专利名称：光谱纯度滤光片、光刻设备以及用于制造光谱纯度滤光片的方法
技术领域：
本发明涉及一种光谱纯度滤光片、包括这种光谱纯度滤光片的光刻设备以及用于制造光谱纯度滤光片的方法。
背景技术：
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用制造集成电路(ICs)中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。 通常，单个的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括所谓的步进机，在步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；和扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、 同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。为了能够将更小的结构投影到衬底上，已经提出使用极紫外辐射(EUV)，所述极紫外辐射是具有在10-20nm(例如在大约13-14nm范围内)范围内的波长的电磁辐射。此外， 还提出可以使用具有小于大约IOnm波长的EUV辐射(例如5-lOnm范围内，诸如大约6. 7nm 或 6. 8nm)。基于锡等离子体的EUV源不仅发射想要的频带内EUV辐射，而且发射频带外辐射， 最值得注意的是在DUV范围(100-400nm)内的辐射。而且，在激光产生的等离子体(LPP) EUV源的情形中，通常在10. 6μπι的来自激光器的辐射导致相当大量的不想要的辐射。因为 EUV光刻系统的光学元件通常在这些波长处具有很大的反射率，因此如果没有采取措施，具有相当大能量的不想要的辐射传播进入光刻工具中。在光刻设备中，基于几个原因，频带外辐射应该被最小化。首先，抗蚀剂对频带外的波长敏感，因此图像品质会被恶化。第二，不想要的辐射，尤其是LPP源内的10. 6 μ m辐射导致掩模、晶片和光学元件的不想要的加热。为了将不想要的辐射引入到特定的范围内， 开发了光谱纯度滤光片(SPFs)。光谱纯度滤光片可以对EUV辐射是反射型的或透射型的。反射型的SPF的应用需要对已有的反射镜进行修改或插入附加的反射元件。透射SPF通常被放置在收集器和照射器之间并且不会影响辐射路径，这是有利的，因为这带来灵活性以及与其他SPF的兼容性。格栅SPF形成一类透射SPF，其在不想要的辐射具有比EUV辐射大得多的波长的时候可以使用，例如在LPP源中的10.6μπι辐射的情况下。格栅SPF包含具有将要被抑制的波长的量级的尺寸的孔。抑制机制可以在如现有技术和本文中进一步描述的具体实施例中描述的不同类型的格栅SPF之间变化。因为EUV辐射的波长(13. 5nm)比孔的尺寸(通常 > 3 μ m)小得多，EUV辐射透射通过孔而基本上没有衍射。已有的光谱纯度滤光片的另一挑战在于，它们改变了来自EUV源的光的方向。因此，如果从EUV光刻设备中移除光谱纯度滤光片，应该增加替换的光谱纯度滤光片或应该引入处于合适角度的反射镜。增加的反射镜引入不想要的损失进入系统。美国专利申请出版物第2006/0146413号公开一种光谱纯度滤光片(SPF)，包括直径达到20 μ m的孔的阵列。依赖于相当于辐射波长的孔的尺寸，通过不同的机制SPF可以抑制不想要的辐射。如果孔尺寸小于波长的接近一半，SPF基本上反射该波长的所有辐射。 如果孔尺寸较大，但仍然是波长的量级，则辐射至少部分地衍射并可能在孔内部以波导的方式被吸收。若干种现有技术的光谱纯度滤光片(SPF)依赖于具有微米尺度的孔的格栅，以抑制不想要的辐射。这些SPF的近似的材料参数和技术规格是已知的。然而，成功的制造方法迄今还没有记载。在这些技术规格的条件下制造不是容易易行的。最有挑战性的技术规格是通常直径为4 μ m的孔；格栅厚度通常为5-10 μ m ；孔之间非常薄(通常< 1 μ m)和平行的(非锥形的)壁，用以确保最大的EUV透射率。美国专利第7，031，566 B2号公开了一种滤光片，其中通过在多孔壁上引入至少一层基本上透明的介电材料来优化透射光谱。该出版物描述了一种用于制造光谱滤光片的方法，该方法包括采用具有第一和第二表面的半导体晶片，其中所述第一表面是基本上平的，从第一表面开始在晶片内形成多孔层，用至少一层透明材料涂覆多孔壁，以及随后去除晶片的保留在多孔层下面的未蚀刻部分。美国专利第7，031，566 B2提出，将透明涂层施加到孔的侧壁上，用于想要的波长的波导。
发明内容
