光学元件和包括该光学元件的光学组件的制作方法

本申请要求于2016年4月28日提交的德国专利申请de102016207307.9的优先权，其全部内容通过引用并入本申请的内容中。

本发明涉及光学元件、特别是euv光刻的光学元件，其包括：基板、施加在基板上的反射涂层、以及在基板和反射涂层之间延伸的导电涂层。本发明还涉及光学组件、特别是euv光刻系统，其包括至少一个这样的光学元件。

背景技术：

上面进一步描述的反射式光学元件已经由wo2008/034582a2公开。由于在以euv辐射照射光学元件期间形成光电子、特别是形成二次电子，所以在反射涂层的面对环境的那个表面处产生电荷，该电荷典型地不能经由基板消散，因为基板是电绝缘的或与反射涂层(典型地多层涂层)相比较具有显著更低的电导率。因此在此所描述的导电涂层或导电层是可电接触的，以接地、施加限定电压或传导走光电流。

导电层可以是电接触的，以便于执行光学元件的接地或以便于将光学元件连接到限定电势。以这种方法，可以将电荷传输远离光学元件，并且可以避免光学元件带静电电荷。传输远离光学元件的电荷还可以用于测量光电流，该光电流可以用于得出关于光学元件的反射表面的污染程度的结论。

wo2008/034582a2提出从以下单层形成导电涂层：由金属构成的单层，例如由金、镍等构成的单层，或者由合金构成的单层。替代地，导电涂层还可以由(其他)多层系统构成。

wo2006/033442a1描述了反射掩模，其中导电层安装在背对反射涂层的基板的背面处，以便于将基板接地并且以这种方法保护基板免受静电电荷。使在基板的背面处的层继续导电的其他导电层覆盖了基板的侧表面以及还有基板的正面，在该处尤其施加反射涂层和结构化吸收体层。

jp2007194406a描述具有反射多层涂层的反射镜，其适用于接地多层涂层或适用于将电势施加到反射镜。出于该目的，导电层施加在多层涂层和基板之间，并且延伸至反射镜的侧表面处的安装件，在该反射镜的侧表面处安装反射镜的夹具。以这种方法，多层涂层可以接地，而不会损坏多层涂层的反射表面并且由此不会使反射镜的光学性质受损。

技术实现要素：

发明目的

本发明的目的是提供光学元件和光学组件，其中光学元件的光学性质不被导电涂层损坏。

发明主题

该目的通过引言中所提及的类型的光学元件的来实现，其中导电涂层具有拉张应力之下的至少一个第一层和压缩应力之下的至少一个第二层。

在使用形式为由典型地层厚度为例如百纳米或更多的数量级的高导电性(通常地金属)材料构成的单独层的导电涂层的情况下，导电涂层的层应力可以导致图形中的变化，即基板的表面形状和/或反射涂层的反射表面的表面形状，使得光学像差可能发生，这可能损害反射镜的光学性质(特别是反射的euv辐射的波前)，或者这可能使复杂的校正方法成为必需以便于在实际施加导电涂层前改变基板的图形。例如形式为拉张应力的高层应力，特别地发生在由贵金属(例如金)构成的导电涂层的情况下，以便于产生导电涂层的最高可能的导电率和耐化学性。

通过使用具有拉张应力下的第一层和压缩应力下的第二层的导电涂层，因而可以减少由于导电涂层中的层应力导致的基板的变形以及因此的光学元件的表面形状的变形。出于该目的，可以选择(至少一个)第一层的材料、第一层的厚度和可能的施加方式以及(至少一个)第二层的材料、第二层的厚度和可能的施加方式，使得第一层的拉张应力实质上补偿第二层的压缩应力。

这样的补偿可以以类似于us8,564,925b2中所描述的方式来执行，其中晶片夹的导电涂层具有含有拉张应力的至少一个第一层和含有压缩应力的至少一个第二层，该第一层和该第二层理想地以总体上拉张应力和压缩应力彼此补偿的方式来相互协调。

