CN102472975A - 光谱纯度滤光片、光刻设备和用于制造光谱纯度滤光片的方法 - Google Patents

光谱纯度滤光片、光刻设备和用于制造光谱纯度滤光片的方法 Download PDF

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Abstract

一种透射型光谱纯度滤光片，配置成透射极紫外辐射，且包括具有多个孔的滤光片部分，所述孔用于透射极紫外辐射和抑制第二类型的辐射的透射。所述孔可以通过各向异性蚀刻过程在诸如硅等半导体材料中制造。半导体材料设置有耐氢层，诸如氮硅化合物Si3N4、二氧化硅SiO2或碳化硅SiC。粗糙度特征可以在孔的侧壁中被扩大。滤光片部分的厚度可以小于约20μm，孔的宽度为约2μm至约4μm。

Description

光谱纯度滤光片、光刻设备和用于制造光谱纯度滤光片的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年6月30日申请的美国临时申请61/222,001、于2009年8月27日申请的美国临时申请61/237,589的权益，通过引用将其全部内容并入本文中。
技术领域
本发明涉及光谱纯度滤光片、包括这样的光谱纯度滤光片的光刻设备、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，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。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，包括一个或多个管芯的一部分)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：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。
限制图案印刷的关键因素是被使用的辐射的波长λ。为了能够将不断变小的结构投影到衬底上，已经提出使用极紫外(EUV)辐射，所述极紫外辐射是具有在10-20nm范围内(例如在大约13-14nm范围内)的波长的电磁辐射。此外，还提出可以使用具有小于10nm波长的EUV辐射(例如在5-10nm范围内，诸如6.7nm或6.8nm)。这样的EUV辐射有时被用术语称为软X射线。可能的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或来自电子存储环的同步加速器辐射。
基于锡(Sn)等离子体的EUV源不仅发出期望的频带内EUV辐射，而且发出频带外辐射，最值得注意的是在深UV(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10.6μm的来自激光器的红外辐射呈现出相当大量的不想要的辐射。因为EUV光刻系统的光学装置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，则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，基于多种原因，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，因此图像品质可能会劣化。第二，不想要的辐射，尤其是LPP源中的10.6μm辐射导致对掩模、晶片和光学装置的不想要的加热。为了使将不想要的辐射处于特定的限制内，开发了光谱纯度滤光片(SPF)。
光谱纯度滤光片对EUV辐射可以是反射型的或透射型的。反射型的SPF的实施需要对已有的反射镜进行修改或插入附加的反射元件。透射型的SPF通常被放置在收集器和照射器之间并且在原理上至少不会影响辐射路径。这可能是有利的，因为这导致了与其他SPF的兼容性和灵活性。
栅格SPF形成一类透射型的SPF，其在不想要的辐射具有比EUV辐射大得多的波长时可以被使用，例如在LPP源中的10.6μm辐射的情况下。栅格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实施例中描述的不同类型的栅格SPF之间变化。因为EUV辐射的波长(13.5nm)比孔的尺寸(通常＞3μm)小得多，所以EUV辐射透射通过孔而基本上没有衍射。
多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栅格，以抑制不想要的辐射。美国专利申请公开出版物2006/0146413公开一种光谱纯度滤光片(SPF)，包括直径达到20μm的孔的阵列。依赖于与辐射波长可比的孔的尺寸，SPF可以通过不同的机制来抑制不想要的辐射。如果孔尺寸小于大约(不想要的)波长的一半，SPF几乎反射该波长的所有辐射。如果孔尺寸较大，但仍然具有所述波长的量级，则辐射被至少部分地衍射并可能在孔内部的波导中被吸收。
这些SPF的近似的材料参数和规格是已知的。然而，在这些规格下制造不是简单易行的。最有挑战性的规格是：通常直径为4μm的孔；栅格厚度通常为5-10μm；孔之间非常薄(通常＜1μm)且平行的(非锥形的)壁，用以确保最大的EUV透射率。
硅出现作为有希望用于制造这样的栅格的材料，这样的栅格的制造利用半导体制造中公知的光刻图案化和各向异性蚀刻的过程来完成。对于具有被很好地控制的横截面的深孔来说，已经发现深反应离子蚀刻(DRIE)是有希望的，当然也存在问题。于2008年12月22日申请的美国临时专利申请序列号No.61/193,769公开了用于制造的各种方法，其可应用于本发明中。该申请的内容通过参考并入本文中。
虽然硅(Si)是有希望用于制造SPF的材料，与实际EUV光刻设备中的污染物管理相关的各种机制将氢释放到周围气体环境中，尤其是将氢基团(原子H)释放到周围气体环境中。本发明的发明人发现这些根可以分解Si滤光片材料，甚至更糟糕的是，还将污染物转移至照射系统中的关键的光学表面。即使对于EUV投影是最佳的反射元件与更加熟悉的光学系统相比，反射所述辐射的一小比例辐射。劣化将严重地限制光刻设备的产率。滤光片还必须抵御来自各种辐射波长的加热效应。
美国专利第7,031,566 B2号公开了一种用于UV辐射的由“大孔硅”制造的滤光片，其中孔的直径d远小于晶片材料的厚度t。回顾了用于制造作为光谱滤光片或其它应用的这样的结构的许多现有技术。美国专利第7,031,566 B2提出，将透明的SiO2涂层施加到孔的侧壁上，用于想要的波长的波导。200-400nm的通频带波长被提及用于分析设备中，且孔的直径为约1μm，深度为约50μm。虽然美国专利No.7,031,566B2的文本在适当位置提及“极紫外”，但是其没有被限定且未在考虑了本发明的应用的亚20nm范围内给出例子。波导材料SiO2在被提及用于下一代光刻术的EUV波长条件下是不透明的。
对于由硅制造的SPF的额外的潜在问题是：EUV照射系统的周围气体环境，尽管名义上是真空，但实际上包括有意引入以减轻光学表面的碎片和污染物的气体以及在更高的真空区域和设备的外部端口之间产生缓冲的气体。用于这一目的特定的气体是氢气(H2)。EUV源的区域内的条件导致产生大量的氢基团(H原子)，其与SPF的优选的硅材料是高反应性的。这造成了两个问题：SPF自身的劣化和对其中从SPF传送Si的光学系统的污染。栅格状结构尤其具有相对大的暴露表面区域，其可能加剧了氢攻击的问题。
发明内容
本发明的一个方面是提供EUV光谱纯度滤光片，其是制造有效率的且容易的，且没有与在氢基团气体环境中使用硅部件相关的缺陷。滤光片部分的厚度可以小于大约20μm。每一孔的直径可以大于大约2μm。每一孔的直径可以在大约2μm至大约10μm的范围内。半导体材料优选是硅。孔可以具有在大约3μm至大约6μm的范围内的周期。优选地，滤光片部分是大致平坦的，且多个孔从滤光片部分的前表面延伸至后表面，以透射极紫外辐射，同时抑制第二类型的辐射的透射。每一孔可以由具有至少约80nm的粗糙度的纹理侧壁限定。反射材料可以沿着孔的侧壁延伸至少大约1μm。滤光片可以包括集成的滤光片保持器。
根据本发明的一实施例，提供了一种用于极紫外辐射(λ＜20nm)的光谱纯度滤光片。所述滤光片包括在载体材料中制造的栅格状结构，例如诸如硅的半导体材料，且在其表面区域的整个上或大部分上设置有耐氢材料的表面层。栅格状结构例如包括大致平坦的滤光片部分，其具有多个孔，每个孔全部或大致由从滤光片部分的前表面至后表面延伸的侧壁限定。
耐氢材料(被定义为比载体材料显著地更加能够耐受氢基团的任何材料)可以被应用作为涂层，或由下面的半导体的改性而形成。示例性材料是氮硅化合物Si3N4和/或SiN、二氧化硅SiO2和碳化硅SiC。根据制造的容易度和与诸如反射涂层等其它材料的兼容度，可以将不同的材料用于保护滤光片的不同的部分。保护材料还可以针对于光学性质(例如希望和不希望的辐射的透射或反射)而被选择。或者说，特定的氢保护材料不一定被添加到耐氢的功能材料已经被设置例如作为反射器或波导所在的部分上。
光谱纯度滤光片可以是包括滤光片部分的透射类型，该滤光片部分具有从滤光片前表面至后表面延伸的多个孔，用于透射极紫外辐射同时抑制第二类型的辐射的透射。在滤光片部分的平面中的每个孔的尺寸可以大于大约2μm，例如在大约1.5μm至大约10μm的范围内，在大约1.5μm至大约4μm的范围内或在大约2μm至大约3μm的范围内。该尺寸远大于感兴趣的EUV波长，但是与远红外波长相当，例如其是将被抑制的。耐氢材料可以覆盖孔的内壁以及前表面和/或后表面。
光谱纯度滤光片可以包括滤光片部分，所述滤光片部分包括硅(Si)且具有大约10μm的厚度，和在滤光片部分中的多个孔，每个孔由大致垂直的侧壁限定。
侧壁可能是带纹理的。DRIE和其它的各向异性蚀刻过程通常在侧壁上留下一些纹理。在本发明的一些实施例中，这一纹理被有意地扩大以改变壁的光学性质。在一实施例中，尺寸大于大约80nm、例如大约100nm至大约200nm的粗糙度特征设置有SiC层，其保护免遭氢腐蚀，但是还反射和散射辐射，该辐射可以以其它方式被以掠入射透射。
根据一个方面，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滤光片部分，所述滤光片部分具有多个孔，用于透射极紫外辐射和抑制第二类型的辐射的透射，所述滤光片部分包括半导体材料(诸如硅)和耐氢材料的表面层。滤光片部分的厚度可以小于大约20μm。每一孔的直径可以大于大约2μm或在大约2μm至大约10μm的范围内。孔的周期在约3μm至约6μm的范围内。滤光片部分可以是大致平坦的，多个孔可以从滤光片部分的前表面延伸至后表面，用于透射极紫外辐射同时抑制第二类型的辐射的透射。每个孔可以由具有至少大约80nm的粗糙度的纹理侧壁限定。反射材料可以沿着孔的侧壁延伸至少约1μm。耐氢材料层可以至少部分地包括SiN、SiC和/或SiO2。所述滤光片可以包括集成的滤光片保持器。
本发明的另一方面提供了用于极紫外辐射的光谱纯度滤光片，所述光谱纯度滤光片包括大致平坦的滤光片部分，所述滤光片部分具有多个被制定尺寸和排列的孔，以便于透射极紫外辐射同时抑制第二类型的辐射的透射，每个孔由在所述滤光片部分的前表面和后表面之间延伸的侧壁限定，其中所述侧壁被使得带有纹理以呈现出非掠入射的表面。
反射表面，潜在地是整个侧壁表面，可以具有对所述第一类型和/或第二类型的辐射式具有反射性的材料层。滤光片部分可以由半导体(诸如Si)制成，而反射表面由例如SiC制成。
根据本发明的一实施例，提供了一种光刻设备，包括：辐射源，配置成产生包括极紫外辐射的辐射；照射系统，配置成将所述辐射调节成辐射束；支撑件，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。所述设备还包括：投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到目标材料上；和光谱纯度滤光片，配置成对极紫外辐射进行滤光去除其它辐射。光谱纯度滤光片可以是这样的光谱纯度滤光片，其配置成透射极紫外辐射，包括具有多个孔的滤光片部分以透射极紫外辐射和抑制第二类型的辐射的透射，所述滤光片部分包括耐氢材料的表面层和半导体材料。这样的光谱纯度滤光片可以是上述的光谱纯度滤光片。光谱纯度滤光片可以包括以诸如硅等半导体材料制造的栅格状结构，该栅格状结构在其表面区域的全部或大部分上设置有耐氢材料的表面层。
