EUV微光刻的强度适配滤光器、产生其的方法以及具有对应滤光器的照明系统技术方案

本发明专利技术涉及一种光学系统的光学元件，该光学系统用在极紫外光或软X射线辐射的波长光谱中的工作光来操作，特别是EUV微光刻的光学系统，该光学元件包括EUV辐射或软X射线辐射的吸收体层(12)，所述吸收体层沿着光学有效表面延伸并具有相对于光学有效表面垂直限定的厚度，其中吸收体层的厚度在光学有效表面上变化，以及由其粗糙度在表面上变化的反射镜的至少一个粗糙表面形成的反射镜。本发明专利技术还涉及EUV投射曝光设备的照明系统，涉及产生对应强度适配滤光器的方法，以及涉及对应滤光器的用途。

Intensity-adapted filters for EUV microlithography, methods for generating them and lighting systems with corresponding filters

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】EUV微光刻的强度适配滤光器、产生其的方法以及具有对应滤光器的照明系统优先申请的交叉引用本申请要求2016年12月5日提交的德国专利申请DE102016224113.3的优先权，其中所述申请的公开通过引用全部并入本文中。专利技术背景
本专利技术涉及EUV微光刻的强度适配滤光器、涉及包括强度适配滤光器的EUV投射曝光设备的照明系统、涉及产生强度适配滤光器的方法以及涉及对应的强度适配滤光器的用途。
技术介绍
为了产生附属于微电子和微系统工程的微结构和纳米结构部件，使用微光刻投射曝光设备，其中掩模母版由照明系统被照明并通过投射镜头被成像在晶片上，使得将包含在掩模母版上的结构以缩小的方式成像在晶片上，因此以便于通过光刻工艺在晶片上形成对应的结构。因为要成像的结构尺寸变得越来越小，还必须对应地增加投射曝光设备的分辨率能力。为此，在投射曝光设备中，可以使用具有越来越短波长的光，例如在具有5nm至15nm的波长的极紫外(EUV)波长光谱的范围中，或者在20pm至250pm的软X射线辐射的范围中。为了能够微光刻地产生小结构，必须确保以指定方式照明掩模母版。对应地，由光源提供的工作光必须在照明系统中调整，以便于在掩模母版的照明期间具有所需性质。作为示例，掩模母版尽可能均匀的照明旨在于通过照明系统来实现，使得在掩模母版平面中必须补偿在由光源提供的光的强度中的可能差异。此外，期望能够更换投射曝光设备的光源或其部分，使得需要将新光源的然后更改的发射特性适配于照明系统的可能性。作为示例，如果使用不同光源或采用不同集光器反射镜，则除了数值孔径的适配以外，这还可以在照明系统中需要光源的远场强度的适配。
技术实现思路
本专利技术解决的问题因此，由本专利技术解决的问题在于提供以下可能性：特别是EUV投射曝光设备的EUV照明系统能够特别地关于光在掩模母版平面中的可实现强度分布进行光源的发射特性的适配，以便于能够优选地使用EUV照明系统的不同光源。这以相同方式应用于用软X射线辐射的波长光谱中的工作光来操作的设备。然而，发射特性与期望的照明性质(特别地关于掩模母版平面中的强度分布)的适配或者对照明系统的不同光源的影响的补偿旨在于以具有尽可能最少的费用的简单方式是可实现的，并且仍然产出令人满意的结果。技术方案该问题通过以下来解决：具有权利要求1的特征的光学元件和具有权利要求10所主张的强度适配功能的反射镜、以及产生具有权利要求13的特征的强度适配滤光器的方法。此外，本专利技术涉及具有权利要求12的特征的EUV投射曝光设备的照明系统，以及具有权利要求15的特征的强度适配滤光器的用途的方法。有利的实施例是从属权利要求的主题。为了补偿工作光(特别是在微光刻投射曝光设备的照明系统中使用的EUV光)的光强度和/或光强度分布中的差异，本专利技术提出了使用强度适配滤光器，与可见光范围中的中性滤光器或中性密度滤光器相似，其通过吸收使用的工作光使强度适配成为可能，具体而言在所用的波长范围中与波长无关。