[发明专利]光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于EUV光刻的光学系统，其包含：反射光学元件，该反射光学元件包括基底，该基底具有高反射涂层，在用EUV辐射照射该基底时，该基底发出二次电子；以及带电粒子的源，其布置为使得能够将带电粒子施加于反射光学元件。此外，本发明涉及一种用于EUV光刻的照明系统、一种用于EUV光刻的投射系统和具有这种光学系统的EUV光刻设备。

背景技术

在EUV光刻中，针对半导体元件的光刻处理，反射光学元件用于软X射线（soft X-ray）至极紫外（EUV）波长范围（例如大约在5nm和20nm之间的波长），例如用于光掩模或多层反射镜。因为EUV光刻设备通常具有多个光学元件，所以他们必须具有最高可能的反射率，以确保足够的总反射率。因为多个光学元件通常串联地布置在EUV光刻设备中，所以即使任何一个光学元件的反射率的最轻微的退化，仍对EUV光刻设备中的总反射率具有严重的影响。

在EUV光刻设备的运行中，反射光学元件暴露于尽可能强烈的EUV辐射，以保持曝光时间尽可能短。在EUV光刻设备的内部，特别是在照明和投射系统的内部，真空条件占大多数。然而，在残留气体环境中不能完全消除很小比例的水、氧和碳氢化合物。通过辐射，这些残留气体可被分裂为活性碎片（fragment），其可导致反射光学元件的高反射涂层的表面的污染和退化。这些活性碎片可直接由EUV辐射产生，或由EUV辐射产生的二次电子产生。侵蚀反射光学元件的表面的两个重要过程为由吸收的水分子的分解导致的氧化和由吸收的碳氢化合物分子的分解导致的碳层的生长。这两个过程均由光致发射的二次电子引起。每一个反射光学元件的实际最大反射率可由于顶层的污染和氧化而减小。

清洁反射光学元件的污染的表面的普通方法是为其提供氢基团和离子。从US6,642,531B1可知：通过使用电子喷淋反射光学元件的表面而为其提供电荷，并且通过静电元件将粒子从反射表面移离，来从表面移除粒子。

为了减少二次电子的影响，已知电极装置，在所述电极布置中，连接反射光学元件作为第一电极，并且第二电极布置在离反射光学元件的被照射表面的一距离处，以在任何产生的二次电子对反射光学元件的碳污染或氧化有贡献之前，移除所产生的二次电子。

减少二次电子的影响的另一种方法是将反射光学元件接地，以防止反射光学元件的表面被不受控制地充电。充电（electrical charging）具有如下缺点：带电表面吸引具有相反电荷的带电碎片，这可引起在反射光学元件的表面上的溅射效应。为了实现用于EUV光刻的反射光学元件的接地，其中基底设有高反射涂层，可接触高反射涂层或基底以实现载流子补偿。然而，如果基底部分地或全部地由绝缘或导电性不好的材料构成，则不会出现足够的载流子补偿以避免对光学表面的充电。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于EUV光刻的光学系统，其在延长的时间周期上使用时确保足够高的最大反射率。

通过一种用于EUV光刻的光学系统实现该目的，该系统包含：反射光学元件，该反射光学元件包括基底，该基底具有高反射涂层，在用EUV辐射照射该基底时，该基底发出二次电子；以及带电粒子的源，其布置为使得能够将带电粒子施加于反射光学元件，其中所述源为浸没电子枪（flood gun），其将电子施加至反射光学元件，作为用于载流子补偿的唯一手段（means）。

载流子源是补偿由二次电子导致的电荷差的所谓浸没电子枪，有时也被称为浸没源（flood source），其中，在EUV辐射的影响下，反射光学元件的被照射的表面发出所述二次电子。特别地，浸没电子枪特别地被构造为商业上可得的多种形式的电子源，其中，可在从0eV至100eV的范围内非常精确地调整电子和作为整体的电子流的能量，在某些情况下，也在该范围之外。此外，它们发出不聚焦的电子束，以实现带电粒子向EUV辐射照明的表面的尽可能完整且均匀的施加。通过这些手段，由被表面吸引或朝着表面加速的带电活性碎片导致的局部充电效应以及因此的局部溅射效应，能够被有效地防止，使得不再需要其它手段用于在使用EUV辐射照射时从反射光学元件发出的二次电子的载流子补偿。

因为载流子源构造为低能带电粒子的源，所以这减少了引入的带电粒子在他们撞击反射光学元件的被施加了带电粒子的表面时本身能够引起溅射效应的可能性。