作为层应力的(事实上)完全补偿的替代例，可以使导电涂层的层的拉张应力和压缩应力相互协调，使得产生导电涂层的期望的、预先定义的得到的层应力(拉张应力或压缩应力)。可以选择导电涂层的预先定义的层应力，例如使得由于反射涂层中的涂覆工艺出现的层应力得到补偿，如果适当的话以最大可能程度来补偿。

在一个实施例中，第一层和第二层由金属材料或由合金形成。如上文进一步所述的，金属材料(特别是贵金属、以及如果合适为其合金)具有高电导率并且具有良好耐化学性，使得这些材料特别地良好地适合于导电涂层。

材料及其合金的以下组由于它们的电导率特别地适合作为导电涂层的第一层和第二层的材料：银、铜、金、铝、铑、铱、钨、钼、钴、镍、钌、铟、锇、铁、铂、钯、铬、钽、钛、zr、re。

是压缩应力还是拉张应力发生在第一层和/或第二层的事实可能受在施加相应层时相应的制造方法或涂覆方法以及受所使用的层材料影响。换言之，存在当然趋向于拉张应力的形成的材料和当然趋向于压缩应力的形成的材料，其中拉张应力或压缩应力的形成可以受制造方法影响。总体上，制造方法应该被理解为意味着涂覆方法，其形式为诸如热蒸发或ebeam/电子束蒸发、离子束&磁控溅射或脉冲激光沉积之类的“物理气相沉积”(pvd)方法、或者基于“化学气相沉积”(cvd)的涂覆方法。

第一层的材料可以选自例如上述组并且通过典型地产生拉张应力的涂覆方法来制造。作为示例，具有拉张应力的第一层可以由金构成并且通过电子束蒸发来制造。

第二层的材料可以类似地选自上述组并且可以在涂覆期间由典型地产生压缩应力的方法来施加。作为示例，第二层可以由钌形成并且由溅射施加，因为该涂覆方法典型地产生压缩应力。如上文进一步所述的，第一层的材料和第二层的材料以及层厚度典型地相互协调，使得确立导电涂层的期望的合成层应力，特别地这可以几乎为零。不言而喻地，导电涂层的合成层应力总体上不取决于层的顺序，也就是说具有压缩应力的第二层可以施加在具有拉张应力的第一层上，反之亦然。

在其它实施例中，导电涂层包括至少一个布置在第一层和第二层之间的阻挡层。阻挡层同样地由导电材料形成并且旨在防止第一层的材料扩散到第二层中，并且反之亦然。如果导电涂层具有两个或更多个第一层和两个或更多个第二层，则阻挡层可以各形成在两个相邻的第一层和第二层之间。因为阻挡层旨在仅防止材料在第一层和第二层之间扩散，阻挡层可以是非常薄的并且具有例如小于近似1nm的厚度，使得即使阻挡层的材料不是导电的，导电涂层的电导率也没有被显著损害。阻挡层的优点是防止了由于扩散过程的层厚度变化并且因此防止表面形状(看上文)的变化。

在其它实施例中，阻挡层布置在反射涂层和导电涂层之间。在这种情况下，阻挡层用于防止反射涂层的材料扩散到导电涂层中，并且反之亦然，以便于以这种方法来避免所包含的层的层厚度的非期望的变化。

在如上所述的两种情况下，阻挡层的材料优选地选自以下的组：w、ta、y、mo、zr、ti、hf、sc、及其合金和/或其化学化合物，特别是碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、c和b4c。

在其它实施例中，导电涂层具有50nm和1000nm之间的厚度。导电涂层可以用于保护基板免受euv辐射的损害影响，否则这可能导致基板的材料的退化，也就是说导电涂层可以用作所谓的“基板保护层”，spl。出于该目的，导电涂层具有不是过度小的厚度可以是有利的。

