一种多层膜材料、极紫外光反射镜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于极紫外光光学元件技术领域，具体涉及一种多层膜材料、极紫外光反射镜及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的多层膜材料，包括层叠的第一周期单元或第二周期单元，所述第一周期单元包括依次层叠的Nb层、Y层和Si层，所述第二周期单元包括依次层叠的Nb层、第一Y层、Si层和第二Y层；当所述多层膜材料为层叠的第一周期单元时，所述多层膜材料的两表面分别为Nb层和Si层；当所述多层膜材料为层叠的第二周期单元时，所述多层膜材料的两表面分别为Nb层和第二Y层。在Nb层和Si层之间增加Y层能够抑制Nb层和Si层之间的扩散从而提高多层膜材料中Nb层和Si层的边界清晰度，进而提高了多层膜材料对极紫外光的反射率。对极紫外光的反射率。对极紫外光的反射率。

【技术实现步骤摘要】
一种多层膜材料、极紫外光反射镜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于极紫外光光学元件
，具体涉及一种多层膜材料、极紫外光反射镜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]极紫外光通常指波长为121nm到10nm的光波，极紫外光存在大量的原子共振线，传统膜材料对极紫外光的折射率实部接近1，即传统膜材料对极紫外光的近正入射的反射率极低。随着X射线的发现及对X射线晶体衍射的了解，Spiller提出了一种极紫外光高反射率元件的设计理论，即用高折射率(层)的材料和低折射率(层)的材料交替镀制成周期多层膜，该多层膜满足布拉格(Bragg)条件。多层膜材料的出现促进了极紫外光的光学发展。
[0003]随着集成电路向小型化和高性能方向的发展，光刻技术成为集成电路重要制作工艺之一，其中极紫外光刻技术为制造超大规模集成电路的关键工艺。极紫外光刻机主要由极紫外光源系统、极紫外光反射系统和照明曝光刻蚀系统组成。极紫外光反射系统中关键的元件为极紫外光反射镜，目前主要以Nb/Si多层膜材料为主要原料制备极紫外光反射镜，以保证极紫外光反射镜对极紫外光具有较高的反射率。然而随着科技进步对极紫外光反射镜对极紫外光的反射率提出了更高的要求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种多层膜材料、极紫外光反射镜及其制备方法和应用，本专利技术提供的多层膜材料对极紫外光具有较高的反射率，将其用于制备极紫外光刻机的极紫外光反射镜能够提高极紫外光刻机对极紫外光的利用率。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多层膜材料，包括层叠的第一周期单元或第二周期单元，所述第一周期单元包括依次层叠的Nb层、Y层和Si层，所述第二周期单元包括依次层叠的Nb层、第一Y层、Si层和第二Y层；
[0006]当所述多层膜材料为层叠的第一周期单元时，所述多层膜材料的两表面分别为Nb层和Si层；当所述多层膜材料为层叠的第二周期单元时，所述多层膜材料的两表面分别为Nb层和第二Y层。
[0007]优选的，一个第一周期单元中Nb层的厚度为2.45～2.51nm，第一周期单元中Y层的厚度为0.48～0.52nm，第一周期单元中Si层的厚度为3.92～3.96nm。
[0008]优选的，一个第二周期单元中Nb层的厚度为2.22～2.26nm，第二周期单元中第一Y层的厚度为0.48～0.52nm，第二周期单元中Si层的厚度为3.67～3.71nm，第二周期单元中第二Y层的厚度为0.48～0.52nm。
[0009]优选的，所述第一周期单元和第二周期单元的个数独立的为40～60。
[0010]本专利技术还提供了一种极紫外光反射镜，包括基底和基底表面的多层膜，所述多层膜材料由上述技术方案所述多层膜材料构成；所述基底表面直接与第一周期单元中的Nb层或第二周期单元中的Nb层接触。
[0011]优选的，所述基底包括单晶硅片、石英或K9玻璃；
[0012]所述基底的粗糙度为0.28～0.32nm。
[0013]本专利技术还提供了上述技术方案所述极紫外光反射镜的制备方法，包括以下步骤：
[0014]当多层膜由层叠的第一周期单元组成时，在基底表面依次镀制Nb层、Y层和Si层形成第一周期单元，重复镀制第一周期单元形成多层膜；
[0015]当多层膜由层叠的第二周期单元组成时，在基底表面依次镀制Nb层、第一Y层、Si层和第二Y层形成第二周期单元，重复镀制第二周期单元形成多层膜。
[0016]优选的，所述镀制的方式包括磁控溅射或脉冲激光沉积法。
[0017]优选的，当镀制第一周期单元时，镀制Nb层的溅射功率为50～70W，镀制Y层的溅射功率为10～30W，镀制Si层的溅射功率为70～90W；
