CN102914947A - 静电夹持装置、光刻设备和制造静电夹持装置的方法 - Google Patents

静电夹持装置、光刻设备和制造静电夹持装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了静电夹持装置、光刻设备以及制造静电夹持装置的方法。所述静电夹持装置被配置用于将物体静电夹持至光刻设备中的物体支撑结构。所述夹持装置包括：第一材料层；设置在第一层之上的电极；沉积在电极的各部分之间的绝缘、电介质或半电介质材料；以及设置在电极之上的第二层。此外，还描述了一种制造静电夹持装置的方法。

Description

静电夹持装置、光刻设备和制造静电夹持装置的方法
技术领域
本发明涉及用于保持物体的静电夹持装置、包括这种夹持装置的光刻设备以及与该夹持装置相关的方法。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。光刻设备可用于例如IC制造过程中。在这种情况下，可以将图案形成装置(例如掩模(掩模板))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。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现图案的转移。通常，单一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。
静电夹持装置是操作用于使用静电力夹持物体的夹持装置。这种夹持装置可以用在光刻设备中。例如，使用极紫外(EUV)辐射或电子束辐射的光刻设备可以在真空条件下在特定区域内操作。静电夹持装置可以用于将物体夹持在些区域中。静电夹持装置可以被设置用于将物体(例如掩模或衬底(晶片))分别静电夹持至物体支撑结构(例如掩模台或衬底台)。
发明内容
一种静电夹持装置可以包括叠层，在所述叠层中电极设置在上(第一)和下(第二)电介质、半电介质或绝缘层之间。例如，电极可以沉积在下层的上表面上。然后，上层布置在电极之上。上和下层例如通过阳极键合而结合在一起。电极可以包括彼此分离的多个部分。
根据一方面，提供一种具有静电夹持装置的设备，所述静电夹持装置被配置用于将物体静电夹持至物体支撑结构，所述夹持装置包括：第一电介质或半电介质层；第二电介质或半电介质层；在第一和第二电介质或半电介质层之间的电极，用于形成叠层，所述电极包括第一部分和旁边的或处于其横向侧的第二部分；以及在第一部分和第二部分之间的中间材料，所述中间材料是与所述第一或第二电介质或半电介质层不同的电介质、半电介质或绝缘材料。
根据还一方面，提供一种具有静电夹持装置的设备，所述静电夹持装置被配置用于将物体静电夹持至物体支撑结构，所述夹持装置包括：第一单一的电介质或半电介质层(或第一一体电介质或半电介质层)；第二单一的电介质或半电介质层(或第二一体电介质或半电介质层)；在第一和第二单一的电介质或半电介质层之间的电极；以及中间材料，所述中间材料与第一和第二单一的电介质或半电介质层分离并且在第一和第二单一的电介质或半电介质层之间延伸，以接触第一和第二单一的电介质或半电介质层。
根据另一方面，提供一种静电夹持装置，所述静电夹持装置被配置用于将物体静电夹持至光刻设备中的物体支撑结构，所述夹持装置包括：第一材料层；设置在第一层之上的电极；沉积在电极的各部分之间的绝缘、电介质或半电介质材料；以及设置在电极之上的第二层。
根据还一方面，提供一种制造静电夹持装置的方法，其中所述静电夹持装置被配置用于将物体静电夹持至物体支撑结构，所述方法包括：将电极设置在第一和第二电介质或半电介质层之间，所述电极具有第一部分和旁边的或处于其横向侧的(lateral)第二部分；以及将中间材料设置在第一和第二部分之间，所述中间材料是与所述第一或第二电介质或半电介质层不同的电介质、半电介质或绝缘材料。
根据还一方面，提供一种静电夹持装置，所述静电夹持装置被配置用于将物体抵靠物体支撑结构静电夹持，所述静电夹持装置根据本文中所述的方法被制造。
根据还一方面，提供一种光刻设备，包括：物体支撑结构，构造用于将物体支撑在辐射束的束路径中；以及如本文中所述的静电夹持装置。
根据还一方面，提供一种设备，包括：物体支撑结构，构造用于支撑物体；以及如文中所述的静电夹持装置。
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示出根据本发明实施例的光刻设备；
图2示出静电夹持装置的平面视图；
图3示出图2中的静电夹持装置的沿X-X截取的横截面；
图4示出根据本发明实施例的静电夹持装置的一部分的部分剖视图；
图5(A)-(I)示出制造图4中所示的静电夹持装置的所述部分的方法的实施例的部分剖视图；以及
图6(A)-(I)示出制造图4中所示的静电夹持装置的所述部分的方法的另一实施例的部分剖视图。
具体实施方式