在其它实施例中，第一层的厚度大于第二层的厚度，并且第一层的材料对于euv辐射的吸收大于第二层的材料对于euv辐射的吸收，或者反之亦然，也就是说第二层的厚度大于第一层厚度，并且第二层的材料对于euv辐射的吸收大于第一层的材料对于euv辐射的吸收。为了保护基板免受euv辐射的影响，以适当的方式选择第一层和第二层的层厚度可以是有利的，例如通过施加其材料在所使用的波长处具有对于euv辐射的更大吸收的(那些)层，该层的厚度大于包括具有对euv辐射的低吸收的材料的(那些)层的厚度。

在为了保护基板具有更大吸收并且因此应该可能以更大厚度施加的材料可以例如为选自包括以下的组的材料：铁(fe)、镍(ni)、钴(co)、铜(cu)、银(ag)、金(au)、铂(pt)、钨(wo)、铬(cr)、锌(zn)、铱(ir)、铟(in)、锡(sn)及其合金和/或化合物。

在其它实施例中，导电涂层具有至少一个段，其在基板上延伸横向地超过反射涂层的光学使用区域或横向地超过反射涂层。这有利于电接触导电涂层。导电涂层可以延伸在基板的顶部上超过反射涂层和/或导电涂层可以延伸在基板的侧表面上超过反射涂层。在导电涂层延伸超过反射涂层的段中，例如借助于电线可以接触反射涂层，以便于使导电涂层并且因此光学元件接地或者可以测量光电流。不言而喻地，光学元件的电接触或接地可以有利地与用于基板的如上所述的保护功能和补偿反射涂层中的层应力的导电涂层的预先定义的层应力的可能期望的产生组合。

在其它实施例中，反射涂层具有多个交替单独层，其由含有不同折射率的材料构成。反射涂层在这种情况下是多层涂层，其具有典型地由两个不同材料构成的交替单独层。选择单独层的材料类型和厚度，使得反射涂层在预先定义的操作波长处(例如euv波长范围中)具有最大可能的反射率。如果操作波长近似为13.5nm，则单独层通常由钼和硅构成。在这种情况下，基板典型地由具有低热膨胀系数的所谓的零膨胀材料形成，例如由或形成。多层涂层典型地配置为将法线入射的euv辐射反射，即相对于表面法线以典型地小于近似45°的入射角入射在反射涂层上的euv辐射。

作为使用针对法线入射的euv辐射优化的多层涂层的替代例，还可以使用配置为用于掠入射的euv辐射的反射或者针对其优化的反射涂层。euv辐射的掠入射典型地被理解为意味着关于光学元件的或反射涂层的表面的表面法线以典型地大于近似60°的入射角的euv辐射的入射。配置为用于掠入射的反射涂层典型地在大于60°的至少一个入射角处具有反射率最大值。这种类型的反射涂层典型地具有至少一个层，其由含有低折射率和对掠入射的euv辐射的低吸收的材料构成。反射涂层或反射层可以包含金属材料或者由例如mo、ru或nb的金属材料形成。

针对掠入射优化的反射涂层和针对法线入射优化的反射涂层二者可以包含功能层，例如防止扩散的阻挡层，以及保护反射涂层免受环境影响的覆盖层。反射涂层还可以具有改进反射涂层在导电涂层上的粘附的粘附促进层。

在其它实施例中，保护基板免受euv辐射影响的至少一个保护层布置在导电涂层和基板之间。如上文进一步所述的，如果适当的话，导电涂层可以自身用作保护层，以便于保护基板免受入射的euv辐射影响。如果这是仅部分成功的，保护层可以附加地施加在导电涂层和基板之间。保护层典型地继而由例如以下的导电材料构成：铁(fe)、镍(ni)、钴(co)、铜(cu)、银(ag)、金(au)、铂(pt)、钨(wo)、铬(cr)、锌(zn)、铱(ir)、铟(in)、锡(sn)及其合金和/或化合物。