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于制造透射型光谱纯度滤光片的方法，所述方法包括：利用各向异性蚀刻过程在半导体衬底中蚀刻多个孔以形成栅格状的滤光片部分。所述孔可以具有比所述极紫外辐射的波长更大的直径，同时所述直径小于或等于将被抑制的第二辐射的波长。例如，所述直径可以在大约1.5μm至约6μm的范围内，或在约2μm至约4μm的范围内。根据所述方法，耐氢材料保护层可以被设置在表面区域的全部或大部分上。
蚀刻可以产生限定孔的带纹理的侧壁。在这些侧壁中的纹理可以具有超过约80nm的尺寸，用于呈现出对入射到侧壁上的辐射是非掠入射性的反射表面。反射表面可以设置有材料层，其是耐氢的且对第二波长辐射的一些或全部是反射性的。SiC是反射性且耐氢的材料。可选地，反射层可以包括钼或钌。
可以设置不同的材料以在所述滤光片部分的不同部分上形成所述耐氢层。在孔之间的所述部分的前表面可以例如具有金属层(例如Mo)以增强对第二波长的反射。
提供耐氢材料表面层的步骤可以包括：直接将所述材料沉积到滤光片部分的半导体材料上；沉积前驱体(precursor)材料和处理滤光片部分以将所述前驱体材料改性成耐氢材料；和/或处理滤光片部分以将所述半导体材料改性成耐氢材料。蚀刻过程可以包括交替地将衬底暴露至SF6等离子体和碳氟等离子体。
所述方法可以包括：提供具有蚀刻阻止层的半导体衬底和利用各向异性蚀刻过程来蚀刻穿过半导体衬底以使得孔到达蚀刻阻止层。所述方法还可以包括：在已经在衬底中制造了孔之后移除蚀刻阻止层。蚀刻阻止层可以设置在半导体衬底中，与两个外部衬底表面间隔开。可选地，孔的直径在约100nm至约10μm的范围内。
根据本发明的一实施例，孔的各向异性的蚀刻是利用深反应离子蚀刻在硅衬底中执行的。硅衬底具有约10μm的厚度，孔的直径在约1.5μm至约10μm的范围内，例如在约1.5μm至约6μm的范围内，或甚至约2μm至约4μm的范围内。
在一些实施例中的蚀刻产生了带纹理的侧壁，其垂直于滤光片部分的平面延伸且定义了孔。所述纹理的尺寸可以超过约50nm，例如在约100nm和约200nm之间，用于呈现出对入射到侧壁上的辐射的非掠入射的反射表面。反射表面可以设置有材料层，其是耐氢的且对所述第二波长辐射中的一些或全部是反射性的。SiC是一种这样的材料。
附图说明
现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：
图1示意性地示出了根据本发明的一实施例的光刻设备；
图2示出了根据本发明的一实施例的光刻设备的布局；
图3是根据本发明的一实施例的光谱纯度滤光片的正视图；
图4A-4E示出了在耐氢层形成之前光谱纯度滤光片的制造过程的实施例的示意性概略图；
图5是根据本发明的实施例的在制造的中间阶段的光谱纯度滤光片的倾斜横截面的显微图像；
图6是在图5的光谱纯度滤光片中的两个孔之间的壁的更加详细的图像；
图7是根据本发明的一实施例的光谱纯度滤光片的一部分的俯视图；
图8是根据本发明的一实施例的包括氢保护层的光谱纯度滤光片的示意横截面；
图9A和9B示出了根据本发明的一实施例的用于制造保护层的一种类型的过程；
图10A至10C示出了根据本发明的一实施例的用于制造保护层的另一类型的过程；
图11是根据本发明的一实施例的具有放大的侧壁细节的光谱纯度滤光片的示意横截面；
图12、13和14是根据本发明的三个不同的实施例的包括保护层和反射层的光谱纯度滤光片的示意横截面。
具体实施方式
图1示意地示出了光刻设备的主要特征。所述设备包括：辐射源SO和照射系统(照射器)IL，所述照射系统IL配置用于调节来自所述源的辐射束B(例如紫外(UV)辐射或极紫外(EUV)辐射)。支撑件MT(例如掩模台)配置用于支撑图案形成装置MA(例如掩模或掩模版)，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半导体晶片)，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。
支撑件MT支撑图案形成装置。支撑件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。支撑件可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。支撑件可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。支撑件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)。
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。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。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)。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。针对于实际原因，EUV光刻术的当前的提议采用如图1中显示的反射式图案形成装置。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、或对于诸如使用真空之类的其他因素所适合的。可能期望对于EUV或电子束辐射使用真空，这是因为其它气体可能吸收太多的辐射或电子。因此，可以在真空壁和真空泵的帮助下将真空环境提供至整个束路径。对于EUV的具体例子被在下文参考图2进行描述。
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。对于EUV波长，透射性材料是不容易利用的。因此，在EUV系统中用于照射和投影的“透镜”将通常是反射型的，也就是曲面的反射镜。
