[发明专利]光刻设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年2月7日提交的美国临时申请61/762,047的优先权，并且该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及光刻设备和方法，并且特别涉及光刻设备的支撑图案形成装置的部分。

背景技术

光刻设备是将期望的图案施加到衬底的目标部分上的机器。可以例如在集成电路(IC)的制造中使用光刻设备。在这样的情况中，备选地被称为掩模或掩模版的图案形成装置可以用于生成对应于IC的单个层的电路图案，并且该图案可以被成像到具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分、一个或多个裸片)上。通常，单个衬底将含有连续地曝光的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进器，其中通过使整个图案一次曝光到目标部分上来照射各目标部分；和所谓的扫描器，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上扫描通过辐射光束的图案而同步地平行于或反向平行于该方向扫描衬底来照射各目标部分。也可以通过将图案压印到衬底上而使图案从图案形成装置转移至衬底。

光刻被广泛地认为是IC和其他器件和/或结构的制造中的关键步骤中的一个。然而，随着利用光刻做出的特征的尺寸变得较小，光刻正在成为用于使得微型IC或其他器件和/或结构能够被制造的更加至关重要的因素。

图案印刷的限制的理论估计可以通过如等式(1)所示用于分辨率的瑞利准则给出：

其中，λ是所使用的辐射的波长，NA是用于印刷图案的投影系统的数值孔径，k₁是依赖于工艺的调整因子、也称作瑞利常数，并且CD是印刷出的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。由等式(1)得出，可以以如下三种方式得到特征的最小可印刷尺寸的降低：通过缩短曝光波长λ、通过增加数值孔径NA或者通过减小k₁的值。

为了缩短曝光波长并因此降低最小可印刷尺寸，已提议使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是具有在5nm至20nm的范围内、例如在13nm至14nm的范围内、例如诸如6.7nm或6.8nm等的在5nm至10nm的范围内的波长的电磁辐射。可能的源包括：例如，激光产生的等离子体源、放电等离子体源或基于由电子储存环提供的同步辐射的源。

EUV辐射可以使用等离子体产生。用于产生EUV辐射的辐射系统可以包括：用于激发燃料以提供等离子体的激光器，和用于容纳等离子体的源收集器模块。等离子体例如可以通过将激光束引导在诸如合适材料(例如，锡)的微滴、或者诸如Xe气体或Li蒸汽等的合适气体或蒸汽的流之类的燃料处来创建。所产生的等离子体发射出输出辐射、例如EUV辐射，其利用辐射收集器来收集。辐射收集器可以是镜像垂直入射辐射收集器，其接收辐射并使辐射聚焦成光束。源收集器模块可以包括布置成提供真空环境以支持等离子体的封闭结构或室。这样的辐射系统典型地称作激光产生的等离子体(LPP)源。

产生EUV辐射的另一已知方法被称为双激光脉冲(DLP)。在DLP方法中，通过Nd:YAG激光器将微滴预加热以使得微滴(例如，锡微滴)分解成蒸汽和小颗粒，接着通过CO₂激光器将它们加热至非常高的温度。

然而，由这样的源生成的辐射将不仅是EUV辐射，并且源还可能以包括红外(IR)辐射和深紫外(DUV)辐射的其他波长进行发射。DUV辐射可能对光刻系统是有害的，因为它可以导致对比度的损失。此外，不期望的IR辐射可以使得对系统内的部件造成热损伤。因此，已知使用光谱纯度滤光片以增加所传输的辐射中EUV的比例并且以减少或甚至消除诸如DUV和IR辐射等的不期望的非EUV辐射。

当辐射撞击掩模版或掩模时，掩模版或掩模可以由于从辐射吸收的热而变形。当辐射是具有相对高的能量的EUV辐射时，该变形尤其是有问题的。为减少变形，可以使冷却剂通过用于将掩模版或掩模固定至光刻设备的其余部分(例如，卡盘和/或夹持器)的装置循环。然而该冷却剂可能通过装置中的破裂泄漏。此外，这样的基于冷却剂的冷却系统可以依赖于装置的导热性能，该导热性能可能较差。

发明内容