專利名稱：輻射源、光刻設備以及器件制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于極紫外(EUV)輻射光刻設備的輻射源、一種光刻設備以及一 種器件制造方法。
背景技術(shù)：
光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底上，通常是襯底的目標部分上的機器。例 如，可以將光刻設備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩模 或掩模版的圖案形成裝置用于生成待形成在所述IC的單層上的電路圖案?？梢詫⒃搱D案 轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。 所述圖案的轉(zhuǎn)移通常是通過將圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而 實現(xiàn)的。通常，單個襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標部分的網(wǎng)絡。公知的光刻設備包 括所謂的步進機，在步進機中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個 目標部分；和所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描 所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向同步地掃描所述襯底來輻射每一個目標 部分。為了能夠?qū)⑸踔粮〉慕Y(jié)構(gòu)投影到襯底上，已經(jīng)提出使用極紫外輻射，極紫外輻 射是具有在10-20nm范圍內(nèi)(例如在13-14nm范圍)的波長的電磁輻射。還提出，可以使 用具有小于IOnm的波長的極紫外輻射，例如在5-lOnm范圍，例如6. 7nm或6. 8nm。使用等離子體可以產(chǎn)生輻射。例如通過引導激光至合適的材料(例如錫)的顆粒， 或通過引導激光至合適的氣體或蒸汽(例如氙氣或鋰蒸汽)流束，可以產(chǎn)生等離子體。最 終的等離子體發(fā)射輸出輻射，例如極紫外輻射，其使用例如具有反射鏡的正入射收集器進 行收集，收集器接收輻射并將輻射聚焦成束。這種輻射源通常被稱為激光產(chǎn)生的等離子體 (LPP)源。

發(fā)明內(nèi)容
除了輻射，等離子體輻射源的等離子體產(chǎn)生顆粒形式的污染物，例如熱化的原子、 離子、納米團和/或微觀粒子。所述污染物與所需的輻射一起從輻射源朝向收集器輸出，可 能引起掠入射收集器和/或其他部件的損壞。除了所需的輻射，輻射源還可能輸出伴隨輻射(secondary radiation)。例如，除 了所需的極紫外輻射，極紫外等離子體輻射源可以輸出波長選自20-400nm范圍的伴隨輻 射，最為特別的是深紫外(DUV)范圍(100-400nm)的輻射。而且，伴隨輻射可以包括具有特定的所需波長或極紫外輻射的波長范圍的極紫外輻射，以及不具有所需波長或不在極紫 外輻射的所需波長范圍內(nèi)的其他極紫外輻射。這些伴隨輻射可以由于用于生成等離子體 的激光而在LPP輻射源中產(chǎn)生，激光輻射具有比極紫外輻射(來自CO2激光器的通常具有 10. 6 μ m波長的輻射)長的波長。在光刻技術(shù)中，期望改善光譜純度，即期望從輸出束中去除伴隨輻射以得出較高 比例的所需輻射。例如，抗蝕劑對伴隨輻射的波長敏感，因而圖像品質(zhì)可能被惡化。因為極 紫外光刻設備的光學系統(tǒng)具有高的反射率(例如對來自LPP源的波長為10. 6 μ m的伴隨輻 射)，伴隨輻射可能以相當高的功率到達襯底。附加地或替換地，伴隨輻射，尤其是在LPP輻 射源中的激光輻射會導致不想要的圖案形成裝置、襯底和/或光學系統(tǒng)的加熱。因此，例如期望提供一種用在輻射源中或與輻射源一起使用的光譜純度濾光片， 其中伴隨輻射可以被完全去除或部分地去除和/或有效地提高污染物的消除或減少。具體 地，期望提供一種光譜純度濾光片，包括用在輻射源中或與輻射源一起使用的主體，輻射源 構(gòu)造成基本上減少入射在所述主體上的電磁輻射的功率負載。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光譜純度濾光片，配置用以透射極紫外(EUV)輻 射并且偏轉(zhuǎn)非極紫外伴隨電磁輻射，例如等離子體源的深紫外輻射和/或伴隨輻射(例如 CO2激光器的10. 6 μ m的輻射)，所述光譜純度濾光片包括對極紫外輻射透射的材料的主 體和對非極紫外伴隨輻射反射的材料層，所述層設置在所述主體的輻射入射側(cè)。可選地， 對于所述材料的主體的極紫外輻射的透射率可以是至少20%。附加地或替換地，所述主體 可以包括多層結(jié)構(gòu)，其可以包括布置用以阻止層之間的材料擴散的抗擴散層。這種抗擴散 層可以包括硅化物或碳化硼成分。所述材料的層可能具有對非極紫外伴隨電磁輻射的至少 50%的反射率。主體的合適的材料可以選自下面的組銣(Rb)、鍶(Sr)、釔(Y)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、 鉬(Mo)、碳(C)、釕(Ru)、硅(Si)。