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1、(10)申请公布号 CN 103140801 A(43)申请公布日 2013.06.05CN103140801A*CN103140801A*(21)申请号 201180041910.9(22)申请日 2011.08.30102010039927.2 2010.08.30 DEG03F 7/20(2006.01)G02B 5/08(2006.01)(71)申请人卡尔蔡司SMT有限责任公司地址德国上科亨(72)发明人 C.埃克斯坦 J.利珀特 H.马尔托M.维瑟 H.西克曼 U.丁格(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所 11105代理人邱军(54) 发明名称用于EUV光刻的反射镜的基底(57)。
2、 摘要提出了一种适用于EUV波长范围中的波长使用的反射镜的基底，该基底（1）包含主体(2)和抛光层(3)，其中抛光层(3)具有小于10m的厚度以及小于0.5nm的均方根粗糙度，并且主体(2)由铝合金制成。此外，在EUV反射镜(4)的基底(1)的抛光层(3)上设置高反射层(6)。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2013.02.28(86)PCT申请的申请数据PCT/EP2011/064904 2011.08.30(87)PCT申请的公布数据WO2012/028613 DE 2012.03.08(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图3页(19)中华人民共和国国家知。
3、识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图3页(10)申请公布号 CN 103140801 ACN 103140801 A1/1页21.一种用于EUV光刻的反射镜的基底，其包含主体和抛光层，其特征在于，所述抛光层(3)具有小于10m的厚度以及小于0.5nm的均方根粗糙度，并且所述主体(2)由铝合金制成。2.如权利要求1所述的基底，其特征在于，所述主体(2)由来自于铝-镁合金、铝-镁-硅合金、铝-锌合金、铝-硅-金属1-金属2合金、铝-铜合金和铝-硅的组的材料制成。3.如权利要求1所述的基底，其特征在于，所述主体(2)由分散加强的铝合金制成。4.如权利要求1或3所述的基底，其特。
4、征在于，所述主体(2)由通过粉末冶金术制造的铝合金制成。5.如权利要求1至4中任一项所述的基底，其特征在于，所述抛光层(3)由镍磷合成物、镍硼合成物、铜的组的材料制成。6.如权利要求1至5中任一项所述的基底，其特征在于，所述抛光层(3)由二氧化硅、非晶硅、晶体硅的组的材料制成。7.如权利要求1至6中任一项所述的基底，其特征在于，在所述主体(2)和所述抛光层(3)之间布置附着力促进剂层(4)。8.一种用于EUV投射曝光设备的反射镜，其包含如权利要求1至7中任一项所述的基底(1)、以及所述抛光层(3)上的高反射层(6)。权 利 要 求 书CN 103140801 A1/5页3用于 EUV 光刻的反。
5、射镜的基底技术领域0001 本发明涉及用于EUV光刻的反射镜的基底，其包含主体和抛光层，并且，本发明涉及用于EUV投射曝光设备的反射镜，其包含这种基底和抛光层上的高反射层。背景技术0002 为了能够在例如半导体组件的生产期间通过光刻方法制造更精细的结构，使用具有更短波长的光。如果使用在极紫外(EUV)波长范围中的光，例如在大约5nm和20nm之间的波长，则不再能使用以透射方式工作的透镜式元件，而是由反射镜元件构成照明和投射透镜，该反射镜元件具有适配于各工作波长的高反射涂层。与在可见和紫外波长范围中的反射镜相对比，每一个反射镜甚至理论上仅可实现小于80%的最大反射率。因为EUV投射装置通常具有多。
