包括具有稳定组成的氮氧化物覆盖层的euv反射镜、euv光刻设备和操作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用在例如EUV光刻设备或EUV掩模度量系统中的反射镜(13)，包括：基板(15)和反射EUV辐射(6)的涂层(16)，所述反射涂层具有由氮氧化物构成，尤其由SiNXOY构成的覆盖层(18)，其中，氮氧化物NXOY中的氮比例x在0.4和1.4之间。本发明还涉及一种包括至少一个这种EUV反射镜(13)的EUV光刻设备以及一种操作这种EUV光刻设备的方法。
【专利说明】包括具有稳定组成的氮氧化物覆盖层的EUV反射镜、EUV光刻设备和操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.§ 119(a)要求于2011年9月27日提交的德国专利申请N0.102011083462的优先权，该申请的全部内容被认为是本申请的一部分，并通过引用并入本文。
【技术领域】[0003]本发明涉及一种包括基板和反射EUV辐射的涂层的反射镜、一种包括至少一个这种反射镜的EUV光刻设备和一种用于操作这种EUV光刻设备的方法。不必说，该反射镜还可用在除EUV光刻设备之外的不同光学装置中，例如EUV掩模度量系统。
【背景技术】
[0004]用于微光刻的投射曝光设备用于利用光刻方法制造微结构部件。在该情况下，结构承载掩模(所谓的掩模母版)借助于投射光学单元成像在光敏层上。借助于这种投射光学单元可成像的最小结构尺寸由所使用的成像光的波长确定。所使用的成像光的波长越小，借助于投射光学单元可成像的结构较小。在所谓的EUV光刻设备中，现今主要使用具有193nm波长的成像光或具有在极紫外(EUV)范围内(即5nm至30nm)的波长的成像光。反射光学元件(EUV反射镜)仅用在EUV光刻设备中，因为在这些波长处具有足够高透射率的光学材料是未知的。
[0005]用于这种EUV光刻设备的EUV反射镜包括基板和具有多个层的反射涂层，所述反射涂层施加到基板。这种多层涂层通常包括由具有高和低折射率的材料构成的交替层，例如由钥和硅构成的交替层，它们的层厚度彼此配合，使得涂层完成其光学功能，并确保高反射率。多层涂层通常具有覆盖层，以保护下面的层免受氧化或其它退化机制。所述覆盖层可由金属材料构成，例如由钌、铑或钯构成。
[0006]EP1065568A2公开了使用碳化物作为覆盖层的材料，例如碳化硼(B4C)或碳化硅(SiC)。氮化物(例如氮化硅(Si3N4)或氮化钛(TiN))在此也可被指定作为覆盖层的材料。类似地，US2006/0066940A1描述了包括覆盖层系统的EUV反射镜，其中，除氮化硅(Si3N4)以外的氮化硼(BN)以及除碳化硼(B4C)以外的碳化钥(MoC)也可被提出作为覆盖层系统的材料。
[0007]US2008/0316595A1还公开了一种用于EUV应用的多层反射镜，其中，特别地，氮化硅用作覆盖层材料。由于EUV反射镜的基板材料通常不能经受过高的温度，所以提出了通过包括等离子体增强化学汽相沉积(PE-CVD)和低压化学汽相沉积(LP-CVD)的化学汽相沉积(CVD)实施覆盖层。与常规化学汽相沉积的情况相比，这些涂层方法允许在较低温度下沉积。
[0008]由氮化硅构成的覆盖层具有的优点是，对于金属沉积物(例如锡)，它们具有比较低的粘附率，使得包括这种覆盖层的EUV反射镜可用在例如LPP (激光产生的等离子体)光源附近，该LPP光源可释放气态锡。而且，由氮化硅构成的覆盖层(其上沉积有锡)可通常通过使用活性氢(例如氢原子团或氢离子形式)的清洁而完全没有锡沉积物。对比之下，例如在覆盖层由钌构成的情况下，通常有以下问题:即使在这种氢清洁之后，锡残留物仍留在覆盖层表面上并导致EUV反射镜的反射率下降和/或反射率的均匀性下降。
