專利名稱：反射光學(xué)元件和用于操作euv光刻設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于極紫外(EUV)波長范圍的具有反射表面的反射光學(xué)元件。而且，本發(fā)明涉及一種用于操作EUV光刻設(shè)備的方法，該EUV光刻設(shè)備包括具有反射表面的反射光學(xué)元件。而且，本發(fā)明涉及一種包括反射光學(xué)元件的EUV光刻設(shè)備，涉及一種尤其用于 EUV光刻設(shè)備的包括反射光學(xué)元件的照明系統(tǒng)，還涉及一種尤其用于EUV光刻設(shè)備的包括反射光學(xué)元件的投射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在EUV光刻設(shè)備中，用于極紫外(EUV)波長范圍(例如大約5nm至20nm之間的波長)的反射光學(xué)元件用于半導(dǎo)體組件的光刻成像，該反射光學(xué)元件為光掩?；蛘叨鄬臃瓷溏R的形式。由于EUV光刻設(shè)備通常具有多個反射光學(xué)元件，所以所述反射光學(xué)元件必須具有很高的反射率以確保足夠高的總反射率。反射光學(xué)元件的光學(xué)使用的反射表面的污染可減少反射光學(xué)元件的反射率和壽命，這是由于工作環(huán)境中的短波輻射以及殘留氣體造成的。由于通常在EUV光刻設(shè)備中一個挨著一個布置多個反射光學(xué)元件，所以每個單獨 (individual)反射光學(xué)元件上甚至相對較小的污染也在相對較大的程度上影響總反射率。例如，可以由于潮濕殘留而發(fā)生污染。在這種情況中，EUV輻射離解水分子，并且因而產(chǎn)生的自由氧基氧化反射光學(xué)元件的光學(xué)有效(active)表面。在這種情況中，光學(xué)有效表面被定義為光學(xué)元件的表面的光學(xué)上使用的區(qū)域。另一污染源是聚合物(尤其是碳氫化合物)，其可能來源于例如真空環(huán)境中所使用的材料，或者來源于EUV光刻設(shè)備中所使用的真空泵，或者來源于用在要形成圖案的半導(dǎo)體基底上的光刻膠的殘留，該光刻膠在工作輻射的影響下導(dǎo)致反射光學(xué)元件上的碳污染。首先通過有目標(biāo)地設(shè)置EUV光刻設(shè)備中的殘留氣體環(huán)境，其次通過反射光學(xué)元件的光學(xué)有效表面上的保護層，來努力對抗這些類型的污染。特別地通過原子氫的處理，即通過原子氫減少氧化污染物或者通過原子氫與含碳殘留物相互作用來形成揮發(fā)性化合物，通?？梢匀コ趸镂廴竞吞嘉廴?。在EUV光刻設(shè)備中的工作輻射的影響下，由于分子氫離解的結(jié)果可形成原子氫。然而，優(yōu)選使用多個清潔單元，在清潔單元中例如在白熾燈絲(incandescent filament)處將分子氫離解為原子氫。 這是因為它們允許控制原子氫的量，并且允許將原子氫引入到EUV光刻設(shè)備中，盡可能地靠近反射光學(xué)元件的要清潔的光學(xué)有效表面。但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)清潔單元也可導(dǎo)致污染，尤其是主要來源于清潔單元本身的金屬或者在與原子氫的化學(xué)反應(yīng)中從EUV光刻設(shè)備中的材料或組件提取出的金屬(尤其是如揮發(fā)性金屬氫化物)。而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)硅化合物形式的污染與EUV輻射的相互作用在反射光學(xué)元件的光學(xué)有效表面上導(dǎo)致由二氧化硅(SiO2)構(gòu)成的污染層，由于它們在例如釕構(gòu)成的光學(xué)有效表面的頂層上的好粘附力，它們不能通過原子氫或者其它清潔方式清潔，并且會導(dǎo)致光學(xué)有效表面的反射率的大大降低。