CN116981966A - 用于制造极紫外波长范围的反射光学元件的工艺以及反射光学元件 - Google Patents
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Abstract
用于制造极紫外光波长范围的反射光学元件,在基板上具有多层系统形式的反射涂层,其中该多层系统具有至少两个不同材料的相互交替层,所述不同材料在极紫外波长范围内的波长处具有不同的折射率实部,其中所述至少两个材料之一的层与随着与该基板的距离增加而配置在相同材料的前一层与最接近层之间的一层或多层一起形成堆叠体,建议于其沉积期间或之后抛光至少一层,使得在生成的反射光学元件中,所有层上的粗糙度与在具有由多个未抛光层所构成的多层系统形式的反射涂层的相对应反射光学元件中的粗糙度相比不显著地增加,并且50个以上的堆叠体被应用。更佳者,选择该层厚度,使得至少一个堆叠体中的至少两个材料之一的层的厚度与(多个)相邻堆叠体中的该材料的层的厚度相差超过10%。如此所生成的反射光学元件具有提高的反射率。
Description
技术领域
本发明关于一种制造用于极紫外波长范围的反射光学元件的方法,其在基板上具有多层系统形式的反射涂层,其中该多层系统具有至少两个不同材料的相互交替层,所述不同材料在极紫外波长范围内的波长处具有不同的折射率实部,其中所述至少两个材料之一的层与随着与该基板的距离增加而配置在相同材料的前一层与最接近层之间的一层或多层一起形成堆叠体;并有关一种由该方法所生成的反射光学元件。本申请案主张2021年3月15日的德国专利申请案第10 2021 202 483.1号的优先权,其揭露内容在此以引用方式全部并入本文供参考。
背景技术
在EUV光刻装置中,诸如基于多层系统的光掩模或反射镜的用于极紫外(EUV)波长范围(例如约5nm与20nm之间的波长)的反射光学元件用于半导体器件的光刻。由于EUV光刻装置通常具有多个反射光学元件,因此其必须具有尽可能高的反射率,以确保足够高的整体反射率。
A.Kloidt等人在Thin Solid Films,228(1993)154-157的“通过离子撞击对超薄Mo/Si多层中的界面进行平滑处理(Smoothing of interfaces in ultrathin Mo/Simultilayers by ion bombardment)”中揭露在软x射线波长范围(即介于0.1nm和5nm之间)中对周期性多层系统的层进行离子辅助抛光在其相应应用之后可导致反射率的增加。为此,检查由钼与硅所构成的22个周期,厚度为2.6nm的多层系统。
发明内容
本发明的一目的是提供一种具有良好反射率的反射光学元件。
此目的通过一种制造用于极紫外波长范围的反射光学元件的方法来实现,其在基板上具有多层系统形式的反射涂层,其中该多层系统具有至少两不同材料的相互交替层,所述不同材料在极紫外波长范围内的波长处具有不同的折射率实部,其中所述至少两个材料之一的层与随着与该基板的距离增加而配置在相同材料的前一层与最接近层之间的一层或多层一起形成堆叠体,其中至少一层在其沉积期间或之后被抛光,使得在生成的反射光学元件中,所有层上的粗糙度与在具有由未抛光层构成的多层系统形式的反射涂层的相对应反射光学元件中的粗糙度相比不显著地增加,并且施加50个以上的堆叠体。
已发现,与具有由多达50个堆叠体的未抛光层所构成的多层系统形式的反射涂层的相对应的反射光学元件相比,至少一层的抛光以及在形成反射涂层的多层系统中提供超过50个堆叠体可实现反射率的增加。具有光学功能的多层系统的单独层可通过物理、化学或物理化学沉积来施加。
