CN102099747B - 辐射源、光刻设备以及器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光谱纯度滤光片，配置用以透射极紫外(EUV)辐射并偏转或吸收非极紫外伴随辐射。在一个实施例中，光谱纯度滤光片包括对极紫外辐射具有高的透射率的材料的主体和在所述主体的辐射入射侧面上对非极紫外伴随辐射具有高的反射性的材料的层。在一个实施例中，光谱纯度滤光片包括对极紫外辐射具有高的透射率的材料的主体和在所述主体的末端上的具有高发射率的材料的层。

Description

辐射源、光刻设备以及器件制造方法
相关申请的参考援引
本申请要求于2008年8月14日递交的美国临时申请61/136,152和2008年11月26日递交的美国临时申请61/193,420的权益，这里以参考的方式将美国临时申请61/136,152和美国临时申请61/193,420全文并入。
技术领域
本发明涉及一种用于极紫外(EUV)辐射光刻设备的辐射源、一种光刻设备以及一种器件制造方法。
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。在这种情况下，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待形成在所述IC的单层上的电路图案。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。所述图案的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现的。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓的步进机，在步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；和所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。
为了能够将甚至更小的结构投影到衬底上，已经提出使用极紫外辐射，极紫外辐射是具有在10-20nm范围内(例如在13-14nm范围)的波长的电磁辐射。还提出，可以使用具有小于10nm的波长的极紫外辐射，例如在5-10nm范围，例如6.7nm或6.8nm。
使用等离子体可以产生辐射。例如通过引导激光至合适的材料(例如锡)的颗粒，或通过引导激光至合适的气体或蒸汽(例如氙气或锂蒸汽)流束，可以产生等离子体。最终的等离子体发射输出辐射，例如极紫外辐射，其使用例如具有反射镜的正入射收集器进行收集，收集器接收辐射并将辐射聚焦成束。这种辐射源通常被称为激光产生的等离子体(LPP)源。
发明内容
除了辐射，等离子体辐射源的等离子体产生颗粒形式的污染物，例如热化的原子、离子、纳米团和/或微观粒子。所述污染物与所需的辐射一起从辐射源朝向收集器输出，可能引起掠入射收集器和/或其他部件的损坏。
除了所需的辐射，辐射源还可能输出伴随辐射(secondary radiation)。例如，除了所需的极紫外辐射，极紫外等离子体辐射源可以输出波长选自20-400nm范围的伴随辐射，最为特别的是深紫外(DUV)范围(100-400nm)的辐射。而且，伴随辐射可以包括具有特定的所需波长或极紫外辐射的波长范围的极紫外辐射，以及不具有所需波长或不在极紫外辐射的所需波长范围内的其他极紫外辐射。这些伴随辐射可以由于用于生成等离子体的激光而在LPP辐射源中产生，激光辐射具有比极紫外辐射(来自CO2激光器的通常具有10.6μm波长的辐射)长的波长。
在光刻技术中，期望改善光谱纯度，即期望从输出束中去除伴随辐射以得出较高比例的所需辐射。例如，抗蚀剂对伴随辐射的波长敏感，因而图像品质可能被恶化。因为极紫外光刻设备的光学系统具有高的反射率(例如对来自LPP源的波长为10.6μm的伴随辐射)，伴随辐射可能以相当高的功率到达衬底。附加地或替换地，伴随辐射，尤其是在LPP辐射源中的激光辐射会导致不想要的图案形成装置、衬底和/或光学系统的加热。
因此，例如期望提供一种用在辐射源中或与辐射源一起使用的光谱纯度滤光片，其中伴随辐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减少。具体地，期望提供一种光谱纯度滤光片，包括用在辐射源中或与辐射源一起使用的主体，辐射源构造成基本上减少入射在所述主体上的电磁辐射的功率负载。
