本發(fā)明屬于光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，涉及EUVL物鏡像差補(bǔ)償，尤其涉及一種用于EUV光刻的變形鏡及其制備方法。

背景技術(shù)：

極紫外光刻技術(shù)(Extreme Ultraviolet Lithography,EUVL)采用波長(zhǎng)為13.5nm的極紫外光(EUV)照射掩模，并“透過(guò)”物鏡系統(tǒng)在硅片面上實(shí)現(xiàn)成像曝光。它被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)10nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)工藝制程大規(guī)模生產(chǎn)的下一代光刻技術(shù)領(lǐng)跑者。目前，國(guó)際上EUVL技術(shù)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化布局的關(guān)鍵階段，預(yù)計(jì)將于2017年前后布局10nm節(jié)點(diǎn)的量產(chǎn)。

作為EUVL系統(tǒng)的核心組成，面向產(chǎn)業(yè)化的EUVL物鏡系統(tǒng)不斷向高NA，大視場(chǎng)發(fā)展，目前均采用六枚離軸非球面反射鏡，以實(shí)現(xiàn)物鏡波像差優(yōu)化。根據(jù)Marechal判據(jù)，集成后的物鏡系統(tǒng)波像差需優(yōu)于1nm RMS才能實(shí)現(xiàn)成像曝光。而公開(kāi)報(bào)道的NXE3300B和NXE3350B整機(jī)的物鏡波像差分別優(yōu)于0.4nm RMS和0.25RMS，已明顯優(yōu)于國(guó)際上公開(kāi)報(bào)道的EUVL物鏡光學(xué)設(shè)計(jì)殘差?；诖耍瑖?guó)際上開(kāi)展了一系列EUVL系統(tǒng)中的主動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)研究。2011年，R.Saathof等提出了一種非接觸式用于EUV光刻的變形鏡概念，從基底背部照射處于反射面與基底間的吸收層，借助于吸收層產(chǎn)生的熱變形實(shí)現(xiàn)面形調(diào)整。2014年，荷蘭的Fred Bijkerk小組提出一種基于壓電材料薄膜的主動(dòng)用于EUV光刻的變形鏡，在基底與EUV多層膜間生成一層2μm厚的PZT，利用光刻將其分割為200×200μm的像素，并通過(guò)上下電極控制PZT的伸縮量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種用于EUV光刻的變形鏡及其制備方法，該變形鏡為基于薄膜型PLZT的光致高分辨率主動(dòng)變形鏡。其中，PLZT為鈦酸鋯酸鑭鉛，是具有(Pb_1-yLa_y)(Zr_1-xTi_x)O₃組成的透明陶瓷。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一方面，本發(fā)明提供了一種用于EUV光刻的變形鏡，包括：基底；設(shè)置在所述基底上的第一電極層；設(shè)置在所述第一電極層上的形變層，所述形變層包括PLZT膜；設(shè)置在所述形變層上的第二電極層；設(shè)置在所述第二電極層上的平滑層；設(shè)置在所述平滑層上的EUV多層膜結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)光從基底一側(cè)以特定光強(qiáng)分布垂直于基底后表面準(zhǔn)直入射，根據(jù)不同的光強(qiáng)分布，使PLZT產(chǎn)生不同程度的形變，向物鏡系統(tǒng)引入特定的波前變化，從而達(dá)到調(diào)制物鏡系統(tǒng)波像差的目的。本發(fā)明公開(kāi)的用于EUV光刻的變形鏡，用于調(diào)制系統(tǒng)的波像差。在EUV光刻系統(tǒng)中，其成像系統(tǒng)均被稱為物鏡系統(tǒng)。

在一些實(shí)施中，所述基底為具有超低熱膨脹系數(shù)的材料。優(yōu)選地，所述具有超低熱膨脹系數(shù)的材料可以選自ULE、Zeronder中的一種，使得極紫外光刻物鏡系統(tǒng)波像差達(dá)到亞納米波長(zhǎng)。由于EUV波長(zhǎng)小，EUV光刻物鏡的波像差對(duì)鏡面的形變較為敏感，加之EUV光刻系統(tǒng)中光學(xué)元件會(huì)吸收大量能量轉(zhuǎn)化成熱，具有超低熱膨脹系數(shù)的材料的加入可以更好地防止EUV光刻機(jī)工作中產(chǎn)生的熱形變。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明所述的基底即指EUVL物鏡中的反射鏡，其厚度由反射鏡口徑(通常為反射鏡口徑的1/6到1/3)和集成裝調(diào)的一些其他約束共同決定，一般為數(shù)十毫米。

在一些實(shí)施例中，所述基底上安裝有冷卻裝置，可通過(guò)合理控制變形鏡結(jié)構(gòu)的溫度，及時(shí)地將熱負(fù)載導(dǎo)出，從而降低工作狀態(tài)下產(chǎn)生的熱負(fù)載造成的PLZT薄膜光致形變滯后效應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，所述平滑層包括Si、Ni中的一種；優(yōu)選地，所述平滑層的厚度為1μm-10μm。該平滑層可平滑添加過(guò)PLZT層和電極層后的表面，有效地降低表面粗糙度，同時(shí)增加第二電極層與Mo/Si多層膜之間粘附性。

