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TWI864161B - 與極紫外光或ｘ光輻射聯同使用之鏡面及其製造方法 - Google Patents

與極紫外光或ｘ光輻射聯同使用之鏡面及其製造方法 Download PDF

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TWI864161B
TWI864161B TW109140287A TW109140287A TWI864161B TW I864161 B TWI864161 B TW I864161B TW 109140287 A TW109140287 A TW 109140287A TW 109140287 A TW109140287 A TW 109140287A TW I864161 B TWI864161 B TW I864161B
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約翰 馬修 金卡德
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美商賽格股份有限公司
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Abstract

一種製造鏡面之方法，該鏡面與極紫外光或X光輻射聯同使用，該方法包括：i) 提供具有彎曲表面之基板，其中該彎曲表面於對應小於2毫米之空間周期的高空間頻率下偏離目標鏡面表面曲率；以及 ii) 將薄平板之第一面固定於該基板之彎曲表面上，以覆蓋該彎曲表面，其中該平板之厚度足夠薄，以符合該目標鏡面表面曲率，並足夠厚，以於高空間頻率下，於該薄平板位於該第一面反面之第二面，減弱由該基板彎曲表面之偏離導致之偏離。將該薄平板固定於該基板上之前，研磨該薄平板之第二面，以減低其於高空間頻率下之表面粗糙度，並從而使固定於該基板上之薄平板之第二面提供彎曲鏡面表面予該鏡面。由該方法製成之鏡面亦一併揭露。

Description

與極紫外光或X光輻射聯同使用之鏡面及其製造方法
本揭露係關於減少光學表面(optical surface)偏離目標曲率程度之方法，及以該方法製成之鏡面元件。該光學表面包括的鏡面元件，係與極紫外光(extreme-ultraviolet,EUV)及X光輻射聯同使用。
先進之光學系統，例如製造半導體晶片之微蝕刻技術(microlithography)系統，使用極紫外光(EUV)及X光區域之電磁輻射。此等區域之波長短，落於1-20nm之範圍，使光學系統之設計得以極精細之解析度複製電路樣式。該等系統之光學部件包括反射元件，因EUV及X光輻射於多數材料皆有強烈之吸收效應。從而，該等反射元件必須包含極高品質之反射面，包括符合精準最佳化曲率(即「目標曲率」)及形狀，且極為平滑之表面。
現有之修形(figuring)、研磨(polishing)與後處理 (finishing)該等表面之技術，包括離子束修形(ion-beam figuring,IBF)、磁流變後處理(magneto-rheological finishing,MRF)、化學機械研磨(chemical-mechanical polishing,CMP)與電腦控制光學表面處理(computer controlled optical surfacing,CCOS)等。然而，若欲滿足EUV及X光光學所需之容許偏離範圍，則該等技術普遍昂貴且耗時。此外，先進EUV蝕刻技術所需反射光學元件之設計須處理非平面表面，然該等技術之限制因處理非平面表面之需求而加劇，不僅包括非球面元件，亦包括非旋轉對稱元件，例如自由曲面掠射鏡(free-form grazing incidence mirror)。
一種表示光學表面足夠「平滑」程度之常用測量標準，乃表面粗糙度(surface roughness)。表面粗糙度乃相對於構成該表面之三維拓樸結構之標稱表面(nominal surface)之重複及/或隨機偏離(deviation)。與EUV及X光光學特別有關之粗糙度，乃高空間頻率粗糙度(high-spatial frequency roughness,HSFR)，其對應微米至奈米等級之偏離(例如10微米至10奈米之空間周期)，因此等粗糙度將導致降低實施該等光學之EUV及X光光學系統傳輸通量之散射損耗(scattering losses)。較低空間頻率之偏離，例如波度(waviness)，一般(例如至少對大於約1-2毫米之空間周期)可於修形程序中修正。波度可能肇因於工件撓度(workpiece deflection)、振動(vibration)、顫動(chatter)、熱處理(heat treatment)或扭曲應變(warping strain)。另一方面， HSFR一般為研磨程序之本質性結果(例如研磨顆粒之隨機效應)。HSFR包括不同大小及間距之峰值(突點，asperities)(區域極大值)及谷值(區域極小值)，可高度比擬於分子之尺寸。中空間頻率粗糙度(mid-spatial frequency roughness,MSFR)，對應於小於約1-2毫米、大於約10微米之空間周期之偏離，亦難以修正。
