JP3652221B2 - 反射度を高めた多層極端紫外線ミラー - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極端紫外放射線用の多層ミラーに関するものである。より具体的に言えば、本発明は、放射線投影ビームを供給する照明システムと、マスクを保持するマスクホールダを備えた第１対象テーブルと、基板を保持する基板ホールダを備えた第２対象テーブルと、基板のターゲット部分へマスクの照射部分を転写する投影システムとを含むリソグラフ投影装置内の前記ミラーの使用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
簡単にするため、以下では、投影システムを「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば屈折レンズ、反射レンズ、屈折反射システム、荷電粒子レンズを含む種々の投影システムを包含するものと広く解釈されたい。照明システムも、それらの原理のいずれかに従って、投影ビームを方向づけ、付形し、制御するために操作する部材を含むことができ、それらの部材も、以下では集合的にまたは個別的に「レンズ」と呼ぶことにする。加えて、第１と第２の対象テーブルは、それぞれ「マスクテーブル」、「基板テーブル」と呼ぶ。
本明細書では、本発明が、直角のＸ，Ｙ，Ｚ方向の基準システムを用いて記述され、Ｉ方向と平行な軸線を中心とする回転がＲｉで示されている。更に、文脈上、別の要求がなされないかぎり、ここで用いる「垂直（Ｚ)」の語は、装置の特定の方向を含意するより、むしろ、基板またはマスク面に対し直角の方向、または光学システムの光軸と平行な方向を意味している。同じように、「水平」という用語は、基板又はマスク面と平行な方向、または光軸と直角の方向を意味し、したがって「垂直」方向に対し直角である。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（IC）の製造に使用される。その場合、マスク（レチクル）は、ICの個別層に対応する回路パターンを有し、この回路パターンが、感光材料（レジスト）層で被覆された基板（シリコンウェーハ）上の露出区域（ダイ）に転写される。一般的に、単一ウェーハは、隣接する複数ダイの全ネットワークを含み、これらのダイが、一度に１つ順次にレクチルを介して照射される。リソグラフィ投影装置の或る型式の場合、一度にダイ上に全レクチルパターンを露光させることによって、各ダイが照射される。この種の装置は、普通、ウェーハステッパと呼ばれる。通常、ステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれる別の装置では、所定基準方向（「走査」方向）の投影ビームのもとでレクチルパターンを漸次走査する一方、同期して、前記方向と平行または逆平行にウェーハテーブルを走査することにより、各ダイが照射される。なぜなら、一般に、投影システムは、倍率Ｍ（概して＜１）を有し、ウェーハテーブルが走査される速度は、レクチルテーブルが走査される速度のＭ倍となるからである。ここに記述されるようなリソグラフィ装置に関するこのほかの情報は、例えば国際特許出願ＷＯ９７／３３２０５から収集できる。
【０００４】
ごく最近まで、リソグラフィ投影装置は、単一マスクテーブルと単一基板テーブルを含んでいた。しかし、現在では、少なくとも２個の独立して可動の基板テーブルを有する装置が利用可能になっている。例えば国際特許出願ＷＯ９８／２８６６５およびＷＯ９８／４０７９１を参照のこと。この種の多段装置の基本操作原理は、次のようなものである。すなわち第１基板テーブルが投影システム下の露光位置に配置されて、該テーブル上の第１基板が露光される間に、第２基板テーブルが装荷位置に移動して、露光済みの基板を排出し、新しい基板をピックアップし、新基板について何らかの初期測定を行ってから、第１基板の露光が完了すると直ちに、投影システム下の露光位置へ新基板を搬送できるように準備し、このサイクルが反復される。このようにして、装置のスループットを事実上増大でき、他方、それによって、装置の所有費用が軽減される。理解すべき点は、この同じ原則は、露光位置と測定位置との間を移動する基板が１個だけの場合にしか利用できない点である。
【０００５】
リソグラフィ投影装置の場合、ウェーハ上に転写される造形（features）の寸法は、投影放射線の波長によって制限される。デバイス密度が比較的高い、したがって操作速度の比較的高い集積回路を製造するには、比較的小さい造形を転写できるのが望ましい。最新のリソグラフィ投影装置は水銀灯またはエキシマレーザで発生させた紫外線を用いるのに対し、約13nmの比較的短い波長の放射線を利用することが提案されている。この放射線は、極端紫外線（EUV）または軟Ｘ線と呼ばれ、可能な光源は、レーザプラズマ光源または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射を含んでいる。シンクロトロン放射を用いるリソグラフィ装置のおおよその設計は、J.B.マーフィほか著『投影X線リソグラフィ用のシンクロトロン放射源およびコンデンサ』(J.B.Murphy et al."Synchrotron radiation sources and condensers for projection x-ray lithography")(「応用光学」 1993年、32巻24号、6920〜6929頁)に記述されている。
【０００６】
EUVスペクトル域では、高い反射度のミラーは、グレージング入射ミラーは別として、必ず多層薄膜設計にせねばならない。広く行われている設計は、全体が一定膜厚の１/４波長積層体に似た分布ブラッグ反射材で構成されるものである。11〜16nmの波長範囲用には、２つの設計が広く行われている。すなわち、11.3nm窓(window)用の、通常80分節から成るMo/Beと、13.4nm窓用の40〜50分節Mo/Siシステムであり、双方ともΓ＝0.4の分配率（partition ratio）を有しており、この場合、Γ＝dMo/(dMo+dSi(Be))である。一般に、分配率は、比較的高い吸光係数ｋを有する材料の厚さの、２層の合計厚に対する比と定義される。これらの設計では、Mo/Be積層体の場合は、最大理論反射度
【外１】
が得られ、Mo/Si積層体の場合には、
【外２】
が得られる一方、表面Si層上に、高い吸光率を有する-2nmの天然酸化物の生成が計算に入れられている。これらの反射度（EUV域での多層反射材には最良の値）は、少数の反射材を有する光学システムには適当だが、例えば９ミラー・システムの場合には、該反射度では、出力光学強度が第１ミラー直前の強度の6〜10%に劇的に低下することになる。９個のミラーは、EUVリソグラフィシステムの場合に予想される数である点で重要であり、照明器具内の２個、転写器具内の６個に加えて、反射レクチルの１個から成っている。したがって、単個のミラーのピーク反射度が「僅か」1〜2%だけ増加しても、光学システムの光スループットの有意な増大となるであろうことは明らかである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、所望波長の場合に、より高い反射度を有する極端紫外線（EUV）用の多層ミラーを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、前記およびその他の目的は、所望波長域での放射線反射用の次のような反射材により達成された。すなわち、第１材料と第２材料交互の積層体を有し、前記第１材料が、前記所望波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有する反射材であって、少なくとも１層の第３の材料が前記積層体の間に挟まれており、前記第３材料が、Rb,RbCl,RbBr,Sr,Y,Zr,Ru,Rh,Tc,Pd,Nb,Beを含む族、並びにこれらの材料の合金および化合物のなかから選択されていることを特徴とする反射材である。
本発明の好適実施例の場合、前記第３材料の層が前記第１と第２の材料の各層対間に挟まれており、かつまた任意に、前記積層体内に挟まれた少なくとも１層の第４材料を含み、前記第４材料が、Rb,RbCl,RbBr,Sr,Y,Zr,Ru,Rh,Tc,Pd,Nb,Beを含む族、並びにこれらの材料の合金および化合物のなかから選択されている。
【０００８】
本発明により、また所望波長域での放射線の反射用の次のような反射材が得られる。すなわち、第１材料と第２材料交互の積層体を有し、前記第１材料が、前記所望波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有している反射材であって、
前記第１と第２の材料の層厚が積層体にわたり変化していることを特徴とする反射材である。
層厚は、好ましくは、全体的最適化または局部的(needle)最適化の技術によって決定される。
本発明により、更に所望波長域での放射線反射用の次のような反射材が得られる。すなわち、第１材料と第２材料交互の積層体を有し、前記第１材料が、前記所望波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有する反射材であって、前記第２材料が、P,Sr,Rbを含む族と、特にLa,Ce,Pr,Eu等のランタノイドと、それらの化合物および合金とのなかから選択されていることを特徴とする反射材である。
【０００９】
更に本発明によれば、所望波長域での放射反射用の次のような反射材が得られる。すなわち、第１材料と第２材料交互の積層体を有し、前記第１材料が、前記所望波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有している反射材であって、
前記第１材料がRuおよびRh含む族、並びにそれらの合金や化合物のなかから選択されていることを特徴とする反射材である。
本発明による反射材は、比較的不活性の材料製のキャッピング層を含み、前記比較的不活性の材料が、好ましくは、ダイヤモンド様炭素(C)、炭化ケイ素(SiC)、窒化ホウ素(BN)、窒化ケイ素(Ni3N4)、B、Ru、Rhを含む族から選択され、かつまた0.5nm〜3nmの範囲の厚さ、好ましくは1nm〜2nmの厚さを有している。
【００１０】
本発明の第２の態様により得られるリソグラフ投影装置は、放射線の投影ビームを供給する照明システムと、
マスクを保持するマスクホールダを備えた第１対象テーブルと、
基板を保持する基板ホールダを備えた第２対象テーブルと、
基板のターゲット部分へマスクの照射部分を転写する投影システムとを含む形式のものであって、
前記照明システムと前記投影システムとの少なくとも一方が、前述の反射材を有することを特徴としている。
【００１１】
本発明の第３の態様により、所望波長での放射線を反射する反射材を製造する方法が得られ、その場合、前記反射材が、第１材料と第２材料交互の積層体を有し、前記第１材料が、前記目標波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有しており、前記方法は次の段階、すなわち、
数値式反復最適化処理を用いることにより適当な層厚を決定する段階と、
前記決定段階で事実上決定されるような層厚で反射材を製造する段階とを含むことを特徴としている。
【００１２】
本発明の第３態様の好適実施例では、前記反復最適化処理が、
第１材料および第２材料用に指定された材料と、複数層に指定された初期厚とを有する反射材のモデルを確定する段階と、
積層体の１つ以上の層の厚さを変更して、その結果得られる積層体の反射度を計算する段階と、
指定基準に達するまで、前記変更および計算の段階を反復する段階とを含んでいる。