本发明的一方面提供一种EUV光谱纯度滤光片，其改善了辐射束的光谱纯度并不难以制造。根据本发明的一个实施例，提供一种透射光谱纯度滤光片，所述光谱纯度滤光片配置成透射极紫外辐射，光谱纯度滤光片包括具有配置成透射极紫外辐射并抑制第二类型辐射的透射的多个孔的滤光片部分，其中每个孔已经通过各向异性蚀刻工艺制造。可选地， 滤光片可以包括金属或反射层。替换地或附加地，滤光片可以设置有一体的滤光片保持装置。蚀刻工艺可以是深反应离子蚀刻工艺。滤光片可以配置成提供最多5%的红外(IR)透射率。滤光片部分可以包含一种或多种半导体材料，其选自由下列材料构成的组硅、锗、金刚石、砷化镓、硒化锌以及硫化锌。此外，根据一个实施例，提供一种光谱纯度滤光片，配置成从由辐射源产生的辐射中过滤极紫外辐射。光谱纯度滤光片包括滤光片部分，滤光片部分包括硅(Si)并且具有大约ΙΟμπι的厚度；和滤光片部分内的多个孔，每个孔通过基本上垂直的且有织纹结构的侧壁限定。
根据本发明的一个实施例，提供一种透射光谱纯度滤光片，所述光谱纯度滤光片包括滤光片部分，滤光片部分包括聚酰亚胺，滤光片部分具有配置成透射极紫外辐射并抑制第二类型辐射的透射的多个孔。根据本发明的一个实施例，提供一种光谱纯度滤光片，配置成从由辐射源产生的辐射中过滤极紫外辐射。光谱纯度滤光片包括滤光片部分，滤光片部分包括聚酰亚胺并且具有大约10 μ m的厚度；滤光片部分内的多个孔，每个孔通过侧壁限定；以及金属层，设置在滤光片部分的顶部上和每个侧壁的至少一部分上。根据本发明的一个实施例，提供一种光刻设备，包括辐射源，配置成产生包括极紫外辐射的辐射；照射装置，配置成将辐射调节成辐射束；和支撑结构，配置成支撑图案形成装置。所述图案形成装置配置成图案化辐射束。所述设备还包括投影系统，配置成将图案化辐射束投影到目标材料上；和光谱纯度滤光片，配置成从辐射中过滤极紫外辐射。光谱纯度滤光片包括滤光片部分，滤光片部分包括硅(Si)并且具有大约10 μ m的厚度；和滤光片部分内的多个孔，每个孔通过基本上垂直的且有织纹结构的侧壁限定。根据本发明的一个实施例，提供一种光刻设备，包括辐射源，配置成产生包括极紫外辐射的辐射；照射装置，配置成将辐射调节成辐射束；和支撑结构，配置成支撑图案形成装置。所述图案形成装置配置成图案化辐射束。所述设备还包括投影系统，配置成将图案化辐射束投影到目标材料上；和光谱纯度滤光片，配置成从辐射中过滤极紫外辐射。光谱纯度滤光片包括滤光片部分，滤光片部分包括聚酰亚胺并且具有大约IOym的厚度；滤光片部分内的多个孔，每个孔通过侧壁限定；以及金属层，设置在滤光片部分的顶部上和每个侧壁的至少一部分上。根据本发明的一个实施例，提供一种用于制造透射光谱纯度滤光片的方法，所述方法包括使用各向异性蚀刻工艺在衬底内蚀刻多个孔。优选地，滤光片配置成透射极紫外辐射。所述方法可以包括在衬底的顶部沉积金属或反射层，金属或反射层可选地包括钼或钌。可以使用原子层沉积来沉积金属或反射层和/或蚀刻工艺可以包括将衬底交替地暴露至SF6等离子体和碳氟化合物等离子体。可以在衬底内蚀刻具有六边形横截面的孔。根据本发明的一个实施例，提供一种用于制造光谱纯度滤光片的方法。所述方法包括使用深反应离子蚀刻在硅衬底内蚀刻多个孔。硅衬底具有大约10 μ m的厚度，并且孔具有大约3 μ m到大约4 μ m的直径。蚀刻形成限定孔的基本上垂直的且有织纹结构的侧壁。根据本发明的一个实施例，提供一种用于制造光谱纯度滤光片的方法。光谱纯度滤光片可以是透射的。所述方法包括用激光器微加工聚酰亚胺衬底以形成多个孔。聚酰亚胺衬底可以具有大约10 μ m的厚度，并且孔具有大约4μπι的直径。微加工形成限定孔的基本上垂直的侧壁。所述方法可以包括在衬底的顶部沉积金属或反射层。
下面仅通过示例的方式，参考示意性附图对本发明的实施例进行描述，其中示意性附图中相应的参考标记表示相应的部件，在附图中图1示出根据本发明的一个实施例的光刻设备。图2Α示出根据本发明的一个实施例的光刻设备；
