与光刻及其他应用中的超紫外辐射联用的材料、组件以及方法
【专利摘要】描述了用于在紫外(UV)、超紫外(EUV)、和/或软X射线波长上工作的设备和系统中的纳米结构的光子学材料及相关联的组件。此类材料可用针对所选波长范围(诸如在特定UV、EUV、或软X射线波长或波长范围上)设计的纳米尺度特征来制造。此类材料可被用于制作诸如反射镜、透镜或其他光学器件、面板、光源、掩模、光刻胶之类的组件、或者用在诸如光刻、晶片图案化、生物医疗应用之类的应用或其他应用中的其他组件。
【专利说明】与光刻及其他应用中的超紫外辐射联用的材料、组件以及方法
[0001]相关申请
[0002]本申请是提交于2012年I月19日的题为“Materials, Components, andMethods for Use with Extreme Ultrav1let Radiat1n in Lithography&OtherApplicat1ns (与光刻及其他应用中的超紫外辐射联用的材料、组件以及方法)”的美国临时申请第61/588601号的非临时申请，该美国临时申请的公开内容通过引用全文包括于此。
[0003]背景
[0004]光刻系统通常被用于制造例如器件。此类系统的分辨能力与曝光波长成比例。因此，较短的波长能改善制造中的分辨度。超紫外光刻(EUVL)使用超紫外(EUV)波长(近似120纳米至0.1纳米)上的电磁辐射。相应地，这些波长上的光子具有近似10电子伏特(eV)至12.4keV (分别对应124nm和0.1nm)范围内的能量。超紫外波长可通过诸如等离子体和同步加速器光源来人工地生成。使用EUV波长进行光刻在诸如半导体芯片等器件以及诸如聚合物电子器件、太阳能电池、生物技术、医疗技术等其他应用中具有减小特征尺寸的潜在优势。在EUV波长上，用于形成例如反光镜、透镜、光刻胶等光刻系统的组件的材料变得重要。然而，大多数材料对于EUV波长上的辐射具有高吸收率。在EUV波长上这些材料中的较高吸收降低了 EUV光刻系统的性能。例如，EUV光刻系统可能需要更高的功率源来克服此吸收。
【发明内容】
[0005]本公开一般涉及与诸如光刻(EUVL)或其他应用中的紫外(UV)、超紫外(EUV)和软X射线辐射联用的材料、设备、装置以及方法。更具体地但并非排他性地，本公开涉及用在UV、EUV和软X射线应用中的材料和组件、以及此类材料和组件的制造方法以及此类材料和组件在使用EUV辐射的装置、设备、和系统中的使用方法。
[0006]在某些实施例中，本公开涉及可在曝光系统中使用的元件，其中该系统或子系统包括发射具有波长的光的光源。该元件可包括具有多个结构特征的材料。这多个结构特征可将该元件对于所选波长的反射率改善至大于70%。
[0007]在另一实施例中，本公开涉及可在曝光系统中使用的元件。该系统或子系统可包括发射具有波长的光的光源。该元件可包括具有多个结构特征的材料。这多个结构特征可将该元件对于所选波长的透射率改善至大于4%。
[0008]在另一实施例中，本公开涉及可在曝光系统中使用的元件。该系统或子系统可包括发射具有波长的光的光源。该元件可包括具有多个结构特征的材料。这多个结构特征可控制对于所选波长的电磁辐射吸收。
[0009]在一些实施例中，该曝光系统可包括光刻工具、生物技术系统、扫描或成像系统、天文系统、材料处理系统或者印刷系统。
[0010]在一个实施例中，该波长小于或等于250nm。这多个结构特征可具有第一大小，该第一大小与该波长基本相关。在一个实施例中，这多个结构特征可具有介于250nm到0.0lnm之间的第一大小。这多个结构特征可以是一维、二维、或者三维的，这多个结构特征在该材料中可具有周期性。该周期性可以在一个、两个、或者三个维度上。这多个结构特征可以在所述材料中以下列各项次序之一进行排列:半周期性的、非周期性的、准周期性的、渐变的、部分渐变的、对称的、分形的、螺旋的、瑞士卷状的、非平面的、片段、重复单元、形成图案、或者随机或半随机次序。该材料可包括下列一项或更多项:金属、电介质、气体、液体、化合物、半导体、聚合物、有机材料、生物材料、单原子材料、空气、碳、钥、铍、镧、碳化硼、娃、S12, T12、钌、银、错、金、银、铜、钼、钮、锗、DNA、蛋白质、石墨烯、石墨、碳纳米管、MoS,O2> N2> He、H2> Ar、C02。该些结构特征可包括下列一项或更多项:金属、电介质、气体、液体、化合物、半导体、聚合物、有机材料、生物材料、单原子材料、空气、碳、钥、铍、镧、碳化硼、硅、Si02、Ti02、钌、银、错、金、银、铜、钼、钮、锗、DNA、蛋白质、石墨烯、石墨、碳纳米管、或MoS、02、N2、He、H2、Ar、CO2、真空或空隙。这多个结构特征可具有包含层、膜、球、块、棱锥、环、多孔结构、圆柱、链接的形状、壳、自由形式的形状、手征性结构、半球、或片段的形状或维度。
[0011]该元件可以是基板、反射镜、透镜、表面、窗、小平面、滤波器、覆盖元件、压盖层、保护层、阻挡层、薄膜、涂层、内部表面区域、采集器、小滴生成器、分散材料、面板、波导、腔体、光纤、结构组件、反射元件、透射元件、检测器、波长检测器、带宽或功率监视器、传感器、光掩模、光刻胶、冷却结构、热管理机构、光源、灯、激光器、光学兀件、掩模对准器、积分器、结构组件、光学器件、电学器件。
