JP4961022B2 - 照明システム、フォトリソグラフィ装置、ミラーから汚染を除去する方法、および、デバイス製造方法。 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、照明システム、この照明システムを含むリソグラフィ装置、および、デバイス製造方法に関する。

[0002] 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、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、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。一般には、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、いわゆるステッパ、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、いわゆ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。

[0003] フォトリソグラフィ装置では、基板にパターンを付与するために使用される放射ビームを供給する照明システムが必要である。当然ながら、ビームまたは放射を必要とするフォトリソグラフィ以外の用途では、ビームを形成する照明システムも使用され得る。このような照明システムの一実施形態では、ビームを反射するミラーが含まれる。特に、ＥＵＶビームが使用される場合において、ミラーはレンズよりも好ましい。好ましくは、メタルミラーが使用される。メタルミラーとしては、かすめ入射角の放射の全てを反射する厚い金属層を含むものを使用してもよく、または、金属層と非金属層との交互層から成るスタックを含むミラーを使用してもよい。厚い金属層を有するメタルミラーの大半は、かすめ入射ビームに用いられる。スタック構造を有するメタルミラーは、他の入射角の条件下、（略）法線入射の条件下においても使用される。このようなミラーにおいて通常使用される金属は、モリブデンおよびルテニウムである。スタック構造では、金属層間の層は、シリコンで作られることが多い。

[0004] しかし、このようなミラーの使用には、以下のような問題もある。モリブデンおよびシリコンは、表面に曝された時に酸化しやすい。したがって、これらの材料の層を含むミラーは、酸化から保護する最上層を備えることが多い（この目的で、例えばルテニウムを使用することができる）。

[0005] また、使用中、ミラーは汚染される傾向がある。同一の譲受人に譲渡された米国特許出願公報第２００６０２７８８３３号から、ＥＵＶリソグラフィ装置において光反射面から汚染を除去するために、水素（特に、水素基）を含むガスが使用可能であることが公知である。ＳｎおよびＣの汚染は、このようにして反射面から効果的に除去され得ることが分かっている。

[0006] ミラーが、水素基により到達可能な露出したルテニウムまたはモリブデンなどの所定の金属層を有する場合、残念ながら、元素としての水素も反射面にクラックを引き起こすことがある。このような影響は、本出願の譲受人（譲受人事件番号（assignee docket）：Ｐ２２６３．０００）に譲渡された米国特許出願で開示されている。この特許出願では、クラッキングに対する保護として、Ｓｉ_３Ｎ_４の被覆を使用可能であることが記載されている。しかし、このような被覆は反射を減少させ、また、所定のミラー構成に蒸着（deposit）させるのが難しいことがある。

[0007] ＳｉおよびＭｏＳｉ_２の交互層から成るスタックを含むＥＵＶミラーは、２００４年１１月１日〜４日に日本の宮崎県で開催された第３回国際ＥＵＶＬシンポジウムのポスタセッションで発行された「高温ＭｏＳｉ_２／ＳｉおよびＭｏ／Ｃ／Ｓｉ／Ｃ多層ミラー」というタイトルの記事により公知である。この文献は、多層ミラーに限定されており、水素クリーニングについては触れていない。さらに、ＭｏＳｉ_２／Ｓｉミラーは、垂線に対して１．５°（1.5 degrees to the perpendicular）で、比較的低いピーク反射（約４０％）を有する。

[0008] 反射率への悪影響を最小限に抑えつつ、反射面がクラッキングから保護される照明システムを提供することが望ましい。

[0009] 本発明の一態様では、放射ビームを調整するように構成された照明システムであって、ミラーであって、当該ミラーの反射面に隣接する金属‐非金属化合物から成る層を含むミラーと、水素または水素基を含むガスを前記反射面に供給するように構成された水素基源と、を含む、照明システムを提供する。本発明の他の態様では、このような照明システムを含む放射源を提供する。

[0010] 本発明の一態様では、フォトリソグラフィ装置であって、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、前記照明システム内に水素または水素基を含むガスを供給するように構成された水素基源と、を含み、前記照明システムは、ミラーであって、当該ミラーの反射面に隣接した金属‐非金属化合物から成る層を含むミラーを含む、フォトリソグラフィ装置を提供する。