前記モデル確定段階では任意に、少なくとも１つの第３材料の少なくとも１層が、また積層体に含まれ、前記第３材料層の厚さが、変更段階の少なくとも１回の反復で変更される。
【００１３】
本発明により、標準Mo/BeおよびMo/Si積層体での反射度の増大は次の措置の１つ以上により達成できる：すなわち、
（１）基本積層体内に付加材料を組み込むこと、
（２）標準積層体の構成要素の１つを、より好ましい光学定数を有する構成要素に取り替えること、
（３）最適反射度が得られるように、全体的最適化ルーチンを利用して積層体内での分配率または個別膜厚を変更すること、
（４）一定の比較的不活性の材料をキャッピング層として選択することで、高吸光性の表面酸化物膜の生成を防止すること、である。
本発明に使用可能な種々の材料は、モリブデン（Mo）、シリコン(Si)、ベリリウム(Be)に加えて、主に元素周期律表の周期５に属する元素から得られるものであり、次の材料を含んでいる：すなわち、ルビジウム（Rb）、塩化ルビジウム（RbCl)、臭化ルビジウム(RbBr)、ストロンチウム(Sr)、イトリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、テクネチウム(Tc)、燐(P)、ホウ素(B)、ニオブ(Nb)である。これらの材料の合金または化合物も使用できる。
【００１４】
本発明に使用可能な他の材料は、ランタンからルテチウムにいたるランタノイドであるが、特にランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)である。これらおよび他の前記ランタノイドは、燐(P)、ニオブ(Nb)、アンチモン(Sb)と共に使用できる。
純元素に加えて、前記材料の化合物、特にホウ化物、炭化物、窒化物、リン化物、ハロゲン化物（例えばCsI）を使用できる。前記の、族IIAの元素を含む金属の合金も、また本発明に使用できる。
本発明に使用できる更に別の材料は、低密度の多孔質材料、例えばシリカ、チタニア、アルミナのエーロゲルや、ナノポーラス・シリコン、メソポーラス・シリコン、ナノクラスタ・シリコンその他の半導体である。
本発明の実施例では、複数層のいずれか、またはすべてが、例えばそれらの光学的、科学的、機械的いずれかの特性に何らかの所望の変更を加えるために、それらに他の材料または元素を埋め込んだり、拡散させたりすることができる。
本発明により、特に8〜16nmの波長域の特定放射源に最適化された反射材を得ることができる。
【００１５】
本発明の第４態様により、次のようなデバイスの製造方法が得られる。すなわち、
エネルギー感知材料層により少なくとも部分的に被覆されている基板を得る段階と、
パターンを含むマスクを得る段階と、
エネルギー感知材料層のターゲット区域にマスクパターンの少なくとも一部の画像を投影するために、放射線の投影ビームを使用する段階とを含む方法であって、
前記投影ビームが、本発明の第１態様による反射材を含む照明システムまたは投影システムを用いて供給または投影されることを特徴としている。
【００１６】
本発明によるリソグラフィ投影装置を用いる製造方法の場合、マスクのパターンが、エネルギー感知材料製の層（レジスト）によって少なくとも部分的に被覆された基板上に転写される。この転写段階の前に、基板には種々の処置、例えば下塗（priming）、レジスト被覆、ソフトベークが施される。露光後、基板には、別の処置、すなわち露光後ベーク（PEB）、現像、ハードベーク、転写された造形の測定／検査が行われる。この一連の処置は、例えば集積回路等のデバイスの個別層にパターン付けするための基礎として行われる。パターン付けされたこの層には、次いで種々の処置、例えばエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学・機械式研磨等々が施されるが、これらの処置は、すべて個別の層を完成させるためのものである。数層が必要とされる場合には、これらすべての処置、またはそれらの処置の変化形式が、各層に反復される。場合によっては、複数デバイスが基板（ウェーハ）上に配列される。これらのデバイスは、次いでダイシングまたはソーイング等の技術により互いに分離され、これにより個々のデバイスがキャリアに取り付けられ、ピンに結合されること等が可能になる。これらの処置に関する別の情報は、例えば次の書籍、すなわちピータ・ヴァン・ザント著『マイクロチップの製造：半導体加工の実用案内』（第3版、1997年、マグロウヒル出版社刊、ISBN 0-07-067250-4）から得ることができる。
【００１７】
本明細書では、本発明による装置を使用して集積回路を製造することについて説明したが、該装置は、その他多くの用途に使用可能であることを理解されたい。例えば、集積光学システム、磁区メモリ用の案内および検出パターン、液晶ディスプレーパネル、薄膜磁気ヘッド等々の製造に使用できる。当業者は、これらの別の用途と関連して、本明細書の「レチクル」、「ウェーハ」、「ダイ」などの用語を、より一般的な用語「マスク」、「基板」、「ターゲット区域」と、それぞれ言い換えて考えるのがよいだろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下で本発明および本発明の利点を好適実施例と添付略示図とを参照して説明する。
図面が異なっても、等しい部品には等しい参照符号が付されている。
実施例１
図１は、本発明によるリソグラフィ投影装置の略示図である。この装置は、
EUV放射線の投影ビームＰＢを供給する放射システムＬＡ，ＩＬと、
マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するマスクホールダを備え、マスクを部品ＰＬに対し精密位置決めする第１位置決め装置ＰＭに接続された第１対象テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えばレジスト被覆のシリコンウェーハ）用の基板ホールダを備え、基板を部品ＰＬに対し精密位置決めするための第２位置決め装置ＰＷに接続された第２対象テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗのターゲット部分Ｃ（ダイ）に転写する投影システム（「レンズ」）ＰＬとを、含んでいる。
【００１９】
放射システムは、放射ビームを発生させる放射源ＬＡ（例えば、蓄積リングまたはシンクロトロンまたはレーザ誘起プラズマ源の電子ビーム経路の周囲に配置されたアンジュレータまたはウィグラー）を含んでいる。このビームは、照明システム（「レンズ」）ＩＬに含まれる種々の光学構成部材に沿って進み、その結果生じる合成ビームＰＢが集束されて、入射瞳とマスクのところに一様の照明が与えられる。
ビームＰＢは、続いて、マスクテーブルＭＴ上のマスクホールダ内に保持されているマスクＭＡに当てられる。マスクＭＡによって反射されたビームＰＢは、基板Ｗのターゲット区域ＣにビームＰＢを集束させるレンズＰＬを通過する。第１位置決め装置ＰＷと干渉変位測定装置ＩＦとによって、基板テーブルＷＴは、精密に移動せしめられ、それによりビームＰＢの経路内の異なるターゲット区域Ｃの位置決めが可能になる。同じように、位置決め装置ＰＭも、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械式に取り出した後、マスクＭＡをビームＰＢの経路に対して精密に位置決めするのに使用できる。概して、対象テーブルＭＴ，ＷＴの移動は、長行程モジュール（コース位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）とによって実現されるが、この点は図１には明示されていない。
【００２０】
図示の装置は、異なる２モードで使用できる：すなわち、
ステップモードでは、マスクテーブルＭＴは事実上定置され、全マスク画像が、ターゲット区域Ｃ上に一度に（すなわち単一の「フラッシュ」で）投影される。基板テーブルＷＴが、次にｘ方向および／またはｙ方向に移動せしめられ、その結果、異なるターゲット区域ＣがビームＰＢによって照射される。
走査モードでも、事実上同じシナリオが適用され、異なる点は、所定ターゲット区域Ｃが単一「フラッシュ」では露光されない点だけである。このため、マスクテーブルＭＴが所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｘ方向）に速度ｖで移動可能であり、それによって投影ビームＰＢが、マスク画像全体にわたって走査するようにされ、同時に、基板テーブルＷＴが、速度ｖ＝Ｍｖで等方向または逆方向に移動せしめられる。この式において、ＭはレンズＰＬの倍率（通常はＭ＝１/４または１/５）である。このようにすることで、どちらかと言えば大きいターゲット区域Ｃを、解像度を落とすことなく露光することができる。
照明システムＩＬは、同時係属ヨーロッパ特許出願００３００７８４.６(出願人参照番号Ｐ−０１２９)に記載されている構成にすることができ、該出願は、ここに引用することで本明細書に取り入れられるものである。
【００２１】
例
以下に説明する本発明の複数例は、薄膜設計プログラムTFCalc（ソフトウェア・スペクトラ社）を使用して行なわれ、かつLPro（４Ｄテクノロジー社）を用いて検証された計算によって得られるものである。組み込まれたTFCalcの全体的最適化および局部的(needle)最適化のルーチンが、最適化処理に使用された。この処理については、ティコラヴォフ(A.V.Tikhoravov,応用光学誌32,5417、1993年)、ティコラヴォフ、トルベツコフ(A.V.Tikhoravov,M.K.Trubetskov,GM.DeBell,応用光学誌35,5493、1996年)、ドブロフスキ、ケンプ(J.A.Dobrowski,R.A.Kemp、応用光学誌29,2876、1990年)が説明しており、ここにそれらを引用することで本明細書に取り入れるものである。種々の材料の光学定数、すなわち複合屈折率N＝n・ikは、ヘンケ(Henke)ほかによる原子散乱因子から得られ、かつまたバークレイ（B.L.ヘンケ,E.M.ガリクソン[Gullikson],J.C.デイヴィス[Davis]:原子データおよび核データ表,54[2],181〜342[1993年];）のCXROウェブ・サーバーから得られる(http://www.cxro.lbl.gov/optical-constants)。使用材料に対するｎとｋとの値は、波長の関数として6nm〜42nmからダウンロードされ、ｎおよびｋの値が波長に従属することが、すべての計算で含意(implicit)される。特に重要ないくつかの波長での種々の材料の場合のｎとｋとの値は、後出の表１に示してある。本発明による反射材の性能の向上を示すために、次の例では理想的な「白色」光照明を用いる。
【００２２】
比較例１
比較例１は、ゼロドゥア(Zerodur)(RTM)ガラス基板上に成長した最適化されていない50分節Mo/Siシステムから成る標準Si基多層積層体であり、該基板は、ｄMo＝2.8nmおよびｄSi＝4.1nmを生じる分配率Γ＝0.4を有している。加えて、最終Si層は、酸化され、効果的に-2nmの天然酸化物層を生成すると思われる。この積層体の分析では、-13.4nmでR＝0.731のピーク反射度が得られる。この積層体は、本発明による積層体の性能比較の基準となるものである。
例２〜２３
本発明による例２〜２３は、後出の表２に詳細に示したように、基準例１の積層体の変化形から成っている。表２の欄２には、積層体の複数層に用いられる材料が挙げられ、欄３には、適用された最適化が示されている。すなわちNは最適化を行わなかったことを示し、Yは全体的最適化を、Y(n)は局部的最適化（なお後述する）を表している。欄４には、用いられたキャッピング層が、欄５には、ピーク反射度Rが、欄６には、関連ユニット内でのピーク反射度R9 peakが、欄７には、関連ユニット内での(集積)反射度R9 intが、それぞれ示されている。