[0009]在包括由氮化硅构成的覆盖层的EUV反射镜(位于EUV光刻设备中)的曝光操作期间，已发现，在覆盖层的氢清洁期间，通常不能达到期望的结果，即可逆地清洁覆盖层的表面以去除锡沉积物或碳沉积物。
【发明内容】
[0010]发明目的
[0011]本发明的目的是提供一种EUV反射镜和一种包括这种EUV反射镜的EUV光刻设备，以及一种操作EUV光刻设备的方法，在EUV光刻设备中的曝光操作期间，这种EUV反射镜的光学特性的稳定性得以改进，该方法增加了 EUV反射镜的光学特性的稳定性。
[0012]发明主题
[0013]该目的通过引言所述类型的反射镜来实现，其中，涂层具有由氮氧化物构成，特别由氮氧化硅(SiNx0Y)构成的覆盖层，其中，氮氧化物NxOy中的氮比例X在0.4和1.4之间。发明人已认识到，由氮化硅(Si3N4或SiNx)构成的覆盖层在利用残余气体氛围中的(强烈的)EUV辐射进行照射期间转变为氮氧化硅，这在EUV光刻设备中的曝光操作期间是普遍的，或者取决于使用的沉积方法，可能在不利的环境条件下，甚至在引入EUV光刻设备中之前是普遍的，即氮化硅材料(Si3N4或SiNx)中的氮至少部分地由氧代替。这种氮氧化物对氮化物的代替或氮化物到氮氧化物的转变通常不仅出现在氮化硅情况中或氮氧化硅的情况中，而且还出现在其它氮氧化合物的情况中，尤其出现在具有其它半导体或具有金属或半金属的氮氧化物NxOy的化合物的情况中。
[0014]由于在EUV照射期间，氮化物覆盖层到氮氧化物覆盖层的转变取决于EUV光刻设备中的环境条件，尤其是残余气体氛围的气体成分和EUV辐射的强度，该转变的时间分布(temporal profile)因此难以预测，提出了一种具有氮氧化物覆盖层的EUV反射镜，即具有氮已部分地由氧代替的覆盖层。在这种覆盖层的情况下可获得的是，覆盖层的组成(尤其是其氮含量或比例)在EUV光刻设备的整个寿命期间在EUV反射镜工作时保持(基本)不变。除了具有半导体(例如具有硅)的氮氧化物NxOy的化合物，如果合适，还可使用具有金属成分(例如具有钛、锆或铝)或具有半金属(例如具有硼)的氮氧化物NxOy的化合物作为覆盖层的材料。
[0015]已证实，有利地通过物理汽相沉积(PVD)，尤其通过溅射(阴极溅射)来施加覆盖层。PVD方法的优点是，它们可以在比较低的温度下进行，因此基板材料在涂覆期间不损坏。溅射可以使用磁控管来实施，例如W02010/127845A1所述，其中，所谓的“高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS) ”和“高功率脉冲的磁控溅射(HPPMS) ”用于形成氧化层或氮化层。W02010/127845A1所述的方法尤其适用于制造具有不同氧和氮比例的氮氧化物层。特别地，指定氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(SiNx0Y)以及尤其是Si3_2x02xN4(1_x)(其中，X在O和I之间)为可能类型的层。以本文所述方法制造的层可用于抗反射涂层中或用作光学滤波器中的高折射率层。根据本发明，本文所述方法用于制造EUV反射镜中的氮氧化硅覆盖层。[0016]如果合适的话，氮氧化物覆盖层还可通过化学汽相沉积(CVD方法)来施加，然而，在该情况下，基板的温度在涂覆期间应当保持较低，这可通过使用PE-CVD或LP-CVD方法实现，例如在http://www.crystec.com/trinitre, htm的Crystec网站上针对沉积氮化娃SiNx或Si3+xN4_y (即非化学计量氮化硅)所述的，以及参考US5773100，其描述了用于通过PE-CVD工艺制造氮化硅或氮氧化硅的真空沉积设备。
