專利名稱：遠(yuǎn)紫外線可透過的界面結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)紫外線(EUV)可透過的界面結(jié)構(gòu)，其可使第一封閉腔和第二封閉腔光連接，同時(shí)防止介質(zhì)和/或顆粒的污染流從一個(gè)腔流到另一個(gè)腔。
本發(fā)明還涉及一種包括有這種界面結(jié)構(gòu)的EUV照明裝置和一種設(shè)有這種EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)和/或照明裝置的EUV光刻投影裝置。本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)使用了這種裝置的器件的方法。
光刻裝置是通過掩蔽和注入技術(shù)來制造集成電路(IC)的基本工具。通過這種裝置，可以在半導(dǎo)體襯底上的相同位置處依次對具有不同掩模圖案的多個(gè)掩模進(jìn)行成像。
襯底應(yīng)被理解為某一材料如硅的板材，其中完整的多層器件如IC是通過多組連續(xù)的處理步驟而逐層形成的。各組步驟包括主處理步驟在襯底上涂覆輻射敏感(抗蝕)層，使襯底與掩模對準(zhǔn)，將此掩模的圖案成像在抗蝕層上，對抗蝕層進(jìn)行顯影，通過抗蝕層對襯底進(jìn)行蝕刻并進(jìn)行清洗和其它處理步驟。用語“襯底”涵蓋了在制造過程中不同階段的襯底，即沒有層的襯底或只有一層具有已成形的器件特征的襯底、具有所有層但只有一層具有已成形的器件特征的襯底，以及所有的中間襯底。
可由光刻投影裝置以所需質(zhì)量對器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像的最小尺寸取決于此裝置的投影系統(tǒng)的分辨能力或分辨率。此分辨率與λ/NA成比例，其中λ是投影裝置中所用的投影光束的波長，NA是投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。為了生產(chǎn)出具有更高密度從而具有更高操作速度的器件，必須在更小的器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像，因此應(yīng)當(dāng)提高分辨率。為此，可以增大數(shù)值孔徑和/或減小波長。在實(shí)際應(yīng)用中，增大目前已經(jīng)相當(dāng)大的數(shù)值孔徑是不太可能的，因?yàn)檫@樣做的話會減小投影系統(tǒng)的與λ/NA2成比例的聚焦深度，而且，很難為所需圖像區(qū)域而校正投影系統(tǒng)。因此，可以減小波長來降低最小器件特征，同時(shí)仍能令人滿意地進(jìn)行成像。
傳統(tǒng)的光刻投影裝置采用紫外線(UV)輻射，其波長為356納米(nm)并由水銀燈產(chǎn)生，或采用深紫外線(DUV)輻射，其波長為248nm或193nm并由準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生。最近提出了在投影裝置中采用遠(yuǎn)紫外線(EUV)輻射。利用這種具有非常短波長的也被稱為軟X射線輻射的輻射，可以對非常小的器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。EUV輻射應(yīng)理解為具有從幾個(gè)納米到幾十個(gè)納米、最好為13nm左右的波長的輻射。
可能的EUV輻射源例如包括激光致等離子源和放電等離子源。例如，在文章“用于遠(yuǎn)紫外線光刻術(shù)的大功率源和照明系統(tǒng)”，Proceedings of the SPIE Conference on EUV，X-ray and Neutron Opticsand Sources，Denver，1999年7月，第3767卷，第136-142頁中介紹了激光致等離子EUV源。例如，在文章“基于氣體放電等離子的高重復(fù)性遠(yuǎn)紫外線輻射源”，Applied Optics，第38卷第25期，1999年9月1日，第5413-5417頁中介紹了放電等離子源。
EUV輻射源如上述放電等離子源需要采用相當(dāng)高的氣體或蒸氣分壓以發(fā)出EUV輻射。在放電等離子源中，在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生放電，所產(chǎn)生的電離等離子隨后發(fā)生破壞，以產(chǎn)生可發(fā)射出EUV范圍內(nèi)的輻射的非常熾熱的等離子。由于氙(Xe)等離子在EUV范圍內(nèi)的13.5nm左右的產(chǎn)生輻射，因此這種非常熾熱的等離子通常在氙中產(chǎn)生。為了高效地產(chǎn)生EUV輻射，要求在輻射源的電極附近存在典型的0.1毫巴的壓力。具有這種相當(dāng)高的氙壓的缺點(diǎn)是氙氣會吸收EUV。例如，壓力為0.1毫巴的氙氣在1米內(nèi)只能傳播0.2％的波長為13.5nm的EUV輻射。因此就需要將這個(gè)相當(dāng)高的氙壓限制在等離子源周圍的有限區(qū)域內(nèi)。為此，等離子源可裝入在其自身的真空腔中，這個(gè)真空腔通過腔壁與相鄰真空腔隔開，在此相鄰真空腔中設(shè)有包括聚光鏡在內(nèi)的照明光學(xué)部件的至少一部分。所述腔壁應(yīng)具有可透過EUV輻射的開口，以將EUV輻射從該等離子源傳送到后面的腔中，同時(shí)應(yīng)在等離子源腔與所述相鄰腔中保持不同的真空度。
放電等離子源的一個(gè)問題、同時(shí)也是其它等離子源如激光致等離子源的一個(gè)問題是由此等離子源所產(chǎn)生的較大量的碎屑，例如污染顆粒。對于放電等離子源來說，碎屑主要來源于由等離子與電極的相互作用而造成的電極腐蝕，以及等離子源腔的壁的腐蝕。這種因等離子源腔中產(chǎn)生的高溫而造成的壁腐蝕同樣發(fā)生于激光致等離子源中。而且，等離子如氙等離子還會發(fā)出高能離子。污染顆粒和離子可穿過等離子源腔的腔壁上的開口而逸出，并到達(dá)光學(xué)部件或照明系統(tǒng)的反射器。其中第一個(gè)部件為聚光鏡如切線入射鏡的這些部件由例如硅和鉬的多層薄層組成。這些薄層非常容易受損，當(dāng)被這種顆粒損傷時(shí)它們的反射系數(shù)會很容易地降低到一個(gè)不可接受的水平。結(jié)果，EUV照明光束的強(qiáng)度會變得太小。
光刻投影裝置中的另一問題是，一般材料的碎屑和副產(chǎn)品可在EUV光束的作用下而從抗蝕層中松散地濺射出。在襯底與投影系統(tǒng)之間的抽成真空的中間空間允許被釋放出的材料朝向投影系統(tǒng)運(yùn)動而不會發(fā)生顯著的散射或偏轉(zhuǎn)。在投影系統(tǒng)中，這些材料沉積在一個(gè)或多個(gè)鏡子上，從而形成了偽涂層，會使鏡子表面產(chǎn)生粗糙化。因此，由投影形成的圖像的分辨率和清晰度迅速降低。而且，鏡子的反射系數(shù)也降低，因此，可到達(dá)抗蝕層的EUV輻射更少。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種可解決上述問題并提高光刻投影裝置的性能的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種如開篇段落所定義的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，其特征在于，設(shè)置了EUV可透過的構(gòu)件和氣體引導(dǎo)件，用于將EUV可透過的氣流注入到朝向污染流的構(gòu)件表面的附近，并使EUV可透過的氣體沿著與污染流相反的方向流動。
此構(gòu)件可阻擋污染顆粒流流向易損部件。為了能充分地透過EUV輻射，該構(gòu)件應(yīng)當(dāng)較薄，因此它可能被高能污染顆粒破壞。為了延長構(gòu)件的使用壽命，將EUV可透過的氣體注入到將會被污染顆粒撞擊的薄膜表面，該氣體沿著與污染流相反的方向流動，使得氣體可基本上將污染顆粒與構(gòu)件相隔開。因此，此構(gòu)件只需阻擋未被EUV可透過的氣流所帶走的非常少的顆粒。這樣，就得到了對污染顆粒的有效和長期的阻擋。
EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)的特征最好還在于，EUV可透過的氣體為惰性氣體。
這種惰性氣體例如氦或氬只吸收很少的EUV輻射。由于只有很少氦氣電子會被EUV輻射激發(fā)，因此這種氣體能非常好地使EUV輻射透過。氬分子大于氦氣的分子。這意味著，氬氣一方面可更好地捕獲污染顆粒，另一方面具有比氦氣低一些的穿透性。
根據(jù)另一優(yōu)選設(shè)置，EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)的特征在于，氣體引導(dǎo)件構(gòu)建成可沿至少兩個(gè)直徑上相反的方向注入EUV可透過的氣流。
因此，可得到沿著薄膜表面并朝向污染源的最佳氣流。
EUV可透過的結(jié)構(gòu)的特征最好還在于，此結(jié)構(gòu)包括錐形的中空管，其最窄的開口朝向污染流。
這種錐形管具有密封EUV輻射所必須的最小體積。由于減小了產(chǎn)生有效流動所需的EUV可透過的氣流，從而可節(jié)省氣體并降低吸收，因此這是有利的。
EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的特征在于，此構(gòu)件為薄膜。
此實(shí)施例的特征最好還在于，此薄膜由硅制成。