图1示意地示出了根据本发明一个实施例的光刻设备。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，其配置成调节辐射束B(例如UV辐射或EUV辐射)；支撑结构或支撑件或图案形成装置支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与配置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；衬底台(例如晶片台)WT，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置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；和投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，其配置成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。
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。
所述支撑结构保持图案形成装置。所述支撑结构可以以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如例如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构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)。本文中任意使用的术语“掩模板”或“掩模”可以被认为与上位的术语“图案形成装置”同义。
本文中所使用的术语“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。应该指出的是，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分中的所需图案精确对应，例如如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分中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，以便沿不同的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。
本文中所使用的术语“投影系统”应当被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、反射及折射型、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体或使用真空之类的其他因素所适合的。本文中任意使用的术语“投影透镜”可以被认为与上位的术语“投影系统”同义。
支撑结构和衬底台可以在下文中被称为物体支撑结构。物体包括但不限于图案形成装置(诸如掩模板)和衬底(诸如晶片)。
如这里所示的，设备是反射型的(例如采用反射掩模)。可选地，设备可以是透射型的(例如采用透射掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的图案形成装置台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。
光刻设备还可以是这种类型，其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率(例如水)的液体覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体也可以应用到光刻设备中的其他空间，例如掩模和投影系统之间的空间。浸没技术用于提高投影系统的数值孔径在本领域是公知的。这里使用的术语“浸没”并不意味着结构，例如衬底，必须浸入到液体中，而仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。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，不会将该源看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一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器。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，例如积分器和聚光器。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入射到保持在支撑结构(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。已经被图案形成装置(例如，掩模)MA反射后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统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IF2(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IF1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)的帮助来实现支撑结构(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的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，支撑结构(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。可以使用掩模对准标记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)中。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，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
