包括具有穩定組成的氮氧化物覆蓋層的euv反射鏡、euv光刻設備和操作方法

包括具有穩定組成的氮氧化物覆蓋層的euv反射鏡、euv光刻設備和操作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用在例如EUV光刻設備或EUV掩模度量系統中的反射鏡(13)，包括：基板(15)和反射EUV輻射(6)的涂層(16)，所述反射涂層具有由氮氧化物構成，尤其由SiNXOY構成的覆蓋層(18)，其中，氮氧化物NXOY中的氮比例x在0.4和1.4之間。本發明還涉及一種包括至少一個這種EUV反射鏡(13)的EUV光刻設備以及一種操作這種EUV光刻設備的方法。
【專利說明】包括具有穩定組成的氮氧化物覆蓋層的EUV反射鏡、EUV光刻設備和操作方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請根據35U.S.C.§ 119(a)要求于2011年9月27日提交的德國專利申請N0.102011083462的優先權，該申請的全部內容被認為是本申請的一部分，并通過引用并入本文。
【技術領域】[0003]本發明涉及一種包括基板和反射EUV輻射的涂層的反射鏡、一種包括至少一個這種反射鏡的EUV光刻設備和一種用于操作這種EUV光刻設備的方法。不必說，該反射鏡還可用在除EUV光刻設備之外的不同光學裝置中，例如EUV掩模度量系統。
【背景技術】
[0004]用于微光刻的投射曝光設備用于利用光刻方法制造微結構部件。在該情況下，結構承載掩模(所謂的掩模母版)借助于投射光學單元成像在光敏層上。借助于這種投射光學單元可成像的最小結構尺寸由所使用的成像光的波長確定。所使用的成像光的波長越小，借助于投射光學單元可成像的結構較小。在所謂的EUV光刻設備中，現今主要使用具有193nm波長的成像光或具有在極紫外(EUV)范圍內(即5nm至30nm)的波長的成像光。反射光學元件(EUV反射鏡)僅用在EUV光刻設備中，因為在這些波長處具有足夠高透射率的光學材料是未知的。
[0005]用于這種EUV光刻設備的EUV反射鏡包括基板和具有多個層的反射涂層，所述反射涂層施加到基板。這種多層涂層通常包括由具有高和低折射率的材料構成的交替層，例如由鑰和硅構成的交替層，它們的層厚度彼此配合，使得涂層完成其光學功能，并確保高反射率。多層涂層通常具有覆蓋層，以保護下面的層免受氧化或其它退化機制。所述覆蓋層可由金屬材料構成，例如由釕、銠或鈀構成。
[0006]EP1065568A2公開了使用碳化物作為覆蓋層的材料，例如碳化硼(B4C)或碳化硅(SiC)。氮化物(例如氮化硅(Si3N4)或氮化鈦(TiN))在此也可被指定作為覆蓋層的材料。類似地，US2006/0066940A1描述了包括覆蓋層系統的EUV反射鏡，其中，除氮化硅(Si3N4)以外的氮化硼(BN)以及除碳化硼(B4C)以外的碳化鑰(MoC)也可被提出作為覆蓋層系統的材料。
[0007]US2008/0316595A1還公開了一種用于EUV應用的多層反射鏡，其中，特別地，氮化硅用作覆蓋層材料。由于EUV反射鏡的基板材料通常不能經受過高的溫度，所以提出了通過包括等離子體增強化學汽相沉積(PE-CVD)和低壓化學汽相沉積(LP-CVD)的化學汽相沉積(CVD)實施覆蓋層。與常規化學汽相沉積的情況相比，這些涂層方法允許在較低溫度下沉積。
