光刻系统和方法与流程

1.本公开一般地涉及光刻系统和方法。


背景技术：

2.半导体集成电路(ic)行业经历了指数增长。ic材料和设计的技术进步已经产生了几代ic，其中每一代都具有比上一代更小和更复杂的电路。在ic演变过程中，功能密度(即，每芯片面积的互连器件的数量)通常增大，同时几何尺寸(例如，使用制造工艺能够产生的最小组件(或线))减小。这种按比例缩小工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处。这种按比例缩小也增加了加工和制造ic的复杂度。


技术实现要素：

3.根据本公开的一个实施例，提供了一种光刻曝光系统，包括：光源；衬底台；掩模台，沿着从所述光源到所述衬底台的光路在所述光源和所述衬底台之间；以及反射器，沿着所述光路，所述反射器包括：第一层，具有第一材料和第一厚度；第二层，具有所述第一材料和不同于所述第一厚度的第二厚度；以及第三层，位于所述第一层和所述第二层之间，并具有不同于所述第一材料的第二材料。
4.根据本公开的另一实施例，提供了一种光刻曝光系统，包括：在光源和衬底台之间的光路；第一反射器，沿着所述光路具有第一入射角，所述第一反射器包括：至少三个第一材料层，具有第一数量种层材料、第二数量个层厚度以及第一顺序的所述第一材料层；以及第二反射器，沿着所述光路具有第二入射角，所述第二入射角与所述第一入射角不同，所述第二反射器包括：至少三个第二材料层，具有第三数量种层材料、第四数量个层厚度以及第二顺序的所述第二材料层，并且至少满足以下条件之一：所述第三数量与所述第一数量不同；所述第四数量与所述第二数量不同；或者所述第二顺序与所述第一顺序不同。
5.根据本公开的又一实施例，提供了一种制造反射镜结构的方法，包括：通过执行反向设计算法来形成多个中间反射多层结构配置；以及基于选自所述多个中间反射多层结构配置的反射多层结构配置，通过以下方式来形成反射多层：形成具有第一材料和第一厚度的第一材料层；在所述第一材料层上形成第二材料层，所述第二材料层具有分别不同于所述第一材料和所述第一厚度的第二材料和第二厚度；以及在所述第二材料层上形成第三材料层，所述第三材料层具有所述第一材料和不同于所述第一厚度的第三厚度。
附图说明
6.在结合附图阅读下面的具体实施方式时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各方面。值得注意的是，根据行业的标准实践，各种特征没有按比例绘制。事实上，为了讨论的清楚，各种特征的尺寸可能被任意地增大或缩小了。
7.图1a
‑
图1e是根据本公开的实施例的光刻扫描仪的部分的视图。
8.图2a至图3d是根据本公开的各个方面的光刻扫描仪的反射镜结构的各个实施例
的视图。
9.图4
‑
图6b是示出根据本公开的各个方面的制造反射镜结构的方法的视图。
10.图7是示出根据本公开的各个方面的制造半导体器件的方法的视图。
11.图8
‑
图9是示出根据本公开的各个方面的通过机器学习过程来制造反射镜结构的方法的视图。
具体实施方式
12.以下公开内容提供了许多不同的实施例或示例，以用于实现所提供的主题的不同特征。下文描述了组件和布置的特定示例以简化本公开。当然，这些只是示例，并不旨在进行限制。例如，在下面的描述中在第二特征之上或上形成第一特征可以包括其中第一特征和第二特征以直接接触方式形成的实施例，并且还可以包括其中可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。此外，本公开可以在各个示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，并且本身并不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
13.此外，本文可以使用空间相关术语(例如，“下方”、“之下”、“低于”、“上方”、“上部”等)以易于描述图中所示的一个元件或特征相对于另外(一个或多个)元件或(一个或多个)特征的关系。这些空间相关术语意在涵盖器件在使用或操作中的除了图中所示的定向之外的不同定向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)，并且本文使用的空间相关描述符也可以相应地解释。
14.为了便于描述，在本文中可以使用诸如“大约”、“大致”、“基本上”等之类的术语。本领域普通技术人员将能够理解和得出这些术语的含义。例如，“大约”可以指示尺寸变化为20％、10％、5％等，但是在适当时可以使用其他值。大特征(例如，半导体鳍的最长尺寸)的变化可能小于5％，而非常小的特征(例如，界面层的厚度)的变化可能高达50％，并且两种类型的变化都可能用术语“大约”表示。“基本上”通常比“大约”更严格，使得10％、5％或更小的变化可能是适当的，但不限于此。“基本平面”的特征与直线的偏差可能在10％或更小范围内。具有“基本恒定的浓度”的材料可以沿着一个或多个维度具有在5％或更小范围内的浓度变化。再次，本领域的普通技术人员将能够基于行业知识、当前的制造技术等来理解和推导出这些术语的适当含义。
15.本公开总体上涉及用于制造半导体器件的光刻设备，并且更具体地涉及场小平面反射镜、光瞳(pupil)小平面反射镜、掩模版/掩模、投影反射镜等的反射多层。在高级技术节点中，尺寸按比例缩放(缩小)变得越来越困难。光刻技术采用越来越短的曝光波长，包括深紫外线(duv；大约193
‑
248纳米)、极紫外线(euv；大约10
‑
100纳米；尤其是13.5纳米)和x射线(大约0.01
‑
10纳米)以确保以按比例缩小的尺寸进行精确的图案化。
16.典型的euv扫描仪是一种光刻设备，包括大约10个反射器，例如上面列出的各种反射镜和掩模。每个反射器的反射率通常小于大约70％(例如，参见图1b)，例如大约67％。这样，包括10个反射器的路径上的总反射率可能小于大约2％(r
10
＝0.67
10
≈1.8％)，这意味着euv能量损失超过98％。据观察，由于反射率引起的这种euv能量损失的一些部分是两种效应的结果。第一，在多层反射镜结构中仅使用两种材料，通常是钼和硅。第二，仅采用一个或两个厚度，使得交替的材料层(例如，si、mo、si、mo)在ml反射镜结构的深度上表现出高水
平的周期性。
17.在本公开的实施例中，可以通过消除上述两个限制来实现反射多层中反射率的显著提高。材料的数量可以增加到三种(添加钌)、四种(添加钌和锶)或多于四种。使用更多数量的材料可以使每一层相对于其相邻层进行任意排序/放置。交替层的厚度可以是非周期性的，使得反射多层的每一层相对于反射多层的其他层可以具有任意厚度。在大量设计杠杆(层材料、厚度、层的排序)起作用的情况下，反射多层的反射率可以通过智能使用算法(例如，为搜索反射率的局部和/或全局最大值的随机“路径查找”算法，或基于大数据和神经网络的各种机器学习技术)来进一步增强。在附图中，为简单起见，反射多层被示为平面的。在一些实施例中，一些或所有反射多层可以进一步弯曲，使得反射多层的曲率可以是增加单个反射器反射率的进一步考虑因素。
18.本公开进一步描述了一种使用包括在光刻操作中具有增强的反射率的ml反射镜结构的(一个或多个)反射器来制造半导体器件的方法。该方法通常包括以下操作：在衬底之上沉积掩模层；使用具有增强的反射率的ml反射镜结构来对掩模层进行图案化；以及去除由在图案化操作期间形成的掩模层中的开口所暴露的掩模层下方的层的材料。
19.图1a是根据一些实施例的光刻曝光系统10的示意图和简图。在一些实施例中，光刻曝光系统10是被设计为通过极紫外(euv)辐射来曝光抗蚀剂层的euv光刻系统，并且也可以被称为euv系统10。根据一些实施例，光刻曝光系统10包括光源120、照明器140、掩模台16、投影光学模块(或投影光学盒(pob))30和衬底台24。光刻曝光系统10的元件可以被添加或省略，并且本公开不应当被实施例所限制。
20.在某些实施例中，光源120被配置为生成具有在大约1nm与大约100nm之间的范围内的波长的光辐射。在一个特定示例中，光源120生成euv辐射，其具有以大约13.5nm为中心的波长。因此，光源120也被称为euv辐射源。然而，应当理解，光源120不应当限于发射euv辐射。光源120可以用于执行来自激发目标燃料的任何高强度光子发射。
21.在各种实施例中，照明器140包括各种折射光学组件，例如单个镜头或具有多个反射器100的镜头系统，例如透镜(波带片)或反射光学器件(用于euv光刻曝光系统)，例如单个反射镜或具有多个反射镜的反射镜系统，以便将来自光源120的光引导到掩模台16上，特别是引导到固定在掩模台16上的掩模18上。在其中光源120生成euv波长范围内的光的本实施例中，采用反射光学器件。在一些实施例中，照明器140包括至少三个镜头。
22.掩模台16被配置为固定掩模18。在一些实施例中，掩模台16包括用于固定掩模18的静电吸盘(e
‑
chuck)。这是因为气体分子吸收euv辐射，并且用于euv光刻图案化的光刻曝光系统保持在真空环境中，以避免euv强度损失。在本公开中，术语掩模、光掩模和掩模版可互换地使用。在本实施例中，掩模18是反射掩模。掩模18的一种示例性结构包括具有适当材料的衬底，例如低热膨胀材料(ltem)或熔融石英。在各种示例中，ltem包括tio2掺杂的sio2或其他具有低热膨胀的合适材料。掩模18包括沉积在衬底上的反射多层。