在特别较佳的实施例中,选择层厚度使得在至少一堆叠体中的至少两个材料之一的至少一层的厚度与在相邻堆叠体中的该材料的层的厚度相差超过10%。已令人惊讶地发现,与具有由粗糙层所构成的相对应多层系统的反射光学元件相比可实现的反射率的增加可以比由多层所构成的反射光学元件的情况高约一个数量级,从堆叠体到在制造公差范围内具有光学功能的整个多层系统上的堆叠体,其厚度是恒定的。
有利地,为了获得在反射率的高的提升,对在每个堆叠体中的至少一层进行抛光。事实上,为了能够与超过50个堆叠体的多个堆叠体一起获得特别高的反射率增加,则优先抛光每个单层。
关于通过与具有相对应多层系统的反射光学元件相比的反射率的良好增加(该多层系统由作为具有多达50个堆叠体的反射涂层的未抛光层构成),则已发现当施加55至70个堆叠体,较佳为60至70个堆叠体的时候是有利的。
有利地,至少一层的抛光是通过以下进行:离子辅助抛光、反应式离子辅助抛光、等离子体辅助抛光、反应式等离子体辅助抛光、偏压等离子体辅助抛光、通过以脉冲直流电流的磁控管雾化的方式进行的抛光,或是原子层抛光。该抛光可在至少一层的沉积之前或期间或之后进行。不管进行抛光的特定时刻如何,任何方法都可用的,包括例如离子辅助抛光(还参考US 6,441,963B2;A.Kloidt等人(1993),Thin Solid Films 228(1-2),154至157中的“通过离子撞击对超薄Mo/Si多层中的界面进行平滑处理”;E.Chason等人(1993),MRSProceedings,317,91中的“离子溅镀期间表面粗糙与平滑的动力学”)、等离子体辅助抛光(还参考DE 10 2015 119 325A1)、反应式离子辅助抛光(还参考Ping,使用HCl气体对GaN进行化学辅助离子束蚀刻的研究,Appl.Phys.Lett.67(9)1995 1250)、反应式等离子体辅助抛光(还参考US 6,858,537 B2)、等离子体浸没式抛光(还参考US 9,190,239B2)、偏压等离子体辅助抛光(还参考S.Gerke等人(2015),“偏压等离子体辅助射频磁控溅射沉积无氢非晶硅”,Energy Procedia 84,105至109),通过用脉冲直流电流的磁控管雾化的方式进行的抛光(还参考Y.Pei(2009),Acta Materialia,57,5156-5164中的“纳米复合薄膜的生长:从动态粗糙化到动态平滑化”)、原子层抛光(还参考US 8,846146B2;Keren J.Kanarik、Samantha Tan及Richard A.Gottscho,原子层蚀刻:重新思考蚀刻艺术,物理化学快报杂志2018年9月(16),4814-4821,DOI:10.1021/acs.jpclett.8b00997)。可选地,还可将两个或多个抛光方法彼此组合,例如使其同时或依序进行。
在一进一步方面中,该目的是通过通过上述方法所生产的反射光学元件来实现的。
已经发现,如此生成的反射光学元件或EUV波长范围与相对应的反射光学元件相比可具有更高的反射率,该相对应的反射光学元件具有由未抛光层所构成的多层系统作为具有多达50个堆叠体的反射涂层。
在特别较佳的实施例中,在至少一堆叠体中,反射光学元件具有至少两个材料之一的至少一层,其厚度与在相邻堆叠体中所述材料的层的厚度相差超过10%。已经发现,令人惊讶的是,与具有由粗糙层所构成的相对应多层系统的反射光学元件相比,与由其厚度在制造公差范围内具有光学功能的整个多层系统上从堆叠体到堆叠体是恒定的层所构成的相对应反射光学元件相比可实现的反射率的增加可以高约一个数量级。
