Ｗである。ＥＵＶ／ＳＸ源の制限は、液浸リソグラフィと比較したＥＵＶ／ＳＸリソグラフィの持続的により遅いスピードの主要な要因であると考えられる。

[0006]強力な源からのＥＵＶ／ＳＸ光の過度の吸収は、ビームトレイン内の光学部品に損傷を与えることができる。損傷した薄膜は、損傷を受けていない薄膜よりも多くの光を吸収するので、既存の損傷の量が増加するにつれて、損傷閾値は減少する。すなわち、損傷が始まると、損傷は加速する。ルテニウムキャッピング層は、光学部品を保護するために使用されてよいが、厚さは、吸収によるより多くの光損失を回避するために、２．５ｎｍまたはそれ以下に制限されてよい。これらの薄いキャップは、アブレーションおよび他の損傷の開始を減速させるが、連続的または繰り返される露光は、キャッピング層を摩耗させ、下にある薄膜スタックは保護されないままである。

[0007]プラズマなどのいくつかのＥＵＶ／ＳＸ源は、粒子ならびに光を発する。これらの粒子は、加工チャンバ内のワークピース／ウェーハ、光学部品、マスク、および／または壁と他のハードウェアとを汚染することがある。一般に、ペリクルは、光路からの汚染物質粒子を遮断するために置かれてよいが、従来のペリクル材料はＥＵＶ／ＳＸ光を吸収するので、ＥＵＶ／ＳＸのためのペリクルは作製するのが困難なことがある。

[0008]透過、反射、およびフィルタリングのためのコーティング一般的なＥＵＶ／ＳＸは、ホウ素−シリコン（Ｂ−Ｓｉ）、タングステン−カーボン（Ｗ−Ｃ）、タングステン−ホウ素−カーボン（Ｗ−Ｂ−Ｃ）の交互の層を含む。１つのＥＵＶ／ＳＸ薄膜スタックは、モリブデンおよびシリコン（Ｍｏ−Ｓｉ）の交互の層を使用する。このタイプの反射コーティングは、１３．５ｎｍ近くの波長において、ほぼ約６７％の効率である。シリコンにおける吸収は、限定要因であることが多い。層ペアまたは周期の最大数は、ほぼ４０またはそれ以下に限定されてよい。

[0009]したがって、科学および産業は、ＥＵＶ／ＳＸ波長範囲内で透過と反射とを強化するために、凸凹のある低吸収コーティングから利益を受けるであろう。

[0010]光学的基板用のコーティングは、特定の動作波長λおよび動作入射角θのために設計される。コーティングは、アルカリ金属、貴ガス、ハロゲン、ベリリウムを除くアルカリ土類金属、またはそれらの組み合わせのうちの１つから本質的に構成された第１の層（「Ａ層」）を含んでよい。材料および組み合わせとしては、単一元素、同位元素、イオン、化合物、合金、混合物、ナノ積層体、非化学量論的変種、または三元材料、または他の組み合わせがあり得る。いくつかの実施形態では、コーティング材料は、アルカリ金属と、貴ガスと、それらの組み合わせとを含む、より小さなグループから選択されてよい。

[0011]第１の層の厚さは、λより薄くてよい。０．１ｎｍ≦λ≦２５０ｎｍのＥＵＶ／ＳＸ／ＤＵＶ範囲において、サブ波長厚さでは、いくつかの非古典的な層厚が実行されてよく、ならびに、またはさらに良いことには（ｅｖｅｎ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ）、厚さがλ／（４ ｎ₁ ｃｏｓ（θ））の整数倍である古典的な干渉層、λは動作波長、ｎ₁は波長λにおける第１の層の複素屈折率の実数部、θは表面法線に対する入射角である。非古典的な解決策は、有限要素計算を使用して、数値的に見出され得る。

[0012]貴ガス成分は、貴ガス化合物たとえばＸｅＦ₆として第１の層内に含まれてよい。貴ガス化合物が強力な酸化剤である場合、貴ガス化合物のどちらかの面または両面上の酸化バリアは、貴ガス化合物が隣接する材料を酸化するのを防止し得る。薄膜スタックの外側層が酸素への曝露のリスクにさらされる実施形態では（たとえば、光学部品または他のハードウェアを清掃または交換するために、加工チャンバなどが大気に開かれているとき）、酸素バリアは、それらの外側層の中に選択的に形成されてよい。好ましくは、酸化バリアは、存在する場合、コーティングの性能を損なわないように、設計式に含まれる。

[0013]任意選択で、第１の層よりも高い損傷閾値を有するキャッピング層が、第１の層と周囲環境との間に置かれてよい。キャッピング材料は、第１の層の材料セットの、原子番号のより大きいメンバから選択される。キャッピング層は、第１の層を粒子またはＥＵＶ／ＳＸ損傷から保護してよい。いくつかの実施形態では、キャッピング層は、電気的に荷電され、層が、同様な電荷の入射粒子が光学面に到達し欠陥になることができる前に、これらの粒子をはね返すまたはそらすことを可能にする。たとえば、溶融スズを溶射することに基づくプラズマは、正に荷電した粒子を発する傾向がある。好ましくは、キャッピング層は、存在する場合、コーティングの性能を損なわないように、電磁方程式に含まれる。

[0014]任意選択で、疎水性層が、第１の層すなわち最上位層と外部環境または吸湿性基板などの液体の源との間に形成されてよい。ポリマー、単分子層（自己集合性およびそうでない場合）、またはナノ構造化薄膜などの既知の疎水性層が、使用されてよい。高い表面エネルギーを有する疎水性層は、そうでない場合はＥＵＶ／ＳＸ吸収および損傷を加速させ得る液体吸収を防止する、たとえば、プラズマスズ液滴システム。好ましくは、疎水性層は、存在する場合、コーティングの性能を損なわないように、設計式に含まれる。コーティングされた光学素子が、コーティングの外側層のうちの１つまたは複数のアブレーションを通して使用中のままであることが予想されるいくつかの実施形態では、複数の疎水性層は、１つの疎水性層がアブレーションされた場合に別の疎水性層がすぐに見えるように、スタックの何らかの部分を通って置かれてよい。

[0015]第２の層（「Ｂ層」）は、２つの層が周期または層ペアを一緒に構成するように、第１の層より上または下に形成されてよい。第２の層の組成は、遷移金属、ランタニド、アクチニド、またはそれらの組み合わせのうちの１つから本質的になってよい。第２の層としては、単一元素、同位元素、イオン、化合物、合金、混合物、ナノ積層体、非化学量論的変種、または三元材料、または他の組み合わせがあり得る。いくつかの実施形態では、第２の層は、３族〜９族の第５周期（Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ）から選択される。第１の層と同様に、第２の層の厚さはλよりも薄い。０．１ｎｍ≦λ≦１２０ｎｍのＥＵＶ／ＳＸ／ＤＵＶ範囲において、サブ波長厚さでは、いくつかの非古典的な層厚が実行されてよく、ならびに、またはさらに良いことには、第２の層の厚さがλ／（４ ｎ₂ ｃｏｓ（θ））の整数倍である古典的な干渉層、ここでλは波長、ｎ₂は入射媒体に対する波長λにおける第２の層の複素屈折率の実数部、θは表面法線に対する入射角である。これらの解決策は、有限要素計算を使用して、数値的に見出され得る。第１の層は、Ｓｉまたは第２の層よりも低い吸収を有してよい。第２の層は、周囲環境（たとえば、空気、ガス、真空）のそれとは第１の層よりも異なる、その屈折率の実数部を有してよい。

