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KR101825336B1 - 반사 광학 소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

반사 광학 소자 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR101825336B1
KR101825336B1 KR1020177008111A KR20177008111A KR101825336B1 KR 101825336 B1 KR101825336 B1 KR 101825336B1 KR 1020177008111 A KR1020177008111 A KR 1020177008111A KR 20177008111 A KR20177008111 A KR 20177008111A KR 101825336 B1 KR101825336 B1 KR 101825336B1
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carbide
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팀 챠르파티
에르빈 초에토우트
에릭 루이즈
프레데릭 비이케르크
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칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
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Abstract

특히 EUV 리소그래피에서의 사용을 위한, 소프트 X-선 및 극자외선 파장 범위에 있는 작업 파장을 위한 반사 광학 소자에 관한 것이며, 이러한 반사 광학 소자는 상기 작업 파장에서 실수부가 상이한 굴절률을 갖는 2개 이상의 교번 재료(21, 22)로 이루어진 다층 시스템(20)을 포함하며, 바람직하게 실수부가 더 큰 굴절률을 갖는 재료(21)로부터 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료(22)로의 하나 이상의 전환부에는, 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료(22)의 질화물 또는 탄화물로 이루어진 추가의 층(23)이 배치된다. 특히 바람직하게, 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료(22)는 란탄 또는 토륨이다. 바람직하게, 상술한 반사 광학 소자의 제조를 위해서 하나 이상의 재료의 층(21, 22, 23)은 플라즈마에 의해 보조되는 방식으로 도포된다.

Description

반사 광학 소자 및 이의 제조 방법{REFLECTIVE OPTICAL ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 5㎚ 내지 12㎚ 범위의 작업 파장을 위한 반사 광학 소자와 이 반사 광학 소자의 사용에 관한 것이며, 이러한 반사 광학 소자는 상기 작업 파장에서 실수부가 상이한 굴절률을 갖는 2개 이상의 교번 재료로 이루어진 다층 시스템을 포함한다. 또한, 본 발명은 이와 같은 유형의 하나 이상의 반사 광학 소자를 포함한 EUV 리소그래피 장치와, 투영 시스템 및 조명 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 유형의 반사 광학 소자를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
EUV 리소그래피 장치에서는 반도체 소자의 리소그래피를 위해서, 예를 들어 포토 마스크 또는 다층 거울과 같이 극자외선(EUV) 파장 범위 또는 소프트 X-선 파장 범위(예를 들어 약 5㎚ 내지 20㎚의 파장)를 위한 반사 광학 소자가 사용된다. EUV 리소그래피 장치가 대개 복수의 반사 광학 소자를 포함하므로, 이러한 반사 광학 소자들은 충분히 높은 전체 반사율을 보장하기 위해 가능한 높은 반사율을 가질 필요가 있다. 대체로 EUV 리소그래피 장치에서는 복수의 반사 광학 소자들이 연이어 배치되므로, 각각의 개별 반사 광학 소자에서는 반사율 악화가 더 작을지라도 EUV 리소그래피 장치 내의 전체 반사율에는 더 많은 영향을 미친다.
EUV 파장 범위 및 소프트 파장 범위를 위한 반사 광학 소자는 대개 다층 시스템을 포함한다. 이는 작업 파장에서 실수부가 더 큰 굴절률을 갖는 재료(스페이서로도 불림)와 작업 파장에서 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료(흡수체로도 불림)가 교대로 도포되는 층들이며, 하나의 흡수체-스페이서 쌍은 하나의 스택(stack)을 형성한다. 이에 의해, 일종의 크리스탈이 시뮬레이트되며, 이러한 크리스탈의 격자면들은 흡수체층에 상응하고, 이러한 흡수체층에서 브래그(Bragg) 반사가 발생한다. 개별 층들의 두께뿐만 아니라 반복되는 스택의 두께도 전체 다층 시스템을 통해 일정하거나, 어떤 반사 프로파일이 달성되어야 하는지에 따라 변화될 수도 있다.
특히 5㎚ 내지 12㎚ 파장 범위의 작업 파장에 대해서는, 다층 시스템에 의해 이론적으로 달성 가능한 최대 반사율이 약 12㎚ 내지 20㎚ 파장 범위에서보다 더 낮다. 특히 반사되는 빔의 밴드폭도 훨씬 더 낮다. 흡수체로서 란탄, 스페이서로서 붕소 또는 탄화 붕소와 같이 기존의 재료가 통상적으로 사용될 때, 이미 실온에서 특히 란탄에 대한 붕소 또는 탄화 붕소의 경계면에는 예를 들어 붕소화 란탄으로 이루어진 혼합층에 대한 개별 층들의 강한 혼합이 발생하는 추가의 어려움이 있다. 이는 실제의 최대 반사율뿐만 아니라 반사되는 밴드폭의 두드러진 감소를 초래한다. 대체로 EUV 리소그래피 장치에서는 복수의 반사 광학 소자들이 연이어 배치되므로, 각각의 개별 반사 광학 소자에서는 최대 반사율 및 밴드폭의 악화가 더 작을지라도 수명 동안 전체 반사율에는 더 많은 영향을 미친다.
본 발명의 목적은 실제로 사용될 때 장기간 충분히 높은 최대 반사율 및 반사되는 밴드폭을 보장하는, 소프트 X-선 파장 범위 및 극자외선 파장 범위의 작업 파장을 위한 반사 광학 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양상에서 상기 목적은 5㎚ 내지 12㎚ 범위의 작업 파장을 위한 반사 광학 소자에 의해 달성되며, 이러한 반사 광학 소자는 상기 작업 파장에서 실수부가 상이한 굴절률을 갖는 2개 이상의 교번 재료로 이루어진 다층 시스템을 포함하며, 이러한 다층 시스템에서 실수부가 더 큰 굴절률을 갖는 재료로부터 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료로의 하나 이상의 전환부 또는 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료로부터 실수부가 더 큰 굴절률을 갖는 재료로의 하나 이상의 전환부에는, 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료의 질화물 또는 탄화물로 이루어진 추가의 층이 배치된다.
특히 바람직하게, 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료는 란탄, 토륨 또는 우라늄이다.
