CN102483585B - 光谱纯度滤光片、光刻设备、和制造光谱纯度滤光片的方法 - Google Patents

Abstract

一种形成光谱纯度滤光片的方法，所述光谱纯度滤光片包括多个孔，所述多个孔配置成透射极紫外辐射和抑制第二类型的辐射的透射，其中以对应于在所述孔之间形成的壁的图案在基底材料中形成沟道。用格栅材料填充所述沟道以形成所述格栅材料的壁；和选择性地移除所述基底材料，直到所述格栅材料被暴露和在格栅材料的壁之间为所述孔形成空间为止。

Description

光谱纯度滤光片、光刻设备、和制造光谱纯度滤光片的方法

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年8月27日申请的美国临时申请61/237,610的权益，通过参考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和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(通常应用到所述衬底的目标部分上)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待形成在所述IC的单层上的电路图案。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。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含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：所谓步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，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扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

限制图案印刷的关键因素是所使用的辐射的波长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，其是具有在10-20nm的范围内(例如在13-14nm的范围内)的电磁辐射。还提出，可以使用小于10nm的波长的EUV辐射，例如在5-10nm的范围内，诸如6.7nm或6.8nm。这样的EUV辐射有时被用术语软x射线来表达。可能的源包括例如激光产生等离子体源、放电产生等离子体源、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源不仅发射想要的频带内EUV辐射，而且还发射频带外辐射，最值得注意的是在深紫外(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，通常来自激光器的10.6μm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，因此图像品质可能会被恶化。第二，不想要的辐射，尤其是LPP源中的10.6μm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限制内，开发了光谱纯度滤光片(SPF)。

光谱纯度滤光片可以是对EUV辐射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，因为这带来灵活性以及与其它SPF的兼容性。

格栅SPF形成一类透射型SPF，其可以在不想要的辐射具有比EUV辐射大得多的波长的时候使用，例如在LPP源中的10.6μm辐射的情况下使用。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之中变化。因为EUV辐射的波长(13.5nm)比孔的尺寸(通常＞3μm)小得多，所以EUV辐射透射通过所述孔而基本上没有衍射。

几种现有技术中的光谱纯度滤光片(SPF)依赖于具有微米尺寸的孔的栅格来抑制不想要的辐射。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20μm的孔的阵列。

依赖于与辐射波长相当的孔的尺寸，可以通过不同的机制SPF来抑制不想要的辐射。如果孔尺寸小于(不想要的)波长的大约一半，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，则辐射至少部分地被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技术规格是已知的。然而，在这些技术规格的条件下进行制造不是简单易行的。最有挑战性的技术规格是：通常直径为4μm的孔；格栅厚度通常为5-10μm；孔之间非常薄(通常＜1μm)和平行的(非锥形的)壁，用以确保最大的EUV透射率。

硅出现作为使用在半导体制造中公知的光刻术图案化和各向异性蚀刻过程来制造这样的格栅的有希望的材料。对于具有很好地控制的横截面的深孔，深反应离子蚀刻(DRIE)已经发现是有希望的，尽管提供制造具有期望的技术规格的EUV光谱纯度滤光片的方法仍然是有困难的。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种制造EUV光谱纯度滤光片的方法，其相对简单地实施和提供具有期望的技术规格的EUV光谱纯度滤光片。

根据本发明的一个方面，提供了一种制造光谱纯度滤光片的方法，所述光谱纯度滤光片包括多个孔，所述孔配置成透射极紫外辐射和抑制第二类型的辐射的透射，所述方法包括以下步骤：提供具有第一主表面和第二主表面的基底材料；以对应于在所述光谱纯度滤光片的孔之间形成的壁的图案在所述基底材料的第一表面中形成沟道；用格栅材料填充所述沟道以形成所述格栅材料的壁；和选择性地移除所述基底材料的至少一部分，直到所述格栅材料被暴露和在所述格栅材料的壁之间形成空间以形成所述孔为止。

