KR102119439B1

KR102119439B1 - Euv 거울 및 euv 거울을 포함하는 광학 시스템

Info

Publication number: KR102119439B1
Application number: KR1020157021162A
Authority: KR
Inventors: 토마스 식케탄츠; 한스-요헨 파울; 크리스토프 차첵
Original assignee: 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2020-06-09
Also published as: US20160195648A1; CN104919537A; JP2016504631A; CN104919537B; EP2943961A1; US9915876B2; TW201447918A; JP6351625B2; DE102013200294A1; KR20150104160A; WO2014108256A1; EP2943961B1; TWI674588B

Abstract

EUV 거울은 기판과 기판 상에 적용된 다중층 배열을 포함하며, 다중층 배열은 다중층 배열은 극자외선 범위(EUV)로부터 파장(λ)을 갖는 방사선에 대해 반사 효과를 가지며, 고 굴절 지수 층 재료 및 저 굴절 지수 층 재료를 포함하는 교번적 층을 갖는 다수의 층 쌍을 포함한다. 다중층 배열은 제1 수 N1>1의 제1 층 쌍을 갖는 주기적 제1 층 그룹(LG1)으로서, 다중층 배열의 방사선 진입 측부 부근에 배열되고 제1 주기 두께(P1)를 갖는 주기적 제1 층 그룹과, 제2 수 N2>1의 제2 층 쌍을 갖는 주기적 제2 층 그룹(LG2)으로서, 제1 층 그룹과 기판 사이에 배열되고 제2 주기 두께(P2)를 갖는 주기적 제2 층 그룹과, 제3 수 N3의 제3 층 쌍을 갖는 제3 층 그룹(LG3)으로서, 제1 층 그룹과 제2 층 그룹 사이에 배열되는 제3 층 그룹을 포함한다. 제1 수(N1)는 제2 수(N2)보다 크다. 제3 층 그룹은 주기 두께 차이(△P) 만큼 평균 주기 두께 P_M = (P1 + P2)/2로부터 벗어나는 평균 제3 주기 두께(P3)를 갖고, 주기 두께 차이(△P)는 1/4 파장 층의 광학 층 두께(λ/4)를 제3 수(N3)와 cos(AOI_M)의 곱으로 나눈 몫에 실질적으로 대응하며, AOI_M은 다중층 배열이 그를 위해 설계되는 평균 입사각이다.

Description

EUV 거울 및 EUV 거울을 포함하는 광학 시스템 {EUV MIRROR AND OPTICAL SYSTEM COMPRISING EUV MIRROR}

본 출원은 본 명세서에 그 내용이 참조로 통합되어 있는 2013년 1월 11일자로 출원된 독일 특허 출원 제10 2013 200 294.7호로부터의 혜택을 주장한다.

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 EUV 거울 및 청구항 18의 전제부에 따른 EUV 거울을 포함하는 광학 시스템에 관한 것이다. 한가지 양호한 적용 분야는 EUV 마이크로리소그래피이다. 다른 적용 분야는 EUV 현미경 및 EUV 마스크 계측이다.

오늘날 반도체 부품 및 기타 미세 구조 부품, 예를 들어, 마이크로리소그래피용 마스크를 제조하기 위해 주로 마이크로리소그래피 투영 노광 방법이 사용된다. 이러한 경우에, 이미징될 구조의 패턴, 예를 들어, 반도체 부품의 층의 라인 패턴을 보유 또는 형성하는 마스크(래티클) 또는 다른 패터닝 장치가 사용된다. 패턴은 투영 렌즈의 대물 평면의 영역의 투영 렌즈와 조명 시스템 사이에서 투영 노광 장치에 배치되고, 조명 시스템에 의해 제공되는 조명 방사선으로 조명된다. 패턴에 의해 변경된 방사선은 투영 렌즈를 통해 투영 방사선으로서 통과하고, 이는 패턴을 노광될 기판 상으로 결상하며, 노광될 기판은 방사선 감응층으로 코팅되어 있으며, 그 표면은 투영 렌즈의 결상 평면에 배치되고, 상기 결상 평면은 대물 평면에 관하여 광학적으로 결합된다.

끊임없이 더 미세한 구조를 제조할 수 있도록, 최근에 적당한 개구수로 동작하면서 특히 5 nm과 30 nm 사이의 범위의 동작 파장을 갖는 극자외선 범위(EUV)로부터의 사용 전자기 방사선의 짧은 파장에 의해 실질적으로 고 해상 능력을 달성하는 광학 시스템이 개발되었다. 13.5 nm 정도의 동작 파장을 갖는 EUV, 예로서, NA = 0.3의 상측(image-side) 개구수가 주어지는 경우에, 이론적으로 약 0.15 ㎛의 크기 정도의 통상적 초점 깊이와 결부하여 0.03 ㎛의 크기 정도의 해상도를 달성할 수 있다.

극자외선 범위로부터의 방사선은 굴절 광학 요소의 도움으로 집속 또는 안내될 수 없으며, 그 이유는 더 높은 파장에서는 투과성인 공지된 광학 재료가 이러한 짧은 파장을 흡수하기 때문이다. 따라서,EUV 리소그래피를 위해서는 거울 시스템이 사용된다. 한 가지 부류의 EUV 거울은 입사 방사선의 비교적 높은 입사각에서, 말하자면, 전반사 원리에 따른 스침각 입사로 동작한다. 수직 또는 근사 수직 입사를 위해서는 다중층 거울이 사용된다. EUV 범위로부터의 방사선에 대해 반사 효과를 갖는 이런 거울(EUV 거울)은 기판을 가지며, 이 기판 상에는 극자외선 범위(EUV)로부터의 방사선에 대해 반사 효과를 가지면서 낮은 굴절 지수 및 높은 굴절 지수 층 재료를 교번적으로 포함하는 많은 수의 층 쌍을 갖는 다중층 배열이 적용된다. EUV 거울을 위한 층 쌍은 종종 재료 조합들인 몰리브덴/실리콘(Mo/Si) 또는 루테늄/실리콘(Ru/Si)으로 구성된다.

다중층 거울의 반사율 또는 반사도는 충돌하는 EUV 방사선의 파장과 입사각에 크게 의존한다는 것이 알려져 있다. 반사율의 높은 최대값은 다중층 배열이 실질적으로 다수의 동일한 층 쌍을 갖는 주기적 층 순서열로 구성되는 경우에 달성될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에, 입사각에 대한 반사율의 의존성의 경우 및 파장에 대한 반사율의 의존성의 경우 양자 모두에서 반사율 곡선의 반치전폭(FWHM)의 비교적 낮은 값이 초래된다. 종래 기술은 종래의 다중층 거울의 반사율의 입사각 의존성 및 파장 의존성의 예를 개시한다.

그러나, 예로서, EUV 마이크로리소그래피를 위한 투영 렌즈에서 비교적 높은 개구수를 갖는 EUV 범위를 위한 광학 시스템에서, 입사각의 비교적 높은 변동이 비임 경로의 특정 위치에서 발생할 수 있다. 이에 관하여, 각각 발생하는 입사각 범위에 걸쳐 단지 미소하게 변하는 반사도를 갖는 EUV 거울이 요구된다. 입사각 범위에 관하여 광대역인 이런 다중층 거울의 구성에 대한 다수의 제안이 이미 이루어져 왔다.

T. Kuhlmann, S. Yulin, T. Feigl 및 M. Kaiser의 논문 "EUV multilayer mirrors with tailored spectral reflectivity"(Proceedings of SPI E Vol. 4782 (2002), pages 196 to 203)은 광대역 효과를 갖는 EUV 거울의 특수 층 구성을 개시한다. 다중층 배열은 다양한 재료의 적어도 두 개의 개별 층-주기를 형성-의 주기적 시퀀스를 각각 갖는 복수의 층 그룹을 포함한다. 개별 층 그룹의 주기의 수 및 주기의 두께는 기판으로부터 표면을 향해 감소한다. 일 예시적 실시예는 세 개의 다른 층 그룹을 갖는다. 이러한 층 구조에 의해 달성되는 것은 첫 번째로 기판으로부터 표면을 향한 각 층 그룹의 반사 최대치의 피크 파장이 더 짧은 파장으로 이동되며, 그래서, 전체 시스템의 더 넓은 반사 피크가 개별 층 그룹의 반사의 중첩에 의해 생성된다는 것이다. 두 번째로, 모든 층 그룹은 전체 시스템의 반사율에 대략 동일하게 기여할 수 있다. 이 방식으로, 큰 파장 범위 또는 각도 범위에 걸쳐 거의 일정한 반사율을 달성하는 것이 가능하다.

Z. Wang 및 A.G. Michette의 논문 "Broadband multilayer mirrors for optimum use of soft x-ray source output"(J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2 (2000), pages 452 - 457)과 Z. Wang 및 A.G. Michette의 논문 "Optimization of depth-graded multilayer designs for EUV and X-ray optics"(Proceedings of SPI E Vol. 4145 (2001 ), pages 243 - 253)은 다중층 코팅의 개별 층의 층 두께가 최적화 과정의 결과로서 다중층 배열의 깊이 방향으로 개별적으로 변한다는 사실에 의해 광대역 특성이 달성되는 광대역 효과를 갖는 EUV 거울의 예를 나타낸다. 시뮬레이션 프로그램에 의해 최적화된 개별 층의 확율적 시퀀스를 갖는 이런 다중층 배열은 또한 "깊이-등급화 다중층"이라 명명된다. 이런 다중층 배열의 생성은 어려울 수 있으며, 그 이유는 다수의 다른 층 두께를 갖는 층이 코팅 프로세스에서 연속적으로 생성되어야 하기 때문이다.

종래 기술은 다양한 층 쌍 그룹을 갖는 다중층을 구비하는 수직 또는 근사 수직 입사를 위한 광대역 EUV 거울을 개시한다. 표면 층 필름 그룹은 다중층 배열의 방사선 진입 측부에 배열된다. 방사선 진입 측부에 대향하여, 추가 층이 이어진다. 이는 더 깊은 층 쌍의 그룹에 의해 기판의 방향으로 이어진다(깊은 층 필름 그룹). 이 경우에, 표면 층 필름 그룹의 반사율은 기판 부근의 더 깊은 층 그룹의 반사율보다 높고, 반사된 방사선은 추가적 층의 존재 때문에 위상 이동되고, 그래서, 전체 다중층 배열의 반사율 피크 값은 더 낮으며, 피크 파장 주변의 반사율은 추가적 층의 부재시보다 더 높다. 추가적 층의 광학 층 두께는 EUV 방사선의 파장의 대략 1/4(즉, λ/4) 또는 다중층 배열의 주기 두께의 절반 또는 이 값과 주기 두께의 정수배의 합에 대응하도록 의도된다. 일 예시적 실시예에서, 추가적 층은 실리콘으로 구성되며, 몰리브덴/실리콘 층 쌍의 실리콘 층에 바로 인접하게 배열되며, 그래서, 파장의 적어도 절반, 즉, 적어도 λ/2에 대응하는 층 두께를 갖는 실리콘 층이 다중층 배열 내에 배치된다.