然而，尤其地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鋯(Zr)是合適的用于主體的材 料。對非極紫外伴隨電磁輻射反射的所述材料層可選地選自下面的組鉬、釕、金、銅 以及碳。所述材料的層可選地對波長在亞微米范圍內(nèi)的電磁輻射具有至少10%的吸收率， 優(yōu)選至少50%的吸收率。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光譜純度濾光片，配置成透射極紫外(EUV)輻射 并偏轉(zhuǎn)非極紫外伴隨電磁輻射，光譜純度濾光片包括材料的主體和高發(fā)射率材料的層，所 述層布置在所述主體的輻射出射表面上。所述材料的主體可以對極紫外輻射是高透射的。 附加地或替換地，所述主體可以包括抗擴散層。這種抗擴散層可以包括硅化物或碳化硼成 分。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用在光刻設備中或與光刻設備一起使用的源模 塊，所述源模塊構(gòu)造成生成極紫外(EUV)輻射并輸出極紫外輻射和非極紫外伴隨電磁輻 射，所述源模塊包括如前面所述的光譜純度濾光片。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光刻設備，布置成將圖案從圖案形成裝置投影到 襯底上，所述光刻設備包括根據(jù)前面所述的光譜純度濾光片和/或根據(jù)前面所述的源模 塊。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種器件制造方法，包括將圖案化的極紫外(EUV)輻 射束投影到襯底上，其中所述極紫外輻射被根據(jù)前面所述的光譜純度濾光片過濾，所述極 紫外輻射由根據(jù)前面所述的源模塊生成，或所述極紫外輻射通過根據(jù)前面所述的光刻設備 投影。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種器件制造方法，包括使用輻射源生成包括極紫外 (EUV)輻射和非極紫外(non-EUV)伴隨電磁輻射的輻射；使用光譜純度濾光片過濾所述輻 射以透射極紫外輻射并偏轉(zhuǎn)非極紫外伴隨電磁輻射，所述光譜純度濾光片包括對極紫外輻 射高度透射的材料的主體和對非極紫外伴隨輻射高度反射的材料的層，所述層設置在所述 主體的輻射入射側(cè)；和將透射的極紫外輻射的圖案化的束投影到襯底上。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種器件制造方法，包括使用輻射源生成包括極紫外 (EUV)輻射和非極紫外(non-EUV)伴隨電磁輻射的輻射；使用光譜純度濾光片過濾所述輻 射以透射極紫外輻射并偏轉(zhuǎn)非極紫外伴隨電磁輻射，所述光譜純度濾光片包括對極紫外輻 射高度透射的材料的主體和在所述主體的輻射出射表面對極紫外輻射具有高的發(fā)射率的 材料的層；和將透射的極紫外輻射的圖案化的束投影到襯底上。優(yōu)選地，如前文中提出的光譜純度濾光片構(gòu)造成透射至少20%的極紫外輻射并偏 轉(zhuǎn)至少50%的入射的非極紫外伴隨電磁輻射。具有高發(fā)射率的材料層可以具有例如至少 0. 3的發(fā)射率。合適的主體的材料可以選自下面的組銣(Rb)、鍶(Sr)、釔(Y)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、 鉬(Mo)、碳(C)、釕(Ru)、硅(Si)。然而，尤其地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鋯(Zr)是合適的主體的材料。


下面僅通過示例的方式，參考附圖對本發(fā)明的實施例進行描述，其中示意性附圖 中相應的標記表示相應的部件，在附圖中圖1示意地示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光刻設備；圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光刻設備的詳細示意圖；圖3示意地示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的輻射源；圖4示意地示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光譜純度濾光片的俯視圖；圖5示意地示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光譜純度濾光片的橫截面圖；圖6示出具有高的極紫外輻射透射率的材料的對比圖；和圖7示出具有高發(fā)射率的材料的對比圖。
