CN102725697A - 光谱纯度滤光片 - Google Patents

Abstract

一种光谱纯度滤光片，包括：材料实体，多个孔延伸通过所述材料实体。孔布置成抑制具有第一波长的辐射并允许具有第二波长的辐射的至少一部分透射通过所述孔。第二波长辐射比第一波长辐射短。所述材料实体由钨-钼合金或钼-铼合金或钨-铼合金或钨-钼-铼合金形成。

Description

光谱纯度滤光片

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年2月12日递交的美国临时申请61/304,115的优先权，其通过参考全文并于此。

技术领域

本发明涉及光谱纯度滤光片，并且例如涉及适于用于光刻设备和/或光刻方法中的光谱纯度滤光片。

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。光刻设备可用于例如IC的制造过程中。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。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现图案的转移。通常，单一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。

光刻技术被广泛地看作是制造集成电路和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着使用光刻技术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻技术正变成允许缩小将要制造的集成电路或其他器件和/或结构的更加关键的因素。

图案印刷(即，图案应用)的极限的理论估计可以由分辨率的瑞利法则给出，如等式(1)所示：

$\mathrm{CD}{=k}_1*\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{NA}}---\left(1\right)$

其中λ是所用辐射的波长，NA是用以印刷(即，应用)图案的投影系统的数值孔径，k₁是依赖于工艺的调节因子，也称为瑞利常数，CD是印刷(即，应用)的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。由等式(1)知道，特征的最小可印刷(即，可应用的)尺寸的减小可以由三种途径获得：通过缩短曝光波长λ、通过增大数值孔径NA或通过减小k₁的值。

为了缩短曝光波长，并因此减小最小可印刷(即，可应用)特征尺寸，已经提出使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是波长在5-20nm范围内的电磁辐射，例如在13-14nm范围内，或例如在5-10nm范围内，例如6.7nm或6.8nm。可用的源包括例如激光产生的等离子体源(LPP)、放电等离子体源(DPP)或基于通过电子存储环提供的同步加速器辐射的源。

可以使用等离子体产生EUV辐射。用于产生EUV辐射的辐射系统可以包括用于激发燃料以提供等离子体的激光器，和用于包含等离子体的源收集器模块。例如通过引导激光束到诸如合适材料(例如锡)的颗粒、或合适气体或蒸汽(例如氙气或锂蒸汽)流等燃料处而形成等离子体。最终的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其使用辐射收集器收集。辐射收集器可以是反射镜正入射辐射收集器，其接收辐射并将辐射聚焦成束。源收集器模块可以包括包围结构或室，布置成提供真空环境以支持等离子体。这种辐射系统通常称为激光产生等离子体(LPP)源。

例如使用等离子体产生EUV辐射的那些实际应用的EUV源不仅发射想要的“带内”EUV辐射，而且还发射不想要的“带外”辐射。这种带外辐射中最熟知的是深紫外(DUV)辐射范围(100-400nm)。而且，在一些EUV源的情形中，例如激光产生等离子体EUV源中，来自激光器的辐射(通常在10.6μm)带来大量的带外辐射。

在光刻设备中，基于若干个原因期望光谱纯度。一个原因是，抗蚀剂对带外波长辐射敏感，并且因此如果抗蚀剂被曝光到带外辐射下，应用到抗蚀剂的图案的图像品质被损伤。此外，带外辐射红外辐射，例如在一些激光产生等离子体源中的10.6μm辐射，导致不想要的且不需要的图案形成装置、衬底以及光刻设备中的光学元件的升温。这种升温导致这些元件的损伤、其寿命的劣化和/或投影到并应用到涂覆抗蚀剂的衬底上的图案的变形。

为了克服这些潜在的问题，已经提出几种不同的透射型光谱纯度滤光片，其基本上阻止红外辐射的透射，同时允许透射EUV辐射。这些提出的光谱纯度滤光片中的一部分包括基本上对例如红外辐射不透明、同时对EUV辐射基本上透明的结构。这些或其他光谱纯度滤光片也可以设置有一个或多个孔。孔的尺寸和间隔可以选择成使得红外辐射被孔衍射(并由此被抑制)，同时透射EUV辐射通过孔。设置有孔的光谱纯度滤光片可以比未设置有孔的光谱纯度滤光片具有更高的EUV透射率。这是因为EUV辐射将能够比其通过给定厚度的固体材料更容易地通过孔。

通常的光谱纯度滤光片可以例如由硅基结构形成(例如硅栅格或设置有孔的其他构件)，该硅基结构涂覆有反射金属，例如钼。在使用时，通常的光谱纯度滤光片可能遭受来自例如入射红外和EUV辐射的高的热负载。热负载可能导致光谱纯度滤光片的温度达到800℃以上。已经发现，通常的包括涂覆钼的硅的光谱纯度滤光片在800℃以上具有让人不满意的短的寿命。这是因为，反射的钼涂层和下面的硅支撑结构之间的相互作用导致涂层的最终的分层。氢的存在加速硅基结构的分层和劣化，其中所述氢通常用作使用光谱纯度滤光片、以便抑制碎片(例如碎片，诸如颗粒或类似物)进入或离开光刻设备的特定部分的环境中的气体。