본 발명에 의해 해결되는 문제는 큰 입사각 범위에 걸쳐 단지 미소한 반사도 변동을 가지면서 또한 높은 정밀도로 생성될 수 있는 청구항 1의 전제부에 따른 EUV 거울을 제공하는 것이다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 청구항 1의 특징을 포함하는 EUV 거울을 제공한다. 청구항 18의 특징을 포함하는 EUV 거울을 포함하는 광학 시스템이 또한 제공된다.

유리한 개선이 종속 청구항에 특정되어 있다. 모든 청구항의 기재는 설명의 내용에 참조로 통합된다.

제1 및 제2 층 그룹 각각은 서로 바로 접하거나 서로 바로 인접하며, 각 경우에 관련 주기 두께(P1, P2)에 의해 특징지어질 수 있는 둘 이상의 층 쌍을 갖는다. 제3 층 그룹은 각각 관련 주기 두께(P3)를 갖는 복수의 층 쌍 또는 단일 층 쌍으로 구성될 수 있다.

각 경우의 층 쌍은 상대적으로 높은 굴절 지수 층 재료로 구성되는 층 및 (그에 비해) 낮은 굴절 지수 층 재료로 구성되는 층을 포함한다. 이런 층 쌍은 또한 "이중 층" 또는 "쌍층"이라 지칭된다. 주기 두께는 실질적으로 다음 수학식에 의해 주어진다.

이러한 경우에, k는 층 쌍 내의 층의 수이고, n_i는 각각의 층 재료의 굴절 지수이며, d_i는 기하학적 층 두께이다. 또한, 층 쌍은 각각 상대적으로 높은 굴절 지수 및 상대적으로 낮은 굴절 지수 층 재료로 구성되는 두 층에 추가로, 하나 또는 복수의 추가 층, 예로서, 두 개의 인접한 층 사이의 층간확산을 감소시키기 위한 개재된 배리어 층을 가질 수 있다.

많은 수의 층 쌍을 갖는 다중층 배열은 "분산 브래그 반사기"의 방식으로 작용한다. 이 경우에, 층 배열은 브래그 반사로 이어지는 그 격자 평면이 굴절 지수의 낮은 실수 부분을 갖는 재료의 층에 의해 형성되는 결정을 시뮬레이션한다. 층 쌍의 최적 주기 두께는 사전규정된 입사각 또는 입사각 범위와 사전규정된 파장을 위한 브래그 방정식에 의해 결정되고, 대체로 1 nm과 10 nm 사이이다.

이러한 용례에서, 용어 "주기적 층 그룹"은 주기 두께가 10%의 최대치만큼 동요하도록 그 주기 두께가 명목상 동일하거나 유사한 둘 이상의 직접적으로 인접한 층 쌍을 갖는 층 그룹을 나타낸다.

용어 "엄밀(strictly) 주기 층 그룹"은 추가적으로 주기 내의 서로 다른 개별 층 두께가 모든 주기에 대해 동일한 주기 층 그룹을 나타낸다.

모든 엄밀 주기 층 그룹은 또한 주기 층 그룹인 반면 모든 주기 층 그룹이 엄밀 주기 층 그룹일 필요는 없다.

층 그룹의 엄밀 주기적 구성의 경우에, 일반적으로 제조 동안, 층 재료의 각 경우에 단지 비교적 미소하게 다른 층 두께를 생성할 필요가 있으며, 그 결과, 주기적이지만 엄밀 주기적은 아닌 구성된 층 배열에 비해 제조가 단순화된다.

주기적 제1 층 그룹은 다중층 배열의 방사선 진입 측부 부근에 배열된다. 기판으로부터 떨어진 제1 층 그룹의 층은 주변과 결합될 수 있다. 그러나, 또한, 캡 층이 기판 측부로부터 이격 방향을 향하는 제1 층 그룹의 측부에 적용될 수도 있고, 이 캡 층은 둘 이상의 층의 조합 또는 단일 층으로 형성될 수 있다.

특히, 제1 층 그룹은 또한 엄밀 주기적일 수도 있다.

주기적 제2 층 그룹은 제1 층 그룹과 기판 사이에, 말하자면, 기판에 더 근접하게 배열된다. 제2 층 그룹은 기판 표면에 직접적으로 적용될 수 있다. 예로서, 층 응력을 보상하도록 기능할 수 있는 하나 또는 복수의 다른 층이 기판 표면과 제2 층 그룹 사이에 배열될 수 있다.

특히, 제2 층 그룹은 또한 엄밀 주기적일 수 있다.

바람직하게는, 제1 층 그룹과 제2 층 그룹 양자 모두는 엄밀 주기적이다. 그러나, 이는 필수적이지는 않다.

제1 층 그룹의 층 쌍의 제1 수(N1)는 제2 층 그룹의 층 쌍의 제2 수(N2)보다 크다. 또한, 제1 층 그룹은 제2 층 그룹보다 방사선 진입 측부에 더 근접하다. 이는 표면 부근의 제1 층 그룹의 반사율이 기판 부근의 제2 층 그룹의 반사율보다 더 높다는 사실에 기여한다.

제3 층 그룹은 제1 층 그룹과 제2 층 그룹 사이에 배열된다. 제3 층 그룹의 본질적 기능은 고려되는 입사각 범위에서 전체 다중층 배열의 반사율의 최대값이 제3 층 그룹이 개재되지 않고 제1 층 그룹과 제2 층 그룹에 의해서만 생성되는 층 배열의 반사율보다 낮은 방식으로 제2 층 그룹 내에서 반사되는 부분 비임과 제1 층 그룹 내에서 반사되는 부분 비임 사이의 위상 이동을 생성하는 것이다. 동시에, 고려 되는 입사각 범위에서 반사율 최대치 주변 영역에서의 반사율 곡선은 제3 층 그룹이 없는 동일한 층 배열의 경우보다 높은 반치전폭 값을 갖는다는 것이 달성된다. 주어진 동작 파장에 대하여, 고려되는 입사각 범위에서, 이는 입사각에 의존한 반사율의 변동의 감소를 초래하며, 그 결과 이런 EUV 거울은 제3 거울 그룹이 없는 대응하는 EUV 거울보다 큰 입사각 범위에 걸쳐 더 많은 사용가능한 반사율 값을 갖는다.

제3 층 그룹은 주기 두께 편차(△P)만큼 평균 주기 두께 P_M = (P1 + P2)/2로부터 이탈하는 제3 주기 두께(P3)를 갖는다. 따라서, 다음은 참을 유지한다: P3 = P_M± △P. 주기 두께 편차(△P)는 대응 파장(λ)을 위한 1/4 파장 층의 광학 층 두께(λ/4)를 제3 층 그룹의 층 쌍의 제3 수(N3)로 나눈 몫(quotient)에 대응한다. 이 경우에, 광학 층 두께는 EUV 파장 범위에서 값 1 부근인 각 층 재료의 굴절 지수와 형상 층 두께의 곱(product)으로서 초래된다.

이 경우에, 복수의 층 쌍을 갖는 제3 층 그룹의 경우에 용어 "제3 주기 두께(P3)"는 제3 층 그룹 내의 주기 두께의 평균값을 나타낸다. 이들이 일정한 경우, P3는 제3 층 쌍의 각각의 주기 두께와 동일하다. 그러나, 제3 층 쌍의 주기 두께도 변할 수 있다.

제1 및 제2 층 그룹에서, 역시, 주기 두께는 미소하게 변할 수 있지만, 일반적으로 제3 층 그룹에서보다 현저히 작은 범위로 변할 수 있다. 이에 관하여, 용어 "제1 주기 두께" 및 제2 주기 두께"는 각 경우에 각각의 층 그룹의 주기 두께의 평균값을 나타낸다.

제3 층 그룹은 제1 층 그룹과 제2 층 그룹 사이에 개재된 1/4 파장 층이 관련되지만 상기 1/4 파장 층의 전체 층 두께는 제3 층 그룹의 복수의 층 사이에 분포되도록 그 효과에 관하여 대략적으로 설명될 수 있다. 이 경우에, 제3 층 그룹의 모든 층의 층 두께는 평균 주기 두께(P_M)보다 작다. 따라서, 비록 제3 층 그룹이 위상 이동 층 그룹으로서 작용하지만 동시에 그 층 두께가 λ/(2*cos(AOI_M)) 이항 부근인 어떠한 개별 층도 존재하지 않는다는 것이 달성될 수 있다. λ/(2*cos(AOI_M)) 이상의 범위의 층 두께를 제거함으로써, 다중층 배열의 제조를 단순화하는 것이 가능하다. 발명자들의 관찰에 따라서, 성장 거동은 층의 두께에 걸쳐 변할 수 있다. 예로서, 비교적 두꺼운 개별 층의 제조 동안, 결정화 효과가 구축되는 층의 층 재료에서 발생하고, 그 결과, 제조 공정 동안 필요한 정확도를 갖는 특정 원하는 층 두께를 생성하기가 어려울 수 있다. 또한, 큰 층 두께는 증가된 층 조면도와 변경된 굴절 지수를 초래할 수 있다. 이들 문제는 개별 층의 비교적 큰 층 두께가 제거되는 경우에 회피될 수 있다.

바람직하게는, 제3 층 그룹의 최대 개별 층 두께는 0.9*λ/(2*cos(AOI_M)) 미만, 특히, 0.85*λ/(2*cos(AOI_M)) 미만 또는 0.8*λ/(2*cos(AOI_M)) 미만이다.

특히, 최대 층 두께를 심지어 제1 및 제2 층 그룹의 최대 층 두께 미만이 되도록 선택하는 것이 생산성에 관하여 유리할 수 있다. 이는 두꺼운 층을 완전히 피한다.

주기 두께 편차(△P)는 실질적으로 λ/4 층(1/4 파장 층)의 광학 두께를 제3 수(N3)로 나눈 몫에 대응하도록 의도된다. 바람직하게는, 조건 △P = x*(λ/(N3*cos(AOI_M)))는 주기 두께 편차에 대하여 참을 유지할 수 있으며, 여기서, 0.2≤x≤0.35는 참을 유지한다. 이 경우에, 파라미터 AOI_M은 그를 위해 다중층 배열이 설계되는 평균 입사각에 대응한다. 이는 파라미터(x)가, 0.25와 0.35 사이의 범위에 있는 경우 특히 편리한 것으로 검증되었다.

위상 이동 제3 층 그룹은 총 반사율에 대한 현저한 기여를 형성하는 것을 의도하지 않는다. 이는 실질적으로 제1 및 제2 층 그룹 사이의 위상 이동에 대해서만 작용한다. 제3 층 그룹의 층 두께는 이들이 입사각 범위에 대해 또는 파장에 대해 반사기로서 적합하지 않거나 매우 적합하지는 않도록 선택된다. 따라서, 제3 층 그룹의 반사율은 낮다. 제3 수(N3)는 너무 높지 않아야 하며, 그 이유는 흡수에 대한 제3 층 그룹의 기여도가 N3 증가에 따라 증가하기 때문이다.

N3=1이 참을 유지하도록 제3 층 그룹을 단일 층 쌍으로만 구성하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 제3 수(N3)는 2 내지 5, 특히, 2 또는 3의 범위이다. 이때, 제3 층 그룹에 불필요하게 다량의 흡수를 유발하지 않고 원하는 위상 이동이 얻어질 수 있다.

제3 층 그룹이 둘 이상의 층 쌍을 갖는 경우, 이때, 제3 층 그룹이 주기적 제3 층 그룹이 수반되도록 실질적으로 동일한 제3 주기 두께를 갖는 주기적 층 구성을 갖는 경우가 유리할 수 있다. 특히, 제3 층 그룹이 심지어 엄밀 주기적인 경우가 유리할 수 있다. 이는 제조를 단순화한다.

제1 층 그룹 및/또는 제2 층 그룹은 배수만큼 제3 층 그룹보다 많은 층 쌍을 가질 수 있다. 바람직하게는 제1 층 그룹의 층 쌍의 제1 수(N1)는 10 이상, 특히, 15 이상 또는 20 이상이다. 이에 의해 표면 부근의 제1 층 그룹이 전체 반사율에 특히 큰 기여도를 형성하는 것이 달성될 수 있다.

신규한 층 디자인은 제3 층 그룹의 층 두께의 구성에 대한 다수의 설계 자유도를 제공한다. 특히, 이 개념은 임계 층 두께가 회피되는 것을 가능하게 한다. 여기서 "임계 층 두께"는 제조 프로세스 및 층 재료에 따라서 특정 곤란성으로 생성될 수 있는 이런 층 두께를 나타낸다. 일부 층 재료의 경우에, 예로서, 층 두께가 소정 값을 초과하는 경우에 결정화 효과가 발생할 수 있으며, 그래서, 결정화가 발생하는 값을 초과하는 층 두께 값은 단지 어려움과 함께만 필요한 정확도로 생성될 수 있다. 이런 문제점은 대응적으로 얇은 층 두께가 선택되는 경우 회피될 수 있다. 일부 실시예에서, 제3 층 그룹은 주기 두께 차이(△P)만큼 평균 주기 두께(P_M)보다 작은 제3 주기 두께(P3)를 갖는다. 이런 변형은 예로서 크게 흡수성인 층 재료가 제3 층 그룹의 구성을 위해 사용되는 것이 의도되는 경우 선택될 수 있다. 그러나, 또한, 제3 층 그룹이 주기 두께 차이(△P) 만큼 평균 주기 두께(P_M)보다 큰 제3 주기 두께(P3)를 갖는 실시예가 존재한다.

일부 실시예에서, 비교적 얇은 개별 층을 갖는 단일 위상 이동 층 그룹(제3 층 그룹)이 제공된다. 그러나, 반사율의 입사각 의존성의 추가적 균질화를 위해, 적어도 하나의 추가 위상 이동 층 그룹이 제공되는 것이 편리할 수 있다. 일부 실시예에서, 기판과 제3 층 그룹 사이에 배열된 제4 층 쌍의 제4 수(N4)를 갖는 제4 층 그룹이 존재하며, 제2 층 그룹의 적어도 하나의 제2 층 쌍은 제3 층 그룹과 제4 층 그룹 사이에 배열된다. 제4 층 그룹은 제3 주기 두께(P3)에 대한 동일한 조건이 유사하게 참을 유지하는 제4 주기 두께(P4)를 가져야 한다. 특히, 따라서, P4 = P_M ± △P가 참을 유지하고, 바람직하게는 △P = x*(λ/(N4*cos(AOI_M)))이고, 여기서, 0.2 ≤ x ≤ 0.35는 참을 유지한다.

제4 층 그룹은 기판 부근의 제2 층 그룹 내에서 제3 층 그룹으로부터 거리를 두고 또한 삽입되는 다른 위상 이동 층 그룹으로서 이해될 수 있다.

제4 층 그룹의 층 구조는 제3 층 그룹의 층 구성과 동일하거나 그와 다를 수 있다.

N4 = 1이도록 단일 층 쌍으로만 제4 층 그룹을 구성하는 것이 가능하다. 제4 수(N4)는 바람직하게는 제4 층 그룹이 또한 큰 흡수제 없이 위상 이동 층 그룹으로서 작용하도록 2 내지 5의 범위, 특히, 2 또는 3이어야 한다.

제4 층 그룹은 주기적 층 구성, 특히, 엄밀 주기적 층 구성을 가질 수 있다.

제1 및 제2 층 그룹은 서로 다른 층 재료 조합을 사용하여 구성될 수 있고, P1 ≠ P2가 가능하도록 서로 다른 주기 두께를 가질 수 있다. 평균 주기 두께가 제1 주기 두께 또는 제2 주기 두께와 같도록 제1 주기 두께(P1)가 제2 주기 두께(P2)와 같은 경우 특히 간단한 제조가 초래된다. 이런 다중층 배열은 삽입된 제3 층 그룹, 그리고, 적절하다면, 추가적으로 또한 삽입된 제4 층 그룹을 갖는 소위 "모노스택"이라 설명될 수 있다.

일부 실시예에서, 상대적으로 낮은 굴절 지수 층 재료 또는 상대적으로 높은 굴절 지수 층의 층 두께가 실질적으로 제1 층 그룹, 제2 층 그룹 및 제3 층 그룹의 모든 층 쌍에서 실질적으로 동일하다는 사실에 의해 유리한 광학적 특성을 유지하면서 추가적 제조 단순화가 이루어진다. 제4 층 그룹이 존재하는 경우, 이는 또한 제4 층 그룹에 대해서도 참을 유지할 수 있다. 이는 서로 다른 층 두께가 층 쌍의 층 재료 중 하나를 위해 "히트(hit)"될 필요가 없기 때문에 제조 가공에 관하여 장점을 초래한다. 이는 따라서 모든 층 그룹의 층 쌍의 층 재료 중 하나가 동일한 층 두께를 갖는 경우일 수 있다. 이때, 적절하다면 제3 층 그룹 및/또는 제4 층 그룹을 생성하기 위해 다른 층 재료의 층 두께만을 변경하기만 하면 된다.

다수의 실시예에서, 층 그룹의 층 쌍은 엄밀 주기적으로 구성된다. 엄밀 주기적이지 않은 주기적 층 그룹의 경우에, 층 쌍의 주기 두께와 더 높은 흡수성의 층 재료(Mo/Si 층 쌍의 경우에는 Mo)의 층 두께 사이의 비율이 파라미터(Γ)에 의해 지정된다. 엄밀 주기적 층 그룹의 경우에, Γ의 값은 층 그룹의 층 쌍에서 일정하다. 이 조건은 층 그룹 중 하나에 대하여, 층 그룹중 복수에 대하여 또는 다중층 배열의 모든 층 그룹에 대하여 참을 유지한다. 결과적으로, 단지 소수의 층 두께가 "히트"되면 되기 때문에 제조가 간단하다.

층 그룹 중 적어도 하나 내의 층 쌍의 주기 두께와 더 높은 흡수성 층 재료(흡수체)의 층 두께 사이의 비율(Γ)이 변하는 실시예도 존재한다. 이 경우에, Γ의 값이 층 그룹 내에서 연속적으로 변한다는 사실에 의해 확율적 변동은 바람직하게 회피된다. Γ의 값은 층 그룹의 기판 측부로부터 방사선 진입 측부에 더 근접하게 배치되는 층 그룹의 측부까지 층 쌍으로부터 층 쌍으로 증가 또는 감소될 수 있다.

이들 조건은 다중층 배열의 하나의 층 그룹, 복수의 층 그룹 또는 모든 층 그룹에 대하여 참을 유지할 수 있다. 이는 설계의 추가적 자유도를 도출한다.

또한, 본 발명은 더 상세히 상술 또는 후술된 유형의 적어도 하나의 EUV 거울을 포함하는 광학 시스템에 관련한다.

이 광학 시스템은 예를 들어 EUV 방사선과 함께 동작하는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템 또는 투영 렌즈일 수 있다. EUV 거울은 평면형 거울 표면 또는 볼록이나 오목 굴곡 거울 표면을 가질 수 있다. 투영 렌즈, 예를 들어, 가장 큰 입사각 간격이 발생하는 거울은 여기서 설명된 바와 같이, 적절하다면 또한 복수의 또는 모든 EUV 거울로서 구성될 수 있다. EUV 거울은 서로 다른 입사각 간격이 경사 위치에 따라 발생할 수 있는 제어가능한 다중 거울 어레이(MMA)의 단축 또는 다축 경사가능 개별 거울일 수 있다. 광대역 효과는 여기서 특히 유리할 수 있다. 다중 거울 어레이는 여기서 설명된 유형의 복수의 EUV 거울을 가질 수 있다. EUV 거울은 또한 다른 광학 시스템, 예를 들어, 현미경 분야에 사용될 수 있다.

이들 및 추가적 특징은 청구범위로부터 뿐만 아니라 상세한 설명과 도면으로부터도 나타나며, 개별 특징은 그들 자체에 의해 또는 본 발명의 일 실시예에서, 그리고, 다른 분야에서 복수의 하위조합의 형태로 각 경우에 실현될 수 있으며, 유리하고 고유하게 보호가능한 실시예를 구성할 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예는 도면에 예시되어 있으며, 더 상세히 후술된다.

