(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学有効面を有するミラーであって、前記ミラーは、
ミラー基板（１１）と、
前記光学有効面（１０ａ）に入射する電磁放射光を反射するための反射層スタック（１２）と、を備えており、
金属拡散障壁層（１３）が、前記反射層スタック（１２）の面のうち前記光学有効面（１０ａ）側の面の上に配置されており、
安定化層（１４）が、前記拡散障壁層（１３）の面のうち前記光学有効面（１０ａ）側の面の上に配置されており、電磁放射光で前記光学有効面（１０ａ）を照射すると、前記安定化層は、前記安定化層（１４）のない類似する構造に比べて、前記拡散障壁層（１３）の変形を低減し、さらに、
前記安定化層（１４）は多孔性であり、閉気孔を含んだ体積に基づく多孔性の固体の密度として定義される見掛け密度と真密度との比で定義される前記安定化層（１４）の相対密度は８０％以下である、光学有効面を有するミラー。
【請求項２】
前記見掛け密度と前記真密度との前記比で定義される前記安定化層（１４）の前記相対密度は、７０％以下であることを特徴とする、請求項１に規定のミラー。
【請求項３】
前記安定化層（１４）は、シリコン（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び窒化物からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含有することを特徴とする、請求項１または２に記載のミラー。
【請求項４】
前記安定化層（１４）は、炭化物を含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のミラー。
【請求項５】
前記安定化層（１４）は、窒化物を含有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のミラー。
【請求項６】
前記安定化層（１４）は、共有結合により結合される原子から形成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のミラー。
【請求項７】
前記安定化層（１４）は、４ｎｍ以下の厚みを有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のミラー。
【請求項８】
前記拡散障壁層（１３）は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、及び銀（Ａｇ）からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のミラー。
【請求項９】
前記拡散障壁層（１３）は、０．３ｎｍ以上２ｎｍ以下の厚みを有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のミラー。
【請求項１０】
前記ミラー（１０）は、３０ｎｍ未満の動作波長用に設計されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のミラー。
【請求項１１】
前記ミラーは、マイクロリソグラフィー投影露光装置のミラーであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のミラー。
【請求項１２】
マイクロリソグラフィー投影露光装置（５００）の光学システムであって、該光学システムは、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の少なくとも１つのミラーを備える、光学システム。
【請求項１３】
照光装置および投影レンズを備えるマイクロリソグラフィー投影露光装置（５００）であって、前記投影露光装置は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のミラーを有することを特徴とする、マイクロリソグラフィー投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１３年１１月４日に出願した独国特許出願第１０  ２０１３  ２２２  ３３０．７号の利益を主張する。前記独国特許出願の内容は、参照により本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、ミラーに関するものであり、具体的には、マイクロリソグラフィー投影露光装置用のミラーに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
