[发明专利]光刻设备与器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括由两个或多个物体部分构成的物体的光刻设备，所述两个或以上物体部分的第一物体部分和第二物体部分粘接在一起，并且本发明涉及包含将第一物体部分和第二物体部分相互粘接来制成物品的步骤的方法。

背景技术

光刻设备是一种将想要的图案加到衬底上通常加到衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可用于例如集成电路(IC)的制造。在那种情况下，可利用另外被称为掩模或掩模原版的图案形成装置生成将在IC的单个层上形成的电路图案。可将该图案转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或几个管芯)上。图案的转移通常借助于在提供在衬底上的辐射敏感材料(光刻胶)层上的成像。一般，单个衬底将包含经过连续图案化的相邻目标部分的网格。常规的光刻设备包括步进机和扫描机，在步进机中，通过一次使整个图案曝光到目标部分上而使各目标部分被照射；在扫描机中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案并同时与这个方向平行或反平行地同步扫描衬底而使各目标部分被照射。另外，也可通过在衬底上压印图案将图案从图案形成装置转移至衬底。

在光刻设备的制造期间，许多部分相互连接。本发明具体涉及两部分的相互连接，据此这些部分的至少其中之一具有低热膨胀系数(低CTE)，例如由Zerodur^、玻璃、玻璃陶瓷、ULE^、Ohara^、Cordorite^制成的部分。对于其中两个这样的部分的连接，提出了不同的解决方案，例如光学接触、粘接接或使用例如螺栓和螺母的机械连接手段。利用特定方法使这些部分相互连接的某些考虑因素是(制造)成本、重量和稳定性。尤其是对于例如在光刻设备中使用的掩模原版台或衬底台这样的、可快速移动并具有高精度的可移动部分来说，重量是一个考虑因素。对于这样的应用，一般不选择使用机械连接手段，因为这样的连接手段一般会引入额外的重量。

作为备选方案，可应用两部分的“光学接触”；即通过两个表面的分子吸引建立接合。为了使之可行，将要接合的表面应当相互密切吻合(在亚微米水平上)。在经过抛光并且使之完全不含灰尘、油脂和其他杂质之后，表面可因分子吸引而接合。利用光学接触，可以在两部分之间获得非常强的接合，从而导致这种双部物体的基本上单块的性能。这种单块性能可能是有利的，因为与由单一部分制成的类似物体相比，两部分的连接不会将任何附加的柔性引入物体。

“光学接触”方法的可能的缺点是在制备该表面的过程中典型地要付出相当大的作用力以使光学接触成为可能。这可能会使该方法昂贵而费时。光学接触的另外可能的缺点是，一旦它们接合在一起则可能难以将各部分调准。

使用常规连接手段的另一个备选方案是利用粘接剂使物体的两个分离部分相互连接。已知光刻设备中的粘接实例是通过粘接剂连接到掩模原版台主体的编码器网格标尺(grid scale)。这种编码器网格标尺用来借助于编码器传感器系统确定掩模原版台的位置。这种编码器系统同样是本领域公知的。以预定的图案将粘接剂施加于编码器网格标尺和掩模原版台主体这二者之一上的许多点上。随后，使编码器网格标尺和掩模原版台主体接合在一起并使粘接剂固化。

已知粘接方法的可能的缺点是这种方法对每个点的粘接剂量、粘接点的图案和粘接剂的类型很敏感。粘接剂应用的主要目的是为了使粘接剂固化之后作为收缩结果引起的粘接剂中的应力最小。应力可造成粘接剂蠕变并且因此使编码器网格标尺变形(弯曲)。这种变形可导致错误的位置测量并且因此导致例如由叠合失败造成的不良产品质量。

由于与粘接过程相关的因素，这个处理过程一般只在应用由涉及粘接机器人的自动处理过程和自动剂量测量装置构成时能够实现期望的精度，但是该过程仍然对误差敏感并且可能易于在由此得到的物体的若干物体部分之间粘接中产生应力。

已知粘接方法可能存在的另一缺点是，用该方法得到的粘接容易受水汽含量的影响。当例如上述实例的掩模原版台在具有不同湿度的区域之间移动时，由于粘接剂上水汽含量的影响，可能会发生蠕变。粘接一般在清洁的室内环境中进行，而掩模原版台在使用清洁干燥空气的小环境中使用。作为这两种环境中湿度差异的结果，在掩模原版台位置测量过程中可能发生叠合失败，如由于水汽蒸发或被粘接剂吸收使粘接剂压缩/膨胀而导致的标尺漂移。应当消除这样的叠合失败或者对产品质量的消极影响。