图2B示出图1中的光刻设备的辐射源的实施例；图3示出根据本发明的一个实施例的光谱纯度滤光片；图4A-4E示出光谱纯度滤光片的制造工艺的一个实施例的示意总览图；图4F-4H示意地示出光谱纯度滤光片的工艺的还一实施例的支撑部分的一部分；图5是根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的倾斜的横截面图像；图6是图5中的光谱纯度滤光片的更详细的图像；图7是根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的一部分的倾斜的横截面图像；图8是根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的俯视图；图9A示出根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的横截面示意图；图9B示出根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的横截面示意图；图IOA示出根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的横截面示意图；图IOB示出根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的横截面示意图；图IOC示出根据本发明一个实施例的对于光谱纯度滤光片上的不同反射涂层的吸收，其作为波长函数；图11是图9A中的光谱纯度滤光片的透射和反射的模拟结果的曲线表示，作为顶层厚度的函数；图12是图9B中的光谱纯度滤光片的透射和反射的模拟结果的曲线表示，作为顶层厚度的函数；图13a_13c是根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的不同图像；图14是根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的测量的红外(IR)透射的曲线表不；图15是根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的反射和透射的曲线表示；图16是根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的反射和透射的曲线表示；图17a和17b示出根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片；图18示出根据本发明一个实施例的用于制造光谱纯度滤光片的制造设备的示意图；图19示出根据本发明一个实施例的光谱纯度滤光片的图像；图20是示出在10. 6 μ m时平面钼反射镜对于ρ偏振(Rp)和s偏振(Rs)的反射率的曲线；图21是示出在10. 6 μ m时具有AR涂层的反射镜对于ρ偏振(Rp)和s偏振(Rs) 的反射率的曲线。
具体实施例图1示意地示出了光刻设备。所述设备包括照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B (例如紫外(UV)辐射或极紫外(EUV)辐射)。支撑结构MT (例如掩模台)配置用于支撑图案形成装置MA(例如掩模)，并与根据特定参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连。衬底台WT (例如晶片台)配置用于保持衬底W(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)，并与根据特定参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连。投影系统(例如反射式投影透镜系统)PS配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的
6目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。照射系统可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。支撑结构MT支撑，例如承载图案形成装置的重量。支撑结构MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。支撑结构MT可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。 在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意， 被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用上述的可编程反射镜阵列类型，或采用反射式掩模)。所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。所述光刻设备还可以是这种类型，其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率的液体覆盖(例如水)，以便填满投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可以施加到光刻设备的其他空间中，例如掩模和投影系统之间的空间。浸没技术在本领域是熟知的，用于提高投影系统的数值孔径。这里使用的术语“浸没”并不意味着必须将结构(例如衬底) 浸入到液体中，而仅意味着在曝光过程中液体位于例如投影系统和该衬底之间。参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源SO和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其他的情况中，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统一起称作“辐射系统”。所述照射器IL可以包括配置用于调整所述辐射束的角强度分布的调整装置。通常，可以对所述照射器IL的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围 (一般分别称为σ -外部和σ -内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器和聚光器。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均勻性和强度分布。所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置 (例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束投影到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF (例如，干涉仪器件、线性编码器、或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置 PM和另一个位置传感器(在图1中没有明确地示出，但是也可以是干涉仪器件、线性编码器、或电容传感器)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模ΜΑ。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)， 掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记Ml、Μ2和衬底对准标记PI、Ρ2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。可以将所示的设备用于以下模式中的至少一种中1.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。2.在扫描模式中，在对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(S卩，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)， 而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、 或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
图2A示出根据本发明的一个实施例的极紫外光刻设备的侧视图。应该注意，虽然该布置与图1中示出的设备的布置不同，但是操作原理是相同的。设备包括源-收集器-模块或辐射单元3、照射系统IL以及投影系统PS。辐射单元3设置有辐射源S0，其可以采用例如氙气或锂蒸汽等气体或蒸汽，在其中产生极高温的放电等离子体、以便发射在电磁辐射光谱的EUV范围内的辐射。通过引起放电的至少部分电离的等离子体在光轴0上发生破坏，而产生放电等离子体。为了充分产生辐射，需要0. Imbar分压的氙、锂蒸汽或任何其他合适的气体或蒸汽。由辐射源SO发射的辐射由源腔47经由气体阻挡件或“箔片阱”9而传递进入收集器腔8。气体阻挡件包括例如在美国专利第6，614，505和6，359，969号中详细地描述的通道结构(channel structure)，这里通过参考并入本文。收集器腔8可以包括辐射收集器10 (例如通过掠入射收集器形成)。替换地，设备可以包括正入射收集器，用于收集辐射。此外，例如，设备可以包括LPP辐射源。LPP源的示例在图2B中示出。例如，LPP 源SO可以包括束产生装置130，所述束产生装置130配置成产生辐射的辐射束128，尤其是相干辐射，用以产生辐射源SO的辐射输出132a。在本实施例中，束产生装置130是激光器， 其配置成发射激光束128。例如，LPP源SO的操作可以是器件制造方法的一部分。所述方法可以包括产生第一类型辐射13 (即，辐射输出，例如EUV辐射)，使用第二类型辐射的束 128 (例如红外激光)，将第一类型辐射的图案化的束投影到衬底W上。更具体地，如图2B所示，LPP源SO可以包括燃料供应装置120，所述燃料供应装置 120配置成供应等离子体燃料至燃料点燃位置126。源SO可以包括激光器130，所述激光器130配置成发射激光束128以点燃位于点燃位置126的燃料，以产生辐射发射等离子体 Q(见图 4-5)。从图2B看到，辐射源SO可以配置成将激光束128的至少一部分聚焦到焦点 126 (焦点是前述的燃料点燃位置)。此外，辐射源SO可以包括燃料供应装置120、122，所述燃料供应装置配置成供应等离子体燃料1 至燃料点燃位置126。例如，辐射源SO可以包括容器120，所述容器120布置有液化目标材料122(即，等离子体燃料)，例如布置有锡或钆(Gd)。容器120可以布置有合适的机构或开口(未示出)，用于传递锡或钆(Gd)的液体液滴1 至区域1 ( S卩，点燃位置)，其中液滴配置成由激光器130提供的激光束1 照射。激光束1 可以是具有相应(红外)波长(例如10. 6微米或9. 4微米)的CO2激光器。替换地，可以使用其他合适的激光器，例如具有在1-11微米范围内的相应波长。期望地，使用合适的光学系统示例将激光束1 聚焦在区域126中。通过与激光束1 相互作用，液滴IM被转化成等离子体状态，其发射例如6. 7nm的辐射或任何其他选自5-20nm范围的EUV辐射，或不同类型的辐射。根据本发明，通过收集器10的辐射(见图2A)透射通过光谱纯度滤光片11。应该注意，与闪耀光谱纯度滤光片相比，光谱纯度滤光片11不改变辐射束的方向。滤光片11的优选示例在下面介绍。在替换的实施例中，没有图示，因为可以以掠入射反射镜的形式应用光谱纯度滤光片11或将光谱纯度滤光片11应用到收集器10上，光谱纯度滤光片11可以反射辐射束。辐射从收集腔8中的孔被聚焦在虚拟源点12 (S卩，中间焦点)中。离开腔8，辐射束16在照射系统IL内经由正入射反射器13、14反射到定位在掩模版或掩模台MT上的掩模版或掩模上。形成图案化的束17，其通过投影系统PS经由反射元件18、19成像到晶片台或衬底台WT上。在照射系统IL和投影系统PS内可以存在比图中示出的元件多的元件。 反射元件19中的一个具有位于其前面的NA盘20，其具有通过其中的孔21。孔21的尺寸决定图案化辐射束17入射到衬底台WT上时由图案化辐射束17正对的角度α ρ图2A示出根据本发明的光谱纯度滤光片11，其定位在收集器10的下游，虚拟源点12的上游。在替换的实施例中，未示出，光谱纯度滤光片11可以定位在虚拟源点12处或位于收集器10和虚拟源点12之间的任何位置处。图3示出光谱纯度滤光片100的一个实施例，其可以例如应用作为上述的光刻设备的滤光片11。滤光片100配置成透射极紫外 (EUV)辐射。在还一实施例中，滤光片100基本上阻塞由辐射源产生的第二类型辐射，例如红外(红外)辐射，例如具有大于约1 μ m的波长的红外辐射，尤其是具有大于大约10 μ m 的波长的红外辐射。具体地，将被透射的EUV辐射和(将被阻塞的)第二类型辐射可以从相同的辐射源发出，例如光刻设备的LPP源SO。光谱纯度滤光片100优选包括滤光片部分102F (例如滤光片膜或滤光片层)，如图 3所示。这样的滤光片部分102F可以称为“滤光片衬底”。滤光片部分102F具有多个(优选平行的)孔104以透射极紫外辐射并抑制第二类型辐射的透射。如上文所述，例如EUV 辐射可以在不改变辐射方向的情况下透射通过光谱纯度滤光片。在一个实施例中，通过各向异性蚀刻工艺(下面将介绍)制造每个孔104。有利地，期望使用相对薄的滤光片100，将EUV辐射直接透射通过孔104，以便将孔的纵横比保持足够低、以实现具有相当大的角展度的EUV透射。根据一个实施例，滤光片部分102F的厚度TH( S卩，每个孔104的长度)可以小于 20 μ m,例如在2-10 μ m范围，例如在5-10 μ m范围。更具体地，滤光片100的厚度TH (即，每个孔104的长度)可以小于大约10微米， 例如在大约2-10微米范围，例如在5-10微米范围。还一实施例包括10微米的滤光片厚度 TH。根据一个实施例，每个孔104可以具有在IOOnm-IOym范围内的直径。期望地，每个孔104可以具有在大约3-6 μ m范围内的直径，例如3-4 μ m范围内的直径。在滤光片孔104之间的壁的厚度Ql (在图4E中用双箭头Ql表示)可以小于1 μ m, 例如在约0. 4-0. 6 μ m范围内，尤其是大约0. 5 μ m。在一个实施例中，孔可以提供总的滤光片前表面的大约70-80%的开口面积。在一个实施例中，滤光片100可以配置成提供至多5%的红外光(IR)透射率。在一个实施例中，滤光片100可以配置成透射至少60%的正入射的入射EUV辐射。 在一个实施例中，滤光片100可以提供具有10度(相对于垂直方向)入射角的EUV辐射的至少40%的透射。例如，每个孔104可以由基本上垂直的且有织纹结构的侧壁106限定。已经发现， 通过使用深反应离子蚀刻(DRIE)工艺制造孔104，可以获得这种垂直的且有织纹结构的侧壁 106.更具体地，可以使用各向异性蚀刻工艺在衬底(尤其是半导体衬底)内蚀刻具有六边形横截面的孔104。根据本发明一个实施例，滤光片100可以还包括设置在滤光片部分102F的顶部的金属层M(见图9)。在一个实施例中，金属层M包括钼或由钼构成。在一个实施例中，金属层M可以设置在孔104的侧壁106的至少一部分上(见图10)。在一个实施例中，滤光片部分102F可以选自下面中的一个或多个半导体部分、 晶体半导体部分、掺杂半导体部分、经过涂覆的半导体部分以及至少部分地改变的半导体部分。在一个实施例中，滤光片部分102F可以包含选自下面材料中的至少一种半导体材料娃(例如(微)多孔硅)、锗、金刚石、砷化镓、硒化锌以及硫化锌。根据一个实施例，EUV透射滤光片100的孔具有大约3-6 μ m范围、尤其是3_4 μ m 范围、例如4μ m的周期Q2(如图4E所示)。期望地，可选的金属层M具有至少IOnm的厚度,例如至少0. 5μπι。本发明的一个实施例包括具有大约3μπι的周期的孔104，和金属层Μ，该金属层M 优选具有大约0.6μπι的厚度。例如，滤光片100可以包括不依赖于支撑物的硅薄膜102F和具有基本上垂直 (即，垂直于薄膜表面)侧壁106的孔104的阵列。孔104的直径期望大于大约lOOnm，更期望大于大约1 μ m,以便允许EUV辐射在基本上没有衍射的情况下通过光谱纯度滤光片100。 虽然图中示出的孔104具有圆形横截面(图3)，其他形状也是可以的，并且可以是优选的。 例如，从机械稳定性方面看，六边形孔(见图4E、6以及8)是有利的。例如，将通过滤光片100抑制的波长可以至少是将要透射的EUV波长的至少10 倍。具体地，滤光片100配置成抑制DUV辐射(具有大约100-400nm范围内的波长)的透射，和/或具有大于1 μ m波长的红外辐射(例如在1-11微米范围内)。根据本发明的一方面，提供一种用于制造透射光谱纯度滤光片100的方法。在一个实施例中，所述方法包括使用各向异性蚀刻工艺在衬底102内(例如半导体衬底)蚀刻多个孔。在一个实施例中，蚀刻步骤形成限定孔的有织纹结构的侧壁。所述方法还包括在衬底102的顶部沉积金属层，例如包括钼的金属层。所述方法可以包括蚀刻工艺，蚀刻工艺包括由SF6等离子体和氟碳化合物等离子体交替地曝光衬底102。正如下面将要介绍的(见图4A-4E)，在还一实施例中，所述方法可以包括提供具有蚀刻停止层102S的半导体衬底102 ；和使用各向异性蚀刻工艺以蚀刻穿过半导体衬底， 使得孔到达蚀刻停止层102S。优选地，衬底102的一部分可以通过蚀刻去除，其在包含在起初的衬底材料内的预定蚀刻停止层102S处停止。这允许在不用显著降低EUV透射的保护层覆盖孔结构104 的情况下从衬底(或剩余衬底部分)剥离(lift off)极薄的滤光片部分102F。而且，在另一优选的方面，例如在剥离蚀刻步骤之前，用保护性氧化物/氮化物涂层图案化衬底102的背侧，使得留下滤光片保持框架102C以支撑该薄的滤光片。此外，例如，该方法可以包括在已经在衬底内形成孔之后，至少从滤光片部分102F 的后侧去除蚀刻停止层102S。此外，该方法可以包括在半导体衬底内部、与两个衬底外表面 (如图4A所示)间隔开地提供蚀刻停止层102S。例如，蚀刻停止层102S可以平行于外侧衬底表面延伸。根据本发明的更具体的实施例，光谱纯度滤光片100可以通过使用基于深反应离子蚀刻(DRIE)技术的方法制造，如图4A-4E所示。DRIE是具有高的各向异性蚀刻率的蚀刻方法，其允许使用所谓的Bosch工艺在硅中形成垂直蚀刻轮廓。这例如在Appl. Phys. Lett. 52 (1988) ,616 上 S. Tachi> K. Tsujimoto> S. Okudaira 的文章"Low-temperature reactive ion etching and microwave plasma etching of silicon，，中描述了。Bosch 工艺包括交替地将硅表面暴露至SF6等离子体和碳氟化合物(例如C4F8)等离子体。在第一阶段，以或多或少的各向同性的方式蚀刻硅，而在第二阶段，由钝化层覆盖蚀刻的轮廓。在下一步蚀刻中，优选地在底部主要通过离子轰击打开钝化层，并再次开始蚀刻。通过重复蚀刻/钝化循环，一层接一层向下蚀刻到硅表面。制造方法的一个实施例包括(i)在不依赖于支撑物的薄硅膜的顶部应用孔图案的硬掩模，和(ii)深反应离子蚀刻孔图案垂直地穿过整个硅膜。制造方法的一个实施例包括(i)在具有硅表面的衬底上应用孔图案的硬掩模，和 ( )深反应离子蚀刻孔图案垂直地进入硅表面，以及(iii)去除衬底的在蚀刻后的孔下面的部分。例如，图3中示出的光谱纯度滤光片可以包括为SOI (硅上绝缘体)的起始材料 102，例如具有例如通过氧离子注入而埋入特定深度的氧化层102B的(晶体)硅晶片。因此，SOI晶片102由顶部硅层(膜)102F、SiO2中间层102S以及底部硅层102B 构成。图4A中示出这样的晶片102的示例。例如，晶片的厚度TW可以小于1mm，例如为670 微米。使用DRIE，在顶部硅层(从前面看)中蚀刻孔图案(六边形孔)，其提供滤光片部分102F ；图4B中示意地示出结果。SW2层102S用作蚀刻停止层。随后，使用KOH蚀刻可以蚀刻除去在孔图案104下面延伸的底部硅层102B的至少一部分。优选地，底层102B的一部分被留下，固定以提供滤光片保持装置102C的相应(较低的)部分。在图4C中示出结果。再次，SiO2层可以用作为蚀刻停止层。最后，可以使用缓冲的氧化蚀刻去除SiO2,图4D中示出结果。还是在这种情形中， 优选地，仅蚀刻停止层102S的一部分被去除，以打开孔104，其中底层102S的保留部分被保留，固定以提供滤光片保持装置102C的相应的部分。如图4C-4D看到的，优选地，滤光片100设置有滤光片保持装置102C，位于具有孔 104的滤光片部分102F的外侧。例如，滤光片保持装置102C可以配置在滤光片部分102F 周围。优选地，滤光片保持装置102C比(在本实施例中央的)滤光片部分102F厚得多。 例如，保持装置102C的厚度(沿平行于孔104的方向测量)可以超过20微米，例如至少 0. Imm0滤光片保持装置102C是滤光片100的组成部分，基本由滤光片部分(半导体)材料形成。例如，滤光片保持装置102C可以是围绕滤光片部分102F的框架102C。在本示例中，滤光片保持装置100C仍然包含蚀刻停止层的一部分(“埋入”在相应的衬底材料中)，和比滤光片部分102F厚得多的支撑部分102D。在本示例中，滤光片部分102F和支撑层102D 由相同的材料形成。在图4C-4D中示出的示例中，可以已经形成滤光片保持装置102C，同时蚀刻去掉在孔图案104下面延伸的底部硅层102B的所述部分。当使用(100)取向的硅衬底作为起始材料，滤光片保持装置102C的倾斜壁102G可以由蚀刻工艺得到。如果如此，倾斜壁102G 容易与硅晶体的(111)面相重合。
期望的滤光片部分102F可以很大，使得其可以优选地不仅在滤光片部分102F周围提供支撑，而且可以在滤光片部分102F正下面的位置提供支撑。这可以通过将滤光片部分102分成将要单独地被蚀刻的多个区域来实现。这种蚀刻的简要的结果(仅示出在硅中的几何结构)在图4F-4G中示出。图4F是俯视图，图4G是沿图4F中的线AA’的横截面图。这些图示出在硅衬底内蚀刻的两个区域103。支撑部分102D还存在于这些区域之间， 这将引起支撑部分102D的部分102D，位于滤光片部分102F的正后方位置处。再次，倾斜壁102G可以与硅晶体的(111)面相重合。能够避免形成倾斜壁102G的方法可以采用(110)取向的硅衬底代替(100)硅衬底。因为在(110)取向的硅衬底中的部分(111)面垂直于衬底表面，所以与这些(111)面重合的壁将是垂直的，而不是倾斜的。图4H和图41分别示出在(100)取向的硅衬底和(110)取向的硅衬底中的支撑部分102D的一部分102D，。图4H中的阴影部分表示支撑部分102D的部分102D’的倾斜壁 102G。在图41中，因为相对于(110)面的(111)面的晶体取向，壁是大体垂直的而不是倾斜的。垂直于形成衬底表面的(110)面的(111)面取向成70. 5度角。然而，图41中的三角形部分表示壁102G的不垂直于与衬底表面一致的(110)面的部分。这些部分的形成由处于35. 3度角的(111)面引起。