氣體噴頭、光刻裝置和氣體噴頭的應用的製作方法

2023-10-05 17:22:39 3

專利名稱：氣體噴頭、光刻裝置和氣體噴頭的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及氣體噴頭、光刻裝置和氣體噴頭的應用。
背景技術：
光刻裝置是將期望的圖案施加到基底上通常是基底靶部上的一種裝置。光刻裝置可以用於例如集成電路(IC)的製造。在這種情況下，構圖部件或者可稱為掩模或中間掩模版，它可用於產生形成在IC的一個單獨層上的電路圖案。該圖案可以被傳遞到基底(例如矽晶片)的靶部上(例如包括一部分，一個或者多個管芯)。通常這種圖案的傳遞是通過成像在塗敷於基底的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般地，單一的基底將包含被相繼構圖的相鄰靶部的網格。已知的光刻裝置包括所謂的步進器，它通過將整個圖案一次曝光到靶部上而輻射每一靶部，已知的光刻裝置還包括所謂的掃描器，它通過在輻射光束下沿給定的方向(「掃描」方向)掃描所述圖案，並且同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底來輻射每一靶部。還可以通過將圖案壓印到基底上把圖案從構圖部件傳遞到基底上。
氣體噴頭的應用可以從現有技術了解。例如，圖18中的歐洲專利EP0498499示出了光刻裝置的一部分。所述裝置包括幹涉儀系統和各幹涉儀光束在其中傳播的空間。優選地使恆定的、層流氣流穿過該空間，以便獲得較大的幹涉儀系統的精度。可以控制供給氣體的純度和溫度。所述氣體例如具有純度級1，其溫度例如穩定在0.1℃內。
美國專利No.6,522,385B2公開了一種不同的氣體噴頭。該氣體噴頭布置在晶片臺和鏡頭之間，其包括具有上部框架的圓形頭部和與上部框架的底部連接的多孔構件底部。氣體噴頭頭部的厚度從頭部的中心孔徑向向外地增大。所述頭部用於噴淋光刻裝置的晶片臺，以便防止晶片臺汙染。

發明內容
期望的是提供一種改進的氣體噴頭，例如用於調節至少一個光路，或者淨化某一區域。
在本發明的一個實施例中，提供一種在光刻裝置中調節至少一個光路的氣體噴頭，其中所述氣體噴頭包括具有噴頭出口側以向光路供給氣體的氣體分配室，所述氣體分配室配置成將氣體分配到光路，其中所述氣體分配室包括大體上尖銳的錐形尖端。
在本發明的一個實施例中，提供一種調節或淨化裝置中的至少一個區域的氣體噴頭，其中所述氣體噴頭至少包括氣體分配室，其具有包括多個大體上傾斜的氣體通道的噴頭出口側，以便在使用過程中向所述區域供給氣體。
在本發明的一個實施例中，提供一種在光學裝置中調節至少一個光學幹涉儀路徑的氣體噴頭，其中所述氣體噴頭包括具有噴頭出口側以向光路供給氣體的氣體分配室，其中所述氣體分配室包括相對所述噴頭出口側延伸的第二側，所述第二側包括大體上平行於所述氣體出口側延伸的第一部分，以及和所述氣體出口側一起圍成一銳角以提供尖銳的錐形尖端的第二部分。
此外，根據本發明的一個實施例，提供一種在光學裝置中調節至少一個光路的氣體噴頭，其中所述氣體噴頭包括具有噴頭出口側以向光路供給氣體的氣體分配室，其中所述噴頭出口側包括多個氣體通道，所述氣體通道相對彼此不均勻地分布。
在另一個實施例中，提供一種光刻裝置，其包括根據本發明的一個實施例的至少一個氣體噴頭。
此外，本發明的實施例提供了調節或淨化一區域的氣體噴頭的使用，其中所述氣體通過氣體噴頭供給到所述區域。


現在僅僅通過實例的方式，參考隨附的示意圖描述本發明的各個實施例，其中相應的參考標記表示相應的部件，其中圖1示出了根據本發明的一個實施例的光刻裝置；圖2示出了如圖1所示的光刻裝置的氣體噴頭的縱向截面；圖3示出了圖2中示出的氣體噴頭的底視圖；圖4是圖2的細節Q；圖5示出了具有根據本發明的一個實施例的氣體噴頭的裝置的一部分；圖6示出了圖5中示出的實施例的氣體噴頭的細節的截面圖；圖7示出了如圖5所示的氣體噴頭的底視圖；
圖8示出了如圖5所示的氣體噴頭的可替換實施例的底視圖；以及圖9示出了如圖5所示的氣體噴頭的另一個可替換實施例的底視圖。
具體實施例方式
圖1示意性地表示了根據本發明的一個實施例的光刻裝置。該裝置包括照射系統(照射器)IL，其配置成調節輻射光束B(例如UV輻射或不同類型的輻射)。
支撐結構(例如掩模臺)MT，其構造成支撐構圖部件(例如掩模)MA，並與配置成依照某些參數精確定位該構圖部件的第一定位裝置PM連接。
基底臺(例如晶片臺)WT，其構造成保持基底(例如塗敷抗蝕劑的晶片)W，並與配置成依照某些參數精確定位基底的第二定位裝置PW連接。