23.投影光学模块(或投影光学盒(pob))30被配置用于将掩模18的图案成像到(固定在光刻曝光系统10的衬底台24上的)半导体晶圆22上。在一些实施例中，pob 30在各种实施例中具有折射光学器件(例如，用于uv光刻曝光系统)或反射光学器件(例如，用于euv光刻曝光系统)。pob 30收集从掩模18射出的光，该光携带在掩模上限定的图案的图像。照明器140和pob 30被统称为光刻曝光系统10的光学模块。在一些实施例中，pob 30包括至少六个
反射光学器件。
24.在本实施例中，半导体晶圆22可以由硅或其他半导体材料制成。替代地或附加地，半导体晶圆22可以包括诸如锗(ge)之类的其他基本半导体材料。在一些实施例中，半导体晶圆22由诸如碳化硅(sic)、砷化镓(gaas)、砷化铟(inas)或磷化铟(inp)之类的化合物半导体制成。在一些实施例中，半导体晶圆22由诸如硅锗(sige)、碳化硅锗(sigec)、磷化镓砷(gaasp)或磷化镓铟(gainp)之类的合金半导体制成。在一些其他实施例中，半导体晶圆22可以是绝缘体上硅(soi)或绝缘体上锗(goi)衬底。
25.此外，半导体晶圆22可以具有各种器件元件。形成在半导体晶圆22中的器件元件的示例包括晶体管(例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、互补金属氧化物半导体(cmos)晶体管、双极结型晶体管(bjt)、高压晶体管、高频晶体管、p沟道和/或n沟道场效应晶体管(pfet/nfet)等)、二极管和/或其他适用元件。执行各种工艺以形成器件元件，例如沉积、蚀刻、注入、光刻、退火和/或其他合适的工艺。在一些实施例中，在本实施例中，半导体晶圆22涂覆有对euv辐射敏感的抗蚀剂层。包括上述那些的各种组件被集成在一起并且可操作以执行光刻工艺。
26.光刻曝光系统10可以进一步包括其他模块，或者与其他模块集成(或耦合)，例如被设计为向光源120提供氢气的清洁模块。氢气有助于减少光源120中的污染。
27.图1b是反射器100的局部视图，该反射器100可以包括在照明器140、掩模18和/或pob 30中。反射器100被配置为反射具有入射能量ei、以入射角θ入射的入射光85。一些入射能量ei被反射器100吸收，并且经反射光86以反射能量er从反射器100的入射表面反射。在一些实施例中，反射器100的反射率是至少75％。在一些实施例中，反射率是至少77％。反射器100的更高的反射率改善了euv系统10的整体吞吐量。例如，对于每个单个反射器100的75％的反射率，对于包括十个反射器100的euv系统10，总反射率超过5.5％(0.75
10
＝5.6％)，与具有67％反射率的反射器100相比，提高了超过三倍。对于77％的反射率，包括十个反射器100的euv系统10表现出超过7％的总反射率(0.77
10
＝7.3％)，与具有67％反射率的反射器100相比大约提高了四倍。
28.反射器100包括反射多层，该反射多层包括被统称为“第一材料层11”或“反射器层11”的第一材料层11a
‑
11e和被统称为“第二材料层12”或“间隔件层12”的第二材料层12a
‑
12e。第一材料层11和第二材料层12可以进一步统称为“材料层11、12”。虽然在图1b中示出了第一材料层11和第二材料层12中的每一者为五个，但是反射器100可以包括更多的第一材料层11和第二材料层12，例如每一者为大约50个，但是在各种实施例中可以存在更少或更多个。在一些实施例中，第一材料层11是钼或包括钼，并且第二材料层12是硅或包括硅。反射多层包括多个膜对，例如钼
‑
硅(mo/si)膜对(例如，钼层11b在每个膜对中在硅层12b或12a之上或之下)。可选地，反射多层可以包括钼
‑
铍(mo/be)膜对，或可配置为反射euv辐射的其他合适的材料。反射器100可以进一步包括设置在反射多层上的用于保护的帽盖层(为了简单起见未具体示出)，例如钌(ru)。当反射器100是掩模18时，反射器100可以进一步包括沉积在反射多层之上的吸收层，例如氮化钽硼(tabn)层。吸收层被图案化以对应于集成电路(ic)的层。替代地，可以在反射多层之上沉积另一反射层并且将另一反射层图案化以对应于集成电路的层，从而形成euv相移掩模。
29.图1c是根据各种实施例的光在反射器100中的反射的详细视图。在图1b中，为了简
化图示，单个箭头表示入射光85，并且第二单个箭头表示经反射光86。对于具有多达一百个总层的反射多层，光的反射是复杂的过程，包括在每个材料界面处的反射和透射，如图1c所示。例如，入射光85在第一材料层11a的上表面111u处部分地反射，该第一材料层11a是最靠近光源(例如，反射器100或光源120)的最上面的第一材料层，以形成经反射光86的第一经反射光86a。入射光85的经透射光87a在到达第一材料层11a的下表面111l之前横穿第一材料层11a，该下表面111l基本上与紧接在第一材料层11a下面的第二材料层12a的上表面112u相接。
30.在第一材料层11a和第二材料层12a之间的界面处，经透射光87a被进一步反射和透射以分别形成内部经反射光88a和经透射光87b。图1c进一步示出了内部经反射光88b、88c。内部经反射光88a
‑
88c可以统称为内部经反射光88。内部经反射光88b是由第一材料层11b反射的，来自于入射在第二材料层12a与第一材料层11b之间的界面上的经透射光87b。在一些实施例中，形成复合光89，其包括来自内部经反射光88c的内部经反射光以及来自内部经反射光88b的经透射光。
31.经透射光86e是当复合光89入射在反射多层与帽盖层或外部环境(例如，真空)之间的界面上时从反射器100逸出的光。通常，包括经反射光86a
‑
86j的经反射光86包括经反射光(例如，第一经反射光86a)、经透射光(例如，经透射光86b、86c、86d)和复合光(例如，复合光86e
‑
86j)的一些组合。
32.基于以上所述，可以对整个反射多层中的所有透射和反射执行严格的计算，以计算反射多层的反射率。该计算可以基于多个参数，包括但不限于入射光波长、入射光强度、入射角、每一层的材料特性(例如，每个第一多层11和第二多层12的消光系数和/或折射系数)、每一层的厚度以及层的顺序。
33.图1d是在折射系数n(横轴)和消光系数k(纵轴)的坐标轴上示出各种材料的材料特性的曲线图。在一些实施例中，基于每一层的材料，可以将两种材料的界面处的反射率近似为折射系数的差。例如，对于具有折射系数n1的第一材料和具有折射系数n2的第二材料的界面，界面处的反射率可以近似为|n1
‑
n2|。通常，为了使反射多层中的每个界面处的反射率最大化，可以观察到相邻层的折射系数n1，n2之间的差异应当较大，并且所有材料的消光系数k应当较低。
34.这样，在一些实施例中，可能期望选择消光系数k<0.02(如图1d中的水平虚线所示)的材料。通常，消光系数k大于0.02的材料不会对反射多层的总反射率提供明显的益处。水平虚线下方的材料具有消光系数k<0.02，并且包括ru、tc、mo、nb、ti、zr、y、sc等。此外，为了在每对两个相邻层之间的界面处实现良好的反射，优选地，相邻层的材料沿着水平轴在它们之间表现出显著的分离。在一些实施例中，反射多层包括钌、钼、锶和/或硅的层，如图1d中通过围绕图上与之对应的各个点的圆圈所示。在一些实施例中，反射多层可以进一步包括铌或另一种合适的材料的层。
35.基于反射多层的反射率的计算，可以通过随机反向设计方法来实现高反射率，该随机反向设计方法通过组合具有任意、非周期材料和厚度顺序的材料层来寻求越来越高的反射率。基于对每种材料类型的薄膜的实际制造的约束，这些厚度可以是下限。这样，钌的下限可以与钼的下限不同，钼的下限可以与锶和硅的下限不同。在图4
‑
图6b中示出了各种随机反向设计过程。
36.图1e示出了图1a的光刻曝光系统10的部分光路，包括掩模台16，在掩模台16之前的两个反射器100a、100b，以及在掩模台16之后的一个反射器100c。反射器100a、100b可以是照明器140的一部分，并且反射器100c可以是投影光学模块30的一部分。
37.图1e的部分光路示出了在由反射器100a、100b，掩模台16和反射器100c反射之后，入射光84变为经反射光88。更具体地，具有入射能量e
i0
的入射光84以入射角θ0(相对于反射器100a的法线(以垂直于图1e中的反射器100a的主表面的虚线表示)而测量)入射到反射器100a上。入射光84被反射器100a部分反射和部分衰减。具有能量e
r0
的经反射光85是入射光84的被反射器100a反射的部分。相对于反射器100b，经反射光85也是具有等于能量e
r0
的入射能量e
i1
的入射光85。入射光85以入射角θ1入射在反射器100b上。入射光85被反射以形成经反射/入射光86，其具有能量e
r1
/e
i2
。入射光86以入射角θ2入射到掩模台16上，并被反射以形成具有能量e
r2
/e
i3
的经反射/入射光87。入射光87以入射角θ3入射在反射器100c上，并被反射以形成具有能量e
r3
/e
i4
的经反射/入射光88。
38.尽管反射器100a
‑
100c和掩模台16中的每一个的反射多层可以是相同的，但是如图1e所示(尽管没有具体标记)，通常反射器100a
‑
100c和掩模台16中的每一个的反射多层可以具有不同的设计。例如，反射器100b可以具有比反射器100a更多、更少或相同数量的层11
‑
14(第一层、第二层、第三层和/或第四层11
‑
14；图2a
‑
2f)，并且可以具有比反射器100c更多、更少或相同数量的层11
‑
14。在一些实施例中，反射器100b具有与反射器100a相比更多、更少或相同数量的层类型，并且具有与反射器100c相比更多、更少或相同数量的层类型。在一些实施例中，反射器100a
‑
100c和掩模台16中的一些具有相同的反射多层设计，而其他具有不同的设计。这样，反射器100a
‑
100c和掩模台16中的每一个可以被独立地设计，以基于相对于紧接在前和/或紧接在后的反射器或掩模台的相对位置和/或入射角θ0‑
θ3来获得高反射率。在一些实施例中，反射器100a
‑
100c或掩模台16中的一些包括非周期性且非交替的反射多层。在一些实施例中，反射器100a
‑
100c或掩模台16中的一些包括非周期性且交替的反射多层。在一些实施例中，反射器100a
‑
100c或掩模台16中的一些包括周期性且交替的反射多层。
39.从系统角度来看，考虑到反射器之间的距离、入射角、反射器的曲率等，可以将单个反射器100a
‑
100c和/或掩模台16设计为具有高反射率，并且还可以将整个光路设计为具有高反射率。
40.图2a、图2c和图2e是根据各种实施例的反射多层20a、20b、20c的局部截面图。图2b、图2d和图2f分别是反射多层20a、20b、20c的区域200a、200b、200c的放大图。如上所述，反射多层20a、20b、20c的设计可能取决于许多因素。这样，尽管图2a
‑
图2f的视图示出了与特定实施例有关的各种特征，但是不应当将其理解为限于任何一种特定设计或配置。
41.在图2a中，示出了反射多层20a，其包括两种类型的材料层11、12。在一些实施例中，第一材料层11是钼层，并且第二材料层12是硅层。沿着z方向测量的每个材料层11、12的厚度可以沿着水平面基本恒定，例如沿着如图2a中所示的x方向，并且进一步沿着与x方向和z方向两者正交的y方向(未具体标记)。每个材料层11a
‑
11i可以在工艺限制内具有任意厚度，并且每个材料层12a
‑
12i可以在工艺限制内具有任意厚度。在一些实施例中，第一材料层11和第二材料层12的厚度t
11a
‑
t
12i
各自至少约为5埃，并且材料层11、12通过ald工艺而沉积。在一些实施例中，厚度t
11a
‑
t
12i
低于5埃会出现空隙或其他不均匀性，从而降低产量。
在一些实施例中，第一材料层11的厚度在约20埃至约40埃的范围内。在一些实施例中，第二材料层12的厚度在约30埃至约45埃的范围内。参考图3a提供了反射多层20a上的厚度和变化的进一步描述。
42.如图2a和图2b所示，在仅包括两种类型的材料层11、12的反射多层20a的配置中，材料层11、12沿着z方向交替。这样，材料层12c在材料层11c的下面，材料层11c在材料层12b的下面，材料层12b在材料层11b的下面，等等。除了反射多层20a的顶层和底层之外，每个中间第一材料层11直接接触其上方的第二材料层12和其下方的第二材料层12。例如，第一材料层11b与第二材料层12a和第二材料层12b直接接触。同样，第二材料层12b与第一材料层11b和第一材料层11c直接接触。这样，可以说反射多层20a对于材料而言是交替的和周期性的。
43.在图2b中，由于仅包括两种类型的材料层11、12，因此可以说反射多层20a包括多个具有任意周期p
a
、p
b
、p
c
、...、p
i
的双层。每个周期(例如，周期p
b
)是两个层的厚度(例如，第一材料层11b的厚度t
11b
和第二材料层12b的厚度t
12b
)之和。因为厚度t
11a
‑
t
12i
是任意的，所以周期p
a
、p
b
、p
c
、...、p
i
是任意的，并且每个双层的周期可以大于、小于或等于上覆的或下方的(相邻的)双层。例如，如图2b所示，与包括第一材料层11b和第二材料层12b的双层相对应的周期p
b
小于与包括第一材料层11c和第二材料层12c的双层相对应的周期p
c
。在一些实施例中，周期p
a
和周期p
c
相同，但是第一材料层11a、11c具有不同的厚度，并且第二材料层12a、12c具有不同的厚度。可以说反射多层20a对于厚度而言是非交替的。通常，反射多层20a具有至少一个双层，该双层的周期不同于反射多层20a的剩余多层中的一些或全部的周期。这样，也可以说反射多层20a对于厚度而言是非周期性的。在一些实施例中，双层非周期性的程度可以被计算为每个双层的周期在平均值上下的偏差。关于图3d提供了双层非周期性的程度的更详细描述。
44.在图2c和图2d中，分别以截面图示出了反射多层20b，并且以放大图示出了区域200b。反射多层20b在材料层11、12、13中包括三种不同的材料。上面参考图2a和图2b详细描述了第一材料层11和第二材料层12。在一些实施例中，第三材料层13是钌层。沿着z方向测量的第三材料层13的厚度可以沿着水平面基本恒定，例如沿着如图2c中所示的x方向，并且进一步沿着与x方向和z方向两者正交的y方向(未具体标记)。每个材料层13a
‑
13i可以在工艺限制内具有任意厚度。在一些实施例中，第三材料层13的厚度t
13a
‑
t
13i
(未具体标记)各自至少约为5埃，并且第三材料层13通过ald工艺而沉积。在一些实施例中，厚度t
13a
‑
t
13i
低于5埃会出现空隙或其他不均匀性，从而降低产量。在一些实施例中，在反射多层20b中，第一材料层11的厚度在约5埃至约35埃的范围内。在一些实施例中，第二材料层12的厚度在约25埃至约50埃的范围内。在一些实施例中，第三材料层13的厚度在约5埃至约50埃的范围内。参考图3b提供了反射多层20b上的厚度和变化的进一步描述。
45.进一步参考图2d，如区域200b所示，反射多层20b可以理解为对于厚度和材料而言是非周期性的并且是非交替的。如图所示，第三材料层13a与第一材料层11a接触，并且与第二材料层12a接触。在一些实施例中，第三材料层13a被称为在第一材料层11a和第二材料层12a之间。转向第一材料层11b和第二材料层12b，在第一材料层11b和第二材料层12b之间没有第三材料层。第一材料层11b接触第二材料层12a和第二材料层12b。这样，反射多层20b对于材料而言是非交替的。同样，反射多层20b对于材料而言是非周期性的。
46.参考图1d的曲线图，钼和钌彼此相对靠近，处于曲线图的左下侧。这样，再次参考图2d，在每两个第二材料层12(例如，硅)之间，第一材料层11(例如，钼)或第三材料层13(例如，钌)中的至少一层可以位于中间。例如，单个第一材料层11b在第二材料层12a、12b之间。第一材料层11c和第三材料层13b在第二材料层12b、12c之间。在一些实施例中，尽管未在图2d中具体示出，但是单个第三材料层13可以位于两个相邻的第二材料层12之间，使得第三材料层13接触上方的第二材料层12和下方的第二材料层12。这样，图2d的反射多层20b可以被认为是双层的堆叠，每个双层包括第二材料层12(或“间隔件层12”)和至少一个第一或第三材料层11、13(或“反射层11、13”)。由于每个双层的反射器层11和/或13的材料的变化，反射多层20b对于材料而言是非周期性的。
47.在图2e和图2f中，分别以截面图示出了反射多层20c，并且以放大图示出了区域200c。反射多层20c在材料层11、12、13、14中包括四种不同的材料。上面参考图2a
‑
图2d详细描述了第一材料层11、第二材料层12和第三材料层13。在一些实施例中，第四材料层14(也称为“间隔件层14”)是锶层。沿着z方向测量的第四材料层14的厚度可以沿着水平面基本恒定，例如沿着如图2e中所示的x方向，并且进一步沿着与x方向和z方向两者正交的y方向(未具体标记)。每个材料层14a
‑
14i可以在工艺限制内具有任意厚度。在一些实施例中，第四材料层14的厚度t
14a
‑
t
14i
(未具体标记)各自至少约为5埃，并且第四材料层14通过ald工艺而沉积。在一些实施例中，厚度t
14a
‑
t
14i
低于5埃会出现空隙或其他不均匀性，从而降低产量。在一些实施例中，在反射多层20c中，第一材料层11的厚度在约5埃至约35埃的范围内。在一些实施例中，第二材料层12的厚度在约15埃至约50埃的范围内。在一些实施例中，第三材料层13的厚度在约5埃至约50埃的范围内。在一些实施例中，第四材料层14的厚度在约5埃至约40埃的范围内。参考图3c提供了反射多层20c上的厚度和变化的进一步描述。
48.参考图1d的曲线图，硅和锶彼此相对靠近，处于曲线图的右下侧。这样，再次参考图2f，反射多层20c可以被认为是双层的堆叠，每个双层包括至少一个第二或第四材料层12、14(或“间隔件层12、14”)和至少一个第一或第三材料层11、13(或“反射器层11、13”)。在图2g
‑
图2l中示出了根据各种实施例的双层30a
‑
30f的示例。再次参考图2f，第一材料层11(例如，钼)或第三材料层13(例如，钌)中的至少一层可以在至少两个间隔件层12、14(例如，硅、锶)之间。例如，单个第三材料层13a在间隔件层12c、14c与间隔件层12d、14d之间。由于每个双层的反射器层11和/或13以及间隔件层12和/或14的材料变化，反射多层20c对于材料而言是非周期性的。
49.图3a
‑
图3d是分别示出反射多层20a
‑
20c的设计的图，特别是分别示出反射多层20a
‑
20c中的第一材料层、第二材料层、第三材料层和/或第四材料层11
‑
14的相对厚度和顺序的曲线图300a
‑
300c。在一些实施例中，第一材料层11是钼，第二材料层12是硅，第三材料层13是钌，并且第四材料层14是锶。如前所述，材料层11
‑
14的顺序和厚度是任意的，并且可以取决于多种因素，包括入射光的波长、入射光的入射角、与前一反射器的距离、至下一反射器的距离以及其他适当的因素。这样，图3a
‑
图3d中所示的每种配置表示一个解决方案，基于反射多层20a
‑
20c所特有的因素，该方案可能对于高反射率是全局或局部最优的，但是如果这些因素中的即使一个被显著地改变(例如，在任何方向上的变化超过了大约1％)，该方案可能就不是全局或局部最优的。
50.通常，反射多层20a
‑
20c可以包括至少一个区域，例如，沿着z轴从第一深度到第二
深度(例如，参见图2e)。在每个区域中，材料层11
‑
14中的每一个可以表现出多种趋势中的一种或多种。例如，在包含大约10层(每一层为材料层11
‑
14中的至少两个)的单个区域中，趋势可以至少包括幅度斜率趋势和变化趋势。在一些实施例中，幅度斜率趋势可以是向上、向下或横向的，其中材料层11
‑
14中的任何一个的平均厚度可以大致增加(例如，斜率>0.1埃/层)，减小(例如，斜率<
‑
0.1埃/层)，或在该区域上保持大致相同(例如，
‑
0.1埃/层<斜率<0.1埃/层)。在一些实施例中，变化趋势可以是大的或小的，使得该区域中的平均厚度周围的厚度的变化分别是高或低。
51.在图3a中，第一条线311a按从第一材料层11a到第一材料层11n(参见图2a)的顺序示出了第一材料层11的平均厚度，第一材料层11n可以是反射多层20a上距离入射光最远的第一材料层11。第二条线312a按从第二材料层12a到第二材料层12n(参见图2a)的顺序示出了第二材料层12的平均厚度，第二材料层12n可以是在反射多层20a上距离入射光最远的第二材料层12。上带线311a_u、312a_u分别示出了与由第一条线311a和第二条线312a示出的平均厚度的上部厚度偏差。在一些实施例中，上部厚度偏差是最大偏差、第一偏差或它们之间的另一偏差。下带线311a_l、312a_l分别示出了与由第一条线311a和第二条线312a示出的平均厚度的下部厚度偏差。在一些实施例中，下部厚度偏差是最大偏差、第一偏差或它们之间的另一个偏差。
52.在一些实施例中，第一材料层11与第二材料层12交替，并且第一材料层11和第二材料层12中的每一个具有任意厚度。在一些实施例中，第一材料层11基本上都比第二材料层12更薄。例如，大于90％的第二材料层12可以比最厚的第一材料层11更厚。在一些实施例中，大于90％的第二材料层12比第一材料层11的平均厚度更厚。在一些实施例中，使间隔件层12通常比反射器层11更厚，从而提供了包括反射多层20a的反射器100的更好的总反射率。
53.如图3a中进一步示出的，仅包括第一材料层11和第二材料层12的反射多层20a可以包括至少两个不同的区域301a、302a。在图3a所示的实施例中，反射多层20a的第一区域301a可以包括在分隔线350a的左侧的第一材料层11和第二材料层12。第二区域302a可以包括在分隔线350a的右侧的材料层11、12。在分隔线350a的左侧的第一区域301a中，材料层11的幅度斜率可以稍微向下，并且材料层11的厚度可以具有实质性的变化。材料层12的幅度斜率可以稍微向上，并且材料层12的厚度可以具有显著变化。在第二区域302a中，材料层11、12的幅度斜率可以基本上是横向的(稍微向下或稍微向上)，并且材料层11、12的厚度的变化趋势可以是低的。
54.在一些实施例中，可以将变化(或“变化系数(cv)”)量化为标准偏差除以平均值。出于举例说明的目的，在第一区域301a中的第一材料层11的平均厚度可以为大约31nm，并且在第一区域301a中的第一材料层11的厚度的标准偏差可以为大约2.3nm，使得第一区域301a中的第一材料层11的变化为大约7.4％。在第二区域302a中，第一材料层11的平均厚度可以为大约27nm，并且标准偏差可以为大约0.2nm，使得第二区域302a中的第一材料层11的变化为大约0.74％，或者第一区域301a中的变化的大约十分之一。对于第二材料层12，第一区域301a中的那些可以具有大约4.8％的变化，并且第二区域302a中的那些可以具有大约1.7％的变化，或者第一区域301a中的变化的大约三分之一。在一些实施例中，第一区域301a中的材料层11、12的厚度变化在大约2％至大约20％的范围内，并且第二区域302a中的
材料层11、12的厚度变化在大约最小工艺变化(例如，0.01％)至大约10％的范围内。材料层11、12的厚度变化小于约2％可能导致反射率的增加不足。
55.图3d示出了与图3a的曲线图300a相对应的直方图390a，其可以进一步有助于描述跨越反射多层20a中的所有层的厚度变化。反射多层20a的直方图390包括多个非重叠的厚度范围r1
‑
r9。厚度范围r1
‑
r9的每个厚度范围可以例如为大约1埃宽，而不排除大于或小于大约1埃的其他合适的宽度。线350d示出了材料层11、12的平均厚度。线351d、352d分别表示低于和高于平均厚度的一个标准偏差。作为非限制性示例，由线350d表示的平均厚度可以是大约69.5nm，并且标准偏差可以是大约1.5nm，对应于大约2.2％的厚度变化。
56.在图3b中，曲线图300b描绘了分别与图2c
‑
图2d的反射多层20b的第一材料层11、第二材料层12和第三材料层13的平均厚度相对应的第一条线311b、第二条线312b和第三条线313b。上带线311b_u、312b_u、313b_u分别示出了与第一条线311b、第二条线312b和第三条线313b所示的平均厚度的上部厚度偏差。在一些实施例中，上部厚度偏差是最大偏差、第一偏差或它们之间的另一偏差。下带线311b_l、312b_l、313b_l分别示出了与第一条线311b、第二条线312b和第三条线313b所示的平均厚度的下部厚度偏差。在一些实施例中，下部厚度偏差是最大偏差、第一偏差或它们之间的另一偏差。
57.在一些实施例中，第一材料层11不必与第二材料层12和/或第三材料层13交替，并且第一材料层11、第二材料层12和第三材料层13中的每一个具有任意厚度。在一些实施例中，第一材料层11基本上都比第二材料层12更薄。例如，大于90％的第二材料层12可以比最厚的第一材料层11更厚。在一些实施例中，大于90％的第二材料层12比第一材料层11的平均厚度更厚。在一些实施例中，第三材料层13基本上都比第二材料层12更薄。例如，大于90％的第二材料层12可以比最厚的第三材料层13更厚(这种情况在图3b中未具体示出)。在一些实施例中，大于90％的第二材料层12比第三材料层13的平均厚度更厚。通常，从图3b可以理解，由线311b、313b示出的反射器层11、13不如间隔件层12厚。然而，反射器层11、13的一小部分(例如，<10％)的厚度可以大于间隔件层12的平均厚度。
58.进一步参考图3b，描绘了五个不同的区域301b
‑
305b，其突出了反射多层20b的组成的关于第一材料层、第二材料层和第三材料层11
‑
13的顺序和相对厚度的某些特性。在线350b左侧的第一区域301b中，仅包括第三材料层13和第二材料层12的层。在第一区域301b中不存在第一材料层11的中间层。在一些实施例中，第一区域301b可以仅包括第一材料层11和第二材料层12的层，而不存在第三材料层13的中间层。此外，第二材料层12和第三材料层13的平均厚度在第一区域301b中大约相似(例如，彼此在大约20％以内)。
59.在线350b和351b之间的第二区域302b中，第一材料层11的层首先存在于反射多层20b中。在第二区域302b中，第三材料层13的厚度具有向下的幅度斜率趋势，并且第一材料层11和第二材料层12的厚度各自具有在总体上向上的幅度斜率趋势。
60.在线351b和352b之间的第三区域303b中，大多数(例如，>90％)的反射器层11、13的厚度基本上低于间隔件层12。在一些实施例中，反射器层11、13中的任一个的平均厚度比间隔件层12的平均厚度薄至少约20％。在一些实施例中，在第三区域303b中第一材料层11通常比第三材料层13更厚，使得第一材料层11的平均厚度比第三材料层13的平均厚度大至少约10％。
61.在线352b和353b之间的第四区域304b中，第二材料层12和第三材料层13具有通常
横向的幅度斜率趋势，并且厚度变化小。第一材料层11具有高的厚度变化，并且具有横向幅度倾斜趋势。第二材料层12的平均厚度大于第一材料层11的平均厚度，第一材料层11的平均厚度又大于第三材料层13的平均厚度。
62.在线353b右边的第五区域305b中，第一材料层、第二材料层和第三材料层11
‑
13都呈现出基本上横向的幅度斜率趋势和低厚度变化。在一些实施例中，反射多层20b在距离光入射在其上的表面最远的区域(例如，第五区域305b)中具有最小的厚度变化。
63.在图3c中，曲线图300c分别描绘了与图2e
‑
图2f的反射多层20c的第一材料层11、第二材料层12和第三材料层13和第四材料层14的平均厚度相对应的第一条线311c、第二条线312c、第三条线313c和第四条线314c。上带线311c_u、312c_u、313c_u、314c_u分别示出了与第一条线311c、第二条线312c、第三条线313c和第四条线314c所示的平均厚度的上部厚度偏差。在一些实施例中，上部厚度偏差是最大偏差、第一偏差或它们之间的另一偏差。下带线311c_l、312c_l、313c_l、314c_l分别示出了与第一条线311c、第二条线312c、第三条线313c和第四条线314c所示的平均厚度的下部厚度偏差。在一些实施例中，下部厚度偏差是最大偏差、第一偏差或它们之间的另一偏差。
64.由于材料层11
‑
14中的每一个在反射多层20c中可以具有任意的厚度和顺序，所以曲线图300c在许多方面可以与曲线图300a、300b中的一个或两个相似。出于说明的目的，在图3c中突出显示了反射多层20c的区域301c，其可以是中间区域。在一些实施例中，中间区域301c可以包括材料层11
‑
14中的至少一个的极少层。如图3c所示，在一些实施例中，反射多层20c包括中间区域301c，该中间区域301c具有第三材料层13(其是反射器层)的稀疏(sparse)层(由点313i表示)。在一些实施例中，这可能是由于不同材料的相邻反射器层智能地重组为单个材料的单个反射器层(参考图6a至图6b进一步描述)，例如第一材料层11，其可以是钼层。这进一步突出了反射多层20c的非周期性，其中一些反射器/间隔件双层可以包括所有四个材料层11
‑
14，而其他可以仅包括三个材料层，例如材料层11、12、14。在一些实施例中，在反射多层20c的至少一个区域中，至少一个材料层(例如，材料层13)可以以该区域中总层的约1％至该区域中总层的约15％的范围而存在。材料层中的至少一个以所述范围内的百分比存在可以改善制造产量和成本，同时保持包括反射多层20c的反射器100的高反射率。在一些实施例中，该区域的总层数在约20层至约100层的范围内。
65.图4
‑
图6b是示出根据各种实施例的用于形成反射多层的过程40的各种视图。图4是过程40的流程图，图5示出了与图4的操作412相对应的曲线图，并且图6a
‑
图6b是示出与图4的操作414相对应的第一材料层、第二材料层、第三材料层和/或第四材料层11
‑
14的重组的视图。过程40可以由计算系统执行，该计算系统可以包括处理器，例如通用中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)或专用集成电路(asic)、随机存取存储器(ram)和至少一条通信总线，该通信总线被配置为在处理器和ram之间提供双向信号传输。
66.在图4中，过程40从操作400开始，在操作400中，提供了反射多层结构m，该反射多层结构m也可以被称为“初始反射多层结构m”。在一些实施例中，通过建立数据对象来提供反射多层结构m，该数据对象包括表示各个材料层的数据结构的阵列或列表。在一些实施例中，每个数据结构至少包括所表示的材料层的位置(例如，整数0至99)、材料(例如，钼、硅等)以及厚度(例如，30nm)。在一些实施例中，每个数据结构包括深度(例如，0.00nm至50000.00nm)，其可以代替位置或除了位置之外被记录。
67.在一些实施例中，在操作400中，通过建立与材料层的位置、深度、材料和厚度有关的设计约束(或规则)来进一步提供反射多层结构m。例如，可以基于制造能力来为每种材料设置最小和/或最大厚度，和/或可以设置最大的总层数，和/或可以基于紧接其前的指定材料层的材料来设置材料选择排除。材料选择排除可以是建立的规则，这种建立的规则减少了在随机化期间用于层的可用材料的池。例如，如果为第一层随机选择了第一材料层11的材料，则材料选择排除可以为紧接其后的第二层考虑去除第一材料层11的材料，使得第二层的材料只能从与第二材料层、第三材料层或第四材料层12
‑
14相对应的材料中随机选择。在另一示例中，去除可以基于第一层是反射器层11、13还是间隔件层12、14，使得第二层可以分别仅是间隔件层12、14或反射器层11、13。
68.在一些实施例中，通过为每个位置的材料或厚度中的至少一种分配随机值来进一步提供反射多层结构m。例如，位置0处的材料层可以被随机地分配钼作为材料，并且可以被随机地分配22nm作为厚度。然后，位置1处的材料层可以被随机地分配硅作为材料，并且可以被分配40nm的固定厚度作为厚度。位置2处的材料层可以被随机地分配钼，厚度为25nm。该分配操作可以继续直到达到固定数量的层，或者达到最小数量(例如，60)和最大数量(例如，100)之间的随机数量(例如，75)的层。
69.在一些实施例中，可以将周期性的交替配置分配给反射多层结构m的层。例如，该配置可以包括固定数量的第一材料层、第二材料层、第三材料层和第四材料层11
‑
14的交替层，每个都具有相同的厚度。选择这样的配置可以显著减少操作400的处理负担。
70.在操作410中，采用至少一种技术来找到最佳的中间反射多层结构m’(或“中间反射多层结构配置m
’”
)。技术412可以包括反向设计技术，例如局部最大路径查找算法、全局最大路径查找算法和/或机器学习算法。如上所述，技术412可能受到可制造性约束414的约束，该可制造性约束414可以包括至少最小厚度约束和层数约束。制造约束414可以通知其他技术，例如层内重组和/或层间重组，这将参考图6a
‑
图6b进行更全面地描述。
71.图5示出了与图4的操作420、430、440、450相对应的局部和全局最大路径查找算法。在图5中，示出了在垂直轴上具有反射率并且在水平轴上具有候选物的曲线图。初始反射多层结构m和随后的中间反射多层结构m’中的每一个都是候选物。
72.在一些实施例中，局部最大路径查找算法可以接收初始反射多层结构m或中间反射多层结构m’，改变至少一个材料层的至少一个参数(位置、深度、材料、厚度)，并通过参考图1c所述的技术来计算反射率r，对应于图4的操作410。初始反射多层结构m或中间反射多层结构m’的改变的每个周期以及反射率r的相应计算可以被称为路径查找周期。在一些实施例中，可以设置一定数量的路径查找周期，例如1000个周期、10000个周期或另一适当数量的路径查找周期，此后可以终止路径查找算法，并且可以确定并保存所有路径查找周期的最佳反射多层结构m*，以用于制造反射器100。在一些实施例中，路径查找算法在没有找到明显改善的一定数量的路径查找周期之后终止，例如100个周期、10个周期或另一合适数量的周期，这可以对应于图4中从操作420到操作430的过渡。
73.在一些实施例中，该改变可以应用于单个层，从而改变该层的材料、位置、深度或厚度。在一些实施例中，该改变可以应用于多层。在一些实施例中，该改变是随机的。例如，该改变可以影响层的随机数量，和/或每个层的材料、位置、深度和/或厚度。在一些实施例中，该改变可以包括交换层。例如，位置0处的第一层和位置50处的第二层可以交换，以使改
变后的第一层占据位置50，而第二层占据位置0。在一些实施例中，该改变受到可制造性约束414的约束。在一些实施例中，该改变包括添加或去除层。例如，可以去除位置50处的第二层，使得在改变之后原本位于位置51处的第三层占据位置50，并且中间反射多层结构m’的总层数减少了一层。
74.一些改变提高了反射率，而其他改变降低了反射率，这可以对应于图4的操作420。例如，如图5所示，对初始反射多层结构m执行一个或多个改变，反射率提高(对应于图4中从操作420到操作430的转变)，并且发现第一局部最大值520具有反射率r
max_local(0)
，它大于初始反射多层结构m的初始反射率r0。在一些实施例中，在达到使中间反射多层结构m’的反射率降低的改变之前，发生许多改变(或改变/计算周期，例如>100个周期)。第一局部最大值520可以对应于在紧接其后的退化改变之前的最后的最佳中间反射多层结构m’。每个中间反射多层结构m’可以存储在ram中，包括所有层的参数和计算出的反射率。
75.图5进一步示出了全局最大路径查找算法。在识别出第一局部最大值520之后，多个路径查找周期可能最初导致反射率r的下降，随后是导致反射率r提高的多个路径查找周期。在提高反射率r的一个或多个路径查找周期之后，第二局部最大值521可以被标识为具有大于与第一局部最大值520相对应的反射率r
max_local(0)
的反射率r
max_local(1)
。再次，可能经过其中反射率r下降的多个路径查找周期，随后是在识别与反射率r
max_global
相对应的全局最大值530时达到顶点的多个路径查找周期，该全局最大值530大于曲线图500中的任何其他局部最大值520、521。与全局最大值530相对应的最佳反射多层结构m*的识别和记录/存储可以分别对应于图4的操作420和操作440。在识别和记录/存储最佳反射多层结构m*之后，过程40可以在操作450处终止。
76.在一些实施例中，如果经过其中通过改变中间反射多层结构m’的层而使反射率r没有显著改善的多个路径查找周期，则可能希望避开局部最大值，例如第一局部最大值520。为了避开局部最大值，可以应用强改变，其中大量层受到强改变的影响。例如，强改变可以包括同时使中间反射多层结构m’的至少10％的层的位置、材料和/或厚度随机化。施加强改变可能最初会导致反射率r显著降低，随后在后续的路径查找周期中会大幅提高反射率r。
77.在一些实施例中，在其中记录/存储了最佳反射多层结构m*的操作450之后，按照所记录/存储的最佳反射多层结构m*的设计来制造反射多层，例如反射多层20a
‑
20c之一，对应于图4的操作460。例如，最佳反射多层结构m*可以是包含关于材料层11
‑
14的位置、材料和厚度的信息的(一个或多个)数字文件，例如在图3b中以图形形式表示。
78.在一些实施例中，操作460包括沉积具有第一材料和第一厚度的第一材料层，沉积具有第二材料和第二厚度的第二材料层，依此类推，直到分别沉积了反射多层20a
‑
20c的所有材料层11
‑
12、11
‑
13、11
‑
14。可以在已完成的反射多层20a
‑
20c上执行进一步的制造操作，例如添加帽盖层，或将反射多层20a
‑
20c封装在例如保护性封装件中。
79.转向图6a
‑
图6b，在一些实施例中，作为操作410的一部分，对中间反射多层结构m’中的至少两层(通常是相邻层或附近层)执行重组。重组可以实现许多益处，包括当中间反射多层结构m’等于或接近层数约束时恢复层数预算。在一些实施例中，层数约束是可以包括在与反射多层20a
‑
20c相对应的最佳反射多层结构m*中的最大层数。重组还可以例如通过以下方式来提高制造成品率：将处于最小厚度约束的至少一层与另一层进行组合而产生
单个较厚的层，从而通常可以更容易地以高均匀性来制造。
80.图6a示出了根据各种实施例的层内重组600a。如图所示，反射多层20c包括三个周期p1、p2、p3，每个周期包括两层。第一周期p1包括在第一材料层11a上面的第三材料层13a。第二周期p2包括在第一材料层11a下面并且在第二材料层12a上面的第四材料层14a。第三周期p3包括在第二材料层12a下面并且在第一材料层11b上面的第三材料层13b。第二周期p2的第四材料层14a和第二材料层12a两者都是间隔件层12、14，但是是不同的材料，并且具有不同的厚度。第四材料层14a的第一厚度可能等于或接近最小厚度约束，并且第二材料层12a的第二厚度明显大于第一厚度。这样，第四材料层14a可以与第二材料层12a重组以形成厚度基本上等于第一和第二厚度之和的经重组的第二材料层12a’。在一些实施例中，层内重组600a包括去除诸如第四材料层14a之类的一层，以及增加诸如第二材料层12a之类的另一层的厚度。在一些实施例中，层内重组600a包括将诸如第四材料层14a之类的一层的材料从锶改变为硅，并且将这一层与诸如第二材料层12a之类的另一层合并。产生经重组的第二材料层12a’的层内重组600a去除了一个制造操作(一层而不是两层)，去除了相对较难制造的层，并且使相对较容易制造的层变厚，从而使其更容易制造。
81.图6b示出了根据各种实施例的层间重组600b。如图所示，反射多层20c包括四个周期p1、p2、p3、p4，每个周期包括一层或两层。第一周期p1包括在第二材料层12a上面的第四材料层14a。第二周期p2包括在第二材料层12a下面的第三材料层13a。第三周期p3包括在第三材料层13a下面的第二材料层12b。第四周期p4包括在第二材料层12b下面并且在第一材料层11a上面的第三材料层13b。第三材料层13a和第二材料层12b可能等于或接近最小厚度约束。这样，从制造的角度来看，可能希望分别将相对较薄的第二材料层12b和第三材料层13a与相对较厚的第二材料层12a和第三材料层13b重组。
82.在层间重组600b之后，反射多层20c’包括少了两个的周期：第一周期p1’和第四周期p4’。第一周期p1’可以包括原始第四材料层14a以及厚度基本上等于第二材料层12a、12b的厚度之和的经重组的第二材料层12a’。第四周期p4’可以包括原始第一材料层11a以及厚度基本上等于第三材料层13a、13b的厚度之和的经重组的第三材料层13b’。在一些实施例中，层间重组600b包括去除诸如第三材料层13a和第二材料层12b之类的两层，以及增加诸如第二材料层12a和第三材料层13b之类的两层的厚度。在一些实施例中，层间重组600b包括改变两层的位置，例如交换第三材料层13a和第二材料层12b的位置，以及将经交换的层分别与诸如第三材料层13b和第二材料层12a之类的另一两层合并。产生经重组的第二材料层12a’和经重组的第三材料层13b’的层间重组600b去除了两个制造操作(两层而不是四层)，去除了两个相对较难制造的层，并且使两个相对较容易制造的层变厚，从而使其更容易制造。
83.在一些实施例中，重组600a、600b导致反射多层20a
‑
20c的反射率较小但可测量的下降。这样，当所得到的反射多层20a
‑
20c的反射率的下降小于大约0.01％时，可以保持重组600a、600b。对于包括至少十个反射器100的光刻曝光系统10，并且假设每个反射器100进行十次重组，在光路上的下降为大约1％。在一些实施例中，可以建立重组预算，由此反射器100的反射率的整体下降不超过阈值，例如大约0.1％，使得包括十个反射器100的光路上的下降不超过大约1％。在一些实施例中，当由于重组引起的下降大于大约0.01％时，放弃重组。
84.图7是通过包括至少一个反射多层20a
‑
20c的光刻曝光系统10来制造半导体器件的过程70的流程图。在操作700中，将掩模层沉积在衬底之上。掩模层可以包括硬掩模(例如，sin)以及一个或多个光致抗蚀剂层，其可以包括抗反射层。半导体器件通常包括在衬底上和衬底中的半导体、电介质和导体材料的经图案化层。在通过例如蚀刻系统进行图案化之前，可以在材料层之上沉积掩模层。沉积可以包括任何合适的沉积工艺，例如cvd、pvd、旋涂等。
85.在沉积掩模层之后，在操作710中，通过包括至少一个反射多层20a、20b、20c的光刻曝光系统10在掩模层中形成开口，该至少一个反射多层20a、20b、20c具有至少三个厚度基本不同的层。如参考图2f
‑
图2l所描述的，第一材料层、第二材料层、第三材料层和第四材料层11
‑
14的位置、深度、材料和厚度可以是非周期性的并且是非交替的。可以通过以下方式来形成开口：将掩模层暴露于掩模台16的图案，然后去除掩模层的暴露或未暴露的部分。在去除暴露或未暴露的部分之后，掩模层的剩余部分包括开口。
86.在形成开口之后，在操作720中，去除由开口暴露的材料。该材料可以是通过(一个或多个)光致抗蚀剂层中的开口暴露的硬掩模的材料。该材料可以是通过(一个或多个)光致抗蚀剂层中的开口暴露的半导体、电介质或导体层的材料。过程70可以重复多次以图案化半导体器件的单层，并且也可以重复多次以图案化多层。
87.图8是根据一个实施例的系统3324的框图，该系统3324可以是用于执行图4的过程40的控制系统。控制系统3324利用机器学习来调节中间反射多层结构m’的参数。
88.在一个实施例中，控制系统3324包括分析模型3302和训练模块3304。训练模块3304利用机器学习过程来训练分析模型3302。机器学习过程对分析模型3302进行训练以选择用于操作410的参数，这些参数将导致具有所选特性(例如，高反射率r)的中间反射多层结构m’。尽管训练模块3304被示出为与分析模型3302分离，但是实际上，训练模块3304可以是分析模型3302的一部分。
89.控制系统3324包括或存储训练集数据3306。训练集数据3306包括历史反射器数据3308和历史环境条件数据3310。历史反射器数据3308包括与由操作410产生的中间反射多层结构m’有关的数据。历史环境条件数据3310包括与其中要操作中间反射多层结构m’的经模拟环境有关的数据。如将在下面更详细地阐述的，训练模块3304利用历史反射器数据3308和历史环境条件数据3310而利用机器学习过程来训练分析模型3302。
90.在一个实施例中，历史反射器数据3308包括与材料层的位置、深度、材料和/或厚度有关的数据。例如，可以在几个小时或几天的过程中生成(初始化或改变)成千上万个中间反射多层结构m’。每个中间反射多层结构m’可以包括厚度、材料以及位置和/或深度不同的材料层。在每一代之后，计算中间反射多层结构m’的反射率。历史反射器数据3308包括例如通过操作410生成的每个中间反射多层结构m’的每个层的参数。因此，历史反射器数据3308可以包括由操作410生成的大量中间反射多层结构m’的厚度、材料、深度和位置数据。
91.在一个实施例中，历史反射器数据3308还可以包括与操作410中的材料层的重组有关的数据。例如，改变过程可以包括大量的重组，在重组期间，中间反射多层结构m’的各个材料层被合并和/或重新布置。历史反射器数据3308可以包括在各个路径查找周期或路径查找周期组之后的中间反射多层结构m’的反射率数据。因此，历史反射器数据3308不仅包括与在路径查找过程完成之后的中间反射多层结构m’的总反射率有关的数据，而且还可
以包括与在路径查找过程的各个阶段处的中间反射多层结构m’的反射率有关的数据。
92.在一个实施例中，历史环境条件数据3310包括在中间反射多层结构m’的操作期间与历史反射器数据3308相关联的各种环境条件或参数。因此，对于具有历史反射器数据3308中的数据的每个中间反射多层结构m’，历史环境条件数据3310可以包括在反射率的计算期间存在的环境条件或参数。例如，历史环境条件数据3310可以包括与周围大气、入射光的入射角、入射光的波长、中间反射多层结构m’的光路中的位置等有关的数据。
93.在一个实施例中，训练集数据3306将历史反射器数据3308与历史环境条件数据3310链接。换句话说，历史反射器数据3308中的与中间反射多层结构m’相关联的材料层厚度、材料成分、层深度或位置被链接(例如，通过标记)到环境条件数据3310和与该中间反射多层结构m’相关联的反射率数据。如将在下面更详细地阐述的，可以在机器学习过程中利用经标记的训练集数据来训练分析模型3302，以预测将导致高反射率的反射器100的材料层状况。
94.在一个实施例中，控制系统3324包括处理资源3312、存储器资源3314和通信资源3316。处理资源3312可以包括一个或多个控制器或处理器。处理资源3312被配置为执行软件指令，处理数据，做出薄膜蚀刻控制决策，执行信号处理，从存储器读取数据，将数据写入存储器以及执行其他处理操作。处理资源3312可以包括物理处理资源3312和/或虚拟处理资源3312。处理资源3312可以包括基于云的处理资源，其包括经由一个或多个云计算平台访问的处理器和服务器。
95.在一个实施例中，存储器资源3314可以包括一个或多个计算机可读存储器。存储器资源3314被配置为存储与控制系统及其组件的功能相关联的软件指令，包括但不限于分析模型3302。存储器资源3314可以存储与控制系统3324及其组件的功能相关联的数据。该数据可以包括训练集数据3306、当前过程条件数据以及与控制系统3324或其任何组件的操作相关联的任何其他数据。存储器资源3314可以包括物理存储器资源和/或虚拟存储器资源。存储器资源3314可以包括经由一个或多个云计算平台访问的基于云的存储器资源。
96.在一个实施例中，通信资源3316可以包括有线和无线通信资源，其可以促进经由一个或多个网络(例如，有线网络、无线网络、互联网或内联网)的通信。通信资源3316可以使控制系统3324的组件能够彼此通信。
97.图9是示出根据一个实施例的图8的分析模型3302的操作方面和训练方面的框图。如前所述，训练集数据3306包括与多个先前生成的中间反射多层结构m’有关的数据。每个先前生成的中间反射多层结构m’是在特定的环境条件下生成的，并导致特定的反射率。将每个先前生成的中间反射多层结构m’的材料层位置、深度、材料和厚度参数格式化为相应的反射器条件矩阵3352。反射器条件矩阵3352包括多个数据向量3354。每个数据向量3354对应于特定层，并且包括至少四个数据标量3354a
‑
3354d，其可以包括位置标量3354a、深度标量3354b、材料标量3354c和厚度标量3354d。
98.图9的示例示出了单个反射器条件矩阵3352，该单个反射器条件矩阵3352将在训练过程中传递给分析模型3302。在图9的示例中，反射器条件矩阵3352包括九个数据向量3354，每个数据向量对应于中间反射多层结构m’的单个材料层。每个数据标量3354a
‑
3354d由相应数据向量3354中的数值表示。对于自然没有用数字表示的条件类型，例如材料3354c，可以为每种可能的材料分配一个数字。
99.分析模型3302包括多个神经层3356a
‑
e。每个神经层包括多个节点3358。每个节点3358也可以称为神经元。来自第一神经层3356a的每个节点3358从反射器条件矩阵3352接收每个数据字段的数据值。因此，在图9的示例中，来自第一神经层3356a的每个节点3358接收36个数据值，因为反射器条件矩阵3352具有36个数据标量(9*4＝36)。每个神经元3358包括在图9中标记为f(x)的相应内部数学函数。第一神经层3356a的每个节点3358通过将内部数学函数f(x)应用于来自反射器条件矩阵3352的数据字段3354的数据值来生成标量值。下面提供有关内部数学函数f(x)的更多详细信息。
100.第二神经层3356b的每个节点3358接收由第一神经层3356a的每个节点3358生成的标量值。因此，在图9的示例中，第二神经层3356b的每个节点接收四个标量值，因为在第一神经层3356a中存在四个节点3358。第二神经层3356b的每个节点3358通过将相应的内部数学函数f(x)应用于来自第一神经层3356a的标量值来生成标量值。
101.第三神经层3356c的每个节点3358接收由第二神经层3356b的每个节点3358生成的标量值。因此，在图9的示例中，第三神经层3356c的每个节点接收五个标量值，因为在第二神经层3356b中存在五个节点3358。第三神经层3356c的每个节点3358通过将相应的内部数学函数f(x)应用于来自第二神经层3356b的节点3358的标量值来生成标量值。
102.神经层3356d的每个节点3358接收由先前神经层(未示出)的每个节点3358生成的标量值。神经层3356d的每个节点3358通过将相应的内部数学函数f(x)应用于来自先前神经层(未示出)的节点3358的标量值来生成标量值。
103.最终神经层仅包括单个节点3358。最终神经层接收由先前神经层3356d的每个节点3358生成的标量值。最终神经层3356e的节点3358通过将数学函数f(x)应用于从神经层3356d的节点3358接收的标量值来生成数据值3368。
104.在图9的示例中，数据值3368对应于由(与包括在反射器条件矩阵3352中的值相对应的)反射器数据生成的中间反射多层结构m’的经预测反射率。在其他实施例中，最终神经层3356e可以生成多个数据值，每个数据值对应于特定的反射多层特性，例如反射多层的反射率或其他特性。最终神经层3356e将包括用于要生成的每个输出数据值的相应节点3358。在一个示例中，在经预测反射率的情况下，工程师可以提供约束，这些约束指定经预测反射率3368必须落入所选范围内，例如大于70％。分析模型3302将调整内部函数f(x)以确保与经预测反射率相对应的数据值3368将落入指定范围内。
105.在机器学习过程中，分析模型将数据值3368中的经预测反射率与数据值3370所指示的中间反射多层结构m’的实际反射率或严格计算的反射率进行比较。如前所述，对于每组历史环境条件数据，训练集数据3306包括指示由历史生成过程(例如，操作410)导致的中间反射多层结构m’的特性的历史反射器数据。因此，数据字段3370包括由反射器条件矩阵3352中反射的、由生成过程导致的中间反射多层结构m’的实际反射率。分析模型3302将来自数据值3368的经预测反射率与来自数据值3370的实际反射率进行比较。分析模型3302生成误差值3372，该误差值3372指示来自数据值3368的经预测反射率与来自数据值3370的实际反射率之间的误差或差异。误差值3372用于训练分析模型3302。
106.通过讨论内部数学函数f(x)，可以更充分地理解分析模型3302的训练。虽然所有节点3358都标有内部数学函数f(x)，但是每个节点的数学函数f(x)是唯一的。在一个示例中，每个内部数学函数均具有以下形式：
107.f(x)＝x1*w1 x2*w2
…
xn*w1 b。
108.在上面的等式中，每个值x1
‑
xn对应于从先前的神经层中的节点3358接收到的数据值，或者在第一神经层3356a的情况下，每个值x1
‑
xn对应于来自反射器条件矩阵3352的数据字段3354的相应数据值。因此，给定节点的n等于前一个神经层中的节点数。值w1
‑
wn是与来自前一层的相应节点相关联的标量加权值。分析模型3302选择加权值w1
‑
wn的值。常数b是标量偏差值，并且也可以乘以加权值。由节点3358生成的值是基于加权值w1
‑
wn的。因此，每个节点3358具有n个加权值w1
‑
wn。尽管上面没有示出，但是每个函数f(x)也可以包括激活函数。上式中列出的总和乘以激活函数。激活函数的示例可以包括整流线性单位(relu)函数、s形函数、双曲线张力函数或其他类型的激活函数。
109.在计算出误差值3372之后，分析模型3302针对各个神经层3356a
‑
3356e的各个节点3358调整加权值w1
‑
wn。在分析模型3302调整了加权值w1
‑
wn之后，分析模型3302再次将反射器条件矩阵3352提供给输入神经层3356a。因为对于分析模型3302的各个节点3358，加权值是不同的，所以经预测反射率3368将与之前的迭代中的不同。分析模型3302通过将实际反射率3370与经预测反射率3368进行比较，再次生成误差值3372。