도 1은 제1 예시적 실시예에 따른 다층 배열의 층 구조를 통한 개략 수직 단면을 도시한다.
도 2는 제1 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다.
도 3은 그 다중층 배열이 순수 Mo/Si 모노스택으로서 구현되는 기준 거울의 층 두께 도면을 도시한다.
도 4는 Mo/Si 모노스택(MS)의 반사율 및 제1 예시적 실시예의 입사각 의존성에 관한 비교 도면을 도시한다.
도 5는 제2 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다.
도 6은 제3 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다.
도 7은 제4 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다.
도 8은 제5 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다.
도 9는 제2 내지 제5 예시적 실시예의 반사율의 입사각 의존성을 도시한다.
도 10은 제6 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다.
도 11은 제1 예시적 실시예("1") 및 제6 예시적 실시예("6")의 반사율의 입사각 의존성을 도시한다.
도 12는 제7 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다.
도 13은 제1 예시적 실시예("1") 및 제7 예시적 실시예("7")의 반사율의 입사각 의존성을 도시한다.
도 14는 제8 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다.
도 15는 제8 예시적 실시예의 반사율의 입사각 의존성을 도시한다.
도 16은 제8 예시적 실시예 내의 주기 두께를 예시하는 도면을 도시한다.
도 17은 제9 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다.
도 18은 제9 예시적 실시예의 반사율의 입사각 의존성을 도시한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 EUV 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 구성요소를 도시한다.

본 발명의 양태는 간격 10°≤ AOI ≤ 17.5°로부터의 입사각, 말하자면, 평균 입사각 AOI_M = 13.75° 및 λ = 13.5 nm의 EUV 작동 파장에 대하여 설계된 EUV 거울의 복수의 예시적 실시예의 예에 기초하여 후술된다. 이 경우에, 입사각(AOI)은 충돌 지점에서 거울의 표면에 대한 수직선(N)에 대하여 거울 표면 상에 충돌하는 광선에 의해 형성된 각도를 나타낸다. 예로서, 높은 개구수로 동작하는 EUV 마이크로리소그래피를 위한 광학 시스템에서 이러한 유형의 입사각 간격이 발생할 수 있다.

이런 입사각의 경우에, 알려진 바와 같이, 굴절 지수의 더 높은 실수 부분을 갖는 층 재료("스페이서"라고도 지칭됨)와 그에 비해 더 낮은 굴절 지수의 실수 부분을 갖는 층 재료(또한, "흡수체"라고도 지칭됨)의 교번적으로 인가된 층을 갖는 많은 수의 층 쌍(쌍층)을 포함하는 EUV 방사선을 위한 반사 효율을 갖는 다중층 배열을 갖는 다중층 거울이 사용된다. 층 쌍은 예를 들어, 층 재료 조합, 몰리브덴/실리콘(Mo/Si) 및/또는 루테늄/실리콘(Ru/Si)으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 실리콘은 각각 스페이서 재료를 형성하며, Mo 및/또는 Ru는 흡수체 재료로서 기능한다. 층 쌍은 적어도 하나의 추가 층, 특히, 개재된 배리어 층을 포함할 수 있으며, 이 개재된 배리어 층은 예를 들어, C, B₄C, Si_xN_y, SiC 또는 상기 재료 중 하나를 포함하는 조합으로 구성될 수 있으며 그리고, 계면에서의 내부확산을 방지하도록 의도된다.

후술된 예시적 실시예는 몇몇 기본 원리를 예시하는 역할을 하도록 의도된다. 몰리브덴(Mo) 및 실리콘(Si)은 각 경우에 층 재료로서 사용되며, 따라서, 명료한 설명을 도출한다. 또한, 기본 원리는 다른 파장, 다른 입사각 간격 및/또는 다른 층 재료 조합을 위해 사용될 수 있다. 또한, 기본 원리는 층 스택에 추가적으로 제공될 수 있는 보호 층 및/또는 배리어 층의 사용에 독립적으로 작용한다.

도 1은 제1 예시적 실시예에 따른 다중층 배열(ML)의 층 구조를 통한 개략적 수직 단면을 도시한다.

도 2는 관련 층 두께 도면을 도시하며, 개별 층의 층 수(LN)는 횡축 상에 표시되어 있고, 그 형상 층 두께(d)는 [nm] 단위로 종축 상에 표시되어 있다. 점선 심볼은 몰리브덴으로 구성된 개별 층을 나타내고, 삼각형 심볼은 실리콘으로 구성된 개별 층을 나타낸다. 기판(미도시)은 좌측 상에 위치되어 있고, 그래서, 층 번호(1)를 갖는 개별 층은 기판과 직접 접한다. 방사선 진입 측부는 따라서 최고 층 번호의 우측에 배치된다. 이러한 예시 방식은 본 출원의 층 두께 도면 모두에 적용된다.

도 3은 비교 목적을 위해 사용되는 기준 거울(REF)의 층 두께 도면을 도시하고, 상기 기준 거울의 다중층 배열은 순수 Mo/Si 모노스택으로서 구현되어 있다. 용어 "모노스택"은 여기서 모든 연속적 층 쌍이 동일한 재료 조합과 동일한 개별 층 두께를 갖는 다중층 배열을 나타낸다.

도 1로부터의 EUV 거울은 그 기판 표면 위에 다중층 배열(ML)이 적용되어 있는, 이하에서 "다중층"이라고도 지칭되는 광학적 정밀도로 처리된 기판 표면을 갖는 기판(SUB)을 갖는다. 본 예에서, 다중층 배열은 52개 개별 층으로 구성되고, 몰리브덴 층(음영처리됨) 그리고 실리콘 층(음영처리 없음)이 교번배치된다. 결과적으로, 26 Mo/Si 층 쌍이 형성되며, 이는 또한 Mo/So 쌍층으로서 지칭된다.

개별 층 또는 층 쌍은 서로 다른 기능을 가지면서 서로 상하로 배열된 세 개의 각각의 주기적 층 그룹으로 세분된다. 방사선 진입 측부에는 제1 층 쌍이라고도 지칭되는 Mo/Si 층 쌍의 제1 수 N1=20을 갖는 주기적 제1 층 그룹(LG1)이 배치된다. 기판(SUB)에 직접적으로 접하는 방식으로 제2 층 쌍이라고도 지칭되는 직접적으로 인접한 Mo/Si 층 쌍의 제2 수 N2=4를 갖는 주기적 제2 층 그룹(LG2)이 배치된다. 제2 층 그룹(LG2)의 제2 층 쌍의 제2 주기 두께(P2)와 진입 측부 제1 층 그룹의 층 쌍의 제1 주기 두께(P1)는 각 경우에 동일하다. 여기서, "주기 두께"는 층 쌍의 개별 층의 광학 층 두께의 합을 나타내고, 여기서, 광학 층 두께는 각 경우에 각각의 층 재료의 굴절 지수와 형상 층 두께(d)의 곱이다.

제1 층 그룹(LG1)과 제2 층 그룹(LG2) 사이에 배열된 제3 층 그룹(LG3)은 마찬가지로 주기적 층 구성을 가지지만, 단지 N3=2 Mo/Si 층 쌍(제3 층 쌍)을 갖는다. 제3 층 그룹(LG3)은 제1 및 제2 층 그룹의 주기 두께로부터 현저히 벗어나는 제3 주기 두께(P3)를 갖는다. 예의 경우에, 제3 주기 두께는 제1 또는 제2 주기 두께보다 현저히 작다. 이는 두 개의 Si 층(층 수 10과 12)이 제1 및 제2 층 그룹의 Si 층보다 현저히 더 작은 층 두께를 갖는다는 사실에 의해 유발된다.

제1 및 제2 층 그룹의 주기 두께의 평균 값 P_M=(P1 +P2/2)과 제3 층 그룹의 주기 두께 사이의 주기 두께의 편차는 주기 두께 편차(△P)로서 표시되며, 이는 예의 경우에 음의 부호를 갖는다(Ρ3=Ρ_Μ-ΔΡ). 주기 두께 편차(△P)는 λ/4 층의 광학 층 두께를 제3 수(N3)로 나눈 몫에 실질적으로 대응하는 것으로 의도된다. 그후, 제3 층 그룹은 제1 및 제2 층 그룹 사이에 1/4 파장 층의 전체 층 두께를 도입하지만, 이 층 두께는 복수의 개별 층을 따라 분산된다.

본 예에서, 이하는 참을 유지한다: P1 = P2 = PM = 6.69 nm; P3 = 5.17 nm = P_M - 1.79 nm; N3 = 2. 따라서, x = 1.79 nm*cos(AOI_M)/λ*N3 = 0.248이다.

제3 층 그룹은 층 스택의 잔여부로부터 벗어나는 주기 두께(P3)를 갖는 단 두 개의 층 쌍을 갖는다. 전체 다중층의 반사율에 대한 제3 층 그룹의 기여도는 표면 부근의 제1 층 그룹(LG)의 기여도에 비해 매우 작고, 또한, 기판 부근의 제2 층 그룹(LG2)의 기여도보다 현저히 작다. 벗어나는 주기 두께 때문에, 제3 층 그룹은 파장 및 입사각 범위에 대한에 대한 거의 임의의 반사 효과를 가지며, 작은 수의 층 때문에 단지 미소한 방사선을 흡수한다. 제3 층 그룹(LG3)의 하나의 중요한 효과는 제3 층 그룹이 제1 층 그룹 내에서 반사된 부분 비임과 제2 층 그룹 내에서 반사된 부분 비임의 위상 사이의 위상 이동을 생성한다는 것이다.

제3 층 그룹(LG3)에 의해 생성된 이 위상 이동의 효과는 도 4를 참조로 설명될 것이다. 도 4는 입사각(AOI)의 함수로서 EUV 거울의 반사 계수 R[%]를 예시하는 비교도를 도시한다. AOI

15°에서 약 68%의 최대 반사 계수를 갖는 점선 곡선은 도 3으로부터 순수 모노스택의 반사율의 입사각 의존성을 도시한다. 실선은 제1 예시적 실시예(도 2)의 경우의 대응하는 반사율 프로파일을 도시하며, 제1 예시적 실시예는 진입 측부 제1 층 그룹과 기판 측부 제2 층 그룹 사이의 위상 이동 제3 층 그룹을 포함한다. 이는 68%의 값을 갖는 순수 모노스택의 경우의 최대 반사율이 제1 예시적 실시예의 경우의 동일한 입사각에서 발생하는 반사율보다 현저히 높다는 것을 즉각적으로 증빙한다. 그러나, 입사각 범위에 걸친 반사율의 변동은 순수 모노스택의 경우보다 제1 예시적 실시예의 경우에 현저히 더 작다. 반사도가 대략 60%(10°에서)와 대략 68%(대략 15°에서) 사이에서, 말하자면 약 8%만큼 변하지만, 기준 시스템의 경우에, 예시적 실시예의 경우에 동일한 입사각 간격의 반사도는 단지 약 2%만큼 변하며, 정확하게는 약 54%(약 17°에서)와 56%(약 11°에서) 사이가 된다. 제3 층 그룹에 의해 생성된 위상 이동은 그를 위해 다중층 배열이 설계되는 선택된 입사각 범위의 반사율의 입사각 의존성의 현저한 균질화를 초래한다는 것을 볼 수 있다.

