輻射檢測器及其製造方法和包含輻射檢測器的光刻設備的製作方法

2023-05-29 14:17:16

專利名稱：輻射檢測器及其製造方法和包含輻射檢測器的光刻設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有輻射敏感表面的輻射檢測器，一種製造用於檢測輻射的輻射檢測器的方法，以及一種包含輻射檢測器的光刻設備。
背景技術：
光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底上(通常到所述襯底的目標部分上)的機器。例如，可以將光刻設備用在集成電路(IC)的製造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩模或掩模版(reticle)的圖案形成裝置用於生成在所述IC的單層上待形成的電路圖案。可以將該圖案轉移到襯底(例如，矽晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。典型地，經由成像將所述圖案轉移到在所述襯底上設置的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。通常，單獨的襯底將包含連續形成圖案的相鄰目標部分的網絡。公知的光刻設備包括所謂步進機，在所述步進機中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個目標部分；以及所謂掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(「掃描」方向)掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來福射每一個目標部分。還可以通過將所述圖案壓印(imprinting)到所述襯底上，將所述圖案從所述圖案形成裝置轉移到所述襯底上。在採用光刻設備的器件製造方法中，重要的參數是成品率，即正確地製造出的器件的百分比，在與之前已經形成的層相關的層被印刷的精度也是重要的參數。這被稱為重疊，而重疊誤差的預算通常是IOnm或更小。為了獲得這種精度，襯底必須與掩模版的圖案對準，以實現高精度地轉移圖像。多個傳感器被用在襯底水平面上，以評估和優化成像性能。這些傳感器可能包括透射圖像傳感器(TIS)。TIS是用於測量在掩模(掩模版)水平面處標記圖案的在襯底水平面上的被投影的空間圖像的位置的傳感器。在襯底水平面上被投影的圖像可能是線寬與曝光輻射的波長具有可比性的線圖案。TIS採用標記圖案下面的具有光學單元(即輻射檢測器)的透射圖案測量前述標記圖案。傳感器數據可以被用於在六個自由度(即三個關於平動的自由度，三個關於轉動的自由度)上測量掩模版相對於襯底臺的位置。另外，可以測量所投影的標記圖案的放大率和比例。以10_200nm之間的波長，常規的TIS的輻射檢測器的輻射敏感表面在一定的時間框架內惡化。因此，TIS具有受限的壽命。對於更小的圖像進行成像以形成具有更高的部件密度的器件的持續需求，存在縮短所使用的波長的壓力。為了保持或減小重疊誤差，需要魯棒性更好的TIS
發明內容

希望在襯底水平面處提供一種具有高靈敏度的輻射檢測器，使得該輻射檢測器能夠用於以大約10-200nm之間的波長檢測輻射，並且提高使用壽命。根據本發明一實施例，提供包括至少一個檢測器的組件。所述至少一個檢測器中的每一個包括襯底，具有第一導電類型的摻雜區域；位於所述襯底上的第二導電類型的摻雜劑材料層；擴散層，所述擴散層形成在所述襯底內並且與摻雜劑材料層以及所述襯底的摻雜區域相接觸，其中表示所述擴散層的摻雜材料濃度的摻雜性狀從所述襯底的摻雜區域至所述摻雜劑材料層是增大的；與所述摻雜劑材料層相連的第一電極；以及與所述襯底相連的第二電極。所述擴散層被布置用以形成輻射敏感表面。附加地，在另一實施例中，提供一種具有至少一個檢測器的工具。在以實施例中，提供包括檢測器的光刻設備。在本發明的另外一實施例中，提供一種方法。所述方法包括在襯底的表面之上沉積第一導電類型的摻雜劑材料層，使得在所述襯底中形成擴散層，使得所述摻雜劑層被布置用以形成輻射敏感表面，並且使得表示所述擴散層的摻雜濃度的摻雜性狀從所述襯底的所述表面至所述摻雜劑層是增大的；使用包括導電材料的第一接觸層部分地覆蓋所述摻雜劑層，使得形成第一區域和第二區域，使得所述摻雜劑層保持能夠在所述第二區域中被輻射曝光；用所述第一區域中的所述第一接觸材料覆蓋所述摻雜劑層；以及在所述襯底的第二表面側沉積包括導電材料的第二接觸層。