TWI510821B - 光譜純度濾光器 - Google Patents

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TWI510821B TW099145071A TW99145071A TWI510821B TW I510821 B TWI510821 B TW I510821B TW 099145071 A TW099145071 A TW 099145071A TW 99145071 A TW99145071 A TW 99145071A TW I510821 B TWI510821 B TW I510821B
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Vladimir Mihailovitch Krivtsun
Viacheslav Medvedev
Alexandre Kodentsov
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Asml Netherlands Bv
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Description

光譜純度濾光器
本發明係關於一種光譜純度濾光器，及(例如)一種適用於微影裝置及/或微影方法中之光譜純度濾光器。
本申請案主張2010年2月12日申請且全文以引用之方式併入本文中之美國臨時申請案61/304,115的權利。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。
微影被廣泛地認為係在IC以及其他器件及/或結構之製造中之關鍵步驟中的一者。然而，隨著使用微影所製造之特徵的尺寸變得愈來愈小，微影正變為用於使能夠製造小型IC或其他器件及/或結構之更具決定性的因素。
圖案印刷(亦即，圖案施加)限度之理論估計可藉由瑞立(Rayleigh)解析度準則給出，如方程式(1)所示：
其中λ為所使用之輻射的波長，NA 為用以印刷(亦即，施加)圖案之投影系統的數值孔徑，k 1 為程序依賴性調整因數(亦被稱作瑞立常數)，且CD 為經印刷(亦即，經施加)特徵之特徵大小(或臨界尺寸)。自方程式(1)可見，可以三種方式來獲得特徵之最小可印刷(亦即，可施加)大小的縮減：藉由縮短曝光波長λ、藉由增加數值孔徑NA ，或藉由降低k 1 之值。
為了縮短曝光波長且因此縮減最小可印刷(亦即，可施加)特徵大小，已提議使用極紫外線(EUV)輻射源。EUV輻射為具有在5奈米至20奈米之範圍內(例如，在13奈米至14奈米之範圍內，例如，在5奈米至10奈米之範圍內，諸如6.7奈米或6.8奈米)之波長的電磁輻射。可能的源包括(例如)雷射產生電漿(LPP)源、放電電漿(DPP)源，或基於藉由電子儲存環提供之同步加速器輻射之源。
可使用電漿來產生EUV輻射。用於產生EUV輻射之輻射系統可包括用於激發燃料以提供電漿之雷射，及用於含有電漿之源收集器模組。可(例如)藉由將雷射光束引導於燃料(諸如適當材料(例如，錫)之粒子，或適當氣體或蒸汽(諸如Xe氣體或Li蒸汽)之流)處來產生電漿。所得電漿發射輸出輻射(例如，EUV輻射)，其係使用輻射收集器加以收集。輻射收集器可為鏡面式正入射輻射收集器，其接收輻射且將輻射聚焦成光束。源收集器模組可包括經配置以提供真空環境來支援電漿之封閉結構或腔室。通常，此輻射系統被稱作雷射產生電漿(LPP)源。
實務EUV源(諸如使用電漿來產生EUV輻射之EUV源)不僅會發射所要「帶內」EUV輻射，而且會發射不良「帶外」輻射。此帶外輻射最顯著地係在深紫外線(DUV)輻射範圍(100奈米至400奈米)內。此外，在一些EUV源(例如，雷射產生電漿EUV源)之情況下，來自雷射之輻射(通常在10.6微米下)呈現大量帶外輻射。
在微影裝置中，出於若干原因而需要光譜純度。一個原因是：抗蝕劑對帶外輻射波長敏感，且因此，若將抗蝕劑曝光至此帶外輻射，則可能會劣化施加至抗蝕劑之圖案的影像品質。此外，帶外輻射紅外線輻射(例如，在一些雷射產生電漿源中的10.6微米之輻射)導致微影裝置內之圖案化器件、基板及光學儀器之非想要且不必要的加熱。此加熱可導致此等元件之損害、此等元件之使用壽命的降級，及/或投影至抗蝕劑塗佈基板上及施加至抗蝕劑塗佈基板之圖案中的缺陷或失真。
為了克服此等潛在問題，已提議若干不同透射光譜純度濾光器，該等透射光譜純度濾光器實質上防止紅外線輻射之透射，而同時允許EUV輻射之透射。此等所提議光譜純度濾光器中之一些包含一結構，該結構對(例如)紅外線輻射實質上不透明，而同時對EUV輻射實質上透明。此等及其他光譜純度濾光器亦可具備一或多個孔徑。可選擇孔徑之大小及間隔，使得藉由孔徑繞射(且藉此抑制)紅外線輻射，同時通過孔徑透射EUV輻射。具備孔徑之光譜純度濾光器相較於不具備孔徑之光譜純度濾光器可具有更高EUV透射率。此係因為EUV輻射將能夠比其傳遞通過給定厚度之固體材料更容易地傳遞通過孔徑。