有利的是,反射光学元件具有两个堆叠体,其中至少两个材料之一的层的厚度与相应相邻堆叠体中该材料的层的厚度相差超过10%。这具有可以良好平均反射率来生产的优点,而在该涂布操作期间的涂布参数仅有轻微的变化。
较佳地,反射光学元件的所有堆叠体的至少一半具有至少两个材料之一者的层的至少一厚度,其与相应相邻堆叠体中相对应材料的层的厚度相差超过10%。因此可以非常灵活的方式提供反射光学元件进行各种不同的应用,尤其是光学类型的应用。
有利地,反射光学元件的多层系统的层具有恒定的粗糙度或在远离基板的方向上缩减的粗糙度。因此,与具有由未抛光层所构成的多层系统并具有多达50个作为反射涂层的堆堆叠体的反射光学元件相比,其可实现特别良好的反射率增加。或者,该反射光学系统的多层系统的层在远离基板的方向上具有上升的粗糙度,与相对应的由未抛光层所构成的反射光学元件的情况相比,其粗糙度的上升较小。这允许在一定程度上减少对各个层的抛光的要求,因此能够减少与涂布工艺相关的成本与不便,但仍然发现反射率增加。该上升尤其可为线性、二次方的或指数的。
在一些较佳的实施例中,反射光学元件的粗糙度不大于0.2nm。在0.2nm或更小的粗糙度的情况下,与具有更高粗糙度与50或更小的堆叠体数量的反射光学元件相比,反射光学元件可具有显著增加的反射率。
更佳地,特别是用于EUV光刻或晶圆或掩模检查系统中,反射光学元件包括钼和硅作为在极紫外波长范围内的波长具有不同折射率实部的至少两个材料。
附图说明
将参考较佳的工作实施例以详细说明本发明。所述图显示:
图1为反射光学元件的第一实施例的示意图;
图2示出针对式反射光学元件的第二实施例与第一比较形的为层数的函数的粗糙度;
图3示出取决于双层的数量的反射光学元件的第二实施例和第一比较形式的变型的层厚度;
图4示出取决于双层的数量的反射光学元件的第二实施例和第一比较形式的变型的反射率;
图5示出具有50个双层的第二实施例与第一比较形式的相应变型进行标准化的反射率的相对变化;
图6示出针对反射光学元件的第三实施例与第二比较形式的为层数的函数的粗糙度;
图7示出针对具有50个双层的第三实施例与第二比较形式的相应变型进行标准化的反射率的相对变化;
图8示出针对反射光学元件的第四实施例与第三比较形式的为层数的函数的粗糙度;
图9示出针对具有50个双层的第四实施例与第三比较形式的相应变型进行标准化的反射率的相对变化;
图10示出取决于层数的反射光学元件的第五实施例与第四比较形式的层厚度;
图11示出取决于入射角的反射光学元件的第五实施例与第四比较形式的平均反射率;
图12示出取决于双层的数量的反射光学元件的第五实施例的变型的宽带容量;
图13示出针对具有50个双层的第五实施例与第四比较形式的相应变型进行标准化的反射率的相对变化;
图14示出取决于层的数量的反射光学元件的第六实施例与第五比较形式的层厚度;
图15示出取决于入射角的反射光学元件的第六实施例与第五比较形式的平均反射率;
图16示出取决于双层的数量的反射光学元件的第六实施例的变型的宽带容量;以及
图17示出针对具有50个双层的第六实施例与第五比较形式的相应变型进行标准化的反射率的相对变化。
具体实施方式
本文所提出的一方法用于在基板上生成多层系统形式的反射涂层的极紫外波长范围的反射光学元件,其中该多层系统具有至少两个不同材料的相互交替层,所述不同材料在极紫外波长范围内的波长处具有不同折射率实部,其中所述至少两个材料之一的层与随着与该基板的距离增加而配置在相同材料的前一层与最接近层之间的一层或多层一起形成堆叠体,所述方法具有以下方面:
