TW201447918A - Ｅｕｖ反射鏡與包含ｅｕｖ反射鏡之光學系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種EUV反射鏡，其包含一基板及塗覆於該基板上的一多層配置，該多層配置對於來自極紫外光範圍(EUV)之波長λ的輻射具有反射效應且包含具有交替層的多個層對，該等交替層包含一高折射率層材料及一低折射率層材料。該多層配置包含：一週期性第一層群組(LG1)，其具有第一數目N1＞1之第一層對，該等第一層對是配置在該多層配置之輻射入射側附近且具有第一週期厚度P1；一週期性第二層群組(LG2)，其具有第二數目N2＞1之第二層對，該等第二層對是配置在該第一層群組及該基板之間且具有第二週期厚度P2；及一第三層群組(LG3)，其具有第三數目N3之第三層對，該等第三層對是配置在該第一層群組及該第二層群組之間。第一數目N1大於第二數目N2。該第三層群組具有平均第三週期厚度P3，其與平均週期厚度PM=(P1+P2)/2相差週期厚度差ΔP，其中週期厚度差ΔP實質上對應於四分之一波層之光學層厚度λ/4及第三數目N3與cos(AOIM)之乘積的商數，其中AOIM是該多層配置所設計的平均入射角。

Description

EUV反射鏡與包含EUV反射鏡之光學系統 【相關申請案交互參照】
本申請案主張2013年1月11日中請之德國專利申請案第10 2013 200 294.7號之權利，其揭示內容以引用方式併入本文中。
本發明有關EUV反射鏡及包含EUV反射鏡的光學系統。一個較佳應用領域是EUV微影。其他應用領域在EUV顯微學(microscopy)及EUV遮罩量測學(mask metrology)中。
時下盛行的微影投影曝光方法用於製造半導體組件及其他精細結構化的組件，如，用於微影的遮罩。在此例中，利用載有或形成要成像之結構的圖案(如，一層半導體組件的線圖案)的遮罩(光罩(reticle))或其他圖案化裝置。在投影曝光設備中，圖案定位在照射系統及投影透鏡間之投影透鏡的物體平面區域中，及用照射系統提供的照射輻射加以照射。為圖案所更改的輻射作為投影輻射通過投影透鏡，該投影透鏡將圖案成像至要曝光的基板上，該基板塗布有輻射敏感層且其表面位在投影透鏡的影像平面中，該影像平面與物體平面為光學共軛。
近幾年來為了能夠製造甚至更精細的結構，已開發的光學系 統能以適度數值孔徑(moderate numerical aperture)來操作及實質上利用極紫外光(extreme ultraviolet，EUV)範圍中所用電磁輻射的短波長(尤其具有5nm及30nm間之範圍中的操作波長)增加高解析度性能。在EUV微影具有操作波長約略13.5nm的情況中，例如考慮影像側數值孔徑NA=0.3，理論上可達到量級為0.03μm的解析度以及量級約0.15μm的典型焦深。
極紫外光範圍的輻射無法借助折射光學元件加以聚焦或引導，因為短波長被較高波長下可穿透的已知光學材料所吸收。因此，在EUV微影中使用反射鏡系統。一個類別的EUV反射鏡根據全反射原理在入射輻射的相對高入射角下操作，也就是說以掠入射(grazing incidence)操作。多層反射鏡用於法線入射或幾乎法線入射。對EUV範圍的輻射具有反射效應的此反射鏡(EUV反射鏡)具有基板，其上塗覆多層配置(multilayer arrangement)，該多層配置對極紫外光範圍的輻射具有反射效應及具有包含交替低折射率及高折射率層材料的大量層對(layer pair)。EUV反射鏡的層對通常以鉬/矽(Mo/Si)或釕/矽(Ru/Si)的層材料組合所構成。
已知多層反射鏡的反射率或反射比大幅取決於照射之EUV輻射的入射角及波長。如果多層配置實質上由具有多個相同層對的週期性層序列組成，即可達成較高的反射率最大值。然而，在此情況下，在反射率對入射角之相依性的情況中及在反射率對波長之相依性的情況中均形成反射率曲線之半峰全幅值(full width at half maximum，FWHM)的相對較低值。先前技術揭露習用多層反射鏡之反射率之入射角相依性及波長相依性的實例。
然而，在具有相對高數值孔徑之用於EUV範圍的光學系統中，例如，在用於EUV微影的投影透鏡中，在光束路徑中特定位置的入射角可發生相對高變動。就此而言，需要使用反射比隨分別發生的入射角範圍僅少許變動的EUV反射鏡。已有許多提議提出建構針對入射角範圍為寬頻(broadband)的此類多層反射鏡。
「EUV multilayer mirrors with tailored spectral reflectivity」(T.Kuhlmann、S.Yulin、T.Feigl及M.Kaiser，Proceedings of SPIE Vol.4782(2002)，第196至203頁)一文說明具有寬頻效應(broadband effect)之EUV反射鏡的特殊層構造。多層配置包含複數個層群組(layer group)，其各具有不同材料之至少兩個個別層之形成週期的週期性序列。個別層群組的週期數目及週期厚度自基板向表面減少。一個例示性具體實施例具有三個不同層群組。利用此層構造所要達成的是，首先，自基板向表面之相應層群組之反射最大值的峰值波長位移至較短波長，致使整個系統因個別層群組之反射的疊加而產生較寬反射峰值。其次，所有層群組可對整個系統的反射率造成大約相同的影響。以此方式，可在較大波長範圍或角範圍上達成幾乎恆定的反射率。
「Broadband multilayer mirrors for optimum use of soft x-ray source output」(Z.Wang及A.G.Michette，J.Opt.A：Pure Appl.Opt.2(2000)，第452-457頁)一文及「Optimization of depth-graded multilayer designs for EUV and X-ray optics」(Z.Wang及A.G.Michette，Proceedings of SPIE Vol.4145(2001)，第243-253頁)一文指出具有寬頻效應之EUV反射鏡的實例，其中藉由以下事實達成寬頻特性：多層塗層之個別層的層厚度因最佳化程序而分別在多層配置的深度方向上有所變動。具有利用模擬程式最佳化之個別層隨機序列(stochastic sequence)的此類多層配置又稱為「深度漸變多層(depth-graded multilayer)」。此類多層配置的製造可為困難的，因為必須在塗布程序中連續製造具有許多不同層厚度的層。