[0017]在EUV反射镜的一个实施例中，覆盖层由SiNx0Y形成，尤其由非晶SiNxOy形成。非晶氮氧化硅通常在PVD工艺中获得，而CVD工艺通常导致结晶材料结构。不必说，除了SiNx0Y，通过PVD工艺还可制造非晶形式的其它氮氧化合物。
[0018]特别地，在PVD工艺的沉积情况下，氮氧化物NxOy中的氮比例X可以在0.4和1.4之间，优选地在0.7和1.4之间，更优选地在1.0和1.4之间。总体而言，已证实大于1.0的氮比例X是有利的。特别地，通过具有恰当选择的参数的PVD工艺沉积的氮氧化硅的氮较少，即与氮化硅(Si3N4)的化学计量所预定的相比，该氮氧化硅具有显著较低的氮比例。氮氧化硅的氮比例可以在涂覆期间在一定限度内改变，例如通过在真空涂覆设备中在涂覆期间恰当地选择气体组成(尤其是氮分压)来改变。覆盖层上的测量揭示在利用PVD工艺沉积期间，所述组成在层内可随位置发生变化，在该情况下，应尽量选择工艺参数，使得覆盖层具有尽可能均匀的组成。
[0019]还证实的是，有利地，氮氧化物NxOy中的氧比例y为y < 0.4。具有均匀SiOxNy分布的覆盖层是特别有利的，其中，X = 1.0或X > 1.0且y = 0.4或y <0.4。
[0020]覆盖层优选地施加到反射涂层的硅层，以促进氮氧化硅材料的沉积。反射涂层通常具有多个单独层，多个单独层由具有不同折射率的材料交替构成。如果使用波长位于
13.5nm范围内的EUV辐射，则单独层通常由钥和硅构成。其它材料组合，比如钥和铍、钌和铍或镧和B4C也是可能的。除了所述单独层，反射涂层还可包括防止扩散的中间层和防止氧化或腐蚀的上述覆盖层。
[0021]在另一实施例中，反射涂层在EUV波长范围的工作波长λ Β具有反射最大值，在反射涂层反射在工作波长λ Β的辐射时形成的驻波的场强度的最大值或最小值布置在与覆盖层的形成覆盖层与周围的界面的表面相距0.1 λΒ或更小的距离处。理想地，驻波的最大值或最小值精确地位于覆盖层的表面处。
[0022]本发明人已发现，如果驻波的最大值或最小值位于覆盖层的表面区域或反射涂层的表面区域中，则在由氮氧化硅构成的覆盖层中，因以氧部分替代氮而产生的反射率的减小比较小(通常为约2%或更小)。为了实现这种情况，可以适当地选择多层涂层的光学设计，尤其是各层的层厚度。因此，特别地，覆盖层的厚度和/或覆盖层所施加到的层的厚度可设定成使驻波在表面处具有最大值或最小值。
[0023]不必说，在EUV光刻设备中的EUV反射镜的操作期间，优选地将环境条件(尤其是氧和氮分压)选择成使氮比例是恒定的。如果在由氮氧化硅构成的覆盖层中发生(非期望的、不可逆的)氧对氮的代替,则上述措施可防止这对EUV反射镜的反射率或EUV反射镜的反射率的均匀性具有过大的影响。
[0024]本发明还涉及一种EUV光刻设备，包括:至少一个如上所述的EUV反射镜，其布置在残余气体氛围中。在该情况下，残余气体氛围形成在EUV光刻设备的(排空的)壳体的真空环境中。通过适当地选择残余气体氛围的气体成分和/或通过选择EUV反射镜表面处或其覆盖层处的合适的(不过高)EUV辐射功率密度，在EUV反射镜的寿命期间，由氮氧化物构成的层的氮比例可保持(基本上)恒定。不必说，如果合适的话，在照射EUV反射镜期间，部分氮还可以期望的方式由氧代替(通常不可逆)，使得还可设定由氮氧化物构成的覆盖层中的氮比例。特别地，可将EUV光刻设备的操作条件选择成使得在由氮氧化硅构成的覆盖层中的期望氮比例的情况下，建立平衡状态，其中，覆盖层的组成在照射期间不再改变。