具體實施例圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個的實施例的光刻設備1。所述設備包括照 射系統(tǒng)(照射器)IL，其配置用于調(diào)節(jié)輻射束B。所述設備還包括支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺) MT，其構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA，并與配置用于根據(jù)特定的參數(shù)精確地定 位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；襯底臺(例如晶片臺)WT，其構(gòu)造用于保持襯底 (例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并與配置用于根據(jù)特定的參數(shù)精確地定位襯底的第二定位 裝置PW相連；和投影系統(tǒng)(例如折射式或反射式投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置成用于將由圖 案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標部分C (例如包括一根或多根管芯)上。照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜 電型或其它類型的光學部件、或其任意組合，以引導、成形、或控制輻射。所述支撐結(jié)構(gòu)MT以依賴于圖案形成裝置的方向、光刻設備的設計以及諸如圖案 形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其他條件的方式保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)MT 可以采用機械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可 以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可移動的。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以確保 圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。這里使用的術(shù)語“掩模版”或 “掩?！笨梢钥醋鞲鼮樯衔坏摹皥D案形成裝置”同義。這里所使用的術(shù)語“圖案形成裝置”應該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在 輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上形成圖案的任何裝置。應該注意 的是，賦予輻射束的圖案可能不與襯底的目標部分上的所需圖案精確地相同(例如，如果 圖案包括相移特征或所謂的輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成 的器件中的特定的功能層相對應，例如集成電路。圖案形成裝置可以是反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編程反射鏡陣 列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術(shù)中是公知的，并且包括諸如二元掩模類 型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删?程反射鏡陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨立地傾斜，以便沿 不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻 射束。這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”可以廣義地解釋為包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折 射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使 用的曝光輻射所適合的。這里使用的術(shù)語“投影透鏡”可以認為是與更上位的術(shù)語“投影系 統(tǒng)”同義。如圖所示，所述設備是反射類型的(例如采用反射掩模)。所述光刻設備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或更多的圖案 形成裝置臺)的類型。在這種“多臺”機器中，可以并行地使用附加的臺，或可以在一個或 更多個臺上執(zhí)行預備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用于曝光。參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。源SO和光刻設備可以 是分立的主體(例如當源是二氧化碳激光器)。在這種情況下，不會將源考慮成形成光刻設 備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助， 將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源可以是所述光刻設備 的組成部分。源SO和照射器IL與需要時的束傳遞系統(tǒng)一起可以稱為輻射系統(tǒng)。所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強度分布的調(diào)整器。通常，可以 對所述照射器IL的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分 別稱為σ-外部和ο-內(nèi)部)進行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件，例 如積分器和聚光器?？