(57)【要約】  反射率に対するＥＵＶリソグラフィ装置内の二酸化ケイ素、炭化水素、及び／又は金属からなる汚染の悪影響を低減するために、反射面（５９）を有する極紫外波長範囲用の反射光学素子（５０）が提案され、反射面（５９）の多層コーティングは、フッ化物からなる最上層（５６）を有する。ＥＵＶリソグラフィ装置の動作中に反射光学素子（５０）に堆積する上記汚染物は、以下に述べる物質の少なくとも１つの物質の添加により揮発性化合物に変換される：原子状水素、水素分子、例えばテトラフルオロメタン等のパーフルオロアルカン、酸素、窒素、及び／又はヘリウム。【選択図】図２ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を有する極紫外線波長範囲用の反射光学素子であって、前記反射面（５９）は金属フッ化物からなる最上層（５６）を備える多層コーティングを有する反射光学素子において、
前記金属フッ化物は、フッ化ランタン、フッ化アルミニウム、氷晶石、及びチオライトからなる群から選択され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、
前記多層コーティングは、前記最上層（５６）の下に、モリブデン、ルテニウム、貴金属、ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ホウ素、炭素化合物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの材料からなる中間層（５８）を有することを特徴とする反射光学素子。
【請求項３】
請求項１に記載の反射光学素子において、
前記多層コーティングは、前記最上層（５６）の下に、窒化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ホウ素、炭素、及び炭化物、特に炭化ホウ素からなる群から選択される少なくとも１つの材料からなるバリア層（５７）を有することを特徴とする反射光学素子。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の反射光学素子において、
前記最上層（５６）の下の前記中間層（５８）又は前記バリア層（５７）は、約０．１ｎｍ〜５ｎｍの範囲の厚さを有することを特徴とする反射光学素子。
【請求項５】
請求項１に記載の反射光学素子において、
前記反射面（５９）の前記多層コーティングは、多層系（５１）を備え、該多層系（５１）は、交互のケイ素層及びモリブデン層（５５，５４）又は交互のケイ素層及びルテニウム層（５５，５４）に基づくことを特徴とする反射光学素子。
【請求項６】
請求項１に記載の反射光学素子において、
前記最上層（５６）は、約０．１ｎｍ〜２．５ｎｍの範囲の厚さを有することを特徴とする反射光学素子。
【請求項７】
反射面を有する反射光学素子を備えるＥＵＶリソグラフィ装置を作動させる方法であって、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射面を有する少なくとも１つの反射光学素子を設けるステップと、
原子状水素、水素分子、パーフルオロアルカン、酸素、窒素、アルゴン、クリプトン、及びヘリウムからからなる群から選択される少なくとも１つの洗浄ガスを添加するステップと
を含む方法。
【請求項８】
請求項７に記載のＥＵＶリソグラフィ装置を作動させる方法において、
洗浄ガスを活性化するエネルギーを、極紫外波長範囲の放射線の形態で及び／又はプラズマの点火により供給するステップ
をさらに含む方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の方法において、前記洗浄ガスの添加は、前記反射光学素子のフッ化物からなる最上層（５６）の層厚が実質的に一定のままであるよう設定されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の方法において、
前記洗浄ガスは、前記反射面にわたって可能な限り均一に添加されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射光学素子を備えるＥＵＶリソグラフィ装置。
【請求項１２】
特にＥＵＶリソグラフィ装置用の、請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射光学素子を備える照明系。
【請求項１３】
特にＥＵＶリソグラフィ装置用の、請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射光学素子を備える投影系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射面を有する極紫外（ＥＵＶ）波長範囲用の反射光学素子に関する。さらに、本発明は、反射面を有する反射光学素子を備えるＥＵＶリソグラフィ装置を作動させる方法に関する。さらに、本発明は、反射光学素子を備えるＥＵＶリソグラフィ装置、特にＥＵＶリソグラフィ装置用の投影光学素子を備える照明系、及び特にＥＵＶリソグラフィ装置用の反射光学素子を備える投影系に関する。
【０００２】
ＥＵＶリソグラフィ装置において、フォトマスク又は多層ミラーの形態の極紫外（ＥＵＶ）波長範囲（例えば、約５ｎｍ〜２０ｎｍの波長）用の反射光学素子が、半導体部品のリソグラフィ結像に用いられる。ＥＵＶリソグラフィ装置は、概して複数の反射光学素子を有するので、反射光学素子は、十分に高い全反射率を確保するために最大限の反射率を有さなければならない。反射光学素子の反射率及び寿命は、反射光学素子の光学的に使用される反射面の汚染により低下することがあり、こうした汚染は、動作雰囲気中の残留ガスと共に短波照射に起因して生じる。複数の反射光学素子は、通常はＥＵＶリソグラフィ装置内で縦列に配置されるので、個々の反射光学素子それぞれにおける汚染物が比較的僅かであっても、全反射に比較的大きな影響を及ぼす。
【０００３】
汚染は、例えば残留水分に起因して生じ得る。この場合、水分子がＥＵＶ放射線により解離され、得られる酸素フリーラジカル（free oxygen radicals）が、反射光学素子の光学活性表面を酸化する。この場合、光学活性表面は、光学素子の表面の光学的に使用される領域として定義される。
【０００４】
さらに別の汚染源は、ポリマー、特に炭化水素であり、これは、真空環境中で使用される材料から、又はＥＵＶリソグラフィ装置で使用される真空ポンプから、又はパターニングされる半導体基板上で使用されて作動放射線の影響下で反射光学素子上の炭素汚染物につながるフォトレジストの残渣から生じ得る。これらのタイプの汚染に対処する試みは、第１に、ＥＵＶリソグラフィ装置内の残留ガス雰囲気を目標通りに設定することにより、第２に、反射光学素子の光学活性表面上の保護層により行われる。
【０００５】
酸化汚染物及び炭素汚染物は概して、特に原子状水素での処理により、原子状水素が酸化汚染物を還元するか又は炭素含有残留物と反応して揮発性化合物を形成することにより除去され得る。原子状水素は、ＥＵＶリソグラフィ装置内の作動放射線の影響下で水素分子の解離の結果として形成され得る。しかしながら、水素分子を例えば白熱フィラメントにおいて原子状水素に解離させる、洗浄ユニットを使用することが好まれる。これは、洗浄ユニットが、原子状水素の量を制御することを可能にし、また原子状水素をＥＵＶリソグラフィ装置内で反射光学素子の洗浄対象の光学活性表面の可能な限り近くに導入することを可能にするからである。
【０００６】
しかしながら、洗浄ユニットも、特に金属による汚染につながることが分かっており、こうした金属は、洗浄ユニット自体から主に生じるか、又は原子状水素との化学反応でＥＵＶリソグラフィ装置内の材料若しくは構成要素から特に金属水酸化として抽出されるものである。
【０００７】
さらに分かっているのは、ＥＵＶ放射線と相互作用するケイ素化合物の形態の汚染物から、反射光学素子の光学活性表面上に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる汚染層ができ、これが、例えばルテニウムからなる光学活性表面の最上層にしっかりと付着することで、原子状水素又は他の洗浄法により洗浄できず、光学活性表面の反射率のかなりの低下につながることである。ＥＵＶリソグラフィ装置の残留ガス中の上記ケイ素化合物の発生源の１つとして、露光される半導体基板（ウェーハ）上のフォトレジスト（レジスト）が考えられ、そこから特にシロキサンが抽出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、例えばリソグラフィ装置の残留ガスの成分とＥＵＶ放射線との相互作用及び／又は原子状水素での洗浄により生じるような、二酸化ケイ素堆積、炭化水素堆積、及び／又は金属堆積による汚染に対処する措置を示すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、反射面を有する極紫外波長範囲用の反射光学素子であって、反射面はフッ化物からなる最上層を含む多層コーティングを有する、反射光学素子により達成される。
【００１０】
水素洗浄ユニットから生じ得る金属汚染物は、例えば、亜鉛、スズ、インジウム、テルル、アンチモン、ビスマス、鉛、ヒ素、セレン、ゲルマニウム、銀、カドミウム、水銀、硫黄、金、銅、タングステン、又はそれらの合金であることが分かった。さらに、これらの金属による反射率に対する汚染の影響は、該汚染を受ける反射光学素子がフッ化物からなる最上層を有する場合に小さくなることが分かった。これは、第１に、このような層が、その下にある光学素子の反射面を例えば酸化汚染又は炭素汚染等の他のタイプの汚染から保護する役割を果たすからである。第２に、フッ化物からなる最上層には、金属汚染物が動作中に最上層に付着する程度が低いという効果がある。これには、金属汚染物を例えば洗浄ガスにより表面からより除去し易いという利点がある。さらに、これは二酸化ケイ素からなる汚染層にも同じく当てはまり、二酸化ケイ素も、フッ化物層への付着性が低いので洗浄ガスにより比較的簡単に除去することができることが分かった。
