TWI406104B - 微影裝置、複合材料及製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種微影裝置及方法。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下,圖案化器件(其或者被稱作光罩或主光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如,矽晶圓)上之目標部分(例如,包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。圖案之轉印通常係經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般而言,單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。習知微影裝置包括:所謂的步進器,其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來照射每一目標部分;及所謂的掃描器,其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
在微影裝置內,可使用可移動部件。舉例而言,基板及/或基板台可為可移動的。可藉由定位器件而將力施加於可移動部件上。諸如鋼及鋁之金屬已用於可移動部件及定位器件。然而,金屬可具有高重量。
需要提供一種改良型材料或金屬之至少一替代例。
根據本發明之一實施例,提供一種微影裝置,微影裝置包括:照明系統,照明系統經組態以調節輻射光束;支撐件,支撐件經建構以支撐圖案化器件,圖案化器件能夠在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以形成經圖案化輻射光束;基板台,基板台經建構以固持基板;投影系統,投影系統經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上;其中微影裝置之組件包括複合材料,複合材料包括碳纖維層及鈦層。
在本發明之另一實施例中,提供一種包括碳纖維層之複合材料,其中鈦層提供於複合物內。
根據本發明之一實施例,提供一種製造複合材料之方法,方法包括:提供碳纖維層;提供鈦層;及將該等層按壓在一起。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例,在該等圖式中,對應參考符號指示對應部件。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。裝置包括:照明系統(照明器)IL,其經組態以調節輻射光束B(例如,UV輻射或任何其他適當輻射);圖案化器件支撐件或支撐結構(例如,光罩台)MT,其經建構以支撐圖案化器件(例如,光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數而精確地定位圖案化器件之第一定位器件PM。裝置亦包括基板台(例如,晶圓台)WT或「基板支撐件」,其經建構以固持基板(例如,塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數而精確地定位基板之第二定位器件PW。裝置進一步包括投影系統(例如,折射投影透鏡系統)PS,其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如,包括一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用以引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件,諸如,折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件,或其任何組合。
圖案化器件支撐件以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如,圖案化器件是否固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可為(例如)框架或台,其可根據需要而為固定或可移動的。圖案化器件支撐件可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統而處於所要位置。可認為本文對術語「主光罩」或「光罩」之任何使用均與更通用之術語「圖案化器件」同義。
本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中形成圖案的任何器件。應注意,例如,若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵,則圖案可能不會精確地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常,被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所形成之器件(諸如,積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列,及可程式化LCD面板。光罩在微影術中為熟知的,且包括諸如二元交變相移及衰減相移之光罩類型,以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置,該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜,以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統,包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合,其適合於所使用之曝光輻射,或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用均與更通用之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪,裝置為透射類型(例如,使用透射光罩)。或者,裝置可為反射類型(例如,使用如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列,或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙平台)或兩個以上基板台或「基板支撐件」(及/或兩個或兩個以上光罩台或「光罩支撐件」)的類型。在該等「多平台」機器中,可並行地使用額外台或支撐件,或可在一或多個台或支撐件上進行預備步驟,同時將一或多個其他台或支撐件用於曝光。
