CN101604123A

CN101604123A - 光刻设备、复合材料以及制造方法

Info

Publication number: CN101604123A
Application number: CN 200910142675
Authority: CN
Inventors: M·斯考尔滕; J·克莱恩; S·C·Q·利布雷尔; M·P·乌宾克
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2029-06-05
Also published as: KR20090129370A; US20090310114A1; JP2009302535A; KR101301150B1; CN101604123B; US8848169B2; JP4972126B2; TW201003325A; NL2002888A1; TWI406104B

Abstract

本发明公开了一种光刻设备、复合材料以及制造方法，所述光刻设备包括：照射系统，构建用于调节辐射束；支撑件，构造用于支撑图案形成装置。所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束以便形成图案化的辐射束。所述光刻设备进一步包括：衬底台，构建用于保持衬底；和投影系统，构建用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上。所述光刻设备可以设置有复合材料，其中，碳纤维层和钛层设置在所述复合物中。

Description

光刻设备、复合材料以及制造方法

技术领域

本发明涉及一种光刻设备和方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

在所述光刻设备中可使用可移动的部件。例如，所述支撑件和/或所述衬底台可以是可移动的。通过定位装置可将力施加至所述可移动部件上。例如钢和铝的金属已经被用于所述可移动部件和所述定位装置。然而，金属可能具有很大的重量。

发明内容

需要提供一种改善的材料或至少是金属的替代物。

根据本发明的一个实施例，提供一种光刻设备，所述光刻设备包括照射系统，构建用于调节辐射束；支撑件，构建用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束以便形成图案化的辐射束；衬底台，构建用于保持衬底；投影系统，构建用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；其中，所述光刻设备的构件包括复合材料，所述复合材料包括碳纤维层和钛层。

在本发明的另一实施例中，提供了一种包括碳纤维层的复合材料，其中，钛层设置在所述复合物内。

根据本发明的一个实施例，提供了一种制造复合材料的方法，所述方法包括：设置碳纤维层；设置钛层和把所述层压在一起。

附图说明

现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：

图1描述根据本发明实施例的光刻设备；

图2描述根据本发明实施例的光刻设备的毁损保护装置(crashprotector)；

图3和图4更加详细地描述根据本发明的实施例的图2的毁损保护装置的内角部7；

图5显示在毁损发生且在所述碳层之间没有设置钛层时，图2的毁损保护装置的一部分中的应力；和

图6显示在毁损发生且在所述碳层之间的一些部分上设置钛板时，图2的毁损保护装置的一部分中的应力。

具体实施方式

图1示意性示出根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述设备包括照射系统(照射器)IL，构建用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或任何其它合适的辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与构建用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连。所述设备还包括衬底台(例如晶片台)WT或“衬底支撑件”，构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与构建用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连。所述设备进一步包括投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统PS构建用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。

所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。

所述图案形成装置支撑件以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置。所述图案形成装置支撑件可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述图案形成装置支撑件可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述图案形成装置支撑件可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。

这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。

图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。

这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。

如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。

所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台或“衬底支撑件”(和/或两个或更多的掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台或支撑件，或可以在一个或更多个台或支撑件上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台或支撑件用于曝光。

光刻设备也可以是以下类型的，其中衬底的至少一部分可以被具有相对高折射率的液体(例如水)所覆盖，以填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液也可以施加到光刻设备中的其它空间，例如施加到掩模和投影系统之间。浸没技术可用于增加投影系统的数值孔径。本文中所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底等结构必须浸没在液体中，而仅仅意味着在曝光期间液体处于投影系统和衬底之间。

参照图1，所述照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。该源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。

所述照射器IL可以包括构建用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。

所述辐射束B入射到保持在图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过所述图案形成装置(例如，掩模)MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT或“衬底支撑件”的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)上。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置(例如掩模)MA上的情况下，所述图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。

可以将所述设备用于以下模式中的至少一种中：

1.在步进模式中，在将图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT或“衬底支撑件”沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。

2.在扫描模式中，在对图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT或“衬底支撑件”相对于图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT或“掩模支撑件”的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。

3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT或“掩模支撑件”保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT或“衬底支撑件”进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT或“衬底支撑件”的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。

本发明的一个实施例包括光刻设备，该光刻设备包括：支撑件，被构建用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案在其横截面上赋予辐射束以形成图案化的辐射束；衬底台，被构造用于保持衬底；投影系统，构建用于将所述图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，其中，所述光刻设备的构件包括复合材料，所述复合材料包括碳纤维层和钛层。在此处所使用的术语“构件”包括所述设备的任何部件(例如，衬底台、图案形成装置支撑件、毁损保护装置)。术语“构件”还包括部件的一部分(例如，衬底台的表面)。

