用于深紫外光源的光学部件制造技术

一种光学部件包括：氟化钙衬底，其包括原子级光滑的衬底表面，该原子级光滑的衬底表面形成光学相互作用表面的至少一部分；以及密封剂层，该密封剂层覆盖原子级光滑的衬底表面，从而在氟化钙衬底与密封剂层之间形成光滑的界面。原子级光滑的衬底表面的轮廓粗糙度参数Ra在从0.01纳米(nm)至0.17nm且包括0.17nm的范围内，该轮廓粗糙度参数Ra被定义为原子级光滑的衬底表面的轮廓的平均偏差。滑的衬底表面的轮廓的平均偏差。滑的衬底表面的轮廓的平均偏差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于深紫外光源的光学部件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年10月30日提交的题为“用于深紫外光源的光学部件”的美国申请号63/107,827和于2021年3月19日提交的题为“用于深紫外光源的光学部件”的美国申请号63/163,348的优先权，其中每个申请均通过引用并入本文。


[0003]所公开的主题涉及一种用于深紫外光源的光学部件，这种光学部件更具光学鲁棒性。

技术介绍

[0004]用于光刻的一种气体放电光源被称为准分子光源或激光器。通常，准分子激光器使用一种或多种稀有气体和反应性气体的组合，该一种或多种稀有气体可以包括氩、氪或氙，而该反应性气体可以包括氟或氯。准分子激光器可以在适当的电模拟(所供应的能量)和(气体混合物的)高压条件下产生准分子，即，伪分子，准分子仅以激发状态存在。准分子在激发状态下产生紫外线范围内的放大光。准分子光源可以使用单个气体放电腔室或多个气体放电腔室。当准分子光源正在运行时，准分子光源产生深紫外(DUV)光束。DUV光可以包括例如从大约100纳米(nm)到大约400nm的波长。