舉例而言，典型光譜純度濾光器可由塗佈有反射金屬(諸如鉬)之矽基礎結構(例如，具備孔徑之矽柵格或其他部件)形成。在使用中，典型光譜純度濾光器可能會經受來自(例如)入射紅外線輻射及EUV輻射之高熱負荷。熱負荷可能會導致光譜純度濾光器之溫度高於攝氏800度。已發現，包含塗佈有鉬之矽的典型光譜純度濾光器在高於攝氏800度的情況下具有不能令人滿意地短的使用壽命。此係歸因於反射鉬塗層與下伏矽支撐結構之間的反應，該反應導致該塗層之最終分層。矽基礎結構之分層及降級藉由氫氣之存在而加速，在使用光譜純度濾光器的環境中通常使用氫氣作為氣體，以便抑制碎片(例如，諸如粒子或其類似者之碎片)進入或離開微影裝置之特定部分。
在微影裝置(及/或方法)中，需要最小化用以將圖案施加至抗蝕劑塗佈基板之輻射的強度損耗。此情形之一個原因是：理想地，儘可能多的輻射應可用於將圖案施加至基板，例如，以縮減曝光時間且增加產出率。同時，需要最小化傳遞通過微影裝置且入射於基板上之不良(例如，帶外)輻射的量。此外，需要確保用於微影方法或裝置中之光譜純度濾光器具有適當使用壽命，且不會由於光譜純度濾光器可被曝光至之高熱負荷及/或光譜純度濾光器可被曝光至之氫氣(或其類似者)而隨著時間快速地降級。因此，需要提供一種改良型(或替代)光譜純度濾光器，及(例如)一種適用於微影裝置及/或方法中之光譜純度濾光器。
根據本發明之一態樣，提供一種光譜純度濾光器，該光譜純度濾光器包含：一材料本體，複數個孔徑延伸通過該材料本體；該等孔徑經配置以抑制具有一第一波長之輻射且允許具有一第二波長之輻射之至少一部分透射通過該等孔徑，該第二輻射波長短於該第一輻射波長；該材料本體係由一鉬-錸合金或一鎢-錸合金或一鎢-鉬合金或一鎢-鉬-錸合金形成。
該合金中之錸的含量以原子百分比計可為：對於該鉬-錸合金為0.1%至49%；對於該鎢-錸合金為0.1%至27%；對於該鎢-鉬-錸合金為0.1%至49%。
該材料本體可進一步包含複數個奈米粒子，該複數個奈米粒子用於總體上增加該材料本體之一再結晶溫度。該等奈米粒子可包含Al2 O3 、HfO2 、ZrO2 、Y2 O3 、MgO、La2 O3 、Ce2 O3 、SrO、HfC中之一或多者。該等奈米粒子可以層之形式分佈於該材料本體內。
該等孔徑延伸通過的該材料本體之一面可包含或可具備由實質上純鉬或鎢形成之一區或層。在使用中，該面可經組態以面向包含該第一波長及/或該第二波長之入射輻射。
該第一輻射波長可具有在電磁光譜之紅外線區中的一波長，及/或該第一波長係在9微米至12微米之範圍內(例如，約9.4微米或約10.6微米)。
該第二輻射波長可具有實質上等於或短於具有在該電磁光譜之EUV部分中之一波長之輻射的一波長，及/或該第二波長係在5奈米至20奈米之範圍內(例如，13奈米至14奈米或6奈米至7奈米(例如，約6.6奈米至約6.9奈米))。
根據本發明之一態樣，提供一種光譜純度濾光器，該光譜純度濾光器包含：一材料本體，複數個孔徑延伸通過該材料本體；該等孔徑經配置以抑制具有一第一波長之輻射且允許具有一第二波長之輻射之至少一部分透射通過該等孔徑，該第二輻射波長短於該第一輻射波長；該材料本體係由鉬或鎢形成，且該材料本體進一步包含複數個奈米粒子，該複數個奈米粒子用於總體上增加該材料本體之一再結晶溫度。
該等奈米粒子可包含Al2 O3 、HfO2 、ZrO2 、Y2 O3 、MgO、La2 O3 、Ce2 O3 、SrO、HfC中之一或多者。
該等奈米粒子可以層之形式分佈於該材料本體內。
該鉬可形成一鉬-錸合金或一鎢-鉬合金或一鎢-鉬-錸合金之部分，或該鎢可形成一鎢-錸合金或一鎢-鉬合金或一鎢-鉬-錸合金之部分。該各別合金中之錸的含量以原子百分比計可為：對於該鉬-錸合金為0.1%至49%；對於該鎢-錸合金為0.1%至27%；對於該鎢-鉬-錸合金為0.1%至49%。
該等孔徑延伸通過的該材料本體之一面可包含或可具備由實質上純鉬或鎢形成之一區或層。在使用中，該面可經組態以面向包含該第一波長及/或該第二波長之入射輻射。
該第一輻射波長可具有在電磁光譜之紅外線區中的一波長，及/或該第一波長係在9微米至12微米之範圍內(例如，約9.4微米或約10.6微米)。
該第二輻射波長可具有實質上等於或短於具有在該電磁光譜之EUV部分中之一波長之輻射的一波長，及/或該第二波長係在5奈米至20奈米之範圍內(例如，13奈米至14奈米或6奈米至7奈米(例如，6.6奈米至6.9奈米))。
根據本發明之一態樣，提供一種微影裝置或一種輻射源，該微影裝置或該輻射源具有本文中所描述的本發明之態樣中之任一者的光譜純度濾光器。
根據本發明之一態樣，提供一種微影裝置，該微影裝置包括一光譜純度濾光器，該光譜純度濾光器經組態以濾光包含一第一波長及一第二波長之輻射。該光譜純度濾光器包括一材料本體，複數個孔徑延伸通過該材料本體。該等孔徑經配置以抑制具有一第一波長之輻射且允許具有一第二波長之輻射之至少一部分透射通過該等孔徑，該第二輻射波長短於該第一輻射波長。該材料本體係由一鎢-鉬合金或一鉬-錸合金或一鎢-錸合金或一鎢-鉬-錸合金形成。該裝置包括：一支撐件，該支撐件經建構及配置以支撐一圖案化器件，該圖案化器件經組態以圖案化具有該第二波長之該輻射；及一投影系統，該投影系統經組態以將該經圖案化輻射投影至一基板上。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部分。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的包括源收集器模組SO之微影裝置100。該裝置包含：照明系統(有時被稱作照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，EUV輻射)；支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩或比例光罩)MA，且連接至經組態以準確地定位圖案化器件MA之第一定位器PM；基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至經組態以準確地定位基板W之第二定位器PW；及投影系統(例如，反射投影系統)PS，其經組態以將藉由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