マイクロリソグラフィーは、例えば集積回路または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）といった微細構造のコンポーネントを製造するために用いられる。マイクロリソグラフィープロセスは、照光装置と投影レンズとを有する、いわゆる投影露光装置によって実施される。この場合、照光装置によって照らされたマスク（レチクル）の像は、投影レンズの結像面に配置された、感光層（フォトレジスト）でコーティングされた基板（例えばシリコンウェーハ）の上に投影レンズによって投影され、これによりマスク構造を基板の感光コーティングに転写する。
【０００４】
極紫外線（ＥＵＶ）範囲用に、すなわち、例えば、約１３ｎｍまたは約７ｎｍの波長用に設計された投影レンズでは、光透過性屈折材料が有効ではないことに起因して、ミラーがイメージングプロセス用の光学部品として用いられる。そのようなＥＵＶミラーは、ミラー基板と、光学有効面に入射する電磁放射光を反射するための多層パケットで構成される反射層スタックとを有する。
【０００５】
ＥＵＶ放射光によって操作中に起きる反射層スタック中の化学反応性の層材料へのダメージを避けるために、特に、反射層スタックの上に金属拡散障壁層を設けることが知られており、この金属拡散障壁層は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）またはイリジウム（Ｉｒ）から作製することができ、金属拡散障壁層は、隣接するガス相から反射層スタックに例えば酸素（Ｏ２）が拡散するのを十分に抑制することができる。
【０００６】
しかしながら、実際のところ、（例えば１ｎｍから２ｎｍといった）比較的薄い厚みで、可能な限り高い反射率または可能な限り低い吸収率を確保するように構成される金属拡散障壁層は、ＥＵＶ照射の下では、当該金属拡散障壁層が略球形状の態様に収束するか、あるいは、そのプロセスにおいて隣接する反射層スタックから分離する程度に機械的に変形し得る。この現象は、「ディウェッティング（ｄewetting）」とも称され、図３（ａ）〜（ｂ）にて単に模式的に示される。上記図において、「３２」は反射層スタックを示し、「３３」は拡散障壁層を示し、図３（ｂ）に示されるように、拡散障壁層３３は、ＥＵＶ照射により収束し、略球欠形状領域３３ａ〜３３ｄを形成する。
【０００７】
さらに、上述の「ディウェッティング」は、反射層スタック３２のうち上記分離による影響をそれぞれ受ける領域が、（例えば酸素原子といった）周辺雰囲気との化学反応から拡散障壁層３３によってもはや保護されなくなるという現象をもたらし、反射層スタック３２の化学反応、そして、これに関連するミラーの反射特性の著しい低下が起こり得る。従って、例えば、２００時間の照射継続時間の後では、２０ｍＷ／ｍｍ２という比較的低いパワー密度であっても、実験では２０％のオーダーの大きさの相対的な反射率の損失が観察される。
【０００８】
典型的に用いられる（例えば、水素といった）還元雰囲気では、金属拡散障壁層の表面に位置する原子の移動度、それから「ディウェッティング」への傾向も特に大きいので、そのような場合には、上述の問題が特に深刻になることがわかっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許出願第１０  ２００９  ０４３  ８２４  Ａ１号公報
【特許文献２】独国特許出願第１０  ２０１１  ０８３  ４６１  Ａ１号公報
【特許文献３】日本国特許出願公開第２００６／１７０９１６  Ａ号公報
【特許文献４】独国特許出願第１０  ２００４  ０６２  ２８９  Ａ１号公報
【特許文献５】独国特許出願第１０２  ３５  ２５５  Ａ１号公報
【特許文献６】米国特許出願公開第２００４／０１０５１４５  Ａ１号公報
【特許文献７】欧州特許出願第２  ５０９  １０２  Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ミラー、具体的には、マイクロリソグラフィー投影露光装置用のミラーを提供することを目的としており、これにより、反射特性の望まれない放射光誘発低下を特に効果的に回避することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、独立請求項１に規定する特徴によって達成される。
【００１２】
本発明によるミラーは、光学有効面と、前記光学有効面に入射する電磁放射光を反射するための反射層スタックと、を備えており、金属拡散障壁層が、前記反射層スタックの面のうち前記光学有効面側の面の上に配置されており、安定化層が、前記拡散障壁層の面のうち前記光学有効面側の面の上に配置されており、電磁放射光で前記光学有効面を照射すると、前記安定化層は、前記安定化層のない類似する構造に比べて、前記拡散障壁層の変形を低減し、さらに、前記安定化層は多孔性であり、幾何学密度と真密度との比で定義される前記安定化層の相対密度は８０％以下である。
