CN102159997B - 反射光学元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

为了制造工作波长在软X射线和极紫外波长范围内、尤其用于EUV光刻的应力降低反射光学元件(1)，提出：利用能量为40eV或更优选为90eV以上的层形成粒子，在基板(2)与多层***(4)之间施加应力降低多层***(6)，其中多层***(4)为了获得在工作波长的高反射率而被优化。所得到的反射光学元件(1)的突出之处在于：低的表面粗糙度、应力降低多层***中低的周期数以及应力降低多层***中高的Γ值。

Description

反射光学元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种工作波长在软X射线及极紫外波长范围内的反射光学元件的制造方法，具体地涉及一种用于EUV光刻设备的反射光学元件的制造方法，该反射光学元件在基板上具有由至少两种交替材料构成且向基板施加应力的多层***，这两种交替材料在工作波长具有不同的折射率实部，而且其中该多层***和基板之间布置有一材料层，该材料层的厚度设定为抵消该多层***的应力，而且，本发明也涉及一种工作波长在软X射线及极紫外波长范围内的反射光学元件的制造方法，具体地涉及一种用于EUV光刻设备的反射光学元件的制造方法，其中该反射光学元件在基板上具有第一多层***，第一多层***由至少两种在工作波长具有不同的折射率实部的交替材料构成且在基板上施加层应力，且该反射光学元件在基板上具有第二多层***，第二多层***由至少两种在工作波长具有不同的折射率实部的交替材料构成，向基板施加相反的层应力且布置在基板与第一多层***之间。
此外，本发明涉及用这些方法制造的反射光学元件。而且，本发明涉及包括至少一个这种类型的反射光学元件的投射***、照明***及EUV光刻设备。
背景技术
在EUV光刻设备中，用于极紫外(EUV)或软X射线波长范围(例如，从大约5nm到20nm的波长)的反射光学元件，诸如，光掩模或多层反射镜，用于半导体部件的光刻。鉴于EUV光刻设备通常具有多个反射光学元件，该多个反射光学元件必须具有最大的可能反射率，从而确保充分高的总反射率。因为多个反射光学元件通常一个接一个地布置在EUV光刻设备中，所以对于每个单独的反射光学元件甚至对反射率的相对较轻微的损害也相对较大程度的影响EUV光刻设备内的总反射率。
用于EUV和软波长范围的反射光学元件通常具有多层***。在该多层***中，在工作波长具有较高的折射率实部的材料(也称为间隔体)层以及在工作波长具有较低的折射率实部的材料(也称为吸收体)层交替地施加，其中吸收体-间隔体对形成叠层或周期。这以一特定方式模拟了其晶格面对应于发生布拉格反射的吸收体层的晶体。单个层以及重复叠层的厚度可以遍布整个多层***为常数或者可以改变，这取决于旨在实现的反射曲线。
在多层***内，早在涂敷工艺期间便积累了应力，该应力作用于下层的基板，且使基板产生很大程度的变形而使得相应的反射光学元件的光学成像受到决定性的干扰。应力的类型尤其取决于叠层或周期内存在的用作间隔体和吸收体的材料以及厚度比。该厚度比的度量被定义为Γ，即吸收体层厚度与周期总厚度的比。对于基于钼作为吸收体材料及硅作为间隔体材料的多层***，图5示意性地示出作为Γ的函数的应力的基本分布。对于范围为大约12nm到14nm的工作波长，如果采用其钼-硅多层***的Γ为大约0.4的反射光学元件，则可获得最高的反射率。在那种情况下预期为压应力。当Γ值较高时，预期为拉应力。在这种情况下，多层***中的应力与Γ值之间的具体关系，也就是，尤其是零交叉(zero crossing)的斜率和精确位置，取决于涂敷工艺和各个涂敷参数的选择。
应力与Γ之间的关系可以用于制造应力降低(stress-reduced)反射光学元件。为此，在基板与为了获得在相应的工作波长的高反射率而优化的多层***之间布置了另外的多层***，为了尽可能地抵消高反射率多层***的应力或者为了最小化反射光学元件内的总应力，该另外的多层***具体地通过选择适当的Γ而被优化。然而，应该考虑的是，在适于制造用于软X射线和极紫外波长范围的反射光学元件的涂敷工艺，即，磁控溅射、离子束辅助溅射(ion-beam-assisted sputtering)以及电子束蒸镀(electron beam evaporation)的情况下，对于常规的涂敷参数，尤其对吸收体层来说，从某个厚度开始发生各层的结晶。例如在钼的情况下，从大约2nm的层厚度开始已经发生了所述结晶。微晶尺寸随着层厚度的增加而增大，这导致微粗糙度而因此导致表面粗糙度的增加。在应力降低所需的高Γ值处，已经可以确定一糙化，该糙化总体上，也就是，遍及整个应力降低反射光学元件，致使应力降低多层***表面的粗糙度明显增加。因为该粗糙度在上覆的高反射多层***中也继续，所以反射光学元件的反射率和光学成像都被劣化。通常通过将应力降低多层***的Γ选择为足够的小以避免糙化且继而通过提供较大数量的应力降低多层***的周期以充分地抵消应力，从而避免这种劣化。然而，这带来了一缺点，该缺点为：涂敷工艺具有增加的持续时间，因此因不正确的涂敷而造成产生故障的风险更大。