[0016]いくつかの実施形態では、孔が、ガス、真空、または第１の層を通る光路のフィラー交換部などの吸収性の低い物質で層を満たしたように、第２の層は非孔であってよく、第１の層は多孔であってよい。孔は、周囲環境に開いてもよいし、密封されてもよい。開いた孔は、注入された貴ガスが層を流れることを可能にしてよい。密封された孔は、たとえば、気泡核生成によって、層の形成中に捕らえられたガスを含んでよい。孔は、エッチングされた穴またはチャネルであってもよいし、空隙構造を構成してもよいし、結晶格子内の空間であってもよい。任意選択で、１つまたは複数の孔は、第１の層の組成の貴ガス成分を入れるまたは含むために使用されてよい。孔の集団は、材料の全体的なバルク密度を減少させる働きをし、等方性が減少した密度材料を有する層を示すように、第２の層全体を通して均一に分散されてよい。

[0017]光学素子の反射率をさらにいっそう増加または減少させるために、第１の層および第２の層の複数の周期が積み重ねられてよい。従来のＳｉと比較した第１の層の低い吸収は、４０〜４００層のスタックを、反射率を強化する、または連続した層がアブレーションされると光学素子の寿命を延長させる手段として実際的なものにする。いくつかの実施形態では、スタックは、同じ第１の層と同じ第２の層との周期のみを含んでよい。あるいは、スタックは、第１の層および第２の層の２つ以上の組成オプションを使用してよい。たとえば、最も外部の層は、高い損傷閾値に対して公式化されてよく、内側層は、低い吸収に対して公式化されてよい。いくつかの実施形態では、第１の層および第２の層の組み合わされた厚さは、λよりも薄くてよい。層はまた、複数が積み重ねられた層の上から下までの周期の範囲とともに等級づけられてよい。いくつかの実施形態では、第１の層および第２の層としての層Ａおよび層Ｂの順序（ＡＢＡＢＡＢ）は、逆にされてもよい（ＢＡＢＡＢＡ）。任意選択で、スタック内のどの層も、化学量論的であってもよいし、非化学量論的であってもよい。

[0018]任意選択で、キャッピング層または１つもしくは複数の他の層は、プラズマまたは他のＥＵＶ／ＳＸ源から来た荷電粒子をはね返すために荷電されてもよい。電荷は、層に取り込まれたイオンによって与えられてもよいし、キャッピング層または隣接層を、たとえばコンタクトを介して、接地されていない電界に接続することによって課されてもよい。キャッピング層はまた、ルテニウムよりも大きな原子番号を有し、より高い原子間斥力ポテンシャルを生み出す材料から作製されてよい。これによって、コーティングへの、入ってくる衝撃粒子のイオン停止距離が減少する。

[0019]光学反射体は、各々がサブ波長厚さを有する、少なくとも１つの多孔性低吸収層と、１つの無孔性高反射層とを含んでよい。任意選択で、第１の層と第２の層の厚さの合計も、動作波長より薄い。任意選択で、多孔性層内の孔は、ナノ構造内の空間または空隙であってよい。

[0020]欠陥は、特にプラズマ源が存在する場合、ＥＵＶ光源システムにおけるかなり大きな問題である。プラズマ源は、システム内の他の構成要素に埋め込まれる多数のイオンを生成し、その結果として、コーティングと、キャッピング層と、レンズと、鏡と、フィルタと、フォトマスクとを破壊する。欠陥が存在するまたは多分子層に部分的に埋め込まれるとき、欠陥は、コーティングの反射率を損なう。いくつかの実施形態では、第１の層、第２の層、または両方は、欠陥の可視性を光学的に隠す特徴を有するナノ構造を含んでよい。

[0021]光学素子を作製する方法は、基板を準備することと、この基板よりも上の第１の層を形成することとを含んでよい。第１の層は、アルカリ金属、貴ガス、ハロゲン、ベリリウムを除くアルカリ土類金属、またはそれらの組み合わせのうちの１つから本質的に構成されてよい。第１の層は、０．１ｎｍから２５０ｎｍの間の動作波長に対するサブ波長厚さを有してよい。サブ波長厚さの第２の層は、第１の層よりも上または下に形成されてよい。第２の層は、遷移金属、ランタニド、アクチニド、またはそれらの組み合わせのうちの１つから本質的に構成されてよい。

[0022]多分子層またはその構成要素は、スパッタリング、蒸着、熱蒸着またはｅビーム蒸着、パルス化レーザ堆積、原子層堆積、分子層堆積、原子層エピタキシ、イオンビーム堆積、ｅビーム堆積、電着、電子形成、化学気相成長、プラズマ支援堆積、物理蒸着、化学気相成長、パルス化化学気相成長、レーザ励起、エピタキシ、パルス化レーザ堆積、スピンコーティング、液滴コーティング、スプレー堆積、熱分解のうちの１つまたは複数を含む堆積プロセスによって生じられてよい。多分子層薄膜の平滑化は、化学機械研磨、テンプレートストリッピング、またはＡＦＭ／ＳＥＭ、電子ビームもしくはイオンビーム放射、蒸気アニーリング、原子層エッチング、ナノ粒子スラリーエッチング、または他の平坦化ステップによって達成されてよい。

[0023]交互の第１の層および第２の層として層Ａ層Ｂの組み合わせからなる多分子層の組み合わせは、Ｍｏ−Ｓｉ多分子層のより良い代替物を示す。組み合わせは、より大きな原子間ポテンシャル、堅牢性、および引張強度による欠陥に対するより多くの抵抗と許容度を有する。欠陥は、特にプラズマ源が存在する場合、ＥＵＶ光源システムにおけるかなり大きな問題である。プラズマ源は、システム内の他の構成要素に埋め込まれる多数のイオンを生成し、その結果として、コーティングと、キャッピング層と、レンズと、鏡と、フィルタと、フォトマスクとを破壊する。欠陥が存在するまたは多分子層に部分的に埋め込まれるとき、欠陥は、コーティングの反射率を損なう。破壊される層あたりの反射率トレードオフが、シミュレーションおよび実験によって、異なる材料組み合わせに対して計算可能である。ピーク反射率のパーセンテージとして、破壊された層あたりのピーク反射率の減少として計算された反射率トレードオフは、以下のとおりである。

[0024]反射率トレードオフ＝１００×（ピーク反射率（最大周期）−ピーク反射率（最大周期−１）／（（ピーク反射率（最大周期））
[0025]ここで、最大周期は、最大ピーク反射率を生じさせる交互の層の周期の最大数である。

[0026]典型的なＭｏ−Ｓｉ多分子層では、破壊された層あたりの反射率トレードオフは、ほぼ０．４％である。層Ａ層Ｂの組み合わせが使用される場合、反射率トレードオフは、これより小さくてよく、たとえば０．００６％である。欠陥は、多分子層堆積プロセスにおいても生じる。

[0027]一実施形態では、グループＢを含む第２の層は、最上位層であり、ＥＵＶ放射に最も近い。グループＡ要素を含む第１の層。

[0028]多分子層は、パリレンなどの疎水性層、または金属層間もしくは上に置かれたナノ構造化された疎水性材料と組み合わせて使用されてよい。疎水性層は、金属層を、空気中の、または製作処理における、曝露または分解から保護する。たとえば、多分子層がフォトマスク内で使用されるとき、吸収体層は、多分子層の上でパターニングされる。パターニングは、欠陥を導入し得る堆積とエッチングとを含む一連の処理ステップを必要とする。時には、マスクは、多分子層を水分および空気に曝露させる洗浄プロセスに供される。疎水性材料は、無機塩基、たとえば窒化チタンまたは二酸化チタンから作製されてもよいし、自己集合した単分子層またはパッシベーション層であってよい。

[0029]多分子層またはその構成要素は、スパッタリング、蒸着、熱蒸着またはｅビーム蒸着、パルス化レーザ堆積、原子層堆積、分子層堆積、原子層エピタキシ、イオンビーム堆積、ｅビーム堆積、電着、電子形成、化学気相成長、プラズマ支援堆積、物理蒸着、化学気相成長、パルス化化学気相成長、レーザ励起、エピタキシ、パルス化レーザ堆積、スピンコーティング、液滴コーティング、スプレー堆積、熱分解を含む堆積プロセスによって生じられてよい。

