相关领域包括光学涂层的设计和制造，更具体地用于被许多传统光学材料强烈吸收的波长范围的反射、透射或波长选择涂层的设计和制造。
背景技术：
极紫外光(euv，10-120nm波长)和软x射线(sx，0.1-10nm波长)和深紫外光(duv，120nm-250nm)是分辨率<22nm的光刻的可能方法的一部分，便于集成电子元件的进一步小型化。其他应用包括分析化学(例如，通过其光学共振识别化学物质)；天文学(例如，映射星云，行星和恒星大气)；生物学(生物材料样本的研究)；以及医学(成像和污染物清洁)。
需要使用高于阈值的连续波功率或脉冲能量的清晰图像或紧密聚焦点的应用可以使用光束整形光学器件(例如透镜或曲面镜)；光束图案化光学器件(例如光掩模或漫射器)；光束分割光学器件，例如分束器，滤光器或衍射光栅)；或取决于所需的光路长度和系统基板的尺寸或形状，光束导向光学器件例如平面镜或棱镜。
从光源到目标(如工件或光探测器)的光路上的每个无源光学元件通过吸收、散射、渐晕和其他损耗机制引入光损失。损失累积地降低系统的效率(到达工件的光源部分)，如果低下的效率将目标处的光降低到应用的实际阈值以下，则可能需要功率或能量更大的光源来弥补一些损失。
在euv/sx/duv波长范围内，损失可能是相当大的问题。由于许多元素的原子共振对应于euv/sx波长，和/或因为euv光子能量超过了所有材料的带隙，实际上所有材料都在这些波长处表现出显著的吸收，需要将高于阈值水平的光传递给目标的euv/sx/源(例如等离子体、同步加速器)的功率越高，耗损越高，并且可能消散的热量就越多，从而可能以多种方式降低焦点或图像质量。光刻所需的功率水平大约是200w。
与浸入式光刻相比，euv/sx光源的局限性被认为是euv/sx光刻的持久速度较慢的主导因素。
对来自强光源的euv/sx光的过度吸收会损伤光束系(beamtrain)中的光学器件。由于受损的薄膜比未受损的薄膜吸收更多的光，损伤阈值随着现有损伤量的增加而降低。也就是说，损伤一旦开始就会加速。钌覆盖层可以用于保护光学器件，但是可以将厚度限制在2.5nm或更小,以避免由于吸收而导致更多的光损失。这些薄盖减缓了消融(ablation)和其他损伤的发生，但是连续或重复的暴露会使覆盖层磨损，从而使下面的膜堆叠得不到保护。
某些euv/sx光源(如等离子体)发射粒子以及光。这些粒子可能污染处理室中的工件/晶片、光学器件、掩模和/或壁和其他硬件。一般来说，可以放置薄膜(pellicle)以阻挡来自光路的污染粒子，但是由于常规薄膜材料吸收euv/sx光，所以难以制造用于euv/sx的薄膜。
用于透射、反射和滤光的常见euv/sx涂层包括硼硅(b-si)、钨-碳(w-c)，钨-硼-碳(w-b-c)的交替层。一个euv/sx膜堆叠使用钼和硅(mo-si)的交替层。这种类型的反射涂层在13.5nm附近的波长处约67％有效。硅中的吸收常常是限制因素。层对或周期(periods)的最大数量可以被限制为大约40或更小。
因此，科学和工业将受益于粗糙的低吸收涂层，以增强euv/sx波长范围内的透射和反射。
技术实现要素：
用于光学衬底的涂层被设计用于特定的工作波长λ和工作入射角θ。涂层可以包括实质上由碱金属、惰性气体、卤素、除铍之外的碱土金属、或它们的组合之一组成的第一层(“a层”)。材料和组合可以包括单一元素、同位素、离子、化合物、合金、混合物、纳米层状物、非化学计量变体或三元材料或其他组合。在一些实施例中，涂层材料可以从包括碱金属、惰性气体及其组合的较小组中选择。
第一层的厚度可以小于λ。在0.1nm≤λ≤250nm和亚波长厚度之间的euv/sx/duv范围内，一些非经典层厚度可以与经典干涉层的一样好，甚至比其更好，其中经典干涉层的厚度是λ/(4n1cos(θ))的整数倍，λ是工作波长，n1是第一层在波长λ处的复折射率的实部，以及θ是相对于表面法线的入射角。非经典的解决方案可以使用有限元计算以数字方式找到。
惰性气体成分可以作为惰性气体化合物(例如xef6)被包含在第一层中。如果惰性气体化合物是强氧化剂，则在惰性气体化合物的任一侧或两侧上的氧化阻挡层可以防止惰性气体化合物氧化邻近材料。在仅有膜堆叠的外层处于暴露于氧的风险(例如，当处理室等向大气敞开以便清洁或更换光学器件或其他硬件时)的实施例中，氧气阻挡层可以选择性地形成在这些外层中。优选地，当氧化阻挡层存在时，其被考虑到设计方程中，以便不损害涂层的性能。