특히 흡수체로서 란탄, 토륨, 또는 우라늄을 갖는 다층 시스템에서 탄화물 또는 질화물로 이루어진 중간층의 제공에 의해 열적으로 그리고 열역학적으로 더욱 안정적인 다층 시스템이 유도되고, 이러한 다층 시스템에서는 마찬가지로 장기간 동안 또는 상승된 온도에서 개별 층들의 실질적인 혼합이 발생하지 않는다. 이에 의해, 상기와 같은 다층 시스템을 포함하는 반사 광학 소자의 최대 반사율 및 반사되는 밴드폭과 같은 광학 특성은 전체 수명 동안 신뢰 가능한 범위에서 유지된다. 놀랍게도, 질화물 또는 탄화물로 이루어진 중간층이 삽입됨으로써, 이러한 중간층이 없는 다층 시스템과 비교하여 최대 반사율 또는 밴드폭에 있어 손실이 작아진다. 특히 이러한 손실은 흡수체와 스페이스층의 강한 혼합으로 인해 감수해야하는 손실보다 더 미미하다. 이러한 중간층의 삽입에 의해 심지어 몇몇 다층 시스템에서는 얻어지는 반사 광학 소자의 광학 특성, 즉 최대 반사율 및/또는 반사되는 밴드폭이 약간 개선되기까지 한다.
본 발명의 제2 양상에서 상기 목적은 5㎚ 내지 12㎚ 범위의 작업 파장을 위한 반사 광학 소자에 의해 달성되며, 이러한 반사 광학 소자는 상기 작업 파장에서 실수부가 상이한 굴절률을 갖는 2개 이상의 교번 재료로 이루어진 다층 시스템을 포함하며, 이러한 다층 시스템에서 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료는 질화물 또는 탄화물이다.
특히 바람직하게, 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료는 질화 란탄, 질화 토륨, 탄화 란탄, 또는 탄화 토륨이다.
특히 흡수체로서 토륨과 란탄이 사용되는 경우에 흡수체의 질화물 또는 흡수체의 탄화물을 통해 흡수체를 사용함으로써, 최대 반사율 및 반사되는 밴드폭에 있어서의 손실만을 초래하고, 이러한 손실은 특히 흡수체 재료로서 토륨 또는 란탄을, 스페이서 재료로서 붕소 또는 탄화 붕소를 갖는 다층 시스템에서 흡수체층 및 스페이서층의 혼합에 의한 손실보다 미미하다. 부분적으로 최대 반사율 및 반사되는 밴드폭은 심지어 상승하며, 이와 동시에 열적 안정성 및 열역학적 안정성은 상승한다.
본 발명의 제3 양상에서 상기 목적은 5㎚ 내지 12㎚ 범위의 작업 파장을 위한 반사 광학 소자에 의해 달성되며, 이러한 반사 광학 소자는 상기 작업 파장에서 실수부가 상이한 굴절률을 갖는 2개 이상의 교번 재료로 이루어진 다층 시스템을 포함하며, 이러한 다층 시스템에서 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료는 토륨, 우라늄, 또는 바륨이다.
흡수체로서 토륨을 기초로 하는 다층 시스템은 흡수체로서 란탄을 기초로 하는 다층 시스템과 비교하여, 약 5㎚ 내지 12㎚ 범위의 작업 파장에서 더 낮은 최대 반사율을 포함하지만, 이는 실질적으로 반사하는 빔의 더 넓은 밴드폭을 통해 보상된다.
본 발명의 제4 양상에서 상기 목적은 20℃ 내지 600℃의 작동 온도에서 5㎚ 내지 12㎚ 파장 범위의 빔을 반사하기 위해, 상술한 반사 광학 소자들 중 하나를 사용함으로써 달성된다.
본 발명의 제5 양상에서 상기 목적은 EUV 리소그래피 장치에서 5㎚ 내지 12㎚ 파장 범위의 빔에 대한 집광기로서, 상술한 반사 광학 소자들 중 하나를 사용함으로써 달성된다.
본 발명의 추가 양상에서 상기 목적은 상술한 반사 광학 소자들 중 하나를 갖는 투영 시스템, 특히 EUV 리소그래피 장치용 투영 시스템과, 상술한 반사 광학 소자들 중 하나를 갖는 조명 시스템, 특히 EUV 리소그래피 장치용 조명 시스템과, 상술한 반사 광학 소자들 중 하나를 갖는 빔 정형 시스템, 특히 EUV 리소그래피 장치용 빔 정형 시스템과, 상술한 반사 광학 소자들 중 하나를 갖는 EUV 리소그래피 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 마지막 양상에서 상기 목적은 하나 이상의 재료의 층이 플라즈마에 의해 보조되는 방식으로 도포되는, 상술한 반사 광학 소자들 중 하나의 제조 방법에 의해 달성된다.
특히 바람직한 일 실시예에서, 우선 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료의 하나의 층이 도포된 후, 이러한 층은 질소를 함유하거나 탄소를 함유한 플라즈마에 노출된다.
바람직한 추가의 일 실시예에서, 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료의 하나의 층이 적어도 부분적으로, 질소를 함유하거나 탄소를 함유한 플라즈마의 보조에 의해 도포된다.
바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 기재되어 있다.
본 발명은 바람직한 일 실시예를 참조하여 더 자세히 설명된다.
도 1은 EUV 리소그래피 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a 내지 2d는 반사 광학 소자 및 여러 가지 다층 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 흡수체로서 토륨, 란탄, 또는 우라늄을 갖는 다층 시스템을 구비한 반사 광학 소자에 대한 파장과 반사율 간의 함수 관계를 도시한 그래프이다.
도 4a는 혼합층의 두께가 상이한 란탄/붕소 다층 시스템을 구비한 반사 광학 소자에 대한 파장과 반사율 간의 함수 관계를 도시한 그래프이다.
도 4b는 하나의 혼합층과 하나의 질화 란탄 중간층을 갖는 란탄/탄화 붕소 다층 시스템을 구비한 반사 광학 소자에 대한 파장과 반사율 간의 함수 관계를 도시한 그래프이다.
도 4c는 하나의 우라늄/탄화 붕소 다층 시스템과 하나의 우라늄/질화 우라늄/탄화 붕소 다층 시스템을 구비한 반사 광학 소자에 대한 파장과 반사율 간의 함수 관계를 도시한 그래프이다.
