JP6648102B2 - アモルファス層を有する極紫外線反射素子、及びこれを製造する方法 - Google Patents

Description

［０００１］本発明は概して、極紫外線リソグラフィに関し、更に具体的には、極紫外線リソグラフィのためのアモルファス層を有する多層スタックを有する反射素子に関する。

［０００２］現代の消費者用及び工業用電子システムは、これまで以上に複雑なものになりつつある。電子デバイスにおいては、高密度の電子部品をより小さく、さらに柔軟な形でパッケージ化することが求められる。部品の密度が上がれば、小さな形状の高密度デバイスの要求を満たすために、技術に変化が求められる。ソフトＸ線投影リソグラフィとしても知られる極紫外線リソグラフィとは、０．１３ミクロン、及びこれより小さい最小形状の半導体デバイスを製造するためのフォトリソグラフィプロセスである。

［０００３］一般に５から５０ナノメートルの波長範囲の極紫外線は、ほとんどの物質によって強く吸収される。この理由により、極紫外線システムは、光の伝達よりも反射によって機能する。極紫外線放射線は、ミラーアセンブリ、非反射マスクパターンでコーティングされたマスクブランク（ｍａｓｋ ｂｌａｎｋ）を含む一連の反射部品を介して投影され、高密度で形状の小さい半導体デバイスを形成するために半導体ウエハ上に当てられうる。

［０００４］極紫外線リソグラフィシステムの反射部品には、多層反射コーティング材料が含まれ得る。極紫外線の高い電力レベルのために、他の反射していない極紫外線により加熱が起こり、この加熱により、時間と共に反射部品の反射率が劣化する場合があり、その結果反射部品の寿命が短くなりうる。

［０００５］電子部品の形状を更に小さくする必要を考慮すると、これらの問題への答えを見つけることが更に重要になってくる。かつてないほどの消費市場での競争圧力と共に、消費者の期待の高まりを考慮すると、これらの問題への答えを見つけることは益々重要である。加えて、コストを下げて、効率性及び性能を改善し、競争圧力に対抗する必要により、これらの問題への答えを見つける必要の重要性にさらに高い緊急性が増し加わる。

［０００６］これらの問題への解決法が長く求められてきたが、以前の開発状況ではいかなる解決法も教示又は提案されてこなかったため、当業者はこれらの問題への解決法を長く見い出せずにいた。

［０００７］本発明の実施形態は、極紫外線反射素子を製造する方法を提供し、本方法は、基板を提供することと、
基板に多層スタックを形成することであって、多層スタックが、シリコンから形成された第１の反射層と、モリブデンから形成された第２の反射層とを有する複数の反射層ペアを含む、形成することと、第１の反射層と第２の反射層との間にバリア層を形成することであって、バリア層は、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、硫黄、リン、又はこれらの組み合わせから形成される、形成することと、酸化及び物理的浸食を減らすことによって、多層スタックを保護するために、多層スタックに、及び多層スタックの上にキャッピング層を形成することとを含む。

［０００８］本発明の実施形態は、基板と、基板の多層スタックであって、多層スタックが、シリコンから形成された第１の反射層と、モリブデンから形成された第２の反射層とを有する複数の反射層ペアを含む、多層スタックと、第１の反射層と、第２の反射層との間に形成されたバリア層であって、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、硫黄、リン、又はこれらの組み合わせから形成されたバリア層と、酸化及び物理的浸食を減らすことによって、多層スタックを保護するために、多層スタックの、及び多層スタックの上のキャッピング層とを含む極紫外線反射素子を提供する。

［０００９］本発明の実施形態は、基板に多層スタックを堆積させるための第１の堆積システムであって、多層スタックが、シリコンから形成された第１の反射層とモリブデンから形成された第２の反射層とを有する複数の反射層ペアと、第１の反射層と、第２の反射層との間のバリア層であって、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、水素、硫黄、リン、又はこれらの組み合わせから形成されたバリア層とを含む、第１の堆積システムと、酸化及び物理的浸食を減らすことによって多層スタックを保護するために、多層スタックにキャッピング層を形成するための第２の堆積システムとを含む極紫外線反射素子作製システムを提供する。

［００１０］本発明の特定の実施形態は、上述したものに加えて、又はその代わりに他の段階又は要素を有する。添付の図面を参照しながら、以下の詳細説明を読むことで、段階又は要素が当業者に明らかとなるだろう。

本発明の第１の実施形態の極紫外線リソグラフィシステムの例図である。 極紫外線反射素子作製システムの一例を示す図である。 極紫外線反射素子の一例を示す図である。 多層スタックの一例を示す図である。 物理的気相堆積システムの一例を示す図である。 物理的気相堆積システムの個々の電力曲線の一例を示す図である。 物理的気相堆積システムの統合された電力曲線の一例である。 製造の準備段階にある図３の構造を示す図である。 製造の第１の層形成段階にある図８の構造を示す図である。 製造の予防段階にある図９の構造を示す図である。 製造の第２の層形成段階にある図１０の構造を示す図である。 製造の第３の層形成段階にある図１１の構造を示す図である。 製造の仕上げ段階にある図１２の構造を示す図である。 紫外線反射素子の第２の例を示す図である。 本発明の別の実施形態の極紫外線反射素子を製造する方法を示すフロー図である。

［００２６］以下の実施形態を、当業者が本発明を作製し使用することが可能になるように、十分詳細に説明する。本開示に基づき他の実施形態も自明となり、本発明の範囲から逸脱せずに、システム、プロセス、又は機械的変更を行うことが可能であることを理解すべきである。

［００２７］以下の記載では、本発明の完全な理解を促すために多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、本発明がこれら特定の詳細なしに実施可能であることが明らかになるであろう。本発明が曖昧になるのを避けるために、幾つかの周知の回路、システム設定、及びプロセス段階は詳細には開示されない。

［００２８］システムの実施形態を示す図面は、やや概略的なものであり、原寸に比例するものではない。特に、幾つかの寸法は、明確に表示するために、図面において拡大して示されている。同様に、説明しやすくするために、図面はおおむね同じような配向で示されているが、このような図示はほとんどの部分において任意のものである。本発明は概して、いかなる配向においても動作可能である。

［００２９］幾つかの共通している特徴を有する複数の実施形態が開示され、記載されるが、これら実施形態の例示、説明を明解にし、簡単に理解できるようにするために、同様の似ている特徴は同じ参照番号で記載される。

［００３０］解説のために、本明細書で使用する「水平」という語は、その配向性と関係なく、マスクブランクの面又は表面に平行する面として定義される。「垂直」という語は、ここで定義されたように水平に対して垂直の方向を指すものである。例えば「上（ａｂｏｖｅ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上部（ｔｏｐ）」、（「側壁」にあるような）「側方（ｓｉｄｅ）」、「高い（ｈｉｇｈｅｒ）」、「低い（ｌｏｗｅｒ）」、「上方（ｕｐｐｅｒ）」、「上側（ｏｖｅｒ）」、「下側（ｕｎｄｅｒ）」等の語は、図に示すように、水平面に対して定義される。

［００３１］「の上（ｏｎ）」という語は、要素間で直接の接触があることを示す。「すぐ上、真上（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」という語は、介在する要素がない要素間での直接の接触を示す。

［００３２］本明細書で使用する「処理（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」という語は、材料の堆積、又は材料のフォトレジスト、パターニング、露出、開発、エッチング、スパッタリング、洗浄、注入、及び／又は除去、又は上記構造を形成するために要求されるフォトレジストを含む。「約（ａｂｏｕｔ）」及び「おおよそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」という語は、要素のサイズが工学的許容範囲内で決定されうることを示す。

［００３３］ここで、本発明の第１の実施形態の極紫外線リソグラフィシステム１００の例図を示す図１を参照する。極紫外線リソグラフィシステム１００は、極紫外線１１２を発生させるための極紫外線源１０２と、反射素子のセットと、ターゲットウエハ１１０とを含みうる。反射素子は、コンデンサー１０４、反射マスク１０６、光学縮小アセンブリ１０８、マスクブランク、ミラー、又はこれらの組み合わせを含みうる。