所述襯底具有第二導電類型的摻雜區域，並且所述擴散層與摻雜劑材料層以及所述襯底的摻雜區域相接觸。在還一實施例中，提供一種在光刻設備中使用的方法，其中所述光刻設備具有用於圖案形成裝置的支撐結構和用於支撐襯底的襯底臺。所述方法包括接收來自包括至少一個檢測器的組件的信號；基於所述信號確定所述圖案形成裝置相對於所述襯底臺的位置；以及基於所述圖案形成裝置相對於所述襯底臺的位置使所述襯底與所述圖案形成裝置對準。所述檢測器包括襯底，具有第一導電類型的摻雜區域；位於所述襯底上的第二導電類型的摻雜劑材料層；擴散層，所述擴散層形成在所述襯底內並且與摻雜劑材料層以及所述襯底的摻雜區域相接觸；與所述摻雜劑材料層相連的第一電極；以及與所述襯底相連的第二電極，其中所述擴散層被布置用以形成輻射敏感表面。表示所述擴散層的摻雜材料濃度的摻雜性狀從所述襯底的摻雜區域至所述摻雜劑材料層是增大的。在還一實施例中，提供一種在具有圖案形成裝置的光刻設備中使用的方法。所述方法包括步驟使用所述圖案形成裝置向襯底的表面施加電磁輻射；接收基於所施加的電磁輻射的、來自包括至少一個檢測器的組件的信號；以及基於所接收到的信號確定所述電磁輻射劑量。所述檢測器包括襯底，具有第一導電類型的摻雜區域；位於所述襯底上的第二導電類型的摻雜劑材料層；擴散層，所述擴散層形成在所述襯底內並且與摻雜劑材料層以及所述襯底的摻雜區域相接觸；與所述摻雜劑材料層相連的第一電極；以及與所述襯底相連的第二電極，其中所述擴散層被布置用以形成輻射敏感表面。表示所述擴散層的摻雜材料濃度的摻雜性狀從所述襯底的摻雜區域至所述摻雜劑材料層是增大的。


在此僅藉助示例，參照所附示意圖對本發明的實施例進行描述，在所附示意圖中，相同的附圖標記表示相同的部分，且其中圖I示出根據本發明的實施例的光刻設備；圖2示意性地示出在圖I的光刻設 備中所述的襯底臺的布置；圖3示意性地示出根據本發明的實施例的輻射檢測器的剖視圖；圖4示意性地示出如圖3所示的輻射檢測器的實施例的高於水平位置的側視圖；圖5示意性地示出輻射檢測器的組件；以及圖6示意性地示出根據本發明的輻射檢測器的實施例的製造方法的流程圖。
具體實施例方式圖I示意性地示出根據本發明的一個實施例的光刻設備。所述設備包括照射系統(照射器)IL，配置用於調節輻射束B (例如，紫外(UV)輻射或極紫外(EUV)輻射)；支撐結構(例如掩模臺)MT，配置用於支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA並與配置用於根據確定的參數精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；襯底臺(例如晶片臺)WT，配置用於保持襯底(例如塗覆有抗蝕劑的晶片)W，並與配置用於根據確定的參數精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；以及投影系統(例如折射式投影透鏡系統)PS，所述投影系統PS配置用於將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標部分C (例如包括一根或多根管芯)上。所述照射系統可以包括各種類型的光學部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電型或其他類型的光學部件、或其任意組合，以引導、成形、或控制輻射。支撐結構支撐圖案形成裝置，即承擔所述圖案形成裝置的重量。其以依賴於圖案形成裝置的取向、光刻設備的設計以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環境中等其他條件的方式保持圖案形成裝置。所述支撐結構可以採用機械的、真空的、靜電的或其他夾持技術保持圖案形成裝置。所述支撐結構可以是框架或臺，例如，其可以根據需要成為固定的或可移動的。所述支撐結構可以確保圖案形成裝置位於所需的位置上(例如相對於投影系統)。在這裡任何使用的術語「掩模版」或「掩模」都可以認為與更上位的術語「圖案形成裝置」同義。這裡所使用的術語「圖案形成裝置」應該被廣義地理解為表示能夠用於將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上形成圖案的任何裝置。應當注意，被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標部分上所需的圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成的器件中的特定的功能層相對應，例如集成電路。圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻中是公知的，並且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型。可編程反射鏡陣列的示例採用小反射鏡的矩陣布置，可以獨立地傾斜每一個小反射鏡，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻射束。應該將這裡使用的術語「投影系統」廣義地解釋為包括任意類型的投影系統，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學系統、或其任意組合，如對於所使用的曝光輻射所適合的、或對於諸如使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。這裡使用的任何術語「投影透鏡」可以認為是與更上位的術語「投影系統」同義。如這裡所示的，所述設備是透射型的(例如，採用透射式掩模)。替代地，所述設備可以是反射型的(例如，採用如上所述類型的可編程反射鏡陣列，或採用反射式掩模)。
所述光刻設備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或更多的掩模臺)的類型。在這種「多臺」機器中，可以並行地使用附加的臺，或可以在將一個或更多個其他臺用於曝光的同時，在一個或更多個臺上執行預備步驟。所述光刻設備也可以是其中至少一部分襯底可以被具有相對高折射率的液體(例如水)覆蓋的類型，以便填充投影系統和襯底之間的空隙。浸沒液也可以被應用到光刻設備中的其他空隙中(例如在所述掩模和投影系統之間)。浸沒技術用於增加投影系統的數值孔徑是本領域公知的。這裡所使用的該術語「浸沒」並不意味著結構(例如襯底)必須浸在液體中，而僅僅意味著在曝光過程中，液體位於投影系統和襯底之間。參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發出的輻射束。該源和所述光刻設備可以是分立的實體(例如當該源為準分子雷射器時)。在這種情況下，不會將該源考慮成光刻設備的組成部分，並且通過包括例如合適的引導反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統BD的幫助，將所述輻射束B從所述源SO傳到所述照射器IL。在其他情況下，所述源可以是所述光刻設備的組成部分(例如當所述源是汞燈時)。可以將所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要時的所述束傳遞系統BD —起稱作輻射系統。所述照射器IL可以包括用於調整所述輻射束的角強度分布的調整器AD。通常，可以對所述照射器的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或內部徑向範圍(一般分別稱為σ-外部和ο-內部)進行調整。此外，所述照射器IL可以包括各種其他部件，例如積分器IN和聚光器CO。可以將所述照射器用於調節所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強度分布。所述輻射束B入射到保持在支撐結構(例如，掩模臺)ΜΤ上的所述圖案形成裝置(例如，掩模)ΜΑ上，並且通過所述圖案形成裝置來形成圖案。已經穿過掩模MA之後，所述輻射束B通過投影系統PS，所述PS將輻射束聚焦到所述襯底W的目標部分C上。通過第二定位裝置PW和定位傳感器IF (例如，幹涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同的目標部分C定位於所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機械獲取之後，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個定位傳感器(圖I中未明確示出)用於將掩模MA相對於所述輻射束B的路徑精確地定位。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實現掩模臺MT的移動。類似地，可以採用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實現所述襯底臺WT的移動。在步進機的情況下(與掃描器相反)，所述掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的。