投影系統(例如折射投影透鏡系統)PS，其配置成利用構圖部件MA將賦予給輻射光束B的圖案投影到基底W的靶部C(例如包括一個或多個管芯)上。
照射系統可以包括各種類型的光學部件，例如包括用於引導、整形或者控制輻射的折射光學部件、反射光學部件、磁性光學部件、電磁光學部件、靜電光學部件或其它類型的光學部件，或者其任意組合。
支撐結構可以支撐即承受構圖部件的重量。它可以一種方式保持構圖部件，該方式取決於構圖部件的定向、光刻裝置的設計以及其它條件，例如構圖部件是否保持在真空環境中。支撐結構可以使用機械、真空、靜電或其它夾緊技術來保持構圖部件。掩模支撐結構可以是框架或者工作檯，例如所述結構根據需要可以是固定的或者是可移動的。支撐結構可以確保構圖部件例如相對於投影系統位於期望的位置。這裡任何術語「中間掩模版」或者「掩模」的使用可以認為與更普通的術語「構圖部件」同義。
這裡使用的術語「構圖部件」應廣義地解釋為能夠給輻射光束在其截面賦予圖案從而在基底的靶部中形成圖案的任何裝置。應該注意，賦予給輻射光束的圖案可以不與基底靶部中的期望圖案精確一致，例如如果該圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵。一般地，賦予給輻射光束的圖案與在靶部中形成的器件如集成電路的特殊功能層相對應。
構圖部件可以是透射的或者反射的。構圖部件的實例包括掩模，可編程反射鏡陣列，以及可編程LCD板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二進位型、交替相移型、和衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型。可編程反射鏡陣列的一個實例採用微小反射鏡的矩陣排列，每個反射鏡能夠獨立地傾斜，從而沿不同的方向反射入射的輻射光束。傾斜的反射鏡可以在由反射鏡矩陣反射的輻射光束中賦予圖案。
這裡使用的術語「投影系統」應廣義地解釋為包含各種類型的投影系統，包括折射光學系統，反射光學系統、反折射光學系統、磁性光學系統、電磁光學系統和靜電光學系統，或其任何組合，如適合於所用的曝光輻射，或者適合於其他方面，如浸沒液體的使用或真空的使用。這裡任何術語「投影鏡頭」的使用可以認為與更普通的術語「投影系統」同義。
如這裡所指出的，該裝置是透射型(例如採用透射掩模)。或者，該裝置可以是反射型(例如採用上面提到的可編程反射鏡陣列，或採用反射掩模)。
光刻裝置可以具有兩個(雙工作檯)或者多個基底臺(和/或兩個或者多個掩模臺)。在這種「多工作檯式」裝置中，可以並行使用這些附加臺，或者可以在一個或者多個臺或支撐上進行準備步驟，而一個或者多個其它臺或支撐用於曝光。
光刻裝置還可以是這樣一種類型，其中至少部分基底由具有相對高的折射率的液體如水覆蓋，從而填充投影系統和基底之間的空間。浸沒液體也可以應用於光刻裝置中的其他空間，例如應用於掩模和投影系統之間。浸沒技術在本領域中是公知的，其用於增大投影系統的數值孔徑。這裡使用的術語「浸沒」不表示結構如基底必須浸沒在液體中，而是僅表示液體在曝光期間位於投影系統和基底之間。
參考圖1，照射器IL接收來自輻射源SO的輻射光束。輻射源和光刻裝置可以是獨立的機構，例如當輻射源是準分子雷射器時。在這種情況下，不認為輻射源構成了光刻裝置的一部分，輻射光束藉助於光束輸送系統BD從源SO傳輸到照射器IL，所述光束輸送系統包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器。在其它情況下，輻射源可以是光刻裝置的組成部分，例如當源是汞燈時。源SO和照射器IL，如果需要連同光束輸送系統BD一起可以稱作輻射系統。
照射器IL可以包括調節裝置AD，其用於調節輻射光束的角強度分布。一般地，至少可以調節在照射器光瞳平面上強度分布的外和/或內徑向量(通常分別稱為σ-外和σ-內)。此外，照射器IL可以包括各種其它部件，如積分器IN和聚光器CO。照射器可以用於調節輻射光束，從而使該光束在其橫截面上具有期望的均勻度和強度分布。