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(例如水)覆盖，以便填充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。浸没技术用于提高投影系统的数值孔径在本领域是熟知的。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定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(未显示)的帮助，将所述辐射从所述源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。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(调整器)。通常，可以对所述照射器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匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑件MT上的所述图案形成装置MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经被图案形成装置MA反射之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF2(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IF1(其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的路径精确地定位图案形成装置MA。
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)的帮助来实现掩模支撑件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)，支撑件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M1、M2和衬底对准标记P1、P2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(即，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.在另一模式中，将可编程图案形成装置保持为基本静止，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。这种操作模式可被称为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”。
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2示出实际的EUV光刻设备的示意性侧视图。应该注意，虽然该实际布置与图1中示出的设备的布置不同，但是操作原理是类似的。所述设备包括源-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7、SO，其可以采用例如Xe气体或Li蒸气、Gd蒸气或Sn蒸气等气体或蒸气，在其中产生极高温的放电等离子体、以便发出在电磁辐射光谱的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O上瓦解，产生放电等离子体。为了有效产生辐射，期望10Pa、0.1mbar分压的Xe、Li、Gd、Sn蒸气或任何其他合适的气体或蒸气。在一实施例中，Sn源被用作EUV源。
图2的主要部分示出了成放电产生等离子体(DPP)的形式的辐射源7。在附图的左下部处的可替代的细节示出了使用激光产生等离子体(LPP)的可替代形式的源。在LPP类型的源中，点燃区域7a被从燃料传输系统7b供给等离子体燃料，例如熔化的Sn的液滴。激光束产生器7c和相关的光学系统将辐射束传输至点燃区域。所述产生器7c可以是具有红外波长(例如10.6微米或9.4微米)的CO2激光器。可替代地，可以使用其它的适合的激光器，例如具有在1-11微米的范围内的相应的波长的其它激光器。在与激光束相互作用时，燃料液滴被转换成等离子体状态，其可以发出例如6.7nm的辐射或从5-20nm的范围中选出的任何其它的EUV辐射。在此处，EUV是被关注的例子，尽管在其它应用中可以产生不同类型的辐射。在等离子体中产生的辐射由椭圆形的收集器或其它适合的收集器7d收集，以产生具有中间焦点12的源辐射束。
返回至图2的主要部分，由辐射源SO发出的辐射被从DPP源腔7经由成气体阻挡构件或“翼片阱”的形式的污染物阱9传递到收集器腔8中。这将在下文被进一步描述，收集器腔8可以包括辐射收集器10，该辐射收集器10例如是掠入射收集器，包括所谓的掠入射反射器的巢状阵列。适合于此目的辐射收集器在现有技术中是已知的。从收集器10发出的EUV辐射束将具有特定的角度展度，也许在光轴O的任一侧上多达10度。在左下处显示的LPP源中，正入射收集器7d被设置用于收集来自源的辐射。
穿过收集器10的辐射透射穿过根据本发明的实施例的光谱纯度滤光片11。应当注意，与反射性的光栅光谱纯度滤光片相比，透射性的光谱纯度滤光片11不会改变辐射束的方向。下文描述了滤光片11的实施例。所述辐射被从收集腔8中的孔阑聚焦到虚源点12(即中间焦点)处。来自腔8的辐射束16在照射系统IL中被借助于正入射反射器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。形成了图案化的束17，其由投影系统PS借助于反射元件18、19成像到安装在晶片平台或衬底台WT上的晶片W上。比所图示的元件更多的元件可以通常设置在照射系统IL和投影系统PS中。反射元件19中的一个在其前面具有NA盘20，该NA盘20具有穿过其的孔21。孔21的尺寸确定了在其射到衬底台WT上时图案化的辐射束17所成的角度αi。
图2显示紧邻虚源点12的上游定位的光谱纯度滤光片11。在可替代的实施例中，光谱纯度滤光片11可以位于虚源点12处或在收集器10和虚源点12之间的任何点处。滤光片可以放置在辐射路径中的其它位置处，例如在虚源点12的下游。可以布置多个滤光片。
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。该污染物阱的目的是防止或至少降低入射的燃料材料或副产物撞击到光学系统的元件上且随着时间劣化它们的性能。这些元件包括收集器10，且还包括收集器。在图2的左面底部处详细显示的LPP源的情况下，污染物阱包括保护椭圆形收集器7d的第一阱布置9a和诸如在9b处显示的可选的另外的阱布置。气体阻挡件可以用作物理阻挡件(通过流体逆流)，通过与污染物化学相互作用和/或通过带电粒子的静电或电磁偏转。在实践中，采用这些方法的组合以允许将辐射转移到照射系统中，同时最大可能限度地阻挡等离子体材料。如在上述的美国专利中所说明的，氢基团尤其可能被注入，用于化学改性Sn或其他等离子体材料。
