用於euv的多層反射鏡、其波前光行差校正法及包含它的euv光學系統的製作方法
2023-05-22 17:17:36 2
專利名稱：用於euv的多層反射鏡、其波前光行差校正法及包含它的euv光學系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及微蝕刻(通過能量光束轉印一個精細圖案到襯底，該襯底對能量束的曝光「敏感」)。微蝕刻是用於製造諸如集成電路、顯示器、磁拾取頭和微型機一類微電子器件的關鍵技術。更具體說，本發明涉及微蝕刻，其中的能量束是「軟X線」光束(還被稱為「遠紫外線」或「EUV」光束)，總的來說涉及EUV光學系統，和用於EUV光學系統中的光學元件(具體指反射元件)。
因此，目前迫切需要開發一種實用的「新一代」微蝕刻技術，其能夠達到比光微蝕刻所獲得的大得多的解析度。「新一代」微蝕刻的主要候選目標包括使用遠紫外射線(「EUV」；還被稱為「軟X線」)作為能量束。目前研究的EUV的波長範圍在11-14納米，這遠遠短於現有工藝中常規的「真空」紫外光的光微蝕刻的波長範圍(150-250納米)。EUV微蝕刻具有產生圖像解析度小於70納米的潛力，這是傳統的光微蝕刻不能達到的。
在EUV波長範圍內，物質的折射率非常接近統一。因此，在這個波長範圍內，不能使用依賴折射的傳統的光學元件。結果，EUV用的光學元件僅限於反射元件，諸如利用從折射率略微低於統一的材料的總反射的掠入射鏡和「多層」鏡。後一種鏡通過將從多個薄層的各個界面的微弱的反射光的對準併疊加而獲得高的總反射率，這其中弱反射域以一定角度疊加構成(產生布拉格(Bragg)效應)。例如，在波長接近13.4納米時，Mo/Si多層鏡(包括交替疊放鉬(Mo)和矽(Si)層)顯示標準入射EUV光的67.5％的反射率。同樣，在波長接近11.3納米時，Mo/Be多層鏡(包括交替疊放鉬(Mo)和鈹(Be)層)顯示標準入射EUV光的70.2％的反射率。參見Montcalm，《Proc.SPIE》333142(1998)。
EUV微蝕刻系統主要包括EUV源、照明光學系統、光柵臺、投射光學系統和襯底臺。關於EUV源，可以使用雷射-等離子光源、放電-等離子光源，或外部光源(例如蓄電環或同步加速器)。照明光學系統通常包括(1)反射來自光源的EUV射線，以與鏡的反射平面形成掠射角的方向入射的掠入射鏡，(2)多個多層鏡，其反射面是多層膜，和(3)僅允許前面描述的波長範圍的EUV射線通過的濾光鏡。因此，光柵被所需波長的EUV射線照明。
由於還沒有已知材料可以透射EUV射線到任何有用的程度，光柵是一個「反射」光柵，而不是用於光微蝕刻中的傳統的透射光柵。從光柵反射的EUV射線進入投射光學系統，其將光柵圖案的照明部分的縮小(縮微)圖像聚焦到襯底上。該襯底(通常是半導體「晶片」)的上遊面用適當的抗蝕塗層塗布，從而不會印上圖像。由於EUV射線被大氣吸收而衰減，各種光學系統，包括光柵和襯底都裝置於真空室內，該真空室被抽真空到適當的真空度(例如1×10-5託或更小)。
典型的投射光學系統包括多個多層鏡。由於目前多層鏡對EUV射線的最大反射率不足100％，為了最小化在通過投射光學系統傳播的過程中的EUV射線的損耗，系統應該儘可能地包括最少數目的多層鏡。例如，在Jewell和Thompson的美國專利5,315,629和Jewell的美國專利5,063,586中公開了一種包括四個多層鏡的投射光學系統，在Williamson的日本Kokai專利申請Hei 9-211332和美國專利5,815,310中公開了包括六個多層鏡的投射光學系統。
與光流沿一個方向傳播的折射光學系統相反，在反射光學系統中，當光流在系統中傳播時，光流典型的是從反射鏡到反射鏡前後傳播。由於需要儘可能避免光流被多層鏡遞減，很難增加反射光學系統的數值孔徑(NA)。例如，在傳統的四鏡光學系統中，最大可獲得的NA是0.15。在傳統的六鏡光學系統中，可獲得高些的NA(實際上0.25是可能的)。通常，在投射光學系統中的多層鏡的數目是偶數，這使得光網臺和襯底臺能夠放置在投射光學系統的相對側。
考慮到上面討論的限制條件，在EUV投射系統中，光行差(aberration)必須用有限數目的反射面校正。由於數量少的球面鏡在獲得足夠的光行差的校正方面的能力有限，在投射光學系統中的多層鏡通常具有非球形反射面。同樣，投射光學系統通常被構造成「環形場」系統，其中僅僅前面所述圖像高度附近的光行差得到校正。用這樣的系統轉印光柵上的整個圖案到襯底上。通過以各自的掃描速率移動光網臺和襯底臺進行曝光，它們的掃描速率由於投射光學系統的縮微因數而各不相同。
上面描述的EUV投射光學系統是「衍射限制」，並且不能達到它的特定的性能水平，除非通過系統傳播的EUV射線的波前光行差可以足夠小。根據Marechal’s標準，按照均方根(RMS)值，衍射限制光學系統的波前光行差的允許值通常小於或等於1/14所用波長。Born和Wolf，《光學原理》，第七版，劍橋大學出版社，第528頁(1999)。要達到80％的Strehl強度或更大(用於具有光行差的光學系統與無光行差光學系統的最大點圖像強度之間的比率)，Marechal’s條件是必需的。關於最佳性能，用於實際EUV微蝕刻儀器中的投射光學系統理想地顯示了光行差被足夠減小，從而滿足這個標準。
如上所述，在強烈關注的EUV微蝕刻技術方面，所用的曝光波長主要在11到13納米。關於在光學系統中的波前光行差(WFE)，每個多層鏡的可允許的最大齒形誤差(FE)表達如下FE＝(WFE)/2/(n)1/2(1)這裡，n代表在光學系統中的多層鏡的數目。用2除的原因是，在反射光學系統中，入射光和反射光都有齒形誤差；因此，達齒形誤差兩倍的誤差被施加到波前誤差。在衍射限制光學系統中，每個多層鏡的可允許的齒形誤差(FE)可根據波長λ和多層鏡的數目(n)表達如下FE＝λ/28/(n)1/2(2)包括四個多層鏡的光學系統在波長λ＝13納米時，FE的值是0.23納米RMS，包括六個多層鏡的光學系統FE為0.19納米RMS。
不幸的是，製造這種高精度非球面多層鏡極端困難，這是目前阻礙EUV微蝕刻走向市場的主要原因。截至目前，可以製造的非球面多層鏡的最大機械精度是0.4到0.5納米RMS。Gwyn，《遠紫外線蝕刻白紙》(Extreme Vltraviolet Lithography white Paper)，EUV LLC，第17頁(1998)。因此，EUV微蝕刻實現走向市場還需要在用於非球面多層鏡的加工技術和測量技術方面做很大改善。
最近，公開了一種重要的技術，它提供了校正多層鏡的亞納米計齒形誤差的前景，見Yamamoto第七屆同步加速器射線裝置國際會議，德國柏林，2000年8月21-25，POS 2-189。在這種技術中，多層鏡的表面一次一個配對層(layer-pair)被局部刮平。參考圖29(A)-29(B)描述了這種技術的基本原理。首先見圖29(A)，其中考慮了除去一個配對層。所示表面是通過在固定的時期d內交替疊放用「A」和「B」(例如矽(Si)和鉬(Mo)代表的兩種物質的各層製造的多層膜。在圖29(B)中，最上面的一配對層A，B(代表時間長度d)已經被除去。在圖29(A)中，光程長度OP，通過具有時間長度d的一配對膜層A，B的法向入射射線用下列等式表達OP＝(nA)(dA)+(nB)(dB)(3)這裡dA和dB代表層A，B的各自厚度，使得dA+dB＝d。nA和nB分別代表物質A和B各自的折射率。
在圖29(B)中，一對A，B層已經從最表面被去除的、具有厚度d的區域的光程長度被給出為OP』＝nd，其中n代表真空(n＝1)的折射率。因此，從多層膜上去除其最外層的一對A，B層改變了入射光束傳播的光程。這在光學上等效於校正多層鏡的變化部分的反射的波前輪廓。通過去除最頂上的一對A，B層，光程的變化(即表面輪廓的變化)可以給出Δ＝OP』-OP (4)如上所述，在EUV波長區域，物質的折射率非常接近統一。因此，Δ很小，這展現了用這種方法可製造準確的波前輪廓校正的前景。
例如，考慮Mo/Si多層鏡在波長13.4納米處的輻射。在直接(法向)入射，使d＝6.8nm，dMo＝2.3nm，和dSi＝4.5nm。在λ＝13.4nm，nMo＝0.92和nSi＝0.998.計算光程得到OP＝6.6nm，OP』＝6.8nm，和Δ＝0.2nm。通過進行傳統的去除最表面的一配對層Mo和Si層的表面加工步驟(具有的總厚度為6.8納米)，可獲得0.2納米的波前輪廓校正。在Mo/Si多層膜的情況下，由於Si層的折射率接近統一，光程的變化主要依賴於Mo的存在與否，而不是各個Si層。因此，當從Mo/Si多層膜去除表面的一配對層時，就不需要準確控制Si層的厚度。例如，dSi＝4.5納米使得去除層加工步驟停止在Si層的中間。因此，通過以幾納米計的加工精度進行層去除加工，有可能達到在0.2納米級的波前輪廓校正。
隨著疊放層的數目增加，多層鏡的反射率總的增加，但增加是漸進的。即，在形成一定數目的層(例如大約50個配對層)之後，多層結構的反射率在一個特別常數處變得「飽和」，並顯示不再隨著另外的配對層的增加而增加。因此，當從多層膜上去除幾個表面層之後，以具有足夠數目的配對層以產生飽和的反射率的多層鏡，不再會引起反射率明顯變化。
Yamamoto方法(通過從多層膜的選定區域去除一個或多個表面配對層)得到的從反光鏡反射的光束的波前輪廓的不連續校正。例如，假定如圖30(A)所示的多層鏡的反射面有橫向輪廓。實行Yamamoto方法導致去除選定部分的表面層(圖30(B))。然而，注意受影響配對層的斷裂邊緣。
根據Yamamoto，使用掩模技術去除表面配對層的選定區域，如圖31(A)所示，其描述了其上形成有多層膜2的反光鏡的襯底1。掩模3被限定在適於直接應用到多層模2的表面的光致抗蝕劑的層內。為形成掩模3，抗蝕劑被曝光以界定對應於表面配對層將要去除的多層膜2的選定區域的區域。將未曝光抗蝕劑去除，留下模型掩模3。未被掩模3保護的多層膜2的表面的區域用粒子束4等等接受濺射腐蝕，以選擇性地去除表面配對層。在濺射腐蝕後，去除留下的掩模3，得到鏡結構，其中表面配對層的部分5已經被去除(圖31(B))。
為了清楚起見，在圖29(A)-29(B)，30(A)-30(B)和31(A)-31(B)中，描述的層的數目比實際用於多層鏡中的層的數目少。
根據Yamamoto進行的反射的波前校正在表面產生反射波的不連續相，尤其在表面配對層去除區域的邊緣。這導致反射波前出現鋸齒型(不連續)截面輪廓。不連續反射波前會產生未預料的現象，諸如衍射，這將降低光學系統的性能，嚴重影響獲得期望的高解析度的理想。結果，不可能獲得0.2納米以下的校正。
換句話說，以目標齒形誤差0.19-0.23納米RMS的EUV光學系統(見上面的等式(2))，如上所述，根據Yamamoto的加工單位在0.2納米級。因此，由於Yamamoto技術不足以獲得光學系統的目標齒形誤差，所以需要一種能夠達到更準確加工多層鏡表面的方法。
另外，當如上所述去除選定的表面層局部區域時，該局部區域可能會被離子束不均勻刮削。結果，加工的表面可包括物質A曝光的部分和物質B曝光的另一部分，其中這些曝光區域的的厚度不均一。這種情況下，鏡表面反射的EUV射線的反射率會有一個分布，這在整個多層鏡的表面是不一樣的。通常，諸如Mo這類物質在最表層。如果曝光的Mo層的厚度約等於周期性多層結構中的其它Mo層的各厚度，則隨著Mo層厚度增加反射率也增加。另一方面，如果Si是最表層，則反射率隨著Si層的數目的增加而降低。另外，在Mo曝光的區域，曝光的Mo傾向於氧化，這會降低這一區域的EUV反射率。
因此，無論何時在Mo/Si多層膜上進行局部加工(通常在反射率分布表面均勻地預加工)，使得多層模表面被不均勻加工，導致多層膜表面的表面反射率不均勻。如果多層鏡被用於使用EUV輻射的縮微投射曝光系統，如果在用於這樣的光學系統中的多層鏡上產生表面反射率分布，結果將導致曝光場的不規則照明和Δ的不均勻值，這將降低曝光性能。因此，需要一種減小多層膜的表面反射率分布的方法，其中的多層膜表面已經進行了局部加工。
另外，準確的表面加工需要所需的校正在加工前被準確地確定。利用可見光(例如氦-氖雷射)的Fizeau幹涉儀已經被廣泛應用於進行表面輪廓的測定。然而，這種測定的精度不能夠滿足現代對精度的要求，同時，傳統的可見光幹涉儀不能用於測定通過從多層膜表面局部去除材料的「校正」的表面。這是由於反射的可見光波前輪廓與EUV波長的反射的波前輪廓不同。
發明概述考慮到傳統方法的缺陷和用此方法產生的多層鏡，本發明提供一種多層鏡，與傳統的多層鏡相比，它可產生具有降低的光行差的反射波前，而不降低反射鏡對EUV輻射的反射率。
根據本發明的第一個方面，提供製造多層鏡的方法。在該方法的實施方案中，在反射鏡的襯底表面形成許多交替疊放的第一和第二材料層。第一和第二種材料關於EUV輻射具有各自不同的折射率。從多層鏡表面反射的EUV輻射的波前光行差被一種方法減小，該方法包括測定(用多層鏡時，EUV波長)從表面反射的波前的輪廓以獲得該表面的圖。該圖指明用於從多層膜的表面去除一或多層的目標區域，這種去除是為了減小從該表面反射的EUV光的波前光行差。根據該圖，在每個指定區域的至少一個表面層被除去。
在該實施方案中，測定步驟按「波長」(即使用多層鏡時EUV波長)進行。所需的測定技術利用各種衍射光學元件，可以是下列中的任何一種剪切幹涉術、點衍射幹涉術、Foucalt測試術、Ronchi測試術和Hartmann測試術。可測量從單個多層鏡反射的EUV光，或測量通過EUV光學系統透射的EUV光，其中的EUV光學系統包括至少一個本發明的多層鏡。
在後一種方法的實施例中，多層鏡被裝配到透射一定波長的EUV輻射的EUV光學系統中，該波長是多層鏡所用波長。以這個EUV波長，測定透過EUV光學系統的波前輪廓，以獲得表明目標區域的表面的圖，該目標區域用於表面去除多層膜的一或多層，這是為了減小從表面反射的EUV光的波前光行差。根據該圖，一或多層表面層被從指定區域去除。
在層形成步驟期間，用多個各包括第一層(例如含Mo)和第二層(例如含Si)的配對層可形成疊層。已提供具有對EUV輻射的良好的反射率的多層鏡，每個配對層一般具有6-12納米範圍的周期。
在形成多層鏡後，可以將該多層鏡裝配到EUV光學系統中，然後再將該光學系統裝配到EUV微蝕刻系統中。
根據本發明的另一個方面，提供一種反射入射的EUV輻射的多層鏡。這種多層鏡的一個實施方案包括鏡襯底和疊放形成於鏡襯底表面的薄膜層。該疊層包括以周期性重複方式彼此交替疊放的多個薄膜第一層組和多個薄膜第二層組。每個第一層組包括至少一個具有對EUV光的折射率基本上等於對真空的折射率的第一種材料的亞層，每個第二層組包括至少一個第二種材料的亞層，和至少一個第三種材料的亞層。在本實施方案中，第一和第二層組以周期性重複的方式彼此相對交替疊放。第二和第三種材料具有基本上彼此相似，但與第一種材料的折射率完全不同的各自的折射率，如此使得疊層能夠反射入射的EUV光。第二和第三材料對亞層去除條件具有不同的反應性，這樣使得第一亞層去除條件優先於第二種材料的亞層去除條件，而基本上不去除下面的第三種材料亞層。同樣，第二亞層去除條件將優先去除第三種材料的亞層，而基本上不去除下面的第二種材料亞層。典型的是，第二種材料可以是鉬(Mo)，第三種材料可以是釕(Ru)，第一種材料可以是矽(Si)。
每個第二層組可包括多個亞層組，該亞層組各包括第二種材料的亞層和第三種材料的亞層。在這種結構中的亞層交替疊放以形成第二層組。
在本發明的另一個方法的實施方案中，在鏡襯底的表面，薄膜疊層(多個薄膜第一層組和多個薄膜第二層組彼此相對交替疊放)以周期性重複方式形成。每個第一層組包括至少一個具有對EUV光的折射率基本上等於對真空的折射率的第一種材料的亞層，每個第二層組包括至少一個第二種材料的亞層，和至少一個第三種材料的亞層。第一和第二層組以周期性重複的方式彼此相對交替疊放。第二和第三種材料具有基本上彼此相似，但與第一種材料的折射率完全不同的各自的折射率，如此使得疊層能夠反射入射的EUV光。第二和第三材料對亞層去除條件具有不同的反應性，這樣使得第一亞層去除條件優先去除第二種材料，而基本上不去除下面的第三種材料的亞層。同樣，第二亞層去除條件將優先去除第三種材料的亞層，而基本上不去除下面的第二種材料亞層。在表面第二層組的選定區域，一個或多個表面第二層組的亞層被選擇性去除，從而減小從表面反射的EUV輻射的波前光行差。與從其它沒有除去亞層或除去的亞層數目不同的區域反射的EUV光相比，去除一個或多個表面第二層組的亞層可產生從指定區域反射的EUV成分的相差。去除一個或多個表面第二層組的亞層可包括選擇性曝光指定區域到所需的第一和第二亞層之一或兩者的去除條件，以獲得從表面反射的波前輪廓的指定變化。
該方法實施方案還可包括測定從表面反射的波前輪廓的步驟，以獲得表明目標區域的表面的圖，該目標區域用於去除表面第二層組的一或多個亞層。
根據該方法實施方案製造的一個或多個多層鏡可裝配到EUV光學系統中，然後再將該光學系統裝配到EUV微蝕刻系統中。
反射入射的EUV輻射的多層鏡包括鏡襯底和疊放形成於鏡襯底表面的薄膜層。該疊層包括多個疊放的第一和第二薄膜層組。第一和第二組各包括以周期性重複方式彼此相對交替疊放的第一層和第二層。每個第一層包括具有對EUV光的折射率基本上等於對真空的折射率的第一種材料，每個第二層包括具有與第一種材料的折射率完全不同的折射率的第二種材料，如此使得疊層能夠反射入射的EUV光。第一和第二組具有相似的各個周期長度，但第一和第二層具有各不相同的厚度比。期望的第一種材料是矽，期望的第二種材料是鉬和/或釕。各個周期長度在6到12納米範圍。
在該實施方案中，如果Γ1代表各個第二層厚度與第一組的周期長度的比率，Γ2代表各個第二層厚度與第二組的周期長度的比率，則期望的是Γ2＜Γ1。Γ2可以這樣設立，任何時候當通過去除多層鏡的一或多個表層得到反射波前校正時，第二種材料的每單位厚度的校正量值符合以上所述。
在製造用於EUV光學系統的多層鏡的方法的另一個實施方案中，在鏡襯底的表面形成包括多個疊放的薄膜層的第一組和多個疊放的薄膜層的第二組的疊層。第一和第二組各包括以周期性重複方式彼此相對交替疊放在一起的各個第一和第二層。每個第一層包括具有對EUV光的折射率基本上等於對真空的折射率的第一種材料，每個第二層包括與第一種材料的折射率完全不同的折射率的第二種材料，如此使得疊層能夠反射入射的EUV光。第一和第二組具有相似的各個周期長度，但第一和第二層具有各不相同的厚度比。在疊層表面的選定區域，表面第二組的一或多層被除去以減小從表面反射的EUV光的波前光行差。
該方法可包括測定從表面反射的波前的輪廓以獲得表明目標區域的表面的圖，該目標區域用於去除表面第二層組的一或多層，這是為了減小從表面反射的EUV光的波前光行差。在疊層形成步驟和層的第二組形成期間，第二組可以形成具有許多各自的第二層，如此使得在層去除步驟期間，去除表面第二層導致從多層鏡的反射波前的最大相校正。期望的第一種材料是矽，期望的第二種材料是鉬和/或釕。各個周期長度在6到12納米範圍。
該方法還可包括在層去除步驟之後，形成反射率校正材料的表面層的步驟，其中的反射率校正材料具有對EUV光的折射率基本上等於對真空的折射率，至少在層去除步驟期間由於去除一或多個表面層而使反射率發生變化的區域是這樣的。期望的反射率校正材料包含矽。
還有另一個多層鏡的實施方案，包括一個鏡襯底、一個多層疊層和覆蓋層。該疊層包括形成於鏡襯底表面的第一和第二種材料交替疊放的層。第一和第二種材料具有對於EUV輻射的各不相同的折射率，其中多層鏡的選定區域已接受表面層的「刮削」處理，從而校正從反光鏡來的反射的波前輪廓。覆蓋層形成於疊層的表面。覆蓋層具有穩定並持續的對特定波長的電磁輻射的高透射率。覆蓋層覆蓋包括選定區域在內的疊層的表面區域並具有基本上一致的厚度。期望的疊層的周期長度是在6到12納米範圍。期望的第一材料是矽或含矽的合金，期望的第二種材料是鉬或含鉬的合金，期望的覆蓋層材料是矽或含矽的合金。覆蓋層的期望的厚度是1到3納米，或足以添加1-3納米到表面配對層的周期長度的厚度，其中的表面配對層包括第一種材料的各個層和第二種材料的各個層。
在製造用於EUV光學系統的多層鏡的方法的另一個實施方案中，在鏡襯底的表面形成了薄膜疊層。該疊層包括以周期性重複方式彼此相對交替疊放的第一種材料的多層和第二種材料的多層。第一和第二種材料具有對於EUV輻射的各不相同的折射率，從多層鏡的選定區域去除一或多個表面層，以校正來自鏡的反射波前輪廓。覆蓋層形成於疊層的表面。如上所述，覆蓋層具有穩定並持續的對特定波長的電磁輻射的高透射率。覆蓋層覆蓋包括選定區域在內的疊層的表面區域並具有基本上一致的厚度。期望的疊層的周期長度是在6到12納米範圍。另外，期望的第一種材料是矽或含矽的合金，期望的第二種材料是鉬或含鉬的合金，期望的覆蓋層材料是矽或含矽的合金。覆蓋層的期望的厚度是1到3納米，或足以添加1-3納米到表面配對層的周期長度的厚度，其中的表面配對層包括第一種材料的各個層和第二種材料的各個層。
在製造多層鏡的方法的另一個實施方案中，在鏡襯底的表面形成了具有對於EUV輻射的各不相同的折射率的、交替疊放的第一種材料和第二種材料的疊層。該疊層具有前面所述的周期長度。在該疊層的表面的選定區域，一個或多個表面配對層按照要求被除去，從而以一種方式校正表面的反射波前輪廓，這種方式使得對應於配對層、位於選定區域外周的剩餘邊緣具有光滑的、梯級的布局。配對層去除步驟可以是，例如小工具校正加工，離子束處理，或化學蒸汽加工。期望的第一種材料包含矽，第二種材料包含諸如鉬和/或釕這類材料。期望的周期長度為6到12納米。
本發明還包括用各種在本發明領域內的方法的實施方案生產的多層鏡，以及包括用這種方法製造的多層鏡或根據在本發明領域內的任何反光鏡實施方案構造的其它反光鏡的EUV光學系統。本發明還包括裝配有本發明領域內的EUV光學系統的EUV微蝕刻系統。多層鏡、以及包括這種多層鏡的EUV光學系統和EUV微蝕刻系統特別適用在12-15納米波長範圍的EUV輻射。
本發明前述的和另外的特點和優勢在通過下面參考附圖進行的詳細描述中將變得更加明顯。
圖1(B)是沿圖1(A)的線A-A的正面圖。
圖1(C)是在進行了計算的校正後的圖1(B)的正面圖。
圖2是顯示用作測定由多層鏡反射的波前輪廓的剪切幹涉術的示意圖。
圖3是顯示用作測定由多層鏡反射的波前輪廓的點衍射幹涉術的示意圖。
圖4是顯示如圖3所示的用於方案中的PDI板的平面圖。
圖5是顯示用Foucault測試術測定從多層鏡反射的波前輪廓的示意圖。
圖6是顯示用Ronchi測試術測定從多層鏡反射的波前輪廓的示意圖。
圖7是顯示用於圖6所示的Ronchi測試術方案的光柵的平面圖。
圖8是顯示用Hartmann測試術測定從多層鏡反射的波前輪廓的示意圖。
圖9是顯示用於圖8所示的Hartmann測試術方案的板的平面圖。
圖10是顯示用作測定由EUV光學系統透射的波前輪廓的剪切幹涉術的示意圖。
圖11是顯示用點衍射幹涉術測定由EUV光學系統透射的波前輪廓的示意圖。
圖12是顯示用Foucault測試術測定由EUV光學系統透射的波前輪廓的示意圖。
圖13是顯示用Ronchi測試術測定由EUV光學系統透射的波前輪廓的示意圖。
圖14是顯示用Hartmann測試術測定由EUV光學系統透射的波前輪廓的示意圖。
圖15(A)-15(B)是顯示將根據本發明的一個方面進行的用於多層鏡的波前校正加工(圖15(A))，與傳統的波前校正方法進行比較的各個正面圖。
圖16(A)-16(B)是顯示根據小工具校正加工的多層膜表面加工方法的各個正面圖。
圖17(A)-17(B)是顯示根據離子束加工的多層膜表面加工方法的各個正面圖。
圖18(A)-18(B)是顯示根據化學蒸汽加工(CVM)的多層膜表面加工方法的各個正面圖。
圖19是顯示多層鏡已經根據本發明的一個實施方案進行表面加工以減小波前光行差的正面圖。
圖20是顯示多層鏡已經根據本發明的另一個實施方案進行表面加工以減小波前光行差的正面圖。
圖21是顯示反射率和光程長度中的變化Δ作為傳統的多層膜的Γ的各個函數的圖表。
圖22是顯示根據本發明的實施方案的多層鏡的正面示意圖。
圖23是顯示反射率和光程長度中的變化Δ作為根據本發明的一個實施方案的多層鏡的Γ的各個函數的圖表。
圖24是顯示根據本發明的實施方案，應用到多層鏡的頂層的第二多層膜的層數(N)和反射率(R)。
圖25(A)-25(B)是顯示多層膜在分別經傳統的加工之前和之後以控制反射波前的相差的各個正面圖。
圖26是顯示根據本發明的實施方案，具有減小的表面反射率分布的多層膜的正面圖。
圖27是顯示用圖26所示的方法獲得的表面反射率分布縮減的示例性圖表。
圖28是包括根據本發明的一個方面校正的多層鏡的EUV微蝕刻儀的概略圖。
圖29(A)-29(B)是顯示根據常規的實踐，通過去除多層膜的表面配對層獲得的反射波前相校正的原理的各個正面圖。
圖30(A)-30(B)是顯示根據常規的實踐，通過分別進行波前輪廓校正之前和之後的反射波前的各個正面圖。
圖30(C)是顯示當與圖30(B)相比，通過本發明的一個方面可達到的波前輪廓校正的改進的正面圖。
圖31(A)-31(B)是顯示用離子束加工進行的傳統的多層膜表面加工方法的各個正面圖。
為了確定將要進行的多層鏡的校正量，以多層鏡將要使用的波長測定來自多層鏡的反射波前。圖1(A)-1(C)描述了確定多層鏡的鏡表面何處將要進行校正的一般方面，下面將要描述可獲得如圖1(A)所示的示例性輪廓的輪廓所用的各種測定技術。
圖1(A)所示的輪廓是用兩種尺寸表示的輪廓線。等值線間距(相鄰輪廓線之間的距離)代表與去除鏡的多層膜的一層表面配對層相關的表面校正Δ的量。通過一個實施例，如在上面的發明背景部分中所討論的鉬/矽多層膜，在λ＝13.4納米處Δ＝0.2納米，d＝6.8納米(其中dMo＝2.3納米，dSi＝4.5納米)。圖1(B)顯示了沿線A-A的正截面輪廓。為了校正這個輪廓，根據圖1(A)中的等值線圖，具有最大高度的多層膜的表面部分被一層一層地除去。在圖1(A)中，與輪廓相關的數代表在各個區域中將要除去以達到等效於0.2納米(在d＝6.8納米，λ＝13.4納米)的表面輪廓校正的配對層的數目。例如，中間左手邊輪廓線代表將要從多層膜的表面除去三個配對層的區域。圖1(C)代表在校正後的正輪廓線，其中」PV」(峰-到-谷)尺寸被減小到Δ。反射的波前輪廓的測定在特定的波長，可以用任何技術測定從多層鏡反射的波前的輪廓。這些技術總結如下。剪切幹涉術圖2顯示了剪切幹涉術，其中從EUV源11發出的EUV射線12被多層鏡13反射。反射的波前14被透射衍射光柵15分裂，並被入射到圖像探測器16。零級射線17(從光柵15沿直線傳播)和±第一級衍射射線18(沿被衍射改變的各個光程傳播)被橫向移位，從而在圖像探測器16上彼此重疊。記錄所得到的幹涉圖案。幹涉圖案包括表面斜度數據，從多層鏡13反射的波前的輪廓可通過這個斜度數據的數學積分而計算。光源11可以是例如同步加速器輻射光源、雷射-等離子光源、電子-放電-等離子光源或X射線雷射。圖像探測器16可以是對應入射EUV輻射的例如圖像信號板或CCD(電荷耦合裝置)。點衍射幹涉術點衍射幹涉術(PDI)可用於反射波前的波長測定。該技術如圖3所示用於多層鏡，其中從光源11發出的EUV光的射線12被多層鏡13反射。反射的波前14被透射衍射光柵15分裂。一個PDI板19放置在匯聚衍射射線17、18的位置。
如圖4所示，PDI板19限定一個相對大的孔20和相對小的孔(「小孔」)21。衍射光柵15的柵距和從小孔21到大孔20軸間距離使被衍射光柵15分裂的波前光、零級光17通過小孔21，第一級衍射光18通過大孔20。通過小孔21的射線被衍射形成沒有光行差的球形波前，同時，通過相對大的孔20的波前包括多層鏡13的反射表面的光行差。在圖像探測器16上監控由這些重疊的波前形成的幹涉圖案。通過這個幹涉圖案計算從多層鏡13反射的波前的輪廓。由於光源11必須提供能夠顯示較大量幹涉的EUV光，所以尤其需要諸如同步加速器輻射光源或X射線雷射這類光源。圖像探測器16可以是響應EUV輻射的例如圖像信號板或CCD。Foucalt測試術圖5顯示了Foucalt測試術，其中從EUV光源11發出的EUV光12被多層鏡13反射到圖像探測器16。銳邊22位於反射的射線14的收斂性點23處。當銳邊22沿光軸的法線方向移動時，從由圖像探測器16接受到的圖案中探測到的變化計算從多層鏡13反射的波前的輪廓。光源11可以是例如同步加速器輻射光源、雷射-等離子光源、電子-放電-等離子光源或X射線雷射。圖像探測器16可以是響應EUV輻射的例如圖像信號板或CCD。Ronchi測試術圖6顯示了Ronchi測試術，其中從EUV光源11發出的EUV光12被多層鏡13反射到圖像探測器16。一個Ronchi光柵24位於反射的射線14的收斂性點23處。如圖7所示，Ronchi光柵24典型的是一種界定多個長方形矩形孔25的不透明板。得到的形成於圖像探測器16上的線圖案受多層鏡13的光行差影響。通過分析該圖案計算從多層鏡13反射的波前的輪廓。光源11可以是例如同步加速器輻射光源、雷射-等離子光源、電子-放電-等離子光源或X射線雷射。圖像探測器16可以是響應EUV輻射的例如圖像信號板或CCD。Hartman測試術圖8顯示了Hartman測試術，其中從EUV光源11發出的EUV光12被多層鏡13反射到圖像探測器16。位於多層鏡13前方的是界定一系列多個孔27的板26，如圖9所示。因此，入射到圖像探測器16的光是以分別對應於各個小孔27的單個小束光的形式。從小束光的位置移動計算從多層鏡13反射的波前的輪廓。EUV光源11可以是例如同步加速器輻射光源、雷射-等離子光源、電子-放電-等離子光源或X射線雷射。圖像探測器16可以是響應EUV輻射的例如圖像信號板或CCD。
Hartman測試的變異是Shack-Hartmann測試。在用於可見光的Shack-Hartmann測試中，用微透鏡取代了用於Hartman測試中界定一系列孔27的板26。微透鏡陣列位於目標光學元件的光孔的位置。用波帶片代替微透鏡陣列，Shack-Hartmann測試可用於測定反射的EUV波前輪廓。透射的波前輪廓的測定在一些情況下，如果在上述幹涉技術測定方法中遇到精度不夠的問題時，將很難進行從多層鏡反射的波前的波長測定。在這種情況下，可以配置一種利用適當光學元件(在EUV波長區域沒有可用的折射光學元件)和將進行評估的多層鏡，以及通過光學系統透射的波前的波長測定的EUV光學系統模型。由光學系統透射的波前的波長測定比測定多層鏡的表面容易進行。原因如下在EUV光學系統中的大多數表面是球形的。非球形表面比球形表面的測定困難的多。但是，即使目標光學系統的一個或多個表面是非球形的，但通過光學系統透射的波前將是球形的因此很容易測定。根據上面的等式(1)，光學系統的波前光行差(WFE)的容許限度大於多層鏡的齒形誤差(FE)的容許限度。因此，測定波前比測定多層鏡的表面容易。可利用光學設計軟體從透射的波前測定的結果計算將應用的多層鏡的反射表面的各個校正。後序程序類似於測量各多層鏡反射表面的輪廓的相應程序測定透射波前輪廓的示例性技術總結如下剪切幹涉術圖10顯示了用剪切幹涉術測定透射的一定波長的波前。從EUV光源11發出的EUV光12被EUV光學系統30透射。透射的射線31通過穿過透射衍射光柵32分裂，併入射到圖像探測器16上。在圖像探測器16上，零級射線33(沿穿過所述系統的直線傳播)和第一級衍射射線34(沿被衍射改變的直線的變化的各個光程傳播)被橫向移位，從而彼此重疊。記錄所得到的幹涉圖案。由於幹涉圖案包括表面斜度數據，由EUV光學系統30透射的波前的輪廓可通過這個斜度數據的數學積分而計算。光源11可以是例如同步加速器輻射光源、雷射-等離子光源、電子-放電-等離子光源或X射線雷射。圖像探測器16可以是產生響應EUV輻射的例如圖像信號板或CCD(電荷耦合裝置)。點衍射幹涉術圖11顯示了點衍射幹涉術(PDI)，其中從光源11發出的射線12被EUV光學系統30透射。透射的射線31的波前通過穿過透射衍射光柵32被分裂。一個PDI板19放置在匯聚射線的位置。如圖4所示，PDI板19限定一個相對大的孔20和相對小的孔21。衍射光柵32的柵距和從小孔21到大孔20的軸間距離使被衍射光柵32分裂的射線的波前的衍射級別，零級射線通過小孔21，第一級衍射射線通過大孔20。通過小孔21的射線被衍射形成光行差很小的球形波前，同時，通過孔20的射線包括EUV光學系統30的光行差。在圖像探測器16上探測由這些重疊的波前形成的幹涉圖案。通過這個幹涉圖案計算從EUV光學系統30透射的波前的輪廓。由於光源11必須提供能夠顯示較大量幹涉的EUV光，所以只能使用諸如同步加速器輻射光源或X射線雷射這類光源。圖像探測器16可以是響應EUV輻射的例如圖像信號板或CCD。Foucalt測試圖12顯示了用於獲得透射的EUV波前的波長測定的Foucalt測試。從EUV光源11發出的EUV光的射線12被EUV光學系統30透射併入射到圖像探測器16。銳邊22位於透射的射線31的收斂性點35處。當銳邊22沿光軸Ax的法線方向移動時，從由圖像探測器16接收到的圖案中探測到的變化計算從EUV光學系統30透射的波前的輪廓。光源11可以是例如同步加速器輻射光源、雷射-等離子光源、電子-放電-等離子光源或X射線雷射。圖像探測器16可以是響應EUV輻射的例如圖像信號板或CCD。Ronchi測試圖13顯示了用於獲得透射的波前的波長測定的Ronchi測試，其中從光源11發出的射線12被EUV光學系統30透射併入射到圖像探測器16。一個Ronchi光柵24位於射線的收斂性點處。如圖7所示，Ronchi光柵24典型的是一種界定多個長方形矩形孔25的不透明板。由於形成於圖像探測器16上的線圖案是光學系統30中光行差的函數，通過分析該圖案計算從EUV光學系統30透射的波前的輪廓。光源11可以是例如同步加速器輻射光源、雷射-等離子光源、電子-放電-等離子光源或X射線雷射。圖像探測器16可以是響應EUV輻射的例如圖像信號板或CCD。Hartman測試圖14顯示了用於獲得透射的EUV波前的波長測定的Hartman測試，其中從EUV光源11發出的光12被EUV光學系統30透射併入射到圖像探測器16。位於EUV光學系統30透射下遊的是界定一系列孔27的板26，如圖9所示。入射到圖像探測器16的光是以分別對應於各個小孔27的單個小束光的形式。從小束光的位置移動計算從EUV光學系統30透射的射線31的波前輪廓。光源11可以是例如同步加速器輻射光源、雷射-等離子光源、電子-放電-等離子光源或X射線雷射。圖像探測器16可以是響應EUV輻射的例如圖像信號板或CCD。
Hartman測試的變異是Shack-Hartmann測試。在用於可見光的Shack-Hartmann測試中，用微透鏡陣列取代了用於Hartman測試中界定一系列孔27的板26。微透鏡陣列位於目標光學系統的光孔的位置。用波帶片代替微透鏡陣列，Shack-Hartmann測試可用於測定透射的EUV波前輪廓。
儘管在本文的上面所述的各種測試方法描述了在波長13.4納米處的Mo/Si多層膜用於EUV微蝕刻的情況，這些參數並不是對本發明的限制。該方法可用於其它波長範圍的等同的設備和其它多層膜材料。
用上面描述的任何測試方法得到的結果提供目標多層鏡或包括一個或多個這種多層鏡的EUV光學系統的輪廓線。根據該輪廓線，多層鏡的選定區域以控制的方式被除去，該控制的方式導致多層膜的一個或多個表面層被部分或完全除去。根據本發明的一個方面，加工產生從加工區域到非加工區域的平滑過渡。
圖15(A)顯示了這個平滑過渡，描述了具有缺乏梯級布局特徵的截面的輪廓。圖15(A)顯示了鏡襯底41，其上形成了層A和B的示例性多層膜42。區域43被加工，它的邊緣具有傾斜輪廓44。(比較圖15(A)與圖15(B)顯示的具有梯度邊緣46的傳統的加工區域45)。如圖15(B)所示，傳統的梯級46從加工區域45的邊界上升。這種梯級布局產生「校正」的反射波前的齒形上升部分，如圖30(B)所示。相反，根據本發明的一個方面的加工，產生如圖30(C)所示的平滑的校正波前輪廓47，這對於諸如衍射等沒有負面影響。比較圖30(B)和30(C)，在校正加工後用于波前誤差的RMS值也可被最小化。小工具校正加工在多層鏡或其他反射光學元件的表面，用任何「小工具校正加工方法」可獲得平滑的校正波前輪廓，這種小工具校正加工包括機械拋光、離子束加工和化學蒸汽加工(CVM)。圖16(A)和16(B)顯示了機械拋光機。先看圖16(A)，具有相對小直徑的尖端51(例如，可以約為10毫米)的拋光工具50，在貼緊多層膜42的表面時繞工具的軸旋轉。在工具50的尖端51和多層膜42的表面之間如拋光研磨劑(未顯示)被應用到多層膜42的表面。這種加工處理的速度受下列因素的影響(a)應用到拋光工具50上的軸負載，(b)相對於目標材料(在這種情況下是多層膜42的表面)的移動速度的拋光工具50的角速度，和(c)拋光工具50的尖端51在多層膜42的表面的駐留時間。以這種方法，應該理解在拋光工具50的尖端51的周圍的拋光力小於中心的拋光力。得到的不同的加工產生加工區域45的平滑的截面輪廓，如圖16(B)所示。
儘管圖16(A)-16(B)描繪了具有球形尖端51的拋光工具50，但並不限於這種球形尖端。另外，拋光工具50還可以具有例如盤形尖端。用盤形尖端拋光工具，周圍拋光力低於拋光工具的中心的拋光力，這也可產生如圖16(B)所示的平滑的表面輪廓截面。
圖17(A)-17(B)描繪了用掩模3的離子束加工。與圖31(A)-31(B)所示的掩模3位於多層模2的表面的方法不同，圖17(A)中的掩模3位於偏離多層模2的表面一個距離h。掩模3可以是適當的不鏽鋼盤，其界定通過蝕刻或其他適當的方法在盤上形成的孔3a。離子4朝向面對多層模2的表面的掩模3。通過孔3a的離子撞擊並局部腐蝕多層模2的表面。關於加工，離子4可以是氬或其它惰性氣體。或者，離子4可以是其它任何活性離子種類，諸如氟離子或氯離子。根據所用離子源的特性，離子束通常沒有校準，但更適合相對於離子束傳播軸呈現一個散射角。得到的朝向多層模2的表面的離子束的空間分布產生加工區域52(圖17(B)所示)，典型的這個加工區域比對應的孔3a寬，並顯示錐形的臺肩和平滑的正面輪廓。通過變化距離h可以調整臺肩輪廓和加工區域52的寬度。掩模3與多層模2的表面的距離h越大，相對於孔3a加工區域52就越寬。
圖18(A)-18(B)描繪了化學蒸汽加工(CVM)，在這個過程中工件(多層鏡)54被電氣接地，如圖所示。通過將電極55放置在靠近多層模2的表面的所需區域，同時應用射頻(RF)電壓58(以約接近100MHz的頻率)到電極55進行加工。同時，從噴嘴56向多層模2的表面釋放活性氣體混合物(例如氦和六氟化硫(SF6))。在這種條件下，在電極55和多層膜2的表面之間產生等離子體57。在該實施例中，等離子體57包括與多層膜2的表面起反應的氟離子並產生具有高蒸汽壓的反應產物。因此，靠近電極尖端56的多層膜2的表面被腐蝕。處理速度是等離子體57的密度的函數，因此，直接在電極55下方的速度最大，在電極55周圍的速度變慢。得到的不同加工速率產生如圖18(B)所示的平滑的正面輪廓。
儘管在本文的前面的描述中是結合用在13.4納米波長特徵的EUV微蝕刻中的反射多層鏡中的鉬/矽多層膜，應該理解這不是限制條件。上面討論的同樣原理可以用相同設備應用到適合用其它波長的多層膜中，這種膜材料可以用除了鉬和矽之外的其它材料構成。
在任何情況下，當從多層膜的表面進行一或多層表面加工時，通過減小斷續布局的入射，當校正從多層鏡的表面反射的EUV光的波前輪廓時，多層鏡的光學特性不會傾向於衰減(尤其被衍射所致)。選擇性活性離子蝕刻也可以使用選擇性活性離子蝕刻獲得從多層鏡反射的平滑的校正波前輪廓。在使用這種技術時，不同的薄膜材料的不同的蝕刻率可以以有用的方式應用。
通過一個實施例，考慮多層膜包括多個配對層(各有6.8納米厚)，配對層由鉬(各有2.4納米厚)和矽(各有4.4納米厚)組成。通過使用RIE從多層膜去除一個表面配對層可得到約0.2納米的校正的表面輪廓。得到的校正主要是由於去除了鉬層。然而，很難停止去除鉬層的厚度到所需的鉬層厚度。
為了更好的控制去除所需厚度的鉬層，將鉬層配製成層組，該層組包括各個多種物質的亞層，其中該層組具有2.4納米的總厚度。不同的物質顯示被RIE各不相同的腐蝕率。通過將鉬層構成各個層組，通過利用各亞層在RIE特性的不同，可控制用RIE蝕刻層組的深度。
例如，關於EUV輻射，Ru(釕)具有非常接近鉬的折射率，所以釕可以與至少一個鉬亞層一起用作亞層材料。換句話說，在多層鏡中至少一個表面鉬層用各個鉬「層組」替代，這個層組總厚度與原來的鉬層的厚度相同(例如2.4納米)。層組包括至少一個鉬亞層，和至少一個釕亞層。各種材料的亞層以交替的方式形成。由於在EUV區域內釕具有接近鉬的折射率，各層組的光學特性與單獨由鉬構成的層相同，因此對於多層鏡的反射率的影響很小。
當如上面所述進行層組的RIE時，可設計RIE參數以去除鉬優先於去除釕，或設計成去除釕優先於去除鉬。例如，「鉬亞層去除RIE」包括優先與鉬而不是釕反應的活性化學物質，其可用於去除最頂層的鉬亞層。去除最頂層的鉬亞層，暴露下面的對佔優勢的RIE條件具有一定抗蝕性的釕亞層。結果，RIE介導的從多層鏡的表面去除材料停止於釕亞層。相反，「釕亞層去除RIE」包括優先與釕而不是鉬反應的活性化學物質，其可用於去除最頂層的釕亞層。去除最頂層的釕亞層，暴露下面的對佔優勢的RIE條件具有一定抗蝕性的鉬亞層。結果，RIE介導的從多層鏡的表面去除材料停止於鉬亞層。
上面描述的選擇性RIE技術使得將要去除的鉬和釕亞層選擇性地從最頂層的層組去除。一次一亞層。但對於各包括僅兩個亞層的層組來說並不限於這種技術。每個層組可交替地包括多個配對的亞層，每個配對的亞層可包括鉬亞層和釕亞層。例如，層組可包括三個鉬和釕亞層的配對層，鉬和釕亞層交替疊放在層組中以形成例如2.4納米總厚度的層組。在該實施例中，鉬和釕亞層的各自厚度是0.4納米。
繼續該實施例，如果在最頂層組中的最頂的亞層是鉬，進行鉬亞層去除RIE接著釕亞層去除RIE可以先去除層組中最頂層的鉬亞層接著再去除最頂層的釕亞層。因此，從層組總的去除0.8納米的表面材料，留下層組中兩對鉬和釕亞層。通過去除0.8納米表面材料，可得到表面輪廓的0.067納米的校正。如果僅去除了一個亞層，可得到0.033納米的校正。
總的來說，如果鉬層組通過交替疊放鉬和釕亞層，一共由z個亞層構成(取代原來的鉬層)，得到的層組將具有z/2對亞層，每個亞層的厚度將是(2.4納米)/z。這將提供表面輪廓每個亞層(0.2納米)/z的校正。通過另一個實施例，如果z＝4(兩對亞層)，則每個亞層的校正量將是0.05納米。通過再一個實施例，如果z＝10(五對亞層)，則每個亞層的校正量將是0.02納米。
用滷素氣體，諸如氯化物和氟化物，或氯氣和氧氣進行RIE。這些氣體被離子化(inoized)並導向目標表面，引起目標表面腐蝕。目標材料選定的組合可根據所用的特定的蝕刻氣體和將要被蝕刻的目標表面的材料特性蝕刻。通過使用與特定的目標材料迅速反應的適當的反應氣體，與特定的目標材料反應很慢或完全不反映的反應氣體對照，進行選擇性蝕刻，從而使得能夠創立複雜而精細的表面輪廓。為了終止和控制蝕刻處理，不被給定氣體蝕刻的層作為保護亞層，從而使蝕刻不會穿過保護亞層繼續深入。
在上面描述的實施例中，包括由鉬和釕亞層交替組成的層組，可選擇RIE參數使有利於鉬亞層的蝕刻(其中下面的釕亞層作為保護層)，或有利於釕亞層的蝕刻(其中下面的鉬亞層作為保護層)。因此，層組中的鉬和釕亞層可以一次一亞層地被去除。
因此，在多層鏡的多層膜中的鉬/矽配對層，用由至少一個鉬亞層和至少一個釕亞層組成的層組代替鉬層。通過結合這種能夠選擇性地去除最頂層組的最頂層的鉬亞層或最頂層的釕亞層的RIE方案，在表面加工期間，與使用傳統方法去除常規的0.2納米或更大的增量相比，可以從多層膜去除較小深度增量的材料。最佳反射率如上所述，由於從多層膜(由物質A和B組成的交替層)上去除層產生的光程長度的變化Δ可以從下列等式得出Δ＝nd-(nAdA+nBdB)其中n代表真空的折射率，nA代表物質A的折射率，nB代表物質B的折射率，d代表多層膜的周期長度，dA代表物質A的層厚度，dB代表物質B的層厚度。
為了獲得高的反射率，多層膜通常由具有與真空的折射率完全不同的折射率的物質(例如鉬、釕或鈹)，和具有與真空的折射率基本相同的折射率的物質(例如矽)的多層構成。在本文中，物質「A」代表具有與真空的折射率完全不同的折射率的物質，物質「B」代表具有與真空的折射率基本相同的折射率的物質。用Γ代表物質A的層厚度與多層膜的周期長度(d)的比率。在進行局部加工多層鏡以獲得從多層鏡反射的EUV光的校正波前期間，多層膜的光程長度變化主要發生在物質A層被去除之後。去除物質B僅引起光程長度發生很小的變化。因此，可通過減小Γ值，而保持d為常數使由於從多層膜中去除一層引起的光程長度變化Δ最小化。
然而，改變Γ引起多層膜對EUV光的反射率發生變化。不過，有一個對應於最大反射率的Γ值(Γm)。從Γm減小Γ引起反射率迅速降低。圖21描繪了這種關係，其中曲線圖的數據是從計算鉬/矽多層膜(d＝6.8納米，疊層數目等於50對)對直接入射到膜上的13.4納米EUV光的反射率(R；in％)。橫坐標是Γ值，左邊的坐標是反射率，右邊的坐標是Δ值。直線是右邊坐標的數據，曲線是左邊坐標的數據。從圖21可以看出，減小Γ值以最小化從多層膜去除每個配對層的Δ值產生反射率的迅速降低。
通過實施例，並參考圖22，第一多層膜61(由物質A和B交替形成的層)放置在其對應於最大反射率的Γ值(即Γ1)處。第二多層膜62(由物質A和B交替形成的層)接著疊放在第一多層膜61上。第二多層膜62具有Γ值(即Γ2)，其中Γ2＜Γ1，這樣的結構獲得所需的變化Δ。在該實施例中，Γ1＝1/3，d＝6.8納米，疊放的配對層的數目(N)是N1＝40。圖23中曲線的數據是計算鉬/矽多層膜對直接入射到多層膜上的13.4納米EUV光的反射率獲得的。在圖23中，橫坐標是Γ2，範圍從Γ2＝0到0.5；左邊的坐標是反射率(R；in％)，右邊的坐標是光程長度變化Δ值。通過將圖23與圖21進行比較，可以看出在很廣的範圍內降低Γ導致反射率有相對小的變化。因此，伴隨從多層膜去除每一層引起的光程長度的變化Δ可以降到最小，而對多層膜的反射率R沒有明顯影響。
期望第一多層膜61最好獲得最大反射率R。疊放在第一多層膜61上形成的第二多層膜62期望被配置成使得能夠獲得所需的光程長度變化Δ。對於一次去除第二多層膜62的表面部分的一層，多層鏡的總反射率增加，如圖24所示。圖24中曲線的數據是計算鉬/矽多層膜對直接入射到多層膜上的13.4納米EUV光的反射率獲得的。多層包括第二多層膜62，其中d＝6.8納米，Γ2≠Γ1，N2＝10，疊放在第一多層膜61上，其中d＝6.8納米，Γ1＝1/3，N1＝40。曲線對應於0.2納米光程長度的不同變化，Δ＝0.1納米，Δ＝0.05納米，Δ＝0.02納米，取決於Γ的差異。隨著從第二多層膜上一層接一層去除層(即N2從10依次降低)，多層鏡的總反射率增加。例如，在以Δ＝0.05納米，N2＝10形成第二多層膜時，再去除層之前的反射率R是65.2％。去除5個配對層引起R增加到68.2％，去除10個配對層引起R增加到72.5％。因此，從多層膜的表面上去除每一配對層引起的光程長度變化Δ越小，去除的層數越多，反射率變化越大。
多層鏡的反射率的這些變化在校正反射率波前輪廓之後可引起表面反射率的不規則。然而，從表面反射率不規則的整個容許限度看，可以確定最佳光程變化Δ和將要去除的層數。
在表面反射率不規則的容許限度很嚴格的情況下，具有與真空的折射率有很小差異的折射率的物質在已經進行校正加工之後(見下文)可形成於多層鏡的表面，以確保反射率均勻校正。例如，在λ＝13.4納米時，矽的折射率是0.998，這實際上等於1。因此，形成表面矽層引起很小的多層鏡的多層膜的光程長度變化。
矽的吸收係數(「a」)是a＝1.4×10-3((納米)-1)。在傳播距離x後，光強度縮小exp(-ax)。例如，通過形成37納米厚的矽層，反射率可降低10％。但是，通過形成表面矽層獲得的光程長度變化Δ是0.07納米，這種小變化是可以接受的。
儘管以上是用13.4納米的EUV波長的鉬/矽多層膜描述本實施方案的，應該理解並不僅限於此。上面討論的其它波長範圍的結構和其他多層膜也都可以使用。另外，構成第一多層膜61和第二多層膜62的材料A，B也可以不同。降低反射率的保護層的變異圖25(A)描繪了根據該實施方案形成於EUV反射鏡上的多層膜65的橫向正面圖。通過實施例，描繪的多層膜65是鉬和矽疊放的交替層(例如N＝80配對層)，周期長度d＝7納米，鉬層厚度與d的比率(Γ)是Γ＝0.35。疊層形成於鏡襯底(未顯示，可參見圖15(A)-15(B))上。在形成多層膜65之後，用上面描述的任何技術(例如離子束加工)將膜的表面區域加工，以獲得從表面反射的EUV波前的校正。得到的輪廓見圖25(B)。
在加工後，多層膜65暴露的表面用形成有2納米厚的矽覆蓋層「覆蓋」，如圖26所示。在圖26的反光鏡中，在多層膜65的表面的加工區域的周期長度(d)隨著在加工表面的位置而變化。
如上所述，從矽/鉬多層膜對EUV輻射的反射率在N＝50配對層時達到最大飽和。然而，由於表面加工可以去除超過10層的表面層，可以形成諸如80配對層這樣較大的數目。同時，由於從加工步驟中去除的表面材料的量根據表面的位置不斷變化，加工表面(無論是鉬還是矽)具有各種輪廓，入射射線對其具有相應的入射角度。
在加工後表面矽覆蓋層66使多層膜65達到均勻的反射率。為了說明這個效應，可參考圖27，它通過一個實施例顯示了包括2納米厚的矽覆蓋層的表面的反射率(O)和沒有矽覆蓋層的表面的反射率(·)。目標多層鏡具有由鉬和矽交替形成的多層膜，入射的EUV輻射具有(非偏振)λ＝13.5納米，和88度入射角。橫坐標列出了進行過加工的多層膜的最頂層的代表性條件。
在通過加工暴露了鉬的區域，隨著最頂層的鉬層的厚度增加反射率也逐漸增加。在這個特定的多層膜中，鉬層的最大厚度是2.45納米。因此，最頂層的鉬層的最大厚度是2.45納米。在通過加工暴露了矽的區域，隨著矽層的厚度增加反射率稍微降低。在多層膜中最大矽層厚度為4.55納米時，反射率等於初始的反射率。
在該實施例中，表面反射率變化的量值約為1.5％。相反，如果在加工後形成2納米厚的矽表面覆蓋層66，在鉬層暴露於最頂層的區域反射率明顯降低，在通過加工使矽暴露的區域反射率基本上沒有降低。因此，表面的反射率變化的量值減小到0.7％，這是沒有矽覆蓋層66的一半。
除了減小反射率變化以外，矽覆蓋層可以避免暴露的鉬(尤其過度暴露的鉬)被氧化。因此，該實施方案(包括矽覆蓋層)在減小反光鏡的表面的反射率變化的同時提供高精度的反射波前。
用於形成覆蓋層的材料不限於矽。覆蓋層材料可以是能夠減小反光鏡的反射率變化的各種材料。因此，有覆蓋層的結果就是多層鏡的反射率的絕對值沒有減小。
儘管該實施方案用一個實施例進行描述，該實施例中的多層鏡包括交替的鉬和矽層，但並不限於此。考慮將要從多層鏡反射的輻射的波長、所需的反射鏡的熱穩定性，和其他特性或優勢條件，可以用各種其它材料。另外，各個層不限於是單一元素，而是各個層都可以是多種元素的化合物，或多種元素或化合物的混合物。
儘管在本文中描述的該實施方案的多層膜包括80對配對的疊層，但並不僅限於此。多層膜反射鏡可具有各種數目的配對層，這依賴於所需的反射鏡的規格，優勢條件，將從反射鏡反射的輻射的特徵，和其他因素。
儘管在本文中描述的該實施方案的Γ＝0.35(其中Γ是鉬層厚度與多層膜的周期長度d的比率)，但並不僅限於此。該比率可以是任何其它值，並且在多層膜的全厚或在多層膜的全表面區域不需要保持恆定。EUV光學系統EUV光學系統90的代表性實施方案包括一個或多個多層鏡，其中的多層鏡是按照圖28所示的上述方法構造的。描述的EUV光學系統90包括照明光學系統IOS(包括多層鏡IR1-IR4)和投射光學系統POS(包括多層鏡PR1-PR4)，以一個用於EUV微蝕刻系統的實例性的結構安裝。在照明光學系統IOS的上遊是EUV光源S，在描述的實施方案中，是一個雷射-等離子光源，它包括雷射器91、等離子形成材料的光源92和聚光鏡93。照明光學系統IOS位於EUV光源S和光網M之間。從光源S發出的EUV光在傳播到第一多層鏡IR1之前從掠入射鏡94反射。光網M是反射率光網，典型的是安裝於光網臺95上。投射光學系統POS位於光網M和襯底W(典型的是具有上遊面塗布有抗EUV腐蝕物質的半導體晶片)之間。襯底W典型的是位於襯底臺96上。EUV光源S(特別是等離子材料光源92和聚光鏡93)位於一個分開的真空腔97內，真空腔97位於一個較大的真空腔98內。襯底臺96可位於也裝在較大的真空腔98內的真空腔99內。工作實施例1在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。首先，用離子束濺射方法形成d＝6.8納米的50層多層膜。在每個這樣形成的多層鏡上，將要加工的多層膜的表面區域通過分析由反射鏡產生的反射波前來識別。按照每個多層鏡的要求，通過利用圖16(A)-16(B)所述的小工具校正拋光加工法，一次一配對層地、局部地從該多層膜表面去除一個或多個層校正各個表面。從多層膜42去除每一配對層，光程長度將改變0.2nm。關於加工，拋光工具50的尖端51包括10毫米直徑的聚氨酯球。在拋光期間，精細的氧化鋯顆粒液漿用作研磨劑。應用到多層膜42表面的加工的量通過調整施加到拋光工具50上的軸向負載，拋光工具50的旋轉速率和拋光工具50在多層膜42的表面的駐留時間來調整。局部化的加工將每個表面校正到輪廓差不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例2在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
在製造每個多層鏡期間，將被加工的各個多層膜的表面區域通過分析該反射鏡產生的反射波前進行識別。按照每個多層鏡的要求，通過利用圖17(A)-17(B)所述的離子束加工法，一次一配對層地、局部地從該多層膜表面去除一個或多個層校正各個表面。從多層膜2去除每一配對層，光程長度將改變0.2nm。該加工是在真空腔中利用Kaufman型離子源產生的氬離子進行的。因為所獲得的離子束加工的範圍隨時間變化，所以事先測定關於該多層膜的局部加工比，並且通過控制已知位置的加工時間來控制該已知位置的加工範圍。覆蓋層3是不鏽鋼盤，通過蝕刻在其中形成開口。根據以前的經驗優化該覆蓋層3離多層膜2的表面的距離h，以獲得該多層膜的加工區域52的光滑縱剖面。局部化的加工將每個表面校正到輪廓差不大於0.15nmRMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)。工作實施例3在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，將被加工的各個多層膜的表面區域通過分析該反射鏡產生的反射波前進行識別。按照每個多層鏡的要求，通過利用圖18(A)-18(B)所述的CVM方法，一次一配對層地、局部地從該多層膜表面去除一個或多個層校正各個表面。從多層膜2去除每一配對層，光程長度將改變0.2nm。加工是在真空腔內用具有5毫米直徑的鎢電極55進行的。射頻(RF)電壓58(100MHz)被施加到電極55，同時，在多層模2的表面和電極55的尖端之間的區域釋放氦和六氟化硫SF6混合物。該氣體混合物被射頻電壓58離子化產生包含氟離子和氟自由基的等離子體57，氟自由基與矽和鉬在多層膜2的表面局部反應，在室溫條件下產生氣體反應產物。在用真空泵加工期間該反應產物被不斷蒸發。由於獲得CVM的量與加工時間成正比，預先測定在多層膜2上的局部加工率，通過控制局部的加工時間可以調整在給定區域的加工程度。局部化的加工將每個表面校正到輪廓差不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例4在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。首先，用離子束濺射方法形成d＝6.8納米的50層多層膜。下一步，用圖2所示的剪切幹涉術測定在波長λ＝13.4納米處每個多層鏡的反射表面的波長輪廓。關於光源11，所用的是雷射-等離子光源。根據這些測定結果，可產生每個多層鏡的各個輪廓線曲線(如圖1(A)所示)。輪廓線間距設置為0.2納米表面高度，這等於通過去除多層膜的一個配對層所得到的反射表面的校正輪廓。根據它們各自的輪廓線曲線，多層膜表面的選定區域按照需要被一層一層除去以校正反射表面。在校正多層鏡後，每個波前光行差被減小到不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例5在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。首先，用離子束濺射方法形成d＝6.8納米的50層多層膜。下一步，用圖3所示的點衍射幹涉術測定在波長λ＝13.4納米處每個多層鏡的反射表面的波前輪廓。關於光源11，所用的是波蕩器(同步加速器光源類型)光源。根據這些測定結果，可產生每個多層鏡的各個輪廓線曲線。輪廓線間距設置為0.2納米表面高度，這等於通過去除多層膜的一個配對層所得到的反射表面的校正輪廓。根據它們各自的輪廓線曲線，多層膜表面的選定區域按照需要被一層一層除去以校正反射表面。在校正多層鏡後，每個波前光行差被減小到不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例6在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。首先，用離子束濺射方法形成d＝6.8納米的50層多層膜。下一步，用圖5所示的Foucalt測試方法測定在波長λ＝13.4納米處每個多層鏡的反射表面的波前輪廓。關於光源11，所用的是電子-放電-等離子光源。根據這些測定結果，可產生每個多層鏡的各個輪廓線曲線。輪廓線間距設置為0.2納米表面高度，這等於通過去除多層膜的一個配對層所得到的反射表面的校正輪廓。根據它們各自的輪廓線曲線，多層膜表面的選定區域按照需要被一層一層除去以校正反射表面。在校正多層鏡後，每個波前光行差被減小到不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例7在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。首先，用離子束濺射方法形成d＝6.8納米的50層多層膜。下一步，用圖6所示的Ronchi測試方法測定在波長λ＝13.4納米處每個多層鏡的反射表面的波前輪廓。關於光源11，所用的是X射線雷射光源。根據這些測定結果，可產生每個多層鏡的各個輪廓線曲線。輪廓線間距設置為0.2納米表面高度，這等於通過去除多層膜的一個配對層所得到的反射表面的校正輪廓。根據它們各自的輪廓線曲線，多層膜表面的選定區域按照需要被一層一層除去以校正反射表面。在校正多層鏡後，每個波前光行差被減小到不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例8在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。首先，用離子束濺射方法形成d＝6.8納米的50層多層膜。下一步，用圖8所示的Hartmann測試方法測定在波長λ＝13.4納米處每個多層鏡的反射表面的波前輪廓。關於光源11，所用的是雷射-等離子光源。根據這些測定結果，可產生每個多層鏡的各個輪廓線曲線。輪廓線間距設置為0.2納米表面高度，這等於通過去除多層膜的一個配對層所得到的反射表面的校正輪廓。根據它們各自的輪廓線曲線，多層膜表面的選定區域按照需要被一層一層除去以校正反射表面。在校正多層鏡後，每個波前光行差被減小到不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例9在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。首先，用離子束濺射方法形成d＝6.8納米的50層多層膜。每個多層鏡被裝入到鏡筒中，通過它測定每個透射的波前，同時調整以最小化波前光行差。用圖10所示的剪切幹涉術測定在波長λ＝13.4納米處透射的波前。關於光源11，所用的是雷射-等離子光源。從測定的波前光行差中，用光學設計軟體計算多層鏡的反射表面的校正。根據這些測定結果，可產生每個多層鏡的各個輪廓線曲線。輪廓線間距設置為0.2納米表面高度，這等於通過去除多層膜的一個配對層所得到的反射表面的校正輪廓。根據它們各自的輪廓線曲線，多層膜表面的選定區域按照需要被一層一層除去以校正反射表面。在校正多層鏡後，每個波前光行差被減小到不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例10在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。首先，用離子束濺射方法形成d＝6.8納米的50層多層膜。每個多層鏡被裝入到鏡筒中，通過它測定每個透射的波前，同時調整以最小化波前光行差。用圖11所示的點衍射幹涉術測定在波長λ＝13.4納米處透射的波前。測定所用的光源是波蕩器(同步加速器光源類型)光源。從測定的波前光行差中，用光學設計軟體計算多層鏡的反射表面的校正。根據這些測定結果，可產生每個多層鏡的各個輪廓線曲線。輪廓線間距設置為0.2納米表面高度，這等於通過去除多層膜的一個配對層所得到的反射表面的校正輪廓。根據它們各自的輪廓線曲線，多層膜表面的選定區域按照需要被一層一層除去以校正反射表面。在校正多層鏡後，每個波前光行差被減小到不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例11在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。首先，用離子束濺射方法形成d＝6.8納米的50層多層膜。每個多層鏡被裝入到鏡筒中，通過它測定每個透射的波前，同時調整以最小化波前光行差。用圖12所示的Foucalt測試術方法測定在波長λ＝13.4納米處透射的波前。關於測量光源11，所用的是雷射-等離子光源。從測定的波前光行差中，用光學設計軟體計算多層鏡的反射表面的校正。根據這些測定結果，可產生每個多層鏡的各個輪廓線曲線。輪廓線間距設置為0.2納米表面高度，這等於通過去除多層膜的一個配對層所得到的反射表面的校正輪廓。根據它們各自的輪廓線曲線，多層膜表面的選定區域按照需要被一層一層除去以校正反射表面。在校正多層鏡後，每個波前光行差被減小到不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例12在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。首先，用離子束濺射方法形成d＝6.8納米的50層多層膜。每個多層鏡被裝入到鏡筒中，通過它測定每個透射的波前，同時調整以最小化波前光行差。用圖13所示的Ronchi測試術測定在波長λ＝13.4納米處透射的波前。關於光源11，所用的是電子-放電-等離子光源。從測定的波前光行差中，用光學設計軟體計算多層鏡的反射表面的校正。根據這些測定結果，可產生每個多層鏡的各個輪廓線曲線。輪廓線間距設置為0.2納米表面高度，這等於通過去除多層膜的一個配對層所得到的反射表面的校正輪廓。根據它們各自的輪廓線曲線，多層膜表面的選定區域按照需要被一層一層除去以校正反射表面。在校正多層鏡後，每個波前光行差被減小到不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例13在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。首先，用離子束濺射方法形成d＝6.8納米的50層多層膜。每個多層鏡被裝入到鏡筒中，通過它測定每個透射的波前，同時調整以最小化波前光行差。用圖14所示的Hartmann測試術方法測定在波長λ＝13.4納米處透射的波前。關於測量光源11，所用的是X-射線雷射源。從測定的波前光行差中，用光學設計軟體計算多層鏡的反射表面的校正。根據這些測定結果，可產生每個多層鏡的各個輪廓線曲線。輪廓線間距設置為0.2納米表面高度，這等於通過去除多層膜的一個配對層所得到的反射表面的校正輪廓。根據它們各自的輪廓線曲線，多層膜表面的選定區域按照需要被一層一層除去以校正反射表面。在校正多層鏡後，每個波前光行差被減小到不大於0.15nm RMS。
