专利名称：多层光谱纯滤光片与光刻设备、装置制造方法以及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光刻设备以及在制造如集成电路(IC)这样的装置的过程中使用这种设备的方法。更具体地说，本发明涉及改进极远紫外(EUV)辐射束的光谱纯度并且还过滤由辐射源发射的碎片(debris)的多层光谱纯滤光片。
背景技术：
光刻设备是一种将想要的图案施加到衬底(通常为衬底的目标部分)上的机器。光刻设备可用于比如集成电路(IC)的制造。在那种情况下，可利用另外被称为掩模或分划板的图案形成装置生成将在IC的单个层上形成的电路图案。该图案可被转移到衬底(如硅片)上的目标部分(如包括一个或若干管芯的部分)。图案的转移通常借助于在衬底上设置的辐射敏感材料层(光刻胶)上的成像。一般地，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括分档器和扫描器，在分档器中，通过同时使整个图案曝光到目标部分上而使每个目标部分被照射；在扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描方向”)扫描图案并同时沿着与这个方向平行或反平行的方向扫描衬底而使每个目标部分被照射。通过在衬底上压印图案也能将图案从图案形成装置转移至衬底。
除了EUV辐射之外，EUV源还发射许多不同波长的辐射和碎片。这种非-EUV辐射对EUV光刻系统是有害的，所以不得不通过比如光谱纯滤光片将其去掉。本光谱纯滤光片以炫耀光栅为基础。然而，这些光栅难以生成，因为光谱纯滤光片上三角形图案的表面质量不得不非常高。表面的粗糙程度应当比1nm的RMS更低。
碎片减缓方案可用来抑制由辐射源发射的碎片。然而，通常使用的、包括箔陷波电路(foil trap)和气体缓冲器的碎片减缓方法并不保证有效的碎片保护。此外，由于滤光片的易碎性和较低的热负载临界值，使用可透射EUV的标准薄滤光片(如Zr)实际上是不可能的。
碎片减缓方案还可包括从光刻设备物理移除元件以及使用化学处理对这些元件进行脱机清洗。然而，不得不提供的这种脱机清洗使得光刻设备的真空和机械设计变得极其复杂。脱机清洗还包括大量的光刻设备的停机时间。
光谱纯滤光片存在的另一个问题是它们改变了来自EUV源的辐射束的方向。因此，如果将光谱纯滤光片从EUV光刻设备中移去，则不得不添加置换的光谱纯滤光片或者不得不以必需的角度引入反射镜。添加的反射镜为系统带来了不必要的损失。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种能够减缓由辐射源发射的碎片并且还能够改进辐射束的光谱纯度的光谱纯滤光片。
按照本发明的实施例，提供了一种包括了交替层的多层结构的光刻光谱纯滤光片，其中光谱纯滤光片被配置成可通过反射或吸收不想要的辐射来提高辐射束的光谱纯度，光谱纯滤光片还被配置成可收集由辐射源发射的碎片。
不想要的辐射可被定义为具有与辐射束中想要的辐射(如EUV辐射)不同波长的辐射。可被反射或被吸收的不想要的辐射的波长大于或小于辐射束中想要的辐射的波长。
光谱纯滤光片可抑制不想要的辐射而透过有更低波长的想要的辐射(如EUV辐射)。因此，多层结构可被设计成并且适合于反射或吸收不想要的辐射(如DUV)而透过想要的辐射(如EUV)。
本发明的光谱纯滤光片可分类为透射式滤光片。对于想要的辐射(如EUV辐射)，光谱纯滤光片可具有至少40％、至少60％、至少80％以及优选地至少90％的透射。
光谱纯滤光片可滤掉不想要的辐射(如DUV辐射)。例如，当辐射透过光谱纯滤光片时，EUV辐射与DUV辐射之比可被提高约100倍、1000倍乃至可达约105倍。因此，在辐射束透过按照本发明的光谱纯滤光片后的光谱纯度方面，可以获得明显的改进。
光谱纯滤光片的多层结构可具有约2-200个交替层、约10-100个交替层、或者约20-50个交替层。交替层的厚度约为0.2至100nm、约为0.2至20nm、或者约为0.5至5nm。每个交替层可形成基本上恒定厚度的连续层。交替层的多层结构的总厚度在约10至700nm之间变化，并且优选地是在约100至200nm之间变化。
