本申請主張2014年7月4日提交的歐洲申請14175835.9和2015年5月28日提交的歐洲申請15169657.2的權(quán)益，它們在本文中通過參考而合并到本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到用于光刻設(shè)備內(nèi)的膜，且更具體地涉及到可形成所述設(shè)備內(nèi)的表膜或光學(xué)濾光片部件的部分的極紫外線(EUV)透射膜，及一種包括這種膜的光刻設(shè)備。

背景技術(shù)：

光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上，通常是襯底的目標(biāo)部分上的機器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(IC)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待形成在所述IC的單層上的電路圖案。可以將該圖案轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)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設(shè)置在襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上進(jìn)行的。通常，單個的襯底將包含被連續(xù)形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。

光刻被廣泛地認(rèn)為是在IC和其它裝置和/或結(jié)構(gòu)的制造中的關(guān)鍵步驟之一。然而，隨著使用光刻所制造的特征的尺寸變得越來越小，光刻正變?yōu)橛糜谑沟媚軌蛑圃煨⌒虸C或其它裝置和/或結(jié)構(gòu)的更具決定性因素。

圖案印刷的極限的理論估計可由用于分辨率的瑞利(Rayleigh)判據(jù)給出，如方程式(1)所示：

其中λ為所使用輻射的波長，NA為用來印刷圖案的投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，k1為工藝相關(guān)調(diào)整因子(也被稱為瑞利常數(shù))，且CD為所印刷特征的特征尺寸(或臨界尺寸)。從方程式(1)可見，能夠用三種方式來獲得特征的最小可印刷尺寸的減少：通過縮短曝光波長λ、通過增加數(shù)值孔徑NA，或通過減少k1的值。

為了縮短曝光波長且因此減少最小可印刷尺寸，已提出使用極紫外線(EUV)輻射源。EUV輻射是具有在5納米至20納米的范圍內(nèi)(例如，在13納米至14納米的范圍內(nèi))的波長的電磁輻射。已還提出可使用具有小于10納米(例如，在5納米至10納米的范圍內(nèi)，諸如，6.7納米或6.8納米)的波長的EUV輻射。這樣的輻射是極紫外線輻射或軟X射線輻射。例如，可能的源包括例如激光產(chǎn)生等離子體源、放電等離子體源，或基于由電子儲存環(huán)提供的同步加速器輻射或基于自由電子激光的源。

出于多種原因，在EUV光刻設(shè)備中常常需要薄的透射型EUV膜。一個如此的原因可以是保護(hù)(例如)掩模版和/或光刻部件免受粒子(具有在納米至微米的范圍內(nèi)的顆粒尺寸)污染。另一原因可以是從所產(chǎn)生的EUV輻射而以光譜方式濾出不希望的輻射波長。

需要所述透射型EUV膜(或簡稱EUV膜)對EUV輻射是極其透明的，且因此需要透射型EUV膜是極薄的。為了最小化EUV輻射的吸收，典型EUV膜具有10納米至100納米的厚度。

EUV膜可包括自由懸浮(即，自立式)膜(薄膜)，其包括通過硅晶片的蝕刻而產(chǎn)生的材料，諸如，多晶硅(多晶Si)。EUV膜也可包括一個或兩個表面上的一層或更多層保護(hù)涂層(例如，保護(hù)蓋層)以防止EUV引發(fā)的等離子體蝕刻(例如，由氫(H、H+、H₂⁺和/或H₃⁺)引發(fā))。

盡管由EUV膜進(jìn)行的EUV輻射的吸收可以是低的，但實際上其仍不為零，且殘余EUV輻射的吸收引起EUV膜的溫度增加。因為表膜是在真空中，所以用于表膜冷卻的主工藝是輻射型熱傳遞。如果EUV膜的溫度超過損害閾值(例如，約500℃至700℃)，則可能發(fā)生對EUV膜的損害。當(dāng)在EUV膜內(nèi)存在大溫度梯度時，也可發(fā)生或放大損害。在此損害嚴(yán)重的情況下，EUV膜可能斷裂，導(dǎo)致光刻設(shè)備的未受保護(hù)掩模版或其它元件(諸如，反射鏡，或曝光至不希望的非EUV波長輻射的光致抗蝕劑)的損害/污染，從而導(dǎo)致相當(dāng)大制造工藝停工時間。

顯而易見的是，將EUV膜的溫度維持低于損害閾值、和最小化溫度梯度，能夠增加EUV膜壽命。

所述表膜可能由于熱負(fù)荷而發(fā)生故障的原因在于：它們并不會很好地吸收/發(fā)射IR輻射，尤其是針對高功率EUV輻射源，諸如，125瓦特的源及超出125瓦特的源。因為在IR波長區(qū)中發(fā)射了熱輻射，則高光譜(IR)半球形發(fā)射率能夠?qū)崿F(xiàn)針對EUV膜的相當(dāng)大熱損耗。因此，希望制造具有高光譜發(fā)射率的EUV表膜。而且，如果大量的EUV輻射(諸如，90％或更多)待透射通過EUV膜，則需要使EUV表膜極薄。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

需要改進(jìn)EUV膜的熱特性，諸如，經(jīng)改進(jìn)的冷卻和/或最小化EUV膜內(nèi)的溫度梯度。在本發(fā)明中，EUV膜意思是對EUV輻射基本上透射性的膜并且也被稱作EUV表膜。在本發(fā)明中對EUV輻射基本上透射性(或簡稱為透射性)意思是對至少65％EUV輻射透射、優(yōu)選地對至少75％EUV輻射透射、更優(yōu)選地對至少85％EUV輻射透射、且最優(yōu)選地對至少90％EUV輻射透射，以便在曝光期間提供足夠EUV劑量。

為了在EUV透射仍相當(dāng)大時增加對IR輻射的EUV表膜發(fā)射率，在本發(fā)明中提出：

a)利用雜質(zhì)摻雜所述EUV表膜；和/或

b)利用用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的蓋層(例如，利用金屬蓋層)來涂覆EUV表膜，所述蓋層包括作為對IR輻射的良好吸收體或吸收層但在EUV輻射體系中透明的材料。這樣的蓋層優(yōu)選地也將保護(hù)表膜免受氧化或其它環(huán)境危害。EUV表膜可被選擇為對給定EUV輻射波長(諸如，13.5納米或6.8納米(或任何其它EUV輻射波長))的90％或多于90％是透射的。

在本發(fā)明中，根據(jù)本發(fā)明的EUV膜或EUV膜組件的改進(jìn)的(增加型、增強型、最佳的)IR發(fā)射率意思是IR發(fā)射率多于0.1，諸如，多于0.15且優(yōu)選多于0.2。優(yōu)選地，EUV膜的IR發(fā)射率針對給定溫度增加至少2倍。

如果EUV膜(即，EUV表膜)是由核心層(也被稱作主襯底層)和一個或更多個蓋層(也在本發(fā)明中被稱作覆蓋層，其通常為具有特定功能性的層，諸如，保護(hù)蓋層)(來自所述一個或更多個蓋層的至少一個蓋層具有改進(jìn)的IR發(fā)射率的功能)形成，則用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的蓋層意思是所具備的IR發(fā)射率被選擇為使得EUV膜的IR發(fā)射率大于核心層的IR發(fā)射率的蓋層。例如，如果核心層的EUV發(fā)射率為約0.1，則用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的蓋層的材料及厚度被選擇為使得在相同條件下判定的EUV膜的總IR發(fā)射率多于0.15。盡管蓋層在本發(fā)明中主要被稱作能夠被設(shè)置于核心層的頂部上的涂層，但在本發(fā)明中應(yīng)理解，蓋層也可以是介于兩個核心層之間的層，或介于核心層與另一(第二)蓋層之間的層，或介于具有相同或不同功能性(例如，保護(hù)性(諸如，抗氧化劑層)、抗擴散性，或用于改進(jìn)的IR發(fā)射率)的兩個蓋層之間的層。

本發(fā)明中的核心層或主襯底層通常被理解為較厚層、多層堆疊，或是也提供用于EUV膜的大多數(shù)機械強度的高屈服強度材料的層。例如，為了耐受可在曝光期間由于高的熱負(fù)荷而導(dǎo)致的大應(yīng)力，所述核心層可需要具有為至少50MPa、優(yōu)選至少100MPa、甚至更優(yōu)選至少150MPa的屈服強度。通常，在50MPa至1000MPa的范圍內(nèi)的屈服強度可取決于材料而向EUV膜提供足夠機械強度(例如，p-Si具有約180MPa的屈服強度且SiNx具有約500MPa的屈服強度)。通常，核心層的厚度可大于用于改進(jìn)的發(fā)射率的蓋層的厚度。當(dāng)核心層是由多層堆疊形成時，所述堆疊的總厚度可大于用于改進(jìn)的發(fā)射率的蓋層的厚度，即使多層堆疊中的個別層的厚度與用于改進(jìn)的發(fā)射率的蓋層的厚度相當(dāng)。然而，依賴于核心層及蓋層的材料，EUV膜也能夠被設(shè)計為具有相當(dāng)?shù)暮穸?，或甚至使得用于改進(jìn)的發(fā)射率的蓋層比核心層略微厚，只要滿足對EUV透射、DUV抑制和/或IR發(fā)射率的所需要求即可。

如果EUV膜(EUV表膜)被摻雜以增加其發(fā)射率，則EUV膜的改進(jìn)的IR發(fā)射率意思是：經(jīng)摻雜的EUV膜的IR發(fā)射率在相同條件下大于相同材料及厚度的非摻雜EUV膜的IR發(fā)射率。

在改進(jìn)的發(fā)射率的替代定義中，溫度也可被視為限定參數(shù)。例如，改進(jìn)的EUV膜的IR發(fā)射率也可被定義為增加了對于波長(例如，1微米至10微米)的EUV膜的熱發(fā)射率，使得當(dāng)EUV膜的溫度的范圍為從100℃至約1000℃且更具體地處于中等溫度(小于500℃)時，由EUV膜吸收的能量的多于65％(優(yōu)選多于85％)被輻射出。