至少一层是在其沉积期间或之后被抛光,使得在生成的反射光学元件中,所有层的粗糙度与在具有由未抛光层构成的多层系统形式的反射涂层的对应反射光学元件中的粗糙度相比上升不显著。
施加超过50个堆叠体,较佳为55到70个堆叠体。
在非常特别较佳实施例中,选择层厚使得至少一堆叠体中的至少两个材料之一的层的厚度与相邻堆叠体中该材料的层的厚度相差超过10%。
图1显示以下列方式生成的反射光学元件50的示意图,该方式为在基板59上具有呈一多层系统54形式的反射涂层,在本示例中,多层系统54具有一材料的层,该层是由在例如进行一图形曝光的工作波长处具有相对高折射率实部的材料(也称为间隔体57)以及在工作波长处具有相对低折射率实部的材料(也称为吸收体56)以一交替方式施加到基板51,其中吸收体-间隔体对形成堆叠体55。从某种意义上说,这模拟了一晶体,其晶格平面对应于发生布拉格反射的多个吸收层。通常,EUV光刻装置或光学系统的反射光学元件设计为使得最大反射率的相应波长与光刻工艺或例如晶圆或掩模检查系统的其他应用的工作波长基本一致。
个别层56、57以及重复堆叠体55的厚度在最简单的情况下在整个多层系统54上可为恒定的,或者在多层系统54的区域或总厚度上变化,这取决于所要达到的光谱或角度相关的反射轮廓或在工作波长下所要达到的最大反射率。当在整个多层系统54上的层厚度大致上恒定时,即在制造公差的范围内,还参考周期55而不是堆叠体55。在本文所讨论的较佳实施例中,层厚度经选择使得至少一堆叠体55'中的至少两个材料之一的层的厚度与相邻堆叠体55中该材料的层的厚度相差超过10%。在图1所示的例子中,除了堆叠体55'外,所有堆叠体55作为周期55由两层56、57所构成,而每一层在多层系统54的整个厚度上具有恒定的厚度。这种堆叠体也可称为双层。在修改中,也可在一个堆叠体中提供多于两层,每一层均具有在EUV波长范围内的固定波长处具有不同复折射率的不同材料。图1所示的不同周期的堆叠体55'具有比相邻堆叠体55明显更厚的间隔体层57'。在一变型中,该间隔体层也可经选择以比相邻堆叠体中的更薄,或者该吸收层与相邻堆叠体中的吸收层相比可具有大于10%的厚度变化。间隔体层与吸收层或任何其他层同样可具有不同的厚度。图1所示例子显示只有一个堆叠体与其他堆叠体的周期性不同的最简单情况。在进一步的变型中,这可是多于一个到所有堆叠体的情况。在后者情况下,有完全非周期性的多层系统。所述反射光学元件凭借其形成反射涂层的具有降低的周期性的多层系统而具有提高的宽带容量。这意味着,在固定角度范围内的EUV波长范围中的入射辐射的固定波长处,所述反射光学元件比相对应的多个窄带反射光学元件具有更高的平均反射率。在一固定的入射角下,所述反射光学元件在一固定波长范围内同样具有比相对应的窄带反射光学元件更高的平均反射率。
此外,为了增加在相应的工作波长下可能的最大反射率,还可通过用更多或更少的吸收材料补充由吸收体56和间隔体57所构成的基本结构以一受控方式影响反射分布。为此,在一些堆叠体中的吸收体和/或间隔体材料可相互互换,或者所述堆叠体可由一个以上的吸收体和/或间隔体材料构成。再者,还可在间隔体层与吸收层57、56之间提供多个附加层作为扩散屏障。例如对于13.5nm的工作波长而言,通常的材料组合是以钼作为吸收体材料并以硅作为间隔体材料。此处的周期55通常具有大约6.7nm的厚度,其中间隔体层57通常比吸收体层56厚。另外的常规材料组合则包括钌/硅或钼/铍。为防止相互扩散而存在的任何扩散屏障可由例如碳、碳化硼、氮化硅、碳化硅或包含这些材料之一的组合物构成。此外,还可能在多层系统54的顶部提供也可具有多层的保护层53,以保护多层系统54免受污染或损坏。