先前技術揭露用於法線或幾乎法線入射之具有不同層對群組之多層配置的寬頻EUV反射鏡。表面層膜群組(surface layer film group)配置在多層配置的輻射入射側(radiation entrance side)。在輻射入射側對面，接著是附加層。在此附加層之後是沿基板方向中的更深層對群組(深層膜群組)。在此例中，表面層膜群組的反射率比接近基板之較深層群組的反射率 高，及反射輻射因存在附加層而相移，致使整個多層配置的反射率峰值比沒有附加層時低，及峰值波長周圍的反射率比沒有附加層時高。預期附加層的光學層厚度(optical layer thickness)對應於EUV輻射之波長的四分之一(即，λ/4)或多層配置之週期厚度(period thickness)的一半或此值加週期厚度的整數倍數。在一例示性具體實施例中，附加層由矽組成且配置直接鄰接鉬/矽層對的矽層，致使具有對應於至少一半波長(即，至少λ/2)之層厚度的矽層設置在多層配置內。
【問題及解決方案】
本發明解決的一個問題是，提供一種EUV反射鏡，其在較大入射角範圍上僅具有少許反射比變動，及其此外可以高精確度製造。
為了解決這個問題，本發明提供一種EUV反射鏡。此外，提供一種光學系統，其包含上述EUV反射鏡。
有利的發展如申請專利範圍附屬項中所指定。申請專利範圍的措辭在「實施方式」的內容中以引用方式併入。
第一及第二層群組各具有兩個或兩個以上層對，該等層對直接互相毗鄰或直接互相鄰接，及該等層對可各以相關聯週期厚度P1、P2為特徵。第三層群組可由單一層對或複數個層對(各具有相關聯週期厚度P3)組成。
層對各包含由相對高折射率層材料構成的層及由(與其相對)低折射率層材料構成的層。此層對又可稱為「雙重層」或「雙層」。週期厚度係實質上給定為：
在此例中，k是層對中的層數目，ni是相應層材料的折射率， 及di是幾何層厚度(geometrical layer thickness)。除了由相對高折射率及相對低折射率層材料構成的兩層之外，層對亦可分別具有一或複數個另外層，例如減少相鄰層間互相擴散的內插障壁層(interposed barrier layer)。
具有大量層對的多層配置以「分散式布拉格反射器(distributed Bragg reflector)」的方式發揮作用。在此例中，層配置模擬一種晶體，其導致布拉格反射的晶格平面由具有較低折射率實部的材料層形成。在預定義波長及預定義入射角範圍中，利用布拉格方程式決定層對的最佳週期厚度，一般在1nm及10nm之間。
在本申請案中，用語「週期性層群組」是指具有兩個或兩個以上直接鄰接層對的層群組，該等層對之週期厚度在標稱上(nominally)相同或相似，致使週期厚度波動最多10%。
用語「嚴格週期性層群組」是指其中一週期中不同個別層厚度也在所有週期中均相同的週期性層群組。
每一個嚴格週期性層群組也是週期性層群組，但並非每一個週期性層群組一定是嚴格週期性層群組。
在層群組之嚴格週期性構造的情況中，一般在製造期間，需要製造對於層材料各僅相差相對較少的層厚度，因此與週期性建構但非嚴格週期性建構的層配置相比，製造已經簡化。
週期性第一層群組是配置在多層配置的輻射入射側附近。第一層群組中遠離基板的層可與環境毗鄰。然而，亦可在第一層群組中背對基板側的那一側塗覆頂蓋層(cap layer)，該頂蓋層可由單一層或兩個或兩個以上層的組合形成。
尤其，第一層群組亦可屬於嚴格週期性。
週期性第二層群組配置在第一層群組及基板之間，也就是說比較接近基板。第二層群組可直接塗覆至基板表面。可用來例如補償層應力的一或複數個另外層可配置在基板表面及第二層群組之間。
尤其，第二層群組亦可屬於嚴格週期性。
較佳地，第一層群組及第二層群組二者均屬於嚴格週期性。但這並非必要條件。
第一層群組之層對的第一數目N1大於第二層群組之層對的第二數目N2。此外，第一層群組比第二層群組更接近輻射入射側。這造成接近表面之第一層群組的反射率比更接近基板之第二層群組的反射率高。
第三層群組配置在第一層群組及第二層群組之間。第三層群組的主要功能是在第一層群組內反射的局部光束及在第二層群組內反射的局部光束之間產生相移(phase shift)，致使整個多層配置在所考慮入射角範圍之反射率的最大值比僅由第一層群組及第二層群組而無內插第三層群組所產生之層配置的反射率低。同時達成的是在所考慮入射角範圍之反射率最大值周圍之區域中的反射率曲線具有的半峰全幅值比在無第三層群組之相同層配置的情況中高。對於給定操作波長，在所考慮入射角範圍中，這導致反射率取決於入射角的變動減少，結果，此EUV反射鏡在較大入射角範圍上具有比無第三層群組的對應EUV反射鏡更有用的反射率值。
第三層群組具有第三週期厚度P3，其與平均週期厚度PM=(P1+P2)/2相差週期厚度差(period thickness difference)△P。以下式子因而成立：P3=PM±△P。週期厚度差△P實質上對應於對應波長λ之四分之一波層(quarter-wave layer)的光學層厚度(λ/4)及第三層群組之層對的第三數目N3的商數。在此例中，光學層厚度為相應層材料之幾何層厚度及折射率的乘積，這接近EUV波長範圍中的值1。
在此例中，在第三層群組具有複數個層對的情況中，用語「第三週期厚度P3」是指第三層群組之週期厚度的平均值。如果這些均為恆定，P3對於第三層對之每一者的週期厚度均相同。然而，第三層對的週期厚度亦可有所變動。
在第一及第二層群組中，週期厚度亦可稍微變動，但變動程 度一般明顯小於第三層群組中的。就此而言，用語「第一週期厚度」及「第二週期厚度」各指相應層群組之週期厚度的平均值。
第三層群組約略可就其涉及內插第一層群組及第二層群組之間的四分之一波層的效應來說明，但該四分之一波層的總層厚度分布在第三層群組的複數個層當中。在此例中，第三層群組之所有層的層厚度小於平均週期厚度PM。可因此達成的是，雖然第三層群組用作相移層群組，但同時沒有層厚度接近或大於λ/(2*cos(AOIM))的個別層。藉由省掉λ/(2*cos(AOIM))或其以上所形成之範圍中的層厚度，可簡化多層配置的製造。根據本發明人的觀察，生長行為可隨層厚度變動。舉例而言，在製造相對厚的個別層期間，結晶化效應可在層之層材料累積時發生，因而很難在製造程序期間以所要準確度製造特定所需層厚度。此外，較大層厚度可能導致層粗糙度增加及折射率更改。如果省掉個別層的相對較大層厚度，即可避免這些問題。
較佳地，第三層群組中的最大個別層厚度小於0.9* λ/(2*cos(AOIM))，尤其小於0.85* λ/(2*cos(AOIM))或小於0.8* λ/(2*cos(AOIM))。
尤其，關於可製造性可為有利的是選擇最大層厚度甚至小於第一及第二層群組中的最大層厚度。如此完全避免較厚層。
實質上預期週期厚度差△P對應於λ/4層(四分之一波層)之光學層厚度及第三數目N3的商數。較佳地，週期厚度差的條件△P=x*(λ/(N3 cos(AOIM)))可成立，其中0.2x0.35成立。在此例中，參數AOIM對應於所設計之多層配置的平均入射角。已證明如果參數x位在0.25及0.35之間的範圍中將尤其便利。