本发明还涉及光学组件、特别是euv光刻系统，其包括如上所述的至少一个光学元件。光学元件可以例如是euv光刻设备的euv反射镜，该反射镜配置为反射euv辐射。

参考示出本发明重要细节的附图，从本发明的示例性实施例的以下描述以及从权利要求得出本发明的其他特征和优点。单独特征可以在各种情况下由它们自身单独地实现，或者作为本发明的变型中的任何期望的组合中的多个来实现。

附图说明

在示意性附图中说明示例性实施例，并且在以下描述中进行解释。附图中：

图1示出了euv光刻设备的示意图；

图2示出了包括由拉张应力下的第一层构成的导电涂层的反射光学元件的示意图；

图3示出了类似于图2的示意图，其中导电涂层具有压缩应力下的第二层，其补偿第一层的拉张应力；并且

图4示出了类似于图3的示意图，其中导电涂层横向超过反射涂层在基板的顶部上延伸。

具体实施方式

在附图的以下描述中，相同的附图标记用于相同或功能相同的部件。

图1示意性示出了形式为euv光刻的投射曝光设备1的euv光刻系统。投射曝光设备1包括束成形系统2、照明系统3和投射系统4、其容纳在分离的真空壳中并且连续布置在从束成形系统2的euv光源5发出的束路径6中。等离子源或同步加速器可以例如用作euv光源5。将从在大约5nm和大约20nm之间的波长范围中的光源5发出的辐射首先聚焦在准直器7中。借助于下游单色器8，由入射角的变化(如由双向箭头所指示的)过滤出期望的操作波长λb(其在本示例中大约13.5nm)。准直器7和单色器8配置为反射光学元件。

在束成形系统2中关于波长和空间分布处理的辐射被引入到照明系统3中，其具有第一和第二反射光学元件9、10。两个反射光学元件9、10如同其他反射光学元件一样将euv辐射引导到光掩模11上，该光掩模11具有通过投射系统4以缩小的比例成像在晶片12上的结构。出于该目的，第三和第四反射光学元件13、14提供在投射系统4中。

参考图2至图4，下面举例以更多细节描述第四光学元件14的设计，第一至第三光学元件11、12、13具有对应的设计。(第四)光学元件14包括由具有低热膨胀系数的材料构成的基板15，在22℃处或近似5℃至近似35℃的温度范围间，该热膨胀系数典型地小于100ppb/k。具有这些性质的一种材料是掺杂有二氧化钛的硅酸盐玻璃或石英玻璃并且典型地硅酸盐玻璃比例大于90％。由康宁公司销售这样的商用硅酸盐玻璃，商品名称(超低膨胀玻璃)。具有非常低热膨胀系数的其他材料组是玻璃陶瓷的材料组，其中设定晶相与玻璃相的比率使得不同相的热膨胀系数几乎彼此抵消。这种玻璃陶瓷例如由schott公司以商品名称或由ohara公司以商品名称来提供。

将具有由不同材料构成的多个单独层17a、17b的反射涂层16施加在基板15上。在当前情况下，单独层由具有不同折射率的材料交替构成。如果操作波长λb近似13.5nm，如同在当前情况下，则单独层通常由钼和硅构成。例如，钼和铍、钌和铍或者镧和b4c的其他材料组合同样是可能的。除了所描述的单独层以外，反射涂层16还可以包括中间层和/或防止扩散的阻挡层。这样的辅助层的图示已经在附图中省略。

反射涂层16还具有覆盖层18，以便于保护下面的单独层17a、17b并且例如防止其氧化。当前示例中，覆盖层18由钌构成。不言而喻地，其他材料，特别是诸如铑、钯、铂、铱、铌、钒、铬、锌或锡之类的金属材料，也可以用作覆盖层材料。不言而喻地，覆盖层16对euv辐射6是透射式的。

作为图2所示的为法线入射的euv辐射6配置的反射涂层的替代例，可以为掠入射的euv辐射6配置或优化该反射涂层16。在这种情况下，反射涂层16可以仅包括(如恰当的话)单个层，其例如可以由金属材料(特别地由mo、ru或nb)形成。