[0008]由氮化硅構成的覆蓋層具有的優點是，對于金屬沉積物(例如錫)，它們具有比較低的粘附率，使得包括這種覆蓋層的EUV反射鏡可用在例如LPP (激光產生的等離子體)光源附近，該LPP光源可釋放氣態錫。而且，由氮化硅構成的覆蓋層(其上沉積有錫)可通常通過使用活性氫(例如氫原子團或氫離子形式)的清潔而完全沒有錫沉積物。對比之下，例如在覆蓋層由釕構成的情況下，通常有以下問題:即使在這種氫清潔之后，錫殘留物仍留在覆蓋層表面上并導致EUV反射鏡的反射率下降和/或反射率的均勻性下降。
[0009]在包括由氮化硅構成的覆蓋層的EUV反射鏡(位于EUV光刻設備中)的曝光操作期間，已發現，在覆蓋層的氫清潔期間，通常不能達到期望的結果，即可逆地清潔覆蓋層的表面以去除錫沉積物或碳沉積物。

【發明內容】

[0010]發明目的
[0011]本發明的目的是提供一種EUV反射鏡和一種包括這種EUV反射鏡的EUV光刻設備，以及一種操作EUV光刻設備的方法，在EUV光刻設備中的曝光操作期間，這種EUV反射鏡的光學特性的穩定性得以改進，該方法增加了 EUV反射鏡的光學特性的穩定性。
[0012]發明主題
[0013]該目的通過引言所述類型的反射鏡來實現，其中，涂層具有由氮氧化物構成，特別由氮氧化硅(SiNx0Y)構成的覆蓋層，其中，氮氧化物NxOy中的氮比例X在0.4和1.4之間。發明人已認識到，由氮化硅(Si3N4或SiNx)構成的覆蓋層在利用殘余氣體氛圍中的(強烈的)EUV輻射進行照射期間轉變為氮氧化硅，這在EUV光刻設備中的曝光操作期間是普遍的，或者取決于使用的沉積方法，可能在不利的環境條件下，甚至在引入EUV光刻設備中之前是普遍的，即氮化硅材料(Si3N4或SiNx)中的氮至少部分地由氧代替。這種氮氧化物對氮化物的代替或氮化物到氮氧化物的轉變通常不僅出現在氮化硅情況中或氮氧化硅的情況中，而且還出現在其它氮氧化合物的情況中，尤其出現在具有其它半導體或具有金屬或半金屬的氮氧化物NxOy的化合物的情況中。
[0014]由于在EUV照射期間，氮化物覆蓋層到氮氧化物覆蓋層的轉變取決于EUV光刻設備中的環境條件，尤其是殘余氣體氛圍的氣體成分和EUV輻射的強度，該轉變的時間分布(temporal profile)因此難以預測，提出了一種具有氮氧化物覆蓋層的EUV反射鏡，即具有氮已部分地由氧代替的覆蓋層。在這種覆蓋層的情況下可獲得的是，覆蓋層的組成(尤其是其氮含量或比例)在EUV光刻設備的整個壽命期間在EUV反射鏡工作時保持(基本)不變。除了具有半導體(例如具有硅)的氮氧化物NxOy的化合物，如果合適，還可使用具有金屬成分(例如具有鈦、鋯或鋁)或具有半金屬(例如具有硼)的氮氧化物NxOy的化合物作為覆蓋層的材料。
[0015]已證實，有利地通過物理汽相沉積(PVD)，尤其通過濺射(陰極濺射)來施加覆蓋層。PVD方法的優點是，它們可以在比較低的溫度下進行，因此基板材料在涂覆期間不損壞。濺射可以使用磁控管來實施，例如W02010/127845A1所述，其中，所謂的“高功率脈沖磁控濺射(HiPIMS) ”和“高功率脈沖的磁控濺射(HPPMS) ”用于形成氧化層或氮化層。W02010/127845A1所述的方法尤其適用于制造具有不同氧和氮比例的氮氧化物層。特別地，指定氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(SiNx0Y)以及尤其是Si3_2x02xN4(1_x)(其中，X在O和I之間)為可能類型的層。以本文所述方法制造的層可用于抗反射涂層中或用作光學濾波器中的高折射率層。根據本發明，本文所述方法用于制造EUV反射鏡中的氮氧化硅覆蓋層。[0016]如果合適的話，氮氧化物覆蓋層還可通過化學汽相沉積(CVD方法)來施加，然而，在該情況下，基板的溫度在涂覆期間應當保持較低，這可通過使用PE-CVD或LP-CVD方法實現，例如在http://www.crystec.com/trinitre, htm的Crystec網站上針對沉積氮化娃SiNx或Si3+xN4_y (即非化學計量氮化硅)所述的，以及參考US5773100，其描述了用于通過PE-CVD工藝制造氮化硅或氮氧化硅的真空沉積設備。