預期相移第三層群組對總反射率沒有實質影響。其實質上僅用於第一及第二層群組之間的相移。選擇第三層群組中的層厚度致使其不是或不適於作為用於此波長或入射角範圍的反射器。因此，第三層群組的 反射率較低。第三數目N3不應太高，因為第三層群組對於吸收的影響隨著N3增加而增加。
第三層群組可僅由單一層對組成，致使N3=1成立。較佳地，第三數目N3位在2至5的範圍中，尤其為2或3。於是可在不造成第三層群組之非必要大量吸收的情形下獲得所要相移。
如果第三層群組具有兩個或兩個以上層對，則可為有利的是第三層群組含有具有實質上相同第三週期厚度的週期性層構造(periodic layer construction)，致使涉及週期性第三層群組。尤其，可為有利的是第三層群組甚至為嚴格週期性。如此可簡化製造。
第一層群組及/或第二層群組可具有比第三層群組多出某個倍數的層對。較佳地，第一層群組之層對的第一數目N1為10或更多，尤其為15或更多，或為20或更多。可藉此達成的是，接近表面的第一層群組對總反射率具有尤其大的影響。
新穎的層設計對於第三層群組之層厚度的組態提供許多設計自由度。尤其，其概念使其可避免關鍵的層厚度。「關鍵層厚度」在此代表可以取決於層材料及製造程序的特定困難度製造的此等層厚度。在一些層材料的情況中，如果層厚度超過某個值，則可發生例如結晶化效應，致使可能很難以所需準確度製造在結晶化發生之該值以上的層厚度值。如果選擇對應薄的層厚度，即可避免此類問題。在一些具體實施例中，第三層群組具有第三週期厚度P3比平均週期厚度PM小週期厚度差△P。例如，如果預期在第三層群組的構造中使用大幅吸收性層材料，即可選擇此變化形式。然而，亦存在其中第三層群組具有第三週期厚度P3比平均週期厚度PM大週期厚度差△P的具體實施例。
在一些具體實施例中，提供具有相對薄之個別層的單一相移層群組(第三層群組)。然而，為了進一步均質化反射率的入射角相依性，可為便利的是提供至少另一相移層群組。在一些具體實施例中，存在第四層 群組，其具有配置在第三層群組及基板之間之第四數目N4的第四層對，其中第二層群組的至少一個第二層對配置在第三層群組及第四層群組之間。第四層群組應具有第四週期厚度P4，如第三週期厚度P3的相同條件對其同樣成立。因此，尤其，P4=PM±△P成立，其中較佳地，△P=x*(λ/(N4 cos(AOIM)))，其中0.2x0.35成立。
可將第四層群組視為另一相移層群組，其以離第三層群組的某個距離插入接近基板的第二層群組內。
第四層群組的層構造可與第三層群組的層構造相同或與其有所偏差。
第四層群組可僅由單一層對組成，致使N4=1。第四數目N4較佳地應在2至5的範圍中，尤其為2或3，致使第四層群組亦用作相移層群組而無大幅吸收性。
第四層群組可具有週期性層構造，尤其是嚴格週期性層構造。
第一及第二層群組可使用不同層材料組合建構且可具有不同週期厚度，致使P1≠P2。如果第一週期厚度P1等於第二週期厚度P2，致使平均週期厚度等於第一週期厚度或第二週期厚度，則產生尤其簡單的製造。可將此多層配置描述為插入第三層群組及(若適當)另外亦插入第四層群組的所謂「單堆疊(monostack)」。
在一些具體實施例中，藉由以下事實進一步簡化製造且同時維持有利的光學性質：相對高折射率層材料或相對低折射率層材料的層厚度在第一層群組、第二層群組及第三層群組的所有層對中實質上相同。如果存在第四層群組，則此亦可適用於第四層群組。這導致生產工程上的優點，因為不必「擊中(hit)」層對的層材料之一的不同層厚度。因此可發生的情況是所有層群組中層對的層材料之一具有相同層厚度。於是，需要的是若適當，僅變動用於製造第三層群組及/或第四層群組之另一層材料的層厚 度。
在許多具體實施例中，以嚴格週期性建構層群組的層對。在非嚴格週期性之週期性層群組的情況中，將較高吸收性層材料(在Mo/Si層對的情況中的Mo)的層厚度及層對的週期厚度之間的比率設為參數Γ。在嚴格週期性層群組的情況中，Γ值在層群組的層對中為恆定。此條件可適用於多層配置的層群組之一、複數個層群組或所有層群組。因此，因為僅必須「擊中」幾個層厚度，製造變得比較簡單。
亦存在以下具體實施例：其中較高吸收性層材料(吸收器)的層厚度及至少一個層群組內之層對的週期厚度之間的比率Γ有所變動。在此例中，較佳地藉由以下事實避免隨機變動：Γ值在層群組內連續性變動。從層群組的基板側至層群組較接近輻射入射側的那一側，Γ值可在不同的層對之間增加或減少。
此等條件可適用於多層配置的層群組之一、複數個層群組或所有層群組。這導致更多設計自由度。
本發明亦有關包含上文或下文詳細說明之類型之至少一個EUV反射鏡的光學系統。
光學系統如可為以EUV輻射操作之微影投影曝光設備的投影透鏡或照射系統。EUV反射鏡可具有平面反射鏡表面或凸形或凹形曲線反射鏡表面。在投影透鏡中，如，發生最大入射角間隔的反射鏡，亦可如此處說明建構為(若適當)複數個或所有EUV反射鏡。EUV反射鏡可為可控制多反射鏡陣列(multi-mirror array，MMA)的單軸或多軸可傾斜個別反射鏡，在此不同入射角間隔可取決於傾斜位置而發生。寬頻效應在此可尤其有利。多反射鏡陣列可具有此處說明類型的複數個EUV反射鏡。EUV反射鏡亦可用在其他光學系統中，如，用在顯微鏡領域中。
以上及其他特徵不僅在申請專利範圍中出現且亦在「實施方式」及「圖式簡單說明」中出現，其中個別特徵各可由其本身實現，或以 本發明具體實施例及其他領域中之子組合的形式實現為複數個特徵，並可構成有利且原本即受保護的具體實施例。本發明例示性具體實施例以圖式圖解並在下文中更詳細地解釋。
AOI‧‧‧入射角
COL‧‧‧收集器
FAC1、FAC2‧‧‧琢面反射鏡
FFM‧‧‧場形成反射鏡
IF‧‧‧影像場
ILL‧‧‧照射系統
IMI‧‧‧中間影像
IS‧‧‧影像平面
LG1‧‧‧第一層群組
LG2‧‧‧第二層群組
LG3‧‧‧第三層群組
LG4‧‧‧第四層群組
LG2-1‧‧‧第二層群組之第一子群組
LG2-2‧‧‧第二層群組之第二子群組
LN‧‧‧層編號
M‧‧‧遮罩
MIX‧‧‧混合單元
ML‧‧‧多層配置
M1-M6‧‧‧反射鏡
N‧‧‧法線
OF‧‧‧物體場
OS‧‧‧物體平面
P1‧‧‧第一週期厚度
P2‧‧‧第二週期厚度
P3‧‧‧第三週期厚度
P4‧‧‧第四週期厚度
PN‧‧‧連續層對的數目
PNORM‧‧‧正規化週期厚度
PO‧‧‧投影透鏡
PR‧‧‧投影光束路徑
PS1‧‧‧光瞳平面
RAD‧‧‧輻射
RS‧‧‧主要輻射源
SUB‧‧‧基板
TEL‧‧‧望遠鏡光學單元
W‧‧‧輻射敏感基板