硅薄膜具有所需的EUV穿透性。此薄膜還可由鋯或硼制成。
EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的特征在于，此構(gòu)件為包括有由壁隔開的相鄰狹窄通道組成的通道結(jié)構(gòu)，所述壁基本上平行于由通道結(jié)構(gòu)傳送的EUV輻射的傳播方向。
此實(shí)施例尤其適于在相鄰真空腔內(nèi)保持不同的真空度。
第二實(shí)施例的特征最好還在于，所述通道的寬度根據(jù)EUV輻射光束的發(fā)散或收斂的形狀而沿所述傳播方向增大或減小。
這樣，通道結(jié)構(gòu)可傳送最大量的EUV源輻射。
第二實(shí)施例的特征最好還在于，所述通道結(jié)構(gòu)可由蜂窩結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
第二實(shí)施例的特征最好在于，所述通道在正交于所述傳播方向的徑向上的截面尺寸大于所述通道的在圍繞所述傳播方向的切向方向上的截面尺寸。
本發(fā)明還涉及一種EUV照明裝置，其包括設(shè)在第一腔內(nèi)的EUV輻射源和用于接收來自第一腔的EUV輻射并將此輻射轉(zhuǎn)換成EUV輻射光束的光學(xué)系統(tǒng)，此光學(xué)系統(tǒng)至少設(shè)在第二腔內(nèi)。此照明系統(tǒng)的特征在于，上述EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)設(shè)在第一腔和第二腔之間，并且EUV可透過的氣流朝向輻射源流動。
光學(xué)系統(tǒng)的部件尤其是第一聚光鏡被很好地保護(hù)以不受污染顆粒的損害，因此在照明系統(tǒng)的使用壽命期間它們的反射系數(shù)保持在可接受的水平。
本發(fā)明還涉及一種EUV光刻投影裝置，其包括可提供EUV光束以照亮掩模的照明裝置、用于固定掩模的掩模固定器、用于固定襯底的襯底固定器，以及設(shè)在掩模固定器和襯底固定器之間以通過EUV光束在襯底上成像掩模圖案的投影系統(tǒng)。此裝置的特征在于，投影系統(tǒng)包括至少一個(gè)帶有上述薄膜的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)。
投影系統(tǒng)的部件可設(shè)在超過一個(gè)腔內(nèi)，同時(shí)各腔可具有不同的真空度。盡管中間腔中的碎屑量大大小于朝向襯底的最后一個(gè)腔中的碎屑量，然而任何一個(gè)腔均可設(shè)置本發(fā)明的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一個(gè)最佳應(yīng)用是用于襯底設(shè)在襯底腔內(nèi)的器件，其特征在于，在投影系統(tǒng)的最后一個(gè)腔和襯底腔之間設(shè)有EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，EUV可透過的氣流朝向襯底流動。
這樣，投影系統(tǒng)的部件、尤其是設(shè)于所述最后一個(gè)腔內(nèi)的那些部件和設(shè)在其它腔內(nèi)的那些部件就得到了保護(hù)，不會受到因EUV輻射的作用而游離出抗蝕層的顆粒的損害。
此實(shí)施例的特征最好還在于，其照明裝置是如上所述的裝置。
這樣，整個(gè)投影裝置就得到了很好的保護(hù)，不會受到來自輻射源和襯底上的抗蝕層的污染顆粒的損害。
最后，本發(fā)明還涉及一種制造在至少一層襯底上具有器件特征的器件的方法，此方法包括至少一組下述的連續(xù)步驟在襯底上形成帶圖案的涂層，其圖案與待形成的層上的器件特征相一致，和在所形成的所述器件層的區(qū)域中去除材料或增加材料，此區(qū)域通過帶圖案的涂層的圖案表示出。此方法的特征在于，帶圖案的涂層通過如上所述的EUV光刻投影裝置制出。
通過應(yīng)用本發(fā)明，光刻投影加工成為可靠的加工，并且所生產(chǎn)出的器件具有穩(wěn)定的優(yōu)良質(zhì)量。
通過非限制性的示例并參考如下所述的實(shí)施例，可以清楚并了解本發(fā)明的這些方面及其它方面。
在圖中

圖1示意性地顯示了采用了本發(fā)明的用于在襯底上重復(fù)性地對掩模圖案成像的光刻投影裝置的一個(gè)實(shí)施例；圖2示意性地顯示了光刻投影裝置的各個(gè)真空腔；圖3示意性地顯示了在此裝置中使用的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例；圖4顯示了此界面結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例；圖5顯示了此界面結(jié)構(gòu)在照明裝置中的應(yīng)用；
圖6顯示了在投影系統(tǒng)和襯底之間的界面結(jié)構(gòu)的應(yīng)用；圖7顯示了用于EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)中的通道結(jié)構(gòu)；圖8顯示了設(shè)有此界面結(jié)構(gòu)的輻射源/照明部件的一部分，和圖9顯示了具有蜂窩形狀的通道結(jié)構(gòu)的一部分。
在圖1中示意性示出的光刻投影裝置的主要模塊為用于提供EUV輻射的投影PB的照明系統(tǒng)LA/IL；設(shè)有用于固定掩模或分劃板MA的第一物體(掩模)固定器的第一載物臺即掩模臺MT；設(shè)有用于固定襯底W如涂覆有抗蝕層的硅晶片的第二物體(襯底)固定器的第二載物臺即襯底臺WT；用于在目標(biāo)部分即IC區(qū)域或管心C上對掩模MA的被照亮部分進(jìn)行成像的投影系統(tǒng)PL。
投影系統(tǒng)可以是折射或反射元件的系統(tǒng)、反折射系統(tǒng)，或者是這些系統(tǒng)的組合。
此裝置還設(shè)有多個(gè)測量系統(tǒng)。第一系統(tǒng)是用于測量掩模MA和襯底W在XY平面上的相互對準(zhǔn)的對準(zhǔn)檢測系統(tǒng)。第二測量系統(tǒng)是用于測量襯底固定器從而可測量襯底的X位置和Y位置及方位的干涉儀系統(tǒng)IF。第三測量系統(tǒng)是用于確定投影系統(tǒng)的聚焦或成像平面與襯底上抗蝕層的表面之間的偏差的聚焦誤差檢測系統(tǒng)。這些測量系統(tǒng)在圖1中只是部分地示出，并形成了伺服系統(tǒng)的一部分，此伺服系統(tǒng)包括電信號處理和控制電路以及促動裝置，可根據(jù)測量系統(tǒng)所提供的信號并通過促動裝置來校正襯底的位置和方位以及焦點(diǎn)。在圖1中，PW代表促動裝置，或者是襯底臺WT的定位裝置。
如圖1所示的裝置中的掩模MA是反射式掩模，此裝置可認(rèn)為是反射式裝置。此裝置還可以是透射型，即適于將透射掩模圖案投影在襯底上的裝置。
光刻裝置可以是步進(jìn)式裝置或逐級掃描裝置。在步進(jìn)式裝置中采用了全視場照明，即在一個(gè)操作步驟中照亮整個(gè)掩模圖案C，并將其整體地成像在襯底的IC區(qū)域上。在照亮了第一IC區(qū)域后，前進(jìn)到一個(gè)后續(xù)的IC區(qū)域，即，使襯底固定器和掩模固定器相互間移動，使得此后續(xù)IC區(qū)域位于掩模圖案之下。然后經(jīng)掩模圖案來照亮此后續(xù)IC區(qū)域，等等，直到襯底中的所有IC區(qū)域都具有掩模圖案的圖像為止。在逐級掃描裝置中，每次只照亮掩模圖案的一個(gè)矩形或圓弓形區(qū)域，因而只照亮襯底IC區(qū)域的一個(gè)相應(yīng)形狀的子區(qū)域。掩模圖案和襯底同步地穿過投影光束PB，同時(shí)還應(yīng)考慮到投影光束的放大。每次在襯底的相關(guān)IC區(qū)域的相應(yīng)子區(qū)域中對掩模圖案的后續(xù)子區(qū)域進(jìn)行成像。在以這種方式將整個(gè)掩模圖案成像在一個(gè)襯底的IC區(qū)域中之后，襯底固定器進(jìn)行步進(jìn)式的運(yùn)動，即，將下一個(gè)IC區(qū)域的起始部分移入到投影光束中，并且將掩模設(shè)定在例如其初始位置中，之后經(jīng)掩模圖案掃描式地照亮所述下一個(gè)IC區(qū)域。
除了襯底定位裝置PW和襯底干涉儀系統(tǒng)IFw之外，逐級掃描裝置還包括掩模定位裝置PW和掩模干涉儀系統(tǒng)IFm。
圖1中的左邊部分顯示了掩模MA，其例如包括位于掩模圖案區(qū)域之外的兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記M1和M2。這些標(biāo)記例如為衍射光柵?；蛘?，它們也可由其他標(biāo)記如正方形或一個(gè)筆劃構(gòu)成，它們與其周圍區(qū)域在光學(xué)上是不相同的。此對準(zhǔn)標(biāo)記最好是二維的，即它們在兩個(gè)相互正交的方向即圖1中的X和Y方向上延伸。襯底W包括至少兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記，在圖1的右邊部分中顯示出了其中的兩個(gè)，即P1和P2。襯底標(biāo)記P1和P2位于襯底上的必須形成掩模圖案的圖像區(qū)域之外。掩模和襯底的對準(zhǔn)標(biāo)記用于在對準(zhǔn)步驟中檢測襯底和掩模的對準(zhǔn)程度，該步驟在采用掩模圖案對襯底進(jìn)行曝光的步驟之前進(jìn)行。