所述沟道可以用导电材料填充。用于填充沟道的过程可以包括电镀过程。所述沟道可以用多晶硅填充。用多晶硅填充沟道的过程可以包括低压化学气相沉积(LPCVD)或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)过程。所述形成沟道的步骤可以配置成使得所述沟道的深度在从2μm至10μm的范围内，和/或沟道的宽度小于1μm。优选地，但是不一定需要，沟道的深度与宽度的比在5∶1和20∶1之间的范围中。

根据本发明的一个方面，提供了一种根据上述的方法制造的光谱纯度滤光片。

根据本发明的一个方面，提供了一种光谱纯度滤光片，包括：在所述光谱纯度滤光片的第一区域中的多个相互连接的壁，所述壁限定了穿过所述光谱纯度滤光片的多个孔，所述多个孔配置成透射极紫外辐射和抑制第二类型的辐射的透射；和支撑框架，在与所述第一区域相邻的所述光谱纯度滤光片的第二区域中，所述支撑框架配置成支撑所述壁；其中形成所述相互连接的壁的材料延伸到所述支撑框架中的一个或更多的开口中，用于提供所述支撑框架和所述相互连接的壁之间的机械连接。支撑框架可以由第一材料形成，诸如单晶硅，相互连接的壁可以由不同于第一材料的第二材料形成。第二材料可以例如是金属或多晶硅。在所述壁的第二材料延伸到其中的支撑框架的开口中，不同于第一和第二材料的第三材料可以将所述支撑框架的第一材料与第二材料分隔开。

根据本发明的一个方面，提供了一种包括如上文的光谱纯度滤光片的辐射源和光刻设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种辐射源，该辐射源包括光谱纯度滤光片，该光谱纯度滤光片包括：多个孔，所述孔配置成透射极紫外辐射和抑制第二类型的辐射的透射；位于所述光谱纯度滤光片的第一区域中的多个相互连接的壁，所述壁限定穿过所述光谱纯度滤光片的多个孔；和支撑框架，在与所述第一区域相邻的所述光谱纯度滤光片的第二区域中，所述支撑框架配置成支撑所述壁。形成所述相互连接的壁的材料延伸到所述支撑框架中的一个或更多的开口中，用于提供所述支撑框架和所述相互连接的壁之间的机械连接。

根据本发明的一个方面，提供了一种光刻设备，其包括配置成产生极紫外辐射和第二类型的辐射的辐射源和光谱纯度滤光片，该光谱纯度滤光片包括：在所述光谱纯度滤光片的第一区域中的多个相互连接的壁，所述壁限定穿过所述光谱纯度滤光片的多个孔，所述多个孔配置成透射极紫外辐射和抑制第二类型的辐射的透射；和支撑框架，在与所述第一区域相邻的所述光谱纯度滤光片的第二区域中，所述支撑框架配置成支撑所述壁。形成所述相互连接的壁的材料延伸到所述支撑框架中的一个或更多的开口中，用于提供所述支撑框架和所述相互连接的壁之间的机械连接。所述设备还包括：支撑件，所述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极紫外辐射进行图案化；和投影系统，所述投影系统配置成将图案化的辐射投影到衬底上。

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，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：

图1描述根据本发明的一实施例的光刻设备；

图2描述了根据本发明的一实施例的光刻设备的布局；

图3描述了根据本发明的一实施例的光谱纯度滤光片的正视图；

图4描述了根据本发明的一实施例的光谱纯度滤光片的变形的细节；

图5-13描述了根据本发明的一实施例的光谱纯度滤光片的制造中的阶段；和

图14描述了根据本发明的光谱纯度滤光片的一部分的细节。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明的一实施例的光刻设备。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，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(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置用于根据确定的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(例如晶片台)WT，构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统PS配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或更多根管芯)上。

所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、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。

所述支撑结构支撑图案形成装置，即承载所述图案形成装置的重量。支撑结构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它条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构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。本发明的EUV光刻术的方案采用图1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、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。

此处使用的任何术语“投影透镜”可以被认为是与更上位的术语“投影系统”同义。对于EUV波长，透射型材料不易获得。因此，用于EUV系统中的照射和投影的“透镜”将通常是反射型的，也就是说，是弯曲的反射镜。

