(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶリソグラフィ装置で用いられる、軟Ｘ線および極紫外線波長領域の作動波長のための反射光学素子であって、前記作動波長で異なる屈折率実部を有する交互に設けられる２つの材料（２１，２２）よりなる多層システムを備える反射光学素子において、
より小さい屈折率実部を有する前記材料（２２）からより大きい屈折率実部を有する前記材料（２１）への第１の移行部と、前記より大きい屈折率実部を有する前記材料（２１）から前記より小さい屈折率実部を有する前記材料（２２）への第２の移行部とには、それぞれ単一のさらなる材料からなる２つの付加層（２３，２３ａ，２３ｂ，２４，２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′）がそれぞれ設けられ、前記２つの付加層は、それぞれ前記交互に設けられる２つの材料（２１，２２）の少なくとも一方に隣接して配置されており、前記２つの付加層（２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′）が、前記第１の移行部と前記第２の移行部とで異なるように配置されていることを特徴とする反射光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の反射光学素子において、
前記２つの付加層（２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ）の順序が、前記より小さい屈折率実部を有する材料（２２）から前記より大きい屈折率実部を有する材料（２１）への移行部と、前記より大きい屈折率実部を有する材料（２１）から前記より小さい屈折率実部を有する材料（２２）への移行部とで異なるように選択されている反射光学素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の反射光学素子において、
前記２つの付加層（２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′）のうち少なくとも一方の材料が、前記より小さい屈折率実部を有する材料（２２）から前記より大きい屈折率実部を有する材料（２１）への移行部と、前記より大きい屈折率実部を有する材料（２１）から前記より小さい屈折率実部を有する材料（２２）への移行部とで異なるように選択されている反射光学素子。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の反射光学素子において、
前記交互に設けられる２つの材料（２１，２２）の間の少なくとも１つの移行部に、付加層なしの場合の反射率と比較して前記作動波長における多層システム（２）の最大反射率を増大させるさらなる材料からなる第１付加層（２３ａ，２３ｂ）と、隣接する層間のバリアとして作用する別のさらなる材料からなる第２付加層（２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′）とが配置されている反射光学素子。
【請求項５】
ＥＵＶリソグラフィ装置で用いられる、軟Ｘ線および極紫外線波長領域の作動波長のための反射光学素子であって、前記作動波長で異なる屈折率実部を有する交互に設けられる２つの材料（２１，２２）よりなる多層システムを備える反射光学素子において、
前記交互に設けられる２つの材料（２１，２２）の間の少なくとも１つの移行部に、それぞれ単一の材料からなる２つの付加層（２３，２３ａ，２３ｂ，２４，２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′）であって、付加層なしの場合の反射率と比較して前記作動波長における前記多層システム（２）の最大反射率を増大させるさらなる材料からなる第１付加層（２３ａ，２３ｂ）と、隣接する層間のバリアとして作用する別のさらなる材料からなる第２付加層（２４，２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′）とが設けられ、前記２つの付加層は、それぞれ、前記交互に設けられる２つの材料（２１，２２）の少なくとも一方に隣接して配置されていることを特徴とする反射光学素子。
【請求項６】
請求項５に記載の反射光学素子において、
前記第１付加層（２３ａ，２３ｂ）が、より小さい屈折率実部を有する材料（２２）からより大きい屈折率実部を有する材料（２１）への移行部と、より大きい屈折率実部を有する材料（２１）からより小さい屈折率実部を有する材料（２２）への移行部とで異なる材料からなる反射光学素子。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の反射光学素子において、