本發(fā)明中的發(fā)射率大體上意思是半球形發(fā)射率(基于半球形IR輻射吸收)，除非另有陳述。

在本發(fā)明的一方面中，提供一種對EUV輻射透射的膜，所述膜被摻雜有施主和/或受主雜質(zhì)以便增加EUV表膜的IR發(fā)射率。已發(fā)現(xiàn)，為了使等離子體諧振與普朗克光譜中的峰值匹配以便最大化IR發(fā)射率所需的摻雜范圍(即，普朗克發(fā)射率峰值對應(yīng)于等離子體諧振)。例如，通過摻雜(多晶)硅，在IR中產(chǎn)生大約1微米至10微米的等離子，其與峰值普朗克黑體輻射相符/重合。容易地從導(dǎo)體的數(shù)目判定等離子體頻率。原子的體積密度對于固體而言粗略為10²²n/cm³。在金屬的狀況下，每個原子對導(dǎo)電帶中的電子做出貢獻(xiàn)，從而引起約10²²載流子/cm³。金屬具有為大約150納米量級的典型等離子體波長。

等離子體頻率ω_p是與ω_p＝√n_e成比例，其中n_e為自由電荷載流子。如果需要大10倍波長(即，頻率低10倍)，則需要與10²⁰個載流子對應(yīng)的低100倍的自由電荷載流子密度。因此，如果(多晶)硅摻雜以0.1％至10％原子濃度的摻雜劑，則可在IR輻射光譜中產(chǎn)生等離子體諧振。這種等離子體激元被耦合至普朗克黑體光譜且產(chǎn)生附加IR吸收。

如果等離子體諧振頻率比普朗克頻率(在300K的情況下為10微米)高得多，則EUV表膜可變得更有反射性。(即，像金屬)。如果等離子體諧振頻率比普朗克頻率低得多，則EUV表膜變得更有透射性(即，像電介質(zhì))。EUV表膜的所需的行為是半金屬行為，其中等離子體波長在1微米與10微米之間。

從理論計算已發(fā)現(xiàn)，利用具有至少約(2至3)×10²⁰n/cm³施主原子N型摻雜的EUV表膜材料，獲得60納米厚的多晶硅表膜的優(yōu)化IR發(fā)射率。表膜溫度越高，摻雜濃度由于在較高溫度下的普朗克光譜的移位則應(yīng)越高。在EUV表膜材料的P型摻雜的狀況下，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化的摻雜是至少4×10²⁰n/cm³受主原子。P型摻雜引起比N型摻雜略微更高(約10％)的IR發(fā)射率。相比于60納米厚的多晶硅表膜，較薄表膜將會具有較高的優(yōu)化摻雜濃度(例如，20納米厚的表膜具有為大約le²¹的優(yōu)化摻雜)，且較厚表膜將會具有較低的優(yōu)化摻雜濃度(200納米厚的Si表膜具有為大約le²⁰的優(yōu)化摻雜)。通常，對于具有在10納米與250納米之間的厚度的EUV表膜，優(yōu)化的摻雜劑濃度在從5×10¹⁹n/cm³原子至1×10²¹n/cm³原子的范圍內(nèi)。

在本發(fā)明的一方面中，提供一種對EUV輻射透射的膜，其包括：一個或更多個高摻雜區(qū)，其中所述膜是以高摻雜劑濃度而摻雜；及一個或更多個低摻雜區(qū)，其中所述膜未摻雜或具有低摻雜劑濃度；其中高摻雜劑濃度被限定為大于10¹⁷cm^-3、優(yōu)選大于10²⁰cm^-3的摻雜劑濃度；且低摻雜劑濃度被限定為小于10¹⁷cm^-3、優(yōu)選小于10²⁰cm^-3的摻雜劑濃度。

在本發(fā)明的另一方面中，提供一種對EUV輻射透射的膜(EUV表膜)，所述膜具有選自如下的一種(核心)材料：(多晶)Si、Si₃N₄、SiC、ZrN、ZrB₂、ZrC、MoB₂、MoC、RuB₂、LaB₂、LaC、TiB₂、TiC、(多)晶釔、(多)晶Zr、Be、C、B及B₄C及復(fù)合物或源自它們的多層的組合。諸如ZrB₂或ZrC的半金屬可減少所述EUV表膜的靜電充電。所述EUV表膜優(yōu)選具有為60納米或小于60納米的厚度以允許足夠EUV透射。

在本發(fā)明的另一方面中，提供一種用于光刻設(shè)備的膜，所述膜具有為至少0.1的IR輻射發(fā)射率且對具有6.7納米波長的EUV輻射基本上透射，所述膜包括源自包括硼的材料的核心層，其中所述核心層的厚度在20納米至150納米之間。

在本發(fā)明的另一方面中，提供一種用于光刻設(shè)備的膜，所述膜具有至少0.1的IR輻射發(fā)射率且對EUV輻射基本上透射，所述膜包括源自包括Ru的材料的核心層，其中所述核心層的厚度在20納米至30納米之間。

在本發(fā)明的另一方面中，提供一種用于光刻設(shè)備的膜組件，所述膜組件具有至少0.1的IR輻射發(fā)射率且對EUV輻射基本上透射，所述膜組件包括用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的至少兩個獨立金屬層，所述金屬層包括吸收IR輻射且具有為20納米或小于20納米的一層厚度的金屬，使得所述金屬層對EUV基本上透明，其中用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的所述金屬層由具有10微米或小于10微米的厚度D的間隙而分離開?？衫锰峁C械強度的支撐層來支撐所述金屬層。

在本發(fā)明的另一方面中，提供一種光刻設(shè)備，其包括根據(jù)所述以上實施例的一個或更多個EUV膜。

附圖說明

合并到本發(fā)明中且形成本說明書的部分的附圖圖示了本發(fā)明，且連同具體描述一起還用以解釋本發(fā)明的原理并且能使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員作出和使用本發(fā)明。參看附圖而僅作為實例來描述了本發(fā)明的實施例，在所述附圖中：

圖1示意性地描繪具有反射投影光學(xué)件的光刻設(shè)備；

圖2為圖1的設(shè)備的更詳細(xì)視圖；

圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用作用于掩模的表膜的EUV膜；

圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的EUV膜；

圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的EUV膜；

圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的EUV膜；

圖7為針對扁平EUV膜及針對圖6所描繪的EUV膜的預(yù)期溫度分布跨越EUV膜隨距離L變化的曲線圖；及

圖8圖示根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的EUV膜。

圖9圖示針對不同摻雜濃度的多晶Si的EUV膜的發(fā)射率作為溫度的函數(shù)。

圖10圖示EUV膜功率吸收及最大溫度相對于EUV源功率的比較。

圖11示出IR發(fā)射率對EUV膜溫度的效果/影響。

圖12示出用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的Ru蓋層相比于(多晶)Si的EUV膜的效果。

圖13圖示由于諧振吸收而增強IR發(fā)射率的雙EUV表膜(即，膜組件)。

本發(fā)明的特征及優(yōu)點將從當(dāng)結(jié)合附圖時在下文所闡述的詳細(xì)描述而變得更顯而易見。

具體實施方式

圖1示意地示出了包括根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光源模塊SO的光刻設(shè)備LA。所述設(shè)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，EUV輻射)；

-支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，其構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置(例如掩?；蜓谀０?MA，并與配置用于精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；

-襯底臺(例如晶片臺)WT，其構(gòu)造用于保持襯底(例如，涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并與配置用于精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；及

-投影系統(tǒng)(例如反射式投影系統(tǒng))PS，其配置成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(biāo)部分C(例如包括一根或更多根管芯)上。

照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)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(xué)部件、或其任意組合，以引導(dǎo)、成形、或控制輻射。

所述支撐結(jié)構(gòu)MT以依賴于圖案形成裝置MA的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計和諸如例如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其它條件的方式保持圖案形成裝置MA。所述支撐結(jié)構(gòu)可以采用機械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)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(gòu)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))。

術(shù)語“圖案形成裝置”應(yīng)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(biāo)部分上形成圖案的任何裝置。被賦予輻射束的圖案可與在目標(biāo)部分上形成的器件中的特定的功能層相對應(yīng)，例如集成電路。

圖案形成裝置可以是透射型的或反射型的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編程反射鏡陣列和可編程LCD面板。掩模在光刻技術(shù)中是熟知的，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。

類似于照射系統(tǒng)，“投影系統(tǒng)”可包括各種類型的光學(xué)部件，諸如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電型或其它類型的光學(xué)部件、或其任意組合，如對于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谑褂谜婵盏钠渌蛩厮m合的?？赡苄枰獙⒄婵沼糜贓UV輻射，這是因為其它氣體可吸收過多輻射。因此，可借助于真空壁及真空泵而將真空環(huán)境提供給整個束路徑。

如這里所示的，設(shè)備是屬于反射型的(例如，采用反射式掩模)。

光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或更多個襯底臺(和/或兩個或更多掩模臺)的類型。在這種“多平臺”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(yù)備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用于曝光。

參照圖1，照射器IL接收來自源模塊SO的極紫外輻射束。用以產(chǎn)生EUV光的方法包括(但未必限于)利用在EUV范圍內(nèi)的一種或更多種發(fā)射譜線而將具有至少一種元素(例如，氙、鋰或錫)的材料轉(zhuǎn)換成等離子狀態(tài)。在一種此類方法(常常被稱為激光產(chǎn)生等離子體“LPP”)中，能夠通過利用激光束來輻照燃料(諸如，具有所需譜線發(fā)射元素的材料液滴、串流或叢集)來產(chǎn)生所需等離子體。源模塊SO可以是包括激光器(圖1中未示出)的EUV輻射系統(tǒng)的部件，所述激光器用于提供激發(fā)所述燃料的激光束。所得的等離子體發(fā)射輸出輻射，例如，EUV輻射，所述輻射是使用安置于源模塊中的輻射收集器而收集的。例如，當(dāng)使用CO₂激光以提供用于燃料激發(fā)的激光束時，激光器與源模塊可以是分立的實體。

在這種情況下，不會將該激光器考慮成形成光刻設(shè)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)的幫助，將所述輻射束從所述激光器傳到所述源模塊。在其它情況下，例如當(dāng)所述源是放電產(chǎn)生等離子體EUV(常常被稱為DPP源)發(fā)生器時，所述源可以是所述源模塊的組成部分。

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。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σ-外部和σ-內(nèi)部)進(jìn)行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件，例如琢面化場和光瞳反射鏡裝置。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(gòu)(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。在從所述圖案形成裝置(例如，掩模)MA反射之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)PS將輻射束聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通過第二定位裝置PW和位置傳感器PS2(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(biāo)部分C定位于所述輻射束B的路徑中。類似地，可以將所述第一定位裝置PM和另一個位置傳感器PS1用于相對于所述輻射束B的路徑精確地定位圖案形成裝置(例如掩模)MA?？梢允褂醚谀?zhǔn)標(biāo)記M1、M2和襯底對準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2來對準(zhǔn)圖案形成裝置(例如掩模)MA和襯底W。

