JP5439485B2 - スペクトル純度フィルタ、リソグラフィ装置および放射源 - Google Patents

スペクトル純度フィルタ、リソグラフィ装置および放射源 Download PDF

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関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２００８年８月２８日に出願された米国仮出願第６１／１３６，３３１号および２００８年１１月５日に出願された米国仮出願第６１／１９３，２０２号の利益を主張し、両仮出願全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0002] 本発明は、スペクトル純度フィルタおよびリソグラフィ装置に関する。
[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、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。
[0004] 今まで以上に小さい構造を基板上に投影することを可能にするために、１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内、例えば、１３ｎｍ〜１４ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である極端紫外線（ＥＵＶ）放射を使用することが提案されている。さらに、１０ｎｍより小さい、例えば、６．７ｎｍまたは６．８ｎｍなどの５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射を使用してよいことも提案されている。
[0005] 放射は、プラズマを使用して生成することができる。プラズマは、例えば、レーザを適切な材料（例えば、スズ）の粒子に誘導させることによって、または、レーザをＸｅガス、Ｌｉ蒸気などの適切なガスまたは蒸気に誘導させることによって生成することができる。結果として得られるプラズマは、放射を受けてその放射をビームに集束させる、鏡面加工の（mirrored）かすめ入射コレクタなどのコレクタを使用して収集される出力放射、例えば、ＥＵＶ放射を放出する。そのような放射源は、通常、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ばれる。
[0006] 日本国特許公開公報第２００６２１６７８３号には、露光を行う必要をなくすことができ、かつ反射鏡の熱膨張を伴う励起光を前もって吸収することができる多層膜反射鏡が記載されている。本公報においては、励起光反射防止膜が石英基板上に形成され、露光光反射膜がその上に形成される。長波長を有する励起光は露光光反射膜を透過し、励起光反射防止膜に到達して、そこで励起光が吸収される。
[0007] 日本国特許公開公報第２００６２１６７８３号には、特定（１３．５度の）斜入射角においてレーザ光の透過率を低減させる２つの特有の実施形態が記載されている。第一の実施形態において、Ｍｏ、ＳｉＯ２、およびＳｉといういくつかの層を含む反射防止膜を使用し、１０６４ｎｍの励起光の反射率は約２４％である。第２の例は、ＨｆＯ２、ＳｉＯ２、およびＭｇＦ２の層である反射防止膜を使用し、２６６ｎｍの励起光の４０％という反射率を提供する。
[0008] 放射源は、所望の放射に加えて二次放射を出力し得る。例えば、ＥＵＶプラズマ放射源は、所望のＥＵＶ放射、とりわけ深紫外線（ＤＵＶ）範囲（１００ｎｍ〜４００ｎｍ）に加えて、２０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲から選択される波長を有する二次放射を出力し得る。例えば、二次放射は、プラズマを生成するために使用されるレーザに起因してＬＰＰ放射源内で発生することがあり、このレーザ放射は、ＥＵＶ放射より長い波長（例えば赤外放射、例えば、ＣＯ２レーザからの１０．６μｍの波長の放射）を有する。
[0009] ＬＰＰ源を使用する場合、レーザ放射それ自体が、プラズマでの散乱および反射によってリソグラフィ装置中に放出され得る望ましくない大量の放射を表している。通常、およそ１０．６μｍ（すなわち、赤外（ＩＲ）放射）の波長を有するＣＯ２レーザが使用される。ＥＵＶリソグラフィ装置の光学系は、１０．６μｍで高い反射率を有するため、赤外放射は、かなり大きいパワーでリソグラフィ装置中を伝搬し得る。このパワーの一部は、最終的に基板（例えば、ウェーハ）によって吸収されることがあり、それが基板の望ましくない加熱の原因となり得る。
[0010] 赤外放射に加えて、深紫外線放射を抑制することが望ましい。というのは、基板上のＥＵＶレジストも深紫外線波長の影響を受けやすく、それが望ましくないコントラストの損失の原因となり得るからである。
[0011] リソグラフィでは、スペクトル純度を向上させること、すなわち、出力ビームから二次放射を取り除いて、より高い割合の望ましい放射が生じることが望ましい。ＥＵＶリソグラフィ装置の光学系は（例えば、ＬＰＰ源からの１０．６μｍ波長の二次放射について）高反射率を有するので、二次放射は、かなり大きなパワーで基板に到達し得る。それに加えて、または、その代わりに、二次放射、特にＬＰＰ放射源のレーザ放射は、パターニングデバイス、基板、および／または光学系の望ましくない加熱につながる場合がある。
