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EUV范围的反射镜、制造该反射镜的方法及包含该反射镜的投射曝光设备

申请号 CN201380013152.9 申请日 2013-03-06 公开(公告)号 CN104254891B 公开(公告)日 2017-09-12
申请人 卡尔蔡司SMT有限责任公司; 发明人 P.休伯; G.冯布兰肯哈根;
摘要 本 发明 涉及一种对于0°和25°之间的至少一个入射 角 具有大于40%的反射率的EUV 波长 范围的反射镜(1),包含: 基板 (S)和层布置,其中所述层布置包含至少一个非金属单独层(B,H,M),以及其中所述非金属单独层(B,H,M)掺杂有介于10ppb至10%之间,尤其介于100ppb和0.1%之间的杂质 原子 ,使得非金属单独层(B,H,M)获得大于6*1010cm‑3的电荷载流子 密度 和/或大于1*10‑3S/m的电导率,尤其是大于6*1013cm‑3的电荷载流子密度和/或大于1S/m的电导率。
权利要求

1.用于EUV波长范围的反射镜(1),对于0°和25°之间的至少一个入射具有大于40%的反射率,包含:基板(S)和层布置,其中,所述层布置包含至少一个非金属单独层,所述非金属单独层包含阻挡层(B)、高折射率层(H),
其中,所述层布置包含至少一个层子系统(P‘),所述至少一个层子系统由至少两个周期(P)的周期序列构成,
其中,所述周期(P)包含由不同材料构成的两个单独层,分别用于高折射率层(H)和低折射率层(L),
其中,所述周期(P)的所述两个单独层(L,H)中的用于所述高折射率层(H)的一个的材料为,所述两个单独层(L,H)中的用于所述低折射率层(L)的另一个的材料为钼或钌,以及其中,所述至少一个层子系统(P‘)的所述至少两个周期(P)中的每一个中的所述两个单独层之间通过至少一个阻挡层(B)分隔开,所述阻挡层(B)由从以下材料组中选择的材料中的一种或多种或由以下材料组构成的化合物中的一种或多种材料构成:B4C、C、Si氮化物、Si化物、Si化物、Mo氮化物、Mo碳化物、Mo硼化物、Ru氮化物、Ru碳化物和Ru硼化物,其特征在于,所述非金属单独层掺杂有介于10ppb至10%之间的杂质原子,使得所述非金属单独层获得大于6×1010cm-3的电荷载流子密度和/或大于1×10-3S/m的电导率。
2.根据权利要求1所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),其中所述非金属单独层掺杂有介于100ppb至0.1%之间的杂质原子,使得所述非金属单独层获得大于6×1013cm-3的电荷载流子密度和/或大于1S/m的电导率。
3.根据权利要求1或2所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),其中所述非金属单独层还包含终止层(M)。
4.根据权利要求1或2所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,给所述至少一个非金属单独层掺杂杂质原子是通过来自元素周期表的V族的至少一个元素的原子实现的。
5.根据权利要求1或2所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,所述层布置具有小于200nm的总厚度,所述层子系统(P‘)的高折射率层(H)掺杂有杂质原子。
6.根据权利要求1或2中任一项所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,在所述反射镜的光学使用表面的位置处,在以来自所述EUV波长范围的剂量大于
10kJ/mm2的光照射之后,所述反射镜的对于正入射的介于12nm和14nm之间反射光谱内的平均反射波长与在12nm和14nm之间的光源平均发射波长偏离小于0.25nm。
7.根据权利要求1或2中任一项所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,在所述反射镜的光学使用表面的位置处,在以来自所述EUV波长范围的剂量大于
2
10kJ/mm的光照射之后,所述反射镜的对于正入射的介于12nm和14nm之间反射光谱内的平均反射波长与在12nm和14nm之间的光源平均发射波长偏离小于0.15nm。
8.根据权利要求6所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,包含EUV光源的聚光反射镜和/或EUV照明系统的反射镜,并且其中,所述平均反射波长与所述平均发射波长的偏离小于0.05nm。