如果在图4H中，蚀刻为500 μ m，宽度将是707 μ m，因为形成倾斜壁102G的(111) 面和形成衬底表面的(100)面之间的角度相对于彼此取向为7°角度。由于这个宽度， 图4H的支撑部分102D的部分102D’比图I中的支撑部分102D阻挡更多的被滤光片部分 102F透射的辐射。在一个实施例中，滤光片部分102F可以包括(微)多孔硅。这种形式的硅具有比晶体硅小的密度。此外，(微)多孔硅具有较高的EUV透射率。因为通常入射的EUV辐射以相对于滤光片部分102F的表面法线大约-13°和大约+13°之间的角度入射到滤光片上。 由这种材料形成的滤光片部分102F可以通过阳极氧化或蚀刻的方法制造。图4E示意地示出在衬底层102F中六边形孔104的一部分。箭头Ql表示滤光片孔104之间的壁的厚度Q1。箭头Q2表示孔的周期。通过应用本发明的制造方法，厚度Ql 可以相对小。此外，滤光片部分102F的壁的(密集)六边形结构提供非常持久耐用的且开放的结构。用于这种制造方法的非限制示例的工艺流程的示例在表1中示出表1 用于形成基于硅的格栅SPF的工艺流程
权利要求
1.一种透射光谱纯度滤光片，配置成透射极紫外辐射，所述光谱纯度滤光片包括滤光片部分，所述滤光片部分具有配置成透射极紫外辐射并抑制第二类型辐射的透射的多个孔，其中每个孔通过各向异性蚀刻工艺制造。
2.根据权利要求1所述的滤光片，其中，所述滤光片部分的厚度小于20μπι。
3.根据权利要求1所述的滤光片，其中，每个孔通过有织纹结构的侧壁限定。
4.根据权利要求1所述的滤光片，其中，所述滤光片部分选自以下组中的一个或多个 半导体部分、晶体半导体部分、掺杂半导体部分、涂覆后的半导体部分以及至少部分地改变后的半导体部分。
5.根据权利要求1所述的滤光片，其中，所述孔具有大约3μ m到大约6 μ m范围内的周期。
6.一种透射光谱纯度滤光片，所述光谱纯度滤光片包括滤光片部分，所述滤光片部分包括聚酰亚胺，所述滤光片部分具有配置成透射极紫外辐射并抑制第二类型辐射的透射的多个孔。
7.根据权利要求6所述的透射光谱纯度滤光片，其中，所述孔中每一个通过侧壁限定， 其中在所述滤光片部分的顶部表面和每个侧壁的至少一部分上设置金属层或反射层。
8.一种光刻设备，包括辐射源，配置成产生包括极紫外辐射的辐射； 照射装置，配置成将辐射调节成辐射束；支撑结构，配置成支撑图案形成装置，所述图案形成装置配置成图案化所述辐射束； 投影系统，配置成将图案化辐射束投影到目标材料上；和根据权利要求1或6所述的透射光谱纯度滤光片。
9.一种用于制造透射光谱纯度滤光片的方法，所述透射光谱纯度滤光片配置成透射极紫外辐射，所述方法包括步骤使用各向异性蚀刻工艺在衬底内蚀刻多个孔。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述蚀刻步骤形成限定所述孔的有织纹结构的侧壁。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括在衬底的顶部沉积金属或反射层和在每个侧壁的至少一部分上沉积所述金属或反射层。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括步骤 提供具有蚀刻停止层的半导体衬底；和使用各向异性蚀刻工艺以蚀刻穿过所述半导体衬底，使得所述孔到达所述蚀刻停止层。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括在已经在衬底内形成所述孔之后去除所述蚀刻停止层。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述蚀刻停止层设置在所述半导体衬底内，与两个衬底外表面间隔开。
15.一种用于制造透射光谱纯度滤光片的方法，所述方法包括步骤 用激光器微加工聚酰亚胺衬底以形成多个孔，其中所述微加工步骤形成限定孔的基本上垂直的侧壁。
全文摘要
一种透射光谱纯度滤光片(100)，配置成透射极紫外辐射。光谱纯度滤光片(102F)包括滤光片部分(100)，所述滤光片部分(100)具有配置成透射极紫外辐射并抑制第二类型辐射的透射的多个孔(104)。每个孔(104)通过各向异性蚀刻工艺制造。
文档编号G03F7/20GK102165372SQ200980137614
公开日2011年8月24日 申请日期2009年8月26日 优先权日2008年9月26日
发明者A·M·雅库尼恩, D·马修, F·C·范登荷尤维尔, H·J·凯特拉里基, M·J·J·杰克, P·E·M·库基皮尔斯, W·A·索尔 申请人:Asml荷兰有限公司, 皇家飞利浦电子股份有限公司