前記多層システムに保護層が被着されており、多層システム（２）と保護層（４）との間の移行部に、付加層なしの場合の反射率と比較して前記作動波長における最大反射率を増大させるさらなる材料からなる第１付加層（２３）と、隣接する層間のバリアとして作用する別のさらなる材料からなる第２付加層（２４）とが配置されている反射光学素子。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の反射光学素子において、
前記第２付加層（２４，２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′）の材料が、付加層なしの場合の反射率と比較して前記作動波長における最大反射率を増大させる反射光学素子。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の反射光学素子において、
少なくとも前記第１付加層（２３ａ，２３ｂ）の材料の屈折率のうち前記作動波長における屈折率実部の値が、屈折率実部がより大きい前記交互に設けられる材料（２１）の対応値よりも大きいか、または、屈折率実部がより小さい前記交互に設けられる材料（２２）の対応値よりも小さい反射光学素子。
【請求項１０】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の反射光学素子において、
少なくとも前記第１付加層（２３ａ，２３ｂ）の材料の屈折率のうち前記作動波長における屈折率実部の値が、交互に設けられる前記材料（２１，２２）の対応値の中間にある反射光学素子。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項に記載の反射光学素子において、
前記付加層（２３，２３ａ，２３ｂ，２４，２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′）の厚さ（ｄ）が、交互に設けられる材料からなる層（２１，２２）の厚さよりも小さい反射光学素子。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項に記載の反射光学素子において、
前記付加層（２３，２３ａ，２３ｂ，２４，２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′）の厚さ（ｄ）が、前記作動波長の１／４よりも小さく、特に前記作動波長の１／８よりも小さい反射光学素子。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか一項に記載の反射光学素子において、
前記作動波長でより小さい屈折率実部を有する前記材料（２２）が、モリブデンであり、前記作動波長でより大きい屈折率実部を有する前記材料（２１）が、ケイ素である反射光学素子。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれか一項に記載の反射光学素子において、
前記第１付加層（２３，２３ａ，２３ｂ）が、ルテニウム、ロジウム、イットリウムおよびニオブの群のいずれかの材料を含む反射光学素子。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一項に記載の反射光学素子において、
前記第２付加層（２４，２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′）が、炭化ホウ素を含む反射光学素子。
【請求項１６】
特にＥＵＶリソグラフィ装置のための投影システム（１４０）において、
請求項１から１５までに記載のいずれか１つの反射光学素子（１４１，１４２）を有することを特徴とする投影システム。
【請求項１７】
特にＥＵＶリソグラフィ装置のための照明システム（１２０）において、
請求項１から１５までに記載のいずれか１つの反射光学素子（１２１，１２２）を有することを特徴とする照明システム。
【請求項１８】
ＥＵＶリソグラフィ装置（１００）において、
請求項１から１５に記載の少なくとも１つの反射光学素子（１２１，１２２，１４１，１４２）を有することを特徴とするＥＵＶリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＥＵＶリソグラフィ装置で用いられる、極紫外線および軟Ｘ線波長領域の作動波長のための反射光学素子であって、作動波長で異なる屈折率実部を有する少なくとも２つの材料が交互に設けられる多層システムを備える反射光学素子に関する。