WSC‧‧‧EUV微影投影曝光設備
圖1顯示根據第一例示性具體實施例之多層配置之層結構的示意垂直截面；圖2顯示第一例示性具體實施例的層厚度標繪圖；圖3顯示參考反射鏡的層厚度標繪圖，其多層配置係體現為單純的Mo/Si單堆疊；圖4顯示關於Mo/Si單堆疊(MS)及第一例示性具體實施例之反射率之入射角相依性的比較曲線圖；圖5顯示第二例示性具體實施例的層厚度標繪圖；圖6顯示第三例示性具體實施例的層厚度標繪圖；圖7顯示第四例示性具體實施例的層厚度標繪圖；圖8顯示第五例示性具體實施例的層厚度標繪圖；圖9顯示第二至第五例示性具體實施例之反射率的入射角相依性；圖10顯示第六例示性具體實施例的層厚度標繪圖；圖11顯示第六例示性具體實施例("6")及第一例示性具體實施例("1")之反射率的入射角相依性；圖12顯示第七例示性具體實施例的層厚度標繪圖；圖13顯示第七例示性具體實施例("7")及第一例示性具體實施例("1")之反射率的入射角相依性；圖14顯示第八例示性具體實施例的層厚度標繪圖；圖15顯示第八例示性具體實施例之反射率的入射角相依性； 圖16顯示圖解在第八例示性具體實施例內的週期厚度標繪圖；圖17顯示第九例示性具體實施例的層厚度標繪圖；圖18顯示第九例示性具體實施例之反射率的入射角相依性；及圖19顯示根據本發明之一具體實施例之EUV微影投影曝光設備的組件。
下文基於EUV反射鏡的複數個例示性具體實施例解說本發明諸方面，EUV反射鏡係設計用於λ=13.5nm的EUV操作波長及用於間隔10°AOI17.5°的入射角，也就是說用於平均入射角AOIM=13.75°。在此例中，入射角(AOI)代表由照射在反射鏡表面上的光線相對於照射點之反射鏡表面法線N形成的角度。此類型的入射角間隔例如可在以高數值孔徑操作之EUV微影的光學系統中發生。
如已知，在此類入射角的情況中，使用對EUV輻射具有反射效應的多層反射鏡，其具有含有較大數目之層對(雙層)的多層配置，該等層對具有交替塗覆層(alternately applied layer)如下：具有較高折射率實部之層材料(亦稱為「間隔物(spacer)」)及與其相對具有較低折射率實部之層材料(亦稱為「吸收器」)。可以如鉬/矽(Mo/Si)及/或釕/矽(Ru/Si)的層材料組合建構層對。在此例中，矽分別形成間隔物材料，而Mo及/或Ru用作吸收器材料。層對可含有至少一個另外層，尤其是一內插障壁層，其可由如C、B4C、SixNy、SiC或包含該等材料之一者的合成物組成，並用來防止介面處的互相擴散。
預期下文解說的例示性具體實施例用以圖解一些基本原理。鉬(Mo)及矽(Si)各用作層材料，因此已清楚地解說。基本原理亦可用於 其他波長、其他入射角間隔及/或其他層材料組合。此外，基本原理無關於使用可另外在層堆疊中提供的障壁層及/或保護層而發揮作用。
圖1顯示根據第一例示性具體實施例之多層配置之層結構的示意垂直截面。
圖2顯示相關聯的層厚度標繪圖，其中在橫座標上指示個別層的層編號LN，及在縱座標上指示個別層的幾何層厚度d(單位[nm])。點狀符號表示由鉬構成的個別層，三角形符號表示由矽構成的個別層。基板(未圖解)設置在左側上，致使具有層編號1的個別層直接毗鄰基板。輻射入射側因此位在最高層編號的右方。此圖解方式適用於本申請案中的所有層厚度標繪圖。
圖3顯示用於比較目的之參考反射鏡REF的層厚度標繪圖，該參考反射鏡的多層配置被體現為單純的Mo/Si單堆疊。用語「單堆疊」在此代表其中所有連續層對具有相同層材料組合及相同個別層厚度的多層配置。
圖1的EUV反射鏡具有基板SUB，其具有以光學精確度處理的基板表面，在該基板表面上塗覆多層配置ML，以下亦稱為「多層」。在此實例中，多層配置由52個個別層組成，鉬層(帶斜線)及矽層(不帶斜線)交替於其中。因此，形成26個Mo/Si層對，亦稱為Mo/Si雙層。
個別層或層對可再分成三個分別週期性層群組，其上下配置且具有不同功能。設置在輻射入射側的是週期性第一層群組LG1，其具有第一數目N1=20的Mo/Si層對，亦稱為第一層對。以直接毗鄰基板SUB的方式設置的是週期性第二層群組LG2，其具有第二數目N2=4的直接鄰接Mo/Si層對，亦稱為第二層對。入射側第一層群組之層對的第一週期厚度P1及第二層群組LG2之第二層對的第二週期厚度P2各為相同。「週期厚度」在此是指層對之個別層之光學層厚度的總和，其中光學層厚度各為幾何層厚度d與相應層材料之折射率的乘積。
第三層群組LG3配置在第一層群組LG1及第二層群組LG2之間，同樣具有週期性層構造，但僅有N3=2的Mo/Si層對(第三層對)。第三層群組LG3具有第三週期厚度P3，其明顯與第一及第二層群組的週期厚度有所偏差。在此實例的情況中，第三週期厚度明顯小於第一或第二週期厚度。這是因為兩個Si層(層編號10及12)具有比第一及第二層群組的Si層明顯小的層厚度。
在第一及第二層群組之週期厚度的平均值PM=(P1+P2)/2和第三層群組之週期厚度之間的週期厚度差稱為週期厚度差△P，其在實例(P3=PM-△P)的情況中具有負號。實質上預期週期厚度差△P對應於λ/4層之光學層厚度及第三數目N3的商數。第三層群組接著引入在第一及第二層群組之間之四分之一波層的整個層厚度，但此層厚度分布在複數個個別層當中。
在此實例中，以下式子成立：P1=P2=PM=6.96nm；P3=5.17nm=PM-1.79nm；N3=2。因此，x=1.79nm*cos(AOIM)/λ*N3=0.248。
第三層群組具有僅兩個層對，其具有與其餘層堆疊有所偏差的週期厚度P3。與接近表面之第一層群組LG1的影響相比，第三層群組對於整個多層之反射率的影響非常小，且亦明顯小於接近基板之第二層群組LG2的影響。由於偏差的週期厚度，第三層群組對於波長及入射角範圍幾乎不具有任何反射效應，且因層數目較少僅吸收少許輻射。第三層群組LG3的一個重要效應是，第三層群組在第二層群組內反射之局部光束的相位及在第一層群組內反射之局部光束的相位之間產生相移。
將參考圖4解說第三層群組LG3所產生的此相移效應。圖4顯示圖解EUV反射鏡的反射係數R[%]隨入射角AOI變化的比較曲線圖。在AOI15°具有最大反射係數約68%的虛線曲線顯示圖3之單純單堆疊之反射率的入射角相依性。實線顯示在第一例示性具體實施例(圖2)情況中的對應反射率輪廓，其含有在入射側第一層群組及基板側第二層群組之間的相移 第三層群組。馬上可以看出在值68%之單純單堆疊的情況中的最大反射率明顯高於在第一例示性具體實施例的情況中在相同入射角下發生的反射率。然而，反射率隨入射角範圍的變動在第一例示性具體實施例的情況中明顯比在單純單堆疊的情況中小。在參考系統的情況中，反射比在大約60%(在10°)及大約68%(在大約15°)之間變動，也就是說變動大約8個百分點，但在例示性具體實施例的情況中，相同入射角間隔的反射比僅變動大約2個百分點，更精確地說，在大約54%(在大約17°)及56%(在大約11°)之間。可看出第三層群組所產生的相移在多層配置所設計的選擇入射角範圍中導致反射率之入射角相依性的明顯均質化。