［００３４］極紫外線源１０２は、極紫外線１１２を生成しうる。極紫外線１１２は、５〜５０ナノメートル（ｎｍ）の範囲の波長を有する電磁放射線である。例えば、極紫外線源１０２は、レーザー、レーザー生成プラズマ、放電生成プラズマ、自由電子レーザー、シンクロトロン放射線、又はこれらの組み合わせを含みうる。

［００３５］極紫外線源１０２は、様々な特徴を有する極紫外線１１２を生成しうる。極紫外線源１０２は、ある波長範囲にわたる広帯域の極紫外線放射線を発生させうる。例えば、極紫外線源１０２は、５〜５０ｎｍの範囲の波長を有する極紫外線１１２を生成しうる。

［００３６］極紫外線源１０２は、狭い帯域幅を有する極紫外線１１２を発しうる。例えば、極紫外線源１０２は、１３．５ｎｍの極紫外線１１２を生成しうる。波長ピークの中心は、１３．５ｎｍである。

［００３７］コンデンサー１０４は、極紫外線１１２を反射し集中させるための光学ユニットである。コンデンサー１０４は、反射マスク１０６を照らすために、極紫外線源１０２からの極紫外線１１２を反射し、集中させうる。

［００３８］コンデンサー１０４を単一の要素として示したが、当然ながら、コンデンサー１０４は、極紫外線１１２を反射し集中させるための、凹面ミラー、凸面ミラー、平面ミラー、又はこれらの組み合わせ等の一又は複数の反射素子を含みうる。例えば、コンデンサー１０４は、凸面、凹面及び平面光学素子を有する単一の凹面ミラー又は光学アセンブリであってよい。

［００３９］反射マスク１０６とは、マスクパターン１１４を有する極紫外線反射素子である。反射マスク１０６により、ターゲットウエハ１１０に形成される回路のレイアウトを形成するために、リソグラフパターンが作成される。反射マスク１０６は極紫外線１１２を反射しうる。マスクパターン１１４により、回路のレイアウトの一部が画定されうる。

［００４０］光学縮小アセンブリ１０８とは、マスクパターン１１４の画像を縮小するための光学ユニットである。光学縮小アセンブリ１０８によって、極紫外線１１２の反射マスク１０６からの反射が縮小され、ターゲットウエハ１１０に映されうる。光学縮小アセンブリ１０８は、マスクパターン１１４の画像サイズを縮小するために、ミラーと他の光学素子を含みうる。例えば、光学縮小アセンブリ１０８は、極紫外線１１２を反射しフォーカスするために、凹面ミラーを含みうる。

［００４１］光学縮小アセンブリ１０８により、ターゲットウエハ１１０上のマスクパターン１１４の画像サイズが縮小されうる。例えば、マスクパターン１１４によって表される回路をターゲットウエハ１１０に形成するために、光学縮小アセンブリ１０８によってターゲットウエハ１１０に４：１の比率でマスクパターン１１４が映されうる。極紫外線１１２は、ターゲットウエハ１１０にマスクパターン１１４を形成するために、ターゲットウエハ１１０と同期して反射マスク１０６をスキャンしうる。

［００４２］ここで、極紫外線反射素子作製システム２００の一実施例を示す図２を参照する。極紫外線反射素子は、マスクブランク２０４、極紫外線ミラー２０５、又は他の反射素子を含みうる。

［００４３］極紫外線反射素子作製システム２００により、マスクブランク、ミラー、又は図１の極紫外線１１２を反射する他の要素が作製されうる。極紫外線反射素子作製システム２００は、ソース基板２０３に薄いコーティングを塗布することによって反射素子を作製しうる。

［００４４］マスクブランク２０４とは、図１の反射マスク１０６を形成するための多層構造である。マスクブランク２０４は、半導体製造技法を使用して形成されうる。反射マスク１０６は、電子回路を示すためにマスクブランク２０４上に形成された図１のマスクパターン１１４を有しうる。

［００４５］極紫外線ミラー２０５とは、極紫外線の範囲において反射する多層構造である。極紫外線ミラー２０５は、半導体製造技法を使用して形成されうる。マスクブランク２０４と、極紫外線ミラー２０５は同様の構造であってよいが、極紫外線ミラー２０５はマスクパターン１１４を有さない。

［００４６］反射素子は、極紫外線１１２の効率的なリフレクタである。マスクブランク２０４と極紫外線ミラー２０５は、６０％を超える極紫外線反射率を有しうる。反射素子が６０％を超える極紫外線１１２を反射する場合、反射素子は効率的である。

［００４７］極紫外線反射素子作製システム２００は、ソース基板２０３がロードされ、反射素子がアンロードされるウエハローディング及びキャリアハンドリングシステム２０２を含む。大気ハンドリングシステム２０６により、ウエハハンドリング真空チャンバ２０８へのアクセスが提供される。ウエハローディング及びキャリアハンドリングシステム２０２は、基板を大気からシステム内部の真空へ移送するための基板搬送ボックス、ロードロック、及び他の構成要素を含みうる。非常に小さい寸法のデバイスを形成するのにマスクブランク２０４を使用するため、ソース基板２０３とマスクブランク２０４を真空システムで処理して汚染及び他の欠陥を防止する必要がある。

［００４８］ウエハハンドリング真空チャンバ２０８は、第１の真空チャンバ２１０と第２の真空チャンバ２１２の２つの真空チャンバを含みうる。第１の真空チャンバ２１０は第１のウエハハンドリングシステム２１４を含んでいてよく、第２の真空チャンバ２１２は第２のウエハハンドリングシステム２１６を含んでいていよい。２つの真空チャンバを有するウエハハンドリング真空チャンバ２０８が記載されているが、当然ながらシステムはいかなる数の真空チャンバも有していてよい。

［００４９］ウエハハンドリング真空チャンバ２０８は、様々な他のシステムを取り付けるためにその外縁に複数のポートを有しうる。第１の真空チャンバ２１０は、ガス抜きシステム２１８、第１の物理的気相堆積システム２２０、第２の物理的気相堆積システム２２２、及び前洗浄システム２２４を有しうる。ガス抜きシステム２１８は、基板から水分を熱的に脱着させるためのものである。前洗浄システム２２４は、ウエハ、マスクブランク、ミラー、又は他の光学構成要素の表面を洗浄するためのものである。

［００５０］ソース基板２０３に導電性材料の薄膜を形成するために、第１の物理的気相堆積システム２２０と第２の物理的気相堆積システム２２２等の物理的気相堆積システムが使用されうる。例えば、物理的気相堆積システムは、マグネトロンスパッタリングシステム、イオンスパッタリングシステム、パルス状レーザー堆積、カソードアーク堆積又はこれらの組み合わせ等の真空堆積システムを含みうる。マグネトロンスパッタリングシステム等の物理的気相堆積システムは、ソース基板２０３にシリコン、金属、合金、化合物、又はこれらの組み合わせの層を含む薄い層を形成しうる。

［００５１］物理的気相堆積システムにより、反射層、キャッピング層、及び吸収層が形成されうる。例えば、物理的気相堆積システムは、シリコン、モリブデン、酸化チタン、二酸化チタン、酸化ルテニウム、酸化ニオブ、ルテニウムタングステン、ルテニウムモリブデン、ルテニウムニオブ、クロム、タンタル、窒化物、化合物、又はこれらの組み合わせの層を形成しうる。幾つかの化合物を酸化物として記載したが、当然ながら、化合物には酸化物、二酸化物、酸素原子を有する原子混合物、又はこれらの組み合わせを含みうる。

［００５２］第２の真空チャンバ２１２は、第２の真空チャンバ２１２に接続された第１のマルチカソードソース２２６、化学気相堆積システム２２８、硬化チャンバ２３０、及び超平滑堆積チャンバ２３２を有しうる。例えば、化学気相堆積システム２２８は、流動性化学気相堆積システム（ＦＣＶＤ）、プラズマ支援化学気相堆積システム（ＣＶＤ）、エアロゾル支援ＣＶＤ、ホットフィラメントＣＶＤシステム、又は同様のシステムを含みうる。別の実施例では、化学気相堆積システム２２８、硬化チャンバ２３０、及び超平滑堆積チャンバ２３２は、極紫外線反射素子作製システム２００とは別のシステムであってよい。

