用于制造多层膜的方法、光学元件和光学布置技术

本发明专利技术涉及一种用于在光学元件（８、９）上制造多层膜（１７）的方法，所述多层膜用于反射软Ｘ射线或ＥＵＶ波长范围的辐射，所述光学元件在３０℃或更高，优选地１００℃或更高，更优选地１５０℃或更高，特别是２５０℃或更高的工作温度（ＴＯＰ）中工作，所述方法包括以下步骤：对所述多层膜（１７）确定光学设计，所述光学设计定义所述工作温度（ＴＯＰ）中的、所述多层膜（１７）的层（１７．１、１７．２）的光学期望层厚度（ｎＯＰｄＯＰ）；以及对所述多层膜（１７）的所述层（１７．１、１７．２）施加光学实际层厚度（ｎＢｄＢ），所述光学实际层厚度被如此选择，使得由所述层（１７．１、１７．２）在所述镀膜温度（ＴＢ）和所述工作温度（ＴＯＰ）之间的热膨胀引起的层厚度改变（ｎＯＰｄＯＰ－ｎＢｄＢ）被补偿。本发明专利技术还涉及一种具体地根据上述方法制造的光学元件（８、９），以及一种包含至少一个此类型的光学元件（８、９）的投射曝光设备。

【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在光学元件上制造多层膜的方法，所述多层膜用于反射软X 射线或EUV波长范围的辐射，以及涉及光学布置中的一种光学元件，所述光学元件在30°C 或更高、优选地100°C或更高、更优选地150°C或更高、特别是250°C或更高的工作温度工 作。本专利技术还涉及一种包含至少一个此类型的光学元件的光学布置。
技术介绍
在诸如用于半导体元件的生产的光刻的投射曝光设备的光学布置等中，使用软X 射线或EUV波长范围(即，典型地位于5nm和20nm之间的波长)的光学元件。因为在所述 波长处没有已知的光学材料具有足够的透射率，所以所述光学元件以反射工作，所述光学 元件在所述波长处的最大反射率典型地不超过约70%，即入射到反射光学元件上的辐射的 约三分之一未被反射，因此不能入射在位于光束路径下游的光学元件上。因此，布置在光束 路径的更前方(即更靠近EUV光源)的光学元件，比位于光束路径中的更后方的光学元件， 遭受大得多的辐射量，以及被加热到更大的程度。因此，例如，在光学布置的工作期间，作为 EUV光源之后的第一个光学元件的聚光镜的温度可以达到约200°C和约400°C之间或更高。 照明系统中的下游光学元件的温度可以是200°C或更高，并且，甚至在光学布置的投射系统 中还可以出现约60°C或更高的温度。用于反射EUV波长范围的辐射的光学元件的多层膜一般具有高和低折射率材料 的交替层，例如钼和硅的交替层，所述交替层的层厚度互相调整，使得所述膜可以满足它的 光学功能，特别地，确保高反射率。然而，当光学元件的多层膜被加热到上述高温时，可以发 生多层膜的热负载，其负面地影响光学元件的光学特性，如下文将详细说明的。WO 2007/090364公开了 通常用作层材料的物质钼和硅，在高温时由于它们的 界面处的互扩散过程而倾向于形成硅化钼，由于该层对的层厚的不可逆降低，导致反射率 的降低，还引起多层膜对于入射辐射的反射率峰值向较短波长偏移。为了解决该问题，WO 2007/090364建议使用硼化硅代替硅，使用氮化钼代替钼。为了解决该问题，DE 10011547C2建议在硅和钼层的界面应用由Mo2C构成的阻挡 层，以防止层间的互扩散并因此提高多层膜的热稳定性。本申请人名下的DE 102004002764A1公开了 当通过特定的镀膜方法施加多层 膜时，多层膜的层具有比对应材料固态时的密度更低的非晶体结构。在温度提高时，层的 初始低密度不可逆地提高，因此导致各个层的层厚度降低，并且与此关联，膜的周期长度增 加。这同样具有使多层膜具有最大反射率的波长被偏移的后果。在极端情况下，所述周 期长度可以改变到这样的程度镀有多层膜的光学元件变得不可用。为了解决该问题，DE 102004002764A1建议在层的施加期间提供过尺寸(oversize)，并且在多层膜被用于光学 布置中之前，预测由多层膜的热处理引起的层厚度的不可逆降低。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的在于提供一种用于制造多层膜的方法、一种光学元件以及一种光学 布置，所述光学布置的光学特性甚至在高工作温度时也不被破坏。专利技术主题通过在引言中所提类型的方法实现本专利技术的目的，所述方法包括以下步骤对所 述多层膜确定光学设计，所述光学设计定义在所述工作温度的、所述多层膜的层的光学期 望层厚度；以及对所述多层膜的所述层施加光学实际层厚度，所述光学实际层厚度被如此 选择，使得由所述层在所述镀膜温度(TB)和所述工作温度之间的热膨胀引起的层厚度改 变被补偿。本专利技术建议在镀膜(可以在室温中进行)期间如此选择所述层的光学实际厚度， 例如使得所述层在加热到所述工作温度期间的热膨胀导致工作温度的光学期望层厚度，并 因此导致期望光学设计。