도 5a, 도 5b는 흡수체로서 토륨과 질화 토륨 중간층을 갖는 다층 시스템을 구비한 반사 광학 소자에 대한 파장과 반사율 간의 함수 관계를 도시한 그래프이다.
도 6a, 도 6b는 흡수체로서 토륨과 탄화 토륨 중간층을 갖는 다층 시스템을 구비한 반사 광학 소자에 대한 파장과 반사율 간의 함수 관계를 도시한 그래프이다.
도 7a, 도 7b는 흡수체로서 란탄과 질화 란탄 중간층을 갖는 다층 시스템을 구비한 반사 광학 소자에 대한 파장과 반사율 간의 함수 관계를 도시한 그래프이다.
도 8a, 도 8b는 흡수체로서 란탄과 탄화 란탄 중간층을 갖는 다층 시스템을 구비한 반사 광학 소자에 대한 파장과 반사율 간의 함수 관계를 도시한 그래프이다.
도 9는 반사 광학 소자를 제조하기 위한 방법의 제1 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 10은 반사 광학 소자를 제조하기 위한 방법의 제2 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 1에는 EUV 리소그래피 장치(100)가 개략적으로 도시되어 있다. 중요 구성 요소는 빔 정형 시스템(110), 조명 시스템(120), 포토 마스크(130) 및, 투영 시스템(140)이다.
광원(111)으로서는 예를 들어 플라즈마원 또는 싱크로트론도 사용될 수 있다. 특히 5㎚ 내지 12㎚의 파장 범위에 대해서는 X-선 레이저(X-FEL)도 광원으로서 제공된다. 방사하는 빔은 우선 집광 거울(112) 내에서 집중된다. 또한, 모노크로미터(113)에 의해서는 입사각이 변화함으로써 원하는 작동 파장이 필터링되어 나온다. 언급된 파장 범위에서 집광 거울(112) 및 모노크로미터(113)는 대체로 반사 광학 소자로서 형성되며, 이러한 반사 광학 소자는 작업 파장의 빔을 반사하기 위해 상기 작업 파장에서 실수부가 상이한 굴절률을 갖는 2개 이상의 교번 재료로 이루어진 다층 시스템을 포함한다.
집광 거울은 포커싱 효과 또는 시준(collimate) 효과를 달성하기 위해 통상적으로 접시 형태로 형성된 반사 광학 소자이다. 이 경우, 이하에 상세히 설명되는 바와 같이 집광 거울(112)뿐만 아니라 모노크로미터(113)도 란탄, 토륨, 우라늄, 또는 바륨에 기초한 반사 광학 소자로서 형성될 수 있다. 집광 거울이 빔 경로에 있어 광원에 매우 가까이 배치되므로, 이러한 집광 거울은 높은 열부하에 노출된다. 따라서, 란탄, 토륨, 우라늄, 또는 바륨을 포함한 다층 시스템을 갖는 집광 거울이 특히 적합하다.
이 경우, 빔 정형 시스템(110) 내에서 파장 및 공간 분배와 관련하여 처리된 작동 빔은 조명 시스템(120) 내로 도입된다. 도 1에 도시된 실시예에서 조명 시스템(120)은 다층 거울로서 형성된 2개의 거울(121, 122)을 포함한다. 이러한 거울(121, 122)은 빔을 포토 마스크(130)로 안내하고, 이러한 포토 마스크는 웨이퍼(150)에 결상되어야 하는 구조를 포함한다. 포토 마스크(130)는 마찬가지로 제조 절차에 따라 교체되는, EUV 파장 범위 및 소프트 파장 범위를 위한 반사 광학 소자이다. 투영 시스템(140)에 의해, 포토 마스크(130)로부터 반사되는 빔은 웨이퍼(150)에 투영되고, 이에 의해 포토 마스크의 구조는 웨이퍼에 결상된다. 투영 시스템(140)은 도시된 실시예에서 2개의 거울(141, 142)을 포함하며, 이러한 거울은 본 실시예에서 마찬가지로 다층 거울로서 형성된다. 투영 시스템(140)뿐만 아니라 조명 시스템(120)도 마찬가지로 각각 단 하나의 거울을 포함하거나 3개, 4개, 5개 이상의 거울도 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서 모든 거울(121, 122, 141, 142)은 이하에 상세히 설명되는 바와 같이 란탄, 토륨, 우라늄, 또는 바륨에 기초한 반사 광학 소자로서 형성된다. 선택적으로는 포토 마스크(130)도 상기 유형의 반사 광학 소자일 수 있다.
도 2a 내지 2d에는 특히 EUV 리소그래피 장치에서의 사용을 위한, 소프트 X-선 파장 범위 및 극자외선 파장 범위를 위한 반사 광학 소자(1), 예를 들어 투영 시스템이나 조명 시스템의 거울로서, 또는 포토 마스크, 집광 거울, 또는 모노크로미터로서의 반사 광학 소자가 예시적으로 도시되어 있다. 도 2a에는 다층 시스템(2)의 층층이 배치된 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 다층 시스템(2)은 본 실시예에서 상이한 복합 굴절률을 갖는 상이한 재료로 기판(3)을 연속적으로 코팅함으로써 제조된다. 또한, 다층 시스템(2)에는 오염 물질과 같은 외부 영향으로부터 보호하기 위한 보호층(4)이 추가로 도포되어 있으며, 이러한 보호층은 복수의 상이한 재료층으로 형성될 수 있다.