6、个反射镜，所以这些反射镜中的每一个都有必要具有最高可能的反射率，以确保充分高的总反射率。发明内容0003 本发明的一个目的是提出一种反射镜基底，其适合作为用于在EUV波长范围中的波长处使用的反射镜的基底。0004 借由用于EUV光刻的反射镜的基底实现该目的，该基底包含主体和抛光层，其中抛光层具有小于10m的厚度以及小于0.5nm的均方根粗糙度，并且主体由铝合金制成。0005 均方根粗糙度，亦称为RMS粗糙度，其由表面上的测量点相对于平均面的偏差的平方的平均值计算，其中，所述平均面放置穿过该表面，使得相对于该平均面的偏差的和最小。特别是对于用于EUV光刻的光学元件，为了避免对光学元件的光学特性的。
7、不利影响，0.1m至200m的空间频率范围中的粗糙度非常重要。0006 特别是，在EUV波长范围中，用于光刻方法的投射曝光设备的光学系统（诸如照明系统以及特别是投射系统）中的杂散光(stray light)比例对相应投射曝光设备的性能有重大影响。杂散光比例可被光学元件的粗糙度影响。通过提供用于进一步处理形成反射镜的基底，该基底包含主体和抛光层，该抛光层具有大约10m的最大厚度，均方根粗糙度最大大约为0.5nm，优选为0.3nm，尤其优选为0.2nm，所产生的反射镜也可以被用于EUV光刻中。这是因为，借由基底的这些特征，在反射镜处出现的杂散光比例可保持在对光刻工艺没有干扰效应的范围内，并且反射镜。
8、的反射率因此也可增加。在该情况下，所提出的基底是合适的，尤其是对于EUV反射镜是合适的，该EUV反射镜包含基于多层系统的高反射涂层，该多层系统由具有不同复数折射率实部的材料的交替层构成，借由该多层系统，在某种程度上模拟了具有晶格平面的晶体，对于垂直入射情况下的使用，在这些晶格平面上发生布拉格衍射。替代地，对于EUV辐射的掠入射情况下的使用，也可以提供仅一个或几个金属层。高反射涂层是在EUV范围中的波长处达到60%或更高的反射率时所使用的术语。附加地，借助于这里提出的基底，可附加地提高实际上能够达到的反射率。0007 所提出的基底具有以下优点：首先，对于主体，可以选择例如在其强度方面适合于说 明。
9、 书CN 103140801 A2/5页4用作EUV反射镜的材料。其次，通过选择能够被良好抛光的另外的材料，可优化基底的表面。抛光层基本上仅影响基底表面的特性，而机械特性由主体决定。0008 铝合金具有如下优点，即它们在低密度情况下，尤其是在甚至相对很高的热负荷的情况下(例如在用于EUV光刻的投射曝光设备中可能出现的)，具有高强度，并且在商业上容易获得，从而包含由铝合金构成的主体的基底在经济上也是有利的。在优选的实施例中，主体由铝合金制成，该铝合金具有比铝更高的强度和/或更高的硬度。特别地，这种铝合金具有长寿命和高耐腐蚀性的优点，尤其是在与作为主体材料的铝相比时。0009 优选地，主体由来自于。
10、铝-镁合金、铝-镁-硅合金、铝-锌合金、铝-硅-金属1-金属2合金、铝-铜合金和铝-硅的组的材料制成。包含其它金属(例如镁、锂和/或铁)的其他铝合金也可以适合作为用于基底的主体的材料。特别地，多个合金也可彼此组合。0010 优选地，基层由分散加强的(dispersion strengthened)铝合金制成。这种铝合金的特征为强度特别高。优选地，例如使用铝氧化物或硅氧化物作为分散剂(dispersant)。有利地，尤其可通过粉末冶金术制成分散加强的铝合金。此外，特别是在铝合金具有高的硅含量的情况下，主体也可由通过喷溅压制（spray compaction）而制造的铝合金构成。也可由准晶体(qu。