EUV光刻設(shè)備的殘留氣體中的所述硅化合物的一個可能來源是要曝光的半導(dǎo)體基底(晶片)上的光刻膠，從該光刻膠中提取出硅氧烷等。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是呈現(xiàn)對抗由二氧化硅沉積、碳化氫沉積和/或金屬沉積形成的污染物的措施，例如由光刻設(shè)備的殘留氣體的組分與EUV輻射的相互作用和/或由利用原子氫的清潔所產(chǎn)生。通過用于極紫外波長范圍的具有反射表面的反射光學(xué)元件實現(xiàn)該目的，其中該反射表面具有多層鍍膜，該多層鍍膜包括由氟化物構(gòu)成的頂端層。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以源自氫清潔單元的金屬污染例如是鋅、錫、銦、碲、銻、鉍、鉛、砷、硒、 鍺、銀、鎘、汞、硫、金、銅、鎢或者它們的合金，等等。而且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果暴露到所述污染物的反射光學(xué)元件具有由氟化物構(gòu)成的頂端層，則這些金屬的污染對反射率的影響較小。這是因為首先這種層用作對光學(xué)元件的下層反射表面的保護，以對抗其它類型的污染，例如氧化物污染或碳污染。其次，由氟化物構(gòu)成的頂端層具有以下效果操作時，金屬污染更小程度地粘附到頂端層上。這具有以下優(yōu)點例如可以通過清潔氣體更簡單地將金屬污染從表面移除。而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這同樣適用于由二氧化硅構(gòu)成的污染層，由于氟化層上的低粘附力，也可以通過清潔氣體相對簡單地移除二氧化硅。在一個實施例中，反射光學(xué)元件的多層鍍膜在頂端層下方具有阻擋層，該阻擋層阻止頂端層與位于下方的層的相互擴散或者混合。這種阻擋層優(yōu)選由選自以下組的至少一種材料構(gòu)成，所述組包括氮化硅(SixNy)、氧化硅(SixOy)、氮化硼(BN)、碳和碳化物，尤其是碳化硼(B4C)。在另一實施例中，反射光學(xué)元件的多層鍍膜在頂端層下方具有中間層，該中間層保護反射光學(xué)元件不受環(huán)境影響，特別是在由氟化物構(gòu)成的頂端層的厚度較小的情況下。 這種中間層優(yōu)選由選自以下的組的至少一種材料構(gòu)成，所述組包括鉬、釕、貴金屬(金、銀或者鉬)、硅、氧化硅、氮化硅、碳化硼、氮化硼、碳化合物以及它們的組合。在另一實施例中，由氟化物構(gòu)成的頂端層下方的阻擋層或者中間層具有0. Inm到 5nm的范圍中的厚度。結(jié)果，首先可獲得對反射光學(xué)元件的充分的保護，并且其次由于附加層而導(dǎo)致的反射率損失可減少到最小量。在一個實施例中，反射光學(xué)元件的多層鍍膜包括多層系統(tǒng)，該多層系統(tǒng)基于交替的硅和鉬層或者基于交替的硅和釕層。特別是在大約13. 5nm波長的情況下，可以將這種反射光學(xué)元件優(yōu)化到以下效果其具有特別高的反射率值。在這種情況中，在本發(fā)明的上下文中，交替層被用于阻止交替層的相互擴散的阻擋層分開的多層系統(tǒng)也被理解為由交替層構(gòu)成的多層系統(tǒng)，而不需要明確地指明阻擋層或者阻擋層的材料組成。在另一實施例中，由氟化物構(gòu)成的頂端層具有0. Inm到2. 5nm范圍中的厚度。結(jié)果，首先，頂端層上的污染(特別是由二氧化硅構(gòu)成的污染)的粘附力可被充分地減小，并且其次，由于由氟化物構(gòu)成的頂端層而導(dǎo)致的反射率損失可被減小到最小量。而且，因此可以產(chǎn)生如下的頂端層，其相對于環(huán)境影響或者相對于清潔方法，展現(xiàn)出足夠的長期穩(wěn)定性。在一個實施例中，頂端層的氟化物包括氟化金屬?？梢栽诜瓷涔鈱W(xué)元件上通過熱蒸發(fā)或者通過電子束蒸發(fā)簡單地生長這種氟化金屬。在另一實施例中，氟化金屬從包括以下的組中選擇氟化鑭(LaF3)、氟化鎂CN (MgF2)、氟化鋁(AlF3)、冰晶石(Na3Alig和錐冰晶石(Na5Al3F14)。關(guān)于這些氟化物金屬，關(guān)于鍍膜行為有足夠的經(jīng)驗可用，因此導(dǎo)致對于相應(yīng)的反射光學(xué)元件的制造有足夠的處理可行性。例如，已知氟化鎂和氟化鑭優(yōu)選以多晶形式生長，然而氟化鋁和錐冰晶石則以非晶形式生長。結(jié)果，取決于氟化金屬的使用或混合，通過鍍膜工藝參數(shù)，可建立特定的表面特性， 例如微粗糙度。氟化物從毒理學(xué)的角度也是無害的，因此在鍍膜工藝中可容易地處理這些氟化物。此外，通過操作EUV光刻設(shè)備的方法來實現(xiàn)本發(fā)明的目的，該EUV光刻設(shè)備包括具有反射表面的反射光學(xué)元件，該方法包括以下步驟-提供至少一個具有反射表面的反射光學(xué)元件，該反射光學(xué)元件具有由氟化物構(gòu)成的頂端層，以及-添加至少一種選自包括以下的組的清潔氣體原子氫、分子氫(H2)、全氟化烷烴 (perfluorinated alkanes)(例如四氟化甲烷(CF4))、氧、氮、氬、氪和/或氦。在這種情況中，通過原子氫和金屬起反應(yīng)形成揮發(fā)性氫化物，將金屬污染物從由氟化物構(gòu)成的頂端層移除。通過原子氫，將碳氫化合物的污染物也從由氟化物構(gòu)成的頂端層移除。在這種情況中，可以在反射表面處通過與EUV輻射的相互作用而從分子氫形成原子氫，或者可以已經(jīng)作為原子氫而提供給頂端層。相應(yīng)的，例如，可通過EUV輻射在反射表面處分解氧，并因此可以類似地通過氧化過程使用氧，用于將由碳氫化合物構(gòu)成的污染從頂端層移除。由二氧化硅構(gòu)成的污染層可通過與清潔氣體(例如全氟化烷烴、氧、氮、氬、氪和/ 或氦)的相互作用而移除。在氦的情況中，這里也可以激發(fā)等離子體，用于反射表面上的清潔。也可在清潔氣體氬、氧、氮、氪、氫或者它們的混合的情況下，執(zhí)行等離子體清潔。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)反射表面具有由氟化物構(gòu)成的頂端層時，通過清潔氣體，可以從反射表面特別簡單地移除所提及的污染物。具體的，通過清潔氣體，可將由二氧化硅構(gòu)成的污染層從具有由氟化物構(gòu)成的頂端層的反射表面移除，通過清潔氣體，不能將所述污染層例如從具有由釕構(gòu)成的頂端層的反射表面移除。因此通過污染物的移除可以逆轉(zhuǎn)由污染導(dǎo)致的反射率損失。在一個實施例中，設(shè)置清潔氣體的提供，使得由氟化物構(gòu)成的頂端層的層厚度不隨時間變化，從而針對周圍環(huán)境永久地保護反射表面。在另一實施例中，在反射表面上盡可能均勻地添加清潔氣體，以便均勻地清潔反射表面，并且以便因此避免反射表面上的不同反射率值。反射表面上的不同反射率值導(dǎo)致光刻設(shè)備的成像像差。此外，通過包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的反射光學(xué)元件的EUV設(shè)備實現(xiàn)本發(fā)明的目的。而且，通過包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的反射光學(xué)元件的照明系統(tǒng)或者投射系統(tǒng)實現(xiàn)本發(fā)明的目的。


將參考優(yōu)選示例實施例更詳細地解釋本發(fā)明。為了這個目的圖1示意地示出EUV光刻設(shè)備的實施例，該EUV光刻設(shè)備包括照明系統(tǒng)和投射系