【００１１】
一実施形態では、反射光学素子の多層コーティングは、最上層の下に、最上層とその下に位置する層との相互拡散又は混合を防止するバリア層を有する。このようなバリア層は、窒化ケイ素（ＳｉｘＮｙ）、酸化ケイ素（ＳｉｘＯｙ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、炭素、及び炭化物、特に炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）からなる群から選択される少なくとも１つの材料から構成されることが好ましい。
【００１２】
さらに別の実施形態では、反射光学素子の多層コーティングは、最上層の下に、特にフッ化物からなる最上層の厚さが薄い場合に反射光学素子を環境的影響から保護する中間層を有する。このような中間層は、モリブデン、ルテニウム、貴金属（近、銀、白金）、ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ホウ素、炭素化合物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの材料から構成されることが好ましい。
【００１３】
別の実施形態では、バリア層又は中間層は、フッ化物からなる最上層の下で０．１ｎｍ〜５ｎｍの範囲の厚さを有する。この結果として、第１に、反射光学素子の十分な保護を達成することができ、第２に、追加層の結果として生じる反射率損失を最小量に低減することができる。
【００１４】
一実施形態では、反射光学素子の多層コーティングは、交互のシリコン層及びモリブデン層、又は交互のシリコン層及びルテニウム層に基づく多層系を含む。このような反射光学素子は、特に約１３．５ｎｍの波長の場合、特に高い反射率値を有するという点で最適化することができる。この場合、本発明において、交互層がその相互拡散を防止するためのバリア層により分離される多層系も、バリア層又はその材料組成に関する明確な指示の必要なく、交互層からなる多層系として理解される。
【００１５】
さらに別の実施形態では、フッ化物からなる最上層は、０．１ｎｍ〜２．５ｎｍの範囲の厚さを有する。この結果として、第１に、特に二酸化ケイ素からなる汚染物に関して、最上層への汚染物の付着を十分に低減することができ、第２に、最上層がフッ化物からなる結果として生じる反射率損失を最小量に低減することができる。さらに、この結果として、環境的影響又は洗浄措置に対して十分な長期安定性を示す最上層を製造することが可能である。
【００１６】
一実施形態では、最上層のフッ化物は金属フッ化物を含む。このような金属フッ化物は、熱蒸発により、又は電子ビーム蒸発により、反射光学素子上で成長させることができる。
【００１７】
さらに別の実施形態では、金属フッ化物は、フッ化ランタン（Ｌａ２Ｆ３）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、氷晶石（Ｎａ３ＡｌＦ６）、及びチオライト（Ｎａ５Ａｌ３Ｆ１４）からなる群から選択される。これらの金属フッ化物に関して、コーティング挙動に関する十分な経験が利用可能であるので、対応する反射光学素子の製造に十分なプロセス信頼性が得られる。例えば、フッ化マグネシウム及びフッ化ランタンは、多結晶形態で成長することが好ましい一方で、フッ化アルミニウム及びチオライトは非晶質形態で成長することが知られている。したがって、金属フッ化物の使用又は混合に応じて、コーティングプロセスパラメータにより、例えばマイクロラフネス等の特定の表面特性を確定することが可能である。これらのフッ化物は、毒物学的見地から無害でもあるので、これらのフッ化物をコーティングプロセス内で容易に取り扱うことができる。
【００１８】
上記目的はさらに、反射面を有する反射光学素子を備えるＥＵＶリソグラフィ装置を作動させる方法であって、
フッ化物からなる最上層を含む反射面を有する少なくとも１つの反射光学素子を設けるステップと、
原子状水素、水素分子（Ｈ２）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）等のパーフルオロアルカン、酸素、窒素、アルゴン、クリプトン、及びヘリウムから選択される少なくとも１つの洗浄ガスを添加するステップと
を含む方法により達成される。
【００１９】
この場合、金属汚染物は、上記金属と反応して揮発性水素化物を形成する原子状水素を用いて、フッ化物からなる最上層から除去される。炭化水素の汚染物も同様に、原子状水素によりフッ化物からなる最上層から除去される。この場合、原子状水素は、ＥＵＶ放射線と相互作用する反射面において水素分子から形成することができるか、又は原子状水素として最上層に供給しておくことができる。これに対応して、例えば、酸素は、ＥＵＶ放射線により反射面において分解させることができるので、炭化水素からなる汚染物を最上層から除去するための酸化プロセスにより同様に用いることができる。