粗糙度R一般以美國國家標準協會(ANSI)及國際標準化組織(ISO)提倡之兩種統計學之高度描述符(height descriptor)(匿名，1975,1985)(參閱ISO 10110-8等文件)之一表示。該二高度描述符為(1)Ra、CLA(中線平均值)或AA(算術平均值)，及(2)標準差或變異量(σ)、Rq或均方根(root mean square,RMS)。儘管對本發明並非關鍵，於本專利申請中之粗糙度將定義為表面之三維拓樸結構及對應該光學元件設計表面之標稱表面之三維拓樸結構之垂直偏離，於特定高空間頻率(例如對HSFR 10微米以下、HSFR及MSFR 1-2毫米以下之空間周期)之均方根。例如，對一沿表面之x軸延伸、長度為L之線段而言，若沿該線段延伸之取樣區域之實際表面拓樸結構為z(x)，相對於標稱表面拓樸結構z’(x)及10微米之長度尺度L，則高空間頻率粗糙度R為：
Figure 109140287-A0305-02-0005-1
粗糙度可用原子力顯微鏡(atomic force microscope,AFM)或光學干涉儀(optical interferometer)測 量。為及時以奈米等級橫向解析度測得HSFR，且因HSFR已知為研磨過程之本質屬性所致，HSFR之測量一般於不超過50微米乘50微米之區域進行，且通常於10微米乘10微米之數量級進行。對直射EUV鏡面而言，所需之HSFR容許偏離可能小於數埃(例如R<0.2奈米)，以避免散射損耗。儘管仍相當嚴格，掠射鏡面之容許偏離可略為放寬(例如R<0.5奈米)，因散射隨入射角增加而減少。
發明人認識到，對EUV光學元件而言，試圖獲得足夠平滑以供通電之EUV光學元件使用之光學表面之複雜性，可藉由採用相較於基板之彎曲表面更容易精細研磨(super-polished)之平面薄膜，而大幅減低。因其較簡單之幾何構造，平面平行之薄膜，或「薄平板」(例如厚度小於2毫米之平面平行板)，可輕易精細研磨，以提供HSFR及MSFR小於約1奈米、0.5奈米甚至0.2奈米之偏離。例如，「生產級」(prime)矽晶圓於半導體產業中可輕易取得、具多種厚度與尺寸之選擇，且具有已精細研磨之表面，其粗糙度符合EUV光學元件容許偏離之要求。
從而，EUV光學元件的基板之表面可依目標曲率進行修形(一般對應至大於1-2毫米之空間周期)，並磨平至遠大於HSFR及MSFR最終所需之容許偏離。此基板表面於較高空間頻率下由缺陷及/或粗糙度造成之偏離，可藉由將經精細研磨之薄平 板固定於該基板表面上而降低。選擇該薄平板之厚度，以使該薄平板符合該基板修形之目標曲率，並撫平較高空間頻率下由粗糙度及缺陷造成之偏離，以產生具備所需之目標曲率之極平滑光學表面。固定該薄平板至該基板上之動作，可經由下列任何方法完成：例如分子鍵結(molecular bonding)、光學接觸(optical contacting)或黏著接合(adhesive bonding)等。
此等較高空間頻率下偏離之降低，可大幅放寬對該基板「標準」製造工作之要求，無須於小於IBF有效範圍之表面空間周期使用極EUV後處理方法。若有需要，其更可將固定於該基板上之薄膜，僅以離子束後處理(ion beam finishing)修正誤差。由此，於此描述之方法可對多種高品質非球面表面達成具成本效益之生產，例如EUV光學系統所需者。
總體而言，就一方面而言，本揭露乃一製造鏡面之方法，該鏡面與極紫外線或X光輻射聯同使用。該方法包括：i)提供具有彎曲表面之基板，其中該彎曲表面於對應小於2毫米之空間周期的高空間頻率下偏離目標鏡面表面曲率；以及ii)將薄平板之第一面固定於該基板之彎曲表面上，以覆蓋該彎曲表面，其中該平板之厚度足夠薄，以符合該目標鏡面表面曲率，並足夠厚，以於高空間頻率下，於該薄平板位於該第一面反面之第二面，減弱由該基板彎曲表面之偏離導致之偏離。將該薄平板固定於該基板上之前，研磨該薄平板之第二面，以減低其於高空間頻率下之表面粗糙度，並從而使固定於該基板上之薄平板之第二面提供彎曲鏡面表面予該 鏡面。
該方法之實施例，可能包括以下之任何特徵。
該薄平板第二面之研磨，對小於1毫米之空間周期，可提供小於0.5奈米之表面粗糙度。該薄平板之厚度可介於0.3毫米至3毫米之間，例如0.5毫米至2.5毫米之間。
該彎曲鏡面之粗糙度，於空間周期小於該薄平板之厚度時，可能對應於該薄平板第二面之粗糙度。由該薄平板之第二面提供之彎曲鏡面表面，對小於1毫米的空間周期，其表面粗糙度可小於0.5奈米。由該薄平板之第二面提供之彎曲鏡面表面，對小於10微米的空間周期，其表面粗糙度可小於0.5奈米。
