(57)【要約】ＥＵＶ波長域の波長で用いるミラーに適した基板として、本体２及び研磨層３を備えた基板１が提案され、研磨層３は１０μｍ未満の厚さ及び０．５ｎｍ未満の二乗平均粗さを有し、本体２をアルミニウム合金から作製する。さらに、高反射層６をＥＵＶミラー５の基板１の研磨層３上に設ける。【選択図】図２ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体及び研磨層を備えたＥＵＶリソグラフィ用のミラーの基板であって、前記研磨層（３）は１０μｍ未満の厚さ及び０．５ｎｍ未満の二乗平均粗さを有し、前記本体（２）をアルミニウム合金から作製したことを特徴とする基板。
【請求項２】
請求項１に記載の基板において、前記本体（２）を、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウム−マグネシウム−ケイ素合金、アルミニウム−亜鉛合金、アルミニウム−ケイ素−金属１−金属２合金、アルミニウム−銅合金、及びアルミニウム−ケイ素の群からの材料から作製したことを特徴とする基板。
【請求項３】
請求項１に記載の基板において、前記本体（２）を、分散強化アルミニウム合金から作製したことを特徴とする基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板において、前記本体（２）を、粉末冶金により作製したアルミニウム合金から作製したことを特徴とする基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板において、前記研磨層（３）を、ニッケル−亜リン酸組成物、ニッケル−ホウ素組成物、銅の群からの材料から作製したことを特徴とする基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板において、前記研磨層（３）を、二酸化ケイ素、非晶質シリコン、結晶シリコンの群からの材料から作製したことを特徴とする基板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板において、接着促進層（４）を前記本体（２）と前記研磨層（３）との間に配置したことを特徴とする基板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の基板（１）と研磨層（３）上の高反射層（６）とを備えたＥＵＶ投影露光装置用のミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本体及び研磨層を備えたＥＵＶリソグラフィ用ミラーの基板と、当該基板及び研磨層上の高反射層を備えたＥＵＶ投影露光装置用のミラーとに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばリソグラフィ法による半導体部品の製造時にさらにより微細な構造を作製可能とするために、さらにより短い波長を有する光が用いられる。極紫外（ＥＵＶ）波長域の、例えば約５ｎｍ〜２０ｎｍの波長の光を用いる場合、透過式にレンズ状素子を用いることは不可能となり、照明及び投影レンズが、各作動波長に適合させた高反射コーティングを有するミラー素子から構成される。可視及び紫外波長域でのミラーとは対照的に、理論上でも８０％未満の最大反射率しかミラー毎に達成できない。ＥＵＶ投影デバイスは、概して複数のミラーを有するので、十分に高い全反射率を確保するために、これらそれぞれが最大限の反射率を有する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、ＥＵＶ波長域の波長で用いるミラーの基板として適したミラー基板を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、本体及び研磨層を備えたＥＵＶリソグラフィ用ミラーの基板であって、研磨層が１０μｍ未満の厚さ及び０．５ｎｍ未満の二乗平均粗さを有し、本体をアルミニウム合金から作製した基板により達成される。
【０００５】
ＲＭＳ粗さとも称する二乗平均粗さは、表面の平均面に対する偏差の和が最小となるように、平均面に対する表面上の測定点の偏差の平方の平均から計算する。特にＥＵＶリソグラフィ用の光学素子の場合、０．１μｍ〜２００μｍの空間周波数範囲の粗さは、光学素子の光学特性に対する悪影響を回避するために特に重要である。
【０００６】