圖5顯示第二例示性具體實施例的層厚度標繪圖。以Mo/Si層對建構的多層配置可再分成四個層群組。毗鄰輻射入射側的第一層群組LG1具有週期厚度P1的N1=21個Mo/Si層對。接著朝向基板側的第三層群組LG3具有兩個層對(N2=2)，在各層對中，Si層比第一層群組的Si層具有明顯較小的層厚度。這導致第三層群組的週期厚度P3<P1。設置在第三層群組LG3及基板之間的是第二層群組LG2，其具有11個Mo/Si層對，其週期厚度P2等於第一層群組LG1之層對的週期厚度P1。在第二層群組LG2的區域中，在離基板的某個距離處，亦插入具有兩個直接鄰接Mo/Si層對(層編號7-10)的第四層群組LG4，致使N4=2。第四層群組將第二層群組LG2再分成兩個子群組。具有三個Mo/Si層對的第一子群組LG2-1直接毗鄰基板，具有八個層對的第二子群組LG2-2配置在第三層群組及第四層群組之間。
第三層群組LG3及第四層群組LG4分別各具有明顯比分別第一層群組LG1及第二層群組LG2小的週期厚度P3及P4。以下條件大致成立：P3=PM-△P，其中△P(λ/4)/cos(AOIM)N3)，及P4=PM-△P，其中△P(λ/4)/cos(AOIM)N4)。
第三層群組LG3在第二層群組LG2所反射的局部光束及第一層群組LG1所反射的局部光束之間引入相移。第四層群組LG4在一方面由 第二層群組之較接近基板之第一子群組LG2-1及另一方面由較遠離基板之第二子群組LG2-2所反射的局部光束之間，引起對應相移。第三及第四層群組在層堆疊中形成彼此以某個距離配置在不同位置之兩個互相獨立作用的相移層群組。
在圖9中以反射率曲線"2"顯示在10°及17.5°之間的入射角範圍中獲得的反射率輪廓。反射率在最大值RMAX=56.2%及最小值RMIN=55.4%之間變動，也就是說變動小於1個百分點。因此可借助第二相移層群組達成反射率對入射角之相依性的均質化。同時，Si個別層中沒有一個比第一或第二層群組中的Si個別層厚，結果，尤其避免在λ/(2*cos(AOIM))(對應於大約6.7nm)或以上附近之個別層的層厚度。
可以有許多進一步變化形式。還有在圖6之第三例示性具體實施例的情況中，將配置在彼此相距某個距離的兩個相移層群組插入由均勻週期厚度(P1=P2)之Mo/Si層對組成的多層配置。多層配置具有N1=20個層對的入射側第一層群組LG1及N2=10個層對的基板側第二層群組LG2。將具有N3=2個層對(層編號25-28)的第三層群組LG3插入第一及第二層群組之間。在第二層群組內，插入具有兩個層對(層編號7-10)的第四層群組LG4，其將第二層群組再分成具有三個層對的基板側第一子群組LG2-1及具有七個層對的第二子群組LG2-2，該第二子群組位在第四層群組及第三層群組之間。
如同在圖5之例示性具體實施例的情況，第四層群組LG4具有第四週期厚度P4，其小於第二層群組及第一層群組之層對的週期厚度。相比之下，第三層群組LG3具有週期厚度P3，其比第一層群組的週期厚度P1及第二層群組的P2大週期厚度差△P。同時，第三層群組LG3的多層週期性構造確保第三層群組中沒有任何個別層具有λ/(2*cos(AOIM))或其以上之量級的層厚度。第三層群組的兩個Si個別層各具有幾何層厚度d5.7nm。因此，該等個別層的光學層厚度比λ/(2*cos(AOIM))層的層厚度至少小10%。
從圖9的反射率曲線"3"可清楚看出，在選擇入射角範圍中之此多層配置的反射率在AOI=13°的最大值大約55.7%及AOI=17.5°的最小值大約54.4%之間變動，也就是說變動小於1.5個百分點。
圖7顯示第四例示性具體實施例的層厚度標繪圖。個別層群組的命名對應於其他例示性具體實施例中的命名。入射側第一層群組LG1具有N1=20個層對，基板側第二層群組LG2具有總共N2=10個層對，其再分成兩個子群組(基板側子群組LG2-1及較遠離基板的子群組LG2-2)。第三層群組LG3設置在第一層群組LG1及第二層群組LG2之間，第四層群組LG4將第二層群組再分成所提的兩個子群組。
第三及第四層群組LG3及LG4分別各由兩個直接鄰接Mo/Si層對(N2=2，N4=2)組成，其中Mo層的層厚度各對應於第一及第二層群組之Mo層的層厚度，Si層的層厚度各大於第一及第二層群組之Si層的層厚度。從這清楚看出，第三週期厚度P3及第四週期厚度P4各比第一及第二層群組平均週期厚度大週期厚度差△P。第三層群組LG3及第四層群組LG4二者在光學上當作相移層群組，對反射率沒有實質影響。雖然第三及第四層群組之Si層的層厚度大於第一及第二層群組中的，但其明顯(超過10%)低於λ/(2*cos(AOIM))層的層厚度。因此，其在生產工程上很容易控制。
從圖9的曲線"4"可清楚看出反射率之入射角相依性的均質化效應。反射率在13.5°的最大值RMAX大約55.5%及在大約16.8°的最小值RMIN大約54.0%之間變動，也就是說，變動小於2個百分點。
圖8顯示第五例示性具體實施例的層厚度標繪圖。個別層群組(第一至第四層群組)的命名與第二及第三例示性具體實施例中的相同。以下成立：N1=20、N2=10、N3=3、N4=3。所有由鉬構成的個別層在所有層群組中具有實質上相同的層厚度。在第一及第二層群組中，各Si層的層厚度相同，致使P1=P2亦成立。在配置在第一層群組及第二層群組之間的第三層群組LG3中，Si個別層比第一及第二層群組中的厚，因而造成第三週期厚度 P3比平均週期厚度PM=P1=P2大週期厚度差△P，其中週期厚度差△P實質上對應於四分之一波層之光學層厚度(λ/4)及第三數目N3的商數。相比之下，在第四層群組LG4中，Si個別層比第一及第二層群組中的薄，因此第四週期厚度P4比平均週期厚度小週期厚度差△P，其中週期厚度差△P實質上對應於四分之一波層之光學層厚度(λ/4)及第四數目N4的商數。在此，同樣地，第三及第四層群組的主要光學功能在於：在基板側層及分別遠離基板的層中對相應相移層群組所反射的這些局部光束之間引起相移。如圖9中的曲線"5"所示，在平均入射角AOIM 13.3°周圍的整個入射角範圍中，這導致在最大值大約55.8%(在10°)及在入射角大約16.3°的54.8%之間的較小反射率變動。
如圖4及9中的反射率曲線R=f(AOI)所示，對於所有例示性具體實施例，以下成立：在平均入射角(大約13.3°)周圍大約±3.5°的入射角範圍中，反射率R對入射角AOI的相依性相對較小。對於所有實例，在反射率的相對變動△R=(RMAX-RMIN)/RMAX中，條件△R<3%(尤其△R<2%)成立。
