CN102047151A - 辐射系统、辐射收集器、辐射束调节系统、用于辐射系统的光谱纯度滤光片以及用于形成光谱纯度滤光片的方法 - Google Patents
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Abstract
一种辐射系统被配置以产生辐射束。所述辐射系统包括腔,所述腔包括:辐射源,被配置以产生辐射;辐射束发射孔阑;和辐射收集器,被配置以收集由所述源产生的辐射,且将所收集的辐射传递至所述辐射束发射孔阑。所述辐射收集器包括被配置以改善经由所述孔阑被发射的所述辐射的光谱纯度的光谱纯度滤光片。所述光谱纯度滤光片包括:基衬底;在所述基衬底上的多层堆叠,所述多层堆叠包括多个交替层和在所述多层堆叠的顶侧中的多个凹陷,所述凹陷被配置以允许具有所述第一波长的辐射在所述第一方向上被反射和在所述第二方向上反射具有所述第二波长的辐射;其中,所述凹陷被配置成使得它们的横截面具有对称性的轮廓。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年5月30日申请的美国临时申请61/057,704的权益,且通过引用将其全部内容并入本文中。
技术领域
本发明涉及辐射系统、辐射收集器、辐射束调节系统、用于辐射系统的光谱纯度滤光片以及用于形成光谱纯度滤光片的方法。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上,通常是衬底的目标部分上的机器。例如,可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情形中,可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如,硅晶片)上的目标部分(例如,包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常,图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常,单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。
已广泛地承认光刻术是IC和其它的器件和/或结构制造中的关键步骤之一。然而,随着使用光刻术制造的特征的尺寸不断变小,光刻术成为了使微型的IC或其它器件和/或结构能够制造的更为关键的因素。
通过如等式(1)中所示出的分辨率的瑞利准则来给出图案印刷的极限的理论估计:
其中,λ是所使用的辐射的波长,NAPS是用于印刷图案的投影系统的数值孔径,k1是依赖于工艺的调整因子,也称为瑞利常数,以及CD是被印刷的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。从等式(1)可以得出,可以以三种方式实现减小特征的最小可印刷尺寸:通过缩短曝光波长λ、通过增加数值孔径NAPS或通过减小k1的值。
为了缩短曝光波长,并因此使最小可印刷的尺寸减小,已经提出使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射源被配置以输出约13nm的辐射波长。因此,EUV辐射源可以构成朝向获得小的特征印刷迈进的非常重要的一步。这样的辐射用术语“极紫外”或“软x射线”来表示,可能的源例如包括激光产生等离子体源、放电等离子体源或来自电子储存环的同步加速器辐射。伴随有用的EUV频带内辐射,EUV辐射源还可以产生几乎相等的(且有时是更多的)不期望的频带外红外(“IR”)和深紫外(“DUV”)辐射。
光谱纯度滤光片已经被开发以从用于曝光的辐射束中滤除非EUV辐射。然而,已经开发的光谱纯度滤光片可能不能承受高热负载,可能在尺寸上受限制以及可能不能提供期望的过滤。
发明内容
期望提供一种改进的辐射系统。还期望提供一种辐射系统,该辐射系统可以产生用在光刻术中的在光谱上充分纯的辐射束。还期望提供经久耐用的辐射系统,其可以通过将不被期望的辐射的路径改变到辐射束的外部来产生纯极紫外(EUV)辐射的束。
根据本发明的一个实施例,提供了一种光谱纯度滤光片,其被配置以在第一方向上反射具有第一波长的辐射和在与所述第一方向不同的第二方向上反射具有第二波长的辐射。所述光谱纯度滤光片包括基衬底和在所述基衬底上的多层堆叠。所述多层堆叠包括多个交替层和在所述多层堆叠的顶侧中的多个凹陷。所述凹陷被配置以允许具有所述第一波长的辐射在所述第一方向上被反射和在所述第二方向上反射具有所述第二波长的辐射。所述凹陷被配置成使得它们的横截面具有对称性的轮廓。
根据本发明的一个实施例,提供了一种辐射系统,其被配置以产生辐射束。所述辐射系统包括腔,所述腔包括:辐射源,被配置以产生辐射;辐射束发射孔阑;和辐射收集器,被配置以收集由所述源产生的辐射,且将所收集的辐射传递至所述辐射束发射孔阑。所述辐射收集器包括如上所述的光谱纯度滤光片,所述光谱纯度滤光片被配置以增强经由所述孔阑发射的所述辐射的光谱纯度。
根据本发明的一个实施例,提供了一种辐射收集器,其被配置以收集由被配置产生极紫外辐射的辐射源产生的辐射和将所收集的辐射发送至辐射系统的中间焦点。所述辐射收集器包括如上所述的光谱纯度滤光片,所述光谱纯度滤光片被配置成增强所述极紫外辐射的光谱纯度。