发明内容
本发明的目标是提供一种工作波长在软X射线及极紫外波长范围内的反射光学元件及其制造方法，其中实现应力的降低及高的反射率。
在本发明的第一方面，这个目标通过利用一种工作波长在软X射线和极紫外波长范围内、尤其用于EUV光刻设备的反射光学元件的制造方法而实现，该反射光学元件在基板上具有由至少两种交替材料构成且向基板施加应力的多层***，所述至少两种交替材料在工作波长具有不同的折射率实部，并且其中多层***与基板之间布置有一材料层，该材料层的厚度设定为抵消多层***的应力，其中能量为至少40eV的层形成粒子用于沉积应力抵消层。
这个目标也通过利用一种工作波长在软X射线和极紫外波长范围内、尤其用于EUV光刻设备的反射光学元件的制造方法而实现，该反射光学元件在基板上具有由至少两种交替材料构成且向基板施加层应力的第一多层***，所述至少两种交替材料在工作波长具有不同的折射率实部，而且该反射光学元件在基板上具有第二多层***，该第二多层***由至少两种交替材料构成且向基板施加相反的层应力，而且该第二多层***布置在基板与第一多层***之间，其中构成第二多层***的至少两种交替材料在所述工作波长具有不同的折射率实部，其中能量为至少40eV的层形成粒子用于沉积第二多层***的各层。
尤其优选地，在第二多层***中，在工作波长具有较低折射率实部的材料的层利用能量至少为40eV的层形成粒子被沉积。在另一优选实施例中，第二多层***的所有层利用能量至少为40eV的层形成粒子被沉积。
此外，所述目标通过利用一种工作波长在软X射线和极紫外波长范围内、尤其用于EUV光刻设备的反射光学元件的制造方法而实现，该反射光学元件在基板上具有由至少两种交替材料构成且向基板施加层应力的第一多层***，所述至少两种交替材料在工作波长具有不同的折射率实部，而且该反射光学元件在基板上具有第二多层***，该第二多层***由至少两种交替材料构成且向基板施加相反的层应力，而且该第二多层***布置在基板与第一多层***之间，其中构成第二多层***的至少两种交替材料在工作波长具有不同的折射率实部，其中中间层沉积在第一多层***与第二多层***之间，其中能量为至少40eV的粒子用于沉积中间层或用于光滑中间层。
已经发现：通过利用高能粒子的涂敷，即使在层相对较厚的情况下也可以有效地防止结晶。因此，对于相同的厚度，可以施加具有较低表面粗糙度的层。具体地，对于应力降低多层***，结果可以选择较高的Γ值，而且数量显著较小的周期便足以充分抵消上覆的高反射多层***的应力，而不必接受反射光学元件的反射率和光学成像特性的损失。仅利用高能层形成粒子施加一层应力抵消层便足够了。结果，涂敷工艺可以被缩短且由于缺陷涂敷而造成故障的概率也可以被降低。
利用能量为40eV的层形成粒子沉积中间层或者利用离子束使中间层光滑容许以少量的费用改变现有的涂敷工艺，从而提供具有低的应力及高的反射率的反射光学元件。在这种情况下，中间层也可以既用较高能量的层形成粒子被沉积随后又用离子束被抛光。光滑层或被光滑化的中间层具有抵消下面的应力降低多层***的表面中的不均匀性而由此降低表面粗糙度的功能。
在本发明的另一方面中，所述目标通过根据所描述的方法之一制造的反射光学元件而实现。具体地，此目标利用一反射光学元件实现，该反射光学元件的应力抵消层、或其第二多层***中的在工作波长具有较低折射率实部的材料的层，也就是，吸收体层，为非晶。优选地，应力抵消层、中间层或第二多层***的在工作波长具有较低折射率实部的材料的层具有小于0.2nm的表面粗糙度，优选具有小于0.15nm的表面粗糙度。这里以及之后的表面粗糙度是所谓的rms粗糙度(均方根粗糙度)，其对应于实际的表面点与对应于该表面的理想平面路径的中心线的偏差的平方的均值。在这种情况下，表面粗糙度是指横向空间波长范围(lateral spatial wavelength range)，这里及下面其对应于0.01μm×0.01到1000μm×1000μm范围内的区域。
此外，所述目标通过利用一种工作波长在软X射线和极紫外波长范围内、尤其用于EUV光刻设备的反射光学元件而实现，该反射光学元件在基板上具有由至少两种交替材料构成且向基板施加层应力的多层***，所述至少两种交替材料在工作波长具有不同的折射率实部，并且其中多层***与基板之间布置有一非晶材料层，该非晶材料层的材料在所述工作波长具有较低的折射率实部，其中非晶材料层的厚度设定为抵消多层***的应力，其中该层具有小于0.20nm的表面粗糙度。