다층 시스템(2)은 실질적으로 여러 번 반복되는 스택(20)으로 구성되어 있으며, 이러한 스택의 구조는 여러 가지 바람직한 실시예에 대해 도 2b 내지 도 2d에 도시되어 있다. 특히 스택(20)이 여러 번 반복됨으로써 작업 파장에서 충분히 많은 반사를 유도하는 스택(20)의 주요 층들은, 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료로 이루어진 소위 흡수체층(22, 22')과, 실수부가 더 큰 굴절률을 갖는 재료로 이루어진 소위 스페이서층(21)이다. 이에 의해, 일종의 크리스탈이 시뮬레이트되며, 흡수체층(22, 22')은 크리스탈 내부의 격자면들에 상응하고, 이러한 격자면들은 각각의 스페이서층(21)을 통해 규정된 서로에 대한 간격을 갖고, 이러한 격자면들에서는 입사하는 EUV 빔 및 소프트 X-선의 반사가 발생한다. 이러한 층들의 두께는 특정 작업 파장에서 각각의 흡수체층(22, 22')에서 반사되는 빔이 구조적으로 간섭됨으로써, 반사 광학 소자의 높은 반사율이 달성되도록 선택된다. 개별 층들(21, 22, 22', 23, 24)의 두께뿐만 아니라 반복되는 스택(20)의 두께도 전체 다층 시스템을 통해 일정하거나, 어떤 반사 프로파일이 달성되어야 하는지에 따라 변화될 수도 있다. 특히 최대 반사율 및/또는 반사되는 밴드폭이 다른 인접한 파장에서보다 큰 특정 파장에 대해 다층 시스템이 최적화될 수 있다. 이러한 파장의 빔에서, 상응하는 반사 광학 소자(1)는 예를 들어 EUV 리소그래피에서 사용되므로, 반사 광학 소자(1)가 최적화되어 얻어진 이러한 파장은 작업 파장으로도 언급된다.
종종 흡수체 재료로서 몰리브덴과 스페이서 재료로서 실리콘에 의해 작업이 이루어지는, 12㎚ 내지 20㎚ 범위의 작업 파장을 위한 다층 시스템과 대조적으로, 5㎚ 내지 12㎚ 범위의 작업 파장을 위한 다층 시스템에 대한 요건은 더욱 까다로우며, 특히 이보다 더 짧은 파장에 대해 더욱 까다롭다. 몰리브덴/실리콘 다층 시스템에서 70%를 훨씬 초과하는 최대 반사율을 얻기 위해, 예를 들어 50 스택으로 충분한 경우에는, 예를 들어 더 짧은 작업 파장을 위해 붕소 또는 탄화 붕소를 구비하고 흡수체로서 란탄, 토륨, 우라늄, 또는 바륨을 구비한 다층 시스템에서 약 50% 이상의 반사율에 도달하기 위해 약 200 스택이 필요하다. 이 경우, 반사되는 밴드폭에 대한 크기인 반사율 곡선의 반폭은 고작 몰리브덴/실리콘 다층 시스템에서 반사율 곡선의 반폭의 약 10%일 뿐이라는 추가적인 어려움이 있다. 이 경우, 실제의 다층 시스템에서 특히 흡수체에 대한 스페이서의 경계면에는 스페이서층과 흡수체층 사이의 콘트라스트를 부분적으로 현저히 악화시킬 수 있는 추가 층의 형성에 의한 혼합이 발생한다는 사실이 추가로 고려되어야 한다. 이는 더 낮은 최대 반사율 및 밴드폭을 초래한다.
광학적 특성의 악화를 저지하기 위해, 도 2b에 도시된 실시예에 상응하도록, 흡수체(22)로부터 스페이서(21)로의 전환부에 흡수체 재료의 질화물 또는 탄화물로 이루어진 추가 층(23)을 제공하는 것이 제시된다. 흡수체 재료의 질화물 또는 탄화물은 흡수체 재료 및 스페이서 재료로 형성된 혼합층보다 열역학적으로 더욱 안정적이라는 장점이 있다. 따라서, 이들의 두께는 혼합층에서보다 더 긴 시간 범위에 걸쳐 일정하게 유지되므로, 스페이서층과 흡수체층 사이의 콘트라스트는 실질적으로 일정하게 유지된다. 또한 이들의 열적 안정성은 더욱 높다. 특히 얇은 질화물층 또는 탄화물층(23)에서 이러한 콘트라스트는 심지어 이러한 중간층이 없는 시스템에 비해 약간 상승한다. 바람직하게 질화물층 또는 탄화물층(23)은 최대 1㎚, 바람직하게 0.5㎚ 이하, 바람직하게는 0.4㎚ 이하, 특히 바람직하게는 0.3㎚ 이하의 두께를 갖는다. 바람직하게 질화물층 또는 탄화물층(23)은 자체 마감층으로서 도포된다. 이러한 경우에, 탄화물층 또는 질화물층(23)은 실질적으로 단일층(monolayer)으로 볼 수 있다. 질화물 또는 탄화물로 이루어진 중간층은 특히 흡수체(22)로부터 스페이서(21)로의 전환부에서 특히 현저히 콘트라스트를 상승시키는 작용을 한다.
도 2c에 도시된 본 실시예에서는 다층 시스템의 열역학적 안정성 및 열적 안정성을 상승시키기 위해, 흡수체(22)로부터 스페이서(21)로의 전환부에 흡수체 재료의 질화물 또는 탄화물로 이루어진 추가 층(23)이 제공될 뿐만 아니라, 스페이서(21)로부터 흡수체(22)로의 전환부에 스페이서 재료의 질화물 또는 탄화물로 이루어진 추가 층(24)이 제공되기도 한다.
도 2d에 도시된 실시예에서는 추가의 질화물층 또는 탄화물층 대신에, 적합한 흡수체 재료의 질화물층 또는 탄화물층이 흡수체층(22')으로서 사용되는데, 이는 열적으로 그리고 열역학적으로 비교적 안정적인 다층 시스템을 유도할 뿐만 아니라 만족할만한 최대 반사율 및 밴드폭도 보장한다. 질화물 또는 탄화물의 대안으로, 토륨, 우라늄, 또는 바륨도 긍정적인 효과가 있는 흡수체층(22')용 재료로서 사용될 수 있다.