[0030]層Ａ層Ｂ多分子層は、キャッピング層の厚さが３ｎｍよりも厚い場合、そのキャッピング層とともに使用されてもよい。一般的には、ＥＵＶフォトマスク上で、キャッピング層は、ルテニウムから作製され、厚さが厚いほど総反射率が実質的に減少するので、２．５ｎｍの厚さである。グループＡ−グループＢ多分子層を用いて、キャッピング層は、２．５ｎｍよりも厚く、欠陥からのより多くの保護を実質的に提供してよい。

[0031]多分子層薄膜の平滑化は、化学機械研磨、テンプレートストリッピング、またはＡＦＭ／ＳＥＭ、電子ビームもしくはイオンビーム放射、蒸気アニーリング、原子層エッチング、ナノ粒子スラリーエッチング、または他の平坦化ステップによって達成されてよい。

[0032]グループＡ−グループＢ多分子層内の欠陥は、その後、洗浄プロセス、たとえばマスク洗浄プロセスによって除去されてよい。

[0033]多分子層は、基板上に作製されてよく、基板が曲線、凸状、または凹状である場合、したがって、２次元アーキテクチャまたは３次元アーキテクチャを達成してよい。

[0034]場合によっては、グループＡまたはグループＢの材料は、標準的な化学量論と異なってよい。

[0035]別の実施形態では、グループＡおよびグループＢの材料は、２次元構造、３次元構造、または周期構造上で使用されてよい。周期構造は、レンズ、マスク、鏡、フィルタ、基板、または他の構成要素の上にあってよい。結合された構造は、ナノサイズの要素を、中に組み込んでよい。ナノ構造化された要素は、欠陥の可視性を減少させることができる。ナノ構造そのものは、欠陥が入るのを防止するトポロジを提供することができ、または、欠陥の一部またはすべてを電磁的に隠すまたは覆い隠すことができる。ナノ構造化された要素は、反射要素、透過要素、または吸収要素と結合されてよい。欠陥は通常、周期構造またはナノ構造の周期、または波長の積分（ｉｎｔｅｇｒａｌ）距離に等しい距離内で不明瞭にされる。

[0036]多分子層構成は、ＳＥＭ、ＡＦＭ、ＥＵＶ光源、ＡＩＭＳまたは化学線、ＦＩＢ、ビームライン、反射光測定、プロフィロメトリによって特徴付けられてよい。別の実施形態では、材料は、キャラクタリゼーションセットアップにおいて使用されてよい。材料は、セットアップにおいて規準として働いてもよいし、キャラクタリゼーションセットアップにおいて測定されてよい。キャラクタリゼーションセットアップは、材料の透過率、反射率、吸収、屈折率、散乱、粗さ、抵抗率、均一性、帯域幅、角度範囲、焦点深度、電磁強度、波長感度、振幅、または位相を測定してよい。キャラクタリゼーションセットアップは、エリプソメータ、反射率計、分光光度計、Ｘ線回折ツール（ＸＲＤ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、またはＴＥＭであってよい。キャラクタリゼーションセットアップは、１つまたは複数の自由度を有する、光源またはレーザ源または卓上型ｘ線源、検出器、カメラ、平行移動ステージまたは回転ステージを使用してよい。キャラクタリゼーションセットアップは、コンダクタンスまたは抵抗を決定するために電気測定を行ってよい。

[0037]材料の組み合わせ、すなわち多分子層またはナノ構造のどちらかは、波長の１つの範囲に対してスペクトル的に反射し、波長の別の範囲に対してスペクトル的に透過性である、吸収性がある、または異なる方向に反射するように設計されてよく、たとえば、ペリクル内で使用される場合、材料は、ＥＵＶ波長範囲において、およびＤＵＶ波長範囲において、透過性であるように構成されてよい。コーティング上で使用される場合、材料は、異なる方向にＤＵＶ波長範囲およびＥＵＶ波長範囲において反射してよい。

[0038]層Ａおよび層Ｂの材料は、欠陥によってもたらされた位相変化を吸収体層パターンが補償するように適合されるマスク欠陥補償構成の一部を形成する一実施形態において使用されてよい。

[0039]キャッピング層または保護層は、任意の荷電材料、たとえば正に荷電したイオン性材料によって形成されてよい。荷電したキャッピング層は、任意の重なっている荷電粒子、たとえば構造に影響を与え得る欠陥をそらす。

[0040]キャッピング層は、ルテニウムの原子番号よりも大きい原子番号を有する任意の材料によって形成されてよい。反射率のより高い多分子層を用いて、キャッピング層は、より大きい関連イオン停止距離を有するより大きな原子番号に関して選定されてよい。これによって、下にある反射構造が保護される。より大きな原子番号は、より大きな停止距離を意味するが、吸収の増加も意味する。しかしながら、多分子層の反射率が高いほど、より大きな吸収性のキャッピング層が許容され得る。

[0041]薄膜スタックを概略的に示す図。 [0042]開示する薄膜スタックのための候補材料を強調する周期表を複製した図。 [0043]１２〜１４ｎｍ波長に対して数値的にモデル化された反射率スペクトルのグラフ。 [0044]貴ガスを固体Ａ層に取り込むための技法を示す図。 貴ガスを固体Ａ層に取り込むための技法を示す図。 貴ガスを固体Ａ層に取り込むための技法を示す図。 貴ガスを固体Ａ層に取り込むための技法を示す図。 [0045]１つまたは複数の他のＡ層材料の開いたナノ構造を流れることによってＡ層に取り込まれた貴ガスの一例を示す図。 [0046]無孔性吸収媒体および多孔性吸収媒体内の吸収の簡略化された図。これらの効果の基礎をなす物理的性質は、ＥＵＶ／ＳＸ特徴および描かれた巨視的な一次光線光学部品に関するサブ波長特徴に対して、はるかに複雑であるが、最終結果は少なくとも質的に類似している。 [0047]薄膜スタック内の光の侵入深さに対する多孔性層の影響を示す図。 薄膜スタック内の光の侵入深さに対する多孔性層の影響を示す図。 [0048]ＥＵＶ／ＳＸ光源による光学コーティングのアブレーションを示す図。 ＥＵＶ／ＳＸ光源による光学コーティングのアブレーションを示す図。 [0049]アブレーションの影響を軽減するために余分の層を有する薄膜スタックを示す図。 アブレーションの影響を軽減するために余分の層を有する薄膜スタックを示す図。 アブレーションの影響を軽減するために余分の層を有する薄膜スタックを示す図。 アブレーションの影響を軽減するために余分の層を有する薄膜スタックを示す図。 [0050]欠陥の可視性に対するナノ構造の影響を示す図。 欠陥の可視性に対するナノ構造の影響を示す図。 [0051]基板上でＡ−Ｂ薄膜スタックを形成するためのプロセスフローチャート。光学部品製作は多数のステップを有することがあり、そのすべてが開示の主題によって影響されるとは限らない。したがって、製作方法は、示されたプロセスの前および後の他のプロセス、または示されたプロセス間の中間ステップを含み、依然として、開示の範囲内に含まれ得る。

[0052]以下の説明は、さらなる読者の提示される概念の理解のために、実施形態のいくつかの具体的な詳細を提供する。しかしながら、提示される概念の代替実施形態は、これらの具体的な詳細の一部またはすべてなしに実施され得る。他の例では、よく知られている加工動作は、説明される概念を不必要に曖昧にしないように、詳細に説明されていない。いくつかの概念が、特定の実施形態に関連して説明されるが、これらの実施形態は限定することを意図したものではないことが理解されよう。
定義
[0053]本明細書において、以下の用語は、以下の意味を有するものとする。