도 5는 제2 실시예의 층 두께 도면을 도시한다. 다중층 배열은 네 개의 층 그룹으로 세분될 수 있는 Mo/Si 층 쌍을 갖도록 구성된다. 방사선 진입 측부와 접하는 제1 층 그룹(LG1)은 주기 두께(P1)를 갖는 N1 = 21 Mo/Si 층 쌍을 갖는다. 기판 측부를 향해서, 두 개의 층 쌍(N2=2)을 갖는 제3 층 그룹(LG3)이 따르며, 그 각각에서 Si 층은 제1 층 그룹의 Si 층보다 현저히 더 작은 층 두께를 갖는다. 이는 제3 층 그룹에 대하여 주기 두께 P3 < P1을 초래한다. 제3 층 그룹(LG3)과 기판 사이에는 11 Mo/Si 층 쌍을 갖는 제2 층 그룹(LG2)이 배치되며, 그 주기 두께(P2)는 제1 층 그룹(LG1)의 층 쌍의 주기 두께(P1)와 같다. 제2 층 그룹(LG2)의 영역에서, 기판으로부터 거리를 두고, 두 개의 직접적으로 인접한 Mo/Si 층 쌍(층 수 7-10)을 갖는 제4 층 그룹(LG4)이 또한 삽입되며, 그래서, N4 = 2이다. 제4 층 그룹은 제2 층 그룹(LG2)을 두 개의 하위그룹으로 세분한다. 세 개의 Mo/Si 층 쌍을 갖는 제1 하위그룹(LG2-1)은 기판에 직접적으로 접하지만, 8개 층 쌍을 갖는 제2 하위그룹(LG2-2)은 제3 층 그룹과 제4 층 그룹 사이에 배열된다.

제3 층 그룹(LG3)과 제4 층 그룹(LG4)은 각 경우에 제1 층 그룹(LG1) 및 제2 층 그룹(LG2) 각각보다 각각 현저히 더 작은 주기 두께(P3, P4)를 갖는다. 이하의 조건은 대략 참을 유지한다: P3 = P_M - ΔΡ 여기서 ΔΡ

(λ/4)/cos(AOI_M)N3)이고, P4 = P_M - ΔΡ 여기서 ΔΡ

(λ/4)/cos(AOI_M)N4).

제3 층 그룹(LG3)은 제1 층 그룹(LG1)에 의해 반사된 부분 비임과 제2 층 그룹(LG2)에 의해 반사된 부분 비임 사이에 위상 이동을 도입한다. 제4 층 그룹(LG4)은 한편으로는 기판에 더 근접한 제1 하위그룹(LG2-1)에 의해 그리고, 다른 한편으로는 제2 층 그룹의 기판으로부터 더 떨어져 있는 제2 하위그룹(LG2-2)에 의해 반사된 부분 비임들 사이의 대응 위상 이동을 발생시킨다. 제3 및 제4 층 그룹은 층 스택에서 서로 거리를 두고 다른 위치에 배열된 두 개의 서로 독립적으로 작동하는 위상 이동 층을 형성한다.

10°와 17.5° 사이의 입사각 범위에서 얻어진 반사율 프로파일은 도 9에 반사율 곡선 "2"에 의해 도시되어 있다. 최대값 R_MAX = 56.2%와 최소값 R_MIN = 55.4% 사이에서 변하며, 말하자면 1% 미만만큼 변한다. 입사각에 대한 반사율의 의존성의 균질화는 따라서 제2 위상 이동 층 그룹의 도움으로 달성될 수 있다. 동시에, Si 개별 층 중 어떠한 것도 제1 또는 제2 층 그룹에서 Si 개별 층보다 더 두껍지 않고, 그 결과, 특히, λ/(2*cos(AOI_M))(대략 6.7 nm에 대응) 이상의 부근에서 개별 층의 층 두께가 회피된다.

다수의 다른 변형이 가능하다. 도 6의 제3 예시적 실시예의 경우에, 마찬가지로, 서로 거리를 두고 배열된 두 개의 위상 이동 층 그룹은 다른 경우에는 균일한 주기 두께(P1 = P2)의 Mo/Si 층 쌍으로 구성되는 다중층 배열 내로 삽입된다. 다중층 배열은 N1 = 20 층 쌍을 갖는 진입 측부 제1 층 그룹(LG1)과, N2 = 10 층 쌍을 갖는 기판 측부 제2 층 그룹(LG2)을 갖는다. N3 = 2 층 쌍을 갖는 제3 층 그룹(LG3)(층 수 25-28)은 제1 및 제2 층 그룹 사이에 삽입된다. 제2 층 그룹 내에서, 두 개의 층 쌍을 갖는 제4 층 그룹(LG4)(층 수 7-10)이 삽입되고, 이는 제2 층 그룹을 제3 층 쌍을 갖는 기판 측부 제1 하위그룹(LG2-1) 및 7개 층 쌍을 갖는 제2 하위그룹(LG2-2)으로 세분하며, 상기 제2 하위그룹은 제4 층 그룹과 제3 층 그룹 사이에 배치된다.

도 5의 예시적 실시예의 경우에서와 같이, 제4 층 그룹(LG4)은 제1 층 그룹 및 제2 층 그룹의 층 쌍의 주기 두께보다 작은 제4 주기 두께(P4)를 갖는다. 대조적으로, 제3 층 그룹(LG3)은 제1 층 그룹의 주기 두께(P1) 및 제2 층 그룹의 P2보다 주기 두께 차이(△P)만큼 더 큰 주기 두께(P3)를 갖는다. 동시에, 제3 층 그룹(LG3)의 다중층 주기 구성은 제3 층 그룹의 개별 층 중 어떠한 것도 λ/(2*cos(AOI_M)) 이상의 크기 정도의 층 두께를 갖지 않는 것을 보증한다. 제3 층 그룹의 두 개의 Si 개별 층 각각은 형상 층 두께 d

5.7 nm을 갖는다. 따라서, 상기 개별 층의 광학 층 두께는 λ/(2*cos(AOI_M)) 층의 층 두께보다 적어도 10% 작다.

도 9의 반사율 곡선 "3"으로부터 선택된 입사각 범위의 이 다중층 배열의 반사율은 AOI = 13°에서 약 55.7%의 최대값과 AOI = 17.5°에서 약 54.4%의 최소값 사이에서, 말하자면, 1.5% 미만 만큼 변한다.

도 7은 제4 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다. 개별 층 그룹의 부호는 다른 예시적 실시예의 것에 대응한다. 진입 측부 제1 층 그룹(LG1)은 N1 = 20 층 쌍을 가지고, 기판 측부 제2 층 그룹(LG2)은 총 N2 = 10 층 쌍을 가지며, 이는 두 개의 하위그룹으로 세분된다(기판 측부 하위그룹(LG2-1) 및 기판으로부터 더 떨어진 하위그룹(LG2-2)). 제3 층 그룹(LG3)은 제1 층 그룹(LG1)과 제2 층 그룹(LG2) 사이에 배치되고, 제4 층 그룹(LG4)은 제2 층 그룹을 상술한 두 개의 하위그룹으로 세분한다.

제3 및 제4 층 그룹(LG3, LG4) 각각은 각 경우에 두 개의 직접적으로 인접한 Mo/Si 층 쌍(N2=2, N4=2)으로 구성되고, Mo 층의 층 두께는 각 경우에 제1 및 제3 층 그룹의 Mo 층의 층 두께에 대응하며, Si 층의 층 두께는 각 경우에 제1 및 제2 층 그룹의 Si 층의 층 두께보다 더 크다. 이로부터 제3 주기 두께(P3)와 제4 주기 두께(P4)는 주기 두께 차이(△P)에 의해 각 경우에 제1 및 제2 층 그룹의 평균 주기 두께보다 더 크다는 것이 명확하다. 제3 층 그룹(LG3) 및 제4 층 그룹(LG4) 양자 모두는 반사율에 대한 현저한 기여를 하지 않고 광학적으로 하나의 위상 이동 층 그룹으로서 작용한다. 비록, 제3 및 제4 층 그룹의 Si 층의 층 두께가 제1 및 제2 층 그룹의 것들보다 크지만, 이들은 λ/(2*cos(AOI_M)) 층의 층 두께보다 현저히(10%를 초과하여) 더 낮다. 결과적으로, 이들은 제조 가공에 관하여 쉽게 제어가능하다.

반사율의 입사각 의존성에 대한 균질화 효과는 도 9에서 곡선 "4"로부터 명확해진다. 반사율은 13.5°에서 약 55.5%의 최대값 R_MAX와 약 16.8°에서 약 54.0%의 최소값 R_MIN 사이에서, 즉, 2% 미만만큼 변한다.

도 8은 제5 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다. 개별 층 그룹(제1 내지 제4 층 그룹)은 제2 및 제3 예시적 실시예에서와 동일한 부호를 갖는다. 이는 참을 유지한다: N1 = 20, N2 = 10, N3 = 3, N4 = 3. 몰리브덴으로 구성된 모든 개별 층은 실질적으로 층 그룹 모두에서 동일한 층 두께를 갖는다. 제1 및 제2 층 그룹에서, Si 층의 층 두께는 각 경우에 동일하고, 그래서, P1 = P2는 역시 참을 유지한다. 제1 층 그룹과 제2 층 그룹 사이에 배열된 제3 층 그룹(LG3)에서, Si 개별층은 제1 및 제2 층 그룹에서보다 더 두껍고, 따라서, 주기 두께 차이(△P) 만큼 평균 주기 두께 P_M = P1 = P2보다 더 큰 제3 주기 두께(P3)를 초래하며, 주기 두께 차이(△P)는 1/4 파장 층의 광학 층 두께(λ/4)를 제3 수(N3)로 나눈 몫에 실질적으로 대응한다. 대조적으로 제4 층 그룹(LG4)에서, Si 개별 층은 제1 및 제2 층 그룹에서보다 얇고, 그 결과, 제4 주기 두께(P4)는 주기 두께 차이(△P) 만큼 평균 주기 두께보다 작으며, 주기 두께 차이(△P)는 1/4 파장 층의 광학 층 두께(λ/4)를 제4 수(N4)로 나눈 몫에 실질적으로 대응한다. 여기서, 역시, 제2 및 제3 층 그룹의 본질적 광학 기능은 각각의 위상 이동 층 그룹까지의 기판으로부터 떨어진 층과 기판 측부 층 각각에서 반사되는 부분 비임들 사이에 위상 이동을 발생시키는 것으로 구성된다. 도 9에서 곡선 "5"에 의해 도시된 바와 같이, 평균 입사각 AOI_M

13.3° 주변의 전체 입사각 범위에서, 이는 약 55.8%의 최대값(10°에서)과 약 16.3°의 입사각에서의 54.8% 사이의 작은 반사율 변동을 초래한다.