交替层的多层结构可由任何适当数量的不同交替层构成。例如，可以有两个不同的层彼此交替。另一方面，可以有三个不同的层彼此交替。
构成多层结构的交替层可由下列任何组合构成Zr和Si层；Zr和B4C层；Mo和Si层；Cr和Sc层；Mo和C层；以及Nb和Si层。可通过使用任何适当的技术(如磁控溅射、外延附生、离子溅射以及带或不带离子抛光的e-束蒸发)沉积比如Zr和Si的交替层，从而构成包括了交替层的多层结构的光谱纯滤光片。
光谱纯滤光片的多层结构可被设计成坚固的和鲁棒的，以使该滤光片不会被辐射源发射的碎片损坏。
可在类似栅网状的结构上沉积交替层的多层结构。类似栅网状结构可以是蜂巢结构的形式并且可以从多层结构的一侧穿透至另一侧。类似栅网状结构可包括多个孔径，在这些孔径内，可沉积构成交替层的多层结构的材料。栅网可由任何适当的可电铸成形的材料(如Ni和Cu)构成。类似栅网状结构中的孔径可具有约0.01-5mm2(比如在约1-1.5mm2)的范围的尺寸。类似栅网状结构可增加光谱纯滤光片中多层结构的强度。因此，与没有栅网的光谱纯滤光片相比，这种光谱纯滤光片可由更薄的多层结构制成。这可改进EUV辐射的透射。因此，与没有类似栅网状结构的滤光片相比，包括类似栅网状结构的光谱纯滤光片基本上可被加强并且可以抵抗更大的压差。
按照本发明的、总厚度约为50-600nm、包括了带有约为1mm2孔径并且可以从滤光片的一侧穿透至另一侧的类似栅网状结构、总表面面积约为1cm2的光谱纯滤光片可以抵抗多达约0.5-1bar的压差。
可将类似栅网状结构置于只邻近多层结构的交替层一侧的地方。可将类栅似网状结构置于邻近多层结构的交替层两侧的地方。在这些实施例中，类似栅网状结构不会穿过交替层。
类似栅网状结构可以部分地穿过多层结构的交替层。
可以没有类似栅网状结构。按照本发明的、总厚度约为50-600nm、不包括类似栅网状结构、总表面面积约为1cm2的光谱纯滤光片可以抵抗多达约0.1mbar的压差。
本发明的光谱纯滤光片可抵抗多达约6W/cm2乃至更高的热通量。另外，光谱纯滤光片可抵抗多达约500℃甚至更高(如多达1000℃至1500℃)的温度。这比标准的光刻设备实际要求的更高。
按照本发明的光谱纯滤波片可以模块的形式被连接，以此通过许多光谱纯滤光片的连接使得可形成多达约1至10cm2的大的表面面积。
可将光谱纯滤光片放置到远离辐射束的中间焦点的光刻设备内的任何点。例如，可将光谱纯滤光片放进光刻设备的照明系统中或源-集光器-模块中。可将光谱纯滤光片放置到集光器的下游和中间焦点的上游。在需要碎片减缓的地方，可将光谱纯滤光片放置到光刻设备内集光器的上游。在光谱纯滤光片主要用于光谱滤光的地方，则可将光谱纯滤光片放置到集光器下游的、比如下面的位置中的任何位置处辐射束的中间焦点和入射反射器之间；入射反射器和掩模工作台之间；或者衬底工作台上方。
按照本发明的光谱纯滤光片还能够过滤和减缓辐射源发射的碎片。辐射源发射的碎片可以是原子粒子、微粒子和离子。按照本发明的光谱纯滤光片可以结合其它的碎片抑制装置(如箔陷波电路、背景气压系统、电磁抑制器和任何其它适当的装置)一起使用。
还可以很容易地将光谱纯滤光片从光刻设备中移除，接着在外部对其进行清洗，然后再将其放进光刻设备，或者由置换光谱纯滤光片代替。光谱纯滤光片的易于置换克服了拆卸光刻设备基本部分的需求。因此，与现有技术中存在的光谱纯滤光片相比，本发明的光谱纯滤光片具有成本利益。
按照本发明的另外的实施例，所提供的光刻设备包括被配置成可调节辐射束的照明系统；被配置成可支撑图案形成装置的支持体，图案形成装置被配置成可将图案传递到辐射束的横截面上以此形成图案化的辐射束；被配置成可支持衬底的衬底工作台；以及被配置成可将图案化的辐射束投射到衬底的目标部分的投影系统，其中包括交替层的多层结构的光谱纯滤光片被配置成可通过反射或吸收不想要的辐射来提高辐射束的光谱纯度，光谱纯滤光片还被配置成可收集由辐射源发射的碎片。
可将光谱纯滤光片放置在光刻设备的照明系统中或源-集光器-模块中。可将光谱纯滤光片放置到集光器的下游和辐射束的中间焦点的上游。