[0054]ほぼ：別段に記載されていない限り、±１０％。

[0055]原子、分子：同位元素とイオンとを含む
[0056]（ある層）よりも上：その層のすぐ上にあってもよいし、その層との間に介在する構造または層を備えて、その層よりも上にあってもよい。

[0057]（化学元素の）組み合わせ：限定するものではないが、元素化合物、合金、混合物、マイクロ積層体またはナノ積層体、同位元素、イオン、三元材料、非化学量論的材料が含まれてもよい。

[0058]本質的に：意図的に追加された活性成分。コーティングの機能に影響しない不活性成分または微量不純物も、本開示の範囲内で調合物中に存在してよい。

[0059]含む：限定するものではないが、別段に記載されていない限り、含む。

[0060]ＥＵＶ／ＳＸ／ＤＵＶ：０．１ｎｍから２５０ｎｍまでの波長の任意の範囲。

[0061]層：薄膜の層。基板のすべてを包含してもよいし、基板の一部を包含してもよい。副層、勾配、界面領域、または構造を含んでよい。原子層堆積もしくは分子層堆積、化学気相成長（プラズマ支援と、パルス化とを含む）、浸漬コーティング、液滴コーティング、電子形成（たとえば、電着、電気メッキ）、エピタキシ、蒸着（たとえば、熱、ｅビーム）、レーザ堆積（１つまたは複数の前駆体のレーザ励起を含む）、粒子ビーム堆積（たとえば、電子、イオン）、物理蒸着、熱分解、スピンコーティング、スプレー堆積スパッタリング、または層材料および基板に適した他の任意の既知の方法によって適用されてよい。

[0062]ナノ構造、ナノスケール：約１ｎｍから１５０ｎｍの間の大きさまたは特徴の大きさを有する。

[0063]基板：開示のＥＵＶ／ＳＸ干渉コーティングでコーティングされた、またはこれでコーティングされることになる固体物体。「基板」は完全に裸である必要はないが、以前に形成された層または構造を含んでよい。

[0064]ワークピース：１つまたは複数の光学素子たとえばウェーハ上で開示のＥＵＶ／ＳＸコーティングによって透過または反射されたＥＵＶ／ＳＸ放射によってコーティングされるまたは別の方法で処理される物体。たとえば、一般化された基板またはスーパーストレートであってよいが、ＥＵＶ／ＳＸ光学素子自体の「基板」である必要はない。

[0065]図１は、複数のＡ／Ｂ層周期の薄膜スタックを概略的に示す。

[0066]基板１０１は、図示のように平坦であってもよいし、非平坦（湾曲、マイクロ構造、またはナノ構造など）であってもよい。薄膜スタックは、第１のＡ層１０２．１と、第１のＢ層１０４．１と、第２のＡ層１０２．２と、第２のＢ層１０４．２と、最上位（第Ｎの）Ａ層１０２．Ｎと、最上位（第Ｎの）Ｂ層１０４．Ｎと、（図示されていないが）Ｂ層１０４．２とＡ層１０２．Ｎとの間の第３から第（Ｎ−１）のＡ層およびＢ層とを含む。Ｎは、適用例に応じて、４〜１００であってよい。Ａ層は、アルカリ金属、貴ガス、ハロゲン、またはベリリウムよりも大きい原子番号を有するアルカリ土類金属のうちの少なくとも１つを本質的に含む。Ｂ層は、遷移金属、ランタニド、またはアクチニドのうちの少なくとも１つを本質的に含む。Ａ層とＢ層との間のインターフェース１０３は、他の物質、たとえば、水分バリアまたは酸素バリアを含んでよい。追加層または構造は、スタックの上または下に形成されてよい。

[0067]Ａ層は、すべてが同じ組成または厚さを持ってもよいし、持たなくてもよい。同様に、Ｂ層は、すべてが同じ組成または厚さを持ってもよいし、持たなくてもよい。ＥＵＶ／ＳＸスペクトル用の透過性光学部品は、すべての材料がこれらの波長を吸収するので、従来から製作が非常に困難である。目標は、薄いペリクルなどの適度に非吸収性基板上で、歴史的なコーティング材料よりも透過性が高くなり得るこれらのＡ−Ｂコーティングを使用することによって、前進され得る。

[0068]一般に、Ａ層は低い吸収に対して選択され、Ｂ層は高い反射率に対して選択される。古典的な干渉コーティングの寸法は、必ずしも、反射が界面散乱によって左右されるＥＵＶ／ＳＸにおいて、最もパフォーマンスが良いとは限らない。マックスウェルの方程式を用いた数値有限要素解析によって、材料および寸法の最適なセットがより確実に得られ得る。

[0069]図１Ｂは、複数のＢ／Ａ層周期の薄膜スタックを概略的に示す。基板１０１は、図示の層または構造の下に層または構造を含んでよく、図１ＡのＡ層１０２．１ではなく基板の最も近くにＢ層１０４．１を有する。Ｂ／Ａパターンは、第２のＢ層１０４．２、第２のＡ層１０２．２、および総数Ｎまでの任意の数（たとえば、１０〜４００）の追加周期で繰り返され、第ＮのＡ層１０２．Ｎが上にあり、第ＮのＢ層１０４．Ｎがそのすぐ下にある。スタックは、Ｂ層またはＡ層のどちらかを上に有してよく、層の数は、必ずしも偶数である必要はない。

[0070]図２は、開示する薄膜スタックのための候補材料を強調する周期表を複製したものである。Ａ層の材料は、黒い背景によって輪郭を示されたエリア２１０と２２０、１族すなわちアルカリ金属と、２族すなわちアルカリ土類金属（ベリリウムを除く）と、７族すなわちハロゲンと、８族すなわち貴ガスとを占める。Ａ層は、これらの材料のうちの１つのみを含んでもよいし、これらの材料の組み合わせを含んでもよい。これらの元素およびそれらの組み合わせは、外殻電子殻が満たされている（貴ガス）、ほとんど満たされている（ハロゲン）、またはほとんど空である（アルカリおよびアルカリ土類金属）ので、ＥＵＶ／ＳＸスペクトルにおいて吸収性が低い。１３．５ｎｍにおいて、最も吸収性が低いのは１族元素および１８族元素であってよく、最も反射率が高いのは３族〜９族の第５周期（Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ）であってよい。

[0071]一般に、これらの族におけるより大きな原子番号は、外殻側電子が遮蔽され、したがって、内殻電子より密に結び付けられないので、ＥＵＶ／ＳＸを吸収する可能性が最も低く、より簡単に結合する。例外は、留意されている。たとえば、クリプトンおよびキセノンは、ヘリウムまたはネオンよりも容易に、より多くの化合物を形成するが、本文書では、安定なラドン化合物は形成されないことがある。しかしながら、他族の１つまたは複数の元素から作製された構造内で非結合原子としてラドンを捕集または注入することが可能である場合がある。Ｂ層材料は、ハッチングを施した背景を有するエリア２３０、すなわち、３族〜１２族の遷移金属、ランタニド、およびアクチニドにある。

[0072]図３は、１２〜１４ｎｍ波長に対して数値的にモデル化された反射率スペクトルのグラフである。

[0073]曲線３１０は、従来のＭｏ−Ｓｉ薄膜スタックの有限要素電磁モデルから生じたものであり、報告された測値に適度に合致する約６７％でピークを示す。このピークは、約８０％でより高く、約５ｎｍでより狭く、何らかの低振幅リンギング２４があることがあるが、側波帯はない。

[0074]Ａ層において使用するために、この温度範囲内でガス状である化合物は、時には、未結合ガス原子と同じ手段で取り込まれ得るが、貴ガス化合物は、好ましくは、一般的な周囲加工温度において、固体で、安定であってよい。さらに、Ａ層は、光路の低ＥＵＶ／ＳＸ吸収セグメントを提供することを意図したものであるからである。ハロゲン化物および水和物は、吸収性が低い。