【００１３】
この場合、上述したディウェッティング現象または拡散障壁層の変形は、むしろ拡散障壁層が依然として閉じた層で形成される程度にまで軽減される。
【００１４】
本発明は、具体的には、拡散障壁層の面のうちミラーの光学有効面側の面の上に配置される安定化層を、金属拡散障壁層と組み合わせて追加的に用いるという構想に基づいている。この安定化層は、ＥＵＶ照射下における金属拡散障壁層の縮約、具体的には、球欠形状への縮約という現象が隣接する安定化層の機械的安定化作用に起因してもはや生じないという効果を有する。
【００１５】
この機械的安定化作用は、拡散障壁層の機械的な変形、従って、反射層スタックからの拡散障壁層の望まれない「ディウェッティング」に必要とされる付加的なエネルギー投入が、拡散障壁層に支えられている安定化層に起因して非常に大きくなるという事実に帰することができ、結果として、拡散障壁層は元々の形状、すなわち略平面形状のままであり、それ故拡散障壁としての保護作用が保持される。
【００１６】
この点に関して、本発明における金属拡散障壁層と安定化層との組合せにおいては、その効果に寄与する役割が分割されており、金属拡散障壁層は比較的密な構造を有し、特に酸素原子を透過させないため、周辺雰囲気と反射層スタックとの間の酸素原子の拡散を適切に防止するという効果を担っており、一方で、安定化層は、それ単独として機械的安定化または拡散障壁層における（冒頭で説明した、反射層スタックからの「ディウェッティング」という形での）形態変化の回避を担っている。最後に述べた状況（すなわち、機械的安定化は、単に安定化層によって達成されるという状況）により、後者の安定化層は、以下にてより詳細に説明するように比較的低密度で構成することができ、具体的には多孔性の形態とすることができ、それ故、低い吸収率を実現できる。
【００１７】
さらに、本発明による層構造中の金属拡散障壁層単体によってもなお提供される拡散障壁作用のために、この層に用いられる材料の選択には上記拡散の回避のみを考慮すればよく、ＥＵＶ照射下における当該材料の「球欠形状」縮約または「ディウェッティング」へのいかなる基本的な傾向についても考慮に入れる必要はない。
【００１８】
結果として、（例えば、２０ｍＷ／ｍｍ２超えの）比較的高いパワー密度の場合でさえも、また、（例えば、水素などの）還元雰囲気でも、ＥＵＶ放射光によって引き起こされる反射層スタックへのダメージやそれに関連したミラーの反射特性の低下も確実に回避することが可能となる。
【００１９】
本発明によれば、安定化層は多孔性であり、幾何学密度と真密度との間の比率で定義される安定化層の相対密度（「かさ密度」としても称される）は、８０％以下である。
【００２０】
一実施形態によれば、幾何学密度と真密度との前記比で定義される相対密度は、７０％以下である。
【００２１】
一実施形態によれば、前記安定化層は、シリコン（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び窒化物からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含有する。
【００２２】
一実施形態によれば、前記安定化層は、炭化物、具体的には、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を含有する。
【００２３】
一実施形態によれば、前記安定化層は窒化物を含有し、これはＮ２の吸収が比較的低いという観点から有利である。
【００２４】
一実施形態によれば、前記安定化層は、共有結合により結合される原子から形成される。
【００２５】
一実施形態によれば、前記安定化層は、４ｎｍ以下の厚み、具体的には、２ｎｍ以下の厚みを有する。
【００２６】
一実施形態によれば、前記拡散障壁層は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、及び銀（Ａｇ）からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含有する。
【００２７】
一実施形態によれば、前記拡散障壁層は、０．３ｎｍ以上２ｎｍ以下の厚み、具体的には、０．３ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の厚みを有する。
【００２８】
前記ミラーは、３０ｎｍ未満の動作波長、具体的には、１５ｎｍ未満の動作波長用に設計され得る。しかしながら、本発明は、原理的には、そのいずれにも限定されず、さらなる実施形態では、（例えば２００ｎｍ未満の）ＶＵＶ範囲における動作波長用に設計されるミラーにおいても本発明を実現することは可能である。
【００２９】
