多层反射镜的制作方法
专利名称：多层反射镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及多层反射镜，一般来说是反射光学元件，用于反射极紫外(EUV)辐射。 本发明还涉及包括这种反射镜的光刻设备、用于制造多层反射镜的方法以及通过EUV光刻术制造产品的方法。
背景技术：
光刻设备是ー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。光刻设备可用于例如集成电路(IC)制造过程中。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、ー个或多个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现图案的转移。 通常，単一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。已知的光刻设备包括步进机，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ー个目标部分；以及扫描器，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)到衬底上的方式从图案化装置将图案转移到衬底上。限制图案印刷的关键因素是所用的辐射的波长\。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(EUV)辐射，该辐射是波长在10-20nm范围内(例如13_14nm 范围内)的电磁福射。进ー步提出能够使用波长小于IOnm的EUV福射,例如在5_10nm范围内，诸如6. 7nm或6. 8nm。有时这种EUV辐射被称为软x射线。可能的源例如包括激光产生的等离子体源、放电等离子体源、或者来自电子储能环的同步加速器辐射。用于EUV辐射的投影系统中的光学元件性质上通常是反射性的——曲面反射镜， 因为能够以折射方式透射EUV辐射的材料不容易得到。即使对于反射光学元件，EUV辐射正入射的反射镜通常也是相对比较复杂的多层结构。例如在DE10155711Al(Fraunhofer研究所)中描述了多层反射镜(MLM)的例子。虽然实际反射镜远非理想的反射镜，然而，实际反射镜能够通过交错地设置成对的金属(通常是钥(Mo))和非金属(通常是硅(Si))层来构造。通过控制每个层对中两个层之间的厚度比，能够控制每个层对的整个厚度，并且通过一个摞ー个地叠置几十个层，可以获得量级在60-70%的反射率。基于Sn等离子的EUV源不仅发射期望的带内EUV辐射，而且发射带外辐射，最显著的是在深UV(DUV)范围(100-400nm)内的辐射。而且，在激光产生等离子体(LPP)EUV辐射源的情况下，来自激光器的红外辐射(通常在lO.eym)可能呈现大量的不想要的辐射。由于EUV光刻系统的光学装置通常具有在这些波长处的较大的反射率，因此如果不采取措施，不想要的辐射可能以大的功率传播进入光刻工具中。在光刻设备中，由于以下几个原因，带外辐射应该被最小化。首先，抗蚀剂对带外波长敏感，因此，图像品质可能被恶化。其次，在LPP源中不想要的辐射(尤其是10.6
辐射)导致掩模、晶片和光学装置的不想要的加热。为了使不想要的辐射处于特定的限制内，光谱纯度滤光片(SPF)正在被研发。SPF的设计和制造正面临挑战并且需要采取折衷方案。当前已知的滤光片在使最少量的不想要的辐射通过的同时，会不期望地衰减期望的 EUV辐射。而且，滤光片的制造是非常昂贵的。发明人将其注意力转向反射(MLM)表面的设计,传统上反射表面反射很大一部分不想要的辐射有时比期望的EUV辐射的被反射部分还多。有几种选择方案用于改变MLM 结构，以衰减带外辐射。在这种情况下的建议方案是在EUV反射结构顶部添加多层结构，用于衰减不想要的波长。另外，被讨论为不想要的辐射的波长范围可以被限制于UV和可见光波长，其短于I U m并且远远短于10. 6 u m,以及可以被限制于在当前情况中涉及的波长类似的波长。发明人已经研究了所感兴趣的不同波长的反射机制，并且已经认识到包括金属层的多层反射镜(MLM)能够被改变，使得金属层固有地对长波长辐射，例如ニ氧化碳激光器的辐射(尤其在10. 6 ii m)的反射更低。由于在IR范围内的金属的反射率是由金属中存在自由导电电子而引起的，因此发明人考虑是否能够通过改变金属层的电性质来抑制IR反射。为此目的的示例性技术包括以导电电子耗损金属层，或者由于所谓的尺寸异常集肤效应(dimensional anomalous skin effect)而限制电子的有效数量。而且，发明人已经进一歩研究了在EUV和IR波长内整个叠层高度(层对的数量) 对相对反射率的影响。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种多层反射镜，其配置成反射极紫外辐射(EUV)，同时吸收其波长基本上长于EUV辐射的波长的第二类辐射，所述反射镜包括叠置在基底上的多个层对，每个层对包括第一层和第二层，所述第一层至少包括第一金属，而所述第二层至少包括第二金属，其中在层对的至少ー个层对子集中的第一层被改变，使得所述第一层对反射所述第二辐射的贡献相比于具有相同厚度的第一材料的单层被減少。本发明的实施例包括第一类型的层，所述第一类型的层的导电率通过设置第三材料而被改变。本发明的实施例包括被用作绝缘体的第四材料层分隔开的第一材料的被分开的子层。相比于传统的MLM结构，本发明的实施例可以包括相对大量的这种层对。在ー些实施例中，在所述层对子集中的层对数量大于80，例如80-150，还可以例如大于90。每个子层的厚度可以小于2nm，甚至小于lnm。可选地，至少在被改变的第一层的子集中子层的数量可以是2或3。优选地，第一材料是钥，第二材料是硅。根据本发明的一方面，提供一种多层反射镜，其配置成反射极紫外辐射(EUV)，同时吸收波长基本上长于EUV辐射的波长的第二类型的辐射，所述反射镜包括叠置在基底上的多个层对，每个层对包括第一层和第二层，所述第一层包括第一材料，所述第二层包括第ニ材料，其中在所述叠层中层对的数量大于80，例如80-150，以及大于例如90。多个层对的总的厚度可以大于500nm。叠层可以形成在基底层之上，所述基底层包括第一材料层或具有类似性质的材料层，其中在基底层中的第一材料层的厚度为第一层的 5倍或更多倍。可选地，第一材料是金属，诸如钥，第二材料是半导体，诸如硅。在叠层的主要部分中的每个层对的厚度可以在5-7nm的范围内，或者甚至在6. 5_7nm的范围内。根据本发明的一方面，提供ー种光刻设备，包括辐射源，配置成产生包括极紫外辐射的辐射；照射系统，配置成将所述辐射调节为辐射束；支撑结构，配置成支撑图案形成装置，图案形成装置被配置成图案化辐射束；以及投影系统，配置成将图案化辐射束投影到目标材料上；其中所述辐射源、所述照射系统和所述投影系统中的至少ー个包括如上所述的根据本发明第一方面或第二方面所述的多层反射镜。辐射源可以包括燃料传送系统和激光辐射源，所述激光辐射源被布置用于将红外波长处的辐射传送到目标上，所述目标包括由所述燃料传送系统传送的等离子体燃料材料，用于产生所述极紫外辐射，从而所述辐射源朝向所述多层反射镜发射极紫外(EUV)和红外辐射的混合物，所述多层反射镜对于所述EUV辐射具有大于60%的反射率，对于所述红外辐射具有小于40%的反射率。多层反射镜对于所述红外辐射可以具有小于10%、甚至小于5%的反射率。根据本发明的一方面，提供一种用于制造多层反射镜的方法，所述多层反射镜配置成透射极紫外辐射，所述方法包括步骤交替地沉积第一类型的层和第二类型的层，以在基底上形成层对叠层，其中每个层对包括第一层和第二层，所述第一层至少包括第一材料， 所述第二层至少包括第二材料，并且其中在所述层对的至少ー个层对子集中的第一层被形成为能够相比于具有相同厚度的第一材料的单层，減少所述第一层对所述第二辐射的反射的贡献。在所述叠层中层对的数量可以大于80，例如80-150，以及可以例如大于90。根据本发明的一方面，提供ー种制造多层反射镜的方法，其中根据如上所述的制造多层反射镜的方法形成所述叠层。根据本发明的一方面，提供一种通过光刻术制造产品的方法，包括以下步骤通过照射系统，由来自EUV辐射源的EUV辐射照射图案形成装置；以及通过用投影系统投影所述 EUV辐射来将所述图案形成装置的图像投影到衬底上，其中所述照射系统和所述投影系统中的至少ー个包括光学元件，所述光学元件包括如上所述的根据本发明的第一或第二方面所述的多层反射镜。
现在參照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中图I示意地示出根据本发明一个实施例的光刻设备；图2示出根据本发明实施例的实际的光刻设备的布局；图3示出用于图2所示设备中或用于其它目的的多层反射镜(MLM)的一般结构和參数；图4a和4b示出具有传统形式的层对的假定的多层反射镜的所计算的性能；图5示出根据本发明实施例的被改变的多层反射镜的一部分；
图6示出与传统结构相对照的、对于图5的被改变的多层反射镜的所计算的性图7示出本发明实施例的不同形式的被改变的多层反射镜结构的一部分；图8a和Sb示出根据图7所示实施例的第一变体的对于两个示例性反射镜的所计算的性能；以及图9a和9b示出根据图7所示实施例的第二变体的对于两个示例性反射镜的所计算的性能。
具体实施例方式图I示意地示出了根据本发明一个实施例的光刻设备的主要特征。所述设备包括辐射源SO和照射系统(照射器)IL,其配置成调节来自源的辐射束B (例如UV辐射或 EUV辐射)。支持结构(例如掩模台)MT配置用干支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版) MA，并与配置用于根据特定參数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连。衬底台(例如晶片台)WT配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的半导体晶片)W，并与配置用于根据特定參数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连。投影系统PS配置成用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C (例如包括一根或更多根管芯)上。照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。所述支撑结构MT支撑图案形成装置。所述支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。应该指出的是，被赋予辐射束的图案可以不与衬底的目标部分中的所需图案完全相对应，例如如果所述图案包括相移特征或所谓的辅助特征。图案形成装置可以是透射式的或反射式的。为了实际应用的目的，用于EUV光刻术的当前方案使用反射式图案形成装置，如图I所示。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如 ニ元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每ー个小反射镜可以独立地傾斜，以便沿不同的方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。这里所用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用真空之类的其它因素所适合的。可以希望将真空环境用于EUV辐射或电子束辐射，因为其它气体可能会吸收太多的辐射或电子。因此，借助真空壁和真空泵，可以在整个束路径上提供真空环境。下面參考图2描述对于EUV的示例。这里术语“投影透镜”的使用可以被认为与更上位的术语“投影系统”是同义的。 对于EUV波长，透射材料不容易获得。因此，用于EUV系统中的照射和投影的“透镜” 一般将是反射类型，也就是说，曲面反射镜。所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或多个掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或者在一个或更多个台上执行预备步骤的同吋，将ー个或更多个其它台用于曝光。所述光刻设备还可以是这种类型，其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可以施加到光刻设备的其它空间中，例如掩模和投影系统之间的空间。浸没技术在现有技术中已知可以用于提高投影系统的数值孔径。这里使用的术语“浸没”并不意味着必须将结构(例如衬底)浸入到液体中，而仅意味着在曝光过程中液体位于例如投影系统和该衬底之间。參照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射。所述源和光刻设备可以是分立的实体(例如当源是准分子激光器吋)。在这种情况下，不会将源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统(未示出)的帮助，将所述辐射从源SO传到照射器1し在其它情况下，所述源可以是光刻设备的组成部分。所述源SO和照射器IL以及在需要时设置的束传输系统一起被称为辐射系统。所述照射器IL可以包括配置用于调整所述辐射束的角強度分布的调整装置(调整器)。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为O-外部和O-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器和聚光器。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和強度分布。所述辐射束B入射到保持在支撑结构MT上的所述图案形成装置MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经被图案形成装置MA反射后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF2 (例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在掩模库的机械获取之后或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另ー个位置传感器 IFl (其也可以是干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模支撑结构MT的移动。类似地，可以采用形成所述第 ニ定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。 可以使用掩模对准标记Ml、M2和衬底对准标记Pl、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于ー个管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
示出的设备可以用于下列模式中的至少ー种I.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT保持为基本静止的同吋，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，単一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了単一静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。2.在扫描模式中，在对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描的同吋，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(S卩，単一的动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT 的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(縮小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单ー动态曝光中目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而扫描移动的长度确定目标部分的高度(沿扫描方向)。3.在另ー模式中，可编程图案形成装置MA保持为基本静止，并且在对所述衬底台 WT进行移动或扫描的同吋，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中， 通常可以采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可称为利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的“无掩模光刻木”。也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。图2示出实际的EUV光刻设备的示意性侧视图。应该指出的是，虽然物理布置不同于图I所示的设备的物理布置，但是操作原理是类似的。所述设备包括源-收集器模块或辐射单元3、辐射系统IL以及投影系统PS。辐射单元3设置有辐射源S0，其可以使用气体或蒸汽，诸如例如Xe气体或者Li、Gd或Sn蒸汽,其中产生极高温的放电等离子体以发射在电磁辐射光谱的EUV范围内的辐射。通过使放电引起的至少部分电离的等离子体在光轴 0上瓦解，产生放电等离子体。为了有效地产生辐射，可能需要例如IOPa 0.1毫巴分压的氙、锂、钆、锡蒸汽或任何其它合适的气体或蒸汽。在一实施例中，锡源作为EUV源使用。对于这种类型的源，一示例是LPP源，其中二氧化碳或其它激光器的激光被引导和聚焦到燃料点燃区域中。在附图左下部中示意地示出这种类型的源的ー些细节。点燃区域7a被供以来自燃料传送系统7b的等离子体燃料，例如熔融的锡液滴。激光束产生器7c 可以是具有红外波长的ニ氧化碳激光器，例如波长为10. 6微米或9. 4微米。可选地，可以使用其它合适的激光器，例如具有在1-11微米范围内的各个波长。当与激光束相互作用吋， 燃料液滴被转化为等离子体状态，其可以发射例如6. 7nm的辐射或者选自5-20nm范围内的任何其它EUV辐射。EUV是本文中所关心的例子，尽管在其它应用中可以产生不同类型的辐射。在等离子体中产生的辐射通过椭圆形的或者其它合适的收集器7d而被收集，以产生源辐射束7e。由辐射源SO发射的辐射从源腔7、经由气体阻挡件或“翼片阱”形式的污染物阱9 传递进入收集器腔8。这在下文将进ー步进行描述。返回至图2的主要部分，收集器腔8可以包括辐射收集器10，其例如是包括所谓的掠入射反射器的巢状阵列的掠入射收集器。适于该目的的辐射收集器在现有技术中是已知的。可选地，所述设备可以包括用于收集辐射的正入射收集器。从收集器10发射的EUV辐射束将具有特定的角展度，也许是光轴0两侧 10度的范围。通过收集器10被传递的辐射透射通过光谱纯度滤光片11。与反射光栅光谱纯度滤光片相反，透射光谱纯度滤光片11不改变辐射束的方向。然而，反射滤光片也可以作为替代物。辐射从收集器腔8内的孔聚焦到虚源点12(8卩，中间焦点)处。来自于腔8的辐射束16在照射系统IL中经由正入射反射器13、14被反射到定位在掩模板台或掩模台MT 上的掩模板或掩模上。形成图案化束17，所述图案化束17经由反射元件18和19被投影系统PS成像到安装在晶片平台或衬底台WT上的晶片W上。在照射系统IL和投影系统PS 中可以存在被图示出的元件更多的元件。反射元件19中的ー个反射元件的前面具有NA盘 20，所述NA盘20具有通过其中的孔阑21。孔阑21的尺寸确定图案化束17入射到衬底台 WT时所形成的夹角ait)图2示出定位在收集器19下游、虚源点12上游的光谱纯度滤光片11。在未示出的替代实施例中，光谱纯度滤光片11可以位于虚源点12处或收集器10与虚源点12之间的任何点处。滤光片11理想地将通过所有的期望的EUV辐射，而不会使不想要的辐射(DUV、 IR)通过。实际上，当然，这些參数的性能不是完美的。实际的SPF将衰减ー些期望的辐射， 而允许一些不想要的辐射通过。本发明的实施例提供可选的方法来减少不想要的辐射，而尽可能多地保留期望的EUV辐射。本发明的实施例可以被应用于任一反射元件处，包括反射镜13、14、18和19和/或收集器10。依赖于其消除来自例如收集器10的不想要的辐射的性能，光谱纯度滤光片11在原理上可以完全被省略。替代地，新的反射器和光谱纯度滤光片可以均被使用且位于在系统中的所选择的点处。例如通过减少滤光片处的热量，采用这里所述的新原理的收集器可以放宽滤光片中的设计约束，允许提高其使EUV通过的性能。气体阻挡件包括通道结构，诸如在US6614505和US6359969中详细描述的，两篇文献通过引用而并入本文。该污染物阱的目的是防止或至少减少副产品或者燃料材料的入射撞击光学系统的元件和随着时间的流逝降低这些元件的性能。这些元件包括收集器10以及收集器。在左下方详细示出的LPP源的情况下，污染物阱包括第一阱布置9a，所述第一阱布置保护椭圆形的收集器7d，以及可选地包括如9b示出的另ー阱布置。通过与污染物的化学相互作用和/或通过带电粒子的静电或电磁偏转，气体阻挡件可以用作物理阻挡件(通过流体对流)。多层反射镜例子图3示出多层反射镜(MLM)反射元件100的基本结构。这可以用作上述光刻设备中的任意反射元件。还可以用作其中红外辐射将被衰减的任何其它EUV系统中的反射元件。而且，所述的原理可以适于期望的和不想要的波长的其它组合，其中可以应用相同的物理原理。为了解释方便的目的，所示的反射镜将是平面的，并且与其面积相比在厚度上非常夸张。在实际的应用中，期望是平面反射镜、曲面(凹面/凸面)反射镜和/或多琢面反射器，术语“反射镜”在此处被用于表述简单的目的，以包括所有这种反射元件。MLM100具有前表面102和后表面104。入射辐射EUV I和IR I以入射角入射到前表面102上,入射辐射EUV I和IR I可以是垂直于表面102、可以相对于表面102倾斜、 或者所述入射角可以是入射角度范围的混合，如已知的。利用与反射镜100的材料的相互作用的一种或更多种机制，入射辐射的部分被重新发射作为被反射的辐射EUV R和IR R，如图所示。反射镜100的结构包括层对106的叠层，布置在基底108上。在每个层对中，第一材料层110被第二材料层112覆盖。为了解释的目的，这些将称为非金属或硅(Si)层110 和金属或钥(Mo)层112。这些材料通常被选择用于当前所设想的应用中的EUV反射镜。它们的制造方法是已知的，包括用于进行沉积以获得精确受控的厚度和均匀性的各种技木。 其它材料可以根据应用和环境而进行选择。在这里所述的示例中对Mo和Si层的引用仅仅是为了简便、容易理解的原因。如图3中所示的是在对不同MLM结构的讨论和特性描述中有用的各种參数。ー个层对的高度将也被称为形成叠层的周期性结构的周期，以h标记，通常用纳米表示。在所述层对中，hM是金属层112的高度，而hs是非金属层110的高度。參数a (阿尔法)被定义为金属层厚度与周期h之比。结构的整个高度H自然地通过层对的高度h和叠层中层对的数量N来确定。为了这里讨论的目的，假定所有的层对106都是理想的。然而，如在背景技术中提及的现有技术文献中所讨论的，在改变反射镜的整个面积上或者沿垂直方向(与前表面正交)的层对的组成方面是有特别益处的。这些益处例如包括改进在波长、入射角等条件变化的情况下反射强度的均匀性。在本文中将不再进一步讨论的这些技术均可以结合将要讨论的新的层结构而被应用，以获得前述的益处。还示出了最后面的金属层114比“正常”层厚的可能性。前表面102还可以具有不同于叠层中其它周期的特定的构造，例如保护涂层。在每个周期内，还可以看到附加层和分割层被用在新的MLM装置中，并且术语“层对”覆盖一般性的周期性単元，而不是严格地限于两层。MLM(所计算)的示例作为对于根据本发明进行的变更的讨论的參考示例，针对周期数N = 400、正入射的Mo/Si多层反射镜进行计算。所述计算基于电介质介电常数的Drude公式，下面进ー步示出为公式(I)。在图4(a)中，示出了带内EUV反射系数(虚线)和IR反射系数(实线)依赖于 Mo相对含量a的曲线。对于给定的a、相对于周期h优化EUV反射。在图4(b)中给出最佳周期的依赖关系(产生最大EUV R的a值)。在表I中列出相同的結果。表I
ah, nmNEUV RIR R0. 106. 794000. 380. 250. 156. 814000. 550. 230. 206. 834000. 640. 280.256. 844000. 680. 530. 306. 864000. 710. 700. 356. 884000. 720. 78
权利要求
1.一种多层反射镜，配置用于反射极紫外(EUV)辐射、同时吸收第二类型的辐射，所述第二类型的辐射的波长基本上比EUV辐射的波长长，所述反射镜包括叠置在基底上的多个层对，每个层对包括第一层和第二层，所述第一层包括第一材料， 所述第二层包括第二材料，其中在所述多个层对的至少一个层对子集中的第一层被改变， 使得相比于具有相同厚度的第一材料的单层，减少了所述第一层对反射所述第二辐射的贡献。
2.如权利要求I所述的反射镜，其中，所述被改变的第一层包括与第三材料相邻或者与第三材料混合的所述第一材料，所述第三材料对于减小所述第一材料中的导电电子的可用性是有效的。
3.如权利要求I所述的反射镜，其中，所述被改变的第一层中的每个第一层包括在被相对绝缘的第四材料构成的阻隔层彼此分开的多个子层中的所述第一材料。
4.如权利要求3所述的反射镜，其中，所述多个子层的至少一个子集包括与第三材料相邻或者与第三材料混合的所述第一材料，所述第三材料对于减小所述第一材料中的导电电子的可用性是有效的。
5.如前述任一权利要求所述的反射镜，其中，所述第一材料是金属，所述第二材料是半导体。
6.如前述任一权利要求所述的反射镜，其中，在所述叠层的主要部分中的每个层对的厚度在5-7nm的范围内。
7.如权利要求6所述的反射镜，其中，在所述叠层的主要部分中的每个层对的厚度在 6. 5-7nm的范围内。
8.如前述任一权利要求所述的反射镜，其中，所述多个层对的总的厚度大于500nm。
9.如前述任一权利要求所述的反射镜，其中，所述叠层形成在基底层之上，所述基底层包括所述第一材料的层，该第一材料的层的厚度为所述叠层的层对中的所述第一类型的层的厚度的5倍或更多倍，其中所述基底层配置成将到达基底层的基本上所有的第二辐射反射回所述叠层中。
10.一种光刻设备，包括辐射源，配置成产生包括极紫外辐射的辐射；照射系统，配置成将辐射调节为辐射束；支撑结构，配置成支撑图案形成装置，所述图案形成装置被配置成对辐射束进行图案化；以及投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到目标材料上；其中所述辐射源、所述照射系统和所述投影系统中的至少一个包括如前述任一权利要求所述的多层反射镜。
11.如权利要求10所述的光刻设备，其中，所述辐射源包括燃料传送系统和激光辐射源，所述激光辐射源被布置用于将红外波长处的辐射传送到目标上，所述目标包括由所述燃料传送系统传送的等离子体燃料材料，用于产生所述极紫外辐射，从而所述辐射源朝向所述多层反射镜发射极紫外(EUV)和红外辐射的混合辐射，所述多层反射镜对于所述EUV 辐射具有大于60%的反射率，对于所述红外辐射具有小于40%的反射率。
12.如权利要求10或11所述的光刻设备，其中，所述多层反射镜是与所产生的EUV辐射相遇的第一反射兀件。
13.一种用于制造多层反射镜的方法，所述多层反射镜配置成透射极紫外辐射，所述方法包括交替地沉积第一类型的层和第二类型的层，以在基底上形成层对的叠层，其中每个层对包括第一层和第二层，所述第一层至少包括第一材料，所述第二层至少包括第二材料，并且其中在所述层对的至少ー个层对子集中的第一层被形成为能够相比于具有相同厚度的第一材料的单层减少所述第一层对所述第二辐射的反射的贡献。
14.如权利要求13所述的方法，其中，在所述层对子集中，所述第一层形成为与第三材料相邻或者与第三材料混合，所述第三材料对于减小所述第一材料中的导电电子的可用性是有效的。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中，在所述层对子集中，所述第一层由所述第一材料的多个子层形成，所述多个子层通过由相对绝缘的第四材料构成的阻隔层而被彼此分开。
全文摘要
一种多层反射镜(100)配置用于反射极紫外(EUV)辐射、同时吸收第二辐射，所述第二辐射的波长基本上长于EUV辐射的波长。所述反射镜包括叠置在基底(104)上的多个层对(110、112)。每个层对包括第一层(112)和第二层(110)，所述第一层包括第一材料，所述第二层包括第二材料。第一层(112)被改变，使得相比于具有相同厚度的相同金属的单层，减少了所述第一层对反射所述第二辐射的贡献。所述改变可以包括在金属层中或者金属层周围掺杂第三材料，以通过化学键合或者电子俘获来减小其导电性，和/或以绝缘层将金属层分成多个子层。在叠层中的层的数量大于已知的多层反射镜，并且可以被调整以获得最小的IR反射。
文档编号G03F7/20GK102612668SQ201080051848
公开日2012年7月25日 申请日期2010年10月11日 优先权日2009年11月20日
发明者A·亚库宁, V·克里夫特苏恩, V·梅德韦杰夫 申请人:Asml荷兰有限公司
技术领域：
本发明涉及多层反射镜，一般来说是反射光学元件，用于反射极紫外(EUV)辐射。 本发明还涉及包括这种反射镜的光刻设备、用于制造多层反射镜的方法以及通过EUV光刻术制造产品的方法。
背景技术：
光刻设备是ー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。光刻设备可用于例如集成电路(IC)制造过程中。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、ー个或多个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现图案的转移。 通常，単一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。已知的光刻设备包括步进机，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ー个目标部分；以及扫描器，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)到衬底上的方式从图案化装置将图案转移到衬底上。限制图案印刷的关键因素是所用的辐射的波长\。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(EUV)辐射，该辐射是波长在10-20nm范围内(例如13_14nm 范围内)的电磁福射。进ー步提出能够使用波长小于IOnm的EUV福射,例如在5_10nm范围内，诸如6. 7nm或6. 8nm。有时这种EUV辐射被称为软x射线。可能的源例如包括激光产生的等离子体源、放电等离子体源、或者来自电子储能环的同步加速器辐射。用于EUV辐射的投影系统中的光学元件性质上通常是反射性的——曲面反射镜， 因为能够以折射方式透射EUV辐射的材料不容易得到。即使对于反射光学元件，EUV辐射正入射的反射镜通常也是相对比较复杂的多层结构。例如在DE10155711Al(Fraunhofer研究所)中描述了多层反射镜(MLM)的例子。虽然实际反射镜远非理想的反射镜，然而，实际反射镜能够通过交错地设置成对的金属(通常是钥(Mo))和非金属(通常是硅(Si))层来构造。通过控制每个层对中两个层之间的厚度比，能够控制每个层对的整个厚度，并且通过一个摞ー个地叠置几十个层，可以获得量级在60-70%的反射率。基于Sn等离子的EUV源不仅发射期望的带内EUV辐射，而且发射带外辐射，最显著的是在深UV(DUV)范围(100-400nm)内的辐射。而且，在激光产生等离子体(LPP)EUV辐射源的情况下，来自激光器的红外辐射(通常在lO.eym)可能呈现大量的不想要的辐射。由于EUV光刻系统的光学装置通常具有在这些波长处的较大的反射率，因此如果不采取措施，不想要的辐射可能以大的功率传播进入光刻工具中。在光刻设备中，由于以下几个原因，带外辐射应该被最小化。首先，抗蚀剂对带外波长敏感，因此，图像品质可能被恶化。其次，在LPP源中不想要的辐射(尤其是10.6
辐射)导致掩模、晶片和光学装置的不想要的加热。为了使不想要的辐射处于特定的限制内，光谱纯度滤光片(SPF)正在被研发。SPF的设计和制造正面临挑战并且需要采取折衷方案。当前已知的滤光片在使最少量的不想要的辐射通过的同时，会不期望地衰减期望的 EUV辐射。而且，滤光片的制造是非常昂贵的。发明人将其注意力转向反射(MLM)表面的设计,传统上反射表面反射很大一部分不想要的辐射有时比期望的EUV辐射的被反射部分还多。有几种选择方案用于改变MLM 结构，以衰减带外辐射。在这种情况下的建议方案是在EUV反射结构顶部添加多层结构，用于衰减不想要的波长。另外，被讨论为不想要的辐射的波长范围可以被限制于UV和可见光波长，其短于I U m并且远远短于10. 6 u m,以及可以被限制于在当前情况中涉及的波长类似的波长。发明人已经研究了所感兴趣的不同波长的反射机制，并且已经认识到包括金属层的多层反射镜(MLM)能够被改变，使得金属层固有地对长波长辐射，例如ニ氧化碳激光器的辐射(尤其在10. 6 ii m)的反射更低。由于在IR范围内的金属的反射率是由金属中存在自由导电电子而引起的，因此发明人考虑是否能够通过改变金属层的电性质来抑制IR反射。为此目的的示例性技术包括以导电电子耗损金属层，或者由于所谓的尺寸异常集肤效应(dimensional anomalous skin effect)而限制电子的有效数量。而且，发明人已经进一歩研究了在EUV和IR波长内整个叠层高度(层对的数量) 对相对反射率的影响。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种多层反射镜，其配置成反射极紫外辐射(EUV)，同时吸收其波长基本上长于EUV辐射的波长的第二类辐射，所述反射镜包括叠置在基底上的多个层对，每个层对包括第一层和第二层，所述第一层至少包括第一金属，而所述第二层至少包括第二金属，其中在层对的至少ー个层对子集中的第一层被改变，使得所述第一层对反射所述第二辐射的贡献相比于具有相同厚度的第一材料的单层被減少。本发明的实施例包括第一类型的层，所述第一类型的层的导电率通过设置第三材料而被改变。本发明的实施例包括被用作绝缘体的第四材料层分隔开的第一材料的被分开的子层。相比于传统的MLM结构，本发明的实施例可以包括相对大量的这种层对。在ー些实施例中，在所述层对子集中的层对数量大于80，例如80-150，还可以例如大于90。每个子层的厚度可以小于2nm，甚至小于lnm。可选地，至少在被改变的第一层的子集中子层的数量可以是2或3。优选地，第一材料是钥，第二材料是硅。根据本发明的一方面，提供一种多层反射镜，其配置成反射极紫外辐射(EUV)，同时吸收波长基本上长于EUV辐射的波长的第二类型的辐射，所述反射镜包括叠置在基底上的多个层对，每个层对包括第一层和第二层，所述第一层包括第一材料，所述第二层包括第ニ材料，其中在所述叠层中层对的数量大于80，例如80-150，以及大于例如90。多个层对的总的厚度可以大于500nm。叠层可以形成在基底层之上，所述基底层包括第一材料层或具有类似性质的材料层，其中在基底层中的第一材料层的厚度为第一层的 5倍或更多倍。可选地，第一材料是金属，诸如钥，第二材料是半导体，诸如硅。在叠层的主要部分中的每个层对的厚度可以在5-7nm的范围内，或者甚至在6. 5_7nm的范围内。根据本发明的一方面，提供ー种光刻设备，包括辐射源，配置成产生包括极紫外辐射的辐射；照射系统，配置成将所述辐射调节为辐射束；支撑结构，配置成支撑图案形成装置，图案形成装置被配置成图案化辐射束；以及投影系统，配置成将图案化辐射束投影到目标材料上；其中所述辐射源、所述照射系统和所述投影系统中的至少ー个包括如上所述的根据本发明第一方面或第二方面所述的多层反射镜。辐射源可以包括燃料传送系统和激光辐射源，所述激光辐射源被布置用于将红外波长处的辐射传送到目标上，所述目标包括由所述燃料传送系统传送的等离子体燃料材料，用于产生所述极紫外辐射，从而所述辐射源朝向所述多层反射镜发射极紫外(EUV)和红外辐射的混合物，所述多层反射镜对于所述EUV辐射具有大于60%的反射率，对于所述红外辐射具有小于40%的反射率。多层反射镜对于所述红外辐射可以具有小于10%、甚至小于5%的反射率。根据本发明的一方面，提供一种用于制造多层反射镜的方法，所述多层反射镜配置成透射极紫外辐射，所述方法包括步骤交替地沉积第一类型的层和第二类型的层，以在基底上形成层对叠层，其中每个层对包括第一层和第二层，所述第一层至少包括第一材料， 所述第二层至少包括第二材料，并且其中在所述层对的至少ー个层对子集中的第一层被形成为能够相比于具有相同厚度的第一材料的单层，減少所述第一层对所述第二辐射的反射的贡献。在所述叠层中层对的数量可以大于80，例如80-150，以及可以例如大于90。根据本发明的一方面，提供ー种制造多层反射镜的方法，其中根据如上所述的制造多层反射镜的方法形成所述叠层。根据本发明的一方面，提供一种通过光刻术制造产品的方法，包括以下步骤通过照射系统，由来自EUV辐射源的EUV辐射照射图案形成装置；以及通过用投影系统投影所述 EUV辐射来将所述图案形成装置的图像投影到衬底上，其中所述照射系统和所述投影系统中的至少ー个包括光学元件，所述光学元件包括如上所述的根据本发明的第一或第二方面所述的多层反射镜。
现在參照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中图I示意地示出根据本发明一个实施例的光刻设备；图2示出根据本发明实施例的实际的光刻设备的布局；图3示出用于图2所示设备中或用于其它目的的多层反射镜(MLM)的一般结构和參数；图4a和4b示出具有传统形式的层对的假定的多层反射镜的所计算的性能；图5示出根据本发明实施例的被改变的多层反射镜的一部分；
图6示出与传统结构相对照的、对于图5的被改变的多层反射镜的所计算的性图7示出本发明实施例的不同形式的被改变的多层反射镜结构的一部分；图8a和Sb示出根据图7所示实施例的第一变体的对于两个示例性反射镜的所计算的性能；以及图9a和9b示出根据图7所示实施例的第二变体的对于两个示例性反射镜的所计算的性能。
具体实施例方式图I示意地示出了根据本发明一个实施例的光刻设备的主要特征。所述设备包括辐射源SO和照射系统(照射器)IL,其配置成调节来自源的辐射束B (例如UV辐射或 EUV辐射)。支持结构(例如掩模台)MT配置用干支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版) MA，并与配置用于根据特定參数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连。衬底台(例如晶片台)WT配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的半导体晶片)W，并与配置用于根据特定參数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连。投影系统PS配置成用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C (例如包括一根或更多根管芯)上。照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。所述支撑结构MT支撑图案形成装置。所述支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。应该指出的是，被赋予辐射束的图案可以不与衬底的目标部分中的所需图案完全相对应，例如如果所述图案包括相移特征或所谓的辅助特征。图案形成装置可以是透射式的或反射式的。为了实际应用的目的，用于EUV光刻术的当前方案使用反射式图案形成装置，如图I所示。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如 ニ元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每ー个小反射镜可以独立地傾斜，以便沿不同的方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。这里所用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用真空之类的其它因素所适合的。可以希望将真空环境用于EUV辐射或电子束辐射，因为其它气体可能会吸收太多的辐射或电子。因此，借助真空壁和真空泵，可以在整个束路径上提供真空环境。下面參考图2描述对于EUV的示例。这里术语“投影透镜”的使用可以被认为与更上位的术语“投影系统”是同义的。 对于EUV波长，透射材料不容易获得。因此，用于EUV系统中的照射和投影的“透镜” 一般将是反射类型，也就是说，曲面反射镜。所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或多个掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或者在一个或更多个台上执行预备步骤的同吋，将ー个或更多个其它台用于曝光。所述光刻设备还可以是这种类型，其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可以施加到光刻设备的其它空间中，例如掩模和投影系统之间的空间。浸没技术在现有技术中已知可以用于提高投影系统的数值孔径。这里使用的术语“浸没”并不意味着必须将结构(例如衬底)浸入到液体中，而仅意味着在曝光过程中液体位于例如投影系统和该衬底之间。參照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射。所述源和光刻设备可以是分立的实体(例如当源是准分子激光器吋)。在这种情况下，不会将源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统(未示出)的帮助，将所述辐射从源SO传到照射器1し在其它情况下，所述源可以是光刻设备的组成部分。所述源SO和照射器IL以及在需要时设置的束传输系统一起被称为辐射系统。所述照射器IL可以包括配置用于调整所述辐射束的角強度分布的调整装置(调整器)。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为O-外部和O-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器和聚光器。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和強度分布。所述辐射束B入射到保持在支撑结构MT上的所述图案形成装置MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经被图案形成装置MA反射后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF2 (例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在掩模库的机械获取之后或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另ー个位置传感器 IFl (其也可以是干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模支撑结构MT的移动。类似地，可以采用形成所述第 ニ定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。 可以使用掩模对准标记Ml、M2和衬底对准标记Pl、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于ー个管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
示出的设备可以用于下列模式中的至少ー种I.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT保持为基本静止的同吋，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，単一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了単一静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。2.在扫描模式中，在对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描的同吋，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(S卩，単一的动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT 的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(縮小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单ー动态曝光中目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而扫描移动的长度确定目标部分的高度(沿扫描方向)。3.在另ー模式中，可编程图案形成装置MA保持为基本静止，并且在对所述衬底台 WT进行移动或扫描的同吋，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中， 通常可以采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可称为利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的“无掩模光刻木”。也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。图2示出实际的EUV光刻设备的示意性侧视图。应该指出的是，虽然物理布置不同于图I所示的设备的物理布置，但是操作原理是类似的。所述设备包括源-收集器模块或辐射单元3、辐射系统IL以及投影系统PS。辐射单元3设置有辐射源S0，其可以使用气体或蒸汽，诸如例如Xe气体或者Li、Gd或Sn蒸汽,其中产生极高温的放电等离子体以发射在电磁辐射光谱的EUV范围内的辐射。通过使放电引起的至少部分电离的等离子体在光轴 0上瓦解，产生放电等离子体。为了有效地产生辐射，可能需要例如IOPa 0.1毫巴分压的氙、锂、钆、锡蒸汽或任何其它合适的气体或蒸汽。在一实施例中，锡源作为EUV源使用。对于这种类型的源，一示例是LPP源，其中二氧化碳或其它激光器的激光被引导和聚焦到燃料点燃区域中。在附图左下部中示意地示出这种类型的源的ー些细节。点燃区域7a被供以来自燃料传送系统7b的等离子体燃料，例如熔融的锡液滴。激光束产生器7c 可以是具有红外波长的ニ氧化碳激光器，例如波长为10. 6微米或9. 4微米。可选地，可以使用其它合适的激光器，例如具有在1-11微米范围内的各个波长。当与激光束相互作用吋， 燃料液滴被转化为等离子体状态，其可以发射例如6. 7nm的辐射或者选自5-20nm范围内的任何其它EUV辐射。EUV是本文中所关心的例子，尽管在其它应用中可以产生不同类型的辐射。在等离子体中产生的辐射通过椭圆形的或者其它合适的收集器7d而被收集，以产生源辐射束7e。由辐射源SO发射的辐射从源腔7、经由气体阻挡件或“翼片阱”形式的污染物阱9 传递进入收集器腔8。这在下文将进ー步进行描述。返回至图2的主要部分，收集器腔8可以包括辐射收集器10，其例如是包括所谓的掠入射反射器的巢状阵列的掠入射收集器。适于该目的的辐射收集器在现有技术中是已知的。可选地，所述设备可以包括用于收集辐射的正入射收集器。从收集器10发射的EUV辐射束将具有特定的角展度，也许是光轴0两侧 10度的范围。通过收集器10被传递的辐射透射通过光谱纯度滤光片11。与反射光栅光谱纯度滤光片相反，透射光谱纯度滤光片11不改变辐射束的方向。然而，反射滤光片也可以作为替代物。辐射从收集器腔8内的孔聚焦到虚源点12(8卩，中间焦点)处。来自于腔8的辐射束16在照射系统IL中经由正入射反射器13、14被反射到定位在掩模板台或掩模台MT 上的掩模板或掩模上。形成图案化束17，所述图案化束17经由反射元件18和19被投影系统PS成像到安装在晶片平台或衬底台WT上的晶片W上。在照射系统IL和投影系统PS 中可以存在被图示出的元件更多的元件。反射元件19中的ー个反射元件的前面具有NA盘 20，所述NA盘20具有通过其中的孔阑21。孔阑21的尺寸确定图案化束17入射到衬底台 WT时所形成的夹角ait)图2示出定位在收集器19下游、虚源点12上游的光谱纯度滤光片11。在未示出的替代实施例中，光谱纯度滤光片11可以位于虚源点12处或收集器10与虚源点12之间的任何点处。滤光片11理想地将通过所有的期望的EUV辐射，而不会使不想要的辐射(DUV、 IR)通过。实际上，当然，这些參数的性能不是完美的。实际的SPF将衰减ー些期望的辐射， 而允许一些不想要的辐射通过。本发明的实施例提供可选的方法来减少不想要的辐射，而尽可能多地保留期望的EUV辐射。本发明的实施例可以被应用于任一反射元件处，包括反射镜13、14、18和19和/或收集器10。依赖于其消除来自例如收集器10的不想要的辐射的性能，光谱纯度滤光片11在原理上可以完全被省略。替代地，新的反射器和光谱纯度滤光片可以均被使用且位于在系统中的所选择的点处。例如通过减少滤光片处的热量，采用这里所述的新原理的收集器可以放宽滤光片中的设计约束，允许提高其使EUV通过的性能。气体阻挡件包括通道结构，诸如在US6614505和US6359969中详细描述的，两篇文献通过引用而并入本文。该污染物阱的目的是防止或至少减少副产品或者燃料材料的入射撞击光学系统的元件和随着时间的流逝降低这些元件的性能。这些元件包括收集器10以及收集器。在左下方详细示出的LPP源的情况下，污染物阱包括第一阱布置9a，所述第一阱布置保护椭圆形的收集器7d，以及可选地包括如9b示出的另ー阱布置。通过与污染物的化学相互作用和/或通过带电粒子的静电或电磁偏转，气体阻挡件可以用作物理阻挡件(通过流体对流)。多层反射镜例子图3示出多层反射镜(MLM)反射元件100的基本结构。这可以用作上述光刻设备中的任意反射元件。还可以用作其中红外辐射将被衰减的任何其它EUV系统中的反射元件。而且，所述的原理可以适于期望的和不想要的波长的其它组合，其中可以应用相同的物理原理。为了解释方便的目的，所示的反射镜将是平面的，并且与其面积相比在厚度上非常夸张。在实际的应用中，期望是平面反射镜、曲面(凹面/凸面)反射镜和/或多琢面反射器，术语“反射镜”在此处被用于表述简单的目的，以包括所有这种反射元件。MLM100具有前表面102和后表面104。入射辐射EUV I和IR I以入射角入射到前表面102上,入射辐射EUV I和IR I可以是垂直于表面102、可以相对于表面102倾斜、 或者所述入射角可以是入射角度范围的混合，如已知的。