[发明专利]包括多层涂层的光学元件及包括光学元件的光学装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年4月29日申请的德国专利申请No.102013207751的优先权，该申请的全部公开内容视为本申请的公开内容的一部分且以引用方式并入本申请的公开内容中。

技术领域

本发明涉及一种光学元件，其包含基板且包含施加到该基板的多层涂层。本发明还涉及一种包含至少一个这种光学元件的光学装置，尤其是微光刻设备。

现有技术

光学多层涂层例如可用来增加预定波长(操作波长)的辐射的反射比。设计用于软X射线或EUV波长范围(即，通常在5nm和20nm之间的波长)的光学元件的多层涂层一般具有交替层，其由具有复折射率的较高及较低实部的材料构成。在围绕大约13.5nm的范围中的操作波长下，交替层通常为钼和硅，其层厚度彼此协调并与给定入射角的操作波长协调，使得涂层可实现其光学功能，尤其确保高反射比。

然而，在将此类及其它光学元件上的多层涂层加热至如60°以上至100℃(若适当至300℃或更高)的高温时，在多层涂层中可发生热控变化，这对光学元件的光学性质有不利的影响。特别地，在高温下操作时间相对较长的情况下，利用常规涂覆方法施加的层的周期长度将不可逆地改变。在该情况下，多层涂层的周期长度可取决于构成改变(例如层材料在层界面处交互扩散或混合后的材料致密化)的基础的机制而增加或减少。由于此改变的周期长度，取决于角度的反射波长、强度和波前通常改变，这降低了涂层的光学性能。

为了增加涂层的热稳定性，已知在多层涂层的相邻层之间提供阻挡层形式的扩散势垒区，以防止层材料混合。使用这种阻挡层的一个缺点是由阻挡层引起的反射比损失随着有效屏障厚度增加，使得涂层性能因厚阻挡层而显著降低。

WO2007/090364公开了由钼和硅(在多层涂层中相邻布置)构成的层在高温下因其界面处的交互扩散过程而容易形成硅化钼，这导致反射比由于层对的层厚度及由此的周期长度的不可逆减少而降低，这又引起多层涂层对于入射辐射的反射比最大值(或质心波长)移向较短波长。为了克服此问题，WO2007/090364提议使用硼化硅取代硅，并使用氮化钼取代钼。

为了解决交互扩散问题，DE10011547C2提议在硅层和钼层之间的界面处施加由Mo₂C构成的阻挡层，以防止各层之间的交互扩散及由此改进多层涂层的热稳定性。

以本申请人名义申请的DE102004002764A1公开了多层涂层在利用特定涂覆方法施加期间具有密度比固体形式的对应材料低的非晶态结构。各层的初始较低密度在升高的温度下不可逆地增加，因此造成个别层的层厚度降低，及与此相关联地造成涂层的周期长度减少。这同样具有以下后果：多层涂层呈现反射比最大值的波长偏移。为了解决此问题，DE102004002764A1提议在施加诸层期间提供超大尺寸，并且在光学装置中使用多层涂层的热处理之前，预见层厚度因多层涂层的热处理而不可逆的降低。

S.L.Nyabero等人的论文“InterlayergrowthinMo/B4Cmultilayeredstructuresuponthermalannealing”(J.Appl.Phys,113,144310(2013))公开了Mo/B₄C多层结构的周期厚度可在退火形式的热处理时膨胀或减少。对于层厚度为3nm的钼层，取决于B4C层的厚度，观察到两个不同现象：在具有B₄C厚度<1.5nm的多层涂层的情况下，将钼供给到已经形成的MoB_xC_y夹层是主要的并导致其后果为周期紧缩的致密化。在具有B₄C厚度>2nm的多层涂层的情况下，B和C在夹层中的增浓导致低密度混合物的形成，并导致周期膨胀，其中在这些层厚度下，在大约350℃的温度下进行相对较长的热处理的情况下，也观察到层周期的紧缩。

发明内容

本发明之目的

本发明之目的在于提供一种包含多层涂层的光学元件及一种包含至少一个这种光学元件的光学装置(尤其是微光刻设备)，其中，即使在持续相对较长时间周期的高热负载后，仍不会损害或仅稍微损害多层涂层的光学性质。

本发明之主题