反射镜、特别是微光刻投射曝光设备的反射镜的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年4月20日提交的德国专利申请de102015207140.5的优先权。通过引用将该申请的内容并入本文。

本发明涉及反射镜，特别是微光刻投射曝光设备的反射镜。

背景技术：

微光刻用来制造微结构部件，例如集成电路或lcd。微光刻工艺在所谓的投射曝光设备内执行，该设备包含照明装置和投射镜头。通过照明装置照明的掩模(掩模母版)的像在该情况下由投射镜头投射至基板(例如硅晶片)上，该基板涂覆有感光层(光刻胶)并布置在投射镜头的像平面中，以将掩模结构转印至基板的感光涂层。

在设计用于euv范围(即，在例如大约13nm或大约7nm的波长)的投射镜头中，由于无法取得合适的透光折射材料，所以使用反射镜当成用于成像过程的光学部件。这种euv反射镜具有反射镜基板和反射照在光学有效表面上的电磁辐射的反射层系统。

为了避免操作期间入射的euv辐射损害反射层系统的化学反应层材料，除此以外也知道要在反射层系统上施加覆盖层(cappinglayer)，该覆盖层可由例如金属材料或氧化物或氮化物所形成，并且尤其可抑制例如氧(o2)从相邻气相扩散进入该反射层系统。

实际上所发生的问题，特别是在运输、储存或操作期间，就是这种覆盖层也易受分子污染(例如受烃类污染)，其中在相应反射镜上的对应污染沉积物会导致损害其反射特性，因此降低投射曝光设备的整体性能。

有关现有技术，单纯以示例方式参考us2003/0064161a1、wo02/054115a2、us2007/0283591a1、us8,764,905b1以及us8,742,381b2。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种反射镜，尤其是微光刻投射曝光设备的反射镜，其中不想要的污染得到特别有效的避免。

此目的根据独立权利要求1的特征来实现。

根据本发明，包含光学有效表面的反射镜具有：

-反射镜基板；

-反射层系统，反射入射至该光学有效表面上的电磁辐射；以及

-覆盖层，配置在该反射层系统面向该光学有效表面的一侧上，并且由第一材料制造；

-其中第二材料的粒子单独地或团簇地施加至该覆盖层上，其中该第二材料与该第一材料不同。

该反射层系统可为许多单独层的交替序列的形式的多层系统，或是单独层(其中该反射镜可各具有额外功能层，像是阻挡层等等)。

在一些实施例中，该反射镜可为描述为掠入射的反射镜(其中该反射层系统可具有例如单独层，其由完全示例性典型层厚度在30nm的区域的钌(ru)制成)。在本文中已经了解这种在掠入射之下操作的反射镜，并且接下来这种反射镜表示反射镜的反射角度(其发生在euv辐射的反射期间并且关于相应表面法线)至少65°。有时，这种反射镜也以缩写方式称为gi反射镜(“掠入射(grazingincidence)”)。

此外，该反射镜也可为在法线入射下操作的反射镜(也称为ni反射镜，“法线入射(normalincidence)”)(其中反射层系统可具有例如钼与硅层的交替相继)。

尤其是，本发明基于以下构思：通过(与覆盖层的材料不同的)另外的材料的一些粒子在操作期间在euv辐射入射方向上施加至反射镜的最上表面上，或施加至反射镜的覆盖层上，来减少或消除污染物。

在此，基于催化反应领域内的经验，本发明发现，吸收与分解工艺会导致污染物沉积，这通常主要发生在表面缺陷区域中(可看待成是该污染物沉积的反应中心)，根据本发明这是要避免或减少的。

从此考虑出发，本发明遵循有效精准封锁这些表面缺陷或“反应中心”的方法，因此吸附和/或分解工艺以及伴随这些工艺的污染物沉积就不再发生于相关位置上。

由于根据本发明上述粒子的施加仅单独发生(特别是以单独原子的形式)或以团簇形式发生(例如以不超过25个原子的组)的事实，本发明特别与具有最上封闭层(该封闭层上继而会由于原则上无法避免的表面缺陷而有显著污染物沉积)的常规方法不同。

