[发明专利]EUV范围的反射镜、制造该反射镜的方法及包含该反射镜的投射曝光设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于EUV波长范围的反射镜和一种制造该反射镜的方法。此外，本发明涉及包括这种反射镜的用于微光刻的EUV光源、EUV照明系统和EUV投射镜头。此外，本发明涉及一种用于微光刻的投射曝光设备

背景技术

EUV波长范围的用于微光刻的投射曝光设备必须依赖用于曝光或将掩模成像于像面中的反射镜具有高反射率的设想，因为，首先，单独反射镜的反射率的乘积决定投射曝光设备的总传输率，并且因为，其次，EUV光源的光功率有限。在该情况下，EUV波长范围被理解为具有5nm至20nm之间波长的光的波长范围。

例如，从DE 101 55 711 A1已知具有高反射率值的、用于13nm左右的EUV波长范围的反射镜。其中描述的反射镜由施加在基板上且具有单独层的序列的层布置构成，其中该层布置包含多个层子系统，每个层子系统具有不同材料的至少两个单独层(其形成周期)的周期序列，其中单独子系统的周期数量和周期厚度从基板朝着表面减小。

然而，关于这种反射镜不利的是，在EUV投射曝光设备的整个寿命中，所述反射镜在反射镜的层布置中吸收入射到反射镜上的所有EUV光子的约1/3。通常，高能EUV光子的吸收通过光电效应而发生，固体中的电子被放出。结果，具有不稳定或破坏的化学键的大量原子在层材料中产生。这种具有不稳定键的原子然后可易于在原子标度上进行地点或位置的改变，因此，受影响的层的结构改变以及因此其光学特性也改变。在连续照射的最初实验中，已探知到EUV反射镜的光谱移动。

目前，不清楚由于原子标度上的不稳定或破坏的键导致的精确过程。可想到的是，层材料呈现密度增加的状态，其可解释所探知的光谱移动。对于石英玻璃和193nm情况下的VUV微光刻中的反射镜层，已知由术语“致密”描述的这种过程。然而，还可想到的是，不稳定的原子经历与相邻层的原子或与投射曝光设备的残余气体氛围的原子的化学反应。

由于受影响层的不稳定的原子带来的结构变化，除了光学特性之外，该受影响层的层应力以及其表面粗糙度也改变。

为了设定反射镜的层应力，在反射镜的制造期间，所谓的缓冲层或反应力层(ASL)通常施加在基板和反射涂层之间，该层利用它们的张应力补偿反射涂层的压应力。然而，如果层布置中的应力比由于反射镜中的不稳定原子而随时间变化而变化，那么这不可避免地导致反射镜表面形状上的不允许变化。然后，这引起投射曝光设备的不可避免的图像像差。

为了避免杂散光损失，EUV波长范围的反射镜在制造期间设有非常光滑的基板和层表面。然而，如果不稳定原子随时间变化而变化地引起层的在HSFR光频范围中的粗糙界面，那么这导致杂散光损失且因此导致投射曝光设备的总传输率的损失，参见U.Dinger等人发表于Proc.SPIE Vol.4146,2000的“Mirror substrates for EUV-lithography:progress in metrology and optical fabrication technology”，尤其对于表面粗糙度的以下定义，在空间波长的HSFR范围中，粗糙度为10nm至1μm，在空间波长的MSFR范围中，粗糙度为1μm至1mm。

此外，各层界面处的不稳定原子还可进入新化学键中，因此，无论如何已发生的层的互相扩散加强，及/或因此，用于抑制互相扩散的层(所谓的阻挡层)的效应减弱。增强的互相扩散导致界面处的对比度损失，并且这因此导致反射镜总体反射率的损失。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于EUV波长范围的反射镜，其具有关于其光谱行为、其表面形状和其杂散光损失的高的长期稳定性。

根据本发明，该目的利用对于0°和25°之间的至少一个入射角具有大于40％的反射率的EUV波长范围的反射镜来实现，该反射镜包含基板和层布置，其中所述层布置包含至少一个非金属单独层，其特征在于，所述非金属单独层掺杂有介于10ppb和10％之间，尤其介于100ppb和0.1％之间的杂质原子，使得非金属单独层获得大于6*10¹⁰cm^-3的电荷载流子密度和/或大于1*10^-3S/m的电导率，尤其是大于6*10¹³cm^-3的电荷载流子密度和/或大于1S/m的电导率。