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。

光刻设备还可以是至少一部分衬底可以被相对高折射率的液体(例如水)覆盖、以便填充投影系统和衬底之间的空间的类型。浸没液体还可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如在掩模和投影系统之间。在本领域中公知，浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。如在此处所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底等结构必须浸没在液体中，而是意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。

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的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，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(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PS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用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模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)，所述掩模台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。

可以将所述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2描述了实际的EUV光刻设备的示意侧视图。将注意到，虽然物理布置不同于图1显示的设备，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和投影系统PS。辐射单元3设置有辐射源7、SO，其可以采用气体或蒸汽(诸如例如Xe气体或Li，Gd或Sn的蒸汽，其中产生了温度非常高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。放电等离子体通过使得放电的部分电离的等离子体在光轴O上瓦解(collapse)来产生。例如分压为10Pa-0.1mbar的Xe，Li，Gd，Sn蒸汽或任何适合的其它气体或蒸汽可能对于有效地产生辐射是被期望的。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)形式的辐射源7。在该附图的左下方处的可替代的细节显示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被供给有来自燃料传送系统7b的等离子体燃料，例如熔融的Sn的液滴。激光束产生器7c和相关的光学系统将辐射束传送至点燃区域。产生器7c可以是CO₂激光，具有例如10.6微米或9.4微米的红外波长。可替代地，其它的适合激光可以被使用，例如具有在1-11微米的范围内的各个波长。在与激光束相互作用时，燃料液滴被转换成等离子体状态，其可以发射例如6.7nm辐射或从5-20nm的范围选择的任何其它EUV辐射。EUV是此处关心的例子，尽管可以在其它应用中产生不同类型的辐射。在等离子体中产生的辐射被椭圆形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发射的辐射被从DPP源腔7经由成气体阻挡件或“翼片阱”的形式的污染物阱9传递到收集器腔8中。这将在下文中进一步描述。收集器腔8可以包括辐射收集器10，所述辐射收集器10例如是包括所谓的掠入射反射器的掠入射收集器的巢状阵列。适合用于这一目的辐射收集器在现有技术中是已知的。从收集器10射出的EUV辐射束将具有特定角度展度，可能是在光轴O的任一侧成达10度的角度展度。在左下方显示的LPP源中，正入射收集器7d被设置用于收集来自源的辐射。

经过收集器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，与反射式光栅光谱纯度滤光片相比，透射式光谱纯度滤光片11不会改变辐射束的方向。在下文描述了滤光片11的实施例。来自收集器腔8中的孔的辐射聚焦到虚源点12(即中间焦点)上。来自腔8的辐射束16在照射系统IL中经由正入射反射器13、14反射到定位到掩模版台或掩模台MT上的掩模版或掩模上。形成了图案化的束17，其通过投影系统PS经由反射元件18、19成像到安装有晶片W的晶片平台或衬底台WT上。比图示的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，所述NA盘20具有从其中穿过的孔21。孔21的尺寸确定了在图案化的辐射束17撞击衬底台WT时其所对的角度α_i。

图2显示靠近虚源点12的上游定位的光谱纯度滤光片11。在可替代的实施例中，未显示，光谱纯度滤光片11可以定位在虚源点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的其他部位处，例如在虚源点12的下游。可以布置多个滤光片。

气体阻挡件包括通道结构，诸如例如在美国专利No.6,614,505和6,359,969中详细描述的，通过引用并入本文中。污染物阱的目的是防止或至少削弱撞击到光学元件上的燃料材料或副产物的入射和它们的性能随时间的劣化。这些元件包括收集器10和光谱纯度滤光片11。在图2的左下方详细显示的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和可选地另外的阱布置，诸如在9b处显示的。气体阻挡件可以用作物理阻挡件(通过流体对流)、通过与污染物的化学相互作用和/或通过带电粒子的静电或电磁偏转。在实践中，这些方法的组合被采用以允许将辐射传递到照射系统中，同时尽可能地最大程度地阻挡等离子体材料。如在上述的美国专利中所说明的，尤其可以注入氢根，用于化学地改性Sn或其它等离子体材料。