輻射光束B入射到保持在掩模支撐結構(如掩模臺MT)上的構圖部件(如掩模MA)上，並由構圖部件進行構圖。橫向穿過掩模MA後，輻射光束B通過投影系統PS，該投影系統將光束聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如幹涉測量器件、線性編碼器或電容傳感器)的輔助下，可以精確地移動基底臺WT，從而例如在輻射光束B的光路中定位不同的靶部C。類似地，例如在從掩模庫中機械取出掩模MA後或在掃描期間，可以使用第一定位裝置PM和另一個位置傳感器(圖1中未明確示出)來使掩模MA相對於輻射光束B的光路精確定位。一般地，藉助於長行程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精確定位)，可以實現掩模臺MT的移動，所述長行程模塊和短行程模塊構成第一定位裝置PM的一部分。類似地，利用長行程模塊和短行程模塊也可以實現基底臺WT的移動，其中長行程模塊和短行程模塊構成第二定位裝置PW的一部分。在步進器的情況下(與掃描裝置相對)，掩模臺MT可以只與短行程致動裝置連接，或者固定。可以使用掩模對準標記M1、M2和基底對準標記P1、P2對準掩模MA與基底W。儘管如所示出的基底對準標記佔據了指定的靶部，但是它們也可以設置在各個靶部(這些標記是公知的劃線對準標記)之間的空間中。類似地，在其中在掩模MA上提供了超過一個管芯的情況下，可以在各個管芯之間設置掩模對準標記。
所示的裝置可以按照下面模式中的至少一種使用1.在步進模式中，掩模臺MT和基底臺WT基本保持不動，而賦予輻射光束的整個圖案被一次投影到靶部C上(即單次靜態曝光)。然後沿X和/或Y方向移動基底臺WT，使得可以曝光不同的靶部C。在步進模式中，曝光區的最大尺寸限制了在單次靜態曝光中成像的靶部C的尺寸。
2.在掃描模式中，當賦予輻射光束的圖案被投影到靶部C時，同步掃描掩模臺MT和基底臺WT(即單次動態曝光)。基底臺WT相對於掩模臺MT的速度和方向通過投影系統PS的放大(縮小)和圖像反轉特性來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次動態曝光中靶部的寬度(沿非掃描方向)，而掃描動作的長度確定了靶部的高度(沿掃描方向)。
3.在其他模式中，當賦予輻射光束的圖案被投影到靶部C上時，掩模臺MT基本保持不動地支撐可編程構圖部件，同時移動或掃描基底臺WT。在該模式中，一般採用脈衝輻射源，並且在每次移動基底臺WT之後，或者在掃描期間兩個相繼的輻射脈衝之間根據需要更新可編程構圖部件。這種操作模式可以容易地應用於採用可編程構圖部件的無掩模光刻中，所述可編程構圖部件例如是上面提到的可編程反射鏡陣列型。
還可以採用上述使用模式的組合和/或變化，或者採用完全不同的使用模式。
在一個實施例中，所述裝置包括至少一個幹涉儀系統IF和至少一個氣體噴頭1、101，所述氣體噴頭布置成向所述幹涉儀系統IF的至少部分光路供給大體上層流的氣體。圖1、2和5示出了這種裝置。
在本發明的一個實施例中，氣體噴頭1、101用於調節光刻裝置中的至少一個光路。所述調節包括光學調節，例如防止光路中的熱變化，特別是提供具有穩定折射率的環境。幹涉儀光束的光路在圖1、2、5中用參考標記OP示出。這種幹涉儀光束可以在光刻裝置的各個部分之間行進。各個幹涉儀光束例如可以在使用過程中用於例如在正交的X-、Y-和/或Z-方向(同樣參見圖1)使基底支撐WT相對投影系統PS的投影鏡頭PL精確定位。在圖2和5示出的實施例中，用氣體噴頭1、101調節的光路OP在部分幹涉儀系統IF和基底支撐WS之間延伸。可在使用過程中調節光路的各個氣體噴頭1、101在部分幹涉儀系統IF和基底支撐WS以及投影鏡頭PL之間延伸。氣體噴頭1、101不在背離部分幹涉儀系統IF的基底支撐WS或投影鏡頭PL一側上延伸。因此，在本實施例中，氣體噴頭1、101大體上在投影鏡頭PL的一個橫向側上延伸。
圖2的實施例的氣體噴頭1包括氣體分配室2，所述氣體分配室可以是或者包括合適的氣體導管。氣體分配室2的長度K(在該圖中沿X方向測量)大體上與各個待調節光路OP的長度相同或略長一些。例如，長度K的範圍是大約20-50cm，或者是不同的長度。(沿該圖中的Y-方向測量的)氣體分配室2的寬度M遠小於長度。寬度的範圍例如可以是大約5-15cm，或者是不同的長度。(沿該圖中的Z-方向測量的)氣體分配室2的長度L遠小於寬度。該長度L例如小於大約5cm，或者是不同的長度。例如，氣體分配室2可以是相對較長或者細長的腔室，其在橫向方向上具有相對小的尺寸，所述橫向方向特別地是垂直於待調節光路OP的高度方向(參見圖1和2)。
氣體分配室2的第一側3在本實施例中是底部3，其配置成氣體噴頭出口側以向光路OP供給氣體。氣體噴頭1還包括向氣體分配室2供給氣體的氣體入口5。該氣體入口5可以各種方式進行配置，並且例如包括一個或多個氣體供給線。氣體入口5連接到或定位於氣體噴頭的各個側面，例如連接到或定位於相對分配室2的底部3延伸的第二側4或不同側。在使用過程中，可以向氣體分配室2供給各種類型的氣體，例如一種多種惰性氣體、氮氣、氣體混合物或不同的氣體類型。在一個實施例中，該氣體是空氣，例如是純度級為1的超潔淨空氣。所述氣體的溫度相對穩定，例如穩定在大約0.1℃內，特別是穩定在大約0.001℃內。從現有技術可以了解如何提供這種熱穩定的氣體。