梢詫⑺稣丈淦饔糜谡{(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的 均勻性和強度分布。所述輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺)ΜΤ上的所述圖案形成裝置(例如，掩模)MA上，并且通過所述圖案形成裝置來形成圖案。已經(jīng)穿過圖案形成裝置MA之 后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)將輻射束聚焦到所述襯底W的目標部分C 上。通過第二定位裝置PW和位置傳感器IF2(例如，干涉儀器件、線性編碼器、或電容傳感 器)的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同的目標部分C定位于所述輻 射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機械獲取之后，或在掃描期間，可以將所述第 一定位裝置PM和另一個位置傳感器IFl用于相對于所述輻射束B的路徑精確地定位圖案 形成裝置MA。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗定位) 和短行程模塊(精定位)的幫助來實現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)MT的移動。類似地，可以采用形成所述第 二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實現(xiàn)所述襯底臺WT的移動。在步進 機的情況下(與掃描器相反)，支撐結(jié)構(gòu)MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的。 可以使用圖案形成裝置對準標記Ml、M2和襯底對準標記PI、P2來對準圖案形成裝置MA和 襯底W。盡管所示的襯底對準標記占據(jù)了專用目標部分，但是它們可以位于目標部分之間的 空間(這些公知為劃線對準標記)中。類似地，在將多于一個的管芯設置在圖案形成裝置 MA上的情況下，所述圖案形成裝置對準標記可以位于所述管芯之間。可以將所示的設備用于以下模式中的至少一種中1.在步進模式中，在將支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時，將賦予所 述輻射束的整個圖案一次投影到目標部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底 臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的 最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標部分C的尺寸。2.在掃描模式中，在對支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WT同步地進行掃描的同時，將賦予所 述輻射束的圖案投影到目標部分C上(即，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于支撐結(jié)構(gòu) MT的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在 掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單一動態(tài)曝光中所述目標部分的寬度(沿非掃描方 向)，而所述掃描運動的長度確定了所述目標部分的高度(沿所述掃描方向)。3.在另一個模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)MT保持為基本 靜止，并且在對所述襯底臺WT進行移動或掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目 標部分C上。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WT的每一次移動之 后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作 模式可易于應用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列) 的無掩模光刻術(shù)中。也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。圖2詳細地示出所述設備1，包括輻射源SO、照射光學系統(tǒng)單元IL以及投影系統(tǒng) PL。輻射源SO包括可以包括放電等離子體的輻射發(fā)射器2。EUV輻射可以由氣體或蒸汽形 成，例如氙氣或鋰蒸汽，其中產(chǎn)生極高溫等離子體以發(fā)射在電磁光譜的EUV輻射范圍內(nèi)的 輻射。通過使放電引起的部分電離的等離子體在光軸0上發(fā)生破壞，由此產(chǎn)生所述極高溫 等離子體。為了充分產(chǎn)生輻射，需要例如10 分壓的氙或鋰蒸汽或任何其他合適的氣體或 蒸汽。在一些實施例中，可以使用錫。由輻射發(fā)射器2發(fā)射的輻射從源室3而傳遞進入收 集器室4。在一個實施例中，輻射源SO包括源室3和收集器室4。收集器室4包括污染物阱5和掠入射收集器6(示意地示出為矩形)。允許通過收集器6的輻射被光柵光譜濾光片7反射，以在位于收集器室4中的孔處的虛源點8聚焦。 離開收集器室4，輻射束9在照射光學系統(tǒng)單元IL內(nèi)經(jīng)由第一和第二正入射反射器10、11 反射到定位在支撐結(jié)構(gòu)MT上的圖案形成裝置(例如掩模)MA上。形成圖案化的束12，其 在投影系統(tǒng)PL內(nèi)經(jīng)由第一和第二反射元件13、14成像到保持在襯底臺WT上的襯底(未示 出)。通常在照射光學系統(tǒng)單元IL和投影系統(tǒng)PL內(nèi)存在比示出的多的元件。圖3示意地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輻射源。輻射源模塊SO可以包括容器 20，布置具有液態(tài)目標材料22，例如錫或釓。容器20可以布置具有合適的機構(gòu)或開口(未 示出)，用于傳輸錫或釓的液體液滴對3、對13、對(3、對(1至區(qū)域沈，其中液滴配置成與由激光 器30提供的激光束觀碰撞。激光束觀可以涉及具有10.6微米的CO2激光。替換地，可以 使用分別具有在1-11微米范圍內(nèi)的波長的其他合適的激光器。期望地，使用合適的光學系 統(tǒng)(未示出)將激光束聚焦到區(qū)域沈。通過與激光束相互作用，液滴Ma、Mb、Mc、24d被 轉(zhuǎn)變成等離子體狀態(tài)，其可以發(fā)射6. 7nm輻射，或其他在5-20nm范圍內(nèi)的極紫外輻射。發(fā)射的EUV束32可能通過配置用以收集或偏轉(zhuǎn)從區(qū)域沈發(fā)射的顆粒碎片的合適 的碎片減少系統(tǒng)34 (例如在圖2中示意地示出的污染物阱5)而被截斷。極紫外束3 基 本上是沒有碎片的，其隨后進入輻射源或光刻設備的下一個光學系統(tǒng)36，例如光刻設備的 配置成適當?shù)卣{(diào)節(jié)束3 的照射系統(tǒng)IL。輻射源SO可以包括緩沖氣體，用于與激光產(chǎn)生的 等離子體源協(xié)同工作。緩沖氣體可以具有對極紫外輻射的至少50%的透射率，和對伴隨輻 射的至少70%的吸收率。期望地，緩沖氣體具有對極紫外輻射的至少90%或至少95%的透 射率。此外，期望緩沖氣體具有對伴隨輻射的至少90%的吸收率。為了改善光譜純度，使用與極紫外源一起使用或用于極紫外源的光譜純度濾光 片。一個問題在于，如何形成對伴隨電磁輻射具有高的抑制(例如10倍或更高)和對極紫 外輻射具有高的透射的光譜純度濾光片，因為幾乎所有的材料都吸收極紫外輻射。附加地 或替換地，如果光譜純度濾光片是基于伴隨輻射的吸收原理，則產(chǎn)生一個問題，如何減少作 用在光譜純度濾光片上的熱負載?？梢允褂眉兎瓷湫凸庾V純度濾光片，其結(jié)合對紅外伴隨輻射(例如，10. 6 μ m波長 輻射)具有抗反射(AR)涂層的極紫外輻射反射頂層。然而，找到同時有效地反射極紫外輻 射和在充分大的角度范圍內(nèi)有效地透射或吸收伴隨輻射的材料組合是具有挑戰(zhàn)性的。可以使用透射光譜純度濾光片，其中極紫外輻射被透射，而伴隨電磁輻射(例如， 10. 6 μ m波長輻射)被偏轉(zhuǎn)。例如，可以提供光譜純度濾光片，其透射極紫外和伴隨電磁輻 射，并且利用通過相柵的衍射而改變伴隨電磁輻射的方向。然后，通過其中具有孔的主體阻 塞伴隨電磁輻射，而極紫外輻射通過該孔，以避免光譜純度濾光片的熱問題。然而，用這種 相柵很難獲得非常高的衍射效率，因為其涉及非常精確的對波長的幾何形狀的調(diào)整。其還 可能僅對非常窄的波長范圍和入射角有效。此外，這種方案不會減少入射到光譜純度濾光 片的主體上的輻射的功率負載。如另一示例，使用具有多個孔的結(jié)構(gòu)化金屬膜。如果孔比預期至少部分被攔截的 電磁輻射的波長小很多，則輻射透射率將會小。如果孔遠大于輻射的波長，則透射率將與開 口面積成比例。例如橫截面(例如直徑)為1 to 5μπι的孔足夠小以基本上阻擋10.6μπι 輻射，同時足夠大以透射極紫外輻射。與具有孔的兩維的結(jié)構(gòu)不同，可以使用一維的線柵。 這種線柵僅偏轉(zhuǎn)電磁輻射的偏振中的一個，而通過在截面結(jié)構(gòu)中按序使用偏振中的兩個，可以偏轉(zhuǎn)電磁輻射的兩個偏振。然而，為了獲得足夠的極紫外輻射透射率，所述結(jié)構(gòu)應該是 非常開放的，并且孔之間的壁(或線柵的線)應該非常窄。當金屬部分太窄，10.6 μ m輻射 將不再能有效地被抑制，并且所述結(jié)構(gòu)可能對熱或升溫問題非常脆弱和敏感。透射光譜純度濾光片通常由薄膜形成，因為大多數(shù)材料對極紫外輻射不透明。在 一個實施例中，該膜包括鋯，對極紫外輻射最透明的材料之一。然而，因為這種膜對伴隨電 磁輻射的反射率和發(fā)射率低，鋯光譜純度濾光片會遭受過熱的麻煩，這限制了其壽命。例 如，當SiAr薄膜光譜純度濾光片升溫到400°C以上時，其光學性能會降低。因此，問題仍然是提供對波長在5-20nm范圍內(nèi)、優(yōu)選為6. 7或13. 5nm的極紫外輻 射具有高的透射率性質(zhì)并且能夠有效地從極紫外輻射束去除例如具有大約10. 6 μ m波長 的伴隨電磁輻射的光譜純度濾光片。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種具有改進的功能的透射光譜純度濾光片。