光学隔膜

阅读:823发布:2020-05-08

专利汇可以提供光学隔膜专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用在 光刻 设备中或与光刻设备一起使用的光学隔膜(16),该隔膜包括包括第一材料的第一层(18),和包括第二材料的第二层(20),所述第一层被布置在所述第二层上,其中所述第一材料和所述第二材料被选择为,使得 空间电荷区 (22)或耗尽区形成于所述隔膜中,所述空间电荷区或耗尽区在所述隔膜中感应出 电场 (E)。,下面是光学隔膜专利的具体信息内容。

1.一种光学隔膜,用于光刻设备中或与光刻设备一起使用,所述隔膜包括:
包括第一材料的第一层;和
包括第二材料的第二层,所述第一层被布置在所述第二层上,
其中所述第一材料和所述第二材料被选择为,使得空间电荷区或耗尽区形成于所述隔膜中,所述空间电荷区或耗尽区在所述隔膜中感应出电场
2.根据权利要求1所述的隔膜,其中,所述第一材料和所述第二材料被选择为使得所述空间电荷区或耗尽区延伸到所述隔膜的一部分或全部中。
3.根据权利要求1或2所述的隔膜,其中,所述第一材料和所述第二材料被基于所述第一材料和/或所述第二材料的一个或更多个属性选择。
4.根据任一前述权利要求所述的隔膜,其中,所述电场在垂直于所述第一层和/或所述第二层的方向上延伸。
5.根据任一前述权利要求所述的隔膜,其中,所述第一材料和所述第二材料被选择为,使得由所述空间电荷区或耗尽区感应的电场使得在所述隔膜的辐照期间所生成的电荷载流子分离。
6.根据权利要求5所述的隔膜,其中,所述第一材料和所述第二材料被选择为使得由所述空间电荷区或耗尽区感应的所述电场使得所生成的电荷载流子在所述空间电荷区或耗尽区的相对侧上或相对侧附近聚集。
7.根据权利要求5或6所述的隔膜,其中,所生成的电荷载流子的分离和/或聚集感应出另一电场。
8.根据权利要求7所述的隔膜,其中,所述另一电场在平行于所述第一层和/或所述第二层的方向上延伸。
9.根据权利要求7或8所述的隔膜,其中,另一电场使得所生成的电荷载流子向外和/或远离被辐照的所述隔膜的一部分或一区域移动。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的隔膜,其中,所述另一电场使得所生成的电荷载流子朝向所述隔膜的周边或周边区域移动。
11.根据权利要求9或10所述的隔膜,其中,所述另一电场使得所生成的电荷载流子以高于横跨所述隔膜移动的辐射束的速度或速率的速度或速率移动。
12.根据前述任一权利要求所述的隔膜,其中,所述第一材料和所述第二材料中的至少一个包括半导体材料。
13.根据前述任一权利要求所述的隔膜,其中,所述第一材料和所述第二材料中的至少另一个包括半导体材料和/或金属。
14.根据前述任一权利要求所述的隔膜,其中,所述第一材料和所述第二材料中的至少一个包括
15.根据前述任一权利要求所述的隔膜,其中,所述第一材料和所述第二材料中的至少另一个包括晶体多晶硅化硅、氮化硅和石墨烯中的至少一种。
16.根据前述任一权利要求所述的隔膜,其中,所述第一材料包括第一半导体材料,所述第二材料包括第二半导体材料,所述第一半导体材料和第二半导体材料相同或不同。
17.根据任一前述权利要求所述的隔膜,其中,所述第一材料和所述第二材料中的至少一个被负性掺杂和/或所述第一材料和所述第二材料中的至少另一个被正性掺杂。
18.根据任一前述权利要求所述的隔膜,其中,所述隔膜包括电极,所述电极被配置为允许向所述隔膜施加电压
19.根据权利要求18所述的隔膜,其中,所述电极布置在所述隔膜上,使得所述电压感应出又一电场,所述又一电场在垂直于所述第一层和/或所述第二层的方向上延伸。
20.根据任一前述权利要求所述的隔膜,其中,所述隔膜包括第三层,所述第三层包括第三材料。
21.根据权利要求20所述的隔膜,其中,所述第三材料包括诸如锆、钼和/或钌的金属。
22.根据任一前述权利要求所述的隔膜,其中,所述第一材料和所述第二材料中的至少一个包括荧光掺杂剂
23.一种制造光学隔膜的方法,所述光学隔膜用于光刻设备中或与光刻设备一起使用,所述方法包括:
形成包括第一材料的第一层;和
形成或提供包括第二材料的第二层,所述第一层形成于所述第二层上;
其中所述第一材料和所述第二材料被选择为,使得在所述隔膜中形成空间电荷区或耗尽区,所述空间电荷区或耗尽区在所述隔膜中感应出电场。
24.一种光学隔膜,用于光刻设备中或与光刻设备一起使用,所述隔膜包括半导体材料,所述半导体材料包括掺杂材料,其中所述掺杂材料的浓度被选择为使得在所述隔膜中感应出电场。
25.根据权利要求24所述的隔膜,其中,所述掺杂材料的浓度在所述半导体材料中是不均匀的和/或在所述半导体材料中限定掺杂梯度。
26.根据权利要求24或25所述的隔膜,其中所述隔膜的第一部分或第一侧包括第一浓度的掺杂材料,所述隔膜的第二部分或第二侧包括第二浓度的掺杂材料,其中掺杂材料的所述第一浓度高于掺杂材料的所述第二浓度。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的隔膜,其中所述掺杂材料的浓度被选择为于所述半导体材料中在1022cm-3和1014cm-3之间变化。
28.根据权利要求24至27中任一项所述的隔膜,其中,所述掺杂材料的浓度被选择为使得所感应的电场为约107V/m或大于107V/m。
29.根据权利要求24至28中任一项所述的隔膜,其中,所述掺杂材料的浓度被选择为使得所感应的电场使得在用辐射辐照所述隔膜期间产生的电荷载流子分离。
30.根据权利要求24至29中任一项所述的隔膜,其中,所述掺杂材料的浓度被选择为使得所感应的电场使得所生成的电荷载流子在隔膜的相对侧上或附近聚集。
31.根据权利要求29或30所述的隔膜,其中,所生成的电荷载流子的分离和/或聚集感应出另一电场。
32.根据权利要求24至31中任一项所述的隔膜,其中,所述半导体材料包括晶体硅、多晶硅、碳化硅、氮化硅、石墨烯和III-V族化合物半导体中的至少一种。
33.根据权利要求24至32中任一项所述的隔膜,其中,所述掺杂材料包括硼、砷、锑和磷中的至少一种。
34.一种制造光学隔膜的方法,所述光学隔膜用于光刻设备中或与光刻设备一起使用,所述方法包括:
形成或提供半导体材料;和
用掺杂材料掺杂所述半导体材料;
其中选择所述掺杂材料的浓度,使得在所述隔膜中感应出电场。
35.一种用于减少光学隔膜发热的系统,所述系统包括:
根据权利要求1至22或权利要求24至33中任一项所述的光学隔膜;其中所述系统被配置为用于从所述隔膜去除电荷载流子,所述电荷载流子在所述隔膜的辐照期间产生。
36.根据权利要求35所述的系统,其中,所述系统被配置为用于从所述隔膜的一个或更多个周边部分或周边去除所生成的电荷载流子。
37.根据权利要求35或36所述的系统,其中,所述系统被配置为提供用于所生成的电荷载流子的汇点。
38.根据权利要求35至37中任一项所述的系统,其中,所述系统被配置为使所述光学隔膜短路
39.根据权利要求35至38中任一项所述的系统,其中,所述隔膜的第一部分或第一侧连接至所述隔膜的第二部分或第二侧。
40.根据权利要求39所述的系统,其中,所述第一侧和/或第二周边侧或部分被电接地。
41.根据权利要求38或39所述的系统,其中,所述隔膜的所述第一部分或第一侧在所述隔膜的周边处或附近连接至所述隔膜的所述第二部分或第二侧。
42.根据权利要求35至41中任一项所述的系统,其中,所述系统包括负载,所述负载连接至所述隔膜。
43.根据权利要求42所述的系统,其中,基于所述隔膜的至少一个另一属性来选择所述负载的电阻,所述至少一个另一属性包括所述隔膜的薄层电阻。
44.根据权利要求43所述的系统,其中,所述负载的电阻被选择为匹配所述隔膜的薄层电阻。
45.一种图案形成装置组件,用于与光刻设备一起使用,所述组件包括:
图案形成装置;和
包括根据权利要求1至22或权利要求24至33中任一项所述的光学隔膜的表膜,或根据权利要求35至44中任一项所述的用于减少光学隔膜发热的系统。
46.一种光刻设备,包括:
照射系统,配置为调节辐射束;
支撑结构,被构造为支撑图案形成装置,所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中赋予所述辐射束图案,以形成图案化的辐射束;
衬底台,构造成保持衬底;
投影系统,配置为将所述图案化的辐射束投影到所述衬底上;和
根据权利要求1至22或权利要求24至33中的任一项所述的光学隔膜,所述光学隔膜被布置为邻近所述衬底台;或者
权利要求35至44中任一项所述的用于减少光学隔膜发热的系统。
47.根据权利要求46所述的设备,包括碎片减轻装置,所述碎片减轻装置被配置为将气流引导向所述衬底,所述隔膜是所述碎片减轻装置的一部分或被包括在所述碎片减轻装置中。
48.一种方法,包括将图案化的辐射束投影到衬底上,其中所述辐射束穿过根据权利要求1至22或权利要求24至33中任一项所述的光学隔膜。
49.光学隔膜在光刻设备中的用途或与光刻设备一起的使用,所述光学隔膜是根据权利要求1至22或权利要求24至33中任一项所述的光学隔膜。

说明书全文

光学隔膜

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2017年7月21日提交的欧洲申请17182609.2和于2017年9月1日提交的欧洲申请17189037.9的优先权,这些申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种用于光刻设备中或与光刻设备一起使用的光学隔膜以及相关联的设备和方法。

背景技术

[0004] 光刻设备是被构造成将期望的图案施加到衬底上的机器。例如,光刻设备可用于制造集成电路(IC)。光刻设备可以例如将图案从图案形成装置(例如掩模)投影到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
[0005] 光刻设备将图案投影到衬底上的所用的辐射的波长决定了可以在该衬底上形成的特征的最小尺寸。使用EUV辐射(波长在4-20nm范围内的电磁辐射)的光刻设备可以用于在衬底上形成比常规光刻设备(例如可以使用波长为193nm的电磁辐射)更小的特征。
[0006] 可以在光刻设备中使用隔膜以保护光刻设备的一个或更多个部件免受污染。该隔膜可以充当光谱滤光器,以减少甚至消除不需要的非EUV辐射,例如深紫外线(DUV)辐射和/或红外(IR辐射),这些辐射可能对光刻设备的一个或更多个部件造成热损伤。另外,可以将隔膜布置在光刻设备中,以减少或防止光刻设备的一个或更多个部件的污染。
[0007] 隔膜可以附加地或替代地被设置为包括图案形成装置的图案形成装置组件的一部分。隔膜可以被布置成保护图案形成装置免受污染,诸如例如颗粒污染。
[0008] 在使用中,隔膜可能必须承受高的局部热负荷。例如,当隔膜是图案形成装置的一部分时,隔膜的至少一些部分上的温度可为约500℃。这样的温度可能会损坏隔膜并缩短隔膜的使用寿命。

发明内容

[0009] 根据本发明的第一方面,提供了一种光学隔膜,用于光刻设备中或与光刻设备一起使用,该隔膜包括包括第一材料的第一层,和包括第二材料的第二层,所述第一层被布置在所述第二层上,其中所述第一材料和所述第二材料被选择为,使得空间电荷区或耗尽区形成于所述隔膜中,所述空间电荷区或耗尽区在所述隔膜中感应出电场。所感应出的电场可以引起例如在用辐射辐照光学隔膜期间可能产生的电荷载流子的分离和/或分布。这可以减少光学隔膜(例如其一个或更多个部分)在辐照隔膜期间的局部发热。所生成的电荷载流子的分布和/或分离可以允许作用在隔膜上的热负载散布在光学隔膜的一个区域(例如增加的区域)上。
[0010] 可以选择第一材料和第二材料,使得空间电荷区或耗尽延伸到光学隔膜的一部分或全部中。
[0011] 可以基于第一材料和/或第二材料的一个或更多个属性来选择第一材料和第二材料。
[0012] 电场可以在垂直于或实质上垂直于第一层和/或第二层的方向上延伸。
[0013] 可以选择第一材料和第二材料,使得由空间电荷区或耗尽区感应的电场可以引起所生成的电荷载流子的分离。所生成的电荷载流子的分离可以降低所生成的电荷载流子复合的可能性。这可以减少隔膜例如在辐照膜期间的局部发热。
[0014] 第一材料和第二材料可以被选择为,使得由空间电荷区或耗尽区感应的电场可以引起所生成的电荷载流子在空间电荷区或耗尽区的相对侧上或附近聚集。
[0015] 所生成的电荷载流子的分离和/或聚集可以感应出另一电场。
[0016] 另一电场可以在平行于或实质上平行于第一层和/或第二层的方向上延伸。
[0017] 另一电场可以引起所生成的电荷载流子的例如向外和/或远离被辐照的所述隔膜的一部分或区的移动。
[0018] 另一电场可引起所生成的电荷载流子例如朝着隔膜的周边或周边区域移动。
[0019] 另一电场可以使得所生成的电荷载流子可以以高于横跨所述隔膜移动的辐射束的速度或速率的速度或速率移动。
[0020] 第一材料和第二材料中的至少一个可以包括半导体材料。例如当第一层布置在第二层上时,这可以允许形成空间电荷区或耗尽区。
[0021] 第一材料和第二材料中的至少另一个可以包括半导体材料和/或金属。这可以允许形成pn结或肖特基结
[0022] 第一材料和第二材料中的至少一个可以包括
[0023] 第一材料和第二材料中的至少另一个包括晶体多晶硅化硅、氮化硅、锗和石墨烯中的至少一种。例如,第一材料可以包括硼,第二材料可以包括硅,以形成硼-硅结。硼-硅结可以在第一层和第二层之间提供几乎无损伤的界面或界面区。这进而可以在第一层和第二层之间的界面或界面区处或附近提供电导率的增加。
[0024] 第一材料可以包括第一半导体材料。第二材料可以包括第二半导体材料。第一半导体材料和第二半导体材料可以相同或不同。
[0025] 第一材料和第二材料中的至少一个可以被负性掺杂。第一材料和第二材料中的至少另一个可以被正性掺杂。
[0026] 隔膜可包括电极。电极可以被配置为允许向隔膜施加电压。电压可以在光学隔膜中感应出又一电场,诸如例如外部电场。电压可以被选择为,使得向光学隔膜施加电压导致空间电荷区或耗尽区的宽度增加。
[0027] 电极可以被布置在隔膜上,例如使得电压可以感应出又一电场。又一电场可以在垂直于或实质上垂直于第一层和/或第二层的方向上延伸。
[0028] 隔膜可包括第三层。第三层可以包括第三材料。
[0029] 第三材料可以包括金属,例如锆、钼和/或钌。
[0030] 第一材料和第二材料中的至少一个可以包括荧光掺杂剂。荧光掺杂剂可增加来自光学隔膜的辐射发射。荧光掺杂剂可以充当冷源和/或减少光学隔膜的局部发热。
[0031] 根据本发明的第二方面,提供了一种制造光学隔膜的方法,所述光学隔膜用于光刻设备中或与光刻设备一起使用,所述方法包括:形成包括第一材料的第一层;以及形成或提供包括第二材料的第二层,所述第一层形成在所述第二层上;其中所述第一材料和所述第二材料被选择为,使得在所述隔膜中形成空间电荷区或耗尽区,所述空间电荷区或耗尽区在所述隔膜中感应出电场。光学隔膜可包括在第一方面中限定的任何特征。
[0032] 根据本发明的第三方面,提供了一种光学隔膜,用于光刻设备中或与光刻设备一起使用,所述隔膜包括半导体材料,所述半导体材料包括掺杂材料,其中选择掺杂材料的浓度使得在所述隔膜中感应出电场。通过选择掺杂材料的浓度使得在半导体材料中感应出电场,可以减小隔膜的薄层电阻。隔膜的薄层电阻的减小可以导致所生成的电荷载流子的更长或更远的行进距离。这可以允许从至少被辐射辐照的隔膜的部分更快地去除所生成的电荷载流子和/或可以减少光学隔膜的一个或更多个部分的局部发热。所生成的电荷载流子的增加的行进距离可以附加地允许和/或促进从隔膜上去除所生成的电荷载流子的至少一部分。
[0033] 掺杂材料的浓度在半导体材料中可能是不均匀的。掺杂材料的浓度可以在半导体材料中限定掺杂梯度。
[0034] 隔膜的第一部分或第一侧可以包括第一浓度的掺杂材料。隔膜的第二部分或第二侧可以包括第二浓度的掺杂材料。掺杂材料的第一浓度可以高于掺杂材料的第二浓度。
[0035] 掺杂材料的浓度可以被选择为于半导体材料中在1022cm-3和1014cm-3之间变化。
[0036] 掺杂材料的浓度可以被选择为使得所感应出的电场约为107V/m或大于107V/m。
[0037] 可以选择掺杂材料的浓度,使得所感应出的电场引起在用辐射辐照隔膜期间可能产生的电荷载流子的分离。
[0038] 掺杂材料的浓度可被选择为使得所感应的电场引起所生成的电荷载流子在隔膜的相对侧上或附近聚集。
[0039] 所生成的电荷载流子的分离和/或聚集可以感应出另一电场。
[0040] 半导体材料可以包括晶体硅、多晶硅、碳化硅、氮化硅、石墨烯和III-V族化合物半导体中的至少一种。
[0041] 掺杂材料可以包括硼、砷、锑和磷中的至少一种。
[0042] 根据本发明的第四方面,提供了一种制造光学隔膜的方法,所述光学隔膜用于光刻设备中或与光刻设备一起使用,该方法包括:形成或提供半导体材料;以及用掺杂材料掺杂半导体材料,其中掺杂材料的浓度被选择为使得在隔膜中感应出电场。光学隔膜可包括在第三方面中限定的任何特征。
[0043] 根据本发明的第五方面,提供了一种用于减少光学隔膜的发热的系统,该系统包括根据第一方面和/或第三方面的光学隔膜,其中所述系统被配置为用于从所述隔膜去除电荷载流子,所述电荷载流子在例如用辐射(诸如例如EUV辐射)辐照所述隔膜的期间产生。
[0044] 该系统可以被配置用于从所述隔膜的一个或更多个周边部分或周边去除所生成的电荷载流子。
[0045] 该系统可以被配置为提供用于所生成的电荷载流子的汇点。
[0046] 该系统可以被配置为使隔膜短路。隔膜的短路可以允许隔膜被放电,诸如例如被连续放电。换句话说,所生成的电荷载流子可以连续地从隔膜被移除。这可以允许在隔膜中生成的电荷载流子的连续分布,从而减少隔膜(例如,其一个或更多个部分或部位)的发热。
[0047] 隔膜的第一部分或第一侧可以连接(例如电连接)至隔膜的第二部分或第二侧。第一侧和/或第二侧或部分可以电接地。第一侧或部分和/或第二侧或部分的电接地可为所生成的电荷载流子提供汇点。这可以允许将所生成的电荷载流子从隔膜上去除。从隔膜上去除载电荷流子可以防止或减少电荷载流子的复合,该复合可以在隔膜中产生热量。
[0048] 隔膜的第一部分或第一侧可在隔膜的周边处或附近连接至隔膜的第二部分或第二侧。
[0049] 该系统可以包括负载,例如电阻元件。负载可以连接到隔膜上。
[0050] 可以基于隔膜的至少一种其他属性来选择负载的电阻。至少一种其他性质可以包括隔膜的薄层电阻。
[0051] 可以选择负载的电阻以匹配(例如,实质上匹配)隔膜的薄层电阻。通过选择负载的电阻以匹配(例如实质上匹配)薄层电阻,在光学隔膜(例如其一个或更多个部分)的辐照期间在光学隔膜中所生成的热量(或热量的至少一部分)可以从光学隔膜上被去除。
[0052] 根据第六方面,提供了一种与光刻设备一起使用的图案形成装置组件,该组件包括:图案形成装置;以及包括根据第一方面和/或第三方面的光学隔膜的表膜,或者根据第五方面的用于减少光学隔膜发热的系统。
[0053] 根据第七方面,提供了一种光刻设备,包括以下中的一个或更多个:照射系统,所述照射系统被配置为调节辐射束;支撑结构,所述支撑结构被构造为支撑图案形成装置,所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中赋予所述辐射束图案,以形成图案化的辐射束;衬底台,所述衬底台被构造成保持衬底;投影系统,所述投影系统被配置为将所述图案化的辐射束投影到所述衬底上;以及根据第一和/或第三方面的光学隔膜,该隔膜被布置为与衬底台相邻,或者根据第五方面的用于减少光学隔膜发热的系统。
[0054] 该设备可以包括碎片减轻装置。碎片减轻装置可以被配置成将气流引导向衬底。隔膜可以是碎片减轻装置的一部分或被包括在碎片减轻装置中。
[0055] 根据第八方面,提供了一种方法,该方法包括将图案化的辐射束投影到衬底上,其中所述辐射束穿过根据第一方面或第三方面的光学隔膜。