此外，该目标通过利用一种工作波长在软X射线和极紫外波长范围内、尤其用于EUV光刻设备的反射光学元件而实现，该反射光学元件在基板上具有由至少两种交替材料构成且向基板施加层应力的第一多层***，所述至少两种交替材料在工作波长具有不同的折射率实部，而且该反射光学元件在基板上具有第二多层***，第二多层***由至少两种交替材料构成且向基板施加相反的层应力，而且第二多层***布置在基板与第一多层***之间，其中构成第二多层***的至少两种交替材料在工作波长具有不同的折射率实部，其中中间层布置在第一多层***与第二多层***之间，所述中间层具有小于0.20nm的表面粗糙度。
此外，该目标通过利用一种工作波长在软X射线和极紫外波长范围内、尤其用于EUV光刻设备的反射光学元件而实现，该反射光学元件在基板上具有由至少两种交替材料构成且向基板施加层应力的第一多层***，所述至少两种交替材料在工作波长具有不同的折射率实部，而且该反射光学元件在基板上具有第二多层***，第二多层***由至少两种交替材料构成且向基板施加相反的层应力，而且第二多层***布置在基板与第一多层***之间，其中构成第二多层***的至少两种交替材料在工作波长具有不同的折射率实部，其中在第二多层***中，在工作波长具有较低折射率实部的材料的层为非晶；利用其中在第二多层***中，在工作波长具有较低折射率实部的材料的层具有小于0.20nm的表面粗糙度的反射光学元件而实现；利用其中在第二多层***中，在工作波长具有较低折射率实部的材料的层与周期的厚度比大于0.75的反射光学元件而实现，其中该周期包括在工作波长具有较低实部的材料的层和在工作波长具有较高实部的材料的层；以及利用其中第二多层***中周期的数量至多是第一多层***中的周期的数量的一半的反射光学元件而实现，所述第二多层***中的周期包括在工作波长具有较低实部的材料的层和在工作波长具有较高实部的材料的层。
在本发明的最后方面，所述目标通过尤其用于EUV光刻设备的投射***而实现，该投射***包括至少一个上述的反射光学元件；通过用于EUV光刻设备的照明***而实现，该照明***包括至少一个上述的反射光学元件；通过用于EUV光刻设备的束成形***而实现，该束成形***包括至少一个上述的反射光学元件；以及通过利用包括至少一个上述的反射光学元件的EUV光刻设备。
有利的构造在从属权利要求中被找到。
附图说明
将参考优选示范性实施例更详细地解释本发明。为此：
图1示意性地示出EUV光刻设备的实施例；
图2a-d示意性地示出反射光学元件的不同实施例的构造；
图3a-d示出反射光学元件的制造方法的不同实施例的流程图；
图4示意性地示出在脉冲激光涂敷的条件下当采用两束激光时的图层几何形态；以及
图5示意性地示出多层***中的层厚度比Γ与该多层***中的应力之间的关系。
具体实施方式
图1示意性地示出EUV光刻设备100。主要部件为束成形***110、照明***120、光掩模130和投射***140。
例如，等离子体源或其他的同步加速器(synchrotron)可以用作辐射源111。尤其对于5nm到12nm的波长范围，X射线激光器(X-FEL)也适于作为辐射源。出射辐射首先在集光器反射镜112中被集中。此外，通过改变入射角，期望的工作波长借助于单色器113被滤出。在所提及的波长范围内，集光器反射镜112和单色器113通常实施为这样的反射光学元件，其中为了实现对工作波长辐射的反射，该反射光学元件具有由在该工作波长具有不同的折射率实部的至少两种交替材料构成的多层***。集光器反射镜通常是实施为壳状形式的反射光学元件，从而实现聚焦或准直效果。在这种情况下，集光器反射镜112和单色器113都可以被构造为应力降低反射光学元件，如同以下将详细描述的。取决于所选择的辐射源以及集光器反射镜的构造，也可以无需单色器。
然后，在束成形***110中波长和空间分布被调节好的工作束被引入照明***120。在图1所示的示例中，照明***120具有两个反射镜121和122，在本示例中，二者被构造为应力降低反射光学元件。反射镜121和122将束引导到光掩模130上，其中光掩模130具有旨在被成像在晶片150上的结构。同样地，对于EUV和软X射线波长范围，光掩模130也是反射光学元件，所述元件依赖于制造工艺而更换。借助于投射***140，从光掩模130反射的束投射在晶片150上，光掩模的结构因此而成像在所述晶片上。在所示示例中，投射***140具有两个反射镜141和142，这两个反射镜141和142在本示例中同样被构造为应力降低反射光学元件。应该指出，投射***140和照明***120二者中的每个都可以同样地具有一个或三个、四个、五个或更多反射镜。