可以使用掩模對準標記Ml、M2和襯底對準標記P1、P2來對準掩模MA和襯底W。儘管所示的襯底對齊標記P1、P2佔據了專用目標部分，但是他們可以位於目標部分之間的空隙(這些公知為劃線對齊標記)上。類似地，在將多於一個的管芯設置在掩模MA上的情況下，所述掩模對準標記Ml、M2可以位於所述管芯之間。可以將所述設備用於以下模式的至少一種I.在步 進模式中，在將賦予所述輻射束的整個圖案一次投影到目標部分C上的同時，將掩模臺MT和所述襯底臺WT保持為基本靜止(即，單一的靜態曝光)。然後將所述襯底臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單一的靜態曝光中成像的所述目標部分C的尺寸。2.在掃描模式中，在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分C上的同時，對掩模臺MT和襯底臺WT同步地進行掃描(即，單一的動態曝光)。襯底臺WT相對於掩模臺MT的速度和方向可以通過所述投影系統PS的(縮小)放大率和圖像反轉特徵來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單一的動態曝光中的所述目標部分的寬度(沿非掃描方向)，而所述掃描運動的長度確定了所述目標部分的高度(沿所述掃描方向)。3.在另一個模式中，將用於保持可編程圖案形成裝置的掩模臺MT保持為基本靜止狀態，並且在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分C上的同時，對所述襯底臺WT進行移動或掃描。在這種模式中，通常採用脈衝輻射源，並且在所述襯底臺WT的每一次移動之後、或在掃描期間的連續輻射脈衝之間，根據需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易於應用於利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模光刻中。也可以採用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。圖2示意性地示出圖I的光刻設備中所示出的襯底臺WT的布置。兩個固定的標記TISl和TIS2被設置在襯底臺WT上。固定的標記TISl和TIS2已經集成到圖像傳感器中，所述圖像傳感器可以被用於通過穿過空間圖像掃描所述圖像傳感器來確定掩模MA上的物體標記的空間圖像的位置。所述圖像傳感器基本位於襯底平面中，即位於襯底W被定位在襯底臺WT上時所在的平面中。結果，能夠確定掩模MA上的物體標記的圖像與固定的標記TIS1、TIS2的相對位置。如果襯底臺WT設置有包括襯底標記(例如如圖2所示的襯底標記PU P2、P3、P4)的襯底W，則對準傳感器(未示出)能夠在先獲得襯底標記P1、P2、P3、P4的相對位置。由所述對準傳感器所獲得的襯底標記P1、P2、P3、P4的相對位置的知識結合由TISl和TIS2內的圖像傳感器所測量的、掩模MA上的物體標記的圖像和固定的標記TISl和TIS2之間的相對位置的知識，允許襯底W位於相對於具有高精度的掩模MA的所投影的圖像的任何所需位置上。圖3示意性地示出根據本發明的實施例的輻射檢測器I (例如圖2中的TISl或TIS2或至少其一部分)的剖視圖。輻射檢測器I包括矽(Si)襯底3，此後表示為Si-襯底
3。在Si-襯底3的至少表面區10中，Si-襯底3設置有一定的導電類型的摻雜性狀。SP，所述摻雜性狀可能是藉助電子進行導電的導電類型(即，η型導電)或者是藉助空穴進行導電的導電類型(即，P型導電)。摻雜劑層5設置在輻射檢測器的輻射敏感表面的頂部上。在Si-襯底3的表面區10內的摻雜性狀為η型導電的情況下，摻雜劑層5是受體層。在Si-襯底3的表面區10內的摻雜性狀為P型導電的情況下，摻雜劑層5是施主層。