【００２３】
９反射材システムの場合、光学的スループットのより有用な尺度は、一連の９個の反射材の正味反射度であるR9の値である。R9 intは、R9対λ（波長）スペクトルの曲線の下の区域である。所定積層体の場合のR9 peakとR9 intとの間の変化は、最適化処置、組み入れられた材料、キャッピング層材料のいずれかの関数であるか、またはこれら３つの何らかの組合わせの関数であるスペクトル半値幅の変化を示している。
例２〜２０のすべての最終表面層は、4.1nm〜4.5nmのSi層であり、該層上には、欄４に示したキャッピング層が析出されるか、またはSiOの場合には成長する。SiO2の成長には、表面Si層が消費されるので、例２の場合、酸化前には、表面の２層は2nmのSi層、残りの複数層は約4nmのSi層であり、多層の最終層と見なされる層は2nmのSiO2層である。例２１〜２３は4.0nm〜4.4nmのRb層で終わり、この層に欄４に示した仕様のキャッピング層が析出される。
【００２４】
例２は、最適化されていないMo/Si積層体であり、この積層体では、2nmの天然酸化物が6nmのSi表面層上に成長でき（比較例１の4nm表面層と比較される）、この結果、Rが1%増、R9 peakが13%増、R9 intが7%増となる。
例３では、R9 intの25%増が、2nmのBのキャッピング層析出によって達せられる。更に、例４〜例７での増加は、RhまたはRuをキャッピング層に選択し、積層体を最適化することで行われる。２成分（Mo/Si）多層積層体の場合に最高36%増にするには、例７に示すような最適化によって達成できる。
図２は、1.5nmのキャッピング層を有する最適化された51分節(102層)Mo/Si積層体の層構造を示している。この図では、層０は基板表面である。見られるように、Mo/Si積層体の最適化の結果、積層体全体の層厚が漸次滑らかに変化する一方、分節幅は、約6.8nm〜7.0nmの範囲で名目上一定にとどまる。基板近くでは、dMo＝dSi＝3.5nmが、表面近くでdMo＝2.7nmとdSi＝4.2nmとに変化する。図２に示した積層体の場合、分配率Γが、表面から始めの20分節（１分節＝１対の層、すなわち１つのMo層と１つのSi層）では約0.4にとどまり、その後、次第に基板のところで約0.5に変化する。したがって、材料内の吸光率が高いほど、表面近くでの厚さが薄くなって、最適反射応答が得られるように思われる。
【００２５】
例８〜例１２の３成分システムは、始めは２成分Mo/Si積層体として構成され、Mo層とSi層との間に、初期厚がゼロに設定された第３材料が挿入されている。次いで、予め設定された目標反射度に接近するまで、全体的最適化によりすべての層の厚さが変化される。Mo-Rh/Siと Mo-Ru/Siとの場合、 Moは表面近くが好ましく、RhまたはRuは基板近くが好ましいのに対して、Mo-RbCl/Siシステムの場合には、RbCl（単一の存在）が部分的に積層体の中央のSiに代わる、つまり隣接するRbCl層とSi層の合計厚が、標準積層体内のSi厚に近付けられる。Mo-Ru/Si積層体の層構造は図３に示してある。この積層体は、最上層を含めて50Si層を有し、したがって、全体で148層を有し、加えて1.5nmのRuキャッピング層を有している。図では、層０が基板表面である。Mo-Ru/Siシステムの場合、計算スループットで標準Mo/Si積層体より50%の増が認められる。
【００２６】
例１２は、局部的最適化を利用した、Mo-Ru/Siシステムの場合のR9 intの改善を示したものである。局部的最適化ルーチンでは、指定材料の付加層、この場合はゼロに近い厚さのMo,Ru,Rhが、分節として積層体に付加される。これらの層は、次いで局所最適化処置により成長せしめられるか、除かれるかする。したがって、局部的最適化された積層体は、またRhと付加Mo層とを含み、その結果、標準積層体に比較してR9 intが59%増となる。また、この場合、R9 peak＞R9 intであって、ピーク反射度が、最適化された標準Mo-Ru/Si積層体の場合より僅かだけ低い0.764の値となる点に注目すべきである。このことは、事実上、比較的広い半値幅が、R9と13.4nm域での波長との関係を示す図４に見られるように、局部的最適化処置の結果得られることを示している。曲線Ａは、基準例１の標準Mo/Si積層体、曲線Ｂは、例４の、最適化されたMo/Si積層体、曲線Ｃは、例１２の局部的最適化処置されたMo-Ru/Si積層体、曲線Ｄは、例１９の、局部的最適化処理されたMo-Ru-Sr/Si積層体、曲線Ｅは、例２２の、最適化されたMo/Rb積層体を、それぞれで示している。
【００２７】
３成分積層体内の層の順序は変更可能である。例えば、Mo-Rh/Siの代わりにRh-Mo/Siを用いてもよく、またMo-Ru/Siの代わりにRu-Mo/Siを用いてもよい。例１３〜例２０の４成分積層体は、前述の３成分積層体と似た形式で構成されている。最も好ましい組み合わせは、出力強度の相対増が最大88%のMo-Ru-Sr/Siである。図５は、Ruキャッピング層を有する50分節Mo-Ru-Sr/Siの層厚（nm）を示している。既述のように、層０は基板表面を表している。また基板の始めの50層内では、RuがMoより優位を占める。Mo層厚断面内のスパイク波形は、数値最適化技術が示唆するように、Ru層全体がMo層に取り替えられた層を示している。このことはR9 intの利得にとって重要なことではなく、関連する複数Mo層は、複数対のMo/Ru層に取り替えることができる。Srは、積層体内のSiに対し類似の働きをする。これは、Srが高いｎ値と低い吸光係数ｋとを有するためである（表１参照）。Sr層内での低い吸光率は、積層体の上半部では好ましい。既述のMo-Ru/Siの例の場合にように、Si、Sr、Ru、Moの厚さの合計は、図２に示した最適化されたSiおよびSrの厚さに、それぞれ近づいている。材料の好ましい順序はRu-Mo-Sr-Siである。複数層の組分けも変更でき、例えばRu-Mo-Sr/Siは、計算目的の場合、Ru-Mo/Sr-Siと見なしてよい。
【００２８】
図６は、局部的最適化された50分節(50Si層)Mo-Ru-Sr/Si積層体の層厚を示している。Rhは、積層体の下半部にのみ含まれ、主に始めの40層内に存在する。最下層のRhは、Ruより好ましい。なぜなら、吸光係数が高いにもかかわらず、Siとの光学的コントラストがより著しいからである。
SrとYとは、Yの錯体化学的性質とSrの高い反応性とのために、あまり容易には析出できず、したがって、従来の積層体より好ましいとはいえないが、それでもなお利点はある。Mo-Ru-Zr/SiとMo-Ru-RbCl/Siとは、Ru-Mo-Zr/SiおよびRu-Mo-RbCl/Siの順序の層同様に、特に有望である。
RbとSiの光学定数の比較（表１）が示している点は、Rbが原則としてスペーサ層としてより好ましい材料であるという点である。13.4nmでのｎ値がSiのｎ値に似ている(１に近い)ことで、Rbは、例えばMoおよびRuとの光学的コントラストを維持するだろう。加えて、吸光係数ｋがSiのそれに比して低い値であることで、Rbは最適に近いスペーサ材料となる。このことは、表２から分かるように、例２１〜例２３により証明される。標準Mo/Si積層体より2倍高い値のR9 int値を生じる等価Mo/Si積層体に比較されるMo/Rb積層体の場合、5%のピーク反射度増が見られる。しかし、Rb基のシステムには、Rbの高い反射度と極端に低い融点（39゜C）とのための構成上、操作上の難点が存在する。
【００２９】
基準例２９
基準例２９は、ゼロデュア(RTM)ガラス基板上に成長した最適化されない80分節Mo/Beシステムを含む、11.3nmで使用される多層積層体であり、該基板は、dMo＝2.3nmとdBc＝3.4nmを生じる分配率Γ＝0.4を有している。これにより、11.3nmで使用するように調整された例２５〜例４０用の基準が得られる。
【００３０】
例２５〜例４０
表３は表２に対応し、本発明による例２５〜例４０のデータを示すものである。これらの例は、11.3nmで使用するように調整された反射積層体である、
最適化の効果およびキャッピング層析出は、11.3nmの場合、13.4nmの場合ほど重要ではなく、R9 intが8%だけ改善されるのみである。
しかし、RuとRhとは、11.3nm窓用には、Moより好ましい。Ru/Be積層体はMo/Be基準例に比して最大70%増の相対光学スループットを有する一方、Rh/Be積層体のスループットは33%増である。この値は、Ru/Beの場合より有意に低い値であるとしても、この組み合わせは、Rh-Be界面の化学的性質等の要因のため、本発明のいくつかの用途の場合には好ましいものである。
【００３１】
本発明の特に好ましい実施例は、反射度の著しい増大を示す、「局部的(needle)」最適化されたRh/Be積層体である。これは、最適化処置中にPd,Ru,Moを取り込むことにより、該積層体が、Rh-Ru-Pd-Mo/BeまたはPd-Rh-Ru-Mo/Be多成分積層体に効果的に変えられるためである。
図７には、1.5nmのRuキャッピング層を有する80分節（80Be層）Ru-Sr/Be積層体の層厚が示されている。類似の結果は、Ru/Sr-Be積層体でも達せられる。既述のように、基板表面は層０で示されている。類似の光学定数のため、BeとSrとは、基板近くで優勢なRuを有する積層体内で類似の機能を発揮する。表面近くでのBeとSrとの合計厚は約4.1nm、Ruの厚さは約1.7nmである。これらの厚さは、Γ＝0.4の値を有するMo/Be積層体の厚さと明らかに異なる。これは、Ruの吸光係数がMoのそれより高い値だからであり、このためRuの厚さは、より薄い方が好ましい。Moの代わりにRuを用いることによる利得は、Beとの光学的コントラストの結果増によるものである。好ましい積層体分節は、Ru-Sr-Beである。
【００３２】
図８には、Be基多層積層体の選択スペクトルが示されている。この図が示しているのは、５つの積層体の場合の11.3nm域でのR9と波長との関係である。Ａは基準Mo/Be積層体、ＢはRuキャッピング層を有する最適化されたMo/Be積層体、Ｃは最適化されたRu/Be積層体、Ｄは指針最適化されたRh/Be積層体、ＥはRuキャッピング層を有する最適化されたRu-Sr/Be積層体である。
例３５〜例４０は、最高で２倍のスループット増大を生じさせるストロンチウム含有３成分システムである。
この波長域では、RhとRuは、キャッピング層として最適であり、Rを0.7%〜1.0%増加させる。
【００３３】
例４１〜例４４
11nm〜14nm域のEUVについての、種々の多層システムの前記コンピュータ分析から、９ミラー光学システムの場合のピーク反射度および集積反射度の有意な増大が可能であることが分かるだろう。キャッピング層の選択と、全体的最適化と局部的最適化のルーチンと、それに最も重要な、積層体内での材料の付加または交換とを組み合わせることによって、反射度増強の処方が得られるように思われる。種々の真空蒸着技術を用いて概して容易に析出されるRhおよびRu等の金属からは、特に、11.3nm域でBeとの組み合わせで利点が得られる。前記域では、前記金属の理論性能はMoのそれをしのいでいる。更に、既述の種々の組み合わせを用いることで、Mo/Si(Be)に関連する界面粗さの問題が幾分緩和されることも考えられる。
【００３４】