[0025]在一个实施例中，在曝光操作期间，覆盖层或其表面经受EUV辐射，该EUV辐射的功率密度小于2000mW/mm2，优选地小于1000mW/mm2，特别小于500mW/mm2。已证实，有利地，覆盖层的表面在任何点均不经受高于上述阈值的EUV辐射，以抵消覆盖层因氧代替氮而产生的不稳定。
[0026]在一个实施例中，残余气体氛围具有在10_2毫巴和10_6毫巴之间，优选在10_3毫巴和10_5毫巴之间，特别为约10_4毫巴的氮分压P (N2)。比较高的氮分压抵消覆盖层中氧对氮的代替。
[0027]在另一实施例中，残余气体氛围具有在10_7毫巴和10_n毫巴之间，优选在10_9毫巴和10-n毫巴之间的氧分压P(O2)。为了防止或减缓覆盖层的退化(degradation)，已证实，有利地，残余气体氛围中的氧分压显著低于氮分压，确切地说小至少两个数量级，尤其小至少五个数量级。
[0028]在另一实施例中，残余气体氛围具有在10_5毫巴和10_9毫巴之间，优选在10_6毫巴和10_8毫巴之间，特别优选为约10_7毫巴的水分压P (H2O)。由于布置有EUV反射镜的真空壳体通常不会烘干，所以通常不能完全避免水存在于残余气体氛围中。然而，水分压不应过高，以(在最大可能程度上)防止包含在水中的氧与覆盖层反应(可由EUV辐射引起)。
[0029]在另一实施例中，残余气体氛围具有在KT1毫巴和10_3毫巴之间，优选为约10_2毫巴的氢分压p(h2)。在氢清洁EUV反射镜(在残余气体氛围中原位执行)的情况下，通常存在相当大的氢分压。然而，本发明人已发现，存在于残余气体氛围中的氢仅在小程度上影响覆盖层中氧对氮的代替，即，氢清洁仅在可忽略的程度上影响由氮氧化硅构成的覆盖层的组成，使得覆盖层的氢清洁可通过活性氢来实现，而在该过程中不会损害覆盖层的组成的稳定性。
[0030]本发明还涉及一种操作以上述方式实施的EUV光刻设备的方法，其中，在该方法中，残余气体氛围中的气体成分和/或覆盖层表面处的EUV辐射的功率密度设定成使覆盖层的氮比例X不会减小。为了有效地抵消所述转变，还应当将EUV反射镜的温度选择成不会过高，其中，所述温度应当优选地在约10°C和约40°C之间，其中，特别地，在室温(约21°C )下的操作已被证实是有利的。
[0031]如上所说明的，通过恰当选择EUV曝光设备中的操作条件可获得的是，覆盖层中的氮比例在EUV反射镜的寿命期间保持(实际上)不变。在该情况下，已证实，有利地，在反射镜被引入EUV光刻设备中之前，覆盖层已具有O < y < 0.4的氧比例，因为这种覆盖层较少受到在EUV照射期间以氧代替氮的影响。
[0032]参考附图，从下面对本发明的示例性实施例的描述以及从权利要求中可明白本发明的其它特征和优点，附图示出本发明必需的细节。单独的特征可在各情况中通过自身单独地实现或者在本发明的变型中以任何期望的组合作为多个实现。【专利附图】
【附图说明】
[0033]在示意图中示出并在下面描述中说明示例性实施例。附图中:
[0034]图1示出根据本发明的EUV光刻设备的实施例的示意图；
[0035]图2示出这种EUV光刻设备的具有由氮氧化硅构成的覆盖层的EUV反射镜的示意图；
[0036]图3a、3b示出XPS分析由氮氧化硅构成的覆盖层期间获得的两种光谱；
[0037]图4a、4b示出在覆盖层由氮氧化硅构成的情况下与在覆盖层由氧化硅构成的情况下、反射率以及反射涂层的驻波关于真空界面的场强度随波长变化的比较；以及
