TWI494616B - 多層反射鏡結構 - Google Patents

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Description

多層反射鏡結構
本發明係關於一種反射鏡結構，特別是關於一種提高反射率之多層反射鏡結構。
近年來，伴隨著半導體積體電路的微細化的發展，已開發有投影曝光裝置(Projection Exposure Equipment)，為提高因光的繞射極限而受限制的光學系統的析像度，常使用波長較紫外線還短，例如：極紫外光(Extreme Ultraviolet；EUV；11~14nm左右)或深極紫外光(Deep Extreme Ultraviolet；DEUV；5~8nm左右)以代替先前之紫外線。
一般係以鉬(Mo)與矽(Si)或鈮(Nb)與矽(Si)交互沈積或蒸鍍於基材而形成一週期性的多層膜構造，當滿足布拉格(Bragg)方程式時，反射波有建設性干涉，可得高反射率，供作為反射鏡之用。
極紫外光遠低於可見光之波長且接近X光的範圍。由於EUV輻射具有幾乎會被每種物質吸收的特質，故再也不易使用具備透射罩幕及透射光學件譬如透鏡的習知系統。因此EUV輻射係由高反射性反射鏡光學件反射或聚焦，此等反射鏡被造型為將輻射導引到要被圖案化的晶圓上。
因此，EUV反射鏡具有一高反射性表面且必須具有在高熱下維持其形狀的特質。為了達成EUV反射鏡的兩項要求，一多層式系統被施用於一具有一極低熱膨脹的基板。在一般情況下，會將各自具有奈米級厚度的鉬材料層與和矽材料層以各40層的方式交替地沈積於基材。在該等鉬/矽層之每一界面處會反射該輻射之一部分，使得理想中能有70%以上的入射輻射被反射。
然而，由於EUV輻射具有幾乎會被每種物質吸收的特質，使得上述的70%反射率僅為理想值，在實際上均無法達到此一理想的反射值。
因此，如何克服上述習知技術的缺失，實已成為本領域之人亟欲解決之問題。
緣此，本發明之目的即是提供一種多層反射鏡結構，藉由低損耗結構以減少第一材料層所用的材料，以提高本發明對極紫外光的反射率。
本發明之多層反射鏡結構，包括基板、第一材料層以及第二材料層。第一材料層與第二材料層交互堆疊於基板上，其中，各該第一材料層分別具有複數個低損耗區域，各該低損耗區域係分別具有低損耗結構，以在該極紫外光照射於該低損耗區域時，藉由各該低損耗結構以降低該第一材料層對該極紫外光的損耗。
在本發明之一實施態樣中，該低反射結構係為穿孔，貫穿該第一材料層。
在本發明之另一實施態樣中，該低反射結構係嵌埋於該第一材料層中。
經由本發明之技術手段，由於本發明之多層反射鏡結構之各該第一材料層係分別具有低損耗區域，各該低損耗區域分別具有低損耗結構。因此，當極紫外光照射於本發明時，各該第一材料層之低損耗結構能夠有效降低該極紫外光照射於第一材料層所造成的耗損，而提高第一材料層之反射效果。
1‧‧‧多層反射鏡結構
10‧‧‧基板
11‧‧‧第一材料層
110‧‧‧低損耗區域
111、111a‧‧‧低損耗結構
12‧‧‧第二材料層
2‧‧‧極紫外光
第1圖係為本發明多層反射鏡結構之結構示意圖；第2圖係為本發明之第一材料之上視圖；第3圖係為第1圖之A-A線段之剖面圖；第4圖係為極紫外光照射於本發明多層反射鏡結構之示意圖；及第5圖係為本發明另一實施態樣之第一材料之上視圖。
以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
請同時參閱第1圖至第3圖，第1圖係為本發明多層反射鏡結構之結構示意圖，第2圖係為本發明之第一材料之上視圖，第3圖係為第1圖之A-A線段之剖面圖。
如圖所示，本發明之多層反射鏡結構1包括基板10、 複數層第一材料層11、以及複數層第二材料層12。複數層第一材料層11與複數層第二材料層12係交互堆疊於基板10表面，以形成多層反射鏡結構1，其中，該第一材料層11係為矽材料層，而該第二材料層12係為鉬材料層。而本發明之多層反射鏡結構1在結構上係由40層之第一材料層11以及40層之第二材料層12交互堆疊而成。而為了容易辨識及閱讀，故在圖式中省略部份的第一材料層11以及第二材料層12。
如第2圖所示，本發明之多層反射鏡結構1之各該第一材料層11係分別具有複數個低損耗區域110，並且在各該低損耗區域110分別具有低損耗結構111，用以降低對該極紫外光(EUV)之損耗。
須說明者，在第2圖中，各個相鄰的低損耗區域110之間的虛線係輔助性地用以在此定義出第一材料層11之複數個低損耗區域110。於實際實施時，僅於各該第一材料層11具有複數個低損耗結構111，係以規則或不規則排列方式嵌埋於第一材料層11中，而不會有任何形式的線條出線於第一材料層11表面。
如第1圖與第3圖所示，在本實施態樣中，各該第一材料層11之低損耗結構111可為固態物質或氣態物質，嵌埋於該第一材料層11中，而各該低損耗區域110係以垂直該第一材料層11之厚度方向之方式分布。為了在圖式中方便呈現，故在此以氣態物質之低損耗結構111作為實施方式之說明。