可选地，具有比第一层更高的损伤阈值的覆盖层可以被放置在第一层与周围环境之间。覆盖材料从第一层材料族中的较高原子序数的组员中选择。覆盖层可以保护第一层免受粒子或euv/sx的损害。在一些实施例中，覆盖层带电，使得在带相同电荷的粒子在可以到达光学表面并变成缺陷之前，层能排斥或偏转带相同电荷的粒子。例如，基于喷涂熔融锡的等离子体倾向于发射带正电的粒子。优选地，将覆盖层考虑到电磁方程中，以便不损伤涂层的性能。
可选地，可以在第一层或最顶层与液体源(例如外部环境或吸湿性衬底)之间形成疏水层。可以使用已知的疏水层，例如聚合物、单层(自组装和其它方式)或纳米结构化的膜。具有高表面能的疏水层防止液体吸收，否则液体吸收可能加速euv/sx的吸收和损害，例如，等离子锡滴系统。优选地，疏水层被考虑到设计方程中以不损伤涂层的性能。
在经涂覆的光学元件被预期通过消融一个或多个涂层的外层而保持使用的一些实施例中，多个疏水层可以穿过堆叠的一些部分散布，使得如果一个疏水层被消融，另一个很快露出。
可以在第一层的上方或下方形成第二层(“b层”)，使得两层一起构成周期或层对。第二层的组合物可以实质上由过渡金属、镧系元素、锕系元素或它们的组合之一组成。第二层可以包括单一元素、同位素、离子、化合物、合金、混合物、纳米层状物、非化学计量变体或三元材料或其他组合。在一些实施例中，第二层选自第3-9族的第5周期(y，zr，nb，mo，tc，ru，rh，pd，ag，cd)。与第一层一样，第二层的厚度小于λ。在0.1nm≤λ≤120nm和亚波长厚度之间的euv/sx范围内，一些非经典层厚度可以与经典干涉层的一样好，甚至比其更好，其中第二层的厚度是λ/(4n2cos(θ))的整数倍，λ是工作波长，n2是第二层在波长λ处相对于入射介质的复折射率的实部，以及θ是相对于表面法线的入射角。这些解决方案可以使用有限元计算以数字方式找到。第一层可以比si或第二层具有更低的吸收。与第一层相比，第二层的折射率的实部可以与周围环境(例如空气、气体、真空)的折射率的实部相比更加不同。
在一些实施例中，第二层可以是无孔的，并且第一层可以是多孔的，使得带有吸收较少的物质(诸如气体、真空或填充剂等)的孔填充层代替穿过第一层的光路的一部分。孔可能对周围环境开放，或可能被密封。开放孔可能允许注入的惰性气体流过该层。密封的孔可以包含在形成层期间(例如通过气泡成核)被捕获的气体。孔可以是蚀刻的凹陷或通道，可以构成空隙结构，或者可以是晶格中的空间。可选地，可以使用一个或多个孔来容纳或包含第一层的组合物的惰性气体成分。孔隙的聚集起到降低材料整体的体积密度的作用，并且可以被均匀地分散遍布到第二层中，以呈现具有各向同性的降低密度材料的层。
为了更多地增加或减少光学元件的反射率，可以堆叠第一层和第二层的多个周期。与传统si相比，第一层的较低吸收可以使40-400层的堆叠成为增强反射率的方式，或者随着后续层被消融而作为延长光学元件的寿命的方式。在一些实施例中，堆叠可以包括仅具有相同第二层的相同第一层的周期。或者，堆叠可以使用第一层和第二层的两个或更多个组合物选项。例如，可以将最外层配制成用于高损伤阈值，并且可以将内层配制成用于低吸收。在一些实施例中，第一层和第二层的组合厚度可以小于λ。这些层也可以用从多层堆叠层的顶部到底部的周期范围进行分级。在一些实施例中，作为第一层和第二层(ababab)的层a和层b的顺序可以颠倒(bababa)。可选地，堆叠中的任何层可以是化学计量的或非化学计量的。
可选地，覆盖层或一个或多个其它层可以被充电以排斥来自等离子体或其他euv/sx源的带电粒子。电荷可以由结合在层中的离子赋予，或者可以通过例如经由触头将覆盖层或相邻层连接到未接地的电场而施加。覆盖层也可以由具有比钌更高的原子序数的材料制成，产生更高的原子间排斥力。这减少了进来的轰击粒子进入涂层的离子停止距离。
光学反射器可以包括至少一个多孔低吸收层和至少一个非多孔高反射层，每个层具有亚波长厚度。可选地，第一层和第二层的厚度之和也小于工作波长。可选地，多孔层中的孔可以是纳米结构中的空间或空隙。
在euv光源系统中，特别是在等离子体源存在的情况下，缺陷率是一个重要的问题。等离子体源产生许多离子，这些离子会嵌入到系统的其他部件中，从而破坏涂层、覆盖层、透镜、反射镜、滤光器和光掩模。当缺陷存在或部分嵌入多层时，它会损害涂层的反射率。在一些实施例中，第一层、第二层或二者可以包括纳米结构，所述纳米结构具有光学地隐藏缺陷的可见性的特征。
制造光学元件的方法可以包括制备衬底：以及在衬底上方形成第一层。第一层可以实质上由碱金属、惰性气体、卤素、除铍之外的碱土金属、或它们的组合之一组成。对于在0.1nm和250nm之间的工作波长，第一层可以具有亚波长厚度。亚波长厚度的第二层可以在第一层的上方或下方形成；第二层可以基本由过渡金属、镧系元素、锕系元素或他们的组合之一组成。
多层或其组成可以通过包括以下中的一种或多种的沉积工艺来生产：溅射，蒸发、热或电子束蒸发、脉冲激光沉积、原子层沉积，分子层沉积、原子层外延、离子束沉积、电子束沉积、电沉积、电形成、化学气相沉积、等离子体增强沉积、物理气相沉积、化学气相沉积、脉冲化学气相沉积、激光激发、外延、脉冲激光沉积、旋涂、滴涂、喷雾沉积，热解。可以通过化学机械抛光、模板剥离或afm/sem、电子束或离子束辐射、蒸气退火、原子层蚀刻、纳米粒子浆料蚀刻或其他平面化步骤来实现多层膜的平滑。
由层a-层b组合构成的多层组合作为交替的第一层和第二层为mo-si多层膜提供了更好的供替代的选择。由于他们较大的原子间相互作用势、鲁棒性和拉伸强度，它们对缺陷具有更大的抵抗力和耐受性。在euv光源系统中，特别是在等离子体源存在的情况下，缺陷率是一个重要的问题。等离子体源产生许多离子，这些离子会嵌入到系统的其他部件中，从而破坏涂层、覆盖层、透镜、反射镜、滤光器和光掩模。当缺陷存在或部分嵌入多层时，它会损害涂层的反射率。通过模拟和实验，对于不同材料组合，可以计算出每个被破坏层的反射率折衷。根据峰值反射率的百分比，计算反射率折衷，作为每个被破坏层的峰值反射率的减少：
反射率折衷＝100×(峰值反射率(最大周期)-峰值反射率(最大周期-1)/(峰值反射率(最大周期))
其中最大周期是引起最大峰值反射率的交替层的周期的最大数量。
在典型的mo-si多层中，每个被破坏层的反射率折衷约为0.4％。如果使用a层-b层组合，则反射率折衷可能较小，例如为0.006％。在多层沉积过程中也会出现缺陷率。
在一个实施例中，包含b组的第二层将是最上面的层，并且最靠近euv辐射。第一层包含a组元素。
多层可以与散布在金属层之间或顶部上的疏水层(例如聚对二甲苯)或纳米结构疏水材料组合使用。疏水层保护金属层免受在空气中或在制造加工中的暴露或降解。例如，当在光掩模中使用多层时，吸收层在多层的顶部被图案化。图案化需要一系列处理步骤，包括可能引入缺陷的沉积和蚀刻。有时掩模会经受清洁过程，这使多层暴露在湿气和空气中。疏水性材料可以由无机碱制成，例如，氮化钛或二氧化钛，或者是自组装单层或钝化层。
多层或其成分可以通过包括以下工艺的沉积工艺来生产：溅射，蒸发、热或电子束蒸发、脉冲激光沉积、原子层沉积，分子层沉积、原子层外延、离子束沉积、电子束沉积、电沉积、电形成、化学气相沉积、等离子体增强沉积、物理气相沉积、化学气相沉积、脉冲化学气相沉积、激光激发、外延、脉冲激光沉积、旋涂、滴涂、喷雾沉积，热解。
a层-b层多层也可以与覆盖层结合使用，其中覆盖层的厚度大于3nm。通常在euv光掩模上，覆盖层由钌制成并且厚度为2.5nm，因为更大的厚度将显著降低整体反射率。对于a组-b组多层，覆盖层可以大于2.5nm，从而提供实质上更多的保护来防止缺陷。
可以通过化学机械抛光、模板剥离或afm/sem、电子束或离子束辐射、蒸气退火、原子层蚀刻、纳米粒子浆料蚀刻或其他平面化步骤来实现多层膜的平滑。
随后可以通过清洁工艺(例如掩模清洁工艺)去除a组-b组多层中的缺陷。。
多层可以制作在衬底上，其中衬底是弯曲的，凸起的或凹入的，从而实现2维或3维架构。
在一些情况下，a组或b组的材料可能与其标准化学计量不同。
在另一个实施例中，可以在二维、三维或周期性结构上使用a组或b组材料。周期性结构可以在透镜、掩模、反射镜、滤光器、衬底或其他部件上。组合结构可以具有并入其内的纳米尺寸的元件。纳米结构元件可以降低缺陷的可见性。纳米结构本身可以提供拓扑结构，拓扑结构能防止缺陷进入或可以电磁地隐藏或掩盖部分或全部的缺陷。纳米结构元件可以与反射性、透射性或吸收性元件组合。缺陷通常在周期性结构或纳米结构的周期内被遮蔽或在等于波长的整数距离的距离内被遮蔽。
多层配置可以通过sem、afm、euv光源、aims或光化学、fib、光束线、反射仪、轮廓仪来表征。在另一个实施例中，材料可以用于表征装置。该材料可以在装置中作为参考，或者在表征装置中被测量。表征装置可以测量材料的透射率、反射率、吸收率、折射率、散射、粗糙度、电阻率、均匀度、带宽、角度范围、聚焦深度、电磁强度、波长敏感度、振幅或相位。表征装置可以是椭偏仪、反射计、分光光度计、x射线衍射仪(xrd)、x射线光电子能谱仪(xps)或tem。表征装置可以使用具有一个或多个自由度的光源或激光或台式x射线源、检测器、相机、平移或旋转台。表征装置可以进行电测量以确定电导或电阻。材料组合(即，多层或纳米结构)可以被设计为对于一个波长范围是光谱反射的，并且对于另一个波长范围在不同方向是光谱透射、吸收或反射的，例如，如果用在薄膜中，则材料可以被配置为在euv波长范围和duv波长范围内是透射的。如果在涂层上使用，则材料在duv和euv波长范围内可能在不同方向上具有反射性。
a层和b层的材料可以在形成掩模缺陷补偿配置的一部分的实施例中使用，其中吸收层图案适于补偿由缺陷引入的相变。
覆盖层或保护层可以由任何带电材料形成，例如，带正电的离子材料。带电覆盖层将偏转任何现有的带电粒子，例如，可能影响结构的缺陷。
覆盖层可以由原子序数大于钌的任何材料形成。对于较高反射率的多层，可以选择具有较高的原子序数的覆盖层，较高的原子序数具有较大的相关离子停止距离。这保护了下面的反射结构。较高的原子序数意味着较大的停止距离，但也增加了吸收。但是，对于较高反射率的多层，可以容许有更多的吸收覆盖层。
附图说明
图1示意性地示出了膜堆叠。
图2再现了突出显示所公开的膜堆叠的候选材料的周期表。
图3是12-14nm波长的数字建模的反射光谱的图。
图4a-4d示出了用于将惰性气体并入固态a层的技术。
图5示出了通过流过一种或多种其他a层材料的开放纳米结构而并入到a层中的惰性气体的实例。
图6是无孔和多孔吸收介质中的吸收的简化图。尽管euv/sx和亚波长特征的这些效应的基本物理学比所描绘的一阶宏观射线光学的要复杂得多，最终结果至少在性质上是相似的。
图7a-7b示出了膜堆叠中多孔层对光的穿透深度的影响。
图8a-8b示出了euv/sx光源对光学涂层的消融。
图9a-9d示出了具有额外层以减轻消融的影响的膜堆叠。
图10a-10b示出了纳米结构对缺陷的可见性的影响。
图11是用于在衬底上形成a-b膜堆叠的工艺流程图。光学制造可能具有很多步骤，并非所有步骤都会受到所公开的主题的影响。因此制造方法可以包括在所示出的那些过程之前和之后的其他过程，或者在所示出的那些过程之间的中间步骤，并且可以仍然在本公开的范围内。
具体实施方式
以下描述提供了实施例的多个具体细节以使读者进一步理解所提出的概念。然而，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所提出的概念的可替代实施例。在其他情况下，众所周知的过程操作没有被详细描述，以免不必要地模糊所描述的概念。虽然将结合具体实施例描述一些概念，但将理解的是，这些实施例并不意图是限制性的。
定义
本文中，以下术语具有以下含义：
大约：除非另有说明，±10％。
原子，分子:包括同位素，离子
(层)上方：可能直接在层上，或者可能在层的上方，并于其间插入结构或层。
(化学元素)组合:可以包括,但不限于,元素化合物、合金、混合物、微米或纳米层状物、同位素、离子、三元材料、非化学计量材料。
实质上：有效成分，有意添加。不影响涂层的功能的非活性成分或微量杂质也可以存在于本公开范围内的制剂中。
包括：包括但不限于，除非另有说明。
euv/sx/duv：从0.1nm到250nm的任何波长范围。
层。膜的层。可能覆盖全部衬底或部分衬底；可能包括子层、渐变、界面区域或结构。可以通过原子或分子层沉积、化学气相沉积(包括等离子体增强的、脉冲的)、浸涂、滴涂、电形成(例如电沉积，电镀)、外延，蒸发(例如，热、电子束)、激光沉积(包括一种或多种前体的激光激发)、粒子束沉积(例如电子、离子)、物理气相沉积、热解、旋涂、喷雾沉积溅射、或适用于层材料和衬底的任何其他已知方法进行施加。
纳米结构，纳米级：具有在约1nm与150nm之间的尺寸或特征尺寸。
衬底：用公开的euv/sx干涉涂层涂覆或将要涂覆的固态物体。“衬底”不需要完全裸露，但可以包括先前形成的层或结构。
工件：正被涂覆或以其他方式被由一个或多个光学元件(例如晶片)上的所公开的euv/sx涂层透射或反射的euv/sx辐射进行处理的物体。可以是例如广义的衬底或上层，但不必是euv/sx光学元件本身的“衬底”。
图1示意性地示出了多个a/b层周期的膜堆叠。
如图所示，衬底101可以是平坦的，或者可以是非平坦的(弯曲，微米或纳米结构等)。膜堆叠包括第一a层102.1，第一b层104.1，第二a层102.2，第二b层104.2，顶端(第n)a层102n，顶端(第n)b层104.n，和b层104.2与a层102之间的第三到第(n-1)个a层和b层(未示出)。n可能是4-100，取决于应用。a层实质上包括碱金属、惰性气体、卤素或原子序数比铍更高的碱土金属中的至少一种。b层实质上包括过渡金属、镧系元素或锕系元素中的至少一种。a层和b层之间的界面103可以包括其他物质；例如水分阻挡层或氧气阻挡层。附加的层或结构可以在堆叠之下或之上形成。
a层可以或可以不全都具有相同的组成或厚度。同样，b层可以或可以不全都具有相同的组成或厚度。euv/sx光谱的透射光学器件传统上非常难以制造，因为所有的材料吸收这些波长。可以通过使用这些a-b涂层来提高目标，这种涂层可以比合适的非吸收基底(例如薄膜)上的现有涂层材料更具透光性。
通常，a层被选择用于低吸收，而b层被选择用于高反射率。在euv/sx中，经典干涉涂层的尺寸不一定是性能最好的，其中反射主要由界面散射控制。利用麦克斯韦方程组的数值有限元分析可以更可靠地产生一组最佳的材料和尺寸。
图1b示意性地示出了多个b/a层周期的膜堆叠。衬底101(其可以包括在所示出的层下方的层或结构)具有相比图1a的a层102.1最靠近衬底而的b层104.1。b/a模式以第二b层104.2、第二a层102.2进行重复，并且具有直到总数n为止的任何数量(例如10-400)的附加周期，其中第n个a层102n位于最上面，第n个b层104.n紧接在其下面。堆叠可以在顶部具有b层或a层，并且层数不一定是偶数的。
图2再现了突出显示所公开的膜堆叠的候选材料的周期表。a层材料占据由黑色背景描绘的区域210和220：第1族，碱金属；第2族，碱土金属(铍除外)；第7族，卤素；和第8族惰性气体。a层可以单独包括这些材料中的一种或它们的组合。这些元素及其组合在euv/sx谱中可能吸收性较差，因为它们的外层电子层是全满的(惰性气体)、接近全满(卤素)或接近空的(碱金属和碱土金属)。在13.5nm处，最小吸收可以是第1族和第18族元素，最具反射性的可以是第3-9族第5周期的元素(y，zr，nb，mo，tc，ru，rh)。
作为一般规则，这些族内较高的原子序数最不可能吸收euv/sx，并且更容易结合，因为外部电子被屏蔽，因此比内部电子的紧密束缚小。例外情况已经被注意到：例如，氪和氙比氦或氖更容易形成更多的化合物，但是在本文中，可能还没有形成稳定的氡化合物。然而，可能将氡作为未结合原子捕获或注入由来自其他族中的一种或多种元素构成的结构中。b层材料位于区域230中，具有阴影背景：第3-12族的过渡金属、镧系元素和锕系元素。
图3是12-14nm波长的数字建模的反射光谱的图。
曲线310由常规mo-si膜堆叠的有限元电磁模型产生，在约67％处显示峰值，其与所报道的测量值合理匹配。峰值在80％处左右较高，在5nm左右较窄，边带不存在，尽管可能存在一些低幅振铃324。
为了在a层中使用，惰性气体化合物优选在典型的环境工艺温度下是固态和稳定的，尽管在该温度范围内气态的化合物有时候可能以与未结合的气体原子以相同的方式结合在一起。此外，因为a层旨在提供光路的低euv/sx吸光度段。卤化物和水合物吸收较少。
可能使用的氙化合物包括氟化物xef2,xef4,xef6；水合物(例如通过在水中压缩xe而制成的那些)；以及其他卤化物和络离子。图4b示出了在衬底上方具有a层412的衬底401(一些非常简单的实施例可以使用单层a层材料而不使用b层)以及在a层和衬底之间的氧气阻挡层413。一些惰性气体化合物，例如xef6，是强氧化剂，其甚至会侵蚀氧化物玻璃衬底。另外地或可替代地，如果惰性气体化合物层被暴露于环境空气(包括但不限于在制造、储存、安装、某些类型的使用、清洁或维修期间)，其他氧源。在一些实施例中，氧气阻挡层413可以插入在a层之上、在a层之下或两者之间。
图4c示出了包合物或笼状化合物，包括但不限于捕获在晶格417中的游离惰性气体原子413。笼状化合物中的惰性气体原子并不是真正的键合，而是被准机械地捕获在结构空隙中。已经观察到许多晶格捕获xe，kr和ar，但是ne和he往往小得足以逃脱。图4d示出捕获在富勒烯壳427中的具有惰性气体原子413的碳富勒烯笼状化合物。例如，c60富勒烯已知捕获he，ne，ar，kr，xe。然而，用作a层的理想富勒烯将具有低碳原子密度，以限制euv/sx吸收。
图5示出了通过流过一种或多种其他a层材料的开放纳米结构而并入到a层中的惰性气体的实例。纳米柱531以具有间隙开口的阵列537进行组织。惰性气体可能由于浸泡而被动地沉积到纳米结构的开口中，或者可能被气体流动系统主动地驱入并穿过开口。如图所示，纳米结构可以在顶部开口，或者可以在顶部具有光滑的覆盖层，其类似于这里底部所示的基层536。
图6是无孔和多孔吸收介质中的吸收的简化图。尽管euv/sx和亚波长特征的这些效应的基本物理学比所描绘的一阶宏观射线光学的要复杂得多，最终结果至少在性质上是相似的。
面平行窗扣602和612由具有吸收系数α1的相同的块体材料(例如硅或a层材料)制成。两者都浸入吸收系数为α0的相同周围介质(例如真空或空气)中。窗口602是实心的，而窗口612具有用α0介质填充的孔611。
理想化的光束或光线603.1和603.2在α0中在各自的x＝0位置处具有初始强度i0。按照兰伯特-贝尔定律，在任何x处的强度都是。在光穿过具有不同吸收系数α的介质的情况下，其强度将总是呈指数下降，但是当光线进入和退出不同介质时，指数曲线的参数将会改变。
曲线610表示射线603.1的强度。最初它成比例地下降。当它在x1处进入窗口612时；系数变化，并且从x1到xmax，强度成比例地下降，直到在xmin处达到imin，l。
曲线620表示射线603.2的强度。最初它成比例地下降。当它在x1处进入窗口612时，系数最初变化，当它行进穿过固态块体材料时，强度成比例下降。然而，当它跨过孔611时，强度成比例降低，使曲线偏移两次，并使其在xmax处的imin,2比imin，l大δ。填充有任何较低吸收性材料(不一定是周围介质)的孔将具有相似的效果，从而降低窗(或暗薄膜层)的厚度依赖性吸收。
图7a-7b示出了膜堆叠中多孔层对光的穿透深度的影响。
当反射堆叠中的数十层全部吸收入射光时，一些底层可能永远不会接收到任何足够强度的光以对反射进行可测量的贡献。吸收系数越高，光线穿透进入堆叠的距离越短。
图7a的堆叠具有与无孔“非b”层702.1-702.3(这些可以或不可以由所公开的a层材料制成)交替的无孔b层704.1-704.3。在薄膜堆叠损伤不明显的低强度euv/sx应用中，将不使用704.1、702.1和704.2层。
在图7b中，无孔b层704.1-704.3与图7a中的相同。“非b”层712-1-712.3由与图7a中的层702.1-702.3相同的块体材料制成，但是是多孔的而不是实心的。增加孔允许入射光穿透到712.1，比图712a的堆叠中更深入两层。
在亚波长euv/sx膜堆叠中，反射可以被视为由界面散射引起。具有更多界面有助于反射可以减少在任何一个界面上的缺陷的影响。
图8a-8b示出了euv/sx光源对光学涂层的消融或侵蚀。
图8a示出了放置在处理系统中的“新”光学元件上的未受损涂层。衬底101是基础光学元件，而不是加工工件(参见定义：衬底，工件)。在一些实施例中，衬底101可以包括在所示的那些层下方的层或结构。衬底101上方是具有亚波长层厚度的2n层膜堆叠：a层802.1(底部)到802.(n-1)(从顶部数第二个)和802.n(最顶层a层)与b层804.1(底部)到804.(n-1)(从顶部数第二个)和804.n(最顶层b层)交替排列。在一些实施例中，a层由来自周期表第1族、第18族、第17族或第2族的第3-7周期中的至少一个的材料制成。在一些实施例中，b层由来自周期表第3-12族中的至少一个的材料制成。在一些实施例中，a层中的一个或多个可以是多孔的。如图所示，a层位于堆叠的底部，而b层位于顶部，但是层的顺序可以颠倒并且仍然在本公开的范围内。