在图1所示的示例中，所有的反射镜121、122、141和142都被构造为应力降低反射光学元件，这将在下面被详细解释。任选地，光掩模130也可以是该类应力降低反射光学元件。应该指出的是，也可以仅一个或某些反射光学元件被实施为应力降低反射光学元件。应力降低反射元件优选布置在照明***120中，更优选布置在投射***140中，原因在于在那里优秀的光学成像特性尤其重要。
图2a-d以示例的方式仅示意性地示出用于极紫外和软X射线波长范围，尤其用于EUV光刻设备的应力降低反射光学元件1，例如，作为投射***或照明***的反射镜、光掩模、集光器反射镜或单色器。在这里示出的所有示例中，反射光学元件1具有多层***4和基板2。
多层***4主要包括多个重复的叠层或周期40。周期的主要层41和42是由具有较低的折射率实部的材料构成的所谓的吸收体层41以及由具有较高的折射率实部的材料构成的所谓的间隔体层42，其中尤其因为周期40的多次重复而导致工作波长处的充分高的反射。这在一定程度上模拟了一晶体，其中吸收体层41对应于晶体内的晶格面，该晶格面彼此间隔由相应的间隔体层42定义的距离，且在该晶格面处发生入射的EUV或软X射线辐射的反射。这些层的厚度可以选择为使得在具体的工作波长由每个吸收体层41反射的辐射相长叠加，从而获得高反射率的反射光学元件。应该指出的是，单独层41和42的厚度以及重复叠层40的厚度在整个多层***中可以恒定，或者可以改变，这取决于期望获得的反射分布。具体地，可以针对具体的波长将多层***优化为其最大反射率和/或反射带宽大于未优化的多层***的最大反射率和/或反射带宽。在辐射具有此波长的情况下，例如在EUV光刻期间采用相应的反射光学元件1，为此，优化的反射光学元件1所针对的波长也被称为工作波长。
而且，保护层3已经另外地施加到多层***4，用于保护多层***4使其免受诸如污染的外部影响，其中该保护层可以由多个不同的材料层构建。此外，也可以提供中间层(这里未示出)，作为吸收体层和间隔体层之间的扩散阻挡，该中间层提高了多层***4的热力学和热稳定性。
如果多层***4的吸收体材料是钼而间隔体材料为硅，则在周期厚度为大约6.7nm到7.5nm而Γ值在3.5到4的范围内的情况下，例如，优选采用40到50的周期数，从而获得在范围为12.5nm到14nm的工作波长具有最大反射率的多层***。
在图2a所示的示例中，层5被布置用于抵消多层***4内的应力，该应力作用于基板2且可以使基板2变形。所述层5可以通过能量为40eV以上，优选90eV以上的层形成粒子沉积。通过这种方式所获得的是：甚至在对应力抵消可能所需的相当大的层厚度的情况下，该层的结晶也被抑制，且层5实质上为非晶。该层的表面粗糙度可以实现为小于0.20nm，优选小于0.15nm。多层***4的吸收体材料尤其优选用作其材料。结果，Γ值被实现为1，因此，实现了对每层厚度优良的应力抵消。
例如，在多层***4基于钼和硅的情况下，应力降低层5尤其优选由钼构成。
在多层***4被施加了特别低的应力的情况下，单个应力降低层5足够用于应力抵消。这种情况尤其针对如果已经利用例如电子束蒸镀而施加的钼-硅多层***。为了在没有中间层的情况下抵消大约-130MPa到-180MPa的典型压应力或者在存在中间层的情况下抵消大约-220MPa到-300MPa的典型压应力，层5的厚度范围为从大约100nm到250nm是足够的。例如，大约-180MPa的压应力可以利用厚度为大约150nm的层5而抵消。层5优选利用脉冲激光器涂敷(PLD(脉冲激光器沉积)法)被施加，正如下面将更详细地被描述的，该方法通常提供显著比例的大约100eV左右的层形成粒子。
在图2b示出的示例中，多层***6被布置在高反射的多层***4与基板2之间，用于降低反射光学元件1中的应力。与多层***4相同，多层***6由重复的周期60构造，其中周期60具有由吸收体材料构成的层61和由间隔体材料构成的层62。为了简化整个涂敷工艺，优选将与高反射的多层***4相同的材料用于应力降低多层***6。
多层***6的吸收体层61为非晶。多层***6具有高的Γ值，优选具有大于0.75的Γ值，尤其优选具有大于0.8的Γ值。结果，甚至在多层***4的高应力的情况下，也可以进行良好的应力抵消。具体地，吸收体层的厚度可以超过3nm以上。表面粗糙度小于0.20nm，优选小于0.15nm。因此，反射光学元件1的多层***4的反射率和/或光学成像特性不会被影响到不能用于EUV光刻环境中的不利程度。多层***6中周期60的数量显著低于常规的应力降低反射光学元件。虽然为了抵消所述高反射多层***的应力而通常需要使应力降低多层***的周期数与高反射多层***相比大致一样多，但对于这里描述的应力降低光学元件，应力降低多层***中的周期显著少于高反射多层***的周期。有利地，对于这里描述的应力降低光学元件，应力降低多层***中的周期数至多为高反射多层***中周期数的一半。