氢根还可以用于清洗可能已经沉积到光学表面上的Sn和其它污染物。另外，氢气可以布置在晶片支撑件WT的附近区域中，作为防止来自晶片的污染物进入到系统中的更大的真空空间中的缓冲物。在真空环境中，典型地，光致抗蚀剂材料(更不必说支撑结构和定位系统中的部件)易于释放有机和其它气体材料，其可能随着时间污染光学部件。

对于所有这些目的，显示出氢源HS布置用于供给氢气至每一污染物阱布置9a、9b和在端口处将氢气供给至照射系统IL和投影系统PS的腔。一些源可以供给分子氢气体(H₂)作为简单的缓冲物，而其它源产生H基团。渗透真空环境的分子态氢可以在环境中通过辐射、放电等被激发成基团。

图3是光谱纯度滤光片100的实施例的示意正面视图，其可以例如应用作为光刻设备的上述的滤光片11。本发明的滤光片100配置成透射极紫外(EUV)辐射。在另外的实施例中，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、例如比大约1μm更大的波长的红外辐射，尤其是大于大约10μm的波长的红外辐射。尤其是，将被透射的EUV辐射和第二类型辐射(将被阻挡)可以从同一辐射源射出，例如光刻设备的LPP源SO。

在将被描述的实施例中的光谱纯度滤光片100包括在光谱纯度滤光片的第一区域中的大致平面的滤光片部分102(例如滤光片膜或滤光片层)。滤光片部分102同样可以被称为“滤光片衬底”。滤光片部分102具有多个(优选是平行的)孔104，以透射极紫外辐射和抑制第二类型辐射的透射。来自源SO的辐射所照射到的表面可以被称作前表面，而辐射射向照射系统IL所离开的表面可以被称作为后表面。如上文所述，例如，EUV辐射可以透射过光谱纯度滤光片，而不改变辐射的方向。在一实施例中，每一孔104具有限定孔104和从前表面完全地延伸至后表面的平行侧壁。

光谱纯度滤光片100可以包括在光谱纯度滤光片的第二区域中的支撑框架108，第二区域与第一区域相邻。支撑框架108可以配置成为滤光片部分102提供结构支撑。支撑框架108可以包括用于将光谱纯度滤光片100安装至在其中使用其的设备的构件。在一特定布置中，支撑框架108可以围绕滤光片部分100。

滤光片100可以包括独立式(freestanding)硅(Si)薄膜102和具有基本上直立(即垂直于膜表面)的侧壁106的孔104的阵列。孔104的直径期望大于约100nm和更期望地大于大约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示意性地显示具有圆形的横截面(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，如图4所示，从机械稳定性的观点来看可能是有利的。被滤光片100抑制的波长可以是将被透射的EUV波长的至少10倍。尤其是，滤光片100可以配置成抑制DUV辐射(具有在大约100-400nm的范围内的波长)和/或具有大于1μm的波长的红外辐射(例如在1-11微米的范围内)的透射。

根据本发明的一实施例，光谱纯度滤光片100的制造可以包括各向异性蚀刻方法，其的一个适合的例子是下文简称的深反应离子蚀刻技术(DRIE)。DRIE是具有高的各向异性蚀刻速率的蚀刻方法，其能够使用所谓的Bosch过程在Si中制造直立的蚀刻轮廓。这被例如在Appl.Phys.Lett.52(1988)，616的S.Tachi，K.Tsujimoto，S.Okudaira的Low-temperature reactive ion etching and microwave plasma etching of silicon中所描述。Bosch过程由可替代地将Si表面暴露于SF₆等离子体和氟碳化合物(例如C₄F₈)等离子体构成。在第一阶段，硅被以或多或少的各项同性的方式蚀刻，而在第二阶段中，所蚀刻的轮廓由纯化层覆盖。在接下来的蚀刻中，该钝化层在底部优选地被开口，主要是通过离子轰击来实现，重新开始蚀刻。通过重复蚀刻/钝化循环，蚀刻逐层向下前进到硅表面中，而没有横向扩展。