来自euv/sx源的euv/sx辐射803落在顶层804.n上。euv/sx源可以包括由例如熔融金属(例如锡(sn))的喷雾产生的同步辐射或等离子体。粒子805(euv/sx源的副产物)也可以存在。在较长波长的系统中，一个或多个薄膜(非常薄的分束器)可能会在这些颗粒到达其他光学器件之前拦截它们，但是常规薄膜材料的高euv/sx吸收系数妨碍了它们在这个光谱中的使用。
任一种或两种类型的源输出可消融a层或b层，导致消融喷射物807与顶部堆叠层804.n分离。a层和/或b层中可能存在缺陷809(例如内含物、空洞、晶格畸变等)。缺陷809可能由于暴露于来自euv/sx源的辐射和粒子而引起，或者可能由诸如蚀刻、沉积、清洁等之类的制造或维护工艺而较早地生成。
图8b示出了持续暴露于辐射和来自euv/sx源(例如等离子体)的粒子之后的磨损的、部分消融的膜堆叠。如图所示，804.(n-1)，原本从顶部数排第二位的b层已被揭开，并且现在是最顶层。进一步暴露于euv/sx辐射803和由源产生的作为副产物的粒子805将使更多的层804.(n-1)转变成消融喷射物807。
在公开的范围内的一些涂层堆叠包括额外的层，以延长光学元件的使用寿命。即使一些顶层被消融掉，光学元件仍将起作用。
图9a-9d示出了具有额外层以减轻消融的影响的膜堆叠。
图9a示出了具有覆盖层的膜堆叠。覆盖层906可以形成在第n个a层902.n或第n个b层904.n之上，取其最高处。与通常使用的粗糙但稍微高吸收的钌或碳覆盖层(为了约束euv/sx吸收，其可以被限制为具有2.5nm或更小的厚度)不同，覆盖层906具有较低的吸收，并且因此可以使其厚度大于2.5nm以较长时间地保护下层膜堆叠。通过由大原子或大分子a层材料(包括但不限于k，na，rb，cs，kr，xe，sror中的一种或多种)的组合制造覆盖层106，来实现较低的吸收。通常，较高原子序数的a层材料由于它们的高的原子间电势和/或抗拉强度而抗损伤。
图9b示出具有带电荷的覆盖层的膜堆叠，带电荷的覆盖层排斥或偏转进入的带相同电荷的粒子。例如，由熔融锡喷射等离子体发射的大部分粒子带正电荷，表明具有足够正电势的带电覆盖层916可以防止它们到达膜堆叠并产生缺陷。如图所示，第n个a层902.n或第n个b层904.n(取其最高处)。带电覆盖层916可以通过在离子或非化学计量的下层之上用非离子材料(非化学计量材料)制造，或者通过原位连接未接地的电触头而被充电。当带电粒子915离开euv.sx源时，来自带电顶层916的静电场917在带电粒子915到达且可能损伤下层膜堆叠之前将其排斥或偏转。
图9c示出了在第n个a层902.n或第n个b层904.n上(取其最高处)具有疏水层的膜堆叠。通过疏水层(其能改变液滴与表面能在涂层上的接触角而使其容易清洗)，可以有效地防止入射在光学器件或光掩模上的锡等离子体源919的锡液滴损伤多层涂层。
如图所示，疏水性顶层926.1保持被吸附的锡929不被a层和b层吸收。可能合适类型的疏水性顶层926.1包括聚对二甲苯、硅烷、烃单层、b层的氧化物或氮化物(例如，在tib层上的tin或tio2)、钝化材料、自组装单层。可替代地，可以通过纳米结构添加疏水性能力，而不是通过不属于堆叠的一部分的特定材料进行添加。纳米结构方法具有降低缺陷909的可见性的潜在附加优点(参见图11)。
图9d示出了当连续的ab层被消融时保持防潮的多个疏水层。图9d中的堆叠最初类似于图9c的堆叠，但是随着时间流逝，顶部疏水涂层926.1和紧下方的b-层904n被辐射903和粒子905消融掉。然而，随后的消融揭开了中间疏水涂层926.2，其现在保护新的顶层a层902.n。
图10a-10b示出了纳米结构对缺陷的可见性的影响。
图10a示出了具有纳米级缺陷的光滑层。层1001具有光滑表面1002和缺陷1003-1006。线缺陷1003、凹坑缺陷1004、晶粒缺陷1005和颗粒缺陷1006在光滑表面1002上都是高度可见的。
图10b示出了具有相同缺陷的纳米结构层。层1011被图案化为具有凸起的纳米结构1012。线缺陷1003、凹坑缺陷1004和晶粒缺陷1005由于其反射率的降低影响较小而显著地可见度变小。
纳米结构本身可以提供拓扑结构，拓扑结构能防止缺陷进入或可以电磁地隐藏或掩盖部分或全部的缺陷。纳米结构元件可以与反射性、透射性或吸收性元件组合。缺陷通常在周期性结构或纳米结构的周期内被遮蔽或在等于波长的整数距离的距离内被遮蔽。