在图2所示的示例的情况下，仅仅由以贵金属构成(所示示例中由金构成)的单层组成的导电涂层19布置在反射涂层16和基板15之间。在图2所示的示例的情况下，导电涂层19具有在基板15的侧表面上延伸的段，以便于能够电接触导电涂层19。在图2所示的示例的情况下，通过电线21实现电接触，可以将该电线21连接到例如接地电位，以便于将光学元件14接地。例如，线21还可以用于将由于采用euv辐射6的辐射而在反射涂层16中产生的光电流传导远离光学元件14，并且用于测量电荷放大器中的光电流。

借助于常规涂覆方法制造导电涂层19，确切地说典型地通过诸如热蒸发或电子束蒸发、离子束或磁控溅射或脉冲激光沉积之类的“物理气相沉积”(pvd)方法、或者基于“化学气相沉积”(cvd)的涂覆方法。当施加导电涂层19时，产生层应力，在图2所示的示例的情况下，其中使用金作为导电涂层19的材料，所述层应力导致如图2的导电涂层19处两个横向箭头所指示的该导电涂层中的拉张应力。

在典型地用于导电涂层19的厚度d典型地在近似50nm和近似1000nm之间、如所示的示例中近似300nm的情况下，拉张应力具有基板15弯曲的结果，使得该基板15在其面向反射涂层16的侧面处形成凹曲率，出于阐明的目的，所述凹曲率以非常放大的方式在图2中示出。导电层19因此导致光学元件14的表面形状的偏离期望的表面形状(期望的图形)，该期望的表面形状是图2所示的示例的情况下的平面表面形状。在操作euv光刻设备1期间，从期望的表面偏离导致光学元件14的像差。

为了避免基板15的非期望的变形以及因此光学元件14的表面形状的非期望的变形，在图3所示的示例的情况下，导电涂层19具有拉张应力下的第一层22a和压缩应力下的第二层22b。拉张应力下的第一层22a和/或压缩应力下的第二层22b例如可以由选自包括以下的组的材料形成：银、铜、金、铝、铑、铱、钨、钼、钴、镍、钌、铟、锇、铁、铂、钯、铬、钽、钛、zr、re。导电涂层19的第一层和第二层22a、22b二者还可以例如由代替金属材料的(导电)合金形成。第一层22a和/或第二层22b是在拉张应力下还是在压缩应力下的事实，不仅取决于所用的材料而且取决于施加相应材料的涂覆方法。在所示出的示例中，由金构成的第一层22a通过电子束蒸发施加，因此在第一层22a中形成拉张应力。在所示出的示例中，由钌构成的第二层22b通过溅射制造，因此在第二层22b的钌材料中形成压缩应力。

在图3所示的示例的情况下，选择第一层22a的拉张应力和第二层22b的压缩应力使得导电涂层19的合成层应力实质上消失，因此产生基板15的平面的期望的表面形状以及因此还有光学元件14的反射表面的平面的期望的表面形状。

这利用了以下事实：使得压缩应力下的第二层22b产生了与由拉张应力下的第一层22a导致的弯曲相反指向的基板的弯曲，因为压缩应力下的第二层22b带来基板15的凸曲率。为了产生对导电涂层19的层应力的补偿，第一层和第二层22a、22b的厚度和层材料适当地彼此适配。

如可以同样在图3中识别的，阻挡层23布置在拉张应力下的第一层22a和压缩应力下的第二层22b之间，所述阻挡层旨在实质上阻止第一层22a的材料扩散到第二层22b中(反之亦然)。阻挡层23典型地具有例如小于1nm的这样小的厚度，其在导电涂层19上的层应力实际上是可忽视的。不言而喻地，然而，如果必要的话必须考虑阻挡层23的拉张应力和/或压缩应力对导电涂层19的合成层应力的影响。同样不言而喻地，导电涂层19可以具有(如果适当的话)拉张应力下的多于一个层22a和压缩应力下的多于一个层22b以及(如果适当的话)其他阻挡层。阻挡层23的材料可以例如选自包括以下的组：w、ta、y、mo、zr、ti、hf、sc、合金和/或其化合物，特别是碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、c和b4c。