根据一实施例，EUV辐射直接透射通过孔104，优选地利用相对薄的滤光片100来实现，用于保持孔的纵横比足够低以允许EUV透射具有相当大的角度展度。滤光片部分102的厚度(即每一孔104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，根据一实施例，每一孔104可以具有在大约100nm至大约10μm的范围内的直径。孔104可以例如每个的直径在大约1.5μm至大约6μm的范围内，例如在大约2μm至大约4μm的范围内。

在滤光片孔104之间的壁105的厚度Q1可以小于1μm，例如在大约0.4μm至大约0.6μm的范围内，尤其是大约0.5μm。通常，孔的纵横比，即滤光片部分102与滤光片孔104之间的壁的厚度之比可以在从5∶1至20∶1的范围内。EUV透射式滤光片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4中显示)，尤其在大约3μm至大约4μm的范围内，例如大约4μm。因此，所述孔可以提供总的滤光片前表面的大约70-80％的开口面积。

滤光片100可以配置成提供至多5％的红外光(IR)透射率。另外，滤光片100可以配置成透射至少60％的以正入射射入的EUV辐射。此外，滤光片100可以提供透射至少大约40％的具有大约10°的入射角(相对于法线方向)的EUV辐射。

在一实施例中，提供了如上文详细说明的制造光谱纯度滤光片的方法。通常，所述方法包括：在基底材料中形成沟道，例如在单晶硅的晶片中蚀刻沟道和使用所述沟道作为模子以形成光谱纯度滤光片的壁的格栅。例如，如果形成了沟道，那么所述沟道可以在移除基底材料的其余部分之前填充有格栅材料(诸如多晶硅)，仅留下由格栅材料形成的壁，具有由原始沟道定义的形状。因此，形成光谱纯度滤光片的壁(即分隔光谱纯度滤光片的孔的壁105)的格栅的精度，由在基底材料中形成沟道的精度确定。通过蚀刻在单晶硅中形成很好地定义的沟道的技术是公知的，且可以精确地提供这样的沟道的期望的布置，具有如上文所述的光谱纯度滤光片格栅的壁的期望的尺寸和纵横比。

图5至13描述了根据本发明的一实施例的可以被执行的一系列步骤的例子，用于形成上文所详细说明的光谱纯度滤光片100。如图所示，所述过程以基底材料120的一截面开始，其至少具有待形成的光谱纯度滤光片100的尺寸。例如，基底材料可以是如上文所述的单晶硅的晶片。基底材料120具有第一主表面121和第二主表面122。

在第一步骤中，沟道125形成在基底材料120的第一表面121中。如图所示，在基底材料120的第一表面121中形成的沟道不会通过基底材料120延伸至第二表面122。沟道125对应于在光谱纯度滤光片中的孔104之间待形成的壁。因此，沟道125可以以基本上与待形成的光谱纯度滤光片100的孔104之间的壁相同的图案布置，和可以具有基本上相同的尺寸。具体地，沟道125的宽度可以基本上对应于滤光片孔104之间的壁的厚度，沟道125的深度可以基本上对应于光谱纯度滤光片100的滤光片部分102的厚度。

在基底材料120的第一表面121中的沟道125可以例如通过在未形成沟道125的区域中的基底材料120的第一表面121上形成保护性掩模来形成，例如通过光刻图案化来形成。随后，沟道125可以通过诸如如上文讨论的深反应离子蚀刻的过程形成在未被掩模保护的区域中。然而，应当理解，可以使用其它的蚀刻过程，尤其是其它的各向异性蚀刻过程。例如使用KOH蚀刻剂的湿法化学蚀刻可以用于在[110]取向的硅晶片中蚀刻沟道125。

如图7所示，沟道的表面可以之后被涂覆有蚀刻终止层130，即耐受特殊的蚀刻过程的材料层。在这一情形中，蚀刻终止层130应当被选择成耐受随后用于移除基底材料120的部分的蚀刻过程，如下文所述的。例如，蚀刻终止层130可以是SiO₂。蚀刻终止层可以尤其是在基底材料120的第一表面121中的沟道125的表面上提供覆盖物130a。另外，蚀刻终止层130可以在沟道125之间和周围的基底材料120的第一表面121的该部分上提供涂层130b。