5統(tǒng)；圖加-c示出反射光學(xué)元件的不同實施例的示意圖；圖3、4、5示出反射光學(xué)元件的不同實施例的反射率值相對于波長的繪圖；圖6a、6b示出涉及用于操作EUV光刻設(shè)備的方法的兩個實施例的流程圖。
具體實施例方式圖1示意地示出EUV光刻設(shè)備10。主要的組件是光束成形系統(tǒng)11、照明系統(tǒng)14、 光掩模17以及投射系統(tǒng)20。EUV光刻設(shè)備10在真空條件下工作以便EUV輻射在其內(nèi)部被盡可能少地吸收。光束成形系統(tǒng)11包括輻射源12、準(zhǔn)直器13b以及單色儀(monochromator) 13a。例如，等離子體光源或者同步加速器(synchrotron)可用作輻射源12。在大約5nm到20nm的波長范圍中的輻射首先被聚集到準(zhǔn)直器13b中。此外，通過單色儀13a濾出期望的工作波長。在所提及的波長范圍中，準(zhǔn)直器1 和單色儀13a通常被實施為反射光學(xué)元件。在準(zhǔn)直器的情況中，在所謂的垂直入射準(zhǔn)直器和所謂的掠入射準(zhǔn)直器之間進行區(qū)分，其中垂直入射準(zhǔn)直器的反射光學(xué)元件依賴于多層鍍膜以確保在光基本垂直入射的情況下具有高反射率。以掠入射光工作的掠入射準(zhǔn)直器通常是被實施為殼形(shell-shaped fashion)的反射光學(xué)元件，以獲得聚焦或準(zhǔn)直效果。掠入射光輻射的反射發(fā)生在所述準(zhǔn)直器的殼的凹表面處，其中為了反射的目的，通常在凹表面上不使用多層系統(tǒng)，這是因為想要反射最寬的波長范圍。因此通常借助于光柵結(jié)構(gòu)或者多層系統(tǒng)，在單色儀處通過反射濾出窄波長帶。光光束成形系統(tǒng)11中關(guān)于波長和空間分布調(diào)整的工作光束接著被引入照明系統(tǒng) 14中。在圖1所示的示例中，照明系統(tǒng)14具有兩個反射鏡15、16。反射鏡15、16指引光束到光掩模17上，該光掩模具有想要成像到晶片21上的結(jié)構(gòu)。光掩模17也是用于EUV和軟 (soft)波長范圍的反射光學(xué)元件，根據(jù)制造過程更換所述元件。通過投射系統(tǒng)20，從光掩模17反射的光束投射到晶片21上并且光掩模的結(jié)構(gòu)因此被成像到所述晶片上。在所示示例中，投射系統(tǒng)20具有兩個反射鏡18、19。應(yīng)指出投射系統(tǒng)20和照明系統(tǒng)14同樣可以分別具有僅一個或者三個、四個、五個或者更多反射鏡。在這里所示的示例中，為了清潔來自照明系統(tǒng)14和投射系統(tǒng)20在光束路徑中的各自第一個反射鏡15、18的污染，提供清潔頭22、23。由于最高的輻射負載分別發(fā)生在模塊在光路中的第一個反射鏡上，所以那里應(yīng)該預(yù)期最高的污染程度，特別是在包含碳污染的情形中?？商娲?，清潔頭還可提供在每個反射鏡處。相應(yīng)地，在反射鏡靠近晶片21的情況中，應(yīng)預(yù)期增加的例如硅化合物污染(例如硅氧烷)，其在EUV輻射下作為二氧化硅污染物而沉積在反射表面上。因此，可在這些反射鏡處設(shè)置類似的清潔頭，由于不同的危害情形，不同的清潔氣體或者清潔氣體的不同混合被用在所述清潔頭的情況中。清潔頭22、23提供例如分子氫，以及還提供例如白熾燈絲，分子氫被引導(dǎo)經(jīng)過該白熾燈絲，以便通過熾熱的白熾燈絲的高溫而將分子氫離解為原子氫。在要清潔的反射鏡 15、18的附近，生成的原子氫穿過EUV光刻設(shè)備10的殘留氣體環(huán)境，更精確的，優(yōu)選直接指引到要清潔的反射鏡的反射表面上，以便原子氫將反射鏡15、18上的包含碳的污染物轉(zhuǎn)換成揮發(fā)性的碳氫化合物。由于EUV光刻設(shè)備的操作期間所使用的EUV輻射或所述輻射所產(chǎn)生的離子與包含在殘留氣體環(huán)境中的分子氫的相互作用而產(chǎn)生原子氫。