도 3에는 토륨/붕소, 토륨/탄화 붕소, 란탄/붕소, 란탄/탄화 붕소, 우라늄/붕소, 및 우라늄/탄화 붕소 다층 시스템에 대한 파장과 반사율 간의 함수 관계가 예시적으로 도시되어 있다. 이들은 각각 200 스택을 갖는 시스템이다. 본 예시에서 하나의 스택의 두께는 3.4㎚이다. 스페이서층의 두께는 약 1.7㎚이고, 흡수체층의 두께는 약 1.4㎚이다. 추가로, 약 0.3㎚ 두께의 혼합층은 붕소화 토륨 또는 붕소화 란탄 또는 붕소화 우라늄으로 형성된다. 4개의 모든 시스템에 대해 작업 파장은 6.70㎚ 내지 6.75㎚ 범위에 있다. 전체적으로, 흡수체 재료로서 토륨을 갖는 다층 시스템은 흡수체 재료로서 란탄을 갖는 다층 시스템보다 낮은 최대 반사율을 갖는다. 그러나 이는 전체 반사율과 관련하여, 반사하는 빔의 훨씬 더 큰 밴드폭을 통해 보상된다. 이러한 효과는 흡수체 재료로서 우라늄이 제공될 때 더 확실히 나타날 수 있다. 또한, 스페이서 재료로서 탄화 붕소를 갖는 시스템이 최대 반사율 및 밴드폭과 관련하여 스페이서 재료로서 붕소를 갖는 시스템보다 낮은 반사율을 갖는다는 것도 관찰될 수 있다. 반면, 스페이서 재료로서 붕소를 갖는 시스템은 열역학적으로 다소 더 불안정하므로, 이의 수명이 다소 더 짧다는 단점이 있다. 시간이 갈수록 점점 더 강해지는 흡수체 재료와 스페이서 재료의 혼합 효과는 란탄/붕소 다층 시스템의 실시예로서 도 4a에 도시되어 있다. 이미 도 3에 설명된 란탄/붕소 다층 시스템에 기초하여, 본 그래프에는 0.7㎚ 및 1㎚의 혼합층 두께에 대한 반사율이 추가로 도시되어 있다. 붕소화 란탄으로 이루어진 혼합층의 두께가 0.7㎚일 때 최대 반사율은 아직 눈에 띄게 감소하지 않은 반면, 이미 밴드폭의 현저한 감소는 발생될 것임에 틀림없다. 혼합층 두께가 1㎚일 때는 밴드폭의 감소와 마찬가지로 최대 반사율의 감소가 이미 심각하다.
약 5㎚ 내지 12㎚의 파장 범위에 대한 다층 시스템의 열적 안정성을 상승시키기 위해, 예를 들어 도 4b에 도시된 실시예에 상응하게, 란탄으로 이루어진 흡수체층과 탄화 붕소로 이루어진 스페이서층 사이에 질화 란탄층이 제공된다. 또다시, 이러한 2개의 시스템은 다른 예시들과의 비교 가능성을 향상시키기 위해 3.4㎚ 두께의 200 스택을 갖는다. 질화 란탄층뿐만 아니라 붕소화 란탄층도 0.3㎚의 두께를 갖는다. 질화 란탄층을 갖는 다층 시스템은 열적으로 더욱 안정적일 뿐만 아니라 약 1.3% 더 높은 최대 반사율을 유도하기도 하며, 붕소화 란탄으로 이루어진 0.3㎚ 두께의 혼합층이 이미 형성된 란탄/붕소 다층 시스템과 비교하여 심지어 약 20% 더 큰 반폭을 유도하기도 한다.
도 4c에는 우라늄/탄화 붕소 다층 시스템의 예에서 흡수체와 스페이서 사이의 질화 흡수체층의 긍정적인 효과가 도시되어 있다. 본 그래프에 도시된 실시예에서 층의 성장 방향으로 우라늄층 위면서 탄화 붕소 아래에 배치된 질화 우라늄층은 최대 반사율의 상승을 유도할 뿐만 아니라 더욱 긴 반감기도 유도한다. 비교 가능성을 향상시키기 위해서, 전술한 실시예에서와 같이 스택 두께는 3.4㎚이고, 질화물층은 0.7㎚의 두께를 갖는다.
도 5a 내지 도 8b에는 흡수체 재료로서 토륨 또는 란탄을, 스페이서 재료로서 붕소 또는 탄화 붕소를 갖는 다층 시스템의 다양한 실시예들에 대한 파장과 반사율 곡선 간의 함수 관계가 도시되어 있다. 모든 시스템은 6.70㎚ 내지 6.75㎚ 범위의 작업 파장에 대해 최적화되어 있다. 이러한 시스템들은 3.4㎚ 두께의 200 스택을 포함하며, 이러한 스택에서 스페이서층의 두께는 1.7㎚이고 흡수체층의 두께는 1.4㎚이다. 흡수체 재료의 질화물 또는 탄화물로 이루어진 층들은 0.3㎚의 두께를 갖는다. 스페이서 재료의 질화물 또는 탄화물로 이루어진 층도 제공되는 경우에, 이러한 층은 마찬가지로 0.3㎚의 두께를 갖고, 이에 상응하게 스페이서층은 1.4㎚의 두께를 갖는다. 토륨/붕소, 토륨/탄화 붕소, 란탄/붕소, 란탄/탄화 붕소 시스템에서 흡수체에 대한 스페이서의 경계면에는 약 0.3㎚의 혼합층이 존재한다. 흡수체 재료로 질화물 또는 탄화물을 갖는 시스템에서 흡수체층은 1.7㎚의 두께를 갖는다. 스페이서에 대한 흡수체의 경계면에서 이러한 혼합층은 덜 확연하게 나타난다. 이는 많은 경우에 그리고 대부분의 코팅 방법에서, 스페이서층을 도포하기 위해 코팅될 표면에 공급되는 재료들이 흡수체층을 도포하기 위한 재료들보다 반응성이 크기 때문이다.
본원에 언급된 수치는 단지 예시로서만 이해될 수 있으며, 약 5㎚ 내지 12㎚ 파장 범위인 작업 파장의 층을 달성하고, 예를 들어 층 두께 또는 스택 두께의 변화를 통해 원하는 반사 프로파일을 달성하기 위해 개별 층들의 두께뿐만 아니라 스택의 수도 원하는 대로 변화될 수 있다.