[0012]在一些实施例中，该材料或结构特征通过以下处理方法之一进行清洁或后处理:化学蚀刻、激光辐射或加热。
[0013]在一个实施例中，该材料或该材料的子集或该材料的方面可通过以下处理方法之一来制造:自组装、定向组装、软模板法、电成型、电镀、牺牲或脚手架材料、嵌段共聚物、自底向上技术、EUV或XUV光刻、聚焦电子或离子束、纳米印刻、原子力或扫描探针显微镜法、双光子或更多光子光刻、激光辐照、去合金化、化学蚀刻、化学表面活性剂、表面处理。
[0014]在某些实施例中，本公开提供了一种制造可在波长上具有大于70%的反射率的材料的方法。该方法可包括抛光寄主层的步骤。在一些实施例中，该方法可进一步包括组装聚合或脚手架结构的步骤。而且，该方法可包括在该脚手架结构上生长主层。该方法还可包括抛光该主层的表面。进一步，该方法可包括移除该聚合或脚手架结构的步骤以使得该材料的反射率在0.1nm到250nm之间的波长上大于70%。在一些实施例中，该方法可包括通过激光辐照或化学蚀刻对一个或更多个层进行平滑处理的步骤。该聚合或脚手架结构可以是一个或更多个嵌段共聚物。在一个实施例中，该方法可进一步包括施加压盖或基板的步骤。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]结合下文与附图一道做出的详细描述可更加充分地领会本公开，其中:
[0016]图1解说与本文描述的材料的结构相比Mo/Si多层叠层在EUV波长上的反射率特性的详情。
[0017]图2解说包含结构特征的三维结构的实施例以及在EUV波长上来自包含空隙的结构的示例反射系数分布。
[0018]图3解说采用本文描述的材料的光刻掩模的实施例。
[0019]图4示出采用本文描述的材料的光刻胶的实施例。
[0020]图5示出采用本文描述的材料的光学元件或表面的实施例。
[0021]图6示出使用聚合物模板制作本文描述的材料的制造工艺的实施例。
【具体实施方式】
[0022]使用超紫外辐射的光刻可使得能够制造具有更小特征尺寸的器件。然而，大多数材料具有对EUV频谱中电磁辐射的高吸收。选择在EUV频谱中具有低吸收率的自然材料是受到限制的。相应地，大多数材料的高吸收影响EUV光刻(EUVL)系统的性能。例如，可能需要高水平的光学功率来操作EUVL系统。由于增大的光学功率，系统还可能要求大规模的热管理系统。
[0023]本公开描述了能改善EUVL系统的性能的材料。本公开进一步描述了这些材料的制造、以及将这些材料用在EUVL系统的组件、装置、以及设备中。本文描述的材料、方法及系统还可被用在其中电磁辐射位于超紫外和软X射线波长中的系统中。
[0024]该些材料还可改善可能使用UV、EUV、或软X射线波长的非光刻系统中的性能。例如，灯和光源、生物(例如，生物化验和阵列发展)、植物学系统、成像和显微镜法系统、传感器激活、荧光、量子点、天文系统、材料处理系统以及原子、核及粒子发射辐射、加速系统、空间系统。
[0025]如本文所使用的，UV辐射是在近似400纳米至120纳米波长范围内的电磁辐射，EUV辐射是在近似120纳米至I纳米波长范围内的电磁辐射，以及软X射线辐射是近似I纳米至0.01纳米波长范围内的电磁辐射。所选的波长范围可以是可等效于UV、EUV或X射线范围中的激发的双光子或更多光子过程的部分。一般文献中可能存在一些定义上的差异，但是目的区域大致上相同的。另外，目的范围倾向于涵盖被定义为XUV辐射的辐射。
[0026]本公开还描述了将UV、EUV、XUV、软X射线辐射用于生物材料研发、印刷和图案化、显微镜法、材料处理、天文系统、曝光、成像和扫描系统中的应用的系统、装置和方法。更具体地，这些应用可包括3D打印、选择性生物材料图案化、生物传感器激活、DNA/肽图案化、量子点激活、荧光显微镜法、选择性生物材料激活。
[0027]本公开描述了可被用在超紫外波长应用中的材料。该材料可包括能被用于要求在一个或更多个电磁波长范围上操作的应用中的特征。在一个实施例中，结构特征的尺寸与超紫外应用中所使用的波长大致处于相同量级。例如，结构特征可具有近似13.5nm的尺寸。在一些实施例中，该些特征可以是具有10到20nm量级上的尺寸的结构特征。在另一实施例中，该材料可具有0.0Olnm到1nm范围内的结构特征。在又一实施例中，该材料可具有1nm到250nm范围内的结构特征。这些特征可被称为纳米尺度特征。该些纳米尺度特征可以是一维、二维、或三维的。该些结构特征可降低材料的体电磁吸收。例如，在一些应用中，纳米尺度特征可与该应用中使用的辐射的波长近似相关。该材料可包括亚波长特征。
[0028]该些材料还可被设计成降低使用紫外(UV)波长范围的应用中的吸收。例如，结构特征的尺寸可与UV波长相关。在其他实施例中，结构特征的尺寸可与软X射线波长范围相关。所选的波长范围可以是取代uv、EUV或X射线范围的双光子或更多光子(多光子)过程的部分。
[0029]纳米尺度特征可包括例如周期性或半周期性、准周期性或非周期性结构或者正在重复或已重复元素。周期性结构可以是一维、二维或三维结构。该结构可以是分层结构的一部分或者位于基板上。该结构可以是平面或非平面的或者是自由形式的。周期性结构的示例包括纳米粒子的2D或3D阵列、螺旋结构、瑞士卷结构。纳米尺度特征可以是任何尺寸的任何形状，例如但不限于，层、膜、球、块、棱锥、环、多孔结构、圆柱、链接的形状、壳、自由形式的形状、手征性结构、半球、片段或其任意组合。