도 4 및 도 9에서 반사율 곡선 R = f(AOI)에 의해 도시된 바와 같이, 이는 평균 입사각(약 13.3°) 정도에서 약 ± 3.5°의 입사각 범위에서 입사각(AOI)에 대한 반사율(R)의 의존성이 비교적 작은 모든 예시적 실시예에 대하여 참을 유지한다. 모든 예에 대하여, 조건 △R < 3%, 특히, △R < 2%는 반사율의 상대적 변동 △R = (R_MAX - R_MIN)/R_MAX에 대하여 참을 유지한다.

예로서 여기에 도시된 모든 예시적 실시예에서, 몰리브덴으로 구성된 개별 층은 Si 개별 층의 층 두께만이 변화되도록 모든 층 그룹에서 실질적으로 동일한 층 두께를 갖는다. 층 쌍 내의 층 재료를 위한 균일한 층 두께는 제조를 단순화하지만, 원론적으로 필수적이지는 않다. 또한, 층 쌍의 양 층 재료의 층 두께는 제조 공차 외측 범위에서 층 그룹으로부터 층 그룹으로 또는 층 그룹 내에서 변하는 것이 가능하다.

모든 예시적 실시예에서, 제3 층 그룹 또는 제3 및 제4 층 그룹은 각 경우에 인접한 층 그룹 사이에서 변화된 층 두께를 도입하며, λ/4 층의 층 두께에 대응하지만 상기 λ/4 층의 전체 층 두께에는 대응하지 않는 변화가 제3 및/또는 제4 층 그룹(들)의 복수의 개별 층 사이에 분포된다. 개별 층의 문제가 되는 큰 층 두께는 그에 의해 회피된다.

현재까지 예시된 예시적 실시예에서, Mo 층의 층 두께는 모든 층 그룹에서 각 경우에 일정하며, Si 층의 층 두께는 변한다. 또한, Mo 층의 층 두께가 변할 수 있으며, Si 층의 층 두께는 실질적으로 일정할 수 있거나, Mo 층 및 Si 층의 층 두께 양자 모두는 층 그룹 내에서 또는 개별 층 그룹 사이에서 변할 수 있다. 따라서, 신규한 층 디자인에 관하여, 각 층 재료를 위해 최적 층 두께가 발견되고 제조될 수 있도록 층 두께에 관하여 구성의 자유도가 가장 크다.

현재까지 예시된 예시적 실시예에서, 더 고도의 흡수성 층 재료(Mo/Si의 경우에 Mo)의 층 두께는 각 경우에 층 그룹(제1, 제2, 제3 및 적절하다면 제4 층 그룹) 내에서 일정하다. 이는 특히 제조 가공에 관하여 장점을 제공하지만 필수적이지는 않다. 층 그룹의 층 쌍의 주기 두께와 더 고도의 흡수성 층 재료(Mo)의 층 두께 사이의 비율(Γ)이 층 그룹 내에서 현저히 변하는 예시적 실시예가 아래에서 설명된다.

이에 관하여, 도 10은 제6 예시적 실시예의 층 두께 도면을 도시한다. 도 11은 도 2로부터 제1 예시적 실시예("1")의 대응 값에 대하여 제6 예시적 실시예의 반사율의 입사각 의존성(점선 곡선 "6")의 비교를 도시한다. 기판에 접하는 제2 층 그룹(LG2)에서, Mo 층 두께는 기판으로부터 방사선 진입 측부를 향해 약 4.5 nm으로부터 약 3.7 nm으로 감소하며, 동시에, Si 층 두께는 대응 정도로 증가하고, 그래서, 제2 층 그룹의 모든 층 쌍의 주기 두께(P2)는 실질적으로 일정하게 유지된다. 이하의 제3 층 그룹(LG3)은 Mo 층 두께가 Si 층 두께보다 현저히 더 큰 N3 = 2 층 쌍을 가진다. 그러나, Γ 값은 여기서 일정하다. 진입 측부 제1 층 그룹(LG1) 내에서, Mo 층 두께 및 Si 층 두께는 마찬가지로 Mo 층 두께가 먼저 다소 증가하고, 그후, 15를 초과한 층 쌍에 걸쳐 연속적으로 감소한다는 사실에 의해 연속적으로 변하며, 층 쌍은 방사선 진입 측부에 더 근접하게 존재한다. Si 층 두께는 주기 두께(P1)가 제1 층 그룹(LG1)에서 일정하도록 상보적 프로파일을 나타낸다. 제1 층 그룹(LG1)의 층 두께 프로파일은 특히 더 약하게 흡수성인 Si에 비해 방사선 진입 측부에서 더 고도의 흡수성인 Mo의 층 두께를 최소화하는 것이 유리할 수 있다는 사실을 고려한다.

도 11에 도시된 반사율 프로파일은 약 10°와 17.5° 사이의 입사각 간격에서, 반사율은 56.4%의 최대값과 54%의 최소값 사이에서, 3% 미만만큼 변한다. 절대 반사율은 다소 제1 예시적 실시예의 값을 초과한다.

도 12는 개재된 제3 층 그룹(LG3)의 위상 이동 효과는 양 층 재료(Mo 및 Si) 사이에서 분할될 수 있다는 것을 예시하는 제7 예시적 실시예를 도시한다. 이전 예시적 실시예에서, 층 재료 중 하나의 층 두께만이 인접한 층 그룹으로부터 선행하는 제3 층 그룹을 생성하기 위해 항상 변화된다. 또한, 제3 층 그룹 내의 양 층 재료의 층 두께는 인접한 제1 및 제2 층 그룹의 대응 층 두께로부터 이탈하는 것이 가능하다.

본 제7 예시적 실시예에서, 두 개의 Mo/Si 층 쌍을 포함하는 두 개의 층 쌍으로 구성된 제3 층 그룹(LG3)은 진입 측부 제1 층 그룹(LG1)과 기판 부근의 제2 층 그룹(LG2) 사이에 개재된다. 제3 층 그룹 내의 Si 층 및 Mo 층의 층 두께는 각각 제1 층 그룹 및 제2 층 그룹 내의 대응 층 재료의 층 두께보다 작다. 도 13은 관련된 반사율 도면을 도시하며, 제7 예시적 실시예와 연계된 반사율 곡선 "7"은 점선으로 예시되어 있고, 비교를 위해, 제1 예시적 실시예와 연계된 반사율 곡선("1")은 실선으로 예시되어 있다. 유사한 일반적 프로파일에서, 제7 예시적 실시예의 반사율은 비교예 위쪽 약 0.2 내지 0.3%에 존재하며, 고려되는 입사각 간격 내에서 반사율의 변동은 약 2%이다.

제8 예시적 실시예의 특성은 도 14(층 두께 도면), 도 15(반사율의 입사각 의존성) 및 도 16(주기 두께 도면)에 관하여 설명된다. 이러한 다중층 배열은 약 5.6°내지 약 19°까지의 입사각 범위와 λ=13.5 nm을 위해 설계된다. 본 예시적 실시예에서, 또한 층 쌍은 Si와 Mo로 구성되는 개별 층에 추가로 Mo와 Si 사이의 내부확산을 감소시키기 위해 붕소 카바이드(각각 0.4 nm B₄C)로 구성된 개재 배리어 층을 또한 갖는다. 결과적으로, 여기서 "층 쌍"은 네 개의 개별 층(Si, B₄C, Mo, B₄C)으로 구성된다.

기판과 기판 부근의 제2 층 그룹(LG2) 사이에는 두 개의 개별 층이 배치되어 있으며, 이들은 주기를 형성하지 않고 다중층 배열과 기판 사이의 중간 층을 형성한다. 루테늄(Ru), 몰리브덴(Mo) 및 실리콘(Si)으로 구성된 개별 층을 포함하는 다층형 캡 층이 방사선 진입 측부 상에 제공된다. 진입 측부 상의 네 개의 개별 층은 마찬가지로 더 이상 여기서 고려되지 않는다.

다중층 배열은 N1=19 Mo/Si 층 쌍을 갖는 방사선 측부 제1 층 그룹(LG1), N2=10 Mo/Si 층 쌍을 가지면서 기판 부근에 있는 제2 층 그룹(LG2), 제1 층 그룹과 제2 층 그룹 사이에 배열되며 N3=6 Mo/Si 층 쌍을 갖는 제3 층 그룹(LG3), 그리고, 유사하게 N4=6 Mo/Si 층 쌍을 갖는 제4 층 그룹(LG4)을 갖는다.

제4 층 그룹은 제2 층 그룹의 기판측 제1 하위그룹(LG2-1)이 세 개의 층 쌍을 가지고, 제2 층 그룹의 7개 층 쌍을 갖는 제2 하위그룹(LG2-2)이 제3 및 제4 층 그룹 사이에 배치되는 방식으로 기판과 제3 층 그룹 사이에서 제2 층 그룹 내에 삽입된다.

제1 층 그룹(LG1) 내에서, 더 고도의 흡수성인 Mo의 층 두께는 제3 층 그룹으로부터 방사선 진입 측부로 연속적으로 감소되고, Si 층 두께는 상보적 방식으로 방사선 진입 측부를 향해 증가한다. 제1 층 그룹 내에서, 이는 방사선 진입 측부를 향해 제3 층 그룹으로부터 지속적으로 감소하는 Γ을 갖는 일정한 주기의 두께(P1)를 초래한다.

제2 층 그룹(LG2)에서, Γ값은 유사하게 층 그룹간에 변하며, 제4 층 그룹(LG4) 부근의 Γ 값은 가장 낮은 값을 가지고, 제4 층 그룹으로부터 선행하는 Mo 층 두께는 각 경우에 양 방향으로 지속적으로 증가한다. Si의 층 두께는 제2 층 그룹(LG2)에 대해서, 역시 모든 층 그룹에서 일정한 주기 두께(P2)가 존재하도록 상보적 프로파일을 갖는다. 제3 및 제4 층 그룹의 층 두께 프로파일의 특수한 특징은 도 16과 연계하여 더 상세히 설명될 것이다.