用于EUV光刻的反射光学元件的典型基板材料是硅、碳化硅、硅渗透碳化硅、石英玻璃、掺钛石英玻璃、玻璃以及玻璃陶瓷。特别是在此基板材料的情况下,为了保护基板59免受辐射损伤,例如不需要的致密化,还可能在多层系统54与基板59之间提供一层,该层是由对用于反射光学元件50的操作的EUV波长范围内的辐射具有高吸收性的材料构成。再者,基板还可由铜、铝、铜合金、铝合金或铜铝合金构成。在基板59与具有光学功能的多层系统54之间,还可存在一个或多个层或层系统,其采用除了光学功能外的功能,例如补偿或减少在形成反射涂层的多层系统54中所引起的层应力。
在图1中的举例显示出的反射光学元件50中,层56、56'、57中的至少一层在其施加期间和/或之后已被抛光。所述层通过任何已知的物理、化学或物理化学沉积方法来施加,特别是例如磁控溅射、离子束辅助溅射、电子束蒸发以及脉冲激光涂布(包括PLD(脉冲激光沉积)方法)。较佳地,每一堆叠体55、55'中的至少一层已经被抛光。更佳地,每一单层都已被抛光。该抛光可在至少一层的沉积之前或期间或之后进行。取决于进行抛光的时间,可使用任何所需的方法,包括例如离子辅助抛光、等离子体辅助抛光、反应式离子辅助抛光、反应式等离子体辅助抛光、等离子体浸没式抛光、偏压等离子体辅助抛光、通过脉冲直流电流的磁控雾化抛光或是原子层抛光。还可将两个或多个抛光方法相互组合,例如同时或依序进行。在一些变型中,多层系统的层可具有例如恒定的粗糙度或在远离基板的方向上减小的粗糙度。在进一步的变型中,例如,该多层系统的层可具有在远离基板的方向上以线性方式上升的粗糙度,与由未抛光层所构成的相对应反射光学元件的情况相比,该粗糙度上升幅度更小。在又另一变型中,例如,该多层系统的层可具有在远离基板的方向上以二次方的方式上升的粗糙度,与由未抛光层所构成的相对应反射光学元件的情况相比,该粗糙度上升幅度更小。
以下将举例说明具有不同粗糙度级数(roughness progressions)的一些实施例,首先参考一些具有纯周期性结构的反射光学元件,即仅由双层所构成。本文举例所讨论的例子是针对13.5nm波长优化的反射光学元件以及准垂直入射,该优化的反射光学元件例如用于EUV光刻,而该准垂直入射即与表面法线大致呈0°的入射角。在由硅所构成的基板上,它们具有作为间隔体层的硅以及作为吸收体层的钼的双层,相应反射光学元件的所有双层在制造精确度范围内都是相同的。
图2所示的例子首先显示反射光学比较元件,其中,其表面的粗糙度随着层数或从基板所计数的双层数的增加而以线性方式增加(虚线)。当将由70个双层所构成的多层系统涂敷到该基板上时,粗糙度从尚未涂布的基板表面上的0.10nm上升到几乎0.40nm的数值。粗糙度是rms粗糙度或均方根粗糙度,确定从中线的平均方差的平方,即表面的理想级数(ideal progression)。针对此目的相关的局部频率范围为10nm至100μm。通过与这些粗糙的反射光学元件比较,考虑相对应的反射光学元件,其中,在本文所示的例子中,该多层系统的所有层都已经被抛光,以使均方根粗糙度作为所施加层数的函数保持恒定(实线)。
这里所具体比较的是分别具有40至70个双层的反射光学元件,其相应层厚度已针对最大反射率进行优化。相应层厚度被绘制在图3中。随着双层数量的增加,间隔体层的厚度也略有增加,即此处的硅层的厚度,而吸收体层的厚度相对应下降,即此处的钼层的厚度。对于具有未抛光层的反射光学比较元件以及具有抛光层的反射光学比较元件都是这种情况,两情况的层厚度实际上没有差异。此处所说明的其他例子也具有基于钼以及硅的多层系统。