[0012] 低コストのＥＵＶパワーで少なくとも望ましくない赤外放射を除去するように構成されたスペクトル純度フィルタを構成することが望ましい。
[0013] 従って、例えば、放射源またはリソグラフィ装置内で使用され、望ましくない放射が完全にまたは部分的に除去され得るスペクトル純度フィルタを提供することが望ましい。
[0014] 本発明の一態様によれば、非ＥＵＶ二次放射を透過させ、または吸収し、かつ極端紫外線（ＥＵＶ）放射を反射するように構成されたスペクトル純度フィルタが提供される。
[0015] 本発明の一態様によれば、極端紫外線を反射するように構成されたスペクトル純度フィルタが提供される。スペクトル純度フィルタは、基板と、基板の上面上の反射防止コーティング（すなわち、反射防止構造）とを含むことができる。反射防止コーティングは、赤外放射を透過させるように構成される。また、スペクトル純度フィルタは、多層スタックを含む。多層スタックは、極端紫外線を反射し、かつ赤外放射を実質的に透過させるように構成される。例えば、透過する赤外放射は、約１μｍより長い、特には約１０μｍより長い、例えば１０.６μｍの波長を有する放射とすることができる。
[0016] 本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置が提供される。リソグラフィ装置は、極端紫外線を含む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、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を含み得る。パターニングデバイスは、極端紫外線を含む放射ビームにパターン付けをするように構成される。また、リソグラフィ装置は、パターン付けされた放射ビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、極端紫外線を反射するように構成されたスペクトル純度フィルタとを含み得る。スペクトル純度フィルタは、照明システムまたは投影システム内に位置し得る。スペクトル純度フィルタ自体は、基板と、基板の上面上の反射防止コーティングとを含み得る。反射防止コーティングは、赤外放射を透過させるように構成され得る。また、スペクトル純度フィルタは、例えば反射防止コーティングの上面上の多層スタックを含み得る。多層スタックは、極端紫外線を反射し、かつ赤外放射を実質的に透過させるように構成され得る。
[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概略的に示す。 [0019] 図２は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置の詳細な概略図である。 [0020] 図３は、本発明の一実施形態に係るスペクトル純度フィルタを示す。 [0021] 図４は、Ｓｉ／Ｍｏ多層スタックを有する多層ミラーの反射率のグラフ図である。 [0022] 図５は、Ｓｉ／ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）多層スタックを有する、本発明の一実施形態に係る多層ミラーの反射率のグラフ図である。 [0023] 図６は、本発明の一実施形態に係るスペクトル純度フィルタを示す。 [0024] 図７は、本発明の一実施形態に係るスペクトル純度フィルタを示す。 [0025] 図８は、本発明の一実施形態に係る多層ミラーの反射率のグラフ図である。 [0026] 図９は、本発明の一実施形態に係る多層ミラーの反射率のグラフ図である。
[0027] 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、放射ビームＢ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を備える。また、このリソグラフィ装置は、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決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されているサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、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決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、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、屈折または反射投影レンズシステム）ＰＳと、を備える。
[0028] 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の、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。