該薄平板之第二面可使用光學顯微鏡以1平方毫米之範圍檢查，以辨別該薄平板第二面之缺陷數量。該檢查可於該薄平板固定至該基板之前、該薄平板固定至該基板之後、或該薄平板固定至該基板之前與之後進行。該薄平板之第二面可能於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米僅有少於1個缺陷。此外，由該薄平板第二面提供之彎曲鏡面表面可能於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米僅有少於1個缺陷。例如，該等缺陷可能包括至少一橫向維度小於500奈米之刮痕(scratches)、坑洞(pits)或凹痕(digs)。
該鏡面可用於1至20奈米之波長範圍。該目標鏡面表面曲率之絕對矢狀維度可大於至少10微米。偏離之高空間頻率，可包括對應於0.25毫米至1.5毫米之空間周期之空間頻率。
該基板彎曲表面之偏離，對至少某些小於2毫米之空間周期而言，可對應大於10奈米之表面粗糙度。該基板彎曲表面之偏離，對至少某些小於10微米之空間周期而言，可對應大於2奈米之表面粗糙度。該基板彎曲表面可能於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米包括多於1個缺陷。該固定可能包括黏著接合該薄平板之第一面至該基板之彎曲表面，例如該黏著接合可能包括使用環氧樹脂(epoxy)及/或紫外線固化膠著劑(UV-curing cement)作為黏著劑。
該基板彎曲表面之偏離，對至少某些小於2毫米之空間周期而言，可對應小於20奈米之表面粗糙度。該基板彎曲表面之偏離，對至少某些小於10微米之空間周期而言，可對應小於5奈米之表面粗糙度。該薄平板之第一面可能被研磨，以於小於10微米之空間周期下，提供小於2奈米之表面粗糙度。該固定可能包括將該薄平板之第一面與該基板之彎曲表面進行分子鍵結。該基板可能包括矽、熔矽石(fused silica)、石英或摻鈦二氧化矽。該固定亦可能包括將該薄平板之第一面與該基板之彎曲表面進行光學接觸。例如，該光學接觸可能於大氣壓力下完成。
更為廣義而言，該基板可能包括堇青石(Cordierite)、其他陶瓷、矽、熔矽石、石英或摻鈦二氧化矽。相似地，該薄平板可能包括堇青石、其他陶瓷、矽、熔矽石、石英或摻鈦二氧化矽。
該方法可能更包括於固定該薄平板之第一面至該彎 曲表面前，以離子束修形技術修形該基板之彎曲表面。
該方法可能更包括檢查由該薄平板第二面所提供之彎曲鏡面表面，以辨別高空間頻率下偏離降低之情形。
該方法可能更包括於該薄平板第二面塗布(coating)多個光學層，以提供反射鏡面表面供該等EUV或X光輻射之用。例如，該等光學層可能包括鉬與矽層。
總體而言，就另一方面而言，本揭露乃一鏡面，與強烈紫外線或X光輻射聯同使用。該鏡面包括：i)具有彎曲表面之基板，其中該彎曲表面於對應小於2毫米之空間周期的高空間頻率下偏離目標鏡面表面曲率；以及ii)薄平板，其第一面固定於該基板之彎曲表面上，以覆蓋該彎曲表面，其中該平板之厚度足夠薄，以符合該目標鏡面表面曲率，並足夠厚，以於高空間頻率下，於該薄平板位於該第一面反面之第二面，減低該第一面由基板彎曲表面導致之偏離。該薄平板被研磨，以減低其於高空間頻率下之表面粗糙度，並從而使固定於該基板上之薄平板之第二面提供彎曲鏡面表面供該鏡面之用。
該鏡面之實施例，可能包括以下之任何特徵。
該薄平板第二面可能被研磨，以對小於1毫米的空間周期，提供小於0.5奈米之表面粗糙度。該薄平板之厚度可能介於0.3毫米至3毫米之間，例如0.5毫米至2.5毫米之間。
該彎曲鏡面之粗糙度，於空間周期小於該薄平板之厚度時，可能對應於該薄平板第二面之粗糙度。由該薄平板之第二 面提供之彎曲鏡面表面，對小於1毫米的空間周期，其表面粗糙度可小於0.5奈米。由該薄平板之第二面提供之彎曲鏡面表面，對小於10微米的空間周期，其表面粗糙度可小於0.5奈米。
該薄平板之第二面可能於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米僅有少於1個缺陷。此外，由該薄平板第二面提供之彎曲鏡面表面可能於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米僅有少於1個缺陷。例如，該等缺陷可能包括至少一橫向維度小於500奈米之刮痕、坑洞或凹痕。
該鏡面可用於1至20奈米之波長範圍。該目標鏡面表面曲率之絕對矢狀維度可能大於至少10微米。用於計算偏離之高空間頻率，可包括對應於0.25毫米至1.5毫米之空間周期之空間頻率。
該基板彎曲表面之偏離，對至少某些小於2毫米之空間周期而言，可能對應大於10奈米之表面粗糙度。該基板彎曲表面之偏離，對至少某些小於10微米之空間周期而言，可能對應大於2奈米之表面粗糙度。該基板彎曲表面可能於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每一平方毫米包括多於一個缺陷。該薄平板之第一面可能被黏著接合至該基板之彎曲表面，例如使用環氧樹脂及/或紫外線固化膠著劑作為黏著劑。