[0030]该材料可包括例如渐变结构。例如，任何尺寸的分层结构，其中该材料内的一些层具有相对于前一层增大或减小的长度、深度、厚度、周期或重复单元。在一个实施例中，若该些层以产生渐变的折射率的方式进行排列，则针对更宽的波长或角度范围产生定制光学响应。该结构可以是分层结构的一部分或者位于基板上。该基板可以是平面或非平面的或者是自由形式的。
[0031]图2解说具有空隙的3D阵列的实施例。该材料可包括任何形状的间隙或空隙220。这些间隙或空隙可以任何尺寸分布在整个材料中，并且可具有范围从0.01纳米到微米的大小。该些间隙或空隙可用流体、液化气、单原子材料、有机材料、聚合物填充或者是真空的。该材料可包括隔膜、自立结构或元素、或部分受支撑的结构或特征、或支撑结构。该些特征可由结构或组件支撑。该些间隙在分布上可以是周期性或随机的。该些间隙可包括
02、H2, He、N2, Ar、CO2或包括非惰性气体的其他气体。示例是具有空气间隙的金属球的3D周期性阵列。若该系统是在真空下，则该些空隙还可包括真空。图2还解说来自可包括空隙的材料的反射系数分布。如图2中所示，反射系数在近似13.5nm的波长处大于70%。
[0032]该材料还可包括单原子材料的微米或纳米结构特征。单原子材料的一些示例包括石墨烯、石墨、硫化钥、以及碳纳米管。单原子材料可用作光学元件或热管理或冷却机构元件。单原子材料可以与例如金属、电介质、半导体之类的其他材料组合使用。它可形成分层结构、周期性结构、多维度或自由形式结构的一部分，或者可以位于基板上。
[0033]该材料可以是有机材料或生物材料。该材料还可包括有机或生物材料的微米或纳米结构特征。有机材料或生物材料的示例包括DNA、蛋白质、或在该些波长中具有较低吸收的其他分子或基因材料。有机材料或生物材料还可以是牺牲材料、或者软模板法或脚手架结构。有机或生物材料可以封装在其他材料中，这些其他材料包括(但非排它性地)聚合物或电介质或半导体。有机或生物材料可用作光学元件或热管理或冷却机构元件。有机或生物材料可以与例如金属、电介质、半导体之类的其他材料组合使用。它可形成分层结构、周期性结构、多维度或自由形式结构的一部分，或者可以位于基板上。
[0034]该材料还可包括聚合物。该材料还可包括聚合物的微米或纳米结构特征。该聚合物也可以是牺牲材料、或者软模板法或脚手架结构。在一些实施例中，该聚合物可被移除，从而在该材料中留下间隙或空隙。这些间隙或空隙可形成该材料中的结构特征。在其他实施例中，该聚合物可保留在该材料中。该聚合物可以是光刻胶。该聚合物还可通过激光或者双光子或更多光子激光过程进行辐照和曝光。
[0035]该材料可包括使用金属、半导体、合金、电介质、化合物、气体、液体或其组合构成的纳米尺度特征。可对这些纳米尺度结构进行工程设计以降低该材料在一个或更多个波长段上的吸收。金属可包括例如金、银、钼、钥、铍、钌、铑、铌、钯、铜、镧。组合材料可包括例如硅、二氧化硅、碳化硼、碳、有机物、生物材料、锗、聚合物或单原子材料、液体或气体或其他元素、合金或化合物、或真空。在此情形中，任何一种材料可具有如折射率的虚部所描述的较小的吸收量，其中一种材料比另一材料具有更多。
[0036]该材料可具有纳米大小的结构和特征，这些结构和特征在一维、二维或三维上形成阵列或者是周期性的，例如但不限于光子学晶体、等离子体光学晶体、超材料、手征性结构或亚波长结构。可调谐阵列的特征以最优化波长、频谱带宽、光子学带隙角接收、包括平均反射系数(当在频谱范围上求平均时)的反射系数、透射、吸收、散射以及电磁增强因子、谐振或交互模式。该结构可提供减慢光的群速以增大电磁交互的腔体，或者形成其中某些电磁节点被增强而某些节点被禁止的波导或腔体。在禁止传播模式的情形中，这可被用于形成具有可调谐峰值波长和频谱带宽属性的选择性或全向镜。该腔体还可被用于增强光从红外到EUV的转换，如在双光子或更多光子过程、或从红外激发发射EUV辐射的光源(例如，等离子体源)中所需要的。
[0037]该材料的纳米尺度特征例如可被配置成3D六边形包装阵列。该3D六边形包装阵列可包括金属。该金属可以是例如金、银、钌、钥、硅、锗、或钼、钯或者其他金属。参见图2。
[0038]该材料的纳米尺度特征可包括例如螺旋结构。该螺旋结构可以是金属，例如金、银、钌、钥、娃、锗、或钼。
[0039]该材料的纳米尺度特征可例如使用石墨烯、或钥石墨烯(Mo-石墨烯)来构成。该些纳米尺度特征可包括石墨烯双螺旋结构。
[0040]纳米光子学材料可包括周期性的一维、二维或三维结构，这些结构被工程设计成在诸如UV, EUV或软X射线波长等所选波长上具有较低的电磁辐射体吸收。
[0041]本公开进一步描述用于制造该材料的方法、装置和技术。EUV材料可使用自顶向下的制造过程来制造，其中材料在受控的真空环境中经由电沉积被沉积至扁平的基板上。所沉积的材料可具有近似5nm或更小的厚度以及小于λ/20的粗糙度因子。由于源于降低材料的总体反射或透射的不规则性的Mie散射，低粗糙度因子可以是较优的。沉积具有充分低的粗糙度的超平材料会是具有挑战性的。当使用多个材料或分层结构时，每个材料或层可个别地进行平滑处理或抛光。
[0042]在一些实施例中，EUV材料可使用自底向上办法来制造。在该自底向上制造办法中，可通过从结构的底端插入物质来逐渐地生长体材料，由此只要求一个表面(最顶上的外层)进行平滑处理。该自底向上办法可被用于制造用于UV、EUV和软X射线波长范围内基于光刻的材料。
[0043]在一个实施例中，针对特定波长进行最优化的材料可使用软模板法办法来制造。在该软模板法办法中，可结合电沉积以及其他材料沉积技术临时使用某些聚合物或牺牲或临时材料(但并非排他性的)。该些牺牲材料或聚合物形成一旦实际材料就位就可被移除的软模板、或脚手架结构。该牺牲或临时材料可通过化学蚀刻或其他方法来移除。牺牲材料的示例可以是光刻胶。临时材料的另一示例是纳米球。软模板法办法可被用于制造基于光刻的材料，后者被最优化以降低对于一个或更多个波长或者UV、EUV和软X射线范围中的波长范围的吸收。这些EUV材料还可被用于制造光刻系统的元件。图6解说使用基于聚合物的软模板法办法来制造本文所述的材料的方法的实施例。方法500可包括抛光寄主层的步骤。在一些实施例中，该方法可进一步包括组装聚合或脚手架结构的步骤。而且，该方法可包括在该脚手架结构上生长主层。该方法还可包括抛光该主层的表面。进一步，该方法可包括移除该聚合或脚手架结构的步骤以使得该材料的反射率在0.1nm到250nm之间的波长上大于70%。在一些实施例中，该方法可包括通过激光辐照或化学蚀刻对一个或更多个层进行平滑处理的步骤。该聚合或脚手架结构可以是一个或更多个嵌段共聚物。在一个实施例中，该方法可进一步包括施加压盖或基板的步骤。
[0044]EUV材料还可使用电成型或其他类似工艺来制造。在电成型中，材料(例如，金属)借助化学、电气或磁手段通过另一材料来生长。此方法可被用于金属钥和钌的电化成形中，金属钥和钌并不是通常电成型的金属。该电成型工艺可被用于制造UV、EUV和软X射线范围上的基于光刻的材料。
[0045]EUV材料还可使用自组装或其他类似工艺来制造。在自组装中，该材料的某些方面例如纳米尺度特征被组装在一起以形成总的体结构。该组装成型可以是自组装或定向组装。在一个实施例中，该些特征可通过化学或电气或磁手段保持给定的刚性结构。这个的示例是化学极化材料。在另一实施例中，该材料的基板可以被预图案化以确保布置于其顶上的体材料的优选结构或实施例。在另一实施例中，该基板可用有机或生物材料进行表面处理或者进行化学处理以确保布置于其顶上的体材料的优先或选择性结构或实施例。该自组装办法可被用于制造用于uv, EUV和软X射线波长范围内基于光刻的材料。
[0046]该材料还可使用折叠工艺来制造。在折叠工艺中，材料或材料的子集可被折叠、或者弯曲或装以铰链，以向总体材料结构增添更高维度。例如但非限制性的，金属-电介质2D阵列可被折叠以形成3D分级对象，其中总的体材料显露出原始材料的多个单元的堆叠结构。
[0047]该材料还可使用构建块工艺来制造。在构建块工艺中，材料或材料的子集可被组装或堆叠以创建总的体材料结构。例如但非限制性的，金属半导体3D阵列可以任何配置进行堆叠以形成3D体材料对象，其中总的体材料显露出原始材料的多个单元的堆叠结构。
[0048]该材料可例如通过化学蚀刻工艺来制造。化学蚀刻剂(例如，酸)还可被用于在半导体或聚合物或金属中选择性地移除材料。
[0049]在一些实施例中，该材料可使用去合金化工艺来制造。在此方法中，该材料可包括金属。该金属可例如经由加热/熔融工艺与另一种辅助金属相混合以形成铸锭。可以为腐蚀性的酸随后可被用于选择性地移除该辅助金属(例如，金或银)以留下原始材料的多孔结构。剩余结构可形成原子级上的均匀和平滑表面。
[0050]EUV材料或该材料的任何子集或要素可进一步使用激光来抛光或平滑处理。激光可具有毫微微秒或皮秒范围内的脉冲历时。可在该制造之前、期间或之后使用激光。激光还可被用于辐照制造后材料以抹除、移除、清洁或驱逐任何瑕疵、不规则性或不均匀性。这包括移除不直接牵涉制造过程中的瑕疵。例如在光掩模上的材料的实施例中。光掩模可能接收到来自其制造过程中其他部分的瑕疵粒子，或者来自光刻或光源系统中的杂散离子/元素的缺陷粒子。后续可通过激光辐照过程来清洁光掩模。
[0051]在一些实施例中，该材料的纳米尺度结构特征或构建块或元件还可通过激光来加工。可在该制造之前、期间或之后使用激光。激光办法可以是双光子或更多光子过程办法的部分。
[0052]该材料或该材料的任何子集或要素可进一步使用具有受控浓度的化学蚀刻剂进行抛光或平滑处理。在一个实施例中，该材料或该材料的任何子集或要素在该材料的形成期间可进一步使用表面活性剂进行平滑处理或者进行化学表面处理。该表面活性剂可以在稍后被移除。化学表面活性剂办法也可被用于制造用在uv、EUV和软X射线范围内的光子学结构成型。
[0053]该处理或该材料的任何子集或要素、或者纳米尺度特征还可通过光刻或印刷或图案化工艺来加工。光刻或印刷工艺可包括例如电子束光刻、纳米印刻光刻、UV、EUV或X射线光刻、2D或3D光刻、立体光刻、集中电子或离子束、扫描隧穿显微镜法、扫描探针光刻、原子力显微镜法、溶胶-凝胶纳米制造、双光子或更多光子光刻、蘸笔光刻、近场光刻、激光辅助印刻、基于温度的图案化、基于激光的图案化。另外，可以组合光刻或印刷工艺来使用时刻或沉积或温度工艺。光刻或印刷办法可被用于制造UV、EUV和软X射线范围上并且被用于光刻设备、系统或装置中的基于光刻的材料。
[0054]在另一方面，本公开涉及制作用在所选的电磁波长范围上的包括纳米尺度特征的材料的方法。该材料可以是本文所描述的关于用于光刻或其他光学应用的元件或设备的材料。该材料还可使用嵌段共聚物脚手架工艺来制造。该方法可包括例如制造至少具有第一嵌段和第二嵌段的嵌段共聚物结构。该方法可进一步包括移除该第一嵌段，并用金属或半导体或聚合物、电介质或单原子材料来置换结构中该第一嵌段所占据的体积的至少一部分。该嵌段共聚物办法可被用于制造用于UV、EUV和软X射线波长范围内基于光刻的材料。
[0055]该第一嵌段可以是例如选择性可降解嵌段。该方法可进一步包括，完全或部分地，移除第二嵌段和/或移除任何附加的嵌段。第二嵌段和/或任何附加嵌段可使用诸如等离子体蚀刻之类的工艺来移除。
[0056]该体积的至少一部分的置换可包括例如电化学沉积金属或半导体。该体积的至少一部分的置换可包括金属或半导体的电沉积或电成型。
[0057]在另一实施例中，该材料可使用瑞士卷或层压工艺来制造。在瑞士卷工艺中，该材料或该材料的子集可从一端卷起以向总的材料结构增添更高的维度，并且总的材料的横截面呈现该材料的多次成型。例如但并非限制性的，金属-电介质2D阵列可从一端卷起以形成3D圆柱状对象，其中该圆柱状对象的与轴垂直的横截面可显露出原始材料的多个单元的堆叠结构。
[0058]在另一方面，本公开涉及系统或子系统的元件。该元件可包括具有被设计成在所选电磁波长范围内对电磁辐射至少部分地反射或透射、或者电磁交互增强的纳米尺度特征的材料。该材料可以是诸如在本文的前文或后文描述的材料。在所选的波长范围上，该材料可以布置在元件上、或嵌入在元件内、或者嵌入在辐射发射系统或辐射发射系统内的元件内、或者辐射监视设备内。
[0059]在一个实施例中，该系统或子系统是光刻系统。该些兀件可以是光刻系统的一个组件。例如，元件可包括但不限于，光掩模、检测器、波长监视器、带宽或功率监视器、传感器、光刻胶、基板、冷却机构、热管理机构、光源、灯、激光器、光学兀件、掩模对准器、积分器、结构组件、电学器件、光学器件或该系统内所包含的任何其他组件。该系统或子系统还可包括半导体加工设备或装置。图3解说可包括材料316的元件300 (在此示例中为光掩模)。掩模300可接收具有所选波长的辐射320。在一个实施例中，材料316可以是关于图2描述的3D阵列。在其他实施例中，材料316可以是本文描述的可增加元件300的反射系数的任何材料。在一些实施例中，对于所选波长，元件300的反射率可增加到大于70%。该波长可以在0.1nm和250nm之间。材料316可如图3中所解说地被集成在掩模300中。在一个实施例中，该材料被夹在掩模300的顶层和底层之间。也可使用附加材料316的其他方法。
[0060]应注意，除了光刻系统外，上文描述的材料也可被用在生物技术系统、2D或3D印刷或图案化系统、或材料处理系统中。这些系统也可包括可使用EUV材料以改善性能的元件。元件可包括例如，光掩模、检测器、波长监视器、带宽或功率监视器、传感器、光刻胶、基板、冷却机构、热管理机构、光源、灯、激光器、光学兀件、掩模对准器、积分器、结构组件、或该系统内所包含的任何其他元件或组件。在一些实施例中，EUV材料可被用在投影透镜系统中。例如，在此系统中，仪器可包括所选波长范围上的多个光学元件，例如望远镜或卫星。
[0061]可能使用EUV材料的系统的另一示例是涉及在所选电磁波长范围上进行检测的系统，例如，X射线检测、成像和扫描系统、核粒子辐射、及加速器系统、生物技术系统。EUV材料还可用在扫描和成像系统中。EUV材料还可被用于在一个或更多个工作波长范围内要求降低的吸收的系统中。
[0062]在一个实施例中，该元件是光学元件。该光学元件可包括光学基板、反射镜、透镜、表面、窗、小平面、滤波器、覆盖元件、压盖层、阻挡层、薄膜、涂层、内部表面区域、采集器、小滴生成器、分散材料、面板、波导、腔体、光纤、结构组件、反射元件、透射元件、检测器、波长检测器、带宽或功率监视器、传感器、电学器件或光学器件、或者可在上述系统中使用的任何其他光学元件。光学基板可以是熔凝石英、或氟化钙、或氟化镁。光学元件还可以既不透射也不反射，而是用作增大与某些区域的电磁交互。例如，它可以增强某些电磁模式以进行辐射、形成腔体、或者增大可供用于交互的内部表面区域。图5解说光学元件500的实施例，其中材料510布置在光学元件500的表面520的顶上。该材料可使用未在本文示出的其他方法与光学元件500附加在一起。光学元件500可接收具有所选波长的辐射530。在一个实施例中，材料510可以是关于图2描述的3D阵列。在其他实施例中，材料510可以是本文描述的可增加光学元件500的反射系数的任何材料。在一些实施例中，对于所选波长，光学元件500的反射率可增加到大于70%。该波长可以在0.1nm和250nm之间。该光学元件还可与本文描述的任何系统联用。
[0063]图4解说材料-光刻胶合成物400的实施例。材料410可被嵌入在或分散在寄主材料(例如光刻胶420)中。该材料可改善寄主材料420的性能。在光刻胶的情形中，电磁交互(即，与聚合物或有机材料的散射和吸收)的增强可增大光刻胶的灵敏度。
[0064]在另一方面，本公开涉及反射元件。该反射元件可包括具有被配置成在所选电磁波长范围内对电磁辐射至少部分地反射的纳米尺度特征的材料。该材料可以是诸如在本文的前文或后文描述的材料。
[0065]该反射元件可以是例如光学器件或光学器件的组件。光学器件可以是例如反射镜、透镜、光学窗口、滤波器或涂层、薄膜、隔膜或基板或其他光学元件。替换地，该反射元件可以是掩模的组件或者该掩模的材料涂敷或材料层。该掩模可以是光刻掩模。替换地，反射元件可以是光刻胶或光刻胶的元件。该光刻胶可以是光刻光刻胶。反射元件可以是例如诸如EUVL系统、或软X射线系统之类的光刻设备或系统的组件或元件。
[0066]反射元件可以是例如布置在光学器件、光刻胶、掩模、或其他组件或器件上或内的材料涂敷或材料层。光学器件可以是熔融石英或氟化钙光学器件。
[0067]反射元件可以例如被配置为光刻设备的组件。反射元件可被配置为电磁辐射源设备的组件。反射元件可被配置为半导体加工设备或使用uv、EUV或软X射线电磁辐射的其他设备的组件。反射元件可以是UV、EUV或X射线光源的组件。
[0068]该反射元件可包括具有被配置成在所选电磁波长范围内至少部分地反射的纳米尺度特征的材料。替换地或者附加地，该反射元件可包括具有被配置成在所选电磁波长范围内基本全反射的纳米尺度特征的材料。在一些实施例中，反射元件可包括具有被配置成具有大于或等于70%的反射率的结构特征的材料。
[0069]该反射元件可包括具有被配置成在所选电磁波长范围内反射的纳米尺度特征的材料，其中该材料可被一致性地制造成具有大于或等于70%的反射率。
[0070]该反射元件可包括具有被配置成增大电磁波长范围内的频谱带宽的纳米尺度特征的材料。这个的示例是渐变结构。
[0071]该反射元件可包括具有被配置成增大电磁波长范围内的角接收的纳米尺度特征的材料。这个的示例是2D或3D对称结构。
[0072]该反射元件可包括具有被配置成增大电磁波长范围内的平均反射系数(在频谱范围上积分或求平均)的纳米尺度特征的材料。
[0073]在另一方面，本公开涉及透射/透明元件。透明元件可包括具有被配置成在所选电磁波长范围内对电磁辐射至少部分地透射(大于或等于4%)的纳米尺度特征的材料。该材料可以是诸如在本文的前文或后文描述的材料。透明元件可以是例如诸如EUVL系统、或软X射线系统之类的光刻设备或系统、或者生物技术或材料处理系统的组件或元件。
[0074]透明元件可以是例如光学器件或光学器件的组件。光学器件可以是例如反射镜、透镜、光学窗口、或其他光学元件。替换地，该透明元件可以是掩模的组件或者该掩模的材料涂敷或材料层。该掩模可以是光刻掩模。替换地，透明元件可以是光刻胶或光刻胶的元件。该光刻胶可以是光刻光刻胶。
[0075]透明元件可以是例如布置在光学器件、光刻胶、掩模、或其他组件或器件上或内的材料涂敷或材料层。光学器件可以是熔融石英或氟化钙光学器件。
[0076]透明元件可以是光刻设备的组件。在一些实施例中，透明元件可以是电磁辐射源设备的组件。透明元件还可被配置为半导体加工设备或使用uv、EUV或软X射线电磁辐射的其他设备的组件。透明元件可以是UV、EUV或X射线光源的组件。透明元件可以是光学窗口的组件或者布置在该光学窗口上或内的材料涂敷或材料层。
[0077]在另一方面，本公开涉及一种用于完全或部分地制造和使用上述纳米光子学材料和相关方法的手段。
[0078]在另一方面，本公开涉及在诸如超紫外光刻(EUVL)或软X射线光刻系统等系统或其他系统中使用此类纳米光学材料的方法。
[0079]在另一方面，本公开涉及完全或部分地包括上述纳米光子学材料的组件、设备和系统。
[0080]下文结合附图进一步描述各种附加方面、特征和功能性。
[0081]本文描述的示例性实施例被提供用于解说用于检查导管、管道及其他空隙内部的装置、方法和系统的各个方面、细节和功能；然而，所描述的实施例无意以任何方式进行限制。对于本领域技术人员将显见的是，可在落在本公开的精神实质和范围内的其他实施例中实现各个方面。
[0082]注意，如本文中所使用的，措辞“示例性”表示“用作示例、实例或解说”。本文中被描述为“示例性”的任何方面、细节、功能、实现、和/或实施例不一定被解释为优选于或更优于其他方面和/或实施例。
[0083]超紫外光刻明显不同于其他紫外(UV)光刻，诸如目前普遍使用的深度紫外光刻技术。EUV辐射被所有材料高度吸收，并且因此EUV光刻典型地在真空中进行。此类系统中的光学元件应被配置为最小化EUV辐射的吸收，然而，这是难以实现的。例如，诸如反射镜之类的组件将典型地吸收入射光的约35-40%。
[0084]目前为止所构建的典型预生产EUVL系统包含至少两个聚光器多层反射镜、六个投射多层反射镜、以及多层对象(掩模)。由于这些光学器件已经吸收了约96%可用EUV光，合适的EUV光源将需要足够亮以克服此辐射损耗。EUV源研发已经聚焦在通过激光或放电脉冲生成的等离子体。负责采集光的反射镜直接暴露于等离子体，并且因此容易受到热损坏和来自高能离子及其他碎片的损坏。与生成EUV辐射的高能过程相关联的这种损坏限制了用于光刻的EUV光源的实现。
[0085]结果，由于对诸如光学器件、反射镜、光学窗口、掩模、光刻胶的兀件、以及其他兀件或组件使用传统材料的EUV光刻设备的这些吸收特性，现有的EUV光刻扫描器单元具有较差的效率。
[0086]尽管一维结构可能表现出一些潜在优势，它们也包括限制。例如，对钥/硅多层叠层配置的初始仿真分析指示在90纳米上具有50层周期性的一维钥/硅多层叠层所能获得的最大反射率在零度入射角上的理论最大值为70.6%，如图1所示。实践中，由于制造工艺的瑕疵和Mie散射，反射率更低。
[0087]相应地，在一些实施例中，具有二维或三维纳米尺度特征的、用于在约13.5nm的波长范围内工作且具有约80%或更高的反射率的EUV反射元件(及相关联设备)可使用诸如本文所描述的技术来制造并用在诸如EUVL之类的应用中。另外，具有类似透射特性的材料(例如，EUV透明材料以及相关联的组件和设备)可类似地使用诸如本文所描述的技术来制造。
[0088]在另一方面，纳米结构的(纳米光子学的)二维或三维材料(诸如本文所描述的材料或类似或等效材料)可用在组件和设备中，诸如举例而言，激光器和激光系统、光源、扫描器、掩模、以及抗蚀材料、或用于制造半导体或其他器件的其他设备或系统。
[0089]其他应用可包括等离子体源或同步加速器辐射源或者其他电磁辐射源。还有一些其他应用可包括受激准分子激光器或其他激光器(诸如工业激光器)，以及X射线电磁辐射设备或用于生成或使用诸如红外、可见光、UV、EUV、或X射线波长等波长范围内的电磁辐射的其他设备。使用纳米光子学材料的组件和器件还可用在诸如生物医疗设备或其他设备或系统之类的应用中。
[0090]在一些实施例中，三维石墨烯光子学晶体可被用作用于在UV、EUV和X射线波长上工作的设备和系统的纳米光子学材料。石墨烯是近期被研发出来的材料，其具有高热传导性，并且可被配置成是透明的，或者通过使用堆叠、层叠或其他复合配置被制成是反射性或吸收性的。类似地，在一些实施例中，具有与石墨烯类似特性的碳纳米管可被用于制作透明或反射性的纳米光子学材料。例如，石墨烯或碳纳米管材料可在光刻设备中被用在例如涂敷或分层材料。这些材料的高热传导性使得它们对于一些应用是有优势的，这些应用中要求透明性或反射率(例如，在UV、EUV和/或软X射线波长上)，并且需要高度传导生成的热量(例如，在设备中的高度热耗散，这些设备诸如有光扫描工具、用于晶片图案化的机器、双光子设备、或者其中使用UV、EUV、和/或X射线辐射诸如用于图案化光刻胶的其他设备或系统)。
[0091]在另一实施例中，纳米结构材料可以双螺旋结构制造。双螺旋结构可包括例如金(Au)和/或钥(Mo)。双螺旋结构可使用诸如前文所述的嵌段共聚物技术来制造。此类材料可通过孔隙中的环境空气而具有低金属密度。例如，金属密度可比相应体材料小约10倍或更多。
[0092]本公开的其他实施例和变型在这些教义的基础上对于本领域技术人员是容易做出的。因此，本公开所要求的保护仅由接下来的权利要求限定，权利要求在结合上述说明书和附图阅读时包括所有此类实施例和变型。
[0093]应理解，本文所公开的过程和方法中诸步骤或阶段的特定次序或层次是示例性办法的示例。基于设计偏好，除非另外指出，应理解这些过程中步骤的具体次序或位阶可被重新安排而仍在本公开的范围之内。
[0094]提供前面对所公开的实施例的描述是为了使本领域任何技术人员皆能制作或使用本公开。对这些实施例的各种改动对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中定义的普适原理可被应用于其他实施例而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中示出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征一致的最广的范围。
[0095]本公开并非旨在被限定于本文中所示出的各方面，而是应被授予与说明书和附图相一致的全部范围，其中对要素的单数形式的引述并非旨在表示“有且仅有一个”(除非特别如此声明)而是“一个或多个”。除非特别另外声明，否则术语“一些/某个”指的是一个或多个。引述一列项目中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b或c中的至少一者”旨在涵盖:a ；b ；c ；a和b ;a和c ；b和c ;以及a、b和
Co
[0096]提供以上对所公开方面的描述是为了使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对这些方面的各种改动对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中定义的普适原理可被应用于其他方面而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中示出的方面，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征一致的最广义的范围。