例如，通过利用PLD法首先向基板2施加17个周期60，可以生产图2b所示的用于EUV光刻且基于钼和硅的应力降低反射光学元件1，其中周期60的周期厚度为9.0nm且Γ值为0.8。在这种情况下，激光器的参数被设定为使得获得等离子体中产生的离子的平均动能为100eV左右。结果，形成7.2nm厚、具有小于0.15nm的低表面粗糙度且由钼构成的非晶吸收体层61。任选地，单独层61和62的每个可以在它们被施加后利用离子束附加被光滑化。利用离子束的后处理附加地具有这样的优点，该优点为：各层被致密化，使得当反射光学元件开始工作时，在工作的过程中，该反射光学元件由于软X射线或EUV辐射而经受相当大的热负荷，不发生会改变反射光学元件的光学特性的多层***6的随后的致密化。一旦已经施加了应力降低多层***6的17个周期60，便以常规的方式利用电子束蒸镀连续进行涂敷，从而沉积50个同样由作为吸收体层41的钼和作为间隔体层42的硅构成的周期40。在这种情况下，对于给定的为0.4的Γ，周期40的厚度为7.0nm。如果在不同的腔室中利用PLD法及利用电子束蒸镀进行涂敷工艺，则反射光学元件1优选经由锁(lock)从一个腔室进入另一个腔室。采用这种方法，变换腔室期间对反射光学元件1的污染或损伤可以被避免且变换腔室所花费的时间可以保持为尤其短。此示例中描述的反射光学元件1的多层***4和6二者具有大约3.6MPa的总应力。此应力应该与高反射多层***4具有的-180MPa的应力进行比较。通过比较，此示例中描述的反射光学元件1的应力小得可以忽略。
由于周期60的数量少，与常规的反射光学元件相比，该示例性应力降低反射光学元件1以较短的涂敷时间被制造。因涂敷偏差引起的制造期间的故障率也因此而降低。由于应力抵消多层***的各层因高能的层形成粒子而形成为非晶，所以该应力抵消多层***的表面粗糙度低到使得不会不利地影响高反射多层***的反射率。
图2c示出的示例与图2b示出的示例的不同之处在于：附加的中间层63布置在应力降低多层***6的至少一个吸收体层61与一个间隔体层62之间。在这里示出的示例中，中间层63布置在多层***6的所有的吸收体层61与间隔体层62之间。在另一实施例中，中间层63也可以仅布置在从吸收体层到间隔体层的界面处或者在从间隔体层到吸收体层的界面处。当反射光学元件1开始工作且被辐照软X射线或EUV辐射时，中间层限制了周期60的收缩。这些中间层也可以作为扩散阻挡而防止层61和62混合到过度大的程度。总体上，中间层63容许更好地控制多层***6内实际的层厚度。中间层63可以在各自专用的涂敷步骤中被施加。利用具有合适离子的离子束，中间层也可以在后处理吸收体层或间隔体层期间，例如，在抛光工艺期间，同时被引入。
图2d所示的示例与图2b所示的示例的不同之处在于：中间层7布置在例如参考图2b或图2c描述的高反射多层***4与应力抵消多层***6之间。所述中间层7用于抵消下层应力抵消多层***6的可能的表面粗糙度且优选具有小于0.20nm的表面粗糙度，尤其优选具有小于0.15nm的表面粗糙度。为此，优选利用能量为40eV或更大的层形成粒子被施加为非晶和光滑层。具体地，该层例如可以借助于离子束被后处理，从而另外地使其光滑。结果，也可以生成利用能量小于40eV的层形成粒子施加的光滑中间层。中间层7的特别的优点在于：反射光学元件1的光学成像特性所需的图形(figure)可以利用离子束通过后处理而并入到中间层7，或者可以再加工预形成在基板中且被应力降低多层***6损坏的图形。其他层之一的材料优选用作中间层7的材料，从而简化涂敷工艺。尤其在高反射多层***4基于作为间隔体的硅及作为吸收体的钼的情况下，硅优选用于中间层7。中间层7有利地具有范围为从3nm到20nm的厚度。这确保了中间层7不会将过高的应力引入到反射光学元件1。
应该指出的是，中间层7也特别适合于设置在常规的应力降低反射光学元件中，从而抵消常规应力抵消多层***的表面粗糙度。因此，通过仅较少的修改现有的涂敷工艺便可以改善光学成像特性，提高反射率。
结合图3a-d说明制造应力降低反射光学元件的某些示例，图3a-d示意性地示出关于制造方法的不同示范性实施例的流程图。
在图3a示出的示例中，首先，提供基板(步骤301)，非晶层利用PLD法被沉积在该基板上。在PLD法期间，材料靶体利用脉冲激光(laser in pulse)被辐照。在这种情况下，该激光应该具有一强度和波长，使得激光脉冲期间，靶体表面的材料被加热以形成等离子体且扩展到真空中。所生成的粒子流包括靶体材料的低速的碎片(fragment)或液滴(droplet)而且也包括快速的离子和原子。可以针对相应的靶体材料而将激光器设定为离子的能量分布具有范围为从大约90eV到120eV的平均动能。所述离子撞击基板且在那里沉积非晶层(步骤303)。于是，多层***利用用于制备EUV光刻所用的反射光学元件的常规方法，例如，磁控溅射、离子辅助溅射或电子束蒸镀沉积在非晶层上，所述多层***为在软X射线或EUV波长范围内的期望工作波长具有高反射率而优化。尽管PLD法是通常已知的涂敷技术，但是其仅罕见地用于制造工作波长在软X射线或EUV波长范围内的反射光学元件的多层***，原因在于：与刚刚提及的涂敷方法相比，这样制造的多层***具有差的反射率。