根据本发明的一个实施例,提供了一种辐射束调节系统,其被配置用于调节光刻设备中的辐射束,所述辐射束调节系统包括第一和第二反射器阵列。所述第一反射器阵列中的每一反射器被配置成将来自所述辐射束的中间焦点的辐射引导到所述第二反射器阵列中的反射器中的一个上。所述第二反射器阵列中的反射器被配置以将辐射投影到由所述辐射束调节装置提供的被调节的辐射束中。所述第一和第二反射器中的至少一个反射器设置有光谱纯度滤光片,所述光谱纯度滤光片被配置以在第一方向上反射具有第一波长的辐射和在不同于所述第一方向的第二方向上反射具有第二波长的辐射。所述光谱纯度滤光片包括基衬底和在所述基衬底上的多层堆叠。所述多层堆叠包括多个交替层和在所述多层堆叠的顶侧中的多个凹陷。所述凹陷被配置以允许具有所述第一波长的辐射在所述第一方向上被反射和在所述第二方向上反射具有所述第二波长的辐射。
根据本发明的一个实施例,提供了一种形成光谱纯度滤光片的方法,所述方法包括:在衬底上形成辐射敏感材料层;在所述辐射敏感材料上曝光辐射的干涉图案;显影所述辐射敏感材料,以在所述衬底上形成图案化的掩模;蚀刻所述衬底的表面,所述掩模形成在所述衬底的所述表面上用以形成纹理表面;和在所述纹理表面上设置包括多个交替层的多层堆叠,所述多层堆叠被配置成对极紫外辐射是反射性的。
附图说明
下面仅通过示例的方式,参考示意性附图对本发明的实施例进行描述,其中示意性附图中相应的参考标记表示相应的部件,在附图中:
图1示出根据本发明的实施例的光刻设备;
图2示出根据本发明的实施例的光刻设备;
图3示出根据本发明的实施例的辐射源和正入射收集器;
图4示出根据本发明的实施例的辐射源和施瓦兹希尔(Schwarzschild)类型的正入射收集器;
图5示出可以在图1的光刻设备中使用的光谱纯度滤光片的实施例;
图6示出根据本发明的使用光谱纯度滤光片的辐射束调节系统的布置;
图7示出在图6中示出的布置的变形;
图8a至8g示出形成光谱纯度滤光片的方法;和
图9示出用在图8a至8g中示出的方法中的、将辐射的干涉图案投影到目标上的系统。
具体实施方式
图1示意性地示出光刻设备的实施例,其可以是本发明的实施例或包括本发明的实施例。所述设备包括:照射系统(照射器)IL,其配置用于调节辐射束B(例如,极紫外(EUV)辐射);支撑结构或图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT,其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)MA并与配置用于精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连;衬底台(例如晶片台)WT,构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W,并与配置用于精确地定位衬底的第二定位装置PW相连;和投影系统(例如反射式投影透镜系统)PS,所述投影系统PS配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。
所述照射系统可以包括各种类型的光学部件,例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合,以引导、成形、或控制辐射。
支撑结构MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置MA。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台,例如,其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。
术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应,例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的,并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置,每一个小反射镜可以独立地倾斜,以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
术语“投影系统”可以包括任意类型的投影系统,包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合,如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。可能期望对于EUV或电子束辐射使用真空,这是因为其它气体可能吸收太多的辐射或电子。因此,可能在真空壁和真空泵的帮助下给整个束路径提供真空环境。
如这里所示的,所述设备是反射型的(例如,采用反射式掩模)。替代地,所述设备可以是透射型的(例如,采用透射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中,可以并行地使用附加的台,或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时,将一个或更多个其它台用于曝光。