而且，原子氫還可產(chǎn)生在EUV光刻設(shè)備的外部并且隨后通過清潔頭22、23而被指引到反射表面上。相應(yīng)地，通過類似的清潔頭，其它清潔氣體也可被類似地指引到反射表面上，并且對于清潔過程，所述其它清潔氣體也可被白熾燈絲、EUV輻射或者等離子體激活而激活。在清潔頭22、23的工作期間，通過生成的自由氫基或者其它高能量的粒子，金屬 (尤其是鋅、錫、銦、碲、銻、鉍、鉛、砷、硒、鍺、銀、鎘、汞、硫、金、銅、鎢或者它們的合金)可出現(xiàn)在殘留氣體中或者從EUV光刻設(shè)備10內(nèi)的組件(例如，清潔頭22、23的外殼、反射鏡支架、反射鏡基板、接觸連接等)濺射出。在很大程度上，它們被通過化學(xué)處理而出現(xiàn)的原子氫提取出來，例如以揮發(fā)氫化物的形式。因此，例如，鋅或者鎢通常源自清潔頭本身，而錫和銦可源自例如接觸連接，例如焊接連接。這些金屬可繼而沉積在反射光學(xué)元件的光學(xué)有效表面上并且因而在所發(fā)射的范圍上，損害反射率的大小和均勻性，其導(dǎo)致傳輸損耗并且導(dǎo)致照明系統(tǒng)和投射系統(tǒng)中的成像像差。為了限制所提及的污染對反射率的不利影響，在EUV光刻設(shè)備10中使用在反射表面上具有由氟化物構(gòu)成的頂端層的反射光學(xué)元件。圖加-b示意地示出這種反射光學(xué)元件50的示例實施例的結(jié)構(gòu)。所示的示例涉及基于多層系統(tǒng)51的反射光學(xué)元件。其包括交替施加的、在工作波長處具有較高的反射率實部的材料的層(也稱為間隔體陽)以及在工作波長處具有較低的反射率實部的材料的層 (也稱為吸收體54)，吸收體-間隔體對形成層堆53。在這個情況中，術(shù)語反射率的較高實部和較低實部是相對于吸收體-間隔體對中的相應(yīng)合作材料的相對術(shù)語。吸收體-間隔體對的序列在一定程度上模仿晶體，晶體的網(wǎng)狀平面對應(yīng)于發(fā)生布拉格反射的吸收體層。取決于想要獲得哪種反射分布，單獨層54、55的厚度以及重復(fù)層堆53的厚度在整個多層系統(tǒng) 51上是恒定的或者也可以變化。也可通過由吸收體M和間隔體55構(gòu)成的基本結(jié)構(gòu)并補充其它多少具有吸收力的材料，從而以有目標(biāo)的方式影響反射分布，以便提高相應(yīng)工作波長處的最大可能反射率。為了這個目的，在一些層堆中，吸收體和/或間隔體材料可相互交換，或者可由多于一種吸收材料和/或間隔體材料構(gòu)造層堆。吸收材料和間隔體材料在所有層堆上可具有恒定或者變化的厚度，以便優(yōu)化反射率。多層系統(tǒng)51被應(yīng)用在基底52上，并且是反射表面59的多層鍍膜的組成部分。優(yōu)選具有較低熱膨脹系數(shù)的材料作為基底材料。例如玻璃陶瓷是適合的。然而，在EUV輻射下，或者特別地在用于清潔光學(xué)表面的原子氫的影響下，他們也可能是污染源。由氟化物構(gòu)成的頂端層被作為保護層56而施加在反射表面59上。在制造反射光學(xué)元件50期間優(yōu)選應(yīng)用頂端層56。這確保頂端層56連續(xù)地覆蓋整個反射表面59或者至少覆蓋反射表面59的使用期間發(fā)生反射的區(qū)域，以便避免表面上的不均勻性。而且，可以以有目標(biāo)的方式設(shè)置頂端層56的具體厚度，該已經(jīng)實施了保護效果但不很大地損害反射率。使用熱蒸發(fā)、電子束、磁控濺射或者離子束濺射的方法特別適用于制造這種反射光學(xué)元件。圖加示出了由氟化物構(gòu)成的頂端層直接施加在多層系統(tǒng)51的最后層(在本例子中為間隔體層5 上的實施例。然而，在某些材料組合的情況下可發(fā)生在多層系統(tǒng)51 的頂端層59和下面的最后層的邊界層處發(fā)生擴散或者化學(xué)反應(yīng)，其改變了多層系統(tǒng)的此區(qū)域中的構(gòu)造和厚度，從而反射率變壞，尤其是反射率在反射光學(xué)元件50的整個壽命上下降。