도 5a에는 토륨/붕소만의 시스템을 위한 또는, 하나 또는 2개의 추가 질화물층을 갖는 토륨/붕소 시스템을 위한 반사율 곡선과, 질화 토륨/붕소 시스템을 위한 반사율 곡선이 도시되어 있다. 2개의 질화물층을 갖는 시스템은 가장 낮은 최대 반사율과 미세하게 더 작은 밴드폭을 갖는다. 이는 높은 열역학적 안정성을 특징으로 한다. 질화 토륨 중간층의 제공에 의해서뿐만 아니라 흡수체 재료로서 질화 토륨의 제공에 의해서도 토륨/붕소와 비교하여 약간 더 높은 최대 반사율 및 더 큰 밴드폭이 유도되며, 이러한 효과는 흡수체 재료로서 질화 토륨이 제공될 때 특히 확연하게 나타난다. 이는 실질적으로 도 5b에 도시된 바와 같이 스페이서 재료로서 탄화 붕소를 갖는 상응하는 시스템에 대해서도 나타난다.
도 6a 및 도 6b에는 질화물층과, 이 질화물층 대신 탄화물층이 구비된, 상응하는 토륨/붕소 시스템 및 토륨/탄화 붕소 시스템이 도시되어 있다. 본 그래프에서, 모든 시스템에서 탄화물층의 공급은, 파선으로 도시된 변화하지 않은 토륨/붕소 시스템 또는 토륨/탄화 붕소 시스템과 비교하여 약간의 반사율 악화를 유도한다. 그러나 탄화물층 또는 탄화물층들은 향상된 열적 안정성 및 열역학적 안정성을 유도하므로, 반사율이 실질적으로 동일하게 유지될 때 상응하는 반사 광학 소자의 수명은 더욱 길어진다.
도 7a에는 란탄/탄화만의 붕소 시스템을 위한 또는, 하나 또는 2개의 추가 질화물층을 갖는 란탄/탄화 붕소 시스템을 위한 반사율 곡선과, 질화 란탄/탄화 붕소 시스템을 위한 반사율 곡선이 도시되어 있다. 2개의 질화물층을 갖는 시스템은 가장 낮은 최대 반사율과 미세하게 더 작은 밴드폭을 갖는다. 이는 높은 열적 안정성 및 열역학적 안정성을 특징으로 한다. 질화 란탄 중간층의 제공에 의해서뿐만 아니라 흡수체 재료로서 질화 란탄의 제공에 의해서도 란탄/붕소와 비교하여 더 큰 밴드폭이 유도되며, 이러한 효과는 흡수체 재료로서 질화 란탄이 제공될 때 특히 확연하게 나타난다. 이는 실질적으로 도 7b에 도시된 바와 같이 스페이서 재료로서 붕소를 갖는 상응하는 시스템에 대해서도 나타난다. 또한, 흡수체 재료로서 질화 란탄이 제공되고 스페이서 재료로서 탄화 붕소가 제공될 때 최대 반사율은 상승한다.
도 8a에는 란탄/붕소만의 시스템을 위한 또는, 하나 또는 2개의 추가 탄화물층을 갖는 란탄/붕소 시스템을 위한 반사율 곡선과, 탄화 란탄/붕소 시스템을 위한 반사율 곡선이 도시되어 있다. 이러한 탄화물층을 통해 반사율은 눈에 띄게 악화되지는 않는다. 그러나 최대 반사율의 위치와 이에 따른 작업 파장은 약간 이동한다. 이러한 시스템들은 상승된 열적 안정성 및 열역학적 안정성을 갖는다. 탄화 란탄/붕소 시스템에서는 약간의 반사율 악화가 발생하지만, 이는 상승된 열역학적 안정성 및 열적 안정성에 의한 더 긴 수명을 통해 보상된다.
도 8b에 란탄/탄화 붕소만의 시스템을 위한 또는 하나 또는 추가 탄화 란탄 중간층을 갖는 란탄/탄화 붕소 시스템을 위한 반사율 곡선, 또는 탄화 란탄/탄화 붕소 시스템을 위한 반사율 곡선이 도시되어 있는 경우에 대해, 이러한 탄화 란탄을 포함하는 2개의 시스템은 다소의 반사율 악화를 초래한다. 그러나 이는 더 긴 수명을 통해 보상된다. 이는 끝까지 그리고 특히 온도가 상승한 경우에, 개별 층들의 혼합이 란탄/탄화 붕소에서보다 더 적게 발생하기 때문이다.
특히 본원에 설명된 반사 광학 소자는 실온에서뿐만 아니라 600℃ 이하의 작동 온도에서도 충분히 긴 수명을 가지며 작동한다는 장점이 있다. 따라서, 반사 광학 소자에 입사하는 빔의 강도가 강할 때도 반사 광학 소자의 냉각이 필요하지 않다. 대개 가장 강한 빔 강도에 노출되는 EUV 리소그래피 장치의 시준기 거울조차도 냉각없이 작동될 수 있다.
도 9에는 열역학적 안정성 및 열적 안정성을 상승시키기 위해 질화 란탄으로 이루어진 중간층을 갖는 란탄/탄화 붕소 시스템을 예로 하여, 본원에 설명된 다층 시스템을 갖는 반사 광학 소자를 제조하기 위한 방법의 제1 실시예가 도시되어 있다. 이를 위해, 제1 단계(201)에서는 란탄층이 탄화 붕소층 위에 도포된다. 이를 목적으로, 스퍼터링, 진공 증착과 같이, 모든 공지된 방법이 사용될 수 있다. 이어서, 질소를 함유한 플라즈마가 제공된다(단계 203). 이를 위해, 예를 들어 질소를 함유한 대기 중에서 플라즈마가 점화될 수 있다. 이 경우, 질소의 에너지는 자체 마감 질화 란탄층이 형성되도록 설정된다(단계 205). 이를 위해, 에너지는 질소 라디칼, 질소 분자, 또는 질소 이온의 투과 깊이가 질화 란탄 단일층의 두께를 초과하지 않을 정도로 낮아야한다. 그러나, 적어도 질화 란탄에 대한 층표면에서 란탄과 질소의 반응은 발생하도록 하는 최소 에너지가 필요하다. 질소 에너지를 설정하기 위해서는 플라즈마에 대한 에너지 공급이 변화하거나, 상황에 따라서는 추가의 가속 전압도 인가된다. 공급원으로서는 예를 들어 카우프만(Kaufmann)식 공급원, 무선 주파수식 플라즈마 공급원, 또는 사이클로트론 공명식 플라즈마 공급원이 사용된다. 바람직하게, 120eⅤ 이하, 바람직하게는 100eⅤ 이하, 특히 바람직하게는 80eⅤ 이하, 더욱 특히 바람직하게는 50eⅤ 이하의 에너지를 갖는 질소 라디칼, 질소 이온, 또는 질소 분자가 사용된다. 바람직하게, 이러한 코팅 기하 구조는 투과 깊이를 추가로 제한하기 위해, 코팅될 표면에 대한 질소의 입사각이 가능한 평탄하도록 선택된다. 이상적으로, 층의 질화가 이루어질 때 입자 에너지는 대략 0eⅤ에 이른다. 이는 탄소 원자, 탄소 라디칼, 탄소 이온, 또는 탄소를 함유한 분자를 갖는, 자체 마감 탄화물층의 도포가 요구될 때 상응하게 적용된다. 이어서, 종래의 방식으로 질화 란탄층에 탄화 붕소층이 도포된다(단계 207). 이러한 진행 단계는 원하는 스택의 개수에 상응하게 반복된다.