【０００２】
さらに本発明は、特にＥＵＶリソグラフィ装置で用いられる、少なくとも１つの反射光学素子を有する投影システムおよび照明システム、ならびに、少なくとも１つの反射光学素子を有するＥＵＶリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
極紫外線（ＥＵＶ）および軟Ｘ線波長領域（例えば約１ｎｍ〜２０ｎｍの波長）のための反射光学素子、例えばフォトマスクまたは多層ミラーは、特に半導体構成素子のリソグラフィにおいて使用される。ＥＵＶリソグラフィ装置は、一般に複数の反射光学素子を備えているので、これらの反射光学素子は、十分に高い総反射率が得られることを確実にするために、できるだけ高い反射率を有している必要がある。ＥＵＶリソグラフィ装置では通常は複数の反射光学素子が順次に配置されているので、個々の反射光学素子におけるわずかな反射率損失でさえ、総反射率に著しい影響を及す。
【０００４】
ＥＵＶおよび軟Ｘ線波長領域のための反射光学素子は、一般に多層システムを有している。多層システムでは、作動波長で大きい屈折率実部を有する材料層（スペーサ層とも呼ぶ）と、作動波長でより小さい屈折率実部を有する材料層（吸収層とも呼ぶ）とが交互に被着されており、吸収層-スペーサ層の対がスタックを形成している。これにより、ある意味で、結晶がシミュレートされており、ブラッグ反射が生じる結晶の格子平面が吸収層に相当する。個々の層および反復されるスタックの厚さは、達成されるべき反射特性に応じて、多層システム全体にわたって一定であってもよいし、変化してもよい。
【０００５】
ＥＵＶリソグラフィ装置においてできるだけ高い総反射率を確保するための１つの方法は、反射光学素子に、１つ以上の層を備えていてよい保護層を設け、これにより、反射光学素子を汚染物質から保護し、反射光学素子の耐用寿命を長くすることである。
【０００６】
別の方法は、吸収層およびスペーサ層の基本構造に、さらに吸収性が高い材料または低い材料をさらに補い、特定の作動波長における最大可能反射率を増大させることである。
このためには、幾つかのスタックにおいて吸収材料および／またはスペーサ材料を入れ換えるか、または２つ以上の吸収材料および／またはスペーサ材料からスタックを構成してもよい。吸収材料およびスペーサ材料は、反射率を最適化するために全てのスタックにおいて一定の厚さを有していてもよいし、または異なる厚さを有していてもよい。実際には、材料が複雑に連続している反射光学素子では、期待どおりの高い反射率を達成することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、作動波長においてできるだけ高い反射率を提供する反射光学素子を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、特にＥＵＶリソグラフィ装置で用いられる、軟Ｘ線および極紫外線波長領域の作動波長のための反射光学素子であって、作動波長で異なる屈折率実部を有する少なくとも２つの材料が交互に設けられる多層システムを備える反射光学素子において、交互に設けられる２つの材料のうちの少なくとも１つに隣接して、特に交互に設けられる２つの材料の間の少なくとも１つの移行部に、特殊なさらなる材料からなる２つの付加層が配置されていることにより解決される。
【０００９】
この課題は、特に対応する光学素子において、交互に設けられる２つの材料の間の少なくとも１つの移行部に、付加層なしの場合の反射率と比較して作動波長における最大反射率を増大させるさらなる材料からなる第１付加層と、隣接する層間のバリアとして作用する別のさらなる材料からなる第２付加層とが配置されていることにより解決される。
【００１０】
第１および第２付加層を備えるこのような多層システムの基本構造は、反射率を増大させることのできる多くの材料が、多層システムの基本材料、特にスペーサ材料と化学反応し、これにより、付加層が好ましくない材料から形成されてしまい、これらの付加層が、作動波長における屈折率に基づいて反射率に不都合に作用し、吸収層とスペーサ層との間の境界面が空間的にずらされることにより、境界面に関する電磁波の位相角のシフト、ひいては作動波長における反射率の低下をもたらすという認識に基づいている。特にＥＵＶおよび軟Ｘ線波長領域では、金属が吸収層として適しており、金属と反応することの多い非金属がスペーサ層として適している。２つの中間層、すなわち、反射を促進する中間層、および、バリアとして、この反射促進中間層と、隣接するスペーサ層との間または吸収層との間の化学的相互作用および／または拡散を阻止する中間層とを同時に考慮することにより、吸収材料とスペーサ材料とからなる実際の反射光学素子の基礎をなす多層システムの反射率を高めることができる。第２中間層には、第１中間層により得られた反射率利得を著しく低下させることのない材料が好ましく、付加的な反射率利得をもたらす材料が特に好ましい。