[0029] サポート構造ＭＴ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ＭＴ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ＭＴ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ＭＴ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。
[0030] 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。
[0031] パターニングデバイスは、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。
[0032] 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、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。
[0033] 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。
[0034] 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つ以上のパターニングデバイステーブル）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。
[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ＣＯ２レーザを含む場合、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を使って送られる。その他の場合においては、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、放射システムと呼んでもよい。
[0036] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタ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、インテグレータおよびコンデンサ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。パターニングデバイス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機械的に取り出した後またはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、サポート構造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）、サポート構造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。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイス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、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイス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、サポート構造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。
[0040] ２．スキャンモードにおいては、サポート構造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）。サポート構造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。
[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、サポート構造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、照明光学ユニットＩＬ、および投影システム（ＰＬとして図２に示す）を含むリソグラフィ装置１をより詳細に示している。放射源ＳＯは、放電プラズマを含み得る放射源エミッタ２を備える。ＥＵＶ放射は、非常に高温のプラズマが生成されて電磁スペクトルのＥＵＶ放射範囲の放射を放出するガスまたは蒸気、例えば、ＸｅガスまたはＬｉ蒸気によって生成され得る。非常に高温のプラズマは、電気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。放射を効率よく生成するために、ＸｅまたはＬｉ蒸気または他の適切なガスまたは蒸気の、例えば１０Ｐａの分圧が望ましい場合がある。いくつかの実施形態において、スズを使用してもよい。放射エミッタ２から放出された放射は、放射源チャンバ３からコレクタチャンバ４内へ送られる。一実施形態において、放射源ＳＯは、放射源チャンバ３およびコレクタチャンバ４を備える。