9.根据权利要求1或2所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,所述层子系统(P‘)的离所述基板最远的至少5个所述周期的由硅构成的所有所述单独层掺杂有介于10ppb与10%之间的杂质原子。
10.根据权利要求1或2所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,所述层子系统(P‘)的离所述基板最远的至少10个所述周期的由硅构成的所有所述单独层掺杂有介于10ppb与10%之间的杂质原子。
11.根据权利要求1或2所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,终止所述层布置的终止层(M)的表面粗糙度小于0.2nm rms HSFR。
12.根据权利要求11所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,终止所述层布置的终止层(M)的表面粗糙度小于0.1nm rms HSFR。
13.根据权利要求1或2所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,所述层布置的终止层(M)由化物或氮化物构成,并具有利用来自元素周期表的V族的至少一个元素的原子进行的杂质原子的掺杂。
14.根据权利要求1或2所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,所述层布置具有用于应补偿的至少一个其它层子系统(ASL),其中,所述其它层子系统(ASL)由至少两个其它周期(PASL)的周期序列构成,其中,所述其它周期(PASL)包含分别用于高折射率层(HASL)和低折射率层(LASL)的由不同材料构成的两个单独层。
15.根据权利要求14所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,所述层布置的总层应力的绝对值小于100MPa,并且其中,所述其它层子系统(ASL)的张应力的绝对值小于+240MPa,并且其中,所述其它层子系统(ASL)布置在所述基板和所述至少一个层子系统(P‘)之间。
16.根据权利要求14所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,所述层布置的总层应力的绝对值小于50MPa,并且其中,所述其它层子系统(ASL)的张应力的绝对值小于+240MPa,并且其中,所述其它层子系统(ASL)布置在所述基板和所述至少一个层子系统(P‘)之间。
17.根据权利要求14所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,所述层布置的总层应力的绝对值小于20MPa,并且其中,所述其它层子系统(ASL)的张应力的绝对值小于+240MPa,并且其中,所述其它层子系统(ASL)布置在所述基板和所述至少一个层子系统(P‘)之间。
18.根据权利要求14所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,所述其它层子系统(ASL)的所述其它周期(PASL)的厚度(dASL)为5nm或更小。
19.根据权利要求14所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,所述其它层子系统(ASL)的所述其它周期(PASL)的厚度(dASL)为3.5nm或更小。
20.根据权利要求14所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,对于正入射的反射率大于60%,并且所述其它层子系统(ASL)的所述其它周期(PASL)的数目(NASL)小于20。
21.根据权利要求14所述的用于EUV波长范围的反射镜(1),
其中,对于正入射的反射率大于60%,并且所述其它层子系统(ASL)的所述其它周期(PASL)的数目(NASL)小于15。
22.一种用于根据上述权利要求任一项所述的用于EUV波长范围的反射镜的涂覆方法,其特征在于,在涂覆所述至少一个非金属单独层期间,在涂覆设备中呈现大于10-9mbar的杂质原子偏压
23.根据权利要求22所述的用于EUV波长范围的反射镜的涂覆方法,其中,在至少10-
4mbar的工作气压下通过磁控溅射执行对所述至少一个非金属单独层的涂覆。
24.根据权利要求22所述的用于EUV波长范围的反射镜的涂覆方法,其中在涂覆所述至少一个非金属单独层期间,在涂覆设备中呈现大于10-7mbar的杂质原子偏压。