照明系統IL可包括用於引導、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構MT以取決於圖案化器件MA之定向、微影裝置100之設計及其他條件(諸如圖案化器件MA是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件MA。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構MT可確保圖案化器件MA(例如)相對於投影系統PS處於所要位置。
術語「圖案化器件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何器件。被賦予至輻射光束之圖案可對應於目標部分中所產生之器件(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中係熟知的，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中。
投影系統(如同照明系統)可包括各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件或其任何組合，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如真空之使用的其他因素。可能需要將真空用於EUV輻射，此係因為其他氣體可能吸收過多輻射。因此，可憑藉真空壁及真空泵而將真空環境提供至整個光束路徑。
如此處所描繪，裝置為反射類型(例如，使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)的類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
參看圖1，照明系統IL自源收集器模組SO接收極紫外線(EUV)輻射光束。用以產生EUV光之方法包括(但未必限於)以在EUV範圍內之一或多種發射譜線將具有至少一元素(例如，氙、鋰或錫)之材料轉換成電漿狀態。在一種此類方法(通常被稱作雷射產生電漿「LPP」)中，可藉由以雷射光束來輻照燃料(諸如具有所需譜線發射元素之材料的小滴、流或叢集)而產生所需電漿。源收集器模組SO可為包括雷射(圖1中未繪示)的EUV輻射系統之部分，該雷射用於提供激發燃料之雷射光束。所得電漿發射輸出輻射(例如，EUV輻射)，其係使用安置於源收集器模組中之輻射收集器加以收集。舉例而言，當使用CO2 雷射以提供用於燃料激發之雷射光束時，雷射與源收集器模組可為分離實體。
在此等情況下，不認為雷射形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包含(例如)適當引導鏡面及/或光束擴展器之光束傳送系統而自雷射傳遞至源收集器模組。在其他情況下，例如，當源為放電產生電漿EUV產生器(通常被稱作DPP源)時，源可為源收集器模組之整體部分。
照明系統IL可包含用於調整輻射光束B之角強度分佈的調整器。通常，可調整照明系統IL之光瞳平面之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明系統IL可包含各種其他組件，諸如琢面化場鏡面器件及琢面化光瞳鏡面器件。照明系統可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係藉由該圖案化器件而圖案化。在自圖案化器件(例如，光罩)MA反射之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器PS2(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可準確地移動，例如，以使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器PS1可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件(例如，光罩)MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩)MA及基板W。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1.　在步進模式中，在將被賦予至輻射光束B之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。
