本发明涉及一种用于光刻设备的表膜隔膜、一种用于光刻设备的组件、制造表膜隔膜的方法、硫化钼硅、氧化钼硅、硒化钼硅、或氟化钼硅在表膜隔膜中的用途、和表膜隔膜在光刻设备或方法中的用途。
背景技术：
1、光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路（ic）的制造中。光刻设备可以例如将来自图案形成装置（例如，掩模）的图案投影至设置在衬底上的辐射敏感材料（抗蚀剂）层上。
2、由光刻设备使用以将图案投影至衬底上的辐射的波长确定可以形成在所述衬底上的特征的最小尺寸。与常规光刻设备（常规光刻设备可以（例如）使用波长是193 nm的电磁辐射）相比，使用euv辐射（具有在4 nm至20 nm的范围内的波长的电磁辐射）的光刻设备可以用于在衬底上形成较小特征。
3、光刻设备包括图案形成装置（例如，掩模或掩模版）。辐射被提供成穿过图案形成装置或从图案形成装置反射以在衬底上形成图像。隔膜组件（也称为表膜）可以被提供以保护图案形成装置免受在空中的粒子和其它形式的污染的影响。在图案形成装置的表面上的污染可能造成衬底上的制造缺陷。
4、也可以提供表膜以用于保护除图案形成装置之外的光学组件。表膜也可以用于在光刻设备的彼此密封的区之间提供用于光刻辐射的通路。表膜也可以用作滤波器（诸如光谱纯度滤波器）或用作光刻设备的动态气锁的部分。
5、掩模组件可以包括保护图案形成装置（例如，掩模）免受粒子污染的表膜。表膜可以由表膜框架支撑，从而形成表膜组件。可以例如通过将表膜边界区胶合或以其它方式附接至框架来将表膜附接至框架。框架可以永久地或可拆卸地附接至图案形成装置。
6、由于表膜存在于euv辐射束的光学路径中，因此需要表膜具有较高的euv透射率。较高的euv透射率允许更大比例的入射辐射穿过表膜。另外，减少由表膜吸收的euv辐射的量可以降低表膜的操作温度。由于透射率至少部分地依赖于表膜的厚度，因此期望提供在保持足以耐受光刻设备内的有时不利的环境的可靠强度的同时尽可能薄的表膜。
7、因此，需要提供一种能够耐受光刻设备，特别地euv光刻设备的恶劣环境的表膜。尤其需要提供能够耐受比先前更高的功率的表膜。也需要提供限制或消除归因于从表膜隔膜释放材料而对光刻设备的污染的表膜隔膜，所述污染可以被称为氢引发的排气。
8、虽然本技术大致在光刻设备（具体地euv光刻设备）的情境下提及表膜，但本发明不仅仅限于表膜和光刻设备，并且应了解，本发明的主题可以用于任何其它适合的设备或情形中。
9、例如，本发明的方法同样可以应用于光谱纯度滤波器。一些euv源（诸如使用等离子体产生euv辐射的euv源）不仅发射期望的“带内”euv辐射，并且也发射不想要的（带外）辐射。这种带外辐射最显著地在深uv（duv）辐射范围（100 nm至400 nm）内。此外，在一些euv源，例如激光产生等离子体euv源的情况下，来自激光器的通常在10.6微米下的辐射呈现显著的带外辐射。
10、在光刻设备中，出于若干原因而需要光谱纯度。一种原因为抗蚀剂对带外波长的辐射敏感，并且因此施加至抗蚀剂的图案的图像品质可以在抗蚀剂暴露于这种带外辐射的情况下劣化。此外，带外红外辐射，例如一些激光产生等离子体源中的10.6微米辐射，引起对光刻设备内的图案形成装置、衬底、和光学器件的不想要和不必要的加热。这种加热可能导致这些元件损坏、这些元件的寿命降低、和/或投影至涂覆有抗蚀剂的衬底上和施加至涂覆有抗蚀剂的衬底的图案的缺陷或变形。
11、典型的光谱纯度滤波器可以例如由涂覆有诸如钼的反射金属的硅基础结构（例如，硅栅格，或设置有孔的其它构件）形成。在使用中，典型的光谱纯度滤波器可以经受来自例如入射红外和euv辐射的高热负荷。热负荷可能导致光谱纯度滤波器的温度高于800℃。在高热负荷下，涂层可能由于反射钼涂层与底层硅支撑结构之间的线性膨胀系数的差异而分层。硅基础结构的分层和分解因存在氢而加速，氢通常用作在使用光谱纯度滤波器以便抑制碎屑（例如，诸如颗粒等的碎屑）进入或离开光刻设备的某些部分的环境中的气体。因此，光谱纯度滤波器可以用作表膜，并且反之亦然。因此，本技术中对“表膜”的参考也为对“光谱纯度滤波器”的参考。虽然在本技术中主要参考表膜，但所有特征同样可以应用于光谱纯度滤波器。
12、本发明已经被计划以试图解决上文所识别的问题中的至少一些。
技术实现思路
1、根据本公开的第一方面，提供一种表膜隔膜，包括位于基体中的发射晶体，所述基体包括与硅形成具有至少447 kj mol-1或至少4.6 ev的键解离能的化学键的至少一种元素。
2、基于诸如以下的准则来选择用于表膜隔膜的材料的选择：尤其是热力学还原和氧化稳定性、氢化物形成、挥发趋势、euv透射率、euv电阻、耐热性。已发现形成所述表膜隔膜的所述材料的键解离能也是重要选择准则。特别地，所述基体中的强于硅碳键（3.6 ev）的键的存在意味着，来自所述隔膜的材料（诸如硅）的移动和最终地排气减弱。不希望受科学理论束缚，认为所述基体材料中的所述键较不易于由键断裂事件释放且因此展现较少和较慢的扩散。换句话说，根据本公开的期望的键解离能等于或大于硅和碳的键解离能加1 ev，即3.6 ev＋1 ev＝4.6 ev，所述期望的键解离能等于447 kj mol-1或更大。
3、能够与硅形成这样的强度的键的元素包括：硫、氧、硒、和氟。换句话说，最小的键解离能可以是4.6 ev。
4、已发现，包括位于含硫基体中的金属硅化物晶体的表膜隔膜展现比包括氮化物（例如，硅氮化钼）的以其它方式等效的表膜隔膜更高的euv透射率。另外，所述表膜隔膜基体中的所述si-s键具有比包括氮化物的表膜隔膜基体中的si-n键更高的键解离能。虽然氧、硒和氟具有比氮或非晶碳更高的euv吸收系数，但氧、硒和氟与硅的所述键解离能大于氮和非晶碳与硅的键解离能，因此将存在来自所述表膜隔膜的材料的较少排气，但是可能以透射率为代价。当光子入射到所述表膜隔膜上时，所述更高的键解离能引起较少的键断裂事件。这种情形具有如下后果：存在较少的材料迁移，诸如硅经由所述基体材料至所述表膜隔膜的外表面，这转而引起这样的材料（诸如硅）的较少排气。另外，与依赖于基本上仅包括硅的基体的表膜隔膜相比，在根据本公开的表膜隔膜的合成期间，存在可以用于并入至所述金属硅化物晶体中的较少的硅。这引起更富含金属的晶体的形成，所述形成被评估以为根据本公开的所述表膜隔膜提供比相同厚度的包括硅基体的隔膜更高的热发射率。硫具有与氮和碳相比更低的euv吸收系数且也具有更高的键解离能，因此所述硫键较不可能在使用中断裂。虽然硅具有比硫更低的euv吸收系数，但硅具有更低的键解离能且因此更可能引起硅的排气。此外，不怀疑硫非常有助于光刻设备内的光学器件的污染。
5、所述含硫基体可以包括硫化硅。所述含硫基体可以由硫化硅组成。所述基体可以包括以下各项或由以下各项组成：氧化硅、硒化硅或氟化硅，或本文中所描述的所述基体材料中的任一个中的一个或更多个组合。本发明的实施例包括一种表膜隔膜，所述表膜隔膜包括位于含硫基体中的金属硅化物晶体，其中，所述基体包括硫化硅。
6、所述发射晶体可以包括金属碳化物、金属硼化物、金属氮化物、金属氟化物、金属硅化物、或金属中的一个或更多个。所述金属（所述金属可以是前述化合物或元素金属中的任一个的金属）可以选自以下各项中的一项或更多项：钼、锆、钇、镧、钪、铌、铱、铬、钒、铂、铑、铪、和钌。氧化钇、氧化锆、氧化铪、和氮化碳示出作为用于表膜隔膜的基体材料的特定潜力，这是由于氧化钇、氧化锆、氧化铪、和氮化碳具有类似于硅的极限抗拉强度的极限抗拉强度且包括具有大于4.6 ev的键解离能的键。硅化钼晶体比硅更具发射性且因此有助于增加所述表膜隔膜的所述发射率，由此减小所述隔膜在给定功率下的操作温度。类似地，根据本公开的其它发射晶体用于增加所述表膜隔膜的所述发射率，由此减小所述隔膜在给定功率下的所述操作温度。
7、所述发射晶体可以包括mo5si3和mo3si中的一个或组合。这提供具有增加比例的金属的所述晶体，由此增加这样的金属硅化物晶体的所述发射率。
8、所述发射晶体可以包括具有mosi2-x的组成的金属硅化物，其中，0 ≤ x ＜ 2。在所述金属硅化物为相对富含金属的情况下，所述发射率增加且可以迁移穿过所述表膜隔膜且被排气的硅的量减小。将了解，二硅化钼晶体可以用作在所述基体中包括硫以用于减少所述表膜隔膜中的硅的总量。