該基板彎曲表面之偏離，對至少某些小於2毫米之空間周期而言，可能對應大於20奈米之表面粗糙度。該基板彎曲表面之偏離，對至少某些小於10微米之空間周期而言，可能對應 大於5奈米之表面粗糙度。該薄平板之第一面可能被研磨，以於小於10微米之空間周期下，提供小於2奈米之表面粗糙度。該薄平板之第一面可能以分子鍵結方式被固定至該基板之彎曲表面。該基板可能包括矽、熔矽石、石英或摻鈦二氧化矽。該薄平板之第一面可能以光學接觸方式被固定至該基板之彎曲表面。例如，該光學接觸可能於大氣壓力下完成。
更為廣義而言，該基板可能包括堇青石、其他陶瓷、矽、熔矽石、石英或摻鈦二氧化矽。相似地，該薄平板可能包括堇青石、其他陶瓷、矽、熔矽石、石英或摻鈦二氧化矽。
該薄平板第二面之塗布可能包括多個光學層，以提供反射鏡面表面與該等EUV或X光輻射聯同使用。例如，該等光學層可能包括鉬與矽層。
所有於此提及之文件，特此將其全部內容併入參照文件。若本揭露與任何併入參照之文件有牴觸之處，應以本揭露為準。
本發明之一個或多個實施例，將於附隨之圖式及下文中詳述。本發明之其他特徵、目的及優點，於敘述、圖式及請求項中，乃顯而易見。
105:提供具最終鏡面所欲曲率之基板
110:研磨基板表面，以達適中之平滑度
115:檢查基板表面，辨別粗糙度/缺陷
120:提供精細研磨之薄平板
125:檢查薄平板表面，辨別粗糙度/缺陷
130:清潔基板及薄平板表面
135:接合薄平板至基板，使薄平板符合所欲曲率
140:檢查基板上薄平板表面之表面拓樸結構
145:若有表面拋光誤差，以IBF修正之
150:若有由表面拋光修正導致之缺陷，重新檢查之；若如此作，則重複薄平板接合及其後之步驟
155:以反射性多層堆疊塗布基板上之薄平板，以形成供EUV及/或X光輻射使用之鏡面
305:EUV光學元件
310:基板
315:彎曲表面
320:粗糙度/缺陷
350:薄平板
355:第一面
360:第二面
第1圖為一流程圖，描述製造與EUV或X光輻射聯同使用的彎曲鏡面之實施例。
第2圖為一示意圖，描繪基板表面之粗糙度R，包括低空間頻率及高空間頻率粗糙度。
第3A至3C圖為示意圖，描繪形成該鏡面之接合製程，包括：描繪具有該目標曲率，但亦有因粗糙度及/或缺陷導致之偏離之基板(第3A圖)；描繪接合極平滑之薄平板於該基板上，以覆蓋該等偏離，然亦符合該目標曲率(第3B圖)；及描繪該最終之鏡面，具有該目標曲率及平滑之表面(第3C圖)。
不同圖式中之相同參照符號表示相同之元件。
第1圖為一流程圖，描述製造與極紫外光(EUV)或X光輻射聯同使用的彎曲反射元件(即彎曲鏡面)之實施例。
於步驟105中，提供基板。該基板可以一般用於EUV及X光光學系統之材料製造。該材料最好與隨後沉積之多個薄交互層(例如鉬與矽)相容，以提供最終鏡面之布拉格反射率(Bragg reflectivity)。例如，該基板材料可能為矽、熔矽石、摻鈦二氧化矽及康寧公司(Corning)之ULE®玻璃。此外，該基板亦可能為玻璃陶瓷或其他可研磨陶瓷，例如堇青石(cordierite)。該基板之表面拓樸結構對應於該最終鏡面所欲之曲率例如，該曲率可能為球面或非球面但旋轉對稱。此外，該曲率亦可為非旋轉對稱之自由曲率。所欲之旋轉對稱曲率可用傳統之鑽石車削機器達成。進一步之精細處理，例如局部及/或自由曲率之旋 轉對稱偏離，可用離子束修形(IBF)技術達成。為與欲作為標稱平面之基板區別，舉例而言，該基板曲率之絕對矢狀維度可能大於至少10微米，或甚至大於100微米。
於步驟110中，該基板之彎曲表面被研磨，以降低其粗糙度。於此揭露之方法之一優點，在於此等研磨之容許偏離值仍可相對較高。例如，於多個實施例中，對至少某些小於10微米之空間周期而言，該高空間頻率粗糙度(HSFR)不小於1奈米、甚或不小於2奈米、甚或不小於5奈米即足夠。相似地，於多個實施例中，對至少某些小於2毫米之空間周期而言，該中空間頻率粗糙度(MSFR)不小於5奈米、甚或不小於10奈米、甚或不小於20奈米即足夠。此等研磨可用傳統研磨技術達成，例如MRF及CMP。如上所述，HSFR可依據ISO 10110-8測量。第2圖為一示意圖，取自B.Bhushan著Modern Tribology Handbook一書第2章2.2節，描繪基板表面之粗糙度R，包括HSFR。
該基板的彎曲表面之粗糙度過高，無法作為EUV光學元件使用。此外，即使該HSFR大幅降低，該彎曲表面仍可能含有缺陷，使其無法作為EUV光學元件使用。該表面上任何不連續且離散、不遵循該表面之自然質地或其粗糙度之區域，皆被歸類為缺陷。例如，缺陷包括刮痕、坑洞或凹痕。此等缺陷於檢查光學表面之HSFR時經常被忽略，因HSFR之測量十分耗時，因而通常由整個可用光學區域中相對較小之區域決定。對於此處欲探討之EUV及X光光學元件而言，該等缺陷可能包括例如至少一橫 向維度小於例如1000奈米、甚至小於500奈米之刮痕、坑洞或凹痕。
