TWI566053B - 多層鏡面、方法及微影裝置 - Google Patents

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法拉迪莫 尼古拉維契 波可尼克夫
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Description

多層鏡面、方法及微影裝置
本發明係關於一種多層鏡面，及一種包括此多層鏡面之微影裝置。
本申請案主張2011年6月15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61/497,338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)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)製造中。在彼情況下，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之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之部分、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地圖案化之鄰近目標部分之網路。
微影被廣泛地認為在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之尺寸變得愈來愈小，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之因素。
微影裝置通常包括：照明系統，其經組態以調節輻射光束；支撐結構，其經建構以固持圖案化器件(諸如，比例光罩或光罩)，圖案化器件能夠在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以形成經圖案化輻射光束；基板台，其 經建構以固持基板；及投影系統，其經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上。
圖案印刷極限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為所使用之輻射之波長，NAPS為用以印刷圖案之投影系統之數值孔徑，k1為程序相依調整因數(亦被稱為瑞立常數)，且CD為經印刷特徵之特徵大小(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大小之縮減：藉由縮短曝光波長λ、藉由增加數值孔徑NAPS，或藉由減低k1之值。
為了縮短曝光波長且因此縮減最小可印刷大小，已提議使用極紫外線(EUV)輻射源。EUV輻射源經組態以輸出約及/或低於13.5奈米之輻射波長。因此，EUV輻射源可構成針對達成小特徵印刷之重要步驟。此輻射被稱為極紫外線或軟x射線，且可能之源包括(例如)雷射產生電漿源、放電電漿源，或來自電子儲存環之同步加速器輻射。
較佳地，照明系統及投影系統兩者皆包括複數個光學元件，以便將輻射分別聚焦於圖案化器件及基板上之所要部位上。不幸地，除了處於低密度之一些氣體以外，無任何材料被知道能透射EUV輻射。
因此，使用EUV輻射之微影裝置在其照明系統中及在其投影系統中不使用透射透鏡。取而代之，照明系統及投影 系統較佳地包括鏡面。另外，出於相同原因，圖案化器件較佳地為反射器件，例如，具有反射表面之鏡面，反射表面具備藉由吸收性材料而形成於反射表面上之圖案。
為了進一步縮減器件特徵之最小可印刷尺寸，需要使用具有約6.9奈米(例如，6.4奈米至7.2奈米)之甚至更低波長之EUV輻射。
為了反射具有約6.9奈米(例如，6.4奈米至7.2奈米)之此波長之EUV輻射，已提議多層鏡面，其具有諸如(尤其)La、U或Th及B或B化合物(諸如，B4C或B9C)之金屬之交替層。此多層鏡面根據布拉格定律(Bragg's Law)來反射EUV輻射。多層鏡面之良好光學效能需要在交替層之間的清晰界面(亦即，過渡)。然而，可在交替層之間出現邊界區，其中交替層之材料(例如)由於交替層之材料之層間擴散而纏結，此情形可縮減此清晰度且因此可不利地影響合成多層鏡面之光學效能(例如，反射率)。
此纏結式邊界區可起因於形成不同交替層之材料之間的化學相互作用。舉例而言，在La上B之間的界面處，在B與La之間可存在高化學反應性，從而導致形成LaB6且縮減在B層與La層之間的界面之清晰度。當藉由B4C取代B時，亦發生此程序。在另一實例中，在B上La(或B4C)界面處，到達相對輕B(或B4C)層原子之表面(例如，在製備此多層鏡面時多層架構之形成期間)之相對重La原子的高動能可引起用La來植入B(B4C)層直至約2奈米之深度。此植入可引起由於所得纏結式邊界層而縮減在La層與B層之間的界 面之清晰度。
舉例而言，需要提供一種預防或減輕在先前技術中所經歷之至少一挑戰(無論在本文中被識別抑或在別處被識別)或提供對現有多層鏡面之替代例的多層鏡面。因此，本發明之一個態樣尤其係提供一種適於反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射的多層鏡面，其中相比於先前技術之鏡面，該多層鏡面之反射率被改良。