具 體地，提供一種具有改進的或優(yōu)化的冷卻的光譜純度濾光片。通過降低操作溫度并因此延 長其壽命，可以改善或提高透射薄膜光譜純度濾光片的性能。通過提供具有包括主體的結(jié) 構(gòu)的光譜純度濾光片，可以實現(xiàn)這種操作溫度的降低，其中所述結(jié)構(gòu)構(gòu)造用于在所述輻射 到達光譜純度濾光片的主體之前、從極紫外束偏轉(zhuǎn)或反射伴隨電磁輻射的至少50%。參照 圖4和5將介紹根據(jù)本發(fā)明的一方面的光譜純度濾光片的細節(jié)。圖4示意地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光譜純度濾光片40的俯視圖。光譜 純度濾光片40可以布置具有多層結(jié)構(gòu)42，多層結(jié)構(gòu)包括例如50個交替的Zr/Si層。一個 實施例可以具有2-200個之間的交替的Zr/Si層。在一個實施例中，光譜純度濾光片40可以包括網(wǎng)眼(未示出)。網(wǎng)眼可以與多層 結(jié)構(gòu)42的僅一個側(cè)面相鄰，或可以位于多層結(jié)構(gòu)42的兩個側(cè)面上，或可以部分地透過進入 多層結(jié)構(gòu)42，或可以從多層結(jié)構(gòu)42的一個側(cè)面穿透到另一側(cè)面。網(wǎng)眼提高多層結(jié)構(gòu)42的 整體強度。多層結(jié)構(gòu)42安裝在基部44中。在一個實施例中，形狀是基本上環(huán)形的，但是它 可以是任何形狀?；?4便于將光譜純度濾光片40并入到光刻設備中。圖5示意地示出在圖4中示出的光譜純度濾光片40的一部分的橫截面。如圖5 所示，光譜純度濾光片40包括多層結(jié)構(gòu)42。多層結(jié)構(gòu)42具有如圖所示的前側(cè)面和后側(cè)面。 前側(cè)面接收入射輻射，并針對伴隨電磁輻射的最大反射率進行優(yōu)化。應該認識到，為了能夠 基本上減小入射到多層結(jié)構(gòu)42上的輻射的功率負載，伴隨電磁輻射的至少50%的偏轉(zhuǎn)是 足夠的。為了清楚起見，這些層的一部分(元件(c)和(d))被圖示成與其他層間隔分開， 但是在實際應用中所有的層是相互接觸或非常地接近。多層結(jié)構(gòu)42的元件(b)對應光譜純度濾光片的主體。主體包括對極紫外輻射透 明的材料的單層或多層。多層可以包括在主體中重復N次的單層(元件(a))或在主體中 重復N次的多層疊層(元件(a))。多層疊層(元件(a))可以包括多達η層。多個單層不 需要包括相同的材料層。多層疊層不需要包括相同的材料層或不需要以相同的次序設置。 材料和層的次序可以重新布置，以便提供最大的極紫外輻射透明度，和/或最大的伴隨電 磁輻射的反射，和/或最小的操作溫度。多層結(jié)構(gòu)42的元件(c)是對伴隨電磁輻射(例如10. 6 μ m波長的輻射)高反射 的材料層。這種層通過反射或偏轉(zhuǎn)伴隨電磁輻射而減小作用在濾光片主體上的功率負載， 并由此降低光譜純度濾光片的主體的操作溫度。合適的材料包括鉬、釕、金、銅以及碳。尤其地，鉬具有合適的傳導性質(zhì)，同時保持良好的極紫外輻射透射率。應該認識到，雖然參照 10. 6 μ m輻射對光譜純度濾光片的功能進行了討論，但是這種示例并不是限制性的。多層結(jié)構(gòu)42的元件(d)可以是具有高發(fā)射率的材料層。應該認識到，在光譜純度 濾光片的前表面處元件(d)是可選的，但是期望的是，元件(d)總是布置在主體(b)的后表 面處，主體(b)的后表面在主體(b)的輻射出射表面處。由于當輻射從一個表面發(fā)射時，功 率⑵涉及溫度⑴乘以發(fā)射率(ε )，由公式給出P = const* ε Τ4，因此，這個層有助于 提高光譜純度濾光片的冷卻。在一個實施例中，該層的材料是碳化物、氧化物和/或亞硝酸 鹽。碳化物和氧化物具有ε >0.9的非常高的發(fā)射率。應該認識到，對于實際應用至少0.3 的發(fā)射率可以是足夠的。該層可以應用在光譜純度濾光片的后側(cè)面和/或前側(cè)面上。該層 可以由與光譜純度濾光片的主體中使用的材料不同的材料形成。通過主體材料(a)和/或 (b)、或反射層材料(c)的表面處理可以實現(xiàn)該層。當層(d)布置在光譜純度濾光片的主體(b)的前(即，輻射入射)表面處，期望該 層構(gòu)造成實現(xiàn)對波長在亞微米范圍內(nèi)的伴隨輻射至少10%、更期望至少50%的吸收。期望 地，光譜純度濾光片的主體(b)構(gòu)造成實現(xiàn)對進入主體的伴隨輻射的至少90%的吸收。結(jié) 果，例如極紫外束中的深紫外輻射被基本上過濾去掉，由此進一步減小了光譜純度濾光片 的主體(b)上的電磁輻射的功率負載?？梢詰迷诟鶕?jù)本發(fā)明一個實施例的光譜純度濾光片中的材料的示例包括銣 (Rb)、鍶(Sr)、釔(Y)、鋯(&)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、碳(C)、釕(Ru)、硅(Si)以及它們的氧化 物、碳化物和亞硝酸鹽。參考圖6和7，比較這些材料的性質(zhì)。硅通常用于抑制深紫外輻射。圖6示出具有高極紫外輻射透射率的材料(銣(Rb)、鍶(Sr)、釔(Y)、鋯(Zr)、鈮 (Nb)、鉬(Mo)、碳(C)、釕(Ru))的圖解對比。熔化溫度、極紫外透射率和電導率以相對于最 大值被標準化的相對比例示出。