도 15는 입사각의 함수로서 제8 예시적 실시예의 반사율 프로파일을 도시하며, 약 7°와 약 18.5°사이의 입사각 범위에서 2% 미만 만큼 반사율이 변한다는 것을 예시한다.

개별 층 그룹의 주기 두께를 예시하기 위해, 도 16은 황축 상의 연속적 층 쌍의 수(PN)와 횡축 상의 정규화된 주기 두께(P_NORM)를 위한 값을 도시하며, 정규화된 주기 두께는 인자 cos(AOI_M)/λ로 승산되는 실제 주기 두께에 의해 계산된다. 여기서, 평균 입사각(AOI_M)은 12.3°이고 파장은 13.5 nm이다.

제2 층 그룹(L2)의 층 쌍의 주기 두께(P2)와 제1 층 그룹의 주기 두께(P1)는 각각 P_NORM = 0.5에 근접한다. 또한, 제3 층 그룹(LG3) 내의, 그리고, 제4 층 그룹(LG4) 내의 지정된 주기 두께는 층 쌍 간에 변한다는 것을 볼 수 있다. 그러나, 제3 및 제4 층 그룹 내의 주기 두께의 평균값은 조건 P3 = P_M ± △P를 충족하고, 여기서, △P = x * (λ/(N3cos(AOI_M)))이고, 여기서 x = 0.29는 참을 유지한다. 두 개의 삽입된 층 그룹 각각(제3 층 그룹 및 제4 층 그룹 각각)은 따라서 "추가적 λ/4 층"을 포함하고, 그 전체 층 두께는 각각 제3 층 그룹 및 제4 층 그룹의 복수의 층 사이에서 분포된다. 다른 예시적 실시예에서와 같이, 제3 층 그룹 및 제4 층 그룹 내의 모든 층의 층 두께는 각 경우에 λ/(2*cos(AOI_M)) 미만이고, 그래서, 서두에 언급한 바와 같이 과도하게 두꺼운 개별 층의 경우에 발생할 수 있는 제조 문제가 회피될 수 있다.

현재까지 비유적으로 예시된 예시적 실시예의 경우에, 위상 이동 제3 층 그룹은 각 경우에 복수의 층 쌍을 갖는다. 그러나, 이는 필수적이지는 않다. 제9 예시적 실시예는 도 17 내지 도 18을 참조로 설명되며, 본 제9 예시적 실시예에는 단지 단일 위상 이동 층 그룹(제3 층 그룹)만이 존재하고, 제3 층 그룹은 단지 하나의 층 쌍만을 가지며, 그래서, N3=1은 참을 유지한다. 도 17은 관련 층 두께 도면을 도시한다. 도 18은 도 2로부터 제1 예시적 실시예("1")의 대응 값에 대해 본 예시적 실시예(점선 곡선 "9")의 반사율의 입사각 의존성의 비교를 도시한다.

방사선 진입 측부에는 제1 수 N1 = 21의 Mo/Si 층 쌍(제1 층 쌍)을 갖는 주기적 제1 층 그룹(LG1)이 배치된다. 기판에 직접적으로 접하는 방식으로 제2 수 N2=5의 직접적으로 인접한 Mo/Si 층 쌍(제2 층 쌍)에 제2 층 그룹(LG2)이 배치된다. 제1 및 제2 층 그룹의 주기 두께(P1, P2) 각각은 동일하다.

제1 층 그룹(LG1)과 제2 층 그룹(LG2) 사이에는 제3 층 그룹(LG3)이 배열되며, 이는 단지 단일 Mo/Si 층 쌍(층 수 11 및 12)만을 갖는다. 제3 층 그룹은 다른 두 개의 층 그룹의 주기 두께(P1, P2)보다 현저히 작은 주기 두께(P3)를 갖는다. 본 예의 경우에, 이하는 참을 유지한다: P1 = P2 = P_M = 6.96 nm; P3 = 3.52 nm = P_M - 3.44, 그래서 △P = 3.44 nm은 참을 유지한다. 관계 △P = x*(λ/(N3 cos(AOI_M)))에 따라서, 이는 x = 3.44*cos(AOI_M)/λ*N3 = 0.247을 초래한다.

공식 △P = x*(λ/(N3 cos(AOI_M)))에 따라서, △P는 N3에 의존한다. 본 예의 경우에, N3 = 1이다. 따라서, 한 가지 가능성은 λ/(2*cos(AOI_M))의 층 두께를 갖는 개별 층으로서 제3 층 그룹을 설계하는 것이다. 그러나, 제3 층 그룹은 개별 층이 아니지만, 대신, 적어도 두 개의 개별 층, 즉, 고 굴절 지수 재료로 구성된 층 및 저 굴절 지수 재료로 구성된 층을 갖는 층 그룹이다. 층 두께 λ/(2*cos(AOI_M))를 갖는 개별 층의 효과와 유사한 위상 이동 효과가 여기서 층 쌍의 양 개별 층 사이에 분포된 필요한 추가적 층 재료에 의해 얻어진다. 예로서, 대략 (λ/4 + λ/8)/(cos(AOI_M))의 개별 층 두께가 사용되는 경우 위상 이동 효과가 달성될 수 있다. 또한, 더 얇은 개별 층 두께, 특히 (λ/4 + λ/8)/(cos(AOI_M))를 제공하는 것도 가능하다(또한, 관계 P3=P_M±△P 참조).

본 예의 경우에, Si 층은 약 2.6 nm의 층 두께를 가지며, Mo 층은 약 1 nm의 층 두께를 갖는다.

제9 예시적 실시예의 반사율 곡선은 도시된 입사각 간격의 반사율은 약 11°의 입사각에서 약 56.4%의 최대값과, 17.5°의 입사각에서 약 54.6%의 최소값 사이에서, 즉, 단지 2%만큼 변한다. 이는 이 경우에 기준 시스템의 경우(곡선 "1")보다 단지 미소하게 더 높다.

층 두께의 비율 또는 (형상 또는 광학) 층 두께의 정확한 값이 본 출원에서 표시되어 있으며, 이들 표시는 다중층 배열의 기본적 디자인을 규정하기 위한 공칭 층 두께를 지칭한다. 이런 기초적 디자인의 재최적화에 관하여, 설계 공차는 공칭 층 두께로부터의 미소한 이탈을 초래할 수 있다. 예시적 실시예에서, 설계 공차는 일반적으로 공칭 층 두께의 ±15% 또는 ±20%의 범위에 있다. 또한, 개별 층의 층 두께와 개별 층 그룹의 주기 두께가 설계 공차에 관하여 기본적 디자인의 대응하는 공칭 값으로부터 벗어나는 이런 다중층 배열을 포함하는 것을 의도한다. 주기 두께 차이(△P)의 경우에 대응하는 설계 공차가 또한 가능하다.

또한, 최종 제품에서, EUV 거울, 제조 공차는 또한 층 두께의 미소한 변동을 초래할 수 있다. 개별 층 마다의 제조 공차는 일반적으로 개별 층의 절대 층 두께의 5% 또는 최대 10%의 범위이어야 한다.

본 출원에서 설명된 유형의 EUV 거울은 다양한 광학 시스템에서, 예를 들어, EUV 마이크로리소그래피의 분야에서 사용될 수 있다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 EUV 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(WSC)의 예시적 광학 구성요소를 도시한다. EUV 마이크로리소그래피 투영 노광 장치는 반사 패터닝 장치의 패턴 또는 마스크(M)의 적어도 하나의 이미지를 갖는 투영 렌즈(PO)의 결상 평면(IS)의 영역에 배열되는 방사선 감응성 기판(W)의 노광을 위해 기능하며, 상기 패턴은 투영 렌즈의 대물 평면(OS)의 영역에 배열된다.

설명을 돕기 위해, 카르테시안 xyz 좌표 시스템이 표시되며, 이는 도면에 예시된 구성요소의 각각의 위치 관계를 드러낸다. 투영 노광 장치(WSC)는 스케너 유형으로 이루어진다. 투영 노광 장치의 동작 동안, 마스크(M) 및 기판은 y-방향으로 동기식으로 이동되며, 그에 의해 스캐닝된다.

장치는 주 방사선 소스(RS)로부터의 방사선으로 동작한다. 조명 시스템(ILL)은 주 방사선 소스로부터의 방사선을 수광하고, 패턴 상으로 안내된 조명 방사선을 성형하는 역할을 한다. 투영 렌즈(PO)는 광 감응성 기판 상으로 패턴의 구조를 결상하는 역할을 한다.

주 방사선 소스(RS)는 특히 레이저 플라즈마 소스 또는 가스 방전 소스 또는 싱크로트론 기반 방사선 소스일 수 있다. 이런 방사선 소스는 EUV 범위에서 특히 5 nm과 15 nm 사이의 파장을 갖는 방사선(RAD)을 생성한다. 조명 시스템 및 투영 렌즈가 이러한 파장 범위에서 동작할 수 있기 위해서, 이들은 EUV 방사선에 대해 반사성인 구성요소로 구성된다.

방사선 소스(RS)로부터 발생되는 방사선(RAD)은 집광기(COL)에 의해 집광되고 조명 시스템(ILL)으로 안내된다. 조명 시스템은 혼합 유닛(MIX), 텔레스코프 광학 유닛(TEL) 및 필드 형성 거울(FFM)을 포함한다. 조명 시스템은 방사선을 성형하고, 그에 의해, 투영 렌즈(PO)의 대물 평면(OS) 또는 그 부근에 배치된 조명 필드를 조명한다. 이 경우에, 조명 필드의 형상 및 크기는 대물 평면(OS)의 효과적으로 사용되는 대물 필드(OF)의 형상 및 크기를 결정한다.

반사성 레티클 또는 일부 다른 반사성 패터닝 장치는 장치의 동작 동안 대물 평면(OS) 내에 배열된다.

혼합 유닛(MIX)은 두 개의 패싯 거울(FAC1, FAC2)로 구성된다. 제1 패싯 거울(FAC1)은 대물 평면(OS)에 관하여 광학적으로 연계되는 조명 시스템의 평면에 배열된다. 따라서, 또한, 필드 패싯 거울로서 명명된다. 제2 패싯 거울(FAC2)은 투영 렌즈의 동공 평면에 관하여 광학적으로 연결된 조명 시스템의 동공 평면에 배열된다. 따라서, 또한 동공 패싯 거울로서 명명된다.