如下面將要解釋的，氣體分配室2配置成以大體上均勻的流動曲線將氣體分配到光路OP。大體上均勻的流動曲線可以是具有大體上均勻的氣體速度的流動曲線。例如，氣流在速度和流動方向是均勻的。如所示出的，在圖2的實施例中，氣體噴頭1的底部3在待調節光路OP的上方延伸。氣體噴頭1的底部3大體上平行於光路OP延伸。
此外，如圖3所示，氣體噴頭的底部大體上為矩形。氣體噴頭1還可以不同形狀的底部3進行布置，其例如取決於待調節的一個或多個光路OP。該實施例的氣體噴頭1不以圍繞投影系統PS的鏡頭PL圓延伸，而是僅相對鏡頭PL的虛擬中心軸橫向延伸。
在圖2-4的實施例中，當在縱向截面的側視圖中看時，氣體分配室2包括大體上尖銳的錐形尖端7。該尖端7具有尖銳的錐角α，並形成氣體分配室2的一端。作為一個實例，即使只能獲得相對小的空間，相對尖銳但較長的尖端也能夠在投影系統PS的部件PL和基底支撐WT之間延伸。該尖銳尖端7可提供或圍繞氣體分配室的楔形部分2w。
在本實施例中，錐形尖端7的錐度不會變化。所述尖銳尖端7可提供或圍成氣體分配室的楔形內部部分2w。
在本實施例中，從側視圖或縱向截面(參見圖2)中看，氣體分配室2的相對端部8為圓形。該相對端部8也可以是不同的形狀，並且同樣例如包括尖銳的錐形尖端。
例如，氣體分配室2的第二側4包括大體上平行於氣體出口側3延伸的第一部分4a，以及和所述氣體出口側3一起圍成銳角α以提供尖銳的錐形尖端7的第二部分4b。作為一個實例，銳角α小於大約20°。此外，作為一個實例，銳角α小於大約10°。在一個實施例中，銳角α是大約8°，或者更小。此外，銳角α可以由分配室2中各個側面3、4b的內表面圍成，所述內表面彼此面對(同樣參見圖4)。
在本發明的實施例中，氣體出口側3可以是大體上平的側面(flatside)，或者具有大體上平的外表面和/或大體上扁平的內表面。可替換地，如果期望，所述氣體出口側具有一定凹凸。
在本發明的實施例中，氣體分配室2中第二側4的每個部分4a、4b也可以是大體上平的側面。可替換地，如果期望，氣體出口側4具有一定凹凸或者不同的形狀，如果期望。優選地，氣體分配室2中第二側4的第二部分4b具有大體上平或者平坦的內表面，所述內表面沿一虛擬平面延伸，該虛擬平面和氣體噴頭1的氣體出口側一起圍成銳角α。可替換地，氣體分配室2的第二部分4b具有一定凹凸、階梯形狀或不同的形狀。
在本實施例中，錐形尖端7的錐度大小不會改變。可替換地，錐形尖端具有包括不同大小的錐度的不同分段，其中鄰接的錐形分段的頂部彼此圍成小於180°的角度(例如在圖5所示的實施例中，參見下文)。
在一個實施例中，至少部分氣體分配室的出口側3具有單絲織物，其用於在使用過程中產生大體上均勻、層流的氣流。例如，可以用單絲織物覆蓋出口側和/或出口側整體地具有單絲織物。這種織物可以使氣流相對出口側3沿大體上垂直的方向(在圖中是Z)分配，參見圖4，使得氣體可以大體上朝待調節光路OP垂直地引導。可替換地，氣體出口側3包括具有氣體分配通道的薄板，所述通道例如是傾斜的氣體通道，例如與圖4-5(參見下文)的實施例類似。這種具有氣體通道的單絲織物和/或薄板在圖2和4中用虛線示出。
例如，氣體出口側3包括薄金屬板或合金板，其具有多個雷射鑽孔的通道。此外，這種通道例如可以使用蝕刻和/或放電加工進行製造。如果期望，這種薄板通道可以是傾斜的通道，以便相對氣體出口側3以某一角度來分配氣體。在一個實施例中，氣體出口側3包括具有多個通道的薄金屬板或合金板，每個通道相對金屬板的外表面傾斜地延伸。此外，多數通道大體上彼此平行地延伸。例如，多個通道大體上彼此平行地延伸。例如，多個通道朝從大體上尖銳的錐形尖端橫向延伸的區域引導，例如朝基底支撐WT或沿基底支撐WT的光學移動方向X延伸。下面將說明圖5-6的實施例。
此外，部分氣體出口側3例如具有單絲織物，部分氣體出口側3具有包括氣體通道的薄板。例如，沿氣體分配室的尖銳尖端7延伸的部分氣體出口側3僅具有包括多個通道以向光路分配氣體的薄板。此外，這種薄板可以是金屬板、塑料板或不同的薄板，單絲織物或布可以一起應用到至少部分氣體出口側3中(例如以多層彼此疊置)。此外，氣體出口側可以不同地配置成從氣體分配室2向其環境供給氣體。
此外，與尖端部分7相對的分配室末端8可以配置成沿各個方向向環境分配氣體，例如向部分幹涉儀系統IF分配。為此，例如相對端部8也可以具有單絲織物，具有包括氣體出口通道的薄板，或具有不同的氣體分配結構。