舉例而言，在此處顯示的所有例示性具體實施例中，由鉬構成的個別層在所有層群組中具有實質上相同的層厚度，致使僅Si個別層的層厚度有所變動。在層對內之層材料的均勻層厚度可簡化製造，但這原則上並非必要條件。層對之兩個層材料的層厚度亦可在層群組內或在不同層群組之間在製造容限外的範圍中變動。
在所有例示性具體實施例中，第三層群組或第三及第四層群組各在鄰接層群組之間引入變更的層厚度，此變更對應於λ/4層的層厚度，但該λ/4層的總層厚度分布在第三及/或第四層群組的複數個個別層當中。藉此避免個別層之造成問題的較大層厚度。
在上文顯示的例示性具體實施例中，Mo層的層厚度在所有層群組中各為恆定，Si層的層厚度則有所變動。Mo層的層厚度亦可變動及Si層的層厚度為實質上恆定，或Mo層及Si層二者的層厚度在層群組內或在 個別層群組之間有所變動。因此，在新穎層設計的背景中，關於層厚度的組態有極大的自由，致使可找到及產生用於每個層材料的最佳層厚度。
在上文顯示的例示性具體實施例中，較高吸收性層材料(在Mo/Si之情況中的Mo)的層厚度在層群組(第一、第二、第三及(若適當)第四層群組)內各為恆定。這尤其提供生產工程上的優點，但這並非必要條件。下文解說其中在較高吸收性層材料(Mo)的層厚度及層群組之層對週期厚度之間的比率Γ在層群組內明顯變動的例示性具體實施例。
就此而言，圖10顯示第六例示性具體實施例的層厚度標繪圖。圖11顯示第六例示性具體實施例(虛線曲線"6")相對於圖2之第一例示性具體實施例("1")之對應值之反射率的入射角相依性比較。在毗鄰基板的第二層群組LG2中，Mo層厚度從基板朝輻射入射側從大約4.5nm減少至大約3.7nm，同時Si層厚度以對應程度增加，致使第二層群組之所有層對的週期厚度P2保持實質上恆定。接下來的第三層群組LG3具有N3=2個層對，其中Mo層厚度明顯大於Si層厚度。但Γ值在此為恆定。在入射側第一層群組LG1內，Mo層厚度及Si層厚度同樣因Mo層厚度首先有點增加及接著在15個層對(該等層對較接近輻射入射側)以上持續減少而持續變動。Si層厚度展現互補輪廓，致使週期厚度P1在第一層群組LG1中為恆定。第一層群組LG1中的層厚度輪廓尤其考慮：可為有利的是與較弱吸收性Si相比，最小化輻射入射側之較高吸收性Mo的層厚度。
圖11顯示的反射率輪廓顯示在大約10°及17.5°的入射角間隔之間，反射率在最大值56.4%及最小值54%之間變動小於3個百分點。絕對反射率稍微高出第一例示性具體實施例的值。
圖12顯示第七例示性具體實施例，其展示可在兩個層材料(Mo及Si)之間劃分內插第三層群組LG3的相移效應。在先前例示性具體實施例中，僅層材料之一的層厚度變動以從鄰接層群組開始形成第三層群組。在第三層群組內之兩個層材料的層厚度亦可與鄰接第一及第二層群組中的 對應層厚度有所偏差。
在此第七例示性具體實施例中，將由包含兩個Mo/Si層對之兩個層對組成的第三層群組LG3內插在接近基板的第二層群組LG2及入射側第一層群組LG1之間。Mo層及Si層在第三層群組內的層厚度分別小於第一層群組及第二層群組中對應層材料的層厚度。圖13顯示相關聯的反射率曲線圖，其中以虛線圖解與第七例示性具體實施例相關聯的反射率曲線"7"，及為了比較，以實線圖解與第一例示性具體實施例相關聯的反射率曲線("1")。在相似的一般輪廓下，第七例示性具體實施例的反射率位在比較實例以上大約0.2至0.3個百分點，及反射率在所考慮入射角間隔內的變動為大約2個百分點。
參考圖14(層厚度標繪圖)、圖15(反射率的入射角相依性)及圖16(週期厚度標繪圖)解說第八例示性具體實施例的性質。此多層配置係設計用於λ=13.5nm及大約5.6°至大約19°的入射角範圍。在此例示性具體實施例中，除了由Si及Mo構成的個別層，層對亦具有由碳化硼構成的內插障壁層(各為0.4nm B4C)，以減少在Mo及Si之間的互相擴散。因此，此處「層對」由四個個別層Si、B4C、Mo、B4C組成。
設置在基板及接近基板之第二層群組LG2之間的是兩個個別層，其未形成週期且在基板及多層配置之間形成中間層。包含由釕(Ru)、鉬(Mo)及矽(Si)構成之個別層的多層頂蓋層提供於輻射入射側上。在此同樣不進一步考慮入射側上的四個個別層。
多層配置具有：輻射側第一層群組LG1，其具有N1=19個Mo/Si層對；第二層群組LG2，其接近基板且具有N2=10個Mo/Si層對；第三層群組LG3，其配置在第一層群組及第二層群組之間且具有N3=6個Mo/Si層對；及第四層群組LG4，其同樣具有N4=6個Mo/Si層對。
第四層群組插入第三層群組及基板之間的第二層群組內，致使第二層群組的基板側第一子群組LG2-1具有三個層對，及具有七個層對之 第二層群組的第二子群組LG2-2位在第三及第四層群組之間。
在第一層群組LG1內，較高吸收性Mo的層厚度從第三層群組至輻射入射側持續減少，Si層厚度依互補方式朝輻射入射側增加。在第一層群組內，這導致具有從第三層群組朝輻射入射側持續減少之Γ值的恆定週期厚度P1。
在第二層群組LG2中，Γ值同樣在不同層群組之間有所變動，其中接近第四層群組LG4的Γ值具有最低值，及始於第四層群組的Mo層厚度各在兩個方向中持續增加。Si的層厚度具有互補輪廓，致使在第二層群組LG2中，在所有層群組中也有恆定週期厚度P2。將結合圖16詳細解說第三及第四層群組中層厚度輪廓的特別特徵。
圖15顯示第八例示性具體實施例隨入射角變化的反射率輪廓，並展示在大約7°及大約18.5°之間的入射角範圍中，反射率變動小於2個百分點。
為圖解個別層群組的週期厚度，圖16在橫座標上顯示連續層對的數目PN，及在縱座標上顯示正規化(normalized)週期厚度PNORM的值，該正規化週期厚度藉由實際週期厚度乘以因數(factor)cos(AOIM)/λ來計算。此處，平均入射角AOIM為12.3°，及波長為13.5nm。
可以看到第一層群組中的週期厚度P1及第二層群組L2之層對的週期厚度P2各接近PNORM=0.5。亦可以看到在第三層群組LG3內及在第四層群組LG4內的指定週期厚度在不同層對之間有所變動。然而，在第三及第四層群組內之週期厚度的平均值滿足條件P3=PM±△P，其中△P=x*(λ/(N3 cos(AOIM)))，其中x=0.29成立。兩個插入層群組(分別為第三層群組及第四層群組)之各者因此包括「附加λ/4層」，其總層厚度分別分布在第三層群組及第四層群組的複數個層當中。如同其他例示性具體實施例，在第三層群組及第四層群組內所有層的層厚度各小於λ/(2*cos(AOIM))，致使可避免如序言中所提在過厚個別層的情況中可能發生的製造問題。