2.　在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，(例如，在X或Y方向上)同步地掃描支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構(例如，光罩台)MT之速度及方向。
3.　在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
圖2更詳細地展示裝置100，其包括源收集器模組SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器模組SO經建構及配置成使得可將真空環境維持於源收集器模組SO之封閉結構220中。可藉由放電產生電漿(DPP)源形成EUV輻射發射電漿210。可藉由氣體或蒸汽產生EUV輻射，例如，Xe氣體、Li蒸汽或Sn蒸汽，其中產生(極熱)電漿210以發射在電磁光譜之EUV範圍內的輻射。藉由(例如)產生至少部分離子化電漿的放電而產生(極熱)電漿210。為了輻射之有效率產生，可能需要為(例如)10帕斯卡之分壓的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他適當氣體或蒸汽。在一實施例中，提供經激發錫(Sn)電漿以產生EUV輻射。
藉由電漿210發射之輻射係經由定位於源腔室211中之開口中或後方的選用之氣體障壁或污染物捕捉器230(在一些情況下，亦被稱作污染物障壁或箔片捕捉器)而自源腔室211傳遞至收集器腔室212中。污染物捕捉器230可包括通道結構。污染物捕捉器230亦可包括氣體障壁，或氣體障壁與通道結構之組合。如在此項技術中所知，在本文中進一步所指示之污染物捕捉器或污染物障壁230至少包括通道結構。
收集器腔室212可包括可為所謂的掠入射收集器之輻射收集器CO。輻射收集器CO具有上游輻射收集器側251及下游輻射收集器側252。橫穿收集器CO之輻射可被反射離開光柵光譜濾光器240以聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常被稱作中間焦點，且源收集器模組SO經配置成使得中間焦點IF位於封閉結構220中之開口221處或附近。虛擬源點IF為輻射發射電漿210之影像。在傳遞通過開口221之前，輻射可傳遞通過選用之光譜純度濾光器SPF。在其他實施例中，光譜純度濾光器SPF可位於微影裝置之不同部分中(例如，在源收集器模組SO外部)。下文更詳細地描述光譜純度濾光器之實施例。
隨後，輻射橫穿照明系統IL，照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件22及琢面化光瞳鏡面器件24，琢面化場鏡面器件22及琢面化光瞳鏡面器件24經配置以提供在圖案化器件MA處輻射光束21之所要角分佈，以及在圖案化器件MA處輻射強度之所要均一性。在藉由支撐結構MT固持之圖案化器件MA處輻射光束21之反射後，隨即形成經圖案化光束26，且藉由投影系統PS將經圖案化光束26經由反射元件28、30而成像至藉由晶圓載物台或基板台WT固持之基板W上。
比所示元件多之元件通常可存在於照明光學儀器單元IL及投影系統PS中。取決於微影裝置之類型，可視情況存在光柵光譜濾光器240。另外，可存在比諸圖所示之反射元件多的反射元件(例如，鏡面或其類似者)，例如，在投影系統PS中可存在比圖2所示之反射元件多1至6個的額外反射元件。
如圖2所說明之收集器CO被描繪為具有掠入射反射器253、254及255之巢套式收集器，僅僅作為收集器(或收集器鏡面)之實例。掠入射反射器253、254及255經安置成圍繞光軸O軸向地對稱，且此類型之收集器CO較佳地結合放電產生電漿源(通常被稱作DPP源)加以使用。
或者，源收集器模組SO可為如圖3所示之LPP輻射系統之部分、包含該LPP輻射系統或形成該LPP輻射系統。參看圖3，雷射LA經配置以將雷射能量沈積至諸如氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)之小滴或區或蒸汽之燃料中，從而產生具有數十電子伏特之電子溫度的高度離子化電漿210。在此等離子之去激發及再結合期間所產生的高能輻射係自電漿210發射、藉由近正入射收集器CO收集，且聚焦至封閉結構220中之開口221上。在傳遞通過開口221之前，輻射可傳遞通過選用之光譜純度濾光器SPF。在其他實施例中，光譜純度濾光器SPF可位於微影裝置之不同部分中(例如，在源收集器模組SO外部)。下文更詳細地描述光譜純度濾光器之實施例。
已知的是在微影裝置中使用光譜純度濾光器以濾出輻射光束之不良(例如，帶外)波長分量。舉例而言，已知的是提供包含一或多個孔徑之光譜純度濾光器。選擇該等孔徑之直徑及/或該等孔徑之間的間隔，使得該等孔徑藉由繞射或散射或其類似者來抑制一或多個不良輻射波長(亦即，具有第一波長之輻射，諸如紅外線輻射)，同時允許一或多個理想輻射波長(亦即，具有第二波長之輻射，諸如EUV輻射)傳遞通過該等孔徑。舉例而言，不良輻射可包含可能會加熱且可能會損害或變形光譜純度濾光器之紅外線輻射，而理想輻射可包含可用以將圖案施加至抗蝕劑塗佈基板之EUV或遠EUV輻射。