例えばMo-Rh/SiとMo-Ru/Siの積層体では、基板近くや、逆に表面近くでRh(Ru)がMoより優勢となることで成績が改善される。これは、13.4nmではRhとRuが、MoとよりもSiと高い光学的コントラストを示すからである。他方、吸光係数ｋの値は、したがって層内の吸光率の値は、MoのほうがRhおよびRuより低い値である。積層体表面近くでは、低吸光率にして、入射放射線ができるだけ深くに透過するようにすることで、フェーザ加算が最大となるようにする。反射強度を最大化するには、しかし、強度が減少する積層体内の深部で光学的コントラストが増大することが好ましい。
Srを積層体に組み入れる場合、Srが積層体の表面区域近く位置するようにして、部分的にSiと代わるようにするのが好ましい。これも、同じような論拠で説明できる。すなわち、Srのｎ値はSiのそれより低い値であり、したがって、ｎ値の低い材料との光学的コントラストが僅かに低くなる一方、Srのｋ値がSiのそれより低いことは（表１参照）、層内での吸光率がより低いことを意味し、したがって積層体表面近くにSrが位置することが好ましい。11.3nmの場合のBe基積層体について得られたデータは、類似の効果が得られることを示している。
【００３５】
例４１〜例４４は、キセノン-ジェット・レーザ誘起プラズマ源(Xe-Jet LPS)を用いて使用するために設計され、該プラズマ源は、既述の反射材の設計域より幾分低い約10.9nmのピーク出力強度を有している。
図９は、種々の反射材のR9反射度(左軸)および相対Xe-Jet LPS放射強度（右軸）と波長（nm)(X軸)との関係を示すものである。図９では、
（ａ）が、従来の最適化されていないMo/Si積層体のスペクトル応答であり、相対反射度の図形の基準として使用され、
（ｂ）は、既述の例７に類似の、最適化されたMo/Si積層体であり、
（ｃ）は、最適化されたRh-Ru-Mo/Sr-Si積層体であり、
（ｄ）は、既述の比較例２４に類似した従来の、最適化されていないMo/Be積層体であり、
（ｅ）は、既述の例４０に類似する最適化されたRh-Mo/Be積層体であり、
（ｆ）は、最適化されたPd-Rh-Ru-Mo/Be積層体であり、
（ｇ）は、本発明の例４１を構成する最適化されたPd-Rh-Ru/RbCl積層体であり、
（ｈ）は、本発明の例４２を構成する最適化されたRh-Ru/P積層体であり、
（ｉ）は、本発明の例４３を構成する最適化されたRh-Ru/Srである。
【００３６】
例４１〜例４３は、既述のその他の例より低い値のR9 peakとR9 intを有してはいるが、Xe-Jet LPSの最大放射に極めて近いピーク反射度が得られる利点を有している。したがって、この放射源とともに使用するには理想的である。最適化されていないMo/Si積層体のスループットを1.0とすると、例４１(ｇ),４２(ｈ),４３(ｉ)では、それぞれ3.0、5.7、6.5の相対スループットが得られる。これらのスループットは、また5.7のMo/Be積層体(ｄ)のスループットと十分に比肩し得る値であり、きわめて毒性の高いBeの使用が避けられる。
ピーク反射度の更なる改善は、PとSrを組み合わせた４成分積層体、例えばRu-Ru/P-Ceにより、9.0nm〜12nm域で0.75を超える値を得ることで達せられる。
例４４には、更に別の利点が示されている。例４４は、10.9nmでR＝0.776のピーク反射度を有する局部的最適化されたRh-Ru/Sr-Ce積層体である。図１０は、10nm〜12nm域での例４４のR(左軸)およびR9(右軸)が、波長に完全従属する関係を示した線図である。図１１は、この積層体の層厚を示している。
【００３７】
例４５〜例４８
表４には別のいくつかの積層体構成が示されている。この表では、例４５はRu-Nb/Siの３層積層体である。この積層体は、ニオブもSi基積層体では改善に役立つが、他の点では、表２の例８〜例１２の場合と同じであることを示している。 12.8nmでの使用時には、種々の多層積層体が最適である。表５の例４７と例４８とは、そのような２つの多層積層体である。例４６では、12.8nmでの従来のMo/SiのR値(比較例１と等価)が与えられる。容易に分かることは、Moの一部に代えてRuを加えることにより、この周波数で反射度が改善される一方、シリコンの一部に代えてベリリウムをスペーサとして使用することにより更に反射度が改善されることである。
概して、ランタノイド（希土金属）は、Mo,Ru,Rh等の金属と良好な光学的コントラストを有し、基板近くの反射材として好ましい。基板近くの位置で光学的コントラストが得られるのは、ランタノイドが１に極めて近い屈折率ｎを有するからであり、この点が、9nm〜16nm域での他の材料ほど吸光係数kの値が低い値ではない欠点を補って余りある点である。ランタンは、13nmの場合または13nmに近い場合に特に好ましい。
【００３８】
本発明で使用可能な更に別のスペーサは、多孔質材料、例えばバルクシリカの約1/10の密度を有する低密度（多孔質）シリカ（エーロゲル）である。図１２は、その種の多孔質シリカを用いたRh-Ru/SiO2-aero積層体の波長感度を示している。該積層体の、11nm未満の比較的広い域の反射率ピークが示されている。使用できる他の低密度材料には、チタニアとアルミナのエーロゲルや、ナノポーラス・シリコン、メソポーラス・シリコン、ナノクラスタ・シリコン、その他の半導体が挙げられる。これらの材料は、8nm〜20nmの特定波長に調整された反射材の製造に使用できる。これらの材料が有用なのは、ｎとｋの値が密度に従属しているからである。密度が低くなるにつれて、屈折率ｎは１となる傾向があり、吸光係数ｋはゼロになる傾向がある。典型的なSiエーロゲルの密度は、0.2gcm3であるのに対し、多孔質Siの密度は1.63gcm3である。
【００３９】
本発明による反射材に使用できるキャッピング層のこのほかの詳細は、『EUV光学素子用のキャッピング層』と題する同時係属出願（出願人参照番号P-0150.030）に記載されており、該記載は、ここに引用することにより、本明細書に取り入れられるものとする。
以上、本発明の特定実施例を説明したが、本発明は、以上の説明とは別様に実施することも可能である。該説明は、本発明を制限する意図のものではない。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリソグラフィ投影装置を示す図。
【図２】本発明による最適化された51分節Mo/Si積層体内の層厚を示すグラフ。
【図３】本発明による50分節Mo-Ru/Si積層体内の層厚を示すグラフ。
【図４】本発明の種々のミラーと従来のミラーとの比較のため、13.4nm域でのR9と波長との関係を示すグラフ。
【図５】本発明による50分節Mo-Ru-Sr/Si積層体内の層厚を示すグラフ。
【図６】本発明による局部的最適化された50分節Mo-Ru-Sr/Si積層体内の層厚を示すグラフ。
【図７】本発明による80分節Ru-Sr/Be積層体内の層厚を示すグラフ。
【図８】本発明を実施する種々のミラーと従来のミラーとの比較のため、11.3nm域でのR9と波長との関係を示すグラフ。
【図９】従来式および本発明による種々の積層体のR9と波長との関係、並びにXe-ジェット・レーザ誘起プラズマ源の放射強度を示すグラフ。
【図１０】本発明によるRh-Ru/Sr-Ce積層体の場合のRおよびR9と波長との関係を示すグラフ。
【図１１】本発明による最適化されたRh-Ru/Sr-Ce積層体内の層厚を示すグラフ。
【図１２】本発明によるRh-Ru/SiO2-aero積層体の場合のRと波長との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
ＬＡ 放射システム
ＰＢ 極端紫外線の投影ビーム
ＭＴ マスクテーブル
ＭＡ マスク（レチクル）
ＰＭ 第１位置決め装置
ＷＴ 基板テーブル
ＰＬ 投影システム
Ｗ 基板
Ｃ ターゲット部分（ダイ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、極端紫外放射線用の多層ミラーに関するものである。より具体的に言えば、本発明は、放射線投影ビームを供給する照明システムと、マスクを保持するマスクホールダを備えた第１対象テーブルと、基板を保持する基板ホールダを備えた第２対象テーブルと、基板のターゲット部分へマスクの照射部分を転写する投影システムとを含むリソグラフ投影装置内の前記ミラーの使用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
簡単にするため、以下では、投影システムを「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば屈折レンズ、反射レンズ、屈折反射システム、荷電粒子レンズを含む種々の投影システムを包含するものと広く解釈されたい。照明システムも、それらの原理のいずれかに従って、投影ビームを方向づけ、付形し、制御するために操作する部材を含むことができ、それらの部材も、以下では集合的にまたは個別的に「レンズ」と呼ぶことにする。加えて、第１と第２の対象テーブルは、それぞれ「マスクテーブル」、「基板テーブル」と呼ぶ。
本明細書では、本発明が、直角のＸ，Ｙ，Ｚ方向の基準システムを用いて記述され、Ｉ方向と平行な軸線を中心とする回転がＲｉで示されている。更に、文脈上、別の要求がなされないかぎり、ここで用いる「垂直（Ｚ)」の語は、装置の特定の方向を含意するより、むしろ、基板またはマスク面に対し直角の方向、または光学システムの光軸と平行な方向を意味している。同じように、「水平」という用語は、基板又はマスク面と平行な方向、または光軸と直角の方向を意味し、したがって「垂直」方向に対し直角である。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（IC）の製造に使用される。その場合、マスク（レチクル）は、ICの個別層に対応する回路パターンを有し、この回路パターンが、感光材料（レジスト）層で被覆された基板（シリコンウェーハ）上の露出区域（ダイ）に転写される。一般的に、単一ウェーハは、隣接する複数ダイの全ネットワークを含み、これらのダイが、一度に１つ順次にレクチルを介して照射される。リソグラフィ投影装置の或る型式の場合、一度にダイ上に全レクチルパターンを露光させることによって、各ダイが照射される。この種の装置は、普通、ウェーハステッパと呼ばれる。通常、ステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれる別の装置では、所定基準方向（「走査」方向）の投影ビームのもとでレクチルパターンを漸次走査する一方、同期して、前記方向と平行または逆平行にウェーハテーブルを走査することにより、各ダイが照射される。なぜなら、一般に、投影システムは、倍率Ｍ（概して＜１）を有し、ウェーハテーブルが走査される速度は、レクチルテーブルが走査される速度のＭ倍となるからである。ここに記述されるようなリソグラフィ装置に関するこのほかの情報は、例えば国際特許出願ＷＯ９７／３３２０５から収集できる。
【０００４】
ごく最近まで、リソグラフィ投影装置は、単一マスクテーブルと単一基板テーブルを含んでいた。しかし、現在では、少なくとも２個の独立して可動の基板テーブルを有する装置が利用可能になっている。例えば国際特許出願ＷＯ９８／２８６６５およびＷＯ９８／４０７９１を参照のこと。この種の多段装置の基本操作原理は、次のようなものである。すなわち第１基板テーブルが投影システム下の露光位置に配置されて、該テーブル上の第１基板が露光される間に、第２基板テーブルが装荷位置に移動して、露光済みの基板を排出し、新しい基板をピックアップし、新基板について何らかの初期測定を行ってから、第１基板の露光が完了すると直ちに、投影システム下の露光位置へ新基板を搬送できるように準備し、このサイクルが反復される。このようにして、装置のスループットを事実上増大でき、他方、それによって、装置の所有費用が軽減される。理解すべき点は、この同じ原則は、露光位置と測定位置との間を移動する基板が１個だけの場合にしか利用できない点である。