在上文舉例圖解之例示性具體實施例的情況中，相移第三層群組各具有複數個層對。但這並非必要條件。參考圖17至18解說第九例示性具體實施例，在此第九例示性具體實施例中，僅存在單一相移層群組(第三層群組)，其中第三層群組具有僅單一層對，致使N3=1成立。圖17顯示相關聯層厚度標繪圖。圖18顯示此例示性具體實施例(虛線曲線"9")相對於圖2之第一例示性具體實施例("1")之對應值之反射率的入射角相依性比較。
設置在輻射入射側的是週期性第一層群組LG1，其具有第一數目N1=21的Mo/Si層對(第一層對)。以直接毗鄰基板的方式設置第二層群組LG2，其有第二數目N2=5的直接鄰接Mo/Si層對(第二層對)。第一及第二層群組的週期厚度P1及P2分別相同。
配置在第一層群組LG1及第二層群組LG2之間的是第三層群組LG3，其僅具有單一Mo/Si層對(層編號11及12)。第三層群組具有週期厚度P3，其明顯小於其他兩個層群組的週期厚度P1、P2。在此實例的情況中，以下式子成立：P1=P2=PM=6.96nm；P3=3.52nm=PM-3.44，致使△P=3.44nm成立。根據關係△P=x*(λ/(N3 cos(AOIM)))，這導致x=3.44*cos(AOIM)/λ*N3=0.247。
根據公式△P=x*(λ/(N3 cos(AOIM)))，△P取決於N3。在此實例的情況中，N3=1。因此，一個可能性是將第三層群組設計為具有層厚度為λ/(2*cos(AOIM))的個別層。然而，第三層群組並非個別層，而是具有至少兩個個別層的層群組，即由高折射率材料構成的層及由低折射率材料構成的層。在此藉由所要附加層材料分布在層對的兩個個別層之間，獲得與具有層厚度λ/(2*cos(AOIM))之個別層的效應相似的相移效應。例如，如果利用大約(λ/4+λ/8)/(cos(AOIM))的個別層厚度，即可達成相移效應。亦可提供較薄個別層厚度，尤其是(λ/4-λ/8)/(cos(AOIM))(亦見關係P3=PM±△P)。
在此實例的情況中，Si層具有大約2.6nm的層厚度，Mo層具 有大約1nm的層厚度。
第九例示性具體實施例的反射率曲線顯示，所示入射角間隔中的反射率在入射角大約11°的最大值大約56.4%及在入射角17.5°的最小值大約54.6%之間變動，也就是說僅變動2個百分點。這僅稍多於參考系統(曲線"1")的情況。
在本申請案中指示(幾何或光學)層厚度的具體值或層厚度比時，這些指示是指定義多層配置之基本設計的標稱層厚度(nominal layer thickness)。在此類基本設計之重新最佳化的背景中，設計容限可導致與標稱層厚度稍微偏差。在例示性具體實施例中，設計容限一般在標稱層厚度之±15%或±20%的範圍中。其用意亦在於涵蓋此類多層配置，其中在設計容限的背景中，個別層的層厚度及個別層群組的週期厚度與基本設計的對應標稱值有所偏差。對應的設計容限亦可在週期厚度差△P的情況中發生。
另外，在EUV反射鏡成品上，製造容限仍可導致層厚度稍微變動。每個個別層的製造容限一般應在個別層之絕對層厚度之5%或最多10%的範圍中。
本申請案所述類型的EUV反射鏡可用在如EUV微影領域的各種光學系統中。
圖19舉例顯示根據本發明之一具體實施例之EUV微影投影曝光設備WSC的光學組件。EUV微影投影曝光設備用於以反射性圖案化裝置或遮罩M之圖案的至少一個影像曝光輻射敏感基板W，該基板配置在投影透鏡PO之影像平面IS的區域中，該圖案配置在投影透鏡之物體平面OS的區域中。
為有助於描述，指定xyz直角座標系統，其展現圖中圖解組件的相應定位關係。投影曝光設備WSC屬於掃描器類型。在投影曝光設備操作期間，遮罩M及基板沿y方向同步移動並藉此掃描。
設備係以來自主要輻射源RS的輻射進行操作。照射系統ILL 用於接收來自主要輻射源的輻射，及用於使引導於圖案上的照射輻射成形。投影透鏡PO用於將圖案結構成像於光敏基板上。
主要輻射源RS尤其可以是雷射電漿源或氣體放電源或基於同步加速器的輻射源。此類輻射源產生在EUV範圍中的輻射RAD，尤其具有在5nm及15nm之間的波長。為了使照射系統及投影透鏡能夠在此波長範圍中操作，使用可反射EUV輻射的組件建構照射系統及投影透鏡。
利用收集器COL收集發自輻射源RS的輻射RAD，並將其引導至照射系統ILL中。照射系統包含混合單元MIX、望遠鏡光學單元TEL及場形成反射鏡FFM。照射系統使輻射成形，並藉此照射座落在投影透鏡PO之物體平面OS中或在其附近的照射場。在此例中，照射場的形狀及大小決定物體平面OS中有效使用物體場OF的形狀及大小。
反射光罩或某個其他反射性圖案化裝置在設備操作期間配置在物體平面OS中。
混合單元MIX實質上由兩個琢面反射鏡FAC1、FAC2組成。第一琢面反射鏡(facet mirror)FAC1配置在照射系統與物體平面OS為光學共軛的平面中。因此，第一琢面反射鏡亦定名為「場琢面反射鏡(field facet mirror)」。第二琢面反射鏡FAC2配置在與投影透鏡之光瞳平面為光學共軛的照射系統之光瞳平面中。因此，第二琢面反射鏡亦定名為「光瞳琢面反射鏡(pupil facet mirror)」。
借助光瞳琢面反射鏡FAC2及成像光學總成(其布置在光束路徑下游，並包含望遠鏡光學單元TEL及以掠入射操作的場形成反射鏡FFM)，第一琢面反射鏡FAC1的個別鏡射琢面(個別反射鏡)成像於物體場中。
場琢面反射鏡FAC1處的空間(局部)照射強度分布決定物體場中的局部照射強度分布。光瞳琢面反射鏡FAC2處的空間(局部)照射強度分布決定物體場中的照射角強度分布。
投影透鏡PO用於將配置在投影透鏡之物體平面OS中的圖案縮小成像於影像平面IS中，影像平面IS與物體平面為光學共軛並與物體平面平行。利用極紫外光範圍(EUV)中操作波長λ(在此實例的情況中為13.5nm)左右的電磁輻射進行此成像。
投影透鏡具有六個反射鏡M1至M6，該等反射鏡具有反射鏡表面，該等反射鏡表面配置在物體平面OS及影像平面IS之間的投影光束路徑PR中，致使可利用反射鏡M1至M6將配置在物體平面或物體場OF中的圖案成像於影像平面或影像場IF中。
對EUV範圍中的輻射具有反射效應的反射鏡(EUV反射鏡)M1至M6各具有基板，在基板上塗覆多層配置，其對極紫外光範圍中的輻射具有反射效應及包含交替包含相對較低折射率及相對較高折射率層材料的大量層對。
反射鏡M1至M6各具有彎曲的反射鏡表面，致使每個反射鏡均可促成成像。來自物體場OF之投影光束路徑的射線首先入射在稍微凸面彎曲的第一反射鏡M1，第一反射鏡M1則將射線反射至稍微凹面彎曲的第二反射鏡M2。第二反射鏡M2將射線反射至凸面的第三反射鏡M3，第三反射鏡M3將射線橫向偏轉至凹面的反射鏡M4。反射鏡M4將射線反射至第五反射鏡M5上，第五反射鏡M5在幾何上配置接近影像平面且具有稍微凸面彎曲的反射鏡表面並將射線反射至較大的凹面反射鏡M6，反射鏡M6是影像平面的最後一個反射鏡並將射線聚焦在影像場IF的方向中。