图2描述根据本发明的一个实施例的光刻设备的毁损保护装置。所述毁损保护装置是在断电或控制系统失效期间用于保护可移动部件的可移动部件。可将所述毁损保护装置用于保护可被安装在开口空间5中的可移动衬底台(图1中的WT)。延长部3可被用于限制围绕基本上垂直于所述毁损保护装置的主平面1的轴线的旋转。所述延长部3可设置有被引导穿过凹槽(未显示)的突起(未显示)。在沿毁损保护装置的旋转方向的控制失败的情形中，所述凹槽可经由所述突起和延长部3把旋转力施加在所述毁损保护装置上，这在内角部7中造成非常高的峰值应力。

图3和4更加详细地描述根据本发明的一个实施例的图2的毁损保护装置的内角部7。所述内角部7由包括碳纤维11和钛15的交替层的复合材料构成。所述钛层可被提供至高应力发生的内角部或其它位置。如果钛层不需要降低在整个内角部中的应力，那么钛层15可小于所述碳层11。没有钛层15的位置13可填充有另外的碳层或填充物材料。所述钛层可具有约0.01至1mm的厚度，更优选地约0.1mm。在本发明的一个实施例中，所述钛可优选地是5级钛。在图3中显示的不同层将被压在一起形成图4的内角部7。在图3和4中，4个碳纤维层11与3个钛层15交替，然而，所述复合物还可与另外的碳纤维和钛的交替层一起使用。可把钛层设置成钛的矩形板，从钛的矩形板上切去角以形成所述复合物的内角部。所述复合物的优点是对磁力不敏感以及碳提供很好的振动阻尼。碳纤维的使用提供非常高的强度密度比，这使得做出非常强且重量轻的设计成为可能。

图5显示在毁损发生且在所述碳层之间没有设置钛层时，图2的毁损保护装置的一部分中的应力。俯视图给出在图5的上部中的毁损保护装置上的应力，毁损保护装置上的应力的仰视图在图5的下部被给出。图5显示在毁损发生且不存在钛层时在内角部9A和9B中出现非常高的峰值应力。

图6显示在毁损发生且钛板部分地设置在碳层之间时，图2的毁损保护装置的一部分中的应力。俯视图给出在图6的上部中的毁损保护装置中的应力，在毁损保护装置中的应力的仰视图在图6的下部被给出。图6与图5的对比显示，在毁损发生且钛板存在于内角部中时，较低的峰值应力发生在内角部7A和7B中。所述较低的峰值应力和具有比碳层好的应力标准的钛使得所述毁损保护装置能更好地抵挡毁损。

尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，例如为产生多层IC，所述衬底可以处理一次以上，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。

尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情况中使用所述复合材料，但应该理解的是，所述复合材料可以用于其它应用中。

例如，本发明可用于压印光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上形成的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。

这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围内的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。

在上下文允许的情况下，所述术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式和静电式的光学部件。

以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明进行修改。

Claims

1.一种光刻设备，包括：

支撑件，构造用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束，以便形成图案化的辐射束；

衬底台，构造用于保持衬底；和

投影系统，配置用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，

其中，所述光刻设备的构件包括复合材料，所述复合材料包括碳纤维层和钛层。

2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，钛层和碳纤维层被交替地设置在所述复合材料中。

3.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述构件是所述衬底台。

4.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述构件是所述支撑件。

5.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述钛层具有在约0.05和0.6mm之间的厚度。

6.根据权利要求5所述的光刻设备，其中，所述钛层具有在约0.2和0.4mm之间的厚度。

7.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述复合材料被设置在所述构件的内角部上，所述钛层是设置在所述内角部中的具有角形的钛板。

8.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述构件是被配置用于保护所述设备免受可移动部件影响的毁损保护装置。

9.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述构件在所述光刻设备使用期间是可移动的。

10.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述构件是被配置用于定位可移动部件的定位装置。

11.一种包括碳纤维层的复合材料，其中，在所述复合材料中设置钛层。

12.根据权利要求11所述的复合材料，其中，钛层和碳纤维层被交替地设置在所述复合材料中。

13.根据权利要求11所述的复合材料，其中，所述复合材料被设置在构件的内角部上。

14.根据权利要求13所述的复合材料，其中，所述构件是被配置用于支撑光刻设备的图案形成装置的支撑件或衬底台。

15.根据权利要求13所述的复合材料，其中，所述钛层是设置在所述角部的内部的具有角形的钛板。

16.一种用于光刻设备中的可移动构件，包括包含碳纤维层和钛层的复合材料。

17.一种制造复合材料的方法，包括步骤：

设置碳纤维层；

设置钛层，和

把所述层压在一起。