스침각 입사로 동작되는 필드 형성 거울(FFM)과 텔레스코프 광학 유닛(TEL)을 포함하면서 비임 경로의 하류에 배치된 결상 광학 조립체와 동공 패싯 거울(FAC2)의 도움으로, 제1 패싯 거울(FAC1)의 개별 거울 패싯(개별 거울)이 대물 필드로 결상된다.

필드 패싯 거울(FAC1)에 공간적(국지적) 조명 강도 분포는 대물 필드의 국지적 조명 강도 분포를 결정한다. 동공 패싯 거울(FAC2)에서의 공간적(국지적) 조명 강도 분포는 대물 필드의 조명 각도 강도 분포를 결정한다.

투영 렌즈(PO)는 대물 평면에 관하여 광학적으로 결합되고 그에 평행하게 배치되는 결상 평면(IS)으로의 투영 렌즈의 대물 평면(OS)에 배열된 패턴의 축소 결상을 위해 기능한다. 이러한 결상은 본 예의 경우에는 13.5 nm인 동작 파장(λ) 주변의 극 자외선 범위(EUV)로부터의 전자기 방사선에 의해 실행된다.

투영 렌즈는 대물 평면 또는 대물 필드(OF)에 배열된 패턴이 대물 필드(OF) 또는 대물 평면에 배열된 패턴이 거울(M1 내지 M6)에 의해 결상 평면 또는 결상 필드(IF)로 결상될 수 있는 방식으로 대물 평면(OS)과 결상 평면(IS) 사이에서 투영 비임 경로(PR)에 배열되는 거울 표면을 갖는 6개 거울(M1 내지 M6)을 구비한다.

EUV 범위로부터의 방사선을 위한 반사 효과를 갖는 거울(EUV 거울)(M1 내지 M6) 각각은 기판을 가지며, 그 위에는 다중층 배열이 적용되고, 이 다중층 배열은 극자외선 범위로부터의 방사선을 위한 반사 효과를 가지며, 교번적으로 상대적으로 낮은 굴절 지수 및 상대적으로 높은 굴절 지수 층 재료를 포함하는 다수의 층 쌍을 포함한다.

거울(M1 내지 M6) 각각은 거울 각각이 결상에 기여하도록 굴곡된 거울 표면을 갖는다. 대물 필드(OF)로부터 오는 투영 비임의 광선은 미소하게 볼록하게 굴곡된 제1 거울(M1) 상에 먼저 입사되고, 이는 미소하게 오목하게 굴곡된 제2 거울(M2)로 광선을 반사한다. 제2 거울은 광선을 볼록 제3 거울(M3)로 반사하고, 이는 광선을 오목 거울(M4)로 측방향으로 편향시킨다. 오목 거울은 제5 거울(M5) 상으로 광선을 반사하고, 제5 거울은 형상적으로 결상 평면에 근접하게 배열되고, 미소하게 볼록하게 굴곡된 거울 표면을 가지며, 광선을 대형 오목 거울(M6)로 반사하며, 이 대형 오목 거울은 결상 평면으로부터 최종 거울이며, 이미지 필드(IF)의 방향으로 광선을 집광한다.

투영 렌즈는 두 개의 부분적 렌즈로 구성된다. 본 경우에, 최초 4개 거울(M1 내지 M4)은 제1 부분 렌즈를 형성하고, 이들은 제4 거울(M4)과 제5 거울(M5) 사이의 광선 경로에 중간 이미지(IMI)를 생성한다. 중간 이미지는 이미지 평면에 관하여 그리고 대물 평면에 관하여 광학적으로 연결되는 중간 이미지 평면에 배치된다. 형상적으로, 중간 이미지는 제6 거울(M6)과 함께 배열된다. 제5 및 제6 거울로 구성되는 제2 부분 렌즈는 축소된 형태로 결상 평면 상에 중간 이미지를 결상한다.

이러한 또는 유사한 구정을 갖는 투영 렌즈와 투영 노광 장치가 예로서 특허 US 7,977,651 B2에 개시되어 있다. 상기 특허의 내용은 본 설명에 관하여 참조로 통합되어 있다.

거울(M1 내지 M6) 중 적어도 하나는 본 발명의 실시예에 따라서 층 구조를 갖는다. 각도 공간에서 광대역 효과를 갖는 반사성 코팅은 특히 가장 큰 입사각 간격이 발생하는 제5 거울(M5)에서 편리하다. 또한 복수의 또는 모든 거울(M1 내지 M6)을 본 발명의 일 실시예에 따라서 설계하는 것도 가능하다.

조명 시스템(ILL)에서, 스침각 입사로 동작되는 필드 형성 거울(FFM)을 제외하면, 모든 거울은 여기서 제안된 유형의 다중층 광대역 코팅으로부터 이익을 얻을 수 있다. 또한, 이는 특히, 패싯 거울(FAC1 및 FAC2)의 다축 경사가능 개별 거울에도 적용되며, 이들은 경사능력 때문에 다양한 입사각 간격 범위에서 동작될 수 있다.

표 A는 도 14를 제외하고 모든 비유적으로 예시된 예시적 실시예(B)에 대하여 기판에 가장 근접한 층(LN = 1)으로부터 진입 측부 층(최고 층 수 또는 최고 LN 값)까지 개별 층의 형상 층 두께 d[nm]를 나타낸다.

표 A

Claims

EUV 거울이며,
기판과,
기판 상에 적용된 다중층 배열을 포함하고,
다중층 배열은 극자외선 범위(EUV)로부터 파장(λ)을 갖는 방사선에 대해 반사 효과를 가지며, 고 굴절 지수 층 재료 및 저 굴절 지수 층 재료를 포함하는 교번적 층을 갖는 다수의 층 쌍을 포함하고,
다중층 배열은
제1 수(N1>1)의 제1 층 쌍을 갖는 주기적 제1 층 그룹(LG1)으로서, 다중층 배열의 방사선 진입 측에 배열되고 제1 주기 두께(P1)를 갖는 주기적 제1 층 그룹과,
제2 수(N2>1)의 제2 층 쌍을 갖는 주기적 제2 층 그룹(LG2)으로서, 제1 층 그룹과 기판 사이에 배열되고 제2 주기 두께(P2)를 갖는 주기적 제2 층 그룹과,
제3 수(N3)의 제3 층 쌍을 갖는 제3 층 그룹(LG3)으로서, 제1 층 그룹과 제2 층 그룹 사이에 배열되는 제3 층 그룹
을 포함하는 EUV 거울에 있어서,
제1 수(N1)는 제2 수(N2)보다 크고,
제3 층 그룹은 주기 두께 차이(△P) 만큼 평균 주기 두께 P_M = (P1 + P2)/2로부터 벗어나는 평균 제3 주기 두께(P3)를 갖고, 주기 두께 차이(△P)는 1/4 파장 층의 광학 층 두께(λ/4)를 제3 수(N3)와 cos(AOI_M)의 곱으로 나눈 몫에 실질적으로 대응하며, AOI_M은 다중층 배열이 그를 위해 설계되는 평균 입사각이고, 조건 △P = x*(λ/(N3 cos(AOI_M)))가 주기 두께 차이(△P)에 대하여 참으로 유지되고, 조건 0.2 ≤ x ≤ 0.35가 참으로 유지되는 것을 특징으로 하는 EUV 거울.
제1항에 있어서, 제3 층 그룹은 그 층 두께가 λ/(2*cos(AOI_M)) 이상인 개별 층을 갖지 않는 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 있어서, 조건 0.25 ≤ x ≤ 0.35가 참으로 유지되는 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제3 수(N3)는 2 내지 5의 범위인 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제3 층 그룹은 둘 이상의 층 쌍을 가지고, 실질적으로 동일한 제3 주기 두께를 가지는 주기 층 구성을 가지는 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제3 층 그룹(LG3)은 제1 주기 두께 및/또는 제2 주기 두께보다 주기 두께 차이(△P) 만큼 작은 제3 주기 두께(P3)를 가지거나, 제3 층 그룹은 제1 주기 두께 및/또는 제2 주기 두께보다 주기 두께 차이(△P)만큼 더 큰 제3 주기 두께(P3)를 가지는 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 있어서, 주기 두께 차이(△P)만큼 평균 주기 두께(P_M)로부터 벗어나는 제4 주기 두께(P4)와 제4 수(N4)의 제4 층 쌍을 갖는 제4 층 그룹(LG4)을 더 포함하고, 주기 두께 차이(△P)는 1/4 파장 층의 광학 두께(λ/4)를 제4 수(N4)와 cos(AOI_M)의 곱으로 나눈 몫에 실질적으로 대응하고, 제4 층 그룹은 제3 층 그룹과 기판 사이에 배열되고, 제2 층 그룹의 적어도 하나의 제2 층 쌍은 제4 층 그룹과 제3 층 그룹 사이에 배열되는 EUV 거울.
제7항에 있어서, 제4 수(N4)는 2 내지 5의 범위인 EUV 거울.
제7항에 있어서, 제4 층 그룹(LG4)은 둘 이상의 층 쌍을 가지고, 실질적으로 동일한 제4 주기 두께를 갖는 주기 층 구성을 가지는 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 층 그룹(LG1)은 엄밀 주기적이고 그리고/또는 제2 층 그룹(LG2)은 엄밀 주기적인 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 주기 두께(P1)는 제2 주기 두께(P2)와 동일한 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 있어서, N1>10이 참으로 유지되는 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상대적으로 높은 굴절 지수 층 재료의 층 두께 또는 제1, 제2 및 제3 층 그룹의 모든 층 쌍의 상대적으로 낮은 굴절 지수 층 재료의 층 두께는 동일한 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 있어서, 모든 층 그룹의 층 쌍의 층 재료 중 하나는 동일한 층 두께를 가지는 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 층 그룹 내의 층 쌍의 주기 두께와 더 높은 흡수성의 층 재료의 층 두께 사이의 비율(Γ)은 변하는 EUV 거울.
제15항에 있어서, Γ의 값은 층 그룹 내에서 연속적으로 변하는 EUV 거울.
제15항에 있어서, Γ의 값은 층 그룹의 기판 측부로부터 방사선 진입 측부에 더 근접하게 배치되는 층 그룹의 측부까지 층 쌍들 사이에서 증가 또는 감소하는 EUV 거울.
제1항 또는 제2항에 따른 EUV 거울을 포함하는 광학 시스템.
제18항에 있어서, 광학 시스템은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(WSC)를 위한 조명 시스템(ILL) 또는 투영 렌즈(PO)인 광학 시스템.