[发明专利]使用远紫外线辐射光刻的材料、组件和方法，及其它应用

说明书

本发明描述了纳米结构的光子材料，以及相关的组件，用于运行在紫外的(UV)，远紫外的(EUV)，和/或软X光波长的设备和系统中。这样一种材料可以通过在选择的波长范围内，例如可以在特别的UV，EUV/或软X光波长或波长范围内，使用改变的纳米级特征，进行制造。这样一种材料可用于制造组件，例如镜子，透镜或其它光学器件，面板，光源，掩模，光刻胶，或其它组件，用于一些应用，例如光刻，晶圆图案形成，天文和空间应用，生物医学应用，生物技术或其它应用。

技术领域

本发明涉及一种纳米结构的光子材料，以及相关的组件，用于运行在紫外的(UV)，远紫外的(EUV)，和/或软X光波长的设备和系统中。这样一种材料可以通过在选择的波长范围内，例如可以在特别的UV，EUV/或软X光波长或波长范围内，使用改变的纳米级特征，进行制造。这样一种材料可用于制造组件，例如镜子，透镜或其它光学器件，面板，光源，掩模，光刻胶，或其它组件，用于一些应用，例如光刻，晶圆图案形成，天文和空间应用，生物医学应用，生物技术或其它应用。

背景技术

在过去的50年里，技术进步的步伐，一直推动集成电路芯片的制造。历经数代，集成电路的复杂性和密度呈指数级增长，以实现更高的计算性能和功耗。集成电路在1960年代也许已经找到了500个晶体管在一个集成电路的芯片，但现在有几十亿相同的物理区域。因此，这种结构必须建立在这些集成电路芯片上必须在每个后续的一代越来越小。

推进至更小的特征尺寸的这一过程被称为模具收缩。事实上该模具的收缩已是一个一致的特征，使能够生产或新的和更有效的计算机处理器，存储器，以及其它设备。例如，在1985年左右，半导体生产工艺运行在1000纳米的宽度，现在可以操作的宽度为22纳米。即使是现在，技术正在朝着更小的设备，并在14纳米范围内移动。在这种方式中，越来越多的晶体管可以被压缩成相同的物理集成电路大小。

光刻系统通常用于集成电路，晶体管和纳米技术制造，作为半导体制造过程中的第一步。在光刻法中，一个物理掩模的制备表示在一个微小的电路基底上形成一个图案，通常是一个硅晶圆。光线被用于从掩模上传输图案到所述基底上。甚至相对简单的集成电路芯片可具有50或更多层，每一层具有不同的光掩模转印的图案。一个扫描器工具通常用在光刻工艺中，以提供聚焦的光到晶圆上。所述光必须充分聚焦使用光学元件于图像特征在足够小的尺度上，以实现所需的物理分辨率。这种系统的分辨率与光源的曝光波长成正比。因此，较短的波长可以提高分辨率，在制造需要实现20纳米的特征尺寸。

深紫外线光刻技术(DUVL)使用深紫外线(DUV)波长的电磁辐射(大约250纳米至120纳米)。在扫描器工具中的一组透射光学镜头和一个传输光掩模是负责管理光和聚焦至所需的分辨率和转印图案到晶圆上。远紫外线光刻技术(EUVL)使用远紫外线(EUV)波长的电磁辐射(大约120纳米到0.1纳米)。因此，光子在这些波长下具有在大约10电子伏特(eV)到12.4千电子伏特的能量范围(分别相应于124纳米和0.1纳米)。远紫外波长可被人为地通过装置产生，如等离子体和同步辐射光源。使用EUV波长的光刻技术具有潜在的优势降低特征尺寸小于20nm的器件如半导体芯片以及其它应用如聚合物太阳能电池，电子，生物技术，医疗技术，成像技术。在EUV波长，所用的材料，以形成光刻系统的组件，例如镜子，透镜，光致抗蚀剂等变得很重要。EUV扫描器系统依赖于一组反射镜和反射光掩模以转移IC芯片图案到基底，在所期望的分辨率。

EUV扫描工具可以包含多达12个或多个镜子或接口管理和集中光线。每个接口反映了光的比例和吸收或散射。用一组12个或多个反射镜，不到1％的可用的光能量实际上是通过系统传输到晶圆，和其它99％要么被吸收或分散。为了弥补这些戏剧性的水平的吸收和散射，EUV光源必须是令人难以置信的强大。但这样的高功率光源的制造和模仿是不可取的。高功率紫外光源造价昂贵，具有很高的电能消耗。此外，基本上超过99％的可用的能量被吸收在扫描仪中，光学元件容易受到热损坏和有限的寿命。