【００２０】
二酸化ケイ素からなる汚染層は、例えばパーフルオロアルカン、酸素、窒素、アルゴン、クリプトン、及び／又はヘリウム等の洗浄ガスとの反応により除去することができる。ヘリウムの場合、反射面における洗浄用のプラズマを点火することもここで可能である。プラズマ洗浄は、洗浄ガスとしてのアルゴン、酸素、窒素、クリプトン、水素、又はそれらの混合物の場合にも同様に実行することができる。
【００２１】
反射面がフッ化物からなる最上層を有する場合、上記汚染物を洗浄ガスにより反射面から特に簡単に除去できることが分かった。特に、二酸化ケイ素からなる汚染層は、例えばルテニウムからなる最上層を有する反射面からは洗浄ガスにより除去できないが、フッ化物からなる最上層を有する反射面からは洗浄ガスにより除去できる。したがって、汚染により生じる反射率損失を、汚染物の除去により回復させることができる。
【００２２】
一実施形態では、１つ又は複数の洗浄ガスの供給は、フッ化物からなる最上層の層厚が経時的に変化せず、反射面が周囲から永久に保護されるように設定される。
【００２３】
別の実施形態では、洗浄ガスは、反射面を均一に洗浄するために、したがって反射面にわたって反射率値が異なるのを回避するために、反射面にわたって可能な限り均一に添加される。反射面にわたって異なる反射率値は、リソグラフィ装置の結像収差につながる。
【００２４】
さらに、本発明の目的は、本発明による少なくとも１つの反射光学素子を備えるＥＵＶリソグラフィ装置により達成される。
【００２５】
さらに、本発明の目的は、本発明による少なくとも１つの反射光学素子を備える照明系及び本発明による少なくとも１つの反射光学素子を備える投影系により達成される。
【００２６】
好適な例示的な実施形態を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】照明系及び投影系を備えるＥＵＶリソグラフィ装置の実施形態を概略的に示す。
【図２ａ】反射光学素子の一実施形態の概略図を示す。
【図２ｂ】反射光学素子の一実施形態の概略図を示す。
【図２ｃ】反射光学素子の一実施形態の概略図を示す。
【図３】波長に対してプロットした反射光学素子の一実施形態の反射率値を示す。
【図４】波長に対してプロットした反射光学素子の一実施形態の反射率値を示す。
【図５】波長に対してプロットした反射光学素子の一実施形態の反射率値を示す。
【図６ａ】ＥＵＶリソグラフィ装置を作動させる方法の一実施形態に関するフローチャートを示す。
【図６ｂ】ＥＵＶリソグラフィ装置を作動させる方法の一実施形態に関するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、ＥＵＶリソグラフィ装置１０を概略的に示す。基本的な構成要素は、ビーム整形系１１、照明系１４、フォトマスク１７、及び投影系２０である。ＥＵＶリソグラフィ装置１０は、内部へのＥＵＶ放射線の吸収が可能な限り少ないように真空条件下で作動される。
【００２９】
ビーム整形系１１は、放射源１２、コリメータ１３ｂ、及びモノクロメータ１３ａを備える。例として、プラズマ源又はシンクロトロンが放射源１２の役割を果たし得る。約５ｎｍ〜２０ｎｍの波長範囲の出射放射線が、最初にコリメータ１３ｂにより集束される。さらに、所望の作動波長が、モノクロメータ１３ａを用いてフィルタリング除去される。上記波長範囲において、コリメータ１３ｂ及びモノクロメータ１３ａは、通常は反射光学素子として具現される。コリメータの場合、いわゆる垂直入射コリメータといわゆるグレーシング入射（gracing-incidence：斜入射）コリメータとが区別され、垂直入射コリメータの反射光学素子は、事実上垂直な光入射で高反射率を確保するために多層コーティングに依存する。かすめ光入射で動作するグレーシング入射コリメータは、集束又はコリメーティング効果を達成するためにシェル形に具現される。かすめ光入射での放射線の反射は、上記コリメータのシェルの凹面で行われ、反射目的で、凹面において多層系が用いられない場合が多く、これは最大限の波長範囲を反射することを意図するからである。したがって、反射による狭波長帯域のフィルタリング除去は、多くの場合は回折格子構造又は多層系を用いてモノクロメータで行われる。
【００３０】