最大值為熔化溫度等于3800K ；極紫外透射率等于0. 967 ； 電導率等于0. 187 · IO6OhnT1cn^所有材料的極紫外透射率是針對50nm厚度的情況給出 的。圖7示出具有高發(fā)射率的材料(碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、碳化鋯(&C)、氧化 釔(Y2O3)、氧化鋯(ZrO2)、二氧化鉬(MoO2)以及二氧化鈮(NbO2))的圖解對比。熔化溫度、極 紫外透射率和發(fā)射率以相對于最大值被標準化的相對比例示出。最大值為熔化溫度等于 3803K ；極紫外透射率等于0. 956 ；發(fā)射率等于0. 95。所有材料的極紫外透射率是針對IOnm 厚度的情況給出的。在一個實施例中，主體(元件(b))可以具有鋯(Zr)層，每一層的厚度大約為 Inm ；和硅層，每一層的厚度大約為3nm。在一個實施例中，這些層中的每一層的厚度可以是 變化的，即不管是否是不同的材料或是相同的材料，不是所有的層具有相同的厚度。當具有硅和鋯層的光譜純度濾光片加熱到高溫，硅層可能會擴散到鋯層，并且形 成對深紫外輻射透明的硅化物。為了幫助防止硅的擴散和鋯的硅化，圖5中示出的光譜純 度濾光片的主體(元件(a)和/或元件(b))由下面的層結(jié)構(gòu)形成[&/ZrSi2/SiArSi2/ ZrJ0硅化鋯(ZrSi2)層用作擴散阻擋層。替換地或附加地，擴散阻擋層可以包括碳化硼成 分。通常每個材料的層的厚度選自0.2-10nm的范圍。例如通過磁控濺射可以應用或涂覆 &Si2層。釔或圖6中任何其他合適的材料可以用來替換鋯(Zr)。因此，合適的釔的硅化 物或其他合適的材料的硅化物可以用作擴散阻擋物。
因此，可以提供具有高的極紫外輻射透射率、長壽命以及低操作溫度的光譜純度 濾光片。在一個實施例中，優(yōu)化光譜純度濾光片用于(X)2激光輻射的最大反射和最大發(fā)射 率。在一個實施例中，通過降低其操作溫度來改善SiAr薄膜光譜純度濾光片的性能、由此 延長這種光譜純度濾光片的壽命。在一個實施例中，作用在光譜純度濾光片上的CO2激光 輻射的功率負載可以減小至少5倍。光譜純度濾光片的操作溫度將減小超過200攝氏度。在一個實施例中，由于伴隨電磁輻射而傳遞至襯底和/或光刻設備的一部分上的 功率和由于存在伴隨電磁輻射導致的對比度損失可以被顯著地減小。極紫外輻射束聚焦的 熱穩(wěn)定性可以被改善，重疊不確定性降低。應該認識到，本發(fā)明的實施例可以用于任何類型的極紫外源，包括但不限于放電 產(chǎn)生的等離子體源(DPP源)，或激光產(chǎn)生的等離子體源(LPP源)。然而，本發(fā)明的一個實 施例可以尤其適于抑制來自激光源(通常形成激光產(chǎn)生的等離子體源的一部分)的輻射。 這是因為這種等離子體源通常輸出來自激光的伴隨電磁輻射。光譜純度濾光片在實際應用中可以設置在輻射路徑中的任何位置處。在一個實施 例中，光譜純度濾光片設置在接收來自極紫外輻射源的含極紫外的輻射并傳遞極紫外輻射 至合適的下游的極紫外輻射光學系統(tǒng)的區(qū)域，其中來自極紫外輻射源的輻射布置成在進入 光學系統(tǒng)之前通過光譜純度濾光片。在一個實施例中，光譜純度濾光片在極紫外輻射源內(nèi)。 在一個實施例中，光譜純度濾光片在極紫外光刻設備內(nèi)。在一個實施例中，光譜純度濾光片 設置在輻射路徑中等離子體后面、收集器的前面。在一個實施例中，這里的構(gòu)思可以并入到 光刻設備或其他工具的窗口或氣鎖中。雖然本申請詳述了光刻設備在制造ICs中的應用，應該理解到，這里描述的光刻 設備可以有其他應用，例如制造集成光學系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示 器、液晶顯示器(LCDs)、薄膜磁頭等。本領域技術(shù)人員應該看到，在這種替代應用的情況中， 可以將其中使用的任意術(shù)語“晶片”或“管芯”分別認為是與更上位的術(shù)語“襯底”或“目標 部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進行處理，例如在軌道(一種典型地將 抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的抗蝕劑進行顯影的工具)、測量工具和/或檢驗工具 中。在可應用的情況下，可以將這里公開內(nèi)容應用于這種和其他襯底處理工具中。另外，所 述襯底可以處理一次以上，例如為產(chǎn)生多層IC，使得這里使用的所述術(shù)語“襯底”也可以表 示已經(jīng)包含多個已處理層的襯底。在允許的情況下，術(shù)語“透鏡”可以表示不同類型的光學構(gòu)件中的任何一種或其組 合，包括折射式的、反射式的、磁性的、電磁的以及靜電光學構(gòu)件。雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施例，應該理解本發(fā)明可以應用于與上面描 述的不同的情況。上面的說明書是示例性的而不是限定的。因此，本領域的技術(shù)人員應當 理解，在不背離所附的權(quán)利要求的保護范圍的條件下，可以對本發(fā)明進行修改。
權(quán)利要求
