專利名稱：光學元件、包括該光學元件的光刻設備、器件制造方法以及所制造的器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學元件和包括這種光學元件的光刻設備，一種用于制造器件的 方法以及由該方法制造的器件。更具體地，光學元件可以用作用于激光產(chǎn)生等離子體(LPP) 極紫外(EUV)源的反射掠入射光譜純度濾光片。
背景技術：
光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底上，通常是襯底的目標部分上的機器。例 如，可以將光刻設備用在集成電路(ICs)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩模 或掩模版的圖案形成裝置用于生成在所述IC的單層上待形成的電路圖案?？梢詫⒃搱D案 轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。 通常，圖案的轉(zhuǎn)移是通過把圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上進行 的。通常，單獨的襯底將包含被連續(xù)形成圖案的相鄰目標部分的網(wǎng)絡。公知的光刻設備包 括所謂的步進機，在步進機中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個 目標部分；和所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描 所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向同步地掃描所述襯底來輻射每一個目標 部分。也可能通過將圖案壓印(imprinting)到襯底上的方式從圖案形成裝置將圖案轉(zhuǎn)移 到襯底上。當使用激光產(chǎn)生等離子體源時，激光輻射本身表示由于等離子體的散射和反射而 入射到極紫外光刻工具中的相當大量的不想要的輻射。通常，使用具有大約10.6iim波長 的0)2激光器。因為極紫外光刻系統(tǒng)的光學元件對10.6 ym具有高的反射率，激光輻射以相 當高的功率傳播到光刻工具。功率的一部分最終被晶片吸收，這引起不想要的晶片升溫。美國專利第7，196，343B2號公開了一種反射掠入射光譜純度濾光片(SPF)用于過 濾深紫外(DUV)輻射。這種SPF包括兩個具有對一個極化深紫外輻射的抗反射(AR)涂層 的垂直反射鏡。通過使用如圖5所示的兩個垂直的反射，(大多數(shù)未極化的)深紫外輻射 由于在襯底中吸收而被有效地抑制。此外，抗反射涂層的特征在于，其對極紫外具有高反射 率，使得極紫外輻射大多數(shù)被反射。所述光譜純度濾光片不適于抑制激光產(chǎn)生等離子體源中的10. 6 y m輻射，其主要 原因是兩個對10. 6 ym的抗反射涂層通常對極紫外具有較低的反射率；和通常的反射鏡 襯底反射而不是吸收10. 6 y m輻射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例可以通過提供光學元件來提高光譜純度，所述光學元件包括第 一層，所述第一層包括第一材料，所述第一層對第一波長的輻射是反射的，其中第一層配置 成對第二波長的輻射是基本上透明的或吸收的；第二層，第二層包括第二材料，第二層配置 成對所述第二波長的輻射是基本上吸收的；第三層，包括第三材料，位于所述第一層和所述第二層之間，并且第三層對所述第二波長的輻射至少是部分透明的，其中，第一層位于入射 輻射的光學路徑的相對于所述第二層的上游，以便提高EUV輻射的光譜純度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光學元件，包括第一層，所述第一層包括第一材 料，所述第一層配置成對第一波長的輻射是反射的并且對第二波長的輻射至少部分透明； 第二層，包括第二材料，第二層配置成對第二波長的輻射是基本上吸收的；第三層，包括第 三材料，其位于第一層和第二層之間，并且第三層對第二波長的輻射是至少部分透明的，第 一層位于入射輻射的光學路徑的相對于所述第二層的上游，以便提高所述第一波長的輻射 的光譜純度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光學元件，包括第一層，所述第一層包括第一材 料，第一層配置成沿第一方向?qū)Φ谝徊ㄩL的輻射是反射的并且對第二波長的輻射至少部分 透明；第二層，第二層包括第二材料，第二層配置成沿第二方向?qū)Φ诙ㄩL的輻射是基本上 反射的，第一方向和第二方向彼此基本上不同，并且第三層包括第三材料，位于第一層和第 二層之間，第三層對第二波長的輻射是至少部分透明的，第一層位于入射輻射的光學路徑 