蚀刻终止层130可以是热生长的氧化物或例如氮化硅，其可以利用低压化学气相沉积(LPCVD)过程或等离子增强化学气相沉积(PECVD)过程进行沉积。用于形成蚀刻终止层130的这样的方法可能是有利的，这是因为它们提供了好的台阶覆盖率，即提供了对侧壁和进入到沟道中的适合的覆盖。可替代地，可以使用其他沉积过程(诸如溅射沉积)，例如如果期望不同的材料用作蚀刻终止层130。

如图8所示，之后沟道125填充有适合的材料135，以形成光谱纯度滤光片100的孔104之间的壁。例如，沟道125可以填充有多晶硅，例如使用低压化学气相沉积(LPCVD)过程或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)过程。应当理解，光谱纯度滤光片100的孔104之间的壁的最终尺寸在使用时将对应于包括蚀刻终止层130的涂层130a的沟道125的尺寸。在所述情形中，最初在基底材料120的第一表面121中形成的沟道125可以形成有尺寸，使得一次被蚀刻终止层的涂层130a所覆盖的沟道的最终尺寸精确地具有在孔104之间的壁的期望的尺寸。

在用格栅材料135填充沟道的过程期间，格栅材料的层136可以横跨基底材料120的整个第一表面121形成。所述过多的格栅材料层136可以通过例如反应离子蚀刻或图9中显示的另一适合的过程被移除。

如图10所示，保护层140可以随后被应用至基底材料120的第一表面121，用于防止在随后的处理步骤期间对格栅材料135的损坏。保护层140可以例如是聚酰亚胺。然而，应当理解，还可以使用其它的适合材料。

如图11所示，之后可以从第二表面122移除基底材料120。尤其是，可以从第二表面122的第一区域122a选择性地移除基底材料120，该第二表面122的第一区域122a对应于其中将要形成光谱纯度滤光片100的孔104的基底材料120的第一表面121的第一区域121a。

可能未从第二表面122的第二区域122b移除基底材料120，该第二表面122的第二区域122b与第二表面122的第一区域122a相邻。未被移除的基底材料120可以提供上文讨论的支撑框架108。

如图11所示，用于从第二侧122移除基底材料120的过程由蚀刻终止层130终止，该蚀刻终止层130包围格栅材料135和防止格栅材料135也被移除。通过在基底材料120的第二表面122的第二区域122b上形成掩模来执行所述过程，例如使用上文讨论的光刻过程和随后利用反应离子蚀刻过程，用于从第二表面122的第一区域122a移除基底材料120。应当理解，还可以使用其他蚀刻过程，但是如上文所讨论的，在所述情况下，可能需要不同的蚀刻终止层130。可以利用湿法化学蚀刻移除基底材料120，例如使用KOH蚀刻剂。在这一情况下，蚀刻终止层130可以是氮化硅。

最终，如图12所示，蚀刻终止层130和保护层140(如果使用的话)可以被例如通过等离子体蚀刻或通过另一适合的过程来移除，留下光谱纯度滤光片100，其包括形成在光谱纯度滤光片100中的孔104和支撑框架108之间的期望的壁105的格栅材料135。蚀刻终止层130和保护层140(如果使用的话)可以通过湿法化学蚀刻移除。例如，HF可以用于移除氮化硅(如果使用的话)。

应当理解，根据本发明的用于形成光谱纯度滤光片的过程的上文描述的例子可以变化，和/或可以包括额外的处理步骤。

例如，如图13所描述，光谱纯度滤光片100的至少一个表面可以涂覆有额外的层150，该额外的层150被选择以改善辐射所入射到的表面对第二类型的辐射(即透射率将被最小化的辐射)的反射率。例如，薄金属层150可以被应用，以便增加对红外辐射的反射率。

在替代的或附加的变形中，格栅材料135可以由金属(例如钼)或另一导电材料(例如TiN)制造。在这种情形中，在孔104之间的光谱纯度滤光片100的壁105可以对诸如红外辐射等辐射实质上是反射性的。在所述情形中，可能不需要在光谱纯度滤光片上形成额外的反射层。期望地，所述材料被选择以具有接近于形成支撑框架108的硅的热膨胀。