輻射檢測器還包括兩個電極，即第一電極7和第二電極9。摻雜劑層5可以被保護層11所覆蓋，以保護所述輻射檢測器免受環境影響。由於所述輻射需要通過保護層11，所以所述保護層優選對於所要檢測的輻射具有良好的透明性。第一電極7被連接到摻雜劑層5。第一電極7可能部分地覆蓋摻雜劑層5，如圖3所不。這種部分交疊確保在第一電極7和摻雜劑層5之間的正確連接。由於在第一電極7和摻雜劑層5之間的接觸層因所述交疊而尺寸變大，所以可以在很短的時間內去除電荷，這可能增加輻射檢測器I對於短輻射脈衝的反應速度。第一電極7可能包括至少一種金屬材料，或可能由包括像鋁(Al)、氮化鈦(TiN)、鈦(Ti)、金(Au)、鎳(Ni)和鉻(Cr)的金屬材料的金屬疊層形成。第二電極9被連接到Si-襯底3。所述連接可以以Si-襯底3的第二表面側製造，第二表面側與第一表面側相對，如圖3所示。如圖3所示的Si-襯底3的第二表面側與第二電極9之間的連接確保第二電極9的影響的均勻性。而且，第二電極9可能包括至少一種金屬材料，或可能由包括像Al、TiN、Ti、Au、Ni和Cr的金屬材料的金屬疊層形成。摻雜劑層5包括兩個層第一摻雜劑材料層5a和作為擴散層的第二層5b。在實施例中，所述摻雜劑材料是受體材料，像硼(B)、鎵(Ga)、鋁(Al)或銦(In)。替代地，所述摻雜劑材料可能是施主材料，像磷(P)、砷(As)或鋪(Sb)。本發明的實施例進一步將參照硼作為受體材料的情況進行描述。在這種情況中，第二層5b是BxSih化合物層，即包含在合適的矽結構中的硼(B)，在這種情況下，X是在O和I之間的值。在實施例中，硼的第一層5a具有l-20nm的厚度。由於第一層5a對于波長在10-200nm之間的輻射的透射率不是100%，所以第一層5a被保持相對薄，以確保高靈敏度。在尤其適合于波長在150_200nm之間的輻射的實施例中，BxSih化合物的第二層5b具有I-IOnm的厚度。該厚度足以提供電荷響應，由於第二層5b的前述厚度，所述電荷響應可能經由第一電極在沒有過多的延遲的情況下被傳輸。在實施例中，尤其適合于波長在10-150nm之間的輻射，BxSi1^x的第二層5b具有IO-IOOOnm的厚度。在實施例中，Si-襯底3包括結晶矽的外延層。在這種情況下，受體層5已經被設置在前述外延層的表面上。由於在Si-襯底3的至少表面區10中的η型半導體摻雜性狀，硼的第一層5a的沉積造成在Si-襯底3的表面區和BxSih化合物的生長擴散層5b之間的pn結的生長。設置在至少表面區中和所述擴散層中的η型半導體摻雜性狀，以便形成所述輻射檢測器的輻射敏感表面。所述輻射敏感表面對于波長在10-200nm之間的輻射是敏感的。在使用中,輻射敏感表面，即Si-襯底3的表面區和擴散層5b，至少部分地被耗盡，這使得所述表面對於前述輻射敏感。硼層5a和BxSih化合物層5b提高了輻射檢測器I的抗劣化能力，即，抵抗劣化的能力，同時，當所述硼層5a和BxSih化合物層5b的厚度被充分地選擇時，它們對於感興趣的輻射(即波長在10和200nm之間)具有足夠的透射性。在實施例中，第二層5b包括2個子層，即，單晶體的BxSih第一子層和非單晶體的BxSLx的第二子層。單晶體的BxSih第一子層是涉及電荷從Si-襯底3的輻射敏感表面和第一電極7的轉移的重要層。非單晶體的BxSih的第二子層位於所述第一子層和硼的第一層5a之間。所述第二子層具有高的表面電阻，但是導電的。第一層和非單晶體的BxSih的第二子層的存在抑制來自Si-襯底3的電子發射。結果，在BxSih的第二層5b和Si-襯底3之間的過渡是結狀的。非單晶體的BxSih的第二子層可能具有0-2nm的厚度。於是，BxSih的第二層5b的厚度的前述變化在存在兩個子層的前述情況下主要是由於結晶的BxSih的第一子層的厚度的變化。圖4示意性地示出如圖3所示的輻射檢測器的實施例的高於水平位置的側視圖。從圖4中，能夠看出第一電極7可以被配置為導電柵格。如圖4所示的導電柵格使得電荷去除速度增加。由於所述硼層是半金屬性的，且BxSih具有高的表面電阻，所以如果BxSih層的表面電阻增加，則與電荷去除速度相關聯的讀出速度變慢。所述電阻依賴於在電極和BxSih層中的電荷感生位置之間的距離。導電柵格限制前述距離的最大值。為了確保有效的電荷去除，導電柵格可以被導電的環形電極(圖4中未示出)所包圍，所述導電的環形電極可能位於被輻射檢測器I的輻射敏感表面所覆蓋的區的外部。導電柵格形成柵格單元。柵格單元的典型面積為5 X 5、10 X 10和20 X 20微米2。導電柵格中的導電軌道的典型寬度為I. 0-1. 5微米。在實施例中，所述導電柵格結構包括鋁。鋁是導電材料，可以被用於無塵室環境中，而不需要涉及限制使用的附加條件。輻射檢測器I的輻射敏感表面包括第一區域12和第二區域13。在第一區域12中，第一層5a，即硼層，被連接到第一電極7。在第二區域13中，第一層5a，即硼層，覆蓋有保護層11。在實施例中，第二區域13具有10_25mm2的累積表面積。保護層11被優化以對於要被檢測的輻射具有高的透射性，所述要被檢測的輻射在此為波長在10-200nm之間的電磁輻射。例如，保護層11在當採用在使用EUV輻射的光刻曝光設備中的檢測器時是有利的。