25.根据权利要求22所述的用于EUV波长范围的反射镜的涂覆方法,其中在所述涂覆所述至少一个非金属单独层期间,使用至少一个溅射目标,所述至少一个溅射目标已相应掺杂有介于10ppb和10%之间的杂质原子。
26.一种用于根据权利要求1-21中任一项所述的用于EUV波长范围的反射镜的涂覆方法,其特征在于,在涂覆所述至少一个非金属单独层期间使用至少一个溅射目标,所述至少一个溅射目标已相应掺杂有介于10ppb和10%之间的杂质原子。
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27.根据权利要求26所述的用于EUV波长范围的反射镜的涂覆方法,其中,在至少10
4mbar的工作气压下通过磁控溅射执行对所述至少一个非金属单独层的涂覆。
28.包含根据权利要求1至21中任一项所述的反射镜(1)和根据权利要求22至27中任一项所述的方法制造的反射镜(1)的用于微光刻的EUV光源、EUV照明系统和/或EUV投射镜头。
29.用于微光刻的投射曝光设备,包含根据权利要求28所述的EUV光源、EUV照明系统和/或EUV投射镜头。
30.根据权利要求29所述的用于微光刻的投射曝光设备,其中,所述EUV光源的聚光反射镜的所述非金属单独层掺杂的杂质原子比所述EUV照明系统的反射镜和/或所述投射曝光设备的EUV投射镜头的反射镜的非金属单独层掺杂的杂质原子多。
31.根据权利要求29或30所述的投射曝光设备,其中,所述EUV照明系统的反射镜的所述非金属单独层掺杂的杂质原子比所述投射曝光设备的EUV投射镜头的反射镜的非金属单独层掺杂的杂质原子多。

说明书全文

EUV范围的反射镜、制造该反射镜的方法及包含该反射镜的投

射曝光设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于EUV波长范围的反射镜和一种制造该反射镜的方法。此外,本发明涉及包括这种反射镜的用于微光刻的EUV光源、EUV照明系统和EUV投射镜头。此外,本发明涉及一种用于微光刻的投射曝光设备

背景技术

[0002] EUV波长范围的用于微光刻的投射曝光设备必须依赖用于曝光或将掩模成像于像面中的反射镜具有高反射率的设想,因为,首先,单独反射镜的反射率的乘积决定投射曝光设备的总传输率,并且因为,其次,EUV光源的光功率有限。在该情况下,EUV波长范围被理解为具有5nm至20nm之间波长的光的波长范围。
[0003] 例如,从DE 101 55 711 A1已知具有高反射率值的、用于13nm左右的EUV波长范围的反射镜。其中描述的反射镜由施加在基板上且具有单独层的序列的层布置构成,其中该层布置包含多个层子系统,每个层子系统具有不同材料的至少两个单独层(其形成周期)的周期序列,其中单独子系统的周期数量和周期厚度从基板朝着表面减小。
[0004] 然而,关于这种反射镜不利的是,在EUV投射曝光设备的整个寿命中,所述反射镜在反射镜的层布置中吸收入射到反射镜上的所有EUV光子的约1/3。通常,高能EUV光子的吸收通过光电效应而发生,固体中的电子被放出。结果,具有不稳定或破坏的化学键的大量原子在层材料中产生。这种具有不稳定键的原子然后可易于在原子标度上进行地点或位置的改变,因此,受影响的层的结构改变以及因此其光学特性也改变。在连续照射的最初实验中,已探知到EUV反射镜的光谱移动。
[0005] 目前,不清楚由于原子标度上的不稳定或破坏的键导致的精确过程。可想到的是,层材料呈现密度增加的状态,其可解释所探知的光谱移动。对于石英玻璃和193nm情况下的VUV微光刻中的反射镜层,已知由术语“致密”描述的这种过程。然而,还可想到的是,不稳定的原子经历与相邻层的原子或与投射曝光设备的残余气体氛围的原子的化学反应。
[0006] 由于受影响层的不稳定的原子带来的结构变化,除了光学特性之外,该受影响层的层应以及其表面粗糙度也改变。
[0007] 为了设定反射镜的层应力,在反射镜的制造期间,所谓的缓冲层或反应力层(ASL)通常施加在基板和反射涂层之间,该层利用它们的张应力补偿反射涂层的压应力。然而,如果层布置中的应力比由于反射镜中的不稳定原子而随时间变化而变化,那么这不可避免地导致反射镜表面形状上的不允许变化。然后,这引起投射曝光设备的不可避免的图像像差。
[0008] 为了避免杂散光损失,EUV波长范围的反射镜在制造期间设有非常光滑的基板和层表面。然而,如果不稳定原子随时间变化而变化地引起层的在HSFR光频范围中的粗糙界面,那么这导致杂散光损失且因此导致投射曝光设备的总传输率的损失,参见U.Dinger等人发表于Proc.SPIE Vol.4146,2000的“Mirror substrates for EUV-lithography:progress in metrology and optical fabrication technology”,尤其对于表面粗糙度的以下定义,在空间波长的HSFR范围中,粗糙度为10nm至1μm,在空间波长的MSFR范围中,粗糙度为1μm至1mm。