[0038]图5a、5b不出与图4a、4b类似的图,其中，驻波在覆盖层表面处具有场强度的最大值。
【具体实施方式】
[0039]图1示意性示出EUV光刻的投射曝光设备，其在下文中简称为EUV光刻设备UEUV光刻设备I包括光线产生系统2、照明系统3和投射系统4，它们容纳在分离的真空壳体中，并相继布置在源于光线成形系统2的EUV光源5的光束路径6中。举例来说，等离子体源或同步加速器可用作EUV光源5。在约5nm和约20nm波长范围内的从光源5发出的辐射首先在准直器7中聚集。借助于下游的单色器8，期望的工作波长λ B(在本示例中为约13.5nm)通过入射角的变化而滤出，如双头箭头所示。准直器7和单色器8实施为反射光学元件。
[0040]在光线产生系统2中关于波长和空间分布进行处理的辐射被引入照明系统3中，照明系统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将辐射引导至作为另一反射光学元件的光掩模11，光掩模的结构通过投射系统4以缩小的比例成像在晶片12上。为此，第三和第四反射光学元件13、14设置在投射系统4中。
[0041]反射光学元件9、10、11、13、14各具有经受来自光源5的EUV辐射6的光学表面。在该情况下，光学元件9、10、11、13、14在残余气体氛围19中在真空条件下工作。由于投射曝光设备I的内部不能被烘干，所以真空环境中的残余气体成分的存在不能完全避免。
[0042]EUV光刻设备I包含具有供给通道21的气体供给装置20，供给通道连接到储气器(未示出)，并用于将不同气体成分供给进EUV光刻设备I的残余气体氛围19中以及从残余气体氛围中排出不同气体成分。如图1所示，特别地，氮气(N2)、7jC (H2O)、氧气(O2)和氢气(H2)作为气体成分存在于残余气体氛围19中。不必说，相应的供给通道还设置在照明系统3和/或光线产生系统2中，或者其它中央供给通道可设置用于整个EUV光刻设备I。控制装置(未示出)用于控制气体供给装置20，并控制EUV光刻设备I的进一步功能。
[0043]在下文中，参考图2以不例的方式描述EUV光刻设备中的反射光学兀件13之一的构造，所述元件在下文中还称为EUV反射镜。EUV反射镜13具有基板15，基板由具有低热膨胀系数的材料构成，该低热膨胀系数在22°C下或在约5°C至约35°C的温度范围内通常小于100ppb/K。具有这些特性的一种材料是掺杂有二氧化钛的硅酸盐或石英玻璃，其通常具有大于90%的硅酸盐玻璃比例。商业可获得的一种硅酸盐玻璃由Coming Inc.以商标名IJLE? (超低膨胀玻璃)出售。具有非常低的热膨胀系数的另一组材料是玻璃陶瓷，其中，结晶相与玻璃相的比率设定成使不同相的热膨胀系数实际上彼此抵消。这种玻璃陶瓷由例如Schott AG以商标名Zerodur?出售，以及由Ohara Inc.以商标名Clearceram?出售。对于布置在照明系统3中的反射光学元件9、10，如果合适的话，例如还可使用金属基板材料，而不是零膨胀材料。
[0044]反射涂层16施加到基板15，所述反射涂层具有多个单独层17a、17b，多个单独层由具有不同折射率的材料交替构成，准确来说，该情况中是硅和钥。除了图2所示单独层，反射涂层16还可包括防止扩散的中间层等。在图中省略了对这种辅助层的说明。
[0045]反射涂层16具有覆盖层18，以防止下面的单独层17a、17b氧化，并简化对附在覆盖层18的表面18a上的污染物质的清洁。在本示例中，覆盖层18由氮氧化硅(SiNx0Y)构成，其施加到反射涂层16的硅层17a。覆盖层18具有例如约1.5nm的厚度dl，并能透过照射的EUV辐射6。根据应用，层厚度可在约Inm和约20nm之间，特别地，在收集器或准直器7的附近使用比较大的层厚度。