【０００５】
リソグラフィ投影装置の場合、ウェーハ上に転写される造形（features）の寸法は、投影放射線の波長によって制限される。デバイス密度が比較的高い、したがって操作速度の比較的高い集積回路を製造するには、比較的小さい造形を転写できるのが望ましい。最新のリソグラフィ投影装置は水銀灯またはエキシマレーザで発生させた紫外線を用いるのに対し、約13nmの比較的短い波長の放射線を利用することが提案されている。この放射線は、極端紫外線（EUV）または軟Ｘ線と呼ばれ、可能な光源は、レーザプラズマ光源または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射を含んでいる。シンクロトロン放射を用いるリソグラフィ装置のおおよその設計は、J.B.マーフィほか著『投影X線リソグラフィ用のシンクロトロン放射源およびコンデンサ』(J.B.Murphy et al."Synchrotron radiation sources and condensers for projection x-ray lithography")(「応用光学」 1993年、32巻24号、6920〜6929頁)に記述されている。
【０００６】
EUVスペクトル域では、高い反射度のミラーは、グレージング入射ミラーは別として、必ず多層薄膜設計にせねばならない。広く行われている設計は、全体が一定膜厚の１/４波長積層体に似た分布ブラッグ反射材で構成されるものである。11〜16nmの波長範囲用には、２つの設計が広く行われている。すなわち、11.3nm窓(window)用の、通常80分節から成るMo/Beと、13.4nm窓用の40〜50分節Mo/Siシステムであり、双方ともΓ＝0.4の分配率（partition ratio）を有しており、この場合、Γ＝dMo/(dMo+dSi(Be))である。一般に、分配率は、比較的高い吸光係数ｋを有する材料の厚さの、２層の合計厚に対する比と定義される。これらの設計では、Mo/Be積層体の場合は、最大理論反射度
【外１】
【外２】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、所望波長の場合に、より高い反射度を有する極端紫外線（EUV）用の多層ミラーを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、前記およびその他の目的は、所望波長域での放射線反射用の次のような反射材により達成された。すなわち、第１材料と第２材料交互の積層体を有し、前記第１材料が、前記所望波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有する反射材であって、少なくとも１層の第３の材料が前記積層体の間に挟まれており、前記第３材料が、Rb,RbCl,RbBr,Sr,Y,Zr,Ru,Rh,Tc,Pd,Nb,Beを含む族、並びにこれらの材料の合金および化合物のなかから選択されていることを特徴とする反射材である。
本発明の好適実施例の場合、前記第３材料の層が前記第１と第２の材料の各層対間に挟まれており、かつまた任意に、前記積層体内に挟まれた少なくとも１層の第４材料を含み、前記第４材料が、Rb,RbCl,RbBr,Sr,Y,Zr,Ru,Rh,Tc,Pd,Nb,Beを含む族、並びにこれらの材料の合金および化合物のなかから選択されている。
【０００８】
本発明により、また所望波長域での放射線の反射用の次のような反射材が得られる。すなわち、第１材料と第２材料交互の積層体を有し、前記第１材料が、前記所望波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有している反射材であって、
前記第１と第２の材料の層厚が積層体にわたり変化していることを特徴とする反射材である。
層厚は、好ましくは、全体的最適化または局部的(needle)最適化の技術によって決定される。
本発明により、更に所望波長域での放射線反射用の次のような反射材が得られる。すなわち、第１材料と第２材料交互の積層体を有し、前記第１材料が、前記所望波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有する反射材であって、前記第２材料が、P,Sr,Rbを含む族と、特にLa,Ce,Pr,Eu等のランタノイドと、それらの化合物および合金とのなかから選択されていることを特徴とする反射材である。
【０００９】
更に本発明によれば、所望波長域での放射反射用の次のような反射材が得られる。すなわち、第１材料と第２材料交互の積層体を有し、前記第１材料が、前記所望波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有している反射材であって、
前記第１材料がRuおよびRh含む族、並びにそれらの合金や化合物のなかから選択されていることを特徴とする反射材である。
本発明による反射材は、比較的不活性の材料製のキャッピング層を含み、前記比較的不活性の材料が、好ましくは、ダイヤモンド様炭素(C)、炭化ケイ素(SiC)、窒化ホウ素(BN)、窒化ケイ素(Ni3N4)、B、Ru、Rhを含む族から選択され、かつまた0.5nm〜3nmの範囲の厚さ、好ましくは1nm〜2nmの厚さを有している。
【００１０】
本発明の第２の態様により得られるリソグラフ投影装置は、放射線の投影ビームを供給する照明システムと、
マスクを保持するマスクホールダを備えた第１対象テーブルと、
基板を保持する基板ホールダを備えた第２対象テーブルと、
基板のターゲット部分へマスクの照射部分を転写する投影システムとを含む形式のものであって、
前記照明システムと前記投影システムとの少なくとも一方が、前述の反射材を有することを特徴としている。
【００１１】
本発明の第３の態様により、所望波長での放射線を反射する反射材を製造する方法が得られ、その場合、前記反射材が、第１材料と第２材料交互の積層体を有し、前記第１材料が、前記目標波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有しており、前記方法は次の段階、すなわち、
数値式反復最適化処理を用いることにより適当な層厚を決定する段階と、
前記決定段階で事実上決定されるような層厚で反射材を製造する段階とを含むことを特徴としている。
【００１２】
本発明の第３態様の好適実施例では、前記反復最適化処理が、
第１材料および第２材料用に指定された材料と、複数層に指定された初期厚とを有する反射材のモデルを確定する段階と、
積層体の１つ以上の層の厚さを変更して、その結果得られる積層体の反射度を計算する段階と、
指定基準に達するまで、前記変更および計算の段階を反復する段階とを含んでいる。
前記モデル確定段階では任意に、少なくとも１つの第３材料の少なくとも１層が、また積層体に含まれ、前記第３材料層の厚さが、変更段階の少なくとも１回の反復で変更される。
【００１３】
本発明により、標準Mo/BeおよびMo/Si積層体での反射度の増大は次の措置の１つ以上により達成できる：すなわち、
（１）基本積層体内に付加材料を組み込むこと、
（２）標準積層体の構成要素の１つを、より好ましい光学定数を有する構成要素に取り替えること、
（３）最適反射度が得られるように、全体的最適化ルーチンを利用して積層体内での分配率または個別膜厚を変更すること、
（４）一定の比較的不活性の材料をキャッピング層として選択することで、高吸光性の表面酸化物膜の生成を防止すること、である。
本発明に使用可能な種々の材料は、モリブデン（Mo）、シリコン(Si)、ベリリウム(Be)に加えて、主に元素周期律表の周期５に属する元素から得られるものであり、次の材料を含んでいる：すなわち、ルビジウム（Rb）、塩化ルビジウム（RbCl)、臭化ルビジウム(RbBr)、ストロンチウム(Sr)、イトリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、テクネチウム(Tc)、燐(P)、ホウ素(B)、ニオブ(Nb)である。これらの材料の合金または化合物も使用できる。
【００１４】
本発明に使用可能な他の材料は、ランタンからルテチウムにいたるランタノイドであるが、特にランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)である。これらおよび他の前記ランタノイドは、燐(P)、ニオブ(Nb)、アンチモン(Sb)と共に使用できる。
純元素に加えて、前記材料の化合物、特にホウ化物、炭化物、窒化物、リン化物、ハロゲン化物（例えばCsI）を使用できる。前記の、族IIAの元素を含む金属の合金も、また本発明に使用できる。
本発明に使用できる更に別の材料は、低密度の多孔質材料、例えばシリカ、チタニア、アルミナのエーロゲルや、ナノポーラス・シリコン、メソポーラス・シリコン、ナノクラスタ・シリコンその他の半導体である。
本発明の実施例では、複数層のいずれか、またはすべてが、例えばそれらの光学的、科学的、機械的いずれかの特性に何らかの所望の変更を加えるために、それらに他の材料または元素を埋め込んだり、拡散させたりすることができる。
本発明により、特に8〜16nmの波長域の特定放射源に最適化された反射材を得ることができる。
【００１５】
本発明の第４態様により、次のようなデバイスの製造方法が得られる。すなわち、
エネルギー感知材料層により少なくとも部分的に被覆されている基板を得る段階と、
パターンを含むマスクを得る段階と、
エネルギー感知材料層のターゲット区域にマスクパターンの少なくとも一部の画像を投影するために、放射線の投影ビームを使用する段階とを含む方法であって、
前記投影ビームが、本発明の第１態様による反射材を含む照明システムまたは投影システムを用いて供給または投影されることを特徴としている。
【００１６】
本発明によるリソグラフィ投影装置を用いる製造方法の場合、マスクのパターンが、エネルギー感知材料製の層（レジスト）によって少なくとも部分的に被覆された基板上に転写される。この転写段階の前に、基板には種々の処置、例えば下塗（priming）、レジスト被覆、ソフトベークが施される。露光後、基板には、別の処置、すなわち露光後ベーク（PEB）、現像、ハードベーク、転写された造形の測定／検査が行われる。この一連の処置は、例えば集積回路等のデバイスの個別層にパターン付けするための基礎として行われる。パターン付けされたこの層には、次いで種々の処置、例えばエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学・機械式研磨等々が施されるが、これらの処置は、すべて個別の層を完成させるためのものである。数層が必要とされる場合には、これらすべての処置、またはそれらの処置の変化形式が、各層に反復される。場合によっては、複数デバイスが基板（ウェーハ）上に配列される。これらのデバイスは、次いでダイシングまたはソーイング等の技術により互いに分離され、これにより個々のデバイスがキャリアに取り付けられ、ピンに結合されること等が可能になる。これらの処置に関する別の情報は、例えば次の書籍、すなわちピータ・ヴァン・ザント著『マイクロチップの製造：半導体加工の実用案内』（第3版、1997年、マグロウヒル出版社刊、ISBN 0-07-067250-4）から得ることができる。
【００１７】
