專利名稱:包含耐濺射材料的極端紫外線輻射反射元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及極端紫外線(UV)輻射生成設(shè)備，尤其涉及利用了錫基等離子體的激勵(lì) 的EUV輻射生成設(shè)備。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及極端UV輻射生成設(shè)備的極端UV輻射反射元件。這些設(shè)備據(jù)信對(duì)于半 導(dǎo)體工業(yè)的即將到來的“下一代”光刻工具將發(fā)揮很大作用。
眾所周知，對(duì)于例如約20nm或更小波長的極端紫外線(‘EUV’)光(有時(shí)也被稱為 例如13. 5nm的軟X射線)，反射性光學(xué)元件將被需要，例如用于收集并聚焦從源材料創(chuàng)建 的等離子體產(chǎn)生的EUV光。在所涉及的波長處，反射器的入射掠射角或所謂的法向入射角 對(duì)于收集和聚焦從等離子體發(fā)射的光將是必要的。EUV輻射可以由放電產(chǎn)生的等離子體 (iDPP')或激光產(chǎn)生的等離子體(iLPP')產(chǎn)生，放電產(chǎn)生的等離子體(‘DPP’ )由一對(duì)電極之 間的放電產(chǎn)生，激光產(chǎn)生的等離子體(‘LPP’)由照射目標(biāo)材料以產(chǎn)生等離子體的聚焦的激 光束產(chǎn)生。
在等離子體生成以實(shí)現(xiàn)EUV光的發(fā)射的過程中，若干嚴(yán)峻的等離子體條件，例如 熱、高能離子以及來自等離子體形成中的散射碎片(例如源相關(guān)材料的原子或粒子)導(dǎo)致不 期望的材料移動(dòng)到EUV光源腔內(nèi)的環(huán)境中，其潛在地對(duì)包括例如集光器元件的光學(xué)器件造 成很大損害。熱、高能離子和/或源材料可能以多種方式對(duì)光學(xué)元件造成損害，包括簡單地 對(duì)光學(xué)元件加熱、穿透光學(xué)元件(注入)以及例如破壞結(jié)構(gòu)完整性和/或物理屬性(如反射 器操作的機(jī)械和光學(xué)屬性，反射器操作用于反射非常短波長的光)、腐蝕或侵蝕光學(xué)元件和 /或擴(kuò)散到光學(xué)元件中或允許反射器部件的不利混合。
另外，針對(duì)EUV光源腔的碎片管理可能導(dǎo)致需要操作反射器的環(huán)境更加苛刻。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供極端UV輻射反射元件，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，其能夠提供良好反 射率以及壽命延長。
該目的通過按照本發(fā)明的權(quán)利要求
1的極端UV輻射反射元件來實(shí)現(xiàn)。因此，提供 了一種極端UV輻射反射元件，該元件包括
a)第一層，基本上由高反射性材料制成；
b)第二層，厚度彡5nm，基本上由具有彡lOnm/lO8次射擊(shot)的耐濺射性(sputter resistance)材料制成，并且由此第二層被設(shè)置在入射的EUV光的路徑中。
在本發(fā)明的意義上，術(shù)語“極端UV反射元件”特別指光學(xué)部件的一部分，和/或包 括光學(xué)部件的一部分，和/或可以是光學(xué)部件的一部分，如用于EUV波長范圍的反射器和/ 或反射鏡。
在本發(fā)明的意義上，術(shù)語“高反射性材料”特別指和/或包括該材料在EUV波長 范圍內(nèi)具有低角度(特別是10°)反射率，該反射率> 50%，更優(yōu)選地>60%，進(jìn)一步優(yōu)選地
3≥ 70%，甚至更優(yōu)選地≥80%，最優(yōu)選地≥85%。
術(shù)語“基本上”特別指≥75% (wt-%)，優(yōu)選地≥85% (wt-%),以及最優(yōu)選地 ≥95% (wt-%)。
本發(fā)明中這種極端UV輻射反射元件的使用對(duì)于大范圍的應(yīng)用表現(xiàn)出具有以下至 少一個(gè)優(yōu)點(diǎn)
一由于第二層，使得該反射元件在沒有減少反射或反射僅少量減小的情況下壽命大大 增加；
一由于第二層，使得EUV輻射反射元件可能不那么容易受氧化影響，從而維持高反射
率；
一由于第二層，使得通過重復(fù)地沉積第二層本身而易于實(shí)現(xiàn)改善；
一由于第二層，使得EUV輻射反射設(shè)備的清洗可能更為容易，并且對(duì)第一層危害更小。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，第二層的厚度彡2nm，優(yōu)選地彡lnm。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，第二層基本上由具有彡8nm/108次射擊、更優(yōu)選地 ^ 5nm/108次射擊的耐濺射性的材料制成。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，第一層基本上由選自以下組中的材料制成鈦、釩、鉻、釔、 鋯、鈮、鉬、锝、釕、銠、鈀、銀、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉬、金、鉈、鉛、類金剛石碳(diamond-like carbon) (DLC)或其混合物和/或合金。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，第二層基本上由選自以下組中的材料制成，該組包括高共 價(jià)金屬氧化物、氮化物、硼化物、磷化物、碳化物、硫化物、硅化物和/或其混合物。
在本發(fā)明意義上，術(shù)語“高共價(jià)(highly covalent)”特別指和/或包括如下固 體材料，優(yōu)選以固體材料的基本組成之間的鍵合的極性特性或離子特性小的這樣的一種方 式，固體材料的基本組成具有彡2 (Allred & Rochow)的電負(fù)性差值。
已經(jīng)令人吃驚地顯示出，這些材料對(duì)于按照本發(fā)明的第二層而言是有前景的備選 材料。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，第二層基本上由選自以下組中的材料制成，所述組包括 鉬、鎢、鈹、鋁、鉺和/或其混合物的氧化物、氮化物、硼化物、磷化物、碳化物、硫化物、硅化 物。
在實(shí)踐中這些材料本身已得到證明。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，第二層基本上由從以下組中選出的材料制成，所述組包括 鎢、石墨、石墨烯、碳復(fù)合材料和/或其混合物。
術(shù)語“碳復(fù)合材料”特別包括和/或指諸如碳纖維增強(qiáng)碳(Cf/C)的碳材料以及碳 的一部分已經(jīng)被替代的材料，例如但不限于SiCf/SiC，Cf/SiC。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，第二層基本上由合金制成，由此所述合金的至少一種成分 從以下組中選出，所述組包括鉬、鎢、鈦(titane)、錸和硅。
在實(shí)踐中這些材料本身已得到證明。
更一般地，本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種光刻投影裝置，該裝置包括 一照明系統(tǒng)，用于提供投影輻射束；
一第一對(duì)象臺(tái)，其設(shè)置有用于保持掩膜的第一對(duì)象保持器； 一第二對(duì)象臺(tái)，其設(shè)置有用于保持基片的第二對(duì)象保持器；一投影系統(tǒng)，用于使掩膜的被照射部分成像到基片的目標(biāo)部分上；以及 一至少一個(gè)反射器，其包括至少一個(gè)按照本發(fā)明的極端UV輻射反射元件。
按照本發(fā)明的極端UV反射元件可以用在大范圍的系統(tǒng)和/或應(yīng)用中，其中包括以 下一個(gè)或多個(gè)
一半導(dǎo)體光刻術(shù)， 一計(jì)量術(shù)， 一顯微術(shù)， 一裂變(fission), —聚變(fusion)， 一焊接。
前述各部件以及所要求保護(hù)的各部件和按照本發(fā)明在描述的實(shí)施例中使用的各 部件關(guān)于其尺寸、形狀、化合物選擇以及技術(shù)概念方面不受控于任何特定例外，從而可以應(yīng) 用相應(yīng)領(lǐng)域中公知的選擇標(biāo)準(zhǔn)而不受限制。


本發(fā)明目的的附加細(xì)節(jié)、特征、特性及優(yōu)點(diǎn)在從屬權(quán)利要求
中揭示，以下以示例方 式描述的各示例展示了發(fā)明的反射性元件的若干實(shí)施例和示例。
具體實(shí)施方式
示例 I
作為僅僅說明性的示例，具有第一層Ru (厚度IOOnm)和第二層Mo (厚度5nm)的載片 (slide)被用作發(fā)明的示例I。
作為比較的示例I，僅使用具有IOOnm Ru的載片。
本發(fā)明示例I在入射角為10°的反射率是比較的示例I的反射率的97%，即反射 率幾乎沒有變化。
其次，本發(fā)明的示例和比較的示例的耐濺射系數(shù)通過暴露于EUV光(IO8次射擊)來測量。
本發(fā)明的示例的耐濺射系數(shù)約為2nm(即第二層厚度仍然約為3nm)，而比較的示 例的磨損(abrasion)約為20nm。這清楚地證實(shí)了改進(jìn)了的耐濺射性。
上述詳細(xì)實(shí)施例中的元件和特征的特定組合僅是示例性的；在本申請(qǐng)以及通過引 用合并于此的專利/申請(qǐng)中用其它教導(dǎo)來交換和取代這些教導(dǎo)也是被清楚預(yù)期的。如本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，對(duì)這里所描述的內(nèi)容的各變型、修改以及其它實(shí)現(xiàn)對(duì)本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員而言能容易想到的，而不會(huì)背離所要求保護(hù)的本發(fā)明的精神和范圍。因此，前 面的描述僅僅作為示例而并非意在進(jìn)行限制。本發(fā)明的范圍在以下權(quán)利要求
及其等同物中 進(jìn)行限定。此外，在說明書和權(quán)利要求