根据本发明的一方面，提供一种光谱纯度滤光片，配置用以透射极紫外(EUV)辐射并且偏转非极紫外伴随电磁辐射，例如等离子体源的深紫外辐射和/或伴随辐射(例如CO2激光器的10.6μm的辐射)，所述光谱纯度滤光片包括：对极紫外辐射透射的材料的主体和对非极紫外伴随辐射反射的材料层，所述层设置在所述主体的辐射入射侧。可选地，对于所述材料的主体的极紫外辐射的透射率可以是至少20％。附加地或替换地，所述主体可以包括多层结构，其可以包括布置用以阻止层之间的材料扩散的抗扩散层。这种抗扩散层可以包括硅化物或碳化硼成分。所述材料的层可能具有对非极紫外伴随电磁辐射的至少50％的反射率。
主体的合适的材料可以选自下面的组：铷(Rb)、锶(Sr)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、碳(C)、钌(Ru)、硅(Si)。然而，尤其地，已经发现锆(Zr)是合适的用于主体的材料。
对非极紫外伴随电磁辐射反射的所述材料层可选地选自下面的组：钼、钌、金、铜以及碳。
所述材料的层可选地对波长在亚微米范围内的电磁辐射具有至少10％的吸收率，优选至少50％的吸收率。
根据本发明的一方面，提供一种光谱纯度滤光片，配置成透射极紫外(EUV)辐射并偏转非极紫外伴随电磁辐射，光谱纯度滤光片包括材料的主体和高发射率材料的层，所述层布置在所述主体的辐射出射表面上。所述材料的主体可以对极紫外辐射是高透射的。附加地或替换地，所述主体可以包括抗扩散层。这种抗扩散层可以包括硅化物或碳化硼成分。
根据本发明的一方面，提供一种用在光刻设备中或与光刻设备一起使用的源模块，所述源模块构造成生成极紫外(EUV)辐射并输出极紫外辐射和非极紫外伴随电磁辐射，所述源模块包括如前面所述的光谱纯度滤光片。
根据本发明的一方面，提供一种光刻设备，布置成将图案从图案形成装置投影到衬底上，所述光刻设备包括根据前面所述的光谱纯度滤光片和/或根据前面所述的源模块。
根据本发明的一方面，提供一种器件制造方法，包括将图案化的极紫外(EUV)辐射束投影到衬底上，其中所述极紫外辐射被根据前面所述的光谱纯度滤光片过滤，所述极紫外辐射由根据前面所述的源模块生成，或所述极紫外辐射通过根据前面所述的光刻设备投影。
根据本发明的一方面，提供一种器件制造方法，包括：使用辐射源生成包括极紫外(EUV)辐射和非极紫外(non-EUV)伴随电磁辐射的辐射；使用光谱纯度滤光片过滤所述辐射以透射极紫外辐射并偏转非极紫外伴随电磁辐射，所述光谱纯度滤光片包括对极紫外辐射高度透射的材料的主体和对非极紫外伴随辐射高度反射的材料的层，所述层设置在所述主体的辐射入射侧；和将透射的极紫外辐射的图案化的束投影到衬底上。
根据本发明的一方面，提供一种器件制造方法，包括：使用辐射源生成包括极紫外(EUV)辐射和非极紫外(non-EUV)伴随电磁辐射的辐射；使用光谱纯度滤光片过滤所述辐射以透射极紫外辐射并偏转非极紫外伴随电磁辐射，所述光谱纯度滤光片包括对极紫外辐射高度透射的材料的主体和在所述主体的辐射出射表面对极紫外辐射具有高的发射率的材料的层；和将透射的极紫外辐射的图案化的束投影到衬底上。
优选地，如前文中提出的光谱纯度滤光片构造成透射至少20％的极紫外辐射并偏转至少50％的入射的非极紫外伴随电磁辐射。具有高发射率的材料层可以具有例如至少0.3的发射率。
合适的主体的材料可以选自下面的组：铷(Rb)、锶(Sr)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、碳(C)、钌(Ru)、硅(Si)。然而，尤其地，已经发现锆(Zr)是合适的主体的材料。
附图说明
下面仅通过示例的方式，参考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标记表示相应的部件，在附图中：
图1示意地示出根据本发明一个实施例的光刻设备；
图2示出根据本发明一个实施例的光刻设备的详细示意图；
图3示意地示出根据本发明一个实施例的辐射源；
图4示意地示出根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的俯视图；
图5示意地示出根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的横截面图；
图6示出具有高的极紫外辐射透射率的材料的对比图；和
图7示出具有高发射率的材料的对比图。
具体实施例
