光学系统技术方案

为了在用EUV辐射（4）照射用于EUV光刻的反射光学元件（2）时，防止该反射光学元件带电，提出了一种用于EUV光刻的光学系统，该光学系统包含：反射光学元件（2），其包括具有高反射涂层（22）的基底（21），在用EUV辐射（4）照射该基底时，该基底发出二次电子；以及带电粒子的源（3），其布置为使得能够将带电粒子施加于反射光学元件（2），其中源（3）为浸没电子枪，其将电子施加至反射光学元件（2），作为用于载流子补偿的唯一手段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于EUV光刻的光学系统，其包含反射光学元件，该反射光学元件包括基底，该基底具有高反射涂层，在用EUV辐射照射该基底时，该基底发出二次电子；以及带电粒子的源，其布置为使得能够将带电粒子施加于反射光学元件。此外，本专利技术涉及一种用于EUV光刻的照明系统、一种用于EUV光刻的投射系统和具有这种光学系统的EUV光刻设备。
技术介绍
在EUV光刻中，针对半导体元件的光刻处理，反射光学元件用于软X射线(softX-ray)至极紫外(EUV)波长范围(例如大约在5nm和20nm之间的波长)，例如用于光掩模或多层反射镜。因为EUV光刻设备通常具有多个光学元件，所以他们必须具有最高可能的反射率，以确保足够的总反射率。因为多个光学元件通常串联地布置在EUV光刻设备中，所以即使任何一个光学元件的反射率的最轻微的退化，仍对EUV光刻设备中的总反射率具有严重的影响。在EUV光刻设备的运行中，反射光学元件暴露于尽可能强烈的EUV辐射，以保持曝光时间尽可能短。在EUV光刻设备的内部，特别是在照明和投射系统的内部，真空条件占大多数。然而，在残留气体环境中不能完全消除很小比例的水、氧和碳氢化合物。通过辐射，这些残留气体可被分裂为活性碎片(fragment)，其可导致反射光学元件的高反射涂层的表面的污染和退化。这些活性碎片可直接由EUV辐射产生，或由EUV辐射产生的二次电子产生。侵蚀反射光学元件的表面的两个重要过程为由吸收的水分子的分解导致的氧化和由吸收的碳氢化合物分子的分解导致的碳层的生长。这两个过程均由光致发射的二次电子引起。每一个反射光学元件的实际最大反射率可由于顶层的污染和氧化而减小。清洁反射光学元件的污染的表面的普通方法是为其提供氢基团和离子。从US6, 642，531B1可知通过使用电子喷淋反射光学元件的表面而为其提供电荷，并且通过静电元件将粒子从反射表面移离，来从表面移除粒子。为了减少二次电子的影响，已知电极装置，在所述电极布置中，连接反射光学元件作为第一电极，并且第二电极布置在离反射光学元件的被照射表面的一距离处，以在任何产生的二次电子对反射光学元件的碳污染或氧化有贡献之前，移除所产生的二次电子。减少二次电子的影响的另一种方法是将反射光学元件接地，以防止反射光学元件的表面被不受控制地充电。充电(electrical charging)具有如下缺点带电表面吸引具有相反电荷的带电碎片，这可引起在反射光学元件的表面上的溅射效应。为了实现用于EUV光刻的反射光学元件的接地，其中基底设有高反射涂层，可接触高反射涂层或基底以实现载流子补偿。然而，如果基底部分地或全部地由绝缘或导电性不好的材料构成，则不会出现足够的载流子补偿以避免对光学表面的充电
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于EUV光刻的光学系统，其在延长的时间周期上使用时确保足够高的最大反射率。通过一种用于EUV光刻的光学系统实现该目的，该系统包含反射光学元件，该反射光学元件包括基底，该基底具有高反射涂层，在用EUV辐射照射该基底时，该基底发出二次电子；以及带电粒子的源，其布置为使得能够将带电粒子施加于反射光学元件，其中所述源为浸没电子枪(flood gun)，其将电子施加至反射光学元件，作为用于载流子补偿的唯一手段(means) ο载流子源是补偿由二次电子导致的电荷差的所谓浸没电子枪，有时也被称为浸没源(flood source),其中,在EUV福射的影响下,反射光学元件的被照射的表面发出所述二次电子。