[0046]在所示示例性实施例中，EUV反射镜13具有平面表面18a。这样选择仅仅是为了简化示图，即EUV反射镜13还可具有弯曲表面形式，其中，例如凹表面形式或凸表面形式是可能的，其可球面地实施且还可非球面地实施。
[0047]反射涂层16的层17a、17b以及覆盖层18通过PVD方法施加到基板15。在该情况下，覆盖层18通过溅射工艺施加到多层涂层16的最上面的硅层17a，使得氮氧化硅具有非晶结构。在溅射方法期间通过恰当地选择涂层参数，可以设定覆盖层18的氧比例y和氮比例X，其中，氮比例X的有利值在约1.0和约1.4之间，其中特别地，大于X = I的值被证明是有利的。氧比例I通常为y = 0.4或更小,其中，覆盖层18内的相应比例X和y可以过程管理方式发生变化。具有在空间上均匀的组成(其中，X= 1.0或x> 1.0且y = 0.4或y < 0.4)的覆盖层18是特别有利的。
[0048]如上所述，氮氧化硅SiNx0Y的精确组成取决于涂层参数。在溅射期间，可附加地使用磁场(磁控溅射)，如果合适，脉冲放电可用于涂层，如所谓的“高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS) ”情况或“高功率脉冲的磁控溅射(HPPMS) ”情况，例如，它们在引言所引用的W02010/127845A1中得到描述。除了 PVD方法，如果合适，还可通过CVD方法施加覆盖层18，尤其是PE-CVD或LP-CVD方法,参考引言中所引用的Crystec网站http://www.crystec.com/trinitre, htm 或 US5773100。
[0049]在EUV光刻设备I的曝光操作期间，通过EUV辐射6，在不利的条件下，存在于覆盖层18的氮氧化硅SiNx0Y中的部分氮可由氧代替，如在约10小时的照射持续时间之后，通过XPS分析覆盖层18所证实的。在该情况下，特别地，在覆盖层18的部分区域中(其中，EUV辐射6的功率密度特别高，例如大于200mW/mm2，如果合适的话，约大于1000mW/mm2)，覆盖层18的相当大的一部分氮由氧代替。
[0050]此外，通过恰当地选择残余气体氛围19中的气体成分，以更精确地设置所述成分的分压，还可避免或显著地减缓这种代替。多层涂层16的覆盖层18的XPS光谱分析(参考图3a、3b)明显指示残余气体氛围19的组成对覆盖层18的SiNx0Y材料中的氮比例或氧比例有影响，所述覆盖层18通过溅射工艺施加到硅层17a，其中，层17a、17b的厚度选择成使该层在13.5nm的工作波长下λ Β具有反射最大值。
[0051]图3a、3b的曲线图示出XPS光谱的Si2p键(为键能Eb的函数)，其中，从覆盖层18的表面18a以浅角度发出的光电子的强度I由虚曲线表示，而关于表面18a以极高角度(实际上垂直地)发出的光电子的强度I由实曲线表示。因此，实强度曲线包括与覆盖层18在较大深度处的组成有关的信息，而虚强度曲线基本上示出与覆盖层18的约l-2nm的近表面深度范围有关的信息。
[0052]在图3a、3b中，可觉察到的是，Si2p光谱基本上具有在不同键能Eb处的三个峰值。约103.5eV的第一键能Eb表征氧化物键，约102eV的第二键能Eb对应于氮化硅键，而约99eV的第三键能Eb对应于未束缚的(unbound)半导体状态，即未束缚的兀素娃。