本發明之一第一態樣提供一種多層鏡面，該多層鏡面經建構及配置以反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射，該多層鏡面包含複數個交替材料層，該等交替材料層包含第一材料層及第二材料層，其中該等第二層相比於該等第一層具有針對該輻射之一較高折射率，且其中該等第一層及該等第二層為對在小於300℃之溫度下在該等第一層與該等第二層之間的一界面處相互化學無反應有效的材料。
在一第一層與一第二層之間的該界面處，通常將存在一邊界區，在該邊界區中，來自該第一層之材料及來自該第二層之材料混合，以形成存在自該第一層之該材料至該第二層之該材料之一組合物過渡的一邊界區。在先前技術之多層鏡面中，此邊界區可具有(例如)約1奈米或1奈米以上之一寬度。此等邊界區起因於當可局域地經歷高溫時在該鏡面之形成期間該等材料之相互滲透，或可起因於該等材料之後續相互擴散。對於本發明之該第一態樣之該等多層 鏡面，在第一層與第二層之間的該邊界區之該寬度可為0.5奈米或0.5奈米以下，較佳地為0.3奈米或0.3奈米以下，甚至更佳地為0.2奈米或0.2奈米以下，甚至低至0.1奈米或0.1奈米以下。
因此，本發明之該第一態樣亦可被說成提供一種多層鏡面，該多層鏡面經建構及配置以反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射，該多層鏡面包含複數個交替材料層，該等交替材料層包含第一材料層及第二材料層，其中該等第二層相比於該等第一層具有針對該輻射之一較高折射率，且其中該等第一層及該等第二層被相互纏結之每一邊界區之寬度為0.5奈米或0.5奈米以下。
該邊界區之該寬度可藉由一合適手段量測，諸如，使用一掃描電子顯微鏡以量測在通過一多層鏡面之一橫截面處之該邊界區的能量色散x射線分析(EDAX)。在本說明書中，該邊界區寬度被定義為自該邊界區為該第一層之該材料之95%莫耳濃度之處延伸至該邊界區為該第二層之該材料之95%莫耳濃度之處之區的寬度。
本發明之一第二態樣提供一種圖案化器件，該圖案化器件經建構及配置以在具有自約6.4奈米至約7.2奈米之範圍內之一波長之一輻射光束的橫截面中向該輻射光束提供一圖案，該圖案化器件包含本發明之該第一態樣之該多層鏡面。
本發明之一第三態樣提供一種微影投影裝置，該微影投影裝置經配置以將一圖案自一圖案化器件投影至一基板 上，其中該微影裝置包含根據本發明之該第一態樣之一多層鏡面及/或根據本發明之該第二態樣之一圖案化器件。
本發明之一第四態樣提供一種形成一多層鏡面之方法，該多層鏡面將反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射，該方法包含：提供複數個交替材料層，該等交替材料層包含交替之第一材料層及第二材料層；其中該等第一層之該等材料係選自由鋇、鋇化合物、鈰、鈰化合物、類鑽碳及氮化硼組成之群組，且其中該等第二層之該等材料係選自由B、B4C、B9C、CaB6及BaB6組成之群組。
本發明之一第五態樣提供一種形成一多層鏡面之方法，該多層鏡面將反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射，該方法包含提供複數個交替材料層，該等交替材料層包含交替之第一材料層及第二材料層；其中該等第一層為選自由鈾及其化合物、鉈及其化合物、鑭及其化合物、鋇及其化合物、鈰及其化合物之化合物、類鑽碳及氮化硼組成之群組之一材料，且其中該等第二層為選自由CaB6及BaB6組成之群組之一材料。
本發明之該第一態樣提供一種多層鏡面，該多層鏡面經建構及配置以反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射。該多層鏡面包含複數個交替材料層，該等交替材料層包含第一材料層及第二材料層，其中該等第二層相比於該等第一層具有針對該輻射之一較高折射率。該等第一層及該等第二層為對在小於300℃之溫度下在該等第一層與該等第二層之間的一界面處相互化學無反應有效的材 料。如已經解釋，本發明之該第一態樣亦可被說成提供一種多層鏡面，其中在交替層之間的每一邊界區之寬度為0.5奈米或0.5奈米以下，在該邊界區中該等第一層與該等第二層纏結。
該第一層之一厚度與該第二層之一厚度的一總和可為自約2.2奈米至約3.5奈米(亦即，一個第一層之該厚度與一個第二層之該厚度組合)。該等交替(第一及第二)層可具有一週期厚度(亦即，針對一層對之厚度之一總和)，該週期厚度介於該第一層之該厚度或該第二層之該厚度的約1.7倍與約2.5倍之間。換言之，該第一層之該厚度可為該第一層及該第二層之厚度之該總和的自約40%至60%，且該第二層之該厚度可為該第一層及該第二層之厚度之該總和的自約60%至40%。通常，一多層鏡面可包含自約30個至約200個層對。
該第一層可包含以其構造之形式之一個以上單一材料。舉例而言，該等第一層可在該等第一層與該等第二層之間的一界面處包含一界面部分。
該第一層之該界面部分或該整個第一層可為選自鋇、鋇化合物、鈰、鈰化合物、類鑽碳及氮化硼之一材料，且該等第二層可為選自由B、B4C、B9C、CaB6及BaB6組成之群組之一材料。較佳地，該第一層之該界面部分或該整個第一層可為類鑽碳。
