一种多层膜反射镜及其制备方法与流程

本发明涉及精密光学元件，尤其涉及一种多层膜反射镜及其制备方法。

背景技术：

1、半导体工业商用下一代光刻系统的发展促使mo/si多层膜反射镜在13.5nm左右的极紫外光谱范围内的光学性能得到了提高。在过去的几年里，mo/si多层膜反射镜的发展集中在提高mo/si多层膜反射镜的功能特性上，如垂直入射反射率、热稳定性和在强euv曝光下的光学寿命。但不幸的是，mo/si多层膜反射镜关于寿命和热稳定性的进步仍然不能满足严格的商用euvl工具规格。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多层膜反射镜及其制备方法。本发明提供的多层膜反射镜使用寿命长、热稳定性好。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种多层膜反射镜，包括依次层叠设置在基底上的打底层、多周期mo/sic/si层和保护层；

4、所述多周期mo/sic/si层包括若干个层叠设置的单周期mo/sic/si层；

5、所述单周期mo/sic/si层包括依次层叠设置的mo层、sic层和si层；

6、所述单周期mo/sic/si层中的mo层和所述打底层接触；

7、所述保护层的材质为nb2o5。

8、优选地，所述单周期mo/sic/si层中mo层的厚度为2.5～2.6nm，sic层的厚度为0.3～0.5nm，si层的厚度为3.95～4.05nm。

9、优选地，所述多周期mo/sic/si层中单周期mo/sic/si层的周期数为50～60。

10、优选地，所述打底层的材质为ti，所述打底层的厚度为5～10nm。

11、优选地，所述保护层的厚度为2～4nm。

12、优选地，所述基底为单晶硅片或非晶玻璃。

13、本发明还提供了上述技术方案所述的多层膜反射镜的制备方法，包括以下步骤：

14、在基底上制备打底层；

15、在所述打底层上依次制备mo层、sic层和si层，重复依次制备mo层、sic层和si层的过程，得到多周期mo/sic/si层；

16、在所述多周期mo/sic/si层上制备保护层，得到所述多层膜反射镜。

17、优选地，所述打底层的制备方法为磁控溅射，所述打底层的磁控溅射参数包括：靶材为ti靶，功率为100～120w，工作气体为氩气，工作气体的气压为0.2～0.25pa。

18、优选地，所述mo层的制备方法为磁控溅射，所述mo层的磁控溅射参数包括：靶材为mo靶，本底真空度≤1×10-4pa，功率为50～80w，工作气体为氩气，所述工作气体的气压为0.1～0.12pa；

19、所述sic层的制备方法为磁控溅射，所述sic层的磁控溅射参数包括：靶材为sic靶，本底真空度≤1×10-4pa，功率为30～50w，工作气体为氩气，所述工作气体的气压为0.1～0.12pa；

20、所述si层的制备方法为磁控溅射，所述si层的磁控溅射参数包括：靶材为si靶，本底真空度≤1×10-4pa，功率为100～120w，工作气体为氩气，所述工作气体的气压为0.1～0.12pa。

21、优选地，所述保护层的制备方法为磁控溅射，所述保护层的磁控溅射参数包括：靶材为nb靶，功率为50～80w，工作气体为ar和o2的混合气体，所述混合气体中ar和o2的流量比为8：1～4：1。

22、本发明提供了一种多层膜反射镜，包括依次层叠设置在基底上的打底层、多周期mo/sic/si层和保护层；所述多周期mo/sic/si层包括若干个层叠设置的单周期mo/sic/si层；所述单周期mo/sic/si层包括依次层叠设置的mo层、sic层和si层；所述单周期mo/sic/si层中的mo层和所述打底层接触；所述保护层的材质为nb2o5。本发明提供的多层膜反射镜在mo层和si层之间增设sic层，sic层的热稳定性高于si，因此理论上，多周期mo/sic/si层的热稳定性要优于传统的mo/si多层膜，提高了多层膜反射镜的热稳定性。此外，在多周期mo/sic/si层上增设保护层nb2o5层，能够防止多周期mo/sic/si层表面氧化和碳化形成水和碳氢化合物，最终提高了多层膜反射镜的使用寿命。

23、本发明还提供了上述技术方案所述的多层膜反射镜的制备方法，包括以下步骤：在基底上制备打底层；在所述打底层上依次制备mo层、sic层和si层，重复依次制备mo层、sic层和si层的过程，得到多周期mo/sic/si层；在所述多周期mo/sic/si层上制备保护层，得到所述多层膜反射镜。本发明提供的制备方法操作简单。

技术特征：

1.一种多层膜反射镜，其特征在于，包括依次层叠设置在基底上的打底层、多周期mo/sic/si层和保护层；

2.根据权利要求1所述的多层膜反射镜，其特征在于，所述单周期mo/sic/si层中mo层的厚度为2.5～2.6nm，sic层的厚度为0.3～0.5nm，si层的厚度为3.95～4.05nm。

3.根据权利要求1或2所述的多层膜反射镜，其特征在于，所述多周期mo/sic/si层中单周期mo/sic/si层的周期数为50～60。

4.根据权利要求1所述的多层膜反射镜，其特征在于，所述打底层的材质为ti，所述打底层的厚度为5～10nm。

5.根据权利要求1所述的多层膜反射镜，其特征在于，所述保护层的厚度为2～4nm。

6.根据权利要求1所述的多层膜反射镜，其特征在于，所述基底为单晶硅片或非晶玻璃。

7.权利要求1～6任一项所述的多层膜反射镜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述打底层的制备方法为磁控溅射，所述打底层的磁控溅射参数包括：靶材为ti靶，本底真空度≤1×10-4pa，功率为100～120w，工作气体为氩气，工作气体的气压为0.2～0.25pa。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述mo层的制备方法为磁控溅射，所述mo层的磁控溅射参数包括：靶材为mo靶，本底真空度≤1×10-4pa，功率为50～80w，工作气体为氩气，所述工作气体的气压为0.1～0.12pa；

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述保护层的制备方法为磁控溅射，所述保护层的磁控溅射参数包括：靶材为nb靶，功率为50～80w，工作气体为ar和o2的混合气体，所述混合气体中ar和o2的流量比为8：1～4：1。

技术总结
本发明属于精密光学元件技术领域，提供了一种多层膜反射镜及其制备方法。本发明的多层膜反射镜，包括依次层叠设置在基底上的打底层、多周期Mo/SiC/Si层和保护层；所述多周期Mo/SiC/Si层包括若干个层叠设置的单周期Mo/SiC/Si层。本发明提供的多层膜反射镜在Mo层和Si层之间增设SiC层，SiC层的热稳定性高于Si，因此理论上，多周期Mo/SiC/Si层的热稳定性要优于传统的Mo/Si多层膜，提高了多层膜反射镜的热稳定性。此外，在多周期Mo/SiC/Si层上增设保护层Nb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;层，能够防止多周期Mo/SiC/Si层表面氧化和碳化形成水和碳氢化合物，最终提高了多层膜反射镜的使用寿命。

技术研发人员：孙航,朱运平,金长利
受保护的技术使用者：苏州宏策光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13