图4显示在13.5nm波长与几乎0°的入射角下的反射率百分比与相应反射光学元件的双层数量的函数关系,具体来说,实线表示具有抛光层的反射光学元件,而虚线表示具有未抛光层的反射光学元件。在具有粗糙未抛光层的反射光学元件的情况下,反射率在大约50个双层时达到最大值,并且随着双层数量的增加而再次下降。相反,在具有抛光层的反射光学元件的情况下,令人惊讶的是,可检测到反射率的成比例增加,这会导致反射率曲线因抛光而以相同的进程产生一位移。尤其是在超过50个双层的情况下,反射率有大于成比例的增益。为了更清楚看到此效果,图4中的两反射率级数绘制在图5中,标准化到具有50个双层的相应反射光学元件的反射率。在70个双层的情况下,可以在基板的涂布中通过抛光多层系统的单独层来实现超过0.3%的反射率上升。
相对地,还检查具有形成反射涂层的多层系统的反射光学元件,所述多层系统具有粗糙度以线性方式上升的抛光层,但该粗糙度与刚刚阐明的具有多层系统(该多层系统具有形成反射涂层的粗糙层)的反射光学比较元件的情况相比具有更低的斜率。图6显示作为层数的函数的两个粗糙度级数(虚线表示具有未抛光层的反射光学元件,实线表示具有抛光层的反射光学元件)。如图6及图4所示,此处所呈现的具有未抛光层的反射光学比较元件(虚线)的粗糙度从尚未涂布的基板表面上的0.10nm上升到当将由70个双层所构成的多层系统施加于基板时的几乎0.40nm的值。在具有抛光层的反射光学元件(实线)的情况下,在70个双层的情况下粗糙度上升到0.15nm。在图7中,以百分比为单位绘制相对应的反射率作为双层数量的函数,并标准化到具有50个未抛光层的反射光学元件的反射率。同样,在13.5nm波长处的反射率是在几乎为零的入射角处的反射率。
此外,对于具有由粗糙层所构成的多层系统的反射光学比较元件与具有由抛光层所构成的多层系统作为反射涂层的反射光学元件,还已检查粗糙度随着层数以二次方的方式上升的反射光学元件。如图8所示,其中显示了这两种粗糙度进展,此处所考虑的具有未抛光层(虚线)的反射光学元件的粗糙度从尚未涂布的基板表面上的0.10nm上升到当将由70个双层所构成的多层系统应用于基板时的几乎0.40nm的数值。在具有抛光层的反射光学元件(实线)的情况下,在70个双层的情况下粗糙度上升到0.20nm。在图9中,以百分比为单位绘制相对应的反射率作为双层数量的函数,并标准化到具有50层的相应反射光学元件的反射率。在这里,13.5nm波长处的反射率也是在几乎为零的入射角处的反射率。
从图7及图9可明显看出,即使在反射光学元件具有粗糙度上升的抛光层的情况下,在将多层系统施加到相应基板上时,甚至在超过50个双层之上以及上方的层的抛光,与具有未抛光层的相对应反射光学元件相比,可实现大于成比例的反射率增益,而与粗糙度增加的方式无关。在此处作为例示检查的两种情况下,可以在基板涂布中通过抛光多层系统的单独层来实现接近0.2%的反射率提高。特别是在从55到70个堆叠体的范围内,与由未抛光层所构成的相对应多层系统相比,对形成反射涂层的相应多层系统的层进行抛光可实现显著大于成比例的反射率增益(a significantly greater than proportional gainin reflectivity)。
除了刚刚所讨论过的具有周期性多层系统的窄带反射式光学元件外,已检查具有非周期性多层系统的宽带反射式光学元件,即在至少一堆叠体中偏离以其他方式观察到的周期性的多层系统。
以下所示的例子是反射光学元件,其中多层系统的层具有在远离基板的方向上以二次方方式上升的粗糙度,在粗糙度的增加小于由未抛光层所构成的相对应反射光学元件的情况,如最后讨论的窄带光学元件(还参见图8)。