如果格栅材料是导电材料，那么沟道135可以通过利用电镀过程沉积材料来填充。为了执行这一过程，镀覆基底的涂层可以首先施加至所述沟道的基底。替代地，基底材料120可以是高掺杂的硅，在该情形中可以不使用镀覆基底的涂层。

替代地或另外地，沟道125可以借助于化学气相沉积过程、物理气相沉积过程、溅射沉积过程或原子层沉积过程用格栅材料135填充。

替代地或另外地，格栅材料135可以选择成使得其耐受用于移除基底材料120的蚀刻过程。在这种情形中，可以不使用蚀刻终止层130，因此，可以省略涂覆和移除蚀刻终止层130的过程。同样地，依赖于所使用的其它过程，可以不使用保护层140和可以省略保护层140。

在替代的或附加的变形中，替代从第二表面122移除基底材料120或除从第二表面122移除基底材料120之外，被移除以暴露格栅材料135以形成孔104的基底材料120，可以被从基底材料120的第一表面121移除。例如，在已经移除过多的格栅材料层136之后，如图9所示，所暴露的蚀刻终止层130(即在沟道125之间和沟道125周围的基底材料120的第一表面121的部分上的涂层130b)可以被移除。因此，用格栅材料135填充的沟道125之间的基底材料120的第一表面121可以被暴露且随后被蚀刻。例如可以通过等离子体蚀刻或通过另一适合的过程来移除蚀刻终止层130的顶表面。同样地，在其中选择栅格材料135使得其耐受用于移除基底材料120的蚀刻过程的上文的例子的情形中，应当理解，基底材料120可以从基底材料120的第一和第二表面121、122中的一者或两者移除。

图14详细描述了根据本发明的一实施例形成的光谱纯度滤光片100的支撑框架的一部分。如图所示，除形成在光谱纯度滤光片的孔104之间的壁105的格栅材料135的一部分135a之外，格栅材料135的第二部分135b延伸到形成支撑框架108的基底材料120中，即延伸到对应于基底材料120的第二表面122的第二区域122b的基底材料120中。因此，格栅材料135的第二部分135b将形成孔104之间的壁的格栅材料135的部分135a连接至支撑框架108。

应当理解，如图14所示，在蚀刻终止层130已经用于形成光谱纯度滤光片的情形中，如上文所述，蚀刻终止材料130的层可以保持在延伸到支撑框架108中的格栅材料的部分135b和形成支撑框架的基底材料120之间的边界处。因此，蚀刻终止层130可以将基底材料120与格栅材料135分隔开。

应当理解，包括光谱纯度滤光片的图1和2的设备可以用在光刻制造过程中。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。应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“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，可以将所述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。

上文的描述意图是说明性的，不是限制性的。因此，应当理解，在不背离所附的权利要求的范围的情况下可以对所述的本发明进行修改。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，本发明的一实施例可能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。这是因为这样的等离子体源通常输出从激光器产生的伴随辐射。

光谱纯度滤光片可以实际上定位在辐射路径中的任何位置处。在一实施例中，光谱纯度滤光片定位在接收来自EUV辐射源的包含EUV的辐射和将所述EUV辐射传送至适合的下游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通过光谱纯度滤光片。在一实施例中，光谱纯度滤光片处在EUV辐射源中。在一实施例中，光谱纯度滤光片处在EUV光刻设备中，诸如在照射系统中或在投影系统中。在一实施例中，光谱纯度滤光片定位在辐射路径中位于等离子体之后但是在收集器之前。

尽管在上文已经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方式实施。

Claims (17)

1.一种制造光谱纯度滤光片的方法，所述光谱纯度滤光片包括多个孔，所述孔配置成透射极紫外辐射和抑制第二类型的辐射的透射，所述方法包括以下步骤：

提供具有第一主表面和第二主表面的基底材料；

以对应于在所述光谱纯度滤光片的孔之间形成的壁的图案在所述基底材料的第一主表面中形成沟道；

用格栅材料填充所述沟道以形成所述格栅材料的壁；和

选择性地移除所述基底材料的至少一部分，直到所述格栅材料被暴露和在所述格栅材料的壁之间形成空间以形成所述孔为止；

其中：

形成在所述基底材料的第一主表面中的沟道包括与在所述光谱纯度滤光片的孔之间形成的壁相对应的沟道，所述沟道处于所述基底材料的第一主表面的第一区域中；和包括延伸到与所述第一区域相邻的所述基底材料的第一主表面的第二区域中的沟道；和