圖4示意性地描繪光譜純度濾光器SPF(未根據本發明)。光譜純度濾光器SPF包含以平坦部件32(在下文予以更詳細地論述)之形式的材料本體，其中提供圓形孔徑34之週期性陣列。選擇孔徑34之直徑36及/或孔徑34之間的間隔38，使得在每一孔徑34之入口處及/或在每一孔徑34內實質上繞射待抑制之第一輻射波長，而第二較短波長之輻射透射通過孔徑34。舉例而言，孔徑34之直徑36可在1微米至100微米之範圍內，以便藉由繞射來抑制具有一相當波長之輻射(例如，紅外線輻射)，同時允許較短波長之輻射(例如，EUV輻射)傳遞通過孔徑34。
平坦部件32可對光譜純度濾光器SPF經設計以抑制之第一輻射波長或波長範圍實質上不透明。舉例而言，平坦部件32可反射或吸收第一波長，例如，在電磁光譜之紅外線範圍內的波長。平坦部件32亦可對光譜純度濾光器SPF經設計以透射之一或多個第二輻射波長(例如，在電磁光譜之EUV範圍內的波長)實質上不透明。然而，光譜純度濾光器SPF亦可由對光譜純度濾光器SPF經設計以透射之一或多個第一波長實質上透明之平坦部件32形成。此情形可增加光譜純度濾光器SPF相對於光譜純度濾光器SPF經設計以透射之一或多個波長的透射率。
以六邊形圖案來配置光譜純度濾光器SPF中之孔徑34。此配置係較佳的，此係因為該配置給出圓形孔徑之最緊密封裝，且因此給出光譜純度濾光器SPF之最高透射率。然而，孔徑之其他配置亦係可能的(例如，正方形)，且可使用矩形或其他週期性或非週期性配置。舉例而言，在週期性陣列之情況下，可使用隨機圖案。孔徑(在任何配置中)可為圓形形狀，或為(例如)橢圓形、六邊形、正方形、矩形或任何其他適當形狀。
圖5以側向展開及部分截面視圖示意性地描繪圖4之光譜純度濾光器SPF。圖5進一步描繪具有第一波長之輻射40(例如，紅外線輻射)及具有第二較短波長之輻射42(例如，EUV輻射)。輻射40、42由輻射光束(例如，上文關於圖1至圖3所論述之輻射光束)構成輻射。具有第一波長之輻射40及具有第二波長之輻射42入射於光譜純度濾光器SPF上。
當朝向光譜純度濾光器SPF之孔徑34引導具有第一波長之輻射40及具有第二波長之輻射42時，具有第一波長之輻射40係藉由孔徑34繞射且被實質上抑制透射通過光譜純度濾光器SPF。僅小百分比的具有第一波長之輻射40透射(44)通過孔徑34。具有第二波長之輻射42易於傳遞通過光譜純度濾光器SPF之孔徑34。此係因為具有第二波長之輻射42未藉由孔徑34實質上繞射及抑制。
當朝向形成光譜純度濾光器SPF之平坦部件32之固體部分引導具有第一波長之輻射40及具有第二波長之輻射42時，具有第一波長之輻射40係藉由平坦部件32之固體部分反射或吸收，且藉此被抑制透射通過光譜純度濾光器SPF。此係因為平坦部件32相對於具有第一波長之輻射40不透射。具有第二波長之輻射42實質上透射(46)通過光譜純度濾光器SPF之平坦部件32之固體部分。此係因為平坦部件32相對於具有第一波長之輻射40實質上透射。
圖5展示出，僅少量的具有第一波長之輻射40能夠傳遞通過(44)光譜純度濾光器SPF，而相反地，顯著較大部分的具有第二波長之輻射42能夠傳遞通過(42、46)該光譜純度濾光器。
圖6為典型光譜純度濾光器SPF的側向展開及部分截面視圖(未根據本發明之一實施例)。舉例而言，所描繪之光譜純度濾光器SPF可為關於圖4及圖5所描述之光譜純度濾光器SPF的更詳細表示。
光譜純度濾光器SPF包含矽基礎結構50。矽基礎結構包含(例如，在先前處理步驟中予以提供)複數個孔徑52，複數個孔徑52經組態(如上文所論述)以(例如)藉由繞射或其類似者來抑制具有特定波長之輻射。因為可易於在微影程序或其類似者中對矽起作用，所以選擇矽作為基礎材料。矽基礎結構50(其可被稱作矽柵格或矽光柵或其類似者)具備鉬塗層54。提供鉬塗層54以反射入射於光譜純度濾光器SPF上之紅外線輻射，且因此總體上縮減光譜純度濾光器SPF上之熱負荷及光譜純度濾光器SPF之溫度。在該圖中，鉬塗層54被展示為位於矽支撐結構50之單一面上，例如，將面向入射輻射之面。在其他實施例中，鉬塗層可塗佈矽基礎結構之更多區或面。
在光譜純度濾光器SPF之使用期間，甚至在存在反射鉬塗層54的情況下，光譜純度濾光器SPF仍可能會經受高熱負荷(例如，超過攝氏800度)且持續延長時段。已發現，此光譜純度濾光器SPF在高於攝氏800度的情況下具有不適當且不充分的使用壽命。此係歸因於反射鉬塗層54與下伏矽基礎結構50之間的反應，該反應導致鉬塗層54之最終分層。通常，在存在氫氣之情況下使用光譜純度濾光器。此係因為通常使用氫氣作為碎片抑制劑，例如，以抑制在微影裝置之不同部分之間的碎片傳遞，或防止碎片入射於光譜純度濾光器上。然而，在存在氫氣之情況下，已發現，矽基礎結構50之分層加速，且因此，矽基礎結構50之降級加速，從而進一步縮減光譜純度濾光器SPF之使用壽命。
需要提供一種光譜純度濾光器，該光譜純度濾光器對在該濾光器之典型使用期間及(例如)在存在氫氣之情況下此濾光器可能會經受的溫度更具回彈性。