【００１１】
多層システムが、作動時にＥＵＶまたは軟Ｘ線ビームにさらされる側に保護層を有する反射光学素子では、多層システムと保護層との間の移行部に、付加層なしの場合の反射率と比較して作動波長における最大反射率を増大させるさらなる材料からなる第１付加層と、隣接する層の間のバリアとして作用する別のさらなる材料からなる第２付加層とが配置される。
【００１２】
さらにこの課題は、少なくとも１つの上記のような反射光学素子を有する、特にＥＵＶリソグラフィ装置のための投影システム、および、少なくとも１つの上記のような反射光学素子を有する、特にＥＵＶリソグラフィ装置のための照明システムにより解決される。
【００１３】
有利な実施形態が従属請求項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１ａ】反射光学素子の概略図である。
【図１ｂ】反射光学素子の詳細図である。
【図１ｃ】反射光学素子の第３実施形態の詳細図である。
【図１ｄ】反射光学素子のさらなる実施形態の詳細図である。
【図１ｅ】反射光学素子のさらなる詳細図である。
【図２ａ】ケイ素の上部の第１付加層として様々な材料が最大反射率に及ぼす影響を示す図である。
【図２ｂ】ケイ素の上部の第２付加層として様々な材料が最大反射率に及ぼす影響を示す図である。
【図３ａ】モリブデンの上部の第１付加層として様々な材料が最大反射率に及ぼす影響を示す図である。
【図３ｂ】モリブデンの上部の第２付加層として様々な物質が最大反射率に及ぼす影響を示す図である。
【図４】ＥＵＶリソグラフィ装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を有利な実施例を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１ａ，図１ｂは、特にＥＵＶリソグラフィ装置において、例えばフォトマスクまたはミラーとして使用される、極紫外線および軟Ｘ線波長領域のための反射光学素子１を例示的に示している。図１ａは、多層システム２の上位構造を概略的に示している。本実施例では、多層システム２は、異なった複雑な屈折率を有する異なる材料を用いて基板３を連続的に被覆することにより生成されている。さらに汚染物質のような外部の影響から保護するために多層システム２には保護層４が付加的に被着されている。反射光学素子１の反射率などの光学特性に可能な限りわずかな影響しか及ぼさないように、保護層４自体は、例えば、様々な汚染物質の影響に対して不活性であり、多層システム２との化学的相互作用を抑制し、多層システム２に光学的に確実に適合する複数の異なる材料層から構成されていてもよい。
【００１７】
多層システム２は、本質的に複数回反復されるスタック２０からなる。スタックの構造を図１ｂに概略的に示す。スタック２０の主要な層は、小さい屈折率実部を有する材料からなるいわゆる「吸収層２２」、および、大きい屈折率実部を有する材料からなるいわゆる「スペーサ層２１」であり、これらの層は、スタック２０が複数回反復されることにより作動波長で反射を生じる。これにより、ある意味で結晶がシミュレートされており、吸収層２２は結晶の内部の格子平面に対応し、吸収層は、特定のスペーサ層２１によって規定される所定の相互間隔を有し、吸収層では、入射するＥＵＶおよび／または軟Ｘ線ビームの反射が生じる。所定の作動波長でそれぞれの吸収層２２で反射されるビームが有利に重畳され、これにより、反射光学素子の最大反射率が達成されるように、層の厚さが選択される。図１ｂに示す実施例では、スペーサ層２１の上部における吸収層２２との境界面にも、吸収層２２の上部おけるスペーサ層２１との境界面にも第１中間層２３ａ，２３ｂが設けられており、これらの第１中間層は、スペーサ層２１および吸収層２２のみが設けられている場合に生じる基本反射率に比べて最大反射率を増大させる。同様に第２中間層２４ａ，２４ｂが設けられており、これらの第２中間層は、第１中間層２３ａ，２３ｂと、本実施例では隣接しているスペーサ層２１との間で、化学的相互作用または拡散に対して、有利には双方に対してバリアとして作用する。
【００１８】