於步驟115中，該基板之彎曲表面被檢查，以辨別其粗糙度，並決定其上缺陷之數量(若有)。例如，粗糙度可以AFM或光學干涉儀測量。缺陷之識別與量化，可用例如共軛焦顯微鏡(confocal microscope)達成。若檢查結果顯示該彎曲基板不滿足以下詳述之接合程序之某些最低需求，則該基板將被進一步處理，以改善其粗糙度及/或減少缺陷數量，或該基板被替換為另一具有該目標曲率之表面且滿足該等最低需求之基板。然而，使用於此揭露之方法，相較於可用之最終EUV光學元件，基板之粗糙度容許偏離及/或缺陷數量將大幅減低。
於步驟120中，提供薄平板(於此亦稱為「平面薄膜」)。該薄平板之二面大致平行，該二面之表面經精細研磨，以滿足EUV光學元件之粗糙度需求。例如，該薄平板之一面或二面可能被研磨，以對小於1毫米的空間周期提供小於0.5奈米、甚或小於0.2奈米之粗糙度。此因其幾何構造簡單而為可能。例如，經精細研磨之「生產級」矽晶圓於半導體產業中可輕易取得、具多種厚度與尺寸之選擇，並可提供滿足上述數值之HSFR及MSFR。更為廣義而言，該薄平板可能由可精細研磨之矽、熔矽石、石英(晶體)、摻鈦二氧化矽或熱膨脹係數極低之陶瓷(例如堇青石)製成。
此外，該薄平板之選擇一般而言其缺陷遠少於易產 生缺陷之該彎曲基板。例如，某些EUV光學元件要求於該光學元件整個有效面積(例如1至100,000平方毫米，或更大)內，每1平方毫米少於1個缺陷。由於其平面幾何結構，此等嚴苛之要求於該薄平板上遠易於該彎曲基板上達成。從而，對某些實施例而言，該薄平板之選擇不僅滿足上述之粗糙度要求，更於該彎曲鏡面表面整個可用區域內，每1平方毫米僅有少於1個缺陷。
該薄平板厚度之選擇，一方面足夠薄，使其有足夠之彈性，以符合該基板之目標曲率，而不致於固定至該基板時，產生斷裂或其他損傷。另一方面，該薄平板亦足夠厚，使其固定至該基板時，可大幅減低該基板之HSFR、MSFR及/或缺陷，從而提供該基板更高品質之光學表面，同時維持該目標曲率。一般而言，該平板之厚度為欲減低之偏離最大空間周期之數量級。例如，於多個實施例中，該厚度之範圍約為0.5至5毫米。
於步驟125中，該薄平板被檢查，以確保其粗糙度及缺陷數量落於容許偏離範圍內。例如，粗糙度可用AFM或光學干涉儀測量。缺陷之識別與量化，可用例如共軛焦顯微鏡於大於1平方毫米之區域達成。若該薄平板未落於容許偏離範圍內，則其將被重新研磨或以另一樣品替換。
於步驟130中，該基板及該薄平板被清潔，以準備固定該薄平板至該基板上。該準備可能包括例如以下之一項或多項：i)以清潔劑清潔該基板表面；ii)以去離子水沖洗該基板表面；iii)以溶劑進一步清潔該基板表面；及iv)以惰性氣體(例如 氮氣，使用氮氣槍)烘乾該基板表面。
於步驟135中，該薄平板被固定至該基板上。更為具體而言，如第3A圖所示，EUV光學元件305具有基板310(例如以ULE玻璃製成)，其彎曲表面315具有目標曲率，但亦有大於最終EUV光學元件所要求之容許偏離範圍之缺陷及/或粗糙度320。如第3B圖所示，經精細研磨之薄平板350(例如生產級矽晶圓)被固定至該基板310上，以覆蓋粗糙度/缺陷320，但亦符合彎曲表面315之目標曲率。(僅為便於說明起見，第3A至3B圖誇大該等缺陷及粗糙度之相對大小，同時亦將該目標曲率描繪為標稱平坦。)具體而言，薄平板350具有第一面355，接合或附著於基板310上，以覆蓋彎曲表面315。該薄平板之第二面360經精細研磨，以提供平滑之鏡面表面給具備該目標曲率之EUV光學元件305。此亦見於第3C圖，該圖顯示薄平板350被接合至基板310，以提供具有平滑之鏡面表面的第二面360及該目標曲率予EUV光學元件305(且為便於說明起見，第3C圖不再描繪底層之缺陷/粗糙度320)。亦應注意，為便於說明起見，該薄平板350及基板310於第3A至3C圖中被描繪為具相近之厚度，然而事實上該基板遠厚於(例如10倍以上)該薄平板。尤其，該基板必須足夠厚並具足夠剛性(stiffness)，以於該薄平板被固定於該基板時，得以保有並傳遞該目標曲率至該薄平板。
不同技術皆可用於固定該薄平板至該基板。於某些實施例中，使用分子鍵結技術，如美國專利第6,284,085號及 6,548,176號之教示，該等專利文件之內容特此併入參照文件。具體而言，此技術可於該薄平板之第一表面及該基板之彎曲表面包括可於該第一表面及該第二表面間經由氫氧化物催化之水合及脫水反應形成類矽酸鹽網狀鍵結之材質時使用。例如，此等材質包括：天然石英、熔融石英、熔矽石、極低熱膨脹係數(ULE)玻璃、硼矽酸鹽(borosilicate)、蛋白石(opal)、花崗岩(granite)、二氧化矽及矽氧化物。此技術亦可於該薄平板為矽晶圓時使用，因矽晶圓暴露之表面可氧化以形成矽氧化物層。該二表面皆被清潔後(例如步驟130所述)，該二欲接合之表面於氫氧化物來源存在下近距離接觸，以形成類矽酸鹽網狀鍵結。例如，該氫氧化物來源可能為氫氧化物水溶液，例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、乙醇鈉或乙醇鉀。生成之矽酸鹽鍵結可如光學接觸鍵結般準確而透明，且如高溫介質接合(frit bonding)般強健而可靠。該基板之彎曲表面與該薄平板之第一面間形成分子鍵結時，為助於將表面形狀(surface figure)不匹配之情形減至最低，該二表面最好皆於空間周期小於1毫米時有小於20奈米之粗糙度，並於空間周期小於10微米時有小於5奈米之粗糙度。