[0011] 本発明の一態様では、水素または水素基環境で使用されるミラーであって、当該ミラーの反射面に隣接する金属‐非金属化合物から成る層を含む、ミラーを提供する。

[0012] 本発明の一態様では、反射金属含有層を有するミラーから汚染を除去する方法であって、前記ミラーの反射面に水素基を供給する工程と、前記ミラーにおいて前記反射面に隣接する金属‐非金属化合物から成る層を使用し、水素基の供給による損傷から前記ミラーを保護する工程と、を含む、方法を提供する。

[0013] 本発明の一態様では、パターン付けされた放射ビームを基板上へ投影することを含むデバイス製造方法であって、前記ビーム内に入る放射はミラーにより反射され、前記方法は、前記ミラーの反射面に水素基を含むガスの供給を使用して前記ミラーから汚染を除去する工程を含み、前記ミラーは、前記反射面に隣接した金属‐非金属化合物から成る層を含む、方法を提供する。

[0014] 本発明の一態様では、ＥＵＶミラーであって、当該ミラーの反射面に隣接した金属‐非金属化合物から成る保護層を含む、ＥＵＶミラーを提供する。

[0015] 本発明の一態様では、本発明の一態様では、反射金属含有層を有するミラーから汚染を除去する方法であって、前記ミラーの反射面に水素基を供給する工程と、前記ミラーにおいて前記反射面に隣接する金属‐非金属化合物から成る層を使用し、水素基の供給による損傷から前記ミラーを保護する工程と、を含む、方法を提供する。

[0016] 本発明の一態様では、パターン付けされた放射ビームを基板上へ投影することを含むデバイス製造方法であって、前記ビーム内に入る放射はミラーにより反射され、前記方法は、前記ミラーの反射面に水素基を含むガスの供給を使用して前記ミラーから汚染を除去する工程を含み、前記ミラーは、前記反射面に隣接した金属‐非金属化合物から成る層を含む、方法を提供する。

[0017] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。
[0018] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。 [0019] 図２は、リソグラフィ装置の一部を示す。 [0020] 図３は、一実施形態のミラーの断面を示す。 [0020] 図４は、一実施形態のミラーの断面を示す。 [0020] 図５は、一実施形態のミラーの断面を示す。 [0020] 図６は、一実施形態のミラーの断面を示す。 [0020] 図７は、一実施形態のミラーの断面を示す。 [0021] 図８は、シリコンをルテニウムに添加した場合の反射率とシリコン含有量との理論的関係を示す。

[0022] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、
[0023] ‐放射ビームＢ（例えば紫外線または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、
[0024] ‐パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ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付けるように構成された第１ポジショナＰＭに連結されるサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
[0025] ‐基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗ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付けるように構成された第２ポジショナＰＷに連結される基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
[0026] ‐パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けら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た投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を含む。

[0027] 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、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。

[0028] サポート構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を支える。サポート構造は、パターニングデバイスの配向、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など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。サポート構造は、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。サポート構造は、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。サポート構造は、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。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。

[0029] 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与え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。なお、留意すべき点として、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い場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。

[0030] 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。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、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レベンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、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ており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、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る放射ビームにパターンを付ける。

[0031] 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とって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。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「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。

[0032] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）であってもよい。

[0033] 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）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を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もできる。

[0034] 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、比較的高屈折率を有する液体（例えば水）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、リソグラフィ装置内の別の空間（例えば、マスクと投影システムとの間）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ための技術においてよく知られている。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物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。

[0035] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。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。そのような場合には、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、また放射ビームは、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ＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、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ＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。

[0036] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、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（通常、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ＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざま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もたせることができる。

[0037] 放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた後、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あわせる。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）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、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を使い、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナ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）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２ポジショナ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達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブル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およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、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。

[0038] 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。

[0039] １． ステップモードにおいては、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（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。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、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静止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。

[0040] ２． スキャンモードにおいては、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。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、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。

[0041] ３． 別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、マスクテーブルＭＴ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。このモードにおいては、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、前述の型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に容易に適用することができる。