所述选择性地移除所述基底材料的至少一部分的步骤配置成使得所述基底材料被从所述基底材料的第二主表面的与所述第一主表面的第一区域相对应的区域移除，而不从所述第二主表面的与所述第一主表面的第二区域相对应的区域移除，

其中，格栅材料填充延伸到形成支撑框架的第二区域的沟道。

2.根据权利要求1所述的制造光谱纯度滤光片的方法，还包括：

在用所述格栅材料填充所述沟道之前用耐受蚀刻过程的材料层至少涂覆所述沟道的表面；和

为所述选择性地移除所述基底材料的至少一部分，使用所述蚀刻过程。

3.根据权利要求2所述的制造光谱纯度滤光片的方法，还包括：在所述选择性地移除所述基底材料的至少一部分的步骤之后，利用第二蚀刻过程移除耐受第一蚀刻过程的材料，所述第二蚀刻过程不同于所述第一蚀刻过程，所述第一蚀刻过程用于选择性地从所述基底材料的第二主表面移除所述基底材料的一部分。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制造光谱纯度滤光片的方法，其中所述用格栅材料填充所述沟道的步骤包括：在所述基底材料的第一主表面上沉积所述格栅材料层使得所述格栅材料进入所述沟道；和选择性地蚀刻所述基底材料的第一主表面使得格栅材料仅保持在所述沟道中。

5.根据权利要求1或2所述的制造光谱纯度滤光片的方法，其中在已经填充所述沟道之后，保护覆盖层形成在所述基底材料的第一主表面上。

6.根据权利要求3所述的制造光谱纯度滤光片的方法，其中在已经填充所述沟道之后，保护覆盖层形成在所述基底材料的第一主表面上。

7.根据权利要求6所述的制造光谱纯度滤光片的方法，其中所述利用所述第二蚀刻过程的步骤用于移除所述保护覆盖层。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的制造光谱纯度滤光片的方法，其中所述基底材料包括单晶硅，在所述基底材料的第一主表面中形成所述沟道的步骤包括反应离子蚀刻。

9.根据权利要求2所述的制造光谱纯度滤光片的方法，其中用于涂覆所述沟道的表面的材料包括二氧化硅，其中所述选择性地移除所述基底材料的至少一部分的步骤包括反应离子蚀刻。

10.根据权利要求3所述的制造光谱纯度滤光片的方法，其中所述第二蚀刻过程包括等离子体蚀刻。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的制造光谱纯度滤光片的方法，还包括步骤：在所述孔已经形成有能够反射所述第二类型的辐射的材料之后，涂覆所述格栅材料的至少一个表面。

12.一种光谱纯度滤光片，所述光谱纯度滤光片由根据权利要求1-3中任一项所述的方法制造。

13.一种光谱纯度滤光片，包括：

多个相互连接的壁，位于所述光谱纯度滤光片的第一区域中，所述壁限定穿过所述光谱纯度滤光片的多个孔，所述多个孔配置成透射极紫外辐射和抑制第二类型的辐射的透射；和

支撑框架，位于与所述第一区域相邻的所述光谱纯度滤光片的第二区域中，所述支撑框架配置成支撑所述壁；

其中形成所述相互连接的壁的材料延伸到所述支撑框架中的一个或更多的开口中，用于提供所述支撑框架和所述相互连接的壁之间的机械连接。

14.一种辐射源，所述辐射源包括根据权利要求12所述的光谱纯度滤光片。

15.一种辐射源，所述辐射源包括根据权利要求13所述的光谱纯度滤光片。

16.一种光刻设备，所述光刻设备包括根据权利要求12所述的光谱纯度滤光片。

17.一种光刻设备，所述光刻设备包括根据权利要求13所述的光谱纯度滤光片。