特にＥＵＶ波長域において、リソグラフィ法用の投影露光装置の、例えば照明系及び特に投影系等の光学系における迷光の割合は、各投影露光装置の性能に大きな影響を及ぼす。迷光の割合は、光学素子の粗さにより影響され得る。本体と、最大厚が約１０μｍで二乗平均粗さの最大が約０．５ｎｍ、好ましくは０．３ｎｍ、特に好ましくは０．２ｎｍである研磨層とを備えた基板を、ミラーを形成するためのさらなる加工に供することにより、得られるミラーもＥＵＶリソグラフィで用いることが可能である。これは、基板のこれらの特徴により、ミラーで生じる迷光の割合をリソグラフィプロセスに撹乱作用を及ぼさない範囲内に保つことができ、ミラーの反射率をこうして高めることもできるからである。この場合、提案される基板は、特に、複素屈折率の実部が異なる交互材料層から成る多層系に基づく高反射コーティングを備えたＥＵＶミラーに適しており、この交互材料層により、垂直入射での使用でブラッグ回折が生じる格子面を有する結晶が、ある程度シミュレートされる。代替的に、ＥＵＶ放射線の斜入射で用いる１つ又は複数の金属層を設けることも可能である。高反射コーティングは、ＥＵＶ域の波長で、６０％以上の反射率が達成される場合に用いる用語である。実際に達成できる反射率は、ここで提案される基板を用いてさらに高めることができる。
【０００７】
提案される基板には、第１に、本体について、例えば強度に関してＥＵＶミラーとして用いるのに適した材料を選択することが可能であるという利点がある。第２に、基板の表面を、十分に研磨できるさらに別の材料の選択により最適化できる。研磨層は、基板表面の特性にしか実質的に影響しないが、機械的特性は本体により決まる。
【０００８】
アルミニウム合金には、特にＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置で生じ得るような比較的高い熱負荷を受けても、低密度で高強度を有し、商業的に容易に入手可能であるという利点があるので、アルミニウム合金から成る本体を備えた基板も経済的に好都合であり得る。好ましい実施形態では、本体は、アルミニウムよりも高い強度及び／又は高い硬さを有するアルミニウム合金から作製する。このようなアルミニウム合金には特に、特に本体材料としてのアルミニウムと比べて寿命が長く耐食性が高いという利点がある。
【０００９】
好ましくは、本体は、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウム−マグネシウム−ケイ素合金、アルミニウム−亜鉛合金、アルミニウム−ケイ素−金属１−金属２合金、アルミニウム−銅合金、及びアルミニウム−ケイ素の群からの材料から作製する。さらに他の材料、例えば、マンガン、リチウム、及び／又は鉄を含む、他のアルミニウム合金も、基板の本体の材料に適し得る。特に、複数の合金を相互に組み合わせることもできる。
【００１０】
好ましくは、基層を分散強化アルミニウム合金から作製する。このようなアルミニウム合金は、特に高い強度を特徴とする。好ましくは、例えば酸化アルミニウム又は酸化ケイ素を分散剤として用いる。有利には、特に分散強化アルミニウム合金は、粉末冶金により作製することができる。さらに、本体も、特にケイ素含有量が高いアルミニウム合金の場合、スプレー圧密化（spray compaction）により作製したアルミニウム合金から成ることができる。本体を準結晶アルミニウム合金から作製することも可能である。
【００１１】
好ましい一実施形態では、研磨層を、ニッケル−亜リン酸組成物、ニッケル−ホウ素組成物、銅の群からの材料から作製する。さらに別の好ましい実施形態では、研磨層を、二酸化ケイ素、非晶質シリコン、結晶シリコンの群からの材料から作製する。特に低い粗さを達成するよう研磨した表面が必要な場合、第１群の材料は、金属加工ですでに用いられており、第２群の材料は、特に半導体製造ですでに用いられている。特に、これらの材料は、０．１μｍ〜２００μｍの空間周波数範囲で０．５ｎｍ、好ましくは０．３ｎｍ、特に好ましくは０．２ｎｍ未満の二乗平均粗さに研磨され得る。
【００１２】
有利には、接着促進層を本体と研磨層との間に配置する。特に、アルミニウム系本体上にケイ素系研磨層がある場合、これにより本体上の研磨層の接着を改善することが可能である。
【００１３】
さらに別の態様では、上記目的は、上述の基板及び研磨層上の高反射層を備えたＥＵＶ投影露光装置用のミラーにより達成される。
【００１４】
上記及びさらに他の特徴は、特許請求の範囲からだけでなく説明及び図面からも明らかであり、個々の特徴は、単独で又は本発明の実施形態の下位組み合わせの形態で、また他の分野でそれぞれ実現することができ、有利且つ本質的に保護可能な実施形態を構成することができる。