[0044] コレクタチャンバ４は、汚染物質トラップ５およびかすめ入射コレクタ６（概略的に矩形で示す）を含む。コレクタ６を通過可能とされた放射は、格子スペクトルフィルタ７で反射されて、コレクタチャンバ４の開口にある仮想放射源点８に合焦する。コレクタチャンバ４から、放射ビーム９が、照明光学ユニットＩＬ内で第１および第２の法線入射リフレクタ１０および１１を介し、サポート構造ＭＴ上に位置決めされたパターニングデバイス（例えば、マスク）上で反射される。パターン付けされたビーム１２が形成され、投影システムＰＬ内で第１および第２の反射エレメント１３および１４を介して基板テーブルＷＴ上に保持された基板（図示せず）上に結像される。図示されたエレメントより数の多いエレメントが、通常、照明光学ユニットＩＬおよび投影システムＰＬに存在し得る。
[0045] 照明光学ユニットＩＬおよび投影システムＰＬを通過する放射のスペクトル純度を向上させるために、ＥＵＶ放射源内で、またはＥＵＶ放射源とともに用いられるスペクトル純度フィルタが使用され得る。図３は、スペクトル純度フィルタ３０の一実施形態を示しており、法線入射多層ＥＵＶミラーの形態を取ることができる。スペクトル純度フィルタ（７０および８０で示す）の他の非限定的な実施形態を、図６および図７にそれぞれ示す。
[0046] 例えば、スペクトル純度フィルタは、赤外放射を実質的に吸収するように構成することができる。別の実施形態において（以下を参照）、フィルタは、赤外放射を実質的に透過させるように構成することができる。さらに別の実施形態において、フィルタは、入射する赤外放射の一部を吸収し、かつ入射する赤外放射の別の一部を透過させるように構成することができる。また、一実施形態において、フィルタは、入射する深ＵＶ放射の反射を抑制するように構成される。
[0047] 各々の場合において、望ましくは、スペクトル純度フィルタ３０、７０、および８０は、入射する赤外放射の５０％以下、望ましくは２０％以下、より特には２％以下の赤外放射を反射するように構成される。
[0048] また、望ましくは、スペクトル純度フィルタ３０、７０、および８０は、入射するＥＵＶ放射の５０％を超えるＥＵＶ放射を反射するように構成される。
[0049] さらに望ましくは、スペクトル純度フィルタは、（１００ｎｍ〜４００ｎｍの波長範囲を有する）ＤＵＶ放射の反射を抑制するように構成される。例えば、スペクトル純度フィルタは、入射するＤＵＶ放射の５０％以下、望ましくは４０％以下のＤＵＶ放射を反射するように構成することができる。
[0050] 本実施形態において（図３を参照）、スペクトル純度フィルタ３０は、赤外線吸収基板３１と、赤外線吸収基板３１の上面上に位置する赤外線反射防止コーティング（すなわち、反射防止構造）３２と、赤外放射を少なくとも実質的に透過させ、かつ反射防止コーティング３２の上面上に位置し得る多層ＥＵＶミラースタック３３とを含む。スペクトル純度フィルタ３０は、図３に示すようにキャッピング層３４を任意で含み得る。あるいは、例えば、反射防止構造は、多層ＥＵＶミラースタック３３自体によって少なくとも部分的に設けられることが可能である。例えば、反射防止コーティング自体は、単一層または複数層のスタックを含むことができ、あるいは、別の構成を有することも可能である。
[0051] 例えば、多層ミラースタック３３は、入射する赤外放射の５０％を超える、特には８０％を超える、より特には９８％を超える赤外入射を透過させるように構成することができる。
[0052] ＥＵＶ、ＤＵＶ、および赤外放射を含む入射する放射ビーム３５は、３７が示すように、ＥＵＶ放射が（任意の）キャッピング層３４を透過し、その後多層ミラー３３によって反射されるように、スペクトル純度フィルタ３０に入射する。これによって、３６が示すように、ＥＵＶがスペクトル純度フィルタ３０によって反射されることが可能になる。３８が示すように、赤外放射はキャッピング層３４および多層スタック３３を透過し、その赤外放射は、反射防止コーティング３２に起因して、最終的に基板３１で吸収される。例えば、基板３１は、（反射防止コーティング３２から基板へ透過する）入射する赤外放射すべてのうちの８０％を超える、望ましくは９９％を超える赤外放射を吸収するように構成することができる。
[0053] 入射する放射に対して多層スタック３３の下にある反射防止コーティング３２、および多層スタック３３は、赤外放射に対して（少なくとも実質的に）無反射である。このように、反射防止コーティングは、ＥＵＶ反射率には実質的に影響を及ぼさずに、基板の上面からの赤外放射の反射を低減させ得る。
[0054] 一実施形態において、多層スタック３３は、Ｓｉおよびダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の交互層を含む多層ミラーであり、ＺｎＳｅ／ＴｈＦ４の反射防止コーティング３２とともに、赤外線吸収基板３１上で使用される。図５は、Ｓｉ／ＤＬＣ多層スタックを有する多層ミラーの反射率を示している。
[0055] （従来のＭｏ／Ｓｉ多層ミラーと比較すると、）ＥＵＶ透過率に関して、通常の抑制係数は、７０〜８０％という通常の効率で１０．６μｍの放射に対して５０である。（５倍のＤＵＶ抑制に対する５％のＥＵＶ損失での）ＤＵＶ抑制に対して、追加のスペクトル純度向上（ＳＰＥ）層を加えてよい。