图1示意地示出了根据本发明的一个的实施例的光刻设备1。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。所述设备还包括支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与配置用于根据特定的参数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，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据特定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如折射式或反射式投影透镜系统)PS，其配置成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。
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。
所述支撑结构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他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构MT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MT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)。这里使用的术语“掩模版”或“掩模”可以看作更为上位的“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“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。应该注意的是，赋予辐射束的图案可能不与衬底的目标部分上的所需图案精确地相同(例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，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。
这里使用的术语“投影系统”可以广义地解释为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。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
如图所示，所述设备是反射类型的(例如采用反射掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的图案形成装置台)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。源SO和光刻设备可以是分立的主体(例如当源是二氧化碳激光器)。在这种情况下，不会将源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BD的帮助，将所述辐射束从所述源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。源SO和照射器IL与需要时的束传递系统一起可以称为辐射系统。
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IL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。已经穿过图案形成装置MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统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，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，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MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对准标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置MA上的情况下，所述图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所示的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。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对支撑结构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。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构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详细地示出所述设备1，包括辐射源SO、照射光学系统单元IL以及投影系统PL。辐射源SO包括可以包括放电等离子体的辐射发射器2。EUV辐射可以由气体或蒸汽形成，例如氙气或锂蒸汽，其中产生极高温等离子体以发射在电磁光谱的EUV辐射范围内的辐射。通过使放电引起的部分电离的等离子体在光轴O上发生破坏，由此产生所述极高温等离子体。为了充分产生辐射，需要例如10Pa分压的氙或锂蒸汽或任何其他合适的气体或蒸汽。在一些实施例中，可以使用锡。由辐射发射器2发射的辐射从源室3而传递进入收集器室4。在一个实施例中，辐射源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(示意地示出为矩形)。允许通过收集器6的辐射被光栅光谱滤光片7反射，以在位于收集器室4中的孔处的虚源点8聚焦。离开收集器室4，辐射束9在照射光学系统单元IL内经由第一和第二正入射反射器10、11反射到定位在支撑结构MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上。形成图案化的束12，其在投影系统PL内经由第一和第二反射元件13、14成像到保持在衬底台WT上的衬底(未示出)。通常在照射光学系统单元IL和投影系统PL内存在比示出的多的元件。
图3示意地示出根据本发明的一个实施例的辐射源。辐射源模块SO可以包括容器20，布置具有液态目标材料22，例如锡或钆。容器20可以布置具有合适的机构或开口(未示出)，用于传输锡或钆的液体液滴24a、24b、24c、24d至区域26，其中液滴配置成与由激光器30提供的激光束28碰撞。激光束28可以涉及具有10.6微米的CO2激光。替换地，可以使用分别具有在1-11微米范围内的波长的其他合适的激光器。期望地，使用合适的光学系统(未示出)将激光束聚焦到区域26。通过与激光束相互作用，液滴24a、24b、24c、24d被转变成等离子体状态，其可以发射6.7nm辐射，或其他在5-20nm范围内的极紫外辐射。
发射的EUV束32可能通过配置用以收集或偏转从区域26发射的颗粒碎片的合适的碎片减少系统34(例如在图2中示意地示出的污染物阱5)而被截断。极紫外束32a基本上是没有碎片的，其随后进入辐射源或光刻设备的下一个光学系统36，例如光刻设备的配置成适当地调节束32a的照射系统IL。辐射源SO可以包括缓冲气体，用于与激光产生的等离子体源协同工作。缓冲气体可以具有对极紫外辐射的至少50％的透射率，和对伴随辐射的至少70％的吸收率。期望地，缓冲气体具有对极紫外辐射的至少90％或至少95％的透射率。此外，期望缓冲气体具有对伴随辐射的至少90％的吸收率。
为了改善光谱纯度，使用与极紫外源一起使用或用于极紫外源的光谱纯度滤光片。一个问题在于，如何形成对伴随电磁辐射具有高的抑制(例如10倍或更高)和对极紫外辐射具有高的透射的光谱纯度滤光片，因为几乎所有的材料都吸收极紫外辐射。附加地或替换地，如果光谱纯度滤光片是基于伴随辐射的吸收原理，则产生一个问题，如何减少作用在光谱纯度滤光片上的热负载。
可以使用纯反射型光谱纯度滤光片，其结合对红外伴随辐射(例如，10.6μm波长辐射)具有抗反射(AR)涂层的极紫外辐射反射顶层。然而，找到同时有效地反射极紫外辐射和在充分大的角度范围内有效地透射或吸收伴随辐射的材料组合是具有挑战性的。
可以使用透射光谱纯度滤光片，其中极紫外辐射被透射，而伴随电磁辐射(例如，10.6μm波长辐射)被偏转。例如，可以提供光谱纯度滤光片，其透射极紫外和伴随电磁辐射，并且利用通过相栅的衍射而改变伴随电磁辐射的方向。然后，通过其中具有孔的主体阻塞伴随电磁辐射，而极紫外辐射通过该孔，以避免光谱纯度滤光片的热问题。然而，用这种相栅很难获得非常高的衍射效率，因为其涉及非常精确的对波长的几何形状的调整。其还可能仅对非常窄的波长范围和入射角有效。此外，这种方案不会减少入射到光谱纯度滤光片的主体上的辐射的功率负载。
如另一示例，使用具有多个孔的结构化金属膜。如果孔比预期至少部分被拦截的电磁辐射的波长小很多，则辐射透射率将会小。如果孔远大于辐射的波长，则透射率将与开口面积成比例。例如横截面(例如直径)为1 to 5μm的孔足够小以基本上阻挡10.6μm辐射，同时足够大以透射极紫外辐射。与具有孔的两维的结构不同，可以使用一维的线栅。这种线栅仅偏转电磁辐射的偏振中的一个，而通过在截面结构中按序使用偏振中的两个，可以偏转电磁辐射的两个偏振。然而，为了获得足够的极紫外辐射透射率，所述结构应该是非常开放的，并且孔之间的壁(或线栅的线)应该非常窄。当金属部分太窄，10.6μm辐射将不再能有效地被抑制，并且所述结构可能对热或升温问题非常脆弱和敏感。