本発明は、さらに、マイクロリソグラフィー投影露光装置の光学システム、具体的には、照光装置または投影レンズに関連し、光学システムは、上記の特徴を有する少なくとも１つのミラーを備える。
【００３０】
本発明のさらなる構成は、詳細な説明および従属項から寄せ集めることができる。
【００３１】
本発明は、添付図面に例示される典型的な実施形態に基づいて、以下にて詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の典型的な実施形態によるミラーの構成を説明する概略図である。
【図２】マイクロリソグラフィー投影露光装置の典型的な構成を示す概略図である。
【図３】本発明の背景に存在する問題を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態における、本発明によるミラー１０の構成を説明するための概略図を示す。ミラー１０は、具体的には光学システムのＥＵＶミラー、具体的には、マイクロリソグラフィー投影露光装置の投影レンズまたは照光装置のＥＵＶミラーとすることができる。
【００３４】
本発明の説明と関連する層のみが図１に示すミラー１０の層構成には記述されており、本発明の実施形態では、ミラー１０は、（例えば、粘着層等）異なる機能性を提供するための１つ以上の追加の層を有することもできる。
【００３５】
図１を参照して、ミラー１０は、まずミラー基板１１を備える。適したミラー基板の素材は、例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）がドープされた石英ガラスであり、ＵＬＥ（登録商標）またはＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標）の下で販売されるその素材は、単に例として利用可能なだけである（本発明は、これらに限定されない）。
【００３６】
さらに、ミラー１０は、原理的にはそれ自体既知の態様で、反射層スタック１２を備えており、単に例として示した実施形態においては、反射層スタック１２は、モリブデン‐シリコン（Ｍｏ−Ｓｉ）層スタック（および、可能であれば、拡散障壁層等）を備える。本発明は、この反射層スタック１２の特定の構成に制限されず、単に例として挙げる１つの適した構成では、例えば、５０層または層パケットの層系を備えることができ、それぞれの層厚が２．８ｎｍのモリブデン（Ｍｏ）層と、それぞれの層厚が４．２ｎｍのシリコン（Ｓｉ）層とを備えることができる。
【００３７】
図１を参照して、ルテニウム（Ｒｕ）から構成される層１３は、反射層スタック１２の上に配置され、この層は、典型的には０．３ｎｍ以上２ｎｍ以下の厚みを有することができる（本発明はこれに限定されない）。
【００３８】
もし、上記の金属拡散障壁層１３が、ミラー１０の最上層に配置されると、図３を参照して冒頭で説明したように、操作中に生じるＥＵＶ照射に起因して、隣接している反射層スタック１２からの「ディウェッティング」現象が生じ、これによって、金属拡散障壁層１３のうち略球欠形状の態様に縮約する領域では、隣接雰囲気との化学反応から反射層スタック１２を完全には保護することができなくなるというリスクが存在する。ミラー１０の反射特性や、それからミラー１０を備えるマイクロリソグラフィー投影露光装置の光学的性質も、これによって低下する。
【００３９】
上記の欠点を回避するために、図１に示すミラー１０は、金属拡散障壁層１３の面のうち光学有効面１０ａ側の面の上に、安定化層１４を有しており、典型的な実施形態では、この安定化層１４は、例えば厚み４ｎｍ未満の炭化ケイ素（ＳｉＣ）から作製される。上記にて既に説明したように、この安定化層１４は、その機械的安定化の過程で、拡散障壁層１３が機械的に変形するのを防止し、従って、図３につき上記にて説明したディウェッティング現象が生じるのを防止する。この場合、ディウェッティング現象は、むしろ拡散障壁が依然として閉じた層で形成される程度にまで軽減される。
【００４０】
拡散障壁層１３と安定化層１４との組合せに関して、本発明は、特定の典型的な実施形態における素材の選択や、形成される層厚には制限されない。その代わりに、当該２つの層は、他の適切な素材から形成されてもよく、さらに、他の厚みを有していてもよく、後述する機能性の観点から素材の選択を最適化することが可能である。
【００４１】