[0075]潜在的に使用可能なキセノン化合物としては、フッ化物ＸｅＦ₂、ＸｅＦ₄、ＸｅＦ_6、水和物（たとえば、水中でＸｅを圧縮することによって作製される水和物）、ならびに他のハロゲン化物および錯イオンがある。図４Ｂは、基板より上のＡ層４１２（いくつかの非常に単純な実施形態は、Ａ層材料の単一層を使用し、Ｂ層を使用しなくてよい）と、このＡ層と基板との間の酸素バリア４１３とを有する基板４０１を示す。いくつかの貴ガス化合物、たとえばＸｅＦ₆は、酸化物−ガラス基板ですら侵し得る強力な酸化剤である。追加または代替として、貴ガス化合物層が（限定するものではないが、製造、保管、設置、何らかのタイプの使用、洗浄、または修理中に含む）周囲空気に曝露される場合、別の酸素源。いくつかの実施形態では、酸素バリア４１３は、Ａ層よりも上に置かれてもよいし、その下に置かれてもよいし、両方に置かれてよい。

[0076]図４Ｃは、限定するものではないが、結晶格子４１７に捕集された遊離貴ガス原子４１３を含むクラスレートまたはかご型化合物を示す。かご型化合物中の貴ガス原子は、正確には結合されていないが、構造間隔内に準機械的に捕集される。いくつかの格子は、Ｘｅと、Ｋｒと、Ａｒとを捕集することが観測されているが、ＮｅおよびＨｅは、逃げるのに十分なほど小さいことが多い。図４Ｄは、フラーレン殻４２７内に捕捉された貴ガス原子４１３を有する炭素フラーレンかご型化合物を示す。Ｃ₆₀フラーレンは、たとえば、Ｈｅと、Ｎｅと、Ａｒと、Ｋｒと、Ｘｅとを捕捉することが知られている。しかしながら、Ａ層として使用するために理想的なフラーレンは、ＥＵＶ／ＳＸ吸収を制限するために、低密度の炭素原子を有するであろう。

[0077]図５は、１つまたは複数の他のＡ層材料の開いたナノ構造を流れることによってＡ層に取り込まれた貴ガスの一例を示す。ナノピラー５３１は、格子間開口を有するアレイ５３７において編成される。貴ガスは、浸漬の結果としてナノ構造の開口の中に受動的にいてもよいし、ガスフローシステムによって開口を通って、この中へと能動的に駆動されてもよい。ナノ構造は、図示のように上で開いてもよいし、本明細書では下に示される基層５３６に類似した滑らかなカバー層を上に有してもよい。

[0078]図６は、無孔性吸収媒体および多孔性吸収媒体内の吸収の簡略化された図である。これらの効果の基礎をなす物理的性質は、ＥＵＶ／ＳＸ特徴および描かれた巨視的な一次光線光学部品に関するサブ波長特徴に対して、はるかに複雑であるが、最終結果は少なくとも質的に類似している。

[0079]平面と平行な窓６０２および６１２は、吸収係数α₁を有する同じバルク材料（たとえば、シリコンまたはＡ層材料）から作製される。両方は、吸収係数α₀の同じ周囲媒体（たとえば、真空または空気）に浸漬される。窓６０２は固体であるが、窓６１２は、α₀媒体で満たされた孔６１１を有する。

[0080]理想的なライトペンシルまたは光線６０３．１および６０３．２は、α₀におけるそれぞれのｘ＝０位置において初期強度Ｉ₀を有する。ランベルト−ベールの法則によって、任意のｘにおける強度は、である。光が、異なる吸収係数α有する媒体を通って進む場合、その強度は常に、指数関数的に減少するが、光線が異なる媒体に入って出るとき、指数曲線のパラメータは変化する。

[0081]曲線６１０は、光線６０３．１の強度を表す。最初は、光線６０３．１は、比例して減少する。光線６０３．１がＸ₁において窓６１２に入るとき、係数は変化し、Ｘ１からＸｍａｘまで、強度は、Ｘ_maxにおいてＩ_min,1に到達するまで、比例して減少する。

[0082]曲線６２０は、光線６０３．２の強度を表す。最初は、光線６０３．２は、比例して減少する。光線６０３．２がＸ₁において窓６１２に入るとき、係数は最初は変化し、固体バルク材料を通って進む間、強度は、比例して減少する。しかしながら、光線６０３．２が孔６１１を横切る間、強度は比例して減少し、曲線を２回オフセットし、Ｘ_maxにおけるそのＩ_min,2を、Ｉ_min,1よりも差分Δだけ大きくさせる。任意の吸収性のより低い材料（必ずしも周囲媒体でない）で満たされた孔は、類似の効果を有し、窓（または薄暗い薄膜層）の厚さに依存した吸収を減少させる。

[0083]図７Ａ〜図７Ｂは、薄膜スタック内の光の侵入深さに対する多孔性層の影響を示す。

[0084]反射スタック内の数十の層すべてが入射光を吸収するとき、底層のうちのいくつかは決して、反射に測定可能に寄与するのに十分な強度のいかなる光も受けない。吸収係数が高いほど、光がスタックに侵入する距離が短くなる。

[0085]図７Ａのスタックは、無孔性Ｂ層７０４．１〜７０４．３が無孔性「非Ｂ」層７０２．１〜７０２．３と交互に並んだものを有する（これらは、開示のＡ層材料から作製されてもされなくてもよい）。薄膜スタック損傷がわずかである（ｓｌｏｗ ｔｏ ｉｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）低強度ＥＵＶ／ＳＸ適用例では、層７０４．１、７０２．１、および７０４．２は使用されない。

[0086]図７Ｂでは、無孔性Ｂ層７０４．１〜７０４．３は、図７Ａの無孔性Ｂ層と同一である。「非Ｂ」層７１２−１〜７１２．３は、図７Ａの層７０２．１〜７０２．３と同じバルク材料から作製されるが、固体ではなく多孔性である。孔を追加することによって、入射光が、図７１２Ａのスタック内よりも２つの層遠い７１２．１まで進入することが可能になった。

[0087]サブ波長ＥＵＶ／ＳＸ薄膜スタックでは、反射は、界面散乱から生じるように処理されてよい。より多くのインターフェースを反射に寄与させることによって、任意の１つのインターフェースに対する欠陥の影響が減少し得る。

[0088]図８Ａ〜図８Ｂは、ＥＵＶ／ＳＸ光源による光学コーティングのアブレーションまたは浸食を示す。

[0089]図８Ａは、処理システム内に置かれた「新しい」光学素子上の損傷を受けていないコーティングを示す。基板１０１は、加工ワークピース（定義：基板、ワークピースを参照されたい）ではなく、ベース光学素子である。いくつかの実施形態では、基板１０１は、示された層または構造の下に層または構造を含んでよい。基板１０１の上にあるのは、サブ波長層厚さを有する２Ｎ層の薄膜スタックである。Ａ層８０２．１（底部）〜８０２．（Ｎ−１）（上から２番目）および８０２．Ｎ（最上位Ａ層）が、Ｂ層８０４．１（底部）〜８０４．（Ｎ−１）（上から２番目）および８０４．Ｎ（最上位Ｂ層）と交互に並ぶ。いくつかの実施形態では、Ａ層が、周期表上の１族、１８族、１７族、または２族の第３周期〜第７周期のうちの少なくとも１つの材料から作製される。いくつかの実施形態では、Ｂ層が、周期表上の３族〜１２族のうちの少なくとも１つの材料から作製される。いくつかの実施形態では、Ａ層のうちの１つまたは複数は多孔性であってよい。図示のように、Ａ層はスタックの底部にあり、Ｂ層は上部にあるが、層の順序は逆にされてもよく、依然として開示の範囲に含まれる。