提供EUV膜，例如，EUV表膜PE，以防止圖案形成裝置受到系統(tǒng)內(nèi)的粒子污染。這些表膜可被設(shè)置在所示出的部位處和/或其它部位處。可提供另一EUV膜SPF作為光譜純度濾光片，其可操作以濾出不希望的輻射波長(例如，DUV)。這些不希望的波長能夠以不希望的方式影響晶片W上的光致抗蝕劑。SPF也可視情況幫助防止投影系統(tǒng)PS內(nèi)的投影光學(xué)件受到在除氣期間釋放的粒子的污染(或替代地，為進(jìn)行此操作可提供表膜來代替SPF)。這些EUV膜中的任一者可包括本發(fā)明所披露的EUV膜中的任一EUV膜。

圖2更詳細(xì)地示出光刻設(shè)備的實施例，其包括輻射系統(tǒng)42、照射系統(tǒng)IL及投影系統(tǒng)PS。如圖2所示出的輻射系統(tǒng)42屬于使用激光產(chǎn)生的等離子體作為輻射源的類型?？捎蓺怏w或蒸汽(例如，Xe氣體、Li蒸汽或Sn蒸汽)產(chǎn)生EUV輻射，其中產(chǎn)生非常熱的等離子體以發(fā)射在電磁光譜的EUV范圍內(nèi)的輻射。通過(例如)使用CO₂激光燈的光學(xué)激發(fā)而造成至少部分離子化等離子體來產(chǎn)生非常熱的等離子體。為了輻射的有效率的產(chǎn)生，可需要(例如)10帕斯卡的分壓的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其它合適氣體或蒸汽。在實施例中，使用Sn以產(chǎn)生等離子體，以便發(fā)射在EUV范圍內(nèi)的輻射。

輻射系統(tǒng)42體現(xiàn)圖1的設(shè)備中的源SO的功能。輻射系統(tǒng)42包括源腔室47，在此實施例中，源腔室47不僅基本上圍封EUV輻射的源，而且圍封收集器50，在圖2的實例中，收集器50為法向入射收集器，例如，多層反射鏡。

作為LPP輻射源的部分，激光系統(tǒng)61被構(gòu)造且布置成提供激光束63，激光束63是由束遞送系統(tǒng)65遞送通過設(shè)置于收集器50中的孔67。而且，輻射系統(tǒng)包括由靶材供應(yīng)件71供應(yīng)的靶材69，諸如，Sn或Xe。在此實施例中，束遞送系統(tǒng)65被布置成建立基本上聚焦至所需等離子體形成位置73上的束路徑。

在操作中，由靶材供應(yīng)件71以液滴的形式供應(yīng)靶材69，其也可被稱作燃料。截留器72設(shè)置于源腔室47的相對側(cè)上，以捕捉不管出于任何原因未變成等離子體的燃料。當(dāng)靶材69的這種液滴到達(dá)等離子體形成位置73時，激光束63照射于所述液滴上，且EUV輻射發(fā)射等離子體形成于源腔室47內(nèi)部。在脈沖式激光的情況下，這涉及對激光輻射的脈沖進(jìn)行定時以與液滴通過位置73的傳遞相符。如所提及，燃料可以是(例如)氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)。這些燃料產(chǎn)生具有若干10⁵K的電子溫度的高度離子化等離子體?？蛇\用其它燃料材料(例如，Tb及Gd)來產(chǎn)生較高能量EUV輻射。在這些離子的去激發(fā)及再結(jié)合期間產(chǎn)生的帶能輻射包括了在位置73處從等離子體發(fā)射的所需EUV。等離子體形成位置73及孔52分別位于收集器50的第一焦點及第二焦點處，且EUV輻射是由法向入射收集器反射鏡50聚焦至中間焦點IF上。

從源腔室47發(fā)出的輻射束經(jīng)由所謂法向入射反射器53、54而橫穿照射系統(tǒng)IL，如在圖2中由輻射束56所指示。法向入射反射器將束56經(jīng)由表膜PE而導(dǎo)向至定位于支撐件(例如，掩模版或掩模臺)MT上的圖案形成裝置(例如，掩模板或掩模)上。形成了圖案化束57，其是由投影系統(tǒng)PS經(jīng)由反射元件58、59而成像至由晶片載物臺或襯底臺WT承載的襯底上。比所示出元件更多的元件通?？纱嬖谟谡丈湎到y(tǒng)IL及投影系統(tǒng)PS中。例如，可存在比圖2所示出的兩個元件58及59多一個、兩個、三個、四個或甚至更多的反射元件。與輻射收集器50類似的輻射收集器是從先前技術(shù)而言公知的。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員讀者將知曉的，可限定參考軸線X、Y和Z以用于測量和描述設(shè)備、其各部件和輻射束55、56、57的幾何形狀和行為。在設(shè)備的每一部分處，可限定X軸、Y軸和Z軸的局部參考坐標(biāo)系。Z軸在系統(tǒng)中的給定點處與光軸O的方向大致重合，且大體上垂直于圖案形成裝置(掩模)MA的平面且垂直于襯底W的平面。在源模塊(設(shè)備)42中，X軸與燃料串流(69，下文所描述)的方向大致重合，而Y軸正交于所述方向，其從頁面中指出，如所指示。另一方面，在保持所述掩模版MA的支撐結(jié)構(gòu)MT附近，X軸大體上橫向于與Y軸對準(zhǔn)的掃描方向。出于方便起見，在示意圖圖2的此區(qū)域中，X軸從頁面中指出，再次如所標(biāo)記。這些指定在本領(lǐng)域中是常規(guī)的，且將在本發(fā)明中出于方便起見而被采用。原則上，可選擇任何參考坐標(biāo)系以描述設(shè)備和其行為。

除了所需的EUV輻射以外，等離子體也產(chǎn)生其它波長的輻射，例如，在可見光范圍、UV范圍和DUV范圍內(nèi)。也存在來自激光束63的IR(紅外線)輻射。在照射系統(tǒng)IL和投影系統(tǒng)PS中并不想要非EUV波長，且可部署各種措施以阻擋非EUV輻射。如圖2示意性地所描繪，呈光譜純度濾光片SPF的形式的EUV膜濾光片(即，SPF膜)可應(yīng)用于虛擬源點IF上游，以用于IR、DUV和/或其它不希望的波長。在圖2所示出的特定實例中，描繪兩個光譜純度濾光片，一個光譜純度濾光片在源腔室47內(nèi)且一個光譜純度濾光片在投影系統(tǒng)PS的輸出處。在一個實施例中，僅提供一個光譜純度濾光片SPF膜，其可在這些部位中的任一中或在等離子體形成位置73與晶片W之間的別處，諸如，在掩模版的高度處。

然而，大的DUV抑制在掩模版的高度處是困難的，這是因為在該部位處，帶外輻射的背向反射是不希望的(這是因為其能夠影響掩模版形狀)。因此，在掩模版的高度處，用以利用EUV膜(例如，EUV表膜)抑制DUV和IR的優(yōu)選機制僅是吸收。

在另一實施例中，第一EUV膜可用于掩模版的高度處以抑制粒子碎屑淀積于掩模版上，且第二EUV膜可作為SPF膜用于投影系統(tǒng)PS的輸出處(即，在晶片與投影系統(tǒng)PS的最后反射鏡之間)。SPF膜是作為用于阻擋不希望的輻射波長的光譜濾光片而操作的EUV膜?？商砑覵PF膜以便抑制帶外IR和DUV輻射，這是因為在晶片附近，反射和吸收二者可用以抑制不希望的輻射。

披露了用于EUV輻射的透射的EUV膜，其相比于目前EUV膜具有改進(jìn)的熱特性。這些EUV膜可包括(例如)(多晶)硅EUV膜。所述膜可被包括于光譜純度濾光片(SPF)或表膜內(nèi)。SPF和/或表膜可設(shè)置于光刻系統(tǒng)內(nèi)的許多部位處，如已經(jīng)描述。

在使用期間吸收輻射時，EUV膜變熱。如果其溫度增加得過高或膜內(nèi)的溫度梯度過大，則EUV膜可受到損害。因此，需要最小化EUV膜內(nèi)的溫度和溫度梯度。因為EUV膜將用于極低壓力(真空)環(huán)境中，所以冷卻的僅有方式是輻射。因此，需要當(dāng)EUV膜的溫度的范圍為約100℃至約1000℃、更優(yōu)選為數(shù)百(例如，至少200℃)至約1000℃且、更具體地處于中等溫度(小于500℃，諸如，從100℃至500℃)時，在大多數(shù)能量被輻射所處的波長(例如，1微米至10微米)的情況下，增加EUV膜的熱發(fā)射率(即，改進(jìn)IR發(fā)射率)。在這些條件下，例如，(多晶)硅材料的純(即，塊體)層呈現(xiàn)低熱發(fā)射率，這是因為所有自由電荷載流子仍被束縛。

已進(jìn)行基于用于計算半球形紅外線吸收(其涉及到發(fā)射率)的多層菲涅耳反射系數(shù)和普朗克定律的模擬，以理解薄膜的IR吸收(熱發(fā)射率)作為它們的厚度函數(shù)而變化。這些模擬已示出：諸如SiC和Si的介電材料的薄膜在它們變得較薄時將變得吸收較少IR輻射。因此，源自介電材料的EUV膜(它們需要是薄的以提供相當(dāng)大EUV透射)通常將獨自具有極小IR吸收/發(fā)射。

為了增加包括半導(dǎo)體材料的EUV膜中的發(fā)射率，EUV膜材料可被摻雜以增加所述材料內(nèi)的自由電荷載流子的數(shù)目。這增加了經(jīng)摻雜的膜的輻射吸收系數(shù)，導(dǎo)致發(fā)射率的增加。本領(lǐng)域技術(shù)人員讀者將知曉，半導(dǎo)體材料與施主和/或受主的摻雜調(diào)整了在中等溫度情況下的自由電荷載流子濃度(電子和/或空穴)。