11、asi crystalline)铝合金制造主体。0011 在一个优选实施例中，抛光层由镍磷合成物、镍硼合成物、铜的组的材料制成。在进一步的优选实施例中，抛光层由二氧化硅、非晶硅、晶体硅的组的材料制成。第一组的材料已经用于金属工艺中，而第二组的材料已经用于半导体制造中等，其中，需要被抛光达到特别低的粗糙度的表面。特别地，在0.1m至200m的空间频率范围中，这些材料可以被抛光至0.5nm、优选0.3nm、尤其优选0.2nm或更小的均方根粗糙度。0012 有利地，附着力促进剂(adhesion promoter)层布置于主体和抛光层之间。尤其是在基于铝的主体上的基于硅的抛光层的情况下，因此可以改进。
12、主体上的抛光层的附着力。0013 在另一方面，借由用于EUV投射曝光设备的反射镜实现所述目的，所述反射镜包含如上所述的基底和在抛光层上的高反射层。0014 不仅从权利要求而且从说明书和附图，上面和进一步的特征都变得明显，其中在本发明的实施例和其他领域中，单独特征可各自单独实现，或作为子组合形式的多个实现，并且可组成有利且本质可保护的实施例。附图说明0015 参考优选的示例实施例，将更详细地说明本发明。在该方面：0016 图1a、b在截面中示意地示出了基底的两个变型；0017 图2a、b在截面中示意地示出了反射镜的两个变型；以及0018 图3a、b在截面中示意地示出了反射镜的另外两个变型。具体实。
13、施方式0019 图1a示意地示出了基底1的实施例的第一变型，其包含主体2和施加于其上的抛光层3。主体2和抛光层3执行不同的功能。对于主体2，好的尺寸稳定性具有主要的重要性，而对于抛光层3，良好的可处理行和可抛光性具有主要的重要性。说 明 书CN 103140801 A3/5页50020 借由惯常的真空镀膜方法，例如溅射法、电子束蒸发、分子束外延或离子束辅助镀膜，可施加抛光层。如果抛光层为金属材料，例如铜、镍磷或镍硼，则优选地以外部无电镀方式施加该抛光层。尤其是，还可以施加镍磷或镍硼抛光层作为分散层，其中聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)例如可用作分散剂。0021 特别。
14、地，优选将镍磷或镍硼抛光层施加为具有相对高的磷或硼浓度，使得它们主要或者甚至完全呈现为非晶形式，并且因此可被更好地抛光。随后，例如通过热处理、等离子体处理或离子轰击，可使它们硬化。也可以借由镀膜方法以可控制的方式，以非晶或晶体形式沉淀作为抛光层材料的硅。在该情况下，与晶体硅相比，非晶硅能够被更好地抛光，并且必要时同样可以通过热处理、等离子体处理或离子轰击而硬化。此外，也可借由离子束使由硅或二氧化硅构成的抛光层光滑。0022 例如，对于基于镍或铜的抛光层，抛光层3的优选厚度例如可为大约5m至10m。在由硅（尤其是非晶硅）或二氧化硅构成的抛光层3的情况下，优选的层厚度例如为大约1.5m至3m。使用。
15、惯常的抛光方法，可将基于镍或铜，尤其是镍-磷合金的抛光层抛光至在1m至200m的空间频率范围中小于0.3nm的均方根粗糙度，以及在0.01m至1m的空间频率范围中小于0.25nm的均方根粗糙度。使用惯常的抛光方法，在0.01m至200m的整个空间频率范围上，可将由二氧化硅构成的抛光层抛光至小于0.2nm的均方根粗糙度；而在硅，尤其是非晶硅的情况下，使用惯常的抛光方法，在0.01m至200m的空间频率范围中，可实现小于0.3nm的均方根粗糙度。0023 图1b示意地示出了来自图1a的基底1的变型，其中附着力促进剂层4布置在主体2和抛光层3之间。优选地，附着力促进剂层4可具有高达2mm的厚度，以及。
16、在0.01m至200m的空间频率范围中高达1nm的均方根粗糙度。0024 在第一示例实施例中，基底1的主体2由铝-镁锻造合金(wrought alloy)EN AW-5019(根据DIN EN573.1和3)构成，其是一种天然硬质铝合金(hard aluminum alloy)。以无电镀方式，在主体2上沉积作为抛光层的镍磷层。抛光层具有5m的厚度，并且通过惯常的抛光方法将其抛光至小于0.3nm的均方根粗糙度。0025 在第二示例实施例中，基底1的主体2由铝-镁-硅锻造合金ENAW-6082(根据DIN EN573.1和3)构成，其是一种容易硬化的铝合金。以无电镀方式，将作为抛光层的镍硼层沉积在。
