[发明专利]光谱纯度滤光片、光刻设备以及制造光谱纯度滤光片的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年8月21日递交的美国临时申请61/235,829的优先权，其通过参考全部并入此文。

技术领域

本发明涉及光谱纯度滤光片、包括所述光谱纯度滤光片的光刻设备以及制造光谱纯度滤光片的方法。本发明还涉及微孔或网格型光学部件，通常用于EUV辐射的纯度滤光片是一个示例。

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，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。所述图案的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而进行的。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：所谓的步进机，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；以及所谓的扫描器，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)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。

限制图案印刷的关键因素是所使用的辐射的波长λ。为了能够在衬底上投影更小的结构，已经提出使用极紫外(EUV)辐射，其是具有在10-20nm范围内的波长的电磁辐射，例如在13-14nm范围内。还提出，可以使用具有小于10nm波长的EUV辐射，例如在5-10nm范围内，诸如6.7nm或6.8nm。这种EUV辐射有时候被称为软x射线。可用的源包括例如激光产生等离子体源、放电产生等离子体源或来自电子储能环的同步加速器辐射。

基于锡等离子体的EUV源不仅发生发射想要的带内EUV辐射，而且发射带外辐射，最值得关注的是深紫外(DUV)范围(100-400nm)的辐射。此外，在激光产生等离子体(LPP)EUV源的情形中，来自激光器的红外辐射(通常在10.6μm)给出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显著的反射率，因此，如果不采取措施、则不想要的辐射以相当大的功率传播进入光刻工具。

在光刻设备中，因为几个原因使得带外辐射应该被最小化。首先，抗蚀剂对于带外波长敏感，并因此图像质量会被损害。第二，不想要的辐射，尤其是在LPP源中的10.6μm辐射，导致掩模、晶片以及光学元件的不想要的升温。为了将不想要的辐射带入具体限制内，正开发光谱纯度滤光片(SPF)。

光谱纯度滤光片可以是对于EUV辐射是反射的或透射的。反射型SPF的应用涉及已有反射镜的修改或插入附加的反射元件。透射型SPF通常放置在收集器和照射器之间，并且至少原则上不影响辐射路径。这可以是有利的，因为其带来灵活性和与其他SPF的兼容性。

网格SPF形成透射型SPF的一个分类，其可以在不想要的辐射的波长远大于EUV辐射的波长(例如在LPP源内10.6μm辐射的情形中)时使用。网格SPF包含尺寸为要被抑制的波长量级的孔。抑制机制可以根据现有技术中所述网格SPF的不同类型而改变，并且本文中还给出详细的实施例。因为EUV辐射波长(13.5nm)远小于孔的尺寸(通常大于3μm)，因此EUV辐射透射通过孔而基本上不发生衍射。

若干种现有技术的光谱纯度滤光片(SPF)依赖于具有微米级尺寸的孔的网格以抑制不想要的辐射。美国专利申请出版物2006/0146413公开一种光谱纯度滤光片(SPF)，包括直径达到20μm的孔的阵列。依赖于与辐射波长相比的孔的尺寸，SPF可以通过不同的机制抑制不想要的辐射。如果孔尺寸小于(不想要的)波长的接近一半，该SPF基本上反射所有的该波长辐射。如果孔尺寸较大，但仍然是该波长的量级，则这辐射至少部分衍射并且在孔内部以波导的形式被吸收。

这些SPF的近似材料参数和规格是已知的。然而，以这些规格进行制造并不容易。最具有挑战性的技术参数是：通常直径为4μm的孔；网格厚度通常为5-10μm；孔之间的壁极薄(通常小于1μm)且平行以确保最大的EUV透射率。