中使用的參考標(biāo)記并不限制所要求保護(hù)的本發(fā)明的 范圍。
材料和方法
耐濺射性如下來測量
使測試樣本在源處經(jīng)受5kW輸入功率的EUV輻射，專用的碎片減緩系統(tǒng)，IO8脈沖，樣本到源的距離從約150之后，層厚度的變化通過X射線熒光(XRF)來測量。
所使用的儀器是來自Panalytical, Almelo/The Netherlands 的可商用的 AXIOS 2.4kW順序XRF分光儀，其用最大60kV和IOOmA的鉻陽極操作。上述樣本嵌入到樣本保持 器內(nèi)。該樣本和保持器被排空到幾個(gè)帕斯卡(Pa)，設(shè)置成螺旋旋轉(zhuǎn)，并且在幾分鐘內(nèi)在室溫 下測量適當(dāng)?shù)睦玢f(Mo)和釕(Ru)的X射線譜線。
在強(qiáng)度測量之后，在薄層應(yīng)用中，通過使用基于基礎(chǔ)參數(shù)的物理模型來實(shí)現(xiàn)量化。 與測量的強(qiáng)度相比，該模型基于理論強(qiáng)度的重復(fù)計(jì)算，該理論強(qiáng)度由當(dāng)下正在考慮的材料 的專用層模型以及X射線相互作用(interaction)的物理過程的仿真和描述產(chǎn)生。該模型 利用至少一個(gè)已知樣本來校準(zhǔn)，交叉校準(zhǔn)到諸如RBS的其它技術(shù)，并對(duì)該模型進(jìn)行定期監(jiān) 測和控制以保證高質(zhì)量的測量。通過軟件來傳遞的定量結(jié)果可以以組成、質(zhì)量密度或厚度 值來表達(dá)。
按照本發(fā)明在厚度約為5nm或更小的薄層情況下，耐濺射性的準(zhǔn)確度已經(jīng)在實(shí)踐 中證明優(yōu)于0. 05nm(檢測的下限)并且精度是士0. 005nm。
權(quán)利要求
1.一種極端UV輻射反射元件，包括a)第一層，基本上由高反射性材料制成；b)第二層，厚度彡5nm，基本上由耐濺射性彡lOnm/lO8次射擊的材料制成，并且 其中，第二層被設(shè)置在入射的和/或反射的EUV光的路徑中。
2.按照權(quán)利要求
1所述的極端UV輻射反射元件，其中第一層基本上由選自以下組中 的材料制成鈦、釩、鉻、釔、鋯、鈮、鉬、锝、釕、銠、鈀、銀、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉬、金、鉈、鉛、類 金剛石碳(DLC)或其混合物和/或合金。
3.按照權(quán)利要求
1或2所述的極端UV輻射反射元件，其中第二層基本上由選自以下 組中的材料制成，該組包括高共價(jià)金屬氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物或其混合物。
4.按照權(quán)利要求
1至3中任一項(xiàng)所述的極端UV輻射反射元件，其中第二層基本上由 選自以下組中的材料制成，所述組包括鉬、鎢、鈹、鋁、鉺和/或其混合物的氧化物、氮化 物、硼化物、磷化物、碳化物、硫化物、硅化物。
5.按照權(quán)利要求
1至4中任一項(xiàng)所述的極端UV輻射反射元件，其中第二層基本上由 選自以下組中的材料制成，所述組包括鎢、石墨、石墨烯、碳復(fù)合材料和/或碳纖維材料和 /或其混合物。
6.按照權(quán)利要求
1至5中任一項(xiàng)所述的極端UV輻射反射元件，其中第二層基本上由 合金制成，其中所述合金的至少一種成分從以下組中選出，所述組包括鉬、鎢、鈦、錸和硅。
7.一種光刻投影裝置，包括 一照明系統(tǒng)，用于提供投影輻射束；一第一對(duì)象臺(tái)，其設(shè)置有用于保持掩膜的第一對(duì)象保持器； 一第二對(duì)象臺(tái)，其設(shè)置有用于保持基片的第二對(duì)象保持器； 一投影系統(tǒng)，用于使掩膜的被照射部分成像到基片的目標(biāo)部分上；以及 一至少一個(gè)反射器，其包括至少一個(gè)按照權(quán)利要求
1 一 6中任一項(xiàng)所述的極端UV輻射 反射元件。
8.一種系統(tǒng)，包括權(quán)利要求
1 一 6中任一項(xiàng)所述的極端UV輻射反射元件和/或按照 權(quán)利要求
7所述的光刻投影裝置，所述系統(tǒng)在以下一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用中使用一半導(dǎo)體光刻術(shù)， 一計(jì)量術(shù)， 一顯微術(shù)， 一裂變， 一聚變， 一焊接。
專利摘要
本發(fā)明涉及改進(jìn)的EUV反射元件，包括a)第一層，基本上由高反射性材料制成；b)第二層，厚度≤5nm，基本上由耐濺射性≤10nm/108次射擊的材料制成，并且由此第二層被設(shè)置在入射的和/或反射的EUV光的路徑中。
文檔編號(hào)G21K1/06GKCN102138185SQ200980126444
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2009年7月1日
發(fā)明者C·梅茨馬歇爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan