光刻設備和方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求2013年2月7日提交的美國臨時申請61/762,047的優先權，并且該 申請通過引用整體并入本文。
技術領域
[0003] 本公開涉及光刻設備和方法，并且特別涉及光刻設備的支撐圖案形成裝置的部 分。
【背景技術】
[0004] 光刻設備是將期望的圖案施加到襯底的目標部分上的機器。可以例如在集成電路 (IC)的制造中使用光刻設備。在這樣的情況中，備選地被稱為掩模或掩模版的圖案形成裝 置可以用于生成對應于IC的單個層的電路圖案，并且該圖案可以被成像到具有輻射敏感 材料（抗蝕劑）層的襯底（例如，硅晶片）上的目標部分（例如，包括一部分、一個或多個裸 片）上。通常，單個襯底將含有連續地曝光的相鄰目標部分的網絡。已知的光刻設備包括： 所謂的步進器，其中通過使整個圖案一次曝光到目標部分上來照射各目標部分；和所謂的 掃描器，其中通過在給定方向（"掃描"方向）上掃描通過輻射光束的圖案而同步地平行于 或反向平行于該方向掃描襯底來照射各目標部分。也可以通過將圖案壓印到襯底上而使圖 案從圖案形成裝置轉移至襯底。
[0005] 光刻被廣泛地認為是IC和其他器件和/或結構的制造中的關鍵步驟中的一個。然 而，隨著利用光刻做出的特征的尺寸變得較小，光刻正在成為用于使得微型IC或其他器件 和/或結構能夠被制造的更加至關重要的因素。
[0006] 圖案印刷的限制的理論估計可以通過如等式（1)所示用于分辨率的瑞利準則給 出：
[0007] CD = /(, X - ( 1 ) 1 NA
[0008] 其中，λ是所使用的輻射的波長，NA是用于印刷圖案的投影系統的數值孔徑，k# 依賴于工藝的調整因子、也稱作瑞利常數，并且CD是印刷出的特征的特征尺寸（或臨界尺 寸）。由等式⑴得出，可以以如下三種方式得到特征的最小可印刷尺寸的降低：通過縮短 曝光波長λ、通過增加數值孔徑NA或者通過減小Ic 1的值。
[0009] 為了縮短曝光波長并因此降低最小可印刷尺寸，已提議使用極紫外（EUV)輻射 源。EUV福射是具有在5nm至20nm的范圍內、例如在13nm至14nm的范圍內、例如諸如6. 7nm 或6. 8nm等的在5nm至IOnm的范圍內的波長的電磁福射。可能的源包括：例如，激光產生 的等離子體源、放電等離子體源或基于由電子儲存環提供的同步輻射的源。
[0010] EUV輻射可以使用等離子體產生。用于產生EUV輻射的輻射系統可以包括：用于 激發燃料以提供等離子體的激光器，和用于容納等離子體的源收集器模塊。等離子體例如 可以通過將激光束引導在諸如合適材料（例如，錫）的微滴、或者諸如Xe氣體或Li蒸汽等 的合適氣體或蒸汽的流之類的燃料處來創建。所產生的等離子體發射出輸出輻射、例如EUV 輻射，其利用輻射收集器來收集。輻射收集器可以是鏡像垂直入射輻射收集器，其接收輻射 并使輻射聚焦成光束。源收集器模塊可以包括布置成提供真空環境以支持等離子體的封閉 結構或室。這樣的輻射系統典型地稱作激光產生的等離子體（LPP)源。
[0011] 產生EUV輻射的另一已知方法被稱為雙激光脈沖（DLP)。在DLP方法中，通過 NchYAG激光器將微滴預加熱以使得微滴（例如，錫微滴）分解成蒸汽和小顆粒，接著通過 〇)2激光器將它們加熱至非常高的溫度。
[0012] 然而，由這樣的源生成的輻射將不僅是EUV輻射，并且源還可能以包括紅外（IR) 輻射和深紫外（DUV)輻射的其他波長進行發射。DUV輻射可能對光刻系統是有害的，因為它 可以導致對比度的損失。此外，不期望的IR輻射可以使得對系統內的部件造成熱損傷。因 此，已知使用光譜純度濾光片以增加所傳輸的輻射中EUV的比例并且以減少或甚至消除諸 如DUV和IR輻射等的不期望的非EUV輻射。
