CN1637619A - 抑制污染的光刻设备,器件制造方法,和由此制造的器件 - Google Patents

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Abstract

一种具有用于提供辐射的投影光束的辐射系统的光刻投影设备。这投影设备包括微粒供应装置(22)，其用于将吸气剂微粒供应到所述的辐射投影光束中，以便作为所述的投影光束中的污染物微粒吸气剂，其中所述的吸气剂微粒具有至少1nm的直径，优选在1000nm以下。在一个实施例里，该光刻设备具有带有平板构件(52；57；59；69)的污染物收集器(9；50；55；67)，用于在所述的投影光束中俘获污染物微粒，和微粒供应装置(22；45，54，58；65；71)，用以在污染物收集器上游的空间中提供微粒，这样该微粒与污染物微粒碰撞，以为污染物微粒提供具有朝向该平板构件(52；57；59；69)的附加速度分量。

Description

抑制污染的光刻设备， 器件制造方法，和由此制造的器件
技术领域
本发明涉及一种光刻投影设备，包括：
用于提供辐射的投影光束的辐射系统；
用于支撑构图部件的支撑结构，所述构图部件用于根据所需图案构图该投影光束；
用于支持基底的基底台；和
用于将所构图的光束投影在所述基底靶部的投影系统；
背景技术
这里使用的术语“构图部件”应广义地解释为能够给入射的辐射光束的截面赋予图案的部件，其中所述的图案与在基底的靶部上形成的图案一致；术语“光阀”也可以在上下文中使用。一般地，所述图案与形成在靶部中器件的特殊功能层相应，如集成电路或者其它器件(如下文)。这种构图部件的示例包括：
--掩模。掩模的概念在光刻中是公知的，它包含如二进制型，交替相移型，和衰减相移型的掩模类型，以及各种混合的掩模类型。这种掩模在辐射光束中的布置使入射到掩模上的辐射能够根据掩模上的图案而选择性的被透射(在透射掩模的情况下)或者被反射(在反射掩模的情况下)。在使用掩模的情况下，支撑结构通常是一个掩模台，它保证掩模被保持在入射光束中理想的位置上，且如果需要它能够相对于光束移动；
--可编程反射镜阵列。这种设备的一个例子是具有粘弹性控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这种设备的原理基础是(例如)反射表面的已寻址区域将入射光反射为衍射光，而未寻址区域将入射光反射为非衍射光。用一个适当的过滤器，从反射的光束中过滤掉所述非衍射光，仅保留衍射光；以这种方式，光束根据矩阵可寻址表面的寻址图案来产生图案。可编程反射镜阵列的另一个可选择实施例是利用微小反射镜的矩阵排列，其中每个反射镜通过使用适当的局部电场，或者通过使用压电致动器装置能够独立的关于一轴倾斜。再者，反射镜是矩阵可寻址的，由此已定址的反射镜以与未寻址反射镜不同的方向将入射的辐射光束反射；以这种方式，根据矩阵可寻址反射镜的寻址图案对反射光束进行构图。可以用适当的电子装置进行该所需的矩阵寻址。在上述两种情况中，该构图部件可包括一个或者多个可编程反射镜阵列。反射镜阵列的更多信息可以从例如美国专利US5,296,891和美国专利US5,523,193，和PCT专利申请WO98/38597和WO98/33096中获得，它们在这里引入作为参照。在可编程反射镜阵列的情况中，所述支撑结构可以由框架或者工作台来实现，例如，所述结构根据需要可以是固定的或者是移动的；
和
--可编程LCD阵列。美国专利申请US5,229,872给出了这种结构的一个例子，其在此引入作为参照。如上所述，在这种情况下，该支撑结构可以由框架或者工作台来实现，例如，所述结构根据需要可以是固定的或者移动的。
为简单起见，本文的其余部分在一定情况下，具体以包含掩模和掩模台的实例说明其自身；然而在这样的例子中所讨论的一般原理应适用于上述更宽范围的构图部件。
光刻投影设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，构图部件可以产生对应于单层IC的电路图案，该图案可以在已涂覆辐射敏感材料(抗蚀剂)层的基底(硅片)的靶部(例如包括一个或多个管芯)成像。一般地，单一的晶片将包含相邻靶部的整个网格，该相邻靶部由投影系统逐次相继辐射。在目前采用掩模台上的掩模进行构图的装置中，有两种不同类型的机器。一类光刻投影设备是，通过将整个掩模图案一次曝光到靶部上而辐射每一靶部；这种装置通常称为晶片步进器或者步进重复(STEP-AND-REPEAT)装置。另一种装置--通常称为步进扫描装置-通过在投影光束下沿给定的参考方向(“扫描”方向)依次扫描掩模图案、并同时沿与该方向平行或反平行的方向同步扫描基底台来辐射每一靶部；因为，一般地，投影系统有一个放大系数M(通常＜1)，因此对基底台的扫描速度v是对掩模台扫描速度的M倍。关于如这里描述的光刻设备的更多信息可以从例如美国专利US6,046,792中获得，该文献在这里引入作为参考。