透射光谱纯度滤光片通常由薄膜形成，因为大多数材料对极紫外辐射不透明。在一个实施例中，该膜包括锆，对极紫外辐射最透明的材料之一。然而，因为这种膜对伴随电磁辐射的反射率和发射率低，锆光谱纯度滤光片会遭受过热的麻烦，这限制了其寿命。例如，当Si/Zr薄膜光谱纯度滤光片升温到400℃以上时，其光学性能会降低。
因此，问题仍然是提供对波长在5-20nm范围内、优选为6.7或13.5nm的极紫外辐射具有高的透射率性质并且能够有效地从极紫外辐射束去除例如具有大约10.6μm波长的伴随电磁辐射的光谱纯度滤光片。
根据本发明的一个实施例，提供一种具有改进的功能的透射光谱纯度滤光片。具体地，提供一种具有改进的或优化的冷却的光谱纯度滤光片。通过降低操作温度并因此延长其寿命，可以改善或提高透射薄膜光谱纯度滤光片的性能。通过提供具有包括主体的结构的光谱纯度滤光片，可以实现这种操作温度的降低，其中所述结构构造用于在所述辐射到达光谱纯度滤光片的主体之前、从极紫外束偏转或反射伴随电磁辐射的至少50％。参照图4和5将介绍根据本发明的一方面的光谱纯度滤光片的细节。
图4示意地示出根据本发明的一个实施例的光谱纯度滤光片40的俯视图。光谱纯度滤光片40可以布置具有多层结构42，多层结构包括例如50个交替的Zr/Si层。一个实施例可以具有2-200个之间的交替的Zr/Si层。
在一个实施例中，光谱纯度滤光片40可以包括网眼(未示出)。网眼可以与多层结构42的仅一个侧面相邻，或可以位于多层结构42的两个侧面上，或可以部分地透过进入多层结构42，或可以从多层结构42的一个侧面穿透到另一侧面。网眼提高多层结构42的整体强度。多层结构42安装在基部44中。在一个实施例中，形状是基本上环形的，但是它可以是任何形状。基部44便于将光谱纯度滤光片40并入到光刻设备中。
图5示意地示出在图4中示出的光谱纯度滤光片40的一部分的横截面。如图5所示，光谱纯度滤光片40包括多层结构42。多层结构42具有如图所示的前侧面和后侧面。前侧面接收入射辐射，并针对伴随电磁辐射的最大反射率进行优化。应该认识到，为了能够基本上减小入射到多层结构42上的辐射的功率负载，伴随电磁辐射的至少50％的偏转是足够的。为了清楚起见，这些层的一部分(元件(c)和(d))被图示成与其他层间隔分开，但是在实际应用中所有的层是相互接触或非常地接近。
多层结构42的元件(b)对应光谱纯度滤光片的主体。主体包括对极紫外辐射透明的材料的单层或多层。多层可以包括在主体中重复N次的单层(元件(a))或在主体中重复N次的多层叠层(元件(a))。多层叠层(元件(a))可以包括多达n层。多个单层不需要包括相同的材料层。多层叠层不需要包括相同的材料层或不需要以相同的次序设置。材料和层的次序可以重新布置，以便提供最大的极紫外辐射透明度，和/或最大的伴随电磁辐射的反射，和/或最小的操作温度。
多层结构42的元件(c)是对伴随电磁辐射(例如10.6μm波长的辐射)高反射的材料层。这种层通过反射或偏转伴随电磁辐射而减小作用在滤光片主体上的功率负载，并由此降低光谱纯度滤光片的主体的操作温度。合适的材料包括钼、钌、金、铜以及碳。尤其地，钼具有合适的传导性质，同时保持良好的极紫外辐射透射率。应该认识到，虽然参照10.6μm辐射对光谱纯度滤光片的功能进行了讨论，但是这种示例并不是限制性的。
多层结构42的元件(d)可以是具有高发射率的材料层。应该认识到，在光谱纯度滤光片的前表面处元件(d)是可选的，但是期望的是，元件(d)总是布置在主体(b)的后表面处，主体(b)的后表面在主体(b)的辐射出射表面处。由于当辐射从一个表面发射时，功率(P)涉及温度(T)乘以发射率(ε)，由公式给出：P＝const*εT4，因此，这个层有助于提高光谱纯度滤光片的冷却。在一个实施例中，该层的材料是碳化物、氧化物和/或亚硝酸盐。碳化物和氧化物具有ε＞0.9的非常高的发射率。应该认识到，对于实际应用至少0.3的发射率可以是足够的。该层可以应用在光谱纯度滤光片的后侧面和/或前侧面上。该层可以由与光谱纯度滤光片的主体中使用的材料不同的材料形成。通过主体材料(a)和/或(b)、或反射层材料(c)的表面处理可以实现该层。