為了顯著的效果，待摻雜至半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)的濃度應(yīng)當(dāng)高于10¹⁷cm^-3。濃度可優(yōu)選高于10¹⁸cm^-3、10¹⁹cm^-3或10²⁰cm^-3?？墒境觯涸诖笥?.2微米的輻射波長下，當(dāng)摻雜劑濃度從10¹⁷cm^-3增加至10²⁰cm^-3時吸收系數(shù)能夠增加1000倍。此情形同等地適用于摻雜p摻雜劑和n摻雜劑。

然而，添加摻雜劑傾向于減少諸如多晶硅的半導(dǎo)體材料的強度。由于EUV膜需要特別薄以便以最小損耗量透射EUV輻射，這特別地是EUV膜的問題。因此，提出多個解決方案以處理此問題。

圖3為定位于掩模MA的經(jīng)圖案化區(qū)域前端的EUV膜300的示意圖。EUV膜300在此處被示出為形成了表膜的部分，其被設(shè)計以使得粒子D離開掩模版MA的經(jīng)圖案化區(qū)域，同時允許透射EUV輻射束305。在此實例中，EUV膜300可包括表膜框架(圖中未示出)內(nèi)的EUV膜。EUV膜300可還包括(例如)用于將表膜框架附接至掩模版的緊固元件(圖中未示出)。EUV膜300可置放于焦平面外，處于與掩模版MA相距一定距離處，使得污染物不被成像至晶片上。

在其它實施例中，EUV膜可形成表膜的部分以用于光刻設(shè)備內(nèi)的另一部位，或SPF。

EUV膜300可包括多個層。這些層可包括主襯底層310、覆蓋層311、312和中間層313、314，所述中間層可以是(例如)抗擴散層313、314。主襯底層310可以是(例如)(多晶)Si層。此布置僅作為實例被示出，且所示的層的其它組合是可以的。例如，EUV膜300可包括覆蓋層311、312，而不具有任何中間層。在另一示例性替代方案中，在主襯底層的恰好一個表面上可存在僅一個覆蓋層(在覆蓋層與襯底層之間具有或不具有中間層)。在主襯底層的一個或兩個表面上也可存在兩個以上層。

通常，覆蓋層311、312是由(惰性)材料制成以抵抗可損害主襯底層310的任何蝕刻劑或反應(yīng)劑，例如，O和H根、H₂和EUV。此材料的實例包括MoSi₂、Si₃N₄、C₃N₄、ZrN、SiC。這些材料通常具有寬的禁帶能量區(qū)，且在屬性方面類似于陶瓷。因此，這些材料甚至在中等溫度的情況下(例如，小于500℃)具有高發(fā)射率。此外，這些材料是從具有低EUV吸收的元素產(chǎn)生，所述EUV吸收可比得上純Si吸收。因此，假設(shè)覆蓋層311、312具有比主襯底層310小得多的厚度，則它們并不顯著增加EUV膜300的總EUV吸收。覆蓋層311、312也不應(yīng)將過大應(yīng)力置于主襯底層310上，以便保留其機械屬性。

可提供中間層313、314以減少應(yīng)力。例如，中間層313、314可包括在主襯底層310與覆蓋層311、312之間具有中間晶格尺寸的材料。類似于覆蓋層311、312，中間層313、314應(yīng)對于EUV而言是高度地透明的。

在一實施例中，覆蓋層311、312和/或中間層313、314(如果存在)可被摻雜以增加自由電荷載流子的濃度，如已經(jīng)描述。以此方式，覆蓋層311、312和/或中間層313、314形成膜內(nèi)的高摻雜區(qū)。主襯底層310可形成為低摻雜區(qū)以維持強度。其它層311、312、313、314中的一個或更多個的摻雜顯著增加EUV膜300的發(fā)射率，如已經(jīng)描述。

高摻雜區(qū)具有至少10¹⁷cm^-3的摻雜劑濃度，而低摻雜區(qū)具有小于的10¹⁷cm^-3的摻雜劑濃度。高摻雜區(qū)的摻雜等級可以是上文關(guān)于半導(dǎo)體膜的摻雜所描述的那些摻雜等級中的任一種，且如此可(例如)高于10¹⁸cm^-3、高于10¹⁹cm^-3，或高于10²⁰cm^-3。諸如主襯底層(即，核心層)的低摻雜區(qū)的摻雜等級可(例如)小于10¹⁶cm^-3、小于10¹⁶cm^-3或小于10¹⁴cm^-3。低摻雜區(qū)可以是未摻雜的且因此不具有(有意的)附加摻雜劑。

圖4示出一替代實施例，其示出EUV膜400具有與EUV膜300相同的層結(jié)構(gòu)，而且包括置放于覆蓋層311、312上的附加覆蓋層411、412，如圖4所示出。代替覆蓋層311、312(或除了覆蓋層311、312以外)，這些附加覆蓋層411、412也可以是高摻雜區(qū)。附加覆蓋層411、412的摻雜濃度可以是先前段中所提及的摻雜濃度中的任一種。

通過僅摻雜覆蓋層311、312、411、412或中間層313、314而非主襯底層310，則減輕了摻雜的弱化效應(yīng)，且因此總EUV膜300更強固。

圖5圖示另一實施例。其示出EUV膜500，EUV膜500可僅包括單-主襯底層，或替代地可包括覆蓋層/中間層，諸如，層311、312、313、314且可能也包括層411、412。在此實施例中，主襯底層和(在存在的情況下)覆蓋層/中間層中的一個或更多個包括摻雜(其可處于已經(jīng)描述的濃度)，但其中高摻雜區(qū)僅限于所摻雜層的中心區(qū)510。此摻雜層的周緣520是低摻雜區(qū)，其中其可由框架保持。這增加了EUV膜500在其周緣處的強度，所述EUV膜500的周緣由于被框架保持而經(jīng)受較大應(yīng)力。應(yīng)了解，周緣區(qū)域520幾乎不透射或不透射EUV，這是因為此EUV主要或完全透射通過中心區(qū)510。因此，周緣區(qū)域520經(jīng)受極小加熱且其熱特性較不重要。

視情況，摻雜可逐漸變化，使得摻雜朝向中心增加。在這些布置中，可遍及EUV膜的全半徑或其層發(fā)生梯度(即，摻雜在膜邊緣處開始且朝向中心增加)。替代地，摻雜可僅在中心區(qū)510的邊緣處開始且朝向中心增加，其中周緣區(qū)520未摻雜。或可僅針對未摻雜的周緣區(qū)與具有高摻雜的中心區(qū)之間的中間區(qū)段發(fā)生摻雜分級。

在使用與先前段中所描述的原理類似的原理的情況下，可將摻雜以點摻雜的形式引入至任何層。點摻雜包括由無摻雜或低摻雜(且因此具有較大強度)的區(qū)分離的多個高摻雜(高發(fā)射率)區(qū)。還有，此概念可適用于僅包括單一主襯底層的EUV膜500，或適用于包括附加層(諸如，覆蓋層和/或中間層)的EUV膜500，在此種狀況下可將摻雜引入至這些層中的任一個或更多個。在實例中，高摻雜區(qū)可彼此分離達(dá)大約1微米至5微米。應(yīng)了解，通往高摻雜區(qū)的熱流量是通過具有可比得上或甚至長于此波長的波長的聲子進(jìn)行。通過兩種機制來轉(zhuǎn)移熱：輻射(光子)和熱傳導(dǎo)(晶格內(nèi)的原子的振蕩，聲子)。當(dāng)在功率經(jīng)淀積的情況下(未摻雜區(qū))與在功率經(jīng)移除的情況下(高摻雜區(qū))之間的距離封閉時，顯著更快地轉(zhuǎn)移功率；封閉可被定義為可比得上具有典型能量的聲子的波長(由溫度限定，此波長是大約幾微米)。

當(dāng)然，先前段中所描述的概念可被組合從而使得點摻雜僅限于EUV膜的中心區(qū)510或其層，其中在周緣區(qū)520中未摻雜。且摻雜濃度可逐漸變化，使得較接近周緣的高摻雜區(qū)相比于較接近中心的高摻雜區(qū)被較低程度地?fù)诫s。此情形可幫助控制熱誘發(fā)的應(yīng)力和冷卻速率(該二者都根據(jù)摻雜劑濃度而變化)。此情形也可幫助控制變形，諸如，所形成的皺折或褶皺。當(dāng)EUV膜的溫度增加時，EUV膜包括的材料發(fā)生膨脹。作為EUV膜的標(biāo)稱形狀的扁平平面不能容納所述經(jīng)膨脹的材料，且形成了褶皺或皺折。在EUV輻射以一角度跨越過EUV膜時，由褶皺進(jìn)行的EUV輻射吸收較高，且因此，有效吸收路徑較長。褶皺可具有約10微米或大于10微米(跨度)的橫向尺度，且將被成像于晶片上。在使用點摻雜的情況下，褶皺的典型尺度是被由于溫度分布曲線控制和機械屬性控制的組合效應(yīng)的高摻雜區(qū)和低摻雜區(qū)的幾何形狀和尺度限定。在溫度增加的情況下，點摻雜膜中的褶皺的角度相同，但橫向尺寸減少，且因此，這些褶皺不再被成像。

先前研究已示出：例如，光子穿隧和表面極化可當(dāng)介于輻射物件之間的分離距離小于主熱波長時在近場輻射能量轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵作用。例如，由B.Liu等的研究(Phys.Rev.B87，115403，(2013年))已展示：一些材料的近場輻射熱傳遞可由于穿過消散波/衰減波的能量轉(zhuǎn)移而超過黑體輻射極限少數(shù)數(shù)量級。所研究的材料支持IR區(qū)中的表面極化(例如，摻雜的Si材料、SiC、BN或可能用作覆蓋層510和514的候選材料的任何合適材料)。

也可在B.Liu等的研究中找到比較依據(jù)距離d而變化的由SiC和金制成的兩個半無限板之間的近場輻射熱傳遞的曲線圖(圖1)。距離d表示介于兩個板之間的真空間隙尺寸。如在B.Liu等的圖1中可看到，由SiC和金制成的板之間的近場輻射熱傳遞比兩個SiC板之間的熱傳遞小三個數(shù)量級。