為了對抗該問題，在圖2b中所示的例子中，提供附加層57作為擴散阻擋和/或針對化學(xué)反應(yīng)的保護。然而，這種阻擋層還可設(shè)置在多層系統(tǒng)51內(nèi)單獨層或者層堆之間，以便反射率不由于結(jié)構(gòu)變化而隨時間下降。特別地，碳、碳化硼、(普遍而言)碳化物、氮化硅或者氧化硅適合作為這種擴散阻擋的材料。圖2c中示出的變型涉及如下實施例，其中在由氟化物構(gòu)成的頂端層之間提供由諸如通常用作基于多層的反射光學(xué)元件的保護層的材料構(gòu)成的中間層58。這具有以下優(yōu)點在非常薄的氟化物層的情形下，在氟化物層被改變或者磨損時，下面的多層系統(tǒng)依然被持續(xù)地保護。例如通過使用鉬作為吸收體以及硅作為間隔體，由于硅可能被原子氫轉(zhuǎn)化為硅烷，所以尤其是硅表面被損壞。具體的，鉬、釕、貴金屬(例如金、銀或者鉬)、硅、氧化硅、 氮化硅、碳化硼、氮化硼或者碳化合物適合用作這種保護層的材料。而且，在為中間層58合適地選擇材料的情況下，可稍微提高反射率。而且，在所示的例子中，在中間層58和多層系統(tǒng)51之間提供對抗擴散和/或化學(xué)反應(yīng)的阻擋層57。圖3、4和5針對根據(jù)本發(fā)明的三個不同實施例示出反射率值(單位％ )相對于波長(單位nm)的繪圖，根據(jù)圖加和2(，每個反射鏡分別具有由2nm厚度的MgF2構(gòu)成的頂端層56。在這種情況中，圖3、4和5中的三個實施例的不同之處僅在于多層系統(tǒng)51與由 MgF2構(gòu)成的頂端層56之間的層。關(guān)于圖3、4和5的多層系統(tǒng)51由交替的硅和鉬層的50個周期構(gòu)成，硅層的厚度為3. 78nm并且鉬層的厚度為2. 37nm,并且硅和鉬層通過作為擴散阻擋的碳化硼層彼此分開，碳化硼層的厚度分別為0. 4nm。在這種情況中，關(guān)于圖3、4和5的多層系統(tǒng)51被應(yīng)用到4nm厚的石英層上，該石英層用作基底52上的拋光層，以便改善表面的粗糙度?？蛇x擇的，根據(jù)圖加和2c也可省略由石英構(gòu)成的拋光層，其中多層系統(tǒng)51被直接施加在基底52 上。由于由石英構(gòu)成的拋光層，關(guān)于圖3、4和5的多層系統(tǒng)51在基底之上始于作為間隔體層55的硅層，并且終于作為吸收體層M的鉬層上的作為擴散阻擋的碳化硼層。根據(jù)關(guān)于圖3的示例實施例，由硅構(gòu)成的1. 4nm厚的間隔體層55、由鉬構(gòu)成的2nm 厚的吸收體層54、由釕構(gòu)成的1. 5nm厚的中間層58以及由MgF2構(gòu)成的2nm厚的最后頂端層 56被以這里所給出的順序應(yīng)用到所述多層系統(tǒng)51上。因此，關(guān)于圖3的示例實施例在中間層58上的由氟化物構(gòu)成的作為保護層的頂端層56方面構(gòu)成根據(jù)圖2c的示例實施例的變型。關(guān)于圖3的示例實施例在13. 6nm波長處提供63%的最大反射率。而且，對于13. 5nm 和13. 7nm之間的波長，圖3中的反射率值位于60%之上。根據(jù)關(guān)于圖4的示例實施例，由硅構(gòu)成的3. 5nm厚的間隔體層以及由MgF2構(gòu)成的 2nm厚的最后的頂端層被應(yīng)用到多層系統(tǒng)51上。因此，關(guān)于圖4的示例實施例在間隔體層 55上的由氟化物構(gòu)成的頂端層56方面構(gòu)成根據(jù)圖加的示例實施例的變型。關(guān)于圖4的示例實施例在13. 6nm波長處提供72%的最大反射率。而且，對于大約13. 3nm和13. 7nm之間的波長，圖4中的反射率值位于60%之上。根據(jù)關(guān)于圖5的示例實施例，由硅構(gòu)成的1. 