在一些實(shí)施例中，所述EUV多層膜包括Mo/Si多層膜。優(yōu)選地，所述Mo/Si多層膜包括40-60個(gè)周期的Mo/Si膜，每個(gè)Mo/Si膜的周期厚度為6.9nm-7.1nm。

在一些實(shí)施例中，所述EUV多層膜結(jié)構(gòu)還包括保護(hù)層和/或防擴(kuò)散層，所述保護(hù)層選自Ru、TiO₂、RuO₂中的一種或多種，所述防擴(kuò)散層選自B₄C，BN中的一種或多種。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述保護(hù)層位于Mo/Si多層膜的頂層，起著防氧化、清洗中防止Mo/Si多層膜被破壞的作用；所述防擴(kuò)散層處于每一Mo/Si或Si/Mo的界面間，用于提高界面對(duì)比度，從而提高多層膜反射率。

在一些實(shí)施例中，所述第一電極層和第二電極層分別包括金屬和/或金屬化合物，用作第一電極層和第二電極層的金屬和/或金屬化合物對(duì)驅(qū)動(dòng)光透明，優(yōu)選地，所述金屬和/或金屬化合物可選自ITO(錫摻雜三氧化銦)、AZO(鋁摻雜氧化鋅)中的一種或多種。

在一些實(shí)施例中，所述第一電極層和第二電極層的具體厚度分別根據(jù)PLZT的壓電特性與波像差調(diào)制需求確定，在本發(fā)明中，所述第一電極層和第二電極層的厚度分別可達(dá)數(shù)百納米至幾微米，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一電極層和第二電極層的厚度分別為100nm-10μm。

在一些實(shí)施例中，所述PLZT膜具有特定極化方向。其極化方向是指在光驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生形變的方向，優(yōu)選地，該特定極化方向指的是垂直于多層膜的方向。

另一方面，本發(fā)明還提供過(guò)了一種用于EUV光刻的變形鏡的制備方法，包括步驟：S1、在光學(xué)元件基底上沉積第一電極層；S2、在第一電極層上沉積形變層，所述形變層包括PLZT膜；S3、在形變層上沉積第二電極層；S4、在第二電極層上沉積平滑層；S5、在平滑層上沉積EUV多層膜結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，基于PLZT的結(jié)構(gòu)具有無(wú)電磁噪音干擾，非接觸，形變量大，可采用連續(xù)變化光場(chǎng)進(jìn)行控制的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供的用于EUV光刻的變形鏡可用于EUVL物鏡熱像差補(bǔ)償，是一種基于薄膜型PLZT的光致高分辨率主動(dòng)用于EUV光刻的變形鏡結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本發(fā)明提供的用于EUV光刻的變形鏡結(jié)構(gòu)具有無(wú)電磁噪音干擾，非接觸，形變量大，可采用連續(xù)變化光場(chǎng)進(jìn)行控制，易制作等優(yōu)點(diǎn)。這里的“非接觸”指的是，相比于目前現(xiàn)有采用電驅(qū)動(dòng)的變形鏡，采用光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的變形鏡，其驅(qū)動(dòng)源——光場(chǎng)可通過(guò)成像或照明的方式使PLZT薄膜發(fā)生形變，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于EUV光刻的變形鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于EUV光刻的變形鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于EUV光刻的變形鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：100、用于EUV光刻的變形鏡，1、基底，2、第一電極層，3、形變層，4、第二電極層，5、平滑層，6、EUV多層膜結(jié)構(gòu)，61、Mo層，62、Si層，63、保護(hù)層，64、防擴(kuò)散層，10、冷卻裝置。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種用于EUV光刻的變形鏡100的結(jié)構(gòu)示意圖。所述用于EUV光刻的變形鏡100包括：基底1；所述基底1上設(shè)置的第一電極層2；設(shè)置在所述第一電極層2上的形變層3，所述形變層3包括PLZT膜；設(shè)置在所述形變層3上的第二電極層4；設(shè)置在所述第二電極層4上的平滑層5；設(shè)置在所述平滑層5上的EUV多層膜結(jié)構(gòu)6。驅(qū)動(dòng)光從基底1一側(cè)以特定光強(qiáng)分布垂直于基底1后表面準(zhǔn)直入射，根據(jù)不同的光強(qiáng)分布，使PLZT產(chǎn)生不同程度的形變，從而向物鏡系統(tǒng)引入特定的波前變化，達(dá)到調(diào)制物鏡系統(tǒng)波像差的目的。本發(fā)明公開(kāi)的EUV光刻的變形鏡，用于調(diào)制系統(tǒng)的波像差。在EUV光刻系統(tǒng)中，其成像系統(tǒng)均被稱為物鏡系統(tǒng)。