[0017]在EUV反射鏡的一個實施例中，覆蓋層由SiNx0Y形成，尤其由非晶SiNxOy形成。非晶氮氧化硅通常在PVD工藝中獲得，而CVD工藝通常導致結晶材料結構。不必說，除了SiNx0Y，通過PVD工藝還可制造非晶形式的其它氮氧化合物。
[0018]特別地，在PVD工藝的沉積情況下，氮氧化物NxOy中的氮比例X可以在0.4和1.4之間，優選地在0.7和1.4之間，更優選地在1.0和1.4之間。總體而言，已證實大于1.0的氮比例X是有利的。特別地，通過具有恰當選擇的參數的PVD工藝沉積的氮氧化硅的氮較少，即與氮化硅(Si3N4)的化學計量所預定的相比，該氮氧化硅具有顯著較低的氮比例。氮氧化硅的氮比例可以在涂覆期間在一定限度內改變，例如通過在真空涂覆設備中在涂覆期間恰當地選擇氣體組成(尤其是氮分壓)來改變。覆蓋層上的測量揭示在利用PVD工藝沉積期間，所述組成在層內可隨位置發生變化，在該情況下，應盡量選擇工藝參數，使得覆蓋層具有盡可能均勻的組成。
[0019]還證實的是，有利地，氮氧化物NxOy中的氧比例y為y < 0.4。具有均勻SiOxNy分布的覆蓋層是特別有利的，其中，X = 1.0或X > 1.0且y = 0.4或y <0.4。
[0020]覆蓋層優選地施加到反射涂層的硅層，以促進氮氧化硅材料的沉積。反射涂層通常具有多個單獨層，多個單獨層由具有不同折射率的材料交替構成。如果使用波長位于
13.5nm范圍內的EUV輻射，則單獨層通常由鑰和硅構成。其它材料組合，比如鑰和鈹、釕和鈹或鑭和B4C也是可能的。除了所述單獨層，反射涂層還可包括防止擴散的中間層和防止氧化或腐蝕的上述覆蓋層。
[0021]在另一實施例中，反射涂層在EUV波長范圍的工作波長λ Β具有反射最大值，在反射涂層反射在工作波長λ Β的輻射時形成的駐波的場強度的最大值或最小值布置在與覆蓋層的形成覆蓋層與周圍的界面的表面相距0.1 λΒ或更小的距離處。理想地，駐波的最大值或最小值精確地位于覆蓋層的表面處。
[0022]本發明人已發現，如果駐波的最大值或最小值位于覆蓋層的表面區域或反射涂層的表面區域中，則在由氮氧化硅構成的覆蓋層中，因以氧部分替代氮而產生的反射率的減小比較小(通常為約2%或更小)。為了實現這種情況，可以適當地選擇多層涂層的光學設計，尤其是各層的層厚度。因此，特別地，覆蓋層的厚度和/或覆蓋層所施加到的層的厚度可設定成使駐波在表面處具有最大值或最小值。
[0023]不必說，在EUV光刻設備中的EUV反射鏡的操作期間，優選地將環境條件(尤其是氧和氮分壓)選擇成使氮比例是恒定的。如果在由氮氧化硅構成的覆蓋層中發生(非期望的、不可逆的)氧對氮的代替,則上述措施可防止這對EUV反射鏡的反射率或EUV反射鏡的反射率的均勻性具有過大的影響。
[0024]本發明還涉及一種EUV光刻設備，包括:至少一個如上所述的EUV反射鏡，其布置在殘余氣體氛圍中。在該情況下，殘余氣體氛圍形成在EUV光刻設備的(排空的)殼體的真空環境中。通過適當地選擇殘余氣體氛圍的氣體成分和/或通過選擇EUV反射鏡表面處或其覆蓋層處的合適的(不過高)EUV輻射功率密度，在EUV反射鏡的壽命期間，由氮氧化物構成的層的氮比例可保持(基本上)恒定。不必說，如果合適的話，在照射EUV反射鏡期間，部分氮還可以期望的方式由氧代替(通常不可逆)，使得還可設定由氮氧化物構成的覆蓋層中的氮比例。特別地，可將EUV光刻設備的操作條件選擇成使得在由氮氧化硅構成的覆蓋層中的期望氮比例的情況下，建立平衡狀態，其中，覆蓋層的組成在照射期間不再改變。