該等第一層可包含選自由鈾及其化合物、鉈及其化合物、鑭及其化合物組成之群組之一材料之一第一部分，其 中該界面部分位於該等第一層之該第一部分與該等第二層之間。換言之，該等第一層自身可包含2個或2個以上層，諸如，構成每一第一層之一第一部分及一界面部分。
該第一層之該界面部分可存在於在一第一層與一鄰近第二層之間的該等界面中之僅一者處，或該界面部分可存在於在一第一層與一第二層之間的每一界面處。
在根據本發明之該第一態樣之一個合適配置中，該界面部分形成該等整個第一層，藉以，該等第一層為選自鋇、鋇化合物、鈰、鈰化合物、類鑽碳及氮化硼之一材料，較佳地為類鑽碳。換言之，在此配置中，該等第一層各自為如本文所闡明之單一材料(亦即，單一元素或單一化合物)。
在根據本發明之該第一態樣之另一配置中，該等第二層可為選自由CaB6及BaB6組成之群組之一材料，其中該等第一層為選自由鈾及其化合物、鉈及其化合物、鑭及其化合物、鋇及其化合物、鈰及其化合物之化合物、類鑽碳及氮化硼組成之群組之一材料。較佳地，對於此配置，該等第一層為鋇或除了BaB6以外之鋇化合物。
若將一化合物用於該第一層之該材料，則合適化合物包括諸如氟化物、氮化物、碳化物、氧化物、氫化物、碘化物或其類似者之化合物。
當第一層包括鈾化合物時，該鈾化合物可選自由UF3、UF4、UF5、UCl3、UCl4、UCl5、UI3、UI4、UO、UO2、UO3、U3O8、U2O5、U3O7、U4O9、UTe2、UTe3、UN、 U2N3、及U3N2組成之群組。當該第一層包括釷化合物時，該釷化合物可選自由ThF3、ThF4、ThCl4、ThI2、ThI3、ThI4、ThH2、ThO2、ThSe2及ThN組成之群組。當該第一層包括鑭化合物時，該鑭化合物可選自由LaH2、LaH3、LaF3、LaCl3、LaI3、La2O3、LaSe及LaTe組成之群組。當該第一層包括鋇化合物時，該鋇化合物可選自由BaF2、Ba3N2、BaC2、BaO、BaH2及BaI2組成之群組。
當該第一層包括鈰化合物時，該鈰化合物可選自由Ce、CeC2、CeN、CeI2、CeF2、CeH2組成之群組。在一實施例中，該鈰化合物可選自CeC2及CeN。
該鏡面可形成一投影系統之部件，該投影系統經組態以將一經圖案化輻射光束投影至一基板之一目標部分上。或者或另外，該鏡面可形成一照明系統之部件，該照明系統經組態以調節一輻射光束。
本發明之該第二態樣提供一種圖案化器件，該圖案化器件經建構及配置以提供具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之一輻射光束。該圖案化器件經配置以在該輻射光束之橫截面中提供一圖案。該圖案化器件包含本發明之該第一態樣之該多層鏡面。該圖案化器件可為一比例光罩或一光罩。本發明之該第一態樣之該多層鏡面可形成該圖案化器件之至少一部件，該圖案化器件經建構及配置以在該輻射之一光束之橫截面中向該輻射之一光束提供一圖案。該比例光罩或光罩可具備具有經配置以界定一圖案之一吸收性材料之一結構，該吸收性材料為Cr、Ta、Ti、Si、Ru、 Mo、Al，或其任何組合。該多層鏡面可具有一實質上反射表面，該實質上反射表面具備包含Ru、Rh、Ta、Ti或其任何組合之一罩蓋層。
本發明之該第三態樣提供一種微影投影裝置，該微影投影裝置經配置以將一圖案自一圖案化器件投影至一基板上，其中該微影裝置包含根據本發明之該第一態樣之一多層鏡面及/或根據本發明之該第二態樣之一圖案化器件。
本發明之該第三態樣之該微影裝置可進一步包含：一照明系統，其經組態以調節具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之一輻射光束；一支撐結構，其經建構以固持一圖案化器件，該圖案化器件經調適以用於在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其經建構以固持一基板；及一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上。根據本發明之該第一態樣之該多層鏡面可形成以下各者中任一者或其多者之一部件：該照明系統、該圖案化器件及該投影系統。
本發明之該第四態樣提供一種形成一多層鏡面之方法，該多層鏡面將反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射，該方法包含：提供複數個交替材料層，該等交替材料層包含交替之第一材料層及第二層；其中該等第一層之該材料係選自由鋇、鋇化合物、鈰、鈰化合物、類鑽碳及氮化硼組成之群組，且其中該等第二層之該材料係選自由B、B4C、B9C、CaB6及BaB6組成之群組。在一實施例 中，該等第二層之該等材料係選自BaF2及BaI2。
本發明之該第五態樣提供一種形成一多層鏡面之方法，該多層鏡面將反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射，該方法包含提供交替層，該等交替層包含交替之第一層及第二層；其中該等第一層為選自由鈾及其化合物、鉈及其化合物、鑭及其化合物、鋇及其化合物、鈰及其化合物之化合物、類鑽碳及氮化硼組成之群組之一材料，且其中該等第二層為選自由CaB6及BaB6組成之群組之一材料。
現在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件。