[0042] 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、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0043] 図２は、放射源ＳＯおよびミラー２０を含む照明システムの一部を概略的に示す。照明システムおよび放射源が別体である一実施形態が図示されているが、他の実施形態では、放射源は、リソグラフィ装置または他用途向けの装置としての単一の装置における照明システムの一部であってもよい。ミラー２０は、かすめ入射反射または法線入射反射用に構成され得る。一実施形態では、ミラー２０は、放射源ＳＯから基板（図示無し）までの放射経路に沿って配置される最初のミラー、つまり放射源ＳＯからの最も多くの放射および粒子に曝されるミラーである。さらに、リソグラフィ装置は、クリーニングの目的で、ミラー２０の表面に水素基（原子水素）を供給する水素基源２２を備える。一実施形態では、放射源ＳＯはプラズマ源であり、それ自体は公知である。プラズマ源を使用する理由の１つとしては、プラズマ源が、ビームに使用する非常に短い波長、例えばＥＵＶ範囲の波長を生成するのに適していることが挙げられる。

[0044]ミラー２０は、ＥＵＶミラーであるが、これはフォトリソグラフィで有用なＥＵＶビームの実質部分を反射する反射率を有していることを意味する。従来、リソグラフィ装置においてＥＵＶミラーとして機能するミラー２０（および図示されない他のミラー）は、モリブデンやルテニウムといった金属から形成することが可能であり（例えば、かすめ入射ビームが使用される）、もしくは、ミラー２０は異なる材料の交互層から成るスタック内に複数の層を含んでもよい。ＭｏやＲｕといった金属は、ＥＵＶ範囲の放射に対して効率的な反射を提供する。本明細書において、このような金属層は、単一層として単独で実質的に全ての反射を提供する場合と、このような金属層を含むスタックにより反射を提供する場合との両方において、反射金属層と称する。

[0045] 残念なことに、ＥＵＶ放射の使用には、リソグラフィ装置内の上述したようなミラー２０（および装置内の他の場所に配置される図示しない他のミラー）が炭素質の付着物により汚染され得るという影響がある。さらに、所定の好適なプラズマ源ＳＯは、同様にミラーの汚染を引き起こし得るＳｎイオンを生成する。

[0046] この種の汚染を除去するために、水素基源２２が提供される。クリーニング工程の間、水素基源２２は、ミラー２０（および、任意で図示しない他のミラー）に原子水素を供給する。一実施形態では、クリーニング工程の間、例えば２つの連続したパターン投影動作間に、リソグラフィ装置内にインシチュで水素基流を供給する。または、水素基は、投影中であっても供給することができる。代替案として、クリーニングを実行するためにミラーを取り外すか、または交換してもよい。残念ながら、従来の金属ミラーでは、ミラーを水素基に曝すことで、ミラーの損傷が引き起こされることが分かっている。このような水素基への暴露は、クリーニング中に起こるが、ＥＵＶビームは水素を解離させる（dissociate）ことができるため、ＥＵＶビームの照射中に微量の水素ガスが存在する場合にも起こる。

[0047] 他の実施形態では、例えばプラズマ放射源によりフォトリソグラフィ装置内へ導入されるイオンの影響を抑制するバッファガスを生成するために、または、基板Ｗ上のフォトレジストから発生するガスに対しガスカーテンを生成するために、フォトリソグラフィ装置内には水素源が存在する。ＥＵＶ放射ビームによる露光の間、このビームは、水素分子を基へと解離させ得るが、これにより、水素基源２２から供給される水素基と同様の問題が生じる。よって、フォトリソグラフィ装置内に水素源がある場合、水素基源の有無に関わらず、これらの問題は起こり得る。

[0048] 図３は、ミラー２０の一実施形態を断面で示している。ミラー２０は、特に水素源および／または水素基源を含むフォトリソグラフィ装置における用途向けに設計されているが、このようなミラーは他の関連（context）でも使用することができる。ミラー２０は、基材（基板）３８上に互いに異なる材料の交互層から成るスタックを備える。スタックは、通常、ミラーの表面上への（略）法線入射のＥＵＶビームを反射することを可能にするために使用される。スタックは、例えばＭｏ_２Ｓｉ（つまり、比率が２:１のＭｏおよびＳｉ）から作られ、保護層として機能する第１層３０と、例えば略純粋なＭｏから作られる第２層３２と、例えば略純粋なＳｉから作られる第３層３４と、を含む。本明細書において、「略純粋な」とは、ＭｏまたはＳｉターゲットからのスパッタリングにより得られ得る純度であり、かつ、水素基に対するＭｏ特性が少なくとも何らかの不純物によって顕著に影響されないほどに純粋であることを含む。第１層３０は、第２層３２よりも、よりミラー２０の反射面３６に近い。第３層は、連続する第１層３０と第２層３２との間に設けられる。