本明細書では、本発明による装置を使用して集積回路を製造することについて説明したが、該装置は、その他多くの用途に使用可能であることを理解されたい。例えば、集積光学システム、磁区メモリ用の案内および検出パターン、液晶ディスプレーパネル、薄膜磁気ヘッド等々の製造に使用できる。当業者は、これらの別の用途と関連して、本明細書の「レチクル」、「ウェーハ」、「ダイ」などの用語を、より一般的な用語「マスク」、「基板」、「ターゲット区域」と、それぞれ言い換えて考えるのがよいだろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下で本発明および本発明の利点を好適実施例と添付略示図とを参照して説明する。
図面が異なっても、等しい部品には等しい参照符号が付されている。
実施例１
図１は、本発明によるリソグラフィ投影装置の略示図である。この装置は、
EUV放射線の投影ビームＰＢを供給する放射システムＬＡ，ＩＬと、
マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するマスクホールダを備え、マスクを部品ＰＬに対し精密位置決めする第１位置決め装置ＰＭに接続された第１対象テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えばレジスト被覆のシリコンウェーハ）用の基板ホールダを備え、基板を部品ＰＬに対し精密位置決めするための第２位置決め装置ＰＷに接続された第２対象テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗのターゲット部分Ｃ（ダイ）に転写する投影システム（「レンズ」）ＰＬとを、含んでいる。
【００１９】
放射システムは、放射ビームを発生させる放射源ＬＡ（例えば、蓄積リングまたはシンクロトロンまたはレーザ誘起プラズマ源の電子ビーム経路の周囲に配置されたアンジュレータまたはウィグラー）を含んでいる。このビームは、照明システム（「レンズ」）ＩＬに含まれる種々の光学構成部材に沿って進み、その結果生じる合成ビームＰＢが集束されて、入射瞳とマスクのところに一様の照明が与えられる。
ビームＰＢは、続いて、マスクテーブルＭＴ上のマスクホールダ内に保持されているマスクＭＡに当てられる。マスクＭＡによって反射されたビームＰＢは、基板Ｗのターゲット区域ＣにビームＰＢを集束させるレンズＰＬを通過する。第１位置決め装置ＰＷと干渉変位測定装置ＩＦとによって、基板テーブルＷＴは、精密に移動せしめられ、それによりビームＰＢの経路内の異なるターゲット区域Ｃの位置決めが可能になる。同じように、位置決め装置ＰＭも、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械式に取り出した後、マスクＭＡをビームＰＢの経路に対して精密に位置決めするのに使用できる。概して、対象テーブルＭＴ，ＷＴの移動は、長行程モジュール（コース位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）とによって実現されるが、この点は図１には明示されていない。
【００２０】
図示の装置は、異なる２モードで使用できる：すなわち、
ステップモードでは、マスクテーブルＭＴは事実上定置され、全マスク画像が、ターゲット区域Ｃ上に一度に（すなわち単一の「フラッシュ」で）投影される。基板テーブルＷＴが、次にｘ方向および／またはｙ方向に移動せしめられ、その結果、異なるターゲット区域ＣがビームＰＢによって照射される。
走査モードでも、事実上同じシナリオが適用され、異なる点は、所定ターゲット区域Ｃが単一「フラッシュ」では露光されない点だけである。このため、マスクテーブルＭＴが所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｘ方向）に速度ｖで移動可能であり、それによって投影ビームＰＢが、マスク画像全体にわたって走査するようにされ、同時に、基板テーブルＷＴが、速度ｖ＝Ｍｖで等方向または逆方向に移動せしめられる。この式において、ＭはレンズＰＬの倍率（通常はＭ＝１/４または１/５）である。このようにすることで、どちらかと言えば大きいターゲット区域Ｃを、解像度を落とすことなく露光することができる。
照明システムＩＬは、同時係属ヨーロッパ特許出願００３００７８４.６(出願人参照番号Ｐ−０１２９)に記載されている構成にすることができ、該出願は、ここに引用することで本明細書に取り入れられるものである。
【００２１】
例
以下に説明する本発明の複数例は、薄膜設計プログラムTFCalc（ソフトウェア・スペクトラ社）を使用して行なわれ、かつLPro（４Ｄテクノロジー社）を用いて検証された計算によって得られるものである。組み込まれたTFCalcの全体的最適化および局部的(needle)最適化のルーチンが、最適化処理に使用された。この処理については、ティコラヴォフ(A.V.Tikhoravov,応用光学誌32,5417、1993年)、ティコラヴォフ、トルベツコフ(A.V.Tikhoravov,M.K.Trubetskov,GM.DeBell,応用光学誌35,5493、1996年)、ドブロフスキ、ケンプ(J.A.Dobrowski,R.A.Kemp、応用光学誌29,2876、1990年)が説明しており、ここにそれらを引用することで本明細書に取り入れるものである。種々の材料の光学定数、すなわち複合屈折率N＝n・ikは、ヘンケ(Henke)ほかによる原子散乱因子から得られ、かつまたバークレイ（B.L.ヘンケ,E.M.ガリクソン[Gullikson],J.C.デイヴィス[Davis]:原子データおよび核データ表,54[2],181〜342[1993年];）のCXROウェブ・サーバーから得られる(http://www.cxro.lbl.gov/optical-constants)。使用材料に対するｎとｋとの値は、波長の関数として6nm〜42nmからダウンロードされ、ｎおよびｋの値が波長に従属することが、すべての計算で含意(implicit)される。特に重要ないくつかの波長での種々の材料の場合のｎとｋとの値は、後出の表１に示してある。本発明による反射材の性能の向上を示すために、次の例では理想的な「白色」光照明を用いる。
【００２２】
比較例１
比較例１は、ゼロドゥア(Zerodur)(RTM)ガラス基板上に成長した最適化されていない50分節Mo/Siシステムから成る標準Si基多層積層体であり、該基板は、ｄMo＝2.8nmおよびｄSi＝4.1nmを生じる分配率Γ＝0.4を有している。加えて、最終Si層は、酸化され、効果的に-2nmの天然酸化物層を生成すると思われる。この積層体の分析では、-13.4nmでR＝0.731のピーク反射度が得られる。この積層体は、本発明による積層体の性能比較の基準となるものである。
例２〜２３
本発明による例２〜２３は、後出の表２に詳細に示したように、基準例１の積層体の変化形から成っている。表２の欄２には、積層体の複数層に用いられる材料が挙げられ、欄３には、適用された最適化が示されている。すなわちNは最適化を行わなかったことを示し、Yは全体的最適化を、Y(n)は局部的最適化（なお後述する）を表している。欄４には、用いられたキャッピング層が、欄５には、ピーク反射度Rが、欄６には、関連ユニット内でのピーク反射度R9 peakが、欄７には、関連ユニット内での(集積)反射度R9 intが、それぞれ示されている。
【００２３】
９反射材システムの場合、光学的スループットのより有用な尺度は、一連の９個の反射材の正味反射度であるR9の値である。R9 intは、R9対λ（波長）スペクトルの曲線の下の区域である。所定積層体の場合のR9 peakとR9 intとの間の変化は、最適化処置、組み入れられた材料、キャッピング層材料のいずれかの関数であるか、またはこれら３つの何らかの組合わせの関数であるスペクトル半値幅の変化を示している。
例２〜２０のすべての最終表面層は、4.1nm〜4.5nmのSi層であり、該層上には、欄４に示したキャッピング層が析出されるか、またはSiOの場合には成長する。SiO2の成長には、表面Si層が消費されるので、例２の場合、酸化前には、表面の２層は2nmのSi層、残りの複数層は約4nmのSi層であり、多層の最終層と見なされる層は2nmのSiO2層である。例２１〜２３は4.0nm〜4.4nmのRb層で終わり、この層に欄４に示した仕様のキャッピング層が析出される。
【００２４】
例２は、最適化されていないMo/Si積層体であり、この積層体では、2nmの天然酸化物が6nmのSi表面層上に成長でき（比較例１の4nm表面層と比較される）、この結果、Rが1%増、R9 peakが13%増、R9 intが7%増となる。
例３では、R9 intの25%増が、2nmのBのキャッピング層析出によって達せられる。更に、例４〜例７での増加は、RhまたはRuをキャッピング層に選択し、積層体を最適化することで行われる。２成分（Mo/Si）多層積層体の場合に最高36%増にするには、例７に示すような最適化によって達成できる。
図２は、1.5nmのキャッピング層を有する最適化された51分節(102層)Mo/Si積層体の層構造を示している。この図では、層０は基板表面である。見られるように、Mo/Si積層体の最適化の結果、積層体全体の層厚が漸次滑らかに変化する一方、分節幅は、約6.8nm〜7.0nmの範囲で名目上一定にとどまる。基板近くでは、dMo＝dSi＝3.5nmが、表面近くでdMo＝2.7nmとdSi＝4.2nmとに変化する。図２に示した積層体の場合、分配率Γが、表面から始めの20分節（１分節＝１対の層、すなわち１つのMo層と１つのSi層）では約0.4にとどまり、その後、次第に基板のところで約0.5に変化する。したがって、材料内の吸光率が高いほど、表面近くでの厚さが薄くなって、最適反射応答が得られるように思われる。
【００２５】
例８〜例１２の３成分システムは、始めは２成分Mo/Si積層体として構成され、Mo層とSi層との間に、初期厚がゼロに設定された第３材料が挿入されている。次いで、予め設定された目標反射度に接近するまで、全体的最適化によりすべての層の厚さが変化される。Mo-Rh/Siと Mo-Ru/Siとの場合、 Moは表面近くが好ましく、RhまたはRuは基板近くが好ましいのに対して、Mo-RbCl/Siシステムの場合には、RbCl（単一の存在）が部分的に積層体の中央のSiに代わる、つまり隣接するRbCl層とSi層の合計厚が、標準積層体内のSi厚に近付けられる。Mo-Ru/Si積層体の層構造は図３に示してある。この積層体は、最上層を含めて50Si層を有し、したがって、全体で148層を有し、加えて1.5nmのRuキャッピング層を有している。図では、層０が基板表面である。Mo-Ru/Siシステムの場合、計算スループットで標準Mo/Si積層体より50%の増が認められる。
【００２６】
例１２は、局部的最適化を利用した、Mo-Ru/Siシステムの場合のR9 intの改善を示したものである。局部的最適化ルーチンでは、指定材料の付加層、この場合はゼロに近い厚さのMo,Ru,Rhが、分節として積層体に付加される。これらの層は、次いで局所最適化処置により成長せしめられるか、除かれるかする。したがって、局部的最適化された積層体は、またRhと付加Mo層とを含み、その結果、標準積層体に比較してR9 intが59%増となる。また、この場合、R9 peak＞R9 intであって、ピーク反射度が、最適化された標準Mo-Ru/Si積層体の場合より僅かだけ低い0.764の値となる点に注目すべきである。このことは、事実上、比較的広い半値幅が、R9と13.4nm域での波長との関係を示す図４に見られるように、局部的最適化処置の結果得られることを示している。曲線Ａは、基準例１の標準Mo/Si積層体、曲線Ｂは、例４の、最適化されたMo/Si積層体、曲線Ｃは、例１２の局部的最適化処置されたMo-Ru/Si積層体、曲線Ｄは、例１９の、局部的最適化処理されたMo-Ru-Sr/Si積層体、曲線Ｅは、例２２の、最適化されたMo/Rb積層体を、それぞれで示している。