[0053]图3a和图3b的两个曲线图的不同之处在于，在图3b的涂覆工艺期间添加气态形式的附加氮，而在图3a中并不如此。图3a和图3b之间的比较清楚地揭示出图3b中约103.5eV的氧峰值显著小于图3a，相反地，约102eV的氮化物键的峰值显著升高，即氮氧化硅材料的组成或化学计量主要取决于在涂覆期间的气体氛围。
[0054]为了在用EUV光6照射期间尽可能保持覆盖层的材料组成不变，特别地，为了防止在覆盖层材料中以氧代替氮，因此，EUV光刻设备I的残余气体氛围19中的气体成分的分压应当以适当方式设定。特别地，残余气体氛围19中的氧分压P(O2)应当在约10_7毫巴与10_n毫巴之间，例如约10_9毫巴。相比之下，残余气体氛围19中的氮分压P(N2)应当较高，并在约10_2毫巴和10_6毫巴之间，例如约10_4毫巴。残余气体氛围19中的水分压P (H2O)也不应过高，以防止存在于水中的氧与覆盖层18的材料反应。水分压(P(H2O))的典型值在约10_5毫巴和10_9毫巴之间，例如约10_7毫巴。氢分压P (H2)也可影响覆盖层18的化学计量，因此应当位于约KT1毫巴和约10_3毫巴之间的间隔内，例如约10_2毫巴。
[0055]通过在EUV光刻设备I中设定合适的条件，因此可在EUV反射镜13的整个寿命期间保持由氮氧化硅构成的覆盖层18的组成(实际上)稳定。特别地，如果合适，可以使用基本上仅在表面18a本身上或仅在直接位于表面18a下方几埃处进行的可逆转变过程，以至少在表面18a处设定覆盖层18中的期望氮比例。
[0056]由于当残余气体氛围19中的条件发生非期望改变时或者当使用高功率密度的EUV辐射时，覆盖层18的组成可发生非期望的变化，所以已证实，有利地，在利用EUV光6照射期间在反射涂层16中形成的驻波的腹点或节点直接定位在覆盖层的表面18a上，或者如果这不可行，将驻波的腹点或节点与表面18a之间的距离选择成使其不大于0.1 λ s。
[0057]为了实现上述情况，特别地，可恰当地选择覆盖层18的厚度dl和下面的硅层17a的厚度d2(如果合适，还有反射涂层16的其它层17a、17b的厚度)。如果满足了上述条件，则即使当在覆盖层18中用氧完全代替氮时，反射率的变化仍比较小，如参考图4a所了解的，图4a示出当使用氮化硅覆盖层时作为波长λ的函数的反射率R，其中，驻波的节点形成在表面18a处。在该情况下，在用氧完全代替氮时的反射率R的变化仅仅为AR/R=-0.02%，所以相关的反射率曲线在图4a中不能看出，因为在所选择的缩放比例下，其对应于氮化硅的反射率曲线。图4b示出覆盖层18的表面18a处的场强度I与波长λ的关系曲线，其中，可清楚地看出，所述场强度在13.5nm工作波长λ s具有强度最小值Imin(即，驻波的节点)。
[0058]当腹点存在于覆盖层18的表面18a处时，当氮由氧代替时，反射率的变化较大，为AR/R = -2.1%,如图5a的虚反射率曲线所示。如图5b所示,在该情况下,反射涂层16的表面18a处的驻波在约13.5nm工作波长λ Β具有强度最大值1_。为了使当覆盖层18中氧由氮代替时反射率R的减小最少，因此特别有利地将驻波的强度最小值定位在表面18a的位置处。
[0059]不必说，除了氮氧化硅，如果合适，还可使用其它氮氧化合物用于覆盖层18，例如具有其它半导体或金属成分(比如钛、错或铝)的氮氧化合物或具有半金属(比如硼)的化合物。这种氮氧化物材料也可通常以上述方式施加。在覆盖材料由这些材料构成的情况下，通过上述措施通常可实现的是氮比例在EUV照射期间保持不变或不会减小。
[0060]特别地，已证实，使用由氮氧化硅构成的稳定覆盖层18有利于从EUV反射镜13的表面移除杂质或颗粒，尤其是比如锡或碳的金属，为此，有利地实施氢清洁，在氢清洁期间，活性氢(尤其是氢原子团或氢离子形式)施加到所述表面。