为了该目的，提出特别是强度适配滤光器的光学元件，包括使用的特别是EUV辐射的工作光的吸收体层，所述吸收体层沿着光学元件的光学有效表面延伸并具有相对于光学有效表面横向限定的厚度。吸收体层的所述厚度可以随光学有效表面而变化，以便于补偿由于不同工作光源的不同强度分布。在这种情况下，光学有效表面被认为是光学元件或滤光器由工作光或要过滤的光来辐照的表面。特别是如果光学元件实施为透射滤光器形式的强度适配滤光器，也就是说要过滤的工作光穿过光学元件辐射到照明系统的束路径中，则吸收体层可以被施加到基板上或吸收体层可以实施为自支撑。特别是在作为透射滤光器的实施例的情况下，吸收体层可以包括具有对于工作光的一个或多个波长反射降低效应的至少一个部分层。至少一个反射降低层可以沿着层来不同地实施，使得取决于工作光的局部入射角来优化反射降低效应。作为透射滤光器的替代例，光学元件还可以实施为反射强度适配滤光器形式的强度适配滤光器，其在照明系统的束路径中反射工作光。对应地，光学元件的或强度适配滤光器的基板(其上施加吸收体层)可以实施为反射镜，特别是EUV反射镜。吸收体层可以整体地实施或由多个部分层构成，其可以特别地在吸收效应方面是不同的。因为吸收体层旨在于提供以在光学有效表面(其上将工作光入射到照明系统的束路径中)之上分布的方式的不同吸收效应，通过使用吸收体层的多个部分层可以实现不同吸收效应的有利适配。就此而言，作为示例，一个部分层可以由具有高吸收效应的材料形成，而其他部分层可以由具有低吸收效应的材料形成。用于适配不同吸收效应的吸收体层的厚度的设定然后可以主要在具有低吸收效应的部分层中实行，使得可以降低厚度设定的准确度。对应地，由具有低吸收效应的材料构成的部分层可以特别地实施在对应光学元件的表面或强度适配滤光器的表面处，以便于能够以对应的简单方式处理表面部分层的厚度轮廓，而布置在下方并具有较高吸收效应的部分层使吸收效应的基本设定成为可能。此外，由多个部分层制成的吸收体层的实施例还可以用于以下效应：由执行覆盖层的功能并特别是相对于周围影响不敏感的材料构成的吸收体部分层，并且例如在光学元件或强度适配滤光器的表面处形成与氢和氧的化学反应。此外，还可以选择覆盖层的材料，使得表面易于清洁。吸收体层可以包括钼、钌、硅、Si3N4、ZrN、SiC、B4C和/或镍。光学元件或强度适配滤光器可以具有其他功能，诸如扩散器的功能，其中对应的扩散器效应可以通过将光学元件的基板或强度适配滤光器结构化或者施加对应的结构化层来实现。结构化层或结构化可以再次用适当的平滑层来平整，以便于施加随后的层，例如吸收体层。在作为反射滤光器的光学元件或强度适配滤光器的实施例的情况下，反射镜功能可以由具有不同折射率的多个交替布置的层的布拉格反射器的形式的反射层来实现。反射层(其像吸收体层一样同样沿着光学有效表面延伸)可以借助于在光学有效表面之上以适当的方式适配反射层的厚度比或其部分层的厚度比来在光学有效表面之上适配于工作光的不同入射角。此外，可以由反射层反射的波长的带宽还可以在光学有效表面之上变化。吸收体层的表面或面向工作光的入射侧的侧面可以具有微结构或具有限定的粗糙度。在吸收体层的结构化表面或侧面的情况下，微结构的特征高度可以大于或等于工作光的波长的四分之一。在这种情况下，特征高度被认为是关于表面横向地在最大凸起和最小凹陷之间的最大距离或平均距离。在配备有限定的粗糙度的吸收体层的表面或侧面的情况下，表面的均方根粗糙度(RMS)可以大于或等于工作光的波长的四分之一。在作为反射强度适配滤光器的光学元件或强度适配滤光器的实施例的情况下，强度适配滤光器在工作光的入射侧处的表面可以实施为足够粗糙以避免与布拉格反射器的驻波场干涉。对应地，粗糙度(特别是均方根粗糙度RMS)应该大于工作光的波长的四分之一。同样的应用于作为透射滤光器的实施例，在此，朝向真空的两个外表面的差异应该具有大于波长的四分之一的粗糙度。根据本专利技术的其他方面，为了独立地寻找保护并结合本专利技术的其他方面，提出其中集成了强度适配滤光器的功能的反射镜。