專利名稱：在光刻裝置中的反射鏡應用頂層，用于光刻裝置中的反射鏡，包括這種反射鏡的光刻裝置 ...的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光刻裝置以及一種器件制造方法。
背景技術：
光刻裝置是一種能夠將所希望的圖案施加到基板的靶部上的機器。光刻裝置例如能夠用于集成電路(IC)的制造。這種情況下，可以使用構圖裝置例如掩模產生對應于IC各層的電路圖案，并且該圖案可以在具有一層輻射敏感材料(光刻膠)的基板(如硅晶片)的靶部成像(如包括部分、一個或者幾個管芯)。通常，單個基板包含由相鄰接的靶部構成的網絡，這些靶部相繼被曝光。已知的光刻裝置包括所謂的步進器，其中通過將整個圖案在靶部一次曝光到靶部而使每個靶部受到輻射，以及所謂的掃描器，其中將投射光束沿一個給定的方向(“掃描”方向)掃描圖案的同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基板，每個靶部因此受到照射。
在不久的將來，遠紫外(EUV)源很可能會使用錫或者其它金屬蒸汽來產生EUV輻射。錫可能會漏進光刻裝置，并且會沉積在光刻裝置的反射鏡例如輻射聚光器的反射鏡上?？深A知這種輻射聚光器的反射鏡是多層結構并且具有由釕(Ru)形成的EUV反射頂層。反射釕層上超過約10nm的錫(Sn)沉積層象整塊錫一樣會反射EUV輻射。在基于錫的EUV源附近，會很快地沉積一層10nm的錫。聚光器的總傳輸率將大大地降低，因為錫的反射系數(shù)比釕的反射系數(shù)低得多。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一種反射鏡，以及其它裝置和方法，使得盡可能高地保持反射鏡的EUV總傳輸率。
依照本發(fā)明的一個方面，在用于包括提供所需波長輻射的源的光刻裝置的反射鏡上應用一預定金屬的頂層，以減少由該源在操作中產生的不希望有的金屬顆粒流在反射鏡上形成的金屬沉積物，選擇該預定金屬，使得當所述光刻裝置在操作時，該預定金屬在預定的溫度范圍內和所述的金屬沉積物相互擴散。
本發(fā)明中蘊含的總構思如下。反射鏡可以具有一個反射率很高的金屬頂層，例如提供有Ru頂層的多層反射鏡。沒有不希望有的金屬顆粒流，設置這種反射鏡的輻射聚光器對EUV的傳輸率是77％。然而，如果這樣的反射鏡聚集了這種不希望有的金屬顆粒，反射率和傳輸率會顯著地降低。例如，如果該不希望有的金屬顆粒包括Sn，并且Sn沉積為10hm或者更厚的一層，那么這種多層反射鏡對EUV的傳輸率可以降低到21％。依照本發(fā)明，現(xiàn)在選擇頂層，使得當不希望有的金屬顆粒沉積在頂層上的時候，該頂層的金屬會與之相互擴散。例如，當不希望有的金屬顆粒是Sn的時候，可以由Au構成頂層。然后，會在Au頂層上形成Au/Sn合金膜。這種反射鏡的聚光器傳輸率大約為0.40，這比僅具有Sn的反射鏡的0.21的傳輸率要高的多。
可以使用其它的Ib族元素代替Au。也可使用Pd。
在又一個實施例中，本發(fā)明涉及在用于光刻裝置的反射鏡上一種或者多種預定材料的頂層的應用，該光刻裝置包括一個提供所需波長的輻射的源，并且該源在操作中產生不希望有的金屬顆粒流而在所述反射鏡上形成金屬沉積物，以延長所述金屬沉積物的成核階段中核的壽命，其中的核是在所述光刻裝置操作過程中當所述金屬顆粒沉積在所述頂層時形成的。
當選擇一種或者多種預定材料以延長金屬沉積物在成核階段中核的壽命時，薄膜生長將盡可能長地處于成核階段，并且將盡可能多地延遲合并過程，由此盡可能避免了反射鏡上連續(xù)膜的形成。
在又一個實施例中，本發(fā)明涉及一種用于光刻裝置中的反射鏡，該光刻裝置包括一個提供所需波長的輻射源，并且該源在操作中產生不希望有的金屬顆粒流而在所述反射鏡上形成金屬沉積物，該反射鏡至少部分地覆有一種或者多種預定材料的頂層，選擇所述一種或者多種預定材料，使之僅在所述頂層的預定區(qū)域增強所述金屬沉積物的浸潤性。
這里，“浸潤性”定義為液體在表面上蔓延的趨勢。液體的浸潤性越高，液體和表面之間的接觸角就越低。這里，金屬沉積物為液體形式。當該一種或者多種預定材料僅在該頂層的預定區(qū)域增強了金屬沉積物的浸潤性時，該反射鏡就集聚了不希望有的金屬顆粒，但只是在那些預定區(qū)域促進了成核過程，由此盡可能地使得反射鏡上在那些預定區(qū)域范圍外的地方保持清潔。由此，這些預定區(qū)域之外的區(qū)域能夠盡可能好地反射EUV輻射。
在又一個實施例中，本發(fā)明涉及用于光刻裝置中的反射鏡，該光刻裝置包括一個提供所需波長的輻射的源，并且該源在操作中產生不希望有的金屬顆粒流，設計該反射鏡，使得當所述光刻裝置在操作過程中所述金屬顆粒沉積在所述反射鏡上的時候，能夠利用毛細管作用聚集并除去所述金屬顆粒。
為了聚集并除去這些不希望有的金屬顆粒，該反射鏡可以包括位于反射鏡中的溝和孔中的至少一種，它們最好涂有浸潤性材料。這些溝和孔聚集不希望有的金屬顆粒的核并把它們從該反射鏡表面導走。
本發(fā)明還涉及一種光刻裝置，該裝置設置了一個或者多個上面所限定的反射鏡或者在一個或者多個上面限定的反射鏡上應用了頂層的反射鏡。
這種光刻裝置可以設置熱源，以加熱反射鏡并增加不希望有的金屬顆粒在反射鏡上的表面遷移率。由此，該沉積的不希望有的金屬顆粒會更容易地蒸發(fā)掉。此外，可以通過在反射鏡表面提供預定鹵素氣體來促進該不希望有的金屬顆粒的蒸發(fā)。
在又一個實施例中，本發(fā)明涉及一種由上面限定的這種光刻裝置制造的器件。
在又一個實施例中，本發(fā)明涉及一種如權利要求20所述的光刻裝置。如權利要求20所述的該光刻裝置包括一個加熱反射鏡并增加金屬顆粒在反射鏡上的表面遷移率的熱源，由此促進了這些金屬顆粒從反射鏡上的蒸發(fā)。
在一個實施例中，這種蒸發(fā)的金屬顆?？梢酝ㄟ^泵運走。
這種光刻裝置可以包括多個設置為輻射聚光器的反射鏡，至少一個反射鏡包括一個面對另一個反射鏡前表面的后表面，設置該至少一個反射鏡的后表面，使之接收從其它反射鏡的前表面蒸發(fā)出的金屬顆粒并作為冷凝表面。這樣的冷凝表面可以由位于該至少的一個反射鏡后面的單獨單元形成，也可以由該至少一個反射鏡它自身的后表面形成。為了促進冷凝，它對所蒸發(fā)的金屬顆粒起到冷卻物的作用。
在這個光刻裝置中，還可以使用預定的鹵素氣體。
該光刻裝置還可以用于制造象基板這樣的器件。
盡管在本文中具體地涉及制造IC時光刻裝置的應用，但是應該理解這里描述的光刻裝置可能具有其它應用，例如，它可用于制造集成光學系統(tǒng)、用于磁疇存儲器的引導和檢測圖案、液晶顯示板(LCD)、薄膜磁頭等等。本領域的技術人員會理解，在這種可替換的應用中，文中任何術語“晶片”或者“管芯”的使用應認為分別可以由更一般的術語“基板”和“靶部”代替。這里提到的基板，可以在曝光之前或者之后在例如軌跡器(一種典型的在基板上涂布光刻膠并且將曝光的光刻膠進行顯影的工具)或計量或檢查工具上進行處理。在可以應用的場合，可將這里公開的內容應用于這種或者其它基板處理工具。此外，例如，為了產生多層IC，可以對基板進行多次處理，所以這里使用的術語“基板”還可以是指已經包含多個處理層的基板。
這里使用的術語“輻射”和“光束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外輻射(例如具有365，248，193，157或者126nm的波長)和極遠紫外輻射(EUV)(例如具有5-20nm的波長范圍)，和粒子束，如離子束或者電子束。
這里使用的術語“構圖部件”應廣義地解釋為能夠給投射光束的截面賦予圖案以便在基板靶部上形成圖案的部件。應指出的是，賦予投射光束的圖案可以不和基板靶部所需的圖案完全一致。一般地，所述圖案與在靶部中形成的器件如集成電路這樣的特殊功能層相對應。
構圖部件可以是透射型或者反射型。構圖部件的例子包括掩模、可編程反射鏡陣列和可編程LCD面板。掩模在光刻領域眾所周知，掩模類型包括如二進制型、交替相移型、和衰減相移型，以及各種混合掩模類型。可編程反射鏡陣列的一個例子是采用小型反射鏡矩陣設置，每個反射鏡可以分別傾斜從而能夠以不同的方向反射入射光束；以這種方式，反射光束形成圖案。構圖部件的每個例子中，支承結構可以是例如框架或者工作臺，它能夠按照要求固定或者移動，并且可以確保構圖部件處于比如相對于投射系統(tǒng)而言想要的位置。這里使用的任何術語“中間掩模版”或者“掩模”應認為可以由更普通的術語“構圖部件”等同替代。
這里使用的術語“投射系統(tǒng)”應廣義地解釋為各種類型的投射系統(tǒng)，包括折射光學系統(tǒng)，反射光學系統(tǒng)和反折射光學系統(tǒng)，只要其有適當?shù)膽眉纯?，如使用曝光輻射，或者別的因素如使用浸液或者使用真空。這里使用的術語“透鏡”或者“掩?！睉J為可以由更普通的術語“投射系統(tǒng)”等同替代。
照射系統(tǒng)也可以包含各種類型的光學組件，包括用于對輻射投射光束導向、整形和控制的折射、反射、以及反折射光學組件，這種光學組件在下文還可以籠統(tǒng)或者特別地稱作“透鏡”。
光刻裝置可以具有兩個(雙級式)或者多個基板臺(和/或兩個或者多個掩模臺)。在這種“多級式”機構中，可以并行使用附加臺，或者可以在一個或者多個臺上進行準備步驟，而其他一個或者多個臺用于曝光。
還有一種光刻裝置，它的基板用折射率相對較高的液體如水浸沒，使其充滿基板和投射系統(tǒng)的最后元件之間的空間。還可以在光刻裝置的其他空間加入浸液，例如，在掩模和投射系統(tǒng)的第一元件之間。用于增大投射系統(tǒng)的數(shù)值孔徑的浸濕技術在本領域眾所周知。


下面將僅僅以示例的方式，參照下面的附圖描述本發(fā)明實施例，附圖中相同的附圖標記代表相同的部件，其中圖1示出依照本發(fā)明一個實施例的光刻裝置；圖2更詳細地示出圖1中的一些部件；圖3示出能夠例如用于圖2所示系統(tǒng)的輻射聚光器中的反射鏡的一部分；圖4a-4c示出依照本發(fā)明第一實施例的反射鏡的一部分；圖4d是表示EUV反射鏡傳輸作為沉積Sn層厚度函數(shù)的曲線圖；圖5a-5d示出本發(fā)明第二實施例所述的反射鏡表面薄膜生長的不同階段；圖6示出本發(fā)明一個反射鏡的實施例；圖7示出本發(fā)明一個反射鏡的又一實施例；圖8示出依照本發(fā)明的輻射聚光器的部件；圖9示出依照本發(fā)明的反射鏡的前表面。
具體實施例方式
在這些實施例中，相同的附圖標記代表相同的組件或者元件。
圖1示意性地示出依照本發(fā)明一個具體實施例的光刻裝置。該裝置包括- 照射系統(tǒng)(照射器)IL，用于提供輻射投射光束PB(例如UV或者EUV輻射)；- 第一支承結構(如掩模臺)MT，用于支承構圖部件(如掩模)MA，并與用于將該構圖部件相對于物體PL精確定位的第一定位裝置PM連接；- 基板臺(如晶片臺)WT，用于保持基板W(例如涂覆抗蝕劑的硅晶片)，并與用于將基板相對于物體PL精確定位的第二定位裝置PW連接；和
- 投射系統(tǒng)(例如反射型投射透鏡)PL，通過構圖部件MA將賦予投射光束PB的圖案成像在基板W的靶部C(例如包括一個或多個管芯)上。
如這里所述，該裝置為反射型(如采用前面提到的反射掩?；蛘呖删幊谭瓷溏R陣列)，作為另一個選擇，該裝置可以為透射型(如采用透射掩模)。
照射器IL從源SO接受輻射束。源和光刻裝置可以是單獨的構件，例如，當源為等離子體放電源。這種情況下，不認為源是構成光刻裝置的一部分，并且，一般借助于包括如合適的聚光鏡和/或光譜純度過濾器在內的聚光器，輻射束從源到達照射器IL。在其他情況下，源可以構成該裝置整體的一部分，例如源為汞燈?？梢园言碨O和照射器IL稱作輻射系統(tǒng)。
照射器IL可以包括用于調整光束角強度分布的調整裝置。一般能夠調整照射器光瞳平面的強度分布的至少外徑和/或內徑向范圍(通常分別稱為σ-外和σ-內)。照射器提供調整過的橫截面上均勻性和強度分布符合要求的輻射束，將其稱作投射光束PB。
投射光束PB入射到保持在掩模臺MT中的掩模MA上。經掩模MA反射后，投射光束PB穿過透鏡PL，該透鏡將光束聚焦于基板W的靶部C。借助于第二定位裝置PW和位置傳感器IF2(如干涉測量裝置)，能夠很容易地將基板臺WT移動，例如，可以在光束PB的光路中將不同的靶部C定位。類似地，例如在從掩模庫中機械地取出掩模MA后或在掃描期間，可以使用第一定位裝置PM和位置傳感器IF1將掩模MA相對于光束PB的光路進行精確定位。一般借助于構成定位裝置PM和PW一部分的長行程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精確定位)，可以實現(xiàn)目標臺MT、WT的移動?？墒牵诓竭M器的示例中(與掃描裝置相對)，掩模臺MT只能與短行程致動裝置連接或者固定。使用掩模對準標記M1、M2和基板對準標記P1、P2，可以對準掩模MA和基板W。
所示的裝置可以按照下面的優(yōu)選模式使用1.在步進模式中，掩模臺MT和基板臺WT基本保持不動，整個賦予投射光束的圖案一次性地(即單一靜態(tài)曝光)投射到靶部C上。然后基板臺WT沿X和/或Y方向移動，以便將不同的靶部C曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單一靜態(tài)曝光中成像的靶部C的尺寸。
2.在掃描模式中，掩模臺和基板臺WT被同步掃描，同時，賦予投射光束的圖案投射到靶部C上(即單一動態(tài)曝光)。投射系統(tǒng)PL的圖像反轉特性和放大(縮小)特性決定基板臺WT相對于掩模臺MT的速度和方向。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制單一動態(tài)曝光中的靶部的寬度(非掃描方向上)，而掃描動作的長度決定了靶部的高度(掃描方向上)。
3.在其他模式中，容納可編程構圖部件的掩模臺MT基本保持不動，并將基板臺WT移動或者掃描，此時將賦予投射光束的圖案投射到靶部C。在該模式下，通常采用脈沖源，并且在每次將基板臺WT移動之后或者在掃描期間相繼的輻射脈沖之間，將可編程構圖部件按要求更新?？梢匀菀椎貙⑦@種操作模式應用于利用可編程構圖部件的無掩模光刻中，例如上面所述的可編程反射鏡陣列中。
也可以將上述模式組合和/或變化使用，或者使用完全不同的模式。
圖2更詳細地示出所述投射裝置1，它包括輻射系統(tǒng)42，光學照射單元44，和光學投射系統(tǒng)PL。輻射系統(tǒng)42包括可由放電等離子體形成的源SO。EUV輻射可由氣體或者蒸汽例如Xe氣，Li蒸汽或者Sn蒸汽來產生，其中產生的高熱等離子體發(fā)出EUV范圍內電磁波譜的輻射。該高熱等離子是通過使部分離子化的放電等離子體在光軸O上消滅產生的。要有效地產生輻射，要求Xe，Li，Sn蒸汽或者其它任何合適氣體或蒸汽的偏壓為10Pa。輻射源SO發(fā)出的輻射通過源室47后，經由氣體阻隔結構或者污染物收集器49進入聚光器室48。氣體阻隔結構49包括一個通道結構，例如歐洲專利申請EP-A-1 233468和EP-A-1-057079中所詳細描述的，這里將其引入作為參考。
聚光器室48包括輻射聚光器50，它可由掠射聚光器構成。通過聚光器50的輻射經光柵濾譜器51反射后聚焦于聚光器室48開口處的虛源點52。在照射光學裝置單元44中，來自聚光器48的投射光束56經由法向入射反射器53，54反射到位于中間掩模版或掩模臺MT處的中間掩模版或掩模上。構圖光束57在光學投射系統(tǒng)PL中成像，經由反射元件58，59形成于晶片臺或基板臺WT上。一般，在光學照射單元44和投射系統(tǒng)PL中的元件可以比所示的更多。
輻射聚光器50在現(xiàn)有技術中是已知的?？捎糜诒景l(fā)明的輻射聚光器的一個例子是，例如專利申請EP03077675.1(具體參見圖3和4)中所描述的。本發(fā)明下面將參照基于Sn蒸汽放電等離子體的輻射源SO來進行說明。然而，可以理解的是，本發(fā)明通常還可以采用其它的金屬蒸汽。
圖3示出能夠用于圖1和2所示的裝置中的反射鏡的一部分。有利的是，圖3所示的反射鏡可以用作輻射聚光器50中的一個反射鏡。本領域普通技術人員已知，這樣的反射鏡可以制成多層反射鏡，它在層2上具有一個頂層4。在層2下面可以提供更多的層。層2可以由Ni制成，頂層4可以由Ru制成。
在不久的將來，輻射源SO可使用Sn來產生遠紫外(EUV)輻射。這可利用錫(Sn)蒸汽來實現(xiàn)。一部分錫會從源室47漏進聚光器室48。盡管采用了污染物收集器49以及其它可能減少漏出源室47的錫的裝置或者方法，一部分錫還是可能到達輻射聚光器50的反射鏡。在那里，錫將會沉積在輻射聚光器反射鏡的Ru反射層4上，用附圖標記5表示。因而在Ru層4上將形成錫層6。在Ru層4頂上的錫層6降低了反射鏡1的傳輸率(transmission)。聚光器傳輸率定義為相對反射鏡表面入射角為10度的兩次反射的結果。因而，傳輸系數(shù)等于單反射的反射系數(shù)的平方。這兩次反射是聚光器的性能的近似表示。按照這種定義方式，這種純Ru輻射聚光器50對EUV的傳輸率為77％。然而，如果錫層6為10nm或者更厚，輻射聚光器50對EUV的傳輸率減小到21％。
根據本發(fā)明的一個實施例，通過使Sn和反射鏡1頂層預定的光學材料之間的相互擴散作用增加來減少反射鏡1頂層上的Sn對于反射率的影響。
反射鏡上的光學涂層對于EUV輻射的反射率僅由組成元素決定，可以忽略化學作用(Spiller，Soft x-ray optics，SPIE Press，Washington，1994.p.7)?；旌衔锏墓鈱W常數(shù)等于混合物組成元素的光學常數(shù)之和，并用它們的原子密度加權。因此，在反射鏡1的反射表面附近有盡可能多的“良好反射性的”原子以及盡可能少的Sn原子比較好。因此，為了減少Sn對反射鏡1反射率的影響，有人建議用可以和Sn混雜的光學涂層形成反射鏡1的頂層，因而，在反射鏡表面產生具有充分反射性材料的混合物，從而獲得合適的反射率。
對EUV例如13.5nm的輻射具有“良好反射性的”原子是Mo，Nb，Ru，Zr，Rh，Pd，Au以及其它原子。這些原子和Sn的相互混雜取決于溫度。這給出了一個控制參數(shù)。另一個參數(shù)是制備光學涂層的材料。已知Ib族元素包括Au，Ag和Cu可以很快地擴散到IIIb族和IVb族基質材料如Al，C，Si，Sn中(Nakahara等，Thin Solid Films 84(1981)，pp.185-196；注意，European GroupLabelling Scheme中采用了關于這些族的命名法)。此外，人們已經對Au/Sn薄膜的相互擴散以及成相過程進行了廣泛的研究(Hugsted等.，Thin Solid Films98(1982)，pp.81-94)。眾所周知它們之間的相互擴散即使在室溫下也非常強烈。因此，在Sn沉積環(huán)境下把金涂層作為反射鏡1的EUV反射層是比較好。在Au和Sn合金的熔化溫度附近，其相互擴散非常強烈。包括80％Au和20％Sn的標準焊料的熔點是554K(281℃)，這是非常低的。然而，人們發(fā)現(xiàn)Sn和其它物質在一起具有不同的熔點，例如，在室溫和2800K范圍內。對于Au和Sn合金，熔點溫度的范圍在室溫和1337K之內。
因此，在本發(fā)明的一個實施例中，提出采用具有由Au形成的頂層8的反射鏡3，如圖4a所示。該Au頂層8可以在Ni層2的頂上。
如圖4b所示，用附圖標記5表示Sn沉積在Au頂層8上。在Sn原子沉積于Au頂層8的過程中將形成Sn薄層10，如圖4b所示。Au頂層8中的Au原子10將擴散到這一Sn層中，如箭頭12所示。因而在Au頂層8上面將形成Au/Sn層14，如圖4c所示。因為反射鏡3被入射其上的EUV輻射(圖4b中未示出)加熱，因此這個相互擴散率相對于室溫條件會增加。
該合金膜14可用作反射鏡3的反射層。這樣的反射鏡3可以例如用于輻射聚光器50。帶有Au/Sn合金膜14的反射鏡3的聚光器傳輸率大約為0.4。這比僅有Sn層6的反射鏡0.21的傳輸率要高的多。
使用Au的一個不利之處可能是初始傳輸率，也即Sn沉積到反射鏡表面之前的傳輸率僅為0.46，而純Ru的為0.77。然而，反射鏡3的傳輸率在更長時期內比對純Sn而言0.21的傳輸率要高的多。
這如圖4d所示。圖4d示出作為Sn沉積層厚度的函數(shù)的反射鏡的計算傳輸率。圖4d示出了兩種情況。在第一種情況中Sn沉積在Ru層4上(圖3)。在第二種情況中，Sn沉積在Au頂層8上(圖4a-4c)。對于Au/Sn合金情形(圖4c)而言，假定Au/Sn合金層14是由Au和Sn構成的100nm的均勻混合物層。以對數(shù)刻度表示Sn層厚度來觀測。
因為Sn的沉積是一個連續(xù)的過程，所以Au/Sn頂層14在操作中會被Sn覆蓋。因此，必須注意使Sn的沉積不會導致合金中Sn過多，以及沉積的Sn與Au混雜而不會造成Sn保留在Au/Sn合金層14的頂上。反射鏡3處理一定量的沉積的Sn要取決于Au/Sn合金層14的厚度。這轉變?yōu)檫@樣一個事實導致反射鏡3的傳輸率開始降低的Au/Sn合金層14的厚度(圖4d中約為20nm)取決于Au層8的初始厚度。增加這個Au層8的初始厚度產生更大的Sn吸收能力。典型的Au層8可在10nm-10微米范圍內。
連續(xù)的沉積Sn要求從Au層8上除去Sn。對此，一個方法是通過“烘烤掉”，也即為了促進Sn蒸發(fā)成為Sn蒸汽16而增加Au/Sn合金層14的溫度。下文將參照圖8來討論用于將反射鏡3加熱的裝置。
Au/Sn合金層14的不利之處在于Au/Sn合金的Sn蒸汽壓比純Sn的要低。因而，從Au/Sn合金層14上除去Sn比從一個表面除去純Sn所需的溫度更高。反射鏡表面的蒸發(fā)使得Au/Sn合金層14上表面Sn濃度少許降低這一事實將會產生更高的反射率，因為蒸發(fā)后在該上表面附近的Au原子有更高的比例。這相對于沒有相互擴散的組合物是有利的。為了使更多的Sn變?yōu)檎羝麘B(tài)，也可以增加鹵素氣體Cl2，Br2或者I2。金屬鹵化物的蒸汽壓通常比純金屬的蒸汽壓更高。所以，增加鹵素氣體加強了蒸發(fā)作用。
根據反射鏡3上沉積的Sn量的多少，可以在不同的反射性材料之間進行選擇。本發(fā)明的發(fā)明人已經計算出兩種情況下的相互擴散結果(1)結合高初始反射(例如Ru)的無相互擴散作用和(2)結合低初始反射(例如Au)的非常強烈的相互擴散作用。對于很少的Sn量而言，Ru鏡是有利的。然而，如已經參照圖4d所解釋的一樣，涂覆Ru的反射鏡上有很薄的Sn層時其反射性極其顯著地下降。另一方面，已經參照圖4d解釋過。另一方面，涂覆Au的反射鏡可以保持其初始傳輸率很長一段時期。其它材料預期有介于中間的性能。如，Pd的初始反射率比Au的更高，但是Pd在相互擴散方面表現(xiàn)更差。
參照圖4a-4d所描述的方法不僅僅對Sn蒸汽有效而且對其它金屬蒸汽有效，其對于具有較低熔點的元素具有較高的相互擴散作用。注意，Sn有非常低的5408K(231.8℃)的熔點(也可參見Marinkovic等，Thin Solid Films，217(1992)，pp.26-30)。
根據另一個實施例，本發(fā)明提出以兩種方法來減少Sn對反射鏡表面反射率的影響第一，保持反射鏡表面的一個或者多個部件免受Sn沉積，使得入射到這些部件上的EUV輻射直接入射到Ru(或者另外的良好EUV反射器)上，以及第二從該表面除去Sn。
首先參照圖5a-5d來解釋薄膜如何在表面上生長，圖5a-5d示出其上生長薄膜的反射鏡的頂視圖。通常，薄膜按照下述階段在表面上生長1.形成小核的成核階段。參見圖5a，它示出了Ru層4上的這些Sn小核18。這些核18一直生長到它們彼此開始接觸時才停止，在某一密度通常稱之為飽和密度時發(fā)生這種情況。成核階段可以是由缺陷導致的或者是隨機發(fā)生的。
2.聚結(coalescence)階段，其中接觸在一起的核轉變?yōu)閱蝹€的大核20，如圖5b所示，這減少了表面自由能。大核20繼續(xù)生長。表面擴散作用是主要的遷移機理(transport mechanism)。
3.成溝(channel)階段，其中單個大核20的生長比聚結過程中要快，這產生了更多的、具有空隙和顆粒邊界的連續(xù)溝道22，如圖5c所示。
4.連續(xù)膜階段，其中連續(xù)膜6覆蓋在整個區(qū)域上，如圖5d所示(它是圖3的頂視圖)，該膜由顆粒邊界連接起來的顆粒組成。
人們建議保持薄膜生長的成核階段盡可能長時間，即盡可能高的飽和密度。例如，這能夠以下述方式來完成。
在一個實施例中，如圖6所示，通過在Ru(或者其它)層4頂部涂覆保護層24例如碳(C)來增加反射鏡表面Sn的表面遷移率。這個保護層24也可以用于減少Ru(或者其它)層4和Sn發(fā)生化學反應。因此它防止了連續(xù)Sn膜的形成并且有助于使Ru(或者其它)層4的大部分區(qū)域保持清潔。保護層24最好從不容易被Sn浸潤的材料中選擇。
在另一個實施例中，生長(成核)點由人工產生。在成核階段沉積的Sn在這些成核點聚集。如圖7所示，例如，這能夠通過在Ru(或者其它)層4上以“點”的形式按照任何所希望的適合于EUV照射的圖案密度來沉積預定材料的生長點28來實現(xiàn)。其它可能的成核點是孔、溝、線或者其它形狀。生長點28最好由容易被Sn浸潤的材料例如銅(Cu)構成。它們可以是一大塊的平面形、線形或者點形。所述沉積的Sn之后在生長點28的頂上形成與之類似形狀的沉積點26。
在又一個實施例中，為增加Ru層4上Sn的表面遷移率而增加Ru層4的溫度。這將為從很遠處到達反射鏡上的Sn保持可能存在的成核點。Sn將在成核點聚集，從而使Ru層4的大部分區(qū)域保持清潔。因此，反射鏡的總傳輸率保持在更高的水平。這可以例如由圖8所示的裝置來實現(xiàn)。
圖8示意性地示出由控制器40所控制的熱源38。熱源38可以通過連接部件31連接到反射鏡30(1)。連接部件31可以是熱傳導型的?？刂破?0可以采用合適的可編程計算機，或者帶有合適的模擬和/或數(shù)字電路的控制器。熱源38產生熱量，用箭頭37表示，將其指向輻射聚光器50的第一反射鏡30(1)。所示的輻射聚光器50包括第二反射鏡30(2)。如本領域普通技術人員所已知的，輻射聚光器可以包括多于兩個的反射鏡，以對EUV輻射35聚束并產生投射光束56。
在反射鏡30(2)后面提供冷單元33，它與反射鏡30(1)的前表面相對設置，也即與反射鏡30(1)接收EUV輻射35的表面相對設置。冷單元33稱作“冷”是因為它設置在EUV輻射35范圍外，也即反射鏡30(2)產生的陰影中，因此能夠不受EUV輻射加熱。虛線表示EUV輻射35如何導向反射鏡30(1)并被其反射。這些虛線還示出冷單元33也不會接收反射鏡30(1)所反射的EUV輻射。附圖標記32、34所表示的鄰接于冷單元33的區(qū)域因而成為不存在EUV輻射的暗區(qū)域。盡管最好不要出現(xiàn)反射鏡30(2)傳熱到冷單元33的現(xiàn)象，但可以將冷單元33連接到反射鏡30(2)上。反射鏡30(1)和30(2)上的附圖標記36表示可能存在的通孔。
在又一個實施例中，反射鏡30(1)可能是主動冷卻的，例如由連接到反射鏡30(2)后表面的帕爾帖(Peltier)元件制冷。這個帕爾帖元件應該具有朝向反射鏡30(1)的冷卻表面以及朝向反射鏡30(2)的散熱側，以冷卻反射鏡30(1)并加熱反射鏡30(2)。
在操作中，在Sn沉積于反射鏡30(1)之后熱源38產生的熱量將Sn加熱，因而，導致反射鏡30(1)表面的Sn蒸發(fā)16。蒸發(fā)的Sn大部分導向冷單元33，在冷單元33的表面冷凝蒸發(fā)的Sn。在一段預定的操作時間之后，可以用一個清潔的冷單元來替換冷單元33。冷單元33可以當場或者離場清洗。圖8中裝置的另外一個好處是反射鏡30(1)可以在Sn的蒸發(fā)作用下獲得額外的冷卻。當然，可以通過類似的方式將另一反射鏡30(2)加熱，并且可以面對其它的冷單元?？梢酝ㄟ^連接到控制器40并受其控制的泵29將蒸發(fā)的Sn抽走。
設計通孔36使之對反射鏡表面的Sn具有毛細管作用，也即它們收集Sn并將它運送到不接收EUV輻射的反射鏡后表面。為達到這個結果，可以給它們提供具有例如由Ag或者Cu制成的浸潤性涂層，以提高對Sn的浸潤，也即以這樣的方式設置反射鏡后表面，使得在這種情形下Sn和涂層接觸并在涂層的整個表面蔓延。在后表面可以提供Sn接收器(未示出)。
另一個選擇，或者另外，如圖9所示，可以在前表面或者后表面或者兩個表面上都提供具有浸潤性涂層的毛細管溝39。這些毛細管溝39收集Sn并將Sn運送走，例如運送到反射鏡的邊緣，在那里通過Sn接收器(未示出)將其收集。毛細管溝39可以連接到通孔36(如果采用了的話)，使得在前邊收集的Sn通過這些通孔轉移到后表面并從那里運送到Sn接收器。
觀測到圖8中的裝置可以在帶有或者不帶有如圖3-7所示的反射鏡的情況下應用。
在圖8的裝置中(如其它實施例中一樣)，為了使含Sn的蒸汽更多，可以在系統(tǒng)中引入鹵素。
雖然上面已經描述了本發(fā)明具體的實施例，但是可以理解的是，本發(fā)明能夠不同于上述方式來實施。本說明書不意味著對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.在包括一個提供所需波長的輻射的源(SO)的光刻裝置的反射鏡上應用預定金屬頂層(8)，以減少由所述源在操作中產生的不希望有的金屬顆粒流在所述反射鏡上形成金屬沉積物，選擇該預定金屬，使得當所述光刻裝置在操作時該預定金屬在預定的溫度范圍內和所述的金屬沉積物相互擴散。
2.如權利要求1所述的在反射鏡上應用預定金屬頂層(8)，其中所述的預定溫度范圍為300-2800K。
3.如權利要求1所述的在反射鏡上應用預定金屬頂層(8)，其中所述預定金屬是Ib族元素中的至少一種，如Au或者Pd。
4.如權利要求3所述的在反射鏡上應用預定金屬頂層(8)，其中所述不希望有的金屬顆粒是Sn或者Li之一。
5.在用于光刻裝置的反射鏡上應用一種或者多種預定材料的頂層(24)，以延長所述金屬沉積物的成核階段中核的壽命，其中的核是在所述光刻裝置操作過程中當所述金屬顆粒沉積在所述頂層時形成的，該光刻裝置包括一個提供所需波長的輻射的源(SO)，并且該源在操作中產生不希望有的金屬顆粒流而在所述反射鏡上形成金屬沉積物。
6.如權利要求5所述的在反射鏡上應用一種或者多種預定材料的頂層(24)，其中所述一種或者多種預定材料包括一種非浸潤性材料，它可以是C。
7.用于光刻裝置中的反射鏡，該光刻裝置包括一個提供所需波長的輻射的源(SO)，并且該源在操作中產生不希望有的金屬顆粒流而在所述反射鏡上形成金屬沉積物，該反射鏡至少部分地覆有一種或者多種預定材料的頂層(28)，選擇所述一種或者多種預定材料，使之僅在所述頂層(28)的預定區(qū)域增強所述金屬沉積物的浸潤性。
8.如權利要求7所述的反射鏡，其中所述一種或者多種預定材料包括一種浸潤性材料，例如Ag或者Cu，并且以點或者線中至少一種圖案來設置該浸潤性材料。
9.用于光刻裝置中的反射鏡，該光刻裝置包括一個提供所需波長的輻射的源(SO)，并且該源在操作中產生不希望有的金屬顆粒流而在所述反射鏡上形成金屬沉積物，該反射鏡具有一種結構，當在所述光刻裝置操作過程中所述金屬顆粒沉積在所述反射鏡上的時候，該結構利用毛細管作用聚集并除去所述金屬顆粒。
10.如權利要求9所述的反射鏡，其中所述結構包括位于所述反射鏡中的毛細管溝(39)和通孔(36)中至少一種，它們可以覆有浸潤性材料。
11.一種光刻裝置，它包括用于提供輻射投射光束的照射系統(tǒng)；用于支承構圖裝置的支承結構，該構圖裝置用于在該投射光束的橫截面上賦予圖案；用于支撐基板的基板臺；以及用于將該圖案化的光束投射到該基板的靶部的投射系統(tǒng)，其特征在于，所述照射系統(tǒng)包括至少一個反射鏡，該反射鏡是如權利要求7-10任一所述的反射鏡或者如權利要求1-6任一所述設置了頂層的反射鏡。
12.如權利要求11所述的光刻裝置，其中所述光刻裝置包括一個提供所需波長的輻射的輻射源(SO)，并且該源在操作中產生不希望有的金屬顆粒流。
13.如權利要求12所述的光刻裝置，其中所述所需的波長位于EUV范圍內。
14.如權利要求12或者13所述的光刻裝置，其中所述金屬顆粒包括Sn和Li之一。
15.如權利要求11-14任一所述的光刻裝置，其中該反射鏡是輻射聚光器(50)的一部分。
16.如權利要求11-15任一所述的光刻裝置，包括一個污染物收集器(49)。
17.如權利要求11-16任一所述的光刻裝置，其中該光刻裝置包括一個加熱所述反射鏡并增加所述不希望有的金屬顆粒在所述反射鏡上的表面遷移率的熱源(38)。
18.如權利要求11-17任一所述的光刻裝置，它設置成給該反射鏡表面提供預定鹵素氣體。
19.一種器件制造方法，包括步驟提供一個基板；使用照射系統(tǒng)提供輻射投射光束；使用構圖裝置在該投射光束的橫截面上賦予圖案；將該圖案化的輻射光束投射到該基板的靶部，其特征在于，在所述照射系統(tǒng)使用如權利要求7-10任一個中所限定的反射鏡，或者使用設置了如權利要求1-6任一個中所限定的頂層的反射鏡。
20.一種光刻裝置，包括用于提供輻射投射光束的照射系統(tǒng)；用于支承構圖裝置的支承結構，該構圖裝置用于在該投射光束的橫截面上賦予圖案；用于支撐基板的基板臺；以及用于將該圖案化的光束投射到該基板靶部的投射系統(tǒng)，其特征在于所述光刻裝置包括一個提供所需波長的輻射的源(SO)，并且該源在操作中產生不希望有的金屬顆粒流，該照射系統(tǒng)包括反射鏡，該反射鏡設置成在所述光刻裝置操作時接收至少一些所述不希望有的金屬顆粒，該光刻裝置還包括加熱所述反射鏡并增加所述金屬顆粒在所述反射鏡上表面遷移率的熱源。
21.如權利要求20所述的光刻裝置，其中所述反射鏡是如權利要求7-10任一個中所限定的反射鏡，或者是設置了如權利要求1-6任一個中所限定的頂層的反射鏡。
22.如權利要求20或者21所述的光刻裝置，其中所述光刻裝置包括用于從所述反射鏡把不希望有的蒸發(fā)的金屬蒸汽泵送走的泵(29)。
23.如權利要求20、21或者22所述的光刻裝置，其中所述光刻裝置包括多個設置為輻射聚光器的反射鏡，至少一個反射鏡包括一個面對另一個反射鏡前表面的后表面，所述至少一個反射鏡的所述后表面設置成接收從所述另一個反射鏡的所述前表面蒸發(fā)出的金屬顆粒并用作冷凝表面。
24.如權利要求20-23任一所述的光刻裝置，設置成在該反射鏡的表面提供預定鹵素氣體。
25.一種器件制造方法，包括步驟提供一個基板；使用照射系統(tǒng)提供輻射投射光束；使用構圖裝置在該投射光束的橫截面上給投射光束賦予圖案；將該圖案化的輻射光束投射到該基板的靶部，其特征在于，提供源(SO)以提供所需波長的輻射，從而產生所述投射光束，并且該源在操作中產生不希望有的金屬顆粒流，在該照射系統(tǒng)中提供反射鏡，該反射鏡設置成接收至少一些所述不希望有的金屬顆粒，以及加熱所述反射鏡以增加所述金屬顆粒在所述反射鏡上的表面遷移率。
全文摘要
在用于光刻裝置的反射鏡上預定金屬頂層(8)的應用，用于光刻裝置的反射鏡，以及具有這樣反射鏡或者設置了具有這樣應用的頂層的反射鏡的光刻裝置。該裝置具有提供所需波長例如EUV輻射的源(SO)。該源(SO)產生不希望有的金屬顆粒流，它們在反射鏡上沉積而形成較小和較大的核。頂層(8)可以與該金屬沉積物的核在預定溫度范圍內相互擴散。因而，形成了由該金屬顆粒和該頂層(8)的金屬構成的一個額外合金層(14)，它具有的反射率比僅僅包括該金屬顆粒的層所具有的更高。
文檔編號H01L21/027GK1609715SQ200410095148
公開日2005年4月27日 申請日期2004年10月19日 優(yōu)先權日2003年10月20日
發(fā)明者L·P·巴克, F·J·P·舒爾曼斯 申請人:Asml荷蘭有限公司