1.一種光譜純度濾光片，配置用以透射極紫外(EUV)輻射并且偏轉(zhuǎn)非極紫外 (non-EUV)伴隨電磁輻射，所述光譜純度濾光片包括對極紫外輻射具有至少20%的透射 率的材料的主體和對非極紫外伴隨電磁輻射具有至少50%的反射的材料的層，所述層設置 在所述主體的輻射入射側(cè)面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光譜純度濾光片，還包括位于所述主體的輻射出射表面處的 具有高發(fā)射率的材料的層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光譜純度濾光片，其中，所述材料的發(fā)射率大于0.3。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光譜純度濾光片，其中，所述具有高發(fā)射率的材料的層設 置在所述材料的層的輻射入射側(cè)面上。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的光譜純度濾光片，其中，對非極紫外伴隨電磁輻 射具有反射性的所述材料的層選自下面的組鉬、釕、金、銅以及碳。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的光譜純度濾光片，其中，所述材料的層對波長在 亞微米范圍內(nèi)的電磁輻射具有至少10%的吸收率，優(yōu)選為至少50%的吸收率。
7.一種光譜純度濾光片，配置成透射至少20%的極紫外(EUV)輻射并偏轉(zhuǎn)至少50% 的非極紫外伴隨電磁輻射，所述光譜純度濾光片包括材料的主體和具有高發(fā)射率的材料的 層，所述材料的層具有至少0. 3的發(fā)射率，所述具有高發(fā)射率的材料的層布置在所述主體 的輻射出射表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光譜純度濾光片，其中，所述具有高發(fā)射率的材料的層設置 在所述主體的輻射入射側(cè)面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的光譜純度濾光片，其中，所述主體包括透射極紫外輻射的 材料和抑制非極紫外伴隨電磁輻射的材料的多層結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的光譜純度濾光片，其中，所述主體的材料選自下 面的組銣(Rb)、鍶(Sr)、釔(Y)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、碳(C)、釕(Ru)、硅(Si)。
11.一種用在光刻設備中或與光刻設備一起使用的源模塊，所述源模塊構(gòu)造成生成極 紫外(EUV)輻射并輸出極紫外輻射和非極紫外伴隨電磁輻射，所述源模塊包括根據(jù)前述權(quán) 利要求中任一項所述的光譜純度濾光片。
12.—種光刻設備，布置成將圖案從圖案形成裝置投影到襯底上，所述光刻設備包括根 據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的光譜純度濾光片和/或根據(jù)權(quán)利要求11所述的源模塊。
13.一種器件制造方法，包括將圖案化的極紫外(EUV)輻射束投影到襯底上，其中所述 極紫外輻射被根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的光譜純度濾光片過濾，所述極紫外輻射 由根據(jù)權(quán)利要求11所述的源模塊生成，或所述極紫外輻射通過根據(jù)權(quán)利要求12所述的光 刻設備投影。
14.一種器件制造方法，包括步驟使用輻射源生成包括極紫外(EUV)輻射和非極紫外(non-EUV)伴隨電磁輻射的輻射；使用光譜純度濾光片過濾所述輻射、以透射極紫外輻射并偏轉(zhuǎn)非極紫外伴隨電磁輻 射，所述光譜純度濾光片包括對極紫外輻射具有至少50%的透射率的材料的主體和對非極 紫外伴隨電磁輻射具有至少50%的反射的材料的層，所述層設置在所述主體的輻射入射側(cè) 面上；和將透射的極紫外輻射的圖案化的束投影到襯底上。
15. 一種器件制造方法，包括步驟使用輻射源生成包括極紫外(EUV)輻射和非極紫外(non-EUV)伴隨電磁輻射的輻射； 使用光譜純度濾光片過濾所述輻射、以透射極紫外輻射并偏轉(zhuǎn)非極紫外伴隨電磁輻 射，所述光譜純度濾光片包括對極紫外輻射具有至少20%的透射率的材料的主體和在所述 主體的輻射出射表面處具有至少0. 3的發(fā)射率的材料的層；和 將透射的極紫外輻射的圖案化的束投影到襯底上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光譜純度濾光片，配置用以透射極紫外(EUV)輻射并偏轉(zhuǎn)或吸收非極紫外伴隨輻射。在一個實施例中，光譜純度濾光片包括對極紫外輻射具有高的透射率的材料的主體和在所述主體的輻射入射側(cè)面上對非極紫外伴隨輻射具有高的反射性的材料的層。在一個實施例中，光譜純度濾光片包括對極紫外輻射具有高的透射率的材料的主體和在所述主體的末端上的具有高發(fā)射率的材料的層。
文檔編號G02B5/20GK102099747SQ200980128327
公開日2011年6月15日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者A·M·雅庫尼恩, J·H·J·莫爾斯, L·A·斯佳梅諾克, V·Y·班尼恩 申請人:Asml荷蘭有限公司