在光刻设备(和/或方法)中，期望最小化用以将图案应用到涂覆抗蚀剂的衬底的辐射的强度损失。其原因之一是，理想地，尽可能多的辐射应该可用于将图案应用于衬底，例如以便缩短曝光时间和提高产出。同时，期望最小化通过光刻设备并入射到衬底上的不想要的辐射(例如，带外辐射)的量。此外，期望确保在光刻方法或设备中使用的光谱纯度滤光片具有足够的寿命，并且不会由于光谱纯度滤光片暴露于其中的高的热负载和/或光谱纯度滤光片暴露于其中的氢气(或类似物)而随着时间迅速地劣化。因此，期望提供改进的(或替换的)光谱纯度滤光片，和例如适于用于光刻设备和/或方法中的光谱纯度滤光片。

发明内容

根据本发明一方面，提供一种光谱纯度滤光片，包括材料实体，多个孔延伸通过所述材料实体；孔布置成抑制具有第一波长的辐射并允许具有第二波长的辐射的至少一部分透射通过所述孔，第二波长辐射比第一波长辐射短；所述材料实体由钼-铼合金或钨-铼合金或钨-钼合金或钨-钼-铼合金形成。

铼在合金中的原子百分比含量为：在钼-铼合金中是0.1％至49％；在钨-铼合金中是0.1％至27％；以及在钨-钼-铼合金中是0.1％至49％。

材料实体还包括用于整体上提高材料实体的再结晶温度的多个纳米颗粒。纳米颗粒包括下列项中的一个或多个：Al₂O₃、HfO₂、ZrO₂、Y₂O₃、MgO、La₂O₃、Ce₂O₃、SrO以及HfC。纳米颗粒分布在材料实体内的多个层内。

材料实体的被孔延伸通过的面可以包括或可以设置有基本上由纯钼或钨形成的层或区域。在使用时，该面可以配置成面朝向包括第一波长和/或第二波长的入射辐射。

第一波长辐射可以具有在电磁光谱的红外区域内的波长，和/或第一波长在9μm-12μm范围内，例如大约9.4μm或大约10.6μm。

第二波长辐射的波长可以基本上等于或短于其波长在电磁光谱的EUV部分内的辐射的波长，和/或第二波长在5nm-20nm范围内，例如13nm-14nm范围或6nm-7nm范围，例如大约6.6nm-大约6.9nm。

根据本发明的一方面，提供一种光谱纯度滤光片，包括：材料实体，多个孔延伸通过所述材料实体；孔布置成抑制具有第一波长的辐射并允许具有第二波长的辐射的至少一部分透射通过所述孔，第二波长辐射比第一波长辐射短；所述材料实体由钼或钨形成，并且所述材料实体还包括多个纳米颗粒，用于整体上提高材料实体的再结晶温度。

纳米颗粒包括下列项中的一个或多个：Al₂O₃、HfO₂、ZrO₂、Y₂O₃、MgO、La₂O₃、Ce₂O₃、SrO以及HfC。

纳米颗粒可以分布在材料实体内的多个层内。

钼可以形成钼-铼合金或钨-钼合金或钨-钼-铼合金的一部分，或者其中钨形成钨-钼合金或钨-铼合金或钨-钼-铼合金的一部分。铼在所述合金中的原子百分比含量为：在钼-铼合金中是0.1％至49％；在钨-铼合金中是大约0.1％至27％；以及在钨-钼-铼合金中是0.1％至49％。

材料实体的被孔延伸通过的面包括或设置有基本上由纯钼或钨形成的区域或层。所述面在使用时配置成面朝包括第一波长和/或第二波长的入射辐射。

第一波长辐射可以具有在电磁光谱的红外区域内的波长，和/或第一波长在9μm-12μm范围内，例如大约9.4μm或大约10.6μm。

第二波长辐射的波长可以基本上等于或短于其波长在电磁光谱的EUV部分内的辐射的波长，和/或第二波长在5nm-20nm范围内，例如13nm-14nm范围或6nm-7nm范围，例如6.6nm-6.9nm。

根据本发明的一方面，提供一种光刻设备或辐射源，其具有如本文所述的本发明的任一方面的光谱纯度滤光片。

根据本发明的一方面，提供一种光刻设备，其包括光谱纯度滤光片，所述光谱纯度滤光片配置成过滤包括第一波长和第二波长的辐射。光谱纯度滤光片包括材料实体，多个孔延伸通过所述材料实体。孔布置成抑制具有第一波长的辐射并允许具有第二波长的辐射的至少一部分透射通过孔，第二波长辐射比第一波长辐射短。材料实体由钨-钼合金或钼-铼合金或钨-铼合金或钨-钼-铼合金形成。所述设备包括：支撑结构，构造并布置成支撑图案形成装置，所述图案形成装置配置成图案化具有第二波长的辐射；和投影系统，配置成将图案化的辐射投影到衬底上。