微影裝置亦可為如下類型:其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如,水)覆蓋,以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間,例如,光罩與投影系統之間。浸沒技術可用以增加投影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語「浸沒」不意謂諸如基板之結構必須浸漬於液體中,而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參看圖1,照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言,當輻射源為準分子雷射時,輻射源與微影裝置可為單獨實體。在該等情況下,不認為輻射源形成微影裝置之一部分,且輻射光束係藉助於包括(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下,例如,當輻射源為汞燈時,輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括經組態以調整輻射光束之角強度分布的調整器AD。通常,可調整照明器之光瞳平面中之強度分布的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外,照明器IL可包括各種其他組件,諸如,積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束,以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。
輻射光束B入射於被固持於圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT上之圖案化器件(例如,光罩)MA上,且係由圖案化器件圖案化。在橫穿圖案化器件(例如,光罩)MA後,輻射光束B穿過投影系統PS,投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器件PW及位置感測器IF(例如,干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器),基板台WT可精確地移動,例如,以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地,第一定位器件PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑而精確地定位圖案化器件(例如,光罩)MA。一般而言,可藉助於形成第一定位器件PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT之移動。類似地,可使用形成第二定位器PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT或「基板支撐件」之移動。在步進器(與掃描器相對)之情況下,圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT可僅連接至短衝程致動器,或可為固定的。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如,光罩)MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分,但其可位於目標部分之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。類似地,在一個以上晶粒提供於圖案化器件(例如,光罩)MA上之情形中,圖案化器件對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中:
1.在步進模式中,在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時,使圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」保持基本上靜止(亦即,單重靜態曝光)。接著,使基板台WT或「基板支撐件」在X及/或Y方向上移位,使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中,曝光場之最大尺寸限制單重靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中,在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時,同步地掃描圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」(亦即,單重動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT或「基板支撐件」相對於圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT或「光罩支撐件」之速度及方向。在掃描模式中,曝光場之最大尺寸限制單重動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上),而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中,在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時,使圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT或「光罩支撐件」保持基本上靜止,從而固持可程式化圖案化器件,且移動或掃描基板台WT或「基板支撐件」。在此模式中,通常使用脈衝式輻射源,且在基板台WT或「基板支撐件」之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如,如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。
亦可使用對以上所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
本發明之一實施例包括微影裝置,微影裝置包括:支撐件,支撐件經建構以支撐圖案化器件,圖案化器件能夠在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以形成經圖案化輻射光束;基板台,基板台經建構以固持基板;投影系統,投影系統經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上,其中微影裝置之組件包含複合材料,複合材料包括碳纖維層及鈦層。如本文所使用之術語「組件」意欲涵蓋裝置之任何部件(例如,基板台、圖案化器件支撐件、碰撞保護器)。術語「組件」亦意欲涵蓋一部件之一部分(諸如,基板台之表面)。
圖2描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的碰撞保護器。碰撞保護器為可移動部件,其係用以在控制系統之斷電或故障期間保護可移動部件。碰撞保護器可用以保護可安裝於開放空間5中之可移動基板台(圖1中之WT)。延伸部分3可用以限制圍繞大體上垂直於碰撞保護器之主平面1之軸線的旋轉。延伸部分3可具備經由凹槽(未圖示)而被導引之突起(未圖示)。在碰撞保護器之旋轉方向上之失控的情況下,凹槽可經由突起及延伸部分3而將旋轉力施加於碰撞保護器上,此在內部角隅7中給出極高峰值應力。