还可以应用氢基团，用于清洁Sn和可能已经沉积到光学表面上的其他物。此外，氢气可以被布置在晶片支撑件WT的附近，作为对来自晶片的污染进入到系统内的更大真空空间中的缓冲。在真空环境中，典型的光致抗蚀剂材料，不必说支撑件和定位系统中的部件，易于释放可能随着时间污染光学部件的有机和其它气体材料。
对于所有这些目的，氢气源HS被显示布置用于将氢气供给至每个污染物阱布置9a、9b，和在端口处供给至投影系统PS和照射系统IL的腔。一些源可以供给作为简单的缓冲的分子态氢气(H2)，而其它的产生H基团。穿透真空环境的分子态氢可以通过辐射、放电等在所述环境中被激化(radicalized)。
图3是光谱纯度滤光片100的实施例的示意正视图，其可以例如被应用作为光刻设备中的上述的滤光片11。本发明的滤光片100配置成透射极紫外(EUV)辐射。在另一实施例中，滤光片100基本上阻挡由辐射源产生的第二类型的辐射，例如红外(IR)辐射，例如波长大于大约1μm的红外辐射，尤其是大于大约10μm的红外辐射。尤其是，被透射的EUV辐射和第二类型的辐射(将被阻挡的)可以由同一辐射源(例如光刻设备的LPP源SO)发射。
在将要描述的实施例中，光谱纯度滤光片100包括大致平坦的滤光片部分102F(例如滤光片膜或滤光片层)。滤光片部分102F因此可以称为“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。来自源SO的辐射所撞击的表面将被称作为前表面，而辐射出射到照射系统IL所离开的表面可以被称作后表面。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制造每个孔104，该孔具有用于限定孔104且从前表面完全地延伸至后表面的平行的侧壁。
图4A-4E显示了在用于制造滤光片部分102F的示例性工艺中的步骤。该工艺将在下文简要地描述，而进一步的细节可以在上文描述的美国临时专利申请序列号No.61/193,769的申请中找到。例如，滤光片100可以包括硅(Si)102F的独立式(freestanding)薄膜和具有基本上直立的(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10nm，更加期望大于大约1μm，用于允许EUV辐射穿过光谱纯度滤光片100，而基本上没有衍射。虽然孔104被示意性地显示为具有圆形的横截面(在图3中)，但是其它的形状也是可以的，且可能是优选的。例如，六边形孔(参见图4E、5、6、8)从机械稳定性的观点来看，可能是有利的。被滤光片100所抑制的波长可以至少是被透射的EUV波长的10倍。具体地，滤光片100配置成抑制DUV辐射(具有在大约100-400nm的范围内的波长)和/或具有大于1μm的波长的(例如在1-11微米的范围内)红外辐射的透射。
根据本发明的一实施例，光谱纯度滤光片100可以通过使用各向异性的蚀刻方法制造，其适合的例子是如下文简要地描述的深反应离子蚀刻(DRIE)的技术。DRIE是具有高的各向异性蚀刻率的蚀刻方法，其能够使得使用所谓的Bosch工艺在硅中制造垂直蚀刻轮廓。这例如在Appl.Phys.Lett.52(1988)，616上的S.Tachi、K.Tsujimoto、S.Okudaira的文章“Low-temperature reactive ion etching and microwave plasmaetching of silicon”中被描述。Bosch工艺由交替地将硅表面暴露至SF6等离子体和碳氟化合物(例如C4F8)等离子体的过程构成。在第一阶段中，以或多或少的各向同性的方式蚀刻硅，而在第二阶段中，由钝化层覆盖所蚀刻的轮廓。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中，而没有横向地延展。
滤光片制造方法的一个实施例包括：(i)在独立式薄硅膜的顶部应用孔图案的硬掩模，和(ii)对孔图案进行深反应离子蚀刻垂直地穿过整个硅膜。所述制造方法的一个可替代实施例包括：(i)在具有硅表面的衬底上应用孔图案的硬掩模，和(ii)对孔图案进行深反应离子蚀刻垂直地进入硅表面至期望的深度，以及(iii)去除在蚀刻后的孔下面的衬底部分。
现在参考图4A，制造方法以平坦的硅衬底102开始。衬底102的厚度TW最初远大于针对滤光片部件102F所期望的厚度TH。
衬底102可以包括SOI(绝缘体上硅结构)晶片，例如具有例如通过氧离子注入而埋入至特定深度的氧化层102S的(晶体)硅晶片。SOI晶片102因此由顶Si层(薄膜)102F、SiO2中间层102S和底部Si层102B构成。例如，晶片的厚度TW可以小于1mm，例如是670微米。
图4B显示使用DRIE的结果，在顶部Si层(从前面看)中蚀刻孔图案(六边形孔)，其将提供厚度TH的滤光片部分102F。SiO2层102S用作蚀刻停止层。
随后，使用KOH蚀刻可以蚀刻掉在孔图案104下面延伸的底部硅层102B的至少一部分。优选地，底层102B的一部分被保持支撑，以提供滤光片保持装置102C的相应部分(下部)。在图4C中示出结果。SiO2层又可以用作蚀刻停止层。
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，期望地，蚀刻停止层102S的仅一部分被去除，以使孔104开放，其中底层102S的剩余部分被保持支撑，以提供滤光片保持装置102C的相应的部分。
如图4C-4D看到的，期望地，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的外部。例如，滤光片保持装置102C可以配置成围绕滤光片部分102F。期望地，滤光片保持装置102C比(在本实施例中央的)滤光片部分102F明显厚得多。例如，保持装置102C的厚度(沿平行于孔104的方向测量的)可以超过20微米，例如至少0.1mm。