在圖2-4中示出的氣體噴頭實施例1配置成通過尖端部分7大體上平行於出口側3供給氣體，使得氣體在尖端部分中朝氣體分配室的頂部引導，如圖4中的箭頭gin所示。例如，這可以通過足夠大的供給通道5來實現。例如，氣體供給通道或氣體入口5布置成產生比氣體出口側(例如在出口織物3)上的壓降小很多的動壓1/2x RHo x V^2，例如小於氣體出口側3上壓降的10％。典型地，供給速度V是大約5m/s(大約15Pa的動壓)，氣體出口側3上的壓降是大約180Pa。此外，供給速度和/或壓降可以具有不同的值。
在使用過程中，尖銳尖端7中氣體分配室2的頂部4可以使輸入氣體gin朝尖端7的出口側3均勻偏轉以從分配室分配氣體。即使當尖端7中的氣體速度遠大於5m/s，動壓遠大於氣體出口側3上壓降的10％，已經發現這種結構可朝光路OP提供相對均勻的氣體分配，其中從尖端7的出口表面來看輸出氣體gout的速度大體上相同。非常接近尖端外端部的位置也是一樣，所述端部在基底支撐WT附近延伸。例如，在一個實施例中，根據氣體噴頭的位置以及在使用時晶片臺或基底支撐WT是否移動，氣體噴頭布置成在晶片臺或基底支撐WT的邊緣在使用過程中可高速移動的位置處提供非常均勻的流動。
特別地，圖4示出了本實施例的尖端部分7，其中箭頭gin表示流入尖端部分的氣體，箭頭gout表示通過尖端7的出口側3流出相應的尖端部分的氣體。例如，在尖端部分的橫向截面(即在圖1-4中的YZ平面)，流入該部分的氣體gin的速度和朝下遊尖端部分流動的氣體gout.1的速度大體上相同。因此，在尖端7內部幾乎沒有動壓變化，從而在尖端7內部獲得均勻的壓力。該均勻壓力可導致通過出口側3流出尖端的氣體gout.2均勻地流動(向下流)。可以利用合適的材料(例如所述的單絲織物)使均勻流動成為層流，所述均勻流動也可以流量略大且完全沒有渦流，從而對光路OP進行非常好的調節。利用本發明可以很好地避免可能引起渦流產生的小流量變化，所述流量變化會導致未調節的氣體混入重要的光學區域中。
在圖2-4中示出的氣體噴頭的實施例1有利地可以用於光刻裝置中，其包括高NA(數值孔徑)的投影系統PS的投影鏡頭PL。例如，氣體噴頭1可以用於將幹涉儀光束的路徑調節到大約0.001℃的穩定性。氣體噴頭1布置在投影鏡頭PL和幹涉儀「單元」IF之間，例如在晶片支撐高度上方。氣體噴頭具有向下引導或沿另一方向的出口速度，如圖4所示。利用氣體噴頭1進行調節的光路OP具有各種長度，例如在300mm的晶片光刻掃描裝置中具有超過大約350mm的長度，其最大長度是大約450mm，但是也可以具有不同的長度。
在光刻裝置包括所謂的高NA投影鏡頭PL的情況下，根據圖2-4的實施例的氣體噴頭1還可以大體上影響幹涉儀光束的全部路徑OP，所述幹涉儀光束沿X方向朝基底支撐WT被引導。
例如，在使用過程中，氣體噴頭1產生均勻的、層流的向下流動(沿圖中的Z方向)的所需速度，例如大約1.0m/s或不同的速度。如圖2所示，氣體噴頭1在鏡頭底部和基底支撐(或卡盤)的上表面之間非常小的(沿Z方向)錐形容積中延伸，特別是通過提供具有尖銳尖端7的氣體噴頭1。通過在高度上精確地安裝氣體噴頭1，可以有效地使用錐形容積。已經證明該錐形的氣體噴頭端部7是有效的。在使用過程中，例如沿橫向的Y方向測量，供給到氣體噴頭尖端7中氣體的水平供給速度在整個尖端7上大體上相等，因此該速度可以非常高，且不會由於腔室102內的動壓變化而擾亂均勻的向下流動。通過這種方式，大體上可以調節位於具有非常高的NA鏡頭的光刻系統中幹涉儀光束的全部幹涉儀路徑OP。
圖5和6示出了氣體噴頭101的另一個實施例。該氣體噴頭101可以配置成和/或定尺寸為大體上與上面參考圖2-4描述的氣體噴頭實施例1相同。圖5和6中實施例的氣體噴頭101也可以配置成利用合適的層流氣體調節或淨化裝置例如光刻裝置中的至少一個區域。氣體噴頭101包括氣體分配室102，其具有噴頭出口側103和相對的第二側104。例如，氣體噴頭101具有氣體入口105，用於向氣體分配室102供給氣體。
此外在本實施例中，氣體分配室102的長度(沿該圖中的X方向測量)大體上與待調節的各個光路的長度或待淨化區域的長度相同，或者略長。例如，該長度的範圍介於大約20-50cm，或者是不同的長度。氣體分配室102的寬度(沿該圖中的Y方向測量)遠小於所述長度。氣體分配室102的高度(沿該圖中的Z方向測量)遠小於所述寬度。該高度例如小於大約5cm，或者是不同的高度。例如，氣體分配室102可以是相對較長或細長的腔室，其在橫向方向上具有相對小的尺寸，特別是在垂直於待調節光路OP或待淨化區域的高度方向具有相對小的尺寸。