[0090]ＥＵＶ／ＳＸ源からのＥＵＶ／ＳＸ放射８０３は、上層８０４．Ｎ上にある。ＥＵＶ／ＳＸ源は、たとえば、スズ（Ｓｎ）などの溶融金属のスプレーから生じたシンクロトロン放射またはプラズマを含んでよい。粒子８０５（ＥＵＶ／ＳＸ源の副産物）も存在することがある。長波長システムでは、１つまたは複数のペリクル（非常に薄いビームスプリッタ）は、他の光学部品に到達する前に粒子を妨害してよいが、従来のペリクル材料の高ＥＵＶ／ＳＸ吸光係数は、このスペクトル内での使用を妨げてきた。

[0091]どちらかまたは両方のタイプの源出力は、Ａ層またはＢ層をアブレーションし、アブレーション噴出物８０７を上部スタック層８０４．Ｎから分離させる。欠陥８０９（含有物、空隙、格子のひずみなど）が、Ａ層および／またはＢ層内に存在してよい。欠陥８０９は、ＥＵＶ／ＳＸ源からの放射および粒子への曝露によって引き起こされてもよいし、エッチング、堆積、洗浄などの製作プロセスまたは保守プロセスによって早期に作製されてもよい。

[0092]図８Ｂは、プラズマなどのＥＵＶ／ＳＸ源からの放射および粒子への持続された曝露後の、摩耗した、部分的にアブレーションされた薄膜スタックを示す。図示のように、８０４．（Ｎ−１）すなわち元は上から２番目であったＢ層は、見えるようにされており、この時点では上位層である。副産物８０５として源によって生じたＥＵＶ／ＳＸ放射８０３および粒子８０５へのさらなる曝露は、層８０４．（Ｎ−１）のうちのより多くをアブレーション噴出物８０７へと変換する。

[0093]開示の範囲内のいくつかのコーティングスタックは、光学素子の有効寿命を延長させるために余分の層を含む。いくつかの上位層がアブレーションされる場合でも、光学素子は依然として機能するであろう。

[0094]図９Ａ〜図９Ｄは、アブレーションの影響を軽減するために余分の層を有する薄膜スタックを示す。

[0095]図９Ａは、キャッピング層を有する薄膜スタックを示す。キャッピング層９０６は、第ＮのＡ層９０２．Ｎまたは第ＮのＢ層９０４．Ｎのどちらか最上位にある方の上に形成されてよい。ＥＵＶ／ＳＸ吸収を抑制するように２．５ｎｍまたはそれ以下の厚さに制限され得る、一般に使用される凹凸があるがやや吸収の高いルテニウムまたは炭素のキャッピング層とは異なり、キャッピング層９０６は、より低い吸収を有し、したがって、より長い期間にわたって下にある薄膜スタックを保護するために、２．５ｎｍよりも厚く作製されてよい。より低い吸収は、限定するものではないが、Ｋ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｓｒ、または組み合わせのうちの１つまたは複数を含む大原子または大分子のＡ層材料からキャッピング層１０６を作製することによって達成される。一般に、原子番号のより大きいＡ層材料は、高い原子間ポテンシャルおよび／または引張強度による損傷に抗する。

[0096]図９Ｂは、同様な電荷の入射粒子をはね返すまたはそらす荷電されたキャッピング層を有する薄膜スタックを示す。たとえば、溶融スズスプレープラズマによって発された大部分の粒子は正に荷電され、十分な正のポテンシャルを有する荷電されたキャッピング層９１６が、これらの粒子が薄膜スタックに到達し、欠陥を生成するのを防止することできることを示す。図示のように、第ＮのＡ層９０２．Ｎまたは第ＮのＢ層９０４．Ｎ（どちらか最上位にある方）である。荷電されたキャッピング層９１６は、イオン性または非化学量論的である下位層の上で、イオン含有材料、非化学量論的材料で製作されることによって、または元の位置にある接地されていない電気接点を接続することによって、荷電されてよい。荷電粒子９１５がＥＵＶ．ＳＸ源を出ると、荷電上部層９１６からの静電界９１７が、荷電粒子９１５が到達する前に荷電粒子９１５をはね返すまたはそらし、下にある薄膜スタックを潜在的に損傷する。

[0097]図９Ｃは、第ＮのＡ層９０２．Ｎまたは第ＮのＢ層９０４．Ｎのどちらか最上位にある方の上に疎水性層を有する薄膜スタックを示す。光学部品またはフォトマスクに入射するスズプラズマ源９１９からのスズ液滴は、液滴の接触角とコーティング上の表面エネルギーとを変更する疎水性層によって、多分子層コーティングを損傷することが効果的に防止され、それを容易に洗浄することを可能にし得る。

[0098]図示のように、疎水性の上部層９２６．１は、吸収されたスズ９２９がＡ層およびＢ層によって吸収されないようにする。おそらく適切なタイプの疎水性の上部層９２６．１としては、パリレン、シラン、炭化水素単分子層、Ｂ層の酸化物または窒化物（たとえば、ＴｉのＢ層上のＴｉＮまたはＴｉＯ２）、パッシベーション材料、自己集合性単分子層がある。あるいは、疎水性の質は、すでにスタックの一部ではない特定の材料によってではなく、ナノ構造によって付加され得る。ナノ構造手法は、欠陥９０９の可視性を減少させるという潜在的な追加された利点を提供する（図１１を参照されたい）。

[0099]図９Ｄは、連続したＡ−Ｂ層がアブレーションされるので水分に対する保護を維持するための複数の疎水性層を示す。図９Ｄのスタックは、最初は図９Ｃのスタックに似ているが、経時的に、上部の疎水性コーティング９２６．１およびすぐ下にあるＢ層９０４．Ｎは、放射９０３および粒子９０５によってアブレーションされた。しかしながら、その後のアブレーションは、中間の疎水性コーティング９２６．２を見えるようにし、これによって、現在、新しい上部層であるＡ層９０２．Ｎが保護される。

[0100]図１０Ａ〜図１０Ｂは、欠陥の可視性に対するナノ構造の影響を示す。

[0101]図１０Ａは、ナノスケールの欠陥を有する滑らかな層を示す。層１００１は、滑らかな表面１００２と、欠陥１００３〜１００６とを有する。線状の欠陥１００３、穴の欠陥１００４、粒状の欠陥１００５、および粒子欠陥１００６はすべて、滑らかな表面１００２の上で非常に目立つ。

[0102]図１０Ｂは、同じ欠陥を有するナノ構造化された層を示す。層１０１１は、***したナノ構造１０１２でパターニングされる。線状の欠陥１００３、穴の欠陥１００４、および粒状の欠陥１００５は、それらの反射率の劣化はあまり影響しないので、著しく見えにくい。

[0103]ナノ構造そのものは、欠陥が入るのを防止するトポロジを提供することができ、または、欠陥の一部またはすべてを電磁的に隠すまたは覆い隠すことができる。ナノ構造化された要素は、反射要素、透過要素、または吸収要素と結合されてよい。欠陥は通常、周期構造またはナノ構造の周期、または波長の積分距離に等しい距離内で不明瞭にされる。

[0104]図１１は、基板上でＡ−Ｂ薄膜スタックを形成するためのプロセスフローチャートである。光学部品製作は多数のステップを有することがあり、そのすべてが開示の主題によって影響されるとは限らない。したがって、製作方法は、示されたプロセスの前および後の他のプロセス、または示されたプロセス間の中間ステップを含み、依然として、開示の範囲内に含まれ得る。

[0105]基板準備動作１１０１は、下にある層もしくは構造の洗浄、パッシベーション、形成、またはＡ−Ｂスタックを形成するための他の任意の必要条件を含んでよい。

[0106]層１形成動作１１０２は、どちらが底部層であることを意図したものかに応じて、Ａ層またはＢ層のどちらかを生じさせてよい。選択されたＡ層材料またはＢ層材料からサブ波長厚さの層を形成するための任意の適切な既知の技法が使用されてよい。