スペーサ層２１の上部における吸収層２２との境界面または吸収層２２の上部におけるスペーサ層２１との境界面のいずれか一方にのみ２つの中間層２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂを設けることも同様に可能であることを指摘しておく。図１ｃに概略的に示すように、２つの第２中間層２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′を第１中間層２３ａ，２３ｂの両側に設け、スペーサ層２１および吸収層２２との化学的相互作用および／または拡散を抑制することも同様に可能であり、この場合、第１中間層２３ａ，２３ｂの両側の第２中間層２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′は、例えば厚さおよび材料に関して異なっていてもよい。材料選択に応じて、吸収層２２の側にだけ第２中間層２４ａ，２４ｂを設ければよい場合もある。さらなる可能性は、図１ｄに概略的に示すように、第１中間層２３を吸収層２２の側に設け、第２中間層２４をスペーサ層２１の側に設け、さらに第１中間層２３をスペーサ層２１の側に設け、第２中間層２４を吸収層２２の側に設けることである。吸収層からスペーサ層へ移行するのか、またはスペーサ層から吸収層へ移行するのかに応じて、２つの付加層の順序を逆転させることも可能である。特に、中間層がスペーサ層２１から吸収層２２とどの位置に配置されるべきであるのかに応じて、中間層のために異なる材料を選択することも可能であり、これにより異なる中間層、例えば２３ａおよび２３ｂまたは２４ａおよび２４ｂが生じる。それぞれのタイプの中間層には、特に、２つ以上の吸収層および／またはスペーサ層を備えるスタック内では、２つ以上の異なる材料を選択することができる。好ましくは、中間層は、吸収層からスペーサ層へ配列されるのか、またはスペーサ層から吸収層へ配列されるのかに応じて異なる厚さを有していてもよい。
【００１９】
多層システムと保護層との間の移行部、すなわち、本実施例では最上部の吸収層２２と保護層４との移行部を図１ｅに詳細に示す。上述のように、保護層は１つの材料から形成されていてもよいし、または複数層、すなわち、２、３、４層、またはそれよりも多数の層からなる複合層であってもよい。単一または複合保護層４のための好ましい材料は、例えば、炭化ホウ素、ホウ化モリブデン、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ベリリウム、酸化ケイ素、チタン、窒化チタン、銅-金合金、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、金、パラジウム、プラチナ、オスミウム、サマリウム、ガドリニウム、酸化アルミニウム、カリウム、ハフニウム、フッ化トリウム、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化ランタン、非晶質炭素、イットリウム、ニオブ、酸化ロジウム、酸化ルテニウム、セリウム、水素化ケイ素である。本実施例では、反射率を増大させるための第１中間層２３、および、バリアとして作用し、かつ場合によっては反射率を増大させるための第２中間層２４が、最上部の吸収層２２と保護層４との間に配置されている。図１ｅに示した実施例では、第１中間層２３は、最上部の吸収層２２と第２中間層２４との間に配置されている。必要に応じて、第２中間層２４は保護層４と第１中間層２３との間に配置されていてもよいし、または第１中間層２３の両側に配置されていてもよい。さらに、多層システムは吸収層ではなくスペーサ層で終端してもよい。この場合には第１および第２中間層は反射率を増大させるために上述のように保護層への移行部にも設けられていてよい。中間層２３，２４および保護層４を寸法決めする場合には、有利には、保護層４の総厚は、約１ｎｍ〜約１０ｎｍの範囲で選択され、第１および第２中間層２３，２４の総厚は、約０．２ｎｍ〜約１０ｎｍの範囲から選択される。保護層４との移行部に設けられる第１および第２中間層２３，２４の材料は、吸収層２２とスペーサ層２１との間に設けられる第１および第２中間層２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂのための材料と同一であってもよいし、または異なっていてもよい。第１および第２中間層は、保護層との移行部に設けられていてもよいし、多層システム内に設けられていてもよいし、または保護層との移行部と多層システム内の両方に設けられていてもよい。
【００２０】
ＥＵＶおよび軟Ｘ線波長領域で頻繁に使用される、モリブデンを吸収層とし、ケイ素をスペーサ層とする材料を備えるスタックを用いて幾つかの実施例をさらに説明する。以下の説明は、ＥＵＶおよび軟Ｘ線波長領域のために適宜な他の多層システム、例えば、モリブデン／ベリリウム、炭化モリブデン／ケイ素、またはルテニウム／ケイ素についてもあてはめることができる。２つ以上の材料が交互に設けられる層を基にした多層システムについてもあてはめることができる。さらに、スタック内における個々の層の厚さ比が一定であるか、または異なる多層システムに少なくとも２つの中間層を設けることができることも指摘しておく。