的相對于所述第二層的上游，以便提高所述第一波長的輻射的光譜純度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光學元件，包括第一層，包括第一材料，第一層配 置成沿第一方向?qū)Φ谝徊ㄩL的輻射是基本上反射的并且對第二波長的輻射至少是部分透 明的；第二層，包括第二材料，所述第二層配置成對所述第二波長的輻射是基本上散射的； 和第三層，包括第三材料，位于所述第一層和所述第二層之間，所述第三層對所述第二波長 的輻射至少是部分透明的，第一層位于入射輻射的光學路徑的相對于所述第二層的上游， 以便提高所述第一波長的輻射的光譜純度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光刻設備，包括照射系統(tǒng)，配置成調(diào)節(jié)輻射束； 圖案形成裝置，配置成圖案化所述輻射束；支撐結(jié)構，配置成保持襯底；和投影系統(tǒng)，配置 成將所述圖案化輻射束投影到襯底的目標部分上，其中照射系統(tǒng)和/或所述投影系統(tǒng)包括 光學元件，所述光學元件包括第一層，包括第一材料，所述第一層配置成對第一波長的輻 射是反射的并且對第二波長的輻射至少是部分透明的；第二層，包括第二材料，所述第二層 配置成對所述第二波長的輻射是基本上吸收的；第三層，包括第三材料，位于所述第一層和 所述第二層之間，所述第三層對所述第二波長的輻射至少是部分透明的，第一層位于入射 輻射的光學路徑的相對于所述第二層的上游，以便提高所述第一波長的輻射的光譜純度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光刻設備，包括照射系統(tǒng)，配置成調(diào)節(jié)輻射束； 圖案形成裝置，配置成圖案化所述輻射束；支撐結(jié)構，配置成保持襯底；和投影系統(tǒng)，配置 成將所述圖案化輻射束投影到襯底的目標部分上，其中所述照射系統(tǒng)和/或所述投影系統(tǒng) 包括光學元件，所述光學元件包括第一層，包括第一材料，所述第一層配置成沿第一方向 對第一波長的輻射是反射的并且對第二波長的輻射至少部分透明；第二層，包括第二材料， 所述第二層配置成沿第二方向?qū)λ龅诙ㄩL的輻射是基本上反射的，第一方向與第二方 向是基本上彼此不同的；和第三層，包括第三材料，位于所述第一層和所述第二層之間，所 述第三層對所述第二波長的輻射是至少部分透明的，第一層位于入射輻射的光學路徑的相 對于所述第二層的上游，以便提高所述第一波長的輻射的光譜純度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光刻設備，包括照射系統(tǒng)，配置成調(diào)節(jié)輻射束； 圖案形成裝置，配置成圖案化所述輻射束；支撐結(jié)構，配置成保持襯底；和投影系統(tǒng)，配置成將所述圖案化輻射束投影到襯底的目標部分上，其中所述照射系統(tǒng)和/或所述投影系統(tǒng) 包括光學元件，所述光學元件包括第一層，包括第一材料，所述第一層配置成沿第一方向 對第一波長的輻射是反射的并且對第二波長的輻射至少部分透明；第二層，包括第二材料， 第二層配置成對第二波長的輻射是基本上散射的；第三層，包括第三材料，位于第一層和第 二層之間，并且第三層對第二波長的輻射至少部分透明，第一層位于入射輻射的光學路徑 的相對于所述第二層的上游，以便提高所述第一波長的輻射的光譜純度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種器件制造方法，包括圖案化輻射束以形成圖案化 輻射束；將所述圖案化輻射束投影到襯底上；和用至少一個光學元件反射所述輻射束，所 述光學元件包括第一層，包括第一材料，所述第一層配置成對第一波長的輻射是反射的并 且對第二波長的輻射至少是部分透明的；第二層，包括第二材料，所述第二層配置成對所述 第二波長的輻射是基本上吸收的；第三層，包括第三材料，位于所述第一層和所述第二層之 間，所述第三層對所述第二波長的輻射至少是部分透明的，第一層位于入射輻射的光學路 徑的相對于所述第二層的上游，以便提高所述第一波長的輻射的光譜純度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種通過以下方法制造的器件，所述方法包括圖案化 輻射束以形成圖案化輻射束；將所述圖案化輻射束投影到襯底上；和用至少一個光學元件 反射所述輻射束，所述光學元件包括第一層，包括第一材料，所述第一層配置成對第一波 長的輻射是反射的并且對第二波長的輻射至少是部分透明的；第二層，包括第二材料，所述 第二層配置成對所述第二波長的輻射是基本上吸收的；第三層，包括第三材料，位于所述第 