ビーム整形系１１において波長及び空間分布に関して調整された作動ビームは、続いて照明系１４に導入される。図１に示す例では、照明系１４は２つのミラー１５，１６を有する。ミラー１５，１６は、ウェーハ２１に結像することが意図される構造を有するフォトマスク１７にビームを指向させる。フォトマスク１７も同様に、ＥＵＶ及び軟波長範囲用の反射光学素子であり、該素子は、製造プロセスに応じて交換される。投影系２０を用いて、フォトマスク１７から反射されたビームはウェーハ２１に投影され、フォトマスクの構造は、それにより上記ウェーハに結像される。図示の例では、投影系２０は２つのミラー１８，１９を有する。投影系２０及び照明系１４の両方が同様に、それぞれミラーを１つだけ、又は３つ、４つ、５つ、又はそれ以上有することもできることを指摘しておく。
【００３１】
ここに示す例において、ビーム経路内の照明系１４及び投影系２０の各第１ミラー１５，１８から汚染を洗浄するために、洗浄ヘッド２２，２３が設けられる。最高の放射負荷は、いずれの場合もビーム経路内のモジュールの第１ミラーで生じるので、特に炭素含有汚染の場合は最高の汚染度をそこで予測すべきである。代替的に、洗浄ヘッドを各ミラーに設けることもできる。したがって、ウェーハ２１付近に位置するミラーの場合、例えばシロキサン等のケイ素化合物の汚染の増加を予測すべきであり、これはＥＵＶ放射下で二酸化ケイ素汚染物として反射面に堆積するものである。したがって、同様の洗浄ヘッドをこれらのミラーに設けることができ、該洗浄ヘッドの場合は異なる危機的状況を理由として異なる洗浄ガス又は異なる洗浄ガス混合物が用いられる。
【００３２】
洗浄ヘッド２２，２３は、例えば水素分子用の供給源を有し、例えば白熱フィラメントも有し、これを通して水素分子を導いて、白熱発光している白熱フィラメントの高温により原子状水素に解離されるようにする。得られる原子状水素は、洗浄すべきミラー１５，１８の近傍を通ってＥＵＶリソグラフィ装置１０の残留ガス雰囲気中に、厳密に言えば好ましくは洗浄すべきミラーのミラー表面に直接送られ、ミラー１５，１８上の炭素含有汚染物を揮発性炭化水素化合物に変換するようにする。原子状水素は、ＥＵＶリソグラフィ装置の動作中に用いられるＥＵＶ放射線又は該放射線が発生するイオンと、残留ガス雰囲気中に含まれる水素分子との相互作用の結果としても生じ得る。さらに、原子状水素は、ＥＵＶリソグラフィ装置外で生成された後に洗浄ヘッド２２，２３により反射面に指向させることもできる。
【００３３】
それに対応して、他の洗浄ガスも、同様の洗浄ヘッドにより反射面に均一に指向させ、白熱フィラメントにより、ＥＵＶ放射線により、又は洗浄プロセス用のプラズマ励起により活性化することができる。
【００３４】
洗浄ヘッド２２，２３の動作中、金属、特に亜鉛、スズ、インジウム、テルル、アンチモン、ビスマス、鉛、ヒ素、セレン、ゲルマニウム、銀、カドミウム、水銀、硫黄、金、銅、タングステン、又はそれらの合金を、残留ガス雰囲気中に出すことができるか、又はＥＵＶリソグラフィ装置１０内の構成要素、例えば洗浄ヘッド２２，２３のハウジング、ミラーホルダ、ミラー基板、接触接続部等から、得られる水素フリーラジカル又は他の高エネルギー粒子によりスパッタされる。これらの金属は、存在する原子状水素により、化学プロセスを用いて例えば揮発性水素化物の形態でかなりの程度まで抽出される。したがって、例として、亜鉛又はタングステンは、洗浄ヘッド自体から生じることが多く、スズ及びインジウムは、例えばはんだ接続部等の接触接続部から例えば生じ得る。これらの金属はさらに、反射光学素子の光学活性表面に堆積することにより、その反射率を大きさ及び放出範囲にわたる均一性に関して低下させることがあり、それが透過損失及び照明系及び投影系における結像収差につながる。
【００３５】
反射率に対する上記汚染物の悪影響を制限するために、反射面上にフッ化物からなる最上層を有する反射光学素子が、ＥＵＶリソグラフィ装置１０で用いられる。
【００３６】
図２ａ及び図２ｂは、このような反射光学素子５０の例示的な実施形態の構造を概略的に示す。図示の例は、多層系５１に基づく反射光学素子を含む。これは、作動波長における屈折率の実部が大きい材料の（スペーサ５５とも称する）及び作動波長における屈折率の実部が小さい材料（アブソーバ５４とも称する）を交互に積層したものであり、アブソーバ−スペーサ対がスタック５３を形成する。この場合、屈折率の大きい実部及び小さい実部という用語は、アブソーバ−スペーサ対内の各相手材料に対する相対用語である。アブソーバ−スペーサ対の配列は、ブラッグ反射が発生するアブソーバ層に対応する網面を有する結晶をある程度模倣している。個々の層５４，５５の厚さ及び同じく反復スタック５３の厚さは、達成しようとする反射プロファイルに応じて、一定であり得るか又は多層系５１全体で変わり得る。アブソーバ５４及びスペーサ５５からなる基本構造に、各作動波長において最大限の反射率を高めるためにさらに他の多少の吸収材料を補うことにより、反射プロファイルに目標通りの影響を及ぼすこともできる。この目的で、スタックによっては、アブソーバ材料及び／又はスペーサ材料を交換してもよく、又はスタックを２つ以上のアブソーバ材料及び／又はスペーサ材料から構成してもよい。アブソーバ材料及びスペーサ材料は、反射率を最適化するために、全スタックにわたって一定の又は変化する厚さを有し得る。