[0107]任意選択で、形成されたばかりの層は、動作１１０７において、滑らかにされてもよいし、平坦化されてもよい。任意選択で、ナノ構造は、動作１１０９において形成されてよい。任意選択で、層は、動作１１１１において洗浄されてよい。任意選択で、新しい層は、動作１１１３において中間の疎水性層で覆われてよい。

[0108]動作１１０４では、次の層、すなわち、動作１１０２がＡ層を形成する場合はＢ層、または動作１１０２がＡ層を形成する場合はＢ層が形成される。

[0109]任意選択で、形成されたばかりの層は、動作１１０７において、滑らかにされてもよいし、平坦化されてもよい。任意選択で、ナノ構造は、動作１１０９において形成されてよい。任意選択で、層は、動作１１１１において洗浄されてよい。任意選択で、新しい層は、動作１１１３において中間の疎水性層で覆われてよい。

[0110]決定１１１０では、スタック内のすべての意図された層がまだ形成されていない場合、別の層ペアを形成するために動作１１０２に戻る。スタック内の意図された層のすべてが形成された場合。

[0111]任意選択で、動作１１１５は、大原子の元素または周期表上の１族および／または１８族からの組み合わせのキャッピング層を形成してよい。任意選択で、動作１１１７は、同様に荷電された粒子をはね返すまたはそらすように電荷を保持し得るイオン性キャッピング層または非化学量論的キャッピング層を形成してよい。いくつかの実施形態では、動作１１１５および動作１１１７は、大原子の１族／１８族の元素または組み合わせの荷電キャッピング層を形成するように組み合わされてよい。

[0112]任意選択で、動作１１１９は、上部の疎水性層を形成してよい。いくつかの実施形態では、動作１１１９は、動作１１１５および／または動作１１１７に先行してよい。

[0113]決定１１２０では、作製されている製品が上部の吸収体層を必要としない場合、キャラクタリゼーション動作１１９９に進む。作製されている製品が上部の吸収剤層を必要とする（たとえば、フォトマスク、レチクル、または類似の要素である）場合、吸収体材料層形成動作１１２２に進み、続いて吸収体材料パターン動作１１２４に進む。いくつかの実施形態では、吸収体層は、動作１１２２と動作１１２４が同時発生であるように、形成中のときにパターニングされてよい。パターニングされた吸収体層が所定の位置にあると、キャラクタリゼーション動作１１９９に進む。
産業上の利用可能性
[0114]本明細書で開示されるＡ／Ｂサブ波長コーティングは、限定するものではないが、高分解能フォトリソグラフィ、共鳴による化学物質の識別などの分析化学、マッピング、惑星、星雲、およびＥＵＶ／ＳＸを発する恒星大気などの天文学、生体材料試料の研究および／もしくはイメージングなどの生物学、またはイメージングおよび汚染物質洗浄などの医学を含む、さまざまなＥＵＶ／ＸＳ光学的適用例に有用であってよい。

[0115]先行する説明および添付の図面は、理解を助けるために、例示的な実施形態について、ある程度詳細に説明する。しかしながら、特許請求の範囲は、本明細書において明示的に説明されていない、等価物と、並べ替えと、組み合わせとを包含してよい。

[0116]さまざまな処理適用例、たとえば、半導体、集積光学部品、および他の小型構成要素製作は、光源からの光を操縦するまたはフォトマスクもしくは他のパターン源を撮像する任意の反射性（または、利用可能な場合、透過性）光学部品上で、開示の薄膜と薄膜スタックとを使用してよい。たとえば、加工チャンバは、ウェーハまたは他のタイプのワークピースを位置決めするワークピースホルダと、光源またはリモート源（たとえば、リモートプラズマ）から光をチャンバに入れるポートとを含んでよい。コレクタは、そうでなければ使用不可能な方向に進むであろう源出力光の一部を捕らえ、その向きを光源からフォトマスクまでの第１の光路に沿って変えるように位置決めされてよい。いくつかの実施形態では、コレクタは、その出力ビームをコリメートするまたは集束させてよい。他の光学部品は、ビームを操縦または作り直すように、第１の光路内に位置決めされてよい。たとえば、ビームスクランブラまたはディフューザは、フォトマスクを挟む強度プロファイルが、そうでなければあり得るよりも平坦であるように、光の一部を空間的に分割または散乱させてよい。ビームスプリッタまたは格子は、ワークピース上の画像をぼやけさせないように、望ましくない波長を方向変換してよい。

[0117]多数のＥＵＶ／ＳＸプロセスシステムは、コントラストをパターンに提供するために、吸収エリアを有する反射フォトマスクを使用する。１つまたは複数の鏡（または代替として屈折レンズもしくは回折レンズ）は、ワークピース上のフォトマスクの画像を提供するために、フォトマスクからワークピースまでの第２の光路内に位置決めされてよい。

[0118]そのようなシステム内の反射性光学部品、透過性光学部品、波長選択性光学部品、回折光学部品、散乱光学部品、または導波性光学部品のいずれも、開示の薄膜および／または薄膜スタックを潜在的に含んでよい。

[0119]上記の詳細な説明は、さまざまな実施形態に適用される新規な特徴を図示し、説明し、指摘してきたが、図示のデバイスまたはアルゴリズムの形および詳細のさまざまな省略、置き換え、および変更は、本開示の趣旨から逸脱することなく加えられ得ることは、理解されよう。したがって、前述の説明におけるいずれも、任意の特定の特徴、特性、ステップ、モジュール、またはブロックが必要または不可欠であることを暗示することを意図するものではない。認識されるように、いくつかの特徴は他の特徴とは別個に使用または実施可能であるので、本明細書に説明するプロセスは、本明細書において記載する特徴および利点のすべてを提供するとは限らない形において具現化可能である。保護の範囲は、前述の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される。

この出願は、２０１５年６月３０日に米国に出願されたU. S. Prov. Pat. App. Ser. No. 62/186,741 の優先権を主張するものであり、その全体が参照によってここに組み込まれる。
[0001]関連分野としては、光学コーティングの設計および製作、より詳細には、多数の従来の光学材料によって強く吸収される波長範囲に対する反射コーティング、透過コーティング、または波長選択コーティングがある。

[0041]図１Ａ、図１Ｂは、薄膜スタックを概略的に示す図。 [0042]開示する薄膜スタックのための候補材料を強調する周期表を複製した図。 [0043]１２〜１４ｎｍ波長に対して数値的にモデル化された反射率スペクトルのグラフ。 [0044]貴ガスを固体Ａ層に取り込むための技法を示す図。 [0045]１つまたは複数の他のＡ層材料の開いたナノ構造を流れることによってＡ層に取り込まれた貴ガスの一例を示す図。 [0046]無孔性吸収媒体および多孔性吸収媒体内の吸収の簡略化された図。これらの効果の基礎をなす物理的性質は、ＥＵＶ／ＳＸ特徴および描かれた巨視的な一次光線光学部品に関するサブ波長特徴に対して、はるかに複雑であるが、最終結果は少なくとも質的に類似している。 [0047]薄膜スタック内の光の侵入深さに対する多孔性層の影響を示す図。 [0048]ＥＵＶ／ＳＸ光源による光学コーティングのアブレーションを示す図。 [0049]アブレーションの影響を軽減するために余分の層を有する薄膜スタックを示す図。 [0050]欠陥の可視性に対するナノ構造の影響を示す図。 [0051]基板上でＡ−Ｂ薄膜スタックを形成するためのプロセスフローチャート。光学部品製作は多数のステップを有することがあり、そのすべてが開示の主題によって影響されるとは限らない。したがって、製作方法は、示されたプロセスの前および後の他のプロセス、または示されたプロセス間の中間ステップを含み、依然として、開示の範囲内に含まれ得る。