[0009] 此外,各层界面处的不稳定原子还可进入新化学键中,因此,无论如何已发生的层的互相扩散加强,及/或因此,用于抑制互相扩散的层(所谓的阻挡层)的效应减弱。增强的互相扩散导致界面处的对比度损失,并且这因此导致反射镜总体反射率的损失。

发明内容

[0010] 因此,本发明的目的是提供一种用于EUV波长范围的反射镜,其具有关于其光谱行为、其表面形状和其杂散光损失的高的长期稳定性
[0011] 根据本发明,该目的利用对于0°和25°之间的至少一个入射具有大于40%的反射率的EUV波长范围的反射镜来实现,该反射镜包含基板和层布置,其中所述层布置包含至少一个非金属单独层,其特征在于,所述非金属单独层掺杂有介于10ppb和10%之间,尤其介于100ppb和0.1%之间的杂质原子,使得非金属单独层获得大于6*1010cm-3的电荷载流子密度和/或大于1*10-3S/m的电导率,尤其是大于6*1013cm-3的电荷载流子密度和/或大于1S/m的电导率。
[0012] 发明人已认识到,通过EUV光子破坏化学键本身不构成问题,而仅原子的地点或位置的随后变化导致受影响非金属层中的结构变化。上文指出的给受影响非金属层掺杂杂质原子使得可利用受影响层中的足够大量自由移动电子来非常迅速地替代放出的成键电子以及甚至在原子可进行原子标度上的地点或位置改变之前稳定原子。因为例如钼(Mo)或钌(Ru)的金属具有高密度的自由移动电子,所以这种由金属构成的单独层几乎不趋向于这种结构变化。然而,例如,所述金属的化物、氮化物和化物为非金属材料,并且因此需要掺杂有杂质原子,以提供足够大量的自由电子用于耐辐射性。
[0013] 此外,提供自由电子还增加了相应掺杂层的导热系数。这使得EUV光脉冲的热损失(该热损失通常在最高的30层中沉积)在下一个EUV光脉冲到达反射镜并进一步加热上部层之前朝着基板传远至较深层中。因此可防止对EUV反射镜的最高层的不允许的持久加热,尤其因为远至基板消散的热量可通过基板中的相应冷却通道消散,因此,最高层可借助于掺杂层的增加的导热系数而相应冷却。在该方面,掺杂不仅增加反射镜的耐辐射性,还持久地减小了反射镜的热负载。
[0014] 在一个实施例中,层布置包含至少一个层子系统,其由单独层的至少两个周期的周期序列构成,其中所述周期包含用于高折射率层和低折射率层的由不同材料构成的两个单独层,至少非金属单独层具有利用来自所述周期系统的V族的至少一个元素的原子进行的杂质原子的掺杂。由于所述至少一个层子系统,确保了EUV波长范围的反射镜的高反射率,掺杂有来自V族的元素的原子提供非金属单独层的导电键中的过剩电子并由此稳定所述单独层。
[0015] 在本发明的上下文中,如果相邻层子系统的周期厚度中的偏差呈现为大于0.1nm的偏差,即使考虑高折射率层和低折射率层之间的相同周期划分,层子系统也不同于相邻层子系统,因为考虑到0.1nm的差别,可设想具有高折射率层和低折射率层之间的其它相同周期划分的层子系统的不同光学效应。
[0016] 在EUV波长范围中,在该情况下,术语高折射率和低折射率为关于层子系统的周期中的相应合作层的相对术语。在EUV波长范围中,仅当以光学高折射率作用的层与相对其在光学上折射率较低层结合作为层子系统的周期的主要成分时,层子系统通常充当反射层系统。
[0017] 在另一实施例中,层布置具有小于200nm的总厚度和掺杂有杂质原子的层子系统的高折射率层。层子系统的掺杂的高折射率层使得可减小层子系统的压应力,使得没有其它层子系统或仅减小厚度的其它层子系统需要用于应力补偿。对于周期的在高和低折射率层之间的指定划分,周期的数量确定用于应力补偿的其它层子系统的总张应力绝对值。如果需要较少的张应力用于补偿,则层布置的总厚度因此也减小。因此,可利用掺杂来提供对0°和25°之间的至少一个入射角具有大于40%的反射率的用于EUV波长范围的反射镜,其具有小于20MPa的总层应力以及小于200nm的层布置总厚度。特别地,这适用于具有实际上正入射和大于60%的反射率的反射镜。
[0018] 在另一实施例中,在该反射镜的光学使用表面的位置处,在以剂量大于10kJ/mm2的来自EUV波长范围的光照射之后,该反射镜的对于正入射的在12nm和14nm之间的反射光谱内的平均反射波长与在12nm和14nm之间的光源平均发射波长偏离小于0.25nm,尤其小于0.15nm。这防止了在投射曝光设备的相对长工作时间的情况下由光谱移动引起的晶片吞吐量减小。根据本发明,单独层的掺杂防止结构变化,因此防止因辐射带来的单独层的光学特性变化。因此,甚至在指示的剂量之后,反射镜可具有实际上与辐射开始时相同的反射光谱。
