[發明專利]用于調節輻射束的光學設備、光刻設備和器件制造方法

有效

• 申請號: 201210107106.2
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN102736444A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: G·C·德弗里斯;簡·伯納德·普萊徹爾墨斯·范斯庫特;F·J·J·杰森;N·A·J·M·范阿爾勒
• 申請（專利權）人: ASML荷蘭有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B17/06;G02B5/08;G02B5/02;G02B1/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳敬蓮

技術領域

本發明涉及調節輻射束以抑制具有不期望的波長的輻射并可以應用于例如調節在光刻場中的輻射束。本發明尤其設計用于調節在極紫外(EUV)光刻中的輻射束以抑制深紫外(DUV)輻射，但是不限于這些應用，不限于這種特定波長范圍。

背景技術

光刻術被廣泛地看作制造集成電路(IC)和其他器件和/或結構的關鍵步驟之一。然而，隨著通過使用光刻術制造的特征的尺寸變得越來越小，光刻術正變成允許制造微型IC或其他器件和/或結構的更加關鍵的因素。

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。光刻設備可用于例如IC制造過程中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩?；蜓谀０娴膱D案形成裝置用于生成待形成在所述IC的單層上的電路圖案?？梢詫⒃搱D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，通過將圖案成像到設置在襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而實現圖案的轉移。通常，單一襯底將包括相鄰目標部分的網絡，所述相鄰目標部分被連續地圖案化。

當前的光刻系統投影極小的掩模圖案特征。出現在掩模版表面上的灰塵或極細的顆粒物質可能會負面地影響所得到的產品。在光刻過程之前或期間沉積在掩模版上的任何顆粒物質可能使得被投影到襯底上的圖案中的特征變形。因此，特征尺寸越小，必須從掩模版消除的顆粒的尺寸越小。

薄皮通常與掩模版一起使用。薄皮是薄的透明層，其可以在掩模版的表面上方伸展跨過框架。薄皮可以用于阻擋顆粒到達掩模版表面的圖案化的側面。雖然在薄皮表面上的顆粒不在焦平面上并且應該不在被曝光的晶片上形成圖像，但是仍然優選盡可能將薄皮表面保持為沒有顆粒。

圖案印刷的極限的理論估計可以由用于分辨率的瑞利法則給出，如等式(1)所示：

CD=k1*λNAPS---(1)]]>

其中λ是所用輻射的波長，NA_PS是用以印刷圖案的投影系統的數值孔徑，k₁是依賴于工藝的調節因子，也稱為瑞利常數，CD是所印刷的特征的特征尺寸(或臨界尺寸)。由等式(1)知道，特征的最小可印刷尺寸的減小可以由三種途徑獲得：通過縮短曝光波長λ、通過增大數值孔徑NA_PS或通過減小k1的值。

為了縮短曝光波長，并因此減小最小可印刷尺寸，已經提出使用極紫外(EUV)輻射源。EUV輻射源通常配置成輸出大約5-20nm，例如13.5nm和/或大約13nm或6.5-6.8nm的輻射波長。因而，EUV輻射源可以構成實現小特征印刷的重要步驟。這種輻射被稱為極紫外輻射或軟x射線，并且可用的源包括例如激光產生的等離子體源、放電等離子體源或由電子存儲環提供的同步加速器輻射。

一些EUV源，尤其是等離子體源發射在寬的頻率范圍上的輻射，甚至包括紅外(IR)輻射、可見輻射、紫外(UV)輻射以及深紫外(DUV)輻射。這些不期望的頻率的輻射將在照射系統和投影系統內傳播并引起升溫問題，并且如果不被阻擋將引起抗蝕劑的不期望的曝光。雖然照射和投影系統的多層反射鏡被優化用于反射期望的波長的輻射，例如13nm，但是它們在IR、可見以及UV波長處具有相當高的反射率。因為將要曝光至EUV輻射的抗蝕劑在襯底處也對諸如DUV輻射等非EUV輻射敏感，在襯底處的非EUV輻射不包含掩模圖案特征的信息。相反，在晶片臺處的非EUV輻射的存在僅對對比度損失產生貢獻。同樣，期望將非EUV輻射與EUV輻射的比率保持在特定值以下，僅作為示例，該特定值在襯底處可以是1％。

已經提出，使用濾光片執行這種功能，例如膜狀光譜純度濾光片。然而，這種濾光片非常脆弱并且具有有限的熱負載能力，這導致高的熱應力和開裂，在光刻投影設備中發生的高功率水平的輻射的升華和氧化。膜濾光片通常還吸收相當部分的期望的EUV輻射。例如，在損失30％的EUV輻射的條件下可以抑制大于100倍的DUV輻射。