[发明专利]用于减少除气作用的紫外线（UV）图案化的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术，更具体来说，本发明涉及使用紫外线(UV)图案化半导体器件，更具体来说，涉及使用在图案化操作期间减少除气作用(outgassing)的装置和方法的远紫外线(EUV)辐射。

背景技术

EUV(“远紫外线”)光刻系统应用在半导体制造工业中以制造比其他光刻系统更小的部件尺寸和具有更优越的分辨率的图案。EUV光刻系统利用处于可见光和x射线之间的光谱中的约13.5纳米附近的非常小的波长的光。缩短的波长能够实现更高的分辨率和更小部件的精确生产。EUV光刻系统中的EUV光学器件利用反光镜和其他反射表面以将EUV光束引导至要进行图案化的中间掩模和衬底。因为所有的物质都吸收EUV辐射光，所以使用反射表面代替透镜。石英透镜会吸收许多EUV光子。

EUV光刻系统在涂覆有光刻胶的衬底上制造图案。通常通过EUV光束引导至包括器件图案的部分反射、部分吸收的中间掩模来形成图案。EUV光束从中间掩模反射并且照射在衬底表面上，在衬底表面上光辐射化学地改变暴露的光刻胶。由于空气也吸收EUV光子，所以通常在维持或接近真空条件(即，低压)的室内进行EUV光刻操作。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种紫外线(UV)光刻装置，包括：工作台，用于在其上接收要被图案化的衬底；紫外线(UV)光源，将UV光引导至设置在所述工作台上的所述衬底；气体输送源，使惰性气体在设置在所述工作台上的所述衬底的表面上方且紧邻该表面流动；以及排气系统，具有能够排出所述惰性气体的排气口。

在该UV光刻装置中，所述UV光源包括发出具有约13.5nm波长的EUV光的远紫外线(EUV)光源。

在该UV光刻装置中，所述EUV光源进一步包括能够将所述EUV光引导至所述衬底的至少一个反射件以及使惰性气体在所述至少一个反射件的表面上方且紧邻该表面流动的另一气体源。

在该UV光刻装置中，所述气体输送源包括被设置为与所述衬底的所述表面平行的多个气体输送管，每一个所述气体输送管都具有相应的气体输送端口，所述气体输送端口环绕并面对所述衬底。

在该UV光刻装置中，所述气体输送源使所述惰性气体以约50sccm至约2000sccm的流速在所述表面上方流动，所述惰性气体包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气中的至少一种，并且所述工作台是可移动的。

在该UV光刻装置中，所述工作台位于室内，所述气体输送源包括环绕所述工作台周围的开放通道并且所述排气口从所述室内排出所述惰性气体。

在该UV光刻装置中，所述工作台设置在室内并且所述排气口从所述室内排出所述惰性气体，并且所述UV光刻装置进一步包括将氢气输送到所述室的端口。

在该UV光刻装置中，所述气体输送源使层状的所述惰性气体在与所述衬底的表面平行的方向上流动。

在该UV光刻装置中，所述气体输送源包括设置在所述衬底表面上方并且与所述衬底的表面成锐角的气体输送导管。

根据本发明的另一方面，提供了一种在半导体器件上形成图案的方法，所述方法包括：提供紫外线(UV)光刻装置，所述紫外线光刻装置包括用于在其上接收衬底的工作台；将紫外线(UV)光束引导至设置在所述工作台上的衬底；引导惰性气体在设置在所述工作台上的所述衬底的表面上方且紧邻该表面流动；以及从所述衬底的表面排出所述惰性气体。

在该方法中，所述UV光束包括发出具有约13.5nm波长的光的远紫外线(EUV)光束。

在该方法中，引导所述惰性气体包括：使所述惰性气体以约50sccm至约2000sccm的流速在所述表面上方流动，并且所述惰性气体包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气中的至少一种。

在该方法中，引导所述紫外线(UV)光束包括：使所述EUV光束从中间掩模反射到所述衬底上，从而图案化所述衬底，并且在图案化所述衬底期间进行引导所述紫外线光束的操作。

在该方法中，引导所述惰性气体包括使所述惰性气体在与所述衬底的表面平行的方向上流动。

在该方法中，引导所述惰性气体包括使层状的所述惰性气体在所述表面上方流过。

在该方法中，所述工作台设置在室内，并且排出所述惰性气体包括从所述室内排出，并且所述方法进一步包括将氢气输送到所述室。

在该方法中，引导所述惰性气体包括从设置在所述衬底的表面上方的气体输送导管以锐角将所述惰性气体引导至所述衬底，并且所述工作台是可移动工作台。