由照明系統(tǒng)LA/IL提供的投影或曝光光束PB是例如波長為13nm左右的EUV輻射光束。通過這種光束可在抗蝕層上成像遠(yuǎn)小于100nm的極小的器件特征或線寬。可提供這種光束的照明系統(tǒng)包括等離子源LA，其可以是放電等離子源或激光致等離子源。在放電等離子源中，放電在兩個(gè)電極之間的介質(zhì)中產(chǎn)生，從放電中得到的電離的等離子隨后被破壞，從而得到可發(fā)出所需EUV輻射的非常熾熱的等離子。合適的介質(zhì)是氙，這是因?yàn)殡入x子可產(chǎn)生處于所需EUV范圍內(nèi)的輻射。例如在文章“基于氣體放電等離子的高重復(fù)性遠(yuǎn)紫外線輻射源”，Applied Optics，第38卷第25期，1999年9月1日，第5413-5417頁中介紹了放電等離子EUV源。在激光致等離子源中，通過聚焦在介質(zhì)上的強(qiáng)激光束來將氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的介質(zhì)即目標(biāo)介質(zhì)轉(zhuǎn)換成等離子。例如在文章“用于遠(yuǎn)紫外線光刻術(shù)的大功率源和照明系統(tǒng)”，Proceedings of the SPIE Conference on EUV，X-ray andNeutron Optics and Sources，Denver，1999年7月，第3767卷，第136-142頁中介紹了激光致等離子源。
照明系統(tǒng)包括多種光學(xué)部件，例如用于捕獲和引導(dǎo)等離子源的輻射并將此輻射成形為適當(dāng)?shù)耐队肮馐鳳B的鏡子，其可照亮掩模MA。被掩模反射的光束穿過投影系統(tǒng)PL，其將此光束聚焦在襯底頂端的抗蝕層上，以在選定襯底區(qū)域的位置上形成掩模圖案的圖像。
如圖2中非常示意性地所示，EUV光刻投影裝置的各個(gè)部件分布在多個(gè)真空腔中。這些腔由壁隔開，在壁上設(shè)有窗口以使投影光束從一個(gè)真空腔傳到下一個(gè)真空腔。圖2顯示了包含有等離子源LA的源腔10、包含有聚光鏡且還可能包含可確定投影光束的形狀和聚散度的其它鏡子的照明光學(xué)腔20、包含有掩模MA的腔30、包含有投影系統(tǒng)PL的部件的投影光學(xué)腔40，以及包含有襯底W的腔50。在各個(gè)腔中可保持不同的真空度。照明光學(xué)腔和投影光學(xué)腔要求有較高的真空度，以保持投影光束的光路通過這些EUV光束可透過的腔。而且，應(yīng)防止污染顆粒進(jìn)入這些腔中并到達(dá)光學(xué)部件處。這些顆粒會顯著地降低鏡子的反射率和質(zhì)量，從而損害投影裝置的性能。一種污染來源于EUV輻射源，其對于放電等離子源來說通過電極和腔壁的腐蝕而產(chǎn)生碎屑，或者對于激光致等離子源來說通過從等離子和壁的腐蝕中逸出的離子或顆粒而產(chǎn)生碎屑。另一種污染來源于襯底上的抗蝕層，此抗蝕層在EUV投影光束的照射下會產(chǎn)生有機(jī)物蒸氣和其它碎屑。
根據(jù)本發(fā)明，暴露在污染顆粒流中的光學(xué)部件通過在容納有所述部件的腔和污染源之間設(shè)置特定的EUV可透過的結(jié)構(gòu)作為界面而得到保護(hù)。在圖3中示意性地顯示了此結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。此結(jié)構(gòu)包括例如由硅制成的薄膜60，其對EUV輻射來說具有足夠的穿透性，并且可阻擋污染顆粒流。此薄膜將第一腔70和第二腔80隔開。腔70是在其中產(chǎn)生污染顆粒或來自于其它腔的這種顆?？闪鬟^的腔。腔80中容納了未示出的應(yīng)當(dāng)?shù)玫奖Ｗo(hù)的光學(xué)部件。為了防止薄膜受到強(qiáng)烈的污染顆粒流的損害和/或防止此薄膜的透射性能因污染顆粒的沉積而顯著地降低，可使氣流朝向污染源流動。圖3中的彎曲的虛線箭頭68表示了此氣流。氣體沿與污染顆粒的流動方向相反的方向流動，帶動這些顆粒遠(yuǎn)離薄膜和腔80。此氣體應(yīng)當(dāng)是EUV輻射可透過的，最好為惰性氣體如氦、氬或氙。氣流通過引導(dǎo)件62并穿過腔70的壁上的開口而流入此腔。氣體由氣體容器66提供。在氣體引導(dǎo)件62中可設(shè)有氣流控制器4，以便更好地控制流入腔70中的氣流。
圖4表示EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)的第二個(gè)和優(yōu)選的實(shí)施例。在此實(shí)施例中，EUV可透過的氣體通過設(shè)在壁上的至少兩個(gè)、最好多個(gè)的相對的開口而注入腔中，開口如箭頭84和85所示地設(shè)在薄膜下側(cè)的一個(gè)圓上。開口的數(shù)量越多，氣流分散得越好，從而可更好地保證去除污染顆粒。