[0025]在一個實施例中，在曝光操作期間，覆蓋層或其表面經受EUV輻射，該EUV輻射的功率密度小于2000mW/mm2，優選地小于1000mW/mm2，特別小于500mW/mm2。已證實，有利地，覆蓋層的表面在任何點均不經受高于上述閾值的EUV輻射，以抵消覆蓋層因氧代替氮而產生的不穩定。
[0026]在一個實施例中，殘余氣體氛圍具有在10_2毫巴和10_6毫巴之間，優選在10_3毫巴和10_5毫巴之間，特別為約10_4毫巴的氮分壓P (N2)。比較高的氮分壓抵消覆蓋層中氧對氮的代替。
[0027]在另一實施例中，殘余氣體氛圍具有在10_7毫巴和10_n毫巴之間，優選在10_9毫巴和10-n毫巴之間的氧分壓P(O2)。為了防止或減緩覆蓋層的退化(degradation)，已證實，有利地，殘余氣體氛圍中的氧分壓顯著低于氮分壓，確切地說小至少兩個數量級，尤其小至少五個數量級。
[0028]在另一實施例中，殘余氣體氛圍具有在10_5毫巴和10_9毫巴之間，優選在10_6毫巴和10_8毫巴之間，特別優選為約10_7毫巴的水分壓P (H2O)。由于布置有EUV反射鏡的真空殼體通常不會烘干，所以通常不能完全避免水存在于殘余氣體氛圍中。然而，水分壓不應過高，以(在最大可能程度上)防止包含在水中的氧與覆蓋層反應(可由EUV輻射引起)。
[0029]在另一實施例中，殘余氣體氛圍具有在KT1毫巴和10_3毫巴之間，優選為約10_2毫巴的氫分壓p(h2)。在氫清潔EUV反射鏡(在殘余氣體氛圍中原位執行)的情況下，通常存在相當大的氫分壓。然而，本發明人已發現，存在于殘余氣體氛圍中的氫僅在小程度上影響覆蓋層中氧對氮的代替，即，氫清潔僅在可忽略的程度上影響由氮氧化硅構成的覆蓋層的組成，使得覆蓋層的氫清潔可通過活性氫來實現，而在該過程中不會損害覆蓋層的組成的穩定性。
[0030]本發明還涉及一種操作以上述方式實施的EUV光刻設備的方法，其中，在該方法中，殘余氣體氛圍中的氣體成分和/或覆蓋層表面處的EUV輻射的功率密度設定成使覆蓋層的氮比例X不會減小。為了有效地抵消所述轉變，還應當將EUV反射鏡的溫度選擇成不會過高，其中，所述溫度應當優選地在約10°C和約40°C之間，其中，特別地，在室溫(約21°C )下的操作已被證實是有利的。
[0031]如上所說明的，通過恰當選擇EUV曝光設備中的操作條件可獲得的是，覆蓋層中的氮比例在EUV反射鏡的壽命期間保持(實際上)不變。在該情況下，已證實，有利地，在反射鏡被引入EUV光刻設備中之前，覆蓋層已具有O < y < 0.4的氧比例，因為這種覆蓋層較少受到在EUV照射期間以氧代替氮的影響。
[0032]參考附圖，從下面對本發明的示例性實施例的描述以及從權利要求中可明白本發明的其它特征和優點，附圖示出本發明必需的細節。單獨的特征可在各情況中通過自身單獨地實現或者在本發明的變型中以任何期望的組合作為多個實現。【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]在示意圖中示出并在下面描述中說明示例性實施例。附圖中:
[0034]圖1示出根據本發明的EUV光刻設備的實施例的示意圖；
[0035]圖2示出這種EUV光刻設備的具有由氮氧化硅構成的覆蓋層的EUV反射鏡的示意圖；
[0036]圖3a、3b示出XPS分析由氮氧化硅構成的覆蓋層期間獲得的兩種光譜；