结果，根据本发明的另外的材料的一些粒子的额外施加带来了较低的反应性，因此提高最上覆盖层的耐污性。

根据一个实施例，施加第二材料的粒子，使得粒子优选植入(colonize)覆盖层的表面结构的缺陷中。

根据一个实施例，与无粒子的类似设计相比，施加粒子使得在反射镜的操作期间或反射镜的运输期间减少覆盖层的污染物。

根据一个实施例，第一材料从包含金属(例如ru、mo或zr)、氧化物(例如nb2o5、zro2、tio2)、碳化物(例如sic)、硼化物(例如zrb、tib)、氮化物(例如sin、zrn)以及这些组合的组当中选择。

根据一个实施例，第一材料为钌(ru)。

根据一个实施例，第二材料从包含贵金属，尤其是金(au)、银(ag)、钯(pd)和铂(pt)，以及硫(s)的组当中选择。

根据一个实施例，覆盖层的厚度在从0.5nm至10nm的范围中。

根据一个实施例，粒子数量为对应于单层第二材料的数量的至多50％、特别是至多30％、更特别是至多10％。相比之下，若第二材料的粒子数量对应于单层的数量，则可能导致由粒子制成的封闭层(closedlayer)的实施例，其正是根据本发明所明确不想要的。

根据一个实施例，第二材料的团簇包含不超过25个原子，特别是不超过20个原子，更特别是不超过15个原子。

该反射镜可特别设计用于小于30nm的操作波长，特别是小于15nm的操作波长。然而，本发明原则上并不受限于此，在其它实施例中，也可实现为设计用于在vuv范围(例如小于200nm)内的操作波长的反射镜。

本发明更进一步关于微光刻投射曝光设备的光学系统，尤其是照明装置或投射镜头，其中光学系统包含至少一个具有上述特征的反射镜。

从说明书与从属权利要求可获悉本发明的其它构造。

以下将基于附图所例示的示例性实施例来更详尽解释本发明。

附图说明

图中：

图1显示用于阐明根据本发明的示例性实施例的反射镜的构造的示意图；

图2-4显示用于阐明本发明原理的示意图；以及

图5显示微光刻投射曝光设备的示例性构造的示意图。

具体实施方式

图1显示用于阐明本发明的一个实施例中根据本发明的反射镜100的构造的示意图。反射镜100可特别是光学系统的euv反射镜，尤其是投射镜头或微光刻投射曝光设备的照明装置的反射镜(下面结合图5有更详细说明)。

作为参考的是，尤其是与本发明解释相关的层都说明于图1中描绘的反射镜100的层构造中，并且反射镜100也可具有一个或多个额外层，用于在本发明的实施例中提供不同功能性(例如粘合层等等)。

根据图1，反射镜100首先包含反射镜基板101。合适的反射镜基板材料为例如二氧化钛(tio2)掺杂的石英玻璃，其中以商标或出售的材料仅作为示例已知(并且本发明并不受限于此)。在其它实施例中，还可使用金属反射镜基板材料。

进一步，以原则上本身已知的方式，反射镜100包含反射层系统102，在示出的实施例中，举例而言，该反射层系统包含钼硅(mo-si)层堆叠，并且合适的话，还包含扩散阻挡层等。本发明并不限制此反射层系统102的特定构造，而仅作为示例的一个合适构造可包含例如50片(piles)或层组(layerpacket)的层系统，其包含具有层厚度各为2.8nm的钼(mo)层以及具有层厚度各为4.2nm的硅(si)层。

在其它实施例中，该反射层系统也可为单独层(例如由钌(ru)制成，具有厚度例如30nm)。

根据图1，反射层系统102上布置(选择性)扩散阻挡层103(例如由氮化硅(si3n4)或碳化硼(b4c)制成)，并且在其上布置覆盖层104。在示例性实施例内，覆盖层104由钌(ru)构成，并且具有范围为从0.5nm至10nm的典型厚度(本发明并不限于此)。覆盖层104可以本身已知方式施加，例如通过磁控溅射、电子束蒸发或原子层沉积(ald)。而且，覆盖层104可为单晶、多晶或非晶的(选择性具有结晶内含物)。

根据图1，粒子105是由与覆盖层材料不同的材料制成，在示例性实施例中，单独金(au)原子以散射方式施加于覆盖层104上。粒子105可以本身已知的方式施加，例如通过磁控溅射或电子束蒸发。而且，可用超过100k，尤其是超过300k的基板温度来施加粒子105。

如图1已经说明，这些粒子105优选植入覆盖层104的表面结构中的缺陷(在该示例中呈现在角落、边缘或空缺上)。

下面参考图2-4的示图来说明本发明的原理，这些示图仅为示意性的并且非常简化。

图4a和图4b最初用于阐明在常规反射镜上发生的污染物沉积(在图4a-4b中仅示出最上覆盖层404)。

在图4a中描绘的情况中，污染物分子410(例如烃分子)从周围气相入射至此覆盖层404上，并且如图4a所指示，在缺陷处(在该示例中于覆盖层404的表面的边缘)吸收该污染物分子。此在缺陷处吸收的原因在于，在覆盖层404的表面结构的平台(标示为t)处吸收在热力学上并非优选的。然而，如图4b所示，随后污染物分子410分解，该分解产品在图4b中标示为411和412，进而分布为反射镜的覆盖层404整个表面上的污染物沉积。标示为“t”的平台可具有范围为(0.2-2)nm的典型深度尺寸，以及范围为(1-10)nm的横向延伸(本发明并不限于此)。而且，平台处以及平台之间的区域通常由相同材料构成。

图2用来说明本发明的原理，其中防止了上面基于图4a-b所描述的情况发生。

根据图2，根据本发明单独地或团簇地施加至覆盖层404上的粒子105也优选植入覆盖层104的表面结构中的缺陷(在该示例中呈现在角落、边缘或空缺上)。结果，在该反射镜运输、储存或操作期间并无任何热力学上优选的吸收空间给入射的污染物分子110使用(也如图2所示)，如此上面基于图4b说明的污染过程也不再发生或只发生在非常小的范围内。

根据本发明，覆盖层104的表面结构中由粒子150所封闭的缺陷可为不同类型的缺陷(特别是具有不同尺寸的缺陷)，图3中仅示出示意性示例类型的缺陷。根据图3，螺型位错(screwdislocation)302、杂质原子303、边缘304、位于边缘上的空缺(vacancy)305、位于角落的空缺306以及位于平台上的空缺307位于标示为“301”的理想表面或“平台”上或处。

图5显示设计用来在euv中操作并且其中可实现本发明的示例性投射曝光设备的示意图。

根据图5，设计用于euv的投射曝光设备500中的照明装置包含场分面反射镜503以及光瞳分面反射镜504。将来自包含等离子体光源501和聚光镜502的光源单元的光引导到场分面反射镜503上。第一望远反射镜505与第二望远反射镜506布置在光瞳分面反射镜504下游的光路中。偏转反射镜507布置在该光路的下游，该偏转反射镜将照在其上的辐射引导到投射镜头的物平面中的物场上，该投射镜头包含六个反射镜551-556。在掩模台520上的反射式结构承载掩模521布置在物场的位置处，该掩模借助于该投射镜头成像至像平面中，其中像平面位于晶片台560上涂覆感光层(光刻胶)的基板561上。

根据本发明来避免或减少导致反射特性受损的污染物可在投射曝光设备500的照明装置或投射镜头中的任何反射镜上实施。更进一步，本发明并不限于应用于投射曝光设备，如此依照原理，还可以根据本发明的方式配置其他反射镜。

即使已经基于特定实施例说明了本发明，许多变型与替代实施例对本领域技术人员来说是显而易见的，例如通过单独实施例的特征的组合和/或交换。因此，本领域技术人员将了解，本发明涵盖这种变型与替代实施例，并且本发明的范围仅限于所附权利要求及其等同物的含义内。