在這種光刻曝光設備中，輻射檢測器在使用中被汙染。所述汙染由包含在由圖案化的EUV輻射束對襯底上的光敏抗蝕劑層進行曝光的過程中所釋放的碳的顆粒所引起。對於這種汙染，氫是有效的清潔材料。然而，氫將與檢測器中的材料進行反應，造成損壞。保護層11設置用於保護所述檢測器免受氫的影響，並位於面對遠離表面區10和Si-襯底3的摻雜劑層5的表面上。換句話說，其位於面對輻射的檢測器的側部上。同時，由於汙染位於面對輻射的側部上，所以所述汙染物存在於保護層11上。於是，用氫清潔保護層11將提供檢測器的清潔，而不會對所述檢測器造成損害。保護層11可能包括二氧化矽(SiO2)，以形成隔離層，例如藉助某種類型的化學氣相沉積(CVD)，諸如等離子體增強CVD或低壓CVD所提供，如本領域的技術人員所知。應當理解，保護層11是可選的層。工藝流程存在提供金屬柵格而不採用隔離層，例如氧化層。
圖5示意性地示出根據本發明的實施例的輻射檢測器的組件，例如如圖3和圖4所示的輻射檢測器I的實施例。在如圖5所示的組件中，輻射檢測器I的實施例被用於導電柵格7與如參照圖4所討論的外環形電極15連接的情況。各個輻射檢測器la-d的第一電極7可以通過將各個輻射檢測器la-d的第一電極與對應的鍵合點(例如鍵合點19中的一個)連接來被控制。在實施例中，從第一電極朝向對應的鍵合點的金屬軌道被用於該目的。各個檢測器la-d的第二電極是公共的，並可以通過直接接觸第二電極9而被直接地連接。輻射檢測器的組件(在圖5中四個輻射檢測器la-d設置成對稱的順序)適合於測量在不同的照射設定(例如，環形照射、雙極照射和四極照射)下所提供的輻射。圖6示意性地示出製造根據本發明的輻射檢測器的實施例的方法的流程圖。首先，在作用61中,提供娃(Si)襯底。所述娃襯底具有第一表面以及與之相對的
第二表面。 隨後，在作用63中，將硼(B)層沉積在第一表面的頂部上。進行前述沉積，以使得在Si襯底中形成BxSih層。優化的形成過程發生在不存在氧化物的位置上。為了確保無氧化物的表面，在前述的沉積進行之前可以進行氧化物層到Si-襯底表面的蝕刻。隨後，在作用65中，B層被包括金屬(例如由圖3和圖4所示的電極7或導電柵格)的第一接觸層所部分地覆蓋。由於所述部分地覆蓋，形成第一區域和第二區域。B層在第一區域(例如在如圖4和圖5所示的導電柵格所在的區域)中覆蓋有第一接觸層。B層在第二區域中(例如在參照圖4所討論的柵格單元中)保持暴露狀態。隨後，在作用67中，B層在前述第二區域中覆蓋有保護層，所述保護層設置用於對要被檢測的輻射具有高透射性。所述保護層可能包括用於形成絕緣層的二氧化矽(SiO2)。所述層可以藉助某些類型的化學氣相沉積，諸如等離子體增強CVD或低壓CVD等而被製備，如本領域的技術人員所知。最後，在作用69中，包含金屬的第二接觸層被沉積在Si-襯底的第二表面的頂部上。輻射檢測器的實施例可以被用於多種應用。可能的應用包括用高容量的EUV光刻設備的能量傳感器、光斑傳感器和狹槽傳感器。儘管在本文中可以做出具體的參考，將所述光刻設備用於製造1C，但應當理解這裡所述的光刻設備可以有其他的應用，例如，集成光學系統、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器、薄膜磁頭的製造等。對於普通的技術人員，應該理解的是，在這種替代應用的情況中，可以將其中使用的任意術語「晶片」或「管芯」分別認為是與更上位的術語「襯底」或「目標部分」同義。這裡所指的襯底可以在曝光之前或之後進行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層塗到襯底上，並且對已曝光的抗蝕劑進行顯影的工具)、量測工具和/或檢驗工具中。在可應用的情況下，可以將所述公開內容應用於這種和其他襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如為產生多層1C，使得這裡使用的所述術語「襯底」也可以表示已經包含多個已處理層的襯底。儘管以上已經做出了具體的參考，在光學光刻的情況中使用本發明的實施例，但應該理解的是，本發明可以用於其他應用中，例如壓印光刻，並且只要情況允許，不局限於光學光刻。在壓印光刻中，圖案形成裝置中的拓撲限定了在襯底上產生的圖案。可以將所述圖案形成裝置的拓撲印刷到提供給所述襯底的抗蝕劑層中，在其上通過施加電磁輻射、熱、壓力或其組合來使所述抗蝕劑固化。在所述抗蝕劑固化之後，所述圖案形成裝置從所述抗蝕劑上移走，並在抗蝕劑中留下圖案。本發明可以用於提供輻射檢測器，所述檢測器用於檢測用於固化抗蝕劑的電磁輻射的劑量。