同樣如圖4所示，氣流的形狀最好適應(yīng)于EUV光束的局部形狀。為此，氣流由中空的錐形件82所限制，此錐形件具有EUV光束剛好能通過的尺寸和形狀。此光束可以是沿向下方向傳播的會聚光束，或者是沿向上方向傳播的發(fā)散光束。采用錐形件的優(yōu)點(diǎn)在于，可以用相對較少量的惰性氣體來有效地清洗薄膜與污染源之間的空間。因此，不僅可節(jié)省氣體，還可更容易地從裝置中去除氣體。
圖5顯示了EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用。LA是EUV激光等離子源或放電等離子源，采用其向下的輻射來形成EUV照明光束。錐形件82的尺寸和形狀使其可捕獲足量的經(jīng)過薄膜90進(jìn)入到設(shè)有第一聚光鏡(未示出)的腔20中的EUV輻射。在薄膜的上側(cè)，沿箭頭84和85所示的多個(gè)直徑上相反的方向注入EUV可透過的氣體，使得氣流經(jīng)錐形件82而流向等離子源LA。該氣流充分地防止了來自等離子源的污染顆粒到達(dá)薄膜，從而防止污染顆粒到達(dá)帶有照明光學(xué)部件的腔。
圖6顯示了此界面結(jié)構(gòu)在物鏡系統(tǒng)的成像側(cè)端部與襯底之間的應(yīng)用。在此圖中，標(biāo)號94表示其中設(shè)有投影系統(tǒng)的部件(鏡子)的腔，或多個(gè)腔中的最后一個(gè)腔。在腔94的下側(cè)設(shè)有EUV可透過的襯底。如箭頭84和85所示，沿多個(gè)直徑上相反的方向在薄膜的下側(cè)處注入EUV可透過的氣體。此氣體沖刷薄膜與襯底W頂部的抗蝕層RL之間的空間，并能充分地防止可在EUV輻射的照射下由抗蝕層產(chǎn)生的污染顆粒例如碳?xì)浠衔锘蛟訄F(tuán)到達(dá)薄膜。在薄膜與抗蝕層之間設(shè)有正好可使EUV的會聚投影光束通過而到達(dá)抗蝕層的錐形件82。
EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)不僅可用于將輻射源或帶有抗蝕層的襯底和設(shè)有光學(xué)部件的相鄰腔機(jī)械式地隔開，而且可用于將照明系統(tǒng)或投影系統(tǒng)中其它具有不同真空度的腔隔開。
除了薄膜之外，界面結(jié)構(gòu)的EUV可透過的構(gòu)件還可以是通道結(jié)構(gòu)，其由通過壁而隔開的相鄰狹窄通道組成。這種通道結(jié)構(gòu)可用作輻射源腔與包含有聚光鏡和照明光學(xué)部件的相鄰腔之間的氣體屏障。如前面所述，輻射源部件中的目標(biāo)介質(zhì)應(yīng)具有相當(dāng)高的壓力，同時(shí)相鄰腔應(yīng)具有較高的真空度。輻射源腔和照明裝置通道中的不同真空度可通過通道結(jié)構(gòu)來保持。通道結(jié)構(gòu)將真空腔的壁上的開口分成多個(gè)狹窄的相鄰?fù)ǖ?。因此，開口的流導(dǎo)顯著地降低，或者，開口對氣流的阻礙顯著地增大。
圖7顯示了通道結(jié)構(gòu)、也被稱為箔片隔離器100的一個(gè)實(shí)施例。它由多個(gè)被壁103分隔開的相鄰狹窄通道102組成，壁103基本上平行于輻射源LA所發(fā)出的輻射的傳播方向。此傳播方向基本上平行于輻射源和照明裝置的系統(tǒng)的光軸，此光軸由圖7中的OA標(biāo)出。通道結(jié)構(gòu)可允許輻射源所發(fā)出的EUV輻射通過，并同時(shí)用作輻射源腔和下一個(gè)腔之間的氣流阻隔或屏障。此結(jié)構(gòu)可將下一個(gè)腔保持在比輻射源腔高很多的真空度或更低的壓力水平。通道結(jié)構(gòu)的通道形狀和長度應(yīng)被選擇成可提供對EUV的高穿透性和足夠大的氣流阻隔。
圖8中的截面圖顯示了通道結(jié)構(gòu)如何設(shè)在輻射源腔10和包含有聚光鏡的腔20之間的壁105上。
圖7和圖8顯示了EUV輻射從中發(fā)出的區(qū)域LA沿光軸方向伸長，即它具有沿光軸方向的有限長度。為了進(jìn)一步增大對可發(fā)出輻射的整個(gè)伸長區(qū)域來說的通過通道結(jié)構(gòu)的EUV輻射的透射，在與光軸正交的方向即圖7中的徑向方向RD上的通道寬度wr應(yīng)選擇成遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在光軸周圍即圖7中的切向方向TD上的通道寬度wt。如果通道在徑向方向RD上具有較小的寬度，那么只有來自于一小部分伸長區(qū)域的輻射可通過通道而傳播，而來自此區(qū)域的余下部分的輻射將入射到通道壁上。因此只有一小部分來自EUV輻射源的輻射能量將通過通道結(jié)構(gòu)100。圖8以點(diǎn)劃線表示了兩條光線107，其從伸長區(qū)域LA的兩個(gè)相對端部中發(fā)出且不平行，此光線進(jìn)入一條通道。如果此通道在徑向方向RD上的寬度太小，那么這兩條光線將不會同時(shí)通過通道。