［００５３］化学気相堆積システム２２８は、ソース基板２０３に薄膜材料を形成しうる。例えば、化学気相堆積システム２２８は、単結晶層、多結晶層、アモルファス層、エピタキシャル層、又はこれらの組み合わせを含むソース基板２０３に材料の層を形成するために使用されうる。化学気相堆積システム２２８は、シリコン、酸化ケイ素、シリコンオキシカーバイド、炭素、タングステン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化チタン、金属、合金、及び化学気相堆積に適切な他の材料の層を形成しうる。例えば、化学気相堆積システムは平坦化層を形成しうる。

［００５４］第１のウエハハンドリングシステム２１４は、連続的な真空下で大気ハンドリングシステム２０６と、第１の真空チャンバ２１０の周辺の様々なシステムとの間でソース基板２０３を移動させることができる。第２のウエハハンドリングシステム２１６は、連続的な真空下でソース基板２０３を維持している間に、第２の真空チャンバ２１２の周辺でソース基板２０３を移動させることができる。極紫外線反射素子作製システム２００は、連続的な真空下で第１のウエハハンドリングシステム２１４と第２のウエハハンドリングシステム２１６との間でソース基板２０３とマスクブランク２０４を移送することができる。

［００５５］ここで、極紫外線反射素子３０２の一例を示す図３を参照する。極紫外線反射素子３０２は、図２のマスクブランク２０４、又は図２の極紫外線ミラー２０５であってよい。マスクブランク２０４及び極紫外線ミラー２０５は、図１の極紫外線１１２を反射するための構造である。

［００５６］極紫外線ミラー２０５は、基板３０４、多層スタック３０６、及びキャッピング層３０８を含みうる。極紫外線ミラー２０５は、図１のコンデンサー１０４、又は図１の光学縮小アセンブリ１０８に使用するための反射性構造を形成するのに使用されうる。

［００５７］マスクブランク２０４は、基板３０４、多層スタック３０６、キャッピング層３０８、及び吸収層３１０を含みうる。マスクブランク２０４は、必要とされる回路のレイアウトを用いて吸収層３１０をパターニングすることによって図１の反射マスク１０６を形成するために使用されうる。

［００５８］以下のセクションでは、簡単にするために、マスクブランク２０４という語が、極紫外線ミラー２０５という語と交互に使用されうる。マスクブランク２０４は、図１のマスクパターン１１４の形成に加えて、吸収層３１０が追加された極紫外線ミラー２０５の構成要素を含みうる。

［００５９］マスクブランク２０４は、マスクパターン１１４を有する反射マスク１０６を形成するのに使用される光学的に平坦な構造である。例えば、マスクブランク２０４の反射面により、図１の極紫外線１１２等の入射光を反射するための平坦な焦点面が形成されうる。

［００６０］基板３０４は、極紫外線反射素子３０２を構造的に支持する要素である。基板３０４は、温度が変化する間の安定性を付与するために、低い熱膨張係数を有する材料からできていてよい。基板３０４は、機械的循環、熱循環、結晶形成、又はこれらの組み合わせに対する安定性等の特性を有しうる。基板３０４は、シリコン、ガラス、酸化物、セラミック、又はこれらの組み合わせ等の材料から形成されうる。

［００６１］多層スタック３０６は、極紫外線１１２を反射する構造である。多層スタック３０６は、第１の反射層３１２と第２の反射層３１４の交代反射層を含む。

［００６２］第１の反射層３１２と第２の反射層３１４は、図３の反射ペア３１６を形成しうる。多層スタック３０６は、２０〜６０の反射ペア３１６、最大合計１２０の反射層を含みうる。

［００６３］第１の反射層３１２と第２の反射層３１４は、様々な材料から形成されうる。例えば、第１の反射層３１２と第２の反射層３１４はそれぞれ、シリコン及びモリブデンから形成されうる。シリコン及びモリブデンの層を図示したが、当然ながら、交代層は他の材料から形成されうる、又は他の内部構造を有しうる。

［００６４］第１の反射層３１２と第２の反射層３１４は、様々な構造を有しうる。例えば、第１の反射層３１２と第２の反射層３１４は、単一層、多層、分割層構造、非均一構造、又はこれらの組み合わせで形成されうる。

［００６５］ほとんどの材料が極紫外線の波長において光を吸収するため、使用される光学素子は、他のリソグラフィシステムで使用されるように透過性である代わりに、反射性するものでなければならない。多層スタック３０６は、ブラッグリフレクタ又はミラーを作製するために異なる光学特性を有する材料の薄い交代層を有することによって反射性構造を形成する。

［００６６］各交代層は、極紫外線１１２に対して異なる光学定数を有しうる。交代層の厚さが極紫外線１１２の波長の半分である時、交代層により共鳴反射率が得られうる。例えば、波長１３ｎｍの極紫外線１１２に対し、交代層は約６．５ｎｍの厚さであってよい。当然ながら、提供されるサイズ及び寸法は、典型的な要素の通常の工学的許容誤差内である。

［００６７］多層スタック３０６は、様々な方法で形成されうる。例えば、第１の反射層３１２と第２の反射層３１４は、マグネトロンスパッタリング、イオンスパッタリングシステム、パルス状レーザー堆積、カソードアーク堆積、又はこれらの組み合わせを用いて形成されうる。

［００６８］一例では、マグネトロンスパッタリング等の物理的気相堆積技法を使用して、多層スタック３０６が形成されうる。多層スタック３０６の第１の反射層３１２と第２の反射層３１４は、正確な厚さ、低粗度、及び層間の清浄インターフェースを含む、マグネトロンスパッタリングによって形成されることによる特性を有しうる。加えて、多層スタック３０６の第１の反射層３１２と第２の反射層３１４は、正確な厚さ、低粗度、層間の清浄インターフェースを含む物理的気相堆積によって形成されることによる特性を有しうる。

［００６９］物理的気相堆積技法を使用して形成された多層スタック３０６の層の物理的寸法を正確に制御して、反射率を上げることができる。例えば、例えばシリコンの層等の第１の反射層３１２は、４．１ｎｍの厚さを有しうる。モリブデンの層等の第２の反射層３１４は、２．８ｎｍの厚さを有しうる。層の厚さにより、極紫外線反射素子のピーク反射波長が決まる。層の厚さが正確でない場合、所望の波長１３．５ｎｍにおける反射率が低下しうる。

［００７０］多層スタック３０６は、６０％を超える反射率を有しうる。物理的気相堆積を使用して形成された多層スタック３０６は、６６％〜６７％の反射率を有しうる。硬い材料で形成された多層スタック３０６の上にキャッピング層３０８を形成することで、反射率が改善されうる。ある場合には、低粗度層、層間の清浄インターフェース、改良された層材料、又はこれらの組み合わせを使用して、７０％を超える反射率が達成されうる。例えば、アモルファスモリブデンで形成された多層スタック３０６は、６８％と７０％の間のレベルの反射率を達成しうる。

［００７１］キャッピング層３０８は、極紫外線１１２の伝達を可能にする保護層である。キャッピング層３０８は、多層スタック３０６のすぐ上に形成されうる。キャッピング層３０８は、多層スタック３０６を汚染及び機械的損傷から保護しうる。例えば、多層スタック３０６は、酸素、炭素、炭化水素又はこれらの組み合わせによる汚染に影響される場合がある。キャッピング層３０８は、汚染と相互作用してこれらを中和しうる。

［００７２］キャッピング層３０８は、極紫外線１１２に対して透明な光学的に均一な構造である。極紫外線１１２はキャッピング層３０８を通過して、多層スタック３０６で反射されうる。キャッピング層３０８は、１％から２％の全反射率損失を有しうる。異なる材料は各々、厚みに応じて異なる反射率損失を有しうるが、それらは全て１％から２％の範囲になるであろう。