当层(d)布置在光谱纯度滤光片的主体(b)的前(即，辐射入射)表面处，期望该层构造成实现对波长在亚微米范围内的伴随辐射至少10％、更期望至少50％的吸收。期望地，光谱纯度滤光片的主体(b)构造成实现对进入主体的伴随辐射的至少90％的吸收。结果，例如极紫外束中的深紫外辐射被基本上过滤去掉，由此进一步减小了光谱纯度滤光片的主体(b)上的电磁辐射的功率负载。
可以应用在根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片中的材料的示例包括：铷(Rb)、锶(Sr)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、碳(C)、钌(Ru)、硅(Si)以及它们的氧化物、碳化物和亚硝酸盐。参考图6和7，比较这些材料的性质。硅通常用于抑制深紫外辐射。
图6示出具有高极紫外辐射透射率的材料(铷(Rb)、锶(Sr)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、碳(C)、钌(Ru))的图解对比。熔化温度、极紫外透射率和电导率以相对于最大值被标准化的相对比例示出。最大值为：熔化温度等于3800K；极紫外透射率等于0.967；电导率等于0.187·106Ohm-1cm-1。所有材料的极紫外透射率是针对50nm厚度的情况给出的。
图7示出具有高发射率的材料(碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、碳化锆(ZrC)、氧化钇(Y2O3)、氧化锆(ZrO2)、二氧化钼(MoO2)以及二氧化铌(NbO2))的图解对比。熔化温度、极紫外透射率和发射率以相对于最大值被标准化的相对比例示出。最大值为：熔化温度等于3803K；极紫外透射率等于0.956；发射率等于0.95。所有材料的极紫外透射率是针对10nm厚度的情况给出的。
在一个实施例中，主体(元件(b))可以具有：锆(Zr)层，每一层的厚度大约为1nm；和硅层，每一层的厚度大约为3nm。在一个实施例中，这些层中的每一层的厚度可以是变化的，即不管是否是不同的材料或是相同的材料，不是所有的层具有相同的厚度。
当具有硅和锆层的光谱纯度滤光片加热到高温，硅层可能会扩散到锆层，并且形成对深紫外辐射透明的硅化物。为了帮助防止硅的扩散和锆的硅化，图5中示出的光谱纯度滤光片的主体(元件(a)和/或元件(b))由下面的层结构形成：[Zr/ZrSi2/Si/ZrSi2/Zr]。硅化锆(ZrSi2)层用作扩散阻挡层。替换地或附加地，扩散阻挡层可以包括碳化硼成分。通常每个材料的层的厚度选自0.2-10nm的范围。例如通过磁控溅射可以应用或涂覆ZrSi2层。钇或图6中任何其他合适的材料可以用来替换锆(Zr)。因此，合适的钇的硅化物或其他合适的材料的硅化物可以用作扩散阻挡物。
因此，可以提供具有高的极紫外辐射透射率、长寿命以及低操作温度的光谱纯度滤光片。在一个实施例中，优化光谱纯度滤光片用于CO2激光辐射的最大反射和最大发射率。在一个实施例中，通过降低其操作温度来改善Si/Zr薄膜光谱纯度滤光片的性能、由此延长这种光谱纯度滤光片的寿命。在一个实施例中，作用在光谱纯度滤光片上的CO2激光辐射的功率负载可以减小至少5倍。光谱纯度滤光片的操作温度将减小超过200摄氏度。
在一个实施例中，由于伴随电磁辐射而传递至衬底和/或光刻设备的一部分上的功率和由于存在伴随电磁辐射导致的对比度损失可以被显著地减小。极紫外辐射束聚焦的热稳定性可以被改善，重叠不确定性降低。
应该认识到，本发明的实施例可以用于任何类型的极紫外源，包括但不限于放电产生的等离子体源(DPP源)，或激光产生的等离子体源(LPP源)。然而，本发明的一个实施例可以尤其适于抑制来自激光源(通常形成激光产生的等离子体源的一部分)的辐射。这是因为这种等离子体源通常输出来自激光的伴随电磁辐射。
光谱纯度滤光片在实际应用中可以设置在辐射路径中的任何位置处。在一个实施例中，光谱纯度滤光片设置在接收来自极紫外辐射源的含极紫外的辐射并传递极紫外辐射至合适的下游的极紫外辐射光学系统的区域，其中来自极紫外辐射源的辐射布置成在进入光学系统之前通过光谱纯度滤光片。在一个实施例中，光谱纯度滤光片在极紫外辐射源内。在一个实施例中，光谱纯度滤光片在极紫外光刻设备内。在一个实施例中，光谱纯度滤光片设置在辐射路径中等离子体后面、收集器的前面。在一个实施例中，这里的构思可以并入到光刻设备或其他工具的窗口或气锁中。
虽然本申请详述了光刻设备在制造ICs中的应用，应该理解到，这里描述的光刻设备可以有其他应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该看到，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、测量工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将这里公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