按照本发明的又一个实施例，所提供的光刻设备包括光谱纯滤光片，光谱纯滤光片包括了交替层的多层结构，其中光谱纯滤光片被配置成可通过反射或吸收不想要的辐射来提高辐射束的光谱纯度，光谱纯滤光片还被配置成可收集由辐射源发射的碎片。
按照本发明的另一个实施例，所提供的装置制造方法包括利用照明系统提供经过调节的辐射束；将图案传递给辐射束；将图案化的辐射束投射到衬底的目标部分；其中包括了交替层的多层结构的光谱纯滤光片被配置成可通过反射或吸收不想要的辐射来提高辐射束的光谱纯度，光谱纯滤光片还被配置成可收集由辐射源发射的碎片。
按照本发明的另外的实施例，所提供的装置制造方法包括将图案化的辐射束投射到衬底上，其中包括了交替层的多层结构的光谱纯滤光片被配置成可通过反射或吸收不想要的辐射来提高辐射束的光谱纯度，光谱纯滤光片还被配置成可收集由辐射源发射的碎片。
按照本发明的另外的实施例，提供了按照上述方法制造的装置。
所制造的装置可以是比如集成电路(IC)、集成光学系统、用于磁畴存储器的制导和检测图案、液晶显示器(LCD)和薄膜磁头。
现在仅通过举例的方式参考示意性的附图对本发明的实施例进行描述，在附图中，相应的附图标号表示对应的部分，并且其中图1示意性地描述了按照本发明一个实施例的光刻设备；图2示意性地描述了按照本发明另一个实施例的光刻设备；图3示意性地描述了按照本发明一个实施例的光谱纯滤光片；图4示意性地描述了图3所示的光谱纯滤光片的部分的剖面图；图5示意性地描述了按照本发明另一个实施例的光谱纯滤光片；图6示意性地描述了图5所示的光谱纯滤光片的部分的剖面图；图7表示的是按照本发明实施例的光谱纯滤光片的计算的和测量的透射值；图8示意性地描述了一种设备，其中对按照本发明实施例的光谱纯滤光片的特性进行测量。
图9示意性地描述了另一种设备，其中对按照本发明实施例的光谱纯滤光片的特性进行测量；以及图10a-10d描述了按照本发明实施例的光谱纯滤光片的曝光和未曝光部分。
具体实施方案图1示意性地描述了包括有照明系统(照明器)IL的光刻设备，所述的照明系统IL被配置成可调节辐射束B(如UV辐射或EW辐射)。支持体(如掩模工作台)MT被配置成可支撑图案形成装置(如掩模)MA，并且与被配置成可依照某些参数将图案形成装置精确定位的第一定位装置PM相连。衬底工作台(如晶片工作台)WT被配置成可支持衬底(如光刻胶涂敷的晶片)W，并且与被配置成可依照某些参数将衬底精确定位的第二定位装置PW相连。投影系统(如折射式投影透镜系统)PS被配置成可将图案化的辐射束B投射到衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上。
照明系统可包括使辐射定向、成形和/或控制辐射的各种类型的光学元件，比如折射的、反射的、磁的、电磁的、静电的或其它类型的光学元件、或者其中的任何组合。
支持体支撑着图案形成装置(比如承载其重量)。支持体以依赖于图案形成装置的方位、光刻设备的设计以及其它条件(例如，图案形成装置是否被保持在真空环境中)的方式支撑着图案形成装置。支持体可使用机械的、真空的、静电的或其它的箝位技术来支撑图案形成装置。支持体可以是比如根据需要而被固定或可移动的框架或者工作台。支持体可确保图案形成装置位于比如相对投影系统来说所期望的位置。在这里，术语“分划板”或“掩模”的任何用法可被认为与更通用的术语“图案形成装置”是同义的。
这里所使用的术语“图案形成装置”应当被广义地解释为指可用来将图案传递到辐射束的横截面上以致在衬底的目标部分产生图案的任何装置。应当注意的是比如如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则被传递给辐射束的图案可以不是与衬底的目标部分中想要的图案精确对应的。一般地，被传递给辐射束的图案将与正在目标部分中被生成的、装置中的特定功能层(如集成电路)相对应。
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、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻术领域中是众所周知的并包括如二进制、交替的相移和被衰减的相移这样的掩模类型以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的示例使用小反射镜的矩阵布置，其中的每个反射镜可以是独立倾斜的，以便以不同的方向反射入射辐射束。倾斜的反射镜在被反射镜矩阵反射的辐射束中传递图案。