参照图1,所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源SO可以是辐射系统3(即辐射产生单元3)的一部分。辐射系统3和所述光刻设备可以是分立的实体。在这种情况下,辐射系统3不会考虑成形成光刻设备的一部分,并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统的帮助,将所述辐射束从辐射系统3的源SO传到所述照射器IL。在其它情况下,所述源可以是所述光刻设备的组成部分。
可以以多种方式配置辐射系统3的源SO。例如,源SO可以是激光产生等离子体源(LPP源),例如锡LPP源(这样的LPP源实质上是已知的),或放电产生等离子体源(DPP源)。源SO还可以是不同类型的辐射源。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器。通常,可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外,所述照射器IL可以包括各种其它部件,例如积分器和聚光器。可以将所述照射器用于调节所述辐射束,以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如,掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如,掩模)MA上,并且通过所述图案形成装置来形成图案。在已经从图案形成装置(例如掩模)MA反射之后,所述辐射束B通过投影系统PS,所述投影系统PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF2(例如,干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助,可以精确地移动所述衬底台WT,例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地,可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器IF1用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。
可以将所述设备用于以下模式中的至少一种中:
1.在步进模式中,在将支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT保持为基本静止的同时,将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即,单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动,使得可以对不同目标部分C曝光。
2.在扫描模式中,在对支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时,将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即,单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如掩模台)MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。
3.在另一种模式中,将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)MT保持为基本静止,并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时,将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中,通常采用脉冲辐射源,并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间,根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如,如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体,或完全不同的使用模式。
图2示意性示出了EUV光刻设备的另一实施例,具有类似于图1的实施例中显示的设备的操作的操作原理。在图2的实施例中,所述设备包括源-收集器-模块或辐射单元3(在此处又被称为辐射系统)、照射系统IL和投影系统PS。根据一实施例,辐射单元3设置有辐射源SO,优选地是激光产生等离子体(“LPP”)源。在本实施例中,由辐射源SO发出的辐射可以从源腔7经由气体阻挡构件或“翼片阱”9传送到腔8中。在图2中,腔8包括辐射收集器10。
图2示出了掠入射收集器10的应用。然而,收集器可以是正入射收集器,尤其在源是LPP源的情形中。在又一实施例中,收集器可以是Schwarzschild收集器(参见图4),且源可以是DPP源。
辐射可以从腔8中的孔阑聚焦到虚拟源点12(即中间焦点IF)。从腔8,辐射束16在照射系统IL中经由正入射反射器13、14被反射到定位在支撑结构或图案形成装置支撑件(例如掩模版或掩模台)MT上的图案形成装置(例如掩模版或掩模)上。形成了图案化的束17,其通过投影系统PS经由反射元件18、19成像到晶片台或衬底台WT上。比所示出的元件更多的元件可以通常设置在照射系统IL和投影系统PS中。
可能在反射元件19中的一个的前面具有孔阑21从其中穿过的数值孔径(NA)盘20。孔阑21的尺寸确定图案化的辐射束17照射到衬底台WT上所成的角度αi。