拡散障壁層１３の必須機能は、一つに、反射層スタック１２の層材料とミラー１０の周辺雰囲気（例えば、そこに存在する酸素原子）との間の化学反応を回避することであり、他方で、そのためには、ミラー１０の周辺雰囲気と反射層スタック１２との間の例えば酸素原子の拡散を防止しなければならない。この観点から、そしてＥＵＶ照射下で薄い金属拡散障壁層の場合において本質的に存在する「ディウェッティング現象」に関連する問題は、本発明による安定化層１４によって達成される拡散障壁層１３の機械的安定化に起因して既に取り除かれているというさらなる状況を考慮して、拡散障壁層１３として挙げられる最適な選択は、例えば、０．３ｎｍ以上２ｎｍ以下の範囲の比較的薄い層厚を有する構成であり、そのような層は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）または銀（Ａｇ）といった金属から形成される。（例えば、ルテニウムといった）貴金属は、周辺雰囲気に典型的に存在する酸素とわずかにしか反応しないので、特に適している。
【００４２】
一方、安定化層１４に関して、適切な材料や層厚の選択において重要なことは、機械的安定化作用だけであり、特に、反射層スタック１２の層材料とミラー１０を取り囲む雰囲気との間の化学反応は、本発明による構成における拡散障壁層１３により回避されるという状況のために、比較的小さな幾何学的密度を有する多孔性の層のような安定化層の構成が適する場合もある。この点に関して、「幾何学的密度」は、閉気孔を含んだ体積に基づく多孔性の固体の密度を意味するものとして理解され、さらに「相対密度」は、上記の幾何学的密度と真密度との比率によって定義される（これは「かさ密度」とも称される）。このような多孔性は、入射するＥＵＶ放射光の吸収損失を所望の値に最小化する観点から有利であり、例えば、ミラー１０の全体としての作製中に、層堆積のパラメータを適切に設定することにより、最大８０％の相対密度に、具体的には、最大７０％の相対密度に設定することができる。ＥＵＶ放射光の可能な限り低い吸収率および安定化層１４の機械的剛性の観点から、さらに可能な場合は回避すべき空気または酸素との反応の観点からも、安定化層１４に適した材料としては、例えば炭化物が挙げられ、具体的には、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）が挙げられる。
【００４３】
図２は、ＥＵＶにおけるオペレーション用に設計される典型的な投影露光装置の概略図を示しており、これにおいて本発明を実現することができる。
【００４４】
図２を参照して、ＥＵＶ用に設計された投影露光装置５００における照光装置は、視野ファセットミラー５０３と瞳ファセットミラー５０４とを備える。プラズマ光源５０１とコレクタミラー５０２とを備える光源ユニットからの光は、視野ファセットミラー５０３に向けられる。第１望遠鏡鏡面５０５および第２望遠鏡鏡面５０６は、瞳ファセットミラー５０４の下流の光路に配置される。偏向ミラー５０７は前記光路の下流に配置され、この偏向ミラーは、それに入射する放射光を６枚のミラー５５１〜５５６を備える投影レンズの対物面内における対物視野上に方向づける。マスクステージ５２０上の反射構造を有するマスク５２１は対物視野の位置に配置され、前記マスクは投影レンズを用いて結像面に映し出され、結像面は、ウェーハステージ５６０の上にある感光層（フォトレジスト）で被覆された基板５６１上に位置する。
【００４５】
本発明では、本発明に従い構成されたミラーのＥＵＶ照射に起因するダメージ又は前記ミラーの反射特性に与える影響を特に効果的に回避することができるので、特に、ＥＵＶ放射光の表面パワー密度が比較的高いミラー位置において本発明を実現することが適しており、典型的には、例えば（視野ファセットミラー５０３によって達成される焦点集中のため）投影露光装置５００の照光装置内の瞳ファセットミラー５０４に用いられる。さらに可能な応用は、照光装置の初期部における視野ファセットミラー５０３の配置に起因し、視野ファセットミラー５０３自体によっても与えられる。
【００４６】
投影露光装置５００の投影レンズ内で、第１ミラー５５１および５５２は、ビーム光路の観点から、本発明の実現に適している。しかしながら、本発明は、前述のミラーへの適用に限定されず、それ故、原理的には、本発明による方法で他のミラーを構成することも可能である。
【００４７】
特定の実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、例えば、個々の実施形態における特徴を組み合わせる、及び／又は、交換することによって、数多くの変形例や代替的な実施形態とすることができるのは、当業者にとって自明である。従って、そのような変形例や代替的な実施形態が、本発明に付随して包含されることは当業者にとって当然のことであり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれに均等なものが意味する範疇によってのみ制限される。
【図１】
0006505730.tif 000002
【図２】
0006505730.tif 000003
【図３】
0006505730.tif 000004