[发明专利]光谱纯度滤光片、光刻设备以及用于制造光谱纯度滤光片的方法

说明书

相关申请的参照援引

本申请要求于2008年9月26日递交的美国临时申请第61/136,702号和2008年12月22日递交的美国临时申请第61/193,769号的权利，这里通过参考将两个临时申请并入本文。

技术领域

本发明涉及一种光谱纯度滤光片、包括这种光谱纯度滤光片的光刻设备以及用于制造光谱纯度滤光片的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用制造集成电路(ICs)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在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单个的衬底将包含被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：所谓的步进机，在步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；和扫描器，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地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。

为了能够将更小的结构投影到衬底上，已经提出使用极紫外辐射(EUV)，所述极紫外辐射是具有在10-20nm(例如在大约13-14nm范围内)范围内的波长的电磁辐射。此外，还提出可以使用具有小于大约10nm波长的EUV辐射(例如5-10nm范围内，诸如大约6.7nm或6.8nm)。

基于锡等离子体的EUV源不仅发射想要的频带内EUV辐射，而且发射频带外辐射，最值得注意的是在DUV范围(100-400nm)内的辐射。而且，在激光产生的等离子体(LPP)EUV源的情形中，通常在10.6μm的来自激光器的辐射导致相当大量的不想要的辐射。因为EUV光刻系统的光学元件通常在这些波长处具有很大的反射率，因此如果没有采取措施，具有相当大能量的不想要的辐射传播进入光刻工具中。

在光刻设备中，基于几个原因，频带外辐射应该被最小化。首先，抗蚀剂对频带外的波长敏感，因此图像品质会被恶化。第二，不想要的辐射，尤其是LPP源内的10.6μm辐射导致掩模、晶片和光学元件的不想要的加热。为了将不想要的辐射引入到特定的范围内，开发了光谱纯度滤光片(SPFs)。

光谱纯度滤光片可以对EUV辐射是反射型的或透射型的。反射型的SPF的应用需要对已有的反射镜进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间并且不会影响辐射路径，这是有利的，因为这带来灵活性以及与其他SPF的兼容性。

格栅SPF形成一类透射SPF，其在不想要的辐射具有比EUV辐射大得多的波长的时候可以使用，例如在LPP源中的10.6μm辐射的情况下。格栅SPF包含具有将要被抑制的波长的量级的尺寸的孔。抑制机制可以在如现有技术和本文中进一步描述的具体实施例中描述的不同类型的格栅SPF之间变化。因为EUV辐射的波长(13.5nm)比孔的尺寸(通常＞3μm)小得多，EUV辐射透射通过孔而基本上没有衍射。

已有的光谱纯度滤光片的另一挑战在于，它们改变了来自EUV源的光的方向。因此，如果从EUV光刻设备中移除光谱纯度滤光片，应该增加替换的光谱纯度滤光片或应该引入处于合适角度的反射镜。增加的反射镜引入不想要的损失进入系统。

美国专利申请出版物第2006/0146413号公开一种光谱纯度滤光片(SPF)，包括直径达到20μm的孔的阵列。依赖于相当于辐射波长的孔的尺寸，通过不同的机制SPF可以抑制不想要的辐射。如果孔尺寸小于波长的接近一半，SPF基本上反射该波长的所有辐射。如果孔尺寸较大，但仍然是波长的量级，则辐射至少部分地衍射并可能在孔内部以波导的方式被吸收。

若干种现有技术的光谱纯度滤光片(SPF)依赖于具有微米尺度的孔的格栅，以抑制不想要的辐射。这些SPF的近似的材料参数和技术规格是已知的。然而，成功的制造方法迄今还没有记载。在这些技术规格的条件下制造不是容易易行的。最有挑战性的技术规格是：通常直径为4μm的孔；格栅厚度通常为5-10μm；孔之间非常薄(通常＜1μm)和平行的(非锥形的)壁，用以确保最大的EUV透射率。