本发明的滤光片保持装置102C是滤光片100的组成部分，基本由滤光片部分(半导体)材料制成。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(被“埋入”在相应的衬底材料中)和明显比滤光片部分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由相同的材料制成。
图4E示意地示出再次从前表面观看的在衬底层102F中的六边形孔104的一部分。箭头Q1示出滤光片孔104之间的壁的厚度Q1。箭头Q2示出孔的周期。通过应用本发明的制造方法，厚度Q1可以相对小。此外，滤光片部分102F的壁的(密集排布的)六边形结构提供非常持久耐用的且开放的配置。
有利地，EUV辐射被直接地透射穿过孔104，优选地利用相对薄的滤光片100，用于保持足够低的高宽比以允许EUV透射具有显著的角度展度的孔。滤光片部分102F的厚度TH(即孔104中的每一个的长度)例如小于大约20μm，例如在大约2μm至大约10μm的范围内，例如在大约5μm至大约10μm的范围内。另外，根据另外的实施例，每个孔104可以具有在大约100nm至大约10μm的范围内的直径。期望地，每个孔104的直径在大约1.5μm至大约6μm的范围内，例如在大约2μm至大约4μm的范围内。
参考在图4E中显示的细节正视图，滤光片孔104之间的壁的厚度Q1可以小于大约1μm，例如大约0.4μm至大约0.6μm的范围内，尤其是大约0.5μm。EUV透射性滤光片100的孔可以具有在大约3μm至大约6μm的范围内的周期Q2(在图4E中示出)，尤其是大约3μm至大约4μm，例如是大约4μm。因此，所述孔可以提供大约为总的滤光片前表面的70-80％的敞开面积。
有利地，滤光片100配置成提供至多5％的红外光(IR)透射率。另外，有利地，滤光片100配置成透射至少60％的以正入射的方式入射的EUV辐射。此外，尤其是，滤光片100可以提供具有大约10°的入射角(相对于法线方向)的EUV辐射的至少大约40％的透射率。
由上文描述的工艺制造的半导体滤光片部分102F可以在没有修改的情况用作光谱纯度滤光片。然而，在实际的实施例中，诸如下文描述的这些修改可以被执行，以改善滤光片性能和寿命。在特定实施例中，根据本发明，提供额外的一个或多个层以保护半导体材料免遭周围气体环境中的氢基团或其它基团的攻击。实施例包括选自下述部分中的一个或更多个的滤光片部分102F：半导体部分、晶体半导体部分、掺杂半导体部分、涂覆的半导体部分以及至少部分改性的半导体部分。滤光片部分102F可以包括选自硅、锗、金刚石、砷化镓、硒化锌和硫化锌的至少一种半导体材料。
图5和6示出了已经根据上述的过程制造的光谱纯度滤光片的示例。图5是光谱纯度滤光片的倾斜剖视图的图像，该光谱纯度滤光片具有周期为约3μm的孔。孔的深度(被针对于观察角度校正的)为大约10.8μm。
图6是在两个孔之间的壁的倾斜剖视图的特写细节。图6中所见到的顶层是用于Bosch工艺的SiO2硬掩模且在被针对于观察角度校正时厚度为大约400nm。如图6最佳地所见到的，所述壁是带纹理的，尤其是有棱纹的(ribbed)或具有波纹的(scalloped)，且因此具有沿着壁的表面的周期性厚度变化。这种波纹效应由在所述的深反应离子蚀刻(DRIE)过程中的蚀刻和钝化循环造成。传统地，所述纹理被最小化至与工艺实用性和生产量可兼容的程度。然而，发明人注意到蚀刻速度和/或这些循环的持续时间可以被有意地改变，以提供放大的纹理，其可以被应用以修改侧壁的光学性质，如下文所述。
图7是根据本发明的实施例的独立式光谱纯度滤光片100的俯视图。多种栅格SPF类型可以基于用于抑制不想要的10.6μm的辐射的不同的机理而有区别。根据本发明的实施例的Si栅格可以根据这些栅格类型的规格进行修改。
图8显示修改后的光谱纯度滤光片部分102F，其中保护层102H形成在栅格材料的整个暴露表面上。保护层102H由比Si或其它栅格材料更加能够耐受氢基团攻击的材料制成。
用于保护层102H的示例性材料包括：Si3N4和/或SiN(氮硅化合物)、SiO2(二氧化硅)和SiC(碳化硅)。
针对其它的半导体衬底和其它类型的衬底材料可以考虑其它的材料。这些材料中的每一个在光学性质、便于制造、与衬底材料和其它层(例如反射层)的兼容性方面上具有潜在的优点和缺点，如下文所述。为了提供保护层，可以设想三个大类的工艺。在第一类型的工艺中，保护层102H的材料被简单地沉积到滤光片部分102F的栅格材料上。图9A和9B示出了第二类型的工艺，其中保护材料通过对衬底材料(例如硅)的表面层改性而被形成在滤光片部分102F中。图10A、10B、10C示出了第三和第四类型的工艺，其中通过两步式工艺来施加保护层102H。在第一步骤中，前驱体材料102P被涂覆至滤光片部分102F。在第二步骤中，前驱体材料通过与环境相互作用而被改性，或对衬底材料改性，以形成保护材料102H。
这些可以单独使用或彼此组合使用。原则上，不同的材料和工艺可以用在结构的不同部分上。下文提及的示例性工艺用于制造示例性的保护材料，但是这些被看做成仅可以用于制造给定材料的工艺。工艺的选择还将确定例如是否在衬底的所有部分上实现了均匀的涂覆或是否特定的表面被优先涂覆，以及其他(如果有的话仅是微弱的)。
对于硅衬底上的Si3N4和/或SiN层102H的示例，氮化物材料可以由第二类型的方法制造。滤光片部分102F，已经被制造成其栅格形式，被暴露至氮基团或离子流。例如，这可以是冷氮等离子体。这些基团与硅的相互作用将形成所述表面上的Si3N4薄膜，如图9B中所示。甚至非常薄的层保护免遭氢攻击。层102H的厚度可以例如是小于约50nm，尤其是在大约5nm至大约30nm的范围内，或大约20nm。
对于在硅衬底上的SiC层102H的例子，也可以通过对硅衬底表面层的改性来制造碳化物材料。在接近真空中将衬底暴露至甲烷(CH4)并加热是一种方法。再者，利用SiC，薄层可以保护免遭氢攻击：1-50nm。
对于制造SiO2，公知的是在氧等离子体中或简单地在O2气体环境中加热硅衬底。再者，利用SiO2，薄层可以保护防止氢攻击：1-50nm，例如5-20nm。
