[发明专利]光谱纯度滤光片、包括这样的光谱纯度滤光片的光刻设备以及器件制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求分别于2008年8月29日和2008年11月12日申请的美国临时申请61/136,347和61/193,255的权益，通过参考将其全部内容并入本文中。

技术领域

本发明涉及光谱纯度滤光片、包括这样的光谱纯度滤光片的光刻设备、器件制造方法以及由此制造的器件。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或多个管芯的一部分)上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

除了极紫外(EUV)辐射，EUV源发射许多不同波长的光和碎片。这种非EUV辐射可能对于EUV光刻系统是有害的，因此期望用光谱纯度滤光片除去它。当前的光谱纯度滤光片基于闪耀光栅。因为三角形图案的表面品质应当非常高，所以制造这些光栅可能是困难的。表面的粗糙度应当低于1nm RMS。此外，由于滤光片的易脆性和低热负载阈值，可能难以使用对于EUV来说是透射的(例如Zr)的薄滤光片。另外，用于网孔上的滤光片的胶对于高真空系统来说是不被期望的。

对已有的反射性光谱纯度滤光片的进一步的挑战是它们改变来自EUV源的光的方向。因此，如果光谱纯度滤光片被从EUV光刻设备移除，那么应当添加替代的光谱纯度滤光片，或具有适合角度的反射镜应当被引入以进行补偿。所增加的反射镜可能将不希望的损耗引入到系统中。

通过参考并入本文中的美国专利申请公开出版物2006/0146413公开了一种光谱纯度滤光片(SPF)，该光谱纯度滤光片包括直径到达20μm的孔阑的阵列。依赖于与辐射波长可比的孔阑的尺寸，该SPF可以通过不同的机制来抑制不被希望的辐射。如果孔阑尺寸小于波长的约一半，那么该SPF事实上反射这种波长的所有辐射。如果孔阑尺寸较大，但是仍然具有波长的量级，那么辐射至少被部分衍射且可以在孔阑内的波导中被吸收。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种EUV光谱纯度滤光片，其改善了辐射束的光谱纯度。

根据本发明的一个实施例，光刻光谱纯度滤光片包括孔阑，其中所述光谱纯度滤光片配置成通过配置成吸收第一波长的辐射和允许第二波长的辐射的至少一部分透射通过所述孔阑，来提高辐射束的光谱纯度，所述第一波长大于所述第二波长。期望地，光谱纯度滤光片配置成吸收第一波长的辐射的相当大的部分(例如80％或更大)。期望地，光谱纯度滤光片包括面对辐射的前表面，所述前表面配置成吸收第一波长的辐射。第二波长可以是约5-20nm的波长。更具体地，光谱纯度滤光片可以配置成对具有约13.5nm的波长的EUV辐射进行滤光。

本发明的实施例涉及两种主要类型的光谱纯度滤光片。在第一类型的光谱纯度滤光片中，孔阑(例如针孔/狭缝)可以吸收具有应当被抑制的波长的辐射，同时透射具有例如EUV的足够低的波长的辐射。孔阑的直径可以小于应当被抑制的波长范围的衍射极限，同时远高于应当被透射的诸如EUV的辐射的衍射极限。在这种情形中，通过孔阑的直径来控制抑制。在第二类型的光谱纯度滤光片中，波导用于抑制不希望的波长范围。在这种情形中，孔阑的直径或宽度可能大于衍射极限，可以通过孔阑的直径和深度来控制抑制。

孔阑的直径或宽度可以等于或小于约20μm。例如，孔阑的直径或宽度可以是在约1-2μm的范围内。

光谱纯度滤光片可以包括吸收性材料，所述吸收性材料配置成吸收至少第一波长的辐射。吸收性材料可以是掺杂的Si(例如n型硅)，更具体地是P掺杂的硅和/或As掺杂的硅。然而，任何半导体材料可能是适合的，例如Si、Ge、金刚石或类金刚石碳。

光谱纯度滤光片可以配置成吸收波长大于孔阑的直径的大约两倍的光，从而允许较小波长辐射的至少一部分透射通过至少一个孔阑。

因此，本发明的实施例可以使用亚波长孔阑作为光谱纯度滤光片。光谱纯度滤光片吸收波长大于孔阑的直径的两倍的光。