［００７３］キャッピング層３０８は、平滑な表面を有する。例えば、キャッピング層３０８の表面は、０．２ｎｍＲＭＳ（二乗平均平方根測定）未満の粗度を有しうる。別の実施例では、キャッピング層３０８の表面は、１／１００ｎｍと１／１μｍの間の長さに対して０．０８ｎｍＲＭＳの粗度を有しうる。ＲＭＳ粗度は、測定範囲によって変化する。１００ｎｍから１ミクロンの特定範囲に対しては、粗度は０．０８ｎｍ以下である必要がある。広い範囲では、粗度も上がる。

［００７４］キャッピング層３０８は、様々な方法で形成されうる。例えば、キャッピング層３０８は、マグネトロンスパッタリング、イオンスパッタリングシステム、イオンビーム堆積、エレクトロンビーム蒸発、高周波（ＲＦ）スパッタリング、原子層堆積（ＡＬＤ）、パルス状レーザー堆積、カソードアーク堆積、又はこれらの組み合わせで、多層スタック３０６に、又は多層スタック３０６のすぐ上に形成されうる。キャッピング層３０８は、正確な厚み、低粗度、及び層間の清浄インターフェースを含む、マグネトロンスパッタリング技法によって形成されたことによる物理特性を有しうる。キャッピング層３０８は、正確な厚み、低粗度、及び層間の清浄インターフェースを含む、物理的気相堆積によって形成されたことによる物理特性を有しうる。

［００７５］キャッピング層３０８は、洗浄中において十分な耐浸食性のある剛性を有する様々な材料から形成されうる。例えば、ルテニウムは良好なエッチング停止材であり、動作条件下で比較的不活性であるため、キャッピング層の材料として使用可能である。しかしながら、他の材料をキャッピング層３０８を形成するのに使用しうることを理解すべきである。キャッピング層３０８は、約２．５から約５．０ｎｍの厚みを有しうる。

［００７６］吸収層３１０は、極紫外線１１２を吸収しうる層である。吸収層３１０は、極紫外線１１２を反射しないエリアを提供することによって、反射マスク１０６にパターンを形成するように使用されうる。吸収層３１０は、例えば約１３．５ｎｍ等の極紫外線１１２の特定の周波数に対して高い吸収係数を有する材料であってよい。一実施例では、吸収層３１０は、クロム、タンタル、窒化物、又はこれらの組み合わせから形成されうる。

［００７７］吸収層３１０は、キャッピング層３０８のすぐ上に形成されうる。吸収層３１０は、フォトリソグラフィプロセスを使用してエッチングされ、反射マスク１０６のパターンを形成しうる。

［００７８］極紫外線ミラー２０５等の極紫外線反射素子３０２は、基板３０４、多層スタック３０６、及びキャッピング層３０８で形成されうる。極紫外線ミラー２０５は光学的に平坦な表面を有し、極紫外線１１２を効率的に、また均一に反射しうる。

［００７９］例えばマスクブランク２０４等の極紫外線反射素子３０２は、基板３０４、多層スタック３０６、キャッピング層３０８、及び吸収層３１０で形成されうる。マスクブランク２０４は、光学的に平坦な表面を有し、極紫外線１１２を効率的に、また均一に反射しうる。マスクパターン１１４は、マスクブランク２０４の吸収層３１０で形成されうる。

［００８０］キャッピング層３０８の上に吸収層３１０を形成することで、反射マスク１０６の信頼性が高まることがわかっている。キャッピング層３０８は、吸収層３１０のエッチング停止層として機能する。図１のマスクパターン１１４がエッチングされて吸収層３１０が形成される時に、吸収層３１０の下のキャッピング層３０８によりエッチング作用が停止し、多層スタック３０６が保護されうる。

［００８１］ここで、多層スタック３０６の一実施例を示す図４を参照する。多層スタック３０６は、第１の反射層３１２と第２の反射層３１４とを含みうる。例えば、第１の反射層３１２と第２の反射層３１４はそれぞれ、シリコンとモリブデンから形成されうる。

［００８２］多層スタック３０６の反射率は、多くの要因に依存する。反射率は、層の厚み、層間インターフェースのシャープネス、各層の粗度、各層に使用される材料、各層の構造、又はこれらの組み合わせによって影響されうる。

［００８３］多層スタック３０６の層は、図１の極紫外線１１２の波長において反射性を持つようにサイズ設定される。１３．５ｎｍの波長では、反射ペア３１６は極紫外線１１２の波長のおおよそ半分、あるいは、反射を最大にするためにおおよそ６．５ｎｍ〜６．７５ｎｍであるべきである。シリコンから形成された第１の反射層３１２は、４．１ｎｍの厚さであってよい。モリブデンから形成された第２の反射層３１４は、２．８ｎｍの厚さであってよい。

［００８４］多層スタック３０６は、様々な構成を有しうる。例えば、シリコンを使用して第１の反射層３１２が形成され得、モリブデンを使用して第２の反射層３１４が形成されうる。別の実施例では、モリブデンを使用して第１の反射層３１２が形成され得、シリコンを使用して第２の反射層３１４が形成されうる。

［００８５］第２の反射層３１４、例えばモリブデン層の材料と構造を変更することによって、多層スタック３０６の反射率が改善されうる。例えば、物理的気相堆積システムを使用してモリブデンから第２の反射層３１４が形成されうる。物理的気相堆積システム、例えばマグネトロンスパッタリングシステムにより、初期にアモルファス構造を有するモリブデンが形成されうる。しかしながら、モリブデン層が２．５ｎｍの厚さに到達すると、結晶化プロセスが起こり、モリブデン層が結晶化して多結晶モリブデンが形成される。

［００８６］アモルファスモリブデンの多結晶モリブデンへの結晶化により、第２の反射層３１４の粗度が上がりうる。第２の反射層３１４の粗度が上がると、多層スタック３０６の反射率が低下しうる。アモルファスモリブデンの多結晶モリブデンへの結晶化を防止することによって、多層スタック３０６の反射率が上がりうる。

［００８７］層の厚さが２．５ｎｍに到達する前に、モリブデン層上に防止層４２６を形成することによってモリブデン層の結晶化が防止されうる。防止層４２６が形成された後で、モリブデン層の全厚さを２．８ｎｍまで増やすために、追加のモリブデンが形成されうる。

［００８８］防止層４２６は、第２の反射層３１４を、下部アモルファス層４２４と上部アモルファス層４２２等のアモルファス層に分離しうる。各層が２．５ｎｍ未満の厚さであるために、各層はアモルファスモリブデンのまま保たれる。

［００８９］下部アモルファス層４２４、上部アモルファス層４２２、及び防止層４２６は、物理的気相堆積を使用して形成されうる。下部アモルファス層４２４、上部アモルファス層４２２、及び防止層４２６は、物理的気相堆積によって形成されることによる正確な厚さ、低い粗度、及び層間の清浄インターフェースを含む特性を有しうる。

［００９０］防止層４２６は、様々な材料から形成されうる。例えば、防止層４２６は炭素、ルテニウム、ニオビウム、窒素、 炭化モリブデン、ルテニウムモリブデン、 ホウ素又は炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）から形成されうる。

［００９１］各防止層材料の厚さは、異なっていてよい。厚さは、使用される各材料の特性と、使用される極紫外線の実際の波長によって変化する。

［００９２］防止層４２６は、アモルファス層と比べて薄くてよい。例えば、防止層４２６はおおよそ１オングストロームの厚さであってよい。別の実施例では、防止層４２６の厚さは、０．５から３オングストロームの範囲であってよい。

［００９３］上部アモルファス層４２２と下部アモルファス層４２４は、様々な厚さを有しうる。各層が結晶化閾値の２．５ｎｍ未満である限り、モリブデンはアモルファスのまま保たれる。

［００９４］例えば、第２の反射層３１４は、１．４ｎｍの上部層厚４３２を有する上部アモルファス層４２２と、１．４ｎｍの下部層厚４３４を有する下部アモルファス層４２４とを有しうる。別の実施例では、下部層厚４３４は２．０ｎｍであってよく、上部層厚４３２は０．８ｎｍであってよい。特定の厚さを記載したが、当然ながら、上部層厚４３２と下部層厚４３４は、結晶化を防ぐために、２．５ｎｍ未満の任意の厚さであってよい。