於其他實施例中，習知之光學接觸技術可用於接合該薄平板至該基板。此技術可於該薄平板之第一面及該基板之彎曲表面包括相同之玻璃材質(例如矽氧化物，包括於矽晶圓上自然形成者)，且該二表面皆足夠潔淨與平滑時使用。例如，該二表面最好皆對小於1毫米之空間周期具有小於20奈米之粗糙度，並對小於 10微米之空間周期具有小於2奈米之粗糙度。為形成光學接觸，該二經清潔之表面於適中之壓力下(例如大氣壓力即足夠)互相接觸，使該等表面之形狀一致(精確度小於約1-2奈米)，以使分子間作用力得以接合該二表面。
於另等實施例中，黏著接合可用於接合該薄平板至該基板。黏著接合之優點在於，相較於如上所述之分子及光學接合技術，其可降低對匹配材質及表面平滑度之要求。合適之黏著劑包括環氧樹脂及/或紫外線固化膠著劑。
於步驟140中，由該薄平板及該基板組合而成之具有彎曲鏡面表面的第二面360，以光學干涉儀檢查拓樸結構，以確保該表面形狀相較於該目標曲率之誤差落於規格要求之內。若不符合規格要求，則於步驟145中使用步驟140檢查過程決定之表面形狀誤差地圖，以引導使用例如IBF之表面形狀修正。
於步驟150中，該經形狀修正之彎曲鏡面表面被再次檢查其粗糙度及缺陷，以確保於表面形狀修正過程中，未產生額外之偏離。若有額外之偏離，則可選擇重複薄平板接合及隨後之步驟。
於步驟155中，若已確定該經形狀修正之具有彎曲鏡面表面的第二面360之表面形狀誤差、粗糙度及缺陷數量皆落於所欲之容許偏離內，則可選擇於該基板表面塗布多個光學層，例如薄交互層(例如鉬與矽)相容，以提供該基板布拉格反射率，並產生供EUV及/或X光光學系統使用之最終鏡面。形成此等 多層堆疊之技術，乃本發明所屬技術領域所習知。
本發明更進一步之實施例，包括例如由第1圖之流程圖所示之方法形成之鏡面。
[範圍]
必須注意，除非於文中另有明確聲明，例如使用「單一」一詞，否則於本說明書及附錄之請求項中所使用之單數形式「一」、「一個」及「該」，乃包括複數之指稱對象。
於本說明書中使用之「被調整為」及「被設定為」二詞，乃指該元件、部件或其他標的被設計為及/或意圖呈現給定之功能。因此，「被調整為」及「被設定為」二詞之使用，不應被解釋為給定之元件、部件或其他標的僅為「能夠」呈現給定之功能。
於本說明書中，對包含多於一個實體之列表使用之「至少一個」及「一個或多個」二詞，乃指該實體列表中之任何一個或多個實體，且不限於明確表列於該實體列表中之各個及每一實體中之至少一個。例如，「A及B中至少一個」(或等價之「A或B中至少一個」，或等價之「A及/或B中至少一個」)可能指稱僅A、僅B、或A及B之組合。
於本說明書中，置於第一實體及第二實體間之「及/或」一詞，乃指下列意義之一：(1)該第一實體，(2)該第二實體，及(3)該第一實體及該第二實體。以「及/或」表列之多個 實體，亦應以相同方式解釋，亦即「一個或多個」如此連接之實體。該等以「及/或」子句明確指稱之實體以外之其他實體，可能選擇性地呈現，無論與該等已明確指稱之實體有無關聯。
儘管本說明書包含許多具體實施細節，然此等具體實施細節不應被解釋為任何發明或發明申請專利範圍之範圍限制，而應解釋為特定發明之特定實施例具體特徵之描述。
於本說明書中，某些於分離之多個實施例脈絡中描述之特徵，亦可結合為單一實施例實施。反之，於單一實施例脈絡中描述之不同特徵，亦可以分離之多個實施例、或以任何合適之子組合實施。
此外，儘管特徵可能於上文中被敘述為以某些組合作用，甚或原於請求項中如此聲明，然而於一請求項聲明之組合中之一個或多個特徵，可能於某些情況下由該組合中去除，且該聲明之組合可能被導向一子組合或子組合之變體。
相似地，儘管操作於圖式中以特定順序被描繪，然此不應被理解為該等操作必須以所示之特定順序或依次逐個進行，或所有圖示之操作皆必須進行，方能達成所欲之結果。於某些情況下，多工作業及平行處理可能更具優勢。此外，上述實施例中各系統部件之分離，不應被理解為該等分離必須於所有實施例中進行，而應被理解為該等所述之程式部件及系統一般而言可一同整合於單一軟體產品中，或包裝至多個軟體產品中。
由此，標的之特定實施例已敘述。其他實施例落於 下列請求項之範圍中。於某些情況下，於請求項中列舉之動作，可以不同順序進行，而仍達成所欲之結果。此外，於附隨圖式中描繪之處理程序，未必須以所示之特定順序或依次逐個進行，以達成所欲之結果。於某些情況下，多工作業及平行處理可能更具優勢。
本發明之數個實施例已敘述。然而，應可理解到，各種改良可於不背離本發明之精神及範圍之情形下進行。從而，其他實施例落於下列請求項之範圍中。