【００３７】
多層系５１は、基板５２上に施され、反射面５９の多層コーティングの構成部分である。熱膨張率の低い材料が基板材料として選択されることが好ましい。例えば、ガラスセラミックが適している。しかしながら、これらも同様に、ＥＵＶ照射下で、又は特に光学面の洗浄に用いる原子状水素の影響下で、汚染源となり得る。
【００３８】
フッ化物からなる最上層は、反射面５９上の保護層５６として施される。最上層５６は、反射光学素子５０の製造中に施されることが好ましい。これにより、最上層５６が完全反射面５９又は反射面５９のうち少なくとも使用中に反射が生じる領域を連続的に覆うことで、表面にわたる不均一性を回避することを確実にする。さらに、反射率を大幅に低下させることなく保護効果をすでに発揮する最上層５６の具体的な厚さを、目標通りに設定することができる。熱蒸発、電子ビーム、マグネトロンスパッタリング、又はイオンビームスパッタリングを用いる方法が、このような反射光学素子の製造に特に適している。
【００３９】
図２ａは、フッ化物からなる最上層が多層系５１の最終層、本例ではスペーサ層５５に直接施される実施形態を示す。しかしながら、いくつかの材料の組み合わせの場合、最上層５９とその下の多層系５１の最終層との間の境界層において、拡散又は化学反応が生じて多層系のこの領域の構成及び厚さを変え、これが、結果として反射率が悪化する、特に反射率が反射光学素子５０の寿命にわたって低下するほどになることがあり得る。これを防ぐために、図２ｂに示す実施形態では、追加層５７が拡散バリア及び／又は化学反応に対する保護として設けられる。このようなバリア層は、さらに、反射率が構造変化に起因して経時的に低下しないよう多層系５１内の個々の層又はスタック間に設けることもできる。特に、炭素、炭化ホウ素、炭化物全般、窒化ケイ素、又は酸化ケイ素が、このような拡散バリアの材料として適当である。
【００４０】
図２ｃに示す変形形態は、多層系反射光学素子のための保護層として通常用いられるような材料からなる中間層５８がフッ化物からなる最上層間に設けられた実施形態を含む。これには、非常に薄いフッ化物層の場合、それにもかかわらずその下の多層系が、フッ化物層の変化又は摩耗の場合でも永久に保護され続けるという利点がある。例えば、アブソーバとしてモリブデン及びスペーサとしてケイ素を用いる場合、ケイ素は原子状水素によりシランに変換され得るので、特にケイ素表面が悪影響を受ける。特に、モリブデン、ルテニウム、金、銀、若しくは白金等の貴金属、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ホウ素、又は炭素化合物が、このような保護層の材料として適当である。
【００４１】
さらに、反射率は、中間層５８の材料が適切に選択されればある程度高めることができる。図示の例では、さらに、拡散及び／又は化学反応に対するバリア層５７が中間層５８と多層系５１との間に設けられる。
【００４２】
図３、図４、及び図５は、本発明によるミラーの３つの異なる実施形態に関して、単位［ｎｍ］での波長に対してプロットした単位［％］での反射率値を示し、これら実施形態はいずれの場合も、図２ａ及び図２ｃに示す厚さ２ｎｍのＭｇＦ２からなる最上層５６を有する。この場合、図３、図４、及び図５における３つの実施形態は、多層系５１とＭｇＦ２からなる最上層５６の間の層が異なるだけである。
【００４３】
図３、図４、及び図５に関する多層系５１は、５０周期の交互のケイ素層及びモリブデン層からなり、ケイ素層は厚さ３．７８ｎｍであり、モリブデン層は厚さ２．３７ｎｍであり、ケイ素層及びモリブデン層は、いずれの場合も厚さ０．４ｎｍの拡散バリアとしての炭化ホウ素層により互いに分離される。この場合、図３、図４、及び図５に関する多層系５１は、厚さ４ｎｍの薄い石英層上に施され、この石英層は、表面粗さを改善するために基板５２上の研磨層としての役割を果たす。代替的に、多層系５１が基板５２に直接施される図２ａ及び図２ｃによれば、石英からなるこの研磨層を省くことも可能である。石英からなる研磨層により、図３、図４、及び図５に関する多層系５１は、基板の上方からスペーサ５５としてのケイ素層で始まり、アブソーバ層５４としてのモリブデン層上の拡散バリア層としての炭化ホウ素層で終わる。
【００４４】
図３に関する例示的な実施形態によれば、厚さ１．４ｎｍのケイ素からなるスペーサ層５５と、厚さ２ｎｍのモリブデンからなるアブソーバ層５４と、厚さ１．５ｎｍのルテニウムからなる中間層５８と、厚さ２ｎｍのＭｇＦ２からなる最終最上層５６とが、ここで指定した順に上記多層系５１に施される。したがって、図３に関する例示的な実施形態は、フッ化物層からなる最上層５６が保護層としての中間層５８上にあることに関して、図２ｃに示す例示的な実施形態の変形形態を構成するものである。図３に関する例示的な実施形態は、１３．６ｎｍの波長において６３％の最大反射率を与える。さらに、図３における反射率値は、１３．５ｎｍ〜１３．７ｎｍの波長に関して６０％を超える。