【００２１】
まず、ケイ素の上部におけるモリブデンとの境界面を詳細に調べる。ケイ素の上部の第１中間層として可能な幾つかの材料の反射率と厚さとの関係を図２ａに示し、ケイ素の上部の第２中間層として可能な幾つかの材料の反射率と厚さとの関係を図２ｂに示す。
【００２２】
実際のモリブデン／ケイ素多層システムに対応する実線を比較基準として用いる。例えばＭＯ７Ｓｉ３によっておおよそ表すことができ、典型的には８Å、すなわち０．８ｎｍの厚さを有する混合層が、相互拡散により実際のモリブデン／ケイ素多層システムにおけるモリブデンとケイ素層との間の境界面に形成される。この混合層により、最大反射率が約７０％から約６９％に低下する。これに対して、まず、ルテニウム、ロジウム、炭化モリブデンおよびルテニウムシリサイドからなる中間層の追加が反射率に及ぼす影響を調べた。図２ａからわかるように、厚さが増大すると炭化モリブデンまたはルテニウムシリサイドからなる中間層では反射率は低下するが、純粋にモリブデンシリサイドから形成された中間層ほど著しくは低下しない。ロジウムの場合、約６Åまでの厚さではわずかな反射率上昇が認められるが、これよりも厚さが増すにつれて反射率は急速に低下する。ルテニウムでは顕著な作用が認められる。８Åの厚さまでに反射率は７０％を超えるまで上昇し、少なくとも１０Åまでは一定に保持される。ここに示した全ての材料は、純粋なモリブデンシリサイド多層システムに対して実際の反射率を増大させるので、第１中間層のための材料として基本的に適している。ルテニウムは第１中間層のための材料として特に好ましい。
【００２３】
対応して、第２中間層のために適した材料が図２ｂに示されている。これらの材料は、ケイ素に対して比較的不活性であり、拡散バリアとしても作用することが知られている炭化ホウ素、非晶質炭素、窒化ケイ素である。これらの材料が反射率に及ぼす影響は、全ての厚さで極わずかにしか異ならず、全ての材料は通常のモリブデン／ケイ素多層システムに比べても許容可能な反射率低下しかもたらさない。炭化ケイ素も、ケイ素の上部のモリブデンとの境界面に設けられる第２中間層のための材料として同様に適していることを指摘しておく。図２ｂに示したように、炭化ケイ素が反射率に及ぼす影響は、炭化ホウ素、非晶質炭素および窒化ケイ素に比較可能である。
【００２４】
モリブデンの上部のケイ素との境界面には、ケイ素の上部のモリブデンとの境界面のための材料とは異なる材料が反射率増大のために適していることがわかった。特に、イットリウム、ニオブ、ニオブシリサイド、イットリウムシリサイドが、モリブデンの上部のケイ素との境界面における最大反射率に及ぼす影響に関して調べた。結果を図３ａに示す。４つの材料はいずれも、まず７０％以上の反射率の増大を示し、次いで反射率の低下を示す。最大反射率は、イットリウムシリサイドでは既に４Åで得られ、ニオブおよびニオブシリサイドでは約６Åで得られ、イットリウムでは８Åの手前で得られる。１０Åでも最大反射率は７０％を超えている。それ故、イットリウムは第１中間層のための材料として特に好ましい。
【００２５】
第２中間層のための材料として、炭化ホウ素、非晶質炭素および窒化ケイ素を再び調べた。ケイ素の上部のモリブデンとの境界面に対して、非晶質炭素および窒化ケイ素により形成された中間層は、モリブデンの上部のケイ素との境界面では極めて小さい厚さで反射率に極めて不利な影響を及ぼし（図３ｂ参照）、炭化ホウ素は、調べた全ての厚さに対して、純粋なモリブデンシリサイド層を有するモリブデン／ケイ素多層システムに対して反射率のわずかな上昇をもたらした。したがって、炭化ホウ素は、少なくともモリブデンの上部のケイ素との境界面では、第２中間層のための材料として好ましい。
【００２６】
ＥＵＶおよび／または軟Ｘ線波長領域の作動波長で、中間層を備えていない多層システム、例えばモリブデン／ケイ素多層システムに対して多層システムの最大相対反射率を増大させる材料の特性をより正確に観察した場合、特に２つの形態が考えられる。このことは、混合層を有する実際のモリブデン／ケイ素多層システムに対してのみならず、理想的なモリブデン／ケイ素多層システム（図２ａ，２ｂおよび図３ａ，３ｂにおけるｄ＝０Åに相当する）に対しても反射率の上昇をもたらす中間層材料について特にいえる。
【００２７】