示出的设备可以用于下列模式中的至少一种：
1.在步进模式中，在将图案形成装置台(例如掩模台)MT和衬底台WT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，在对支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT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相对于支撑结构(例如掩模台)MT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.在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT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，通常可以采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT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。
图2示出静电夹持装置的平面视图。如图2所示，静电夹持装置1可以形成物体支撑结构3的一部分。物体W、MA设置在物体支撑结构3上。为了将物体W、MA以稳定的方式保持支撑在支撑结构上，夹持装置1提供夹持力，即，物体W、MA被例如通过静电夹持吸引到物体支撑结构3上。为此，可以理解，本发明的实施例可以应用于任何物体，尤其是平坦物体。物体的示例包括光学元件，诸如反射或透射掩模，或者待处理的衬底，诸如晶片。尽管文中的描述可以参考掩模MA和/或晶片或衬底W作为物体，但是应该理解，所述物体不限与此，可以是其他物体。
静电夹持装置包括电极5。电极可以包括第一部分7和第二部分9。第一部分7是第一电极部分。第二部分9可以是第二电极部分9a或屏蔽电极部分9a。
可以设置电压源11，其可以被配置用于将电压供给至第一或第二电极部分7、9a。第二电极部分9b可以通过提供地连接部13而被接地。如图3所示，静电夹持装置包括叠层。所述叠层包括电极7、9，所述电极7、9被设置成使得电极的第一表面6与第一电介质或半电介质层19接触，电极的第二表面8与第二电介质或半电介质层21接触。设置电介质或半电介质层19、21，以便保持设置在至少第一部分7上的电荷。在图2中，以虚线画出电极7、9，以便示出电极设置在静电夹持装置1的叠层结构中。换言之，电极不是设置在夹持装置1的外表面上。此外，连接至电压源11和地电位13的电连接也可以设置在静电夹持装置1的叠层结构中。
通过生成静电电荷并将其保持在至少第一电极部7上而运行静电夹持装置1。根据以下等式产生力：
F＝1/2*A*eps0*V∧2/(d/epsr+g)∧2
其中F是力(单位是牛顿)，A是施加有电荷的电极的面积(单位是平方米)，V是电压(单位是伏特)，g是(如果有)电介质或半电介质层与物体之间的间隙(也是(如果有)电介质或半电介质层与物体之间的凸起的高度)，epsr是电介质或半电介质层材料的介电常数，eps0是真空或其他周围气体环境的介电常数，d是电极同电介质或半电介质层的与物体相邻的表面之间的距离((如果有)是到电介质或半电介质层与物体之间的凸起的基部的距离)。因此，物体与电极之间的距离h是g+d，其中如果例如由于凸起而在物体与电介质或半电介质层之间存在间隙，则d大于0。在图3中，电极与物体之间的距离h被示出。为了保持物体W，在电极5与物体W之间施加电位差。可以施加大约4kV的电位差。
在图2中，设置双极夹持装置，其中在第一部分7上形成正电荷，而在第二部分9a上形成负电荷。这样，电极可以连接至受控的电阻，以便形成特定的静电力来夹持物体。设置包括第二部分9b的屏蔽电极9b，以便减小根据物体与电介质或半电介质层之间的流体(例如，气体)的帕邢曲线(Paschen curve)而产生放电的机会。
图3示出图2中静电夹持装置沿X-X截取的剖视图。在图3中，物体支撑结构3被构造用于支撑将要被处理的物体，例如其设置在辐射束的束路径中。静电夹持装置1被配置用于在沿着束路径投影光束期间抵靠物体支撑结构3来静电夹持物体W。静电夹持装置1包括具有第一和第二层19、21以及电极7、9a、9b的叠层。第一层可以包括电介质或半电介质材料。第二层可以包括电介质、半电介质或绝缘体材料或者它们的组合。第二层不必支持电场。电极可以包括第一和第二部分7、9a、9b，其中电极7、9a、9b设置成使得电极7、9a、9b的第一表面与第一层19接触，而电极7、9a、9b的第二表面8与第二层21接触。第一层可以被配置用于接纳物体。第一和第二电介质或半电介质层19、21可以包括支持电场的电介质或半电介质材料，使得在使用中静电夹持装置静电夹持物体、使物体抵靠第一层19。
第一或者第二电介质或半电介质层的材料可以设置在第一和第二层之间。这样，设置静电夹持装置，而不需要胶粘。在一实施例中，所述材料填充在第一和第二层19、21之间的一个或更多个体积空间15、17。所述材料可以围绕电极7、9a、9b。在一个实施例中，所述材料设置在电极7、9a、9b的第一和第二部分之间。在一实施例中，第一和第二层包括相同的材料。这样，可以消除第一和第二层的热膨胀系数的差，使得结构中热应力的效应被减小。
在一实施例中，电极7、9a、9b设置在电介质或半电介质层19、21中的一个上。电极7、9a、9b在平面中延伸，其中第一和第二部分7、9a、9b在该平面中延伸。电极7、9a、9b可以形成在第一和/或第二电介质或半电介质层19、21中。在图3所示的实施例中，电极7、9a、9b形成在第一电介质或半电介质层19中。在图3所示的实施例中，电极7、9a、9b形成在凹陷35中，所述凹陷35被蚀刻(例如，酸蚀刻)形成在第一或第二电介质或半电介质层中，产生电极部分7、9a、9b之间的凸起15、17。凸起15、17提供电极部分7、9a、9b之间的绝缘区域或绝缘池，即，夹持区。然后，电极部分7、9a、9b可以通过用金属填充凹陷35来形成，以形成电极。
在一实施例中，物体支撑结构被构造用于支撑物体MA，所述物体MA能够在辐射束的横截面上将图案赋予辐射束，以在辐射束的束路径中形成图案化的辐射束。在反射式光刻设备中，例如在EUV辐射范围内运行的反射式光刻设备，用于图案形成装置(例如，掩模)和静电夹持装置的物体支撑结构可以以与对应衬底所描述的支撑结构相类似的方式被构造，因为所述束不透射通过图案形成装置。然而，在透射式光刻设备中，其中辐射束透射通过图案形成装置，物体支撑结构3和静电夹持装置1可以被构造以便允许投影束通过。可以通过朝向静电夹持装置的边缘布置电极来实现这一点。
第一和第二层所包括的材料可以为诸如超低膨胀材料(例如二
Figure BDA00001902394900091
氧化钛硅酸盐玻璃)、玻璃材料、陶瓷材料、玻璃陶瓷材料(诸如
Figure BDA00001902394900092
材料)，或它们的组合。通过参考以全文并入的美国专利No.6864957公开了合适的材料的更详细内容。
Figure BDA00001902394900093
材料是可以从Corning获得的超低膨胀玻璃。
Figure BDA00001902394900094
材料是电介质材料，即，它是电的不良导体，但是是静电场的有效支持者。当材料在静电场中时，在材料中具有非常小的电荷流。材料的介电常数在大约1kHz下是大约4。材料是玻璃陶瓷材料，可以从Schott获得，具有极低的热膨胀系数。材料是半电介质材料，即，它是电的不良导体并且是静电场的有效支持者。
Figure BDA00001902394900098
材料的介电常数在大约1kHz下是大约8。应该指出的是，介电常数随着频率而变化。然而，所提供的电压可以是直流电压(DC)。在使用时在材料中的电荷流不会损害静电夹持装置的夹持功能。这样，尽管在材料中存在一些电荷流动，但是仍然可以在静电夹持装置中使用半电介质材料，诸如
Figure BDA00001902394900099
材料。电介质或半电介质材料可以具有在大约1kHz下处于大约1至大约8之间的介电常数。
在图3所示的实施例中，第一层19(也被称为上层)由超低膨胀材料构成，诸如可以从Corning获得的超低膨胀玻璃。第二层21可以由相同的材料或者另外的材料形成。超低膨胀玻璃(例如
Figure BDA00001902394900101
材料)在受热时基本上不膨胀。如果加热超过特定温度，则它可能流动。这样，通过加热，
Figure BDA00001902394900102
能够铸成为特定的形状或外形。此外，
Figure BDA00001902394900103
能够被加热使得分立的元件能够被熔合在一起，以形成复杂的结构。可以被用于第一层19、第二层21或者第一层19和第二层21两者的另外的材料是
Figure BDA00001902394900104
材料。
Figure BDA00001902394900105
材料适于用在静电夹持装置中，因为尽管是半电介质材料，但是在材料中流动的电流也不足以实质地影响静电夹持装置的功能。在图3示出的实施例中，第一和第二层是介电性的并且由
Figure BDA00001902394900106
形成。电极7、9a、9b由传统材料形成，诸如铝。电极7、9a、9b可以包括任何金属材料，所述金属材料可以被氧化，只要形成在金属上的氧化层没有厚到不允许电压连接或地连接施加到电极上即可。
在一实施例中，第一层19、第二层21或者第一层19和第二层21两者可以具有小于大约10m/m.K*10-6的热膨胀。第一层19、第二层21或者第一层19和第二层21两者的材料可以是SiC(具有4m/m.K*10-6的热膨胀的碳化硅)、SiSiC(具有4m/m.K*10-6的热膨胀的硅化碳化硅)或者Si3N4(具有3.3m/m.K*10-6的热膨胀的氮化硅)。电介质材料可以例如是塑料，诸如Para Tech Coating股份有限公司的PARYLENETM聚对二甲苯聚合物、E.I.du Pont de Nemours and Company的KAPTONTM聚酰亚胺或MYLARTM聚酯、或者液晶聚合物(LCP)。诸如SCHOTTTM密封玻璃、SCHOTTTMAF37或者SCHOTT BOROFLOATTM33等石英可以用作电介质材料。可以被用作绝缘体和/或电介质的另外的材料可以是氮化硼。