在其它实施例中,辐射收集器是配置以将收集到的辐射聚焦到辐射束发射孔阑中的收集器、具有与所述源相一致的第一焦点和与辐射束发射孔阑相一致的第二焦点的收集器、正入射收集器、具有单个大致椭圆形的辐射收集表面截面的收集器以及具有两个辐射收集表面的Schwarzschild收集器中的一个或更多个。
另外,在另一实施例中,辐射源SO可以是包括光源的激光产生等离子体(LPP)源,其被配置以将具有预定波长的相干光束聚焦到燃料上。
例如,图3的横截面视图显示出辐射源单元3的实施例,包括正入射收集器70。收集器70具有椭圆配置,其具有两个自然椭圆焦点F1、F2。具体地,正入射收集器包括具有单辐射收集表面70s的收集器,其具有椭圆体的截面的几何构型。或者说,椭圆体辐射收集表面截面沿着虚拟椭圆体延伸(其的一部分由图中的虚线E显示)。
如由本领域技术人员所理解的,在收集器反射镜70是椭圆体的(即包括沿着椭圆体延伸的反射表面70s)的情形中,它将辐射从一个焦点F1聚焦到另一焦点F2。焦点位于椭圆体的长轴上且在距离椭圆中心的距离f=(a2-b2)1/2处,其中2a和2b分别是长轴和短轴的长度。在图1中显示的实施例包括LPP辐射源SO的情形中,收集器可以是图3中显示的单个椭圆体形的反射镜,其中光源SO位于一个焦点(F1)上且中间焦点IF建立在反射镜的另一焦点(F2)上。从位于第一焦点(IF1)的辐射源朝向反射表面70s发射的辐射和由所述表面朝向第二焦点F2反射的反射辐射由图中的线r示出。例如,根据一实施例,上述的中间焦点IF可以位于光刻设备的收集器和照射系统IL(参见图1、2)之间,或如果需要的话位于照射系统IL中。
图4的横截面视图示意性地示出了根据本发明的实施例的辐射源单元3’,包括收集器170。在这种情形中,收集器包括两个正入射收集器部分170a、170b,每一部分170a、170b优选地(但不是必须的)具有大致椭圆形的辐射收集表面截面。具体地,图4的实施例包括Schwarzschild收集器设计,优选地由两个反射镜170a、170b构成。源SO可以位于第一焦点F1。例如,第一收集器反射镜部分170a可以具有凹反射表面(例如椭圆形或抛物线形状),其被配置以从第一焦点IF1发出的辐射朝向第二收集器反射镜部分170b聚焦,尤其是朝向第二焦点F2。第二反射镜部分170b可以被配置以将由第一反射镜部分170a朝向第二焦点IF2引导的辐射朝向另外的焦点IF(例如中间焦点)聚焦。第一反射镜部分170a包括孔阑172,经由孔阑172辐射(由第二反射镜170b反射的)可以被朝向另外的焦点IF发射。例如,图4的实施例可能有利于与DPP辐射源结合使用。
在本实施例中,源SO是与激光源相关联的LPP源,该激光源被配置以产生具有预定波长的相干光束。激光被聚焦到燃料(例如通过燃料供给器供给的和例如包括燃料液滴的燃料)上,以在激光产生等离子体过程中由所述燃料产生辐射。在这一实施例中所获得的辐射可以是EUV辐射。在非限制性的实施例中,激光的预定波长是10.6微米(即μm)。例如,燃料可以是锡(Sn)或不同类型的燃料,如由本领域的技术人员所理解的。
辐射收集器70可以被配置以收集由源产生的辐射且将收集的辐射聚集到腔3的下游辐射束发射孔阑60。
例如,源SO可以被配置以发射发散的辐射,收集器70可以被布置以反射所述发散的辐射,用于提供会聚的辐射束,从而朝向发射孔阑60会聚(如图3和4)。尤其是,收集器70可以将辐射聚焦到系统的光轴O上的焦点IF上(参见图2),该焦点IF位于发射孔阑60内。
发射孔阑60可以是圆形孔阑,或具有另一形状(例如椭圆的、方形的或另一形状)。发射孔阑60优选地很小,例如具有小于约10cm的直径,优选地小于1cm(在横向于辐射发射方向T的方向上所测量的,例如在孔阑60具有圆形横截面的情形中的径向方向上)。优选地,光轴OX位于中心地延伸通过孔阑60,然而这不是必须的。
因为可能由辐射源SO产生的红外辐射(IR)可能导致对收集器的下游的反射镜以及掩模版台进行加热,所以期望从被提供至图案形成装置MA的期望的EUV辐射滤除IR。还可能期望从EUV滤除深紫外(DUV)辐射(例如具有在约190-250nm的范围内的波长),这是因为DUV可能使得衬底W上的抗蚀剂中的EUV图像模糊化。
根据本发明的一实施例,光谱纯度滤光片11被设置至光刻设备的反射镜。光谱纯度滤光片11的非限制性实施例被在图5中示出且被表示为A、B、C和D。如在下文更进一步地详细讨论的,光谱纯度滤光片可以被设置在上述讨论的收集器的任一个的反射镜上或设置至诸如图2中显示的反射镜18或19的照射系统IL中的反射镜。虽然不是必须的,期望光谱纯度滤光片11满足下述的规格。
为了收集器保持对具有13.5nm(EUV)的波长的辐射是反射性的,光谱纯度滤光片11包括施加至光滑的(例如抛光的)衬底上的涂层,该衬底典型地用于收集器。涂层可以包括材料交替的多个层(参见图5),以便在光滑的衬底上产生所谓的多层堆叠100。在一实施例中,多层堆叠100可以包括量级约1000的多个交替层且具有约7μm的总厚度。本领域中已知的交替层的材料的任何适合的组合可以被使用。
在多层堆叠100已经被施加至光滑的衬底上,多层堆叠的顶侧可以被蚀刻或被溅射掉成例如随机的方形(参见图5中的A)、随机的锯形(参见图5中的D)或随机的波形图案(参见图5中的B和C),以在多层堆叠100的顶侧上产生多个凹陷110,从而形成光谱纯度滤光片11。
在一实施例中,凹陷110可以具有例如在图5中显示的对称性的横截面。