[0037]圖4a、4b示出在覆蓋層由氮氧化硅構成的情況下與在覆蓋層由氧化硅構成的情況下、反射率以及反射涂層的駐波關于真空界面的場強度隨波長變化的比較；以及
[0038]圖5a、5b不出與圖4a、4b類似的圖,其中，駐波在覆蓋層表面處具有場強度的最大值。
【具體實施方式】
[0039]圖1示意性示出EUV光刻的投射曝光設備，其在下文中簡稱為EUV光刻設備UEUV光刻設備I包括光線產生系統2、照明系統3和投射系統4，它們容納在分離的真空殼體中，并相繼布置在源于光線成形系統2的EUV光源5的光束路徑6中。舉例來說，等離子體源或同步加速器可用作EUV光源5。在約5nm和約20nm波長范圍內的從光源5發出的輻射首先在準直器7中聚集。借助于下游的單色器8，期望的工作波長λ B(在本示例中為約13.5nm)通過入射角的變化而濾出，如雙頭箭頭所示。準直器7和單色器8實施為反射光學元件。
[0040]在光線產生系統2中關于波長和空間分布進行處理的輻射被引入照明系統3中，照明系統具有第一和第二反射光學元件9、10。兩個反射光學元件9、10將輻射引導至作為另一反射光學元件的光掩模11，光掩模的結構通過投射系統4以縮小的比例成像在晶片12上。為此，第三和第四反射光學元件13、14設置在投射系統4中。
[0041]反射光學元件9、10、11、13、14各具有經受來自光源5的EUV輻射6的光學表面。在該情況下，光學元件9、10、11、13、14在殘余氣體氛圍19中在真空條件下工作。由于投射曝光設備I的內部不能被烘干，所以真空環境中的殘余氣體成分的存在不能完全避免。
[0042]EUV光刻設備I包含具有供給通道21的氣體供給裝置20，供給通道連接到儲氣器(未示出)，并用于將不同氣體成分供給進EUV光刻設備I的殘余氣體氛圍19中以及從殘余氣體氛圍中排出不同氣體成分。如圖1所示，特別地，氮氣(N2)、7jC (H2O)、氧氣(O2)和氫氣(H2)作為氣體成分存在于殘余氣體氛圍19中。不必說，相應的供給通道還設置在照明系統3和/或光線產生系統2中，或者其它中央供給通道可設置用于整個EUV光刻設備I。控制裝置(未示出)用于控制氣體供給裝置20，并控制EUV光刻設備I的進一步功能。
[0043]在下文中，參考圖2以不例的方式描述EUV光刻設備中的反射光學兀件13之一的構造，所述元件在下文中還稱為EUV反射鏡。EUV反射鏡13具有基板15，基板由具有低熱膨脹系數的材料構成，該低熱膨脹系數在22°C下或在約5°C至約35°C的溫度范圍內通常小于100ppb/K。具有這些特性的一種材料是摻雜有二氧化鈦的硅酸鹽或石英玻璃，其通常具有大于90%的硅酸鹽玻璃比例。商業可獲得的一種硅酸鹽玻璃由Coming Inc.以商標名IJLE? (超低膨脹玻璃)出售。具有非常低的熱膨脹系數的另一組材料是玻璃陶瓷，其中，結晶相與玻璃相的比率設定成使不同相的熱膨脹系數實際上彼此抵消。這種玻璃陶瓷由例如Schott AG以商標名Zerodur?出售，以及由Ohara Inc.以商標名Clearceram?出售。對于布置在照明系統3中的反射光學元件9、10，如果合適的話，例如還可使用金屬基板材料，而不是零膨脹材料。
[0044]反射涂層16施加到基板15，所述反射涂層具有多個單獨層17a、17b，多個單獨層由具有不同折射率的材料交替構成，準確來說，該情況中是硅和鑰。除了圖2所示單獨層，反射涂層16還可包括防止擴散的中間層等。在圖中省略了對這種輔助層的說明。
[0045]反射涂層16具有覆蓋層18，以防止下面的單獨層17a、17b氧化，并簡化對附在覆蓋層18的表面18a上的污染物質的清潔。在本示例中，覆蓋層18由氮氧化硅(SiNx0Y)構成，其施加到反射涂層16的硅層17a。覆蓋層18具有例如約1.5nm的厚度dl，并能透過照射的EUV輻射6。根據應用，層厚度可在約Inm和約20nm之間，特別地，在收集器或準直器7的附近使用比較大的層厚度。
[0046]在所示示例性實施例中，EUV反射鏡13具有平面表面18a。這樣選擇僅僅是為了簡化示圖，即EUV反射鏡13還可具有彎曲表面形式，其中，例如凹表面形式或凸表面形式是可能的，其可球面地實施且還可非球面地實施。
[0047]反射涂層16的層17a、17b以及覆蓋層18通過PVD方法施加到基板15。在該情況下，覆蓋層18通過濺射工藝施加到多層涂層16的最上面的硅層17a，使得氮氧化硅具有非晶結構。在濺射方法期間通過恰當地選擇涂層參數，可以設定覆蓋層18的氧比例y和氮比例X，其中，氮比例X的有利值在約1.0和約1.4之間，其中特別地，大于X = I的值被證明是有利的。氧比例I通常為y = 0.4或更小,其中，覆蓋層18內的相應比例X和y可以過程管理方式發生變化。具有在空間上均勻的組成(其中，X= 1.0或x> 1.0且y = 0.4或y < 0.4)的覆蓋層18是特別有利的。
[0048]如上所述，氮氧化硅SiNx0Y的精確組成取決于涂層參數。在濺射期間，可附加地使用磁場(磁控濺射)，如果合適，脈沖放電可用于涂層，如所謂的“高功率脈沖磁控濺射(HiPIMS) ”情況或“高功率脈沖的磁控濺射(HPPMS) ”情況，例如，它們在引言所引用的W02010/127845A1中得到描述。除了 PVD方法，如果合適，還可通過CVD方法施加覆蓋層18，尤其是PE-CVD或LP-CVD方法,參考引言中所引用的Crystec網站http://www.crystec.com/trinitre, htm 或 US5773100。
[0049]在EUV光刻設備I的曝光操作期間，通過EUV輻射6，在不利的條件下，存在于覆蓋層18的氮氧化硅SiNx0Y中的部分氮可由氧代替，如在約10小時的照射持續時間之后，通過XPS分析覆蓋層18所證實的。在該情況下，特別地，在覆蓋層18的部分區域中(其中，EUV輻射6的功率密度特別高，例如大于200mW/mm2，如果合適的話，約大于1000mW/mm2)，覆蓋層18的相當大的一部分氮由氧代替。
[0050]此外，通過恰當地選擇殘余氣體氛圍19中的氣體成分，以更精確地設置所述成分的分壓，還可避免或顯著地減緩這種代替。多層涂層16的覆蓋層18的XPS光譜分析(參考圖3a、3b)明顯指示殘余氣體氛圍19的組成對覆蓋層18的SiNx0Y材料中的氮比例或氧比例有影響，所述覆蓋層18通過濺射工藝施加到硅層17a，其中，層17a、17b的厚度選擇成使該層在13.5nm的工作波長下λ Β具有反射最大值。
[0051]圖3a、3b的曲線圖示出XPS光譜的Si2p鍵(為鍵能Eb的函數)，其中，從覆蓋層18的表面18a以淺角度發出的光電子的強度I由虛曲線表示，而關于表面18a以極高角度(實際上垂直地)發出的光電子的強度I由實曲線表示。因此，實強度曲線包括與覆蓋層18在較大深度處的組成有關的信息，而虛強度曲線基本上示出與覆蓋層18的約l-2nm的近表面深度范圍有關的信息。
[0052]在圖3a、3b中，可覺察到的是，Si2p光譜基本上具有在不同鍵能Eb處的三個峰值。約103.5eV的第一鍵能Eb表征氧化物鍵，約102eV的第二鍵能Eb對應于氮化硅鍵，而約99eV的第三鍵能Eb對應于未束縛的(unbound)半導體狀態，即未束縛的兀素娃。
[0053]圖3a和圖3b的兩個曲線圖的不同之處在于，在圖3b的涂覆工藝期間添加氣態形式的附加氮，而在圖3a中并不如此。圖3a和圖3b之間的比較清楚地揭示出圖3b中約103.5eV的氧峰值顯著小于圖3a，相反地，約102eV的氮化物鍵的峰值顯著升高，即氮氧化硅材料的組成或化學計量主要取決于在涂覆期間的氣體氛圍。
[0054]為了在用EUV光6照射期間盡可能保持覆蓋層的材料組成不變，特別地，為了防止在覆蓋層材料中以氧代替氮，因此，EUV光刻設備I的殘余氣體氛圍19中的氣體成分的分壓應當以適當方式設定。特別地，殘余氣體氛圍19中的氧分壓P(O2)應當在約10_7毫巴與10_n毫巴之間，例如約10_9毫巴。相比之下，殘余氣體氛圍19中的氮分壓P(N2)應當較高，并在約10_2毫巴和10_6毫巴之間，例如約10_4毫巴。殘余氣體氛圍19中的水分壓P (H2O)也不應過高，以防止存在于水中的氧與覆蓋層18的材料反應。水分壓(P(H2O))的典型值在約10_5毫巴和10_9毫巴之間，例如約10_7毫巴。氫分壓P (H2)也可影響覆蓋層18的化學計量，因此應當位于約KT1毫巴和約10_3毫巴之間的間隔內，例如約10_2毫巴。
[0055]通過在EUV光刻設備I中設定合適的條件，因此可在EUV反射鏡13的整個壽命期間保持由氮氧化硅構成的覆蓋層18的組成(實際上)穩定。特別地，如果合適，可以使用基本上僅在表面18a本身上或僅在直接位于表面18a下方幾埃處進行的可逆轉變過程，以至少在表面18a處設定覆蓋層18中的期望氮比例。
[0056]由于當殘余氣體氛圍19中的條件發生非期望改變時或者當使用高功率密度的EUV輻射時，覆蓋層18的組成可發生非期望的變化，所以已證實，有利地，在利用EUV光6照射期間在反射涂層16中形成的駐波的腹點或節點直接定位在覆蓋層的表面18a上，或者如果這不可行，將駐波的腹點或節點與表面18a之間的距離選擇成使其不大于0.1 λ s。
[0057]為了實現上述情況，特別地，可恰當地選擇覆蓋層18的厚度dl和下面的硅層17a的厚度d2(如果合適，還有反射涂層16的其它層17a、17b的厚度)。如果滿足了上述條件，則即使當在覆蓋層18中用氧完全代替氮時，反射率的變化仍比較小，如參考圖4a所了解的，圖4a示出當使用氮化硅覆蓋層時作為波長λ的函數的反射率R，其中，駐波的節點形成在表面18a處。在該情況下，在用氧完全代替氮時的反射率R的變化僅僅為AR/R=-0.02%，所以相關的反射率曲線在圖4a中不能看出，因為在所選擇的縮放比例下，其對應于氮化硅的反射率曲線。圖4b示出覆蓋層18的表面18a處的場強度I與波長λ的關系曲線，其中，可清楚地看出，所述場強度在13.5nm工作波長λ s具有強度最小值Imin(即，駐波的節點)。
[0058]當腹點存在于覆蓋層18的表面18a處時，當氮由氧代替時，反射率的變化較大，為AR/R = -2.1%,如圖5a的虛反射率曲線所示。如圖5b所示,在該情況下,反射涂層16的表面18a處的駐波在約13.5nm工作波長λ Β具有強度最大值1_。為了使當覆蓋層18中氧由氮代替時反射率R的減小最少，因此特別有利地將駐波的強度最小值定位在表面18a的位置處。
[0059]不必說，除了氮氧化硅，如果合適，還可使用其它氮氧化合物用于覆蓋層18，例如具有其它半導體或金屬成分(比如鈦、錯或鋁)的氮氧化合物或具有半金屬(比如硼)的化合物。這種氮氧化物材料也可通常以上述方式施加。在覆蓋材料由這些材料構成的情況下，通過上述措施通常可實現的是氮比例在EUV照射期間保持不變或不會減小。
[0060]特別地，已證實，使用由氮氧化硅構成的穩定覆蓋層18有利于從EUV反射鏡13的表面移除雜質或顆粒，尤其是比如錫或碳的金屬，為此，有利地實施氫清潔，在氫清潔期間，活性氫(尤其是氫原子團或氫離子形式)施加到所述表面。