在一实施例中，物体支撑结构1和/或静电夹持装置3可以具有温度控制系统，用于控制物体支撑结构1和/或静电夹持装置3的温度。例如，温度控制系统可以包括通过物体支撑结构1和/或静电夹持装置3的一个或多个管道，其可以接收流体流，例如液体流，以促使流体与物体支撑结构1和/或静电夹持装置3之间的热传递。
此外，图3是物体支撑结构1和/或静电夹持装置3的示例，其中本发明的实施例可以应用于其中或者可以应用作为该示例。静电夹持装置(或者更一般的，具有电极的夹持装置)的其他类型、形式和物理布置可以实现文中所述的本发明实施例。
图4示出根据本发明实施例的静电夹持装置的一部分的部分剖视图。在图4示出的实施例中，静电夹持装置包括设置在第一电介质或半电介质层与第二电介质或半电介质层21之间的电极5，以形成叠层。在一实施例中，电极5设置在电介质或半电介质层19上，然后电介质或半电介质层21设置在电极5上(其设置在电介质或半电介质层19上)。在一实施例中，电极5设置设置在电介质或半电介质层21上，然后电介质或半电介质层19设置在电极5上(其设置在电介质或半电介质层21上)。在一实施例中，电介质5的一部分设置在电介质或半电介质层19上，一部分设置在电介质或半电介质层21上，然后，电极5的所述部分与层19、21被置于一起。
在一实施例中，电极5包括铝。在一实施例中，电极5包括两个层30、32。在一实施例中，层30、32中的一个包括铬，而层30、32中的另一个包括铝。在一个实施例中，层32包括铬，而层30包括铝。在一实施例中，层30、32中的一个具有大约30nm的厚度，而层30、32中的另一个具有大约300nm的厚度。在一实施例中，层30、32中具有30nm厚度的一个层包括铬、而层30、32中具有300nm厚度的一个层包括铝。在一实施例中，电极可以包括金属的单层、相同金属的多层，或者不同金属的多层。
电极5具有通过中间材料34彼此分离的部分。在一实施例中，中间材料34是电介质、半电介质或者绝缘材料。在一实施例中，中间材料34包括二氧化硅。电极5的部分可以是像第一和第二部分7、9a一样的分离的各个电极部分。电极5的部分可以是通过例如中间凸起15、17分离的单一电极9b(或一体的电极9b)的不同部分。
此外，尽管中间材料34可以是与第一层19和/或第二层21相同的材料，然而，中间材料34与单一的第一层19(或一体的第一层)的材料和单一的第二层21的材料是分开的。如以下所述，中间材料34被涂覆、沉积或以其它方式设置在电极5的部分之间的间隔中，并且与单一的第一层19的材料和单一的第二层21的材料分离地被涂覆、沉积或者以其它方式设置。
在一实施例中，电介质或者半电介质层19、21中的一个或者两个具有大致平面的表面，所述大致平面的表面与电极5和中间材料形成接合或交界。
图5(A)-(I)示出根据本发明实施例的例如图4中示出的静电夹持装置的制造过程。
在一实施例中，所述方法包括制造配置用于将物体静电夹持至物体支撑结构的静电夹持装置，所述方法包括：将电极设置在第一和第二电介质或半电介质层之间以形成叠层，其中所述电极包括第一和第二部分，中间材料位于第一和第二部分之间，所述中间材料是与前述第一或第二电介质或半电介质层不同的电介质、半电介质或绝缘材料。
参考图5(A)，所述工艺过程从电介质或半电介质层19开始。在一实施例中，层19可以包括超低膨胀材料(诸如
Figure BDA00001902394900121
材料)、玻璃材料、陶瓷材料、玻璃陶瓷材料(诸如
Figure BDA00001902394900122
材料)，或者它们的组合。在一实施例中，层19包括玻璃和/或陶瓷材料。
参考图5(B)，电极材料5设置在层19上。在一实施例中，电极材料5包括第一电极材料层30和第二电极材料层32。在一实施例中，第一电极材料层30包括铝，第二电极材料层32包括铬。两个层30和32可以一次被施加或者顺序地被施加。在一实施例中，电极材料5被涂覆在层19上。在一实施例中，电极材料5通过溅射工艺、化学气相沉积工艺或者它们的组合被沉积。电极5的厚度可以通过控制沉积工艺的时间而被控制。在一实施例中，电极材料5具有从260nm至370nm范围内选择的厚度。在一实施例中，厚度是大约330nm。在一实施例中，厚度为大约330nm、大约300nm的层可以是铝，而厚度为大约30nm的层可以是铬。
参考图5(C)，掩模材料36设置在电极材料5上或在其上方。在一实施例中，掩模材料36包括光致抗蚀剂。在一实施例中，光致抗蚀剂可以是正性光致抗蚀剂。在图5(C)中，抗蚀剂是正性抗蚀剂，然而，可以容易地改变工艺过程，以适应负性抗蚀剂。在一实施例中，掩模材料36可以包括可压印介质，所述可压印介质可以通过使用压印光刻模具而被压印。
参考图5(D)，掩模材料36具有一个或更多个孔的图案或者设置有一个或更多个孔的图案(参见图5(E))。在图5(D)中，例如，通过使用掩模结构38而将图案设置至掩模材料36。在一实施例中，掩模结构38是光掩模，所述光掩模被以辐射40曝光，以便通过将掩模材料36以辐射40曝光而将图案提供至掩模材料36。尽管图5(D)示出掩模结构38相对于掩模材料36偏移，然而，可以不必是这样，替代地可以是位于掩模材料36的与电极5相对的表面上。如上所讨论的，在一实施例中，掩模结构38可以是压印光刻模具。在一实施例中，掩模结构38可以是以期望的图案提供辐射束的辐射出口。例如，辐射出口可以是电子束写入器或者空间调制器，用于发射图案化的或可移动的辐射束，以提供图案。在一实施例中，掩模材料36可以在掩模材料36设置在电极5上或其上方时将图案嵌入其中。例如，掩模材料36可以是图案化的抗蚀刻板，其具有一个或更多个孔42，这个图案化抗蚀刻板可移除地设置在电极5上或电极5上方。
参考图5(E)，在掩模材料36是正性抗蚀剂的实施例中，被辐射曝光的掩模材料36被显影，以去除被曝光的掩模材料36，从而曝光电极5。结果，图案的一个或更多个孔42被形成在掩模材料36中。在未示出的一实施例中，电极材料5的与被曝光的掩模材料36相对应的部分可以与被曝光的掩模材料36大致同时被去除。在这种情况中，所述结构将如图5(G)中所示的一样。
参考图5(F)，被图案化的掩模材料36被用于将其图案传递至电极5。所述一个或更多个孔42曝光电极材料5。这样，掩模材料36的一个或更多个孔42能够被用于将掩模材料36的图案形成在电极材料5中，如图5(F)所示。例如，蚀刻可以用于通过一个或更多个孔42去除电极材料5。在一实施例中，蚀刻基本上完全去除一个或更多个孔中的电极材料5，以将层19曝光。在一实施例中，蚀刻包括化学蚀刻过程。
参考图5(G)，中间材料34被设置至一个或更多个孔42。在一实施例中，中间材料34设置至层19并且与相邻电极材料5接触。在一实施例中，中间材料34被设置成距离层19的高度大致与剩余电极材料5的距离层19的高度相同。在一实施例中，除了设置在一个或更多个孔42中之外，中间材料34可以设置在剩余的掩模材料36上，如图5(G)所示。在一实施例中，中间材料34包括二氧化硅。中间材料34是与层19或层21不同的材料(在图5(G)中未示出)，然而，它可以是相同的材料，即，相同的物质。
参考图5(H)，剩余的掩模材料36被去除。在剩余的掩模材料36上存在中间材料34的情况下，这种中间材料34随着剩余的掩模材料36一起被去除。在一实施例中，溶剂可以被使用用于溶解剩余的掩模材料36，这样使得其上的中间材料34也被去除。这个方法在本技术领域中可以被称为剥离(lift off)过程。在一实施例中，在中间材料34可以被有选择地设置至电极5中的一个或更多个孔42的情况下，剩余的掩模材料36可以在中间材料34的这种选择性的设置之前被去除。在一实施例中，在去除剩余的掩模材料36之后，剩余的电极5和中间材料34可以例如通过使用研磨剂或者化学处理而被抛光或者以其它方式被平滑。在一实施例中，剩余的电极5和中间材料34可以例如通过化学处理而被清洁。
参考图5(I)，电极5设置于其上的层19被熔融或者结合至第二电介质或半电介质层21、以形成叠层。在一实施例中，层21可以包括超低膨胀材料(诸如
Figure BDA00001902394900141
材料)、玻璃材料、陶瓷材料、玻璃陶瓷材料(诸如
Figure BDA00001902394900142
材料)，或者它们的组合。在一实施例中，层21包括玻璃和/或陶瓷材料。
图6(A)-(I)示出根据本发明实施例的例如图4中示出的静电夹持装置的制造过程。在该实施例中，使用掩模材料36转移到电极5中的转移步骤(例如，蚀刻)可以被省略。
参考图6(A)，掩模材料36设置在层19上或在其上方。在一实施例中，层19可以包括超低膨胀材料(诸如
Figure BDA00001902394900143
材料)、玻璃材料、陶瓷材料、玻璃陶瓷材料(诸如
Figure BDA00001902394900144
材料)，或者它们的组合。在一实施例中，层19包括玻璃和/或陶瓷材料。在一实施例中，掩模材料36包括光致抗蚀剂。在一实施例中，光致抗蚀剂是正性光致抗蚀剂。在图6(A)中，抗蚀剂是正性抗蚀剂，然而，也可以容易地改变工艺过程，以适应负性抗蚀剂。在一实施例中，掩模材料36可以包括可压印介质，所述可压印介质可以通过使用压印光刻模具而被压印。掩模材料36具有或设置有一个或更多个孔42的图案。所述一个或更多个孔42可以如上所述、例如与图5(D)和5(E)相关地被形成或者设置。所述一个或更多个孔42可以延伸至层19。
参考图6(B)，电极材料5设置在掩模材料36的一个或更多个孔中。在一实施例中，电极材料5包括第一电极材料层30和第二电极材料层32。在一实施例中，第一电极材料层30包括铝，第二电极材料层32包括铬。两个层30和32可以一次被施加或者顺序地被施加。在一实施例中，电极材料5被涂覆在层19上。在一实施例中，电极材料5通过溅射工艺、化学气相沉积工艺或者它们的组合被沉积。电极5的厚度可以通过控制沉积工艺的时间而被控制。在一实施例中，电极材料5具有从260nm至370nm范围内选择的厚度。在一实施例中，该厚度是大约330nm。在一实施例中，该厚度为大约330nm、大约300nm的层可以是铝，而厚度为大约30nm的层可以是铬。在一实施例中，除了设置在一个或更多个孔42中，电极材料5可以设置在剩余的掩模材料36上，如图6(B)所示。