利用与反射镜100的材料的相互作用的一种或更多种机制，入射辐射的部分被重新发射作为被反射的辐射EUV R和IR R，如图所示。反射镜100的结构包括层对106的叠层，布置在基底108上。在每个层对中，第一材料层110被第二材料层112覆盖。为了解释的目的，这些将称为非金属或硅(Si)层110 和金属或钥(Mo)层112。这些材料通常被选择用于当前所设想的应用中的EUV反射镜。它们的制造方法是已知的，包括用于进行沉积以获得精确受控的厚度和均匀性的各种技木。 其它材料可以根据应用和环境而进行选择。在这里所述的示例中对Mo和Si层的引用仅仅是为了简便、容易理解的原因。如图3中所示的是在对不同MLM结构的讨论和特性描述中有用的各种參数。ー个层对的高度将也被称为形成叠层的周期性结构的周期，以h标记，通常用纳米表示。在所述层对中，hM是金属层112的高度，而hs是非金属层110的高度。參数a (阿尔法)被定义为金属层厚度与周期h之比。结构的整个高度H自然地通过层对的高度h和叠层中层对的数量N来确定。为了这里讨论的目的，假定所有的层对106都是理想的。然而，如在背景技术中提及的现有技术文献中所讨论的，在改变反射镜的整个面积上或者沿垂直方向(与前表面正交)的层对的组成方面是有特别益处的。这些益处例如包括改进在波长、入射角等条件变化的情况下反射强度的均匀性。在本文中将不再进一步讨论的这些技术均可以结合将要讨论的新的层结构而被应用，以获得前述的益处。还示出了最后面的金属层114比“正常”层厚的可能性。前表面102还可以具有不同于叠层中其它周期的特定的构造，例如保护涂层。在每个周期内，还可以看到附加层和分割层被用在新的MLM装置中，并且术语“层对”覆盖一般性的周期性単元，而不是严格地限于两层。MLM(所计算)的示例作为对于根据本发明进行的变更的讨论的參考示例，针对周期数N = 400、正入射的Mo/Si多层反射镜进行计算。所述计算基于电介质介电常数的Drude公式，下面进ー步示出为公式(I)。在图4(a)中，示出了带内EUV反射系数(虚线)和IR反射系数(实线)依赖于 Mo相对含量a的曲线。对于给定的a、相对于周期h优化EUV反射。在图4(b)中给出最佳周期的依赖关系(产生最大EUV R的a值)。在表I中列出相同的結果。表I
ah, nmNEUV RIR R0. 106. 794000. 380. 250. 156. 814000. 550. 230. 206. 834000. 640. 280.256. 844000. 680. 530. 306. 864000. 710. 700. 356. 884000. 720. 78
权利要求
1.一种多层反射镜，配置用于反射极紫外(EUV)辐射、同时吸收第二类型的辐射，所述第二类型的辐射的波长基本上比EUV辐射的波长长，所述反射镜包括叠置在基底上的多个层对，每个层对包括第一层和第二层，所述第一层包括第一材料， 所述第二层包括第二材料，其中在所述多个层对的至少一个层对子集中的第一层被改变， 使得相比于具有相同厚度的第一材料的单层，减少了所述第一层对反射所述第二辐射的贡献。
2.如权利要求I所述的反射镜，其中，所述被改变的第一层包括与第三材料相邻或者与第三材料混合的所述第一材料，所述第三材料对于减小所述第一材料中的导电电子的可用性是有效的。
3.如权利要求I所述的反射镜，其中，所述被改变的第一层中的每个第一层包括在被相对绝缘的第四材料构成的阻隔层彼此分开的多个子层中的所述第一材料。
4.如权利要求3所述的反射镜，其中，所述多个子层的至少一个子集包括与第三材料相邻或者与第三材料混合的所述第一材料，所述第三材料对于减小所述第一材料中的导电电子的可用性是有效的。
5.如前述任一权利要求所述的反射镜，其中，所述第一材料是金属，所述第二材料是半导体。
6.如前述任一权利要求所述的反射镜，其中，在所述叠层的主要部分中的每个层对的厚度在5-7nm的范围内。
7.如权利要求6所述的反射镜，其中，在所述叠层的主要部分中的每个层对的厚度在 6. 5-7nm的范围内。
8.如前述任一权利要求所述的反射镜，其中，所述多个层对的总的厚度大于500nm。
9.如前述任一权利要求所述的反射镜，其中，所述叠层形成在基底层之上，所述基底层包括所述第一材料的层，该第一材料的层的厚度为所述叠层的层对中的所述第一类型的层的厚度的5倍或更多倍，其中所述基底层配置成将到达基底层的基本上所有的第二辐射反射回所述叠层中。
10.一种光刻设备，包括辐射源，配置成产生包括极紫外辐射的辐射；照射系统，配置成将辐射调节为辐射束；支撑结构，配置成支撑图案形成装置，所述图案形成装置被配置成对辐射束进行图案化；以及投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到目标材料上；其中所述辐射源、所述照射系统和所述投影系统中的至少一个包括如前述任一权利要求所述的多层反射镜。
11.如权利要求10所述的光刻设备，其中，所述辐射源包括燃料传送系统和激光辐射源，所述激光辐射源被布置用于将红外波长处的辐射传送到目标上，所述目标包括由所述燃料传送系统传送的等离子体燃料材料，用于产生所述极紫外辐射，从而所述辐射源朝向所述多层反射镜发射极紫外(EUV)和红外辐射的混合辐射，所述多层反射镜对于所述EUV 辐射具有大于60%的反射率，对于所述红外辐射具有小于40%的反射率。
12.如权利要求10或11所述的光刻设备，其中，所述多层反射镜是与所产生的EUV辐射相遇的第一反射兀件。
13.一种用于制造多层反射镜的方法，所述多层反射镜配置成透射极紫外辐射，所述方法包括交替地沉积第一类型的层和第二类型的层，以在基底上形成层对的叠层，其中每个层对包括第一层和第二层，所述第一层至少包括第一材料，所述第二层至少包括第二材料，并且其中在所述层对的至少ー个层对子集中的第一层被形成为能够相比于具有相同厚度的第一材料的单层减少所述第一层对所述第二辐射的反射的贡献。
14.如权利要求13所述的方法，其中，在所述层对子集中，所述第一层形成为与第三材料相邻或者与第三材料混合，所述第三材料对于减小所述第一材料中的导电电子的可用性是有效的。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中，在所述层对子集中，所述第一层由所述第一材料的多个子层形成，所述多个子层通过由相对绝缘的第四材料构成的阻隔层而被彼此分开。
全文摘要
一种多层反射镜(100)配置用于反射极紫外(EUV)辐射、同时吸收第二辐射，所述第二辐射的波长基本上长于EUV辐射的波长。所述反射镜包括叠置在基底(104)上的多个层对(110、112)。每个层对包括第一层(112)和第二层(110)，所述第一层包括第一材料，所述第二层包括第二材料。第一层(112)被改变，使得相比于具有相同厚度的相同金属的单层，减少了所述第一层对反射所述第二辐射的贡献。所述改变可以包括在金属层中或者金属层周围掺杂第三材料，以通过化学键合或者电子俘获来减小其导电性，和/或以绝缘层将金属层分成多个子层。在叠层中的层的数量大于已知的多层反射镜，并且可以被调整以获得最小的IR反射。
文档编号G03F7/20GK102612668SQ201080051848
公开日2012年7月25日 申请日期2010年10月11日 优先权日2009年11月20日
发明者A·亚库宁, V·克里夫特苏恩, V·梅德韦杰夫 申请人:Asml荷兰有限公司
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