每一保护材料具有其自身的光学性质。碳化硅SiC尤其是在不想要的IR波长中具有相对高的反射率。在光学性质被利用的情况下，层厚度可以通过期望的光学性质被规定成比简单地用于氢屏蔽所期望的更厚。薄涂层对于操作中的热应力的管理是有益的，尤其是在所述材料具有显著不同于衬底的热膨胀的情况下。由于热膨胀系数的差别，可能使太厚的涂层分层。
图11示出了修改后的滤光片部分102F，其中保护层102H对于不想要的辐射也是反射性的，其中孔104的侧壁设置有增强的粗糙度。对于具有例如几纳米或几十纳米的偏差的光滑的侧壁来说，进入孔中的更长波长的辐射Ri将以掠入射的方式入射到侧壁上，且将不会被很大程度地散射。应用具有大于大约50nm、例如大约100nm或甚至大约200nm的典型的尺寸d的增强的粗糙度，更大的散射表面被以非掠入射的方式呈现给辐射Ri，从而促成更大的散射Rs。这可以增强滤光片中的这样的波长的衰减。在诸如由DRIE制造的带波纹的壁的情况下，尺寸d可以是如所显示的波纹的深度。在更加随机形式的粗糙度中，d将表示例如形成所述表面的颗粒的平均直径，同时颗粒尺寸可以变化+/-50％。
图12至14示意性地显示另外的修改，其中Si栅格被涂覆有薄反射层，优选地是金属(例如钼)薄反射层。依赖于沉积方法和条件，可能出现两种类型的沉积几何形状。图12显示金属仅覆盖硅栅格的顶部情形下的横截面，而图13和14还显示金属覆盖侧壁的侧面的上部情形下的横截面。
利用用于没有保护层102H的硅滤光片栅格的GSolver模拟包获得的模拟结果被在上文提及的共同悬而未决的专利申请美国临时专利申请序列号No.61/193,769中给出。这些结果表明，在Mo仅沉积到硅栅格的顶表面上的情况下，大约2μm的厚金属涂层可以期望是实现对IR波长的期望的抑制。期望的金属厚度可以通过使用更小周期的栅格来减小，但是在所述情形中对所希望的EUV辐射的透射也可能被减小。然而，在金属涂层覆盖硅栅格的顶表面和侧壁时，如图12或13所示，所述情况急剧地变化。在所述情形中，IR透射率对于仅几个纳米厚度的涂层来说已经降低至接近于零。在这样小的厚度条件下，在栅格中吸收了大多数功率。为了使栅格是大致反射性的，例如具有95％的反射性，使用了仅大约30nm或小于大约50nm的涂层。薄涂层在操作中对于热应力的管理也是有利的。
一种在EUV透射损失最小的情况下应用反射涂层到滤光片(例如硅)栅格的方法是通过原子层沉积(ALD)来进行。这样，可以实现三维涂层结构102R的均匀的涂层厚度。因为涂层的厚度是均匀的，所以可以在由于过大的涂层厚度而使EUV透射损失的最小的情况下实现期望的红外反射率。具体地，通过应用ALD，可以防止在栅格的顶部处的过大的涂层厚度，同时在栅格102F的侧壁106的下面保持足够的涂层厚度。ALD使用自限制表面反应的交替的步骤，用以逐层地沉积原子层。通过前驱体提供待沉积的材料。ALD方法对于多种金属(例如Mo，Ti，Ru，Pd，Ir，Pt，Rh，Co，Cu，Fe和Ni)是已知的。优选的实施例可以使用反射性涂层102F，其由钌(Ru)构成，而不是由Mo构成。通常，情形是Ru已经出现在利用滤光片的系统中。例如，光刻设备可以具有EUV源-收集器模块，所述EUV源-收集器模块包括Ru。可替代地，反射性涂层102R可能不是金属，而是另一材料，其对于不想要的辐射是反射性的，例如TiN或RuOx或导电材料。
替代ALD，电激励生长(电沉积)可以用于沉积反射涂层102R。金属也可以沉积到Si栅格上，例如通过蒸发或溅射沉积来实现。
施加完全覆盖10μm厚栅格的侧壁的反射涂层可能是不切实际的或不被期望的。例如，保持栅格102F的后侧未被涂覆可能是有利的，以增加发射率，且因此增强栅格的辐射冷却。因此，在一实施例中，涂层仅被部分施加到侧壁的下面。例如，在反射涂层被施加到栅格的顶部上和沿着栅格的侧壁施加到下面的最初的2μm处时，光学行为与在整个侧壁被涂覆的情况下基本上是相同的。因此，除非采用额外的保护性措施，下面的栅格材料(诸如硅或其它半导体)将暴露至真空系统内部的气体环境中的氢基团或其它成分，所述氢基团或其它成分可能攻击栅格材料，且同时传输其的颗粒以污染光学表面和系统的其它部分。
图13示出了在产生了耐氢保护层102P之后施加反射金属层102R的实施例。可替代地，金属层可以在保护层的下面。光学性质可能受保护层影响，或如果其非常薄则它们可能不受其影响。在保护层在金属层的下面时，保护层还可以用作对在金属和硅或其它衬底102F之间的反应的屏障。尤其是如果滤光片部分在操作中预期会变热，那么混合作用和化合作用将会逐渐发生，从而劣化了金属层的IR反射性能，且由此导致了另外的加热。
图14示出了其中反射层102R和保护层102H覆盖结构的不同部分的实施例。在这一情形中不同层可以通过独立的过程来施加。所述不同部分可以甚至通过对公共的前驱体材料的不同处理来获得。
除金属之外，在上文提到，SiC对IR是反射性的。SiC因此可以被用作在滤光片的前表面或侧壁上的反射涂层，或在前表面上的金属与在侧面上的SiC的组合可以用于方便制造。如果反射涂层沿侧壁向下延伸合理的距离，那么可以极大地增大前表面的反射率。
注意到，在掠入射时，SiC和其它材料可能在另外的波长处是反射性的，包括“希望的”EUV波长。在期望滤光片不对EUV辐射束的扩散做出贡献时，从侧壁的掠入射反射可能是不被期望的。纹理的设置可能有利于防止掠入射反射，不论侧壁的表面是否涂覆有对EUV是反射性的材料都是如此。
在一些SPF中，10.6μm的辐射或其它的不被希望的辐射可能在栅格材料中被吸收。这样的栅格可能由利用掺杂的Si的本发明的实施例来实现。根据本发明的这一方面的典型的实施例包括具有超过1018原子数/立方厘米的掺杂浓度的Si栅格。如在上文提及的共同悬而未决的申请美国临时专利申请序列号No.61/193,769中所说明的，Si的折射率可以是通过用诸如P或As的n型的杂质对其掺杂而被显著地改变。高的掺杂值可能使得栅格材料基本上是吸收性的，而不是透明的。
例如，由纯硅制造的栅格显示了由于层中的干涉而作为其厚度的函数的透射率的振荡。虽然还可以通过控制栅格材料的厚度以利用干涉效应来修改透射率，但是风险是总体透射率保持是高的。具有相同尺寸的由n型掺杂的Si的栅格显示了作为栅格厚度的函数的IR透射率的连续的降低。例如，在9μm的栅格厚度(深度)处，大约4％的入射红外辐射被透射，大约12％的辐射被反射，以及剩余部分(大约84％)被吸收。因此，栅格基本上是吸收性的。针对于p型掺杂Si预期有类似的行为。
用于掺杂的Si栅格的制造方法可以与如之前描述的纯硅栅格的制造方法相同，且开始材料包括掺杂Si而不是纯Si。预料到，掺杂将不会显著地影响DRIE过程。在可替代的制造方法中，所述掺杂可以在制造了栅格之后被引入，例如通过离子注入或热扩散来实现。
一实施例可以包括产生微透镜阵列(例如作为滤光片的一部分)。例如，微透镜阵列SPF可以通过横向地改变Si栅格中的掺杂浓度来产生。由于如上文所述的折射率对掺杂浓度的依赖，这制造了所谓的梯度折射率(GRIN)透镜。掺杂浓度的期望的变化可以例如通过使用聚焦的离子束或通过利用均匀的离子注入结合适合的掩模来完成。用于产生微透镜阵列SPF的另一方法是横向地改变Si栅格102F的厚度TH。这可以在制造了Si栅格之前或之后来完成，例如通过微机加工或光刻术。可替代地，可以修改栅格制造中的蚀刻过程之一，使得在蚀刻期间获得了期望的厚度变化。
应当理解，包括具有耐氢的光谱纯度滤光片的图1和2中的设备可以用于光刻制造过程。这样的光刻设备可以用于制造IC、集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。应当理解，在这种替代应用的情况中，可以将此处使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将此处的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明进行修改。
应当理解，本发明的实施例可以用于任何类型的EUV源，包括但不限于放电产生等离子体源(DPP源)或激光产生等离子体源(LPP源)。然而，本发明的实施例可以尤其适合于抑制来自激光源的辐射，其典型地形成了激光产生等离子体源的一部分。这是由于这样的等离子体源通常输出由激光器产生的伴随辐射。
光谱纯度滤光片可以在实际中定位在辐射路径上的任何位置处。在一实施例中，光谱纯度滤光片定位在接收来自EUV辐射源的包括EUV的辐射且将EUV辐射传输至适合的下游的EUV辐射光学系统的区域中，其中来自EUV辐射源的辐射布置成在进入光学系统之前穿过光谱纯度滤光片。在一实施例中，光谱纯度滤光片在EUV辐射源中。在一实施例中，光谱纯度滤光片在EUV光刻设备中，诸如在照射系统或在投影系统中。在一实施例中，光谱纯度滤光片定位在辐射路径中，在等离子体的后面但是在收集器的前面。
虽然在上文描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，本发明可以以与上述不同的形式实施。

Claims (15)

1.一种光谱纯度滤光片，所述光谱纯度滤光片配置成透射极紫外辐射，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透射极紫外辐射和抑制第二类型的辐射的透射的多个孔，所述滤光片部分包括耐氢材料的表面层和半导体材料。
2.根据权利要求1所述的滤光片，还包括在前表面上的反射材料层，所述反射材料层配置成对所述第二类型的辐射是反射性的。
3.根据权利要求2所述的滤光片，其中所述反射材料形成所述耐氢层的一部分，而另一材料形成所述耐氢层的另一部分。
4.根据权利要求1、2或3所述的滤光片，其中所述耐氢材料的层至少部分地包括由下述材料构成的组中的一种：氮硅化合物Si3N4、氮硅化合物SiN、二氧化硅SiO2或碳化硅SiC。
5.根据前述权利要求中任一项所述的滤光片，其中不同的耐氢材料被提供以在所述滤光片部分的不同部分上形成保护层。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述部分在所述孔之间的前表面设置有金属层以增强对所述第二类型的辐射的反射。
7.一种光刻设备，包括：
辐射源，配置成产生包括极紫外辐射的辐射；
照射系统，配置成将所述辐射调节成辐射束；
支撑件，配置成支撑图案形成装置，所述图案形成装置配置成对所述辐射束进行图案化；
投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到目标材料上；和
根据前述任一权利要求所述的光谱纯度滤光片。
8.根据权利要求7所述的光刻设备，其中所述辐射源包括燃料传输系统和激光辐射源，所述激光辐射源布置成将在红外波长处的辐射传输到目标上，所述目标包括由所述燃料传输系统传输的用于产生所述极紫外辐射的等离子体燃料材料，由此所述辐射源朝向所述光谱纯度滤光片发射极紫外和红外辐射的混合物。
9.根据权利要求8所述的光刻设备，其中氢基团源布置成在所述辐射源的附近区域中释放氢基团，用于控制源自所述等离子体燃料材料的污染。
10.一种制造透射式光谱纯度滤光片的方法，所述透射式光谱纯度滤光片配置成透射极紫外辐射，所述方法包括以下步骤：
利用各向异性蚀刻过程在半导体衬底中蚀刻多个孔以形成栅格状的滤光片部分，所述孔具有比所述极紫外辐射的波长更大的直径，同时所述直径小于或等于将被抑制的第二辐射的波长；和
随后在所述半导体材料的基本上整个暴露表面上提供耐氢材料的保护层。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括将金属或反射层沉积到所述衬底的顶部上的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括将所述金属或其它反射层沉积到每一侧壁的至少一部分上的步骤。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述耐氢材料通过对所述滤光片部分的半导体材料改性而形成。
14.根据权利要求13所述的方法滤光片，其中所述耐氢材料的层至少部分地包括由下述材料构成的组中的一种：氮硅化合物SiN、氮硅化合物Si3N4、二氧化硅SiO2或碳化硅SiC。
15.一种用于极紫外辐射的光谱纯度滤光片，所述光谱纯度滤光片包括大致平坦的滤光片部分，所述滤光片部分具有被设定尺寸和排列的多个孔，以便于透射极紫外辐射同时抑制第二类型的辐射的透射，每个孔由在所述滤光片部分的前表面和后表面之间延伸的侧壁限定，其中所述侧壁被使得带有纹理以呈现出非掠入射的表面。
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