[0049] 第２および第３層３２、３４は、ＥＵＶ反射多層スタックを形成する。Ｍｏ_２Ｓｉの保護層を除くと、このようなスタック自体は公知である。これらの層の厚さは、ミラー２０が使用されている際に、反射放射の建設的干渉を提供するように選択される。第１層３０は、例えば０．５〜５ｎｍの範囲の厚さを有し得る。Ｍｏ_２Ｓｉから成る第１層３０は、水素基によるクラッキングの影響からミラー２０を保護するために追加される。

[0050] 多層スタック内に２つのＭｏ_２Ｓｉから成る第１層３０および多数の第２層３２を有する一実施形態を図示するが、異なる数のＭｏ_２Ｓｉから成る第１層３０を使用してもよく、例えば、（図４に示すように）反射面３６の最も近くにＭｏ_２Ｓｉから成る第１層を１つのみ配置し、続いてＭｏから成る層を間に第３層３４を挟んで配置する、もしくは反射面３６の最も近くに３つ以上のＭｏ_２Ｓｉを配置し、続いてＭｏから成る層を配置してもよい。他の実施形態（図５）では、Ｍｏの層を全く使用せずに、Ｍｏ_２ＳｉおよびＳｉの交互層を使用してもよい。しかし、Ｍｏ_２Ｓｉ層の数とＭｏ層の数との比率は５０％未満であることが好ましく、より好ましくは１０％未満である。したがって、Ｍｏ_２Ｓｉの反射率がより低くなる影響は、最小限に抑えられる。

[0051] 図７に示す他の実施形態では、Ｍｏ_２Ｓｉまたは金属とＳｉとの他の化合物から成る単一の厚い保護層（つまり、干渉を得るのに使用される層厚さよりもはるかに厚い）により、略全体的に（例えば、９０％以上）反射が提供される。一般的に、ＥＵＶ波長では、このようなミラーは、例えば表面に対して５°のかすめ入射の反射に使用される。本明細書では、「保護層」とは、図３に示すような、ミラーの反射面と水素（または水素基）による損傷を受けやすい異なる材料から成る１つ以上の層との間の層を指すが、図６に示すような、全反射率を提供する反射面に隣接した単一層のみを有するミラーの場合、当該単一層が、損傷を受けやすい層を余剰化する（redundant）ことにより保護するため、「保護層」とは当該単一層を指す。

[0052] 図６は、図示されたような金属とＳｉとの化合物の保護層により覆われた、実質的に全ての反射（例えば、＞９０％）を提供する金属の単一層を示す。通常、ＥＵＶ波長では、このようなミラーは、表面に対して例えば５°のかすめ入射の反射に使用される。本実施形態においては、下層の基材を保護するために少なくとも２ｎｍの厚さの保護層を使用することができるが、高い反射性を実現するためには少なくとも１２ｎｍの厚さが使用されることが好ましい。ミラーの最大厚さに制限はなく、表面粗さが許容可能である限り（ＥＵＶ放射に対しては、＜１ｎｍ）、＞１マイクロメートルの厚さを使用することができる。なお、金属−Ｓｉ化合物から成る層３２を、この金属‐Ｓｉ化合物層と反射面との間のＳｉ３Ｎ４等の他の材料から成る追加的な薄い保護層と組み合わせて使用することも可能である。この場合、例えば水素クリーニング技術の性能を高めるために、厚さの小さい（〜２ｎｍ）薄い保護層を使用することができる。かねてより、例えばＳｉ３Ｎ４の薄い被覆により、Ｒｕ表面からのＳｎのクリーニング率が大幅に向上され得ることが認められている。Ｓｉ３Ｎ４の代わりにＲｕ／Ｓｉ化合物を使用した場合も同様であると予想される。