貫穿本說明書，術語「包含」意謂包括所指定之組份，但不應排除其他組份之存在。術語「基本上由...組成」意謂包括所指定之組份，但排除其他組份，惟作為雜質而存在之材料、由於用以提供該等組份之程序而存在之不可避免材料及為了除了達成本發明之技術效應以外之目的而添加之組份除外。通常，基本上由組份集合組成之組合物將包含小於10重量%(通常小於5重量%，更通常小於3重量%(諸如，小於1重量%))之非指定組份。
無論何時適當，術語「包含」之使用亦可被視為包括「基本上由...組成」或「由...組成」之涵義。
在本說明書中(在[實施方式]中或在申請專利範圍中)所闡明之選用及/或較佳特徵可在適當時個別地或彼此組合 地予以使用，且特別以如隨附申請專利範圍中所闡明之組合予以使用。本文所闡明之本發明之每一態樣的選用及/或較佳特徵亦在適當時適用於本發明之任何其他態樣。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。該裝置包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，EUV輻射)；圖案化器件支撐件或支撐結構(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該圖案化器件之第一定位器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該基板之第二定位器PW；及投影系統(例如，反射投影透鏡系統)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，包括一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用以引導、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。然而，經組態以調節輻射光束B之光學組件歸因於構成光束B之輻射之波長而較佳地為反射組件。
支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。支撐結 構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。
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創製圖案之任何器件。被賦予至輻射光束之圖案可對應於目標部分中所創製之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件可為透射的，但當用以圖案化EUV輻射光束時較佳地為反射的。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。光罩在微影中為吾人所熟知，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。傾斜鏡面在藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
術語「投影系統」可涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於其他因素(尤其是真空之使用)的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。可能需要將真空用於EUV輻射及/或電子束輻射，此係因為其他氣體可能會吸收過多輻射或電子。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)。或者，裝置可為透射類型(例如，使用透射光罩)，但 此情形在EUV微影裝置中很可能不實務，特別是在使用自約6.4奈米至7.2奈米之波長之輻射時。
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)之類型。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，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源及微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包括(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體部件。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括用以調整輻射光束之角強度分佈之調整器。通常，可調整照明器之光瞳平面中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)。另外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如，積光器及聚光器。照明器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IF2(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器PM及另一位置感測器IF1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。可使用圖案化器件對準標記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至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束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，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一掃描期間之順次輻射脈 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，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)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/或變化或完全不同之使用模式。
圖2更詳細地展示圖1之微影裝置，微影裝置包括輻射系統42、照明光學件單元44，及投影系統PS。輻射系統42包括可藉由放電電漿(DPP源)形成之輻射源SO。可藉由氣體或蒸汽(例如，Xe氣體、Li蒸汽或Sn蒸汽)產生EUV輻射，其中創製極熱電漿以發射在電磁光譜之EUV範圍內之輻射。藉由(例如)放電來造成至少部分離子化電漿而創製極熱電漿。為了輻射之有效率產生，可能需要為(例如)10帕斯卡之分壓之Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他合適氣體或蒸汽。藉由輻射源SO發射之輻射係經由定位於源腔室47中之開口中或後方之氣體障壁或污染物截留器49而自源腔室47傳遞至收集器腔室48中。氣體障壁49可包括通道結構。
收集器腔室48包括可藉由掠入射收集器形成之輻射收集器50。輻射收集器50具有上游輻射收集器側50a及下游輻射收集器側50b。藉由收集器50傳遞之輻射可自光柵光譜濾光器51反射以在收集器腔室48中之孔隙處聚焦於虛擬源點52中。自收集器腔室48，輻射光束56係在照明光學件單元44中經由正入射反射器53、54而反射至定位於比例光罩台或光罩台MT上之比例光罩或光罩上。形成經圖案化光束57，其係在投影系統PS中經由反射元件58、59而成像至 晶圓載物台或基板台WT上。比所示元件多之元件通常可存在於照明光學件單元44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51。另外，可存在比諸圖所示之鏡面多的鏡面，例如，可存在比反射元件58、59多1至4個的反射元件。輻射收集器50自先前技術為吾人所知。收集器50可為具有反射器142、143及146之巢套式收集器。空間180提供於兩個反射器之間，例如，提供於反射器142與反射器143之間。
在另一實施例(圖中未繪示)中，源可為雷射產生電漿輻射源(LPP源)。
如上文所論述，為了反射具有約6.4奈米至7.2奈米之波長之EUV輻射，已提議多層鏡面，其具有相對於彼輻射具吸收性之材料及對彼輻射實質上光學透明之材料的交替層。更特定言之，為了反射具有約6.4奈米至7.2奈米之波長之EUV輻射，已在先前技術中提議多層鏡面，其係由諸如(尤其)La、U或Th及B或B化合物(諸如，B4C或B9C)之金屬之交替層形成。
圖3描繪根據本發明之多層鏡面1之實施例。多層鏡面1經建構及配置以反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之波長之輻射。多層鏡面包括分層結構2，分層結構2具有藉由基板8支撐之交替層4、6。在本發明之實施例中，多層鏡面可位於微影裝置之各種部件(諸如，投影系統及照明系統)中，或形成彼微影裝置之圖案化器件之部件。
在一實施例中，如上文所闡明，對於第一層，交替層 4、6可為鈾及其化合物、鉈及其化合物、鑭及其化合物、鋇及其化合物、鈰及其化合物之化合物、類鑽碳，及氮化硼。在此配置中，第二層可選自由CaB6及BaB6組成之群組。
在一實施例中，如上文所闡明，第一層可選自由鋇、鋇化合物、鈰、鈰化合物、類鑽碳及氮化硼組成之群組，且第二層可選自由B、B4C、B9C、CaB6及BaB6組成之群組。
第一層及第二層為對在小於300℃之溫度下在第一層與第二層之間的界面處相互化學無反應有效的材料。在第一層與第二層之間的界面處，通常將存在邊界區，在邊界區中，來自第一層之材料及來自第二層之材料混合，以形成存在自第一層之材料至第二層之材料之過渡組合物的邊界區。在先前技術之多層鏡面中，此邊界區可具有約1奈米之寬度。此等邊界區起因於當可局域地經歷高溫時在鏡面之形成期間材料之相互滲透，或可起因於材料之後續相互擴散。在不希望受到理論束縛的情況下，吾人認為，針對第一層及第二層提供在小於300℃之溫度下相互化學無反應之材料會使能夠縮減此邊界區之寬度，從而提供針對所關注輻射(諸如，具有自約6.4奈米至7.2奈米之波長之輻射)的第一層之折射率與第二層之折射率之間的較清晰對比度。