【００４５】
図４に関する例示的な実施形態によれば、厚さ３．５ｎｍのケイ素からなるスペーサ層と、厚さ２ｎｍのＭｇＦ２からなる最終最上層５６とが、多層系５１に施される。したがって、図４に関する例示的な実施形態は、フッ化物からなる最上層５６がスペーサ層５５上にあることに関して、図２ａに示す例示的な実施形態の変形形態を構成する。図４に関する例示的な実施形態は、１３．６ｎｍの波長において７２％の最大反射率を与える。さらに、図４における反射率値は、約１３．３ｎｍ〜１３．７ｎｍの波長に関して６０％を超える。
【００４６】
図５に関する例示的な実施形態によれば、厚さ１．７ｎｍのケイ素からなるスペーサ層と、厚さ２ｎｍのモリブデンからなるアブソーバ層５４と、厚さ２ｎｍのＭｇＦ２からなる最終最上層５６とが、多層系５１に施される。したがって、図５に関する例示的な実施形態は、フッ化物からなる最上層５６がアブソーバ層５４上にあることに関する例示的な実施形態の変形形態を構成する。図５に関する例示的な実施形態は、１３．６ｎｍの波長において６８％の最大反射率を与える。さらに、図５における反射率値は、１３．４ｎｍ〜１３．７ｎｍの波長に関して６０％を超える。
【００４７】
ＥＵＶリソグラフィ装置におけるここで説明した反射光学素子の使用を、図６ａ及び図６ｂに関連してより詳細に説明する。これらの図は、このような反射光学素子を備えるＥＵＶリソグラフィ装置を作動させる方法の２つの実施形態を概略的に示す。
【００４８】
第１ステップ１０１，１１１は、最初に、フッ化物からなる最上層を有する少なくとも１つの反射光学素子をリソグラフィ装置に設けるステップを含む。
【００４９】
さらに次のステップ１０３，１１３は、例えば洗浄ヘッドの形態の洗浄ユニットを例えば用いて、洗浄ガスを添加するステップを含む。この場合、洗浄ガスを反射面にわたって可能な限り均一に添加することで、汚染物と洗浄ガスとが反応して例えば水素化物等の揮発性化合物を形成した場合に、フッ化物からなる最上層で不均一性が可能な限り生じないようにすることを確実にするよう留意する。
【００５０】
第３ステップ１０５において、図６ａに示す実施形態では、反射面上の汚染物と反応し得るようＥＵＶ放射線の形態のエネルギーを供給することにより、洗浄ガスを反射面の表面において活性化する。このタイプの活性化は、例えば洗浄ガスとしての水素分子及び酸素について考えられる。これに対して、洗浄ヘッド２２及び２３に関連してすでにさらに上述したように、原子状水素を洗浄ヘッド内で白熱フィラメントにより、又はリソグラフィ装置外で他の何らかの方法で生成することができる。
【００５１】
図６ｂに示す例示的な実施形態では、反射面において洗浄ガスを活性化するこの第３ステップ１１５は、プラズマの点火により実現される。この場合、プラズマを作動させる高周波電磁放射線の供給用の電極の設計において、プラズマが反射面にわたって可能な限り均一に分布することを確実にするよう留意すべきである。これは、例えば対応した電極設計により実現することができる。
【００５２】
この活性化形態は、特に洗浄ガスとしてのヘリウムに有利であり、それは、二酸化ケイ素の汚染物をそれにより反射光学素子のフッ化物からなる最上層から非常に迅速に除去できるからである。
【００５３】
第４ステップ１０７，１１７は、一方では反射面上の汚染物が反射面から所望の洗浄度まで除去され、他方では反復洗浄サイクルの場合でも反射光学素子の所望の長期安定性が確保されない程度まで反射面の最上層がその洗浄により攻撃されないように、洗浄ガスの添加１０３，１１３及び洗浄ガスの活性化１０５，１１５を調整するステップを含む。
【００５４】
ＥＵＶリソグラフィ装置の動作のさらに別の可能性は、例えば反射率が所定の閾値未満になった場合に正常な露光動作中に洗浄ガスを随時添加することにある。
【００５５】
別の可能性は、フッ化物からなる最上層を保護する１つ程度の（approximately one）単層が、フッ化物からなる最上層上の汚染層として形成されるように、洗浄ガスの添加を設定することにある。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ＥＵＶリソグラフィ装置
１１  ビーム整形系
１２  ＥＵＶ放射源
１３ａ  モノクロメータ
１３ｂ  コリメータ
１４  照明系
１５  第１ミラー
１６  第２ミラー
１７  マスク
１８  第３ミラー
１９  第４ミラー
２０  投影系
２１  ウェーハ
２２  洗浄ヘッド
２３  洗浄ヘッド
５０  反射光学素子
５１  多層系
５２  基板
５３  層対
５４  アブソーバ
５５  スペーサ
５６  保護層
５７  バリア層
５８  中間層
５９  反射面
１０１  方法ステップ
１０３  方法ステップ
１０５  方法ステップ
１０７  方法ステップ