如圖2所示，在具體的實(shí)施中，所述基底1上安裝有冷卻裝置10，可通過(guò)合理控制變形鏡結(jié)構(gòu)的溫度，及時(shí)地將熱負(fù)載導(dǎo)出，從而降低工作狀態(tài)下產(chǎn)生的熱負(fù)載造成的PLZT薄膜光致形變滯后效應(yīng)。

如圖3所示，在具體的實(shí)施中，所述EUV多層膜結(jié)構(gòu)6還包括保護(hù)層63和/或防擴(kuò)散層64，所述保護(hù)層63選自Ru、TiO₂、RuO₂中的一種或多種，所述防擴(kuò)散層64選自B₄C，BN中的一種。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述保護(hù)層63位于Mo/Si多層膜的頂層，起著防氧化，清洗中防止Mo/Si多層膜被破壞的作用；所述防擴(kuò)散層64處于每一Mo/Si或Si/Mo的界面間，用于提高界面對(duì)比度，從而提高多層膜反射率。

如圖1-3所示的用于EUV光刻的變形鏡。

在具體的實(shí)施例中，所述基底1為具有超低熱膨脹系數(shù)的材料。優(yōu)選地，所述具有超低熱膨脹系數(shù)的材料可以選自ULE、Zeronder中的一種，使得極紫外光刻物鏡系統(tǒng)波像差達(dá)到亞納米波長(zhǎng)。由于EUV波長(zhǎng)小，EUV光刻物鏡的波像差對(duì)鏡面的形變較為敏感，加之EUV光刻系統(tǒng)中光學(xué)元件會(huì)吸收大量能量轉(zhuǎn)化成熱，具有超低熱膨脹系數(shù)的材料的加入可以更好地防止EUV光刻機(jī)工作中產(chǎn)生的熱形變。

在具體的實(shí)施例中，本發(fā)明所述的基底即指EUVL物鏡中的反射鏡，其厚度由反射鏡口徑(通常為反射鏡口徑的1/6到1/3)和集成裝調(diào)的一些其他約束共同決定，一般為數(shù)十毫米。

在具體的實(shí)施例中，所述平滑層5包括Si、Ni中的一種；優(yōu)選地，所述平滑層5的厚度為1μm-10μm。該平滑層可平滑添加過(guò)PLZT層和電極層后的表面，有效地降低表面粗糙度，同時(shí)增加第二電極層與Mo/Si多層膜之間粘附性。

在具體的實(shí)施例中，所述EUV多層膜包括Mo/Si多層膜。優(yōu)選地，所述Mo/Si多層膜包括40-60個(gè)周期的Mo/Si膜，每個(gè)Mo/Si膜的周期厚度為6.9nm-7.1nm。

在具體的實(shí)施例中，所述第一電極層2和第二電極層4分別包括金屬和/或金屬化合物，用作第一電極層2和第二電極層4的金屬和/或金屬化合物對(duì)驅(qū)動(dòng)光透明，優(yōu)選地，所述金屬和/或金屬化合物可選自ITO(錫摻雜三氧化銦)、AZO(鋁摻雜氧化鋅)中的一種或多種。

在具體的實(shí)施例中，所述第一電極層2和第二電極層4的具體厚度分別根據(jù)PLZT的壓電特性與波像差調(diào)制需求確定，在本發(fā)明中，所述第一電極層2和第二電極層4的厚度分別可達(dá)數(shù)百納米至幾微米，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一電極層2和第二電極層4的厚度分別為100nm-10μm。

在具體的實(shí)施例中，在一些實(shí)施例中，所述PLZT膜具有特定極化方向。其極化方向是指在光驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生形變的方向，優(yōu)選地，該特定極化方向指的是垂直于多層膜的方向。

在具體的實(shí)施例中，所述各膜層之間設(shè)置有粘結(jié)結(jié)構(gòu)(圖中未示出)，該粘結(jié)結(jié)構(gòu)可以在各膜層之間起到增加黏連性的作用，使得各膜層之間具有更佳的物理黏連性進(jìn)一步優(yōu)選地，所述粘結(jié)結(jié)構(gòu)的厚度為數(shù)百納米至幾微米。

此外，本發(fā)明還提供過(guò)了一種用于EUV光刻的變形鏡的制備方法，包括步驟：S1、在光學(xué)元件基底上沉積第一電極層；S2、在第一電極層上沉積形變層，所述形變層包括PLZT膜；S3、在形變層上沉積第二電極層；S4、在第二電極層上沉積平滑層5；S5、在平滑層上沉積EUV多層膜結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本發(fā)明提供的用于EUV光刻的變形鏡結(jié)構(gòu)具有無(wú)電磁噪音干擾，非接觸，形變量大，可采用連續(xù)變化光場(chǎng)進(jìn)行控制，易制作等優(yōu)點(diǎn)。這里的“非接觸”指的是，相比于目前現(xiàn)有采用電驅(qū)動(dòng)的變形鏡，采用光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的變形鏡，其驅(qū)動(dòng)源——光場(chǎng)可通過(guò)成像或照明的方式使PLZT薄膜發(fā)生形變，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。

以上所述本發(fā)明的具體實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所作出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。