[0056] 例えば、吸収基板層３１は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、またはＴａＮとすることができるが、あらゆる赤外線吸収材料を使用してよい。本実施形態において、スペクトル純度フィルタの基板の厚さは、少なくとも５０μｍ、また、数ｍｍまでとすることができる。
[0057] 非限定的な実施形態において、反射防止コーティング３２は、Ｇｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＹＦ３、および／またはＴｈＦ４の１つ以上などの適切な反射防止赤外コーティング材料を含み得る。
[0058] 多層スタック３３は、望ましくは赤外放射を透過させ、それと同時に、高ＥＵＶ反射率をもたらすように構成される。多層スタックの適切な材料としては、ＺｒＮ、ＺｒＣ、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン、カーボン、および／またはＭｏ２Ｃが含まれるが、これらに限定されない。
[0059] キャッピング層３４は、望ましくは実質的な赤外線透過材料である。そのような材料の例としては、Ｓｉ３Ｎ４、ダイヤモンドライクカーボン、およびカーボンが含まれるが、これらに限定されない。
[0060] 図４および図５は、ＣＸＲＯで計算された、いくつかの多層ミラーのＥＵＶ反射率を比較している。図４は、７３％のＥＵＶ反射率を有する基準のＭｏ／Ｓｉ多層ミラーを示している。図５は、５１.３％のピーク反射率を有するＤＬＣ／Ｓｉの多層スタックを有するスペクトル純度フィルタの一実施形態を示している。ＤＬＣ／Ｓｉの多層ミラー（図５）は、（２．７ｇ／ｃｍ３のＤＬＣ密度に基づいて）５１.３％のＥＵＶ反射率を有していることが分かり、これは、通常使用されるＭｏ／Ｓｉミラー（図４）の反射率の７０％である。従って、ＤＬＣが使用される場合、スペクトル純度フィルタの効果的な透過率は約７０％である。
[0061] 一例において、スペクトル純度フィルタは、ＺｒＮ／Ｓｉ多層ミラーを含み、その下に赤外線反射防止コーティングとして７５０ｎｍのＴｈＦ４層および１２５０ｎｍのＺｎＳｅ層を有する。本発明の一実施形態の反射防止特性は、反射防止コーティングとＤＬＣ／Ｓｉ多層の複合効果である。スペクトル純度フィルタの効率は、図４および図５に示されており、基準のＭｏ／Ｓｉ多層ミラーを用いて比較がなされている。本発明のスペクトル純度フィルタの実施形態は、６５倍に１０．６μｍの光を抑制することが分かる。
[0062] 多層の上部でＳＰＥ層を使用することが図３に示されており、深ＵＶ放射３７は、ＳＰＥキャッピング層３４に起因して多層ミラー３３に吸収される。
[0063] かなりの量の熱が吸収層３１（すなわち、基板）に吸収され得るので、スペクトル純度フィルタ３０への熱損傷を防止するために適切な方策が取られ得る。一実施形態において、基板３１は別の基板としてよく、または高い熱伝導率を有する材料、例えば、銅（Ｃｕ）で形成された受け板３９を有してもよい。受け板３９は、能動的または受動的冷却手段、例えば、水冷却によって冷却され得る。一実施形態において、受け板の熱伝達を促進するために、吸収層１の厚さは、赤外放射吸収に必要な程度に低く保たれる。
[0064] 一実施形態において、拡散バリア層は、多層ミラーの連続する層と層との間に設けられてよい。また、拡散バリア層は、赤外放射に対して実質的に無反射であるべきである。一実施形態において、拡散バリア層はＢ４Ｃを含み得る。
[0065] 上述の通り、別の実施形態において、フィルタは、赤外放射を実質的に透過させるように構成される。例えば、フィルタ７０全体は、入射する赤外放射７８の５０％を超える、特には８０％を超える、より特には９５％を超える赤外放射を透過させるように構成することができる。
[0066] 例えば、スペクトル純度フィルタ７０（図６に示す）の一実施形態において、基板７１が赤外放射を透過させる。例えば、基板７１は、（多層スタック７３から基板７１に送られる）赤外放射の５０％を超える、特には８０％を超える、より特には９５％を超える赤外放射を透過させるように構成することができる。
[0067] 例えば、基板７１の裏面（多層スタック７３から離れた面する裏面）は、赤外線反射防止コーティング７９で覆われてよい。
[0068] 図示の通り、フィルタ７０は、さらに、基板７１の上部の反射防止コーティング７２、反射防止コーティング７２の上部の多層スタック７３、および多層スタック７３の上部のキャッピング層７４を含む。少なくともＥＵＶおよび赤外放射を含む入射する放射７５は、フィルタ７０に入射する。フィルタ７０のさまざまな層７４、７３、７２、７１、および７９の特性に起因して、ＥＵＶ放射７６は７７が示すように多層スタック７３で反射され、赤外放射７８はフィルタ７０の全体を透過する。
[0069] 図６に示す実施形態の潜在的利点は、赤外放射はミラー７０に実質的に吸収されず、その代わりに、赤外放射はミラー７０の裏面に実質的に伝送され、そこで赤外放射は適切な冷却を伴う専用ビームダンプに吸収されることが可能である。これによってスペクトル純度フィルタ７０の熱負荷が著しく減少され得る。