１１１  方法ステップ
１１３  方法ステップ
１１５  方法ステップ
１１７  方法ステップ
【図１】
2013506308.tif 000003
【図２ａ】
2013506308.tif 000004
【図２ｂ】
2013506308.tif 000005
【図２ｃ】
2013506308.tif 000006
【図３】
2013506308.tif 000007
【図４】
2013506308.tif 000008
【図５】
2013506308.tif 000009
【図６ａ】
2013506308.tif 000010
【図６ｂ】
2013506308.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月28日(2012.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を有する極紫外線波長範囲用の反射光学素子であって、前記反射面（５９）は金属フッ化物からなる最上層（５６）を備える多層コーティングを有する反射光学素子において、
前記金属フッ化物は、フッ化アルミニウム、氷晶石、及びチオライトからなる群から選択され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、
前記多層コーティングは、前記最上層（５６）の下に、モリブデン、ルテニウム、貴金属、ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ホウ素、炭素化合物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの材料からなる中間層（５８）を有することを特徴とする反射光学素子。
【請求項３】
請求項１に記載の反射光学素子において、
前記多層コーティングは、前記最上層（５６）の下に、窒化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ホウ素、炭素、及び炭化物、特に炭化ホウ素からなる群から選択される少なくとも１つの材料からなるバリア層（５７）を有することを特徴とする反射光学素子。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の反射光学素子において、
前記最上層（５６）の下の前記中間層（５８）又は前記バリア層（５７）は、約０．１ｎｍ〜５ｎｍの範囲の厚さを有することを特徴とする反射光学素子。
【請求項５】
請求項１に記載の反射光学素子において、
前記反射面（５９）の前記多層コーティングは、多層系（５１）を備え、該多層系（５１）は、交互のケイ素層及びモリブデン層（５５，５４）又は交互のケイ素層及びルテニウム層（５５，５４）に基づくことを特徴とする反射光学素子。
【請求項６】
請求項１に記載の反射光学素子において、
前記最上層（５６）は、約０．１ｎｍ〜２．５ｎｍの範囲の厚さを有することを特徴とする反射光学素子。
【請求項７】
反射面を有する反射光学素子を備えるＥＵＶリソグラフィ装置を作動させる方法であって、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射面を有する少なくとも１つの反射光学素子を設けるステップと、
原子状水素、水素分子、パーフルオロアルカン、酸素、窒素、アルゴン、クリプトン、及びヘリウムからからなる群から選択される少なくとも１つの洗浄ガスを添加するステップと
を含む方法。
【請求項８】
請求項７に記載のＥＵＶリソグラフィ装置を作動させる方法において、
洗浄ガスを活性化するエネルギーを、極紫外波長範囲の放射線の形態で及び／又はプラズマの点火により供給するステップ
をさらに含む方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の方法において、前記洗浄ガスの添加は、前記反射光学素子のフッ化物からなる最上層（５６）の層厚が実質的に一定のままであるよう設定されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の方法において、
前記洗浄ガスは、前記反射面にわたって可能な限り均一に添加されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射光学素子を備えるＥＵＶリソグラフィ装置。
【請求項１２】
特にＥＵＶリソグラフィ装置用の、請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射光学素子を備える照明系。
【請求項１３】
特にＥＵＶリソグラフィ装置用の、請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射光学素子を備える投影系。
【国際調査報告】
2013506308.tif 000012
2013506308.tif 000013
2013506308.tif 000014