105:提供具最終鏡面所欲曲率之基板
110:研磨基板表面，以達適中之平滑度
115:檢查基板表面，辨別粗糙度/缺陷
120:提供精細研磨之薄平板
125:檢查薄平板表面，辨別粗糙度/缺陷
130:清潔基板及薄平板表面
135:接合薄平板至基板，使薄平板符合所欲曲率
140:檢查基板上薄平板表面之表面拓樸結構
145:若有表面拋光誤差，以IBF修正之
150:若有由表面拋光修正導致之缺陷，重新檢查之；若如此作，則重複薄平板接合及其後之步驟
155:以反射性多層堆疊塗布基板上之薄平板，以形成供EUV及/或X光輻射使用之鏡面

Claims (59)

  1. 一種製造鏡面之方法，該鏡面與極紫外光或X光輻射聯同使用，該方法包括： a. 提供基板，該基板具有彎曲表面，其中於對應小於2毫米之空間周期之高空間頻率下，該彎曲表面偏離目標鏡面表面之曲率；以及 b. 固定薄平板之第一面至該基板之該彎曲表面，以覆蓋該彎曲表面，其中該平板之厚度足夠薄，以符合該目標鏡面表面之該曲率，並足夠厚，以於該高空間頻率下，於該薄平板位於該第一面反面之第二面，減弱由該基板之該彎曲表面之偏離導致之偏離； c. 其中，於固定該薄平板至該基板上之前，該薄平板之該第二面被研磨，以減低其於該高空間頻率下之表面粗糙度，以及 d. 其中固定至該基板之該薄平板之該第二面提供彎曲鏡面表面予該鏡面。
  2. 如請求項1之方法，其中對該薄平板的該第二面之研磨，對小於1毫米之空間周期提供粗糙度小於0.5奈米之表面。
  3. 如請求項1之方法，其中該薄平板之該第二面使用光學顯微鏡以1平方毫米之範圍檢查，以辨別該薄平板第二面之缺陷數量。
  4. 如請求項3之方法，其中該檢查於該薄平板固定至該基板之前、該薄平板固定至該基板之後、或該薄平板固定至該基板之前與之後進行。
  5. 如請求項1之方法，其中該薄平板之該第二面，於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米少於1個缺陷。
  6. 如請求項1之方法，其中該彎曲鏡面之粗糙度，於空間周期小於該薄平板之厚度時，對應於該薄平板之該第二面之粗糙度。
  7. 如請求項1之方法，其中由該薄平板之該第二面提供之彎曲鏡面表面，於空間周期小於1毫米時，其表面粗糙度小於0.5奈米。
  8. 如請求項1之方法，其中由該薄平板之該第二面提供之彎曲鏡面表面，對小於10微米之空間周期，其表面粗糙度小於0.5奈米。
  9. 如請求項7之方法，其中由該薄平板之該第二面提供之彎曲鏡面表面，於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米少於1個缺陷。
  10. 如請求項8之方法，其中由該薄平板之該第二面提供之彎曲鏡面表面，於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米少於1個缺陷。
  11. 如請求項3之方法，其中該等缺陷包括至少一橫向維度小於500奈米之刮痕、坑洞或凹痕。
  12. 如請求項1之方法，其中該鏡面用於1至20奈米之波長範圍。
  13. 如請求項1之方法，其中該目標鏡面的表面曲率之絕對矢狀維度大於至少10微米。
  14. 如請求項1之方法，其中該高空間頻率包括對應於0.25毫米至1.5毫米之空間周期之空間頻率。
  15. 如請求項1之方法，其中該基板的該彎曲表面之偏離，對至少某些小於2毫米之空間周期而言，對應大於10奈米之表面粗糙度。
  16. 如請求項15之方法，其中該基板之該彎曲表面之偏離，對至少某些小於10微米之空間周期而言，對應大於2奈米之表面粗糙度。
  17. 如請求項1之方法，其中該基板之該彎曲表面，於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米有多於1個缺陷。
  18. 如請求項1之方法，其中該固定包括黏著接合該薄平板之該第一面至該基板之該彎曲表面。
  19. 如請求項18之方法，其中該黏著接合包括使用環氧樹脂及／或紫外線固化膠著劑作為黏著劑。
  20. 如請求項1之方法，其中該基板之該彎曲表面之偏離，對至少某些小於2毫米之空間周期而言，對應小於20奈米之表面粗糙度。
  21. 如請求項20之方法，其中該基板之該彎曲表面之偏離，對至少某些小於10微米之空間周期而言，對應小於5奈米之表面粗糙度。
  22. 如請求項1之方法，其中該薄平板之該第一面被研磨，以對小於10微米之空間周期，提供小於2奈米之表面粗糙度。
  23. 如請求項22之方法，其中該固定包括將該薄平板之該第一面與該基板之該彎曲表面進行分子鍵結。
  24. 如請求項23之方法，其中該基板包括矽、熔矽石、石英或摻鈦二氧化矽。
  25. 如請求項22之方法，其中該固定包括將該薄平板之該第一面與該基板之該彎曲表面進行光學接觸。
  26. 如請求項25之方法，其中該光學接觸於大氣壓力下進行。