17、主体上。抛光层具有6m的厚度，并且通过惯常的抛光方法将其抛光至小于0.3nm的均方根粗糙度。0026 在第三示例实施例中，基底1的主体2由铝-铜锻造合金ENAW-2024(根据DIN EN573.1和3)构成，其是一种容易硬化的铝合金。以无电镀方式，将作为抛光层的铜层沉积在主体上。抛光层具有7m的厚度，并且通过惯常的抛光方法将其抛光至小于0.3nm的均方根粗糙度。0027 在第四示例实施例中，基底1的主体2由分散硬化的铝合金构成，该铝合金在体积上包含大约2%的铝氧化物作为分散剂，通过粉末冶金术制造该合金。以无电镀方式，将作为抛光层的镍硼层沉积在主体上。抛光层具有8m的厚度，并且通过惯常的抛光方。
18、法将其抛光至小于0.3nm的均方根粗糙度。0028 在第五示例实施例中，基底1的主体2由铝-硅合金构成，该铝-硅合金在体积上包含大约45%的硅，通过喷溅压制制造该合金。通过惯常的真空镀膜方法，将作为抛光层的说 明 书CN 103140801 A4/5页6非晶硅层沉积在主体上。抛光层具有1.5m的厚度，并且通过惯常的抛光方法将其抛光至小于0.3nm的均方根粗糙度。0029 在第六示例实施例中，基底1的主体2由铝-镁锻造合金ENAW-5019(根据DIN EN573.1和3)构成，其是一种天然硬质铝合金。通过惯常的真空镀膜方法，将作为抛光层的二氧化硅层沉积在主体上。抛光层具有2m的厚度，并且通过惯。
19、常的抛光方法将其抛光至小于0.2nm的均方根粗糙度。0030 在第七示例实施例中，基底1的主体2由铝-镁-硅锻造合金ENAW-6082(根据DIN EN573.1和3)构成，其是一种容易硬化的铝合金。通过惯常的真空镀膜方法，将作为抛光层的非晶硅层沉积在主体上。抛光层具有3m的厚度，并且通过惯常的抛光方法将其抛光至小于0.3nm的均方根粗糙度。0031 在第八示例实施例中，基底1的主体2由铝-锌锻造合金ENAW-7075(根据DIN EN573.1和3)构成，其是一种高强度铝合金。通过惯常的真空镀膜方法，将作为抛光层的晶体硅层沉积在主体上。抛光层具有2.5m的厚度，并且通过惯常的抛光方法将其抛光。
20、至小于0.3nm的均方根粗糙度。0032 在这些示例实施例的其它变体中，所提及的铝合金也可以由包含其它金属的含硅铝合金代替，例如由AlSi35Fe2Ni、AlSi30MgCu、AlSi17Fe5Cu4Mg、AlSi20Fe5Ni2等替代。0033 可进一步加工这种基底1，以形成EUV反射镜5，如图2中的实施例的第一变型中通过将高反射层6施加于抛光层3上所示意地示出的。特别优选地，对于在大约5nm至20nm的波长范围中的EUV辐射情况下的使用，高反射层6为多层系统，其由具有不同复数折射率实部的材料的交替层构成，通过该多层系统，在某种程度上模拟了具有晶格平面的晶体，在这些晶格平面处发生布拉格衍射。。
21、对于在13nm至14nm处的使用，例如可施加由交替的硅和钼层构成的多层系统。0034 图2b示意地示出了来自图2a的反射镜5的另一变型，其中附着力促进剂层4布置在反射镜5的基底1的主体2和抛光层3之间。0035 上文描述的基于基底1的反射镜5可用于EUV投射曝光设备的照明和投射系统二者中。由于主体2的高强度，特别是张力强度，或高硬度，基底1例如适合用于具有小部分的反射镜等，如果合适，所述小部分能够被单独致动，其意图具有良好的尺寸稳定性，尤其是在存在热的情况下。这里，具有小部分的多个反射镜也可以作为更大的单元而相互作用，例如，EUV投射曝光设备的照明系统中的所谓分面反射镜（facet mirro。