[0056] 根据第九方面,提供了光学隔膜在光刻设备中的用途或与光刻设备一起的使用,所述光学隔膜为根据第一方面和/或第三方面的光学隔膜。
[0057] 上文或下文阐述的本发明的各个方面和特征可以与本领域技术人员清楚的本发明的各个其他方面和特征组合。附图说明
[0058] 现在将参考所附示意性附图、仅以示例的方式来描述本发明的实施例,其中:
[0059] -图1描绘了根据本发明实施例的包括光刻设备和辐射源的光刻系统;
[0060] -图2描绘了根据本发明实施例的光学隔膜;
[0061] -图3A描绘了在辐照光学隔膜之前的图2的光学隔膜;
[0062] -图3B描绘了图3A的光学隔膜中一个或更多个冷源和一个或更多个热源的分布图;
[0063] -图4A描绘了在辐射期间的图3A的光学隔膜;
[0064] -图4B描绘了图4A的光学隔膜中一个或更多个冷源和一个或更多个热源的分布图;
[0065] -图5A描绘了在辐照期间的图4A的光学隔膜,其中在光学隔膜中感应出电场;
[0066] -图5B描绘了图5A的光学隔膜中一个或更多个冷源和一个或更多个热源的分布图;
[0067] -图6描绘了在辐照期间的图5A的光学隔膜,其中在光学隔膜中感应出另一电场;
[0068] -图7A描绘了在辐照期间的图6的光学隔膜,其中另一电场引起电荷载流子在光学隔膜中扩散;
[0069] -图7B描绘了图7A的光学隔膜中一个或更多个冷源和一个或更多个热源的分布图;
[0070] -图8A和图8B描绘了与图1的光刻设备一起使用或用于图1的光刻设备中的示例性光学隔膜;
[0071] -图8C描绘了图8A和图8B的光学隔膜中的电荷密度和电场强度的分布;
[0072] -图9描绘了包括图8A和图8B的光学隔膜的第一层和第二层的光电二极管的响应度随波长的变化曲线;
[0073] -图10描绘了与图1的光刻设备一起使用或用于图1的光刻设备中的另一示例性光学隔膜的顶视图;
[0074] -图11描绘了与图1的光刻设备一起使用或用于图1的光刻设备中的另一示例性光学隔膜;
[0075] -图12描绘了与图1的光刻设备一起使用或用于图1的光刻设备中的另一示例性光学隔膜;
[0076] -图13描绘了与图1的光刻设备一起使用或用于图1的光刻设备中的另一示例性光学隔膜;
[0077] -图14描绘了与图1的光刻设备一起使用或用于图1的光刻设备中的另一示例性光学隔膜;
[0078] -图15描绘了根据本发明另一实施例的包括光刻设备和辐射源的光刻系统;
[0079] -图16A描绘了与图1或图15的光刻设备一起使用或用于其中的另一示例性光学隔膜;
[0080] -图16B描绘了施主原子浓度ND依赖于图16A的光学隔膜的厚度x的变化的示例性曲线图;
[0081] -图16C描绘了在辐照之前的图16A的光学隔膜;
[0082] -图17A至17C描绘了在辐射期间的图16A的光学隔膜;
[0083] -图18A描绘了根据本发明实施例的用于减少光学隔膜的发热的系统;
[0084] -图18B描绘了图18A的光学隔膜的分布式电模型;
[0085] -图19A描绘了用于减少光学隔膜的发热的另一示例性系统;和
[0086] -图19B描绘了图19A的光学隔膜的分布式电模型。

具体实施方式

[0087] 图1示出了一种光刻系统。光刻系统包括辐射源SO和光刻设备LA。辐射源SO配置成产生极紫外(EUV)辐射束B。光刻设备LA包括照射系统IL、被配置为支撑图案形成装置MA(例如掩模)的支撑结构MT、投影系统PS和被配置为支撑衬底W的衬底台WT。照射系统IL被配置为在辐射束B入射到图案形成装置MA之前调节辐射束B。投影系统被配置为将辐射束B(现在已被掩模MA图案化)投影到衬底W上。衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下,光刻设备将图案化的辐射束B与先前在衬底W上形成的图案对准。
[0088] 辐射源SO、照射系统IL和投影系统PS都可以被构造和布置成使得它们可以与外部环境隔离。可以在辐射源SO中提供低于大气压的压的气体(例如氢气)。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供真空。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供远低于大气压的压力下的少量气体(例如氢气)。
[0089] 图1中所示的辐射源SO的类型可以被称为激光产生的等离子体(LPP)源。激光器1(例如可以是CO2激光器)布置成通过激光束2将能量沉积到燃料中,例如从燃料发射器3提供的(Sn)。尽管在以下描述中提到了锡,但是可以使用任何合适的燃料。燃料可以例如是液体形式,并且可以例如是金属或合金。燃料发射器3可包括配置成沿着朝向等离子体形成区域4的轨迹引导锡(例如,液滴形式的锡)的喷嘴。激光束2在等离子体形成区域4处入射到锡上。激光能量沉积到锡中,从而在等离子体形成区域4处产生等离子体7。在等离子体的离子的去激发和复合或再结合期间,包括EUV辐射的辐射从等离子体7发射。
[0090] EUV辐射由近法向入射辐射收集器5(有时更统称为垂直入射辐射收集器)收集并聚焦。收集器5可以具有多层结构,其布置成反射EUV辐射(例如,具有期望的波长(诸如13.5nm)的EUV辐射)。收集器5可以具有椭圆形构型,具有两个椭圆焦点。第一焦点可以在等离子体形成区域4处,并且第二焦点可以在中间焦点6处,如下所述。
[0091] 激光器1可以远离辐射源SO。在这种情况下,激光束2可以借助于束传递系统(未示出)从激光器1传递到辐射源SO,束传递系统包括例如合适的导向镜和/或扩束器,和/或其它光学器件。激光器1和辐射源SO可以一起被认为是辐射系统。
[0092] 被收集器5反射的辐射形成辐射束B。辐射束B在点6处聚焦以形成等离子体形成区域4的图像,其充当用于照射系统IL的虚拟辐射源。辐射束B聚焦的点6可以被称为中间焦点。辐射源SO布置成使得中间焦点6位于辐射源的封闭结构9中的开口8处或附近。
[0093] 辐射束B从辐射源SO传递进入照射系统IL,该照射系统IL被配置成调节辐射束。照射系统IL可包括琢面场镜装置10和琢面光瞳镜装置11。琢面场镜装置10和琢面光瞳镜装置11一起提供具有所期望的横截面形状的辐射束B和期望的度强度分布。辐射束B从照射系统IL传递并入射在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA上。图案形成装置MA反射并图案化辐射束B。除了琢面场镜装置10和琢面光瞳镜装置11之外或代替它们,照射系统IL可包括其它反射镜或装置。
[0094] 在被图案形成装置MA反射之后,图案化的辐射束B进入投影系统PS。投影系统PS包括多个反射镜,反射镜被配置成将辐射束投影到由衬底台WT保持的衬底W上。投影系统PS可以将减缩因数应用于辐射束,形成具有小于图案形成装置MA上的对应特征的特征的图像。例如,可以应用缩减因数4。尽管在图1中投影系统PS具有两个反射镜,但投影系统可包括任何数量的反射镜(例如六个反射镜)。
[0095] 图1示意性地描绘了根据本发明实施例的用于光刻设备中或与光刻设备一起使用的光学隔膜16。光学隔膜可以是与光刻设备一起使用的图案形成装置组件PA的一部分或被包括在其中。图案形成装置组件PA可以包括图1所示的图案形成装置MA和表膜PL(在图1中由虚线表示)。表膜PL可以是或包括光学隔膜16。表膜PL可以被布置成保护图案形成装置MA免受污染,诸如例如颗粒污染和/或损坏。例如,表膜PL可以被布置成在图案形成装置MA上延伸或覆盖图案形成装置MA。然而,将理解的是,本文所述的光学隔膜不限于是图案形成组件的一部分或被包括在图案形成组件中。例如,如将在下面描述的,在其它实施例中,光学隔膜可以被提供为碎片减轻系统的一部分。
[0096] 图2示意性地示出了光学隔膜16。光学隔膜16可以被提供为滤光器、光谱滤光器或光谱纯度滤光器的形式。光学隔膜16可以被配置为透射EUV辐射和/或对EUV辐射透明,例如实质上透明。光学隔膜16可以被配置为过滤,例如减少或实质上消除,深紫外(DUV)辐射和/或红外(IR)辐射。光学隔膜16可以是或包括膜(例如薄膜)或柔性片,例如薄柔性片。光学隔膜16可包括约20至80nm的厚度。
[0097] 光学隔膜16包括包括第一材料的第一层18和包括第二材料的第二层20。第一层18被布置在第二层20上。选择第一材料和第二材料,使得在隔膜16中形成空间电荷区或耗尽区22。空间电荷区或耗尽区22在光学隔膜16中感应出电场E。所感应的电场可以引起在用辐射束B辐照光学隔膜期间可能产生的电荷载流子的分离和/或分布。这可以减少光学隔膜16的一个或更多个部分的局部发热。所生成的电荷载流子的分布和/或分离可以允许作用在光学隔膜16上的热负荷被散布在光学隔膜16的增大的区域上。这可以减少在用辐射束B辐照期间光学隔膜16的一个或更多个部分的发热。
[0098] 术语“产生的电荷载流子”可以被认为包括光生电荷载流子,诸如例如在光学隔膜16吸收一些辐射束B期间产生的电子-空穴对。
[0099] 术语“空间电荷区或耗尽区”可以理解为这样的区:移动电荷载流子(例如电子和/或空穴)从该区域扩散。在第一层18和第二层20之间的界面23处或附近剩余的任何正和/或负净电荷感应出电场E。正和/或负净电荷可能包含电离的杂质,例如电离的施主和/或受主,在图2中用“+”和“-”表示。术语“界面”可以被认为包含界面区。
[0100] 可以基于第一材料和第二材料的一个或更多个属性而分别选择第一层18和第二层20的第一材料和/或第二材料。第一材料和/或第二材料的一个或更多个属性可以包括第一材料和/或第二材料的材料类型、缺陷浓度、掺杂剂类型和/或掺杂浓度。一个或更多个属性可以包括第一材料和/或第二材料的一个或更多个光学属性,例如第一材料和/或第二材料的透射系数、反射系数和/或吸收系数。一个或更多个属性可以包括第一材料和/或第二材料的一个或更多个物理属性,诸如例如耐辐射性和/或照射稳定性
[0101] 可以选择第一材料和第二材料,使得空间电荷区或耗尽区22延伸到光学隔膜16的至少一部分或全部中。例如,第一材料和第二材料可以被选择为,使得空间电荷区或耗尽区22至少从第一层18和第二层20之间的界面23延伸到第一层18和第二层20(例如第一材料和第二材料)中的至少一个或两者中。第一材料和第二材料可以被选择为,使得空间电荷区或耗尽区22进入第二层20(例如第二材料)的范围大于空间电荷区或耗尽区22进入第一层18(例如第一材料)的范围。可替代地,第一材料和第二材料可以被选择为,使得空间电荷区或耗尽区22进入第二层20(例如第二材料)的范围等于(例如实质上等于)或小于空间电荷区或耗尽区22进入第一层18(例如第一材料)的范围。
[0102] 在图2所示的实施例中,第一层18的第一材料包括第一半导体材料,第二层20的第二材料包括第二半导体材料。第一半导体材料和第二半导体材料可以相同或不同。第一半导体材料和第二半导体材料中的至少一个可以被负性掺杂,并且第一半导体材料和第二半导体材料中的至少另一个可以被正性掺杂。在图2所示的实施例中,第一层18和第二层20可以被认为形成了pn结。空间电荷区或耗尽区22延伸到第一层18和第二层20两者中。然而,将理解的是,本文描述的第一层和第二层不限于形成pn结。例如,在其它实施例中,可以选择第一层和第二层的第一材料和第二材料,使得第一层和第二层形成肖特基结或硼-硅结,如下所述。在这样的实施例中,空间电荷区或耗尽区可以被认为延伸到第一层和第二层中的仅一个层中。
[0103] 图3A示意性地示出了在用辐射束B辐照之前的图2的光学隔膜16。在图3A所示的实施例中,空间电荷区或耗尽区22被认为延伸到整个光学隔膜16中。然而,将理解,在其它实施例中,空间电荷可仅延伸到光学隔膜的一部分中。图3B描绘了作用在光学隔膜16上的一个或更多个冷源或散热片和一个或更多个热源的贡献依赖于光学隔膜16上的位置(例如沿y方向的位置)的变化的曲线图。在图3B中可以看出,作用在光学隔膜16上的一个或更多个冷源的贡献30是实质上恒定的,并且在辐照光学隔膜16之前没有热源作用在光学隔膜16上。
[0104] 术语“热源”可以被认为包括在光学隔膜上或光学隔膜中产生热量的一种或更多种机制。下面将描述在光学隔膜上或光学隔膜中产生热量的一种或更多种机制。术语“一个或更多个热源”可以与术语“热源”互换使用。
[0105] 术语“冷源”可以被认为包括将热量从光学隔膜传递到例如光学隔膜的周围环境的一种或更多种机制。下面将描述将热量从光学隔膜传递的一种或更多种机制。术语“一个或更多个冷源”可以与术语“冷源”互换使用。
[0106] 图4A示意性地示出了辐照期间的光学隔膜16。图4B类似于图3B。在辐照光学隔膜16期间,产生多个电荷载流子24。换句话说,由于光学隔膜16的第一材料和第二材料吸收了辐射束B的一些辐射,所以产生了多个电子-空穴对24。多个电子-空穴对24在光学隔膜的由辐射束B辐照的部分或区中产生。光学隔膜16的由辐射束B辐照的部分或区也可以被称为照射体积26。辐射束B对光学隔膜16的辐照导致在光学隔膜16中产生热量。换句话说,辐射束B对光学隔膜16的辐照可以被认为是一个或更多个热源之一。
[0107] 在光学隔膜16中或上产生热量的其它热源可包括以下中的一种或更多种:产生的电子-空穴对的复合,例如,产生的电子-空穴对的辐射和/或非辐射复合,以及电子-空穴对的热化。电子-空穴对的热化可包括,例如在一种或更多种声子的发射(例如晶格振动)的情况下,所生成的电子和空穴分别朝着导带和价带的最低平的弛豫。在光学隔膜16中或上产生热量的其它热源还可包括焦发热或焦耳效应,这可以是由于流过光学隔膜16的电流引起的。电流可能是由生成的电子-空穴对引起的,该电子-空穴对移动通过光学隔膜16。其它热源还可包括珀尔帖效应,这可能是由于流过两个不同导体之间的结的电流引起的。
[0108] 可以从光学隔膜16传递热量的冷源可以包括汤普森效应,这可能是由于流过光学隔膜16的电流引起的。可以从光学隔膜16传递热量的另一个冷源可以包括对流,例如光学隔膜和光学隔膜16的环境之间的热传递,诸如例如可能在光学隔膜16处或附近存在的气流。
[0109] 图4B描绘了光学隔膜16的照射体积26中的一个或更多个热源对光学隔膜16的发热的贡献28与光学隔膜16的照射体积26中的一个或更多个冷源的贡献30相对比。从图4B可以看出,在照射体积26中,一个或更多个热源的贡献28大于一个或更多个冷源的贡献30。热源的贡献28和冷源的贡献30之间的差在图4B中由附图标记D1指示。热源的贡献28和冷源的贡献30之间的差D1可能导致光学隔膜16在照射体积26中的局部发热。例如,当将光学隔膜16用作图案形成装置MA的表膜时,在中间焦点6处测量的辐射束B的200W的功率可引起光学隔膜16的约500℃的温度。替代地或附加地,在一些实施例中,光学隔膜16是碎片减轻装置
15的一部分,如下文所述。在这样的实施例中,在中间焦点6处测量的辐射束B的200W的功率可引起光学隔膜的约100℃的温度。如上所述,光学隔膜16的发热会缩短光学隔膜16的寿命和/或引起对光学隔膜16的损坏。从图4B可以看出,相比于在照射体积26内部,冷源在照射体积26外部更占优势。换句话说,在照射体积26的外部,热量从光学隔膜16传递到例如光学隔膜16的周围环境。
[0110] 图5A示意性地示出了辐照期间的光学隔膜16。图4B类似于图3B和图4B。如上所述,选择第一材料和第二材料,使得在隔膜16中形成空间电荷区或耗尽区22。空间电荷区或耗尽区22在光学隔膜16中感应出电场E。可以分别选择第一层18和第二层20的第一材料和第二材料,使得由空间电荷区或耗尽区22感应的电场E足以引起所生成的电荷载流子24的分离。例如,可以分别选择第一层18和第二层20的第一材料和第二材料,使得由空间电荷区22感应的电场E为约107V/m。应当理解,感应电场越大,所生成的电荷载流子24的分离可以效7
率越高,例如更大和/或更快。例如,感应电场的增加,例如高于10 V/m,可能会为所生成的电荷载流子24提供增加的势垒。这可以提供电荷载流子24的有效分离和/或可以减少可以克服势垒的电荷载流子的数量。所生成的电荷载流子24的分离可以降低所生成的电荷载流子24的复合的可能性。这可以减少照射体积26中的光学隔膜16的局部发热。另外,感应电场E的增加,例如高于107V/m,可能会导致生成的电荷载流子的增加数量的分离。
[0111] 电场E可以被认为是在垂直(例如实质上垂直)于第一层18和/或第二层20的方向上延伸。电场E可以被认为是内建电场或竖直的内建电场。第一层18和第二层20之间的界面23在图5A中由虚线表示。
[0112] 所生成的电荷载流子24的分离可以是瞬时的。换句话说,在电荷载流子能够复合之前,所生成的电荷载流子24可以被电场E分离。
[0113] 从图5A中可以看出,分离的电荷载流子24a、24b可以聚集在空间电荷区或耗尽区22的相对侧22a、22b处或附近。例如,电子24a可以聚集在空间电荷区或耗尽区22的底侧22b上或附近,而空穴24b可以聚集在空间电荷区或耗尽区22的顶侧22a上或附近。将理解的是,在其他示例中,可以选择第一材料和第二材料,使得电子聚集在空间电荷区或耗尽区22的顶侧上或附近,并且空穴聚集在空间电荷区或耗尽区22的底侧上或附近。在空间电荷区或耗尽区延伸到整个光学隔膜中的示例中,电子可以聚集在第一层18的底侧上或附近,而空穴可以聚集在第二层20的顶侧上或附近,相反亦然。
[0114] 如上所述,所生成的电荷载流子24之间的分离可以减少或防止所生成的电荷载流子的复合,由此所生成的电荷载流子的复合可以被认为是在光学隔膜16中或上产生热量的热源之一。图5B类似于图4B,并且描绘了在光学隔膜16中存在电场E时热源28b的贡献与不存在电场时热源28a的贡献相对比。从图5B中可以看出,相对于不存在电场时热源28a的贡献,光学隔膜16中存在电场E时热源28b的贡献减小。另外,相对于不存在电场时热源28a的贡献与冷源30的贡献之间的差D1,存在电场E时的热源28b的贡献与冷源30的贡献之间的差D2被减小。存在电场E时的热源28b的贡献的宽度,例如半高宽(FWHM),可以与不存在电场时的热源28a的贡献的宽度,例如半高宽(FWHM),相同(例如,实质上相同)。
[0115] 图6示意性地示出了辐照期间的光学隔膜16。如上所述,分离的电荷载流子24a、24b聚集在空间电荷区或耗尽区22的相对侧22a、22b上或附近。所生成的电荷载流子24a、
24b的分离和/或聚集可以感应出另一电场。另一电场可能是由聚集在照射体积26中的电荷载流子24a、24b与照射体积26外部的区之间的电势差引起的。另一电场可以在平行(例如实质上平行)于第一层18和/或第二层20的方向上延伸。另一电场可以被视为横向内建电场。
另一电场可能导致聚集的电荷载流子24a、24b向外和/或远离照射体积26移动。例如,另一电场可导致电荷载流子24a、24b朝向光学隔膜16的周边或周边区域移动。电荷载流子24a、
24b的移动在图6中由标注为M的箭头指示。聚集的电荷载流子24a、24b可以另外经受排斥力,诸如例如排斥库仑力。排斥力还可导致电荷载流子24a、24b向外和/或远离照射体积26移动。
[0116] 图7A示意性地示出了光学隔膜16,其中一些聚集的电荷载流子24a、24b已经向外和/或远离照射体积26移动。在照射体积26之外的区中,电荷载流子24a、24b可能复合。这可以导致热量散布在光学隔膜16的区域或体积32上和/或可以减少光学隔膜16的局部发热。另外,这可以允许光学隔膜16在辐射束B的较高功率下使用,诸如例如在200W以上的功率下使用。
[0117] 另一电场可以为约104V/m。这可能导致电荷载流子24a、24b的速度或速率约为105m/s。辐射束B横穿光学隔膜16的移动可以包括大约0.5m/s的速度或速率。这可以允许聚集的电荷载流子24a、24b以比辐射束B穿过光学隔膜的速度或速率更高的速度或速率扩散或移动。
[0118] 图7B示出了在光学隔膜16中不存在电场时的热源的贡献28a与在光学隔膜16中存在电场E和另一电场时的热源的贡献28b相对比。可以看出,与光学隔膜16中不存在电场时热源的贡献28a相比,存在电场E和另一电场时热源的贡献28b减小。另外,与光学隔膜16中不存在电场时热源28a的贡献的宽度(例如半高宽(FWHM))相比,存在电场E和另一电场时热源28b的贡献的宽度(例如半高宽(FWHM))增加。换句话说,如上所述,光学隔膜16的局部发热可以被认为被扩散。相对于不存在电场时热源的贡献28a与冷源的贡献30之间的差D1,存在电场E和另一电场E时的热源的贡献28b与冷源30的贡献之间的差D2被减小。换句话说,当存在电场和另一电场时,可以认为减少了光学隔膜的局部发热。
[0119] 图8A和8B示意性地示出了光学隔膜16的实施例,其中第一材料包括硼,第二材料包括负性掺杂的硅,诸如例如负性掺杂的多晶硅。应当理解,在其它实施例中,第二材料可以包括未掺杂的(例如本征)硅。还应该理解,在其它实施例中,第一材料可以包括硅,第二材料可以包括硼。另外,包括硼的第一材料可以被正性掺杂或负性掺杂。通过掺杂第一材料和/或第二材料,可以增加第一材料和/或第二材料的电导率。这可以增强所生成的电荷载流子的移动和/或降低光学隔膜16的发热。
[0120] 图8A示意性地示出了在将第一层18布置在第二层20上之前的光学隔膜16。图8B示意性地示出了在将第一层18布置在第二层20上之后的光学隔膜16。包括硼的第一层18在包括硅的第二层20上的布置可以导致形成硼-硅结。从图8B可以看出,当第一层18布置在第二层20上时,在第二层20中形成空间电荷区或耗尽区22。图8A和8B另外示意性地描绘了界面区或系统19,其形成在第一层18和第二层20之间,例如在第一层18和第二层20之间界面处或附近,如下文所述。在第一材料包括硼并且第二材料包括负性掺杂的硅(或本征硅)的实施例中,空间电荷区或耗尽区22的形成不同于在pn结或肖特基结中的空间电荷区或耗尽区的形成。空间电荷区或耗尽区22的形成可以被认为是由于在第一层18与第二层20之间的界面处的电荷载流子的转移引起的。
[0121] 硼的电负性约为2,硅的电负性约为1.9。硼和硅之间的电负性差异可能会导致硼和硅原子之间的键具有离子特性。硼和硅原子之间的离子键可导致在第一层18和第二层20之间的界面处形成偶极子。偶极子可以定义或形成界面区或系统19。界面区或系统19可以被认为在硅侧处或附近限定带正电侧19a,并且在硼侧处或附近限定带负电侧19b。当第一层18布置在第二层20上并且形成界面区或系统19时,例如在至少一个硅原子单层和至少一个硼原子单层之间,可能发生电子从界面区或系统19处的硅原子向相邻的硼原子的转移。这可能是由于硼原子和硅原子之间的离子键,其能够接受额外的电子。这可能导致硼和硅原子之间的键的键长增加。硼和硅之间的键的键长的增加可能会使硼接受更多的电子。这可能导致界面区或系统19的带正电侧19a中的正电荷减少,如图8B所示。例如,由于作用在电子上的库仑力,电子可以向界面区或系统19的带正电侧19a扩散。电子向界面系统19(例如向其带正电侧19a)的扩散可留下正的净电荷并导致形成空间电荷区或耗尽区22。净正净电荷可以在第一层18和第二层20之间的界面区或系统19附近感应出电场E。电子向界面系统19的扩散可以导致在第二层20(例如硅)中形成空间电荷区或耗尽区22。
[0122] 第一层18可以包括至少一个硼原子单层的厚度,以与第二层20形成空间电荷区或耗尽区。在一些示例中,第一层18的厚度可以是大约1nm至2nm,诸如例如1.5nm。如上所述,可以通过导致第二层20中形成空间电荷区或耗尽区22的任何沉积技术来形成包括硼的第一层18。可以导致在第二层20中形成空间电荷区或耗尽区22的示例性沉积技术可以包括化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)技术。例如在V.Mohammadi“Low Temperature PureB Technology for CMOS Compatible Photodetectors”,Doctoral Thesis,TU Delft(http://repository.tudelft.nl/),2015中进一步描述了空间电荷区或耗尽区的形成和/或用于形成硼-硅结的示例性沉积技术。使用CVD或ALD形成的硼也可以称为“PureB”。使用例如用CVD或ALD形成的硼作为第一层18的第一材料和使用硅作为第二层20的第二材料可以允许在第一层18和第二层20之间形成几乎无损伤的界面区或系统19。与其它材料相比,这又可以沿着或在界面区或系统19处提供增加的电导率。
[0123] 第二层20可以包括大约20到50nm的厚度,诸如例如40nm。
[0124] 硼和硅可以被认为对EUV辐射(例如,具有约13.5nm波长的辐射)是透射的。使用硼作为第一层的第一材料并且使用硅作为第二层的第二材料可以允许光学隔膜16对EUV辐射的透射率高于90%。
[0125] 如上文所描述且在图8B中示意性地描绘的,空间电荷区或耗尽区22从界面区或系统19延伸到第二层20的第二材料中。空间电荷区或耗尽区22的宽度可以在微米范围内或小于1μm。例如,空间电荷区或耗尽区22可包括约100nm至500nm的宽度。尽管在图8B中将空间电荷区或耗尽区22描述为延伸到第二层20的一部分中,但是应当理解,在其它实施例中,空间电荷区或耗尽区可以替代地或附加地延伸到第一层或实质上全部的光学隔膜中。换句话说,整个光学隔膜可以从移动电荷载流子中耗尽。
[0126] 图8C示意性地描绘了跨越空间电荷区或耗尽区22的电荷密度和电场强度。如上所述,电子向界面系统或区19(例如其带正电侧19a)的扩散可留下正的净电荷并导致形成空间电荷区或耗尽区22。另外,如图8C所示,在界面区或系统19的带负电侧19b处或附近,可能存在或聚集负电荷。电场强度在第一层18和第二层20之间的界面区或系统19处具有最大值。例如,在第一层和第二层之间的界面系统或区19处,电场可以包括大约107V/m的最大强度。
[0127] 图9描绘了包括关于图8A和8B描述的光学隔膜16的第一层18和第二层20的光电二极管的响应度随波长的变化曲线。换句话说,光电二极管包括包括硼的第一层,其布置在包括负性掺杂的硅的第二层上。测量了从同一衬底形成的三个光电二极管的光电二极管的响应度。对于大约13.5nm或大于13.5nm的波长,对于三个样本所测量的响应度MR接近于硅的理论响应度TR,其约为0.27。这可能导致光电二极管的量子效率接近100%。量子效率对应于测量响应度与理论响应度的比率。图9中描绘的理论响应度TR基于每个波长约为13.5nm的光子产生26个电子空穴对计算,并假设接近无损耗和/或理想的系统。例如,可以在F.Scholze等人的″Mean energy required to produce an electron-hole pair in silicon for photons of energies between 50and 1500eV,″Journal of Applied Physics,vol 84,no 4,pp.2926-2939,1998和F.Scholze等人的″Determination of the electron-hole pair creation energy for semiconductors from the spectral responsivity of photodiodes,″Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 439,pp.208-215,2000中找到理论响应度的示例性计算。量子效率可以被认为指示给定能量的每个光子所生成的电子-空穴对。换句话说,量子效率可以被认为是由光电二极管收集的电荷载流子与入射在光电二极管上的给定能量的光子的数量之比。因此,如上所述,包括包括硼的第一层和包括硅的第二层的光学隔膜可被认为有效地将光子转换成电子-空穴对,该电子-空穴对随后被感应电场E和另一电场分离并从照射体积26移开。这可以减少光学隔膜16的局部发热。
[0128] 尽管在图8a至图8C的实施例中,硼被描述为第一层的第一材料并且负性掺杂的硅被描述为第二层的第二材料,但是应当理解,本文公开的光学隔膜不限于这些材料。例如,第二材料可以包括晶体硅中的至少一种,例如单晶硅、碳化硅、氮化硅和石墨烯,它们可以是正性掺杂或负性掺杂或未掺杂的(例如本征的)。
[0129] 将理解的是,本文所述的第一材料和第二材料中的至少一个可以包括半导体材料。当第一层布置在第二层上时,这可以允许形成空间电荷区或耗尽区。第一材料和第二材料中的另一个也可以包括半导体材料。第一层和第二层中的至少一个或两个的示例性半导体材料可以包括晶体硅中的至少一个,例如单晶硅、碳化硅、氮化硅、锗和石墨烯,其可以进行正性掺杂或负性掺杂。可用于负性掺杂至少硅的示例性材料可包括砷(As)(例如,浓度为18 20 -3 18 20 -3 18
约10 至10 cm )、锑(Sb)(例如浓度约为10 至10 cm )或磷(P)(例如浓度约为10 至
1020cm-3)。可用于正性掺杂硅的示例性材料可包括硼(B)(例如,浓度约为1018至5x1020cm-3)。可以对示例性的半导体材料进行掺杂,以使掺杂剂浓度发生突然变化或梯度变化。例如,如以上参考图2至图7B所描述的,第一层18和第二层20可以被认为形成了pn结。
[0130] 在其它实施例中,第一材料和第二材料中的至少一个可以包括金属,并且第一材料和第二材料中的至少另一个包括半导体材料。半导体材料可以是正性掺杂或负性掺杂的。在这样的示例中,可以将第一层和第二层视为形成肖特基结。在这样的实施例中,空间电荷区或耗尽区可以被认为延伸到半导体材料中。用于形成肖特基结的示例性金属可以包括铂和/或铱。可以将诸如例如反向偏置电压的电压施加到光学隔膜16,例如以增加空间电荷区或耗尽区的宽度。光学隔膜可包括电极,以允许施加电压,如下所述。
[0131] 附加地或替代地,第一材料和/或第二材料包括荧光掺杂剂。荧光掺杂剂可以增加来自光学隔膜16的辐射发射。示例性的荧光掺杂剂可以包括铕和/或铽。荧光掺杂剂的浓度可以为约1020cm-3或小于1020cm-3。例如,荧光掺杂剂可以吸收辐射束B的至少一些辐射。这可以将荧光掺杂剂激发到更高的能量状态,从该能量状态,荧光掺杂剂可以无辐射地弛豫,例如,发射一个或更多个声子,并发射波长比所吸收的辐射更长的辐射。这可以允许荧光掺杂剂充当冷源和/或减少光学隔膜16的局部发热。
[0132] 图10示意性地描绘了用于光刻设备中或与光刻设备一起使用的示例性光学隔膜16的俯视图。光学隔膜16可以类似于图2至图8B中的任何一个所描绘的,并且可以包括关于图2至图8B中的任何一个所描述的光学隔膜的任何特征。在图10所示的实施例中,光学隔膜
16包括电极34。电极34可以被配置为允许向光学隔膜16施加电压。电压可以在光学隔膜16中感应出又一电场,诸如例如外部电场。电压可以被选择为,使得向光学隔膜施加电压导致空间电荷区或耗尽区22的宽度增加。可以基于一个或更多个要求或条件来选择电压,诸如例如,所需的空间电荷区或耗尽区22的增加、由于施加的电压而流经光学隔膜的电流的大小、又一电场与辐射源或光刻设备其它部件中产生的等离子体之间的电流和/或干扰效应。
该电压可以是或包括反向偏置电压。又一电场可以在与电场E实质相同的方向上延伸。如图
10所示,电极34沿着光学隔膜16的周边16c布置。将理解的是,本文公开的光学隔膜不限于包括沿着光学隔膜的周边布置的电极。例如,在其它实施例中,电极可以设置在光学隔膜的一侧或更多侧和/或可以嵌入在光学隔膜的至少一部分或全部中。
[0133] 电极34可以包括导电材料,诸如例如金属。可以基于一种或更多种属性,诸如例如对EUV辐射的相对高的透射率、对EUV辐射的相对低的反射率和/或在氢环境中的化学稳定性,来选择导电材料。用于电极的示例性材料可以包括钌(Ru)、锆(Zr)或钼(Mo)。包括锆或钼的电极34可以另外包括盖层。
[0134] 电极34可以布置在光学隔膜16上,使得外部电场在垂直于第一层和/或第二层的方向上延伸。可以施加外部电场以增加垂直和/或横向内建电场E。这可以增加和/或加速所生成的电荷载流子24的分离。另外,施加的外部电场可以增加所生成的电荷载流子24的速率或速度。与没有外部电场施加到光学隔膜上的实施例相比,这可以允许所生成的电荷载流子以更高的速率或更高的速度远离照射体积26移动。这可以导致减少光学隔膜16的局部发热。
[0135] 图11示意性地描绘了用于光刻设备中或与光刻设备一起使用的另一示例性光学隔膜16。图11中描绘的光学隔膜16可包括以上关于图2至图8B和/或图10描述的光学隔膜的任何特征。图11中描绘的光学隔膜16包括包括第三材料的第三层36。第三层36可以布置在第一层18与第二层20之间。第三层36可以被配置为作为发射层。换句话说,第三层36可以被配置为允许从光学隔膜发射辐射。第三层36可包括比第一层18和/或第二层20的发射系数高的发射系数。这可以允许第三层36作为冷源和/或减少光学隔膜16的局部发热。第三材料可以包括金属,诸如例如锆、钼和/或钌。第三层可包括约3至4nm的厚度。
[0136] 图12描绘了用于光刻设备中或与光刻设备一起使用的示例性光学隔膜16。图12中描绘的光学隔膜16可包括以上关于图2至图8A、图10和/或图11描述的光学隔膜的任何特征。光学隔膜16包括第一层18(其包括硼,例如PureB)和第二层20(其包括负性掺杂的硅)。如上所述,第一层可以通过诸如例如CVD或ALD的沉积方法形成,该沉积方法允许在第一材料和/或第二材料中形成空间电荷区或耗尽区。第一层18可以包括大约1-2nm的厚度,例如
1.5nm。第二层20可以包括大约20到50nm的厚度,例如40nm。光学隔膜16包括两个盖层28a、
28b。第一层18和第二层20布置在盖层28a、28b之间。在该实施例中,盖层28a、28b包括硼,其可以通过另一种沉积技术形成,诸如例如物理气相沉积(PVD)。每个盖层28a、28b可以包括大约2-4nm的厚度。在该实施例中,邻近第二层20布置的盖层28b包括大约4nm的厚度,并且邻近第一层18布置的盖层包括3nm的厚度。可以设置盖层28a、28b以保护第一层18和/或第二层20。将理解的是,在其他实施例中,光学隔膜可包括少于或多于两个盖层。
[0137] 图13示出了用于光刻设备中或与光刻设备一起使用的另一示例性光学隔膜16。图13中描绘的光学隔膜16可包括以上关于图2至图8B、图10、图11和/或图12描述的光学隔膜的任何特征。图13中描绘的光学隔膜16包括与关于图12描述的第一层和第二层相同的第一层18和第二层20。光学隔膜还包括第三层36。在该实施例中,第三层包括锆。第三层36包括约3至4nm的厚度。光学隔膜16包括两个盖层28a、28b。两个盖层中的第一盖层28a布置在第二层20和第三层26之间。两个盖层中的第一盖层28a包括硼,其可以通过另一种沉积技术形成,诸如例如PVD。两个盖层中的第一盖层28a包括大约1-2nm的厚度,诸如例如1.5nm。两个盖层中的第二盖层28b布置在第三层36下方。两个盖层中的第二盖层28b包括硼,其可以通过另一种沉积技术形成,诸如例如PVD。两个盖层中的第二盖层28b包括大约4nm的厚度。
[0138] 图14示出了用于光刻设备中或与光刻设备一起使用的另一示例性光学隔膜16。图14所示的光学隔膜16与图13所示的类似。然而,代替第一盖层28a,光学隔膜包括第四层40。
第四层40可以提供阻挡层,例如以避免第二层20和第三层36的材料的混合。第四层40可以包括氮化硅。第四层包括约1至3nm的厚度。
[0139] 应当理解,本文公开的光学隔膜不限于被提供为或包括在表膜中。在其他实施例中,光学隔膜可以布置在光刻设备中,诸如例如投影系统中。
[0140] 图15示出了光刻系统的另一实施例。在图15所示的实施例中,光学隔膜是光刻设备LA的一部分或包括在光刻设备LA中。应当理解,光学隔膜可以设置在光刻设备中,以代替图案形成组件或附加于图案形成组件。例如,光学隔膜16可以邻近衬底台WT布置。光学隔膜16可以被布置为至少部分地或完全地封闭投影系统PS的开口,通过该开口,辐射束B被投影在衬底W上,如图15所示。
[0141] 光刻设备可包括碎片减轻装置15。碎片减轻装置15可以布置在投影系统PS中,诸如例如在衬底W附近。碎片减轻装置15可以被配置为将气流引导向衬底W,例如以减少或防止污染物进入投影系统PS。
[0142] 光学隔膜16可以是碎片减轻装置15的一部分或包括在碎片减轻装置15中。光学隔膜16可以布置成减少或防止污染物进入光刻设备的投影系统。将理解的是,本文公开的光学隔膜不限于邻近衬底台布置。例如,在其他实施例中,光学隔膜可以布置在光刻设备中的其它部位,诸如例如在照射系统中和/或在投影系统中的其它位置。
[0143] 图15中描绘的光学隔膜可包括关于图2至图8B中的任何一个和/或图10至图14中的任何一个所述的光学隔膜的任何特征。
[0144] 用于光刻或与光刻一起使用的光学隔膜16可以通过形成包括第一材料的第一层18来制造。可以通过沉积技术形成第一层18,该沉积技术允许在光学隔膜中形成空间电荷区或耗尽区。用于形成第一层的示例性技术可以包括化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)。例如,可以通过包括大约400℃至大约700℃的温度范围的CVD过程或工艺来形成第一层18。如上所述,包括这样的温度范围的CVD过程可以适合于在包括硼的第一层和包括硅的第二层之间形成空间电荷区。将理解的是,本文描述的方法不限于这种沉积技术。例如,在其他实施例中,可以使用外延技术来形成第一层。
[0145] 第一层18可以形成在包括第二材料的第二层20上。可以通过本文公开的任何沉积技术来形成第二层。替代地,第二层可以被提供为例如预先形成或与第一层分开。例如,第二层可以以衬底等的形式提供。如上所述,选择第一材料和第二材料,使得在光学隔膜16中形成空间电荷区或耗尽区。如上所述,空间电荷区或耗尽区在光学隔膜16中感应出电场。
[0146] 在形成第一层18之前,可以从第二层去除污染物和/或化物和/或可以钝化第二层20例如以防止氧化物形成。另外,在形成第一层18之前,可以从第二层20去除氢。例如,在以下文献中描述了在包括硅的第二层上形成包括硼的第一层的过程:“Low Temperature PureB Technology for CMOS Compatible Photodetectors”,Doctoral Thesis,TU Delft(http://repository.tudelft.nl/),2015。
[0147] 图16A、16C和17A至17C示意性地示出了用于光刻设备中或与光刻设备一起使用的另一示例性光学隔膜16。图16A和16C描绘了在用辐射束B辐照之前的光学隔膜,图17A至17C描绘了在用辐射束B辐照期间的光学隔膜16。光学隔膜16包括半导体材料。半导体材料包括掺杂材料。可以选择掺杂材料的浓度,使得在光学隔膜16中感应出电场E,如下文所述。感应电场可以引起在用辐射束B辐照光学隔膜16期间可能产生的电荷载流子的分离和/或分布。这可以减少光学隔膜16的一个或更多个部分的局部发热。所生成的电荷载流子的分布和/或分离可以允许作用在光学隔膜16上的热负荷被散布在光学隔膜16的增大的区域上。这可以减少在用辐射束B辐照期间光学隔膜16的一个或更多个部分的发热。
[0148] 通过选择掺杂材料的浓度使得在半导体材料中感应出电场,可以减小光学隔膜的薄层电阻。术语“薄层电阻”可以理解为是指厚度可以是均匀的薄膜的电阻的量度。光学隔膜的薄层电阻的减小可以允许分离的电荷载流子从光学隔膜的照射体积26移开一增加的距离,例如,在复合之前。换句话说,光学隔膜的薄层电阻的减小可以导致所生成的电荷载流子的更长或更远的行进距离。这可以允许从照射体积26更快地去除所生成的电荷载流子和/或可以减少光学隔膜16的一个或更多个部分的局部发热。所生成的电荷载流子的增加的行进距离还可以允许从光学隔膜16去除至少一部分所生成的电荷载流子,这将在下面描述。
[0149] 掺杂材料的浓度在半导体材料中可能是不均匀的。换句话说,掺杂材料可以在半导体材料中限定掺杂梯度。掺杂梯度可以包括陡峭的掺杂梯度。光学隔膜16的第一部分或第一部侧可以包括第一浓度的掺杂材料。光学隔膜16的第二部分或第二侧可以包括第二浓度的掺杂材料。掺杂材料的第一浓度可以高于掺杂材料的第二浓度。光学隔膜16的薄层电阻可以被认为与在例如半导体材料的表面的掺杂水平成反比。换句话说,掺杂水平的增加可导致光学隔膜16的薄层电阻的减小。
[0150] 图16B示意性地描绘了施主原子浓度ND依赖于光学隔膜16的厚度x的变化的示例性曲线图。将理解的是,施主原子浓度ND的梯度不限于图16B所示。在该示例中,施主原子可以限定掺杂材料或被包括在掺杂材料中。参照图16A和16B,光学隔膜16的顶部或顶侧16a包括比光学隔膜16的底部或底侧16b更高的施主原子浓度。在光学隔膜16的顶部或顶侧16a与底部或底侧16b之间,施主原子浓度可以降低,例如逐渐降低。应当理解,本文公开的光学隔膜不限于施主原子浓度的这种分布。例如,在其他实施例中,顶部或顶侧的施主原子浓度可以低于光学隔膜的底部或底侧的施主浓度。
[0151] 掺杂梯度可能会导致移动电荷载流子(或多数电荷载流子)扩散,移动电荷载流子可以为电子42的形式。例如,电子42可以从光学隔膜16的顶部或顶侧16a向光学隔膜的底部或底侧16b扩散。电子42的扩散留下正净电荷,其可以是电离施主的形式。正电荷和负电荷的分离(在图16C中用“+”和“-”表示)感应出电场E。
[0152] 感应电场E在与扩散过程相反的方向上延伸。电场E可以被认为是内建电场或竖直内建电场。在该实施例中,电场E在垂直于(例如实质上垂直于)光学隔膜16的顶部或顶侧16a和/或底部或底侧16b的方向上延伸。
[0153] 尽管以上示例涉及施主原子浓度,但是应当理解,在其他实施方案中,可以附加于施主原子或代替施主原子以受主原子的形式提供掺杂材料。
[0154] 可以选择掺杂材料的浓度,使得感应电场E引起在用辐射束B辐照光学隔膜16期间所生成的电荷载流子24a、24b的分离。附加地或替代地,掺杂材料的浓度可以被选择为使得感应电场约为107V/m或大于107V/m。例如,可以将掺杂材料的浓度选择为在大约1022cm-3和1014cm-3之间变化。
[0155] 在图17A中示意性地描绘了所生成的电荷载流子24的分离。分离的电荷载流子可聚集在光学隔膜16的相对侧或部分16a、16b上或附近。例如,电子24a可以聚集在光学隔膜16的顶部或顶侧16a上或附近,而空穴24b可以聚集在光学隔膜16的底部或底侧16b上或附近。
[0156] 如以上关于图6所描述的,所生成的电荷载流子24a、24b的分离和/或聚集可以感应出另一电场。另一电场可能是由聚集在照射体积26中的电荷载流子24a、24b与照射体积26外部的区之间的电势差引起的。另一电场可以在平行于(实质上平行于)光学隔膜16的顶部或顶侧16a和/或底部或底侧16b的方向上延伸。另一电场可以被视为横向内建电场。另一电场可能导致聚集的电荷载流子24a、24b向外和/或远离照射体积26移动。例如,另一电场可导致电荷载流子24a、24b朝向光学隔膜16的周边或周边区域移动。电荷载流子24a、24b的移动在图17B中由标注为M的箭头指示。聚集的电荷载流子24a、24b可以另外经受排斥力,诸如例如排斥库仑力。排斥力还可导致电荷载流子24a、24b向外和/或远离照射体积26移动。
[0157] 图17C示意性地示出了光学隔膜16,其中一些聚集的电荷载流子24a、24b已经向外和/或远离照射体积26移动。在照射体积26之外的区中,电荷载流子24a、24b可能复合。这可以导致热量散布在光学隔膜16的区域或体积32上和/或可以减少光学隔膜16的局部发热。替代地或附加地,电荷载流子24a、24b可以从光学隔膜16上去除,如下文所述。
[0158] 图17A至17C类似于图5A、图6和图7A。应当理解,上述的任何特征,例如,关于图5A、图6和图7A描述的特征,也可以应用于关于图17A到图17C描述的实施例。
[0159] 图16A、图16C和图17A至图17C所示的光学隔膜16可以通过形成或提供半导体材料来制造。例如,可以使用本文公开的任何沉积技术来形成半导体材料。可替代地,半导体材料可以被提供为例如预成型的。半导体材料可以掺杂有掺杂材料。可以选择掺杂材料的浓度,使得在隔膜中感应出电场。
[0160] 可以将掺杂半导体材料作为形成半导体材料的步骤的一部分。替代地,可以在形成半导体材料之后例如使用扩散或注入过程(诸如例如离子注入)来掺杂半导体材料。
[0161] 掺杂半导体材料的示例性步骤可以包括在半导体材料上沉积掺杂材料,例如使用本文公开的沉积技术之一,诸如例如CVD。在将掺杂材料沉积在半导体材料上的过程中,一些掺杂材料可能扩散到半导体材料中。掺杂材料向半导体材料中的扩散可以依赖于沉积技术的温度。
[0162] 例如,半导体材料可以包括硅,诸如例如晶体硅或多晶硅。半导体材料包括负性掺杂的(例如,n型)硅,例如使用磷,磷掺杂浓度可约为1014cm-3。换句话说,半导体材料可已经被另一种掺杂材料掺杂。掺杂材料可以包括硼,其可以用于将正性掺杂(例如,p型掺杂)引入硅中。
[0163] 可以例如使用CVD技术在大约700℃的温度下将诸如例如非晶硼之类的硼沉积在n型硅上。此过程可能导致在硅的表面形成一层硼,诸如一层纯硼。在硼在n型硅上的沉积期间,一些硼可能扩散到硅中。在光学隔膜的顶部或顶侧16a处或附近,硼的浓度可以为约102122 -3 14 -3
至10 cm 。在光学隔膜16的底部或底侧16b处或附近,硼浓度可以降低至约10 cm 。
[0164] 应当理解,硼可以在大于或小于700℃的温度下沉积在硅上,例如以在半导体材料中实现预定或期望的掺杂梯度。
[0165] 应当理解,本文公开的光学隔膜不限于包括硅作为半导体材料。例如,在其他实施例中,半导体材料可以包括碳化硅、氮化硅和石墨烯中的至少一种。替代地,半导体材料可以包括III-V族化合物半导体。
[0166] 还应当理解,本文公开的光学隔膜不限于包括硼作为掺杂材料。例如,在其他实施例中,砷(As)、锑(Sb)和磷(P)中的至少一种可以用作掺杂材料,以例如负性掺杂硅。
[0167] 图18A至图19B示意性地描绘了根据本发明的实施例的用于减少光学隔膜16的发热的系统。光学隔膜16可以包括上述示例性光学隔膜的任何特征。系统44被配置用于从光学隔膜16(例如,其一个或更多个部分或一部分)去除电荷载流子24a、24b(例如,其至少一部分)。电荷载流子24a、24b是在例如用辐射束B辐照隔膜16期间产生的。
[0168] 该系统可以包括导电元件45,诸如例如电导体,用于从光学隔膜16耗散或去除所生成的电荷载流子24a、24b。
[0169] 系统44可被配置为从光学隔膜16的一个或更多个周边部分或周边去除所生成的电荷载流子24a、24b,如下文所述。系统44可以被配置为提供用于所生成的电荷载流子24a、24b的汇点(sink)46。
[0170] 系统44可以被配置为使光学隔膜16短路。例如,导电元件45可以布置成使光学隔膜16短路。如图18A中所示,光学隔膜16的第一侧或第一部分16a(例如顶部或顶侧16a)可以连接(例如电连接)到光学隔膜16的第二侧或第二部分16b(例如底部或底侧16b)。光学隔膜16的第一侧或部分16a和/或第二侧或部分16b可以被认为是电荷载流子24a、24b例如由于电场E(例如如上文所述的竖直内建电场)而向其移动的侧或部分。光学隔膜16的第一侧或部分16a可以在光学隔膜16的周边16c处或附近被连接(例如电连接)到光学隔膜16的第二侧或部分16b。例如,光学隔膜16的第一侧或部分16a可以沿着光学隔膜16的周边16c的至少一部分或全部被连接(例如电连接)到第二侧或部分16b。术语“周边”可以被认为涵盖周边区域或区。
[0171] 可替代地,光学隔膜16的第一侧或部分16a可以在光学隔膜16的一个或更多个周边部分16c处或附近被连接(例如电连接)到光学隔膜16的第二侧或部分16b。一个或更多个周边部分16c可以相对于彼此紧密地间隔开。
[0172] 导电元件45可以被布置成连接(例如电连接)光学隔膜16的第一侧或部分16a与光学隔膜16的第二侧或部分16b,如上所述。
[0173] 第一和/或第二侧或部分16a、16b可以电接地。例如,导电元件45可以将光学隔膜16的第一侧或部分16a和/或第二侧或部分16b连接到电接地。电接地可为所生成的电荷载流子24a、24b提供汇点46。这可以允许将所生成的电荷载流子24a、24b从光学隔膜16去除。
从光学隔膜16去除电荷载流子24a、24b可防止或减少电荷载流子24a、24b的复合,所述复合可在光学隔膜中产生热量。光学隔膜16的第一侧或部分16a和/或第二侧或部分16b的电接地可以保护光学隔膜16不被静态充电和/或可以防止光学隔膜的电势相对于其他和/或相邻的部件或物体的增加,例如相对于图案形成装置组件或光刻设备的部件或物体。应当理解,本文所述的系统不限于将光学隔膜电接地,例如将光学隔膜的第一侧或部分和/或第二侧或部分电接地。例如,在其他实施例中,膜可以不电接地。
[0174] 尽管图18A将第一侧或部分16a和第二侧或部分16b两者都描述为连接到可以提供汇点46的公共电接地,但是应当理解,在其他实施例中,光学隔膜的第一侧或部分和第二侧或部分可以分别连接到各自的电接地。这可以另外允许光学隔膜的短路。
[0175] 电压或电势,例如电势,可以另外被施加到光学隔膜上,例如相对于电接地。例如,当将光学隔膜安装到安装或支撑元件(未示出)(诸如例如框架、支撑件等)时,可以选择施加到光学隔膜的电压或电势以对应或匹配(例如,实质上对应或匹配)已施加到安装或支撑元件上的例如相对于电接地的电压或电势。这可以允许光学隔膜具有与安装或支撑元件相同(例如,实质上相同)的电压或电势。换句话说,可以减少或防止光学隔膜与安装或支撑元件的电隔离
[0176] 图18B示意性地示出了光学隔膜16的分布式电模型。光学隔膜16可以被认为是光电二极管,该光电二极管包括多个电容器C1、C2、C3、CN、可以以串联电阻RS的形式提供的多个第一电阻、和可以以分流电阻RSh的形式提供的多个第二电阻。可以将所生成的电荷载流子24a、24b视为被存储在多个电容器C1、C2、C3、CN中的至少一个电容器中。多个电容器C1、C2、C3、CN中的每个电容器可以与光学隔膜16的相应部分或区有关联。光学隔膜16的部分或区在图18B中由同心布置的圆圈表示。