这里所使用的术语“投影系统”应当被广义地解释为包含任何类型的投影系统，包括折射的、反射的、反射折射的、磁的、电磁的和静电的光学系统、或者其中任何的组合，适于正被使用的曝光辐射或者适于其它因素(如浸液的使用或真空的使用)。在这里，术语“投影透镜”的任何用法可被认为与更通用的术语“投影系统”是同义的。
正如这里所描述的，设备是透射类型的(如使用透射掩模)。另一方面，设备可以是反射类型的(如使用上述类型的可编程反射镜阵列或者使用反射掩模)。
光刻设备可以是带有两个(双台)或多个衬底工作台(和/或者两个或多个掩模工作台)的类型的。在这种“多个台”的机器中，附加的工作台可被平行使用，或者可以在一个或多个工作台上实施预备步骤而一个或多个另外的工作台被用于曝光。
光刻设备还可以是下列类型的其中至少部分衬底可被折射指数相对较高的液体(如水)所覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸液还可以用于光刻设备的其它空间(例如掩模和投影系统之间的空间)。浸没技术在增加投影系统的数值孔径的领域中是众所周知的。这里所使用的术语“浸没”不意味着结构(如衬底)必须被浸没在液体中而是仅仅意味着在曝光期间液体位于比如投影系统和衬底之间。
参考图1，照明器IL接收来自辐射源SO的辐射。该源和光刻设备可以是独立的实体(比如，当辐射源是一个受激准分子激光器时)。在这样的情形下，不认为源是构成光刻设备的一部分，并且借助于包括有比如适当的定向反射镜和/或光束扩展器的光束输送系统BD将辐射从源SO传递至照明器IL。在其它情形下，源可以是光刻设备的一个整体部分(比如，当辐射源是一个水银灯时)。源SO和照明器IL(如果需要的话，可连同光束输送系统BD)可被称为辐射系统。
照明器IL可包括调节装置AD，该调节装置AD被配置成可调节辐射束的角强度分布。一般地，在照明器的光瞳平面内强度分布的至少外部和/或内部径向范围(通常分别被称为σ-外部和σ-内部)可被调节。另外，照明器IL可包括各种其它的元件，如积分器IN和聚光器CO。照明器可用来调节辐射束，在其横截面内拥有希望得到的均一性和强度分布。
辐射束B入射到被支持体(如掩模工作台MT)支撑的图案形成装置(如掩模MA)上并且通过图案形成装置被图案化。已经穿过掩模MA的辐射束B穿过将辐射束投影到衬底W的目标部分C的投影系统PS。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF(如干涉装置、线性编码器或电容传感器)，衬底工作台WT可被精确地移动，比如以便在辐射束B的路径中使不同的目标部分C定位。类似地，第一定位装置PM和另一个位置传感器(在图1中未被具体描述但是可以是干涉装置、线性编码器或电容传感器)可用来使掩模MA相对于辐射束B的路径被精确定位，比如从掩模库机械检索之后或在扫描期间。一般地，借助于构成第一定位装置PM的部分的长行程模块(粗糙定位)和短行程模块(精细定位)可实现掩模工作台MT的移动。类似地，利用构成第二定位装置PW的部分的长行程模块和短行程模块可实现衬底工作台WT的移动。在分档器的情形中，与扫描仪相反，掩模工作台MT可以只和短行程致动器相连接或者可以被固定。使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、p2，掩模MA和衬底W可以被调准。尽管如图所示的衬底对准标记占据了专用的目标部分，但是可使它们位于目标部分之间的空间(这些被认为是划线巷道对准标记)。类似地，在不止一个的管芯被设置在掩模MA上的情形下，可使掩模对准标记位于管芯之间。