[0019] 在本发明的上下文中,光源的在12nm和14nm之间的发射光谱和平均发射波长被理解为在光产生位置处的直接光谱和直接平均波长。仅在实际光产生位置处,该光谱是清楚的,并不会被光学组件的特性破坏。通常,投射曝光设备的反射镜(从EUV光源的聚光反射镜开始直到EUV投射曝光设备的最后一个反射镜)关于它们的反射光谱而与光源的发射光谱相配,用于投射曝光设备的最大总传输率。
[0020] 在EUV光源的聚光反射镜和/或EUV照明系统的反射镜的另一实施例中,在上文指示剂量的照射之后,平均反射波长与平均发射波长的偏离小于0.05nm。这使得可尤其防止由于位于光源附近的反射镜利用相应掺杂而耐辐射导致的总传输率的相对大损失。反射镜定位越靠近光源,所述反射镜通常经受的表面功率密度(surface power density)和使用期效应更大。这尤其适用于EUV光源的聚光反射镜。
[0021] 在根据本发明的反射镜的一个实施例中,层布置的非金属单独层由从以下材料组选择或构成为以下材料组的化合物的材料构成:B4C、C、Zr氧化物、Zr氮化物、Si、Si氧化物、Si氮化物、Si碳化物、Si化物、Mo氮化物、Mo碳化物、Mo硼化物、Ru氧化物、Ru氮化物、Ru碳化物和Ru硼化物。特别地,提及的这些材料趋向于在EUV辐射下发生结构变化,因此必须通过相应掺杂来稳定。
[0022] 在根据本发明的反射镜的另一实施例中,至少一个层子系统的形成周期的两个单独层由材料钼(Mo)和(Si)或材料钌(Ru)和硅(Si)构成。这使得可实现特别高的反射率值,同时实现制造工程学优势,因为仅两个不同材料用于制造反射镜的层布置的层子系统。另外,在该实施例中,由硅构成的至少一个单独层掺杂10ppb和10%之间的杂质原子,以保护反射镜免于长期变化。在该实施例的另一构造中,至少一个层子系统的离基板最远的至少10个、尤其至少5个周期的由硅构成的所有单独层掺杂有杂质原子,用于长期稳定性。在该情况中,应考虑的是,层布置中EUV辐射的强度在盖层表面处最高,并随着进入层布置的穿透深度而指数地减小。因此,尤其适合的是使至少上部的5周期具备相应掺杂层。
[0023] 在该情况中,在另一实施例中,单独层通过至少一个阻挡层而分离,其中,阻挡层由从以下材料组选择或构成以下材料组的化合物的材料构成:B4C、C、Si氮化物、Si碳化物、Si硼化物、Mo氮化物、Mo碳化物、Mo硼化物、Ru氮化物、Ru碳化物和Ru硼化物。这种阻挡层抑制周期的两个单独层之间的相互扩散,因此增加两个单独层的过度中的光学对比度。在使用材料钼和硅用于周期的两个单独层的情况下,从基板观察,Si层之上的一个阻挡层足以提供充分的对比度。在该情况中可省略Mo层之上的第二阻挡层。在该方面,应提供用于分离周期的两个单独层的至少一个阻挡层,其中所述至少一个阻挡层可由上述材料或其化合物之一完美构造,并且在该情况中还可呈现不同材料或化合物的分层构造。
[0024] 包含材料B4C且具有0.35nm与0.8nm之间、优选0.4nm与0.6nm之间的厚度的阻挡层实际上导致层布置的高反射率值。尤其在层子系统由钌和硅构成的情况中,由B4C构成的阻挡层在阻挡层厚度为在0.4nm与0.6nm之间的值的情况中呈现最大反射率。
[0025] 在另一实施例中,根据本发明的反射镜包含盖层系统,其包含由化学上惰性材料构成的至少一个层,并对于真空终止反射镜的层布置。然后,保护该反射镜免受环境影响。在该实施例中,终止层布置的层的表面粗糙度小于0.2nm rms HSFR,尤其小于0.1nm rms HSFR。因此可避免杂散光损失。
[0026] 在另一实施例中,层布置的终止层由氧化物和/或氮化物构成且利用来自周期系统的V族的至少一个元素的原子而掺杂有杂质原子。特别地,由氧化物和/或氮化物构成的盖层的掺杂防止盖层在例如用上述剂量的相对长期照射之后由于结构变化而导致的相对高表面粗糙度。在该情况中,还应考虑的是,具有相对高表面粗糙度的表面在较大程度上遭受EUV投射曝光设备的残留气氛的环境影响。这进而可导致自加固效应并使盖层不可用。
[0027] 在另一实施例中,层布置具有用于应力补偿的至少一个其它层子系统,其中,该其它层子系统由单独层的至少两个周期的周期序列构成,其中周期包含用于高折射率层和低折射率层的由不同材料构成的两个单独层。这种其它层系统使得可防止反射镜在涂覆之后的不允许变形