在使用光刻投影设备的制造方法中，(例如在掩模中的)图案成像在至少部分由一层辐射敏感材料(抗蚀剂)覆盖的基底上。在这种成像步骤之前，可以对基底进行各种处理，如打底，涂敷抗蚀剂和弱烘烤。在曝光之后，可以对基底进行其它的处理，如后曝光后烘烤(PEB)，显影，强烘烤和测量/检查成像特征。以这一系列工艺为基础，对例如IC器件的单层形成图案。这种图案层随后可以进行各种处理，如蚀刻、离子注入(掺杂)、镀金属、氧化、化学一机械抛光等完成一单层所需的所有处理。如果需要多层，那么必须对每一新层重复全部步骤或者其变化。最终，在基底(晶片)上出现器件阵列。然后采用例如切割或者锯断的技术将这些器件彼此分开，单个器件可以安装在载体上，与管脚等连接。关于这些步骤的进一步信息可以从例如Peter van Zant的“微芯片制造：半导体加工实践入门(Microchip Fabrication：A Practical Guide toSemiconductor Processing)”一书(第三版，McGrawHill Publishing Co.，1997，ISBN0-07-067250-4)中获得，这里作为参考引入。
为了简单起见，投影系统在下文称为“镜头”；可是，该术语应广义地解释为包含各种类型的投影系统，包括例如折射光学装置，反射光学装置，和反折射系统。辐射系统还可以包括根据这些设计类型中任一设计的操作部件，该操作部件用于操纵、整型或者控制辐射的投影光束，这种部件在下文还可以共同地或者单独地称为“镜头”。另外，光刻设备可以具有两个或多个基底台(和/或者两个或多个掩模台)。在这种“多级式”器件中，可以并行使用这些附加台，或者可以在一个或者多个台上进行准备步骤，而一个或者多个其它台用于曝光。例如在US5,969,441和WO98/40791中描述的二级光刻设备，这里作为参考引入。
为了可以成像更小的特征，已提出使用波长在5-20nm范围内，特别是13.5nm的远紫外辐射(EUV)，或者如离子束和电子束的带电的粒子束做为在光刻设备中的曝光光束。这些辐射类型要求设备中的光束路径被抽空，以便避免光束的分散和吸收。因为没有公知的材料适合制成用于EUV的折射光学元件，因此，EUV光刻设备在辐射(照射)和投影系统中必须使用反射镜。甚至是用于EUV辐射的多层反射镜，其具有相对低的反射和高的污染敏感度，由此更减少了它们的反射和设备的产量。这样更进一步要求必须保持在真空的水平和尤其必须让碳氢化合物的部分压力保持在很低的情况下。
同时，等离子辐射源和抗蚀剂是基本的污染源，必须保持在照射和投影系统外。放电等离子源，例如，利用放电来产生局部电离的等离子并随后崩溃(collapse)来产生辐射EUV的非常热的等离子。必须防止等离子体气体，通常，是氙(Xe)和来自光源的碎屑进入照射系统。在该设备的另一端，入射在抗蚀剂上的辐射由于脱气作用导致碎屑和副产品的释放。防止光源和抗蚀剂的碎屑到达照射和投影系统是必要的。
EP-A-0957402公开了一种阻止抗蚀剂碎屑进入投影系统的系统。该系统包括一种简单的优选为锥形的管，其围绕着在投影系统外壳和基底之间的投影光束周围。气体在该电子管里流动携带抗蚀剂碎屑以阻止它进入投影系统的范围内。
国际申请WO-A-03/034153公开了一种进一步改进的装置，用于收集如由等离子源发出的或来自于EUV辐射曝光的抗蚀剂的碎屑。该文献描述了一种污染物收集器，其包含与投影光束的传播方向平行放置的第一组平板构件，和与光传播方向平行放置的第二组平板构件。该第一和第二组构件沿着投影光束的光学轴彼此分隔开。在第一和第二组平板构件之间有一个间隙。将冲洗气体施加在那个间隙以提供高气压来收集污染物微粒。设计两组平板构件以便最小化气体泄漏并在收集器外面保持低的气压。然而，仍有一定量的EUV由这种具有相对高压的气体所吸收。
发明内容
本发明的一个目的是改进碎屑的收集，尤其是由产生EUV辐射的等离子源所释放的碎屑的收集。
所述和其它的目的可以根据本发明在开篇段落中所列举的光刻设备来实现，特征在于，该光刻投影设备包括用于将吸气剂微粒提供到辐射的投影光束中以便用作投影光束中污染物微粒的吸气剂的微粒供应装置，该吸气剂微粒具有至少为1nm的直径优选小于1000nm。
通过让辐射的EUV投影光束和碎屑通过带有“纳米微粒”(nanoparticles)的空间，大多数来自于辐射的投影光束的EUV光子会通过，或者通过这些颗粒投射，或者与纳米微粒根本没有碰撞而传播，而纳米微粒将会起到碎屑收集剂的作用。
需要注意的是，所述中使用的的术语“纳米微粒”，指直径在1-1000nm数量级的微粒。然而，本领域的技术人员可以理解，提供有这些纳米微粒的该光刻设备的空间可包含直径在该范围之外的其它微粒。仅制造这一范围内的微粒是困难的。
吸气剂微粒可以从包括Si3N4，Si，SiO2，Al2O3，C，Mo，Sn，Ru，Zr，Fe，Au，液态N2，液态CO2，液态H2O，SiC，Xe和Ar的组中选出。这些材料，当以纳米微粒的形式产生时会对如13.5nm波长的EUV具有合理的透射。
在一个实施例中，该微粒供应装置包括超声波喷嘴。
在另一个实施例中，为该光刻投影设备提供一个污染物收集器，微粒供应装置设置成相对于辐射的投影光束的传播方向在污染物收集器上游的空间供应吸气剂微粒。
在另一个实施例中，本发明提供一种光刻投影设备包括：
--用于提供辐射投影光束的辐射系统；
--用于支撑构图部件的支撑结构，所述构图部件用于根据所需图案构图该投影光束；
--用于保持基底的基底台；和
--用于将所述构图的光束投影在基底的靶部的投影系统；