【００２７】
３成分積層体内の層の順序は変更可能である。例えば、Mo-Rh/Siの代わりにRh-Mo/Siを用いてもよく、またMo-Ru/Siの代わりにRu-Mo/Siを用いてもよい。例１３〜例２０の４成分積層体は、前述の３成分積層体と似た形式で構成されている。最も好ましい組み合わせは、出力強度の相対増が最大88%のMo-Ru-Sr/Siである。図５は、Ruキャッピング層を有する50分節Mo-Ru-Sr/Siの層厚（nm）を示している。既述のように、層０は基板表面を表している。また基板の始めの50層内では、RuがMoより優位を占める。Mo層厚断面内のスパイク波形は、数値最適化技術が示唆するように、Ru層全体がMo層に取り替えられた層を示している。このことはR9 intの利得にとって重要なことではなく、関連する複数Mo層は、複数対のMo/Ru層に取り替えることができる。Srは、積層体内のSiに対し類似の働きをする。これは、Srが高いｎ値と低い吸光係数ｋとを有するためである（表１参照）。Sr層内での低い吸光率は、積層体の上半部では好ましい。既述のMo-Ru/Siの例の場合にように、Si、Sr、Ru、Moの厚さの合計は、図２に示した最適化されたSiおよびSrの厚さに、それぞれ近づいている。材料の好ましい順序はRu-Mo-Sr-Siである。複数層の組分けも変更でき、例えばRu-Mo-Sr/Siは、計算目的の場合、Ru-Mo/Sr-Siと見なしてよい。
【００２８】
図６は、局部的最適化された50分節(50Si層)Mo-Ru-Sr/Si積層体の層厚を示している。Rhは、積層体の下半部にのみ含まれ、主に始めの40層内に存在する。最下層のRhは、Ruより好ましい。なぜなら、吸光係数が高いにもかかわらず、Siとの光学的コントラストがより著しいからである。
SrとYとは、Yの錯体化学的性質とSrの高い反応性とのために、あまり容易には析出できず、したがって、従来の積層体より好ましいとはいえないが、それでもなお利点はある。Mo-Ru-Zr/SiとMo-Ru-RbCl/Siとは、Ru-Mo-Zr/SiおよびRu-Mo-RbCl/Siの順序の層同様に、特に有望である。
RbとSiの光学定数の比較（表１）が示している点は、Rbが原則としてスペーサ層としてより好ましい材料であるという点である。13.4nmでのｎ値がSiのｎ値に似ている(１に近い)ことで、Rbは、例えばMoおよびRuとの光学的コントラストを維持するだろう。加えて、吸光係数ｋがSiのそれに比して低い値であることで、Rbは最適に近いスペーサ材料となる。このことは、表２から分かるように、例２１〜例２３により証明される。標準Mo/Si積層体より2倍高い値のR9 int値を生じる等価Mo/Si積層体に比較されるMo/Rb積層体の場合、5%のピーク反射度増が見られる。しかし、Rb基のシステムには、Rbの高い反射度と極端に低い融点（39゜C）とのための構成上、操作上の難点が存在する。
【００２９】
基準例２９
基準例２９は、ゼロデュア(RTM)ガラス基板上に成長した最適化されない80分節Mo/Beシステムを含む、11.3nmで使用される多層積層体であり、該基板は、dMo＝2.3nmとdBc＝3.4nmを生じる分配率Γ＝0.4を有している。これにより、11.3nmで使用するように調整された例２５〜例４０用の基準が得られる。
【００３０】
例２５〜例４０
表３は表２に対応し、本発明による例２５〜例４０のデータを示すものである。これらの例は、11.3nmで使用するように調整された反射積層体である、
最適化の効果およびキャッピング層析出は、11.3nmの場合、13.4nmの場合ほど重要ではなく、R9 intが8%だけ改善されるのみである。
しかし、RuとRhとは、11.3nm窓用には、Moより好ましい。Ru/Be積層体はMo/Be基準例に比して最大70%増の相対光学スループットを有する一方、Rh/Be積層体のスループットは33%増である。この値は、Ru/Beの場合より有意に低い値であるとしても、この組み合わせは、Rh-Be界面の化学的性質等の要因のため、本発明のいくつかの用途の場合には好ましいものである。
【００３１】
本発明の特に好ましい実施例は、反射度の著しい増大を示す、「局部的(needle)」最適化されたRh/Be積層体である。これは、最適化処置中にPd,Ru,Moを取り込むことにより、該積層体が、Rh-Ru-Pd-Mo/BeまたはPd-Rh-Ru-Mo/Be多成分積層体に効果的に変えられるためである。
図７には、1.5nmのRuキャッピング層を有する80分節（80Be層）Ru-Sr/Be積層体の層厚が示されている。類似の結果は、Ru/Sr-Be積層体でも達せられる。既述のように、基板表面は層０で示されている。類似の光学定数のため、BeとSrとは、基板近くで優勢なRuを有する積層体内で類似の機能を発揮する。表面近くでのBeとSrとの合計厚は約4.1nm、Ruの厚さは約1.7nmである。これらの厚さは、Γ＝0.4の値を有するMo/Be積層体の厚さと明らかに異なる。これは、Ruの吸光係数がMoのそれより高い値だからであり、このためRuの厚さは、より薄い方が好ましい。Moの代わりにRuを用いることによる利得は、Beとの光学的コントラストの結果増によるものである。好ましい積層体分節は、Ru-Sr-Beである。
【００３２】
図８には、Be基多層積層体の選択スペクトルが示されている。この図が示しているのは、５つの積層体の場合の11.3nm域でのR9と波長との関係である。Ａは基準Mo/Be積層体、ＢはRuキャッピング層を有する最適化されたMo/Be積層体、Ｃは最適化されたRu/Be積層体、Ｄは指針最適化されたRh/Be積層体、ＥはRuキャッピング層を有する最適化されたRu-Sr/Be積層体である。
例３５〜例４０は、最高で２倍のスループット増大を生じさせるストロンチウム含有３成分システムである。
この波長域では、RhとRuは、キャッピング層として最適であり、Rを0.7%〜1.0%増加させる。
【００３３】
例４１〜例４４
11nm〜14nm域のEUVについての、種々の多層システムの前記コンピュータ分析から、９ミラー光学システムの場合のピーク反射度および集積反射度の有意な増大が可能であることが分かるだろう。キャッピング層の選択と、全体的最適化と局部的最適化のルーチンと、それに最も重要な、積層体内での材料の付加または交換とを組み合わせることによって、反射度増強の処方が得られるように思われる。種々の真空蒸着技術を用いて概して容易に析出されるRhおよびRu等の金属からは、特に、11.3nm域でBeとの組み合わせで利点が得られる。前記域では、前記金属の理論性能はMoのそれをしのいでいる。更に、既述の種々の組み合わせを用いることで、Mo/Si(Be)に関連する界面粗さの問題が幾分緩和されることも考えられる。
【００３４】
例えばMo-Rh/SiとMo-Ru/Siの積層体では、基板近くや、逆に表面近くでRh(Ru)がMoより優勢となることで成績が改善される。これは、13.4nmではRhとRuが、MoとよりもSiと高い光学的コントラストを示すからである。他方、吸光係数ｋの値は、したがって層内の吸光率の値は、MoのほうがRhおよびRuより低い値である。積層体表面近くでは、低吸光率にして、入射放射線ができるだけ深くに透過するようにすることで、フェーザ加算が最大となるようにする。反射強度を最大化するには、しかし、強度が減少する積層体内の深部で光学的コントラストが増大することが好ましい。
Srを積層体に組み入れる場合、Srが積層体の表面区域近く位置するようにして、部分的にSiと代わるようにするのが好ましい。これも、同じような論拠で説明できる。すなわち、Srのｎ値はSiのそれより低い値であり、したがって、ｎ値の低い材料との光学的コントラストが僅かに低くなる一方、Srのｋ値がSiのそれより低いことは（表１参照）、層内での吸光率がより低いことを意味し、したがって積層体表面近くにSrが位置することが好ましい。11.3nmの場合のBe基積層体について得られたデータは、類似の効果が得られることを示している。
【００３５】
例４１〜例４４は、キセノン-ジェット・レーザ誘起プラズマ源(Xe-Jet LPS)を用いて使用するために設計され、該プラズマ源は、既述の反射材の設計域より幾分低い約10.9nmのピーク出力強度を有している。
図９は、種々の反射材のR9反射度(左軸)および相対Xe-Jet LPS放射強度（右軸）と波長（nm)(X軸)との関係を示すものである。図９では、
（ａ）が、従来の最適化されていないMo/Si積層体のスペクトル応答であり、相対反射度の図形の基準として使用され、
（ｂ）は、既述の例７に類似の、最適化されたMo/Si積層体であり、
（ｃ）は、最適化されたRh-Ru-Mo/Sr-Si積層体であり、
（ｄ）は、既述の比較例２４に類似した従来の、最適化されていないMo/Be積層体であり、
（ｅ）は、既述の例４０に類似する最適化されたRh-Mo/Be積層体であり、
（ｆ）は、最適化されたPd-Rh-Ru-Mo/Be積層体であり、
（ｇ）は、本発明の例４１を構成する最適化されたPd-Rh-Ru/RbCl積層体であり、
（ｈ）は、本発明の例４２を構成する最適化されたRh-Ru/P積層体であり、
（ｉ）は、本発明の例４３を構成する最適化されたRh-Ru/Srである。
【００３６】
例４１〜例４３は、既述のその他の例より低い値のR9 peakとR9 intを有してはいるが、Xe-Jet LPSの最大放射に極めて近いピーク反射度が得られる利点を有している。したがって、この放射源とともに使用するには理想的である。最適化されていないMo/Si積層体のスループットを1.0とすると、例４１(ｇ),４２(ｈ),４３(ｉ)では、それぞれ3.0、5.7、6.5の相対スループットが得られる。これらのスループットは、また5.7のMo/Be積層体(ｄ)のスループットと十分に比肩し得る値であり、きわめて毒性の高いBeの使用が避けられる。
ピーク反射度の更なる改善は、PとSrを組み合わせた４成分積層体、例えばRu-Ru/P-Ceにより、9.0nm〜12nm域で0.75を超える値を得ることで達せられる。
例４４には、更に別の利点が示されている。例４４は、10.9nmでR＝0.776のピーク反射度を有する局部的最適化されたRh-Ru/Sr-Ce積層体である。図１０は、10nm〜12nm域での例４４のR(左軸)およびR9(右軸)が、波長に完全従属する関係を示した線図である。図１１は、この積層体の層厚を示している。
【００３７】
例４５〜例４８
表４には別のいくつかの積層体構成が示されている。この表では、例４５はRu-Nb/Siの３層積層体である。この積層体は、ニオブもSi基積層体では改善に役立つが、他の点では、表２の例８〜例１２の場合と同じであることを示している。 12.8nmでの使用時には、種々の多層積層体が最適である。表５の例４７と例４８とは、そのような２つの多層積層体である。例４６では、12.8nmでの従来のMo/SiのR値(比較例１と等価)が与えられる。容易に分かることは、Moの一部に代えてRuを加えることにより、この周波数で反射度が改善される一方、シリコンの一部に代えてベリリウムをスペーサとして使用することにより更に反射度が改善されることである。
概して、ランタノイド（希土金属）は、Mo,Ru,Rh等の金属と良好な光学的コントラストを有し、基板近くの反射材として好ましい。基板近くの位置で光学的コントラストが得られるのは、ランタノイドが１に極めて近い屈折率ｎを有するからであり、この点が、9nm〜16nm域での他の材料ほど吸光係数kの値が低い値ではない欠点を補って余りある点である。ランタンは、13nmの場合または13nmに近い場合に特に好ましい。