［００９５］また別の実施例では、構成は２を超えるアモルファス層を含みうる。更に別の実施例では、全てのアモルファス層のモリブデンの全厚さは合計で２．８ｎｍになるはずであり、１つの層が２．５ｎｍよりも厚くなるべきではない。

［００９６］防止層４２６は周囲のアモルファス層に拡散して、原子の原子混合物を形成しうる。原子混合物は、異なる材料の原子の混合物を有する材料である。例えば、防止層４２６が、１オングストロームの厚さの防止層厚４３６を有する炭素の層であった場合である。防止層４２６は、モリブデン−炭素原子混合物の層を形成しうる。別の実施例では、ルテニウムから形成された防止層４２６は、モリブデンールテニウムの原子混合物の層を形成しうる。防止層４２６の原子混合物により、下部アモルファス層４２４と上部アモルファス層４２２が分離されうる。

［００９７］上部アモルファス層４２２と下部アモルファス層４２２との間への防止層４２６の追加によっては、多層スタック３０６の反射率に大幅な変化は起こらない。防止層４２６はアモルファス層と比べて薄いため、防止層４２６により反射率が目に付くほど悪化することはない。従って、アモルファス層の間に防止層４２６を有する多層スタック４２６を形成することで、多層スタック３０６の反射率が上がる。

［００９８］図２のマスクブランク２０４と、図２の極紫外線ミラー２０５の反射率は、層間インターフェースのシャープネスと、層の粗度によって決定される。多層スタック３０６を形成するために使用される材料を変更することで、インターフェースのシャープネスが改善されうる、又は層の粗度が低下しうる。これにより、材料の極紫外線吸収及び反射率及び構造が、モリブデンとシリコンの極紫外線吸収及び反射率及び構造と同様のものである限り、多層反射率は上がる。

［００９９］層の粗度を低下させる１つの方法は、層を多結晶からアモルファスへ変化させることである。堆積後に両方の層をアモルファスのまま保ち、層間の相互拡散を最小限に抑えることで、反射素子の反射率と温度の安定性が改善される。

［０１００］モリブデン層をルテニウム、ニオビウム、又は同様の材料の層に分けることで、反射率に大幅な影響を与えることなく、結晶化に必要な厚さにモリブデン層が到達することが防止される。モリブデン合金、例えばルテニウム−モリブデン、又は炭化モリブデンもまた、層の結晶化を防止するのに効果的である。

［０１０１］アモルファス金属膜へのアモルファスシリコンの拡散は、多結晶膜においてよりも速度が速く、厚いシリコン化合物膜の形成につながり、多層スタック３０６の極紫外線反射率が低下しうる。加えて、インターフェースの炭化モリブデンにより、シリコンとモリブデンのインターフェースにおける相互拡散の速度が遅くなり、その結果、層の粗度の改善と、相互拡散の減少の両方によって反射率が改善する。

［０１０２］層間のちょうどインターフェースに炭素を加える、あるいは炭化ケイ素と炭化モリブデンに勾配をつけることでも、層間の相互拡散が減少する、又は完全になくなる。加えて、層間のちょうどインターフェースに窒素を加えることでも、層間の相互拡散が減少する、又は完全になくなる。更に、層間インターフェースに、ルテニウム、ニオビウム、炭化モリブデン、ルテニウムモリブデン、ホウ素、又は炭化ホウ素を加えることで、層間の相互拡散が減少する、又はなくなる。

［０１０３］炭素、ルテニウム、ニオビウム、窒素、炭化モリブデン、ルテニウムモリブデン、ホウ素、又は炭化ホウ素で防止層４２６を形成することで、多層スタック３０６の反射率が改善されることが発見されている。防止層４２６を追加すると、アモルファスモリブデンの結晶化が防止され、層の粗度が低下する。

［０１０４］第２の反射層３１４のモリブデン層内に防止層４２６を形成することで、多層スタック３０６の反射率が改善されることが発見されている。防止層４２６を形成すると、アモルファスモリブデンの結晶化が防止され、層の粗度が低下する。

［０１０５］第２の反射層３１４のモリブデン層内に防止層４２６を形成することで、多層スタック３０６の反射率が改善されることが発見されている。防止層４２６を形成すると、モリブデン層とシリコン層との間の相互拡散のレベルが低下し、ケイ素化合物の形成が減少する。

［０１０６］ここで、物理的気相堆積システム５０２の一例を示す図５を参照する。例えば図２の第１の物理的気相堆積システム２２０、又は図２の第２の物理的気相堆積システム２２２等の物理的気相堆積システムにより、図３の多層スタック３０６の層が形成されうる。

［０１０７］物理的気相堆積システム５０２は、ターゲットからソース基板２０３のうちの１つに材料を堆積させうる。物理的気相堆積システム５０２は、一又は複数のターゲットに電力を選択的に印加して、ターゲットからソース基板２０３のうちの１つに材料を移すことによって、異なる材料の層が形成されうる。

［０１０８］物理的気相堆積システム５０２は、第１のターゲット５０４と第２のターゲット５０６とを含みうる。例えば、第１のターゲット５０４はモリブデンであってよい。第２のターゲット５０６は炭素であってよい。ターゲットからソース基板２０３のうちの１つへのイオンスパッタリングを促進するために、例えばアルゴン等のスパッタリングガスが使用されうる。

［０１０９］一又は複数のターゲットに電力を印加することによって、材料がターゲットからソース基板２０３のうちの１つに移されうる。例えば、第１のターゲット５０４に電力を印加することによって、モリブデンの薄膜が形成されうる。第１のターゲット５０４への電力を移して、第２のターゲット５０６に電力を印加することによって、モリブデン膜の上に炭素の薄膜が形成されうる。別の実施例では、電力を第１のターゲット５０４と第２のターゲット５０６の両方に印加することによって、ソース基板２０３のうちの１つにモリブデンと炭素の混合物が形成されうる。

［０１１０］ターゲットに印加される電力量により、ソース基板２０３のうちの１つへの材料の形成速度が制御されうる。電力を変化させることによって、例えば電力波形を適用することによって、材料の勾配密度が制御されうる。

［０１１１］ここで、図５の物理的気相堆積システム５０２の個別の電力曲線６０２の一例を示す図６を参照する。第１のパルス６０４が図５の第１のターゲット５０４に照射されて、図２のソース基板２０３のうちの１つにモリブデン層が形成されうる。第１のパルス６０４が終了した後で、第２のパルス６０６が図５の第２のターゲット５０６に照射されて、第１のモリブデン層の上に炭素膜が形成されうる。第３のパルス６０８が第１のターゲット５０４に照射されて、図４の防止層４２６の上に図４の上部アモルファス層４２２が形成されうる。

［０１１２］ここで、図５の物理的気相堆積システム５０２の、統合された電力曲線７０２の一実施例を示す図７を参照する。図２のソース基板２０３のうちの１つに図４の下部アモルファス層４２４を形成するために、図５の第１のターゲット５０４に第１のパルス７０４が照射されて、モリブデンの流れが継続的に付与されうる。

［０１１３］図４の防止層４２６を形成するために、第２のパルス７０６が、第１のパルス７０４と並行して第２のターゲット５０６に照射され、炭素原子がモリブデンの流れに注入され、ソース基板２０３のうちの１つに炭素とモリブデンの原子混合物を形成されうる。別の実施例では、第１のパルス７０４の電力レベルが、第２のパルス７０６の最中に低下して、モリブデンの炭素に対する比率が変化しうる。

［０１１４］第２のパルス７０６が完了した後で、第１のパルス７０４によって、ソース基板２０３のうちの１つに、図４の上部アモルファス層４２２のモリブデンが継続的に形成されうる。統合された電力曲線７０２を物理的気相堆積システムに適用することで、図３の多層スタック３０６の図３の第２の反射層３１４が形成されうる。

［０１１５］ここで、製造の準備段階にある、図３の構造を示す図８を参照する。準備段階は、基板３０４を提供する方法を含みうる。例えば、準備段階では、超低熱膨張材料から形成された基板３０４が提供されうる。