[0097]本文所使用的诸如“可”、“也许”、“可能”、“例如”之类的条件语言，除非另外具体声明、或在上下文中在使用时被另外理解，通常在于传达某些实施例包括，(尽管其他实施例不包括)某些特征、元件和/或步骤。因而，这些条件语言通常不旨在暗指特征、元件和/或步骤以任何方式为一个或多个实施例所需要，或者一个或多个实施例必然包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下确定这些特征、元件和/或步骤是否被包括在内，或是否在任何特定实施例中被执行的逻辑。属于“包括”、“包含”、“具有”之类的术语是同义的并且以开放式内含地使用，并且不排除附加的元件、特征、动作、操作等等。而且，术语“或者”在其内含意义上(而非在其排他意义上)使用，以使得当被用于连接例如连接一列元素时，术语“或者”表示该列中所有元素的一个、一些或全部。另外，除非特别另外指出，冠词“a”和“an”被理解为表示“一个或更多个”或者“至少一个”。
[0098]除非另外特别声明，否则诸如术语“X、Y和Z的至少一者”之类的连接语言在上下文中在使用时一般被理解为传达一项目、条款等可以是Χ、γ或者者。因此，此类连接语言并非一般性地意欲表示某些实施例要求单独存在至少一个X、至少一个Y和至少一个Ζ。
[0099]尽管以上详细描述已示出、描述和指出应用于各实施例的新颖性特征，但要理解可对所示设备或算法的形式和细节作出各种省略、替代和改变而不背离本公开的精神实质。因此，前文描述中没有任何内容意欲表示任何特定特征、特性、步骤、模块或块是必须或必不可少的。如将领会的，本文描述的过程可在不提供本文阐述的全部特征和移除的形式内体现，因为一些特征可与其他特征分开来使用或实践。保护范围由所附权利要求书而非前述描述限定。
【权利要求】
1.一种配置成在曝光系统中使用的元件，其中所述系统或子系统包括配置成发射具有波长的光的光源，所述元件包括: 具有多个结构特征的材料，所述多个结构特征具有介于250nm和0.0lnm之间的第一大小; 其中所述多个结构特征配置成将所述元件对于0.1nm和250nm间的波长的反射率改善至大于70%。
2.一种配置成在曝光系统中使用的元件，其中所述系统或子系统包括配置成发射具有波长的光的光源，所述元件包括: 具有多个结构特征的材料，所述多个结构特征具有介于250nm和0.0lnm之间的第一大小; 其中所述多个结构特征配置成将所述元件对于0.1nm和250nm间的波长的透射率改善至大于4%。
3.一种配置成在曝光系统中使用的元件，其中所述系统或子系统包括配置成发射具有波长的光的光源，所述元件包括: 具有多个结构特征的材料，所述多个结构特征具有介于250nm和0.0lnm之间的第一大小; 其中所述多个结构特征配置成控制对于0.1nm和250nm间的波长的电磁辐射吸收。
4.如权利要求1、2或3所述的曝光系统，其特征在于，所述系统包括光刻工具、生物技术系统、扫描或成像系统、天文系统、材料处理系统或者印刷系统。
5.如权利要求1所述的元件，其特征在于，所述多个结构特征具有第一大小，所述第一大小与所述波长基本相关。
6.如权利要求1、2或3所述的元件，其特征在于，所述多个结构特征是一维、二维、或者三维的。
7.如权利要求1所述的元件，其特征在于，所述多个结构特征在所述材料中具有周期性，所述周期性可以在一个、两个、或者三个维度上。
8.如权利要求1、2或3所述的元件，其特征在于，所述多个结构特征在所述材料中以下列各项次序之一进行排列:半周期性的、非周期性的、准周期性的、渐变的、部分渐变的、对称的、分形的、螺旋的、瑞士卷状的、非平面的、片段、重复单元、形成图案、或者随机或半随机次序。
9.如权利要求1、2或3所述的元件，其特征在于，所述材料或所述多个结构特征包括下列一项或更多项:金属、电介质、气体、液体、化合物、半导体、聚合物、有机材料、生物材料、单原子材料、空气、碳、钥、铍、镧、碳化硼、娃、Si02、Ti02、钌、银、错、金、银、铜、钼、钮、锗、DNA、蛋白质、石墨烯、石墨、碳纳米管、MoS、O2> N2> He、H2、Ar、C02。
10.如权利要求1所述的元件，其特征在于，所述元件包括基板、反射镜、透镜、表面、窗、小平面、滤波器、覆盖元件、压盖层、保护层、阻挡层、薄膜、涂层、内部表面区域、采集器、小滴生成器、分散材料、面板、波导、腔体、光纤、结构组件、反射元件、透射元件、检测器、波长监视器、带宽或功率监视器、传感器、光掩模、光刻胶、冷却机构、热管理机构、光源、灯、激光器、光学兀件、掩模对准器、积分器、结构组件、光学器件、或电学器件。
11.如权利要求1所述的元件，其特征在于，所述多个结构特征具有包含层、膜、球、块、棱锥、环、多孔结构、圆柱、链接的形状、壳、自由形式的形状、手征性结构、半球、或片段的形状或维度。
12.如权利要求1所述的元件，其特征在于，所述材料或结构特征通过以下处理方法之一进行清洁或后处理或平滑处理:化学蚀刻、激光辐射或加热。
13.如权利要求1所述的元件，其特征在于，所述材料或所述材料的子集或所述材料的方面通过以下处理方法之一来制造:自组装、定向组装、软模板法、电成型、电镀、牺牲或脚手架材料、嵌段共聚物、自底向上技术、EUV或XUV光刻、聚焦电子或离子束、纳米印刻、原子力或扫描探针显微镜法、双光子或更多光子光刻、激光福照、去合金化、化学蚀刻、化学表面活性剂、表面处理。
【文档编号】G02B1/00GK104254789SQ201380014923
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2012年1月19日
【发明者】苏普瑞亚·杰斯瓦尔 申请人:苏普瑞亚·杰斯瓦尔