圍繞光軸OA的通道結(jié)構(gòu)100中心處的通道將或多或少地“看見”點(diǎn)輻射源，因此這些通道不需要在徑向方向RD上具有較大的寬度。如圖9所示，這些通道可具有蜂窩狀的結(jié)構(gòu)115。對于某些輻射源的結(jié)構(gòu)而言，可在整個(gè)通道結(jié)構(gòu)上采用蜂窩結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，在輻射源腔10的壁109上設(shè)有多個(gè)直徑上的開口111，EUV可透過的氣體如惰性氣體可通過此開口而注入，如箭頭113所示。此氣體沿與污染顆粒相反的方向流動，并使這些顆粒遠(yuǎn)離通道結(jié)構(gòu)100。因此，這些顆粒不會損害或降低此結(jié)構(gòu)的EUV的穿透性。
本發(fā)明對器件如集成電路的制造方法具有一定的效果，這是因?yàn)樗鼙ＷC通過采用實(shí)施了本發(fā)明的光刻投影裝置的方法所生產(chǎn)出的器件在長時(shí)間內(nèi)具有穩(wěn)定的質(zhì)量。將掩模圖案成像在抗蝕層上、即在襯底上形成帶圖案的涂層是這種制造器件的方法的一個(gè)步驟。在抗蝕層上成像掩模圖案之前可對襯底進(jìn)行各種加工步驟，例如涂底層、涂抗蝕涂層和進(jìn)行軟焙燒。在曝光后可對襯底進(jìn)行其它的加工步驟，例如對抗蝕層進(jìn)行顯影和對所成像的特征進(jìn)行測量/檢查。該組加工步驟是對器件的單層或?qū)用孢M(jìn)行圖案蝕刻的基礎(chǔ)?？蓪@種形成了圖案的層進(jìn)行各種加工步驟，例如蝕刻、離子注入(摻雜)金屬化、氧化、化學(xué)-機(jī)械拋光等，所有這些步驟均用于完成一個(gè)層或?qū)用?。如果需要有不同的器件層面，必須對各器件的層面重?fù)整個(gè)工藝或其變型。最后，在襯底上設(shè)置器件陣列。隨后這些器件通過例如切片或切割技術(shù)而相互分開，這些單個(gè)的器件可安裝在與引腳相連的載體等上。關(guān)于IC制造和各種加工步驟的更多信息例如可從下述書籍中得到“微芯片的制造半導(dǎo)體加工實(shí)用指南”，第三版，Peter van Zant著，McGraw Hill出版公司，1997年，ISBN 0-07-067250-4。
通過采用本發(fā)明，可以保證作為此方法的第一步驟之一的成像步驟能產(chǎn)生精確可靠的圖像，其具有在長時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定的質(zhì)量，因此，最終從這些圖像中制成的器件也具有優(yōu)良且穩(wěn)定的質(zhì)量。
雖然在上文中通過具體地參考IC制造來對本發(fā)明進(jìn)行了介紹，但應(yīng)清楚地理解，本發(fā)明還具有許多其它的應(yīng)用。例如，它可被用于集成和平面的光學(xué)系統(tǒng)、液晶顯示面板、薄膜磁頭等的制造中，這已經(jīng)通過采用更通用的用語“掩模”、“襯底”和“目標(biāo)區(qū)域”來分別代替在特定的IC制造技術(shù)中較常用的用語“分劃線”、“晶片”、“管心”而進(jìn)行了表達(dá)。
權(quán)利要求
1.一種用于使第一封閉腔和第二封閉腔光連接同時(shí)防止介質(zhì)和/或顆粒的污染流從一個(gè)腔流到另一個(gè)腔中的遠(yuǎn)紫外線(EUV)可透過的界面結(jié)構(gòu)，其特征在于，設(shè)置了EUV可透過的構(gòu)件和氣體引導(dǎo)件，用于將EUV可透過的氣流注入到所述構(gòu)件的朝向所述污染流的表面的附近，并使所述EUV可透過的氣體沿與所述污染流相反的方向流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述EUV可透過的氣體為惰性氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣體引導(dǎo)件構(gòu)建成可沿至少兩個(gè)直徑上相反的方向注入所述EUV可透過的氣流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述界面結(jié)構(gòu)包括錐形的中空管，所述管的最窄開口朝向所述污染流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3或4所述的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