[0070] 一実施形態において、図７に示すように、赤外線透過多層ミラーの形態をとるスペクトル純度フィルタ８０が設けられる。図７の実施形態は、多層ミラー構造がＳｉ／ダイヤモンド多層スタック８３である点で、上述の実施形態と異なる。本実施形態では、Ｓｉ／ダイヤモンド多層スタック８３は、赤外線反射防止コーティング８２の上部に堆積される。
[0071] 図７に示すように、反射防止コーティング８２は２つの層、８２ａおよび８２ｂを含むことができ、第１層は基板８１上に塗布され、第２層８２ｂは第１層８２ａ上に塗布される。一実施形態において、第２層８２ｂは厚さ７５０ｎｍのＴｈＦ４層を含み、第１層８２ａは厚さ１２５０ｎｍのＺｎＳｅ層を含む。一実施形態において、基板８１は赤外線吸収ＳｉＯ２基板とすることができる。多層スタック８３は、反射防止コーティング８２の第２層８２ｂの上部の４０層のＳｉ／ダイヤモンド多層ミラーとすることができる。キャッピング層は図６に示されていないが、一実施形態において、スペクトル純度フィルタ８０は、キャッピング層を含んでもよい。
[0072] 図８および図９は、赤外放射（図８）範囲およびＤＵＶ放射（図９）範囲のＭｏ／Ｓｉ多層ミラーと比較して、図７のダイヤモンド／Ｓｉ多層ミラーの反射率（線ｄ−Ｃ／Ｓｉ）を示している。
[0073] ダイヤモンド／Ｓｉ多層ミラーのＥＵＶ反射率は５７．５％（密度３．５ｇ／ｃｍ３）まで高くすることができるが、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）が使用される場合（密度２．７ｇ／ｃｍ３）、通常およそ５１％となる。比較として、Ｍｏ／Ｓｉ多層ミラーは７０％までの反射率を有することができ、従ってスペクトル純度フィルタは７３％〜８２％のＥＵＶ効率を有し得る。赤外放射反射率は２％未満であり（しかし、さらに減少させることができる）、（ＳＰＥ層を用いずに）１３０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内でおよそ５０％という中程度のＤＵＶ抑制がある。
[0074] 本発明の実施形態によって、法線入射スペクトル純度フィルタ、例えば、ＥＵＶ放射を反射し、かつ他のタイプの放射（例えば、赤外放射およびＤＵＶ放射）の反射を抑制するように構成された法線入射ミラーを提供することができる。このフィルタを用いて比較的広い範囲の入射角での放射を除去し、それによって各入射角での驚くべき良好なフィルタリングの達成がもたらされる。その上、（フィルタによって処理されることになる放射の）実質的な法線入射角の場合、異なる放射偏光方向のフィルタリングを達成することができる。従って、フィルタは、非偏光（赤外および／またはＤＵＶ）放射の良好な抑制を提供することができる。
[0075] 適切な方法を用いて本明細書に記載したスペクトル純度フィルタの実施形態を構成してよい。例えば、２．７ｇ／ｃｍ３までの密度を有するＤＬＣ層を含む多層スタックを、パルスレーザ堆積またはイオンビームスパッタ堆積を用いて堆積してよい。
[0076] 本発明の実施形態は、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）を含むがこれらに限定されないあらゆるタイプのＥＵＶ源に対して用いられ得ることが明らかである。しかし、本発明の一実施形態は、通常はレーザ生成プラズマ源の一部を形成するレーザ源からの放射を抑制するのに特に適している。というのは、そのようなプラズマ源は、レーザから発生する二次放射を出力することが多いからである。
[0077] スペクトル純度フィルタは、放射経路内の任意の箇所に実用上配置されてよい。一実施形態において、スペクトル純度フィルタは、ＥＵＶ放射源からのＥＵＶを含む放射を受ける領域に配置され、ＥＵＶ放射を適切な下流のＥＵＶ放射光学システムに供給する。ここで、ＥＵＶ放射源からの放射は、光学システムに入る前にスペクトル純度フィルタを通過するように配置される。一実施形態において、スペクトル純度フィルタは、ＥＵＶ放射源内である。一実施形態において、スペクトル純度フィルタは、照明システムや投影システム内などのＥＵＶリソグラフィ装置内である。一実施形態において、スペクトル純度フィルタは、プラズマの後ろであるがコレクタの前で放射経路内に配置される。
[0078] 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。
[0079] 「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。
[0080] 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。上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。従って、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。
[0081] 例えば、反射防止コーティングおよび多層スタックは、フィルタの別々の部分であってよい（スタックは反射防止コーティングの上部に配置される）。例えば、反射防止コーティングおよび多層スタックはともに、実施形態の反射防止特性をもたらす。