도 10에는 상기 제조 방법의 추가적인 일 실시예가 도시되어 있다. 토륨이 붕소층에 도포된다(단계 301). 이와 동시에, 탄소를 함유한 플라즈마가 예를 들어 상술한 공급원에 의해 제공된다(단계 303). 이 경우, 탄소는 예를 들어 메탄 또는 에탄과 같이 탄소를 함유한 기체의 유입을 통해 제공될 수 있다. 바람직하게는 수소 농도를 가능한 낮게 유지하기 위해 아세틸렌이 사용된다. 균일한 탄화 토륨층이 형성되도록, 본 실시예에서 플라즈마 에너지는 탄소가 약 100eⅤ의 에너지를 갖도록 설정된다(단계 305). 이어서, 종래의 방식으로 토륨층에 붕소층이 도포된다(단계 307). 이러한 진행 단계는 원하는 스택의 개수에 상응하게 반복된다. 탄화 시에는 일 변형예로서 플라즈마 처리를 위해 부가적으로 또는 대안적으로 예를 들어 스퍼터링 방식도 사용될 수 있다.
매우 다양한 두께를 갖는 다른 흡수체 재료, 다른 스페이서 재료, 또는 다른 탄화물층이나 질화물층이, 매우 상이한 탄소 에너지 또는 질소 에너지에 의해 각각 도포될 수 있다는 점에서, 제조 방법에 있어 본원에 설명된 실시예는 용이하게 변형될 수 있다.
1 : 반사 광학 소자
2 : 다층 시스템
3 : 기판
4 : 보호층
20 : 주기적으로 복원하는 스택층
21 : 스페이서
22, 22' : 흡수체
23 : 질화물 또는 탄화물층
24 : 질화물 또는 탄화물층
100 : EUV 리소그래피 장치
110 : 빔 정형 시스템
111 : 광원
112 : 집광 거울
113 : 모노크로미터
120 : 조명 시스템
121, 122 : 거울
130 : 포토 마스크
140 : 투영 시스템
141, 142 : 거울
150 : 웨이퍼
201-207 : 진행 단계
301-307 : 진행 단계

Claims (14)

  1. 5㎚ 내지 12㎚ 범위의 작업 파장을 위한 반사 광학 소자이며, 상기 반사 광학 소자는 상기 작업 파장에서 실수부가 상이한 굴절률을 갖는 2개 이상의 교번 재료로 이루어진 다층 시스템을 포함하는, 반사 광학 소자에 있어서,
    실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료(22)는 토륨 또는 우라늄이며, 실수부가 더 큰 굴절률을 갖는 재료(21)는 붕소 또는 탄화 붕소인 것을 특징으로 하는 반사 광학 소자.
  2. 제1항에 따른 반사 광학 소자를 제공하고,
    5㎚ 내지 12㎚ 파장 범위의 빔을 제공하고,
    상기 반사 광학 소자를 20℃ 내지 600℃의 작동 온도에서 상기 빔을 반사하기 위해 사용하는, 반사 광학 소자의 사용 방법.
  3. 제1항에 따른 반사 광학 소자를 제공하고,
    5㎚ 내지 12㎚ 파장 범위의 빔을 제공하고,
    상기 반사 광학 소자를 EUV 리소그래피 장치에서 상기 빔에 대한 집광기로서 사용하는, 반사 광학 소자의 사용 방법.
  4. 제1항에 따른 하나 이상의 반사 광학 소자를 구비한, 투영 시스템(120).
  5. 제1항에 따른 하나 이상의 반사 광학 소자를 구비한, 조명 시스템(140).
  6. 제1항에 따른 하나 이상의 반사 광학 소자를 구비한, 빔 정형 시스템(110).
  7. 제1항에 따른 하나 이상의 반사 광학 소자를 구비한 EUV 리소그래피 장치(100).
  8. 제1항에 따른 하나 이상의 반사 광학 소자의 제조 방법에 있어서,
    하나 이상의 재료의 층은 플라즈마에 의해 보조되는 방식으로 도포되는 것을 특징으로 하는, 반사 광학 소자의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 우선 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료의 하나의 층이 도포된 후, 상기 층은 질소를 함유하거나 탄소를 함유한 플라즈마에 노출되는 것을 특징으로 하는, 반사 광학 소자의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 실수부가 더 작은 굴절률을 갖는 재료의 하나의 층이 적어도 부분적으로, 질소를 함유하거나 탄소를 함유한 플라즈마의 보조에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는, 반사 광학 소자의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 질소 또는 탄소의 원자, 라디칼, 또는 분자가 사용되며, 질소 또는 탄소의 원자, 라디칼, 또는 분자의 에너지가 질화물 또는 탄화물의 자체 마감층 또는 단일층이 형성되도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 반사 광학 소자의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 질소 또는 탄소의 원자, 라디칼, 또는 분자가 사용되며, 질소 또는 탄소의 원자, 라디칼, 또는 분자의 에너지가 질화물 또는 탄화물의 자체 마감층 또는 단일층이 형성되도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 반사 광학 소자의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서, 질소 또는 탄소의 원자, 라디칼, 또는 분자가 사용되며, 질소 또는 탄소의 원자, 라디칼, 또는 분자는 120eⅤ 이하의 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는, 반사 광학 소자의 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서, 질소 또는 탄소의 원자, 라디칼, 또는 분자가 사용되며, 질소 또는 탄소의 원자, 라디칼, 또는 분자는 120eⅤ 이하의 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는, 반사 광학 소자의 제조 방법.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2004081A (en) * 2009-02-13 2010-08-16 Asml Netherlands Bv Multilayer mirror and lithographic apparatus.