代替对在拉张应力下和相应的压缩应力下的层22a、22b的层应力的实质上完全的补偿，还可以借助于导电涂层19产生预先定义的合成层应力，其可以用于全部或部分补偿由于涂覆工艺而在反射涂层16中发生的层应力。为了能够在反射涂层16中补偿可能局部变化的层应力，导电涂层19可以展示在拉张应力下和相应的压缩应力下的单独层22a、22b的厚度的位置依赖的变化。这种层22a、22b的构成和/或所用层材料和/或层厚度的位置依赖的变化还可以(如果适当的话)为了其他理由来执行，例如以便于实现保护基板15免受euv辐射6的影响。

为了保护基板15免受euv辐射6，导电涂层19中的具有对于euv辐射6的高吸收的那些层22a、22b应该理想上比具有对于euv辐射6的低吸收的那些层22a、22b具有更大的厚度。在图2所示的示例的情况下，由金构成的第一层22a例如可以具有比由钌构成的第二层22b的厚度d2更大的厚度d1，因为对于euv辐射6，金比钌具有更大的吸收。应当以更大厚度施加以便于保护基板15的材料可以例如选自包括以下的组：fe、ni、co、cu、ag、au、pt、wo、cr、zn、ir、in、sn以及合金和/或化合物。

在图3所示的示例的情况下，如图2所示的示例的情况下，导电涂层19具有基板15上超过反射涂层16(确切地说，如图2沿着基板15的侧表面)横向延伸的段20。如图2，突出段20用于电接触导电涂层19。代替图3所示的示例的情况下的导电涂层19的段20，还可以是层22a、22b的一部分(例如单一层)在基板15的侧表面上突出超过反射涂层16，因为在该区域中拉张应力和/或压缩应力对光学元件14的表面形状的影响典型地小于对基板15的顶部侧的影响。总体上，然而，更为有利的是，整个(应力补偿的)导电涂层19形成突出段20，如图3所示。

图4示出了与图3的光学元件14不同的光学元件14的其他示例，不同之处在于导电涂层19具有超过反射涂层16横向突出的段20，并且该段20不是形成在基板15的侧表面上而是形成在基板15的顶部侧。如可以在图4中识别的，在这种情况下，基板15的顶部侧上的导电涂层19可以与电线21接触，以便于使光学元件14接地，并且如果适当的话，将光电流传导远离光学元件14。

在图4所示的示例的情况下，阻挡层23附加地形成在反射涂层16和导电涂层19之间，以便于阻止材料从反射涂层16扩散到导电涂层19中(反之亦然)。在所示出的示例中，阻挡层23由碳构成，但是还可以由例如w、ta、b4c或mo的一些其他材料形成。

在图4所示的示例的情况下，保护层24形成在导电涂层19和基板15之间，所述保护层用于保护基板15免受euv辐射6。这可以是必要的，如果导电涂层19不充分吸收euv辐射6，使得euv辐射可以通行到基板15的话。保护层24进而例如典型地由以下导电材料构成：铁(fe)、镍(ni)、钴(co)、铜(cu)、银(ag)、金(au)、铂(pt)、钨(wo)、铬(cr)、锌(zn)、铱(ir)、铟(in)、锡(sn)及其合金和/或化合物。保护层24的层应力可以被忽略，但是如果适当的话，在如上文所描述的层应力补偿中也是可以考虑保护层24的层应力。

在上文所述的导电涂层19的情况下，光学元件14可以接地而不会损坏其光学性质。此外，导电涂层19可以具有施加于其或者用于传导走光电流的限定的偏置电压。导电涂层19特别地还可以用于保护基板免受euv辐射6。