--利用至少一个平板构件来捕捉存在于辐射投影光束中的污染微粒并将污染物微粒引导进入污染物收集器的污染物收集器，
--提供微粒到辐射投影光束的微粒供应装置，
其特征在于
该微粒供应装置设置成相对于辐射投影光束的传播方向提供微粒到污染物收集器上游的空间中的辐射投影光束中，这样，所述微粒与引导到污染物收集器中的污染物微粒发生碰撞，以给污染物微粒提供沿垂直于至少一个平板构件的方向的速度分量。
为了阻碍尽可能少的辐射，污染物收集器的平板构件被设置成与辐射的投影光束传播相平行的方向。通过在该污染物收集器中进行的污染微粒与在该污染物收集器中存在的可选择的其它微粒之间的碰撞，所述污染微粒的多数会在该污染物收集器中获得或多或少的随机方向，结果它们被所述平板构件中的一个所捕获。通过在污染物收集器上游的空间中提供与污染物微粒碰撞的额外的微粒到辐射投影光束中，就可以为污染物微粒提供与污染收集物器内的至少一个平板构件相垂直的方向的额外速度分量。因此，由一个平板构件来俘获污染物微粒的机会将会增加。而且，同时所述微粒可以具有比WO-A-03/034153中所述的更低的压力。因此，在用污染物收集器有效地俘获污染物微粒的同时可以减少对EUV不必要的吸收。
根据发明的更进一步的方面，它提供一种器件的生产方法包括：
提供至少部分由辐射敏感材料层涂覆的基底；
采用辐射系统辐射来提供辐射的投影光束；
使用构图部件来在投影光束的横截面上赋予其图案；以及
将图案化的辐射光束投影到幅射敏感材料层的靶部上，特征在于
供应吸气剂微粒到辐射投影光束中以便在投影光束里用作污染物微粒的吸气剂，该吸气剂微粒具有至少1nm的直径。
在本发明更进一步的方面中，提供一种器件的生产方法包括：
—提供至少部分由敏感材料层覆盖的基底；
—使用辐射系统来提供辐射投影光束；
—在辐射投影光束中俘获污染物微粒和将污染物微粒引入到具有至少一个平板构件的污染物收集器；
—使用微粒供应装置将微粒提供到辐射投影光束中；
—使用构图部件以给投影光束的横截面赋予其图案；
以及；
—将图案化的辐射光束投影到辐射敏感材料层的靶部上，
特征在于
相对于辐射的投影光束的传播方向，提供微粒到在污染物收集器上游的空间中的辐射投影光束中，这样，所述微粒与引导到污染物收集器中的污染物微粒发生碰撞，以便为污染物微粒提供在垂直于至少一个平板构件的方向的速度分量。
最后，本发明涉及一种由以上提到的光刻投影设备制造的器件。
尽管本文中具体接合了IC生长中根据本发明的设备的应用，但是应该清楚的了解到这样的设备还具有许多其它的应用。例如，它可以被用来生产集成的光学系统，用于磁域存贮器的导航和探测构图，液晶显示板，薄层磁头等。在所述可选择的应用中，技术人员会理解，文中术语“中间掩模版”，“晶片”或“管芯”的任何应用都应该被认为可以由更通用的术语“掩模”，“基底”和“靶部”来分别代替。
在本发明中，使用术语“辐射”和“光束”来概括所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如波长在365，248，193，157或126nm)和远紫外(EUV)辐射(例如在5-20nm范围的波长)，也包括如离子束或电子束的粒子束。
附图说明
现在仅仅通过示例的方式参考相应的示意性附图来描述本发明的实施例，其中对应的参考标记表示对应的部件，且其中：
图1描述根据本发明的一个实施例的光刻投影设备；
图2更详细地示出图1中的光刻投影设备的一些部分；
图3示出设计通过纳米微粒的方法来俘获碎屑的本发明的一个实施例；
图4a和图4b示出在图3的配置中用于供应纳米微粒的供应装置；
图5a和图5b示意性地示出污染物微粒的传播方向以说明本发明要解决的问题；
图6示出了根据本发明配置的第一实施例，其中污染微粒借助粒子流而使污染微粒改变方向；
图7a，7b和7c示出了污染物收集器，其可以用于图6的配置中来代替那里所示出的污染物收集器；
图8a和图8b示出了进一步可选择污染物收集器的不同视图，其可以用于通过其它微粒流动的方式而使污染物微粒改变方向的配置中；
具体实施方式
图1示意性地描述了根据本发明具体实施例的一种光刻设备。该设备包括：
—用于提供辐射的投影光束PB(例如UV或EUV辐射线)的照射系统(照射器)IL；
—第一支持结构(例如掩模台)MT，其用于支撑构图部件(例如掩模)MA，并与用于将该掩模相对于零件PL精确定位的第一定位装置PM相连；
—用于承载基底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)W的基底台(例如晶片台)WT，并与用于将该掩模相对于零件PI精确定位的第二定位装置PM相连；和
—投影系统(例如一个反射投影透镜)PL，其用于将通过构图部件MA赋予投影光束PB的的图案成像在基底W的靶部C(例如包括一个或多个管芯)上。
如此所述，该设备是反射型的(例如应用反射掩模或如上述所述的可编程反射镜阵列)。可选择地，该装置也可以是透射型的(例如应用透射掩模)。
照射器IL接收来自辐射源SO的辐射光束。辐射源和光刻设备可以是单独的实体，例如在辐射源为等离子体放电源时。在这些情况下，辐射源不应该被视为形成了光刻设备的一部分，借助例如由合适的汇集的反射镜和/或光谱纯净滤光片组成的辐射收集器(collector)，辐射光束通常从源SO传递到照射器IL。在另一些情况中，辐射源可能是装置的整体部分，例如当辐射源为水银灯时。辐射源SO和照射器IL可称为辐射系统。