在本實施態樣中，係將氣態物質嵌埋於第一材料層11中以形成氣泡，而由於氣泡的本質係為低損耗結構111， 相較於由矽材料所構成之第一材料層11，該低損耗結構111對於極紫外光具有較低的熱吸收率，也因此使得低損耗結構111對於極紫外光的反射效果相較於矽材料之第一材料層11來的高，進而提升各該第一材料層11對於極紫外光的反射率。
須說明者，本實施態樣所述之氣態物質可為氦、氖、氬、氪、氙、氡、氟、氯、氫、氧、或氮等，然本實施態樣所述之氣態物質僅係用以作為實施方式之說明，並不以此為限，所屬技術領域具有通常知識者當可依據上述所例舉之氣態物質而替換為一般空氣或其他氣態物質。
此外，雖然在本實施態樣中低損耗結構111係以氣態物質作為實施方式之說明，當然也可以是固態物質，而該固態物質可為鍶或鈹等但是並不以此為限。係將該固態物質嵌埋於第一材料層11中，以提升各該第一材料層11對於極紫外光的反射率。
請參閱第4圖，其係為極紫外光照射於本發明多層反射鏡結構之示意圖。如圖所示，由於本發明之多層反射鏡結構1係將低損耗結構111嵌埋於第一材料層11中，該低損耗結構111相較於第一材料層11之矽材料具有較低之熱吸收率。因此，當極紫外光2照射於第一材料層11時，具有較低熱吸收率的低損耗結構111對於極紫外光2的吸收率相較於第一材料層11來的低，進而使得極紫外光2照射於低損耗結構111的反射效果相較於第一材料層11來的高。
請參閱第5圖，其係為本發明另一實施態樣之第一材料之上視圖。如圖所示，本實施態樣之組成與作用方式與前一實施態樣大致相同，其差異在於在本實施態樣中，各該第一材料層11之複數個低損耗結構111a係為穿孔，各該穿孔係貫穿該第一材料層11。
請一併參閱第1圖，由於本實施態樣之低損耗結構111a係為穿孔，極紫外光2可藉由該穿孔穿透該第一材料層11，藉此減少第一材料層11對極紫外光2之熱吸收率，而同樣達到提升反射率之結果。
須說明者，雖然圖式中所示之穿孔係為圓形，並且呈規則狀排列。惟，此一呈現方式係用以方便審查人員閱讀及了解本發明，並不以此為限，亦可視實際情況將穿孔之形狀設計為方形或蜂巢狀，而穿孔的排列方式亦可為其他形式的規則狀或是不規則狀排列，合先敘明。
綜上所述，本發明之多層反射鏡結構1係以嵌埋低損耗結構111、111a於第一材料層11中，或是以穿孔貫穿第一材料層11，以減少第一材料層11對於極紫外光2的熱吸收率，進而達到提升反射效果的目的。其中，低損耗結構111、111a的尺寸與形狀以及排列方式均不限於上述之實施態樣，只要在不影響第一材料層11的結構強度下，可以盡量增加低損耗結構111、111a之尺寸及數量。
上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何本領域中具有通常知識者均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾 與變化。
1‧‧‧多層反射鏡結構
10‧‧‧基板
11‧‧‧第一材料層
111‧‧‧低損耗結構
12‧‧‧第二材料層

Claims (8)

  1. 一種多層反射鏡結構，用以反射極紫外光，包括：基板；以及設置於該基板上且交互堆疊之複數層第一材料層與複數層第二材料層，其中，各該第一材料層分別具有複數個低損耗區域，各該低損耗區域係分別具有低損耗結構，以在該極紫外光照射於該低損耗區域時，藉由各該低損耗結構以降低該第一材料層對該極紫外光的損耗，其中，各該低損耗區域係以垂直該第一材料層之厚度方向之方式分布。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多層反射鏡結構，其中該第一材料層係為矽材料層，該第二材料層係為鉬材料層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多層反射鏡結構，其中，各該第一材料層之低損耗結構係為穿孔，各該穿孔係貫穿該第一材料層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多層反射鏡結構，其中，各該低損耗結構係分別嵌埋於該第一材料層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之多層反射鏡結構，其中，該低損耗結構係為固態物質。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之多層反射鏡結構，其中，該固態物質係為鍶、或鈹。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之多層反射鏡結構，其中，該低損耗結構係為氣態物質。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之多層反射鏡結構，其中，該氣態物質係為氦、氖、氬、氪、氙、氡、氟、氯、氫、氧、或氮。
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