[发明专利]二氧化硅‑改性的‑氟化物广角减反射涂层

说明书

优先权

本申请要求2012年5月31日提交的题为“二氧化硅-改性的-氟化物广角减反射涂层(Silica-Modified-Fluoride Broad Angle Antireflection Coatings)”的美国临时专利申请号61/653567以及2013年3月15日提交的美国专利申请号13/834008的优先权，其发明人姓名为M·J·康杰米(Michael Jerome Cangemi),(P·G·德瓦)Paul Gerard Dewa,(J·D·玛拉齐)Joseph D.Malach,(P·F·米开罗斯基)Paul Francis Michaloski,H·施赖伯(Horst Schreiber)和王珏(Jue Wang)。

领域

本发明涉及环境稳定和激光耐久的光学涂层光学器件，其可用于在深紫外(“DUV”)波长范围操作的照相平版印刷系统。

背景

随着半导体工艺发展到45纳米节点或更小，应用具有增加功率和重复速率的ArF准分子激光要求低损失、环境稳定和激光耐久的涂层，以用于激光光学器件和精密光学器件的光学组件和系统。表面和涂覆技术对支持在DUV光谱区域使用精密光学器件和激光光学器件起着关键作用。优选地，通常将宽带隙氟化物薄膜用于DUV应用的涂层。

在193纳米波长下，良好准备的基片表面是形成良好光学涂层的主要前提条件之一，包括在光学涂层之前的表面精磨和清洁，以及各种方法例如光学抛光(王珏(Jue Wang),R.L.迈尔(Robert L.Maier),J.H.布宁(John H.Burning),“用准-布鲁斯特角度技术光学抛光的CaF₂晶体的表面表征(Surface characterization of optically polished CaF₂ crystal by quasi-Brewster angle technique),”SPIE 5188,106-114(2003))；磁流变精磨(MRF)(王珏(Jue Wang),R.L.迈尔(Robert L.Maier),“用于评估光学表面质量的准-布鲁斯特角度技术(Quasi-Brewster angle technique for evaluation the qual ity of optical surface),”SPIE 5375,1286-1294(2004))；金刚石车削(E.R.玛氏(Eric R.Marsh)等,“使用进程内力测量来预计金刚石车削的氟化钙的表面图形(Predicting surface figure in diamond turned calcium fluoride using in-process force measurement),”J.Vac.Sci.Technol.B 23(1),页码：84-89(2005))；超声波/超音波和紫外臭氧清洁(王珏(Jue Wang),R.L.迈尔(Robert L.Maier),“用准-布鲁斯特角度技术对CaF₂DUV和VUV光学组件进行的表面评估(Surface assessment of CaF₂ DUV and VUV optical components by quasi-Brewster angle technique),”《应用光学器件(Appl ied Optics)》45(22),5621-5628(2006))；原位等离子体离子清洁(王珏(Jue Wang)等,“用低能量等离子体离子研究CaF₂(111)表面的色心形成(Color center formation of CaF₂(111)surface investigated by low-energy-plasma-ion),”《光学器件前沿(Frontier in Optics),88th OSA年会(2004))。改善的光学表面质量延长组件寿命(美国专利号7,128,9847,“金属氟化物准分子光学器件的改善的表面(Improved surfacing of metal fluoride excimer optics)”和美国专利号7,242,843,“具有延长的寿命的准分子激光光学器件(Extended lifetime excimer laser optics)”)。光学涂层开发集中于对膜生长机理和等离子体离子相互作用的基本理解(王珏(Jue Wang)等,“用等离子体离子辅助的沉积法沉积的SiO₂/Ta₂O₅多层UV NBF中的机械应力和光学性质的对应(Correlation between mechanical stress and optical properties of SiO₂/Ta₂O₅ multi layer UV NBF deposited by plasma ion-assisted deposition),”SPIE 5870,58700E1-9(2005)；王珏(Jue Wang)等,“致密SiO₂膜的弹性和塑性松弛(Elastic and plastic relaxation of densified SiO₂ fi lms),”《应用光学器件(Applied Optics)》47(13),C131-134(2008)；王珏(Jue Wang)等,“用等离子体离子辅助的沉积法蒸发的HfO₂膜的晶相转变(Crystal phase transition of HfO₂ films evaporated by plasmaion-assisted deposition),”《应用光学器件(Applied Optics)》47(13),C189-192(2008)；王珏(Jue Wang)等,“用等离子体离子辅助的沉积制备的基于SiO₂的紫外窄带通道过滤器的波前控制(Wavefront control of SiO₂-based ultraviolet narrow band pass filters prepared by plasmaion-assisted deposition)”,《应用光学器件(Applied Optics)》卷46(2),pp175-179(2007)；和王珏(Jue Wang)等,“用可变角度光谱椭圆光度法评估的GdF₃薄膜的纳米多孔结构(Nanoporous structure of a GdF₃ thin film evaluated by variable angle spectroscopic ell ipsometry)”,《应用光学器件(Applied Optics)》卷46(16),3221-3226(2007))。这种理解导致了新的光学薄膜设计和涂覆工艺改进；从氧化物材料到氟化物材料并最终到达氧化物-氟化物混合物(美国专利号7,961.383,王珏(Jue Wang)等,“氟化物光学器件的延长的寿命(Extended lifetime of fluoride optics),”博尔德损坏研讨会(Boulder Damage Symposium),SPIE 6720-24(2007)；王珏(Jue Wang)等,“在CaF₂(111)和SiO₂基片上生长的GdF₃膜的结构比较(Structural comparison of GdF₃ films grown on CaF₂(111)and SiO₂ substrates),”《应用光学器件(Appl ied Optics)》卷47(23),4292(2008)；和王珏(Jue Wang)等,“具有超低折射率SiO₂膜的光学涂层(Optical coatings with ultralow refractive index SiO₂ films),”SPIE7504,75040F(2009))。