TWI683125B - 真空系統，特別是極紫外光微影系統及光學元件 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一真空系統，特別是極紫外光微影系統，其包含：形成真空環境於其中的一真空外罩、以及在真空環境中有一表面(14a)受到汙染顆粒影響至少一組件(14)。表面結構(18)形成於表面(14a)，以降低汙染粒子的附著，該表面結構具有彼此由網狀物(25)分隔的孔狀凹陷(24)。本發明也關於一光學元件(14)，包含：一基板(19)、以及用以反射極紫外光輻射(6)的一多層塗層(20)，該多層塗層係施加至基板(19)，其中一表面結構(18)形成於多層塗層(20)之表面(14a)，以降低汙染粒子(17)的附著，該表面結構具有彼此由網狀物(25)分隔的孔狀凹陷(24)。

Description

真空系統，特別是極紫外光微影系統及光學元件 【相關專利參照】
本專利申請案主張2014年8月13日申請之德國專利申請案DE 10 2014 216 118.5的優先權，其整體揭露內容係併入本申請案內容作為參考。
本發明關於一真空系統，特別是極紫外光(EUV)微影系統，其包含：形成真空環境於其中的真空外罩、以及在真空環境中有一表面受到汙染顆粒影響至少一組件。本發明也關於一光學元件，其包含：一基板、以及用以反射EUV輻射的多層塗層，該多層塗層係施加至基板。
在特定的光學配置中，例如在EUV微影系統中，需要配置至少一部分的光束路徑以及因此也需要配置至少一部分的光學元件於真空環境中。此一真空環境在EUV微影系統中一般可具有在約10-9mbar至約10-1mbar間的一(總)壓力。
在本申請案的涵義中，EUV微影系統係理解為針對EUV微影的光學系統，亦即可用於EUV微影領域中的光學系統。除了用以產生半 導體組件的EUV微影裝置之外，光學系統還可例如為用以檢查在EUV微影裝置中使用的光罩(下文中亦稱作遮罩)、或用以檢查要被結構化之半導體基板(下文中亦稱作晶圓)的一檢查系統、或例如為用以量測EUV微影裝置或其部分(例如用以量測一投射系統)的量測系統。
在EUV微影系統以及在其他光學配置中，無法完全避免汙染物質或粒子出現在真空環境中或存在於其中之殘餘氣體環境中。汙染物質可例如為聚合物，其來自真空幫浦或從黏著劑釋出。汙染物質也可為施加在晶圓上之光阻的殘餘物，其在操作輻射的影響下從光阻釋出且其可導致EUV微影系統之光學元件上或真空環境中其他組件上的碳汙染。
已知在一氣體噴嘴或複數個氣體噴嘴的協助下從光學表面移除汙染物質或粒子，例如在本案申請人所申請之WO 2009/059614 A1中所描述。為此目的，氣體噴嘴對準要被清潔的表面，且將要被清潔的表面與清潔氣體的氣流接觸，例如以活化氫的形式或以氫自由基的形式。
這類清潔的效率取決於汙染粒子附著於要被清潔表面的程度有多強烈，亦即粒子附著至表面的強度。一般而言，在真空環境中，應避免會助長粒子沉積的表面，特別是具有高粗糙度的表面，基於此理由，真空環境中通常使用具有非常低粗糙度之具有由電解拋光高等級鋼或鋁所組成之表面的組件。
DE 10 2009 044 462 A1描述用以過濾電磁輻射的一光學元件，該光學元件具有設計供反射EUV輻射的多層結構。光學元件也具有光柵結構，其設計以繞射在可見光至紅外光波長範圍的輻射。在一範例中，光柵結構係針對具有例如10.6微米之紅外光波長之輻射的破壞性干涉而設 計。在光柵結構中，有可能配置具有較小光柵常數及深度的另一光柵結構，其產生在至少一另外波長之輻射的破壞性干涉，其中該至少一另外波長係明顯小於由光柵結構所過濾之輻射的波長。
本發明的一目的為提供一真空系統(特別是一EUV微影系統)以及一光學元件，其特徵為粒子在至少一表面上的附著降低。
該目的藉由在引言中所提類型之真空系統而達成，其中表面結構形成於配置在真空環境中的表面且因此與污染粒子接觸的表面，以減低污染粒子的附著，該表面結構具有彼此由網狀物分隔的孔狀凹陷。
發明人承認具有孔狀凹陷(即一般具有微米或適當的話為奈米數量級之小深度的未穿孔)的表面結構可比完全平滑表面的情況表現出大幅降低的附著。孔狀凹陷一般不會彼此連接，因為其彼此由網狀物所分隔且一般以實質規則的配置分布在表面上。孔狀凹陷一般具有實質矩形的深度分布。特別地，孔狀凹陷的側向邊緣應盡可能的陡峭。
針對降低附著，使用了以下事實：與一表面接觸的粒子受到一附著力，其實質上係基於與表面接觸之面積內的交互作用。接觸面積可例如由所謂JKR模型中的接觸半徑來描述(K.L.Johnson、K.Kendall、A.D.Roberts於Proc.Roy.Soc.London 324,301(1971)中所發表之「表面能量與彈性物體的接觸(Surface energy and the contact of the elastic solids)」)。針對與表面直接接觸的粒子，粒子與表面的交互作用主要為凡得瓦力，參照L.Gradon於Adv.Powder Tech.20,17(2009)中所發表之「粒子從表面的再懸 浮：技術、環境、及醫藥方面(Resuspension of particles from surfaces：Technological,environmental and pharmaceutical aspects)」。由於凡得瓦力的短範圍，粒子與表面之間的小距離已經導致附著力的顯著下降。針對兩互動體間為距離d之函數的能量Uvdw，此處一般成立以下的關係：Uvdw=-B/d6, (1)
其中B表示互動係數。
為描述任意形狀之粒子的附著，為了用以說明，也可求助於兩兩作用之總和的概念(根據Hamaker)，參照H.C.Hamaker等人於Physica IV,10,1058(1937)所發表之「球形粒子間的倫敦凡得瓦力(The London-van der Waals attraction between spherical particles)」。粒子(以相同方式為相關表面)可描述為有限數量的實體，其中在根據方程式(1)考量下，由於在表面的所有實體上互動能量總和，而產生對每一粒子實體之總吸收的貢獻。雖然此方法忽略發生的矩陣效應，但其對小距離d的情況是個很好的近似，參照E.M.Lifshitz於Soviet Phys.JETP,2,73(1956)所發表的「固體間之分子吸引力的理論(The theory of molecular attractive forces between solids)」，因此對以下論證可為有用的
在一有利的具體實施例中，孔狀凹陷的直徑小於真空環境中之汙染粒子的直徑，汙染粒子對表面的附著為所欲降低。在本申請案的涵義內，粒子的直徑係理解為體積對應粒子(通常為非球體)體積之球體的直徑。孔狀凹陷的直徑係理解為表面對應孔狀凹陷(不一定為圓形)表面之圓形的直徑。在此例中，孔狀凹陷的表面係在其面對真空環境的頂側量測。
本申請案所描述之用以降低粒子附著之表面結構的原理係 基於所有兩兩作用的總和由於以下的事實而顯著地降低：粒子內靠近表面之原子的可能數量(由粒子與表面之間的接觸面積所表示)因為位阻(steric hindrance)而大幅降低。針對具有特定尺寸或數量級的粒子，這可藉由在整體面積上設有實質規則表面結構之表面而達成，在該表面結構的例子中，孔狀凹陷的直徑小於所要避免附著至表面之個別汙染粒子的直徑。
由於其較大的直徑，粒子無法穿透到孔狀凹陷，因此停靠在網狀物的周圍邊緣，其形成接觸面積。因為具有一給定直徑的孔狀凹陷通常無法有效避免具有明顯較大粒子直徑之粒子的附著，因此形成包含具有不同直徑之孔狀凹陷的表面結構是有利的，特別是包含具有不同數量級直徑之孔狀凹陷的表面結構。在此情況中，上述直徑構成孔狀凹陷的最小直徑，其構成可在表面結構的協助下避免附著至表面之粒子尺寸的下限。
不言可喻，網狀物的寬度不應選擇為過大，以避免粒子停靠在網狀物的頂側。舉例來說，這可藉由寬度同樣小於汙染粒子直徑的網狀物而達成。孔狀凹陷可在組件表面配置為例如規則、特別是六邊形的圖形。
在一具體實施例中，孔狀凹陷的直徑小於例如10奈米。如上述，凹陷的直徑定義最小粒子尺寸或在表面結構協助下可避免附著之最小粒子直徑。
較佳地，表面結構的網寬度小於表面結構之孔狀凹陷的直徑。網狀物的架構應選擇使得在網狀物頂側之粒子附著為位於孔狀凹陷上之粒子附著的數量級。這可藉由選擇孔狀凹陷的直徑與網狀物寬度之間的適當比例而達成，其中網狀物的寬度(如上述)一般應不大於孔狀凹陷的直 徑。
在另一具體實施例中，個別孔狀凹陷的深度至少與個別孔狀凹陷之直徑的一半一樣大。孔狀凹陷不應有太小的深度，以避免停靠在網狀物邊緣的粒子到達凹陷的底部且粒子與表面間的接觸面積因而變大。
在另一具體實施例中，表面結構具有至少一週期孔結構。週期或類週期孔結構係理解為(相同尺寸的)孔狀凹陷及(相同尺寸的)網狀物形成規律圖形的結構。週期孔結構不一定要具精確的週期性，若存在不同孔狀凹陷的直徑與不同網狀物的寬度具有實質相同大小的實質週期孔結構即足夠，如在自結構化的情況中。孔結構的週期長度係定義為孔狀凹陷的直徑與兩鄰近孔狀凹陷間之網狀物的寬度的總和。若孔結構的週期性為粒子直徑的數量級，此一孔結構對降低粒子附著的效果是有效的。由於提供了孔結構，因此可避免特定大小的粒子的附著。
較佳地，週期孔結構具有小於例如10奈米的週期長度。孔結構的週期長度定義最小粒子直徑，其可藉由孔結構而避免附著。如前述，孔狀凹陷的直徑需要小於所要避免附著之粒子的直徑。網狀物的寬度一般應不大於凹陷的直徑。
在一發展中，表面結構具有第一週期孔結構及第二週期孔結構，其中第一週期孔結構具有第一週期長度，第二週期孔結構施加至第一週期孔結構且具有小於第一週期孔結構之週期長度的第二週期長度。如前述，週期長度定義最小粒子直徑或可避免附著至表面之粒子的直徑大小。粒子直徑明顯大於孔結構之週期長度的粒子無法有效地藉由孔結構而避免附著。因此，產生包含具有不同週期長度之二或更多孔結構的表面結 構是有利的，其避免具有不同數量級之粒子直徑的粒子附著。
當然，表面結構可具有施加至第二週期孔結構的第三週期孔結構，其具有小於第二週期孔結構之週期長度的第三週期長度。因此，表面結構也可具有第四、第五等等的孔結構，其分別具有更小的週期長度，以避免具有複數個不同數量級之粒子直徑的粒子附著。
在一發展中，第一週期長度P1至少為第二週期長度P2的5倍大，亦即P1>5 x P2成立。孔結構的週期長度不應太接近，以避免具有不同大小之粒子直徑的粒子附著。特別地，第二週期長度也可至少為可能出現之第三孔結構的第三週期長度的5倍大。
具有前述特徵的表面結構可由許多方法產生。舉例來說，表面可藉由光學微影製程而結構化。為了相對較不費力地實現表面的大面積結構化，有可能依靠致能某一程度自組裝的結構化方法。
在組件具有由鋁所組成之表面的情況中，具有六邊形配置孔之規則排列的氧化鋁層可在適當條件下(pH、電解質、電壓及溫度)由水性電解液中的陽極氧化產生。在此情況中，例如藉由改變電壓，有可能定義孔直徑並藉此實現從數奈米到微米範圍的週期性，如由A.P.Li等人在J.Appl.Phys.84(11),6023(1998)所發表之文章「由陽極氧化鋁中自組織形成之具50-420奈米孔隙間距離的六角孔陣列(Hexagonal pore arrays with a 50-420nm interpore distance formed by self-organisation in anodic alumina)」中所述。
針對數奈米的非常小週期性，結構也可藉由微胞法(micellar approach)實現，其係基於注入金屬鹽之段共聚合物的自組裝與後續的微影製程，如由B.Gorzolnik等人在Nanotechnology 17,5027(2006)中所發表之文 章「結合共聚合物自組裝與UV光學微影之奈米結構微圖案(Nano-structured micropatterns by combination of block copolymer self-assembly and UV photolithography)」中所述。
為了產生具有不同週期長度的複數個週期孔結構的疊加，如前述，有可能使用多個結構化製程，其中在第一結構化步驟中先產生具有大孔直徑或大週期長度的孔結構，並在至少一後續結構化步驟中產生具有較小週期長度的孔結構。
本發明的另一態樣係關於在引言中所提類型的光學元件，其中表面結構形成於多層塗層的表面，以降低汙染粒子的附著，該表面結構具有彼此由網狀物分隔的孔狀凹陷。在本發明的此態樣中，受到汙染粒子影響的組件為EUV微影的光學元件，其可特別用於前述的EUV微影系統。表面結構的深度不應選擇為過大，以避免多層塗層對EUV輻射的反射率受到太大的損害。在此情況中，孔狀凹陷的深度一般應不大於約3微米。當然，不僅是光學元件形式的組件，其他組件(特別是真空組件，例如真空外罩或配置在真空環境中的感測器外罩)也可設有前述的表面結構。
在一具體實施例中，孔狀凹陷的直徑小於汙染粒子(目的為降低其對表面的附著)的直徑。如前述，凹陷的直徑決定可在表面結構的協助下避免附著之粒子的最小直徑。
在另一具體實施例中，在表面的某個或所有孔狀凹陷具有小於例如10奈米的直徑。如前述，孔狀凹陷的最小直徑定義可由表面結構避免附著之粒子的最小粒子直徑。
在一具體實施例中，表面結構的網寬度小於表面結構之孔 狀凹陷的直徑，使得粒子與表面之間不會發生大面積的交互作用。作為藉由選擇孔狀凹陷的直徑相對網狀物的寬度來定義此比例的另一選擇，針對要建立之所希望的比例，有可能為具有不同週期長度之複數個週期結構的疊加的副作用，如前述，因為在具有較小週期長度之孔結構的施加過程中，具有較大週期長度之底下孔結構的網狀物也結構化。
在另一具體實施例中，個別孔狀凹陷的深度至少與個別孔狀凹陷之直徑的一半一樣大。粒子與孔狀凹陷底部之間不想要的接觸可由這種方式避免。
在另一具體實施例中，表面結構具有至少一週期孔結構，其較佳具有小於例如10奈米的週期長度。此一週期孔結構可由例如自結構化而產生。
在一發展中，表面結構具有第一週期孔結構及第二週期孔結構，第一週期孔結構具有第一週期長度，第二週期孔結構施加至第一週期孔結構且具有小於第一週期孔結構之週期長度的第二週期長度。如前述，以此方式，可避免具有不同數量級之粒子直徑的粒子附著。為了避免具有不同數量級之粒子直徑的粒子附著至表面，第一週期長度較佳至少為第二週期長度的五倍大。
在顯示本發明必要細節的圖式中的圖之基礎上，本發明的進一步特徵和優點可從以下本發明的示例性具體實施例之描述及申請專利範圍中顯現。在本發明的變型中，各個特徵可以自行實現或多個特徵可以任意的組合一起實現。
1‧‧‧EUV微影裝置
2‧‧‧真空外罩
2a‧‧‧外罩內側
3‧‧‧真空外罩
3a‧‧‧外罩內表
4‧‧‧真空外罩
4a‧‧‧外罩內表
5‧‧‧EUV光源
6‧‧‧光束路徑
7‧‧‧準直儀
8‧‧‧單色儀
8a‧‧‧光學表面
9‧‧‧反射光學元件
9a‧‧‧光學表面
10‧‧‧反射光學元件
10a‧‧‧光學表面
11‧‧‧反射光學元件
12‧‧‧反射光學元件
13‧‧‧反射光學元件
13a‧‧‧光學表面
14‧‧‧反射光學元件
14a‧‧‧光學表面
15‧‧‧組件
15a‧‧‧表面
16‧‧‧真空環境
17‧‧‧粒子
17a‧‧‧粒子
17b‧‧‧粒子
17c‧‧‧粒子
18‧‧‧表面結構
19‧‧‧基板
20‧‧‧多層塗層
21‧‧‧間隔物
22‧‧‧吸收體
23‧‧‧週期孔結構
23a‧‧‧週期孔結構
23b‧‧‧週期孔結構
23c‧‧‧週期孔結構
24‧‧‧孔狀凹陷
25‧‧‧網狀物
25a‧‧‧周圍邊緣
B‧‧‧網狀物寬度
dp‧‧‧粒子直徑
dp1‧‧‧粒子直徑
dp2‧‧‧粒子直徑
dp3‧‧‧粒子直徑
ds‧‧‧週期長度
ds1‧‧‧週期長度
ds2‧‧‧週期長度
ds3‧‧‧週期長度
dv‧‧‧孔狀凹陷之直徑
rk‧‧‧接觸半徑
T‧‧‧孔狀凹陷之深度
範例性具體實施例繪示於示意圖式中並於以下說明中進行解釋。在圖式中：圖1顯示EUV微影裝置的示意圖； 圖2顯示在一表面上之一粒子的示意圖； 圖3a、3b顯示形成於EUV反射鏡之多層塗層上的表面結構的平面示意圖及截面示意圖；以及 圖4顯示具有不同週期長度之三個週期孔狀結構的一表面結構的示意圖。
在以下的圖式描述中，相同或功能上相同的組件使用相同的元件符號。
圖1示意性地顯示一真空系統，其形式為EUV微影裝置1，包含光束成形系統2、照射系統3、及投射系統4，其位於不同的真空外罩中(以相同的元件符號標示)且依次地配置於從光束成形系統2之EUV光源5出發的光束路徑6中。舉例來說，電漿源或同步加速器可作為EUV光源5。波長範圍在約5奈米至約20奈米之間的射出輻射首先聚焦於準直儀7。在下游單色儀8的協助下，藉由改變入射角而過濾出想要的操作波長，如圖中雙箭頭所示。在所述的波長範圍中，準直儀7及單色儀8通常具體化為反射光學元件，其中至少單色儀8沒有多層塗層於其光學表面，以反射盡可能高頻寬的波長範圍。
在光束成形系統2中對波長及空間分布進行處理的輻射係引入照射系統3中，其具有第一及第二反射光學元件9、10。兩個反射光學元件9、10將輻射導引至作為另一反射光學元件的光罩11，該光罩具有一結構，其藉由投射系統4而以縮小比例成像至晶圓12上。為此目的，投射系統4中設有第三及第四反射光學元件13、14。
反射光學元件9、10、13、14分別具有光學表面9a、10a、13a、14a，其配置在EUV微影裝置1的光束路徑6中。另一機械組件15也配置在投射系統4中，其形式例如為感測器或真空外罩2之外罩壁的部分或(適當的話)整體內側2a(或其他真空外罩3、4之外罩壁的內表面3a、4a)。組件15同樣具有配置在投射系統4之真空環境16中的表面15a。真空環境16在真空幫浦(圖未示)的協助下產生。光束成形系統2、照射系統3及投射系統4之真空環境16中的總壓力可不相同。總壓力的範圍一般在約10-9mbar及約10-1mbar之間。
同樣可從圖1看出，投射系統4的真空環境16包含汙染粒子17，光學元件9到14的表面9a到14a以及機械組件15的表面15a受到汙染粒子17的影響。圖2以例示方式顯示機械組件15的表面15a的細節，其在所示範例中為鋁所組成的真空組件。以理想化方式顯示為球形的粒子17沉積在組件15之平面、磨光的表面15a。粒子17與表面15a之間的接觸面積(其同樣以理想化方式假設為圓形)有一接觸半徑rk，其相對大於粒子17的直徑dP。