此外，氣體噴頭101包括錐形尖端107，其可以圍出氣體分配室102的楔形部分。在本實施例中，氣體分配室包括至少第一錐形部分107a和從第一錐形部分延伸的第二錐形部分107b，其中所述錐形部分具有彼此成一直線延伸的相應的氣體出口側。錐形部分具有相對所述相應出口側延伸的相應頂部。錐形部分的頂部彼此圍成的角度小於180°。例如，最外面的錐形部分107b具有相對尖銳的頂角，例如在圖2-4所示的實施例中。
在圖5和6中示出的實施例101具有各種形狀和尺寸。特別地，氣體出口側103大體上為矩形(如圖3)。此外，在圖5中，該實施例的氣體噴頭101不以圍繞投影系統PS的鏡頭PL的圓延伸，而是橫向地相對鏡頭PL的中心軸延伸。在圖5中，氣體噴頭101定位在待調節的光束路徑OP上方。
在本實施例中，氣體噴頭101的出口側103包括多個傾斜的氣體通道109，以便從氣體分配室102向氣體噴頭101的區域或環境供給氣體。在另一個實施例中，噴頭出口側103由具有多個傾斜通道109的薄板103提供。參見圖6，每個通道大體上傾斜地延伸穿過薄板103。
在本發明的實施例中，薄板103的厚度t(沿該圖中的Z方向測量)小於大約1mm。例如，厚度t是大約0.5m或更小。此外，薄板可以是金屬板或合金板，例如不鏽鋼。在這種情況下，也可以使用不同的技術以高精度形成相對小的氣體通道109，例如使用雷射鑽孔。此外，薄板103可以由塑料構成，由一種或多種不同的材料構成。除了雷射鑽孔，可以應用不同的製造方法來形成通道109，例如蝕刻通道，通過放電加工來形成通道，和/或使用類似於在掩模上澱積金屬的不同處理。
薄板103也可以稱為「微型濾網」。薄板103包括一層或多層一種或多種材料。薄板103可以是或提供氣體分配室102的壁或部分壁。在本發明的一個實施例中，薄板103是大體上扁平的薄板。可替換地，如果期望，氣體出口側具有一定的凹凸。此外，部分薄板103可以按期望方式朝氣體分配室的相對側102彎曲或成形，以便提供氣體噴頭101的一個端部108(參見圖5)。
薄板103的氣體通道109可以沿各個方向延伸。例如，通道109和噴頭出口側圍成角度β，所述角度的範圍是大約0°-60°。作為一個實例，所述角度的範圍是大約20°-50°，或20°-40°。在圖5、6中，氣體通道109和虛擬(垂直)的YZ平面圍成角度β，所述平面相對光路OP垂直地延伸。
此外，在一個實施例中，多個氣體通道109大體上彼此平行地延伸。通過這種方式，氣體可以由氣體通道沿大體上相同的方向引導。此外，在本實施例中，每個氣體通道109沿大體上筆直的方向延伸穿過薄板103。可替換地，氣體通道可以沿其它方向彎曲或延伸。
氣體通道109具有各種直徑或尺寸。每個通道的直徑或寬度D例如可以小於大約0.2mm。例如，該直徑或寬度小於大約0.1mm。當每個通道的直徑或寬度是大約0.8mm時可獲得良好的結果。
圖7和8以底視圖的形式更詳細地示出了薄板103、105的兩個實施例的截面。如圖7所示，例如，氣體通道109可以是縫隙109。此外，圖8示出了一個實施例，其中氣體通道109′是通孔或小孔，其具有大體上圓形的截面。如果期望，氣體通道109可以具有各種其它形狀和/或尺寸。例如，薄板103具有不同形狀和/或尺寸的氣體通道。
優選地，噴頭出口側103具有相對多的氣體通道。例如，通道的出口端覆蓋了噴頭出口側103的大約10％-25％。此外，在一個實施例中，通道的出口端覆蓋了噴頭出口側103的至少25％或者更多。
此外，氣體通道109可以定尺寸為使得在使用過程中從那些通道流出的氣體具有的雷諾數為Re＜10。此外，在使用過程中，通道109的上遊端和下遊端之間的壓差範圍是大約100-500Pa。例如，在使用過程中，氣體分配室102內的壓力是大約100至400Pa，它比出口側103的下遊壓力更高。氣體分配室102外部的壓力大體上是大氣壓力或更低或更高的壓力。此外，在另一個實施例中，在使用過程中，從氣體通道109流出的氣體速度至少是大約4m/s。
此外，在本實施例中，氣體噴頭101配置成大體上平行於出口側103朝氣體分配室的部分頂面104供給氣體，例如使得氣體分配室的頂面可以使輸入氣體朝出口側103偏轉，從而通過至少一些通道109從分配室分配氣體。
在使用圖5-6所示實施例101的過程中，將氣體供給到氣體噴頭101的氣體分配室102。然後通過氣體出口側103的氣體通道109將氣體朝待調節區域引導。由於氣體通道109是傾斜的，因此能夠以有益的方式將均勻的層流氣流例如引導到沒有直接定位在氣體噴頭101下方但處於橫向去除位置的區域。作為一個實例，圖5示出了氣體噴頭101的尖端部如何將層流氣體朝基底支撐WT引導以便調節基底支撐WT附近的光路。