在圖3中可看出，在第一層4與第二層6之間提供選用間層7，選用間層7經組態以進一步縮減在第一層4與第二層6之間的擴散。舉例而言，合適間層可包含呈固體形式(亦 即，作為材料自身或作為其化合物)之Mo、Cr、Sn或Cs。Cs係較佳的，此係因為：在以固體形式用作間層的情況下，此材料可有利。一個潛在優點在於：Cs為相對於EUV輻射最透明之材料中之一者。然而，間層7(若存在)可促成在交替之第一層4與第二層6之間的邊界區之寬度。因此，較佳的是，此選用間層7(若存在)具有極低厚度(諸如，0.2奈米或0.2奈米以下，諸如，單層)，或更佳地完全不存在。
可藉由諸如磁控濺鍍或電子束濺鍍之沈積技術而合適地製造圖3之多層鏡面1之交替層4、6。
多層鏡面1之多層結構2可藉由基板8支撐，以便縮減機械易損性。又，應注意，圖3之點線指示未指定數目個重複交替之第一層4及第二層6。通常，鏡面1之多層結構2係藉由數目為30個至200個週期之交替層(亦即，總數介於60個與400個之間的層)形成。此外，應注意，諸圖示意性地僅僅用作說明，且其不為按比例繪製之圖式。
BaF2及BaI2為特別適於第一層之材料，此係因為其通常可以適於薄層之濺鍍沈積之磁控目標的形式得到。
當鈰化合物待用於第一層中時，CeC2及CeN為適於第一層之材料，此係因為此等化合物相比於元素鈰提供稍微較高反射率及較寬反射比頻寬(亦即，遍及較寬波長範圍以高反射率進行反射)。
當B以六硼化物之形式(諸如，CaB6及BaB6)存在於第二層中時，相比於當僅僅作為B而存在時，B在朝向第一層 之材料(諸如，La)之界面處具較少化學活性。此反應性缺乏會輔助在多層鏡面結構中之界面處提供折射率之清晰對比度。
此外，六硼化物化合物具有高密度，此情形可在多層結構之第一層與第二層之間引起較高對比度。然而，陽離子Ba或Ca之存在將會導致由於起因於金屬陽離子之存在之吸收效應而微小地縮減反射率。然而，系統之總反射率得以增強。
類鑽碳(DLC)具有使其對於用作第一層中之材料有吸引力之某些屬性。具體言之，DLC(主要是sp3鍵結)具有高於非晶碳或石墨(主要是sp2鍵結)之密度的密度。此情形提供與第二層材料(諸如，硼)之高折射率對比度，且因此可得到在所要波長範圍內約80%之高理論反射比。此外，在碳之DLC形式中，碳原子通常係藉由sp3鍵結而彼此強烈地結合，且此情形縮減在第一層中之碳與用於第二層中之任何材料(諸如，硼)之間的化學反應性。
若氮化硼(BN)用作第一層之材料(其中硼用作第二層之材料)，則可藉由交替地進行硼之沈積與硼之週期性硝化以作為沈積進程而以相對簡單方式來製造多層鏡面。
當第一層為鋇或其化合物且第二層為選自由B、B4C、B9C、CaB6及BaB6組成之群組之化合物時，較佳的是，第一層之鋇化合物為除了BaB6以外之化合物。此係為了確保第一層與第二層之間的折射率之良好對比度。
對於根據本發明之第一層及第二層之一些組合，高反射 率被展現之頻寬可窄於在先前技術之多層鏡面之前的頻寬。舉例而言，此等鏡面可更適於用作在中間焦點之後的源收集器或第一鏡面，此係因為此等光學器件通常橫越光學器件之寬度僅經歷窄入射角範圍，使得窄頻寬多層鏡面未必針對具有自約6.4奈米至約7.2奈米之波長之輻射引起任何實質反射率縮減。
圖4至圖21全部為展示針對適於供本發明之多層鏡面中使用之各種材料組合之交替層的作為波長λ之函數之理論預期反射比R的曲線圖(假定在諸層之間的界面處無纏結)。
圖4至圖21所示之實例中所闡明之材料組合為用於供多層鏡面中使用之第一層及第二層之特定較佳材料組合，多層鏡面經建構及配置以反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之波長之輻射。此等材料組合之使用被揭示為本發明之部分，而不管該等實例中所闡明之其他技術細節，諸如，層厚度、層對之數目及其類似者。
對於此等圖中每一者，入射角為90°，不同層具有相等厚度(每一層具有為總和厚度之50%的厚度)，且第一層及第二層之對之數目為1000。
圖4展示針對Ba/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.31奈米。
圖5展示針對La/B多層鏡面之理論反射率(比較實例)，其中總和厚度=3.32奈米。
圖6展示針對Ba/B4C多層鏡面之理論反射率，其中總和 厚度=3.31奈米。
圖7展示針對BaI2/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.31奈米。
圖8展示針對BaO/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.315奈米。
圖9展示針對BaH2/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.315奈米。
圖10展示針對Ba3N2/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.315奈米。
圖11展示針對BaC2/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.315奈米。
圖12展示針對Ce/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.33奈米。
圖13展示針對CeN/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.33奈米。