[0013] 當輻射撞擊掩模版或掩模時，掩模版或掩模可以由于從輻射吸收的熱而變形。當 輻射是具有相對高的能量的EUV輻射時，該變形尤其是有問題的。為減少變形，可以使冷卻 劑通過用于將掩模版或掩模固定至光刻設備的其余部分（例如，卡盤和/或夾持器）的裝 置循環。然而該冷卻劑可能通過裝置中的破裂泄漏。此外，這樣的基于冷卻劑的冷卻系統 可以依賴于裝置的導熱性能，該導熱性能可能較差。
【發明內容】
[0014] 因此，需要的是一種能夠固定掩模版并防止圖案形成裝置的熱誘導變形的裝置。 根據本發明的第一方面，提供了一種光刻設備。光刻設備包括掩模版和被配置成可釋放地 保持掩模版的靜電夾持器。靜電夾持器包括具有相對的第一表面和第二表面的第一襯底、 位于第一表面上并且被配置成接觸掩模版的多個突節、具有相對的第一表面和第二表面的 第二襯底。第二襯底的第一表面被耦合至第一襯底的第二表面。多個冷卻元件位于第二襯 底的第一表面與第一襯底的第二表面之間。冷卻元件被配置成使得電子從第一襯底的第二 表面行進至第二襯底的第一表面。每一個冷卻元件與相應的突芐基本上對準。
[0015] 根據第二方面，提供一種靜電夾持器。靜電夾持器包括：第一襯底，具有相對的第 一表面和第二表面；多個突節，位于第一表面上并且被配置成接觸掩模版；第二襯底，具有 相對的第一表面和第二表面，第二襯底的第一表面被親合至第一襯底的第二表面；和多個 冷卻元件，位于第二襯底的第一表面與第一襯底的第二表面之間。冷卻元件被配置成將電 子從第一襯底的第二表面傳導至第二襯底的第一表面。多個冷卻元件中的每一個與相應的 突芐基本上對準。
[0016] 根據第三方面，提供一種方法。方法包括：由堇青石形成夾持器，夾持器具有相對 的第一表面和第二表面，第一表面被配置成耦合至物體；在夾持器的第二表面上提供中間 層；以及將夾持器耦合至卡盤。中間層增強夾持器與卡盤之間的粘合性。
[0017] 根據第四方面，提供一種設備。設備包括：
[0018] 卡盤，
[0019] 夾持器，被配置成可釋放地保持掩模版，夾持器由堇青石形成；以及中間層，被耦 合至夾持器的表面并且被耦合至卡盤。
[0020] 下面參照附圖詳細地描述發明的進一步特征和優點以及發明的各種實施例的結 構和操作。需要注意的是，本發明不限于在本文中描述的具體實施例。這樣的實施例在本 文中僅呈現用于說明的目的。對于相關領域技術人員而言，基于在本文中所包含的教導的 附加實施例是顯而易見的。
【附圖說明】
[0021] 在本文中所包含并且形成說明書的一部分的附圖圖示出本發明，并且與描述一起 進一步用于闡釋本發明的原理并使得相關領域技術人員能夠進行和使用發明。
[0022] 圖1示意性地描繪了光刻設備。
[0023] 圖2是光刻設備的更加詳細的示意圖。
[0024] 圖3是光刻設備的包括了夾持器和卡盤的部分的圖。
[0025] 圖4是光刻設備的包括了夾持器和卡盤的部分的示意圖。
[0026] 圖5是熱電冷卻凸塊的圖。
[0027] 圖6是光刻設備的包括了夾持器和卡盤的部分的示意圖。
[0028] 圖7是熱電冷卻膜的截面圖。
[0029] 圖8和圖9是光刻設備的包括了夾持器和卡盤的部分的示意圖。
[0030] 圖10是熱隧穿冷卻元件的示意圖。
[0031] 圖11是由堇青石形成夾持器的方法的流程圖。
[0032] 圖12至圖16圖示了圖11的流程圖中的中間步驟。
[0033] 圖17是光刻設備的包括了夾持器和卡盤的部分的圖。
[0034] 圖18是圖示出包括堇青石在內的不同材料的電導率的曲線圖。
[0035] 圖19是圖示出堇青石層對施加至堇青石層的不同表面上的電壓差的響應的曲線 圖。