[0018]当镀制第二周期单元时，镀制Nb层的溅射功率为50～70W，镀制第一Y层的溅射功率为10～30W，镀制Si层的溅射功率为70～90W，镀制第二Y层的溅射功率为10～30W。
[0019]本专利技术还提供了上述技术方案所述极紫外光反射镜或上述技术方案所述制备方法制备得到的极紫外光反射镜在极紫外光刻机中的应用。
[0020]本专利技术提供了一种多层膜材料，包括层叠的第一周期单元或第二周期单元，所述第一周期单元包括依次层叠的Nb层、Y层和Si层，所述第二周期单元包括依次层叠的Nb层、第一Y层、Si层和第二Y层；当所述多层膜材料为层叠的第一周期单元时，所述多层膜材料的两表面分别为Nb层和Si层；当所述多层膜材料为层叠的第二周期单元时，所述多层膜材料的两表面分别为Nb层和第二Y层。本专利技术在Nb层和Si层之间增加Y层，或者同时在Nb层和Si层之间增加Y层、在Si层和Nb层之间增加Y层能够抑制Nb层和Si层之间的扩散从而提高多层膜材料中Nb层和Si层的边界清晰度，进而提高了多层膜材料对极紫外光的反射率。
附图说明
[0021]图1为极紫外光反射镜的结构示意图，其中，(a)为以层叠的第一周期单元作为多层膜材料制备得到的极紫外反光镜的结构示意图，1为基体，2为Nb层，3为Y层，4为Si层，5为第一周期单元，7为多层膜材料；(b)为以层叠的第二周期单元作为多层膜材料制备得到的极紫外反光镜的结构示意图，1为基体，7为Nb层，8为第一Y层，9为Si层，10为第二Y层，11为第二周期单元，12为多层膜材料；
[0022]图2为实施例1、2和对比例1～5制备得到的极紫外光反射镜的反射率曲线。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种多层膜材料，包括层叠的第一周期单元或第二周期单元，所述第一周期单元包括依次层叠的Nb层、Y层和Si层，所述第二周期单元包括依次层叠的Nb层、第一Y层、Si层和第二Y层；
[0024]当所述多层膜材料为层叠的第一周期单元时，所述多层膜材料的两表面分别为Nb层和Si层；当所述多层膜材料为层叠的第二周期单元时，所述多层膜材料的两表面分别为Nb层和第二Y层。
[0025]在本专利技术中，所述第一周期单元中Nb层的厚度优选为2.45～2.51nm，更优选为2.47～2.49nm；所述第一周期单元中Y层的厚度优选为0.48～0.52nm，更优选为0.5nm；所述
第一周期单元中Si层的厚度优选为3.92～3.96nm，更优选为3.94nm。在本专利技术中，一个第一周期单元的厚度优选为6.85～6.99nm，更优选为6.91～6.93nm。在本专利技术中，每个第一周期单元的厚度优选根据布拉格公式计算得到。在本专利技术中，当第一周期单元的厚度为6.93nm时，多层膜材料对波长为13.5nm的极紫外光具有良好的反射率。在本专利技术中，所述第一周期单元的个数优选为40～60，更优选为50～55。
[0026]在本专利技术中，所述第二周期单元中Nb层的厚度优选为2.22～2.26nm，更优选为2.24nm；所述第二周期单元中第一Y层的厚度优选为0.48～0.52nm，更优选为0.5nm；所述第二周期单元中Si层的厚度优选为3.67～3.71nm，更优选为3.69nm；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层膜材料，包括层叠的第一周期单元或第二周期单元，所述第一周期单元包括依次层叠的Nb层、Y层和Si层，所述第二周期单元包括依次层叠的Nb层、第一Y层、Si层和第二Y层；当所述多层膜材料为层叠的第一周期单元时，所述多层膜材料的两表面分别为Nb层和Si层；当所述多层膜材料为层叠的第二周期单元时，所述多层膜材料的两表面分别为Nb层和第二Y层。2.根据权利要求1所述多层膜材料，其特征在于，一个第一周期单元中Nb层的厚度为2.45～2.51nm，第一周期单元中Y层的厚度为0.48～0.52nm，第一周期单元中Si层的厚度为3.92～3.96nm。3.根据权利要求1所述多层膜材料，其特征在于，一个第二周期单元中Nb层的厚度为2.22～2.26nm，第二周期单元中第一Y层的厚度为0.48～0.52nm，第二周期单元中Si层的厚度为3.67～3.71nm，第二周期单元中第二Y层的厚度为0.48～0.52nm。4.根据权利要求1所述多层膜材料，其特征在于，所述第一周期单元和第二周期单元的个数独立的为40～60。5.一种极紫外光反射镜，包括基底和基底表面的多层膜，其特征在于，所述多层膜材料由权利要求1～4任一项所述多层膜材料构成；所述基底表面直接与第一周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宇，朱运平，金长利，陈溢祺，
申请(专利权)人：苏州宏策光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：