所描述的设备可用于下列模式中的至少一种1.在分档模式中，掩模工作台MT和衬底工作台WT基本上保持不动，而被传递给辐射束的整个图案被同时投射在目标部分C上(即单个静态曝光)。接着，衬底工作台WT在X和/或Y方向上被移动，以使不同的目标部分C可被曝光。在分档模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单个静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，掩模工作台MT和衬底工作台WT被同时扫描，而被传递给辐射束的图案被投射在目标部分C上(即单个动态曝光)。衬底工作台WT相对于掩模工作台MT的速度和方向可通过投影系统PS的(缩小)放大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在单个动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描移动的长度确定了目标部分的高度(在扫描方向上)。
3.在另一个模式中，支撑可编程图案形成装置的掩模工作台MT基本上保持不动，衬底工作台WT被移动或被扫描，而被传递给辐射束的图案被投射在目标部分C上。在这种模式中，一般地，在扫描期间，脉冲辐射源被使用并且在衬底工作台WT每次移动之后或者在连续辐射脉冲之间根据需要对可编程图案形成装置进行更新。可以很容易地将这种操作模式应用于利用可编程图案形成装置(如上面提到的可编程反射镜阵列的类型)的无掩模光刻术。
还可以使用上述模式的组合和/或变化或者是完全不同的模式。
图2显示的是依照本发明实施例的EUV光刻设备的侧视图。将会注意到尽管布置不同于图1所示设备的布置，但是操作原理是一样的。该设备包括源-集光器-模块或辐射单元3、照明系统IL和投影系统PL。辐射单元3配备了辐射源LA，该辐射源LA可使用气体或蒸汽(例如Xe气体或Li蒸汽)，其中生成非常热的放电等离子体，以便在电磁辐射光谱的EUV范围内发射辐射。通过使放电的部分离子化的等离子体在光轴O上坍缩而产生放电等离子体。有效的辐射的生成需要Xe、Li蒸汽或其它任何适当的气体或蒸汽的0.1mbar的分压。由辐射源LA发射的辐射经由气体阻挡层或箔陷波电路9从源室7进入集光器室8。气体阻挡层包括通道结构。集光器室8包括辐射集光器10，辐射集光器10可由比如掠入射集光器构成。经过集光器10的辐射穿过按照本发明的光谱纯滤光片11。应当注意的是与炫耀光谱纯滤光片相反，该光谱纯滤光片11不改变辐射束的方向。辐射从集光室8中的孔径被聚焦在虚源点12(即中间焦点)上。离开室8后，辐射束16在照明系统IL中借助于正入射反射器13、14被反射到位于分划板或掩模工作台MT上的分划板或掩模上。形成图案化的辐射束17，图案化的辐射束17借助于反射元件18、19被投影系统PL投射到晶片台或衬底工作台WT上。通常在照明系统IL和投影系统PL中存在比所示出的更多的元件。
在反射元件19的其中一个的前面具有NA圆盘20，NA圆盘20上有径孔21。孔21的尺寸确定了辐射束17入射到衬底工作台WT时所对着的角αi。
图2显示了位于集光器10的下游和虚源点12的上游的按照本发明的光谱纯滤光片11。在可代替图2所示实施例的实施例中，如果按照本发明的光谱纯滤光片11主要是用来减缓辐射源LA发射的碎片时，则将光谱纯滤光片11放置到气体阻挡层或箔陷波电路9和集光器10之间。在其它实施例中，在光谱纯滤光片11主要用于光谱滤光的地方，则可将光谱纯滤光片11放置到下列任何位置集光器10和虚源点12(即中间焦点)之间；虚源点12和入射反射器13之间；入射反射器13和入射反射器14之间；入射反射器14和掩模工作台MT之间；以及衬底工作台WT上方。
图3描述了按照本发明实施例的光谱纯滤光片100。光谱纯滤光片100带有由50个交替Zr/Si层102构成的多层结构。可选用的实施例可具有数目介于2-200个之间的交替Zr/Si层102。
光谱纯滤光片100还包括栅网104。栅网104由Cu制成并且形成了包括有基本上呈六角形、尺寸约为1-1.5mm2的孔径的蜂巢结构。栅网104从交替Zr/Si层102的一侧穿透至另一侧。在可选用的实施例中，可将栅网104放置到只邻近Zr/Si层102的一侧或其两侧，或者栅网104可部分穿透Zr/Si层102。
栅网104增强了Zr/Si层102的整体强度。