[0053] 前述の図面に示されるように、Ｍｏ_２Ｓｉの保護層は、水素クリーニングによる有害な影響から保護するために使用される。この保護層は、交互層から成るスタックの最上部の第１層、または単独でミラーの全反射率を提供する厚さを有する層の最上部の層とすることができ、もしくは、この保護層自体が単独でミラーの全反射率を提供する厚さを有してもよい。この層は、ＭｏおよびＳｉの化合物である。本明細書において、「金属−非金属化合物」という用語は、ＭｏおよびＳｉ（または、他のあらゆる金属と非金属との組み合わせ）が原子レベルで混合されること、つまり、この層が、ＭｏおよびＳｉの分離した結晶から形成されたり、またはこれらの材料のうちの１つのみをそれぞれ含む別体の副層から形成されたりすることがないように、例えばＭｏターゲットおよびＳｉターゲットからの同時スパッタリングにより、またはＭｏ_２Ｓｉ分子から成長させることにより、混合されることを意味する。本明細書で使用される「金属−非金属化合物」という用語は、必ずしも化学量論比（stoichiometric ratio）に限定されないあらゆる濃度比の上述したような原子レベルの混合物を包含する。

[0054] Ｍｏ_２Ｓｉは、高いＥＵＶ反射率を有する特性と、水素基へ曝された際にクラッキングの影響を抑える特性とを兼ね備えることがわかっている。Ｍｏ_２Ｓｉの反射率は、５°のかすめ入射で約９５．３％であり、これは、同一条件下におけるＭｏの反射率（９６．３％）よりもわずかにのみ劣る。考えられる説明としては、Ｍｏは高い原子量を有する金属であり、これが高ＥＵＶ反射率を提供する一方、格子内のＳｉの存在は、Ｍｏ_２Ｓｉ格子中の水素の移動を減少またはブロックすることが挙げられる。金属のみの格子における移動は、水素基を用いたクリーニングにおいてクラッキングの影響の一因となると考えられている。

[0055] 一実施形態では、ミラー２０は、スパッタリングを利用して層を蒸着させることにより製造される。１つの保護層（または１つ以上の保護層のうちの１つ）が蒸着されるとき、ＭｏターゲットおよびＳｉターゲットは同時に活性化され、ＭｏおよびＳｉが２：１で蒸着されてＭｏ_２Ｓｉの格子を形成する。

[0056] ＭｏおよびＭｏ_２Ｓｉの層を使用する実施形態を示したが、他の材料を使用してもよいことを理解されたい。原則として、反射層にはＭｏの代わりにあらゆる金属が使用可能であり、遷移金属を使用することが好ましい。例えば、Ｍｏの代わりに、ルテニウム（Ｒｕ）、タングステン（Ｗ）、ロジウム（Ｒｈ）、ニオブ（Ｎｂ）、またはジルコニウム（Ｚｒ）といった他の遷移金属を使用することができる。

[0057] 保護層には、Ｍｏ_２Ｓｉの代わりに、遷移金属の炭化物、窒化物、ホウ化物、もしくはケイ化物、またはそれらの混合物など、他の金属−非金属化合物を使用してもよい。金属とシリコンとの組み合わせは、水素クリーニングによる問題を非常に効果的に軽減することが分かっているため、好ましく使用される。金属およびＳｉの化学量論比が好ましい。例えば、Ｍｏ_２Ｓｉの代わりに、Ｒｕ_２Ｓｉ_３（比率が２：３のＲｕおよびＳｉ）を使用できることが分かっている。Ｒｕ（９４．８）に比べ、Ｒｕ_２Ｓｉ_３は、５°のかすめ入射で８９．９％の反射率を有する。Ｒｕの代わりにＲｕ_２Ｓｉ_３を使用した場合、クラッキングによる損傷も少ない。