第１の形態では、少なくとも第１付加層２３ａ，２３ｂ、すなわち、反射率促進層の材料の屈折率において、作動波長における屈折率実部の値が、交互に設けられる材料のうち屈折率実部がより大きい材料の対応値よりも大きいか、または、屈折率実部がより小さい材料の対応値よりも小さい。したがって多層システム内の光学コントラスト、ひいては反射率も増大する。例えば、ここで考察したモリブデン／ケイ素多層システムの場合には、ルテニウムがケイ素層の上方およびモリブデン層の下方の第１付加層２３ａに用いる材料として適している。ルテニウムは、１３．５ｎｍの作動波長でモリブデンよりも著しく小さい屈折率実部を有する（表１参照）。第１付加層の厚さを選択する場合には、反射率利得の効果が第１付加層による付加的な吸収率に基づくより高い光学コントラストによって補償されてしまうほど大きく選択されないよう注意すべきである。このことは、ルテニウムのように作動波長で大きい屈折率虚部を有する材料では特に重要である（表１）。
【００２８】
第２の形態では、少なくとも第１付加層の材料の屈折率のうち作動波長における屈折率実部の値は、交互に設けられる材料の対応値の中間にある。このような材料は、多層システムの光学コントラストを低下させやすい。しかしながら、多層システムの照射時に個々の層の境界における屈折および干渉により形成される電場の定常波をシフトさせる。定常波場の総吸収率は、主に様々な層における全般的な強度分布により影響され、各層の材料に応じた屈折率虚部により規定される各層の個別吸収率に関連している。付加層の追加により強度分布はシフトし、これにより、異なる定常波場総吸収率が生じる。特殊な例として、交互に設けられる材料の屈折率実部の値の間に屈折率実部の値を有する材料により形成された付加的な層によって、極大値（腹）および節の位置がシフトされ、最大値が、比較的大きい屈折率虚部、すなわち、より高い吸収率を有する材料からなる領域から、比較的小さい屈折率虚部、すなわち、より低い吸収率を有する材料からなる領域へシフトされる。このようにして吸収率が低減され、反射率が増大する。定常波場のシフトは大きすぎても、または小さすぎても、総吸収率の増大および反射率の減少をもたらす場合があるので、それぞれの多層システムのために付加層に適した材料および適した厚さ範囲を新たに設定すべきであることを指摘しておく。ここに示したモリブデン／ケイ素多層システムの実施例では、例えば、モリブデン層の上方およびケイ素層の下方の第１付加層に用いる材料としてはイットリウムおよびニオブが特に適している。
【００２９】
第２中間層、すなわちバリア層として適した材料は、隣接する材料、本実施例では第１中間層、スペーサ層および／または吸収層の材料に対して低い生成エンタルピーを示し、隣接する材料に対して低い拡散率を示す。さらにこれらの材料は、島状成長パターンとは反対に閉原子層として層を成長させる傾向を示す。好ましくは、第２中間層の材料は、第１中間層のための材料に関して前述したように、作動波長で適宜な光学コントラストを有している。
【００３０】
本実施例に関して第１または第２中間層のために挙げた材料は、保護層への移行部に設けられる対応中間層のためにも適していることを指摘しておく。
【００３１】
好ましくは、中間層の厚さは、スペーサ層および吸収層として用いられ、反射光学素子の基本的な特徴、特に作動波長領域を規定する、交互に設けられる材料層の厚さよりも小さい。特に好ましくは、付加層の厚さは、作動波長の１／４よりも小さく、特に作動波長の１／８よりも小さい。
【００３２】
例えば、１３．５ｎｍの作動波長では、モリブデン-ケイ素多層システムが、第１中間層２３ａとしてモリブデンの上部のケイ素との境界面にイットリウムを有し、第２中間層２４ａとしてケイ素層２１に向いた炭化ホウ素を有し、第１中間層２３ｂとしてケイ素の上部のモリブデンとの境界面にルテニウムを有し、さらに、第２中間層２４ｂとしてケイ素層に向いた炭化ホウ素を有して生成される。全ての層は、電子ビーム蒸着により被着される。個々の層厚さは、モリブデンでは約２．８ｎｍ、イットリウムでは０．６ｎｍ、両方の炭化ホウ素層では０．２ｎｍ、ケイ素では４．２ｎｍおよびルテニウムでは０．８ｎｍである。これにより生じるスタック２０は５０回反復される。１３．５ｎｍの作動波長では、約７１％を超える実際に達成可能な最大反射率が生じる。これは、本発明による中間層なしの比較可能なモリブデン-ケイ素多層システムによって実際に達成することができる６９％に比べて２％を超える増大を意味する。
【００３３】
さらなる実施例では、上記の反射光学素子の生成において、炭化ホウ素中間層は電子ビーム蒸着によってではなく、マグネトロンスパッタリングによって被着される。この場合にも１３．５ｎｍの作動波長で７１％を幾分超える最大反射率が生じる。