附图说明

下面将仅以示例的方式、参考所附示意图描述本发明的实施例，其中相应的附图标记表示相应的部件，其中：

图1示意地示出根据本发明一个实施例的光刻设备；

图2是图1中的设备的更详细的视图，其包括放电产生的等离子体(DPP)源收集器模块；

图3是图1中的设备的替换的源收集器模块SO的视图，该替换的源收集器模块是激光产生的等离子体(LPP)源收集器模块；

图4示意地示出透射型光谱纯度滤光片；

图5示意地示出图4中的光谱纯度滤光片的侧向视图和局部视图，其中辐射入射在光谱纯度滤光片上；

图6示意地示出图4和5中的光谱纯度滤光片的更详细的或替换的侧向视图和局部视图；

图7示意地示出根据本发明第一实施例的光谱纯度滤光片的侧向视图和局部视图；

图8示意地示出根据本发明第二实施例的光谱纯度滤光片的侧向视图和局部视图；

图9示意地示出根据本发明第三实施例的光谱纯度滤光片的侧向视图和局部视图；和

图10示出本发明实施例的光谱纯度滤光片的(在10.6μm条件下)反射的曲线，该反射作为光谱纯度滤光片的厚度的函数。

具体实施方式

图1示意地示出根据本发明的一个实施例的光刻设备100，包括源收集器模块SO。所述设备包括：照射系统(有时称为照射器)IL，配置成调节辐射束B(例如EUV辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)MA，并与配置用于精确地定位图案形成装置MA的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台)WT，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于精确地定位衬底W的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如反射投影系统)PS，其配置成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(例如包括一根或多根管芯)上。

照射系统IL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MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备100的设计以及诸如图案形成装置MA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MA。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置MA。所述支撑结构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。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置MA位于所需的位置上(例如相对于投影系统PS)。

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B的横截面上赋予辐射束B、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。被赋予辐射束的图案将与在目标部分中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，以便沿不同的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。

投影系统，与照射系统类似，可以包括多种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其他类型的光学系统、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。希望将真空用于EUV辐射，因为其他气体会吸收太多的辐射。因此借助真空壁和真空泵的帮助，可以在整个束路径上提供真空环境。

如这里所述，设备是反射类型(例如采用反射掩模)。

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。

参照图1，所述照射系统IL接收从源收集器模块SO发出的极紫外辐射束。形成EUV光的方法包括但不必限于将材料转化为等离子体状态，其具有至少一种元素，例如氙、锂或锡，其中一个或多个发射线在EUV范围。在一种这样的方法中，通常所称的激光产生的等离子体(“LPP”)，所需的等离子体可以通过使用激光束照射燃料，例如具有所需线发射元素的材料的液滴、束流或团簇。源收集器模块SO可以是EUV辐射系统的一部分，EUV辐射系统包括图1中未示出的激光器，用以提供激发燃料的激光束。最终的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其使用在源收集器模块中设置的辐射收集器收集。激光器和源收集器模块可以是分立的实体(例如当CO₂激光器被用于提供激光束用于燃料激发时)。

在这种情况下，不会将激光器考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过借助包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统，将所述辐射束从激光器传到源收集器模块。在其它情况下，所述源可以是源收集器模块的组成部分(例如当源是放电产生等离子体EUV生成器，通常称为DPP源)。

所述照射系统IL可以包括用于调整所述辐射束B的角强度分布的调整器。通常，可以对所述照射系统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，所述照射系统IL可以包括各种其它部件，例如琢面或多小平面场和光瞳反射镜装置。照射系统可以用以调节辐射束，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。从图案形成装置(例如，掩模)MA反射后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束B聚焦到所述衬底W的目标部分C上。借助第二定位装置PW和位置传感器PS2(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)，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，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器PS1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(例如，掩模)MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W。

图示的设备可以用于下列模式中的至少一种：

1.在步进模式中，在将支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束B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。

2.在扫描模式中，在对支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT同步地(例如沿X或Y方向)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相对于支撑结构(例如掩模台)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。

3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)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，通常可以采用脉冲辐射源，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更详细地示出设备100，包括源收集器模块SO、照射系统IL以及投影系统PS。源收集器模块SO构造并布置成使得在源收集器模块SO的封闭结构220内保持真空环境。通过放电产生的等离子体(DPP)源形成EUV辐射发射等离子体210。EUV辐射可以由气体或蒸汽形成，例如氙气、锂蒸汽或锡蒸汽，其中产生(极高温)等离子体210以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。通过例如放电引起至少部分电离的等离子体，由此产生所述(极高温)等离子体210。为了有效地产生辐射，需要例如10Pa分压的氙、锂、锡蒸汽或任何其他合适的气体或蒸汽。在一个实施例中，提供激发的锡(Sn)的等离子体以产生EUV辐射。

由等离子体210发射的辐射从源腔211经由定位在源腔211中的开口内或后面的可选的气体阻挡件或污染物阱230(在某些情况下也称为污染物阻挡件或翼片阱)而传递进入收集器腔212。污染物阱230可以包括通道结构(channel structure)。污染物阱230还可以包括气体阻挡件或气体阻挡件和通道结构的组合。这里示出的污染物阱或污染物阻挡件230还至少包括通道结构，如在现有技术中已知的。

收集器腔212可以包括辐射收集器CO，其可以是所谓的掠入射收集器。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。横贯收集器CO的辐射可以反射离开光栅光谱滤光片240，以聚焦在虚源点IF中。虚源点IF通常被称为中间焦点，并且源收集器模块SO布置成使得中间焦点IF位于封闭结构220内的开口221处或附近。虚源点IF是辐射发射等离子体210的像。在通过开口221之前，辐射可以通过可选的光谱纯度滤光片SPF。在其他实施例中，光谱纯度滤光片SPF可以位于光刻设备的不同部分(例如源收集器模块SO的外部)。光谱纯度滤光片的多个实施例在下面进行详细描述。

随后辐射穿过照射系统IL，照射系统可以包括琢面/多小平面光瞳反射镜装置24和琢面/多小平面场反射镜装置22，这两个装置布置成在图案形成装置MA处提供辐射束21的想要的角分布以及在图案形成装置MA处提供想要的一致的辐射强度。在辐射束21在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处反射之后，形成图案化的束26，并且图案化的束26通过投影系统PS经由反射元件28、30成像到由晶片台或衬底台WT保持的衬底W上。

通常在照射光学元件单元IL和投影系统PS内存在比示出的更多的元件。光栅光谱滤光片240可以是可选的，这依赖于光刻设备的类型。此外，可以存在比图中示出的更多的反射元件(例如反射镜或类似装置)，例如在投影系统PS内可以存在比图2中示出的多1-6个的更多的反射元件。

如图2所示，收集器CO被图示为具有掠入射反射器253、254以及255的巢状收集器，其仅作为收集器(或收集器反射镜)的一个示例。掠入射反射器253、254以及255围绕光轴O轴向对称地设置，并且这种类型的收集器CO优选与放电产生的等离子体源(通常称为DPP源)结合使用。

替换地，源收集器模块SO可以是如图3所示的LPP辐射系统的一部分，或包括LPP辐射系统或形成LPP辐射系统。参照图3，激光器LA布置成将激光能量照射到例如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)的蒸汽或区域或液滴等燃料，由此产生具有几十电子伏特的电子温度的高度电离的等离子体210。在这些离子的去激发和再结合期间产生的高能辐射从等离子体210发射，通过接近正入射收集器CO收集，并聚焦到封闭结构220内的开口221上。在通过开口221之前，辐射可以通过可选的光谱纯度滤光片SPF。在其他实施例中，光谱纯度滤光片SPF可以位于光刻设备的不同部分内(例如源收集器模块SO的外部)。光谱纯度滤光片的实施例在下文中详细描述。

已知的是，光谱纯度滤光片用于光刻设备中，以滤除辐射束的不想要的(例如带外)波长分量或部分。例如，已知设置包括一个或多个孔的光谱纯度滤光片。孔的直径和/或孔之间的间隔被选择成使得孔通过衍射或散射或类似的效应抑制辐射的一个或多个不想要的波长(即，具有第一波长的辐射，例如红外辐射)，同时允许一个或多个想要的辐射波长(即，具有第二波长的辐射，例如EUV辐射)通过孔。例如，不想要的辐射可能包括加热光谱纯度滤光片和破坏光谱纯度滤光片或者使光谱纯度滤光片变形的红外辐射，而想要的辐射可以包括可以用于将图案应用至涂覆抗蚀剂的衬底的EUV辐射或远EUV辐射。

图4示意地示出(不是本发明的)光谱纯度滤光片SPF。该光谱纯度滤光片SPF包括平面构件32(在下面详细介绍)形式的材料实体，其中设置圆形孔34的周期阵列。孔34的直径36和/或孔34之间的间隔38被选择成使得将要被抑制的第一波长辐射基本上在每个孔34的入口和/或每个孔内被衍射，同时较短的第二波长辐射透射通过孔34。孔34的直径36可以例如在1μm-100μm范围内，以便通过衍射抑制具有相当的波长(例如红外辐射)的辐射，同时允许较短波长(例如EUV辐射)的辐射通过孔34。

平面构件32可以对第一波长辐射或光谱纯度滤光片被设计用以对其抑制的波长范围的辐射是基本上不透明的。例如，平面构件32可以反射或吸收第一波长，例如第一波长是在电磁光谱的红外范围内的波长。平面构件32还可以对光谱纯度滤光片SPF被设计用于对其透射的一个或多个第二波长辐射(例如在电磁光谱的EUV范围内)是基本上不透明的。然而，光谱纯度滤光片SPF还可以由平面构件32形成，所述平面构件32对光谱纯度滤光片SPF被设计用于对其透射的一个或多个第一波长是基本上透明的。这可以提高光谱纯度滤光片SPF相对于光谱纯度滤光片SPF设计成对其透射的一个或多个波长的透射率。

光谱纯度滤光片SPF中的孔34布置成六边形图案。这种布置是优选的，因为其给出最靠近的圆形孔的集合，因而给出对光谱纯度滤光片SPF的最高的透射率。然而，孔的其他布置也是可以的，例如可以使用方形的、和矩形的或其他周期或非周期布置。例如，在周期阵列的情形中，可以采用任意的图案。(任何布置形式的)孔可以是圆形形状，或例如是椭圆形的、六边形的、方形的、矩形的或其他任何合适的形状。

图5示意地示出图4中的光谱纯度滤光片SPF的侧向视图和局部视图。图5还示出具有第一波长40的辐射(例如红外辐射)和具有较短的第二波长42的辐射(例如EUV辐射)。辐射40、42构成来自辐射束(例如，上面参照图1至图3中讨论的辐射束)的辐射。具有第一波长40的辐射和具有第二波长42的辐射入射到光谱纯度滤光片SPF上。

当具有第一波长40的辐射和具有第二波长42的辐射被引导朝向光谱纯度滤光片SPF的孔34时，具有第一波长40的辐射被孔34衍射，并基本上被抑制透射通过光谱纯度滤光片SPF。仅一小百分比的具有第一波长40的辐射透射44通过孔34。具有第二波长42的辐射容易地通过光谱纯度滤光片SPF的孔34。这是因为具有第二波长42的辐射基本上没有被孔34衍射和抑制。

当具有第一波长40的辐射和具有第二波长42的辐射被引导朝向形成光谱纯度滤光片SPF的平面构件32的固体部分，具有第一波长40的辐射被平面构件32的固体部分反射或吸收，因此被抑制透射通过光谱纯度滤光片SPF。这是因为，平面构件32相对于具有第一波长40的辐射是不透射的。具有第二波长42的辐射基本上被透射46通过光谱纯度滤光片SPF的平面构件32的固体部分。这是因为，平面构件32相对于具有第一波长40的辐射是基本上透射的。

图5示出具有第一波长40的辐射仅小部分能够通过44光谱纯度滤光片SPF，而相反绝大部分的具有第二波长42的辐射能够通过42、46光谱纯度滤光片SPF。

图6是(不是根据本发明的实施例的)通常的光谱纯度滤光片SPF的侧向视图和局部视图。所示的光谱纯度滤光片SPF可以例如是参照图4和5描述的光谱纯度滤光片SPF的更详细的表示。

光谱纯度滤光片SPF包括硅基结构50。硅基结构包括(例如，在先前的处理步骤中提供的)多个孔42，如上面所述那样配置以通过例如衍射或类似方式抑制具有特定波长的辐射。硅被选择作为基础材料，因为硅在光刻过程或类似过程中容易加工。硅基结构50(可以称为硅栅格或硅光栅或类似物)设置有钼涂层54。钼涂层54设置成反射红外辐射，其入射到光谱纯度滤光片SPF上，并且因此整体上降低对光谱纯度滤光片SPF的热负载和温度。在图中，钼涂层54被图示为位于硅支撑结构50的一个面上，例如将面朝向入射辐射的面。在其他实施例中，钼涂层可以涂覆硅基结构的更多区域或面。

在使用光谱纯度滤光片SPF的期间，甚至在存在反射型钼涂层54的情况下，光谱纯度滤光片SPF可能经历高的热负载(例如超过800℃)和延长的时间段。已经发现，这样的光谱纯度滤光片SPF在800℃以上具有不充分的且不足够的寿命。这是由于反射型钼涂层54和下面的硅基结构50之间的相互作用，其导致钼涂层54的最终分层。光谱纯度滤光片通常在存在氢的条件下使用。这是因为氢通常用作碎片抑制物，例如用于抑制光刻设备的不同部分之间的碎片的通过或防止碎片入射到光谱纯度滤光片上。然而，在存在氢的条件下，已经发现硅基结构50的分层和由此带来的劣化被加速，这进一步缩短了光谱纯度滤光片SPF的寿命。

期望地，提供一种光谱纯度滤光片，其对该滤光片在通常使用期间和例如存在氢气的条件下可能经受的温度具有更大的弹性。

根据本发明的一个实施例，已经发现了针对以上讨论的潜在的问题的材料解决方案。根据本发明的一个实施例，提供一种光谱纯度滤光片，其包括材料实体，多个孔延伸通过所述材料实体。对于通常已有的光谱纯度滤光片，孔被布置成抑制具有第一波长的辐射(例如通过衍射或类似方法)，并允许具有较短第二波长的辐射的至少一部分透射通过孔。例如，第一波长辐射可以是红外辐射或包括红外辐射，例如具有9μm-12μm波长的辐射，例如大约9.4μm或大约10.6μm。第二波长辐射可以是例如波长在电磁光谱的EUV部分内的辐射，例如波长在5nm-20nm范围的辐射，例如13nm-14nm范围或6nm-7nm的辐射，例如6.6nm-6.9nm。材料实体可以由钼-铼合金、或钨-铼合金或钨-钼-铼合金形成。这种合金延展性更好并且具有比纯钼或纯钨高的再结晶温度，这意味着由这种合金形成的光谱纯度滤光片比上面讨论的通常的光谱纯度滤光片更耐用并且寿命更长。替换的合金可以是钨-钼合金，其仍然比已知的被涂覆的金属和硅基光谱纯度滤光片性能好。此外，已知这种合金不与氢反应，这允许由这种合金形成的光谱纯度滤光片可以用于富氢氛围中，且很少或没有由于氢的存在导致的劣化。

根据本发明的一个实施例，提供一种光谱纯度滤光片，包括材料实体，多个孔延伸通过所述材料实体。对于本发明前面讨论过的方面，孔被布置成抑制具有第一波长的辐射(例如通过衍射或类似方式)并允许具有较短的第二波长的辐射的至少一部分透射通过所述孔。例如，第一波长辐射可以是或包括红外辐射，例如具有9μm-12μm波长的辐射，例如大约9.4μm或大约10.6μm。第二波长辐射可以是例如波长在电磁光谱的EUV部分内的辐射，例如波长在5nm-20nm范围的辐射，例如13nm-14nm范围或6nm-7nm的辐射，例如6.6nm-6.9nm。在本发明的该实施方式中，材料实体由钼或由钨形成。此外，材料实体还包括多个纳米颗粒，用于整体上提高形成光谱纯度滤光片的材料实体的再结晶温度。通过提高再结晶温度，材料实体和光谱纯度滤光片整体上对于高温条件下的延长使用具有更大的弹性。再次地，使用钼或钨导致材料实体和因此光谱纯度滤光片不与氢反应，并且这允许光谱纯度滤光片用在富氢氛围中。

在本发明的上述两个实施例中，光谱纯度滤光片的孔被描述成被布置用以抑制具有第一波长的辐射并允许具有较短第二波长的辐射的至少一部分透射通过孔。这种布置的通常的示例在此将不再详细讨论，因为这种布置在本领域中是已知的并且不是本发明的主题。相反，形成光谱纯度滤光片的材料是本发明的焦点，多个实施例将在下文中参照图7-10详细地讨论。在图7-10中，这些图不按照任何特定比例绘制，并且仅以示例的方式给出。

图7示意地示出根据本发明的一个实施例的光谱纯度滤光片SPF1的侧向图和局部图。光谱纯度滤光片SPF1包括材料实体60(或者由材料实体形成)，多个孔62延伸通过该材料实体60。通过使用钻或类似工艺或以任何其他方式可以设置孔。孔62被布置成抑制具有第一波长的辐射(例如通过衍射或类似方式)并允许具有较短第二波长的辐射的至少一部分透射通过孔62。材料实体60可以由钼-铼合金形成。在另一示例中，材料实体可以由钨-铼合金、或钨-钼-铼形成。每一种合金的延展性都更好并且比纯钼或纯钨具有更高的再结晶温度，并且相比于通常的(已有)硅基和钼基光谱纯度滤光片，其能够在更高的温度条件下更长时间地发挥作用。在还一实施例中，材料实体可以由钨-钼合金形成，其相比于通常的(已有)硅基和钼基光谱纯度滤光片，能够在更高的温度条件下更长时间地发挥作用。

如果材料实体60由钼-铼合金形成，则铼在合金中的原子百分比含量可以是大约0.1％至大约49％。如果材料实体由钨-铼合金形成，则铼在合金中的原子百分比含量可以是大约0.1％至大约27％。如果材料实体60由钨-钼-铼合金形成，则铼在合金中的原子百分比含量可以是大约0.1％至大约49％。

图8示意地示出光谱纯度滤光片SPF2的另一实施例。钼-铼合金或钨-铼合金或钨-钼-铼合金、钨-钼合金形成材料实体60。光谱纯度滤光片SPF2包括如前面讨论的用于抑制具有第一波长的辐射和用于透射具有较短第二波长的辐射的孔62。光谱纯度滤光片SPF2的该实施方和图7中的光谱纯度滤光片之间的差异在于，光谱纯度滤光片SPF2中，材料实体60还设置有多个纳米颗粒64，用于在整体上提高材料实体60的再结晶温度并因此改善光谱纯度滤光片SPF2的温度弹性。纳米颗粒可以包括下列项中的一个或多个：Al₂O₃、HfO₂、ZrO₂、Y₂O₃、MgO、La₂O₃、Ce₂O₃、SrO以及HfC。在一个实施例中，纳米颗粒64可以以一层或多层的形式分布在材料实体60内。例如，在光谱纯度滤光片SPF2的形成中，可以沉积一合金量、然后是纳米颗粒的层、然后再沉积一合金量，等等，直到形成材料实体和光谱纯度滤光片。在层形式中纳米颗粒的提供比替换的分布，例如纳米颗粒均匀地分布在整个材料实体中的情形更容易实施。

在光谱纯度滤光片的其他实施例中(未示出)，可以在包括基本上纯钨或纯钼或钨和钼的合金(即不存在铼)的材料实体(例如一个或多个层形式)中提供纳米颗粒。没有铼意味着，材料实体和光谱纯度滤光片作为整体延展性不如包括钼-铼合金或钨-铼合金的光谱纯度滤光片。然而，纳米颗粒的存在仍然提高光谱纯度的再结晶温度。通过增大再结晶温度，相比于通常的硅基和钼基光谱纯度滤光片，材料实体和因此光谱纯度滤光片作为整体对在高温条件下的延长使用具有更大的弹性，如上面讨论的那样。

光谱纯度滤光片的功能是基本上抑制具有第一波长的辐射(例如红外辐射)，并允许(通过孔或通过形成光谱纯度滤光片的材料实体)透射或通过具有较短第二波长的辐射。通过辐射在孔的开口处和孔内的衍射和/或该辐射被光谱纯度滤光片本身反射，可以抑制具有第一波长的辐射。已知地，纯钨和钼对例如红外辐射(例如，10.6μm辐射)具有一定的反射率。然而，已知地，钨-铼合金和钼-铼合金比纯钼和纯钨的反射率低。期望地，能够提供一种光谱纯度滤光片，其在高温条件下对于延长使用是弹性的，并且对于设计光谱纯度滤光片用以抑制和/或反射的辐射的反射率不会遭受减小(或显著地减小)的麻烦。图9示出如何实现导致满足这些想要的规格参数的平衡。

图9示意地示出根据本发明第三实施例的光谱纯度滤光片SPF3。光谱纯度滤光片SPF3在许多方面与参照图7示出并描述的光谱纯度滤光片类似。参照图9，光谱纯度滤光片SPF3包括材料实体60，多个孔延伸通过该材料实体60。孔62再次布置成抑制具有第一波长的辐射并允许具有较短第二波长的辐射的至少一部分透射通过孔。材料实体60可以由钼-铼合金或钨-铼合金、或钨-钼-铼合金形成。如上所述，这种合金对例如红外辐射(在10.6μm处的辐射)的反射率比纯钼和纯钨对红外辐射的反射率低。

为了克服这个潜在的问题，孔62延伸通过的材料实体60的面包括或设置有由基本上纯钼或钨66或钼和钨的合金形成的区域或层。在另外的实施例中，在材料实体的面上可以不设置单独的层。例如，材料实体可以以这种方式形成：使得材料实体包括用于实体的一部分的合金，并且随后在靠近并包括材料实体的面的区域内，材料实体的处理或加工可以使得该材料不再是合金，而是纯的钼或钨，或不含铼的钼和钨的合金。

在使用时，设置有基本上纯钼或钨或其合金的层(或包括其区域)的面将面朝向包括第一波长和/或第二波长辐射的入射辐射，以例如反射第一波长辐射。

仅以示例的方式示出图9。例如，在另一实施例中(未示出)，这种纯钼或钨层或区域可以设置在或构成包括基本上纯钼或钨或其合金(即没有含铼的合金)且具有添加的纳米颗粒的材料实体的面上。在另一实施例中(未示出)，这种纯钼或钨(或其合金)层或区域可以设置在或构成由具有添加的纳米颗粒的钼-铼合金或由具有纳米颗粒的钨-铼合金或由具有纳米颗粒的钨-钼-铼合金形成的材料实体的面上，如上所述。

参照图9示出并描述的反射层或区域有时称为盖层或覆盖区域。

图10示出示例性光谱纯度滤光片的部分反射率R作为每个光谱纯度滤光片的厚度T的函数的曲线。反射率是在10.6μm条件下测量的。

第一系列70(用实线表示)表示由包括钨-铼合金构成并且在表面上没有纯钨层或区域(即没有盖层)的材料实体形成的光谱纯度滤光片的反射率。

第二系列72(用虚线表示)表示由包括钨-铼合金并且在表面上附加地设置有厚度为100nm的纯钨层或区域的材料实体形成的光谱纯度滤光片的反射率。可以看到，相对于没有这种纯钨反射层存在的情形(即第一系列70中看到的)，反射率被提高。

为了说明这种趋势，第三系列74(用点划线表示)表示由纯钨(即没有铼并且没有盖层)形成的光谱纯度滤光片的反射率。由图可以看到，反射率提高。然而，在最后一个光谱纯度滤光片由纯钨形成的示例中，光谱纯度滤光片的热弹性不如上面介绍的本发明实施例中的光谱纯度滤光片。

上面讨论的光谱纯度滤光片可以用于广泛的应用中。例如，光谱纯度滤光片可以用于光刻设备中，例如上面参照图1-3讨论的。替换地或附加地，光谱纯度滤光片可以用于或形成辐射源或类似的一部分。

上面讨论的光谱纯度滤光片已经描述成由材料实体形成。为了增加热弹性(例如没有增加的层或其他部件)，该材料实体可以是单个的连续材料件。材料实体可以基本上是平面的，但是也可以具有其他形状，例如是曲面形状。

为了避免疑问，光谱纯度滤光片有时候被给予下标“栅格”或“光栅”(即，有时被称为光谱纯度滤光片光栅，或光谱纯度滤光片栅格)。替换地或附加地，光谱纯度滤光片有时被称为栅格滤光片或光栅滤光片。

虽然在本文中详述了光刻设备用在制造ICs(集成电路)，但是应该理解到，这里所述的光刻设备可以有其他应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将这里使用的任何术语“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他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层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。

在允许的情况下，术语“透镜”可以指的是不同类型的光学部件的任一个或其组合，包括折射型、反射型、磁性的、电磁的以及静电型光学部件。

虽然上面已经描述本发明的具体实施方式，但是应该认识到，本发明可以应用于与所描述的不同的情形。上面的本说明书是为了说明，而不是为了限制。本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的范围的情况下可以对本发明修改。

Claims (15)

1.一种光谱纯度滤光片，包括：

材料实体，多个孔延伸通过所述材料实体；

孔布置成抑制具有第一波长的辐射并允许具有第二波长的辐射的至少一部分透射通过所述孔，第二波长辐射比第一波长辐射短；

所述材料实体由钨-钼合金或钼-铼合金或钨-铼合金或钨-钼-铼合金形成。

2.如权利要求1所述的光谱纯度滤光片，其中，铼在合金中的原子百分比含量为：

在钼-铼合金中是大约0.1％至大约49％；

在钨-铼合金合金中是大约0.1％至大约27％；以及

在钨-钼-铼合金中是大约0.1％至大约49％。

3.如权利要求1或2所述的光谱纯度滤光片，其中，所述材料实体还包括用于在整体上提高材料实体的再结晶温度的多个纳米颗粒。

4.如权利要求3所述的光谱纯度滤光片，其中，所述纳米颗粒包括下列项中的一个或多个：Al₂O₃、HfO₂、ZrO₂、Y₂O₃、MgO、La₂O₃、Ce₂O₃、SrO以及HfC。

5.如权利要求3或4所述的光谱纯度滤光片，其中，所述纳米颗粒分布在材料实体内的多个层中。

6.一种光谱纯度滤光片，包括：

材料实体，多个孔延伸通过所述材料实体；

孔布置成抑制具有第一波长的辐射并允许具有第二波长的辐射的至少一部分透射通过所述孔，第二波长辐射比第一波长辐射短；

所述材料实体由钼或钨形成，并且所述材料实体还包括多个纳米颗粒，用于在整体上提高材料实体的再结晶温度。

7.如权利要求6所述的光谱纯度滤光片，其中，所述纳米颗粒包括下列项中的一个或多个：Al₂O₃、HfO₂、ZrO₂、Y₂O₃、MgO、La₂O₃、Ce₂O₃、SrO以及HfC。

8.如权利要求6或7所述的光谱纯度滤光片，其中，所述纳米颗粒分布在材料实体内的多个层中。

9.如权利要求6-8中任一项所述的光谱纯度滤光片，其中，钼形成钨-钼合金或钼-铼合金或钨-钼-铼合金的一部分，或者其中钨形成钨-钼合金或钨-铼合金或钨-钼-铼合金的一部分。

10.如权利要求9所述的光谱纯度滤光片，其中，铼在所述合金中的原子百分比含量为：

在钼-铼合金中是大约0.1％至大约49％；

在钨-铼合金合金中是大约0.1％至大约27％；以及

在钨-钼-铼合金中是大约0.1％至大约49％。

11.如前述权利要求中任一项所述的光谱纯度滤光片，其中，所述材料实体的孔延伸通过的面包括或设置有区域或层，该区域或层基本上由纯钼或钨形成。

12.如权利要求11所述的光谱纯度滤光片，其中，所述面在使用时配置成面朝包括第一波长和/或第二波长的入射辐射。

13.如前述权利要求中任一项所述的光谱纯度滤光片，其中，所述第二波长辐射的波长基本上等于或短于具有在电磁光谱的EUV部分内的波长的辐射的波长，和/或第二波长在5nm-20nm范围内。

14.如权利要求13所述的光谱纯度滤光片，其中，所述第二波长在13nm-14nm范围内。

15.一种光刻设备或辐射源，具有前述权利要求中任一项所述的光谱纯度滤光片。

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