照射器IL可以包括用于调节光角强度分布的调节装置。通常来说，至少可以调节照射器的光瞳面内的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为δ外和δ内)。照射器提供调整的辐射光束，其称为投影光束PB，并在其横截面上具有所需的均匀性和强度分布。
投影光束PB随后入射到固定在掩模台MT上的掩模MA上。经掩模MA反射，投影光束PB穿过透镜PL，透镜将光束PB聚焦在基底W的靶部C上。借助于第二定位装置PW和定位传感器IF2(例如干涉测量装置)，可精确地移动基底台WT，如可以在光束PB的轨迹上确定不同的靶部C的位置。同样的，在从掩模库中机械的查找掩模MA之后或在扫描过程中，第一定位装置PM和定位传感器IF1可以用来精确的确定掩模MA相对于光束PB的位置。通常情况下，实现目标台MT和WT的移动需要借助长行程模块(粗定位)和短行程模块(精确定位)，其形成为PM和PW定位装置的部分。然而在步进器(相对于扫描器)的例子中，掩模台MT仅可以与短行程致动器连接或固定。掩模MA和基底W可以使用掩模对准标记M1，M2和基底对准标记P1，P2来准直。
所述的设备可用在下述的优选模式中：
1、在步进模式中，掩模台MT和基底台WT基本保持静止，被传给投影光束的整个图案被一次投影(例如单次静态曝光(single static exposure))到靶部C上。然后基底台WT沿x和/或y方向移动，以使不同的靶部C能够被曝光；在步进模式中，曝光区域的最大尺寸限制靶部C在单独静态曝光里成像的尺寸。
2、在扫描模式中，当赋予投影光束的图案被投影到靶部C(例如单次动态曝光(sinle dynamic exposure))上的同时，掩模台MT和基底台WT被同步扫描。通过投影系统PL的(缩小)放大和成像反转特征来决定基底台WT相对于掩模台MT的速度和方向。在扫描模式里，曝光域的最大尺寸限制靶部C在单独动态曝光里的宽度(以非扫描的方向)，而扫描移动的长度决定靶部的高度(以扫描方向)。
3、在另一种模式中，掩模台MT基本保持固定来保持可编程的构图部件，而基底台WT被移动或扫描，同时一个赋予投影光束的图案被投影到靶部C上。在这种模式里，通常在每一个基底台WT的移动之后或在扫描过程的逐次辐射脉冲之间应用脉冲辐射源和根据需要更新可编程构图部件。可以很容易地将这种模式应用到使用可编程构图部件的无掩模光刻中，例如上述提到的可编程反射镜阵列类型。
也可以利用在上述描述的模式上的结合和/或变化或利用完全不同的模式。
图2更详细的示出投影装置1，包括一个辐射系统2，和一个照射光学系统装置4，和一个投影光学系统PL。辐射系统2包括一个源收集器模块或辐射装置3。辐射元件3带有由放电等离子体形成的辐射源SO。EUV辐射由气体或蒸汽产生，例如Xe气或Li蒸汽，其中可以产生非常热的等离子体以发射在电磁波谱的EUV范围内的辐射。通过使部分电离的放电等离子体在光轴O上崩溃而产生非常热的等离子体。需要10帕的氙气，锂蒸汽或其它任何合适的气体或蒸汽的部分压力用于有效发生辐射。由辐射源SO放出的辐射途径一个气体障碍结构或污染物收集器9，从源室7进入收集器室8。气体障碍结构9包含一个例如欧洲专利申请EP-A-1233468和EP-A-1057079中详细描述的通道结构，其在这里被引用。
收集器室8包括根据本发明由切线入射收集器形成的辐射收集器10。由收集器10传递的辐射被反射离开光栅滤谱器11，以聚焦到收集器室8中的小孔处的虚源点(virtual source point)12中。来自收集器室8的投影束16在到照射系统装置4中经垂直入射反射器13，14反射到位于中间掩模版或掩模台MT上的中间掩模版或掩模上。行程了图案化的光束17并在投影光学系统PL中经反射元件18，19成像到晶片台或基片台WT上。通常在照射光学元件4和投影系统PL中存在比显示的更多的元件。
在第一个实施例里，这个发明与在图3和4所示出的配置相关。
EUV源除了发着EUV光子之外，还发射溅射的电极材料，气体，蒸汽，离子，和电子。最近利用金属蒸汽等离子体(例如锡)作为产生EUV的媒介已经引起广泛关注。然而，基于这一原理EUV源的类型的一系列问题由源产生锡是大规模的，在它进入EUV光刻投影系统的精密光学系统以前必须被停止。既然每一个可能的材料都能强烈的吸收EUV辐射，没有充分透明的窗材料可以利用。薄箔滤光器仍可以吸收入射能量的近似一半，导致如蒸发和烧孔等几个热学问题出现。在分离理想的例子里，当滤波器没有损坏时，它会从源挡住所有碎屑。
对于控制碎屑的第二个选择是如收集器9的污染物收集器。这样的污染物收集器带有被定位在EUV光束里的板构件，为了阻挡尽可能少的EUV辐射，其被沿着EUV辐射的路径排列。这样的污染物收集器可以合理地阻挡EUV辐射和由EUV源产生的碎屑。然而，这需要进一步提高俘获碎屑的能力，以便能进一步提高在EUV光刻投影设备里位于污染物收集器下游的第一反射镜的寿命。这一点可以通过用纳米颗粒吸气而实现。下面将参照图3和4进一步解释。
图3中与图1和2中相同的标号代表相同的元件。图3中示出一个壁20，其上有开口，其使得EUV辐射朝向污染物的收集器9行进。一个供应装置22在污染物收集器的上游向投影光束提供吸气剂微粒流24。吸气剂微粒由参考标记30表示。这里，吸气剂微粒被限定为“纳米微粒”，其具有大约为1-1000nm的直径。这意味着有很多微粒有这样的直径。然而，有部分微粒的直径在这范围之外。然而。那些纳米微粒30也许有一个随机的形状。提到术语“直径”并不意味着这些纳米微粒需要是球形。
排放装置26把吸气剂微粒30从光刻投影设备箭头28中排除，如箭头28所示。。
尽管在图3中，所示出的配置包括污染物收集器9，也可以不具有污染物收集器9来应用本发明。
纳米微粒30被用来阻挡源引发的碎屑。例如不在EUV辐射中应用会被大量的热负载损坏的薄箔，而应用一种“变斑晶(meta-crystal)”的纳米微粒30。由于尺寸小、容许材料的变化、微粒的快速更新是可能的等，产生几个用固体和/或液体材料而少用透明材料的新机会。关于污染物收集器9，由于吸气剂微粒是相对透明的，所以更多的材料表面可以用作吸气剂。
溅射电极材料和-依赖于纳米微粒材料-水和碳氢化合物和其它分子/原子/微粒将吸附到纳米微粒30，即纳米微粒30作为吸气剂。而且，由于纳米微粒30相对于污染物微粒的原子离子是很重的，用它们可以使由源SO产生的快速离子减速。此外，当毫微微粒带电时，它们能使由源SO产生的快速离子发生偏转。
优选的，在污染物收集器9上游体积中纳米微粒30的密度选择成，使每一个污染物微粒将遇到一个纳米微粒30，被纳米微粒30吸附，和EUV光子将遇到尽可能少的纳米微粒。与纳米微粒碰撞的EUV光子将由纳米微粒30部分吸收。因此，对于纳米微粒30来说，采用相对EUV透明的材料是有益的。在下表示出能被用于纳米微粒30的材料的非专属范围。该表所示出这些材料在例如10和100nm两个不同厚度的透射。注意，这个表中所列的所有材料的折射系数在EUV范围是接近均匀的。因而，EUV辐射通过那些纳米微粒30散射是可以忽略的。表中分别给出了10和100nm理论层的材料的投射。因而这些给出的数字可以分别作为对直径10和100nm的微粒的好的第一估计。
表
    材料     10nm     100nm
    Si3N4     0.91692     0.42008
    Si     0.98314     0.84366
    SiO2     0.90459     0.36686
    Al2O3     0.69565     0.02654
    C     0.93775     0.52585
    Mo     0.94186     0.54935
    Sn     0.50897     0.00117
    Ru     0.84990     0.19665
    Zr     0.96604     0.70785
    Fe     0.61503     0.00774
    Au     0.61774     0.00809
    液态N2     0.95913     0.65886
    液态CO2     0.95128     0.60686
    液态H2O     0.93053     0.48676
    Sic     0.95727     0.64619
    Xe     0.702     0.029
    Ar     0.971     0.747
    Kr     0.84     0.19
该表示出了10nm吸气剂微粒的透射比100nm吸气剂微粒透射高许多。因而具有小的微粒是有益的。
为了计算需要阻止碎屑的密度，让我们假定一个有直径D，长度L，微粒密度n，微粒直径d的圆柱体体积。平行于该圆柱体的轴来看，我们假定每一个位置看见一个微粒(在另外一个微粒后面没有其它微粒)，即：
Figure A20041010471500161
可以被改写：
Figure A20041010471500162
对于10厘米的阻止长度，和10nm的微粒直径，微粒密度n原来是大约1017m-3。如果已知不含微粒的体积内的碎屑的主要自由路径λ，能发现另一个所需微粒密度的估计。微粒移动的距离是它们不得不克服的距离，即长度L的一定因数θ倍。在它们沿着长度θ.L的轨迹中，它们不得不遇到一个纳米微粒，即，
它可以比(2)小得多，因为θ通常是大的。注意气体缓冲器的存在扩大了θ。注意在纳米微粒体积里插入气体缓冲器(最好是EUV透明的)是有益的，这将降低自由路径λ的平均值，和扩大θ，和因此降低所需纳米微粒的密度。
纳米微粒可以不在当场(即不在真空容器内)生产，也可以在当场(即在容器内)生产。不在当场生产的微粒以液体或固体微粒[McI89]的形式喷射到系统中。举例来说在氩或硅烷[STO94，BOU93]里的高频放电，或利用气体蒸发的方法[PET 00]，或通过其他的方法，由一个等离子体来实施在容器里的生产。重力能用来更新微粒，并且等离子体可以用来限制微粒。更进一步，为了能用磁场来控制它们的方向和速度，对于纳米微粒来说利用磁性材料是有益的。
产生或浸渍等离子体的微粒通常是带负电的。而且，用UV辐射照射微粒，举例来说如EUV，通常是带正电的。具有带电微粒提供另一个操纵它们的移动的解决办法：施加一个电场。
注意气溶胶被用来产生雨，其中它们提高了把水凝聚成水滴的能力。这个原理也可以用来去除金属蒸汽。更进一步来说，这材料可以作为吸气剂材料，收集碳氢化合物，和其他材料。
图4a，4b详细示出产生纳米微粒的一个已知实施例，例如由一个超声波喷嘴。超声波喷嘴22包含一个入口17和一个出口21。在入口17和出口21之间有一个中间部分19。出口21也许有一个带有在α角内与对称轴23相交的外壁的圆锥形状。这个α角高达10°。
图4b示出沿着线IVb-IVb通过中间部分19的横截面。因此，图4b示出了中间部分19包括一个开口30，其具有一个很小的通孔25。通孔25有例如10μm的直径。
在入口17，超声波喷嘴22接收一个输入气体流27i。在小通孔25的下游扩大输入气体流27i。产生一个超声波的输出气体流27o，即气体微粒有在声速以上的速度。由于扩大，输出气体流的温度急剧下降。在所用的压力下，如1-10帕的压力下，温度可能降低到10K或更低。由于超低温，可能有雾形成。在雾里，几个气体原子可能粘在一起形成直径在1-10nm的纳米微粒。
例如可用气体Xe，N2，Ar。那些气体可以形成黏附在一起的几千原子雾微粒。也可采用其它气体。
通常，当喷嘴22的出口温度与相关气体固化温度相比低时，可以用所述的超声波喷嘴来制造纳米微粒。
以上公开的实施例是关于源引发的碎屑。例如在投影系统PL等光刻工具的其它部分有可能用到纳米微粒。微粒的快速更新保证了黏附在微粒上的材料被迅速去除。微粒能被再利用。然而，对于再利用有必要对这里微粒进行额外的“清洁”。
图5a和5b试图介绍根据图6-8b的进一步实施例。
通常，污染物收集器的平板构件朝着一定的焦点或焦线来排列。在低压条件下，发源于这个焦点和沿着光轴O移动的微粒，在来自于辐射源SO的直线，将传播通过污染物收集器9而没有被阻止。
图5a以一个示意图的形式示出两个平板构件29，31的侧视图。作为一个例子，它也示出在位置34的污染微粒。箭头33，35示出污染物微粒的两个可能传播方向。由于污染物微粒与其它微粒的碰撞，方向33，35可能偏离来自于辐射源SO的直线CA。图5a示出两个阴影区37，41。当污染物微粒的方向是阴影区37，41的任一个时，污染物微粒将最终撞击平板构件29，31之一。
图5b示出污染物微粒有箭头37表示的另一个方向。箭头37的方向根据每个污染物微粒变化。只要传播方向37在图5b中所示的阴影部分43范围内，相关的污染物微粒将不会撞击平板构件29，31和将会通过污染物收集器，其必须被阻止。
在图6-8b示出实施例的通常想法，污染物微粒的传播方向稍微改变，以至于它们被引导向污染物收集器的平板构件29，31。这样做的一个方式是有一个被引导的气体流，当污染物微粒离开辐射源SO时，该气体流给污染物微粒速度增加一个垂直于污染物收集器的平板构件29，31的速度分量。污染物微粒将向污染物收集器的平板构件29，31移动，且因此可以有效地被从EUV辐射光束处除掉。优选地，污染物微粒的传播方向被改变，以至于污染物微粒决不会到达污染物收集器的端部。污染物微粒的传播方向的改变方向最好从污染物收集器的上游实行。
参考图6-8b说明一些例子。
图6示出第一个实施例。在图6中相同的参考标记在其它的图中指代相同的部件。
图6示出光刻投影设备具有一个气体供应源62。气体供应源62与带有多个孔的管路45连接。气体供应源62也与其它的管路54，58连接。管路54，58也带有多个孔。图也示出带有多个平板构件52的污染物收集器50。平板构件52是径向取向的，即它们有一个共同相交线，相交线与光学轴O一致。因此，由源SO产生的EUV辐射能在相邻的平板构件52之间的空隙中自由传播，而污染物微粒由于在污染物收集器50里发生碰撞可以获得更多的随机方向，因而由平板构件52可以俘获污染物微粒。
将管路45的孔定向以至于产生相反方向的两个气体流47，49。在那些气体流47，49里的气体微粒将与存在于辐射光束里的污染物微粒碰撞，且为污染物微粒在一个方向提供一个速度分量，使得污染物微粒在进入污染物收集器50时更有可能具有如箭头33，35所示的速度方向。因此，被其中的一个平板构件52所俘获的可能性更大。气体流47，49由一个排放装置64排放。
在如图6所示的配置，气体流47和49将为污染物微粒提供一个速度分量，使得那些将进入的污染物收集器50的位置较高或低部分里的污染物微粒将不会或几乎不能撞击平板构件52中的一个，因为附加的速度分量基本与垂直的平板构件平行。
所以，在实施例里根据图6的配置带有上述提到的管路54，58，且带有在污染物收集器50外的额外的垂直的平板构件53。在这个额外的平板构件53和管路54和58的两侧都产生各自的垂直于额外平板构件53方向的气体流56，60。气体流56，60为存在于管路54，58和额外的平板构件53之间的区域的污染物微粒提供一个附加速度分量，使得它们很可能碰撞额外的平板构件53。然后，这额外的平板构件53可以分散撞击它表面的气体微粒，好像它是一种“余弦辐射体(cosine radiator)”。这分散的气体微粒能作为改变方向的气体流。
像气体流47，49一样，气体流56，60由排放装置64排放。当然，可以利用几个排放装置代替排放装置64。同样的可以利用几个气体供应源代替一个气体供应源62。
注意到可以在没有管路54和58的情况下使用额外的平板构件53。尽管那样，一些气体微粒可以撞击平板构件53并被分散，就像该平板构件是一个“余弦辐射体”。
同样的，当利用管路54和58的时候，没必要用垂直的平板构件53。管路54和58可以为最终会进入污染物收集器50的较高或较低通道的污染物微粒提供附加速度分量，以至于它们会撞击平板构件52的一个。
同样的，可以在不用垂直的平板构件53和气体流56，60的情况下，利用气体流47，49。
对于其他的污染物收集器，提供污染物微粒的改向器会容易些。图7a-7c示出可选择的污染物收集器55的不同视图。
污染物收集器55提供多个平板构件59的组合。这组合被设计为多边形。在一个组合内平板构件59被设计为有一个相交管路，其与辐射SO源相交且垂直于光学轴O。临近的组合的平板构件59有中间壁57所支撑。
图7a示出一个污染物收集器55的后视图，即沿光学轴O向辐射源SO方向看的视图。在它的中心，污染物收集器有一个遮挡板(shield)61。
图7b示出一个图7a示出的装置沿线VIIc-VIIc的横截面，在上部示出污染物收集器55的后侧。在它的前面，位于它的中心，污染物收集器带有遮挡板63。这遮挡板61，63通过与一个好的热导性材料连接，以至于被俘获污染物微粒产生的热很容易被放出。
图7c示出一个污染物收集器55的3维图。如图所示，在污染物收集器55的上游，提供一个管路65，其带有沿光学轴O的径向的供应气体的合适的孔。因此，由管路65产生的气体流改变产生于辐射源SO的污染物微粒的方向，并为它们提供一个速度分量以至于刚一进入收集器55就有一个很高的与其中一个平板构件59碰撞的机会。从图7c很明显的看出一个径向气体流很容易产生。
图8a和8b进一步示出一个可用于当前发明的污染物收集器67的实施例。图8a的污染物收集器67包括一组具有交叉辐射源SO的共同的交叉管路的平板构件69。在这方面，根据图7a-7c平板构件69能被看成是多组布置的一个，如果它是单个组合，就会整个填入污染物收集器67的体积里。
产生于源SO的污染物微粒能容易被改变方向，当一进入污染物收集器67就很可能碰撞其中一个平板构件69。图8a示出的一个配置，且该配置包括管路71、73、75，管路上设有能够提供单向气体流的合适孔。单向气体流引导的方向使得，污染物微粒与由管路71，73，75产生的气体流碰撞后具有一个附加的速度分量，以至于它们被朝着其中一个平板构件69的方向引导。
图8b示出根据图8a带有通过污染物收集器67的横截面的配置顶部视图。
虽然上述描述了本发明的具体实施例，但是应该理解本发明可以上述以外的方式来实施。所描述的并不意在限制本发明。
例如，对本领域的技术人员，明显地，其它的污染物收集器的设计也是可能的。所述实施例中示出平板构件是扁平表面。然而，这个发明并不局限于带有扁平板构件的污染物收集器。平板构件也可以是弯曲的。
此外，图7a-7c示出八个部分构成的多边形。当然也可以利用其它数目的部分构成的多边形。
尽管本发明示出了利用带有合适孔的管路产生的导向气体流，导向气体流也可以是本领域熟练技术人员知道的任一种方法产生的。
此外，本领域熟练技术人员知道，图表在其意义上是不能示出每一个细节的简图。举例来说，在图6里的气体供应源62和气体排放装置64可以与合适的控制元件例如计算机连接。并且，在图7c，8a和8b里示出管路65，71，73，75也可以与气体供应源62连接，其可以由例如计算机等合适的控制原件控制。也根据图7a-7c，8a-8b的实施例，他们将有一个适当的排气元件64排出来自于污染物收集器的上游空间的气体。
上述本发明的主要优点之一是，带有污染物微粒改向器的污染物收集器使得光刻设备上的气体负载比传统的污染物收集器的气体负载低，同时污染物微粒被较好的抑制。并且，既然一个相对低的气压是足够的，结合的组成和污染物收集器比只应用改向流是有益的。污染物微粒只需要被轻微地改向，在污染物收集器里被其中一个平板构件俘获的可能性就很高。气体压力和气体流速度的例子是：在0.1-1帕(10-3-10-2毫巴)之间的低压气体流速度可能是1-100sccm，然而，在10帕(10-1毫巴)左右的高压气体流速度可能是100-1000sccm。
应该注意，图3，4a，4b示出的实施例也可以作为污染物微粒的改向器，因为纳米微粒30也能为污染物微粒提供合适的速度分量，以至于它们与污染物收集器9之一的平板构件碰撞的可能性更高。
上述描述主要对低压状态有效，即在那污染物微粒有一个大的平均路径的情况下。然而，在高压例如10帕(0.1mbar)使用引导流也是可能的。那么，引导流可能改变碎屑(较大的污染物微粒)簇的方向。由于许多这种改向碰撞的发生和这些碰撞效应的合计等因素，较大的、重的基本上不能由单个碰撞改变方向微粒的能由高压定向气体流改变方向。
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Claims (19)

1、一种光刻投影设备包括：
用于提供辐射投影光束的辐射系统；
用于支撑构图部件的支撑结构，所述构图部件用于根据所需图案来构图该投影光束；
用于保持基底的基底台；和