JP6005069B2 (ja) * 2011-02-24 2016-10-12 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． かすめ入射リフレクタ、リソグラフィ装置、かすめ入射リフレクタ製造方法、およびデバイス製造方法
NL2008391A (en) * 2011-04-04 2012-10-08 Asml Netherlands Bv Radiation source-collector and lithographic apparatus.
JP2012222349A (ja) * 2011-04-05 2012-11-12 Asml Netherlands Bv 多層ミラーおよびリソグラフィ装置
US9448492B2 (en) * 2011-06-15 2016-09-20 Asml Netherlands B.V. Multilayer mirror, method of producing a multilayer mirror and lithographic apparatus
KR20160003140A (ko) * 2013-05-09 2016-01-08 가부시키가이샤 니콘 광학 소자, 투영 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
DE102013210533A1 (de) * 2013-06-06 2014-12-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Spiegel für beuv-licht
DE102013218130A1 (de) * 2013-09-11 2015-03-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie
EP3049836A1 (en) 2013-09-23 2016-08-03 Carl Zeiss SMT GmbH Multilayer mirror
US9696467B2 (en) * 2014-01-31 2017-07-04 Corning Incorporated UV and DUV expanded cold mirrors
US20170003419A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Supriya Jaiswal Coatings for extreme ultraviolet and soft x-ray optics
DE102016118940B3 (de) * 2016-10-06 2018-01-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Multilayer-Spiegel zur Reflexion von EUV-Strahlung und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102016224111A1 (de) * 2016-12-05 2017-11-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Reflektives optisches Element für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich
US20190049634A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 Supriya Jaiswal Materials, components, and methods for use with extreme ultraviolet radiation in lithography and other applications
DE102018211980A1 (de) 2018-07-18 2019-09-05 Carl Zeiss Smt Gmbh Reflektives optisches Element

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004363570A (ja) * 2003-05-12 2004-12-24 Hoya Corp 反射多層膜付き基板及び反射型マスクブランクス並びに反射型マスク

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0797159B2 (ja) * 1986-10-01 1995-10-18 キヤノン株式会社 軟ｘ線・真空紫外線用多層膜反射鏡
US5310603A (en) * 1986-10-01 1994-05-10 Canon Kabushiki Kaisha Multi-layer reflection mirror for soft X-ray to vacuum ultraviolet ray
WO1993009545A1 (en) * 1991-11-04 1993-05-13 Multilayer Optics And X-Ray Technology, Inc. Device and method for reflection and dispersion of x-rays
JP3033323B2 (ja) * 1992-02-25 2000-04-17 株式会社ニコン Ｘ線多層膜反射鏡の製造方法
US5485499A (en) * 1994-08-05 1996-01-16 Moxtek, Inc. High throughput reflectivity and resolution x-ray dispersive and reflective structures for the 100 eV to 5000 eV energy range and method of making the devices
JP2906118B2 (ja) * 1995-01-19 1999-06-14 理化学研究所 軟ｘ線光学素子用多層膜構造
US6295164B1 (en) * 1998-09-08 2001-09-25 Nikon Corporation Multi-layered mirror
US7261957B2 (en) * 2000-03-31 2007-08-28 Carl Zeiss Smt Ag Multilayer system with protecting layer system and production method
US6396900B1 (en) * 2001-05-01 2002-05-28 The Regents Of The University Of California Multilayer films with sharp, stable interfaces for use in EUV and soft X-ray application
JP3600849B2 (ja) * 2001-06-11 2004-12-15 理学電機工業株式会社 ホウ素蛍光ｘ線分析用多層膜分光素子
US6920199B2 (en) 2002-02-20 2005-07-19 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Mirror element for the reflection of x-rays
JP2003318094A (ja) * 2002-04-24 2003-11-07 Shin Etsu Handotai Co Ltd 露光装置用反射鏡および露光装置ならびに、それらを用いて製造される半導体デバイス
US6763086B2 (en) * 2002-09-05 2004-07-13 Osmic, Inc. Method and apparatus for detecting boron in x-ray fluorescence spectroscopy
DE10258709A1 (de) * 2002-12-12 2004-07-01 Carl Zeiss Smt Ag Schutzsystem für reflektive optische Elemente, reflektives optisches Element und Verfahren zu deren Herstellung
US7217940B2 (en) * 2003-04-08 2007-05-15 Cymer, Inc. Collector for EUV light source
US7193228B2 (en) * 2004-03-10 2007-03-20 Cymer, Inc. EUV light source optical elements
JP4566791B2 (ja) * 2004-03-26 2010-10-20 キヤノン株式会社 軟ｘ線多層膜反射鏡
JP2005302963A (ja) * 2004-04-09 2005-10-27 Canon Inc 露光装置
DE102004062289B4 (de) 2004-12-23 2007-07-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Thermisch stabiler Multilayer-Spiegel für den EUV-Spektralbereich
JP2006267054A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Nikon Corp 多層膜反射鏡、多層膜反射鏡の製造方法、及びｅｕｖ露光装置
JP2007140147A (ja) * 2005-11-18 2007-06-07 Nikon Corp 多層膜反射鏡及び露光装置
JP2007198782A (ja) * 2006-01-24 2007-08-09 Nikon Corp 多層膜反射鏡及び露光装置
DE102006006283B4 (de) 2006-02-10 2015-05-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Thermisch stabiler Multilayer-Spiegel für den EUV-Spektralbereich
TWI427334B (zh) 2007-02-05 2014-02-21 Zeiss Carl Smt Gmbh Ｅｕｖ蝕刻裝置反射光學元件
US7960701B2 (en) * 2007-12-20 2011-06-14 Cymer, Inc. EUV light source components and methods for producing, using and refurbishing same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004363570A (ja) * 2003-05-12 2004-12-24 Hoya Corp 反射多層膜付き基板及び反射型マスクブランクス並びに反射型マスク

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