[發明專利]光譜純度濾光片、光刻設備以及用于制造光譜純度濾光片的方法

有效

• 申請號: 200980137614.1
• 申請日: 2009-08-26
• 公開（公告）號: CN102165372A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: W·A·索爾;A·M·雅庫尼恩;M·J·J·杰克;D·馬修;H·J·凱特拉里基;F·C·范登荷尤維爾;P·E·M·庫基皮爾斯
• 申請（專利權）人: ASML荷蘭有限公司;皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B5/20;G21K1/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

相關申請的參照援引

本申請要求于2008年9月26日遞交的美國臨時申請第61/136,702號和2008年12月22日遞交的美國臨時申請第61/193,769號的權利，這里通過參考將兩個臨時申請并入本文。

技術領域

本發明涉及一種光譜純度濾光片、包括這種光譜純度濾光片的光刻設備以及用于制造光譜純度濾光片的方法。

背景技術

光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底上，通常是襯底的目標部分上的機器。例如，可以將光刻設備用制造集成電路(ICs)中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩模或掩模版的圖案形成裝置用于生成在所述IC的單層上待形成的電路圖案。可以將該圖案轉移到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。通常，圖案的轉移是通過把圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上進行的。通常，單個的襯底將包含被連續形成圖案的相鄰目標部分的網絡。公知的光刻設備包括：所謂的步進機，在步進機中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個目標部分；和掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向同步地掃描所述襯底來輻射每一個目標部分。也可能通過將圖案壓印(imprinting)到襯底上的方式從圖案形成裝置將圖案轉移到襯底上。

為了能夠將更小的結構投影到襯底上，已經提出使用極紫外輻射(EUV)，所述極紫外輻射是具有在10-20nm(例如在大約13-14nm范圍內)范圍內的波長的電磁輻射。此外，還提出可以使用具有小于大約10nm波長的EUV輻射(例如5-10nm范圍內，諸如大約6.7nm或6.8nm)。

基于錫等離子體的EUV源不僅發射想要的頻帶內EUV輻射，而且發射頻帶外輻射，最值得注意的是在DUV范圍(100-400nm)內的輻射。而且，在激光產生的等離子體(LPP)EUV源的情形中，通常在10.6μm的來自激光器的輻射導致相當大量的不想要的輻射。因為EUV光刻系統的光學元件通常在這些波長處具有很大的反射率，因此如果沒有采取措施，具有相當大能量的不想要的輻射傳播進入光刻工具中。

在光刻設備中，基于幾個原因，頻帶外輻射應該被最小化。首先，抗蝕劑對頻帶外的波長敏感，因此圖像品質會被惡化。第二，不想要的輻射，尤其是LPP源內的10.6μm輻射導致掩模、晶片和光學元件的不想要的加熱。為了將不想要的輻射引入到特定的范圍內，開發了光譜純度濾光片(SPFs)。

光譜純度濾光片可以對EUV輻射是反射型的或透射型的。反射型的SPF的應用需要對已有的反射鏡進行修改或插入附加的反射元件。透射SPF通常被放置在收集器和照射器之間并且不會影響輻射路徑，這是有利的，因為這帶來靈活性以及與其他SPF的兼容性。

格柵SPF形成一類透射SPF，其在不想要的輻射具有比EUV輻射大得多的波長的時候可以使用，例如在LPP源中的10.6μm輻射的情況下。格柵SPF包含具有將要被抑制的波長的量級的尺寸的孔。抑制機制可以在如現有技術和本文中進一步描述的具體實施例中描述的不同類型的格柵SPF之間變化。因為EUV輻射的波長(13.5nm)比孔的尺寸(通常＞3μm)小得多，EUV輻射透射通過孔而基本上沒有衍射。

已有的光譜純度濾光片的另一挑戰在于，它們改變了來自EUV源的光的方向。因此，如果從EUV光刻設備中移除光譜純度濾光片，應該增加替換的光譜純度濾光片或應該引入處于合適角度的反射鏡。增加的反射鏡引入不想要的損失進入系統。

美國專利申請出版物第2006/0146413號公開一種光譜純度濾光片(SPF)，包括直徑達到20μm的孔的陣列。依賴于相當于輻射波長的孔的尺寸，通過不同的機制SPF可以抑制不想要的輻射。如果孔尺寸小于波長的接近一半，SPF基本上反射該波長的所有輻射。如果孔尺寸較大，但仍然是波長的量級，則輻射至少部分地衍射并可能在孔內部以波導的方式被吸收。

若干種現有技術的光譜純度濾光片(SPF)依賴于具有微米尺度的孔的格柵，以抑制不想要的輻射。這些SPF的近似的材料參數和技術規格是已知的。然而，成功的制造方法迄今還沒有記載。在這些技術規格的條件下制造不是容易易行的。最有挑戰性的技術規格是：通常直徑為4μm的孔；格柵厚度通常為5-10μm；孔之間非常薄(通常＜1μm)和平行的(非錐形的)壁，用以確保最大的EUV透射率。