[0082] 一実施形態において、反射防止コーティングは多層スタックの一部とすることができる。すなわち、多層スタックは、極端紫外線を反射することに加えて、反射防止コーティングであるように構成することができる。その場合、（反射防止コーティングとして機能する）多層スタックを基板の上面上に配置することができる。例えば、一実施形態において、反射防止構造の反射防止特性は、少なくとも部分的に、また、望ましくは全面的に、多層スタックの特性又は構成によるものとすることができる。
[0083] 例えば、多層スタックの一部としての一体的な反射防止コーティングは、比較的厚い多層スタック、例えば、厚いＤＬＣ／Ｓｉ多層によって設けることができる。そのような厚いスタックは、例えば、５０を超える周期、特に、例えば１３６周期（各周期は異なる材料の２つの層、例えば、ＤＬＣ層およびＳｉ層を含む）を含むことができる。結果として得られる反射防止多層スタックは、依然として８２％の赤外放射反射抑制をもたらすことができる。

Claims (16)

  1. 極端紫外線を反射するように構成されたスペクトル純度フィルタであって、
    基板と、
    前記基板の上面上の反射防止コーティングであって、赤外放射を透過させるように構成された反射防止コーティングと、
    極端紫外線を反射し、かつ赤外放射を実質的に透過させるように構成された多層スタックと、を含む、スペクトル純度フィルタ。
  2. 前記多層スタックはモリブデン単体を含まない、請求項１に記載のスペクトル純度フィルタ。
  3. 前記多層スタックの上面上のキャッピング層をさらに含み、前記キャッピング層は、Ｓｉ３Ｎ４、ダイヤモンド、およびカーボンから成る群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１〜２のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタ。
  4. 前記基板は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、およびＴａＮから成る群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタ。
  5. 前記基板は、
    前記反射防止コーティングから受けた前記赤外放射を実質的に吸収し、または
    前記反射防止コーティングから受けた前記赤外放射を実質的に透過させるように構成される、請求項１〜４のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタ。
  6. 前記反射防止コーティングは、Ｇｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＹＦ３、およびＴｈＦ４から成る群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタ。
  7. 前記反射防止コーティングは、第１層および第２層を含み、前記第１層はＺｎＳｅを含み、前記第２層はＴｈＦ４を含む、請求項１〜６のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタ。
  8. 前記多層スタックは、ＺｒＮ、ＺｒＣ、Ｍｏ２Ｃ、Ｓｉ、Ｃ、およびダイヤモンドライクカーボンから成る群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１〜７のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタ。
  9. 前記多層スタックは、Ｓｉおよびダイヤモンドライクカーボンの交互層を含む、請求項８に記載のスペクトル純度フィルタ。
  10. 前記多層スタックは、赤外放射に対して実質的に無反射の複数の拡散バリア層を含む、請求項１〜９のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタ。
  11. 前記拡散バリア層はＢ４Ｃを含む、請求項１０に記載のスペクトル純度フィルタ。
  12. 前記基板の前記反射防止コーティングと反対側の面に位置する受け板をさらに含み、前記受け板は熱を前記基板から遠ざけて伝達するように構成かつ配置される、請求項１〜１１のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタ。
  13. 前記基板は赤外放射を透過させる、請求項１〜１１のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタ。
  14. 前記基板の前記反射防止コーティングと反対側の面に位置する第２反射防止コーティングをさらに含み、前記第２反射防止コーティングは赤外放射を実質的に透過させる、請求項１３に記載のスペクトル純度フィルタ。
  15. 請求項１〜１４のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタを含む、リソグラフィ装置。
  16. 請求項１〜１４のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタを含む、放射源。
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