修复EUV光刻的反射光学元件的方法技术

本发明专利技术涉及一种修复EUV光刻的反射光学元件的经济有效的方法。所述元件具有基板(61)以及在5nm和20nm之间的范围中的工作波长处反射的涂层(62)，并且由于形成氢气泡而被损坏。该方法包括以下步骤：在涂层(62)中定位损坏区域(63、64、65、66)；以及通过将覆盖元件施加到损坏区域用具有低氢渗透率的一个或多个材料来覆盖损坏区域(63、64、65、66)，其中覆盖元件由表面结构、凸表面或凹表面、或与反射光学元件的涂层对应的涂层、或者其组合来形成。该方法特别适合于EUV光刻的集光器反射镜(70)。在修复之后，它们具有覆盖元件(71、72、73)。

Method of Repairing Reflective Optical Elements in EUV Lithography

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】修复EUV光刻的反射光学元件的方法本专利技术涉及一种修复EUV光刻的反射光学元件的方法，该反射光学元件包括基板以及在5nm和20nm之间的范围中的操作波长处反射的涂层。此外，本专利技术涉及一种EUV光刻的集光器反射镜，该集光器反射镜包括基板以及在5nm和20nm之间的范围中的操作波长处反射的涂层。在EUV光刻设备中，对于半导体部件的光刻，使用极紫外(EUV)波长范围(例如在5nm和20nm之间的波长)的反射光学元件，诸如光掩模或基于准法线入射的多层系统的反射镜或具有掠入射的金属表面的反射镜。因为EUV光刻设备通常具有多个反射式光学元件，所以它们必须具有尽可能高的反射率以确保足够高的总反射率。可能通过污染反射光学元件的光学使用涂层来减少反射光学元件的反射率和寿命，该污染由于在操作气氛中短波辐射与残余气体一起而出现。因为多个反射光学元件通常一个在另一个后面地布置在EUV光刻设备中，在每个单独反射光学元件上甚至相对较小的污染物已经在相对较大程度上影响总反射率。污染可能例如由于水分残余物而发生。在这种情况下，水分子通过EUV辐射来裂解，并且得到的氧自由基使反射光学元件的光学活性表面氧化。其他污染源是碳氢化合物，其可能源自EUV光刻设备中使用的真空泵或源自在要图案化的半导体基板上使用的光刻胶的残余物，并且在操作辐射的影响下导致对反射光学元件的碳污染。在与基于激光的EUV等离子体光源结合所使用的集光器反射镜的情况下，被激发以形成等离子体的材料(例如锡)发生作为附加的污染源。尽管氧化的污染物通常是不可逆的，特别是碳污染物和可能的锡尤其可以用活性氢处理来移除，借助于活性氢与其反应以形成挥发性化合物。活性氢可以是氢自由基或其他电离的氢原子或分子。然而，已经观察到，在活性氢(其用于清洁或者可以由于EUV辐射与在残余气氛中存在的氢相互作用而出现)的影响下，特别是在多层系统的表面附近，发生反射涂层处的起气泡和甚至层或单独层片的脱离。特别是在集光器反射镜的情况下观察到宏观的起气泡或脱层，与EUV光刻设备的其他反射光学元件相比较尤其将该集光器反射镜暴露于活性氢。起气泡或脱层可特别发生在反射光学元件的涂层中的缺陷处。特别是机械缺陷处或在涂覆期间发生的缺陷处，由活性氢穿透到反射涂层中引起脱层。未扩散的活性氢可复合以形成分子氢，并且因此导致起气泡以及在最坏情况下使涂层破裂或剥离。这种类型的损坏位置可能具有红外波长范围中的高反射。这特别是在集光器反射镜的情况下是有问题的。这是因为最高的热负载发生在集光器反射镜的情况下，尤其由于可以在辐射源中使用的红外激光器，并且在EUV光刻设备的束路径的方向上反射热辐射时，特别是下游反射光学元件可能被损坏。迄今为止的方法包括通过完全移除损坏的涂层并且重新涂覆基板，来修复特别是由氢诱导的起气泡而损坏的反射光学元件。本专利技术的目的是提出修复由已经被氢损坏的EUV光刻的反射光学元件的替代方式。该目的通过以下来实现：一种修复EUV光刻的反射光学元件的方法，反射光学元件包括基板以及在5nm和20nm之间的范围中的操作波长处反射的涂层，该方法包括以下步骤：-在涂层中定位损坏位置；-通过将覆盖元件施加到损坏位置来用一个或多个材料覆盖损坏位置，其中覆盖元件实施为具有表面结构、凸表面或凹表面、或与反射光学元件的涂层对应的涂层、或者其组合。涂层应该理解为表示以下两种涂层：基于特别适合于法线和准法线入射及基于布拉格反射的多层系统的涂层，以及适用于掠入射和基于全内反射的只有一个或几个层的涂层。此外，涂层可以包括附加层，诸如尤其作真空密封的保护层系统、基板上的抛光或平滑层、或者例如偏转诸如红外辐射的不期望的辐射波长范围的光谱过滤层。定位损坏位置(特别是气泡、剥落、划痕和裂缝)的过程可以通过近距离视觉检验来人工地发生，因为它们在许多情况下具有宏观范围。它还可以借助于扫描涂层的表面的检验系统来发生。已经发现，由于用由特别具有低的氢渗透率的一个或多个材料构成的覆盖元件有目标地覆盖损坏位置，可以以少的时间和金钱支出实现对损坏的反射光学元件的充分永久性修复，以便能够承受EUV光刻设备的操作。此外，覆盖元件已经可以作为库存项目来准备，并且如果损坏位置在检验期间被定位则可以直接施加或者适当地话快速适配于表面形状，以便于实现最佳可能覆盖。这允许非常快速的修复。表面结构可以促成以下事实：诸如来自紫外或红外波长范围的不期望的辐射分量例如被反射至与操作波长范围中的辐射不同的方向上。这还可以用凸表面或凹表面来实现。凸帽盖的形式的覆盖单元是特别优选的。它们附加地具有可以同样良好地覆盖气泡和剥落的优点。