22、r）。0036 特别地，如果高反射层6被构造为多层系统，则优选通过惯常的真空镀膜方法，例如溅射法、电子束蒸发、分子束外延或离子束辅助镀膜，施加该高反射层。与包含传统基底的反射镜相比，能够将基于上述基底1而制造的EUV反射镜5的杂散光比例减少几个百分比。这还导致反射率增加几个百分比。通过在用于EUV光刻的投射曝光设备中使用多个这里提出的反射镜5，该正面效应可增加。0037 图3a和3b示出了基底1，在5nm和20nm之间的波长范围中的辐射掠入射的情况下，基底1尤其适合用作反射镜5。图3a示出的基底1的主体2不仅可由已经提及的材料构成，而且还能由在重量上具有高达0.3%的硅的铝构成，由在重量上具有。
23、高达0.6%的硅的铝构成，由多晶硅构成，或者由硅和碳化硅构成的合成物构成，例如可通过烧结来制造。0038 特别地，图3a示出的基底1由布置在主体2上的结构化层7区分，其中附着力促说 明 书CN 103140801 A5/5页7进剂层4可布置在结构化层和主体2之间。结构化层7优选由金属构成，该金属通过成形技术（例如电解）或通过模压(embossing)来结构化，使得在结构化层7中可以实现衍射光栅，其衍射在EUV波长范围外的波长的辐射，以将它们(如果存在的话)尽可能远地移离光路。通过示例的方式，已经证明在该情况下镍磷层或铜层是特别有价值的。尤其是当结构化层7由镍磷构成，且主体2由在重量上具有高达0。
24、.3%的硅的铝构成时，已经证明锌是用于附着力促进剂层4的合适材料。如果铜用在结构化层7中，则镍优选地用作附着力促进剂层4的材料。0039 抛光层3布置在结构化层7上，在这里示出的示例中，所述抛光层优选地由非晶硅或二氧化硅构成。所述抛光层3首先保护结构化层7中的衍射结构，其次在均方根粗糙度小于0.5nm的情况下，为了施加例如一个或多个金属层来将产生的反射镜作为用于EUV辐射的掠入射的反射镜，或替代地为了施加多层系统来用作具有EUV辐射的垂直入射的反射镜，而提供充分光滑的支持。0040 特别优选地，所产生的用于掠入射的反射镜用作EUV投射曝光设备的聚光反射镜。在该情况下，作为主体的材料的、具有小比。
25、例硅或多晶硅的铝或硅/碳化硅合成物材料的材料选择具有如下优点：甚至大反射镜元件也可被成本高效地得到，其可被良好地冷却，并且可被结构化到可以在各个主体中提供冷却通道的效果。在图3a示出的基底1用于EUV投射曝光设备的聚光反射镜中的情况下，在辐射源例如为借助二氧化碳激光器等激发的激光等离子体辐射源的情况下，存在附加的优点。对于红外波长范围，引入衍射结构特别简单可行，并且引入衍射结构允许早在光路的开始处就将红外辐射从辐射源提供的辐射谱中滤除。0041 在图3a示出的示例的情况下，可以提供例如具有小于10nm、优选地小于5nm厚度的附着力促进剂层4，具有例如大约10m至几千m、优选地大约50m至几百m。
26、厚度的结构化层7，以及例如具有大约1m至10m、优选地大约3m至5m厚度的由非晶硅或二氧化硅构成的抛光层。0042 在图3a示出的示例的变体中，针对在EUV投射曝光设备中作为具有掠入射的聚光反射镜的基底的使用，图3b示出了基底1，其不包含结构化层7，而是其中在由刚刚提及的材料之一构成的主体2上提供了由镍磷合金构成的抛光层3。为了由镍磷构成的抛光层3在主体2上的更好附着力，提供由锌构成的附着力促进剂层4，该主体2尤其是例如由具有小比例硅的铝构成，替代地由硅/碳化硅合成物材料构成，或由多晶硅构成。在另一变体中，抛光层3也可由铜构成，附着力促进剂层4由镍构成。说 明 书CN 103140801 A1/3页8图1a图1b图2a说 明 书 附 图CN 103140801 A2/3页9图2b图3a说 明 书 附 图CN 103140801 A3/3页10图3b说 明 书 附 图CN 103140801 A10。