Zr/Si层102被安放在基本环状的底座106上。环状底座106的形状易于将光谱纯滤光片100合并进光刻设备。因此，易于处理光谱纯滤光片100。
Zr/Si层102被设计成是基本鲁棒的。例如，如图3所示的、带有栅网、总厚度约为200nm、表面面积为1cm2的Zr/Si层102可抵抗多达0.5-1bar的压差。
图4显示的是图3所示的光谱纯滤光片100的部分剖面。在图4中，Zr层108的厚度约为1nm，Si层110的厚度约为3nm。图4显示了穿过Zr/Si层102延伸的栅网104。在可选的实施例中，尽管未显示，Zr/Si层102的厚度是可变的。尽管在图4中未完全显示，但是可有50个Zr和Si的交替层。
图5描述了按照本发明实施例的光谱纯滤光片200。由交替Zr/Si层202构成的多层结构被安放在基本环状的底座206上。与图3和4中所示的光谱纯滤光片100相反，该光谱纯滤光片200没有栅网。因为没有栅网，Zr/Si层202不如Zr/Si层102坚固。例如，总厚度200nm、表面面积1cm2的Zr/Si层202可抵抗只有约0.1mbar的压差。
图6是图5所示的光谱纯滤光片200的部分剖面。在图6中，Zr层208的厚度约为1nm，Si层210的厚度约为3nm。在可选的实施例中，尽管未显示，Zr/Si层202的厚度是可变的。尽管在图6中未完全显示，但是可有50个Zr和Si的交替层。与现有技术的光谱纯滤光片不同，光谱纯滤光片100、200容易被装入光刻设备并且还容易被移除。另外，尽管未显示，光谱纯滤光片100、200可被制成模块形式并且因此可形成任何需要的光谱纯滤光片的表面面积。
利用图3至6中所示的光谱纯滤光片100、200，可获得对DUV的有效过滤。光谱纯滤光片100、200通常只有约20％的光量损失，但是EUV与DUV的比率多达100×105增益。
另外，按照本发明的光谱纯滤光片100、200减缓了由辐射源产生发射的碎片，如原子粒子、微粒子和离子。
下面的表1显示了按照本发明的多种光谱纯滤光片。
表1
表1显示的是光谱纯滤光片的各种参数。在表1中，涉及到的参数如下d(nm)为两个交替层的厚度；d(1)/d为两个交替层厚度的比率；N为交替层的数目；h(nm)为交替层的总厚度；d(mm)为光谱纯滤光片的直径；以及ΔP(bar)为光谱纯滤光片可抵抗的压差。值得注意的是栅网滤光片上的Zr/Si具有相对较大的12mm的直径，但是仍然能够抵抗多达0.45bar的压差。因此，栅网进一步增加了滤光片的强度。
图7涉及按照本发明的滤光片的计算的和测量的光谱透射值。具体地说，图7显示的是通过按照本发明的滤光片的高DUV-UV-IR抑制。图7表示绝对透射(T)对辐射波长(λ)的关系曲线。绘制点为被计算曲线的实际值。每个光谱纯滤光片具有包括如图3和4所示的栅网的结构，并且具有约为200nm的总厚度。对于Nb/Si滤光片来说，Nb的厚度约为3-4nm，Si的厚度约为0.5-1nm。对于Mo/Si滤光片来说，Mo的厚度约为3-4nm，Si的厚度约为0.5-1nm。对于Zr/Si滤光片来说，Zr的厚度约为3-4nm，Si的厚度约为0.5-1nm。。对于Mo/C滤光片来说，Mo的厚度约为3-4nm，C的厚度约为0.5-1nm。
为了检查按照本发明的光谱纯滤光片的性能和可靠性，进行了许多的实验。下面将讨论这些实验。
A.冷实验图8所示的设备300被用于冷实验。设备300包括源302、箔陷波电路(FT)304、集光器306和按照本发明的Zr/Si光谱纯滤光片308。源302为Xe源并且被用来检查光谱纯滤光片对高热和EUV负载的抵抗力。
由于支座(图中未显示)具有良好的传导冷却能力，当光谱纯滤光片308保持相对较冷时，进行实验。光谱纯滤光片308被放在集光器306的中间焦点上。
如图3和4所示，光谱纯滤光片308为Zr/Si滤光片，该滤光片具有50个Zr和Si的交替层并且其总厚度为200nm。栅网还从Zr/Si交替层的一侧穿透至另一侧。
实验条件被显示在下面的表2中。
表2
实验的结果为在5.5M发射后，在光谱纯滤光片308上没有观察到额外的损伤。