[0177] 串联电阻RS可以被认为表示光学隔膜16的薄层电阻。串联电阻Rs被布置为连接多个电容器C1、C2、C3、CN中的两个或更多个电容器。可以从多个电容器C1、C2、C3、CN中的至少一个电容器中通过或经由串联电阻RS以电流或光电流的形式去除所生成的载流子24a、24b。
[0178] 分流电阻器RSh可以被认为表示诸如例如由于电荷载流子24a、24b的复合而产生的电荷载流子24a、24b的损耗,诸如例如电荷载流子24a、24b的内部损耗。
[0179] 参照图18B,光学隔膜16的部分或区被辐射束B辐照并被称为照射体积26。由于光学隔膜16被辐射束B的辐照而产生的电荷载流子24a、24b可以表示为在光电二极管P上的电流I。电荷载流子24a、24b对光学隔膜16的电容器C1充电,电容器C1与光学隔膜16的照射体积26相关联。
[0180] 所生成的电荷载流子可以分布在光学隔膜的一个或更多个其他部分上。如上所述,由于另一电场,电荷载流子24a、24b从照射体积26移开和/或向外移动,诸如例如朝着光学隔膜16的周边或一个或更多个周边部分16c。可以将电荷载流子24a、24b视为通过或经由薄层电阻Rs从照射体积26移开,从而从与照射体积26相关联的电容器C1向其余电容器C2、C3、CN依次移开。这可以允许所生成的电荷载流子24a、24b变得横跨光学隔膜16分布。
[0181] 在理想情况下,由于流过薄层电阻Rs的电流,可能在光学隔膜16中产生热量。薄层电阻的降低,例如如上所述由于选择的光学隔膜16的半导体材料的掺杂浓度,可以导致产生的热量减少。例如,通过降低薄层电阻(例如串联电阻Rs的电阻)和/或减少所生成的电荷载流子24a、24b的复合(例如局部复合),例如通过增加分流电阻RSh的电阻,增加数量的所生成的电荷载流子24a、24b可能会在复合之前从照射体积26移开并到达光学隔膜16的周边或一个或更多个周边部分16c。这可以允许热量的产生至少分布在光学隔膜16上或横跨光学隔膜16上,诸如例如光学隔膜16的一部分或全部。如下所述,可以通过将所生成的热量的一部分传递给负载而去除所生成的热量的这部分。
[0182] 每次光学隔膜16的一部分或区被辐射束B辐照时,可以重复上述过程。当重复对光学隔膜16的一部分或区进行辐照时,可以生成新的电荷载流子。新生成的电荷载流子可以贡献于与照射体积26相关联的电容器C1的充电。新生成的电荷载流子可以聚集在多个电容器C1、C2、C3、CN中的一个或更多个电容器上。这可能会导致多个电容器C1、C2、C3、CN中的一个或更多个电容器超过阈值水平。在高于阈值水平的情况下,电荷载流子24a、24b可以在从照射体积26移开和/或向外移动之前复合。换句话说,如果在生成新的电荷载流子之前不去除电容器C1的电荷,则光电二极管P(与照射体积26相关联)上的电压水平会增加,并且可能达到阈值水平。在高于阈值水平的情况下,光电二极管P可以变得导电,并且电荷载流子可以复合例如以使光电二极管P放电。这可能导致在照射体积26中产生热量。
[0183] 参考图18B,例如通过如上所述使光学隔膜16短路,电容器C1、C2、C3、CN和/或分流电阻RSh可被认为是短路的。这可以允许将电荷载流子24a、24b从光学隔膜16上去除或放电,例如从光学隔膜16的一个或更多个周边部分或周边16c去除或放电。这进而可以允许去除存储在多个电容器C1、C2、C3、CN中的一个或更多个电容器中的电荷载流子,从而防止或减少电荷载流子在多个电容器C1、C2、C3、CN的一个或更多个电容器中的聚集。新生成的电荷载流子可能够从照射体积26移开和/或向外移动,从而变得分布在光学隔膜16中。电荷载流子在光学隔膜16中或横跨光学隔膜16的分布可减少光学隔膜16(例如,光学隔膜16的一个或更多个部分或部件)的发热,例如局部发热。
[0184] 如上所述,通过使光学隔膜16短路,可以将分流电阻Rsh与可以认为被增加的有限值相关联。换句话说,电荷载流子的损耗(例如,由于复合)可以被认为减少。
[0185] 光学隔膜16的短路可允许光学隔膜被放电,诸如例如连续地放电。换句话说,所生成的电荷载流子24a、24b可以例如被连续地从光学隔膜16移除。这可以允许在光学隔膜16中所生成的电荷载流子连续分布,从而减少光学隔膜(例如其一个或更多个部分或部件)的发热,例如局部发热。
[0186] 图19A和19B类似于图18A和18B,并且关于图18A和18B描述的任何特征也可以应用于图19A和19B所示的系统。图19A和19B中描绘的系统44可以包括负载,该负载可以以电阻元件RL的形式提供。然而,将理解的是,在其他实施例中,负载可以提供为可以向其输送功率的另一装置或元件的形式。在图19A和19B所示的实施例中,提供负载而不是如上所述的光学隔膜16的短路。
[0187] 电阻元件RL连接至光学隔膜16,例如如图19A所示。例如,光学隔膜16的第一部分或第一侧16a和/或第二部分或第二侧16b可以例如通过导电元件45连接到电阻元件RL。第一部分或第一侧16a和/或第二部分或第二侧16b可以沿着光学隔膜16的周边16c的至少一部分或全部连接到电阻元件RL。可替代地,光学隔膜16的第一部分或第一侧16a和/或第二部分或第二侧16b可以在光学隔膜16的一个或更多个周边部分16c处或附近连接到电阻元件RL。一个或更多个周边部分16c可以相对于彼此紧密地间隔开。
[0188] 可以基于光学隔膜16的至少一个另一属性来选择电阻元件RL的电阻。例如,可以基于光学隔膜16的薄层电阻(例如多个串联电阻RS中的一个或更多个串联的电阻的电阻)来选择电阻元件RL的电阻。可以选择电阻元件RL的电阻以匹配(例如,实质上匹配)薄层电阻。这可以允许从光学元件16到电阻元件RL的功率传输被增加或最大化。例如,光学隔膜16可以将辐射束B的能量(例如光子的能量)转换为功率。功率可能导致光学隔膜16的发热。通过选择电阻元件RL的电阻以匹配(例如实质上匹配)薄层电阻,在光学隔膜(例如其一个或更多个部分)的辐照期间在光学隔膜16中所生成的热量(或热量的至少一部分)可以被转移到电阻元件RL,从而可以从光学隔膜16上被去除。换句话说,所生成的电荷载流子24a、24b(例如,电荷载流子24a、24b的复合)的至少一部分动能可以在光学隔膜16外部(诸如例如在电阻元件RL上)转换成热量。
[0189] 应当理解,可以转移到电阻元件RL的功率可以认为与电流I和电压V的乘积成比例。电流I可以被认为是由于(例如至少部分地由于)流向电阻元件RL的所生成的电荷载流子24a、24b产生的。电流I可能会横跨电阻元件RL产生电压V。提供负载(例如电阻元件RL)可以允许从光学隔膜16去除所生成的电荷载流子24a、24b(例如其一部分)。
[0190] 尽管图19A和19B没有示出光学隔膜16的电接地,但是应当理解,在其他实施例中,光学隔膜可以连接到电接地。例如,通过光学隔膜的电接地,可以保护光学隔膜使其不被静态充电,和/或可以减少或防止光学隔膜的电势相对于(例如图案形成装置组件或光刻设备的)其他和/或邻近的部件或物体的增加。另外,如上所述,可将电压或电势施加到光学隔膜,例如相对于电气接地。
[0191] 尽管在本文中可以在光刻设备的内容背景中具体参考本发明的实施例,但是本发明的实施例可以在其他设备中使用。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备或测量或处理诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置)之类的物体的任何设备的一部分。这些设备通常可以称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
[0192] 在一个实施例中,本发明可以形成量测设备的一部分。量测设备可以用于测量在衬底上的抗蚀剂中形成的投影图案相对于衬底上已经存在的图案的对准。相对对准的这种测量可以被称为重叠。量测设备可以例如直接位于光刻设备附近,并且可以用于在衬底(和抗蚀剂)已被处理之前测量重叠。
[0193] 术语“EUV辐射”可以被认为包括波长在4-20nm范围内,例如在13-14nm范围内的电磁辐射。EUV辐射可以具有小于10nm的波长,例如在4-10nm的范围内,诸如6.7nm或6.8nm。
[0194] 尽管图1将辐射源SO描述为激光产生的等离子体LPP源,但是可以使用任何合适的源来生成EUV辐射。例如,可以通过使用放电将燃料(例如锡)转换成等离子体状态从而产生发射EUV的等离子体。这种类型的辐射源可以被称为放电产生的等离子体(DPP)源。放电可以由电源产生,该电源可以形成辐射源的一部分,或者可以是通过电连接连接到辐射源SO的单独的实体。
[0195] 尽管在本文中可以具体参考在IC的制造中使用光刻设备,但应理解,本文所述的光刻设备可以具有其他应用。可能的其他应用包括集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。
[0196] 尽管上文已经对本发明的实施例在光学光刻术中的内容背景中使用做出了具体参考,但应该理解的是,本发明可以用于其它应用,例如压印光刻术,并且在该内容背景允许的情况下不限于光学光刻术。在压印光刻术中,图案形成装置中的形貌或拓扑限定了在衬底上产生的图案。图案形成装置的形貌可以被印制到提供给衬底的抗蚀剂层中,通过施加电磁辐射、热、压力或它们的组合而使抗蚀剂固化。将图案形成装置从抗蚀剂中移出,从而在抗蚀剂固化后留下图案。
[0197] 虽然上面已经描述了本发明的特定实施例,但是应该理解,本发明可以不同于所描述的方式实施。以上描述旨在说明而非限制。因此,对于本领域技术人员清楚是,在不脱离下面陈述的权利要求的范围的情况下,可以对所描述的本发明进行修改
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