在一实施例中,凹陷110可以具有不期望的辐射的波长的约五分之一(即/5)的深度和适合的轮廓(参见图5),允许凹陷在不同于反射期望的EUV辐射的方向的方向上散射(约50x)或反射零级不被期望的辐射(例如IR和/或DUV)。同时,EUV对比度可能由多层堆叠中的多个交替层来确定,如由本领域所已知的。期望的EUV辐射可以被直接地或使用额外的反射镜反射至中间焦点IF。
图5的光谱纯度滤光片11被配置以增强被经由孔阑60发射的辐射(在图3和4中显示的)的光谱纯度。在一实施例中,滤光片11被配置以仅朝向孔阑60透射辐射的期望的光谱部分。例如滤光片11可以被配置以反射、阻挡辐射的其它的“不被期望的”光谱部分或使其转向。优选地,滤光片11被配置以提供对辐射的其它的“不被期望的”光谱部分的阻挡、转向和反射中的一个或更多个的组合。
根据一实施例,期望的光谱部分(即被经由孔阑60发射的)是EUV辐射(例如具有小于20nm的波长,例如13.5nm的波长)。滤光片11可以被配置以透射所述期望的光谱部分的至少50%、优选地大于80%的入射辐射(即从源SO朝向滤光片引导的辐射)。例如,为了滤除具有约10μm的波长λ的辐射,多层堆叠的顶侧上的凹陷可以是约2μm深(且因此如果堆叠具有约1000对的交替层,那么约300对多层深)。
在一实施例中,光谱纯度滤光片还可以包括薄涂层,在凹陷已经被产生之后,该薄涂层被设置至多层堆叠的顶侧。涂层可以具有约0.2nm至约1nm的厚度。所述涂层可以包括展现出高导电性且不氧化的金属。例如,所述金属可以是从由Ru,Pd,Pt,Rh,Ro,Ti,Au,Mo,Zr,Cu,Fe,Cr,Ni,Zn和Ag构成的组中选出的。在一实施例中,所述金属可以是从由Ru,Pd,Pt,Rh,Ro,Ti和Au构成的组中选出的。
在一实施例中,反射式的多层堆叠可以被沉积到抛光的收集器反射镜上。反射式多层堆叠可以通过湿法蚀刻、干法蚀刻、刮擦和/或使用任何适合的光刻技术设置有光谱纯度滤光片,以将期望的光谱纯度滤光片转移至反射器表面。
在一实施例中,所述反射式多层堆叠可以沉积到衬底上和如上所述地形成的光谱纯度滤光片上。包括多层反射器和光谱纯度滤光片的衬底可以之后用例如适合的粘结剂连接至抛光的收集器反射镜。
图8a至8g显示出一种过程,通过该过程可以形成本发明的光谱纯度滤光片。如所显示的,所述过程以衬底300开始,其可以例如是抛光的收集器反射镜。
反射式多层堆叠301形成在衬底300的表面上。诸如抗蚀剂302的辐射敏感材料层沉积到反射式的多层堆叠301的顶部上。辐射303的干涉图案之后被投影到辐射敏感层302上。辐射敏感层301的材料之后被显影,用于在反射式的多层堆叠301的表面上产生图案化的掩模304。所述表面之后被蚀刻,例如被化学蚀刻,使得图案化的掩模304在蚀刻的作用下在反射式多层堆叠301表面上产生了纹理表面305,从而形成了光谱纯度滤光片。最终,如果需要的话,薄涂层306可以形成到该多层堆叠的顶侧,如上所述。
应当理解,如上所述,衬底300可以是其上期望形成光谱纯度滤光片的部件(诸如反射器),可替代地,所述衬底可以是光谱纯度滤光片形成在其上的独立的部件,该独立的部件之后连接至光谱纯度滤光片被期望位于其上的部件。
图9示意性地示出了在使用图8a至8g中显示的方法形成光谱纯度滤光片的期间可以用于将辐射的干涉图案投影到衬底上的系统。然而应当理解,可以设置可替代的系统,用于将辐射的干涉图案投影到形成光谱纯度滤光片所在的表面上。
如图9所示,所述系统可以包括窄带辐射源350。例如,窄带辐射源350可以包括UV源351和窄带滤光片352。所述系统还包括用于将干涉图案引入到由窄带辐射源350产生的辐射束中的布置。例如,如图9所示,可以设置标准具353(也被称为法布里-珀罗干涉仪)。此外,光学部件可以被设置以适当地将干涉图案投影到目标354上。例如,如所显示的,非球面的扩束器光学装置355可以设置在辐射源350和标准具353之间,且场透镜356可以设置在标准具和目标354之间。
应当理解,如果诸如图9中显示的布置被使用,那么投影到目标354上的辐射的干涉图案可以通过调节所使用的辐射的波长、辐射束的强度和/或通过调节标准具的间距来进行调节。
还应当理解,如上所述的形成光谱纯度滤光片的方法,尤其是使用诸如图9中显示的布置将辐射的干涉图案投影到衬底上,可以使得能够在相对大的部件上形成需要的纹理表面,诸如如上所述的收集器反射镜。另外,这样的系统可能是有利的,因为它可能适用于形成纹理表面,并且因此适合于将如上所述的光谱纯度滤光片形成在弯曲的表面上。
根据一实施例,光谱纯度滤光片11可以被配置以从被发射的辐射中滤除来自辐射源的相干激光的具有预定波长的辐射的至少一部分。尤其是,被发射的被期望的一部分辐射具有比所述相干激光明显低的波长。相干激光的波长可以例如大于10微米。在一实施例中,被滤除的相干激光具有10.6微米的波长。
在上文中,光谱纯度滤光片11已经应用到包括辐射收集器的辐射系统中。在一实施例中,本文描述的实施例的光谱纯度滤光片可以应用至光刻设备的照射系统IL中的反射镜。
通过组合光谱纯度滤光片与收集器反射镜,频带外的辐射可以在更靠近其源的位置处被处理,使得由于实施滤光技术在所谓的光柱的更上游处实现没有额外的EUV(或最小的)损失。因为光谱滤光片定位在光柱中的最大表面处,所以它可以具有相对低的功率负载。此外,直至中间焦点IF的长光路是可以利用的,其可以允许使用更小的发散角,以防止不期望的辐射离开源SO且进入照射器IL。本发明的实施例的光谱纯度滤光片可以保持在恶劣环境中工作且因此可以不需要被昂贵的滤光片替换,从而潜在地节省了资金。