【００３４】
さらに、再び全ての個別層が電子ビーム蒸着により被着される別の反射光学素子が形成される。ここでは、モリブデンの上部のケイ素との境界面に設けられる第１中間層に用いる材料としてニオブがイットリウムに代替される。この反射光学素子により、１３．５ｎｍで約７１％の最大反射率が達成される。
【００３５】
本発明による反射光学素子は、実際に達成可能な高い反射率の他に、特に第２中間層により、より長い使用期間にわたって多層システムの構造が安定的に保持されるという別の利点を有している。なぜなら、第２中間層は、ＥＵＶまたは軟Ｘ線ビームによる連続的な照射によって熱負荷された状態においても、隣接する層との相互拡散を阻止するからである。これにより、作動波長における最大反射率は連続運転時にも保持される。この点で、本発明による反射光学素子は、ＥＵＶリソグラフィ装置において使用するために特に適しており、ＥＵＶリソグラフィ装置の様々な箇所で、例えばミラー素子またはマスク素子として使用することができる。
【００３６】
図４には、ＥＵＶリソグラフィ装置１００が概略的に示されている。主な構成部分は、ビーム整形システム１１０、照明システム１２０、フォトマスク１３０および投影システム１４０である。
【００３７】
例えば、プラズマ源またはシンクロトロンを光源１１１として用いることもできる。約５ｎｍ〜２０ｎｍの波長領域で放出されるビームがまずコリメータ１１２で収束される。さらにモノクロメータ１１３を用いて、入射角を変更することにより望ましい作動波長がフィルタされる。上記波長領域で、コリメータ１１２およびモノクロメータ１１３は、典型的には反射光学素子として形成されている。本発明による反射素子を、例えば、コリメータ１１２およびモノクロメータ１１３としてビーム整形システム１１０で使用することは適切である。なぜならここでは熱負荷が極めて大きく、後続構成部分の高い反射率によってＥＵＶビームの最大値を提供することが特に重要だからである。
【００３８】
ビーム整形システム１１０において波長および空間分布に関して調整された作動ビームは、次いで照明システム１２０に導入される。図４に示した実施例では、照明システム１２０は、上記のような第１および第２中間層を有する多層システムを備える２つのミラー１２１，１２２を有していてもよい。照明システム１２０は、ミラーを１個のみ、または３，４，５個、またはそれよりも多く有していてもよく、これらのミラーの全てまたは一部は、上記のような第１および第２中間層を備える多層システムを有していてもよいことを指摘しておく。
【００３９】
ミラー１２１，１２２は、ウェーハ１５０に結像されるべき構造を備えるフォトマスク１３０にビームを案内する。フォトマスク１３０は、同様にＥＵＶおよび軟Ｘ線波長領域のための反射光学素子であり、第１および第２中間層を備える多層システムを有している。
【００４０】
投影システム１４０を用いて、フォトマスク１３０により反射されたビームがウェーハ１５０に投影され、これにより、フォトマスク１３０の構造がウェーハ１５０に結像される。投影システム１４０は、図示の実施例では２つのミラー１４１，１４２を備えており、これらのミラーは、第１および第２の中間層を備える多層システムを有している。投影システム１４０は、ミラーを１個のみ、または３，４，５個、またはそれよりも多く有していてもよく、これらのうちの１つ以上のミラーは、第１および第２中間層を備える多層システムを有していてもよいことを指摘しておく。
【符号の説明】
【００４１】
１  反射光学素子
２  多層システム
３  基板
４  保護層
２０  周期的に反復される層スタック
２１  低い吸収係数を有する材料
２２  高い吸収係数を有する材料
２３，２３ａ，２３ｂ  反射率を増大させる第１中間層
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ａ′，２４ｂ′  拡散バリアとしての第２中間層
１００  ＥＵＶリソグラフィ装置
１１０  ビーム整形システム
１１１  光源
１１２  コリメータ
１１３  モノクロメータ
１２０  照明システム
１２１，１２２  ミラー
１３０  マスク
１４０  投影システム
１４１，１４２  ミラー
１５０  ウェーハ
Ｒ  最大反射率
ｄ  厚さ
【００４２】
【表１】
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【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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