9、所述含硫基体可以具有sis2-y的组成，其中，0 ≤ y ＜ 2。认为在所述表膜隔膜内包括硫通过将所述硫有力地接合至所述硅而减少排气，由此抑制硅迁移和排气。
10、所述表膜隔膜可以至少部分地具有分子式moasibsc，其中，0 ＜ a ≤ 30，50 ≤ b≤ 90且0 ＜ c ≤ 50（以mol%计）。在实施例中，10 ≤ a ≤ 30（以mol%计）。在实施例中，60 ≤ b ≤ 70（以mol%计）。在实施例中，20 ≤ c ≤ 30（以mol%计）。所述表膜隔膜的热力学稳定性可以依赖于所述金属、硅和硫的相对量。所述钼的量提供适合的发射率水平而不牺牲透射率。所述硫的量被控制以避免在某些温度下形成气相且也避免不想要的氧化。所述硅的量被控制以在为所述表膜隔膜提供足够强度的同时，降低硅的排气的可能性。所述表膜隔膜可以至少部分地包括mosin或mosisi。
11、所述表膜隔膜可以包括硅和金属，优选地钼，并且si:金属（mo）的比（以mol%计）可以偏离2.0。换句话说，所述si:金属比低于化学计量值，即低于硅的化学计量值。以这种方式，所述表膜隔膜为相对富含金属的，这增加所述表膜隔膜的所述发射率的同时也降低硅排气的可能性。这也允许比化学计算量的硅与钼的情况更薄的隔膜。
12、所述表膜隔膜在单次通过时可以具有90%或更大的euv透射率。
13、所述表膜隔膜的所述厚度可以是约10 nm至约100 nm。所述表膜隔膜的所述厚度优选地为18 nm或更小。特别地，在与硅形成具有大于447 kj mol-1的键解离能的所述键的所述元素来自元素周期表的via族，具体地氧、硫、或硒的情况下，为了在所述隔膜基体中不具有游离硅，所述隔膜的所述厚度必须不超过18 nm。在实施例中，所述表膜隔膜的所述厚度为15 nm或更小。特别地，在与硅形成具有大于447 kj mol-1的键解离能的所述键的所述元素来自元素周期表的viia族，具体地氟的情况下，为了在所述隔膜基体中不具有游离硅，所述隔膜的所述厚度必须不超过15 nm。
14、所述隔膜可以由在硅硫化物、硅氧化物、硅硒化物、或硅氟化物基体中的硅化钼晶体组成。应了解，归因于制造和材料容差，可能存在非有意的微量污染物。所述污染物可以以对于所述隔膜的性能无关紧要的量存在。在这样的实施例中，不有意地包括额外的元素。
15、所述表膜隔膜可以包括mosin、mosisi、或mosic的芯部以及包括本公开的所述第一方面中所描述的所述材料中的任一种材料的盖层。这种盖层不一定必须为最外层，并且可能存在保护所述盖层免于光刻环境影响的另一盖层。
16、根据本公开的第二方面，提供一种制造根据本公开的所述第一方面的表膜隔膜的方法，其中，所述方法包括溅射、可选地共溅射。
17、溅射，优选地共溅射，提供待控制的表膜隔膜的准确组成，由此允许制造根据本公开的表膜隔膜。
18、根据本公开的第三方面，提供一种表膜组件，所述表膜组件包括根据本公开的所述第一方面的表膜隔膜。所述表膜组件可以包括如常规地见于表膜组件中的额外的元素。例如，所述表膜组件可以包括可以支撑所述表膜隔膜的框架。
19、根据本公开的第四方面，提供一种光刻设备，所述光刻设备包括根据所述第一方面的表膜隔膜或根据本公开的所述第三方面的表膜组件。
20、根据本发明的第五方面，提供一种硫化钼硅、氧化钼硅、硒化钼硅、或氟化钼硅在表膜隔膜中的用途。
21、所述表膜隔膜可以是根据本公开的任一方面的所述表膜隔膜。在实施例中，所述表膜隔膜可以至少部分地具有分子式moasibsc，其中，0 ＜ a ≤ 30，50 ≤ b ≤ 90且0 ＜c ≤ 50（以mol%计）。
22、根据本发明的第六方面，提供一种根据本公开的所述第一、第三或第四方面的表膜隔膜、表膜组件、或光刻设备在光刻设备或方法中的用途。
23、将了解，相对于一个实施例描述的特征可以与相对于另一实施例描述的任何特征组合，并且本文中明确地考虑并公开所有这样的组合。