与覆盖元件的表面上的反射涂层对应的涂层可以导致在修复的位置处在操作波长范围中的反射率增加，理想上反射率与非损坏位置处的反射率一样高。有利地，覆盖元件通过粘合剂被固定在反射光学元件的涂层上。覆盖元件可以通过通过施加粘合剂点或部分区域或线来固定在整个区域上。优选例倾向于使用耐热的和/或真空中尽可能少地排气的粘合剂。固定覆盖元件的其他适合的可能性尤其是软焊接、特别是点焊的焊接、或者绞拧。优选地，覆盖元件实施为薄膜或覆盖单元。覆盖单元具有较大的机械稳定性和可以预先制造的优点。薄膜可以更好地特别适配于要修复的损坏位置，并且适配于在损坏位置的区域中的涂层的表面轮廓。优选地，覆盖元件实施为具有带角度和/或弯曲的边界。特别地，覆盖元件可以具有圆形、带角度的、多边形或完全自由形状。有利地，在这种情况下，边界适配于损坏位置的形状。特别优选地，覆盖元件具有椭圆或伸长的形状。通过适当选择相对于其中使用反射光学元件的EUV光刻设备的扫描方向的取向，由此可以减少覆盖元件的突然明暗变换的形式的影响，使得通过覆盖元件对反射光学元件的修复，EUV光刻设备的成像性能在较小程度上受到有害影响。优选地，施加覆盖元件，其包括具有以下的组的一个或多个材料：金属、钢、高级钢、不变钢、铝、钼、钽、铌、硅、钛、锆、铪、钪、钇、镧、铈、铜、银、金、铂、铑、钯、钌、玻璃、陶瓷和铝氧化物。在这些材料的情况下，已经发现特别小的活性氢穿透到它们中。此外，覆盖单元或薄膜可以由这些材料来制造好。此外，存在固定可能性(特别是粘合剂)，以便于将这样的覆盖元件良好固定在要修复的反射光学元件的涂层上。在优选的实施例中，覆盖涂层被施加到损坏位置。覆盖涂层主要适合于在已经经历剥落的起气泡的事件中尽可能多地降低涂层的进一步脱层。优选地，通过镀锡、镀金、电镀、氧化、氮化和/或通过大气压等离子体沉积来施加覆盖涂层。镀锡和镀金可以例如通过金属融化或薄膜来发生。所提及的进程已经全部被证实为对以下是有价值的：向反射光学元件的涂层的损坏位置施加覆盖损坏位置的材料。就此而言，损坏位置的扩大可以被抑制。可以将进程相互组合，以便于将不同的层施加到损坏位置。施加覆盖涂层可以手动地实行，或者例如借助于机器人臂以自动的方式来实行。有利地，通过电镀施加金属层作为覆盖涂层，金属层包括金、铂、铑、钯、钌、钼、钽、铌、硅、钛、锆、铪、铝、钪、钇、镧和/或铈、或者通过大气压等离子体施加覆盖涂层，其包括包含钼、钽、铌、硅、钛、锆、铪、铝、钪、钇、镧、铈、其氧化物、其氮化物、其碳化物、其硼化物、金、铂、铑、钯、钌、碳、硼碳化物和硼氮化物的组中的一个或多个。这些材料首本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种修复EUV光刻的反射光学元件的方法，所述反射光学元件包括基板以及在5nm和20nm之间的范围中的操作波长处反射的涂层，所述方法包括以下步骤：‑在所述涂层中定位损坏位置；‑通过将覆盖元件施加到所述损坏位置来用一个或多个材料覆盖所述损坏位置，其中所述覆盖元件实施为具有表面结构、凸表面或凹表面、或与所述反射光学元件的涂层对应的涂层、或者其组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.06 DE 102016224200.81.一种修复EUV光刻的反射光学元件的方法，所述反射光学元件包括基板以及在5nm和20nm之间的范围中的操作波长处反射的涂层，所述方法包括以下步骤：-在所述涂层中定位损坏位置；-通过将覆盖元件施加到所述损坏位置来用一个或多个材料覆盖所述损坏位置，其中所述覆盖元件实施为具有表面结构、凸表面或凹表面、或与所述反射光学元件的涂层对应的涂层、或者其组合。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述覆盖元件通过粘合剂固定在所述涂层上。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述覆盖元件实施为薄膜或覆盖单元。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述覆盖元件实施为具有角度和/或弯曲的边界。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，施加覆盖元件，所述覆盖元件包括金属、钢、高级钢、不变钢、铝、钼、钽、铌、硅、钛、锆、铪、钪、钇、镧、铈、铜、银、金、铂、铑、钯、钌、玻璃、陶瓷和铝氧化物的组中的一个或多个材料。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述覆盖涂层被施加到所述损坏位置。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过镀锡、镀金、电镀、氧化、氮化和/或通过大气压等离子体的沉积来施加所述覆盖涂层。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过电镀施加金属层作为所述覆盖涂层，所述金属层包括金、铂、铑、钯、钌、钼、钽、铌、硅、钛、锆、铪、铝、钪、钇、镧和/或铈、或...

【专利技术属性】
技术研发人员：R迈耶，H基利，C雅利奇，E伊娃，R温特，A施密特纳，A库兹涅佐夫，V斯洛弗，C诺特波姆，W默克尔，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE