本發(fā)明涉及一種用于EUV波長(zhǎng)范圍的反射鏡和一種制造該反射鏡的方法。此外，本發(fā)明涉及包括這種反射鏡的用于微光刻的EUV光源、EUV照明系統(tǒng)和EUV投射鏡頭。此外，本發(fā)明涉及一種用于微光刻的投射曝光設(shè)備

背景技術(shù)：
EUV波長(zhǎng)范圍的用于微光刻的投射曝光設(shè)備必須依賴用于曝光或?qū)⒀谀３上裼谙衩嬷械姆瓷溏R具有高反射率的設(shè)想，因?yàn)?，首先，單?dú)反射鏡的反射率的乘積決定投射曝光設(shè)備的總傳輸率，并且因?yàn)?，其次，EUV光源的光功率有限。在該情況下，EUV波長(zhǎng)范圍被理解為具有5nm至20nm之間波長(zhǎng)的光的波長(zhǎng)范圍。例如，從DE10155711A1已知具有高反射率值的、用于13nm左右的EUV波長(zhǎng)范圍的反射鏡。其中描述的反射鏡由施加在基板上且具有單獨(dú)層的序列的層布置構(gòu)成，其中該層布置包含多個(gè)層子系統(tǒng)，每個(gè)層子系統(tǒng)具有不同材料的至少兩個(gè)單獨(dú)層(其形成周期)的周期序列，其中單獨(dú)子系統(tǒng)的周期數(shù)量和周期厚度從基板朝著表面減小。然而，關(guān)于這種反射鏡不利的是，在EUV投射曝光設(shè)備的整個(gè)壽命中，所述反射鏡在反射鏡的層布置中吸收入射到反射鏡上的所有EUV光子的約1/3。通常，高能EUV光子的吸收通過光電效應(yīng)而發(fā)生，固體中的電子被放出。結(jié)果，具有不穩(wěn)定或破壞的化學(xué)鍵的大量原子在層材料中產(chǎn)生。這種具有不穩(wěn)定鍵的原子然后可易于在原子標(biāo)度上進(jìn)行地點(diǎn)或位置的改變，因此，受影響的層的結(jié)構(gòu)改變以及因此其光學(xué)特性也改變。在連續(xù)照射的最初實(shí)驗(yàn)中，已探知到EUV反射鏡的光譜移動(dòng)。目前，不清楚由于原子標(biāo)度上的不穩(wěn)定或破壞的鍵導(dǎo)致的精確過程。可想到的是，層材料呈現(xiàn)密度增加的狀態(tài)，其可解釋所探知的光譜移動(dòng)。對(duì)于石英玻璃和193nm情況下的VUV微光刻中的反射鏡層，已知由術(shù)語(yǔ)“致密”描述的這種過程。然而，還可想到的是，不穩(wěn)定的原子經(jīng)歷與相鄰層的原子或與投射曝光設(shè)備的殘余氣體氛圍的原子的化學(xué)反應(yīng)。由于受影響層的不穩(wěn)定的原子帶來(lái)的結(jié)構(gòu)變化，除了光學(xué)特性之外，該受影響層的層應(yīng)力以及其表面粗糙度也改變。為了設(shè)定反射鏡的層應(yīng)力，在反射鏡的制造期間，所謂的緩沖層或反應(yīng)力層(ASL)通常施加在基板和反射涂層之間，該層利用它們的張應(yīng)力補(bǔ)償反射涂層的壓應(yīng)力。然而，如果層布置中的應(yīng)力比由于反射鏡中的不穩(wěn)定原子而隨時(shí)間變化而變化，那么這不可避免地導(dǎo)致反射鏡表面形狀上的不允許變化。然后，這引起投射曝光設(shè)備的不可避免的圖像像差。為了避免雜散光損失，EUV波長(zhǎng)范圍的反射鏡在制造期間設(shè)有非常光滑的基板和層表面。然而，如果不穩(wěn)定原子隨時(shí)間變化而變化地引起層的在HSFR光頻范圍中的粗糙界面，那么這導(dǎo)致雜散光損失且因此導(dǎo)致投射曝光設(shè)備的總傳輸率的損失，參見U.Dinger等人發(fā)表于Proc.SPIEVol.4146,2000的“MirrorsubstratesforEUV-lithography:progressinmetrologyandopticalfabricationtechnology”，尤其對(duì)于表面粗糙度的以下定義，在空間波長(zhǎng)的HSFR范圍中，粗糙度為10nm至1μm，在空間波長(zhǎng)的MSFR范圍中，粗糙度為1μm至1mm。此外，各層界面處的不穩(wěn)定原子還可進(jìn)入新化學(xué)鍵中，因此，無(wú)論如何已發(fā)生的層的互相擴(kuò)散加強(qiáng)，及/或因此，用于抑制互相擴(kuò)散的層(所謂的阻擋層)的效應(yīng)減弱。增強(qiáng)的互相擴(kuò)散導(dǎo)致界面處的對(duì)比度損失，并且這因此導(dǎo)致反射鏡總體反射率的損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于EUV波長(zhǎng)范圍的反射鏡，其具有關(guān)于其光譜行為、其表面形狀和其雜散光損失的高的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明，該目的利用對(duì)于0°和25°之間的至少一個(gè)入射角具有大于40％的反射率的EUV波長(zhǎng)范圍的反射鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，該反射鏡包含基板和層布置，其中所述層布置包含至少一個(gè)非金屬單獨(dú)層，其特征在于，所述非金屬單獨(dú)層摻雜有介于10ppb和10％之間，尤其介于100ppb和0.1％之間的雜質(zhì)原子，使得非金屬單獨(dú)層獲得大于6*1010cm-3的電荷載流子密度和/或大于1*10-3S/m的電導(dǎo)率，尤其是大于6*1013cm-3的電荷載流子密度和/或大于1S/m的電導(dǎo)率。發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到，通過EUV光子破壞化學(xué)鍵本身不構(gòu)成問題，而僅原子的地點(diǎn)或位置的隨后變化導(dǎo)致受影響非金屬層中的結(jié)構(gòu)變化。上文指出的給受影響非金屬層摻雜雜質(zhì)原子使得可利用受影響層中的足夠大量自由移動(dòng)電子來(lái)非常迅速地替代放出的成鍵電子以及甚至在原子可進(jìn)行原子標(biāo)度上的地點(diǎn)或位置改變之前穩(wěn)定原子。因?yàn)槔玢f(Mo)或釕(Ru)的金屬具有高密度的自由移動(dòng)電子，所以這種由金屬構(gòu)成的單獨(dú)層幾乎不趨向于這種結(jié)構(gòu)變化。然而，例如，所述金屬的氧化物、氮化物和碳化物為非金屬材料，并且因此需要摻雜有雜質(zhì)原子，以提供足夠大量的自由電子用于耐輻射性。此外，提供自由電子還增加了相應(yīng)摻雜層的導(dǎo)熱系數(shù)。這使得EUV光脈沖的熱損失(該熱損失通常在最高的30層中沉積)在下一個(gè)EUV光脈沖到達(dá)反射鏡并進(jìn)一步加熱上部層之前朝著基板傳遠(yuǎn)至較深層中。因此可防止對(duì)EUV反射鏡的最高層的不允許的持久加熱，尤其因?yàn)檫h(yuǎn)至基板消散的熱量可通過基板中的相應(yīng)冷卻通道消散，因此，最高層可借助于摻雜層的增加的導(dǎo)熱系數(shù)而相應(yīng)冷卻。在該方面，摻雜不僅增加反射鏡的耐輻射性，還持久地減小了反射鏡的熱負(fù)載。在一個(gè)實(shí)施例中，層布置包含至少一個(gè)層子系統(tǒng)，其由單獨(dú)層的至少兩個(gè)周期的周期序列構(gòu)成，其中所述周期包含用于高折射率層和低折射率層的由不同材料構(gòu)成的兩個(gè)單獨(dú)層，至少非金屬單獨(dú)層具有利用來(lái)自所述周期系統(tǒng)的V族的至少一個(gè)元素的原子進(jìn)行的雜質(zhì)原子的摻雜。由于所述至少一個(gè)層子系統(tǒng)，確保了EUV波長(zhǎng)范圍的反射鏡的高反射率，摻雜有來(lái)自V族的元素的原子提供非金屬單獨(dú)層的導(dǎo)電鍵中的過剩電子并由此穩(wěn)定所述單獨(dú)層。在本發(fā)明的上下文中，如果相鄰層子系統(tǒng)的周期厚度中的偏差呈現(xiàn)為大于0.1nm的偏差，即使考慮高折射率層和低折射率層之間的相同周期劃分，層子系統(tǒng)也不同于相鄰層子系統(tǒng)，因?yàn)榭紤]到0.1nm的差別，可設(shè)想具有高折射率層和低折射率層之間的其它相同周期劃分的層子系統(tǒng)的不同光學(xué)效應(yīng)。在EUV波長(zhǎng)范圍中，在該情況下，術(shù)語(yǔ)高折射率和低折射率為關(guān)于層子系統(tǒng)的周期中的相應(yīng)合作層的相對(duì)術(shù)語(yǔ)。在EUV波長(zhǎng)范圍中，僅當(dāng)以光學(xué)高折射率作用的層與相對(duì)其在光學(xué)上折射率較低層結(jié)合作為層子系統(tǒng)的周期的主要成分時(shí)，層子系統(tǒng)通常充當(dāng)反射層系統(tǒng)。在另一實(shí)施例中，層布置具有小于200nm的總厚度和摻雜有雜質(zhì)原子的層子系統(tǒng)的高折射率層。層子系統(tǒng)的摻雜的高折射率層使得可減小層子系統(tǒng)的壓應(yīng)力，使得沒有其它層子系統(tǒng)或僅減小厚度的其它層子系統(tǒng)需要用于應(yīng)力補(bǔ)償。對(duì)于周期的在高和低折射率層之間的指定劃分，周期的數(shù)量確定用于應(yīng)力補(bǔ)償?shù)钠渌鼘幼酉到y(tǒng)的總張應(yīng)力絕對(duì)值。如果需要較少的張應(yīng)力用于補(bǔ)償，則層布置的總厚度因此也減小。因此，可利用摻雜來(lái)提供對(duì)0°和25°之間的至少一個(gè)入射角具有大于40％的反射率的用于EUV波長(zhǎng)范圍的反射鏡，其具有小于20MPa的總層應(yīng)力以及小于200nm的層布置總厚度。特別地，這適用于具有實(shí)際上正入射和大于60％的反射率的反射鏡。在另一實(shí)施例中，在該反射鏡的光學(xué)使用表面的位置處，在以劑量大于10kJ/mm2的來(lái)自EUV波長(zhǎng)范圍的光照射之后，該反射鏡的對(duì)于正入射的在12nm和14nm之間的反射光譜內(nèi)的平均反射波長(zhǎng)與在12nm和14nm之間的光源平均發(fā)射波長(zhǎng)偏離小于0.25nm，尤其小于0.15nm。這防止了在投射曝光設(shè)備的相對(duì)長(zhǎng)工作時(shí)間的情況下由光譜移動(dòng)引起的晶片吞吐量減小。根據(jù)本發(fā)明，單獨(dú)層的摻雜防止結(jié)構(gòu)變化，因此防止因輻射帶來(lái)的單獨(dú)層的光學(xué)特性變化。因此，甚至在指示的劑量之后，反射鏡可具有實(shí)際上與輻射開始時(shí)相同的反射光譜。在本發(fā)明的上下文中，光源的在12nm和14nm之間的發(fā)射光譜和平均發(fā)射波長(zhǎng)被理解為在光產(chǎn)生位置處的直接光譜和直接平均波長(zhǎng)。僅在實(shí)際光產(chǎn)生位置處，該光譜是清楚的，并不會(huì)被光學(xué)組件的特性破壞。通常，投射曝光設(shè)備的反射鏡(從EUV光源的聚光反射鏡開始直到EUV投射曝光設(shè)備的最后一個(gè)反射鏡)關(guān)于它們的反射光譜而與光源的發(fā)射光譜相配，用于投射曝光設(shè)備的最大總傳輸率。在EUV光源的聚光反射鏡和/或EUV照明系統(tǒng)的反射鏡的另一實(shí)施例中，在上文指示劑量的照射之后，平均反射波長(zhǎng)與平均發(fā)射波長(zhǎng)的偏離小于0.05nm。這使得可尤其防止由于位于光源附近的反射鏡利用相應(yīng)摻雜而耐輻射導(dǎo)致的總傳輸率的相對(duì)大損失。反射鏡定位越靠近光源，所述反射鏡通常經(jīng)受的表面功率密度(surfacepowerdensity)和使用期效應(yīng)更大。這尤其適用于EUV光源的聚光反射鏡。在根據(jù)本發(fā)明的反射鏡的一個(gè)實(shí)施例中，層布置的非金屬單獨(dú)層由從以下材料組選擇或構(gòu)成為以下材料組的化合物的材料構(gòu)成：B4C、C、Zr氧化物、Zr氮化物、Si、Si氧化物、Si氮化物、Si碳化物、Si硼化物、Mo氮化物、Mo碳化物、Mo硼化物、Ru氧化物、Ru氮化物、Ru碳化物和Ru硼化物。特別地，提及的這些材料趨向于在EUV輻射下發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，因此必須通過相應(yīng)摻雜來(lái)穩(wěn)定。在根據(jù)本發(fā)明的反射鏡的另一實(shí)施例中，至少一個(gè)層子系統(tǒng)的形成周期的兩個(gè)單獨(dú)層由材料鉬(Mo)和硅(Si)或材料釕(Ru)和硅(Si)構(gòu)成。這使得可實(shí)現(xiàn)特別高的反射率值，同時(shí)實(shí)現(xiàn)制造工程學(xué)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閮H兩個(gè)不同材料用于制造反射鏡的層布置的層子系統(tǒng)。另外，在該實(shí)施例中，由硅構(gòu)成的至少一個(gè)單獨(dú)層摻雜10ppb和10％之間的雜質(zhì)原子，以保護(hù)反射鏡免于長(zhǎng)期變化。在該實(shí)施例的另一構(gòu)造中，至少一個(gè)層子系統(tǒng)的離基板最遠(yuǎn)的至少10個(gè)、尤其至少5個(gè)周期的由硅構(gòu)成的所有單獨(dú)層摻雜有雜質(zhì)原子，用于長(zhǎng)期穩(wěn)定性。在該情況中，應(yīng)考慮的是，層布置中EUV輻射的強(qiáng)度在蓋層表面處最高，并隨著進(jìn)入層布置的穿透深度而指數(shù)地減小。因此，尤其適合的是使至少上部的5周期具備相應(yīng)摻雜層。在該情況中，在另一實(shí)施例中，單獨(dú)層通過至少一個(gè)阻擋層而分離，其中，阻擋層由從以下材料組選擇或構(gòu)成以下材料組的化合物的材料構(gòu)成：B4C、C、Si氮化物、Si碳化物、Si硼化物、Mo氮化物、Mo碳化物、Mo硼化物、Ru氮化物、Ru碳化物和Ru硼化物。這種阻擋層抑制周期的兩個(gè)單獨(dú)層之間的相互擴(kuò)散，因此增加兩個(gè)單獨(dú)層的過度中的光學(xué)對(duì)比度。在使用材料鉬和硅用于周期的兩個(gè)單獨(dú)層的情況下，從基板觀察，Si層之上的一個(gè)阻擋層足以提供充分的對(duì)比度。在該情況中可省略Mo層之上的第二阻擋層。