具有抗起泡的多层盖的EUV光学元件制造技术

一种多层反射镜，具有有着包括顶层和一系列双层的多层结构的盖，每个双层具有吸收体层和间隔体层，其中用于顶层、吸收体层和间隔体层的材料被选取成抗起泡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年2月7日提交的欧洲专利申请14154265.4的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此。
本公开涉及被设计成在其经受到污染和磨损的环境中操作的光学元件。这样的环境的示例是用于从凭借靶材料的放电或激光烧蚀所产生的等离子体生成极紫外(“EUV”)辐射的设备的真空室。在该应用中，光学元件例如被用于将辐射收集和引导用于在真空室的外面的利用、例如用于半导体光刻。
技术介绍
极紫外辐射、例如具有约50nm或更小(有时也称作软x射线)的波长以及包含处于大约13.5nm的波长的辐射的电磁辐射可以在光刻工艺中被使用以在诸如硅晶片等的衬底中产生极小的特征。用于生成EUV辐射的方法包含将靶材料从液体状态转换成等离子体状态。靶材料优选地包含具有在EUV范围内的一个或多个发射线的至少一种元素、例如氙、锂或锡。在一个这样的方法中，经常称为激光产生等离子体(“LPP”)的所要求的等离子体可以通过使用激光束辐照具有所要求的线发射元素的靶材料而产生。一种LPP技术牵涉到生成靶材料液滴的流和用激光辐射脉冲辐照液滴中的至少一些。在更多的理论术语中，LPP源通过将激光能量沉积到具有诸如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)等的至少一种EUV发射元素的靶材料内而生成EUV辐射，从而产生了具有数10的eV的电子温度的高度电离的等离子体。在这些离子的去激活和重组期间生成的高能辐射被从等离子体
在所有方向上发射。在一个常见布置中，接近法线入射的反射镜(经常称为“收集器反射镜”或简称为“收集器”)被定位成将辐射收集、引导并且在一些布置中聚焦至中间位置。所收集的辐射可以接着被从中间位置中继到一组扫描器光学器件并且最终到晶片。在光谱的EUV部分中，它一般被视作有必要使用用于收集器的反射型光学器件。在所牵涉到的波长处，收集器被有利地实施为多层反射镜(“MLM”)。如其名字所暗示的，该MLM一般由在基底或衬底之上的交替的材料层构成。光学元件必须被放置在具有等离子体的真空室内以将EUV辐射收集和重新引导。室内的环境对光学元件有害并且所以例如由于降低其反射率而限制其使用寿命。环境内的光学元件可能会暴露于靶材料的高能量离子或颗粒。靶材料的颗粒会污染光学元件的暴露表面。靶材料的还会引起MLM表面的物理损伤和局部发热。靶材料可能会特别地可与构成光学元件表面的至少一个层的材料(例如钼和硅)反应。温度稳定性、离子注入和扩散的问题可能需要解决，即使具有较少的反应性靶材料、例如锡、铟或氙。MLM涂层的起泡也必须避免。存在有即使在这些艰苦的条件下也可以被采用以增加光学元件寿命的技术。例如，加盖层可以放置在光学元件上以保护光学元件的表面。为了使加盖层更多地反射，它也可以具有被间隔开以增加在待反射的辐射的波长处的反射率的多个层。然而这样的多层加盖层自身易于通过诸如氢扩散和起泡等的机制而损坏。在一些系统中，处于在0.5mbar至3mbar的范围内的压力的H2气体被用在真空室中以用于碎屑减轻。在不存在气体的情况中，在真空压力处，保护收集器充分地免受从等离子体射出的靶材料碎屑的伤害如果不是不可能的话也是困难的。氢对于具有大约13.5nm的波长的EUV辐射是相对透明的，并且所以相对于诸如He、Ar等的其他候选气体或者展现出处于大约13.5nm时的较高吸收的其他气体是优选的。H2气体被引入真空室内以使等离子体所产生的靶材料的高能碎
屑(离子、原子和簇)减慢。碎屑通过与气体分子的碰撞而被减慢。出于这个目的，使用了也可以与碎屑轨迹逆向的H2气体的流。这用于降低在收集器的光学涂层上的沉积、注入和溅射靶材料的损害。使用该方法，据信能够通过跨越等离子体部位与收集器表面之间的距离在这些压力下的很多气体碰撞而使具有数千eV至几十eV的能量的高能颗粒减慢。将H2气体引入真空室内的另一原因是便于收集器表面的清洁。由等离子体生成的EUV辐射通过使H2分子解离产生了氢自由基。氢自由基进而有助于将收集器表面清洁干净以免收集器表面上有靶材料沉积。例如，在锡作为靶材料的情况中，氢自由基参与收集器表面上的反应，这导致可以被抽走的挥发性气态锡烷(SnH4)的形成。为了该化学路径有效，优选在收集器表面上有低H重组率(以往回形成H2分子)，使得氢自由基可代替用于附接至Sn以形成SnH4。一般地，由像氮化物、碳化物、硼化物和氧化物一样的非金属化合物构成的表面与由纯金属构成的表面相比具有较低H重组率。然而H2气体的使用可能由于在涂层上的轻的氢原子和分子两者而对施加至收集器的涂层具有负面影响。据信氢原子如此地小以至于它们可以容易地扩散到被配置为多层反射镜的收集器内数层深。如果离子减速不充分并且也可以扩散到收集器盖和在盖下方的多层反射镜的层内，则氢可以被注入。这些现象最严重地影响最外层。一旦原子氢侵入多层反射镜的主体，它就会键合至Si、被困在层边界处和界面处或两者。这些影响的大小取决于氢在这些区域中的剂量和浓度。如果氢浓度高于一定阈值，则它可以形成气态氢化合物的气泡，或者重组成H2分子或者也很可能形成SiH4。这最严重地典型发生在盖层的下方或者在最外Si层中。当气体气泡开始形成时，存在有它将在存在附加氢的情况下生长的高可能性。如果这样的气泡形成了，那么它们的内部气体压力将会使气泡上方的层变形。该层接着可能会破裂，由此释放气体，导致涂层上的起泡的形成，典型地具有几十nm的尺寸。起泡的涂层产生了数个问题。它具有较高表面面积并且更易于由于氧化和其他污染物或由于靶材料的沉积而劣化。归因于较高吸收，这一般导致EUV反射能力的降低。起泡的涂层还归因于较高粗糙度而使更多光散射并因此导致显著降低的EUV反射能力，虽然下面的未损坏的层仍然对EUV光的反射有贡献并且即使靶材料沉积通过清洁被去除。除了这些影响之外，氢摄取和渗透也可能导致金属层的脆化并因此引起层劣化。因此存在有利用关于使用多层加盖层而同时具有对起泡有抵抗性的加盖层的增强EUV反射能力的优点的需要。
技术实现思路
以下呈现了一个或多个实施例的简化概述以便提供对实施例的基本理解。该概述不是所有预期实施例的广泛综述，并且不旨在识别所有实施例的关键或重要元素也不设定对任何或所有实施例的范围的限制。它唯一的目的是作为稍后呈现的更详细的描述的前序以简化的形式呈现出一个或多个实施例的一些概念。根据一个方面，提供有一种多层反射镜，包括衬底、在衬底上的多层涂层和在多层涂层上的加盖层，其中加盖层包含包括具有对靶材料沉积的高抵抗性的材料的最外层和被定位在最外层与衬底之间的多层结构，多层结构包括多个双层，双层中的每一个包括包含对氢扩散和起泡有抵抗性的材料的间隔体层和包含对离子渗透有抵抗性的材料的吸收体层。最外层可以是具有对靶材料沉积的高抵抗性、对于入射离子的良好能量降低和低二次电子产率的氮化物或氧化物，诸如ZrN、Si3N4、YN、ZrO2、Nb2O5和TiO2。间隔体层优选地由诸如氮化物、碳化物或硼化物等的抗氢扩散和起泡的材料制成。吸收体层优选地由可以减少入射离子的渗透的合适的氧化物、氮化物或金属层制成。用于氮化物层的合适材料包含Si3N4和YN。用于碳化物和硼化物层的合适材料
包含B4C、C、ZrC和YB6。用于氧化物层的合适材料包含Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层反射镜(30)，包括：衬底(100)；在所述衬底上的多层涂层(110)；和在所述多层涂层(110)上的加盖层(120)，所述加盖层(120)包括最外层(130)，包括对靶材料沉积具有高抵抗性的材料，和被定位在所述最外层与所述衬底之间的多层结构，所述多层结构(130)包括多个双层(140)，所述双层(140)中的每一个包括间隔体层(150)，包括对氢扩散和起泡有抵抗性的材料；和吸收体层(160)，包括对离子渗透有抵抗性的材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.07 EP 14154265.41.一种多层反射镜(30)，包括：衬底(100)；在所述衬底上的多层涂层(110)；和在所述多层涂层(110)上的加盖层(120)，所述加盖层(120)包括最外层(130)，包括对靶材料沉积具有高抵抗性的材料，和被定位在所述最外层与所述衬底之间的多层结构，所述多层结构(130)包括多个双层(140)，所述双层(140)中的每一个包括间隔体层(150)，包括对氢扩散和起泡有抵抗性的材料；和吸收体层(160)，包括对离子渗透有抵抗性的材料。2.根据权利要求1所述的多层反射镜，其中所述最外层(130)包括第一氧化物材料或第一氮化物材料。3.根据权利要求2所述的多层反射镜，其中所述第一氧化物材料包括包含ZrO2、TiO2和Nb2O5的材料的组中的一项。4.根据权利要求2所述的多层反射镜，其中所述第一氮化物材料包括包含ZrN和YN的材料的组中的一项。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的多层反射镜，其中所述间隔体层(150)中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·鲍凌，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL