[发明专利]具有针对氢输运的阻挡层的EUV元件

说明书

公开了一种具有包括采用非氢气态材料的物种(例如离子、能量中性原子)注入的区域的氢扩散阻挡层的EUV系统。也公开了一种制造该部件的方法，该方法包括注入非氢气态材料的物种以形成氢扩散阻挡层的步骤，以及还公开了一种处理EUV系统元件的方法，该方法包括注入非氢气态材料的物种以防止氢吸收和扩散的步骤。也公开了使得EUV系统元件经受非氢气体离子流以采用非氢气体物种替代EUV系统元件的一个或多个层中氢离子从而气体离子保护EUV系统元件免受氢损伤。

技术领域

本公开涉及被设计用于在如下环境中操作的元件，在该环境中元件被暴露至可以损伤元件的物质，诸如氢。该环境的示例是用于从通过标靶材料的放电或激光烧蚀所产生的等离子体产生极紫外(“EUV”)辐射的设备的真空腔室。在该申请中，光学元件用于例如收集并引导辐射以例如用于半导体光刻和检查中。

申请相关的交叉引用

本申请要求享有2016年1月12日提交的美国临时专利申请No.62/277,807、2016年1月14日提交的美国临时专利申请No.62/278,923、以及2016年10月31日提交的美国专利申请No.15/338,835的优先权。

背景技术

极紫外辐射例如具有大约50nm或更小波长、并且包括在大约13.5nm波长下辐射的电磁辐射(有时也称作软x射线)，极紫外辐射可以用于光刻工艺中以在诸如硅晶片的衬底中制造极其细小的特征。

用于产生EUV辐射的方法包括将标靶材料从液态转变为等离子体态。标靶材料优选地包括具有在EUV范围内一个或多个发射线的至少一种元素，例如氙、锂或锡。标靶材料可以是固体、液体或气体。在一个该方法中，可以通过使用激光束照射具有所需发射线元素的标靶材料而产生通常称作激光产生等离子体(“LPP”)的所需等离子体。

一种LPP技术包括产生标靶材料微滴的流并且采用激光辐射脉冲照射至少一些微滴。用更理论化的术语而言，LPP源通过将激光能量布置至具有至少一种发射EUV的元素，诸如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)中从而创建数10eV电子温度的高度离子化的等离子体而产生EUV辐射。

在这些离子的去激发和复合期间所产生的能量辐射沿所有方向从等离子体发出。在一个普通设置中，近法向入射镜面(通常称作“收集器镜面”或简称“收集器”)被定位为收集、引导并且在一些设置中聚焦辐射至中间位置。随后可以从中间位置继续收集的辐射至一组光学元件、刻线板、检测器并最终辐射至晶片。

在光谱的EUV部分中其通常被视作必须在包括收集器、照射器和投影光学箱的系统中使用反射型光学件用于光学元件。这些反射型光学件可以实施作为法向入射光学件或掠入射光学件。在所涉及的波长下，收集器有利地实施作为多层镜面(“MLM”)。如其名称所暗示，该MLM通常由在基底或衬底之上交替的材料层(MLM堆叠)构成。系统光学件也可以配置作为已涂覆的光学元件，即使其并未实施作为MLM。

光学元件必须放置在具有等离子体的真空腔室内以收集并重引导EUV辐射。腔室内的环境对于光学元件不利并且因此限制了其使用寿命，例如，通过其反射率降低。环境内的光学元件可以暴露至能量(energetic)离子或标靶材料的颗粒。标靶材料的颗粒可以污染光学元件的已暴露表面。标靶材料的颗粒也可以引起MLM表面的物理损伤和局部加热。标靶材料可以特别地与构成了光学元件表面的至少一个层的材料反应，例如钼和硅。可以必须解决温度稳定性、离子注入和扩散问题，甚至具有较少反应标靶材料例如锡、铟或氙。也必须避免MLM涂层的起泡。

存在可以利用以不论这些恶劣条件而增大光学元件寿命的技术。例如，封盖层可以放置在光学元件上以保护光学元件的表面。为了使得封盖层更具反射性，其也可以具有间隔开的多个层以提高在待反射的辐射的波长处的反射率。然而，该多层封盖层自身倾向于通过诸如氢扩散和起泡的机构而损伤。