B.热实验图9涉及用于实施热实验的设备400。设备400包括Xe源402、FT404和与在冷实验中使用的一样的Zr/Si光谱纯滤光片408。
如图9所示，为了达到尽可能高的温度，尽可能在绝热条件下[1cm×1mm引脚]安装光谱纯滤光片408。
光谱纯滤光片408的温度用热电偶高温计测量。
下面的表3显示的是利用热实验进行的三个测试。
表3
实验发现按照本发明的光谱纯滤光片408可更好地抵抗实验的条件。光谱纯滤光片408上已经存在的一些孔发展成蜂巢结构的栅网中的巢房大小的孔，其孔径的尺寸约为1-1.5mm2。
图10a显示的是在热实验中还未被暴光于辐射下的光谱纯滤光片408的表面。相反，图10b-10d显示的是曾经被暴光于热实验条件下的光谱纯滤光片408的许多表现。图10c和10d为图10b的放大视图。从图10b-10d可以看到尽管与蜂巢结构的栅网中的蜂房的尺寸(即1mm2)相同的孔410可在光谱纯滤光片408内形成，但是更大的孔未形成。这表明光谱纯滤光片408中的栅网支撑并加强了Zr/Si层。
应当注意的是上面所进行的冷、热实验是利用Xe源所实施的，这意味着条件比标准EUV光刻设备中所期望的更极端。此外，每次发射的功率比光刻设备中的标准发射高约2.5倍，并且因而脉冲中的瞬间加热也比在光刻设备中通常使用的条件要更高。
上述的光谱纯滤光片可用于任何适当类型的光刻设备中。此外，按照本发明的光谱纯滤光片可以和光刻设备中的至少一个掠入射反射镜结合使用。
尽管在这个说明中具体提到了在IC制造中使用光刻设备，但是应当理解这里所描述的光刻设备还具有其它的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的制导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)和薄膜磁头等的制造。应当意识到在这种可选用的应用范围中，这里的术语“晶片”或“管芯”的任何用法可被认为分别与更通用的术语“衬底”或“目标部分”是同义的。这里提到的衬底可在曝光以前或之后通过比如导向装置(track)(一种通常将光刻胶层施加于衬底并显影已曝光的光刻胶的工具)、测量工具和/或检视工具而被处理。在可适用的地方，这里所公开的内容可适用于这种和其它的衬底处理工具。另外，例如为了制造多层IC，衬底可经过不止一次的处理，以致这里所使用的术语衬底还可指已经包含有多个已处理层的衬底。
上面的描述是用来说明的而不是限制的。因而，对本领域的技术人员来说显而易见的是只要未背离下面所陈述的权利要求的范围，可对所述的本发明进行更改。
尽管上面具体提到了本发明的实施例在光学投影光刻术的范围中的使用，但是应当意识到本发明可用于其它的应用(如压印光刻术)，并且在范围允许的地方，本发明不限于光学投影光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的图像限定在衬底上生成的图案。图案形成装置的图像可被压入提供给衬底的光刻胶层，随后通过应用电磁辐射、加热、加压或其中的组合使光刻胶固化。在光刻胶被固化后，使图案留在光刻胶上而将图案形成装置移离光刻胶。
在这里使用的术语“辐射”和“光束”包含了所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，其波长约为365、355、248、193、157或126nm)、X-射线和极远紫外(EUV)辐射(例如，其波长在5-20nm的范围内)、以及粒子束(如离子束或电子束)。
在范围允许的地方，术语“透镜”可指各种类型的光学元件中的任何一个或组合，包括折射的、反射的、磁的、电磁的和静电的光学元件。
虽然在上面对本发明的具体实施例已经进行了描述，但是将会意识到可以与所述的不同的方式实施本发明。例如，本发明可采用描述上面公开的方法的包含有一个或多个机器可读指令序列的计算机程序的形式或者是将这样的计算机程序存储在其中的数据存储介质(如半导体存储器、磁盘或光盘)。
权利要求
1.一种光刻光谱纯滤光片包含交替层的多层结构，其中所述光谱纯滤光片被配置成通过反射或吸收不想要的辐射来提高辐射束的光谱纯度，所述光谱纯滤光片还被配置成可收集由辐射源发射的碎片。