在此情况下，层的光学厚度在一般传统方式中被理解为指层折射 率η与物理(几何)厚度的乘积。在温度变化的情况中，在所述层的物理厚度之外，如果合 适，所述层的折射率也可以变化。不言而喻，可以分别选择各个层的光学实际厚度本身，使 得在工作温度建立多层膜的光学期望厚度。作为替换，为了简化的目的，也可以仅选择整个 多层膜的有效光学实际厚度，从而建立多层膜的有效光学期望厚度。此外，经常也可以不考 虑折射率的变化，从而仅必须适配几何实际层厚度，使得在工作温度建立几何期望层厚度。与现有技术不同，在多层膜的制造期间，考虑可逆的层厚度改变，其由于在光学元 件的高工作温度的工作期间的光学元件的加热而引起。因为一般在比工作温度低的温度进 行的镀膜，所以一般将实际层厚度选择得小于期望层厚度。不言而喻，也可以附加地使用从 现有技术已知的、用于补偿层厚度上的不可逆变化的上述方法。特别地，在高于100°c的温 度工作的光学元件的情况下，推荐提供中间层(“阻挡层”)，或者，如果合适，用更合适的热 阻层材料取代硅和钼。在一个有利的变型中，为了确定层厚度变化，确定所述多层膜的层的线性热膨胀 系数，或者在工作温度测量所述光学元件的至少一个光学特性。在镀膜温度和工作温度之 间存在已知温度差的情况下，可以通过确定所述热膨胀系数简单地根据所述层的(物理) 期望厚度计算所述层的实际厚度，一般将在镀膜温度和工作温度之间的整个温度间隔上恒 定的线性热膨胀系数作为所述计算的基础。不言而喻，在该情况下，为了简化的目的，可以 确定或测量整个多层膜的均勻热膨胀系数(即，在各个材料上平均的热膨胀系数)。作为替 代，可以单独地为每个镀膜材料确定热膨胀系数，如果合适，其也依赖于镀膜方法的类型。 作为替代或者附加地，还可以在工作温度测量光学元件的至少一个光学特性。特别地，可以 在此情况下测量作为波长和/或入射角的函数的反射率。在此情况下，可以连续地产生多 个具有不同实际层厚度的光学元件，并且测量它们在工作温度的光学特性，以确保实际层 厚度，在该厚度获得期望的光学设计。在实现引言中所述的不可逆的密度提高的效应的镀 膜方法中，在实际层厚度的确定中同样可以伴随地考虑作为结果发生的层厚度降低。将150K的温度改变的相对厚度改变1%。或更多作为典型的多层膜的情况的基础。 具体地，在150K的温度改变的情况中，具有高实部折射率的多层膜的两个连续层之间的相 对距离也可能改变1%。或更多。对于传统的Mo/Si多层系统，专利技术人已经确定约0.8X10_61/K的线性热膨胀系数。在一个有利变型中，光学实际层厚度被选择为等于光学期望层厚度，并且在工作 温度进行光学元件的镀膜，所述光学元件的温度优选地被调节到工作温度。在此情况下，光 学元件在镀膜期间优选地被均勻地加热到工作温度，从而可以利用对应于期望的层厚度的 实际层厚度进行所述镀膜。因此，可以免于测量热膨胀系数，从而不存在由于线性近似而可 能引起的不准确性，所述不准确性可以具有如下效果不能准确获得光学设计在工作温度 的期望层厚度。在此情况下，光学元件的温度可以被保持在工作温度，例如，通过可调节的 加热元件。不言而喻，在镀膜期间还可以不均勻地加热所述光学元件，以模拟在工作期间在 光学元件上引起的温度分布。在特别优选的变型中，在所述工作温度，关于至少一个温度相关的光学特性优化 所述光学元件的所述多层膜的光学设计，尤其是关于光学元件对于工作波长(Xtl)的反射 率。依赖于波长，多层膜的反射率具有高度显著峰值的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在光学元件（２ａ、５、６、８、９、１０、１４．１至１４．６）上制造多层膜（１７）的方法，所述多层膜用于反射软Ｘ射线或ＥＵＶ波长范围的辐射，所述光学元件在３０°或更高、优选地１００℃或更高、更优选地１５０℃或更高、特别是２５０℃或更高的工作温度（Ｔ↓［ＯＰ］）工作，所述方法包括以下步骤：　　对所述多层膜（１７）确定光学设计，所述光学设计定义在所述工作温度（Ｔ↓［ＯＰ］）的、所述多层膜（１７）的层（１７．１、１７．２）的光学期望层厚度（ｎ↓［ＯＰ］ｄ↓［ＯＰ］）；以及对所述多层膜（１７）的所述层（１７．１、１７．２）施加光学实际层厚度（ｎ↓［Ｂ］ｄ↓［Ｂ］），所述光学实际层厚度被如此选择，使得由所述层（１７．１、１７．２）在所述镀膜温度（Ｔ↓［Ｂ］）和所述工作温度（Ｔ↓［ＯＰ］）之间的热膨胀引起的层厚度改变（ｎ↓［ＯＰ］ｄ↓［ＯＰ］－ｎ↓［Ｂ］ｄ↓［Ｂ］）被补偿。

【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：哈特默特·厄基希，
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：DE