ＥＵＶ-스펙트럼 영역을 위한 열에 안정적인 다층 미러 document_id A220623108296

대략 10 nm 내지 대략 50 nm의 파장 범위를 갖는 극자외선(EUV) 스펙트럼 영역에 사용하기 위한 반사 작용하는 광학 소자들은 일반적으로 다수의 층 쌍으로 구성된 주기적인 층 시퀀스를 포함하는 다층-미러로 구현될 수 있다. 하나의 층 쌍은 일반적으로 상이한 재료들로 이루어진 두 개의 층을 포함하며, 상기 재료들은 소자의 사용을 위해 제시된 파장 범위에서는 광학 상수들과 관련하여 가급적 큰 차이를 나타내야만 한다. 상기 재료들 중 적어도 한 가지 재료, 소위 스페이서-재료는 주어진 파장에서 가급적 낮은 흡수율을 가져야만 한다. 그렇기 때문에, 다층-미러를 위한 재료들의 선택은 다른 무엇보다도 광학 소자가 사용되어야 하는 파장에 의존한다. 그렇기 때문에, EUV-스펙트럼 영역 안에는 대부분 수 나노미터에 불과한 폭을 갖는 특정 파장 영역을 위한 최적의 재료 쌍이 존재하며, 상기 최적의 재료 쌍은 층 재료들의 시각적인 콘트라스트(contrast)로 인해 높은 반사율을 보증해준다. 특히 EUV-리소그래피에 적용하기 위한 광학 시스템을 개발하기 위해서 매우 중요한 대략 12.5 nm 내지 14 nm의 파장 범위에서는 바람직하게 몰리브덴과 실리콘으로 구성된 재료 쌍으로 이루어진 다층-미러가 사용되는데, 그 이유는 전술한 파장 범위에서 상기 재료들 간에는 특히 우수한 시각적인 콘트라스트가 존재하기 때문이다. Mo/Si(몰리브덴-실리콘)-다층-미러에 의해서는, 13.5 nm의 파장에서 예컨대 약 70 %의 반사율에 도달할 수 있다. EUV-리소그래피를 위한 광학 시스템들을 작동시키기 위하여 특히 레이저-플라즈마 소스들이 방사선원들로서 제공되었으며, 상기 레이저-플라즈마 소스들은 대략 13.5 nm의 파장에서 방사 작용한다. EUV-리소그래피의 경우에는 다수의 미러로 인해 전체 광학 시스템의 반사율이 비교적 낮기 때문에, 광학 시스템 내에서 발생하는 반사 손실을 보상하기 위하여 상기와 같은 유형의 EUV-방사선원들은 고출력으로 작동되어야만 한다. 이와 같은 유형의 고출력-EUV-방사선원 근처에서는 EUV-다층-미러들이 고온에 노출될 수 있다. 이와 같은 경우는 특별히 예컨대 소위 콜렉터-미러로서 형성된 EUV-다층-미러가 방사선을 형성할 목적으로 EUV-방사선원 가까이에 위치 설정된 경우이다. 그러나 몰리브덴 및 실리콘과 같은 재료들은 고온에서는 몰리브덴 규화물, 특히 MoSi2를 형성하는 경향이 있고, 예컨대 DE 100 11 547 C2호에 공지된 바와 같이 경계면에서 상호 확산 공정들(Interdiffusion process)의 경향을 보인다. 그렇기 때문에, 고온의 적용 예에서는 상기와 같은 다층-미러가 분해(degradation) 될 위험이 존재하며, 이와 같은 분해 현상에 의해서는 반사율이 현저히 감소한다. 반사율의 감소 이외에, 상호 확산 공정들 및 몰리브덴 규화물 형성에 의해서 야기되는 분해 현상은 주기 두께로서도 언급되는 층 쌍들의 두께의 감소와도 연관되어 있다. 이와 같은 주기 두께의 감소에 의해서는 반사율 최대값이 상대적으로 더 짧은 파장으로 이동하게 된다. Mo/Si-다층-미러를 기초로 하는 광학 시스템의 기능은 상기와 같은 분해 공정들에 의해 상당한 손상을 받을 수 있거나 또는 심지어는 완전히 파괴될 수도 있다. Mo/Si-다층-미러들의 열에 대한 안정성을 높이기 위하여, DE 100 11 547 C2호에는 몰리브덴 층들과 실리콘 층들 사이의 경계면들에 Mo2C로 이루어진 배리어 층을 각각 하나씩 삽입하는 방식이 공지되어 있다. 또한, DE 100 11 548 C2호에는 열에 대한 안정성을 높이기 위하여 MoSi2로 이루어진 배리어 층들을 사용하는 용도가 기술되어 있다. 또한, US 6,396,900 B1호에는 반사율 및/또는 열에 대한 안정성을 높이기 위하여 B4C 재료로 이루어진 배리어 층들을 Mo/Si-다층-미러 안에 삽입하는 방식이 공지되어 있다. 상기와 같은 유형의 공지된 배리어 층들을 사용하면 반사율이 높은 층 시스템들을 제조할 수 있게 되며, 이와 같은 층 시스템의 열에 대한 안정성도 순수한 Mo/Si-층 시스템들에 비해 개선된다. 배리어 층들이 삽입된 Mo/Si-층 시스템들의 경우에는 배리어 층들의 제조 시에 요구되는 기술적인 수준들이 비교적 높은데, 그 이유는 배리어 층들의 두께가 일반적으로는 0.5 nm 미만이기 때문이다. 특히, 상기와 같은 정도로 얇은 배리어 층들을 이용해서 구부러진 기판들 상에 층 시퀀스를 제공하는 작업에는 어려움이 뒤따른다. 상기 내용은 특별히 다층-미러의 표면 위로 입사되는 EUV-방사선의 입사각 변동으로 인해, 미러 표면의 모든 장소에서 브래그-반사 조건들을 충족시키기 위하여 층 시퀀스의 층 두께가 증가 및 감소해야만 하는 경우에 적용된다.