【００３８】
本発明で使用可能な更に別のスペーサは、多孔質材料、例えばバルクシリカの約1/10の密度を有する低密度（多孔質）シリカ（エーロゲル）である。図１２は、その種の多孔質シリカを用いたRh-Ru/SiO2-aero積層体の波長感度を示している。該積層体の、11nm未満の比較的広い域の反射率ピークが示されている。使用できる他の低密度材料には、チタニアとアルミナのエーロゲルや、ナノポーラス・シリコン、メソポーラス・シリコン、ナノクラスタ・シリコン、その他の半導体が挙げられる。これらの材料は、8nm〜20nmの特定波長に調整された反射材の製造に使用できる。これらの材料が有用なのは、ｎとｋの値が密度に従属しているからである。密度が低くなるにつれて、屈折率ｎは１となる傾向があり、吸光係数ｋはゼロになる傾向がある。典型的なSiエーロゲルの密度は、0.2gcm3であるのに対し、多孔質Siの密度は1.63gcm3である。
【００３９】
本発明による反射材に使用できるキャッピング層のこのほかの詳細は、『EUV光学素子用のキャッピング層』と題する同時係属出願（出願人参照番号P-0150.030）に記載されており、該記載は、ここに引用することにより、本明細書に取り入れられるものとする。
以上、本発明の特定実施例を説明したが、本発明は、以上の説明とは別様に実施することも可能である。該説明は、本発明を制限する意図のものではない。
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリソグラフィ投影装置を示す図。
【図２】本発明による最適化された51分節Mo/Si積層体内の層厚を示すグラフ。
【図３】本発明による50分節Mo-Ru/Si積層体内の層厚を示すグラフ。
【図４】本発明の種々のミラーと従来のミラーとの比較のため、13.4nm域でのR9と波長との関係を示すグラフ。
【図５】本発明による50分節Mo-Ru-Sr/Si積層体内の層厚を示すグラフ。
【図６】本発明による局部的最適化された50分節Mo-Ru-Sr/Si積層体内の層厚を示すグラフ。
【図７】本発明による80分節Ru-Sr/Be積層体内の層厚を示すグラフ。
【図８】本発明を実施する種々のミラーと従来のミラーとの比較のため、11.3nm域でのR9と波長との関係を示すグラフ。
【図９】従来式および本発明による種々の積層体のR9と波長との関係、並びにXe-ジェット・レーザ誘起プラズマ源の放射強度を示すグラフ。
【図１０】本発明によるRh-Ru/Sr-Ce積層体の場合のRおよびR9と波長との関係を示すグラフ。
【図１１】本発明による最適化されたRh-Ru/Sr-Ce積層体内の層厚を示すグラフ。
【図１２】本発明によるRh-Ru/SiO2-aero積層体の場合のRと波長との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
ＬＡ 放射システム
ＰＢ 極端紫外線の投影ビーム
ＭＴ マスクテーブル
ＭＡ マスク（レチクル）
ＰＭ 第１位置決め装置
ＷＴ 基板テーブル
ＰＬ 投影システム
Ｗ 基板
Ｃ ターゲット部分（ダイ）
Claims (22)
- 目標波長域内で放射線を反射する多層反射材であって、該反射材が、
第２番目の層と交互の第１番目の層、実質的に一定の厚さを有する第１及び第２番目の層の隣接する対、を含み
前記第１番目の層が第１材料からなる第１副層を含み、前記第２番目の層が第２材料からなる第２副層を含み、前記第１材料が、前記目標波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有し、
前記第１番目の層が第３材料からなる第３副層をさらに含み、前記第３材料が、前記目標波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有する形式のものにおいて、
前記第１、第２及び第３副層が、前記反射材の入射面に遠い第１副層よりも前記入射面に近い第１副層が厚手であり、前記入射面に遠い第３副層よりも前記入射面に近い第３副層が薄手であるように構成され配置されていることを特徴とする、目標波長域内で放射線を反射する多層反射材。 - 前記第３材料が、Rb,RbCl,RbBr,Sr,Y,Zr,Ru,Rh,Tc,Pd,Nb,Beを含む族、並びにそれらの材料の合金および化合物のなかから選択されていることを特徴とする、請求項１に記載された多層反射材。
- 前記第１材料がMo,Ru,Rh、及びそれらの材料の合金および化合物を含む族のなかから選択され、前記第２材料がSi,Be,P,Sr,Rb,RbClを含む族、並びにそれらの材料の合金および化合物のなかから選択されている請求項１または請求項２に記載された多層反射材。
- 前記第１材料が Mo 、前記第２材料が Si 、及び前記第３材料が
Ru,Rb 、並びにこれらの材料の合金および化合物を含む族のなかから選択されている、請求項３に記載された多層反射材。 - 前記第１番目の層が更に、第４材料からなる第４副層を含み、前記第４材料が、Rb,RbCl,RbBr,Sr,Y,Zr,Ru,Rh,Tc,Pd,Nb,Be、並びにこれらの材料の合金および化合物を含む族のなかから選択されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載された多層反射材。
- 目標波長域内で放射線を反射する多層反射材であって、該反射材が、
第２番目の層と交互の第１番目の層、実質的に一定の厚さを有する第１及び第２番目の層の隣接する対、を含み、前記第２番目の層が第２材料からなる第２副層を含む形式のものにおいて、
前記入射面に近い前記第１番目の層が主として第１材料からなる第１副層を含み、前記目標波長域内で前記第１材料が前記第２材料より低い値の実屈折率を有し、
前記入射面から遠い前記第１番目の層が主として第３材料からなる第３副層を含み、前記目標波長域内で前記第３材料が前記第２材料より低い値の実屈折率を有することを特徴とする、目標波長域内で放射線を反射する多層反射材。 - 前記第２番目の層が更に、第４材料からなる第４副層を含み、前記目標波長域内で前記第４材料が前記第１材料より高い値の実屈折率を有し、前記目標波長域内で前記第４材料が前記第３材料より高い値の実屈折率を有することを特徴とする、請求項６に記載された多層反射材。
- 前記第１、第２、第３及び第４副層の名目上の厚さが、前記反射材の入射面に遠い第２副層よりも前記入射面に近い第２副層が厚手であり、前記射面から遠い第４副層よりも前記入射面に近い第４副層が薄手であるように構成され配置されていることを特徴とする、請求項７に記載された多層反射材。
- 前記第４材料が、 P,Sr,Rb 及びランタノイド、特に La,Ce,Pr,Eu とを含む族と、並びにこれらの化合物や合金のなかから選択されることを特徴とする、請求項７または請求項８に記載された多層反射材。
- 前記第２材料が、P,Sr,Rb及びランタノイド、特にLa,Ce,Pr,Euとを含む族、並びにこれらの化合物や合金のなかから選択されることを特徴とする、請求項７から請求項９までのいずれか１項に記載された多層反射材。
- 前記第１材料がMo,Ru,Rh、及びこれらの化合物や合金を含む族のなかから選択され、前記第２材料がSi,Be,P,Sr,Rb,RbCl、及びこれらの化合物や合金を含む族のなかから選択されている請求項７から請求項９までのいずれか１項に記載された多層反射材。
- 前記第２と第３の層に比較して不活性の材料製のキャッピング層を含む、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載された多層反射材。
- 前記比較上不活性の材料が、ダイヤモンド状炭素(C)、窒化ホウ素(BN)、窒化ケイ素(Ni3N4)、炭化ケイ素(SiC),B,Ru,Rh、及びそれらの化合物や合金を含む族のなかから選択される、請求項１２に記載された多層反射材。
- 前記キャッピング層が、0.5nm〜3nmの範囲の厚さ、好ましくは1nm〜2nmの厚さを有している、請求項１２または請求項１３に記載された多層反射材。
- 前記反射材が、8nm〜20nmの範囲、特に9nm〜16nmの範囲でピーク反射度を示す、請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載された多層反射材。
- 前記第２材料が、低密度の多孔質材料、例えばシリカ、チタニア、アルミナ、エーロゲル、ナノポーラス・シリコン、メソポーラス・シリコン、ナノクラスタ・シリコン、その他の半導体を含む、請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載された多層反射材。
- リソグラフ投影装置であって、
放射線投影ビームを供給する照明システムと、
マスクを保持するマスクホールダを備えた第１対象テーブルと、
基板を保持する基板ホールダを備えた第２対象テーブルと、
基板のターゲット部分へマスクの照射部分を転写する投影システムとを含む形式のものにおいて、
前記照明システムと前記投影システムのうちの少なくとも一方が、請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載された多層反射材を有することを特徴とする、リソグラフ投影装置。 - 目標波長で放射線を反射する多層反射材を製造する方法であって、前記反射材が、第２番目の層と交互の第１番目の層、実質的に一定の厚さを有する第１及び第２番目の層の隣接する対、を含み
前記第１番目の層が第１材料からなる第１副層を含み、前記第２番目の層が第２材料からなる第２副層を含み、前記第１材料が、前記目標波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有し、
前記第１番目の層が第３材料からなる第３副層をさらに含み、前記第３材料が、前記目標波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有する形式のものにおいて、
前記方法が次の段階、すなわち、
第１、第２、及び第３材料用に指定された材料と、副層用に指定された初期厚とを有する反射材のモデルを確定する段階と、
積層体の１つ以上の副層の厚さを変更し、かつその結果得られる積層体の反射度を計算する段階と、
数値式反復最適化処理を用いることにより適当な層厚を決定する段階と、
指定基準に達するまで、変更および計算の段階を反復する段階と、及び
前記決定段階で事実上決定されるような層厚で反射材を製造する段階とを含む、目標波長で放射線を反射する多層反射材を製造する方法。 - 前記第３材料が、Rb,RbCl,RbBr,Sr,Y,Zr,Ru,Rh,Tc,Pd,Nb,Beを含む族、並びにこれらの材料の合金および化合物のなかから選択される、請求項１８に記載された方法。
- 前記モデル確定段階で、前記第１番目の層が、前記目標波長域内で、前記第２材料より低い値の実屈折率を有する第４材料からなる第４副層をさらに含み、第４副層の前記層の厚さが、変更段階の少なくとも１回の反復で変更される、請求項１８に記載された方法。
- 前記モデル確定段階で、前記第２番目の層が、前記目標波長域内で、前記第１材料より高い値の実屈折率を有する第４材料からなる第４副層をさらに含み、第４副層の前記層の厚さが、変更段階の少なくとも１回の反復で変更される、請求項１８に記載された方法。
- 前記反復最適化処理が、全体的最適化処理なまたは局部的(needle)最適化処理を含む、請求項１９から請求項２１までのいずれか１項に記載された方法。
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