[0065]図１Ａ、１Ｂは、複数のＡ／Ｂ層周期の薄膜スタックを概略的に示す。

[0069]図１Ｂは、複数のＢ／Ａ層周期の薄膜スタックを概略的に示す。基板２０１は、図示の層または構造の下に層または構造を含んでよく、図１ＡのＡ層２０２．１ではなく基板の最も近くにＢ層２０４．１を有する。Ｂ／Ａパターンは、第２のＢ層２０４．２、第２のＡ層２０２．２、および総数Ｎまでの任意の数（たとえば、１０〜４００）の追加周期で繰り返され、第ＮのＡ層２０２．Ｎが上にあり、第ＮのＢ層２０４．Ｎがそのすぐ下にある。スタックは、Ｂ層またはＡ層のどちらかを上に有してよく、層の数は、必ずしも偶数である必要はない。

[0075]図４Ａに示すように、潜在的に使用可能なキセノン化合物４０７としては、フッ化物ＸｅＦ₂、ＸｅＦ₄、ＸｅＦ_6、水和物（たとえば、水中でＸｅを圧縮することによって作製される水和物）、ならびに他のハロゲン化物および錯イオンがある。図４Ｂは、基板より上のＡ層４１２（いくつかの非常に単純な実施形態は、Ａ層材料の単一層を使用し、Ｂ層を使用しなくてよい）と、このＡ層と基板との間の酸素バリア４１３とを有する基板４０１を示す。いくつかの貴ガス化合物、たとえばＸｅＦ₆は、酸化物−ガラス基板ですら侵し得る強力な酸化剤である。追加または代替として、貴ガス化合物層が（限定するものではないが、製造、保管、設置、何らかのタイプの使用、洗浄、または修理中に含む）周囲空気に曝露される場合、別の酸素源。いくつかの実施形態では、酸素バリア４１３は、Ａ層よりも上に置かれてもよいし、その下に置かれてもよいし、両方に置かれてよい。

Claims (20)

1. 動作波長λを有する光学素子であって、
   基板と、
   前記基板の上の第１の層と
   ここにおいて、前記第１の層の厚さは前記波長λよりも薄く、
   ここにおいて、前記第１の層が、アルカリ金属、貴ガス、ハロゲン、非ベリリウムアルカリ土類金属、またはそれらの組み合わせから本質的に構成され、
   ここにおいて、前記第１の層が、等しい厚さの無孔性化学量論的シリコン層よりも低い、λにおける吸収を有し、
   ここにおいて、０．１ｎｍ≦λ≦２５０ｎｍである、
   を備える光学素子。
2. 前記第１の層より上または下の酸素バリアをさらに備える、請求項１に記載の光学素子。
3. 前記第１の層よりも上の疎水性層をさらに備える、請求項１に記載の光学素子。
4. 前記疎水性層がナノ構造を備える、請求項３に記載の光学素子。
5. 前記第１の層よりも上または下の第２の層
   をさらに備え、
   ここにおいて、前記第２の層の厚さは前記波長λよりも薄く、
   ここにおいて、前記第２の層が、遷移金属、ランタニド、アクチニド、またはそれらの組み合わせのうちの１つから本質的に構成され、
   ここにおいて、０．１ｎｍ≦λ≦２５０ｎｍである、
   請求項１に記載の光学素子。
6. 前記第１の層の光学的性質を有する４１から４００の追加層が前記第２の層の光学的性質を有する追加層と交互に並ぶ積層体をさらに備える、請求項５に記載の光学素子。
7. 前記第１の層または前記第２の層のうちの少なくとも１つが、欠陥の可視性を減少させるナノ構造を備える、請求項５に記載の光学素子。
8. 基板と、
   前記基板よりも上に形成され、０．１ｎｍから２５０ｎｍの間の波長と適合する光学材料の第１の層と、
   前記第１の層よりも上に形成されたキャッピング層と
   を備え、
   ここにおいて、前記キャッピング層が、アルカリ金属、貴ガス、ハロゲン、非ベリリウムアルカリ土類金属、またはそれらの組み合わせから本質的になる、
   製品。
9. 前記キャッピング層が、ルテニウムの原子番号よりも大きい原子番号を有する、請求項８に記載の製品。
10. 前記キャッピング層が、動作環境中に存在する粒子と同じ極性に荷電される、請求項８に記載の製品。
11. 前記キャッピング層がイオンを備える、請求項１０に記載の製品。
12. 前記キャッピング層が、接地されていない電圧源に電気的に結合される、請求項１０に記載の製品。
13. 前記キャッピング層よりも上の疎水性層をさらに備える、請求項８に記載の製品。
14. 基板と、
    前記基板よりも上の第１の層と、
    前記基板よりも上の、および前記第１の層よりも上または下の第２の層と
    ここにおいて、前記第１の層が多孔性であり、
    ここにおいて、前記第１の層が、前記第２の層よりも低い、動作波長λにおける吸収係数を有し、
    ここにおいて、前記第２の層が無孔性であり、
    ここにおいて、前記第１の層の厚さはλよりも薄く、
    ここにおいて、前記第２の層の厚さはλよりも薄い、
    を備える光学反射体。
15. 前記第１の層が、前記第１の層を多孔性にする空間を含む２Ｄまたは３Ｄナノ構造を備える、請求項１４に記載の光学反射体。
16. 基板を準備することと、
    前記基板よりも上の第１の層を形成することと、
    ここにおいて、前記第１の層が、アルカリ金属、貴ガス、ハロゲン、ベリリウムを除くアルカリ土類金属、またはそれらの組み合わせのうちの１つから本質的に構成され、
    ここにおいて、前記第１の層の厚さは動作波長λよりも薄く、
    ここにおいて、０．１ｎｍ≦λ≦２５０ｎｍである、
    を備える方法。
17. 前記第１の層よりも上または下の第２の層を形成すること、
    をさらに備え、
    ここにおいて、前記第２の層が、遷移金属、ランタニド、アクチニド、またはそれらの組み合わせのうちの１つから本質的に構成され、
    ここにおいて、前記第２の層の厚さは動作波長λよりも薄く、
    ここにおいて、０．１ｎｍ≦λ≦２５０ｎｍである、
    請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１の層が、スパッタリング、蒸着、広角堆積、回転スパッタリング蒸着、パルス化レーザ堆積、原子層堆積、パルス化ＣＶＤ、化学気相成長、分子層堆積、原子層エピタキシ、イオンビーム堆積、ｅビーム堆積、電着、電子形成、化学気相成長、プラズマ支援化学気相堆積、蒸着、レーザ励起、またはエピタキシのうちの少なくとも１つを備える技法によって形成される、請求項１６に記載の方法。
19. 加工チャンバと、
    前記加工チャンバ内のワークピースホルダと、
    前記加工チャンバへと光源からの光の第１の部分を放射する光源と、
    前記ワークピースホルダ内のワークピースを照射する前記光をパターニングするために前記加工チャンバ内に位置決めされたフォトマスクと、
    前記光源から前記フォトマスクまでの第１の光路に沿って前記光源からの光の第２の部分の方向を変えるコレクタと
    を備え、
    ここにおいて、前記光源からの光が、０．１ｎｍから２５０ｎｍの間の波長を備え、
    ここにおいて、前記コレクタ、前記フォトマスク、または前記光源からの光を妨害する別の光学素子のうちの少なくとも１つが、アルカリ金属、貴ガス、ハロゲン、ベリリウムを除くアルカリ土類金属、またはそれらの組み合わせのうちの１つから本質的に構成される層を備える、
    システム。
20. 前記光源から前記フォトマスクまでの前記第１の光路内または前記フォトマスクと前記ワークピースとの間の第２の光路内に、反射光学素子、透過光学素子、回折光学素子、または散乱光学素子をさらに備える、請求項１９に記載のシステム。