圖3及圖4更詳細地描繪根據本發明之一實施例之圖2之碰撞保護器的內部角隅7。內部角隅7係由包括交替之碳纖維層11及鈦層15之複合材料建構。可將鈦層提供至內部角隅或發生高應力之其他位置。若無需鈦層來降低整個內部角隅中之應力,則鈦層15可小於碳層11。不存在鈦層15之位置13可填充有額外碳層或填補材料。鈦層可具有約0.01毫米至1毫米(更佳地為約0.1毫米)之厚度。在本發明之一實施例中,鈦可較佳地為5級鈦。圖3所示之不同層將被按壓在一起以形成圖4之內部角隅7。在圖3及圖4中,四個碳纖維層11係與三個鈦層15交替,然而,複合物亦可與額外交替之碳纖維層及鈦層一起使用。可提供鈦層作為矩形鈦板,自矩形鈦板切去角隅以形成複合物之內部角隅。複合物之益處為:其對於磁力不敏感,且碳提供優良振動阻尼。碳纖維之使用亦給出在密度上之極高強度,此使有可能製造極強且輕量之設計。
圖5展示當發生碰撞且無鈦層提供於碳層之間時圖2之碰撞保護器之一部分內的應力。在圖5之上部部分中給出碰撞保護器中之應力的俯視圖,且在圖5之底部部分中給出碰撞保護器中之應力的仰視圖。圖5展示:當發生碰撞且不存在鈦層時,在內部角隅9A及9B中發生極高峰值應力。
圖6展示當發生碰撞且鈦板部分地提供於碳層之間時圖2之碰撞保護器之一部分內的應力。在圖6之上部部分中給出碰撞保護器中之應力的俯視圖,且在圖6之底部部分中給出碰撞保護器中之應力的仰視圖。圖6與圖5之比較展示:當發生碰撞且鈦板存在於內部角隅中時,在內部角隅7A及7B中發生更低峰值應力。更低峰值應力及具有比碳層好之應力準則之鈦使得碰撞保護器可更好地抵擋碰撞。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用,但應理解,本文所描述之微影裝置可具有其他應用,諸如,製造積體光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭,等等。熟習此項技術者應瞭解,在該等替代應用之情境中,可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)軌道(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時,可將本文之揭示應用於該等及其他基板處理工具。另外,可將基板處理一次以上,(例如)以便形成多層IC,使得本文所使用之術語基板亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
儘管以上可特定地參考在光學微影術之情境中對複合材料之使用,但應瞭解,複合材料可用於其他應用中。
本發明可(例如)用於壓印微影術中。在壓印微影術中,圖案化器件中之構形界定形成於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中,在基板上,抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後,將圖案化器件移出抗蝕劑,從而在其中留下圖案。
本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射,包括紫外線(UV)輻射(例如,具有為或為約365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及遠紫外線(EUV)輻射(例如,具有在為5奈米至20奈米之範圍內的波長);以及粒子束(諸如,離子束或電子束)。
術語「透鏡」在情境允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或其組合,包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此,對於熟習此項技術者而言將顯而易見的為,可在不脫離以下所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
1...主平面
3...延伸部分
5...開放空間
7...內部角隅
7A...內部角隅
7B...內部角隅
9A...內部角隅
9B...內部角隅
11...碳纖維層
13...不存在鈦層15之位置
15...鈦層
AD...調整器
B...輻射光束
BD...光束傳送系統
C...目標部分
CO...聚光器
IF...位置感測器
IL...照明器
IN...積光器
M1...圖案化器件對準標記
M2...圖案化器件對準標記
MA...圖案化器件
MT...圖案化器件支撐件
P1...基板對準標記
P2...基板對準標記
PM...第一定位器件
PS...投影系統
PW...第二定位器件
SO...輻射源
W...基板
WT...基板台
X...方向
Y...方向
Z...方向
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置;圖2描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的碰撞保護器;圖3及圖4更詳細地描繪根據本發明之一實施例之圖2之碰撞保護器的內部角隅7;圖5展示當發生碰撞且無鈦層提供於碳層之間時圖2之碰撞保護器之一部分內的應力;且圖6展示當發生碰撞且鈦板提供於碳層之間的某些部分上時圖2之碰撞保護器之一部分內的應力。
1...主平面
3...延伸部分
5...開放空間
7...內部角隅
Claims (9)
- 一種微影裝置,其包含:一支撐件,該支撐件經建構以支撐一圖案化器件,該圖案化器件能夠在一輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束;一基板台,該基板台經建構以固持一基板;及一投影系統,該投影系統經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上,其中該微影裝置之一組件包含一複合材料,該複合材料包括一碳纖維層及一鈦層,及其中該組件係該基板台或該支撐件。
- 如請求項1之微影裝置,其中鈦層及碳纖維層交替地配置於該複合材料內。
- 如請求項1之微影裝置,其中該鈦層具有在約0.05毫米與0.6毫米之間的一厚度。
- 如請求項3之微影裝置,其中該鈦層具有在約0.2毫米與0.4毫米之間的一厚度。
- 如請求項1之微影裝置,其中該複合材料提供於該組件之一內部角隅上,且該鈦層為具有配置於該內部角隅中之一角隅形狀的一鈦板。
- 如請求項1之微影裝置,其中該組件為經組態以保護該裝置免於一可移動部件之一碰撞保護器。
- 如請求項1之微影裝置,其中該組件在使用該微影裝置期間為可移動的。
- 如請求項1之微影裝置,其中該組件為經組態以定位一可移動部件之一定位器件。
- 一種用於一微影裝置中之可移動組件,其包含一複合材料,該複合材料包括一碳纖維層及一鈦層,其中該可移動組件係用於一圖案化器件的一基板台或一支撐件,該圖案化器件係經組態以在一輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案。
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