技术实现思路

[0005]在一些一般方面中，一种光学部件包括氟化钙衬底，该氟化钙衬底包括原子级光滑的衬底表面，该原子级光滑的衬底表面形成光学相互作用表面的至少一部分；以及密封剂层，该密封剂层覆盖原子级光滑的衬底表面，从而在氟化钙衬底与密封剂层之间形成光滑界面。原子级光滑的衬底表面的轮廓粗糙度参数Ra在从0.01纳米(nm)至0.17nm且包括0.17nm的范围内，该轮廓粗糙度参数Ra被定义为原子级光滑的衬底表面的轮廓的平均偏差。
[0006]各实现方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。例如，原子级光滑的衬底表面的另一轮廓粗糙度参数Rz可能在从1.0nm至1.6nm的范围内，该轮廓粗糙度参数Rz被定义为原子级光滑的衬底表面的选定采样长度内的轮廓的峰谷高度的平均值。
[0007]光学部件可以被配置为用于波长为193nm的光束。光学部件可以是气体放电腔室的窗口、射束反向器、射束扩展棱镜、输出耦合器或分束器。光学部件可以被配置为用于波长在深紫外范围内的光束。
[0008]密封剂层可以被配置为防止耗尽氟化钙衬底中的氟。
[0009]原子级光滑的衬底表面实际上可以使用经加速的中性原子射束处理而被形成。形成原子级光滑的衬底表面可以排除(即，不包括)机械处理、电离等离子体处理或化学蚀刻。原子级光滑的衬底表面可能没有缺陷、划痕、污染物颗粒和亚表面损伤。
[0010]在其他一般方面中，一种用于深紫外(DUV)光学光刻的光学系统包括气体放电系
统，该气体放电系统包括一个或多个气体放电腔室，每个气体放电腔室容纳能量源并且包含气体混合物，该气体混合物包括增益介质；以及一个或多个光学部件，该一个或多个光学部件与气体放电系统相关联。每个光学部件包括衬底，该衬底包括原子级光滑的衬底表面，该原子级光滑的衬底表面形成光学相互作用表面的至少一部分；以及保护层，该保护层被配置为减轻或防止至少部分由DUV光的照射引起的对原子级光滑的衬底表面的损伤，该保护层沉积在原子级光滑的衬底表面上，从而在衬底与保护层之间形成光滑界面。
[0011]各实现方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。例如，气体放电系统可以包括两个放电腔室，这两个放电腔室包括主振荡器，该主振荡器被配置为产生脉冲种子光束；以及功率放大器，该功率放大器被配置为从种子光束产生脉冲输出光束。光学部件中的至少一个光学部件可以被配置为将脉冲种子光束从主振荡器馈送到功率放大器。
[0012]光学部件可以是气体放电腔室中的一个气体放电腔室的窗口、射束反向器、射束扩展棱镜、输出耦合器或分束器。
[0013]原子级光滑的衬底表面的轮廓粗糙度Ra可能在从0.01纳米(nm)至0.17纳米且包括0.17纳米的范围内，该轮廓粗糙度Ra被定义为原子级光滑的衬底表面的轮廓的平均偏差。
[0014]原子级光滑的衬底表面实际上可以使用经加速的中性原子射束处理形成。原子级光滑的衬底表面可能没有缺陷、划痕、污染物颗粒和亚表面损伤。
[0015]在其他一般方面中，提供了一种用于减轻或防止对深紫外(DUV)光源中光学部件的光学表面的损伤的方法。该方法包括：提供衬底，该衬底包括衬底表面，该衬底表面形成光学部件的光学表面的至少一部分；通过使用至少一个经加速的中性原子射束冲击衬底表面来使衬底表面光滑；以及在使衬底表面光滑之后，将保护层沉积到衬底表面上，使得在衬底与保护层之间形成界面，该保护层被配置为减轻或防止对光学表面的损伤。
[0016]各实现方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。例如，可以通过移除衬底表面处的高区域并且在衬底表面处留下低区域来使衬底表面光滑。可以通过将表面的轮廓粗糙度Ra降低到低于并且包括0.17纳米(nm)的值来使衬底表面光滑。
[0017]可以通过调整材料除去速率来冲击衬底表面，该材料除去速率取决于原子簇密度和处理时间。使用至少一个经加速的中性原子射束冲击衬底表面可以包括：在一系列步骤中的每个步骤中，使用经加速的中性原子射束中的一个不同的经加速的中性原子射束冲击衬底表面。此外，在每个冲击步骤处，可以对材料除去速率进行调整。材料除去速率可以在每步骤0.3纳米至每步骤30纳米的范围内。
[0018]衬底可以由氟化钙制成。
[0019]可以通过使用至少一个经加速的中性原子射束冲击衬底表面来使衬底表面光滑，直到衬底表面的轮廓粗糙度Ra处于从0.01nm至0.17nm且包括0.17nm的范围内，该轮廓粗糙度Ra被定义为衬底表面轮廓的平均偏差。
[0020]光学部件可以被配置为用于波长为193nm的光束。光学部件可以是气体放电腔室的窗口、射束反向器、射束扩展棱镜、输出耦合器或分束器。
[0021]可以通过除去衬底表面的再沉积层来使衬底表面光滑，该再沉积层在使衬底表面光滑之前对衬底表面进行机械抛光期间形成。可以通过除去衬底表面的亚表面损伤、划痕、缺陷和污染物颗粒来使衬底表面光滑。可以通过从衬底表面除去损伤和缺陷来使衬底表面
光滑，而不会给衬底表面增加附加损伤或缺陷。
[0022]在其他一般方面中，一种光学部件包括氟化钙衬底，该氟化钙衬底具有形成光学相互作用表面的至少一部分的光滑的衬底表面；以及密封剂层，该密封剂层沉积在光滑的衬底表面上。光滑的衬底表面实际上使用经加速的中性原子射束处理而被形成。
[0023]各实现方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。例如，光滑的衬底表面的轮廓粗糙度Ra可能在从0.01纳米(nm)至0.17nm且包括0.17nm的范围内，该轮廓粗糙度Ra被定义为光滑的衬底表面的轮廓的平均偏差。
[0024]密封剂层可以被配置为防止耗尽氟化钙衬底中的氟。
[0025]光学部件可以被配置为用于波长在深紫外范围内的光束。光学部件可以被配置为用于波长为193nm的光束。光学部件可以是气体放电腔室的窗口、射束反向器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学部件，包括：氟化钙衬底，包括原子级光滑的衬底表面，所述原子级光滑的衬底表面形成光学相互作用表面的至少一部分；以及密封剂层，覆盖所述原子级光滑的衬底表面，从而在所述氟化钙衬底与所述密封剂层之间形成光滑界面；其中所述原子级光滑的衬底表面的轮廓粗糙度参数Ra在从0.01纳米(nm)至0.17纳米且包括0.17纳米的范围内，所述轮廓粗糙度参数Ra被定义为所述原子级光滑的衬底表面的轮廓的平均偏差。2.根据权利要求1所述的光学部件，其中所述原子级光滑的衬底表面的另一轮廓粗糙度参数Rz在1.0纳米至1.6纳米的范围内，所述另一轮廓粗糙度参数Rz被定义为所述原子级光滑的衬底表面的选定采样长度内的轮廓的峰谷高度的平均值。3.根据权利要求1所述的光学部件，其中所述光学部件被配置为用于波长为193纳米的光束。4.根据权利要求1所述的光学部件，其中所述光学部件是气体放电腔室的窗口、射束反向器、射束扩展棱镜、输出耦合器或分束器。5.根据权利要求1所述的光学部件，其中所述密封剂层被配置为防止耗尽所述氟化钙衬底中的氟。6.根据权利要求1所述的光学部件，其中所述光学部件被配置为用于波长在深紫外范围中的光束。7.根据权利要求1所述的光学部件，其中所述原子级光滑的衬底表面实际上使用经加速的中性原子射束处理而被形成。8.根据权利要求7所述的光学部件，其中所述原子级光滑的衬底表面的形成不包括机械处理、电离等离子体处理或化学蚀刻。9.根据权利要求1所述的光学部件，其中所述原子级光滑的衬底表面没有缺陷、划痕、污染物颗粒和亚表面损伤。10.一种用于深紫外DUV光学光刻的光学系统，所述光学系统包括：气体放电系统，包括一个或多个气体放电腔室，每个气体放电腔室容纳能量源并且包含气体混合物，所述气体混合物包括增益介质；以及一个或多个光学部件，与所述气体放电系统相关联，其中每个光学部件包括：衬底，包括原子级光滑的衬底表面，所述原子级光滑的衬底表面形成光学相互作用表面的至少一部分；以及保护层，被配置为减轻或防止至少部分由DUV光的照射引起的对所述原子级光滑的衬底表面的损伤，所述保护层被沉积到所述原子级光滑的衬底表面上，从而在所述衬底与所述保护层之间形成光滑的界面。11.根据权利要求10所述的光学系统，其中所述气体放电系统包括两个放电腔室，所述两个放电腔室包括主振荡器，所述主振荡器被配置为产生脉冲种子光束；以及功率放大器，所述功率放大器被配置为从所述种子光束产生脉冲输出光束。12.根据权利要求11所述的光学系统，其中所述光学部件中的至少一个光学部件被配置为将所述脉冲种子光束从所述主振荡器馈送到所述功率放大器。
13.根据权利要求10所述的光学系统，其中所述光学部件是所述气体放电腔室中的一个气体放电腔室的窗口、射束反向器、射束扩展棱镜、输出耦合器或分束器。14.根据权利要求10所述的光学系统，其中所述原子级光滑的衬底表面的轮廓粗糙度Ra在从0.01纳米(nm)至0.17纳米且包括0.17纳米的范围内，所述轮廓粗糙度Ra被定义为所述原子级光滑的衬底表面的轮廓的平均偏差。15.根据权利要求10所述的光学系统，其中所述原子级光滑的衬底表面实际上使用经加速的中性原子射束处理而被形成。16.根据权利要求10所述的光学系统，其中所述原子级光滑的衬底表面没有缺陷、划痕、污染物颗粒和亚表面损伤。17.一种用于减轻或防止深紫外DUV光源中光学部件的光学表面损伤的方法，所述方法包括：提供衬底，所述衬底包括衬底表面，所述衬底表面形成所述光学部件的所述光学表面的至少一部分；通过使用至少一个经加速的中性原子射束冲击所述衬底表面来使所述衬底表面光滑；以及在使所述衬底表面光滑之后，将保护层沉积到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：西默有限公司，
类型：发明
国别省市：