图6示意性地显示出照射系统的一部分,其可以被设置用于根据本发明的实施例的光刻设备。尤其是,图6中显示的布置可以被提供,用于至少部分地调节辐射束。
如图6所示,辐射被从中间焦点200提供至第一反射器阵列201,其中的每一反射器将辐射束的一部分聚焦到第二反射元件阵列202上的各自的反射元件上。第二反射元件阵列202中每一反射元件被配置以将入射到第二反射器阵列202的反射器上的辐射引导到由辐射束调节装置提供的被调节的辐射束203中。
被调节的辐射束203例如可以被引导到图案形成装置上,所述图案形成装置用于将图案赋予辐射束,作为光刻过程的一部分。在这样的布置中,第二反射器阵列202中的每一个反射器可以被配置成使得第一反射器阵列201中的相关元件的场被成像到图案形成装置上。这样的布置通常称为“蝇眼积分器”。在这样的布置中,第一反射器阵列201的反射器通常被称为场面反射镜(field facet mirror),第二反射器阵列202中的反射器通常被称为光瞳面反射镜(pupil facet mirror)。可以理解,这样的布置被配置成使得在图案形成装置处(或在辐射束调节装置的出口处)的场由第一反射器阵列201中的多个交叠图像构成。这提供来自中间焦点200的辐射的混合,即由辐射源发射的辐射的混合,从而提供了改善的照射均匀性。
在图6中显示的布置中,第一反射器阵列201中的每个反射器设置有根据上文讨论的实施例之一的光谱纯度滤光片。
此外,第一和第二反射器阵列201、202被配置成,使得具有期望波长的辐射被从第一反射器阵列201中的每一个反射器反射至第二反射器阵列202中的各自的反射器。第二反射器阵列202的各自的反射器被适当地配置以反射期望波长的辐射,以形成被调节的辐射束203的一部分。另一方面,不被期望的波长的辐射被沿不同的方向从第一反射器阵列201的每一反射器反射且因此入射到第二反射器阵列202的不同的反射器上。在这种情形中,不被期望的波长的辐射从它入射到其上的第二反射器阵列202的反射器反射,使得它不会形成被调节的辐射束203的一部分。
在优选的布置中,如图6中所显示的,辐射吸收器204被设置,它被配置以吸收在一方向上反射的不被期望的波长的辐射,使得它不会形成被调节的辐射束203的一部分。例如,辐射吸收器204可以被布置成孔阑的形式,该孔阑允许在第一方向上反射的期望波长的辐射穿过孔阑以形成被调节的辐射束203,但吸收在不同方向上反射的不被期望的波长的辐射。
应当理解,在诸如图6显示的布置中,具有不被期望的波长的辐射可以被第一反射器阵列201中的每一个反射器反射到第二反射器阵列202中的多个反射器上。此外,第二反射器阵列202中的每一反射器可以接收来自第一反射器阵列201中的第一反射器的具有期望波长的辐射,反射这样的期望的辐射使得它被包含在被调节的辐射束203中,以及接收来自第一反射器阵列201中的一个或更多的其它反射器的具有不被期望波长的辐射,反射这样的不被期望的辐射使得它不会形成被调节的辐射束203的一部分。
图7示意性地示出了与图6中示出的布置相类似的布置。相应地,为了简短起见,省略了对于对应的特征的描述。图7中示出的布置与图6中示出的布置之间的差别在于第一和第二反射器阵列201、202被配置成使得,具有不被期望的波长的辐射被从第一反射器阵列201中的每一反射器反射,使得辐射被引导至第二反射器阵列202中的两个反射器之间的空间。因此,仅仅期望波长的辐射被第一反射器阵列201中的反射器反射到第二反射器阵列202中的反射器上,且随后形成被调节的辐射束203的一部分。如图7所示,辐射吸收器205可以被设置到第二反射器阵列202的与第一反射器阵列201的相反侧上。辐射吸收器205可以被配置以吸收具有不被期望的波长的辐射,该辐射第二反射器阵列202中的反射器之间穿过。
图6和7中示出的布置所示出的布置中的辐射吸收器204、205可以设置有冷却系统,用于耗散由于吸收具有不被期望的波长的辐射所产生的热量。
还应当理解,虽然图6和7中显示的布置被使得光谱纯度滤光片设置在第一反射器阵列201中的反射器上,但是可以提供可替代的布置,其中光谱纯度滤光片可替代地或另外地设置在第二反射器阵列202中的反射器上。在每一情形中,光谱纯度滤光片可以被布置,使得具有期望波长的辐射被引导,使得它形成被调节的辐射束,同时具有不被期望的波长的辐射被在一个或更多的方向上引导且可以被适合的辐射吸收器所吸收。
图6和7中的布置可能有利于防止不期望的波长的辐射进入到光刻设备的剩余部分。另外,在辐射束调节系统中使用的所述反射器阵列中的反射器上形成光谱纯度滤光片比在例如如上所述的收集器反射镜上形成光谱纯度滤光片更加容易。此外,收集器反射镜操作所在的环境可以使得在收集器反射镜上形成的光谱纯度滤光片的使用寿命可以比光谱纯度滤光片在图6和7中示出的辐射束调节系统中的反射器上形成时的使用寿命更短。
尽管在本文中可以做出具体的参考,将所述光刻设备用于制造IC,但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用,例如,集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。