根據本發明之一實施例，已發現對上文所論述之潛在問題的材料解決方案。根據本發明之一實施例，提供一種光譜純度濾光器，該光譜純度濾光器包含一材料本體，複數個孔徑延伸通過該材料本體。如同典型現存光譜純度濾光器，該等孔徑經配置以抑制具有第一波長之輻射(例如，藉由繞射或其類似者)且允許具有第二較短波長之輻射之至少一部分透射通過該等孔徑。舉例而言，第一輻射波長可為或包含紅外線輻射，例如，具有9微米至12微米(例如，約9.4微米或約10.6微米)之波長的輻射。舉例而言，第二輻射波長可為具有在電磁光譜之EUV部分中之波長的輻射，例如，具有在5奈米至20奈米之範圍內(例如，13奈米至14奈米或6奈米至7奈米(例如，6.6奈米至6.9奈米))之波長的輻射。材料本體可由鉬-錸合金或鎢-錸合金或鎢-鉬-錸合金形成。此等合金更易延展且具有高於純鉬或純鎢之再結晶溫度的再結晶溫度，此情形意謂：由此等合金形成之光譜純度濾光器更耐用且具有長於如上文所論述之典型光譜純度濾光器之使用壽命的使用壽命。替代合金可能為鎢-鉬合金，該合金之表現仍優於已知金屬塗佈及矽基之光譜純度濾光器之表現。此外，知道此等合金不與氫氣反應，從而允許由此等合金形成之光譜純度濾光器在具有極小的或沒有由氫氣之存在導致之降級危險的情況下用於富含氫氣之氛圍中。
根據本發明之一實施例，提供一種光譜純度濾光器，該光譜純度濾光器包含一材料本體，複數個孔徑延伸通過該材料本體。如同本發明之前述態樣，該等孔徑經配置以抑制具有第一波長之輻射(例如，藉由繞射或其類似者)且允許具有第二較短波長之輻射之至少一部分透射通過該等孔徑。舉例而言，第一輻射波長可為或包含紅外線輻射，例如，具有9微米至12微米(例如，約9.4微米或約10.6微米)之波長的輻射。舉例而言，第二輻射波長可為具有在電磁光譜之EUV部分中之波長的輻射，例如，具有在5奈米至20奈米之範圍內(例如，13奈米至14奈米或6奈米至7奈米(例如，6.6奈米至6.9奈米))之波長的輻射。在本發明之此實施例中，材料本體係由鉬或鎢形成。此外，材料本體進一步包含複數個奈米粒子，複數個奈米粒子用於總體上增加形成光譜純度濾光器之材料本體的再結晶溫度。藉由增加再結晶溫度，總體上，材料本體對在高溫下之延長使用更具回彈性，且因此，光譜純度濾光器對在高溫下之延長使用更具回彈性。再次，鉬或鎢之使用導致材料本體，且因此導致光譜純度濾光器，該光譜純度濾光器不與氫氣反應，且此情形允許該光譜純度濾光器用於富含氫氣之環境中。
在本發明之兩個上述實施例中，光譜純度濾光器之孔徑被描述為經配置以抑制具有第一波長之輻射且允許具有第二較短波長之輻射之至少一部分透射通過該等孔徑。本文中將不詳細地論述此等配置之典型實例，此係因為在此項技術中知道此等配置且此等配置不為本發明之主題。取而代之，形成光譜純度濾光器之材料為本發明之焦點，且下文將關於圖7至圖10更詳細地描述實施例。在圖7至圖10中，尚未按任何特定標度來繪製該等圖，且僅藉由實例來給出該等圖。
圖7示意性地描繪根據本發明之一實施例之光譜純度濾光器SPF1的側向展開及部分截面視圖。光譜純度濾光器SPF1包含材料本體60(或由材料本體60形成)，複數個孔徑62延伸通過材料本體60。可使用鑽孔或其類似者或以任何其他方式來提供該等孔徑。孔徑62經配置以抑制具有第一波長之輻射(例如，藉由繞射或其類似者)且允許具有第二較短波長之輻射之至少一部分透射通過孔徑62。材料本體60可由鉬-錸合金形成。在另一實例中，材料本體可由鎢-錸合金或由鎢-鉬-錸形成。任一合金更易延展且具有高於純鉬或純鎢之再結晶溫度的再結晶溫度，且可在高於典型(現存)矽基及鉬基之光譜純度濾光器之溫度的溫度下起作用持續更長時段。在又一實例中，材料本體可由鎢-鉬合金形成，該合金亦可在高於典型(現存)矽基及鉬基之光譜純度濾光器之溫度的溫度下起作用持續更長時段。
若材料本體60係由鉬-錸合金形成，則該合金中之錸的含量以原子百分比計可為約0.1%至約49%。若材料本體係由鎢-錸合金形成，則該合金中之錸的含量以原子百分比計可為約0.1%至約27%。若材料本體60係由鎢-鉬-錸合金形成，則該合金中之錸的含量以原子百分比計可為約0.1%至約49%。
圖8示意性地描繪光譜純度濾光器SPF2之另一實施例。鉬-錸合金或鎢-錸合金或鎢-鉬-錸合金、鎢-鉬合金形成材料本體60。光譜純度濾光器SPF2包含如先前所論述之孔徑62，孔徑62用於抑制具有第一波長之輻射且用於透射具有第二較短波長之輻射。光譜純度濾光器SPF2之此實施例與圖7之光譜純度濾光器之間的差異在於：在光譜純度濾光器SPF2中，材料本體60進一步具備複數個奈米粒子64，複數個奈米粒子64用於總體上增加材料本體60之再結晶溫度且因此改良光譜純度濾光器SPF2之溫度回彈性。奈米粒子可包含Al2 O3 、HfO2 、ZrO2 、Y2 O3 、MgO、La2 O3 、Ce2 O3 、SrO、HfC中之一或多者。在一實施例中，奈米粒子64可以一或多個層之形式分佈於材料本體60中。舉例而言，在光譜純度濾光器SPF2之形成中，可沈積適量合金，接著沈積奈米粒子層，接著沈積適量合金，等等，直到形成材料本體及光譜純度濾光器為止。以層之形式提供奈米粒子可比一替代分佈(例如，其中奈米粒子均一地分佈於整個材料本體中)更易於實施。
在光譜純度濾光器(圖中未繪示)之其他實施例中，可在材料本體中提供奈米粒子(例如，以一或多個層之形式)，材料本體包含實質上純鎢或純鉬或鎢與鉬之合金(亦即，不存在錸)。錸之缺少可意謂：總體上，材料本體及光譜純度濾光器不如包含鉬-錸合金或鎢-錸合金之光譜純度濾光器一樣易延展。然而，奈米粒子之存在將仍增加光譜純度濾光器之再結晶溫度。相較於如上文所論述之典型矽基及鉬基之光譜純度濾光器，藉由增加再結晶溫度，總體上，材料本體可對在高溫下之延長使用更具回彈性，且因此，光譜純度濾光器可對在高溫下之延長使用更具回彈性。
光譜純度濾光器之功能係實質上抑制具有第一波長之輻射(例如，紅外線輻射)且允許(通過孔徑或通過形成光譜純度濾光器之材料本體)透射或傳遞具有第二較短波長之輻射。具有第一波長之輻射的抑制可經由輻射在孔徑之開口處及在孔徑內之繞射及/或根據該輻射自光譜純度濾光器自身之反射而進行。舉例而言，知道純鎢及鉬具有相對於紅外線輻射(例如，10.6微米之輻射)之特定反射率。然而，知道鎢-錸合金及鉬-錸合金具有低於純鉬或鎢之反射率的反射率。需要能夠提供一種光譜純度濾光器，該光譜純度濾光器對在高溫下之延長使用具回彈性，但不會遭受光譜純度濾光器經設計以抑制及/或反射之輻射之反射率縮減(或實質縮減)。圖9展示可如何達到導致滿足此等所要規格之平衡。
圖9示意性地描繪根據本發明之第三實施例的光譜純度濾光器SPF3。光譜純度濾光器SPF3在許多方面類似於圖7所示且參看圖7所描述之光譜純度濾光器。返回參看圖9，光譜純度濾光器SPF3包含材料本體60，複數個孔徑延伸通過材料本體60。再次，孔徑62經配置以抑制具有第一波長之輻射且允許具有第二較短波長之輻射之至少一部分透射通過該等孔徑。材料本體60係由鉬-錸合金或鎢-錸合金或鎢-鉬-錸合金形成。如上文所論述，此等合金相較於純鎢或純鉬具有相對於(例如)在10.6微米下之紅外線輻射之縮減反射率。
為了克服此潛在問題，孔徑62延伸通過的材料本體60之面包含或具備由實質上純鉬或鎢66或由鉬與鎢之合金形成的區或層。在其他實施例中，分離層可能不提供於材料本體之面上。舉例而言，材料本體可經形成為使得材料本體包含用於本體之部分之合金，且接著，在接近及包括材料本體之面的區中，材料本體之處理或製造可使得材料不再為合金，而為純鉬或鎢，或不含有錸的鉬與鎢之合金。
在使用中，具備實質上純鉬或鎢或其合金層(或包含實質上純鉬或鎢或其合金區)之面將面向包含第一輻射波長及/或第二輻射波長之入射輻射，以便(例如)反射第一輻射波長。
圖9僅係藉由實例予以展示。舉例而言，在另一實施例(圖中未繪示)中，此純鉬或鎢層或區可提供於材料本體之面上或構成材料本體之面，材料本體之面包含實質上純鉬或鎢或其合金(亦即，不為含有錸之合金)，但具有附加奈米粒子。在另一實施例(圖中未繪示)中，此純鉬或鎢(或其合金)層或區可提供於材料本體之面上或構成材料本體之面，材料本體之面係由具有附加奈米粒子之鉬-錸合金或由具有奈米粒子之鎢-錸合金或由具有奈米粒子之鎢-鉬-錸合金(如上文所論述)形成。
圖9所示且參看圖9所描述之反射層或區有時被稱作罩蓋區或層。
圖10為展示例示性光譜純度濾光器之分數反射率R隨每一光譜純度濾光器之厚度T而變的曲線圖。反射率係在10.6微米下予以量測。
第一系列70(藉由實線表示)表示由包含鎢-錸合金且在面上無純鎢反射層或區(亦即，無罩蓋層)之材料本體形成之光譜純度濾光器的反射率。
第二系列72(藉由虛線指示)表示由包含鎢-錸合金且另外在面上具備純鎢層或區(其為100奈米厚)之材料本體形成之光譜純度濾光器的反射率。可看出，相較於不存在此純鎢反射層(亦即，如在第一系列70中所見)之情形，反射率已增加。
為了示範趨勢，第三系列74(藉由點/虛線指示)表示由純鎢(亦即，不存在錸，且不存在罩蓋層)形成之光譜純度濾光器的反射率。可看出，反射率已增加。然而，在此最後實例(其中光譜純度濾光器係由純鎢形成)中，光譜純度濾光器將不如上文在本發明之實施例中所描述之光譜純度濾光器一樣具熱回彈性。
上文所論述之光譜純度濾光器可用於多種應用中。舉例而言，光譜純度濾光器可用於微影裝置(諸如上文關於圖1至圖3所論述之微影裝置)中。或者或另外，光譜純度濾光器可用於輻射源或其類似者中，或形成輻射源或其類似者之部分。
上文所論述之光譜純度濾光器已被描述為由材料本體形成。該材料本體可為用於附加熱回彈性之單一連續材料片段(例如，無附加層或其他組件)。材料本體可實質上平坦，但亦可具有另一形狀，例如，彎曲形狀。
為了避免疑惑，光譜純度濾光器有時被給出字尾「柵格」或「光柵」(亦即，有時被稱作光譜純度濾光器光柵或稱作光譜純度濾光器柵格)。或者或另外，光譜純度濾光器有時被稱作柵格濾光器或稱作光柵濾光器。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
21．．．輻射光束
22．．．琢面化場鏡面器件
24．．．琢面化光瞳鏡面器件
26．．．經圖案化光束
28．．．反射元件
30．．．反射元件
32．．．平坦部件
34．．．孔徑
36．．．孔徑之直徑
38．．．孔徑之間的間隔
40．．．具有第一波長之輻射
42．．．具有第二較短波長之輻射
50．．．矽基礎結構/矽支撐結構
54．．．鉬塗層
60．．．材料本體
62．．．孔徑
64．．．奈米粒子
66．．．實質上純鉬或鎢
100．．．微影裝置
210．．．EUV輻射發射電漿/高度離子化電漿
211．．．源腔室
212．．．收集器腔室
220．．．封閉結構
221．．．開口
230．．．氣體障壁/污染物捕捉器/污染物障壁
240．．．光柵光譜濾光器
251．．．上游輻射收集器側