圖14展示針對C/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.33奈米(密度=2.2公克/立方公分塊狀碳)。
圖15展示針對C/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.33奈米(密度=2.7公克/立方公分塊狀碳)。
圖16展示針對C/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.33奈米(密度=3.2公克/立方公分塊狀碳)。
圖17展示針對C/B多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.33奈米(密度=3.5公克/立方公分塊狀碳)。
圖18展示針對BN/B多層鏡面之理論反射率，其中總和 厚度=3.29奈米。
圖19展示針對La/CaB6多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.335奈米。
圖20展示針對La/BaB6多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.34奈米。
圖21展示針對U/CaB6多層鏡面之理論反射率，其中總和厚度=3.39奈米。
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，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造整合式光學系統、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。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。
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。舉例而言，多層鏡面可用於想要或需要反射具有在約6.4奈米至約7.2奈米之範圍內之波長之輻射的任何應用中(例如，用於輻射源、對準系統或其類似者中)。
應認為所描述及說明之實施例在特性方面係說明性而非限制性的，應理解，僅已展示及描述較佳實施例，且希望保護在如申請專利範圍中所界定的本發明之範疇內的所有 改變及修改。應理解，雖然在該描述中諸如「較佳的」、「較佳地」或「更佳的」之詞語之使用提出如此描述之特徵可能理想，然而，其可能不必要，且可能將缺乏此特徵之實施例預料為在如附加申請專利範圍中所界定的本發明之範疇內。關於申請專利範圍，希望當將諸如「一」、「至少一」或「至少一部分」之詞語用於一特徵前方時，不存在將申請專利範圍限於僅一個此類特徵的意圖，除非在申請專利範圍中予以特定相反地陳述。當使用語言「至少一部分」及/或「一部分」時，項目可包括一部分及/或整個項目，除非予以特定相反地陳述。
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。
1‧‧‧多層鏡面
2‧‧‧分層結構/多層結構
4‧‧‧第一層
6‧‧‧第二層
7‧‧‧選用間層
8‧‧‧基板
42‧‧‧輻射系統
44‧‧‧照明光學件單元
47‧‧‧源腔室
48‧‧‧收集器腔室
49‧‧‧氣體障壁/污染物截留器
50‧‧‧輻射收集器
50a‧‧‧上游輻射收集器側
50b‧‧‧下游輻射收集器側
51‧‧‧光柵光譜濾光器
52‧‧‧虛擬源點
53‧‧‧正入射反射器
54‧‧‧正入射反射器
56‧‧‧輻射光束
57‧‧‧經圖案化光束
58‧‧‧反射元件
59‧‧‧反射元件
142‧‧‧反射器
143‧‧‧反射器
146‧‧‧反射器
180‧‧‧空間
B‧‧‧輻射光束
C‧‧‧目標部分
IF1‧‧‧位置感測器
IF2‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
M1‧‧‧圖案化器件對準標記
M2‧‧‧圖案化器件對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧圖案化器件支撐件/支撐結構/比例光罩台/光罩台
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
PW‧‧‧第二定位器
SO‧‧‧輻射源
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示意性地描繪圖1之微影投影裝置之EUV照明系統及投影系統的側視圖；圖3示意性地描繪根據本發明之一實施例的圖1之微影裝置之多層鏡面；及圖4至圖21各自示意性地描繪作為波長之函數的圖3之多層鏡面之實施例的反射比。
1‧‧‧多層鏡面
2‧‧‧分層結構/多層結構
4‧‧‧第一層
6‧‧‧第二層
7‧‧‧選用間層
8‧‧‧基板

Claims (13)

  1. 一種多層鏡面(multilayer mirror)，其經建構及配置以反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射，該多層鏡面包含：複數個交替材料層，其包含第一材料層及第二材料層，其中該等第二層相比於該等第一層具有針對該輻射之一較高折射率(refractive index)，且其中該等第一層之該等材料及該等第二層之該等材料在小於300℃之溫度下在該等第一層之該等材料與該等第二層之該等材料之間的一界面處相互化學無反應(unreactive)，其中該等第二層中每一者為選自由CaB6及BaB6組成之群組之一材料，且其中該等第一層中每一者為選自由鈾及其化合物、鉈及其化合物、鑭及其化合物、鋇及其化合物、鈰及其化合物之化合物、類鑽碳及氮化硼組成之群組之一材料。