在一個實施例中，光刻裝置包括可動的基底支撐WT。例如，在圖5中，基底支撐WT可以沿X方向和相反的方向移動。在這種情況下，在另一個實施例中，氣體噴頭101優選地布置成至少部分地沿和基底支撐WT的移動方向X相同的方向引導所述層流氣體。如圖5所示，傾斜的氣體通道109可提供具有流動方向F的氣流，所述流動方向具有平行於X方向的分量和垂直於出口側103的分量。通過這種方式，當基底支撐WT例如遠離幹涉儀單元IF移動時，氣體噴頭101可以防止或者消除基底支撐後面產生的尾流。
此外，令人驚奇的是已經發現，和氣體通道109的傾度相比，流動方向F具有相對噴頭1的出口側103略微或大體上更大的傾度。例如，當開口分數(開口區域/總區域)遠小於100％時例如小於25％時就會產生上述情況。在這種情況下，氣體噴頭1可以非常好地將層流氣流朝橫向隔開的區域引導，例如在晶片支撐WTY附近的區域(參見圖3)。
此外，在圖5和6中示出的第二氣體噴頭的實施例可以有益地和高NA的鏡頭PL組合使用。例如，氣體噴頭101可以例如通過潔淨氣體或不同類型的氣體用於覆蓋基底臺的某些極端範圍，以曝光外部基底管芯。
圖5和6的實施例配置成產生非常薄的高速氣體噴頭部，所述氣體噴頭部具有例如朝鏡頭中心以一定角度和/或其它所需角度流出的氣流。優選地，使用非常薄的金屬板，例如不鏽鋼、不鏽316L鋼或不同的鋼，其具有以期望角度雷射鑽孔的小孔。孔的尺寸可以選擇成使得雷諾數＜10，從而氣流能夠高度地層流。當鑽孔薄板103的開口區域是大約10至25％時，氣體的速度和動量可以很大，使得氣體能夠在相對長的距離上保持初始出射角。例如，流出氣體(圖5中的gout，圖4中的gout.2)的平均速度是大約1m/s，但是也可以提供通過小孔大約為4m/s的出射速度。僅僅作為一個實例，20μm的孔徑可以得到的雷諾數為7。鋼板103可以是雷射焊接的，從而其能夠做得相對沒有汙染和防DUV。此外，本實施例可提供相對大的壓降，這允許相對窄小的供給導管或氣體分配室102。
氣體噴頭101的另一個益處是能夠改變區域上的壓降，所述氣體噴頭包括例如在標準的單絲織物上形成的薄板103。例如，沿薄板103觀看，薄板103具有不均勻分布的開口區域，例如通過提供孔徑逐漸變化的氣體通道109或開口分數。這是產生均勻的出口速度或使出口速度分布(圖5中的gout)最優化的另一種方式，例如在氣體噴頭室102內部的壓力不均勻(例如由於高的內部速度或渦流而導致的不均勻)的情況下。
作為一個實例，圖9中示出了一個包括氣體分配板103″的氣體噴頭的實施例，該氣體分配板具有不均勻分布(或不均一分布)的氣體通道109″。這些氣體通道相對彼此不均勻地分布。例如，在圖9的實施例中，沿薄板103″觀看，氣體通道109″的節距(或通道109″之間的距離)可以變化。例如根據在各個氣體噴頭的上遊氣體分配室中的氣流的均勻性/均一性，圖9的實施例可提供一種受控的、不均勻的流動分布，或者提供一種受控的、均勻的氣流。
不均勻分布的氣孔109″或薄板103″的開口區域具有多種益處。這例如取決於氣體噴頭的氣體分配室內部的壓力分布。例如，在使用過程中，氣體噴頭的氣體分配室內部的壓力分布可以是均勻的，其中不均勻的薄板103″的開口區域使得大體上均勻的流出氣體仍然由氣體噴頭提供。例如，每個氣體通道109″直徑或寬度是大約0.02mm，例如為了獲得不均勻的流動分布，通道的節距或直徑可以變化+/-25％。此外，也可以應用其它尺寸和/或節距變化。另一方面，例如在使用過程中，氣體噴頭的氣體分配室內部的壓力分布可以是大體上均勻的，薄板103″的開口區域的不均勻性可以用來提供受控的、不均勻的或不均一的流出氣體。
本發明的實施例提供了一種高速的氣體噴頭部，例如在非常有限的容積中產生傾斜的層流。所述氣體噴頭結構還可以非常潔淨和抗DUV。氣體噴頭1、101例如可以用來調節光學系統中的光路。此外，氣體噴頭1、101可以用來淨化一個或多個光學元件，例如鏡頭、反射鏡或其它裝置部件。
儘管在本申請中可以具體參考使用該光刻裝置製造IC，但是應該理解這裡描述的光刻裝置可能具有其它應用，例如，用於製造集成光學系統、用於磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。本領域技術人員應該理解，在這種可替換的用途範圍中，這裡任何術語「晶片」或者「管芯」的使用應認為分別可以與更普通的術語「基底」或「靶部」同義。在曝光之前或之後，可以在例如軌道(通常將抗蝕劑層施加於基底上並將已曝光的抗蝕劑顯影的一種工具)、計量工具和/或檢驗工具中對這裡提到的基底進行處理。在可應用的地方，這裡的公開可應用於這種和其他基底處理工具。另外，例如為了形成多層IC，可以對基底進行多次處理，因此這裡所用的術語基底也可以指已經包含多個已處理的層的基底。