投影透鏡由兩個局部透鏡組成。在此例中，前四個反射鏡M1至M4形成第一局部透鏡，其在第四反射鏡M4及第五反射鏡M5之間的射線路徑中產生中間影像IMI。中間影像位在與物體平面及影像平面為光學共軛的中間影像平面中。在幾何上，中間影像與第六反射鏡M6並排配置。第二局部透鏡由第五及第六反射鏡組成，以縮小的方式將中間影像成像至影像平面中。
具有此構造或相似構造的投影曝光設備及投影透鏡例如揭露於專利US 7,977,651 B2中。該專利的揭露內容以引用方式併入此描述的內容中。
反射鏡M1至M6的至少一者可具有根據本發明之一具體實施例的層構造。在角空間中具有寬頻效應的反射塗層在第五反射鏡M5(在此發生最大入射角間隔)上可尤其便利。複數個或所有反射鏡M1至M6亦可根據本發明之一具體實施例進行設計。
在照射系統ILL中，除了以掠入射操作的場形成反射鏡FFM以外，所有反射鏡可受益於此處所提議類型的多層寬頻塗層。此亦尤其適用於琢面反射鏡FAC1及FAC2的可多軸傾斜的個別反射鏡，其因可傾斜性而可在不同入射角間隔範圍下操作。
表A針對所有舉例圖解的例示性具體實施例(B)(除了圖14以外)，指示從最接近基板之層(LN=1)至入射側最後層(最高層編號或最高LN值)之個別層的幾何層厚度d[nm]。
AOI‧‧‧入射角
LG1‧‧‧第一層群組
LG2‧‧‧第二層群組
LG3‧‧‧第三層群組
ML‧‧‧多層配置
N‧‧‧法線
P1‧‧‧第一週期厚度
P2‧‧‧第二週期厚度
P3‧‧‧第三週期厚度
SUB‧‧‧基板

Claims (19)

  1. 一種EUV反射鏡，包含：一基板及塗覆於該基板上的一多層配置，該多層配置對於來自極紫外光範圍之波長λ的輻射具有反射效應且包含具有交替層的多個層對，該等交替層包含一高折射率層材料及一低折射率層材料；其中該多層配置具有：一週期性第一層群組，其具有一第一數目N1>1之第一層對，該等第一層對是配置在該多層配置之一輻射入射側附近且具有一第一週期厚度P1；一週期性第二層群組，其具有一第二數目N2>1之第二層對，該等第二層對是配置在該第一層群組及該基板之間且具有一第二週期厚度P2；及一第三層群組，其具有一第三數目N3之第三層對，該等第三層對是配置在該第一層群組及該第二層群組之間；其特徵在於：該第一數目N1大於該第二數目N2；及該第三層群組具有一平均第三週期厚度P3，其與一平均週期厚度PM=(P1+P2)/2相差一週期厚度差△P，其中該週期厚度差△P實質上對應於一四分之一波層之光學層厚度λ/4及該第三數目N3與cos(AOIM)之乘積的商數，其中AOIM係所設計多層配置的平均入射角，其中該週期厚度差△P的條件△P=x*(λ/(N3cos(AOIM)))成立及其中條件0.2x0.35成立。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之EUV反射鏡，其中該第三層群組不具有層厚度約為或大於λ/(2*cos(AOIM))的個別層，其中該第三層群組的最大個別層厚度較佳小於0.9*λ/(2*cos(AOIM))。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之EUV反射鏡，其中條件0.25x0.35 成立。
  4. 如申請專利範圍前述任一項所述之EUV反射鏡，其中該第三數目N3位在2至5的範圍中。
  5. 如申請專利範圍前述任一項所述之EUV反射鏡，其中該第三層群組具有兩個或兩個以上層對且含有具有實質上相同第三週期厚度的一週期性層構造，其中該第三層群組較佳具有一嚴格週期性層構造。
  6. 如申請專利範圍前述任一項所述之EUV反射鏡，其中該第三層群組具有一第三週期厚度P3比該第一週期厚度及/或該第二週期厚度小一個週期厚度差△P，或其中該第三層群組具有一第三週期厚度P3比該第一週期厚度及/或該第二週期厚度大一個週期厚度差△P。
  7. 如申請專利範圍前述任一項所述之EUV反射鏡，另外包含一第四層群組，其具有一第四數目N4之第四層對及與該平均週期厚度PM相差一個週期厚度差△P的一第四週期厚度P4，其中該週期厚度差△P實質上對應於一四分之一波層之光學層厚度λ/4及該第四數目N4與cos(AOIM)之乘積的商數，其中該第四層群組是配置在該第三層群組及該基板之間及該第二層群組的至少一個第二層對是配置在該第三層群組及該第四層群組之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之EUV反射鏡，其中該第四數目N4位在2至5的範圍中。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所述之EUV反射鏡，其中該第四層群組 具有兩個或兩個以上層對且含有具有實質上相同第四週期厚度之一週期性層構造，其中該第四層群組較佳具有一嚴格週期性層構造。
  10. 如申請專利範圍前述任一項所述之EUV反射鏡，其中該第一層群組屬於嚴格週期性及/或其中該第二層群組屬於嚴格週期性。
  11. 如申請專利範圍前述任一項所述之EUV反射鏡，其中該第一週期厚度P1等於該第二週期厚度P2。
  12. 如申請專利範圍前述任一項所述之EUV反射鏡，其中N1>10成立，尤其N1>15。
  13. 如申請專利範圍前述任一項所述之EUV反射鏡，其中相對高折射率層材料或相對低折射率層材料的一層厚度在該第一、第二及第三層群組的所有層對中均相同。
  14. 如申請專利範圍前述任一項所述之EUV反射鏡，其中在所有層群組之該等層對之該等層材料的一者具有相同層厚度。
  15. 如申請專利範圍前述任一項所述之EUV反射鏡，其中較高吸收性層材料的該層厚度及該等層群組之至少一者內之該等層對的該週期厚度之間的一比率Γ有所變動。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之EUV反射鏡，其中Γ值在一層群組內連續性變動。
  17. 如申請專利範圍第15或16項所述之EUV反射鏡，其中Γ值在不同的層對之間從一層群組的該基板側至該層群組較接近該輻射入射側的那一側而增加或減少。
  18. 一種光學系統，包含至少一個如申請專利範圍第1至17項中任一項所述之EUV反射鏡。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之光學系統，其中該光學系統係用於一微影投影曝光設備的一投影透鏡或一照射系統。
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