在該方面，應(yīng)提供用于分離周期的兩個(gè)單獨(dú)層的至少一個(gè)阻擋層，其中所述至少一個(gè)阻擋層可由上述材料或其化合物之一完美構(gòu)造，并且在該情況中還可呈現(xiàn)不同材料或化合物的分層構(gòu)造。包含材料B4C且具有0.35nm與0.8nm之間、優(yōu)選0.4nm與0.6nm之間的厚度的阻擋層實(shí)際上導(dǎo)致層布置的高反射率值。尤其在層子系統(tǒng)由釕和硅構(gòu)成的情況中，由B4C構(gòu)成的阻擋層在阻擋層厚度為在0.4nm與0.6nm之間的值的情況中呈現(xiàn)最大反射率。在另一實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的反射鏡包含蓋層系統(tǒng)，其包含由化學(xué)上惰性材料構(gòu)成的至少一個(gè)層，并對(duì)于真空終止反射鏡的層布置。然后，保護(hù)該反射鏡免受環(huán)境影響。在該實(shí)施例中，終止層布置的層的表面粗糙度小于0.2nmrmsHSFR，尤其小于0.1nmrmsHSFR。因此可避免雜散光損失。在另一實(shí)施例中，層布置的終止層由氧化物和/或氮化物構(gòu)成且利用來(lái)自周期系統(tǒng)的V族的至少一個(gè)元素的原子而摻雜有雜質(zhì)原子。特別地，由氧化物和/或氮化物構(gòu)成的蓋層的摻雜防止蓋層在例如用上述劑量的相對(duì)長(zhǎng)期照射之后由于結(jié)構(gòu)變化而導(dǎo)致的相對(duì)高表面粗糙度。在該情況中，還應(yīng)考慮的是，具有相對(duì)高表面粗糙度的表面在較大程度上遭受EUV投射曝光設(shè)備的殘留氣氛的環(huán)境影響。這進(jìn)而可導(dǎo)致自加固效應(yīng)并使蓋層不可用。在另一實(shí)施例中，層布置具有用于應(yīng)力補(bǔ)償?shù)闹辽僖粋€(gè)其它層子系統(tǒng)，其中，該其它層子系統(tǒng)由單獨(dú)層的至少兩個(gè)周期的周期序列構(gòu)成，其中周期包含用于高折射率層和低折射率層的由不同材料構(gòu)成的兩個(gè)單獨(dú)層。這種其它層系統(tǒng)使得可防止反射鏡在涂覆之后的不允許變形。在一個(gè)實(shí)施例中，層布置的總層應(yīng)力小于100MPa，尤其小于50MPa，尤其優(yōu)選小于20MPa。這種總層應(yīng)力使得反射鏡直徑與反射鏡厚度的典型縱橫比為5:1時(shí)，反射鏡在進(jìn)行涂覆之后的表面形狀與涂覆之前的基板表面形狀偏離小于0.1nmrms。在該情況中，其它層子系統(tǒng)的張應(yīng)力小于+240MPa。用于布置在基板和至少一個(gè)層子系統(tǒng)之間的其它層子系統(tǒng)的如此低的張應(yīng)力具有以下優(yōu)點(diǎn)：總體上需要較少周期用于其它層子系統(tǒng)。這導(dǎo)致較高的工藝穩(wěn)定性和較短的加工時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，其它層子系統(tǒng)具有周期厚度5nm或更小，尤其是3.5nm或更小。如此薄的周期甚至在高比例鉬的情況中仍導(dǎo)致薄鉬層，并因此防止晶體在這些層中生長(zhǎng)。因此，可制造具有低表面粗糙度并因此避免雜散光損失的用于應(yīng)力補(bǔ)償?shù)钠渌鼘幼酉到y(tǒng)。在另一實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的反射鏡在正入射情況下...