2.如权利要求1所述的光刻光谱纯滤光片，其中所述光谱纯滤光片被配置成反射或吸收DUV辐射而透过EUV辐射。
3.如权利要求1所述的光刻光谱纯滤光片，其中辐射束中至少90％的EUV辐射能够通过所述光谱纯滤光片被透射。
4.如权利要求1所述的光刻光谱纯滤光片，其中当辐射束通过所述光谱纯滤光片透射时，EUV辐射与DUV辐射之比被提高多达105倍。
5.如权利要求1所述的光刻光谱纯滤光片，其中构成所述多层结构的交替层数介于2到200之间。
6.如权利要求1所述的光刻光谱纯滤光片，其中构成所述多层结构的交替层数介于20到50之间。
7.如权利要求1所述的光刻光谱纯滤光片，其中构成所述多层结构的每个所述交替层的厚度在约为0.5和20nm之间变化。
8.如权利要求1所述的光刻光谱纯滤光片，其中所述交替层的多层结构的总厚度在约为10和700nm之间变化。
9.如权利要求1所述的光刻光谱纯滤光片，其中构成所述多层结构的所述交替层由下列任何组合构成Zr和Si层；Zr和B4C层；Mo和Si层；Cr和Sc层；Mo和C层；以及Nb和Si层。
10.如权利要求1所述的光刻光谱纯滤光片，其中所述交替层的多层结构具有被嵌入其中的类似栅网状结构。
11.如权利要求10所述的光刻光谱纯滤光片，其中所述类似栅网状结构为带有多个尺寸约为1mm2的孔径的蜂巢形式。
12.如权利要求1所述的光刻光谱纯滤光片，其中所述交替层的多层结构的一侧被类似栅网状结构所支撑。
13.如权利要求12所述的光刻光谱纯滤光片，其中所述类似栅网状结构为带有多个尺寸约为1mm2的孔径的蜂巢形式。
14.如权利要求13所述的光刻光谱纯滤光片，其中所述交替层的多层结构的两侧被类似栅网状结构所支撑。
15.如权利要求10所述的光刻光谱纯滤光片，其中所述类似栅网状结构为带有多个尺寸约为1mm2的孔径的蜂巢形式。
16.如权利要求1所述的光刻光谱纯滤光片，其中能够从辐射源收集到的碎片选自下列的任何组合原子粒子、微粒子和离子。
17.一种光刻设备，包含照明系统，被配置成可调节辐射束；支持体，被配置成可支撑图案形成装置，所述图案形成装置被配置成将图案传递到所述辐射束的横截面上以此形成图案化的辐射束；衬底工作台，被配置成可支持衬底；投影系统，被配置成可将所述图案化的辐射束投射到所述衬底的目标部分上；以及光谱纯滤光片，所述光谱纯滤光片包含交替层的多层结构并被配置成通过反射或吸收不想要的辐射来提高所述辐射束的光谱纯度，所述光谱纯滤光片还被配置成可收集由辐射源发射的碎片。
18.如权利要求17所述的光刻设备，其中所述光谱纯滤光片被定位在所述光刻设备的源-集光器-模块中。
19.如权利要求17所述的光刻设备，其中所述光谱纯滤光片被定位在所述光刻设备的照明系统中。
20.如权利要求17至19中的任一项所述的光刻设备，其中所述光谱纯滤光片被定位在集光器的下游和所述辐射束的中间焦点的上游。
21.一种光刻设备包含了光谱纯滤光片，所述光谱纯滤光片包括交替层的多层结构，其中所述光谱纯滤光片被配置成通过反射或吸收不想要的辐射来提高辐射束的光谱纯度，所述光谱纯滤光片还被配置成可收集由辐射源发射的碎片。
22.一种装置制造方法，包含提供辐射束；使所述辐射束带有图案；将图案化的辐射束投射到衬底的目标部分；以及使用包含有交替层的多层结构的光谱纯滤光片通过反射和吸收不想要的辐射来提高所述辐射束或辐射的光谱纯度。
23.如权利要求22所述的装置制造方法，还包含利用所述光谱纯滤光片收集由辐射源发射的碎片。
24.一种按照权利要求22的所述方法制造的装置。
25.如权利要求24所述的装置，其中所述装置为集成电路；集成光学系统；磁畴存储器的制导和检测图案；液晶显示器；或薄膜磁头。
全文摘要
多层的光谱纯滤光片提高了极远紫外(EUV)辐射束的光谱纯度并且还收集由辐射源发射的碎片。
文档编号H01L21/027GK1841098SQ20061007332
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月28日 优先权日2005年3月29日
发明者V·Y·巴尼内, J·H·J·穆尔斯, L·A·肖梅洛克, N·N·萨拉施谢科 申请人:Asml荷兰有限公司