因此，為了進(jìn)一步改良沿著表膜的橫向輻射熱傳遞，在實施例中，提出將多個附加特征設(shè)置于EUV膜表面中之一上。這些附加特征可在蝕刻工藝期間生長或形成。附加特征可呈任何合適形狀。在實例中，附加特征包括從EUV膜表面法向地延伸的周期性或非周期性線或薄壁或肋。附加特征可包括摻Si或以Si為基礎(chǔ)的材料或任何合適覆蓋層材料，諸如，具有摻雜劑濃度和本發(fā)明所披露的布置中的任一的材料中的任一材料。每個附加特征的特征尺寸應(yīng)顯著小于由所述特征約束的區(qū)域的尺寸?？墒境觯喝绻郊犹卣髦g的距離≤1微米，則預(yù)期到所述輻射熱傳遞比黑體極限高10倍至10000倍。

圖6示出包括多個附加特征620(例如，由周期性或非周期性壁或線結(jié)構(gòu)620形成)的EUV膜600。附加特征620可位于EUV膜600的下部側(cè)上(所述側(cè)向EUV輻射曝光)。EUV膜的面對掩模版的側(cè)部可以是扁平以維持純度。由豎直箭頭630象征輻射熱傳遞。水平箭頭640象征由附加特征620產(chǎn)生的橫向輻射熱傳遞。應(yīng)注意，照射EUV輻射(未示出)幾乎垂直于表膜P而傳播。因此，附加特征620(呈此處所示出的形式，即，線或肋)在掩模版MA和/或晶片W上投射最小陰影。

據(jù)信，EUV膜中的橫向溫度梯度造成與高溫自身對膜造成的損害一樣多的損害。雖然本發(fā)明所描述的所有實施例顯著減少在曝光于EUV輻射期間所述EUV膜中的溫度梯度，但圖6中所描繪的實施例特別有效，這是因為相比于扁平膜情況(其中溫度僅由聲子轉(zhuǎn)移)通過添加另一機制：輻射熱傳遞而增加了橫向熱傳導(dǎo)。據(jù)信，從EUV膜至附加特征620的熱傳遞并非限制性的，這是因為典型尺度很小。有效的橫向熱傳遞將會最小化這些溫度梯度且延長表膜的壽命。

圖7為預(yù)期溫度分布相對于跨越EUV膜的距離L的曲線圖。線P_EUV表示跨越表膜的EUV輻射功率分布。線T_A表示扁平EUV膜的溫度分布。線T_B表示跨越圖6中所描繪的EUV膜的溫度分布。如從圖7可見，相比于扁平EUV膜，對于圖6實例的跨越EUV膜的溫度梯度被減少。

圖8示出EUV膜800的另一實施例，EUV膜800包括對圖6所描繪的實施例的改進(jìn)。在此實施例中，附加特征820包括模仿小階梯光柵的形狀和/或構(gòu)造的形狀和/或構(gòu)造。在所述特定實例中，附加特征包括線或肋820的重復(fù)組，其中每一組的獨立線/肋820在高度方面逐漸遞減(或增加)，如所示出。結(jié)果為小階梯光柵的近似，其由虛線而圖示。小階梯光柵般的結(jié)構(gòu)幫助將源自由每個線/肋820個別地地進(jìn)行的EUV輻射的散射的不希望的輻射830在圖案從掩模版MA至晶片的轉(zhuǎn)移期間導(dǎo)向遠(yuǎn)離EUV輻射840的階(例如，0階和1階)。

圖9圖示60納米厚度的摻雜EUV多晶硅表膜的發(fā)射率(圖9中的左側(cè)曲線圖)，和針對純質(zhì)多晶硅表膜相對于摻雜表膜的整體發(fā)射率相對于以K為單位的溫度(圖9中的右側(cè)曲線圖)的變化。為了增加發(fā)射率高于0.1，則以至少5×10¹⁹cm^-3摻雜60納米多晶硅表膜。

在所有以上實施例中，為了強度和可靠度，摻雜材料可限于對EUV透明且具有與Si晶格的最小失配的材料(例如，碳、棚和氮)。在其它實施例中，可使用對13.5納米不透明但對其它EUV/BUV波長透明的摻雜劑，其中波長適于光刻系統(tǒng)。這些摻雜劑材料可包括：S、Te、As、O、Al、Sn、Sb、In、Ga、Br、Cl、I、C、B、N。

盡管上文已將多晶硅視為EUV表膜核心層材料的主實例(這是因為其在13.5納米的EUV輻射下為最透明材料)，但可針對任何半導(dǎo)體進(jìn)行EUV表膜材料與雜質(zhì)的摻雜以便增加發(fā)射率?？墒褂迷贓UV體系中均為透明材料的B或P二者進(jìn)行摻雜。如果硅被摻雜有B或P，則EUV損耗也是可忽略的。

為了在EUV透射仍相當(dāng)大的同時增加對IR輻射的EUV表膜發(fā)射率，本發(fā)明中替代地或補充地，也提出利用用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的蓋層(例如，利用金屬蓋層)來涂覆EUV表膜，所述蓋層包括作為對IR輻射的良好吸收劑但在EUV輻射體系中透明的材料。此蓋層可另外保護(hù)表膜免受氧化或其它環(huán)境危害。

金屬蓋層應(yīng)為封閉薄膜，即，金屬島狀物通常不是優(yōu)選的，這是因為電阻率可上升10,000倍，且消除Drude吸收項。這些非均質(zhì)薄膜可變得透明，且因此提供不充分吸收。

EUV表膜可被選擇為對于給定EUV輻射波長(諸如，13.5納米或6.8納米(或任何其它EUV輻射波長))的90％或多于90％是透射性的。作為實例，以3納米Si₃N₄涂覆于兩側(cè)上的具有45納米厚度的多晶硅表膜具有約85％的EUV透射比，將具有不良(幾乎不具有)IR發(fā)射率(即，其可變得非常熱)，其反射存在于輻射光譜中的許多DUV輻射(其并非對于成像目的而言是所需的)且將幾乎不透射任何DUV輻射(此情形不會引起經(jīng)由表膜檢測執(zhí)行以檢測微粒碎屑的選項)。

在本發(fā)明的一方面中，提供對EUV輻射透射的膜(即，EUV表膜)，其具有選自如下的核心層材料：(多晶)Si、Si₃N₄、SiC、ZrN、ZrB₂、ZrC、MoB₂、MoC、RuB₂、LaB₂、LaC、TiB₂、TiC、(多)結(jié)晶釔、(多)結(jié)晶Zr、Be、C、B和B₄C以及復(fù)合物或源自它們的多層的組合。諸如ZrB₂、ZrC的半金屬可減少EUV表膜的靜電充電。氮化硅Si₃N₄(也被稱作SiNx)在本發(fā)明中是指非晶硅氮化物且合并有化學(xué)計量的(3∶4比率，x＝1.33)和非化學(xué)計量的SiNx合金(0＜x＜1.6)二者。

EUV表膜優(yōu)選地具有60納米或更小的厚度以允許足夠EUV透射(優(yōu)選地至少90％的EUV輻射透射)。為了將足夠強度提供至EUV膜，可需要使核心層具有至少5納米的最小厚度、優(yōu)選地至少10納米且更優(yōu)選至少15納米的最小厚度。

可在一側(cè)或兩側(cè)上利用源自具有適合于增加IR發(fā)射率的厚度的材料的金屬層或另一蓋層(也被稱作覆蓋層)來罩蓋所述EUV表膜核心層(也被稱作主襯底層)。具有良好EUV透射比的合適蓋層金屬的實例是Ru、Ti、Nd、Pr、Mo、Nb、La、Zr、B、Y和Be。這些和其它金屬也能夠以類似方式用以涂覆EUV表膜(更具體地是核心層)且可提供改進(jìn)的IR發(fā)射率。例如，具有B或Be核心層且用Ru、Mo層或其它金屬(復(fù)合)蓋層來罩蓋的表膜可提供基本上改進(jìn)的IR發(fā)射率。

金屬薄層具有受到等離子體頻率強烈影響的發(fā)射率。較不導(dǎo)電的諸如Ru的金屬具有較少自由電荷載流子且因此具有較低等離子體頻率，因此其相比于諸如Au或Ag的較導(dǎo)電金屬而言是對于改進(jìn)的IR發(fā)射率的更佳選擇。用于等離子體頻率的最高值針對Al而言是大約10eV。Au薄膜取決于薄膜品質(zhì)具有從7eV至9eV變化的等離子體頻率。

蓋層也可以是包括金屬和EUV透明雜質(zhì)的復(fù)合材料。通過添加非金屬或不良導(dǎo)電的EUV透明雜質(zhì)，可將等離子體頻率調(diào)諧至較低值，在此種狀況下，許多金屬變成作為具有改進(jìn)的IR發(fā)射率的EUV表膜蓋層的良好候選。不良導(dǎo)電雜質(zhì)的實例為硼、氮化物、碳、硅、緦、鈣和磷。通過添加雜質(zhì)和降低等離子體波長，可增加金屬層厚度。在此狀況下的雜質(zhì)濃度優(yōu)選地小于10％原子百分比。

為了保護(hù)表膜的膜堆疊中(即，在包括一個或更多個核心(多)層和用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的至少一個蓋層的多層堆疊中)的金屬蓋層，可在用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的金屬蓋層的頂部上包括附加保護(hù)蓋層。此保護(hù)蓋層可減小在EUV等離子體環(huán)境中的氧化和蝕刻的效果。適合于此保護(hù)蓋層的材料的實例可以是以下材料的氧化物、碳化物或氮化物：Zr、Ti、Hf、Si、Rh或Ru(例如，ZrO₂、ZrN、ZrC等等)。這些保護(hù)蓋層的厚度優(yōu)選地是大約1納米至3納米。

已發(fā)現(xiàn)，通常反射IR輻射的金屬層當(dāng)它們的厚度小于集膚深度時變得較有吸收性。薄達(dá)1納米的金屬層可具有接近于0.5的理論極限的幾乎扁平光譜響應(yīng)和發(fā)射率。在層厚度減少的情況下吸收增加的原因可以是對于金屬的大吸收系數(shù)和由于在金屬-真空界面和金屬-電介質(zhì)界面處的相消干涉的反射消除。

在本發(fā)明的一方面中，提供對EUV輻射透射的膜，所述膜被涂覆有用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的蓋層，所述蓋層包括厚度＜在1尺輻射中金屬的集膚深度的金屬蓋層。用于IR輻射的金屬蓋層的集膚深度厚度通?？梢允牵?0納米，但存在具有比10納米大一點的厚度的根據(jù)本發(fā)明仍可起作用的金屬，諸如，釔(Y)。集膚深度在本發(fā)明中意思是使光損失其63％的強度(或具有強度1/e)的厚度。集膚深度取決于光波長。大多數(shù)金屬在IR輻射中通常具有大約10納米的集膚深度(即，穿透10納米金屬層的IR輻射將損失其63％的強度)。

薄金屬蓋層基本上充當(dāng)IR吸收劑，而EUV輻射的透射可基本上相同。例如，已判定(多晶)硅表膜(其具有為58納米厚度的核心和所述表膜的每一側(cè)上的1納米的Ru層(這是因為Ru具有良好EUV透明度))，則針對13.5納米的EUV輻射具有為0.878的透射比(相比于對于具有60納米厚度的(多晶)硅表膜為0.9的透射比)。然而，當(dāng)在一側(cè)或每側(cè)上(例如)利用1納米至2納米的Ru蓋層來涂覆EUV表膜時，(多晶)硅表膜的發(fā)射率可上升10倍或10倍以上。(多晶)Si膜上的Ru或其它金屬可將EUV膜的發(fā)射率從＜0.01增強至高達(dá)0.4或更多。然而，應(yīng)當(dāng)心，因為Ru或Mo具有接近EUV輻射的1/4波長的厚度，所以其可反射大約1％的EUV輻射，這可對CD均一性有害。計算已示出：EUV膜上的具有接近于1納米的厚度的Ru蓋層可具有減少的EUV反射且仍具有一些IR發(fā)射率。具有一半波長的厚度(例如，對于13.5納米的EUV輻射具有6.7納米的厚度)的Ru也可充當(dāng)抗反射(AR)涂層(不具有EUV反射)；然而，當(dāng)Ru蓋層厚度在此狀況下為大約1/4的EUV波長時，在此情況下，EUV反射具有最高值。

作為用以減少被涂覆有用于改進(jìn)的IR發(fā)射率或任何其它功能的單一金屬蓋層的EUV膜的EUV反射(EUVR)的策略，本發(fā)明中提出使金屬層的厚度D是用于光刻曝光的EUV輻射(例如，13.5納米、6.7納米或4.37納米的EUV輻射)的一半波長λ的倍數(shù)：

D＝nλ/2 (1)

其中n為整數(shù)＝3，4，5，6或更大。優(yōu)選地，n具有值使得金屬蓋層具有小于在IR輻射中的金屬集膚深度的厚度。

用于低EUVR的其它AR策略可以是采取2納米或更小的低金屬蓋層厚度，諸如在1納米與2納米之間(即，使IR發(fā)射率增強蓋層足夠薄，因此EUV反射較低)，或具有粗略的非尖銳擴散邊界。

在用于改進(jìn)的發(fā)射率的偶數(shù)個金屬蓋層(諸如，兩個金屬蓋層)的情況下，個別金屬層的反射率遵循與針對一個金屬層的規(guī)則相同的規(guī)則。本發(fā)明中提出呈抗反射構(gòu)造的EUV膜，其中兩個金屬蓋層是由具有為用于光刻曝光的EUV輻射波長大約一半λ/2的厚度的另一核心層分離，使得發(fā)生EUV輻射的相消干涉，從而使彼此相消，且由此凈(所得)EUV反射為零。

例如，如果2納米的Ru或Mo的兩層是由具有選自8.4納米、15.1納米、21.9納米、28.6納米、35.4納米、41.5納米、48.7納米和55.7納米的厚度的(多晶)Si層分離(即，在粗略6.7納米的步驟中)，則在此情況下，第二Ru蓋層誘發(fā)性反射破壞性地干涉第一Ru蓋層的反射，且將不存在EUV輻射反射。據(jù)提及，多晶硅核心層的厚度并非確切地為4.37納米或6.7納米或13.5納米的EUV輻射波長的一半，這是因為其也可受到金屬蓋層的厚度影響。因此，針對被覆蓋有一對或更多對金屬蓋層的核心層的任何組合而言為了避免EUV反射，則對于層厚度的一般條件是使得在所述金屬層之間發(fā)生完全相消干涉從而使得不反射EUV輻射。

在用于減少EUV反射的所有以上替代方案中，由于金屬蓋層，則仍可維持高發(fā)射率，而同時最小化了EUV反射(即，最小化了對成像的影響)，從而使得EUV表膜能夠具有高IR發(fā)射率而同時維持低EUV反射率。

獨自地，甚至僅僅50納米的(多晶)Si的核心層能夠已經(jīng)將DUV輻射抑制100倍或更多。(多晶)Si在預(yù)期有DUV輻射的100納米至400納米的范圍內(nèi)幾乎不透射。然而，(多晶)Si表膜在IR輻射范圍內(nèi)透明。已發(fā)現(xiàn)，可通過將諸如Ru或Mo的金屬蓋層添加至50納米的(多晶)Si核心層來將通過所述核心層的IR透射抑制20倍。此外，可有利的是使用抗擴散障礙層(諸如，源于B₄C或SiNx)用于金屬蓋層從而使得金屬反射和吸收并未由于擴散至核心層中(例如，Ru或Mo擴散于(多晶)Si中)而損耗。

盡管給定材料可適合于多個目的(諸如，適合于核心層、蓋層或甚至抗擴散障礙層)，但EUV膜中的層厚度和位置可提供用以限定這樣的層的功能的有用準(zhǔn)則。例如，相互擴散層的厚度大體上為1納米或更小。

例如，具有1納米或更小的厚度且位于核心層與鄰近蓋層之間的B或B₄C層可用作抗擴散層，而具有為4納米至11納米的厚度的相同材料的層在其相比于其它層提供高抗張強度的情況下可用作核心層。在(例如10納米B-(5納米至10納米)Mo-10納米B的的夾層狀構(gòu)造中，兩個B層將形成核心層，且兩個B層之間的Mo形成用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的蓋層，其受保護(hù)免受蝕刻。

以相同方式，EUV膜的頂部上或夾在其它(核心)層之間的B或B₄C層可用作具有給定功能的蓋層。此外，作為總堆疊具有高屈服強度＞50MPa的薄層的多層堆疊也可形成核心層。例如，硼之間的高達(dá)20對石墨烯層(石墨層)(諸如，10納米B/3納米石墨烯/10納米B)可提供有利的多層EUV膜，這是因為預(yù)期到B在EUV和/或H₂氛圍下耐化學(xué)性且石墨將提供改進(jìn)的發(fā)射率和機械強度。多層EUV膜的另一實例包括SiNx層或其它膜蓋層的頂部上的若干(高達(dá)20)層石墨烯(或石墨類型層)，其用以提供機械強度、改進(jìn)發(fā)射率，且增加在EUV和/或H₂氛圍下的EUV膜的壽命。例如，包括2納米石墨烯層(即，為了實現(xiàn)2納米的厚度的石墨烯的多層或多個薄片)/10納米SiNx/2納米石墨烯層的多層EUV膜可以類似地形成有利的EUV膜。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知曉如何在核心層與蓋層之間進(jìn)行區(qū)分。

為了使IR抑制起作用，原則上金屬蓋層淀積于何處并不重要。金屬蓋層可在EUV膜多層堆疊(諸如，夾層結(jié)構(gòu))的頂部上、底部上或中間。

因為(多晶)Si可在EUV環(huán)境中蝕刻，所以作為替代EUV膜，在上文中提出介于兩個硼蓋層之間的鉬蓋層的夾層膜結(jié)構(gòu)(B-Mo-B)(這是因為Ru比Mo對EUV輻射多3倍吸收性；且因為Mo可在曝光至環(huán)境時氧化)。硼+金屬的組合可具有與(多晶)Si+金屬相等的IR抑制，然而，DUV抑制對于(多晶)Si而言較小(因子7+代替了因子100+)。

EUV透明金屬例如是Ru、Mo、La、Rh、Be、Y、Zr、Ce、Nb和Pr。硼、B₄C、Si3N₄、ZrO₂、Ru或MoSi₂的蓋層或其它替代罩蓋件可對于(多晶)Si SPF膜是有利的。

至少1納米(在一些條件下超過5納米)的金屬厚度可以是良好IR吸收所需的。過薄的金屬將具有相當(dāng)不同于塊體的光學(xué)響應(yīng)。因此，如果金屬層變得過薄，則可極大地減小由金屬的IR反射。

一般而言，根據(jù)本發(fā)明，具有改進(jìn)的IR發(fā)射率的任何薄金屬蓋層(其厚度＜該金屬在IR輻射中的集膚深度)適合于EUV膜。然而，如果EUV膜是用作SPF膜，則有利的是金屬蓋層厚度＞5納米使得其也相當(dāng)有反射性，使得施加于IR透射核心層上的金屬蓋層將把IR透射減少達(dá)一數(shù)量級或更多。盡管較厚金屬蓋層的缺點為較多EUV輻射損耗(高達(dá)10％至15％)，但對于(多晶)Si或B核心層與5納米至10納米金屬蓋層仍存在在濾光IR和DUV輻射(例如，100倍或更多DUV(100納米至400納米)抑制和20倍IR(10.6微米)抑制)方面的相當(dāng)大增益。

如果EUV膜用作位于投影系統(tǒng)PS與晶片之間的SPF膜，則也可有利的是具有使得膜構(gòu)造在光刻設(shè)備的掃描方向上成小角度定向，從而使得經(jīng)反射的帶外IR和DUV輻射未被反射返回至光刻設(shè)備的投影系統(tǒng)PS內(nèi)。并且，可在投影系統(tǒng)PS的EUV反射鏡中的一個或更多個EUV反射鏡上需要吸收屏幕以便保護(hù)所述EUV反射鏡免受附加DUV和IR吸收和背反射。

用于優(yōu)化的IR吸收(即，改進(jìn)的IR發(fā)射率)的蓋層的厚度可取決于蓋層材料而在與上文針對Ru例示的范圍不同的范圍內(nèi)。然而，為了允許相當(dāng)大EUV透射，通常有利的是將蓋層的厚度保持盡可能地小。堆疊于EUV表膜上的所有蓋層的厚度應(yīng)優(yōu)選為90納米或更小、優(yōu)選為50納米或更小、更優(yōu)選為20納米或更小、甚至更優(yōu)選為10納米或更小(約為在IR輻射中的金屬集膚深度)、且最優(yōu)選為5納米或更小，這取決于材料的選擇。

表1示出針對具有改進(jìn)的IR發(fā)射率的蓋層的上文所列出材料的厚度(以納米為單位)的實例，針對所述層厚度，理論13.5納米的EUV透射率為約90％。

表1

如果使用用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的兩個蓋層(例如，針對EUV表膜的每側(cè)使用一個蓋層)，則每個蓋層的厚度可被視為優(yōu)化蓋層厚度的一半以便仍保持良好EUV透射。以類似方式，如果使用了用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的若干(三個或更多個)蓋層，則所述蓋層的個別和總厚度將必須被調(diào)整使得仍保持良好EUV透射。上文參考蓋層，然而，表1中所列出的材料也可形成EUV表膜的核心層，只要可實現(xiàn)合適機械強度以制造自立式表膜。

氧化也是這些蓋層材料中的許多蓋層材料所關(guān)心的問題。使用氮化物(例如，ZrN(13納米)或LaN(10納米))可幫助克服氧化，但氮化物可引入較多EUV損耗。因此，各自具有在0.5納米至5納米的范圍內(nèi)、優(yōu)選在1納米至3納米的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在1納米至2納米的范圍內(nèi)的厚度的Ru涂層是用以改進(jìn)在IR輻射中的EUV表膜發(fā)射率的優(yōu)選選項之一。

本發(fā)明中作為實例給出Ru，這是因為Ru具有良好抗氧化屬性(對于保護(hù)蓋層)和良好EUV透射比。本發(fā)明中提出用于Ru的作為IR發(fā)射率增強蓋層的材料的新功能。然而，可利用任何金屬蓋層(例如，也為金或銀)獲得IR發(fā)射率增強，但EUV透射比可變得較差。本發(fā)明人已找到本發(fā)明所例示的基本上EUV透明且具有電傳導(dǎo)的Drude行為的若干材料(其中電子充當(dāng)從較重的相對不動的正離子彈開和重新彈開的自由電荷載流子)。

EUV表膜的另一實例是用于具有(例如)4納米至7納米的厚度的表膜核心的碳基材料。本發(fā)明中的碳基材料意思是呈各種同素異形體形式的任何碳結(jié)構(gòu)，其也包括呈球、管路(圓柱)或薄片的形式的碳納米管結(jié)構(gòu)。碳基材料的實例為碳納米管、石墨烯、石墨、類金剛石碳(DLC)、(巴克敏斯特)富勒烯或其它碳結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中為了簡單起見，碳基材料也被稱作碳。

具有源自碳基材料的核心層的EUV表膜也可對于具有為4.37納米波長的EUV輻射良好地起作用。這些EUV表膜可具有相對低IR發(fā)射率。利用諸如Ru、Pd、Ag、Ti、Mo、Zr或Nb層的薄金屬蓋層來涂覆表膜核心將不會很大程度地妨礙EUV透射，但其將顯著增強IR發(fā)射率。

具有利用2納米Ru蓋層來罩蓋的SiNx核心(11納米至12納米)的表膜提供約90％的透射且能夠耐受高EUV功率。在SiNx表膜的兩側(cè)上的Ru涂層可導(dǎo)致約4％的附加損耗。這些膜示出在VIS和NIR范圍內(nèi)的顯著吸收。例如，對于在利用2納米的Ru層覆蓋于每側(cè)上的13納米厚Si₃N₄膜的1平方厘米面積上運用脈沖式90瓦特(λ＝355納米)和60瓦特(λ＝810納米)激光進(jìn)行的熱負(fù)荷測試(所述膜具有大約85％的EUV透射)，熱負(fù)荷測試結(jié)果示出：這樣的膜可針對200.000以上激光發(fā)射使為170瓦特的熱負(fù)荷幸免/存在，而不具有EUV透射(EUVT)的顯著改變。

具有利用2納米Ru蓋層所罩蓋的B₄C或硼(B)核心(20納米)的表膜提供約90％的EUV透射。硼基EUV表膜(核心)具有自限性氧化物(這是因為氧化物在硼中不會很容易地擴散)。硼也極具抗蝕刻性，且也可運用僅一個釕(Ru)層來工作。相反地，作為用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的蓋層的Ru層也可被嵌入于兩個B核心層之間。

一般而言，當(dāng)IR發(fā)射率從低于0.1增加(以任何方式)至約0.5時，表膜溫度能夠從約800攝氏度減少至400攝氏度。這將降低表膜核心膜中的熱誘發(fā)應(yīng)力，且因此增加在較高EUV源功率下的表膜的壽命。這些措施的優(yōu)點可以是以下中的一個或更多個：對于表膜的高至少10倍發(fā)射率/輻射冷卻、在曝光期間的冷得多的表膜、和使較高熱負(fù)荷幸免/存在(即，較高EUV源功率)的表膜。

圖10比較了EUV表膜功率吸收和最大溫度相對于EUV源功率的變化。當(dāng)(多晶)Si膜可能使大約40W源功率幸免/存在時，具有用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的RU涂層的(多晶)Si表膜能夠?qū)⒐β饰赵鰪娭?00W源功率，使得EUV表膜保持完好。圖10示出對于60納米Si、25納米SiC、12納米Si₃N₄、40納米Si+3納米Ru、19納米ZrB₂和20納米ZrC的EUV表膜的所吸收功率和平衡溫度(以℃為單位)。

圖11示出針對等效于為250W的EUV源功率的50毫焦/平方厘米功率的平衡溫度相對于EUV輻射透射(EUVT)和發(fā)射率。其中250瓦特的源和具有90％透射的表膜可吸收約1Wcm^-2的EUV輻射，所述EUV輻射在平衡溫度下被重新發(fā)射。在多晶硅薄膜的情況下的低于1％的發(fā)射率引起高于1000℃的溫度且引起表膜故障。發(fā)射率為0.4的經(jīng)Ru涂覆的表膜可將此溫度減少(例如)至大約600℃的較可管理溫度。

硅化物蓋層在增加IR發(fā)射率方面也可以是有效的，諸如，作為IR發(fā)射蓋層的ZrSi₂或NbSi₂?？煞謩e運用ZrO₂和Nb₂O₅保護(hù)蓋層來覆蓋ZrSi₂或NbSi₂。關(guān)于EUV輻射的透射，硅化物可甚至優(yōu)于Ru。例如，ZrSi₂/ZrO₂蓋層的組合相比于NbSi₂/Nb₂O₅蓋層的堆疊可具有對EUV輻射的較高透射。

在13.5納米EUV輻射下用于耐高溫表膜的合適材料的實例是ZrB₂、ZrC、MoB₂、MoC、RuB₂和SiC。

在6.7納米EUV輻射下用于耐高溫表膜的合適材料的實例為ZrB2、ZrC、LaB₂、LaC、TiB₂、TiC和MoC。對于4.37納米EUV輻射，合適材料為(例如)TiC。

如果用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的蓋層位于核心層的頂部上，使得其與外部降級因素(例如，H根、EUV輻射等等)直接接觸/聯(lián)系，則可由于在EUV曝光期間的高表膜溫度而出現(xiàn)蓋層/EUV表膜的相對快速故障。在實施例中，提出將用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的蓋層包夾于兩個耐化學(xué)性核心層之間(諸如，在兩個硼層、碳層或B₄C層之間)以避免降級。蓋層優(yōu)選地是金屬層。經(jīng)調(diào)諧以用于對于硼或B₄C(5納米至10納米)-金屬(1納米至10納米)-硼或B₄C(5納米至10納米)構(gòu)造中的至少90％透射的構(gòu)造(和合適厚度范圍)的實例為：

·硼(B₄C)11納米-Mo 5納米-硼(B₄C)11納米；

·硼(B₄C)11納米-Y 10納米-硼(B₄C)11納米；和

·硼(B₄C)10納米-Ru 3納米-硼(B₄C)10納米。

當(dāng)EUV表膜夾層結(jié)構(gòu)中的核心層為硼或B₄C時，對于6.7納米的EUV波長的用于改進(jìn)的(增強的)IR發(fā)射率的合適金屬蓋層材料例如是Nb、Mo、La、Zr、In、Ti、Ru、Te、Bi、Ce、Pd、Ag和Y。

當(dāng)夾層結(jié)構(gòu)中的核心層是碳或碳基材料(例如，碳-金屬-碳)時，對于4.37納米的EUV波長的用于改進(jìn)的(增強的)IR發(fā)射率的合適金屬蓋層材料是(例如)Be、La、Te、Ti、Pr、Rh、Eu、In、Ru、V、Pd、Al、Ru和Ag。

引起關(guān)注地，也已發(fā)現(xiàn)，可將具有硼核心層的EUV表膜制造成比被調(diào)諧用于6.7納米的EUV波長的表膜厚得多。例如，140納米厚的硼核心層自身提供大約90％的EUV透射，而無需用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的另外蓋層。

已經(jīng)由適當(dāng)材料和膜厚度選擇而被調(diào)諧以具有良好EUV透射(≥85％)的(多晶)Si基表膜可具有附加缺點：其反射潛在地存在于曝光輻射光譜中的許多DUV輻射且不透射DUV(即，它們具有高DUV反射比和不良DUV透射比)。它們也可經(jīng)受不良IR發(fā)射率，盡管后者可如上文所描述(例如)通過將用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的蓋層(諸如，1納米至2納米的Ru蓋層)添加于表膜核心層的頂部上而減輕。然而，這樣的Ru蓋層并不改進(jìn)DUV反射比和透射比(或使DUV反射比和透射比惡化)。

除了降低用于更好地成像所需的DUV反射比以外，較高DUV透射比也能夠幫助還降低在EUV曝光期間在晶片高度處的DUV輻射影響，同時也允許DUV掩模檢測。

可利用如下文所示出的一系列材料而減輕EUV表膜的經(jīng)由表膜檢測和高表膜DUV反射，所述材料在作為對于已知掩模檢測工具的合適波長的157納米、193納米或248納米的情況下減輕DUV反射且同時增強DUV透射。

下文中例示了允許ArF、KrF和F₂掩模檢測工具和晶片處的較小圖像降級DUV的若干材料：

·結(jié)晶釔具有良好的193納米透射比和低DUV反射比。

·(多)晶Zr(例如，ZrN和ZrC)和(多)晶Y都具有低DUV反射比。

·以非晶和石墨碳為基礎(chǔ)的表膜可具有良好的157納米和193納米透射比和低DUV反射比。

·Si₃N₄表膜可允許在仍較低的DUV反射比下的248納米掩模檢測。

所有以上EUV表膜也具有多于0.2的良好IR發(fā)射率。

已確定的是，結(jié)晶釔具有193納米的透射峰值，且也具有高IR發(fā)射率。例如，覆蓋于具有1納米Ru蓋層的兩側(cè)上的20納米厚的釔核心EUV表膜具有(在括號中，給出與Si+Ru等效表膜的對比)：

·67％的DUV193納米透射比(雙通43％)(相對于對于Si+Ru而言是0％)

·DUV反射比100納米至250納米＜12％(相對于對于Si+Ru而言是20％至50％)

·DUV反射比250納米至400納米＜25％(相對于對于Si+Ru而言是＞60％)

·92.5％的EUV透射比(相對于對于Si+Ru而言是85％)

釔表膜可對于90％EUV透射比是高達(dá)50納米厚。涂覆于EUV表膜的兩側(cè)上的Ru蓋層將把此上限厚度限于約36納米。釔核心越厚，則193納米DUV輻射損耗越多。

應(yīng)注意，到目前為止尚未找到具有這種高13.5納米和193納米透射的其它材料，諸如，結(jié)晶釔，其就在此方面而言是唯一材料。

多晶釔不具有高193納米透射。然而，以Zr為基礎(chǔ)的EUV表膜和以Y為基礎(chǔ)的EUV表膜二者具有比(多晶)Si低得多的DUV反射。事實上，如果由于任何原因，低DUV反射是要求，則(多晶)Si基表膜可能并非有利的。如果無需193納米透射比和經(jīng)由表膜檢測，則具有Ru蓋層的以多晶鋯或釔為基礎(chǔ)的表膜也可將DUV反射比降低得比用于(多晶)Si低得多。

ZrN和ZrC也可具有比(多晶)Si更低的DUV反射比。然而，ZrN和ZrC的DUV透射比Zr或Y的DUV透射更小，從而使得經(jīng)由表膜檢測較困難。

結(jié)晶、非晶和石墨碳或碳基材料具有157的DUV透射峰值，且也具有高IR發(fā)射率。石墨碳類似于多層石墨烯。

MoSi多層反射鏡的反射率最高大約200納米至300納米。在此范圍內(nèi)，DUV被最優(yōu)選地反射至晶片(幾乎與EUV-樣良好)。本發(fā)明所描述的所有EUV表膜顯著減少在此波長范圍內(nèi)的反射。另一方面，以(多晶)Si、SiC和(多晶)Si+Ru為基礎(chǔ)的表膜是用于DUV反射和透射的較差選擇。如果SiNx核心足夠薄(例如，13納米或更小)，則以SiNx為基礎(chǔ)的表膜可具有高于200納米的更佳反射率。

圖12比較了具有Ru蓋層的Si₃N₄表膜相對于具有Ru蓋層的Si表膜的響應(yīng)(參見圖12，其示出吸收率相對于波長的關(guān)系，其中理論數(shù)據(jù)(虛線)與實驗結(jié)果(實線)相比)。關(guān)于FTIR的實驗示出：具有3％EUV損耗的恰好2納米的Ru層能夠?qū)l(fā)射率增強400倍，從約0.001增強至0.4。因此，幾納米Ru的厚層可將SiNx或Si膜的吸收率/發(fā)射率增強超過100倍。Si₃N₄表膜(22納米)比Si表膜(60納米)薄得多以確保足夠EUV透射比。已發(fā)現(xiàn)，以Si₃N₄為基礎(chǔ)的表膜具有低得多的DUV反射和大約250納米的良好DUV透射。具有1納米至2納米Ru蓋層的Si₃N₄表膜也比Si+Ru表膜反射少得多的DUV輻射，因此已發(fā)現(xiàn)，基于Si₃N₄+Ru蓋層的表膜能夠允許經(jīng)由表膜的248納米KRF掩模檢測。

為增強針對Zr和Y或石墨/非晶碳的發(fā)射率，原則上無需Ru或其它金屬涂層。然而，Ru或其它金屬涂層可用作保護(hù)蓋層以防止(例如)氧化。能夠防止Zr和Y的氧化的任何其它合適(非金屬)保護(hù)蓋層也可良好地工作。為增強IR發(fā)射率的目的，在Si₃N₄和(多晶)Si的情況下優(yōu)選地施加Ru或其它金屬蓋層。

下文中存在通過針對具有EUV(13.5納米)、IR和DUV輻射的發(fā)射率、透射率和吸收的良好平衡的若干表膜給出的模擬而獲得的一些特征。

實例1：以Ru涂覆的結(jié)晶釔為基礎(chǔ)的表膜：

·具有高達(dá)35納米厚的90％EUV透射比

·具有70％的193納米透射比(193納米檢測是一種可能性)

·具有比Si低2倍至5倍的DUV反射

·具有接近于0.25的發(fā)射率

實例2：以RU涂覆的多晶釔或鋯為基礎(chǔ)的表膜：

·具有高達(dá)25納米厚(Zr)和35納米厚(Y)的90％EUV透射比

·具有10％的193納米透射比(對Zr或Y表膜的193納米檢測是不可能的)

·具有40％的248納米透射比(248納米檢測可在Zr的情況下工作)

·具有比Si低2倍至3倍的DUV反射

·具有接近于0.25的發(fā)射率

·以ZrC和ZrN為基礎(chǔ)的表膜也能夠?qū)UV反射減少高達(dá)2倍至8倍

實例3：Ru涂覆的Si₃N₄(SiNJ表膜(10納米Si₃N₄(SiNx)+2納米Ru)：

·具有高達(dá)10納米厚的90％EUV透射比(2納米Ru)

·具有25％的193納米透射比

·具有70％的248納米透射比(248納米檢測可能工作)

·在范圍200納米至400納米內(nèi)，具有低10倍的DUV反射比

·具有高達(dá)0.5的發(fā)射率

實例4：非晶和石墨碳(或多層石墨烯)：

·具有高達(dá)16納米厚的90％EUV透射比

·具有60％至80％的157納米透射比(157納米檢測是一種可能性)

·具有40％至70％的193納米透射比(193納米檢測是一種可能性)

·具有低2倍至10倍的DUV反射比

·具有發(fā)射率0.15至0.4

圖13示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的對EUV輻射透射的兩個膜的膜組件的另一實施例，所述兩個膜被具有厚度D的間隙所分離開，所述膜組件也被稱作雙膜或雙EUV表膜。這樣的雙表膜包括具有如本發(fā)明所例示的用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的材料的兩個或更多個EUV膜，例如，具有比IR輻射的金屬表層厚度更少的厚度的兩個金屬層。在這樣的雙EUV表膜中，每個單獨金屬層優(yōu)選地被選擇為使得不存在EUV輻射反射，這是因為針對大距離不能容易地控制相消干涉。

圖13示出用于改進(jìn)的IR發(fā)射率的層是具有1納米至2納米的層厚度D的Ru層或Mo層的實施例。所述雙表膜的改進(jìn)的IR發(fā)射率層可視情況各自被另一支撐層(諸如，Si支撐層)支撐，以提供更多機械強度。EUV膜被1微米至10微米的間隙D分離開，優(yōu)選地D是約1微米至2微米的間隙。包括交替金屬層和在所需厚度范圍內(nèi)的對應(yīng)間隙的多個膜也是可能的。在EUV膜(例如，厚度＜金屬表層厚度的金屬層)之間具有具上文所提及厚度D的間隙的優(yōu)點是在所述EUV膜之間誘發(fā)IR諧振模式，其進(jìn)一步增強膜組件的IR發(fā)射率。雙EUV表膜的另一實例是由2微米的間隙所分離的2×10納米的ZrC或ZrB₂。相比于1×20納米的ZrC表膜，發(fā)射率將從0.45增加至0.7(接近于理論極限1)。

通常，通過摻雜(多晶)硅或另一種半導(dǎo)體材料而獲得的表膜的優(yōu)化發(fā)射率類似于被涂覆有極薄金屬層的表膜的優(yōu)化發(fā)射率。兩種情況都可給出IR發(fā)射率的高達(dá)約10倍增強。例如，在摻雜的情況下，所獲得的最大光譜積分IR發(fā)射率被發(fā)現(xiàn)是約0.4，而在施加1納米厚度的Ru蓋層的情況下，所獲得的最大光譜積分IR發(fā)射率被發(fā)現(xiàn)是約0.5。

總的，本發(fā)明提供用于增加EUV膜性能且因此增加EUV表膜和SPF的性能的簡單且穩(wěn)固的實例。EUV膜溫度和跨越EUV膜的溫度梯度被減少。因此，EUV膜的壽命和對EUV輻射功率的耐受性被改進(jìn)。另外，在并不減少EUV輻射強度(使制造系統(tǒng)性能劣化)的情況下實現(xiàn)了高EUV膜穩(wěn)固性。

盡管在本發(fā)明中可特定地參考光刻設(shè)備在IC制造中的使用，但應(yīng)理解，本發(fā)明所描述的光刻設(shè)備可具有其它應(yīng)用，諸如，制造整合式光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇內(nèi)存的引導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人應(yīng)了解，在這些替代應(yīng)用的場景中，可認(rèn)為本發(fā)明對術(shù)語“晶片”或”管芯”的任何使用分別與更一般術(shù)語“襯底”或”目標(biāo)部分”同義?？稍谄毓庵盎蛑笤?例如)軌跡(通常將抗蝕劑層施加至襯底且顯影經(jīng)曝光抗蝕劑的工具)、量測工具和/或檢測工具中處理本發(fā)明所提及的襯底。適用時，可將本發(fā)明中的披露內(nèi)容應(yīng)用于這些和其它襯底處理工具。另外，可將襯底處理一次以上，(例如)以便產(chǎn)生多層IC，使得本發(fā)明中所使用的術(shù)語”襯底”也可指代已經(jīng)包含多個經(jīng)處理層的襯底。

術(shù)語”透鏡”在場景允許時可指各種類型的光學(xué)部件中任一種或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁和靜電光學(xué)部件。

雖然上文已描述本發(fā)明的特定實施例，但應(yīng)了解，可以與所描述的方式不同的其它方式來實踐本發(fā)明。以上描述意欲是說明性而非限制性的。因此，對于熟習(xí)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將顯而易見，可在不脫離下文所闡明的權(quán)利要求范圍和條項的范圍的情況下對所描述的本發(fā)明進(jìn)行修改。