為了降低粒子17與表面15a之間的接觸面積，可施加表面結構18於表面15a，該表面結構降低粒子17與表面15a的接觸，因此降低粒子17對表面15a的附著。根據圖1之EUV微影裝置1之光束路經中最後的光學元件 14的範例，此一表面結構18(其也可設置於組件15的表面15a上)顯示於圖3a、3b。
圖3b的截面圖所示的光學元件14包含基板19及施加至基板19的多層塗層20。多層塗層20包含在操作波長λB具有較高實部之折射率的一材料(亦稱作間隔物21)以及在操作波長λB具有較低實部之折射率的一材料(亦稱作吸收體22)的交替塗覆層，其中吸收體-間隔物對形成一堆疊。多層塗層20的此架構模擬一晶體，其晶格平面對應發生布拉格反射的吸收體層。個別層21、22及重複堆疊的的厚度可為固定或可在整個多層塗層20上改變，取決於所欲達成的頻譜或角度相關反射分布。吸收體與間隔物材料在所有堆疊上可具有固定或變化的厚度，以最佳化反射。此外，也有可能在間隔物與吸收體層21、22之間提供額外層，例如作為擴散阻障。
在本範例中，其中光學元件14係針對13.5奈米的操作波長λB而最佳化，即在對波長13.5奈米的實質垂直入射輻射有最大反射率之光學元件14的例子中，多層塗層20的堆疊具有交替的矽及鉬層。在此例子中，矽層對應在13.5奈米具有較高實部之折射率的層21，且鉬層對應在13.5奈米具有較低實部之折射率的層22。其他材料組合(例如鉬與鈹、釕與鈹、或鑭與B4C)同樣是可能的，取決於操作波長。
如圖3b可看出，表面結構18形成於多層塗層20的表面14a，該表面結構具有週期孔結構23，其具有由網狀物25分隔的孔狀凹陷24，其中表面結構18具有實質六角形結構，如圖3a所示(每一孔狀凹陷24由六個其他的孔狀凹陷24所環繞)。孔狀凹陷24具有實質圓形幾何，其直徑dV在所示範利中小於配置在孔狀凹陷上之粒子17的直徑dP。在圖3b所示之光學元件14 的截面圖中，孔狀凹陷24及網狀物25形成二元或矩形表面分布，即網狀物25的側邊約為垂直，且孔狀凹陷24的底部實質平行於施加多層塗層20之基板19的平面表面。
圖3b可輕易看出，週期孔結構23的週期長度ds(其對應孔狀凹陷24的直徑dV與網狀物25之寬度B的總和)略大於粒子17的直徑dP。相較之下，孔狀凹陷24的直徑dv略小汙染粒子17的直徑dP。因此，汙染粒子17與光學元件14的表面14a之間的接觸面積完全由網狀物25的圓形周圍邊緣25a所形成，其明顯小於粒子17與圖2之平面表面15a之間的接觸面積。
在所示的範例中，個別孔狀凹陷24的深度T稍微大於孔狀凹陷24之直徑dP一半的長度。如此，將確保略大於孔狀凹陷24之直徑dP的球形粒子17在接觸界定凹陷24之網狀物25的周圍邊緣25a時不會停在凹陷24的底部，且與表面14a的接觸面積將以此方式增加。
一般而言，位在孔狀凹陷24上之粒子17的附著應為位在網狀物25上之粒子17的附著的數量級。在凹陷24之附著與在網狀物25之附著之間的比例可由孔狀凹陷24的直徑dv與網狀物25的寬度B之間的比例來設定。基本上，在表面結構18僅具有一個週期孔結構23的情況中，已證明若表面結構18之網狀物25的寬度B小於表面結構18之孔狀凹陷24的直徑dV是有利的。然而，若表面結構18具有二或更多個(例如三個)週期孔結構23a-c(如圖4所示)，則此一施加在網狀物25之寬度B上的條件通常沒有必要實現。
圖4中所顯示的表面結構18具有第一週期孔結構23a，其具有第一週期長度dS1且用以降低具有第一(平均)粒子直徑dP1之粒子17a的附著。第二週期孔結構23b疊加在第一週期孔結構23a上，該第二週期孔結構 具有第二、較小的週期長度dS2且用以降低具有第二、較小粒子直徑dP2之粒子17b的附著。第三週期孔結構17c疊加在第二週期孔結構17b上，該第三週期孔結構具有小於第二週期長度dS2的第三週期長度dS3且用以降低具有小於第二粒子直徑dp2之第三粒子直徑dP3的粒子17c的附著。