一層和所述第二層之間，所述第三層對所述第二波長的輻射至少是部分透明的，第一層位 于入射輻射的光學路徑的相對于所述第二層的上游，以便提高所述第一波長的輻射的光譜 純度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種器件制造方法，包括圖案化輻射束以形成圖案化 輻射束；將所述圖案化輻射束投影到襯底上；和用至少一個光學元件反射所述輻射束，所 述光學元件包括第一層，包括第一材料，所述第一層配置成沿第一方向?qū)Φ谝徊ㄩL的輻射 是反射的并且對第二波長的輻射至少是部分透明的；第二層，包括第二材料，所述第二層配 置成沿第二方向?qū)λ龅诙ㄩL的輻射是基本上反射的，第一方向與第二方向是基本上彼 此不同的；第三層，包括第三材料，位于所述第一層和所述第二層之間，所述第三層對所述 第二波長的輻射至少是部分透明的，第一層位于入射輻射的光學路徑的相對于所述第二層 的上游，以便提高所述第一波長的輻射的光譜純度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種器件制造方法，包括圖案化輻射束以形成圖案化 輻射束；將所述圖案化輻射束投影到襯底上；和用至少一個光學元件反射所述輻射束，所 述光學元件包括第一層，包括第一材料，所述第一層配置成沿第一方向?qū)Φ谝徊ㄩL的輻射 是反射的并且對第二波長的輻射至少是部分透明的；第二層，包括第二材料，所述第二層配 置成對所述第二波長的輻射是基本上散射的；第三層，包括第三材料，位于所述第一層和所 述第二層之間，所述第三層對所述第二波長的輻射至少是部分透明的，第一層位于入射輻 射的光學路徑的相對于所述第二層的上游，以便提高所述第一波長的輻射的光譜純度。例如，在本發(fā)明的實施例中，第一波長的輻射可以是極紫外輻射，第二波長的輻射 可以是C02或釔鋁石榴石(YAG)激光器輻射。


現(xiàn)在參照隨附的示意性附圖，僅以舉例的方式，描述本發(fā)明的實施例，其中，在附 圖中相應的附圖標記表示相應的部件，且其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的光刻設備；圖2示出圖1中的光刻設備的光學元件的實施例；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的光學裝置的實施例；圖4示出圖2中的光學元件對于p極化(Rp)和s極化(Rs)的具有波長13. 5 ii m 的輻射的反射率；圖5示出圖2中的光學元件對于p極化(Rp)和s極化(Rs)的具有波長10. 6 ii m 的輻射的反射率；圖6示出在5°入射角的情況下圖2中的光學元件的作為層厚度函數(shù)的極紫外反 射率；圖7示出在5°入射角的情況下圖2中的光學元件對p極化的深紫外反射率；圖8示出圖3中的光學裝置在深紫外情況下的總的反射率；圖9示出集光率由于非零的反射鏡厚度而增加；圖lOa-c示意地示出光學元件的實施例的橫截面視圖；圖11示出3°的錐形光學元件在10. 6 ii m情況下對p極化(Rp)和s極化(Rs)的 反射率；圖12示出在10°入射的情況下作為錐形的光學元件實施例的半角的函數(shù)的點源 的虛源尺寸和實際立體角；圖13示出具有曲面反射鏡的實施例的三維圖像；圖14示出對2°入射角、10°入射角進行優(yōu)化的多層光學元件的反射率曲線，以 及對局部入射角最優(yōu)化的分級多層光學元件的反射率曲線；和圖15示出作為第二 Ge層的厚度和入射角的函數(shù)的類金剛石碳/Ge/ThF4/Ge/ a-Si02多層光學元件在10. 6 y m時的反射率Rp ；圖16示出圖1中的光刻設備的光學元件的實施例；圖17示出根據(jù)本發(fā)明的光學元件的實施例；圖18示出根據(jù)本發(fā)明的光學元件的實施例；和圖19示出金剛石生長的示例。
具體實施例方式圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻設備。所述光刻設備包括照 射系統(tǒng)(照射器)IL，其配置用于調(diào)節(jié)輻射束B (例如，紫外(UV)輻射、深紫外(DUV)輻射、 極紫外(EUV)輻射或甚至具有比EUV輻射更短波長的輻射)；支撐結(jié)構(例如掩模臺)MT， 其構造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA，并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位 圖案形成裝置MA的第一定位裝置PM相連；襯底臺(例如晶片臺)WT，其構造用于保持襯底 (例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位襯底W的第二定 位裝置PW相連；和投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置用于將由圖案形成裝 置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標部分C(例如包括一根或多根管芯)上。
照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜 電型或其它類型的光學部件、或其任意組合，以引導、成形、或控制輻射。所述支撐結(jié)構支撐，即承載所述圖案形成裝置的重量。支撐結(jié)構以依賴于圖案形 成裝置的方向、光刻設備的設計以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其他條件 的方式保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構可以采用機械的、真空的、靜電的或其它夾持技術 保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可 移動的。所述支撐結(jié)構可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。 在這里任何使用的術語“掩模版”或“掩?！倍伎梢哉J為與更上位的術語“圖案形成裝置”同 義。這里所使用的術語“圖案形成裝置”應該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在 輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上形成圖案的任何裝置。應當注意， 被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖 案包括相移特征或所謂的輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成的 器件中的特定的功能層相對應，例如集成電路。圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編 程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術中是公知的，并且包括諸如 二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩 模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨立地 傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡 矩陣反射的輻射束。這里使用的術語“投影系統(tǒng)”應該廣義地解釋為包括任意類型的投影 系統(tǒng)，投影系統(tǒng)的類型可以包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學 系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用浸沒液或使用真 空之類的其他因素所適合的。這里使用的術語“投影透鏡”可以認為是與更上位的術語“投 影系統(tǒng)”同義。如這里所示的，所述設備是反射型的(例如，采用反射式掩模)。替代地，所述設備 可以是透射型的(例如，采用透射式掩模)。光刻設備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或更多的掩模臺) 的類型。在這種“多臺”機器中，可以并行地使用附加的臺，或可以在一個或更多個臺上執(zhí) 行預備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用于曝光。所述光刻設備還可以是這種類型，其中襯底的至少一部分可以由具有相對高的折 射率的液體覆蓋(例如水)，以便填滿投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸沒液體還可以施加到 光刻設備的其他空間中，例如掩模和投影系統(tǒng)之間的空間。浸沒技術可以用于提高投影系 統(tǒng)的數(shù)值孔徑在本領域中是公知的。這里使用的術語“浸沒”并不意味著必須將結(jié)構(例 如襯底)浸入到液體中，而僅意味著在曝光過程中液體位于投影系統(tǒng)和該襯底之間。參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源SO和所述光刻設 備可以是分立的實體(例如當該源為準分子激光器時)。在這種情況下，不會將該源SO看 成形成光刻設備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系 統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源可以是 所述光刻設備的組成部分(例如當所述源是汞燈時)。可以將所述源SO和所述照射器IL、
9以及如果需要時設置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強度分布的調(diào)整器AD。通常，可 以對所述照射器的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別 稱為o-外部和o-內(nèi)部)進行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件，例如 積分器IN和聚光器CO。可以將所述照射器用于調(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需 的均勻性和強度分布。所述輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(例如，掩模臺MT)上的所述圖案形成裝置 (例如，掩模MA)上，并且通過所述圖案形成裝置來形成圖案。已經(jīng)穿過掩模MA之后，所述 輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)將輻射束聚焦到所述襯底W的目標部分C上。通 過第二定位裝置PW和位置傳感器IF2 (例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫 助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同的目標部分C定位于所述輻射束B的路 徑中。類似地，例如在從掩模庫的機械獲取之后，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置 PM和另一個位置傳感器IF1用于相對于所述輻射束B的路徑精確地定位掩模MA。通常，可 以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定 位)的幫助來實現(xiàn)掩模臺MT的移動。類似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部 分的長行程模塊和短行程模塊來實現(xiàn)所述襯底臺WT的移動。在步進機的情況下(與掃描 器相反)，掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的。可以使用掩模對準標記 Ml、M2和襯底對準標記PI、P2來對準掩模MA和襯底W。盡管所示的襯底對準標記占據(jù)了 專用目標部分，但是它們可以位于目標部分C之間的空間(這些公知為劃線對齊標記)中。 類似地，在將多于一個的管芯設置在掩模MA上的情況下，所述掩模對準標記可以位于所述 管芯之間。可以將所示的設備用于以下模式中的至少一種中1.在步進模式中，在將掩模臺MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時，將賦予所 述輻射束的整個圖案一次投影到目標部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底 臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的 最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標部分C的尺寸。2.在掃描模式中，在對掩模臺MT和襯底臺WT同步地進行掃描的同時，將賦予所 述輻射束B的圖案投影到目標部分C上(即，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于掩模臺 MT的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在 掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單一動態(tài)曝光中所述目標部分C的寬度(沿非掃描 方向)，而所述掃描運動的長度確定了所述目標部分C的高度(沿所述掃描方向)。3.在另一個模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的掩模臺MT保持為基本靜 止，并且在對所述襯底臺WT進行移動或掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標 部分C上。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WT的每一次移動之后、 或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模 式可易于應用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的 無掩模光刻術中。也可以采用上述使用模式的組合和/或變體或完全不同的使用模式。在圖2中，示出光學元件1的實施例。在示出的實施例中，光學元件1包括第一層4、第二層2以及第三層3。在圖2的實施例中，第一層4相對于第二層2和第三層3布置在 入射輻射的光學路徑的上游，第三層3相對于第二層2布置在入射輻射的光學路徑的上游。 在一實施例中，第一層4布置在第三層3的頂部(例如頂部表面)，第三層3布置在第二層 2的頂部(例如頂部表面)。第一層4可以包括合適的非金屬，例如類金剛石碳或二氧化鈦Ti02，或其混合物， 部分因為即使是應用為極薄的層，金屬也通常將反射10.6 ym的輻射。在本實施例中，第一 層4是極紫外反射蓋層。附加地，第一層4可以對通常稱為深紫外(DUV)輻射的波長范圍 (大約lOOnm到大約300nm波長的輻射)是至少部分透明的，由此用做所謂的深紫外輻射的 抗反射(AR)涂層。在一實施例中，第一層4對深紫外輻射是基本上透明的。第一層4對極 紫外具有合適的反射率。第一層可以具有大約lnm到大約50nm范圍、大約lnm到大約20nm 范圍、或大約20nm或大約lOnm的厚度。第三層3可以是所謂的抗反射涂層并且可以被調(diào)整為對10. 6 y m波長的輻射透 明。第三層3的用途是為了進一步減弱10. 6 ym輻射從第二層2的反射。最佳的參數(shù)依賴 于第二層2的材料和減小反射率的掠射角的范圍。第三層3可以包括一種或更多種例如 ZnSe、ZnS、GaAs和Ge等材料，和/或例如ThF4和YF3等低折射率鹵化物。。第二層2是對10. 6 P m波長的輻射具有高吸收系數(shù)的材料層。第二層2可以包括 諸如陶瓷等材料，例如A1203或Ti02，或某些玻璃，例如熔融硅石或二氧化硅。材料可以對具 有10.6 ym波長的輻射具有低的固有的掠入射反射率。例如，二氧化鈦(Ti02)具有比A1203 低得多的反射率。第二層2的厚度被選擇成使得基本上所有具有10. 6 y m波長的輻射都 在該層中被吸收，使得在該層的底部側(cè)的反射被減小或消除。第二層2的厚度可以是大約 0. Olum和大約1mm之間，例如大約0. 05mm。第三層3可以被配置成對10. 6 P m波長的輻射是透明的，并且第一層4 (極紫外反 射蓋層)可以具有對深紫外輻射是抗反射涂層的厚度。因此，光學元件可以結(jié)合對兩種輻 射的抑制，即具有10. 6 u m波長的輻射和深紫外輻射入射到光學元件上的具有10. 6 y m的 波長的輻射可以傳播通過第一層4和第三層3，而由第二層2吸收；深紫外輻射可以由用作 深紫外輻射的抗反射涂層的第一層4抑制。在圖2所示的實施例中，對極紫外輻射的總的反射率的典型值為85. 1%，對深紫 外輻射為10-40%，而對具有10. 6 iim波長的輻射為10.7%。光學元件1可以設置在襯底5上。在圖5中示出的實施例中為這種情形。第二層 2可以吸收相當大量的熱量(通常是lOOW/cm2量級)。因此，光學元件1可以以高熱傳導 率淀積在襯底5上，例如銅，通過銅熱量可以有效地傳遞出去。另一冷卻裝置(例如水冷) 可以用于這種用途以加強進一步地冷卻。在圖3中，示出一個實施例，其中兩個反射鏡7彼此沿彼此橫截的方向布置。這些 反射鏡7都是雙面的，使得兩面包括由圖2所公開的光學元件。圖3中的實施例可適當?shù)?放置在所謂的中間焦點處，該中間焦點是由源S0發(fā)射的輻射通過收集器聚焦的焦點。將如 圖3所示的光學裝置放置在中間焦點處的潛在的優(yōu)點在于，至少對于充分薄的反射鏡7，該 實施例對源的成像的影響被極大地限制。此外，入射角小，這導致高的極紫外反射率。通常，在中間焦點處入射的典型入射角相對于光軸可以在大約2°到大約9°范 圍。這與抗反射涂層的設計相關，抗反射涂層在特定的角范圍內(nèi)是最優(yōu)化的。雖然相對于光軸，最小入射角可以是大約2°，但是反射鏡上的最小入射角可以是大約0°。因此，反射 鏡可以在大約0°到大約9°的范圍進行最優(yōu)化。對應該角范圍的光學元件1的實施例可以如下進行配置由類金剛石碳形成的第 一層4具有20nm的厚度；由Ge形成的中間層具有420nm的厚度；由ThF4形成的第三層3 具有5100nm的厚度；由Ge形成的另一中間層具有500nm的厚度；由a_Si02形成的第二層 2具有50iim的厚度。類金剛石碳層良好地附著在形成碳化物的材料，例如Ge，并且可以形成為對于 高極紫外反射率所需的亞納米粗糙度，如L. Tao，S. Ramachandran, C. T. Nelson, T. H. Lee, L. J. Overzet, M. J. Goeckner, M. J. Kim, G. S. Lee and ff. Hu 等人在 Mater. Res. Soc. Symp. Proc. , Diamond Electronics-Fundamentals to Applications(2007), 243 中的文章 "Nanofabrication of Diamond-like Carbon Templates for Nanoimprint Lithography" 中所示的那樣。圖4示出光學元件的實施例對13. 5nm處p極化(Rp)和s極化(Rs)的反射率的 示例。在這個波長的條件下，反射率由作為第一層4的類金剛石碳單獨確定。極化的影響 非常小并且在整個角范圍上反射率> 80%。然而，在10. 6 ii m的情況下，對于p極化(Rp)和s極化(Rs)反射率存在極大的差 異，如圖5所示。抗反射涂層的用途是為了抑制p極化輻射。然后，由其他反射鏡抑制S極 化輻射，通過其他反射鏡再次被P極化(見圖3)。對于這個示例，抗反射涂層的抗反射性質(zhì) 在4.5°的角度處被最優(yōu)化，其中p極化反射率小于0.5% (Rp< 0.5%)。朝向角范圍的 高的一端，P極化反射率可以增大到大約10% ；在零入射角處，其接近100%。圖3中的光學裝置的兩個反射鏡7在任何入射角的情況下結(jié)合的反射率由
權利要求
一種光學元件，包括第一層，包括第一材料，所述第一層配置成沿第一方向?qū)Φ谝徊ㄩL的輻射是基本上反射的并且對第二波長的輻射是基本上透明的；第二層，包括第二材料，所述第二層配置成對所述第二波長的輻射是基本上吸收的或透明的；和第三層，包括第三材料，位于所述第一層和所述第二層之間，所述第三層對所述第二波長的輻射是基本上透明的并且配置成減小所述第二波長的輻射從所述第二層的面朝所述第一層的頂部表面的反射，所述第一層位于入射輻射的光學路徑中相對于所述第二層的上游，以便提高所述第一波長的輻射的光譜純度。
2.如權利要求1所述的光學元件，其中，所述第二層的離開所述第一層的底部表面配 置成沿第二方向?qū)λ龅诙ㄩL的輻射是基本上反射的，所述第一方向和所述第二方向基 本上彼此不同。
3.如權利要求1所述的光學元件，其中，所述第二層的離開所述第一層的底部表面配 置成對所述第二波長的輻射是基本上衍射的。
4.如權利要求1所述的光學元件，其中，所述第二層的離開所述第一層的底部表面配 置成對所述第二波長的輻射是基本上散射的。
5.如權利要求4所述的光學元件，其中，所述第二層的底部表面具有大約所述第二波 長量級的長度規(guī)的表面粗糙度。
6.如前述權利要求中任一項所述的光學元件，還包括第四層，其中所述第四層設置緊 靠所述第二層的底部表面。
7.如前述權利要求中任一項所述的光學元件，其中，所述第一材料包括由類金剛石碳 和TiO2構成的組中的至少一種材料。
8.如前述權利要求中任一項所述的光學元件，其中，所述第三材料包括選自由ZnSe、 ZnS、GaAs, Ge、ThF4以及YF3構成的組中的至少一種材料。
9.如前述權利要求中任一項所述的光學元件，其中，所述第一波長的輻射是極紫外輻射。
10.如前述權利要求中任一項所述的光學元件，其中，所述第二波長的輻射是紅外輻射。
11.如前述權利要求中任一項所述的光學元件，其中，所述第一層的厚度是使得所述第 一層配置成用作對第三波長的輻射的抗反射涂層。
12.如權利要求11所述的光學元件，其中，所述第一層的厚度在l-20nm范圍內(nèi)。
13.如權利要求11或12所述的光學元件，其中，所述第三波長的輻射是深紫外輻射。
14.如前述權利要求中任一項所述的光學元件，其中，基本上僅極紫外輻射被反射。
15.如前述權利要求中任一項所述的光學元件，其中，所述第一波長的輻射的大約 70%到大約95%被反射。
16.如權利要求15所述的光學元件，其中，所述第三波長的輻射的大約0%到大約50% 被反射。
17.如權利要求12或13所述的光學元件，其中，所述第二波長的輻射的大約0%到大約20%被反射。
18.一種光學裝置，包括至少兩個如前述權利要求中任一項所述的光學元件。
19.如權利要求18所述的光學裝置，其中，所述光學元件的至少兩個的所述反射表面 面朝彼此遠離。
20.如權利要求18所述的光學裝置，其中，所述光學元件的至少兩個的所述反射表面 相對于彼此被橫向地定向。
21.如權利要求20所述的光學裝置，其中，所述反射表面相對于彼此至少基本上垂直 地定向。
22.如前述權利要求中任一項所述的光學元件，其中，所述第一層配置成對所述第二波 長的輻射基本上透明。
23.一種光刻設備，包括至少一個如前述權利要求中任一項所述的光學元件。
24.一種光刻設備，包括至少兩個如前述權利要求中任一項所述的光學元件，其中各個 光學元件的反射表面相對于彼此基本上垂直地取向。
25.如權利要求23所述的光刻設備，其中，所述光刻設備還包括 照射系統(tǒng)，配置成調(diào)節(jié)輻射束；圖案形成裝置，配置成圖案化所述輻射束； 支撐結(jié)構，配置成保持襯底；和投影系統(tǒng)，配置成將所述圖案化輻射束投影到襯底的目標部分上。
26.一種光刻設備，包括照射系統(tǒng)，配置成調(diào)節(jié)輻射束；圖案形成裝置，配置成圖案化所述輻射束；支撐結(jié)構，配置成保持襯底；和投影系統(tǒng)，配置成將所述圖案化輻射束投影到襯底的目標部分上， 其中所述照射系統(tǒng)和/或所述投影系統(tǒng)包括光學元件，所述光學元件包括 第一層，包括第一材料，所述第一層配置成沿第一方向?qū)Φ谝徊ㄩL的輻射是基本上反 射的并且對第二波長的輻射是基本上透明的，第二層，包括第二材料，所述第二層配置成對所述第二波長的輻射是基本上吸收的或 透明的，和第三層，包括第三材料，位于所述第一層和所述第二層之間，所述第三層對所述第二波 長的輻射是基本上透明的并且配置成減小所述第二波長的輻射從所述第二層的面朝所述 第一層的頂部表面的反射，所述第一層位于入射輻射的光學路徑中相對于所述第二層的上游，以便提高所述第一 波長的輻射的光譜純度。
27.如權利要求26所述的光刻設備，其中，所述第二層的離開所述第一層的底部表面 配置成沿第二方向?qū)λ龅诙ㄩL的輻射是基本上反射的，所述第一方向和所述第二方向 是基本上彼此不同的。
28.如權利要求26所述的光刻設備，其中，所述第二層的離開所述第一層的底部表面 配置成對所述第二波長的輻射是基本上衍射的。
29.如權利要求26所述的光刻設備，其中，所述第二層的離開所述第一層的底部表面配置成對所述第二波長的輻射是基本上散射的。
30.如權利要求29所述的光刻設備，其中，所述第二層的底部表面包括具有大約所述 第二波長量級的長度規(guī)的表面粗糙度。
31.如權利要求27-30中任一項所述的光刻設備，還包括第四層，其中所述第四層設置 緊靠所述底部表面。
32.—種器件制造方法，包括圖案化輻射束以形成圖案化輻射束；將所述圖案化輻射束投影到襯底上；和用至少一個光學元件反射所述輻射束，所述光學元件包括第一層，包括第一材料，所述第一層配置成沿第一方向?qū)Φ谝徊ㄩL的輻射是基本上反 射的并且對第二波長的輻射是基本上透明的，第二層，包括第二材料，所述第二層配置成對所述第二波長的輻射是基本上吸收的或 透明的，和第三層，包括第三材料，位于所述第一層和所述第二層之間，所述第三層對所述第二波 長的輻射是基本上透明的并且配置成減小所述第二波長的輻射從所述第二層的面朝所述 第一層的頂部表面的反射，所述第一層位于入射輻射的光學路徑中相對于所述第二層的上游，以便提高所述第一 波長的輻射的光譜純度。
33.如權利要求32所述的器件制造方法，其中，所述第二層的離開所述第一層的底部 表面配置成沿第二方向?qū)λ龅诙ㄩL的輻射是基本上反射的，所述第一方向和所述第二 方向是基本上彼此不同的。
34.如權利要求32所述的器件制造方法，其中，所述第二層的離開所述第一層的底部 表面配置成對所述第二波長的輻射是基本上衍射的。
35.如權利要求32所述的器件制造方法，其中，所述第二層的離開所述第一層的底部 表面配置成對所述第二波長的輻射是基本上散射的。
36.如權利要求35所述的器件制造方法，其中，所述第二層的底部表面包括具有大約 所述第二波長量級的長度規(guī)的表面粗糙度。
37.如權利要求33-36中任一項所述的器件制造方法，還包括第四層，其中所述第四層 設置緊靠所述底部表面。
38.一種由如權利要求32-37中任一項所述的方法制造的器件。全文摘要
一種光學元件包括第一層(4)，所述第一層包括第一材料，并配置成對第一波長的輻射是基本上反射的并且對第二波長的輻射是基本上透明的。光學元件包括第二層(2)，所述第二層包括第二材料，并配置成對所述第二波長的輻射是基本上吸收的或透明的。光學元件包括第三層(3)，位于所述第一層和所述第二層之間的所述第三層包括第三材料，并對所述第二波長的輻射是基本上透明的并且配置成減小所述第二波長的輻射從所述第二層的面朝所述第一層的頂部表面的反射。第一層位于入射輻射的光學路徑中相對于所述第二層的上游，以便提高所述第一波長的輻射的光譜純度。
文檔編號G02B5/22GK101960338SQ200980106463
公開日2011年1月26日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權日2008年2月27日
發(fā)明者A·M·亞庫林, J·H·J·莫爾斯, M·M·J·W·范赫彭, V·Y·班尼恩, W·A·索爾 申請人:Asml荷蘭有限公司