  2. 如請求項1之多層鏡面，其中該等第一層中每一者在該第一層與一鄰近第二層之間的一界面處包含一界面部分，其中該第一層之該界面部分為選自鋇、鋇化合物、鈰、鈰化合物、類鑽碳及氮化硼之一材料，且其中該鄰近第二層為選自由B、B4C、B9C、CaB6及BaB6組成之群組之一材料。
  3. 如請求項2之多層鏡面，其中該界面部分為類鑽碳。
  4. 如請求項2之多層鏡面，其中該等第一層中每一者包含具有選自由鈾及其化合物、鉈及其化合物、鑭及其化合 物組成之群組之一材料的一第一部分，且其中該界面部分位於該第一層之該第一部分與該鄰近第二層之間。
  5. 如請求項4之多層鏡面，其中該界面部分存在於該等第一層中之一者與該等第二層中之一者之間的每一界面處。
  6. 如請求項2之多層鏡面，其中該界面部分形成該整個第一層，且其中該等第一層中每一者為選自鋇、鋇化合物、鈰、鈰化合物、類鑽碳及氮化硼之一材料。
  7. 如請求項1之多層鏡面，其中該等第一層中每一者為鋇或除了BaB6以外之鋇化合物。
  8. 一種圖案化器件(patterning device)，其經建構及配置以在具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之一輻射光束的橫截面中向該輻射光束提供一圖案，該圖案化器件包含：一多層鏡面，其經建構及配置以反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射，該多層鏡面包含複數個交替材料層，其包含第一材料層及第二材料層，其中該等第二層相比於該等第一層具有針對該輻射之一較高折射率，且其中該等第一層之該等材料及該等第二層之該等材料在小於300℃之溫度下在該等第一層之該等材料與該等第二層之該等材料之間的一界面處相互化學無反應，其中該等第二層中每一者為選自由CaB6及BaB6組成之群組之一材料，且其中該等第一層中每一者為選自由鈾 及其化合物、鉈及其化合物、鑭及其化合物、鋇及其化合物、鈰及其化合物之化合物、類鑽碳及氮化硼組成之群組之一材料。
  9. 一種微影裝置(lithographic apparatus)，其經配置以將一圖案自一圖案化器件投影至一基板上，其中該微影裝置包含一多層鏡面，其經建構及配置以反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射，該多層鏡面包含複數個交替材料層，其包含第一材料層及第二材料層，其中該等第二層相比於該等第一層具有針對該輻射之一較高折射率，且其中該等第一層之該等材料及該等第二層之該等材料在小於300℃之溫度下在該等第一層之該等材料與該等第二層之該等材料之間的一界面處相互化學無反應，其中該等第二層中每一者為選自由CaB6及BaB6組成之群組之一材料，且其中該等第一層中每一者為選自由鈾及其化合物、鉈及其化合物、鑭及其化合物、鋇及其化合物、鈰及其化合物之化合物、類鑽碳及氮化硼組成之群組之一材料。
  10. 如請求項9之微影裝置，其進一步包含：一照明系統，其經組態以調節具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之一輻射；一支撐結構，其經建構以固持一圖案化器件，該圖案化器件經組態以在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束； 一基板台，其經建構以固持一基板；及一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上。
  11. 如請求項10之微影裝置，其中該多層鏡面形成以下各者中任一者或其多者之一部件：該照明系統；該圖案化器件；及該投影系統。
  12. 一種形成一多層鏡面之方法，該多層鏡面將反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射，該方法包含：提供複數個交替材料層，該等交替材料層包含交替之第一材料層及第二材料層，其中該等第一層之該等材料係選自由鋇、鋇化合物、鈰、鈰化合物、類鑽碳及氮化硼組成之群組，且其中該等第二層之該等材料係選自由B、B4C、B9C、CaB6及BaB6組成之群組。
  13. 一種形成一多層鏡面之方法，該多層鏡面將反射具有自約6.4奈米至約7.2奈米之一波長之輻射，該方法包含：提供複數個交替材料層，該等交替材料層包含交替之第一材料層及第二材料層，其中該等第一層之該等材料係選自由鈾及其化合物、鉈及其化合物、鑭及其化合物、鋇及其化合物、鈰及其化合物之化合物、類鑽碳及氮化硼組成之群組，且其中該等第二層之該等材料係選自由CaB6及BaB6組成之群組。
TW101112501A 2011-06-15 2012-04-09 多層鏡面、方法及微影裝置 TWI566053B (zh)

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