在图3b示出的示例中，应力降低多层***利用PLD涂敷沉积在基板上(步骤305)。然而，与图3a的示例不同，采用了两束激光，这两束激光布置为它们的等离子体瓣(plasma lobe)彼此相交。此实施例的涂敷几何形态示意性地示出在图4中。两种材料靶体202和204被脉冲激光206和208辐照。因为靶体材料在某些点被局部加热，形成等离子体且靶体材料扩展进入真空。材料液滴的分布分别由虚线210和212标识。激光208和206布置为使得它们的靠近靶体的等离子体焰(plasma flame)的分布可比于彼此相交且结合而形成一个等离子体焰216的液滴的分布。这种效应被隔膜214强化。液滴在通过隔膜214之后沿直线持续前进。然后，要被涂敷的基板200布置为使得仅受来自等离子体焰216的来自的撞击而不受液滴的撞击，这将可能导致涂敷中的晶体区域以及其他的不均一。在应力降低多层***的非晶层被沉积之后，高反射多层***的各层以常规的方式被沉积(步骤313)。
根据图3c示出的示例，应力降低多层***的非晶层利用磁控溅射或离子束辅助溅射施加在所提供的基板(步骤301)上，其中涂敷参数设定为使得层形成粒子具有至少40eV的平均动能，从而形成具有低表面粗糙度的非晶层(步骤307)。层形成粒子的能量也可以是90eV或更高。在这里示出的示例中，在至少一层被沉积之后，其随后附加地利用离子束被抛光(步骤309)。优选地，至少最上面的层随后被抛光(步骤311)，在该最上面的层上随后沉积高反射多层***。图3a所示示例中的所有层或者非晶层也可以利用离子束被后处理。
图3d所示示例与图3b所示示例的不同之处在于：采用平均动能为至少40eV或以上的层形成粒子、利用PLD、磁控溅射或离子束辅助溅射在应力降低多层***与高反射多层***之间沉积非晶层(步骤309)。在另一变型中，中间层可以附加地被后处理，例如，目的是为了随后的光滑化或利用离子束的图形处理。如果中间层随后被光滑化，则其也可以利用能量小于40eV的形成粒子被沉积。在一个优选变型中，中间层下方的应力降低多层***的各层以常规方式被沉积，其中各层也可以为晶体。
应该指出的是，本领域的技术人员可以以宽泛的方式修改且彼此结合单个方法步骤，从而制造最适合于相应需求的应力降低反射光学元件。
附图标记
1     反射光学元件
2     基板
3     保护层
4     多层***
40    周期
41    吸收体
42    间隔体
5     非晶层
6     多层***
7     中间层
60    周期
61    吸收体
62    间隔体
63    阻挡层
100   EUV光刻设备
110         束成形***
111         辐射源
112         集光器反射镜
113         单色器
120         照明***
121，122    反射镜
130         光掩模
140         投射***
141，142    反射镜
150         晶片
200         基板
202，204    靶体
206，208    激光束
210，212    液滴分布
214         隔膜
216         等离子体焰
301-311     方法步骤

Claims (45)

1.一种工作波长在软X射线和极紫外波长范围内、用于EUV光刻设备的反射光学元件的制造方法，该反射光学元件在基板上具有第一多层***，所述第一多层***由至少两种交替材料构成且向所述基板施加层应力，所述至少两种交替材料在所述工作波长具有不同的折射率实部，而且所述反射光学元件在基板上具有第二多层***，所述第二多层***由至少两种交替材料构成且向所述基板施加相反的层应力，而且所述第二多层***布置在所述基板与所述第一多层***之间，其中构成所述第二多层***的所述至少两种交替材料在所述工作波长具有不同的折射率实部，该方法的特征在于：所述第二多层***中，在所述工作波长具有较低的折射率实部的材料层为非晶,能量为至少40eV的层形成粒子用于沉积所述第二多层***的各非晶层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用能量至少为90eV的所述层形成粒子。 
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第二多层***的各层利用磁控溅射或离子束辅助溅射被沉积。 