[0061]氫清潔可通過在殘余氣體氛圍中設定合適的氫分壓P (H2)來實施。氫可以由在表面18a附近的EUV輻射6來活性化，并在該過程中轉變為氫離子或氫原子團，氫離子或氫原子團從表面18a清除比如錫或碳的污染物質。然而，對于氫清潔，還可在EUV光刻設備I中提供附加的裝置，例如用于產生引導至表面18a上的含氫氣體流的清潔頭。該類型的清潔頭例如在本 申請人:的W02009/059614A1中得到描述，通過引用將其并入本申請內容中。氣體流中的氫可以是活性氫，其中，活性化可例如使用電場來實現，如W02009/059614A1中所述，或者可通過沿著用于活性化目的的加熱線引導(分子)氫來實現。
【權利要求】
1.反射鏡(13)，包括: 基板(15)和反射EUV輻射(6)的涂層(16)， 其特征在于， 所述反射涂層(16)具有由氮氧化物構成的覆蓋層(18)，其中，所述氮氧化物NxOy中的氮比例X在0.4和1.4之間。
2.如權利要求1所述的反射鏡，其中，所述氮氧化物是金屬氮氧化合物、半金屬氮氧化合物或半導體氮氧化合物。
3.如權利要求1或2所述的反射鏡，其中，所述覆蓋層(18)由SiNx0Y形成。
4.如權利要求3所述的反射鏡，其中，所述覆蓋層(18)由非晶SiNx0Y形成。
5.如上述權利要求任一項所述的反射鏡，其中，所述覆蓋層(18)通過物理汽相沉積形成。
6.如上述權利要求任一項所述的反射鏡，其中，所述氮氧化物NxOy中的氮比例X為X>1
7.如上述權利要求任一項所述的反射鏡，其中，所述氮氧化物NxOy中的氧比例y為y<0.4。
8.如上述權利要求任一項所述的反射鏡，其中，所述覆蓋層(18)施加至所述反射涂層(16)的娃層(17a) ο
9.如上述權利要求任一項所述的反射鏡，其中，所述反射涂層(16)在EUV波長范圍的工作波長λ B處具有反射最大值，在所述反射涂層(16)處反射在所述工作波長λΒ的輻射時形成的駐波的場強度(I)的最大值(Imax)或最小值(Imin)布置在離所述覆蓋層(18)的表面(18a)0.1 λΒ或更小的距離處。
10.EUV光刻設備(1)，包括: 至少一個如上述權利要求任一項所述的反射鏡(9，10，11，13，14)，其布置在所述EUV光刻設備(I)的殘余氣體氛圍(19)中。
11.如權利要求10所述的EUV光刻設備，其中，所述殘余氣體氛圍(19)具有在10_2毫巴和10_6毫巴之間的氮分壓P (N2)。
12.如權利要求10或11所述的EUV光刻設備，其中，所述殘余氣體氛圍(19)具有在10_7毫巴和10_η毫巴之間的氧分壓(P(O2))。
13.如權利要求10至12任一項所述的EUV光刻設備，其中，所述殘余氣體氛圍(19)具有在10_5毫巴和10_9毫巴之間的水分壓(P(H2O))。
14.如權利要求10至13任一項所述的EUV光刻設備，其中，所述殘余氣體氛圍(19)具有在10-1毫巴和10_3毫巴之間的氫分壓(P(H2))。
15.一種操作如權利要求10至14任一項所述的EUV光刻設備的方法，其中，所述殘余氣體氛圍(19)中的氣體成分和/或所述覆蓋層(18)的表面(18a)處的EUV輻射(6)的功率密度設定成使得所述覆蓋層(18)的氮比例X不減小。
【文檔編號】C23C16/34GK103827701SQ201280047176
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月18日 優先權日:2011年9月27日
【發明者】G.范布蘭肯哈根, D.H.埃姆 申請人:卡爾蔡司Smt有限責任公司