图10至图13所示的例子是反射光学元件,其中周期性仅在具有其光学功能的多层系统中的特定点处被破坏。具有抛光层的变型以及具有未抛光层的变型都具有两个堆叠体,其中至少两个材料之一的层的厚度与相应相邻堆叠体中该材料的层的厚度相差超过10%。对于本文所示的例子,层厚度被显示为图10中的层数的函数,对于执行举例来说,每个具有70个双层,钼作为吸收体,硅作为间隔体。这里的十字表示具有粗糙多层系统作为反射涂层的比较元件的层厚度,而圆点表示具有抛光多层系统作为反射涂层的反射光学元件的层厚度。在这里所检查的变型中,两个堆叠体中的间隔体层均被选择为比周期性基础设计中的更厚。在图10中以示例方式显示的70个双层的情况下,在抛光情况下,不同间隔体层的厚度为4.84nm或8.12nm,而不是4.18nm,而在粗糙情况下,厚度为5.20nm或7.79nm,而不是3.89nm。图11显示在15°到20°的角度范围内、作为13.5nm波长处的入射角的函数的产生的反射率百分比。
还检查具有50、55、60及65个层的相对应反射光学元件,但此处并未显示。其宽带容量δ,被定义为最大与最小反射率之差与整个角度范围内的算术平均反射率(称为平均反射率)的商,如图12所示。δ越小,多层系统的宽带容量则越大。平均反射率通常被引用为宽带反射光学元件的反射的量度。由于对于具有具有50至70层的多层系统的反射光学元件,宽带容量δ可以6%数值变化,因此具有粗糙层(十字)与抛光层(圆点)的相对应反射光学元件可被认为是可比较的。通过比较,应该指出,在结合图8与图9讨论的窄带反射光学元件的情况下,在12%处的相对应δ值大约是两倍高。
图13显示,作为双层数量的函数,这些反射光学元件的平均反射率的相对变化基于具有由50个双层所构成的多层系统的相应反射光学元件的平均反射率。在相应光学元件的生产中对各层进行抛光实现平均反射率的高达2.5%的大于比例增加。
此外,还已检查粗糙度呈二次上升的宽带反射光学元件,其中所有堆叠体的至少一半具有至少两个材料之一的层的至少一厚度,其与一个或多个相应的相邻堆叠体中的对应材料的层的厚度相差超过10%。在以下所考虑的例子中,可完全自由选择层厚度。因此,对照于结合图11到图13所考虑的例子,在选择层厚度时存在最大量的自由度。举例来说,图14显示具有70个双层的相应执行的层厚度作为层数的函数。十字代表具有粗糙层的反射光学元件的层厚度,而圆点则代表具有抛光层的反射光学元件的层厚度。在所有堆叠体的一半以上中,至少两个材料之一的至少一层的厚度与一个或多个相应相邻堆叠体中的对应材料的层的厚度相差超过10%。图15显示在15°到20°的角度范围内、作为13.5nm波长的入射角函数的反射率百分比。还检查具有50、55、60和65个双层的相对应反射光学元件。作为双层数量的函数,50到70个双层的宽带容量δ被绘制在图16中,具有多抛光层的反射光学元件用实心圆点表示,具有未抛光层的反射光学元件则用十字表示。这些数值基本上略高于6%,并且彼此之间仅略有不同,因此可认为这些不同的反射光学元件具有可比性。
图17显示,作为双层数量的函数,这些反射光学元件的平均反射率的相对变化是基于具有由50个抛光的双层以及50个未抛光的双层所构成的多层系统的反射光学元件的平均反射率。在相应光学元件的生产中对各层进行抛光实现平均反射率的高达1.4%的大于成比例增加。
因此,在具有特别是55到70个堆叠体,较佳为60到70个堆叠体的大量堆叠体的宽带反射光学元件的情况下,通过在相应多层系统的施加中的抛光层、较佳为所有层,令人惊讶地可能是实现平均反射率之大于成比例的增加,这比基于纯周期性多层系统的窄带反射光学元件的情况高出大约一个数量级。