這裡使用的術語「輻射」和「束」包含全部類型的電磁輻射，包括紫外輻射(例如具有約365、355、248、193、157或126nm的波長)和極紫外(EUV)輻射(例如具有5_20nm範圍內的波長)，以及粒子束，例如離子束或電子束。例如如上所述的根據本發明的輻射檢測器的實施例也可以被用於檢測低能量電荷粒子，例如電子或等離子體粒子(例如離子)。所述點至可能具有大約200eV到大約400keV的能量。在上下文允許的情況下，所述術語「透鏡」可以表示各種類型的光學部件中的任何一種或它們的組合，包括折射式、反射式、磁性式、電磁式和靜電式的光學部件。儘管以上已經描述了本發明的特定的實施例，但是應該理解的是本發明可以以與上述不同的形式實現。例如，本發明可以採取包含 用於描述上述公開的方法的一個或更多個機器可讀指令序列的電腦程式的形式，或者採取具有在其中存儲的這種電腦程式的數據存儲介質的形式(例如，半導體存儲器、磁碟或光碟)。以上的描述是說明性的，而不是限制性的。因此，本領域的技術人員應當理解，在不背離所附的權利要求的保護範圍的條件下，可以對本發明進行修改。
權利要求
1.一種包括至少一個檢測器的組件，所述至少一個檢測器中的每個檢測器包括 襯底，具有第一導電類型的摻雜區域； 位於所述襯底上的第二導電類型的摻雜劑材料層； 擴散層，所述擴散層形成在所述襯底內並且與摻雜劑材料層以及所述襯底的摻雜區域相接觸，其中表示所述擴散層的摻雜材料濃度的摻雜性狀從所述襯底的摻雜區域至所述摻雜劑材料層是增大的； 與所述摻雜劑材料層相連的第一電極；以及 與所述襯底相連的第二電極； 其中所述擴散層被布置用以形成輻射敏感表面。
2.根據權利要求I所述的組件，其中，所述至少一個檢測器中的每一個檢測器對于波長為5-200nm之間的輻射是敏感的。
3.根據權利要求I所述的組件，其中，所述第一導電類型是η型導電類型，並且所述摻雜劑材料是受體材料。
4.根據權利要求3所述的組件，其中，所述受體材料包括硼、鎵、鋁或銦。
5.根據權利要求I所述的組件，其中，所述第一導電類型是P型導電類型，並且所述摻雜劑材料是施主材料。
6.根據權利要求5所述的組件，其中，所述施主材料包括磷、砷或銻。
7.根據權利要求I所述的組件，其中，所述襯底包括結晶矽的外延層，並且所述擴散層位於所述外延層的表面上。
8.根據權利要求I所述的組件，其中，所述第一電極部分覆蓋所述摻雜劑層。
9.根據權利要求I所述的組件，其中，所述摻雜劑材料層位於所述襯底的第一表面上，所述襯底還包括與所述第一表面相對的第二表面，並且所述第二電極與所述第二表面相連。
10.根據權利要求I所述的組件，其中，所述至少一個檢測器中的每一個檢測器的表面包括第一區域和第二區域，所述第一區域是所述摻雜劑層與所述第一電極相連所在的區域，所述第二區域是所述摻雜劑層被保護層覆蓋所在的區域，所述保護層配置成使輻射通過、以被所述至少一個檢測器中的相應一個檢測器測量。
11.根據權利要求I所述的組件，其中，所述輻射敏感表面對於帶電粒子輻射敏感。
12.根據權利要求11所述的組件，其中，所述帶電粒子是能量為大約200eV和大約40keV之間的電子。
13.根據權利要求I所述的組件，其中，所述擴散層包括與所述摻雜劑材料層相接觸的非單晶體子層和單晶體子層。
14.根據權利要求I所述的組件，其中，所述摻雜劑材料層是非晶體層，所述擴散層是晶體層。
15.一種包括至少一個檢測器的工具，所述至少一個檢測器中的每一個檢測器包括 襯底，具有第一導電類型的摻雜區域； 位於所述襯底上的第二導電類型的摻雜劑材料層； 擴散層，所述擴散層形成在所述襯底內並且與摻雜劑材料層以及所述襯底的摻雜區域相接觸，其中表示所述擴散層的摻雜材料濃度的摻雜性狀從所述襯底的摻雜區域至所述摻雜劑材料層是增大的； 與所述摻雜劑材料層相連的第一電極；以及 與所述襯底相連的第二電極； 其中所述擴散層被布置用以形成輻射敏感表面。
16.根據權利要求15所述的工具，其中，所述至少一個檢測器中的每一個檢測器對于波長為5-200nm之間的輻射是敏感的。
17.根據權利要求15所述的工具，其中，所述工具包括襯底處理工具、量測工具和檢查工具中的至少一個。
18.根據權利要求15所述的工具，其中，所述至少一個檢測器中的每一個檢測器的表面包括第一區域和第二區域，所述第一區域是所述摻雜劑層與所述第一電極相連所在的區域，所述第二區域是所述摻雜劑層被保護層覆蓋所在的區域，所述保護層配置成使輻射通過、以被所述至少一個檢測器中的相應一個檢測器測量。
19.根據權利要求15所述的工具，其中，所述輻射敏感表面對於帶電粒子輻射敏感。