[0028] 在一个实施例中,层布置的总层应力小于100MPa,尤其小于50MPa,尤其优选小于20MPa。这种总层应力使得反射镜直径与反射镜厚度的典型纵横比为5:1时,反射镜在进行涂覆之后的表面形状与涂覆之前的基板表面形状偏离小于0.1nm rms。在该情况中,其它层子系统的张应力小于+240MPa。用于布置在基板和至少一个层子系统之间的其它层子系统的如此低的张应力具有以下优点:总体上需要较少周期用于其它层子系统。这导致较高的工艺稳定性和较短的加工时间。
[0029] 在一个实施例中,其它层子系统具有周期厚度5nm或更小,尤其是3.5nm或更小。如此薄的周期甚至在高比例钼的情况中仍导致薄钼层,并因此防止晶体在这些层中生长。因此,可制造具有低表面粗糙度并因此避免杂散光损失的用于应力补偿的其它层子系统。
[0030] 在另一实施例中,根据本发明的反射镜在正入射情况下的反射率大于60%,其它层子系统的周期数量小于20,尤其小于15。这种用于几乎正入射(即入射角小于5°)的反射镜通常实施为单堆叠或仅具有一个层子系统,并且具有高压缩力。至少一个层子系统掺杂使得可减小所述压缩力,使得可针对制造限制用于应力补偿的其它层子系统的周期数量。
[0031] 此外,本发明的目的利用根据本发明的用于EUV波长范围的反射镜的涂覆方法来实现,其中杂质原子的偏压大于10-9mbar,尤其大于10-7mbar在涂覆至少一个非金属单独层期间呈现在涂覆设备中。这种在非金属单独层的涂覆工艺期间将杂质原子附加给涂覆设备的残留气体提供简单且有成本效益的掺杂可能性。
[0032] 在一个实施例中,在至少10-4mbar的工作气压通过磁控溅射执行至少一个非金属单独层的涂覆。由于在比其它方法(例如,离子束溅射或脉冲激光沉积)高的速度的该工艺的高重复准确性,磁控溅射尤其适合用于工业制造EUV层。
[0033] 在另一实施例中,作为对根据本发明的涂覆反射镜的方法中对涂覆设备的残留气体添加杂质原子的替代或附加,使用至少一个溅射目标,其已相应掺杂有10ppb和10%之间的杂质原子。在该情况中,残留气体的杂质原子和溅射目标的杂质原子优选可不同。
[0034] 此外,本发明的目的利用包含根据本发明的至少一个反射镜的EUV光源、EUV照明系统和/或EUV投射镜头来实现。
[0035] 此外,本发明的目的利用根据本发明的微光刻投射曝光设备来实现。
[0036] 在一个实施例中,在该情况中,EUV光源的聚光反射镜具有至少一个非金属单独层,其掺杂的杂质原子比EUV照明系统的反射镜和/或EUV投射镜头的反射镜的非金属单独层掺杂的杂质原子多。这限制对永远对EUV光有高表面屈光密度的这些组件的用于长期稳定性的掺杂。因此,防止微光刻的EUV投射曝光设备的所有反射镜的掺杂(所述掺杂在制造工程方面是复杂的),并将其限制在必要数量的反射镜上。
[0037] 相对地,在另一实施例中,EUV照明系统的反射镜具有非金属单独层,其掺杂的杂质原子比投射曝光设备的EUV投射镜头的反射镜的非金属单独层掺杂的杂质原子多。
[0038] 从参考示出本发明必需细节的附图对本发明的示例性实施例的以下描述,以及从权利要求,本发明的其它特征和优点将变得显而易见。单独特征在各情况中可通过其自身单独地实现或在本发明的变型中作为多个以任意期望组合实现。

附图说明

[0039] 参考附图,下面更详细地示出本发明的示例性实施例。附图中:
[0040] 图1示出投射曝光设备的示意图;
[0041] 图2示出EUV光源和照明系统的示意图;
[0042] 图3示出根据本发明的反射镜的示意图;以及
[0043] 图4示出根据本发明的第二反射镜的示意图。

具体实施方式

[0044] 图1示出制造微电子组件的投射曝光设备100的示意图,该投射曝光设备例如以扫描方式沿着扫描方向126用EUV范围的工作波长运行,并可包含具有层布置的一个或多个光学元件。图1示出的投射曝光设备100具有实际上点型等离子体辐射源。来自激光源102的辐射经由聚光透镜元件104引导到适当材料,其由供给器108引入并受激发以形成等离子体106。由等离子体106发出的辐射由聚光反射镜110成像至中间焦点Z。中间焦点Z处的相应光阑111确保没有非期望杂散辐射照在投射曝光设备100的照明系统的下游反射镜112、114、
116、118、120上。平面反射镜122用于折叠系统,以使用于机械和电子组件的可用结构空间在物平面中,在该物平面中布置掩模母版124的安装件。在照明系统中,在本示例中,反射镜