［０１１６］ここで、製造の第１の層形成段階にある、図８の構造を示す図９を参照する。第１の層形成段階は、基板３０４のすぐ上に下部アモルファス層４２４を形成する方法を含みうる。例えば、第１の層形成段階では、物理的気相堆積を使用して、基板３０４にアモルファスモリブデンの下部アモルファス層４２４が形成されうる。

［０１１７］ここで、製造の防止処理段階にある、図９の構造を示す図１０を参照する。防止処理段階は、基板３０４の上の下部アモルファス層４２４に防止層４２６を形成する方法を含みうる。例えば、防止処理段階では、物理的気相堆積を使用して、下部アモルファス層４２４に炭素の防止層４２６が堆積されうる。

［０１１８］ここで、製造の第２の層形成段階にある、図１０の構造を示す図１１を参照する。第２の層形成段階は、防止層４２６のすぐに上部アモルファス層４２２を形成する方法を含みうる。例えば、第２の層形成段階では、物理的気相堆積を使用して、防止層４２６のすぐ上にアモルファスモリブデンの上部アモルファス層４２２が形成されうる。第２の反射層３１４は、上部アモルファス層４２２、下部アモルファス層４２４、及び防止層４２６を含む。

［０１１９］ここで、製造の第３の層形成段階にある図１１の構造を示す図１２を参照する。第３の層形成段階は、第２の反射層３１４の上部アモルファス層４２２のすぐ上に第１の反射層３１２を形成する方法を含みうる。例えば、第３の層形成段階では、物理的気相堆積を使用して、第２の反射層３１４のすぐ上にシリコンの第１の反射層３１２が形成されうる。防止層４２６により、下部アモルファス層４２４と上部アモルファス層４２２とが分離されうる。図１０〜１２の製造段階は、図３の多層スタック３０６に必要なだけの数の層を基板３０４の上に形成するために繰り返され得る。

［０１２０］ここで、製造の仕上げ段階にある図１２の構造を示す図１３を参照する。仕上げ段階は、多層スタック３０６にキャッピング層３０８を、またキャッピング層３０８のすぐ上に吸収層３１０を形成する方法を含みうる。多層スタック３０６は、第１の反射層３１２と第２の反射層３１４とを含みうる。第２の反射層３１４は、全て基板３０４の上に形成された、上部アモルファス層４２２、下部アモルファス層４２４、及び防止層４２６を含みうる。

［０１２１］ここで、紫外線反射素子１４０２の第２の実施例を示す図１４を参照する。紫外線反射素子１４０２は、図３の紫外線反射素子３０２と同様のものであり、同じ素子番号を使用する。多層スタック１４０６は、図１の極紫外線１１２を反射するための構造である、例えば図２のマスクブランク２０４、又は図２の極紫外線ミラー２０５等の極紫外線反射素子１４０２の一部であってよい。

［０１２２］紫外線反射素子１４０２は、様々な構成を有しうる。例えば、極紫外線ミラー２０５は、基板１４０４、多層スタック１４０６、及びキャッピング層１４０８を含みうる。別の実施例では、マスクブランク２０４は、基板１４０４、多層スタック１４０６、キャッピング層１４０８、及び吸収層１４１０を含みうる。マスクブランク２０４は、吸収層１４１０を要求される回路のレイアウトでパターニングすることによって、図１の反射マスク１０６を形成するために使用されうる。

［０１２３］以下のセクションでは、マスクブランク２０４という用語は、簡単にするために極紫外線ミラー２０５という用語と交互に使用されうる。マスクブランク２０４は、図１のマスクパターン１１４を形成するために更に、吸収層１４１０が追加された極紫外線ミラー２０５の構成要素を含みうる。

［０１２４］マスクブランク２０４は、マスクパターン１１４を有する反射マスク１０６を形成するために使用される光学的に平坦な構造である。基板１４０４は、極紫外線反射素子１４０２を支持するための構造要素である。

［０１２５］吸収層１４１０は、極紫外線１１２を吸収しうる層である。吸収層１４１０は、極紫外線１１２を反射しないエリアを提供することによって反射マスク１０６にパターンを形成するために使用されうる。

［０１２６］キャッピング層１４０８は、極紫外線１１２に対して透明な保護層である。キャッピング層１４０８は、多層スタック１４０６のすぐ上に形成されうる。キャッピング層１４０８は、多層スタック１４０６を汚染及び機械的損傷から保護しうる。キャッピング層は、様々な材料から形成されうる。例えば、キャッピング層１４０８は、ルテニウム、又は他の硬い保護材料から形成されうる。

［０１２７］多層スタック１４０６は、極紫外線１１２を反射する構造である。多層スタック１４０６は、第１の反射層１４１２と第２の反射層１４１４の交互の反射層を含みうる。

［０１２８］第１の反射層１４１２と第２の反射層１４１４は、異なる材料から形成されうる。例えば、第１の反射層１４１４はシリコン、第２の反射層１４１４はモリブデンであってよく、またその逆であってもよい。この実施例ではモリブデンとシリコンが使用されているが、他の材料も反射層を形成するのに使用可能であることを理解すべきである。

［０１２９］第１の反射層１４１２と第２の反射層１４１４により、図３の反射ペア３１６が形成されうる。多層スタック１４０６は、２０〜６０個、合計で最大１２０個の反射ペア３１６を含みうる。しかしながら、必要に応じて、それより多い又は少ない層が使用されうることを理解すべきである。

［０１３０］多層スタック１４０６は、多層スタック１４０６の異なる層の間にバリア層１４１８を含みうる。バリア層１４１８は、多層スタック１４０６の物理特性及び光学特性を制御する材料の層である。例えば、バリア層１４１８は、隣接する材料層への材料の拡散を防止する拡散バリア層であってよい。別の実施例では、バリア層１４１８は、層間の粗度を制御して、極紫外線１１２の散乱を低減するのに使用されうる。

［０１３１］バリア層１４１８は、多層スタック１４０６の異なる層間に形成されうる。例えば、バリア層１４１８は、基板１４０４と第１の反射層１４１２との間、第１の反射層１４１２と第２の反射層１４１４との間、第２の反射層１４１４と次の反射ペア３１６の第１の反射層１４１２との間、又は反射層のうちの１つと吸収又はキャッピング層との間に形成されうる。別の実施例では、各反射ペア３１６は、１つ、２つ、又は３つのバリア層１４１８で構成されうる。

［０１３２］バリア層１４１８は、様々な材料から形成されうる。例えば、バリア層１４１８は、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、硫黄、リン、又はこれらの組み合わせで形成されうる。

［０１３３］バリア層１４１８は、様々な厚さで形成されうる。例えば、バリア層１４１８は、１オングストロームの厚さ、１つ又は２つの単原子層、又は拡散を防止するのに十分な厚さを有しうる。バリア層１４１８の厚さは、反射ペア３１６が１３．５ｎｍの重心波長を有するように位相整合されうる。

［０１３４］モリブデンとシリコンとの間の一方又は両方のインターフェースに、バリア層１４１８が形成されうる。モリブデンのシリコンとのインターフェースは、シリコンがモリブデンに堆積された時に形成された境界として定義される。シリコンのモリブデンとのインターフェースは、モリブデンがシリコンに堆積された時に形成された境界として定義される。

［０１３５］モリブデンのシリコンとのインターフェースにおいて、アモルファスシリコン層にモリブデンが堆積されうる。この結果、２つの層と、より厚いケイ化モリブデンの層との間の拡散レベルが高くなる。

［０１３６］シリコンのモリブデンとのインターフェースにおいて、シリコンのモリブデンへの拡散を少なくするために、多結晶モリブデン層にシリコンが堆積されうる。この結果、低密度を有する薄いケイ化モリブデン層ができる。

［０１３７］ケイ化モリブデンの厚さにより、インターフェースの反射率が低下しうる。厚いケイ化モリブデン層により、反射ペア３１６の反射率が薄い層よりも低下しうる。１３．５ｎｍの波長を有する極紫外線１１２の電磁波の反ノードが厚いケイ化モリブデン層にとどまるため、厚いケイ化モリブデン層により反射率が低下する。

