本发明涉及一种透射式滤波器、包括该透射式滤波器的euv光刻机、以及制备该透射式滤波器的方法。
背景技术：
1、极紫外光刻(euvl)采用13.5nm的极紫外(euv)光源，被应用于7nm及以下的芯片量产光刻。euv光源是极紫外光刻机最为核心的分系统之一，也是euv光刻机实现稳定运行的最大技术难点。激光等离子体(lpp)是目前产生商用极紫外光源的主流方案。
2、lpp-euv的基本原理是高功率密度、高重频、中红外的co2激光器(波长10.6微米)照射液滴锡靶，并与液滴锡靶相互作用，使靶材吸收层被加热气化并产生等离子体。逆轫致吸收导致等离子体被持续加热，辐射出包含13.5nm的复合光。然后使用大角度、反射方式、大口径的收集镜将euv辐射收集到中间聚焦位置。为了满足大批量生产的要求，中频的euv光源功率应为250w或更高，其中心波长为13.5nm、带宽约为2％。
3、但是，收集镜对波长为10.6μm的中红外辐射也具有高反射系数，与euv辐射一起，co2激光器发射的中红外辐射也会被收集镜反射，并被收集到中间聚焦位置，从而进入euv光刻机照明和投影系统。这种多余的、高强度的中红外辐射会导致euv光刻机照明和投影系统镜片发热、光刻胶被感光、光刻分辨率下降等诸多问题。为此，衍射光学元件(波带片或者闪耀光栅等)通常被集成到收集镜表面，实现euv辐射光波与中红外辐射光波的有效分离，即收集镜反射euv辐射光波，而抑制中红外辐射光波。这导致收集镜的制造难度进一步加大，成本指数增长。
4、因此，期望一种能够过滤波长为10.6μm的中红外辐射而不增加收集镜制造难度的方案。
技术实现思路
1、针对以上问题，根据本发明的第一方面，提出了一种透射式滤波器，包括一个或多个滤波器单元，每个滤波器单元包括：衬基框架，包围中心开口；支撑层，跨越所述中心开口支撑在所述衬基框架上；滤波层，设置在所述支撑层上，所述滤波层包括形成在所述中心开口的区域上方的周期性滤波阵列，所述周期性滤波阵列以包围滤波开口的滤波结构为基础单元进行周期性排列，其中，所述滤波层至少部分地嵌入所述支撑层中。
2、根据本发明的透射式滤波器用于euv光刻机光源时，使用方便，对准宽容度大，无需改变euv光刻机光源系统结构，可以实现即插即用，简化了euv光刻机光源系统；可以实现中红外辐射波长的超高效率抑制，并能够在很大程度透过一同入射的euv光波；微纳结构牢固，抗辐射性能好，具有较大的工艺容差，适用于euv波段；由于滤波层至少部分地嵌入支撑层中，可以大大提高滤波层的牢固性，使得即使是大高宽比的周期性滤波阵列也不容易倒塌。此外，根据本发明的透射式滤波器不仅可以用于euv光刻机光源，还可以用于其他需要进行滤波的情景(可以用于实现其它波长范围的选择性滤波)，例如可以用作光栅元件，包括线栅和棋盘光栅等。
3、根据本发明的透射式滤波器可以具有以下中的一个或多个特征。
4、根据一个实施例，所述滤波开口为正方形。正方形的滤波开口具有明显的优势，例如结构规整，可以在有限面积范围内排列更多的滤波结构，且容易制造。
5、根据一个实施例，所述周期性滤波阵列的周期小于或等于1000nm。周期性滤波阵列的小周期有利于高效率过滤波长为10.6μm的中红外辐射而尽可能地保留波长为13.5nm的euv光。
6、根据一个实施例，所述滤波结构包括形成封闭的多边形形状以在其中限定滤波开口的多个滤波筋，所述支撑层在每个滤波筋的两侧的至少一部分和下方包围所述滤波筋。支撑层在每个滤波筋的两侧的至少一部分和下方包围所述滤波筋使得滤波层的牢固性提高，周期性滤波阵列不容易倒塌。
7、根据一个实施例，所述滤波筋的宽度为10到40nm。10到40nm的范围一方面保证滤波筋的牢固性，另一方面允许更多的euv光透过。
8、根据一个实施例，所述支撑层的远离滤波层的表面形成为不间断延伸的一平面。不间断延伸方便制造，且能够保证支撑层的结构强度。
9、根据一个实施例，所述透射式滤波器包括多个滤波器单元，所述多个滤波器单元周期性排列形成周期性滤波器单元阵列，所述多个滤波器单元的衬基框架一体形成，所述多个滤波器单元的支撑层一体形成，所述多个滤波器单元的滤波层一体形成。由于每个滤波器单元均包括其衬基框架，因此多个滤波器单元形成的阵列不仅在整体滤波器的外围形成框架，还在滤波器的内部形成框架，而且可以将每个滤波器单元的衬基框架的厚度和宽度设计成较大，例如大于或等于20μm，从而能够保证整体滤波层的结构强度。根据一个实施例，所述支撑层包括从上方凹入并配置为接收所述周期性滤波阵列的周期性凹槽阵列，所述周期性凹槽阵列的底表面和所述支撑层的远离滤波层的表面之间的厚度小于或等于100nm。将该厚度控制得较小，可以有利于降低支撑层对euv光的阻挡。
10、根据一个实施例，所述滤波层的上表面高于所述支撑层的上表面。即，滤波层仅部分嵌入支撑层中，使得支撑层在保证自身强度和对滤波层的包围的前提下可以做的更薄，允许更多的euv光透过。
11、根据一个实施例，所述周期性滤波阵列的厚度大于或等于200nm。相对较大的厚度有利于周期性滤波阵列的牢固性，也有利于制造。
12、根据一个实施例，所述滤波层还包括设置在所述支撑层上并形成在所述衬基框架的区域上方的滤波部分，所述滤波部分和所述周期性滤波阵列一体形成并具有相同的厚度。所述滤波部分至少部分地嵌入所述支撑层中，但不以此为限，如工艺制造中支撑层与衬基框架上表面之间的附着性强，则无需嵌入。滤波部分相当于滤波层的位于外围的框架，有利于保证结构的稳定性。
13、根据一个实施例，所述滤波层嵌入所述支撑层的深度小于或等于100nm。嵌入深度一定程度地决定了支撑层的厚度，小的嵌入深度有利于将支撑层的总厚度控制得较小，从而允许更多的euv光透过。
14、根据一个实施例，所述衬基框架由硅片制成，所述支撑层由氮化硅组成，所述滤波层由钼金属组成。选择钼作为滤波层的材料，选择氮化硅作为支撑层的材料，使得微纳结构牢固，抗辐射性能好，具有较大的工艺容差，适用于euv波段。所述支撑层的材料不限于氮化硅，氧化硅、单晶硅、多晶硅、氧化铝、氮化铝、氧化铝等常用半导体材料，通过优化膜层内应力，也可以用于形成所述支撑层。
15、根据一个实施例，透射式滤波器还包括形成在所述衬基框架下表面的覆盖层，所述覆盖层由氮化硅组成。覆盖层的设置可以有利于形成包围中心开口的衬基框架。根据本发明的第二方面，提出了一种euv光刻机，包括：光源，配置为发射包含euv光的复合光；以及上述的透射式滤波器，设置在所述光源下游，并配置为对所述复合光进行滤波。根据本发明的euv光刻机，采用根据本发明的透射式滤波器，使用方便，对准宽容度大，无需改变euv光刻机光源系统结构，可以实现即插即用，简化了euv光刻机光源系统。
16、根据本发明的第三方面，提出了一种制备上述的透射式滤波器的方法，包括以下步骤：
17、a)在衬基片的上表面和下表面分别沉积支撑层和覆盖层；
18、b)等离子刻蚀覆盖层的一部分以开设露出衬基片下表面的窗口；
19、c)等离子刻蚀支撑层的一部分以在支撑层形成周期性排列的凹槽；
20、d)原子层沉积并等离子刻蚀以形成滤波层；
21、e)通过所述窗口腐蚀所述衬基片，以形成包围中心开口的衬基框架。
22、根据一个实施例，在步骤e)之后还包括使用显微镜和扫描电子显微镜对形成的透射式滤波器进行结构检测。
23、根据本发明的制备方法兼容集成电路制造技术，精度高，表面光滑度好，产生缺陷少，可以精确调节和控制线宽，制备面积大，加工工艺简单，易于操作，可重复性和均匀性好，易于批量制备。
1.一种透射式滤波器，包括一个或多个滤波器单元，每个滤波器单元包括：
2.根据权利要求1所述的透射式滤波器，其中，所述滤波开口为正方形。
3.根据权利要求1所述的透射式滤波器，其中，所述周期性滤波阵列的周期小于或等于1000nm。
4.根据权利要求1所述的透射式滤波器，其中，
5.根据权利要求3所述的透射式滤波器，其中，所述滤波筋的宽度为10到40nm。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的透射式滤波器，其中，所述透射式滤波器包括多个滤波器单元，所述多个滤波器单元周期性排列形成周期性滤波器单元阵列，所述多个滤波器单元的衬基框架一体形成，所述多个滤波器单元的支撑层一体形成，所述多个滤波器单元的滤波层一体形成。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的透射式滤波器，其中，所述支撑层包括从上方凹入并配置为接收所述周期性滤波阵列的周期性凹槽阵列，所述周期性凹槽阵列的底表面和所述支撑层的远离滤波层的表面之间的厚度小于或等于100nm。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的透射式滤波器，其中，所述滤波层的上表面高于所述支撑层的上表面。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的透射式滤波器，其中，所述周期性滤波阵列的厚度大于或等于200nm。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的透射式滤波器，其中，所述滤波层还包括设置在所述支撑层上并形成在所述衬基框架的区域上方的滤波部分，所述滤波部分和所述周期性滤波阵列一体形成并具有相同的厚度。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的透射式滤波器，其中，所述滤波层嵌入所述支撑层的深度小于或等于100nm。
12.根据权利要求1-5中任一项所述的透射式滤波器，其中，所述衬基框架由硅片制成，所述支撑层由氮化硅组成，所述滤波层由钼金属组成。
13.根据权利要求1-5中任一项所述的透射式滤波器，还包括形成在所述衬基框架下表面的覆盖层，所述覆盖层由氮化硅组成。
14.一种euv光刻机，包括：
15.一种制备根据权利要求1-13中任一项所述的透射式滤波器的方法，包括以下步骤：
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在步骤e)之后还包括使用显微镜和扫描电子显微镜对形成的透射式滤波器进行结构检测。