【００１５】
好ましい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】
【００１６】
【図１ａ】基板の一変形形態の断面を概略的に示す。
【図１ｂ】基板の一変形形態の断面を概略的に示す。
【図２ａ】ミラーの一変形形態の断面を概略的に示す。
【図２ｂ】ミラーの一変形形態の断面を概略的に示す。
【図３ａ】ミラーのさらに別の一変形形態の断面を概略的に示す。
【図３ｂ】ミラーのさらに別の一変形形態の断面を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１ａは、本体２及びそれに塗布した研磨層３を備えた基板１の実施形態の第１変形形態を概略的に示す。本体２及び研磨層３は、異なる機能を果たす。優れた寸法安定性は、本体２で主に重要であるが、優れた加工性及び研磨性は、研磨層３の場合に主に重要である。
【００１８】
研磨層は、例えば、スパッタリング法、電子線蒸着、分子線エピタキシャル、又はイオンビームアシストコーティング等の慣習的な真空コーティング法により塗布することができる。研磨層は、金属材料、例えば銅、ニッケル−亜リン酸、又はニッケル−ホウ素である場合、外的に無電解法で塗布することが好ましい。特に、ニッケル−亜リン酸又はニッケル−ホウ素の研磨層を分散層として塗布することもでき、その場合は例えばポリテトラフルオロエチレンが分散剤としての役割を果たし得る。
【００１９】
特に、ニッケル−亜リン酸又はニッケル−ホウ素の研磨層に、比較的高濃度の亜リン酸又はホウ素を塗布して、これらが主に又はさらには完全に非晶質状態で存在する結果としてよりよく研磨され得るようにすることが好ましい。研磨層は、その後、例えば熱処理、プラズマ処理、又はイオン衝撃により硬化することができる。研磨層材料としてケイ素も、コーティング法により制御下で非晶質又は結晶状態で堆積させることができる。この場合、非晶質シリコンは、結晶シリコンよりも良好に研磨でき、必要に応じて同様に、熱処理、プラズマ処理、又はイオン衝撃により硬化することができる。ケイ素又は二酸化ケイ素から成る研磨層は、イオンビームにより平滑化することもできる。
【００２０】
研磨層３の好ましい厚さは、例えばニッケル又は銅に基づく研磨層の場合、例えば約５μｍ〜１０μｍであり得る。ケイ素、特に非晶質シリコン又は二酸化ケイ素から成る研磨層３の場合、好ましい層厚は、例えば約１．５μｍ〜３μｍである。慣習的な研磨法を用いて、ニッケル又は銅、特にニッケル−亜リン酸合金に基づく研磨層は、１μｍ〜２００μｍの空間周波数範囲で０．３ｎｍ未満の二乗平均粗さに、また０．０１μｍ〜１μｍの空間周波数範囲で０．２５ｎｍ未満の二乗平均粗さに研磨できる。二酸化ケイ素から成る研磨層は、慣習的な研磨法を用いて、０．０１μｍ〜２００μｍの空間周波数範囲全体にわたって０．２ｎｍ未満の二乗平均粗さに研磨でき、ケイ素、特に非晶質シリコンの場合、慣習的な研磨法を用いて、０．０１μｍ〜２００μｍの空間周波数範囲で０．３ｎｍ未満の二乗平均粗さを達成できる。
【００２１】
図１ｂは、接着促進層４を本体２と研磨層３との間に配置した、図１ａからの基板１の変形形態を概略的に示す。好ましくは、接着促進層４は、最大２ｍｍの厚さと、０．０１μｍ〜２００μｍの空間周波数範囲で最大１ｎｍの二乗平均粗さとを有し得る。
【００２２】
例示的な第１実施形態では、基板１の本体２は、アルミニウム−マグネシウム展伸用合金ＥＮ  ＡＷ−５０１９（ＤＩＮ  ＥＮ５７３．１及び３による）という、非熱処理（naturally hard, naturhart）アルミニウム合金から成る。研磨層としてのニッケル−亜リン酸層を、無電解でそこに堆積させた。これは５μｍの厚さを有し、これを慣習的な研磨法により０．３ｎｍ未満の二乗平均粗さに研磨した。
【００２３】
例示的な第２実施形態では、基板１の本体２は、アルミニウム−マグネシウム−ケイ素展伸用合金ＥＮ  ＡＷ−６０８２（ＤＩＮ  ＥＮ５７３．１及び３による）という、熱処理（readily hardenable, aushartbar）アルミニウム合金から成る。研磨層としてのニッケル−ホウ素層を、無電解でそこに堆積させた。これは６μｍの厚さを有し、これを慣習的な研磨法により０．３ｎｍ未満の二乗平均粗さに研磨した。
【００２４】
例示的な第３実施形態では、基板１の本体２は、アルミニウム−銅展伸用合金ＥＮ  ＡＷ−２０２４（ＤＩＮ  ＥＮ５７３．１及び３による）という、熱処理アルミニウム合金から成る。研磨層としての銅層を、無電解でそこに堆積させた。これは７μｍの厚さを有し、これを慣習的な研磨法により０．３ｎｍ未満の二乗平均粗さに研磨した。