[0036] 本發明的特征和優點將從如下面結合附圖時所闡述的詳細描述中變得更加顯而 易見，在附中相似的附圖標記自始自終標識相應的元件。在附圖中，相似的附圖標記一般指 示同樣的、功能性類似的和/或結構上類似的元件。元素首次出現的附圖用相應附圖標記 中的最左側數字指示。
【具體實施方式】
[0037] 本說明書公開了包含本發明的特征的一個或多個實施例。所公開的實施例僅舉例 說明了發明。本發明的范圍不限于所公開的實施例。本發明由隨附的權利要求來限定。
[0038] 所描述的實施例以及說明書中對"一個實施例"、"實施例""示例實施例"等等的 提及指示所描述的實施例可以包括特定特征、結構或特性，但每個實施例可以并不一定包 括特定特征、結構或特性。此外，這樣的措詞并不一定是指相同的實施例。此外，當與實施 例有關地描述特定特征、結構或特性時，應該理解的是，與其他實施例有關地影響這樣的特 征、結構或特性是在本領域技術人員的知識內，而不管是否明確地描述。
[0039] 本發明的實施例可以以硬件、固件、軟件或其任何組合來實施。本發明的實施例也 可以實施為可由一個或多個處理器讀取和執行的存儲在機器可讀介質上的指令。機器可讀 介質可以包括用于以可由機器（例如，計算裝置）讀取的形式存儲或傳輸信息的任何機構。 例如，機器可讀介質可以包括只讀存儲器（ROM);隨機存取存儲器（RAM);磁盤存儲介質；光 存儲介質；閃存裝置；電、光、聲音或其他形式的傳播信號（例如，載波、紅外信號、數字信號 等），以及其他。此外，固件、軟件、程序、指令可以在在本文中描述為執行特定動作。然而， 應該認識到的是，這樣的描述僅為了方便并且實際上這樣的動作由計算裝置、處理器、控制 器或執行固件、軟件、程序、指令等等的其他裝置產生。
[0040] 然而，在更詳細地描述這樣的實施例之前，呈現出可以實施本發明的實施例的示 例環境是有指導性的。
[0041] 圖1示意性地示出了根據本發明的實施例的包括源收集器模塊SO的光刻設備 LAP。設備包括：照射系統（照射器）IL，被配置成調節輻射光束B (例如，EUV輻射）；支撐 結構（例如，掩模臺）MT，被構造成支撐圖案形成裝置（例如，掩模或掩模版）M并連接至被 配置成將圖案形成裝置精確定位的第一定位器PM ;襯底臺（例如，晶片臺）WT，被構造成保 持襯底（例如，涂有抗蝕劑的晶片）W并連接被至配置成將襯底精確定位的第二定位器PW ; 和投影系統（例如，反射型投影系統）PS，被配置成將通過圖案形成裝置MA賦予輻射光束B 的圖案投影到襯底W的目標部分（例如，包括一個或多個裸片）上。
[0042] 照射系統可以包括各種類型的光學部件，如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電 型或其他類型的光學部件，或者它們的任何組合，用于引導、成形或控制輻射。
[0043] 支撐結構MT以取決于圖案形成裝置的定向、光刻設備的設計和諸如例如圖案形 成裝置是否被保持在真空環境下等的其他條件的方式來保持圖案形成裝置M。支撐結構可 以使用機械的、真空的、靜電的或其他夾持技術來保持圖案形成裝置。支撐結構可以是例如 可以根據需要固定或可動的框架或臺。支撐結構可以確保圖案形成裝置例如相對于投影系 統處于期望的位置。
[0044] 術語"圖案形成裝置"應該廣義地解釋為是指可以用于在輻射光束的橫截面中向 輻射光束賦予圖案的任何裝置，以便在襯底的目標部分中創建出圖案。賦予輻射光束的圖 案可以對應于諸如集成電路等的正在目標部分中創建的器件中的特定功能性層。
[0045] 圖案形成裝置可以是透射型的或反射型的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編 程反射鏡陣列和可編程LCD面板。掩模是光刻中公知的，并且包括諸如二元、交替相移和衰 減相移等的掩模類型，以及各種混合掩模類型。可編程反射鏡陣列的示例采用小反射鏡的 矩陣