7nm厚的間隔體層、由鉬構(gòu)成的2nm厚的吸收體層討以及由MgF2構(gòu)成的2nm厚度的最后的頂端層56被應(yīng)用到多層系統(tǒng)51上。 因此，關(guān)于圖5的示例實施例在吸收體層M上的由氟化物構(gòu)成的頂端層56方面構(gòu)成示例實施例的變形。關(guān)于圖5的示例實施例在13. 6nm波長處提供68%的最大反射率。而且，對于大約13. 4nm和13. 7nm之間的波長，圖5中的反射率值位于60%之上。參照圖6a和6b更詳細地說明在EUV光刻設(shè)備中使用這里所說明的反射光學(xué)元件，圖6a和6b示意地示出了用于操作包括這種反射光學(xué)元件的EUV光刻設(shè)備的方法的兩個實施例。第一步驟101、111包括首先在光刻設(shè)備中提供至少一個反射光學(xué)元件，該反射光學(xué)元件具有由氟化物構(gòu)成的頂端層。進一步的步驟103、113包括例如通過清潔單元(例如以清潔頭的形式)添加清潔氣體。在這種情況中，注意確保在反射表面上盡可能均勻地添加清潔氣體，以便例如在污染物與清潔氣體反應(yīng)而形成揮發(fā)性化合物(例如氫化物)的事件中，在由氟化物構(gòu)成的頂端層上不出現(xiàn)不均勻性。在第三步驟105中，在根據(jù)圖6a的實施例中，通過提供EUV輻射形式的能量，在反射表面的表面處激活清潔氣體，使得清潔氣體可與反射表面上的污染物起反應(yīng)。例如，對于清潔氣體分子氫和分子氧，可以考慮這種類型的激活。相對的，如以上已經(jīng)關(guān)于清潔頭22 和23深入說明的，可以通過清潔頭中的白熾燈絲或者在光刻設(shè)備外部以其他方式產(chǎn)生原子氫。在根據(jù)圖6b的實施例中，通過激發(fā)等離子體來實現(xiàn)用于在反射表面處激活清潔氣體的該第三步驟115。在這種情況中，在設(shè)計用于饋入操作等離子體的高頻電磁輻射的電極時，需要注意在反射表面上確保等離子體盡可能均勻地分布。例如其可以通過相應(yīng)的電極設(shè)計實現(xiàn)。特別地，對于清潔氣體氦，這種形式的激活很有利，這是因為可因此從反射光學(xué)元件的由氟化物構(gòu)成的頂端層非?？焖俚匾瞥趸栉廴疚铩５谒牟襟E107、117包括調(diào)節(jié)清潔氣體的添加103、113以及用于激活清潔氣體的能量的提供105、115，使得一方面，反射表面上的污染物被從反射表面移除到期望的清潔度，并且另一方面，甚至在重復(fù)清潔循環(huán)的情況下，清潔本身對反射表面的頂端層的侵襲也僅在保證反射光學(xué)元件的期望的長期穩(wěn)定性的范圍中。例如，如果反射率落到預(yù)定閾值之下，則EUV光刻設(shè)備的操作的另一可能性包括在常規(guī)曝光操作期間不時地添加清潔氣體。另一可能性包括設(shè)置清潔氣體的添加，使得大約一個單層作為污染層形成在由氟化物構(gòu)成的頂端層上，該單層保護由氟化層構(gòu)成的頂端層。附圖標(biāo)記
10EUV光刻設(shè)備
11光束成形系統(tǒng)
12EUV輻射源
13a單色儀
13b準(zhǔn)直器
14照明系統(tǒng)
15第一反射鏡
16第二反射鏡
17掩模
18第三反射鏡
19第四反射鏡
20投射系統(tǒng)
21曰tl· 日日/T
22清潔頭
23清潔頭
50反射光學(xué)元件
51多層系統(tǒng)
52基底
53層對
54吸收體
55間隔體
56保護層
57阻擋層
58中間層
59反射表面
101-107方法步驟
111-117方法步驟
權(quán)利要求
1.一種用于極紫外波長范圍的反射光學(xué)元件，所述反射光學(xué)元件具有反射表面，其中所述反射表面(59)具有多層鍍膜，所述多層鍍膜包括由氟化金屬構(gòu)成的頂端層(56)，其特征在于所述氟化金屬從以下組中選擇氟化鑭、氟化鋁、冰晶石以及錐冰晶石。