如前文所討論，具有週期長度為預定義的dS1至dS3之週期孔結構的表面結構18一般僅避免粒子直徑dP1至dP3為預定義數量級之粒子17a-c的附著。圖4所示的表面結構用以避免具有粒子直徑dP1至dP3(其為不同數量級)之粒子17a-c的附著。為此目的，週期孔結構17a-c的週期長度dS1至dS3必需彼此不會太接近。因此，第一週期長度dS1應至少為第二週期長度dS2的5倍大，且第二週期長度dS2應至少為第三週期長度dS3的5倍大。第三(即最小的)週期長度dS3定義最小的粒子直徑dp3，其可藉由表面結構18而避免附著。在所示範例中，第三週期長度dS3小於例如10奈米。
圖4所示的表面結構18可設置在EUV微影系統1中之光學元件14的表面14a與非光學組件15的表面15a兩者。圖3a、3b所示的表面結構18當然也可設置在非光學組件15的表面15a。使用週期或近似週期性的孔結構23、23a-c已證實為有利，因為這類結構可在結構化方法的協助下實施，其中一或多個表面結構由自組裝而形成。
舉例來說，針對非光學組件15的表面15a由鋁形成的例子，圖3a、3b所示的表面結構18可由水性電解液中的陽極氧化所產生，如前文所引用文章中所述，其由A.P.Li等人在J.Appl.Phys,84(11),6023(1998)所發表的「由陽極氧化鋁中自組織形成之具50-420奈米孔隙間距離的六角孔陣列(Hexagonal pore arrays with a 50-420nm interpore distance formed by self-organisation in anodic alumina)」。特別地，在其中所述之方法的例子中，週期孔結構23的週期長度dS或個別孔狀凹陷24的直徑dV可藉由施加電壓在寬範圍內的變化而改變(從數奈米到微米範圍)。
然而，表面結構18也可在微影方法的協助下實現，亦即藉由施加光敏感塗層於表面9a、10a、13a、14a、15a、曝光光敏感層用以結構化光敏感層、移除非結構化區域中的塗層、以及蝕刻表面9a、10a、13a、14a、15a用以在未被結構化塗層所保護的區域中產生孔狀凹陷。在後續步驟中，作為蝕刻遮罩的結構化塗層從具有所需表面結構18的表面9a、10a、13a、14a、15a完全移除。
為了產生如圖4所示的表面結構18，可依序地進行複數個這類微影結構化製程。為了產生非常小的數奈米結構(例如如圖4所示之具有第三週期長度dS3的第三週期孔結構23c)，可使用微胞法(micellar approach)來結構化，此方法係基於注入金屬鹽之段共聚合物的自組裝結合後續的微影製程，如前述文章中所描述，其為在Nanotechnology 17,5027(2006)中所發表之「結合共聚合物自組裝與UV光學微影之奈米結構微圖案(Nano-structured micropatterns by combination of block copolymer self-assembly and UV photolithography)」。
總而言之，藉由提供表面結構18於配置在真空環境16中且因此而受到粒子直徑通常不在宏觀範圍之汙染粒子17影響的表面9a、10a、13a、14a、15a，有可能達成有效降低這些粒子17對表面9a、10a、13a、14a、15a的附著。未附著於表面9a、10a、13a、14a、15a的粒子17可透過經由吸取的抽出(真空幫浦)而從真空系統(例如EUV微影系統1)移除，。