【００２５】
例示的な第４実施形態では、基板１の本体２は、約２容量％の酸化アルミニウムを分散剤として含む分散硬化アルミニウム合金から成り、この合金は粉末冶金により作製した。研磨層としてのニッケル−ホウ素層を、無電解でそこに堆積させた。これは８μｍの厚さを有し、これを慣習的な研磨法により０．３ｎｍ未満の二乗平均粗さに研磨した。
【００２６】
例示的な第５実施形態では、基板１の本体２は、約４５容量％のケイ素を含むアルミニウム−ケイ素合金から成り、この合金はスプレー圧密化により作製した。研磨層としての非晶質シリコン層を、慣習的な真空コーティング法によりそこに堆積させた。これは１．５μｍの厚さを有し、これを慣習的な研磨法により０．３ｎｍ未満の二乗平均粗さに研磨した。
【００２７】
例示的な第６実施形態では、基板１の本体２は、アルミニウム−マグネシウム展伸用合金ＥＮ  ＡＷ−５０１９（ＤＩＮ  ＥＮ５７３．１及び３による）という、非熱処理アルミニウム合金から成る。研磨層としての二酸化ケイ素層を、慣習的な真空コーティング法によりそこに堆積させた。これは２μｍの厚さを有し、これを慣習的な研磨法により０．２ｎｍ未満の二乗平均粗さに研磨した。
【００２８】
例示的な第７実施形態では、基板１の本体２は、アルミニウム−マグネシウム−ケイ素展伸用合金ＥＮ  ＡＷ−６０８２（ＤＩＮ  ＥＮ５７３．１及び３による）という、熱処理アルミニウム合金から成る。研磨層としての非晶質シリコン層を、慣習的な真空コーティング法によりそこに堆積させた。これは３μｍの厚さを有し、これを慣習的な研磨法により０．３ｎｍ未満の二乗平均粗さに研磨した。
【００２９】
例示的な第８実施形態では、基板１の本体２は、アルミニウム−亜鉛展伸用合金ＥＮ  ＡＷ−７０７５（ＤＩＮ  ＥＮ５７３．１及び３による）という、高力アルミニウム合金から成る。研磨層としての結晶シリコン層を、慣習的な真空コーティング法によりそこに堆積させた。これは２．５μｍの厚さを有し、これを慣習的な研磨法により０．３ｎｍ未満の二乗平均粗さに研磨した。
【００３０】
これらの例示的な実施形態のさらに他の変更形態では、上記アルミニウム合金を、さらに他の金属、例えばＡｌＳｉ３５Ｆｅ２Ｎｉ、ＡｌＳｉ３０ＭｇＣｕ、ＡｌＳｉ１７Ｆｅ５Ｃｕ４Ｍｇ、ＡｌＳｉ２０Ｆｅ５Ｎｉ２等を含むケイ素含有アルミニウム合金で置き換えることもできる。
【００３１】
図２における実施形態の第１変形形態に概略的に示すように、高反射層６を研磨層３に塗布することにより、このような基板１をさらに加工してＥＵＶミラー５を形成することができる。特に、好ましくは約５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域のＥＵＶ放射線の場合での使用に関して、高反射層６は、複素屈折率の実部が異なる交互材料層から成る多層系であり、この交互材料層により、垂直入射での使用でブラッグ回折が生じる格子面を有する結晶がシミュレートされる。例えば１３ｎｍ〜１４ｎｍでの使用では、交互のケイ素層及びモリブデン層からなる多層系を塗布することができる。
【００３２】
図２ｂは、接着促進層４をミラー５の基板１の本体２と研磨層３との間に配置した、図２ａからのミラー５のさらに別の変形形態を概略的に示す。
【００３３】
上述の基板１に基づくミラー５は、ＥＵＶ投影露光装置の照明系及び投影系の両方で用いることができる。本体２の高い強度、特に引張強度、又は高い硬さにより、基板１に特に適したミラーは、例えば、適当であれば個別に作動可能（actuable）であり得る小さな部品を有する、特に高温の場合に優れた寸法安定性を有することを意図したものである。ここで、小さな部品を有する複数のミラーが、例えば、ＥＵＶ投影露光装置の照明系におけるいわゆるファセットミラー等のより大きなユニットとして相互作用することも可能である。
【００３４】
特に、高反射層６を多層系として構成した場合、これは、例えばスパッタリング法、電子線蒸着、分子線エピタキシ、又はイオンビームアシストコーティング等の慣習的な真空コーティング法により塗布することが好ましい。上記基板１に基づき作製したＥＵＶミラー５の迷光の割合は、従来の基板を備えたミラーと比べて数パーセント減らすことができた。これは、反射率の数パーセントの増加ももたらす。ここで提案した複数のミラー５をＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置で用いることにより、この好効果が増加し得る。