在相较于图14至图17中的最新例子发现多层系统具有更低自由度的宽带反射光学元件的情况下也实现了可比较的结果,并且在以下宽带反射光学元件的情况下也实现了可比较的结果,其中形成反射涂层的具有光学功能的多层系统的层具有恒定的粗糙度或在远离基板的方向上减小的粗糙度,或是其中该多层系统的层具有在远离基板的方向上以线性方式上升的粗糙度,其中粗糙度的上升小于具有由未抛光层构成的多层系统形式的反射涂层的相对应反射光学元件的情况。
在具有基于钌/硅或钼/铍的多层系统的反射光学元件的情况下,还观察到通过层抛光以及增加层数来提高反射率。无论是否额外提供层以减少吸收体层与间隔体层之间的相互扩散或作为对形成反射涂层的具有光学功能的各个多层系统的真空侧的保护,还可检测效果。
Claims (12)
1.一种用于制造极紫外波长范围的反射光学元件的方法,所述反射光学元件在基板上具有多层系统形式的反射涂层,其中该多层系统具有至少两个不同材料的相互交替层,所述不同材料在极紫外波长范围内的波长处具有不同的折射率实部,其中所述至少两个材料之一的层与随着与该基板的距离增加而配置在相同材料的前一层与最接近层之间的一层或多层一起形成堆叠体,其中:
至少一层在其沉积期间或之后被抛光,使得在生成的反射光学元件中,所有层上的粗糙度与在具有由未抛光层构成的多层系统的形式的反射涂层的相对应反射光学元件中的粗糙度相比不显著地增加;以及
施加50个以上的堆叠体。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,选择该层厚度,使得至少一堆叠体中的至少两个材料之一的至少一层的厚度与一个或多个相邻堆叠体中该材料的层的厚度相差超过10%。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,抛光每个堆叠体中的至少一层。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,抛光每一单层。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,施加55至70个堆叠体。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,至少一层的抛光通过以下进行:离子辅助抛光、反应式离子辅助抛光、等离子体辅助抛光、反应式等离子体辅助抛光、偏压等离子体辅助抛光、利用脉冲直流电流的磁控管雾化抛光或原子层抛光。
7.一种反射光学元件,通过根据权利要求1至6中任一项所述的方法来制造。
8.如权利要求7所述的反射光学元件,其特征在于,所述反射光学元件具有两个堆叠体,其中至少两个材料之一的层的厚度与相应相邻堆叠体中该材料的层的厚度相差超过10%。
9.如权利要求7或8所述的反射光学元件,其特征在于,所有堆叠体中的至少一半具有至少两个材料之一的层的至少一厚度,其与一个或多个相应相邻堆叠体中相对应材料的层的厚度相差超过10%。
10.如权利要求7至9中任一项所述的反射光学元件,其特征在于,该多层系统的层具有恒定的粗糙度或在远离所述基板的方向上减小的粗糙度。
11.如权利要求7至10中任一项所述的反射光学元件,其特征在于,所述反射光学元件的粗糙度不超过0.2nm。
12.如权利要求7至11中任何一项所述的反射光学元件,其特征在于,所述反射光学元件包括钼与硅作为在极紫外波长范围内的波长处具有不同的折射率实部的至少两个材料。
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