110.分析模型3302再次调整与各个节点3358相关联的加权值w1
‑
wn。分析模型3302再次处理反射器条件矩阵3352并生成经预测反射率3368和相关联的误差值3372。训练过程包括在迭代中调整加权值w1
‑
wn，直到将误差值3372最小化为止。
111.图9示出了单个反射器条件矩阵3352被传递到分析模型3302。实际上，训练过程包括使大量的反射器条件矩阵3352通过分析模型3302，为每个反射器条件矩阵3352生成经预测反射率3368，以及为每个经预测反射率生成相关联的误差值3372。训练过程还可以包括生成经聚合误差值，该经聚合误差值指示针对一批反射器条件矩阵3352的所有经预测反射率的平均误差。在处理了每一批反射器条件矩阵3352之后，分析模型3302调整加权值w1
‑
wn。训练过程持续进行，直到所有反射器条件矩阵3352的平均误差小于所选阈值公差为止。当平均误差小于所选阈值公差时，分析模型3302的训练完成，并且分析模型被训练以基于环境条件来准确地预测中间反射多层结构m’的反射率。然后，分析模型3302可以用于预测反射率并选择将导致期望的反射率的反射器条件。在使用经训练模型3302期间，将表示针对当前中间反射多层结构m’的当前环境条件并且具有与反射器条件矩阵3352相似的格式的环境条件向量或矩阵提供给经训练分析模型3302。然后，经训练分析模型3302可以预测将由这些环境条件导致的中间反射多层结构m’的反射率。
112.已经关于图9描述了基于神经网络的分析模型3302的特定示例。然而，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他类型的基于神经网络的分析模型或除了神经网络之外的类型的分析模型。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，神经网络可以具有不同数量的神经层，其具有不同数量的节点。
113.实施例可以提供优点。由于包括各种技术，例如层排序中的非周期性，自由形式的可变层厚度，反向随机设计和/或附加层材料，反射多层20a
‑
20c具有增强的反射率。通过组合这些技术，包括十个反射多层20a
‑
20c的光刻曝光系统的反射率的增强对于两种材料配置至少为15％，对于使用四种或更多种材料的配置至少为50％。反射率的增加使得euv光刻中的每小时晶圆吞吐量更高，从而实现更具成本效益的大批量半导体电子器件的制造。
114.根据至少一个实施例，一种光刻曝光系统，包括：光源；衬底台；以及掩模台，沿着
从光源到衬底台的光路在光源和衬底台之间。该光刻曝光系统还包括沿着光路的反射器。该反射器包括：第一层，具有第一材料和第一厚度；第二层，具有第一材料和不同于第一厚度的第二厚度；以及第三层，位于第一层和第二层之间，并具有不同于第一材料的第二材料。
115.根据至少一个实施例，一种光刻曝光系统，包括：在光源和衬底台之间的光路；以及第一反射器，沿着光路具有第一入射角。第一反射器包括至少三个第一材料层。第一材料层具有第一数量种层材料、第二数量个层厚度以及第一顺序的第一材料层。该光刻曝光系统还包括第二反射器，沿着光路具有第二入射角，该第二入射角与第一入射角不同。第二反射器包括至少三个第二材料层。第二材料层具有第三数量种层材料、第四数量个层厚度以及第二顺序的第二材料层。至少满足以下条件之一：第三数量与第一数量不同；第四数量与第二数量不同；或者第二顺序与第一顺序不同。
116.根据至少一个实施例，一种方法，包括：通过执行反向设计算法来形成多个中间反射多层结构配置；以及基于选自多个中间反射多层结构配置的反射多层结构配置，形成反射多层。通过以下方式来形成反射多层：形成具有第一材料和第一厚度的第一材料层；在第一材料层上形成第二材料层，第二材料层具有分别不同于第一材料和第一厚度的第二材料和第二厚度；以及在第二材料层上形成第三材料层，第三材料层具有第一材料和不同于第一厚度的第三厚度。
117.上文概述了若干实施例的特征，以使本领域技术人员可以更好地理解本公开的各个方面。本领域的技术人员应该领会的是，他们可以容易地使用本公开作为基础，用于设计或者修改其他工艺和结构，以实现与本文引入的实施例相同的目的和/或达到与本文引入的实施例相同的优点。本领域技术人员还应当认识到，这些等同构造并不脱离本公开的精神和范围，并且他们可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下在本文中进行各种改变、替代和变更。
118.示例1是一种光刻曝光系统，包括：光源；衬底台；掩模台，沿着从所述光源到所述衬底台的光路在所述光源和所述衬底台之间；以及反射器，沿着所述光路，所述反射器包括：第一层，具有第一材料和第一厚度；第二层，具有所述第一材料和不同于所述第一厚度的第二厚度；以及第三层，位于所述第一层和所述第二层之间，并具有不同于所述第一材料的第二材料。
119.示例2是示例1所述的光刻曝光系统，其中，所述反射器还包括：第四层，具有不同于所述第一材料和所述第二材料的第三材料。
120.示例3是示例2所述的光刻曝光系统，其中，所述反射器还包括：第五层，具有不同于所述第一材料、所述第二材料和所述第三材料的第四材料。
121.示例4是示例3所述的光刻曝光系统，其中，所述第一材料、所述第二材料、所述第三材料和所述第四材料各自是消光系数小于约0.02的不同材料。
122.示例5是示例3所述的光刻曝光系统，其中，所述第一材料、所述第二材料、所述第三材料和所述第四材料各自是硅、钼、锶、铍或钌中的不同的一者。
123.示例6是示例2所述的光刻曝光系统，其中：所述反射器还包括具有所述第一材料的第六层；并且所述第四层位于所述第二层和所述第六层之间。
124.示例7是示例1所述的光刻曝光系统，还包括：照明器，包括至少两个第一反射器，
并且沿着所述光路位于所述光源和所述掩模台之间；以及投影光学盒，包括至少两个第二反射器，并且沿着所述光路位于所述掩模台和所述衬底台之间；其中，所述反射器是所述至少两个第一反射器中的一者或所述至少两个第二反射器中的一者；其中，所述光源是极紫外(euv)光源。
125.示例8是一种光刻曝光系统，包括：在光源和衬底台之间的光路；第一反射器，沿着所述光路具有第一入射角，所述第一反射器包括：至少三个第一材料层，具有第一数量种层材料、第二数量个层厚度以及第一顺序的所述第一材料层；以及第二反射器，沿着所述光路具有第二入射角，所述第二入射角与所述第一入射角不同，所述第二反射器包括：至少三个第二材料层，具有第三数量种层材料、第四数量个层厚度以及第二顺序的所述第二材料层，并且至少满足以下条件之一：所述第三数量与所述第一数量不同；所述第四数量与所述第二数量不同；或者所述第二顺序与所述第一顺序不同。
126.示例9是示例8所述的光刻曝光系统，其中，第一数量至少为四个，并且第三数量小于四个。
127.示例10是示例8所述的光刻曝光系统，其中，所述第一反射器包括：第一区域，从所述第一反射器的第一深度延伸到第二深度；以及第二区域，从所述第一反射器的第三深度延伸到第四深度，所述第二区域沿着所述第一反射器的深度不与所述第一区域重叠，并且所述第二区域具有与所述第一区域不同的第一材料层的配置。
128.示例11是示例10所述的光刻曝光系统，其中，所述第一区域中的所述第一材料层的厚度变化大于所述第二区域中的所述第一材料层的厚度变化。
129.示例12是示例10所述的光刻曝光系统，其中，所述第一区域中的第一数量与所述第二区域中的第一数量相差至少1。
130.示例13是示例10所述的光刻曝光系统，其中，所述第一区域中的所述第一材料层包括：第三材料层，包括第一材料；以及第四材料层，包括不同于所述第一材料的第二材料；其中，所述第三材料层具有与所述第四材料层不同的厚度变化。
131.示例14是一种制造反射镜结构的方法，包括：通过执行反向设计算法来形成多个中间反射多层结构配置；以及基于选自所述多个中间反射多层结构配置的反射多层结构配置，通过以下方式来形成反射多层：形成具有第一材料和第一厚度的第一材料层；在所述第一材料层上形成第二材料层，所述第二材料层具有分别不同于所述第一材料和所述第一厚度的第二材料和第二厚度；以及在所述第二材料层上形成第三材料层，所述第三材料层具有所述第一材料和不同于所述第一厚度的第三厚度。
132.示例15是示例14所述的方法，其中，形成所述多个中间反射多层结构配置包括：通过改变第一中间反射多层结构配置的至少一层的至少一个参数来形成第二中间反射多层结构配置。
133.示例16是示例15所述的方法，其中，改变所述至少一个参数包括：改变所述至少一层的位置。
134.示例17是示例15所述的方法，其中，改变所述至少一个参数包括：改变所述至少一层的材料。
135.示例18是示例15所述的方法，其中，改变所述至少一个参数包括：改变所述至少一层的厚度。
136.示例19是示例14所述的方法，其中，形成所述多个中间反射多层结构配置包括：将所述多个中间反射多层结构配置中的第一中间反射多层结构配置的第一层和第二层进行重组。
137.示例20是示例19所述的方法，其中：所述第一层具有第一反射器材料；所述第二层具有第二反射器材料，并且紧邻所述第一层；并且所述重组包括：将所述第二层从所述第二反射器材料改变为所述第一反射器材料。