112后跟随场分面反射镜114和光瞳分面反射镜116。场分面反射镜114用于将投射曝光设备的辐射源的多个图像投射到光瞳平面中,在该光瞳平面中布置第二分面反射镜,该第二分面反射镜用作光瞳分面反射镜116并将场分面反射镜114的分面的图像叠加在物平面中,以使照明尽可能地均匀。布置在分面反射镜114、116下游的反射镜118和120实质上用于成形物平面中的场。布置在物平面中的是结构化掩模母版124,其结构利用在本示例中具有六个反射镜的投射镜头128成像在要曝光的物体130(例如,晶片)上。掩模母版124在投射曝光设备100(这里设计为扫描系统)中的所示方向126上可移动,并且按部分步进照明,从而例如利用投射镜头将掩模母版124的相应结构对应地投射至晶片130上。
[0045] 图2示出与照明系统11配合的辐射源。根据本发明掺杂的聚光反射镜1布置在光源周围,该光源由等离子体滴2形成且由红外激光3激发。为了获得在13.5nm周围范围,例如EUV波长范围的波长,例如Sn可利用在10.6μm波长工作的CO2激光器来激发以形成等离子体。除了CO2激光器,还可使用例如固态激光器。在中间焦点4处的光阑5下游,聚光反射镜1后跟随的是具有单独分面18的场分面反射镜16和具有单独分面19的光瞳分面反射镜17。在光线照在具有要投射至晶片的结构的掩模母版13上之前,所述光线还由折叠反射镜12偏转,在y方向上扫描该掩模母版。折叠反射镜12不具有许多光线作用,而用于优化照明系统11的空间要求。
[0046] 应指出的是,许多种辐射源可用于EUV光刻中,尤其是可基于例如激光激发(所谓的LPP源)或气体放电(所谓的DPP源)的等离子体光源、同步加速器辐射源或自由电子激光(FEL)。在该情况中,应考虑的是,目前有利的LPP和DPP源实施为脉冲光源,其以相应高脉冲功率的离散周期光脉冲发射EUV光。
[0047] 下面参考图3和4在各个情况中描述根据本发明的反射镜1,其中反射镜的相应特征在各图中具有相同参考符号。此外,随后在关于图4的描述之后在图3和4的总结中说明这些根据本发明的反射镜的相应特征或特性。
[0048] 图3示出根据本发明的反射镜1的示意图,该反射镜可用作例如图2中示出的EUV光源或图1中示出的投射曝光设备中的聚光反射镜1。在图3中,反射镜1具有至少一个非金属单独层B、H、M,其掺杂有杂质原子,具有的掺杂程度在10ppb和10%之间,尤其在100ppb和0.1%之间,使得非金属单独层B、H、M获得大于6*1010cm-3的电荷载流子密度和/或大于1*10-3S/m的电导率,尤其是大于6*1013cm-3的电荷载流子密度和/或大于1S/m的电导率。在图3中,对于层H,通过星形标记示意性地示出这种掺杂。由于掺杂,非金属单独层可耐辐射,使得结构化变化甚至在高辐射负载下得到避免。
[0049] 举例而言,这种掺杂可利用来自周期系统的V族的至少一个元素的原子来实现,从而在非金属单独层中产生多余的自由移动电子。不仅对于层布置的一个非金属单独层,而且对于层布置的所有非金属单独层都可实现掺杂。这尤其在反射镜位于EUV光源附近的情况(在该情况中,尤其是EUV光源的聚光反射镜)中是合适的,因为所述反射镜通常经受非常高剂量的EUV辐射。
[0050] 此外,掺杂尤其在非金属盖层M的情况中实现,因为所述盖层在层布置中经受最高的辐射负载。优选地,以下材料有掺杂:B4C、C、Zr氧化物、Zr氮化物、Si、Si氧化物、Si氮化物、Si碳化物、Si硼化物、Mo氮化物、Mo碳化物、Mo硼化物、Ru氧化物、Ru氮化物、Ru碳化物和Ru硼化物。在EUV照射下,提及的这些材料趋向于逐渐结构变化,这引起光谱移动、表面粗糙度的增加和应力比的变化。此外,掺杂可用于降低层子系统P’的压应力,使得可不使用或仅使用非常简化的用于应力补偿的其它层子系统ASL,如关于图4将更详细所述。产生非金属单独层B、H、M的掺杂的一个简单可能性在于在涂覆单独层期间提供杂质原子的相应偏压和/或使用至少一个相应掺杂的溅射目标。
[0051] 为了简化,图3和图4中的层布置的示图限于一个盖层系统C和一个层子系统P’以及相应的一个用于应力补偿的其它层子系统ASL。然而,根据本发明的反射镜1的层布置还可包含多个层子系统P’、P”、P”’等,各层子系统由单独层的至少两个周期P1、P2、P3等的周期序列构成,其中周期P1、P2、P3等包含用于高折射率层H’、H”、H”’等和低折射率层L’、L”、L”’等的由不同材料构成的两个单独层,并在各个层子系统P’、P”、P”’中具有恒定厚度d1、d2、d3等,其与相邻层子系统的周期厚度偏离。
[0052] 图3和4中由H和HASL指定的层为由与相同层子系统的由L和LASL指定的层相比可指定为在EUV波长范围具有高折射率的材料构成的层,参见表1中材料的复数折射率。相反,图3和4中由L和LASL指定的层为由与相同层子系统的由H和HASL指定的层相比可指定为在EUV波长范围具有低折射率的材料构成的层。因此,术语高折射率和低折射率为在EUV波长范围中关于层子系统的周期中的相应合作层的相对术语。在EUV波长范围中,仅当以光学上高折射率作用的层与相对其在光学上较低折射率层结合作为层子系统的周期的主要成分时,层子系统通常担任反射层系统。通常,材料硅用于高折射率层。与硅结合,材料钼和料可指定为低折射率层,参见表1中用于波长13.5nm的材料的复数折射率。