［０１３８］シリコンのモリブデンとのインターフェースにバリア層１４１８を形成することで、ケイ化モリブデン層の厚さが減少し、ケイ化モリブデンが原因で起きる反射率の低下が制限されることが分かっている。バリア層１４１８をシリコンのモリブデンとのインターフェースにのみ形成することで、ケイ化モリブデンの形成が抑えられる。

［０１３９］バリア層１４１８を１つのみ形成して、バリア層１４１８の不透明性の影響を抑えることによって、反射率が上がりうることが分かっている。バリア層１４１８が低い不透明度を有する場合、２つのバリア層１４１８が形成されうる。

［０１４０］バリア層１４１８は、モリブデン層とシリコン層との間、例えば第１の反射層１４１２と第２の反射層１４１４との間に形成されると、保護効果を提供しうる。例えば、バリア層１４１８の材料はモリブデンとシリコンと反応して、拡散バリアとして機能する極薄化合物を形成しうる。別の実施例では、バリア層１４１８の材料によりモリブデンとシリコンの空孔と格子が消費され、相互拡散の厚さが減少しうる。

［０１４１］多層スタック１４０６のモリブデンとシリコン層との間にバリア層１４１８を形成することによって、ケイ素化合物の形成が縮小し、ケイ素化合物による反射率の低下が防止されることが分かっている。

［０１４２］バリア層１４１８は、様々な方法で形成されうる。例えば、堆積プロセスの間のモリブデン及びシリコンの通常の堆積時間は、それぞれ約３０秒と５０秒であってよい。バリア層材料は、モリブデン又はシリコンの堆積段階の最後の又は最初の数秒の間にガスの形態で導入されうる。この場合、バリア層１４１８は、モリブデン又はシリコンとバリア材料の混合物であってよい。

［０１４３］バリア層材料の拡散速度は、材料の種類によって変化しうる。例えば、拡散速度は、異なる温度における各材料の拡散係数に基づいたものであってよい。異なる温度に対するシリコンの拡散係数の一例を表１に示す。

［０１４４］モリブデン又はシリコンの堆積段階の開始時又は終了時に、バリア材料が異なる継続時間で導入されうる。例えば、バリア材料は５〜２０秒の間導入されうる。

［０１４５］代替例では、モリブデン又はシリコンの堆積段階が終了した後に、バリア層材料が導入されうる。これにより、高純度のバリア材料を有するバリア層１４１８が形成されうる。

［０１４６］バリア材料の層をモリブデン層のすぐ上に形成して、モリブデンの結晶化を抑えるために、モリブデンの堆積の最後の数秒間にバリア層１４１８が形成されうる。これにより、モリブデンがアモルファス状態のまま保たれ、この結果反射ペア３１６の反射性が上がりうる。

［０１４７］モリブデン層、例えば第１の反射層１４１２又は第２の反射層１４１４等は、層の厚さがモリブデンの結晶化が起きるレベルに到達する前に、モリブデン層に防止層１４２６を形成することによってアモルファスモリブデンから形成されうる。例えば、構成及び環境要因に応じて、モリブデン層が２ｎｍと２．８ｎｍの間である時に防止層１４２６が形成されうる。

［０１４８］例えば、モリブデン層は、防止層１４２６によって分離された下部アモルファス層１４２４と上部アモルファス層１４２２を含みうる。追加のアモルファス層を有する構成を含む他の構成も存在しうることを理解すべきである。別の実施例では、下部アモルファス層１４２４と上部アモルファス層１４２２は、アモルファスモリブデンから形成されうる。

［０１４９］防止層１４２６は、様々な材料から形成されうる。例えば、防止層１４２６は、ホウ素、炭素、窒素、酸素フッ素、硫黄、シリコン、塩素、リン、又はこれらの組み合わせから形成されうる。防止層１４２６は、モリブデン材料の結晶化を阻止するために、１つ又は２つの単層相当の厚さを有しうる。モリブデンがアモルファスの形態で堆積された時に、厚いケイ化モリブデンの形成を防止する又は低減するために側面にバリア層１４１８を形成しうる。

［０１５０］モリブデン層のアモルファス性を保つために防止層１４２６を使用することで、粗度が低下し、その結果反射率が上がることが分かっている。アモルファスモリブデンにより、モリブデンにおける多結晶の粒径及び配向の影響の問題が軽減される。

［０１５１］モリブデン層とシリコン層、例えば第１の反射層１４１２と第２の反射層１４１４との間のインターフェースの粗度は、多層スタック１４０６の反射率に影響しうる。これは、反射ペア３１６全域の散漫散乱の結果でありうる。インターフェースの粗度の因子の１つは、モリブデン層の多結晶性である。モリブデン層のランダムな粒径と配向の多様性を低下させることで、シリコンの堆積において粗い開始表面ができる。

［０１５２］キャッピング層１４０８が多層スタック１４０６の表面を保護することによって、極紫外線反射素子１４０２の反射率が上がりうる。例えば、キャッピング層１４０８により、多層スタック１４０６の光学性能を低下させる多層スタック１４０６の表面への損傷を防止することによって、反射率が改善される。キャッピング層１４０８により、製造工程及び洗浄工程の間に多層スタック１４０６への損傷が防止されうる。キャッピング層１４０８は、多層スタック１４０６のすぐ上に、又はバリア層１４１８のすぐ上に形成されうる。

［０１５３］一実施例では、多層スタック１４０６は、極紫外線に対して６０％を超える反射率を有しうる。物理的気相堆積を使用して形成された多層スタック１４０６は、６６％〜６７％の反射率を有しうる。より堅い材料で形成されたキャッピング層１４０８を多層スタック１４０６の上に形成することで、反射率が改善されうる。ある場合には、粗度の低い層、層間の清浄インターフェース、改善された層材料、又はこれらの組み合わせを使用して、最大７２％の反射率が達成されうる。

［０１５４］例えばマスクブランク２０４及び極紫外線ミラー２０５等の極紫外線反射素子１４０２の反射率は部分的に、層間インターフェースのシャープネスと、層の粗度とにより決定されうる。多層スタック１４０６又はバリア層１４１８を形成するのに使用される材料を変更することで、インターフェースのシャープネスと層の粗度を改善し、従って多層の反射率を上げることができる。

［０１５５］ほとんどの材料が極紫外線波長で光を吸収するため、使用される光学素子は、他のリソグラフィシステムにおいて使用されるような透過性でなく、反射性を有する必要がある。多層スタック１４０６により、ブラッグリフレクタ又はミラーを作製するために異なる光学特性を有する材料の薄層を交互に有することによって、反射性構造が形成される。

［０１５６］交互の層は各々、極紫外線１１２に対して異なる光学定数を有しうる。交互の層は、反射ペア３１６の厚さの周期が極紫外線１１２の波長のおおよそ半分である時に、共鳴反射率を提供しうる。例えば、波長１３ｎｍの極紫外線１１２に対し、反射ペア３１６は約６．５ｎｍの厚さであってよい。

［０１５７］多層スタック１４０６は、様々な方法で形成されうる。例えば、第１の反射層１４１２、第２の反射層１４１４、及びバリア層１４１８は、マグネトロンスパッタリング、イオンスパッタリングシステム、パルス状レーザー堆積、カソードアーク堆積、又はこれらの組み合わせで形成されうる。

［０１５８］一実施例では、多層スタック１４０６は、物理的気相堆積技法、例えばマグネトロンスパッタリングを使用して形成されうる。多層スタック１４０６の第１の反射層１４１２、第２の反射層１４１４、及びバリア層１４１８は、正確な厚さ、低い粗度、及び層間の清浄インターフェースを含むマグネトロンスパッタリング技法によって形成されたことによる特性を有しうる。

［０１５９］物理的気相堆積技法を使用して形成された多層スタック１４０６の層の物理寸法を正確に制御して、反射率を上げることができる。しかしながら、工学的必要性、極紫外線１１２の波長、及び他の層材料の光学特性に基づいて、第１の反射層１４１２と第２の反射層１４１４の厚さを変更しうることを理解すべきである。