  27. 如請求項1之方法，其中該基板包括堇青石、其他陶瓷、矽、熔矽石、石英或摻鈦二氧化矽。
  28. 如請求項1之方法，其中該薄平板包括堇青石、其他陶瓷、矽、熔矽石、石英或摻鈦二氧化矽。
  29. 如請求項1之方法，其中該薄平板之厚度介於0.3毫米至3毫米之間。
  30. 如請求項1之方法，其中該薄平板之厚度介於0.5毫米至2.5毫米之間。
  31. 如請求項1之方法，更包括於固定該薄平板之該第一面至該彎曲表面之前，以離子束修形技術修形該基板之該彎曲表面。
  32. 如請求項1之方法，更包括檢查由該薄平板之該第二面所提供之該彎曲鏡面表面，以辨別高空間頻率下偏離降低之情形。
  33. 如請求項1之方法，更包括於該薄平板之該第二面塗布多個光學層，以提供反射鏡面表面供該等 EUV 或 X 光輻射之用。
  34. 如請求項33之方法，其中該等光學層包括鉬與矽層。
  35. 一種與極紫外光或 X 光輻射聯同使用之鏡面，該鏡面包括： a. 基板，具有彎曲表面，其中該彎曲表面於對應小於2毫米之空間周期之高空間頻率下，偏離目標鏡面表面之曲率； b. 薄平板，其第一面固定至該基板之該彎曲表面，以覆蓋該彎曲表面，其中該平板之厚度足夠薄，以符合該目標鏡面表面之該曲率，並足夠厚，以於該高空間頻率下，於該薄平板位於該第一面反面之第二面，減弱由該基板之該彎曲表面之偏離導致之偏離， c. 其中 i.      該薄平板被研磨，以減低其於該高空間頻率下之表面粗糙度，以及 ii.      固定至該基板之該薄平板之該第二面提供彎曲鏡面表面予該鏡面。
  36. 如請求項35之鏡面，其中對該薄平板第二面之研磨，對小於1毫米之空間周期，提供粗糙度小於0.5奈米之表面。
  37. 如請求項35之鏡面，其中該薄平板之該第二面，於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米少於1個缺陷。
  38. 如請求項35之鏡面，其中該彎曲鏡面之粗糙度，於空間周期小於該薄平板之厚度時，對應於該薄平板之該第二面之粗糙度。
  39. 如請求項35之鏡面，其中由該薄平板之該第二面提供之彎曲鏡面表面，對小於1毫米之空間周期，其表面粗糙度小於0.5奈米。
  40. 如請求項35之鏡面，其中由該薄平板之該第二面提供之彎曲鏡面表面，對小於10微米之空間周期，其表面粗糙度小於0.5奈米。
  41. 如請求項39之鏡面，其中由該薄平板之該第二面提供之彎曲鏡面表面，於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米少於1個缺陷。
  42. 如請求項40之鏡面，其中由該薄平板第二面提供之彎曲鏡面表面，於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米僅有少於1個缺陷。
  43. 如請求項37之鏡面，其中該等缺陷包括至少一橫向維度小於500奈米之刮痕、坑洞或凹痕。
  44. 如請求項35之鏡面，其中該鏡面用於1至20奈米之波長範圍。
  45. 如請求項35之鏡面，其中該目標鏡面的表面曲率之絕對矢狀維度大於至少10微米。
  46. 如請求項35之鏡面，其中該高空間頻率包括對應於0.25毫米至1.5毫米之空間周期之空間頻率。
  47. 如請求項35之鏡面，其中該基板的該彎曲表面之偏離，對至少某些小於2毫米之空間周期而言，對應大於10奈米之表面粗糙度。
  48. 如請求項47之鏡面，其中該基板之該彎曲表面之偏離，對至少某些小於10微米之空間周期而言，對應大於2奈米之表面粗糙度。
  49. 如請求項35之鏡面，其中該基板之該彎曲表面，於該彎曲鏡面表面之可用區域內，每1平方毫米有多於1個缺陷。
  50. 如請求項35之鏡面，其中該薄平板之該第一面被黏著接合至該基板之該彎曲表面。
  51. 如請求項35之鏡面，其中該薄平板之該第一面與該基板之該彎曲表面進行分子鍵結。
  52. 如請求項35之鏡面，其中該薄平板之該第一面與該基板之該彎曲表面進行光學接觸。
  53. 如請求項51之鏡面，其中該基板包括矽、熔矽石、石英或摻鈦二氧化矽。
  54. 如請求項35之鏡面，其中該基板包括堇青石、其他陶瓷、矽、熔矽石、石英或摻鈦二氧化矽。
  55. 如請求項35之鏡面，其中該薄平板包括堇青石、其他陶瓷、矽、熔矽石、石英或摻鈦二氧化矽。
  56. 如請求項35之鏡面，其中該薄平板之厚度介於0.3毫米至3毫米之間。
  57. 如請求項56之鏡面，其中該薄平板之厚度介於0.5毫米至2.5毫米之間。
  58. 如請求項35之鏡面，更包括於該薄平板之該第二面塗布多個光學層，以提供反射鏡面表面與該等 EUV 或 X 光輻射聯同使用。
  59. 如請求項58之鏡面，其中該等光學層包括鉬與矽層。
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