虽然在上文对本发明的实施例应用于光学光刻术情形中已经做出了具体的参考,但是应当理解本发明可以用于其他应用中,例如压印光刻术,在条件允许的情况下,不限于光学光刻术。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射,包括:紫外(UV)辐射(例如具有约365、355、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如,具有在5-20nm范围内的波长)以及粒子束(例如离子束或电子束)。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例,但是应该理解的是本发明可以以与上述不同的形式实现。例如,本发明可以采取包含用于描述上述公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式,或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式(例如,半导体存储器、磁盘或光盘)。
以上描述旨在进行解释,而不是限制性的。因而,本领域技术人员可以理解,在不背离所附权利要求的保护范围的前提下可以对所描述的发明进行修改。
应当理解,在本申请中术语“包括”不排除其它的元件或步骤。另外,术语“一”和“一个”都不排除多个。权利要求中的任何参考标记不应当解释成限制权利要求的范围。
Claims (41)
1.一种光谱纯度滤光片,被配置以在第一方向上反射具有第一波长的辐射和在与所述第一方向不同的第二方向上反射具有第二波长的辐射,所述光谱纯度滤光片包括:
基衬底;
在所述基衬底上的多层堆叠,所述多层堆叠包括多个交替层;和
在所述多层堆叠的顶侧中的多个凹陷,所述凹陷被配置以允许具有所述第一波长的辐射在所述第一方向上被反射和在所述第二方向上反射具有所述第二波长的辐射;
其中,所述凹陷被配置成使得它们的横截面是对称性的轮廓。
2.根据权利要求1所述的光谱纯度滤光片,其中所述凹陷的深度为约所述第二波长的五分之一。
3.根据权利要求1或2所述的光谱纯度滤光片,其中所述第一波长为约13.5nm,所述第二波长为约10μm。
4.根据权利要求1、2或3所述的光谱纯度滤光片,其中所述基衬底包括抛光的反射镜。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光谱纯度滤光片,还包括在所述多层堆叠的顶侧上的涂层。
6.根据权利要求5所述的光谱纯度滤光片,其中所述涂层包括从由Ru,Pd,Pt,Rh,Ro,Ti,Au,Mo,Zr,Cu,Fe,Cr,Ni,Zn和Ag构成的组中选出的金属。
7.根据权利要求6所述的光谱纯度滤光片,其中所述金属是从由Ru,Pd,Pt,Rh,Ro,Ti和Au构成的组中选出的。
8.根据权利要求5、6或7所述的光谱纯度滤光片,其中所述涂层具有约0.2nm至约1nm的厚度。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的光谱纯度滤光片,其中所述抛光的反射镜被配置成光刻设备的辐射系统的收集器的一部分。
10.根据权利要求4至8中任一项所述的光谱纯度滤光片,其中所述抛光的反射镜被配置成光刻设备的照射系统的一部分。
11.一种辐射系统,被配置以产生辐射束,所述辐射系统包括腔,所述腔包括:
辐射源,被配置以产生辐射;
辐射束发射孔阑;和
辐射收集器,被配置以收集由所述源产生的辐射,和将所收集的辐射传递至所述辐射束发射孔阑,所述辐射收集器包括根据权利要求1至8中任一项所述的光谱纯度滤光片;
其中,所述光谱纯度滤光片被配置以增强经由所述孔阑发射的所述辐射的光谱纯度。
12.根据权利要求11所述的辐射系统,其中所述辐射源被配置以产生极紫外辐射,且经由所述孔阑发射的辐射是所述极紫外辐射。
13.根据权利要求12所述的辐射系统,其中所述光谱纯度滤光片被配置成在所述第一方向上朝向所述孔阑反射所述极紫外辐射且在不同于所述第一方向的第二方向上反射除所述极紫外辐射之外的辐射。
14.根据权利要求13所述的辐射系统,其中所述除所述极紫外辐射之外的辐射包括红外辐射和/或深紫外辐射。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的辐射系统,其中所述凹陷的深度为约2μm,且所述在所述第二方向上被反射的辐射的波长是约10μm。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的辐射系统,其中所述辐射源是激光产生等离子体源,所述激光产生等离子体源包括辐射源,所述辐射源被配置以将具有预定波长的相干辐射束聚焦到燃料上,其中所述光谱纯度滤光片被配置成从由所述源产生的辐射滤除具有所述相干辐射的预定波长的辐射的至少一部分。
17.根据权利要求16所述的辐射系统,其中所述预定的波长是约10.6μm。
18.一种辐射收集器,被配置以收集由被配置产生极紫外辐射的辐射源产生的辐射和将所收集的辐射发送至辐射系统的中间焦点,所述辐射收集器包括根据权利要求1-8中任一项所述的光谱纯度滤光片;
其中所述光谱纯度滤光片被配置成增强所述极紫外辐射的光谱纯度。
19.根据权利要求18所述的辐射收集器,其中所述光谱纯度滤光片被配置成在所述第一方向上朝向所述中间焦点反射所述极紫外辐射且在远离所述中间焦点的第二方向上反射除所述极紫外辐射之外的辐射。