［０１６０］ここで、本発明の別の実施形態における極紫外線反射素子を製造する方法１５００のフロー図である図１５を参照する。方法１５００は、ブロック１５０２において、基板を提供することと、ブロック１５０４において、基板に多層スタックを形成することであって、多層スタックが、シリコンから形成された第１の反射層と、モリブデンから形成された第２の反射層とを有する複数の反射層ペアを含む、形成することと、ブロック１５０６において、第１の反射層と第２の反射層との間にバリア層を形成することであって、バリア層は、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、硫黄、リン、又はこれらの組み合わせから形成される、形成することと、ブロック１５０８において、酸化と物理的浸食を減らすことによって多層スタックを保護するために、多層スタックに、及び多層スタックの上にキャッピング層を形成することとを含む。

［０１６１］従って、本発明の極紫外線反射素子システムにより、重要で、これまで知られず、利用できなかった反射素子システム向けの解決策、能力、及び機能的態様が提供されることが分かっている。結果的な方法、プロセス、装置、デバイス、製品、及び／又はシステムは、単純で、費用効率が高く、複雑でなく、非常に万能で効果的であり、既知の技術を適合させることによって驚くほどに、また非自明に実行され得、従って、従来の製造方法又はプロセス及び技術に十分対応するマスクブランクシステムを効率的及び経済的に製造するのにまさに適切である。

［０１６２］本発明の実施形態の別の重要な態様は、費用の削減、製造の簡略化、及び性能の改善の履歴データを有用にサポートし、また支援することである。本発明の実施形態のこれらの及び他の有用な態様により結果的に、技術段階が少なくとも次のレベルまで引き上げられる。

［０１６３］本発明を特定の最良モードと併せて説明してきたが、当然ながら、前述の説明に照らせば、多数の代替例、修正例、及び変形例が当業者に明らかとなるであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲内の全ての上記代替例、修正例、及び変形例を包含するものである。本明細書にこれまでに記載された、又は添付の図に示された全ての事項は、単なる実例であり非限定的なものとして解釈されるべきである。

［０１６４］本発明の実施形態は、極紫外線反射素子を製造する方法を含み、本方法は、基板を提供することと、基板に多層スタックを形成することであって、多層スタックが、シリコンから形成された第１の反射層と、下部アモルファス層と上部アモルファス層とを分離させる防止層を有する第２の反射層とを有する複数の反射層ペアを含む、形成することと、酸化と物理的浸食を減らすことによって多層スタックを保護するために、多層スタックに、及び多層スタックの上にキャッピング層を形成することとを含む。

［０１６５］本発明の実施形態は、極紫外線反射素子を含み、極紫外線反射素子は、基板と、基板上の多層スタックであって、シリコンから形成された第１の反射層と、下部アモルファス層と上部アモルファス層とを分離させる防止層を有する第２の反射層とを有する複数の反射層ペアを含む、多層スタックと、酸化及び物理的浸食を減らすことによって多層スタックを保護するための、多層スタックの、及び多層スタックの上のキャッピング層とを備える。

［０１６６］本発明の実施形態は、極紫外線反射素子作製システムを含み、極紫外線反射素子作製システムは、基板に多層スタックを堆積させるための第１の堆積システムであって、多層スタックが、シリコンから形成された第１の反射層と、下部アモルファス層と上部アモルファス層とを分離させる防止層を有する第２の反射層とを有する複数の反射層ペアを含む、第１の堆積システムと、酸化及び物理的浸食を減らすことによって多層スタックを保護するために、多層スタックにキャッピング層を形成するための第２の堆積システムとを備える。

Claims (18)

1. 極紫外線反射素子を製造する方法であって、
   基板を提供することと、
   前記基板に多層スタックを形成することであって、前記多層スタックが、シリコンから形成された第１の反射層と、第２の反射層とを有する複数の反射層ペアを含み、前記第２の反射層が、結晶化閾値未満の厚さの下部アモルファスモリブデン層、結晶化閾値未満の厚さの上部アモルファスモリブデン層、および前記下部アモルファスモリブデン層と前記上部アモルファスモリブデン層とを分離する防止層を含む、形成することと、
   酸化と物理的浸食を減らすことによって前記多層スタックを保護するために、前記多層スタックの上に、前記多層スタックを覆うキャッピング層を形成することと、
   を含む方法。
2. 前記下部アモルファスモリブデン層および前記上部アモルファスモリブデン層の各々の前記結晶化閾値が２．５ｎｍである、請求項１に記載の方法。
3. 前記多層スタックを形成することが、前記第１の反射層と前記第２の反射層との間にバリア層を形成することをさらに含み、前記バリア層は、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、硫黄、リン、又はこれらの組み合わせから形成される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記多層スタックを形成することが、前記バリア層を前記第１の反射層、又は前記第２の反射層のすぐ上に形成することを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記バリア層を形成することが、ケイ素化合物の形成を減らすために、１オングストロームの厚さを有する前記バリア層を形成することを含む、請求項３または４に記載の方法。
6. 前記多層スタックを形成することが、前記防止層を、炭素、ルテニウム、ニオビウム、窒素、炭化モリブデン、ルテニウムモリブデン、ホウ素、又は炭化ホウ素から形成することを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 基板と、
   前記基板上の多層スタックであって、シリコンから形成された第１の反射層と、第２の反射層とを有する複数の反射層ペアを含み、前記第２の反射層が、結晶化閾値未満の厚さの下部アモルファスモリブデン層、結晶化閾値未満の厚さの上部アモルファスモリブデン層、および前記下部アモルファスモリブデン層と前記上部アモルファスモリブデン層とを分離する防止層を含む、多層スタックと、
   酸化及び物理的浸食を減らすことによって前記多層スタックを保護するための、前記多層スタックの上の、前記多層スタックを覆うキャッピング層と、
   を備える極紫外線反射素子。
8. 前記下部アモルファスモリブデン層および前記上部アモルファスモリブデン層の各々の前記結晶化閾値が２．５ｎｍである、請求項７に記載の極紫外線反射素子。
9. 前記多層スタックが、前記第１の反射層と前記第２の反射層との間に形成されたバリア層であって、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、硫黄、リン、又はこれらの組み合わせから形成されたバリア層をさらに含む、請求項７または８に記載の極紫外線反射素子。
10. 前記バリア層が、前記第１の反射層又は前記第２の反射層のすぐ上にある、請求項９に記載の極紫外線反射素子。
11. 前記バリア層が、ケイ素化合物の形成を減らすために、１オングストロームの厚さを有する、請求項９または１０に記載の極紫外線反射素子。
12. 前記防止層が、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、硫黄、リン、又はこれらの組み合わせから形成される、請求項７から１１のいずれか１項に記載の極紫外線反射素子。
13. 基板に多層スタックを堆積させるための第１の堆積システムであって、前記多層スタックが、シリコンから形成された第１の反射層と第２の反射層とを有する複数の反射層ペアを含み、前記第２の反射層が、結晶化閾値未満の厚さの下部アモルファスモリブデン層、結晶化閾値未満の厚さの上部アモルファスモリブデン層、および前記下部アモルファスモリブデン層と前記上部アモルファスモリブデン層とを分離する防止層を含む、第１の堆積システムと、
    酸化及び物理的浸食を減らすことによって前記多層スタックを保護するために、前記多層スタックの上にキャッピング層を形成するための第２の堆積システムと
    を備える、極紫外線反射素子作製システム。
14. 前記下部アモルファスモリブデン層および前記上部アモルファスモリブデン層の各々の前記結晶化閾値が２．５ｎｍである、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記多層スタックが、前記第１の反射層と前記第２の反射層との間に形成されたバリア層であって、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、硫黄、リン、又はこれらの組み合わせから形成されたバリア層をさらに含む、請求項１３または１４に記載のシステム。
16. 前記第１の堆積システムは、前記バリア層を前記第１の反射層又は前記第２の反射層上のすぐ上に形成するためのものである、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記第１の堆積システムは、ケイ素化合物の形成を減らすために、１オングストロームの厚さを有する前記バリア層を形成するためのものである、請求項１５または１６に記載のシステム。
18. 前記第１の堆積システムが、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、硫黄、リン、又はこれらの組み合わせから前記防止層を形成するためのものである、請求項１３から１７のいずれか１項に記載のシステム。

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