述構(gòu)件為薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述薄膜由硅制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3或4所述的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述構(gòu)件為包括有由壁隔開的相鄰狹窄通道所組成的通道結(jié)構(gòu)，所述壁基本上平行于由所述通道結(jié)構(gòu)傳播的EUV輻射的傳播方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述通道的寬度根據(jù)所述EUV輻射光束的發(fā)散或收斂的形狀而沿所述傳播方向增大或減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述通道結(jié)構(gòu)包括蜂窩結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7，8或9所述的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述通道在正交于所述傳播方向的徑向上的截面尺寸大于所述通道在圍繞所述傳播方向的切向方向上的截面尺寸。
11.一種EUV照明裝置，其包括設(shè)在第一腔內(nèi)的EUV輻射源和用于接收來自所述第一腔的EUV輻射并將所述輻射轉(zhuǎn)換成EUV輻射光束的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)至少設(shè)在第二腔內(nèi)，其特征在于，在所述第一腔和第二腔之間設(shè)有根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，并且所述EUV可透過的氣流朝向所述輻射源流動。
12.一種EUV光刻投影裝置，其包括可提供EUV光束以照亮掩模的照明裝置、用于固定所述掩模的掩模固定器、用于固定襯底的襯底固定器，以及設(shè)在所述掩模固定器和襯底固定器之間以通過所述EUV光束在所述襯底上成像掩模圖案的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述投影系統(tǒng)包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的EUV光刻投影裝置，其特征在于，所述襯底設(shè)在襯底腔中，在所述投影系統(tǒng)的最后一個(gè)腔和所述襯底腔之間設(shè)有所述EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，所述EUV可透過的氣流朝向所述襯底流動。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的EUV光刻投影裝置，其特征在于，所述照明裝置是根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置。
15.一種制造在至少一層襯底上具有器件特征的器件的方法，所述方法包括至少一組下述的連續(xù)步驟-在所述襯底上形成帶圖案的涂層，所述圖案與待形成的所述層上的所述器件特征相一致，和-在所形成的所述器件層的區(qū)域中去除材料或增加材料，所述區(qū)域由所述帶圖案的涂層的圖案表示出，其特征在于，所述帶圖案的涂層通過根據(jù)權(quán)利要求12，13或14所述的EUV光刻投影裝置制出。
全文摘要
一種EUV可透過的界面結(jié)構(gòu)，其可使第一封閉腔(80)和第二封閉腔(70)光連接，同時(shí)防止介質(zhì)和/或顆粒的污染流從一個(gè)腔流到另一腔中，此界面結(jié)構(gòu)包括采用薄膜(60)或通道結(jié)構(gòu)(100)形式的EUV可透過的構(gòu)件(60)。EUV可透過的(惰性)氣體(68)在構(gòu)件朝向污染源(LA；W)的一側(cè)流動并朝向污染源流動，從而使污染顆粒遠(yuǎn)離構(gòu)件(60；100)。界面結(jié)構(gòu)可設(shè)置在EUV輻射源(LA)和照明光學(xué)部件(IL)之間，和/或設(shè)置在投影系統(tǒng)(PL)與光刻投影裝置的襯底(W)頂端的抗蝕層(RL)之間。
文檔編號H01L21/027GK1461426SQ02801246
公開日2003年12月10日 申請日期2002年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月17日
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