在允许的情况下，术语“透镜”可以表示不同类型的光学构件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的以及静电光学构件。
虽然上面已经描述了本发明的具体实施例，应该理解本发明可以应用于与上面描述的不同的情况。上面的说明书是示例性的而不是限定的。因此，本领域的技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明进行修改。

Claims (15)

1.一种光谱纯度滤光片，配置用以透射极紫外(EUV)辐射并且反射非极紫外(non-EUV)伴随电磁辐射，所述光谱纯度滤光片包括：对极紫外辐射具有至少20％的透射率的材料的主体和对非极紫外伴随电磁辐射具有至少50％的反射的材料的层，所述层设置在所述主体的辐射入射侧面上。
2.根据权利要求1所述的光谱纯度滤光片，还包括位于所述主体的辐射出射表面处的具有高发射率的材料的层。
3.根据权利要求2所述的光谱纯度滤光片，其中，所述具有高发射率的材料的发射率大于0.3。
4.根据权利要求2或3所述的光谱纯度滤光片，其中，所述具有高发射率的材料的层设置在所述对非极紫外伴随电磁辐射具有至少50％的反射的材料的层的辐射入射侧面上。
5.根据权利要求1所述的光谱纯度滤光片，其中，对非极紫外伴随电磁辐射具有反射性的所述材料选自下面材料之一：钼、钌、金、铜以及碳。
6.根据权利要求1所述的光谱纯度滤光片，其中，所述材料的层对波长在亚微米范围内的电磁辐射具有至少10％的吸收率。
7.一种光谱纯度滤光片，配置成透射至少20％的极紫外(EUV)辐射并反射至少50％的非极紫外伴随电磁辐射，所述光谱纯度滤光片包括材料的主体和具有高发射率的材料的层，所述材料的层具有至少0.3的发射率，所述具有高发射率的材料的层布置在所述主体的辐射出射表面上。
8.根据权利要求7所述的光谱纯度滤光片，其中，所述具有高发射率的材料的层设置在所述主体的辐射入射侧面上。
9.根据权利要求7或8所述的光谱纯度滤光片，其中，所述主体包括透射极紫外辐射的材料和抑制非极紫外伴随电磁辐射的材料的多层结构。
10.根据权利要求7所述的光谱纯度滤光片，其中，所述主体的材料选自下面材料之一：铷(Rb)、锶(Sr)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、碳(C)、钌(Ru)、硅(Si)。
11.一种用在光刻设备中或与光刻设备一起使用的源模块，所述源模块构造成生成极紫外(EUV)辐射并输出极紫外辐射和非极紫外伴随电磁辐射，所述源模块包括根据前述权利要求中任一项所述的光谱纯度滤光片。
12.一种光刻设备，布置成将图案从图案形成装置投影到衬底上，所述光刻设备包括根据权利要求1-10中任一项所述的光谱纯度滤光片。
13.一种器件制造方法，包括将图案化的极紫外(EUV)辐射束投影到衬底上，其中所述极紫外辐射被根据权利要求1-10中任一项所述的光谱纯度滤光片过滤，所述极紫外辐射由根据权利要求11所述的源模块生成，或所述极紫外辐射通过根据权利要求12所述的光刻设备投影。
14.一种器件制造方法，包括步骤：
使用辐射源生成包括极紫外(EUV)辐射和非极紫外(non-EUV)伴随电磁辐射的辐射；
使用光谱纯度滤光片过滤所述包括极紫外(EUV)辐射和非极紫外(non-EUV)伴随电磁辐射的辐射、以透射极紫外辐射并反射非极紫外伴随电磁辐射，所述光谱纯度滤光片包括对极紫外辐射具有至少50％的透射率的材料的主体和对非极紫外伴随电磁辐射具有至少50％的反射的材料的层，所述层设置在所述主体的辐射入射侧面上；和
将透射的极紫外辐射的图案化的束投影到衬底上。
15.一种器件制造方法，包括步骤：
使用辐射源生成包括极紫外(EUV)辐射和非极紫外(non-EUV)伴随电磁辐射的辐射；
使用光谱纯度滤光片过滤所述包括极紫外(EUV)辐射和非极紫外(non-EUV)伴随电磁辐射的辐射、以透射极紫外辐射并反射非极紫外伴随电磁辐射，所述光谱纯度滤光片包括对极紫外辐射具有至少20％的透射率的材料的主体和在所述主体的辐射出射表面处具有至少0.3的发射率的材料的层；和
将透射的极紫外辐射的图案化的束投影到衬底上。
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