18‧‧‧表面結構
24‧‧‧孔狀凹陷
25‧‧‧網狀物
A‧‧‧截面線

Claims (16)

  1. 一種光學元件，包含一基板以及用以反射極紫外光輻射的一多層塗層，該多層塗層係施加至該基板，其特徵在於：一表面結構形成於該多層塗層之一表面，以降低汙染粒子的附著，該表面結構具有彼此由網狀物分隔的孔狀凹陷，其中該孔狀凹陷的一直徑小於欲要降低其對該表面之附著之粒子的一直徑而且該表面結構的網寬度小於該表面結構之該孔狀凹陷的該直徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中該孔狀凹陷具有小於10奈米的一直徑。
  3. 如前述申請專利範圍之第1或2項所述之光學元件，其中一個別孔狀凹陷的深度至少與一個別孔狀凹陷之直徑的一半一樣大。
  4. 如前述申請專利範圍之第1或2項所述之光學元件，其中該表面結構具有至少一週期孔結構。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之光學元件，其中該至少一週期孔結構具有小於10奈米的一週期長度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光學元件，其中該表面結構具有一第一週期孔結構及一第二週期孔結構，該第一週期孔結構具有一第一週期長度，該第二週期孔結構施加至該第一週期孔結構且具有小於該第一週期孔結構之該週期長度的一第二週期長度。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光學元件，其中該第一週期長度至少為該第二週期長度的五倍大。
  8. 一種真空系統，包含一真空外罩，一真空環境係形成於該真空外罩中；以及至少一組件，其有一表面在該真空環境中受到汙染顆粒影響，其中一表面結構形成於該表面，以降低該汙染粒子的附著，該表面結構具有彼此由網狀物分隔的孔狀凹陷，其中具有該表面結構之該組件為該真空外罩。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之真空系統，其中該孔狀凹陷的一直徑小於在該真空環境中之該汙染粒子的直徑，該汙染粒子對該表面之附著為所欲降低的。
  10. 如申請專利範圍第8或9項所述之真空系統，其中該孔狀凹陷具有小於10奈米的一直徑。
  11. 如申請專利範圍第8至9項之其中任一項所述之真空系統，其中該表面結構的網寬度小於該表面結構之該孔狀凹陷的直徑。
  12. 如申請專利範圍第8至9項之其中任一項所述之真空系統，其中一個別孔狀凹陷的深度至少與一個別孔狀凹陷之直徑的一半一樣大。
  13. 如申請專利範圍第8至9項之其中任一項所述之真空系統，其中該表面結構具有至少一週期孔結構。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之真空系統，其中該週期孔結構具有小於10奈米的一週期長度。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之真空系統，其中該表面結構具有一第一週期孔結構及一第二週期孔結構，該第一週期孔結構具有一第一週期長度，該第二週期孔結構施加至該第一週期孔結構且具有小於該第一週期孔結構之該週期長度的一第二週期長度。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之真空系統，其中該第一週期長度至少為該第二週期長度的五倍大。
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