252．．．下游輻射收集器側
253．．．掠入射反射器
254．．．掠入射反射器
255．．．掠入射反射器
B．．．輻射光束
C．．．目標部分
CO．．．輻射收集器
IF．．．虛擬源點/中間焦點
IL．．．照明系統
LA．．．雷射
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化器件
MT．．．支撐結構
O．．．光軸
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PS1．．．位置感測器
PS2．．．位置感測器
PW．．．第二定位器
SO．．．源收集器模組
SPF．．．光譜純度濾光器
SPF1．．．光譜純度濾光器
SPF2．．．光譜純度濾光器
SPF3．．．光譜純度濾光器
W．．．基板
WT．．．基板台
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；
圖2為包括放電產生電漿(DPP)源收集器模組SO的圖1所示之微影裝置的更詳細視圖；
圖3為圖1之裝置之替代源收集器模組SO的視圖，該替代例為雷射產生電漿(LPP)源收集器模組；
圖4示意性地描繪透射光譜純度濾光器；
圖5示意性地描繪圖4之光譜純度濾光器的側向展開及部分截面視圖，連同入射於光譜純度濾光器上之輻射；
圖6示意性地描繪圖4及圖5之光譜純度濾光器的更詳細或替代側向展開及部分截面視圖；
圖7示意性地描繪根據本發明之第一實施例之光譜純度濾光器的側向展開及部分截面視圖；
圖8示意性地描繪根據本發明之第二實施例之光譜純度濾光器的側向展開及部分截面視圖；
圖9示意性地描繪根據本發明之第三實施例之光譜純度濾光器的側向展開及部分截面視圖；及
圖10為描繪本發明之實施例之光譜純度濾光器之反射率(在10.6微米下)隨該等光譜純度濾光器之厚度而變的曲線圖。
32．．．平坦部件
34．．．孔徑
36．．．孔徑之直徑
38．．．孔徑之間的間隔
SPF．．．光譜純度濾光器

Claims (14)

  1. 一種光譜純度濾光器(spectral purity filter，SPF)，其包含：一材料本體，複數個孔徑延伸通過該材料本體；該等孔徑經配置以抑制具有一第一波長之輻射且允許具有一第二波長之輻射之至少一部分透射通過該等孔徑，該第二輻射波長短於該第一輻射波長；其中該材料本體係由一鎢-鉬合金或一鉬-錸合金或一鎢-錸合金或一鎢-鉬-錸合金形成，且該材料本體進一步包含用於總體上增加該材料本體之一再結晶溫度之複數個奈米粒子。
  2. 如請求項1之光譜純度濾光器(SPF)，其中該合金中之錸的含量以原子百分比計為：對於該鉬-錸合金為約0.1%至約49%；對於該鎢-錸合金為約0.1%至約27%；及對於該鎢-鉬-錸合金為約0.1%至約49%。
  3. 如請求項1之光譜純度濾光器(SPF)，其中該等奈米粒子包含Al2 O3 、HfO2 、ZrO2 、Y2 O3 、MgO、La2 O3 、Ce2 O3 、SrO及HfC中之一或多者。
  4. 如請求項1或3之光譜純度濾光器(SPF)，其中該等奈米粒子係以層之形式分佈於該材料本體內。
  5. 一種光譜純度濾光器(SPF)，其包含：一材料本體，複數個孔徑延伸通過該材料本體；該等孔徑經配置以抑制具有一第一波長之輻射且允許 具有一第二波長之輻射之至少一部分透射通過該等孔徑，該第二輻射波長短於該第一輻射波長；該材料本體係由鉬或鎢形成，且該材料本體進一步包含複數個奈米粒子，該複數個奈米粒子用於總體上增加該材料本體之一再結晶溫度。
  6. 如請求項5之光譜純度濾光器(SPF)，其中該等奈米粒子包含Al2 O3 、HfO2 、ZrO2 、Y2 O3 、MgO、La2 O3 、Ce2 O3 、SrO及HfC中之一或多者。
  7. 如請求項5或6之光譜純度濾光器(SPF)，其中該等奈米粒子係以層之形式分佈於該材料本體內。
  8. 如請求項5或6之光譜純度濾光器(SPF)，其中該鉬形成一鎢-鉬合金或一鉬-錸合金或一鎢-鉬-錸合金之部分，或其中該鎢形成一鎢-鉬合金或一鎢-錸合金或一鎢-鉬-錸合金之部分。
  9. 如請求項8之光譜純度濾光器(SPF)，其中該合金中之錸的含量以原子百分比計為：對於該鉬-錸合金為約0.1%至約49%；對於該鎢-錸合金為約0.1%至約27%；及對於該鎢-鉬-錸合金為約0.1%至約49%。
  10. 如請求項5或6之光譜純度濾光器(SPF)，其中該等孔徑延伸通過的該材料本體之一面包含或具備由實質上純鉬或鎢形成之一區或層。
  11. 如請求項10之光譜純度濾光器(SPF)，其中在使用中，該面經組態以面向包含該第一波長及/或該第二波長之入射 輻射。
  12. 如請求項5或6之光譜純度濾光器(SPF)，其中該第二輻射波長具有實質上等於或短於具有在電磁光譜之EUV部分中之一波長之輻射的一波長，及/或該第二波長係在5奈米至20奈米之範圍內。
  13. 如請求項12之光譜純度濾光器(SPF)，其中該第二波長係在13奈米至14奈米之範圍內。
  14. 一種微影裝置或一種輻射源，該微影裝置或該輻射源具有如請求項1至13中任一項之光譜純度濾光器(SPF)。
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