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第二多层***的各层利用脉冲激光涂敷被沉积。 
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：采用两束激光，该两束激光被布置为它们的等离子体瓣彼此交叉。 
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一多层***和第二多层***的层在被施加之后利用离子束后处理。 
7.一种工作波长在软X射线和极紫外波长范围内、用于EUV光刻设备的反射光学元件的制造方法，该反射光学元件在基板上具有第一多层***，所述第一多层***由至少两种交替材料构成且向所述基板施加层应力，所述至少两种交替材料在所述工作波长具有不同的折射率实部，而且所述反射光学元件在所述基板上具有第二多层***，所述第二多层***由至少两种交替材料构成且向所述基板施加相反的层应力，而且所述第二多层***布置在所述基板与所述第一多层***之间，其中构成所述第二多层***的所述至少两种交替材料在所述工作波长具有不同的折射率实部，该方法的特征在于：非晶的中间层沉积在所述第一多层***与所述第二多层***之间，其中能量为 至少40eV的粒子用于沉积所述中间层或用于光滑所述中间层。 
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：采用能量至少为90eV的所述粒子。 
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述中间层利用磁控溅射或离子束辅助溅射被沉积。 
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述中间层利用脉冲激光涂敷被沉积。 
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：采用两束激光，该两束激光被布置为它们的等离子体瓣彼此交叉。 
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述中间层在被施加之后利用离子束后处理。 
13.一种反射光学元件，根据权利要求7至12中任一项所述的方法制造。 
14.根据权利要求13所述的反射光学元件，其特征在于：所述中间层(7)由硅构成。 
15.根据权利要求13或14所述的反射光学元件，其特征在于：所述中间层(7)的厚度范围为从3nm到20nm。 
16.根据权利要求13或14所述的反射光学元件，其特征在于：所述中间层(7)具有小于0.20nm的表面粗糙度。 
17.根据权利要求13所述的反射光学元件，其特征在于：包括钼和硅，其中钼作为在所述工作波长具有较低折射率的材料，硅作为在所述工作波长具有较高折射率的材料。 
18.一种反射光学元件，根据权利要求1至6中任一项所述的方法制造。 
19.根据权利要求18所述的反射光学元件，其特征在于：在所述第二多层***(6)中，在所述工作波长具有较低折射率实部的材料的层(61)由非晶钼构成。 
20.根据权利要求18或19所述的反射光学元件，其特征在于：在所述第二多层***(6)中，在所述工作波长具有较低折射率实部的材料的层(61)具有小于0.20nm的表面粗糙度。 
21.根据权利要求18或19所述的反射光学元件，其特征在于：在所述第二多层***(6)中，在所述工作波长具有较低折射率实部的材料的层(61) 与周期(60)的厚度比Γ大于0.75，所述周期(60)包括在所述工作波长具有较低实部的所述材料的层(61)和在所述工作波长具有较高实部的材料的层(62)。 
22.根据权利要求18或19所述的反射光学元件，其特征在于：在所述第二多层***(6)中，具有较低实部的所述材料的层(61)的厚度大于3nm。 
23.根据权利要求18或19所述的反射光学元件，其特征在于：所述第二多层***(6)中的周期(60)包括在所述工作波长具有较低实部的材料的层(61)和在所述工作波长具有较高实部的材料的层(62)，所述第二多层***(6)中的所述周期(60)的数量至多是所述第一多层***(4)中的周期(40)的数量的一半。 
24.根据权利要求18或19所述的反射光学元件，其特征在于：在所述第二多层***(6)中，在由在所述工作波长具有较高折射率的材料构成的所述层(62)与由在所述工作波长具有较低折射率的材料构成的所述层(61)之间的至少一个界面处布置有中间层(63)。 
25.根据权利要求18或19所述的反射光学元件，其特征在于：包括钼和硅，其中钼作为在所述工作波长具有较低折射率的材料，硅作为在所述工作波长具有较高折射率的材料。 