参考图6(C)，剩余的掩模材料36被去除。在剩余的掩模材料36上存在电极材料5的情况下，这种电极材料5随着剩余的掩模材料36一起被去除。在一实施例中，溶剂可以被使用用于溶解剩余的掩模材料36，这样使得其上的电极材料5也被去除。这个方法在本技术领域中可以被称为剥离过程。在一实施例中，在电极材料5可以被有选择地设置至一个或更多个孔42的情况下，剩余的掩模材料36可以在电极材料5的这种选择性的设置之前被去除。
参考图6(D)，另外的掩模材料36被设置在电极5和被曝光的层19上或者其上方。在一实施例中，在中间材料34可以被有选择地设置至电极5中的一个或更多个孔42的情况下，可以不需要使用所述另外的掩模材料36，这样，该方法可以进行至图6(G)。在一实施例中，所述另外的掩模材料36包括光致抗蚀剂。在一实施例中，光致抗蚀剂是正性光致抗蚀剂。在图6(D)中，抗蚀剂是正性抗蚀剂，然而，也可以容易地改变工艺过程，以适应负性抗蚀剂。在一实施例中，所述另外的掩模材料36可以包括可压印介质，所述可压印介质可以通过使用压印光刻模具而被压印。
参考图6(E)和(F)，所述另外的掩模材料36具有或设置有一个或更多个孔42的图案。在图6(E)中，例如，图案通过使用电极5作为掩模、并且将所述一个或更多个孔42中的所述另外的掩模材料以辐射40曝光而被设置于所述另外的掩模材料36。在所述另外的掩模材料36是正性抗蚀剂的实施例中，孔42中被辐射曝光的掩模材料36被显影以去除被曝光的另外的掩模材料36，以便将层19曝光。没有被曝光的另外的掩模材料36保持在电极5上。如上所述，在另外的掩模材料42中的一个或更多个孔42可以通过其他的机制或者方法来设置或者形成。
参考图6(G)，中间材料34被设置至一个或更多个孔42。在一实施例中，中间材料34设置至层19并且与相邻电极材料5接触。在一实施例中，中间材料34被设置为距离层19的高度大致与剩余电极材料5距离层19的高度相同。在一实施例中，除了设置在一个或更多个孔42中之外，中间材料34还可以设置在剩余的另外的掩模材料36上(如果有)，如图6(G)所示。在一实施例中，中间材料34包括二氧化硅。中间材料34是与层19或层21不同的材料(在图6(G)中未示出)，然而，它也可以是与之相同的材料，即，相同的物质。
参考图6(H)，剩余的另外的掩模材料36(如果有)被去除。在剩余的掩模材料36上存在中间材料34的情况下，这种中间材料34随着剩余的掩模材料36一起被去除。在一实施例中，溶剂可以被使用用于溶解剩余的掩模材料36，这样使得其上的中间材料34也被去除。这个方法在本技术领域中可以被称为剥离过程。
在一实施例中，在设置中间材料34以及去除剩余的掩模材料36(如果有)之后，剩余的电极5和中间材料34可以例如通过使用研磨剂或者化学处理而被抛光或者以其它方式被平滑。在一实施例中，剩余的电极5和中间材料34可以例如通过化学处理而被清洁。
参考图6(I)，电极5设置于其上的层19被熔融或者结合至第二电介质或半电介质层21、以形成叠层。在一实施例中，层21可以包括超低膨胀材料(诸如
Figure BDA00001902394900161
材料)、玻璃材料、陶瓷材料、玻璃陶瓷材料(诸如材料)，或者它们的组合。在一实施例中，层21包括玻璃和/或陶瓷材料。
参考图5和6，结合方法可以包括阳极键合。在一实施例中，第一层19经由在电极5的部分之间的中间材料34而熔融至第二层21。在一实施例中，通过将叠层加热直到材料19、21和34在它们的界面处一起流动来实现熔融或结合。结合或熔融可以包括：将热施加至叠层、将压力施加至叠层、或者这两者的组合。施加至层19、层21、中间材料34或者叠层的温度和/或压力依赖于用于层19、层21、中间材料34和电极5的材料。
参考图5和6，可以看到，工艺过程从电介质或半电介质层19开始并且在该层19上进行，其中所述层19是夹持装置3的上(第一)层19。在一实施例中，工艺过程可以从电介质或半电介质层21开始和/或在该层21上进行，其中所述层21是夹持装置3的下(第二)层21。
文中描述的夹持装置和/或方法的优点在于，与电极形成相关的对准误差和/或高度误差可以被减小或者消除。这种误差对夹持装置的性能可能会有负面的影响，诸如极对极放火花和/或残品率问题。附加地或者可选地，与现有技术中的电极形成方法相比，文中所描述的夹持装置和/或方法可以提供料想不到的提高的产率。附加地或者可选地，文中所描述的夹持装置和/或方法可以提供料想不到的价格降低和/或生产时间减少。
文中各种材料层的施加的机制或方法不应该被限制。例如，在一实施例中，如果合适，各种层中的一个层或更多个层可以通过溅射工艺、化学气相沉积过程或者它们的组合而被设置。在一实施例中，各种层中的一个层或者更多个层可以被设置作为液体(与例如刮片(doctor blade)相结合)。附加地，可以以多种方式实施蚀刻，而不应该被限制。例如，在一实施例中，蚀刻可以包括激光消融工艺。
虽然在本文中详述了光刻设备用在制造IC(集成电路)，但是应该理解到这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将这里使用的任何术语“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他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层IC，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。