20.根据权利要求19所述的辐射收集器,其中所述凹陷的深度为在远离所述中间焦点的方向上被反射的辐射的波长的约五分之一。
21.根据权利要求18、19或20所述的辐射收集器,其中所述凹陷的深度为约2μm。
22.一种辐射束调节系统,被配置用于调节光刻设备中的辐射束,所述辐射束调节系统包括第一和第二反射器阵列;
其中所述第一反射器阵列中的每一反射器被配置成将来自所述辐射束的中间焦点的辐射引导到所述第二反射器阵列中的反射器中的一个上;
所述第二反射器阵列中的反射器被配置以将辐射投影到由所述辐射束调节装置提供的被调节的辐射束中;和
所述第一和第二反射器中的至少一个反射器设置有光谱纯度滤光片,所述光谱纯度滤光片被配置以在第一方向上反射具有第一波长的辐射和在不同于所述第一方向的第二方向上反射具有第二波长的辐射,所述光谱纯度滤光片包括:
基衬底;
在所述基衬底上的多层堆叠,所述多层堆叠包括多个交替层;和
在所述多层堆叠的顶侧上的多个凹陷,所述凹陷被配置以允许具有所述第一波长的辐射在所述第一方向上被反射和在所述第二方向上反射具有所述第二波长的辐射。
23.根据权利要求22所述的辐射束调节系统,其中所述第一反射器阵列中的反射器每一个设置有所述光谱纯度滤光片;
所述第一反射器阵列中的每一个反射器被配置成,使得具有所述第一波长的入射到所述第一反射器阵列中的反射器上的辐射被反射至与所述第一反射器阵列中的反射器相关联的所述第二反射器阵列中的第一反射器,具有所述第二波长的入射到所述反射器上的辐射被反射至与所述第一反射器阵列中的所述反射器相关联的所述第二反射器阵列中的第二反射器。
24.根据权利要求23所述的辐射束调节系统,其中与所述第一反射器阵列中的每一反射器相关联的所述第二反射器阵列中的反射器被配置成,使得具有所述第一波长的辐射被与所述第一反射器阵列中的每一反射器相关联的所述第二反射器阵列中的所述第一反射器反射,使得所述第一波长的辐射被包含在由所述辐射束调节装置提供的所述被调节的辐射束中;和
具有所述第二波长的辐射被与所述第一反射器阵列中的每一反射器相关联的所述第二反射器阵列中的所述第二反射器反射至辐射吸收器,所述辐射吸收器被配置成吸收具有所述第二波长的辐射。
25.根据权利要求22所述的辐射束调节系统,其中所述第一反射器阵列中的反射器每个设置有所述光谱纯度滤光片;和
所述第一反射器阵列中的每一个反射器被配置成使得具有所述第一波长的辐射被反射至所述第二反射器阵列中的反射器,且具有所述第二波长的辐射被反射至所述第二反射器阵列中的两个反射器之间的空间。
26.根据权利要求25所述的辐射束调节系统,其中所述第二反射器阵列中的所述反射器被配置成反射具有所述第一波长的辐射,使得它被包含在由辐射束调节装置提供的被调节的辐射束中。
27.根据权利要求25或26所述的辐射束调节系统,还包括辐射吸收器,所述辐射吸收器被配置成吸收具有所述第二波长的辐射,所述具有所述第二波长的辐射被所述第一反射器阵列中的反射器反射至所述第二反射器阵列中的两个反射器之间的空间。
28.根据权利要求22至27中任一项所述的辐射束调节系统,其中所述凹陷的深度为所述第二波长的约五分之一。
29.根据权利要求22至28中任一项所述的辐射束调节系统,其中所述第一波长为约13.5nm,所述第二波长为约10μm。
30.根据权利要求22至29中任一项所述的辐射束调节系统,其中所述基衬底包括抛光的反射镜。
31.根据权利要求22至30中任一项所述的辐射束调节系统,还包括在所述多层堆叠的顶侧上的涂层。
32.根据权利要求22至31中任一项所述的辐射束调节系统,其中所述涂层包括从由Ru,Pd,Pt,Rh,Ro,Ti,Au,Mo,Zr,Cu,Fe,Cr,Ni,Zn和Ag构成的组中选出的金属。
33.根据权利要求32所述的辐射束调节系统,其中所述金属是从由Ru,Pd,Pt,Rh,Ro,Ti和Au构成的组中选出的。
34.根据权利要求31至33中任一项所述的辐射束调节系统,其中所述涂层的厚度为约0.2nm至约1nm。
35.一种形成光谱纯度滤光片的方法,所述方法包括步骤:
在衬底上设置包括多个交替层的多层堆叠,所述多层堆叠被配置成对极紫外辐射是反射性的;
在所述多层堆叠上形成辐射敏感材料层;
在所述辐射敏感材料上曝光辐射的干涉图案;
显影所述辐射敏感材料,以在所述多层堆叠上形成图案化的掩模;和
蚀刻所述多层堆叠的表面,所述掩模形成在所述多层堆叠的所述表面上,用以形成纹理表面。
36.根据权利要求35所述的形成光谱纯度滤光片的方法,还包括在所述多层堆叠上形成涂层的步骤。
37.根据权利要求36所述的形成光谱纯度滤光片的方法,其中所述涂层包括从由Ru,Pd,Pt,Rh,Ro,Ti,Au,Mo,Zr,Cu,Fe,Cr,Ni,Zn和Ag构成的组中选出的金属。
38.根据权利要求37所述的形成光谱纯度滤光片的方法,其中所述金属是从由Ru,Pd,Pt,Rh,Ro,Ti和Au构成的组中选出的。
39.根据权利要求36至38中任一项所述的形成光谱纯度滤光片的方法,其中所述涂层的厚度为约0.2nm至约1nm。
40.根据权利要求35至39中任一项所述的形成光谱纯度滤光片的方法,其中所述干涉图案由紫外辐射的窄带源形成。
41.根据权利要求40所述的形成光谱纯度滤光片的方法,其中所述干涉图案通过使用标准具来形成。
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