为此，反射镜可以包括诸如对于反射强度适配滤光器已经描述的吸收体层，其中吸收体层沉积在具有大量部分层的布拉格反射器的形式的反射层的最外层上方，或沉积为以较大厚度实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学系统的光学元件，所述光学系统用极紫外光或软X射线辐射的波长光谱中的工作光来操作，特别是EUV微光刻的光学系统，所述光学元件包括EUV或软X射线辐射的吸收体层(12)，所述吸收体层沿着光学有效表面延伸并具有相对于所述光学有效表面横向限定的厚度，其中所述吸收体层(12)被施加到基板上并且所述基板实施为反射镜(21)，其特征在于，所述吸收体层的厚度在所述光学有效表面上变化并且所述反射镜包括布拉格反射器形式的反射层(21)，所述反射层沿着所述光学有效表面延伸并在所述光学有效表面之上适配于所述工作光的不同入射角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.05 DE 102016224113.31.一种光学系统的光学元件，所述光学系统用极紫外光或软X射线辐射的波长光谱中的工作光来操作，特别是EUV微光刻的光学系统，所述光学元件包括EUV或软X射线辐射的吸收体层(12)，所述吸收体层沿着光学有效表面延伸并具有相对于所述光学有效表面横向限定的厚度，其中所述吸收体层(12)被施加到基板上并且所述基板实施为反射镜(21)，其特征在于，所述吸收体层的厚度在所述光学有效表面上变化并且所述反射镜包括布拉格反射器形式的反射层(21)，所述反射层沿着所述光学有效表面延伸并在所述光学有效表面之上适配于所述工作光的不同入射角。2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述吸收体层(12)由多个部分层(22、23)构成，其特别地在吸收效应方面不同，其中优选地面向要过滤的辐射的入射侧的一个或多个所述吸收体部分层(23)比背离所述要过滤的辐射的入射侧的侧面的一个或多个所述吸收体部分层(22)具有更小的吸收。3.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件包括覆盖层(23)，其特别是所述吸收体层(12)的部分。4.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述吸收体层(12)包括来自包含Mo、Ru、Si、Si3N4、ZrN、SiC、B4C和Ni的组的一个或多个成分。5.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述基板被结构化或者结构化层(20)布置为担当扩散器，其中特别是提供与结构化组合的平滑层。6.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述反射层(21)实施为使得波长的带宽能够由所述反射层来反射，其中所述带宽在所述光学有效表面上变化。7.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述吸收体层在面向要过滤的辐射的入射侧的至少一个侧面处具有微结构，其中所述微结构的特征高度大于或等于所述工作光的波长的四分之一，由此抑制与驻波场干涉。8.根据权利要求1至6中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述吸收体层在面向要过滤的辐射的入射侧的至少一个侧面处具有限定的粗糙度，其中所述限定的粗糙度大于或等于所述工作光的波长的四分之一，由此抑制与驻波场干涉。9.根据权利要求中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述吸收体层是由与所述布拉格反射器的最外层的材料相同或不同的材料来制造的层，并且除了所述布拉格反射器的最外层...

【专利技术属性】
技术研发人员：H恩基施，U米勒，
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：德国,DE