2.如權(quán)利要求1所述的反射光學(xué)元件，其特征在于所述多層鍍膜在所述頂端層(56)下方具有中間層(58)，所述中間層(58)由選自以下的組的至少一種材料構(gòu)成，所述組包括 鉬、釕、貴金屬、硅、氧化硅、氮化硅、碳化硼、氮化硼、碳化合物以及它們的組合。
3.如權(quán)利要求1所述的反射光學(xué)元件，其特征在于所述多層鍍膜在所述頂端層(56)下方具有阻擋層(57)，所述阻擋層(57)由選自以下的組的至少一種材料構(gòu)成，所述組包括 碳化硅、氧化硅、碳化硼、碳、以及碳化物，尤其是碳化硼。
4.如權(quán)利要求2或3所述的反射光學(xué)元件，其特征在于所述頂端層(56)下方的所述中間層(58)或者所述阻擋層(57)具有大約0. Inm到5nm范圍的厚度。
5.如權(quán)利要求1所述的反射光學(xué)元件，其特征在于所述反射表面(59)的所述多層鍍膜包括多層系統(tǒng)(51)，所述多層系統(tǒng)(51)基于交替的硅和鉬層(55，54)或者交替的硅和釕層 (55,54)。
6.如權(quán)利要求1所述的反射光學(xué)元件，其特征在于所述頂端層(56)具有大約0.Inm到 2. 5nm范圍的厚度。
7.一種用于操作EUV光刻設(shè)備的方法，所述EUV光刻設(shè)備包括具有反射表面的反射光學(xué)元件，包括以下步驟-提供至少一個根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項的具有反射表面的反射光學(xué)元件，以及-添加至少一種清潔氣體，所述清潔氣體選自包括以下的組原子氫、分子氫、全氟化烷烴、氧、氮、氬、氪和氦。
8.如權(quán)利要求7所述的用于操作EUV光刻設(shè)備的方法，還包括另一步驟-以極紫外波長范圍中的輻射的形式和/或通過激發(fā)等離子體，提供用于激活清潔氣體的能量。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于設(shè)置所述清潔氣體的添加，使得所述反射光學(xué)元件的由氟化物構(gòu)成的所述頂端層(56)的層厚度保持基本恒定。
10.如權(quán)利要求7到9中的任一項所述的方法，其特征在于在所述反射表面上盡可能均勻地添加所述清潔氣體。
11.一種EUV光刻設(shè)備，包括如權(quán)利要求1到6中的任一項所述的反射光學(xué)元件。
12.一種照明系統(tǒng)，尤其是用于EUV光刻設(shè)備中的照明系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1到6中的任一項所述的反射光學(xué)元件。
13.一種投射系統(tǒng)，尤其是用于EUV光刻設(shè)備中的投射系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1到6中的任一項所述的反射光學(xué)元件。
全文摘要
為了減小由EUV光刻設(shè)備中的二氧化硅、碳氫化合物和/金屬構(gòu)成的污染物對反射率的不利影響，提出一種用于極紫外波長范圍的具有反射表面(59)的反射光學(xué)元件(50)，其中該反射表面(59)的多層鍍膜具有由氟化物構(gòu)成的頂端層(56)。在EUV光刻設(shè)備的操作期間沉積在反射光學(xué)元件(50)上的所提及的污染物通過添加以下所提及的至少一種物質(zhì)而被轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性化合物原子氫、分子氫、全氟化烷烴(例如四氟化甲烷)、氧、氮和/或氦。
文檔編號G03F7/20GK102576196SQ201080043761
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者A.多科納爾, D.H.埃姆, G.馮布蘭肯哈根 申請人:卡爾蔡司Smt有限責(zé)任公司