20.—種光刻設備,包括 照射系統，配置成產生輻射束； 支撐裝置，配置成支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置配置成使所述輻射束圖案化； 投影系統，配置成將圖案化束投影到襯底上；以及 檢測器，包括 襯底，具有第一導電類型的摻雜區域； 位於所述襯底上的第二導電類型的摻雜劑材料層； 擴散層，所述擴散層形成在所述襯底內並且與摻雜劑材料層以及所述襯底的摻雜區域相接觸，其中表示所述擴散層的摻雜材料濃度的摻雜性狀從所述襯底的摻雜區域至所述摻雜劑材料層是增大的； 與所述摻雜劑材料層相連的第一電極；以及 與所述襯底相連的第二電極； 其中所述擴散層被布置用以形成輻射敏感表面。
21.根據權利要求20所述的光刻設備，還包括組件，所述組件包括多個檢測器，其中所述多個檢測器包括一個檢測器。
22.根據權利要求20所述的光刻設備，其中，所述擴散層包括與所述摻雜劑材料層相接觸的非單晶體子層和單晶體子層。
23.根據權利要求20所述的光刻設備，其中，所述摻雜劑材料層是非晶體層，所述擴散層是晶體層。
24.—種方法,包括 在襯底的表面之上沉積第一導電類型的摻雜劑材料層，使得在所述襯底中形成擴散層，使得所述摻雜劑層被布置用以形成輻射敏感表面，並且使得表示所述擴散層的摻雜濃度的摻雜性狀從所述襯底的所述表面至所述摻雜劑層是增大的； 其中所述襯底具有第二導電類型的摻雜區域，並且所述擴散層與摻雜劑材料層以及所述襯底的摻雜區域相接觸；使用包括導電材料的第一接觸層部分地覆蓋所述摻雜劑層，使得形成第一區域和第二區域，使得所述摻雜劑層保持能夠在所述第二區域中被輻射曝光； 用所述第一區域中的所述第一接觸材料覆蓋所述摻雜劑層；以及 在所述襯底的第二表面側沉積包括導電材料的第二接觸層。
25.一種在光刻設備中使用的方法，其中所述光刻設備具有用於圖案形成裝置的支撐 結構和用於支撐襯底的襯底臺，包括 接收來自包括至少一個檢測器的組件的信號，所述檢測器包括 襯底，具有第一導電類型的摻雜區域； 位於所述襯底上的第二導電類型的摻雜劑材料層； 擴散層，所述擴散層形成在所述襯底內並且與摻雜劑材料層以及所述襯底的摻雜區域相接觸，其中表示所述擴散層的摻雜材料濃度的摻雜性狀從所述襯底的摻雜區域至所述摻雜劑材料層是增大的； 與所述摻雜劑材料層相連的第一電極；以及 與所述襯底相連的第二電極，其中所述擴散層被布置用以形成輻射敏感表面；以及 基於所述信號確定所述圖案形成裝置相對於所述襯底臺的位置；以及 基於所述圖案形成裝置相對於所述襯底臺的位置使所述襯底與所述圖案形成裝置對準。
26.一種在具有圖案形成裝置的光刻設備中使用的方法，包括步驟 使用所述圖案形成裝置向襯底的表面施加電磁輻射； 接收基於所施加的電磁輻射的、來自包括至少一個檢測器的組件的信號，所述檢測器包括 襯底，具有第一導電類型的摻雜區域； 位於所述襯底上的第二導電類型的摻雜劑材料層； 擴散層，所述擴散層形成在所述襯底內並且與摻雜劑材料層以及所述襯底的摻雜區域相接觸，其中表示所述擴散層的摻雜材料濃度的摻雜性狀從所述襯底的摻雜區域至所述摻雜劑材料層是增大的； 與所述摻雜劑材料層相連的第一電極；以及 與所述襯底相連的第二電極，其中所述擴散層被布置用以形成輻射敏感表面；以及 基於所接收到的信號確定所述電磁輻射劑量。
全文摘要
本發明公開了一種輻射檢測器、一種製造輻射檢測器的方法和一種包括輻射檢測器的光刻設備。在一個實施例中，提供一種包括至少一個檢測器的組件。所述至少一個檢測器中的每個檢測器包括襯底，具有第一導電類型的摻雜區域；位於所述襯底上的第二導電類型的摻雜劑材料層；擴散層，所述擴散層形成在所述襯底內並且與摻雜劑材料層以及所述襯底的摻雜區域相接觸，其中表示所述擴散層的摻雜材料濃度的摻雜性狀從所述襯底的摻雜區域至所述摻雜劑材料層是增大的；與所述摻雜劑材料層相連的第一電極；以及與所述襯底相連的第二電極。所述擴散層被布置用以形成輻射敏感表面。
文檔編號H01L31/18GK102623545SQ20121004290
公開日2012年8月1日 申請日期2008年6月24日 優先權日2007年6月25日
發明者威廉士·約瑟夫斯·瑪麗亞·凱姆皮爾, 安東尼斯·安德裡亞斯·約翰內斯·斯凱沃爾, 安瑞·約翰·范德斯吉斯, 弗朗西斯科·撒魯比, 託馬斯·魯東威卡斯·瑪麗亞·斯哥特斯, 拜爾拉克·摩艾斯特, 斯通揚·尼蒂安沃夫, 李斯·克倫·南恩沃爾, 傑拉達斯·威廉士·派卓斯·巴斯, 格雷戈裡·米查·高邁倫, 馬克·安東尼斯·瑪麗亞·哈思特, 馬蒂恩·伯特 申請人:Asml荷蘭有限公司