【００３５】
図３ａ及び図３ｂは、５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の放射線の斜入射でミラー５として用いるのに特に適した基板１を示す。図３ａに示す基板１の本体２は、すでに述べた材料だけでなく、最大０．３重量％のケイ素を有するアルミニウム、最大０．６重量％のケイ素を有するアルミニウム、多結晶シリコン、又は例えば焼結により作製され得るケイ素及び炭化ケイ素から成る複合材料から成ることもできる。
【００３６】
図３ａに示す基板１は、特に、本体２上に配置した構造層７を特徴とし、接着促進層４を構造層と本体２との間に配置することができる。構造層７は、形成技術、例えば電界形成により、又はエンボス加工により構造化され得る金属から成ることが好ましく、この構造化は、ＥＵＶ波長域外の波長の放射線がある場合にこれらをビーム経路からできる限り除去するために、構造層７においてこれらの波長の放射線を回折させる回折格子を実施することが可能であるように行う。例として、ニッケル−亜リン酸層又は銅層が、この場合に特に価値があることが分かった。特に、構造層７がニッケル−亜リン酸から成り、本体２が最大０．３重量％のケイ素を有するアルミニウムから成る場合、亜鉛が接着促進層４に適した材料であることが分かった。銅を構造層７で用いた場合、ニッケルを接着促進層４の材料として用いることが好ましい。
【００３７】
研磨層３を構造層７の上に配置し、上記研磨層は、ここで示す例では非晶質シリコン又は二酸化ケイ素から成ることが好ましい。上記研磨層３は、第１に、構造層７における回折構造を保護し、第２に、０．５ｎｍ未満の二乗平均粗さで、例えば、ＥＵＶ放射線の斜入射用のミラーとしての得られたミラーの使用のための１つ又は複数の金属層を塗布するのに、又はＥＵＶ放射線の垂直入射でのミラーとしての使用のための多層系を塗布するのに十分に平滑な支持を与える。
【００３８】
特に好ましくは、斜入射用の得られたミラーをＥＵＶ投影露光装置のコレクタミラーとして用いる。この場合、少量のケイ素又は多結晶シリコン又はケイ素／炭化ケイ素複合材料を有するアルミニウムを、本体の材料として選択することには、十分に冷却することができると共に冷却チャネルを各本体に設けることができるよう構造化することができる大きなミラー素子でさえも、費用効果的に利用可能となり得るという利点がある。図３ａに示す基板１をＥＵＶ投影露光装置のコレクタミラーで用いる場合、例えば、特に炭酸ガスレーザを用いて励起されるレーザプラズマ放射線源等の放射線源の場合にさらなる利点が得られる。赤外波長域用の回折構造の導入は、特に単純に可能であり、早くもビーム経路の開始時に、放射線源が提供した放射線スペクトルから赤外線を除去することを可能にする。
【００３９】
図３ａに示す例の場合、例えば、１０ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ未満の厚さを有する接着促進層４と、例えば約１０μｍ〜数千μｍ、好ましくは約５０μｍ〜約数百μｍの厚さを有する構造層７と、例えば約１μｍ〜１０μｍ、好ましくは約３μｍ〜５μｍの厚さを有する非晶質シリコン又は二酸化ケイ素から成る研磨層とを設けることが可能である。
【００４０】
図３ａに示す例の変更形態では、ＥＵＶ投影露光装置において斜入射でコレクタミラー用の基板として用いる場合、図３ｂは、構造層７を備えるのではなく、ニッケル−亜リン酸合金から成る研磨層３を上述の材料の１つから成る本体２上に設けた基板１を示す。ニッケル−亜リン酸から成る研磨層３を、例えば特に少量のケイ素を有するアルミニウムから成る、代替的にケイ素／炭化ケイ素複合材料から成るか又は多結晶シリコンから成る本体２にしっかりと接着するために、亜鉛から成る接着促進層４を設ける。さらに別の変更形態では、研磨層３は銅から成り、接着促進層４はニッケルから成ることもできる。
【図１ａ】
2013541193.tif 000003
【図１ｂ】
2013541193.tif 000004
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
2013541193.tif 000007
【図３ｂ】
2013541193.tif 000008
【国際調査報告】
2013541193.tif 000009
2013541193.tif 000010
2013541193.tif 000011
2013541193.tif 000012
2013541193.tif 000013