特别地，浸没电子枪特别地被构造为商业上可得的多种形式的电子源，其中，可在从OeV至IOOeV的范围内非常精确地调整电子和作为整体的电子流的能量，在某些情况下，也在该范围之外。此外，它们发出不聚焦的电子束，以实现带电粒子向EUV辐射照明的表面的尽可能完整且均匀的施加。通过这些手段，由被表面吸引或朝着表面加速的带电活性碎 片导致的局部充电效应以及因此的局部溅射效应，能够被有效地防止，使得不再需要其它手段用于在使用EUV辐射照射时从反射光学元件发出的二次电子的载流子补偿。因为载流子源构造为低能带电粒子的源，所以这减少了引入的带电粒子在他们撞击反射光学元件的被施加了带电粒子的表面时本身能够弓I起派射效应的可能性。有利地调整由浸没电子枪提供的电子的能量，使得在最大值，其对应于在每一个情况下使用的EUV辐射的能量。从OeV至IOOeV的能量范围对应于在大约13. 5nm的区域(即在EUV光刻中最常使用的波长范 中的EUV辐射的使用。对于较小的波长，例如约7nm，该能量范围也因此是可接受的。优选地，带电粒子具有在大约从IOeV至40eV或甚至更小的范围中的能量，以有效地减少任何溅射效应，并且同时提供足够的载流子补偿。使用浸没电子枪作为用于带电粒子的源的主要优势在于其提供不聚焦的粒子束。优选地，扩展粒子束，使得可将带电粒子施加于被EUV辐射照射的反射光学元件的表面的尽可能大的部分，用于载流子补偿。在另一变形中，用粒子束扫描被照射的表面，以在表面上实现尽可能均匀的载流子补偿。通过这些手段，能够避免局部电荷，否则局部电荷会由于活性碎片而弓I起溅射效应。已经发现，提供诸如浸没电子枪的带电粒子的专用源允许带电粒子向反射光学元件的受控制且及时的施加。特别地，由于二次电子和/或残留气体环境中的带电活性碎片导致的充电过程因此可被抵消掉。通过在与使用EUV辐射照射的时间相同的时间或接近的时间，以受控制的方式将电子施加至反射光学元件，电子的施加可确保足够的载流子补偿，以防止诸如电离的残留气体的带电碎片在反射光学元件的表面上的溅射效应。因此，在EUV光刻工艺的情况下，可在长运行周期确保反射光学元件的高且均匀的反射率。这里，载流子补偿独立于基底或高反射涂层的材料特性。因此，提议的光学系统可特别地具有如下反射光学元件，该反射光学元件的基底的材料具有高于IkQ的电阻率(resistivity),例如，作为这种情况，反射光学元件广泛使用的基底具有基于玻璃陶瓷或钛掺杂的石英玻璃的材料。特别地，不需要用于载流子补偿的其它手段，例如电气接地，因此提供了相当简单和紧凑的光学系统，其安装在各种EUV光刻设备中。在优选的实施例中，高反射涂层基于多层系统。需注意的是，高反射涂层是如下的涂层对于5nm至20nm的波长范围的子范围提供50%或更大的最大反射率，同时对于5nm至20nm的范围中不在该子范围内的波长显示显著小些的最大反射率。特别地，对于13. 5nm左右的子范围，利用针对EUV辐射的垂直入射而优化的并且基于多层系统(例如重复交替布置的硅和钥的层)的高反射涂层，通常实现甚至大于60%、尤其大于65%的最大反射率。对于在Inm至12. 5nm或15nm至20nm之间的波长,它们显示了接近零的最大反射率。多层系统主要由多个重复的叠层(stack)组成，该叠层为所谓间隔层(spacer layer)和所谓吸收层(absorberlayer)的叠层,在执行EUV光刻的波长处,间隔层具有较高折射率实部的材料，吸收层具有较低折射率实部的材料。这本质上模拟了晶体，其中吸收层对应于晶体中的晶格平面，它们之间的距离由各个间隔层限定，其上发生入射的EUV辐射的布拉格反射。具有各种材料组合的多层系统的使用可以提供针对E本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DH埃姆，M韦斯，C扎克泽克，T哈克尔，W塞茨，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：
国别省市：