26.一种工作波长在软X射线和极紫外波长范围内、用于EUV光刻设备的反射光学元件，该反射光学元件在基板上具有第一多层***，所述第一多层***由至少两种交替材料构成且向所述基板施加层应力，所述至少两种交替材料在所述工作波长具有不同的折射率实部，而且所述反射光学元件在基板上具有第二多层***，所述第二多层***由至少两种交替材料构成且向所述基板施加相反的层应力，而且所述第二多层***布置在所述基板与所述第一多层***之间，其中构成所述第二多层***的所述至少两种交替材料在所述工作波长具有不同的折射率实部，该反射光学元件的特征在于：在所述第一多层***(4)与所述第二多层***(6)之间布置有非晶的中间层(7)，所述中间层具有小于0.20nm的表面粗糙度。 
27.根据权利要求26所述的反射光学元件，其特征在于：所述中间层(7)由硅构成。 
28.根据权利要求26或27所述的反射光学元件，其特征在于：所述中间层(7)的厚度范围为从3nm到20nm。 
29.根据权利要求26所述的反射光学元件，其特征在于：在所述第二多层***(6)中，在由在所述工作波长具有较高折射率的材料构成的所述层(62)与由在所述工作波长具有较低折射率的材料构成的所述层(61)之间的至少一个界面处布置有中间层(63)。 
30.根据权利要求26所述的反射光学元件，其特征在于：包括钼和硅，其中钼作为在所述工作波长具有较低折射率的材料，硅作为在所述工作波长具有较高折射率的材料。 
31.一种工作波长在软X射线和极紫外波长范围内、用于EUV光刻设备的反射光学元件，该反射光学元件在基板上具有第一多层***，所述第一多层***由至少两种交替材料构成且向所述基板施加层应力，所述至少两种交替材料在所述工作波长具有不同的折射率实部，而且所述反射光学元件在所述基板上具有第二多层***，所述第二多层***由至少两种交替材料构成且向所述基板施加相反的层应力，而且所述第二多层***布置在所述基板与所述第一多层***之间，其中构成所述第二多层***的所述至少两种交替材料在所述工作波长具有不同的折射率实部，该反射光学元件的特征在于：在所述第二多层***(6)中，在所述工作波长具有较低折射率实部的材料的层(61)为非晶。 
32.根据权利要求31所述的反射光学元件，其特征在于：在所述第二多层***(6)中，在所述工作波长具有较低折射率实部的材料的层(61)由非晶钼构成。 
33.根据权利要求31或32的反射光学元件，该反射光学元件的特征在于：在所述第二多层***(6)中，在所述工作波长具有较低折射率实部的材料的层(61)与周期(60)的厚度比Γ大于0.75，所述周期(60)包括在所述工作波长具有较低实部的所述材料的层(61)和在所述工作波长具有较高实部的材料的层(62)。 
34.根据权利要求31或32所述的反射光学元件，其特征在于：在所述第二多层***(6)中，具有较低实部的所述材料的层(61)的厚度大于3nm。 
35.根据权利要求31或32的反射光学元件，其特征在于：所述第二多层***(6)中的周期(60)的数量至多是所述第一多层***(4)中的周期(40)的数量的一半，所述周期(60)包括在所述工作波长具有较低实部的材料的层(61)和在所述工作波长具有较高实部的材料的层(62)。 
36.根据权利要求31或32所述的反射光学元件，其特征在于：在所述第一多层***(4)与所述第二多层***(6)之间布置有中间层(7)。 
37.根据权利要求36所述的反射光学元件，其特征在于：所述中间层(7)为非晶。 
38.根据权利要求36所述的反射光学元件，其特征在于：所述中间层(7)的表面粗糙度小于0.20nm。 
39.根据权利要求36所述的反射光学元件，其特征在于：所述中间层(7)由硅构成。 
40.根据权利要求36所述的反射光学元件，其特征在于：所述中间层(7)的厚度范围为从3nm到20nm。 
41.根据权利要求31所述的反射光学元件，其特征在于：在所述第二多层***(6)中，在由在所述工作波长具有较高折射率的材料构成的所述层(62)与由在所述工作波长具有较低折射率的材料构成的所述层(61)之间的至少一个界面处布置有中间层(63)。 
42.根据权利要求31所述的反射光学元件，其特征在于：包括钼和硅，其中钼作为在所述工作波长具有较低折射率的材料，硅作为在所述工作波长具有较高折射率的材料。 
43.一种用于EUV光刻设备的投射***(120)，包括至少一个根据权利要求13到42中任一项所述的反射光学元件(121，122)。 
44.一种用于EUV光刻设备的照明***(140)，包括至少一个根据权利要求13到42中任一项所述的反射光学元件(141，142)。 
45.一种EUV光刻设备(100)，包括至少一个根据权利要求13到42中任一项所述的反射光学元件(112，113，121，122，141，142)。 
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