校正的多層鏡組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。工作實施例14形成一個多層鏡71(圖19)，其中多層膜的周期長度是6.8納米。在圖19中，描述的層數少於實際的層數。配對層包括的各周期長度是4.4納米矽層72和2.4納米層組73。最頂層是矽層72，各個層72、73以交替的方式疊放。每個層組73包括由釕亞層73a和鉬亞層73b組成的各個配對的亞層，其中各個亞層具有的厚度是1.2納米。
在圖中，區域74沒有接受RIE。區域75經過RIE處理以除去最頂層矽層72和第一釕亞層73a。區域76經過RIE處理以除去不僅最頂層矽層72和第一釕亞層73a，而且還有第一鉬亞層73b。在區域76中，RIE作用到大約第二矽層72的中間。
如上所述，去除區域75中的矽層72沒有提供明顯的校正。從區域75去除的釕亞層73a的厚度是1.2納米，它提供(當去除後)0.1納米表面輪廓的校正。同樣，從區域76去除的亞層73a、73b的總厚度是2.4納米(不包括矽層72)，它提供(當亞層73a、73b被去除後)0.2納米表面輪廓的校正。儘管下面的矽層72也從區域76中去除了一部分，去除的矽層不影響多層鏡的波前光行差。由於在該實施例中獲得的校正的單位(0.1納米)是傳統單位0.2納米的一半，與傳統的方法相比，該實施例在波前控制的精度方面提供兩倍的改進。
在該實施例中，當進行RIE以去除表面材料時，用氧氣去除釕亞層73a。當蝕刻達到下面的鉬亞層73b時釕亞層73a的蝕刻停止。因此，去除表面材料得到控制。為去除鉬亞層73b，使用CF4氣體。儘管使用CF4的RIE作用到下面的矽層72一定程度，但對于波前校正沒有任何副作用。
在RIE期間，反應氣體被離子化和輻射化，導致由氣體形成的離子朝向固定的方向運動。因此，在鏡71的不準被用RIE處理的多層膜表面的區域被掩模遮蓋。結果，被輻射化的離子僅僅在將要RIE處理的區域。因此，在區域74、75和76中很容易進行不同的處理。
校正的多層鏡被裝配到EUV微蝕刻系統的光學系統中。使用該校正系統，可以觀察小至30納米的線-空間圖案解析度。工作實施例15形成一個多層鏡81(圖20)，其中多層膜的周期長度是6.8納米。在圖20中，描述的層數少於實際的層數。配對層包括各周期長度是4.4納米矽層82和2.4納米層組83。最頂層是矽層82，各個層82、83以交替的方式疊放。每個層組83包括由釕亞層83a和鉬亞層83b組成的三個配對的亞層，其中各個亞層具有的厚度是0.4納米。
在圖中，區域84沒有接受RIE。區域85經過RIE處理以除去最頂層矽層82和第一釕亞層83a。區域86經過RIE處理以除去不僅最頂層矽層82和第一釕亞層83a，而且還有第一鉬亞層83b。在區域86中，RIE已經作用到下一釕亞層83a。
如上所述，去除區域85中的矽層82沒有提供明顯的校正。從區域85去除的釕亞層83a的厚度是0.4納米，它提供(當去除後)0.03納米表面輪廓的校正。同樣，從區域86去除的亞層83a、83b的總厚度是0.8納米(不包括矽層82)，它提供(當亞層83a、83b被去除後)0.067納米表面輪廓的校正。由於在該實施例中獲得的校正的單位(0.1納米)是傳統單位0.2納米的1/6，與傳統的方法相比，該實施例在波前控制的精度方面提供六倍的改進。
在該實施例中，當進行RIE以去除表面材料時，用氧氣去除釕亞層83a。當蝕刻達到下面的鉬亞層83b時釕亞層83a的蝕刻停止。因此，去除表面材料得到控制。為去除鉬亞層83b，使用了氯氣。使用氯氣的RIE作用到下面的釕亞層83a後停止。
在RIE期間，反應氣體被離子化和輻射化，導致由氣體形成的離子朝向固定的方向運動。因此，在鏡81的不準被用RIE處理的多層膜表面的區域被掩模遮蓋。結果，被輻射化的離子僅僅在將要RIE處理的區域。因此，在區域84、85和86中很容易進行不同的處理。
校正的多層鏡被裝配到EUV微蝕刻系統的光學系統中。使用該校正系統，可以觀察小至30納米的線-空間圖案解析度。工作實施例16在這個工作實施例中，目標EUV投射光學系統(如使用在EUV微蝕刻裝置的)包括六個非球面多層鏡。該投射光學系統具有0.25的數值孔徑(NA)、4∶1的縮小比以及環形曝光區域。該非球面多層鏡利用傳統的表面研磨處理技術製造而成，輪廓精度達到0.5nmRMS。該多層鏡組裝到投射光學系統，它展示了2.4nm RMS的波前光行差。為了滿足在波長13.4nm時使用，該波前光行差必須是大約1nmRMS或更小。因此，該反射鏡的輪廓精度是不可接受的。
為生產各多層鏡，在非球形鏡襯底表面形成鉬/矽多層膜。該多層膜有兩部分。第一部分具有周期長度d＝6.8納米，Γ1＝1/3，和N1＝40配對層。第二部分疊放在第一部分之上，具有周期長度d＝6.8納米，Γ1＝0.1，和N2＝10配對層。該多層膜由離子濺射方法形成。
每個多層鏡用上面描述的方法測定其反射波前輪廓，和按照要求在選定區域一層一層去除的各個多層膜的表面層的一或多層得到校正。去除多層膜(其Γ2＝0.1)第二部分的一層導致僅0.05納米的光程長度變化。通過以這種方法校正多層鏡，每個反射鏡的波前輪廓被校正到0.15nm RMS內。
多層鏡被裝入到鏡筒中，通過它測定每個透射的波前，同時調整以最小化波前光行差。用圖14所示的Hartmann測試術測定在波長λ＝13.4納米處透射的波前。用於這個測定的光源是X-射線雷射源。從測定的波前光行差中，用光學設計軟體計算多層鏡的反射表面的校正。根據這些測定結果，可產生每個多層鏡的各個輪廓線曲線。輪廓線間距設置為0.2納米表面高度，這等於通過去除多層膜的一個配對層所得到的反射表面的校正輪廓。根據它們各自的輪廓線曲線，多層膜表面的選定區域按照需要被一層一層除去以校正反射表面。在校正多層鏡後，每個波前光行差被減小到不大於0.15nmRMS。
校正的多層鏡被組裝到透鏡鏡筒，並以減少產生的投射光學系統的波前光行差的方式互相對齊。所獲得的系統波前光行差為0.8nmRMS，這對於衍射限制成像性能來說可以認為是足夠了。
這樣製造的投射光學系統被組裝到EUV微蝕刻系統，該系統被用於進行測試微蝕刻曝光。利用該微蝕刻系統，可成功地分辨精細的線-空間(line-and-space)圖案(具有30nm那樣寬度的線和空間)的圖像。
本文中用代表性的實施方案和實施例對本發明進行了描述，應該理解本發明並不限於這些實施方案和實施例。相反，本發明旨在包括所有在本發明的精神和領域內的，如所附的權利要求所定義的修改、變化和等效物。
權利要求
1.一種製造多層鏡的方法，其中在反射鏡的襯底表面形成有許多交替疊放的第一和第二材料層，並且第一和第二材料對於EUV輻射具有各自不同的折射率，用於降低從多層鏡表面反射的EUV輻射的波前光行差的方法包括在該多層鏡所用EUV波長下，測定透射過EUV光學系統的波前的輪廓，以獲得表明目標區域的表面的圖，該目標區域用於表面去除需要降低從表面反射的EUV光的波前光行差的多層膜的一或多層；並且根據該圖，去除指定區域中的一或多層表面層。
2.如權利要求1所述的方法，其中該測定步驟利用衍射光學元件進行。
3.如權利要求2所述的方法，其中該測定步驟通過由加工幹涉測定法(shearing interferometry)、點衍射-幹涉測定法、Foucalt測試、Ronchi測試和Hartmann測試組成的組中選擇的技術實現。
4.一種製造多層鏡的方法，其中在反射鏡的襯底表面形成有許多交替的第一和第二材料層，並且該第一和第二材料對於EUV輻射具有各自不同的折射率，用於降低從多層鏡表面反射的EUV輻射的波前光行差的方法包括將該多層鏡放置在能透射該多層鏡所用EUV波長的EUV輻射的EUV光學系統中；在該多層鏡所用EUV波長下，測定透射過EUV光學系統的波前的輪廓，以獲得表明目標區域的表面的圖，該目標區域用於表面去除需要降低從表面反射的EUV光的波前光行差的多層膜的一或多層；並且根據該圖，去除指定區域中的一或多層表面層。
5.如權利要求4所述的方法，其中該測定步驟利用衍射光學元件進行。
6.如權利要求5所述的方法，其中該測定步驟通過由加工幹涉測定法(shearing interferometry)、點衍射-幹涉測定法、Foucalt測試、Ronchi測試和Hartmann測試組成的組中選擇的技術進行。
7.如權利要求4所述的方法，其中在EUV光學系統放置多個獨立的多層鏡。
8.一種製造用於EUV光學系統的多層鏡的方法，包括在反射鏡的襯底表面形成有許多交替疊放的第一和第二材料層；該第一和第二材料對於EUV輻射具有各自不同的折射率；在該多層鏡所用EUV波長下，測定透射過EUV光學系統的波前的輪廓，以獲得表明目標區域的表面的圖，該目標區域用於表面去除需要降低從表面反射的EUV光的波前光行差的多層膜的一或多層；並且根據該圖，去除指定區域中的一或多層表面層。
9.如權利要求8所述的方法，其中該形成步驟包括形成多組配對層，每組配對層包括一層含鉬的材料和一層含矽的材料，該疊層中的層交替疊放。
10.如權利要求9所述的方法，其中各個配對層具有6到12納米的周期。
11.如權利要求8所述的方法，其中該測定步驟利用衍射光學元件進行。
12.如權利要求11所述的方法，其中該測定步驟通過由加工幹涉測定法(shearing interferometry)、點衍射-幹涉測定法、Foucalt測試、Ronchi測試和Hartmann測試組成的組中選擇的技術進行。
13.一種多層鏡，由權利要求1所述的方法製造。
14.一種多層鏡，由權利要求4所述的方法製造。
15.一種多層鏡，由權利要求8所述的方法製造。
16.一種EUV光學系統，包括至少一個如權利要求13所述的多層鏡。
17.一種EUV光學系統，包括至少一個如權利要求14所述的多層鏡。
18.一種EUV光學系統，包括至少一個如權利要求15所述的多層鏡。
19.一種EUV微蝕刻裝置，包括至少一個如權利要求16所述的EUV光學系統。
20.一種EUV微蝕刻裝置，包括至少一個如權利要求17所述的EUV光學系統。
21.一種EUV微蝕刻裝置，包括至少一個如權利要求18所述的EUV光學系統。
22.一種反射入射EUV輻射的多層鏡，包括鏡襯底；以及形成在該鏡襯底表面上的薄膜疊層，該疊層包括周期性重複地彼此相對交替疊放的多個薄膜第一層組和多個薄膜第二層組，每個第一層組包括至少一個具有對EUV光的折射率基本上等於真空的折射率的第一種材料的亞層，每個第二層組包括至少一個第二種材料的亞層和至少一個第三種材料的亞層，第一和第二層組以周期性重複的方式彼此相對交替疊放，第二和第三種材料具有基本上彼此相似但與第一種材料的折射率完全不同的各自的折射率，以使得疊層能夠反射入射的EUV光，並且第二和第三材料對亞層去除條件具有不同的反應性，這樣第一亞層去除條件會優先地去除第二種材料的亞層，而基本上不去除下面的第三種材料的亞層，同樣，第二亞層去除條件將優先地去除第三種材料的亞層，而基本上不去除下面的第二種材料亞層。
23.如權利要求22所述的多層鏡，其中第二種材料包括鉬，而第三種材料包括釕。
24.如權利要求22所述的多層鏡，其中第一種材料包括矽。
25.如權利要求22所述的多層鏡，其中每個第二層組包括多個亞層集，每個亞層集包括一個第二材料亞層和一個第三材料亞層，交替地疊放這些亞層以形成第二層組。
26.一種製造用於EUV光學系統的多層鏡的方法，包括在鏡襯底表面上形成薄膜疊層，該疊層包括以周期性重複地彼此相對交替疊放的多個薄膜第一層組和多個薄膜第二層組，每個第一層組包括至少一個具有對EUV光的折射率基本上等於真空的折射率的第一種材料的亞層，每個第二層組包括至少一個第二種材料的亞層和至少一個第三種材料的亞層，第一和第二層組以周期性重複的方式彼此相對交替疊放，第二和第三種材料具有基本上彼此相似但與第一種材料的折射率完全不同的各自的折射率，以使得疊層能夠反射入射的EUV光，並且第二和第三材料對亞層去除條件具有不同的反應性，這樣得第一亞層去除條件將優先地去除第二種材料的亞層，而基本上不去除下面的第三種材料的亞層，同樣，第二亞層去除條件將優先地去除第三種材料的亞層，而基本上不去除下面的第二種材料亞層；以及在表面第二層組的選定區域，選擇性地去除一個或多個表面第二層組的亞層以減小從表面反射的EUV輻射的波前光行差。
27.如權利要求26所述的方法，其中與從其它沒有去除亞層或去除的亞層數目不同的區域反射的EUV光相比，去除一個或多個表面第二層組的亞層產生從指定區域反射的EUV成分的相差。
28.如權利要求26所述的方法，其中去除一個或多個表面第二層組的亞層包括按照要求選擇性地使指定區域暴露在第一和第二亞層之一或兩者的去除條件中，以獲得從表面反射的波前輪廓的指定變化。
29.如權利要求26所述的方法，還包括測定從表面反射的波前輪廓的步驟，以獲得表明目標區域的表面的圖，該目標區域用於去除表面第二層組的一或多個亞層。
30.一種多層鏡，利用權利要求26所述的方法生產。
31.一種EUV光學系統，包括至少一種如權利要求30所述的多層鏡。
32.一種EUV微蝕刻裝置，包括如權利要求31所述的EUV光學系統。
33.一種EUV光學系統，包括至少一種如權利要求22所述的多層鏡。
34.一種EUV微蝕刻裝置，包括如權利要求33所述的EUV光學系統。
35.一種反射入射EUV輻射的多層鏡，包括鏡襯底；以及形成在鏡襯底表面的薄膜層，該疊層包括多個疊放的第一和第二薄膜層組，第一和第二組各包括以周期性重複方式彼此相對交替疊放的第一層和第二層，每個第一層組包括具有對EUV光的折射率基本上等於對真空的折射率的第一種材料，每個第二層包括具有與第一種材料的折射率完全不同的折射率的第二種材料，以使得疊層能夠反射入射的EUV光，第一和第二組具有相似的各自周期長度，但第一和第二層具有各自不相同的厚度比。
36.如權利要求35所述的多層鏡，其中第一種材料是矽，而第二種材料是從鉬和或釕組成的組中選擇的。
37.如權利要求35所述的多層鏡，其中各自的周期長度在6到12納米範圍內。
38.如權利要求35所述的多層鏡，其中Γ1代表各個第二層厚度與第一組的周期長度的比率；Γ2代表各個第二層厚度與第二組的周期長度的比率；並且Γ1＜Γ2。
39.如權利要求38所述的多層鏡，其中Γ2這樣設立任何時候當通過去除多層鏡的一或多個表層得到反射波前校正時，第二種材料的每單位厚度的校正量值如以上所述。
40.一種製造用於EUV光學系統的多層鏡的方法，包括在鏡襯底表面上形成包括多個層疊的薄膜層的第一組和多個層疊的薄膜層的第二組，第一和第二組各包括以周期性重複方式彼此相對交替疊放在一起的各個第一和第二層，每個第一層包括具有對EUV光的折射率基本上等於真空的折射率的第一種材料，每個第二層包括與第一種材料的折射率完全不同的折射率的第二種材料，以使得疊層能夠反射入射的EUV光，第一和第二組具有相似的各自周期長度，但第一和第二層具有各自不相同厚度比在疊層表面的選定區域，去除表面第二組的一或多層以減小從表面反射的EUV光的波前光行差。
41.如權利要求40所述的方法，還包括測定從表面反射的波前的輪廓以獲得表明目標區域的表面的圖，該目標區域用於去除表面第二層組的一或多層以減小從表面反射的EUV光的波前光行差。
42.如權利要求40所述的方法，其中在疊層形成步驟，Γ1代表各個第二層厚度與第一組的周期長度的比率；Γ2代表各個第二層厚度與第二組的周期長度的比率；並且Γ2＜Γ1。
43.如權利要求42所述的方法，其中在形成疊層的步驟中，Γ2這樣設立在進行去除層的步驟以進行反射波前校正時，第二種材料的每單位厚度的校正量值如以上所述。
44.如權利要求40所述的方法，其中在形成疊層的步驟中和第二層組的形成期間，第二組具有多個各自的第二層，以使得在層去除步驟期間，去除表面第二層產生從多層鏡的反射波前的最大相校正。
45.如權利要求40所述的方法，其中第一種材料是矽，而第二種材料是從鉬和釕組成的組中選擇的。
46.如權利要求40所述的方法，其中各自的周期長度在6到12納米範圍內。
47.如權利要求40所述的方法，還包括在層去除步驟之後，形成反射率校正材料的表面層的步驟，其中的反射率校正材料，至少在層去除步驟期間由於去除一或多個表面層而反射率發生變化的區域，對EUV光的折射率基本上等於真空的折射率。
48.如權利要求47所述的方法，其中反射率校正材料包含矽。
49.一種多層鏡，利用權利要求41所述的方法生產。
50.一種EUV光學系統，包括至少一種如權利要求49所述的多層鏡。
51.一種EUV微蝕刻裝置，包括如權利要求50所述的EUV光學系統。
52.一種EUV光學系統，包括至少一種如權利要求35所述的多層鏡。
53.一種EUV微蝕刻裝置，包括如權利要求52所述的EUV光學系統。
54.一種多層鏡，包括鏡襯底；多個包括形成在鏡襯底表面的第一和第二種材料交替疊放的層的疊層，第一和第二種材料具有對於EUV輻射的各不相同的折射率，其中多層鏡的選定區域已進行表面層的刮削處理，以校正反光鏡的反射波前輪廓；以及形成於疊層表面上的覆蓋層，該覆蓋層具有穩定並持續的對特定波長的電磁輻射的高透射率，該覆蓋層覆蓋包括選定區域在內的疊層的表面區域並具有基本上一致的厚度。
55.如權利要求54所述的多層鏡，其中疊層具有長度在6到12納米範圍內的周期。
56.如權利要求54所述的多層鏡，其中第一材料是矽或含矽的合金；第二種材料是鉬或含鉬的合金；以及覆蓋層材料是矽或含矽的合金。
57.如權利要求56所述的多層鏡，其中覆蓋層具有1到3納米的厚度，或足以使表面配對層的周期長度增加1～3納米的厚度，其中表面配對層包括第一種材料的各個層和第二種材料的各個層。
58.一種製造用於EUV光學系統的多層鏡的方法，包括在鏡襯底的表面形成薄膜疊層，該薄膜疊層包括以周期性重複地彼此相對交替疊放的第一種材料的多層和第二種材料的多層，第一和第二種材料對於EUV輻射的具有各自不相同的折射率；從多層鏡的選定區域去除一或多個表面層，以校正該鏡的反射波前輪廓；以及於疊層的表面形成覆蓋層，該覆蓋層具有穩定一致的、對特定波長的電磁輻射的高透射率的材料，該覆蓋層覆蓋包括選定區域在內的疊層的表面區域並具有基本上一致的厚度。
59.如權利要求58所述的方法，其中疊層的周期長度在6到12納米範圍內。
60.如權利要求58所述的方法，其中第一材料是矽或含矽的合金；第二種材料是鉬或含鉬的合金；以及覆蓋層材料是矽或含矽的合金。
61.如權利要求58所述的方法，其中該覆蓋層具有1到3納米的厚度，或足以使表面配對層的周期長度增大1～3納米的厚度，其中表面配對層包括第一種材料的各個層和第二種材料的各個層。
62.一種多層鏡，利用權利要求58所述的方法生產。
63.一種EUV光學系統，包括至少一種如權利要求62所述的多層鏡。
64.一種EUV微蝕刻裝置，包括如權利要求63所述的EUV光學系統。
65.一種EUV光學系統，包括至少一種如權利要求54所述的多層鏡。
66.一種EUV微蝕刻裝置，包括如權利要求65所述的EUV光學系統。
67.一種製造多層鏡的方法，包括在鏡襯底表面上形成具有對於EUV輻射的各不相同的折射率的、交替疊放的第一種材料和第二種材料的疊層，該疊層具有前面所述的周期長度；以及在該疊層表面的選定區域，按照要求去除一個或多個表面配對層以校正表面的反射波前輪廓，並使位於選定區域之外的剩餘的相應配對層的邊緣具有光滑分級的布局。
68.如權利要求67所述的方法，其中配對層去除步驟包括從小工具校正加工、離子束處理和化學蒸汽加工組成的組中選擇的技術。
69.如權利要求67所述的方法，其中第一種材料包含矽，第二種材料包含從鉬和釕組成的組中選擇的材料。
70.如權利要求67所述的方法，其中周期長度在6到12納米範圍內。
71.一種多層鏡，利用權利要求67所述的方法生產。
72.一種EUV光學系統，包括如權利要求71所述的多層鏡。
73.一種EUV微蝕刻裝置，包括如權利要求72所述的EUV光學系統。
全文摘要
用於「遠紫外線」(「軟X射線」或」EUV」)光學系統的多層鏡。每個多層鏡包括多個交替疊放的第一種材料和第二種材料的層。第一種材料的折射率近似於真空,第二種材料的折射率完全不同於第一種材料的,以提供反射鏡對EUV輻射的反射。從表面反射的EUV光的波前輪廓通過去除(」加工」)這個疊層的選定區域的至少一個表面層而得到校正。加工區域具有平滑的梯度邊緣,而不是不連貫的邊緣。該疊層可包括第一和第二層組,這使得加工的單元可以非常小,這樣增加了精度,從而可進行波前光行差的校正。還公開了用於測定反射鏡的反射波前輪廓的各種波長技術。鏡表面可包括具有高透明性耐蝕材料構成的覆蓋層。
文檔編號G02B5/08GK1350185SQ01135499
公開日2002年5月22日 申請日期2001年10月22日 優先權日2000年10月20日
發明者白石雅之, 村上勝彥, 近藤洋行, 神高典明 申請人:株式會社尼康