[0053]材料 化学符号 层设计符号 n k
基板     0.973713 0.0129764
硅 Si HASL,H 0.999362 0.00171609
碳化硼 B4C B 0.963773 0.0051462
钼 Mo LASL,L 0.921252 0.0064143
钌 Ru M,LASL,L 0.889034 0.0171107
真空     1 0
[0054] 表1:对于13.5nm所使用的折射率
[0055] 在用于波长约7nm的微光刻的层系统的情况中,通常材料LaN用于低折射率层,材料B4C用于高折射率层。
[0056] 图4中用于应力补偿的其它层子系统ASL的层LASL和HASL可相应地为EUV波长范围的低折射率层和高折射率层。然而,这不是绝对必需的,因为层子系统ASL的各层提供用于层布置的应力补偿,因此不必贡献于层布置的反射率。
[0057] 在图3和4中,阻挡层B在各情况中均位于由硅和钼构成或由硅和钌构成的周期的单独层之间,该阻挡层由从以下材料组选择或构成以下材料组的化合物的材料构成:B4C、C、Si氮化物、Si碳化物、Si硼化物、Mo氮化物、Mo碳化物、Mo硼化物、Ru氮化物、Ru碳化物和Ru硼化物。这种阻挡层抑制周期的两个单独层之间的相互扩散,因此增加两个单独层的过渡中的光学对比度。在使用材料钼和硅用于周期的两个单独层的情况下,从基板观察,Si层之上的一个阻挡层足以提供充分的对比度。在该情况中可省略Mo层之上的第二阻挡层。在该方面,应提供用于分离周期的两个单独层的至少一个阻挡层,其中所述至少一个阻挡层可由上述材料或其化合物之一完全构造,并且在该情况中还可呈现不同材料或化合物的分层构造。这些陈述相应适用于图4中用于应力补偿的其它层子系统中的阻挡层。
[0058] 包含材料B4C且具有0.35nm与0.8nm之间、优选0.4nm与0.6nm之间的厚度的阻挡层实际上导致层布置的高反射率值。尤其在层子系统由钌和硅构成的情况中,由B4C构成的阻挡层在阻挡层厚度为在0.4nm与0.6nm之间的值的情况中呈现最大反射率。
[0059] 在根据本发明的反射镜1中,层子系统P’和ASL的周期P和PASL的数目N和NASL在各情况中均可高达100周期的图3和4所示的单独周期P和PASL。在用于约7nm的波长的微光刻的层子系统的情况中,还可有250周期。此外,图3所示的层布置可包含用于应力补偿的其它层子系统ASL,如根据图4所示,该其它层子系统ASL在层子系统P’和基板之间,基于其抗张强度补偿层子系统P’的压应力。
[0060] 图4示出用于应力补偿的其它层子系统ASL,其具有总厚度DASL且具有数目为NASL的的周期PASL,周期PASL具有单独层LASL、B、HASL,具有周期厚度dASL,该其它层子系统位于层子系统P’和基板S之间并通过其抗张强度补偿层子系统P’的压应力,使得产生的层布置的总层应力小于100MPa,尤其小于50MPa,尤其优选小于20MPa。在该情况中,用于应力补偿的其它层子系统ASL的张应力由于层子系统P’的高折射率层的掺杂而小于+240MPa,因此总体上产生具有小于200nm的总厚度的层布置。
[0061] 在图3和4中,根据本发明的反射镜1的层布置朝着真空由盖层系统C终止,该盖层系统包含由化学惰性材料(例如氧化物、氮化物、Rh、Pt、Ru、Pd、Au、SiO2等)构成的至少一个层作为终止层M。所述终止层M因此防止反射镜表面由于环境影响而导致化学变化。除了终止层M之外,图3和4中的盖层系统C由高折射率层H、低折射率层L和阻挡层B构成。
[0062] 图3和4的周期PASL和P之一的厚度为相应周期的各单独层的厚度之和,即高折射率层的厚度、低折射率层的厚度和两个阻挡层的厚度之和。因此,图3和4中的层子系统ASL和P’可通过以下事实而彼此区分开:它们的周期PASL和P具有不同的厚度dASL和d。因此,在本发明的上下文中,例如ASL和P’的不同层子系统被理解为其周期PASL和P在它们的厚度dASL和d上区别大于0.1nm的层子系统,因为,在0.1nm的差别之上,考虑高折射率层和低折射率层之间的相同周期划分,可设想层子系统的不同光学效应。此外,不同制造设备上的相同层子系统在它们的制造期间可在它们的周期厚度的绝对值上波动
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