图11是在衬底上形成a-b膜堆叠的工艺流程图。光学制造可能具有很多步骤，并非所有步骤都会受到所公开的主题的影响。因此制造方法可以包括在所示出的那些过程之前和之后的其他过程，或者在所示出的那些过程之间的中间步骤，并且可以仍然在本公开的范围内。
衬底准备操作1101可以包括清洁、钝化、下层或结构的形成、或用于形成a-b堆叠的任何其他先决条件。
层1形成操作1102可以产生a层或b层，这取决于哪一层意图成为底层。可以使用用于从所选择的a层或b层材料形成亚波长厚度层的任何合适的已知技术。
可选地，刚刚形成的层可以在操作1107中被平滑或平坦化。可选地，可以在操作1109中形成纳米结构。可选地，可以在操作1111中清洁该层。可选地，可以在操作1113中使新层覆盖有中间疏水层。
在操作1104中，形成下一层：如果操作1102形成a层，则操作1104形成b层，或者如果操作1102形成a层，则操作1104形成b层。
可选地，刚刚形成的层可以在操作1107中被平滑或平坦化。可选地，可以在操作1109中形成纳米结构。可选地，可以在操作1111中清洁该层。可选地，可以在操作1113中使新层覆盖有中间疏水层。
在判定1110处，如果堆叠中的所有预期层还没有形成，则返回到操作1102以形成另一层对。如果堆叠中的所有预期层已经形成：
可选地，操作1115可以形成周期表上的大原子元素或来自族1和/或族18元素的组合的覆盖层。可选地，操作1117可以形成可以保留电荷以排斥或偏转相同带电粒子的离子或非化学计量的覆盖层。在一些实施例中，操作1115和操作1117可被组合以形成大原子族1/族18元素或其组合的带电覆盖层。
可选地，操作1119可以形成顶部疏水层。在一些实施例中，操作1119可以在操作1115和/或操作1117之前。
在判定1120处，如果正制造的产品不需要顶部吸收层，则进行表征操作1199。如果所制造的产品确实需要顶部吸收层(例如，其将是光掩模、掩模版(reticle)或类似元件)，则继续吸收材料层形成的操作1122，随后进行吸收材料图案化的操作1124。在一些实施例中，吸收层可以在形成时被图案化，使得操作1122和操作1124是同时进行的。一旦图案化的吸收层形成，就进行表征操作1199。
工业适用性
本文公开的a/b亚波长涂层可用于各种euv/xs光学应用，包括但不限于：高分辨率光刻；分析化学，例如通过共振识别化学物质；天文学，例如测绘、行星、星云和放射euv/sx的恒星大气；生物学，例如生物材料样品的研究和/或成像；或医学，诸如成像和污染物清洁。
前面的描述和附图详细描述了示例实施例，以帮助理解。然而，权利要求的范围可以覆盖本文没有明确描述的等同物、置换和组合。
例如用于半导体、集成光学器件和其他小型化部件制造的各种处理应用可以将所公开的膜和膜堆叠用在任何反射(或者如果和当可用时，透射)光学器件，其中所述光学器件引导源光或者使光掩模或其他图案源成像。例如，处理室可以包括用以定位晶片或其他类型的工件的工件夹具，以及允许光从远程源(例如，远程等离子体)进入处理室的光源或端口。集光器可以被定位成捕获一些源输出光(否则这些源输出光将在不可用的方向上行进)，并且沿着从光源到光掩模的第一光路将其重新定向。在一些实施例中，集光器可以准直或聚焦其输出光束。其他光学器件可以位于第一光路中，以引导或重新整形光束。例如，光束保密器(beamscrambler)或漫射器可以在空间上分隔或散射一些光，使得光掩模上的强度分布比其它方式的更平坦。分束器或光栅可能会转移不需要的波长，以防止模糊工件上的图像。
许多euv/sx处理系统使用具有吸收区域的反射型光掩模来提供与图案的对比。一个或多个反射镜(或者可替代的折射或衍射透镜)可以位于从光掩模到工件的第二光路中，以在工件上提供光掩模的图像。
这种系统中的任何反射式、透射式、波长选择式、衍射式、散射式或波导式光学器件都可能包括所公开的膜和/或膜堆叠。
尽管以上详细描述已经示出、描述并指出了应用于各种实施例的新颖特征，但是将理解的是，可以对所示出的装置或算法的形式和细节进行各种省略、替换和改变而不背离本公开的精神。因此，前述描述中的任何内容都不旨在暗示任何特定特征、特性、步骤、模块或块是必需的或不可或缺的。应该认识到，本文描述的过程可以以不提供在本文阐述的所有特征和优点的形式来体现，因为一些特征可以与其他特征分开使用或实施。保护范围由所附权利要求而不是由前面的描述来限定。