[0058] なお、提案される比率は、化学量論比、つまり金属および非金属の分子における比率に対応する比率である。これは、明確な格子を有するより安定した化合物層を提供する。しかし、非化学量論比（nonstoichiometric ratio）のものを使用することも想定され得る。化学量論比を用いた実験において判明した水素基の問題の劇的な減少を考慮すると、他の比率でもＳｉが顕著な水素の取り込み（uptake）を阻止するという事実により、そのような他の比率でもこれらの問題の顕著な減少が起こるであろうことが予想される。シリコン量の主な制限は、反射率に対するその影響である。図８は、Ｓｉをルテニウムに添加した場合（化学量論比は６０％に対応する）の、反射率とシリコン含有量との理論的関係を示している。

[0059] Ｒｕ／Ｓｉ化合物は、純粋なＲｕ表面と比較して低い反射率を有することが見て取れる。この差は反射角によって決まるが、実用における通常の反射角は７°である。通常のＲｕ表面と比較して１０％の最大許容反射損失を使用する場合、最大許容Ｓｉ濃度は約８０％である。

[0060] 以上のように、許容可能な反射率で非常に高いシリコン濃度を使用することができる。したがって、水素の影響を軽減させるのに十分なシリコンを提供することができる。好ましくは、少なくとも１０％のシリコンが使用される。より好ましくは、少なくとも３０％のＳｉ濃度が使用される。

[0061] Ｓｉの代わりに、他の材料を金属に添加してもよい。最上層が水素に曝される前に、この最上層に金属と混合可能なあらゆる非金属を導入することにより、水素の影響が軽減されることが予想される。例えば、Ｂｅ、ＢＮまたはＢ_４Ｃなどが想定され得る。

[0062] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、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といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、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。

[0063] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[0064] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[0065] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。

[0066] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。

[0067] 上記の説明は、制限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。

Claims (15)

1. 放射ビームを調整するように構成された照明システムであって、
   金属−非金属化合物から成る層を最上層に含むミラーと、
   水素または水素基を含むガスを前記ミラーに供給するように構成された水素基源と、
   を含む、照明システム。
2. 前記金属−非金属化合物は、遷移金属の炭化物、窒化物、ホウ化物、もしくはケイ化物、またはそれらの混合物から成る、
   請求項１に記載の照明システム。
3. 前記金属−非金属化合物は、金属−シリコン化合物である、
   請求項１又は２に記載の照明システム。
4. 前記金属およびシリコンは、前記金属−非金属化合物内に化学量論比で存在する、請求項３に記載の照明システム。
5. 前記金属−非金属化合物内の前記金属は、ＭｏおよびＲｕから成る群から選択される、
   請求項１〜４のいずれかに記載の照明システム。
6. 前記金属−非金属化合物は、比率２：１のＭｏおよびＳｉと、比率２：３のＲｕおよびＳｉと、から成る群から選択される、
   請求項５に記載の照明システム。
7. 前記ミラーは、複数の交互層のスタックをさらに含む、
   請求項１に記載の照明システム。
8. 前記スタックは、非金属層と交互に、複数の略純粋な金属の層を含む、
   請求項７に記載の照明システム。
9. 前記層のスタックは、金属化合物の層を一層のみ含む、
   請求項７に記載の照明システム。
10. 前記金属−非金属化合物から成る層は、前記放射ビームが前記ミラーに入射する入射角において、前記ミラーの実質的に全ての反射率を提供するのに十分な厚さを有する、
    請求項１に記載の照明システム。
11. 金属のみから成り、かつ前記放射ビームが前記ミラーに入射する入射角において前記ミラーの実質的に全ての反射率を提供するのに十分な厚さを有する層をさらに含む、
    請求項１〜１０のいずれかに記載の照明システム。
12. 請求項１〜１１のいずれかによる照明システムを備える、
    フォトリソグラフィ装置。
13. 前記ミラーに放射を放出するように構成された放射源を含む、
    請求項１２に記載のフォトリソグラフィ装置。
14. 反射金属含有層を有するミラーから汚染を除去する方法であって、
    金属−非金属化合物から成る層を最上層に含む前記ミラーに水素基を供給する工程を含む、
    方法。
15. パターン付けされた放射ビームを基板上へ投影することを含むデバイス製造方法であって、前記ビーム内に入る放射はミラーにより反射され、前記方法は、
    前記ミラーに水素基を含むガスの供給を使用して前記ミラーから汚染を除去する工程を含み、
    前記ミラーは、金属−非金属化合物から成る層を最上層に含む、
    方法。