[0061]氢清洁可通过在残余气体氛围中设定合适的氢分压P (H2)来实施。氢可以由在表面18a附近的EUV辐射6来活性化，并在该过程中转变为氢离子或氢原子团，氢离子或氢原子团从表面18a清除比如锡或碳的污染物质。然而，对于氢清洁，还可在EUV光刻设备I中提供附加的装置，例如用于产生引导至表面18a上的含氢气体流的清洁头。该类型的清洁头例如在本 申请人:的W02009/059614A1中得到描述，通过引用将其并入本申请内容中。气体流中的氢可以是活性氢，其中，活性化可例如使用电场来实现，如W02009/059614A1中所述，或者可通过沿着用于活性化目的的加热线引导(分子)氢来实现。
【权利要求】
1.反射镜(13)，包括: 基板(15)和反射EUV辐射(6)的涂层(16)， 其特征在于， 所述反射涂层(16)具有由氮氧化物构成的覆盖层(18)，其中，所述氮氧化物NxOy中的氮比例X在0.4和1.4之间。
2.如权利要求1所述的反射镜，其中，所述氮氧化物是金属氮氧化合物、半金属氮氧化合物或半导体氮氧化合物。
3.如权利要求1或2所述的反射镜，其中，所述覆盖层(18)由SiNx0Y形成。
4.如权利要求3所述的反射镜，其中，所述覆盖层(18)由非晶SiNx0Y形成。
5.如上述权利要求任一项所述的反射镜，其中，所述覆盖层(18)通过物理汽相沉积形成。
6.如上述权利要求任一项所述的反射镜，其中，所述氮氧化物NxOy中的氮比例X为X>1
7.如上述权利要求任一项所述的反射镜，其中，所述氮氧化物NxOy中的氧比例y为y<0.4。
8.如上述权利要求任一项所述的反射镜，其中，所述覆盖层(18)施加至所述反射涂层(16)的娃层(17a) ο
9.如上述权利要求任一项所述的反射镜，其中，所述反射涂层(16)在EUV波长范围的工作波长λ B处具有反射最大值，在所述反射涂层(16)处反射在所述工作波长λΒ的辐射时形成的驻波的场强度(I)的最大值(Imax)或最小值(Imin)布置在离所述覆盖层(18)的表面(18a)0.1 λΒ或更小的距离处。
10.EUV光刻设备(1)，包括: 至少一个如上述权利要求任一项所述的反射镜(9，10，11，13，14)，其布置在所述EUV光刻设备(I)的残余气体氛围(19)中。
11.如权利要求10所述的EUV光刻设备，其中，所述残余气体氛围(19)具有在10_2毫巴和10_6毫巴之间的氮分压P (N2)。
12.如权利要求10或11所述的EUV光刻设备，其中，所述残余气体氛围(19)具有在10_7毫巴和10_η毫巴之间的氧分压(P(O2))。
13.如权利要求10至12任一项所述的EUV光刻设备，其中，所述残余气体氛围(19)具有在10_5毫巴和10_9毫巴之间的水分压(P(H2O))。
14.如权利要求10至13任一项所述的EUV光刻设备，其中，所述残余气体氛围(19)具有在10-1毫巴和10_3毫巴之间的氢分压(P(H2))。
15.一种操作如权利要求10至14任一项所述的EUV光刻设备的方法，其中，所述残余气体氛围(19)中的气体成分和/或所述覆盖层(18)的表面(18a)处的EUV辐射(6)的功率密度设定成使得所述覆盖层(18)的氮比例X不减小。
【文档编号】C23C16/34GK103827701SQ201280047176
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2011年9月27日
【发明者】G.范布兰肯哈根, D.H.埃姆 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司