虽然上面已经详述了本发明的实施例在光学光刻术中的应用，应该注意到，本发明可以有其它的应用，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。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。此外，文中所述的静电夹持装置可以具有除光学光刻术之外的其他应用。例如，静电夹持装置可以用于保持真空腔中的化学处理所使用的物体。
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、355、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。
在允许的情况下，术语“透镜”可以表示不同类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的以及静电的光学部件。
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 (15)

1.一种具有静电夹持装置的设备，所述静电夹持装置被配置用于将物体静电夹持至物体支撑结构，所述夹持装置包括：
第一电介质或半电介质层；
第二电介质或半电介质层；
第一和第二电介质或半电介质层之间的电极，用于形成叠层，所述电极包括第一部分和旁边的第二部分；以及
第一部分和第二部分之间的中间材料，所述中间材料是与所述第一或第二电介质或半电介质层不同的电介质、半电介质或绝缘材料。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一电介质或半电介质层、或第二电介质或半电介质层、或第一和第二电介质或半电介质层两者包括玻璃材料、或陶瓷材料、或玻璃和陶瓷材料两者。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述中间材料包括二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的设备，还包括物体支撑结构，所述物体支撑结构被配置用于保持图案形成装置、或对辐射敏感的衬底、或图案形成装置和对辐射敏感的衬底两者。
5.一种具有静电夹持装置的设备，所述静电夹持装置被配置用于将物体静电夹持至物体支撑结构，所述夹持装置包括：
第一单一的电介质或半电介质层；
第二单一的电介质或半电介质层；
第一和第二单一的电介质或半电介质层之间的电极；以及
中间材料，所述中间材料与第一和第二单一的电介质或半电介质层分开并且在第一和第二单一的电介质或半电介质层之间延伸，以接触第一和第二单一的电介质或半电介质层。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述中间材料是与所述第一和第二单一的电介质或半电介质层的材料不同的物质。
7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述第一和第二单一的电介质或半电介质层具有大致平面的表面，该表面与电极和中间材料形成接合或交界。
8.一种静电夹持装置，所述静电夹持装置被配置用于将物体静电夹持至光刻设备中的物体支撑结构，所述夹持装置包括：
第一材料层；
设置在第一层之上的电极；
沉积在电极的各部分之间的绝缘、电介质或半电介质材料；以及
设置在电极之上的第二层。
9.一种制造静电夹持装置的方法，所述静电夹持装置被配置用于将物体静电夹持至物体支撑结构，所述方法包括步骤：
将电极设置在第一和第二电介质或半电介质层之间，所述电极具有第一部分和旁边的第二部分；以及
将中间材料设置在第一和第二部分之间，所述中间材料是与所述第一或第二电介质或半电介质层不同的电介质、半电介质或绝缘材料。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，设置电极的步骤包括：将具有孔的掩模材料设置在电极上或在电极上方；以及经由所述孔去除电极材料、以形成第一和第二部分。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电极具有在第一和第二部分之间的间隙，将中间材料设置在第一和第二部分之间的步骤包括：将中间材料沉积在所述间隙中。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述中间材料是与所述第一和第二电介质或半电介质层的材料不同的物质。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一电介质或半电介质层、或第二电介质或半电介质层、或第一和第二电介质或半电介质层两者包括玻璃材料、或陶瓷材料、或玻璃和陶瓷材料两者。
14.一种根据权利要求9所述的方法制造的静电夹持装置。
15.一种光刻设备，包括：
投影系统，配置用于将使用图案形成装置被图案化的辐射束投影到对辐射敏感的衬底上；以及
静电夹持装置，用于保持衬底、或图案形成装置、或衬底和图案形成装置两者，所述静电夹持装置是根据权利要求1所述的静电夹持装置或者是根据权利要求13的方法制造的静电夹持装置。
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