用于将构图的光束投影到所述基底的靶部的投影系统；
其特征在于
所述的光刻投影设备包括微粒供应装置(22)，其用于将吸气剂微粒供应到所述辐射投影光束中以便用作所述投影光束中污染物微粒的吸气剂，所述吸气剂微粒具有至少为1nm的直径。
2、根据权利要求1的光刻投影设备，其中设置该微粒供应装置(22)来供应自由移动的吸气剂微粒。
3、根据权利要求1或2所述的光刻投影设备，其中的吸气剂微粒具有至多1000nm的直径。
4、根据权利要求1-3任一项权利要求所述的光刻投影设备，其中所述的辐射系统具有产生EUV辐射例如波长大约在13.5nm的EUV辐射的辐射源，。
5、根据在前的任一项权利要求所述的光刻投影设备，其中所述的吸气剂微粒可以从包括Si3N4，Si，SiO2，Al2O3，C，Mo，Sn，Ru，Zr，Fe，Au，液态N2，液态CO2，液态H2O，SiC，Xe，Ar和Kr的组中选出。
6、根据在前的任一项权利要求所述的光刻投影设备，其中该微粒供应装置(22)包括超声波喷嘴。
7、根据权利要求6所述的光刻投影设备，其中所述的超声波喷嘴在1-10帕之间的压力的情况下，具有将所述吸气剂微粒供应到所述光刻设备中的出口。
8、根据在前的任一项权利要求所述的光刻投影设备，其中该光刻投影设备还具有污染物收集器(9)，在相对于所述辐射投影光束的传播方向，设置所述的微粒供应装置(22)以便在所述的污染物收集器(9)上游的空间中供应所述的吸气剂微粒。
9、一种光刻投影设备包括：
用于提供辐射投影光束的辐射系统；
用于支撑构图部件的支撑结构，所述构图部件用于根据所需的图案构图该投影光束；
用于保持基底的基底台；和
用于将构图的光束投影到所述基底的靶部的投影系统；
污染物收集器(9；50；55；67)，具有至少一个平板构件(52；57；59；69)，用于俘获存在于所述辐射投影光束里的污染物微粒，且将其引导到所述的污染物收集器(9；50；55；67)中；
微粒供应装置(22；45，54，58；65；71)用以将微粒提供到进入所述的辐射投影光束中
其特征在于
所述微粒供应装置设置成，以便相对所述辐射投影光束传播的方向，将微粒提供到所述污染物收集器上游的空间中的所述辐射投影光束中，这样所述微粒与被引导到所述污染物收集器(9；50；55；67)的污染微粒碰撞以便为所述污染物微粒提供沿垂直于所述至少一个平板构件(52；57；59；69)方向的速度分量。
10、根据权利要求9的光刻投影设备，其中所述的光刻投影设备包括至少一个设有孔且与气体供应装置(62)连接的供应管路(45，54，58；65；71，73，75)。
11、根据权利要求9的光刻投影设备，其中所述微粒供应装置(22)设置成将直径在1-1000nm的微粒供应到所述辐射投影光束中。
12、根据9-11任一项权利要求所述的光刻投影设备，其中所述辐射系统具有产生EUV辐射例如波长大约为13.5nm的EUV辐射的辐射源。
13、根据9-12任一项权利要求所述的光刻投影设备，其中所述的污染物收集器(50)包括一组平板构件(52)，每一个平板构件被设置在一个独立的平面内，且所有独立的平面有一个共同的相交轴，所述相交轴与光学轴(O)一致，该光学轴与产生所述辐射投影光束的辐射源(SO)相交。
14、根据9-12任一项权利要求所述的光刻投影设备，其中所述污染物收集器(55；67)包括至少一组平板构件(59；69)，每一个平板构件被设置在一个独立的平面内，且一组中所有独立平面都具有一个共同的相交轴，所述相交轴与产生所述的辐射投影光束的辐射源(SO)相交，并垂直于与所述的辐射源(SO)相交的光学轴(O)。
15、根据权利要求14的光刻投影设备，其中所述的污染物收集器(55)包括多组的平板构件(59)，这些组被设置为多边形。
16、一种装置的制造方法包括：
提供至少部分由一层辐射敏感材料涂覆的基底；
使用辐射系统来提供辐射投影光束；
使用构图部件来在投影光束的横截面上赋予图案；和
将构图的辐射光束投影到辐射敏感材料层的靶部上，
其特征在于，
将吸气剂微粒供应到所述辐射投影光束中以起到所述投射光束中污染物微粒吸收剂的作用，所述污染物微粒具有至少1nm的直径。
17、由根据权利要求1-8的任一项的光刻投影设备制造的器件。
18、一种器件制造方法，包括：
提供至少部分由辐射敏感材料覆盖的基底；
使用辐射系统来提供辐射投影光束；
俘获存在于所述辐射投影光束里的污染物微粒并将污染物微粒引导到设有至少一个平板构件(52；57；59；69)的污染物收集器(9；50；55；67)中，
用微粒供应装置(22；45，54，58；65；71)将微粒提供到所述辐射投影光束中，
使用构图部件来在所投影光束的横截面赋予图案；和
将构图的辐射光束投影到辐射敏感材料层的靶部上，
其特征在于，
相对所述辐射投影光束传播的方向，将微粒提供到所述污染物收集器上游的空间中的所述辐射投影光束中，这样所述微粒与被引导到所述污染物收集器中的污染微粒碰撞，以便为所述污染物微粒提供沿垂直于所述至少一个平板构件(52；57；59；69)方向的速度分量。
19、由根据权利要求9-15任一项的光刻投影设备制造的器件。
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