儘管在上面可以具體參考在本申請的光學光刻法中使用本發明的實施例，但是應該理解本發明可以用於其它應用，例如壓印光刻法，在本申請允許的地方，本發明不限於光學光刻法。在壓印光刻法中，構圖部件中的外形限定了在基底上形成的圖案。構圖部件的外形還可以擠壓到施加於基底上的抗蝕劑層中，並在基底上通過施加電磁輻射、熱、壓力或上述方式的組合使抗蝕劑固化。在抗蝕劑固化之後，可以將構圖部件從抗蝕劑中移出而留下圖案。
這裡使用的術語「輻射」和「光束」包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有大約365，355、248，193，157或者126nm的波長)和遠紫外(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。
該申請使用的術語「透鏡」可以表示任何一個各種類型的光學部件或其組合，包括折射光學部件、反射光學部件、磁性光學部件、電磁光學部件和靜電光學部件。
儘管上面已經描述了本發明的具體實施例，但是應該理解可以不同於所描述的實施本發明。例如，本發明可以採取電腦程式的形式，該電腦程式包含一個或多個序列的描述了上面所公開的方法的機器可讀指令，或者包含其中存儲有這種電腦程式的數據存儲介質(例如半導體存儲器、磁碟或光碟)。
上面的描述是為了說明，而不是限制。因此，對本領域技術人員來說顯而易見的是，在不脫離下面描述的權利要求的範圍的條件下，可以對所描述的發明進行各種修改。
權利要求
1.一種調節光刻裝置中的至少一個光路的氣體噴頭，所述氣體噴頭包括具有噴頭出口側以向所述光路供給氣體的氣體分配室，所述氣體分配室配置成將所述氣體分配到所述光路，其中所述氣體分配室包括大體上尖銳的錐形尖端。
2.如權利要求1所述的氣體噴頭，其中所述氣體分配室包括相對所述噴頭出口側延伸的第二側，所述第二側包括大體上平行於所述氣體出口側延伸的第一部分，以及和所述氣體出口側一起圍成一銳角以提供所述尖銳的錐形尖端的第二部分。
3.如權利要求2所述的氣體噴頭，其中所述第二側大體上是矩形。
4.如權利要求2所述的氣體噴頭，其中所述氣體噴頭配置成大體上平行於所述出口側朝所述氣體分配室的第二側供給氣體，使得所述氣體分配室的第二側使輸入氣體朝出口側偏轉以便從所述分配室分配氣體。
5.如權利要求1所述的氣體噴頭，其中所述尖端的錐角小於大約20°。
6.如權利要求1所述的氣體噴頭，其中所述尖端的錐角小於大約10°。
7.如權利要求1所述的氣體噴頭，其中所述氣體噴頭布置成在使用過程中光學地調節光刻裝置中至少一個幹涉儀光束的路徑。
8.如權利要求1所述的氣體噴頭，其中至少部分所述氣體分配室的出口側具有單絲織物，以便在使用過程中產生大體上均勻的氣體。
9.如權利要求1所述的氣體噴頭，其中至少部分所述氣體分配室的尖銳尖端的氣體出口側僅具有一薄板，所述薄板具有將氣體分配到所述光路的通道。
10.如權利要求1所述的氣體噴頭，其中所述氣體出口側包括薄金屬或合金板，其具有多個雷射鑽孔的通道、蝕刻的通道和/或用放電加工或在掩模上澱積金屬而形成的通道。
11.如權利要求1所述的氣體噴頭，其中所述氣體出口側包括具有多個通道的薄板。
12.如權利要求11所述的氣體噴頭，其中所述通道之一相對所述薄板的外表面傾斜地延伸。
13.如權利要求11所述的氣體噴頭，其中多個所述通道大體上彼此平行地延伸。
14.如權利要求11所述的氣體噴頭，其中所述通道在直徑上變化。
15.如權利要求11所述的氣體噴頭，其中沿薄板看所述通道不均勻地分布。
16.如權利要求11所述的氣體噴頭，其中所述薄板是金屬或合金板。
17.如權利要求11所述的氣體噴頭，其中所述通道在薄板上均勻分布。
18.如權利要求11所述的氣體噴頭，其中多個所述通道朝從所述大體上尖銳的錐形尖端橫向地延伸的區域引導。
19.如權利要求1所述的氣體噴頭，其中所述氣體分配室包括至少第一錐形部和從所述第一錐形部延伸的第二錐形部，其中所述至少第一和第二錐形部具有相應的彼此成一直線延伸的氣體出口側，其中所述至少第一和第二錐形部具有相對所述相應出口側延伸的相應的第二側，其中相鄰錐形部的第二側彼此圍成的角度小於180°。
20.如權利要求1所述的氣體噴頭，其中所述氣體分配室配置成以大體上均勻的流動曲線將所述氣體分配到所述光路。
21.如權利要求1所述的氣體噴頭，其中所述氣體分配室配置成以大體上不均勻的流動曲線將所述氣體分配到所述光路。
22.一種調節或淨化裝置中至少一個區域的氣體噴頭，所述氣體噴頭包括氣體分配室，氣體分配室具有包括多個大體上傾斜的氣體通道的噴頭出口側，以便在使用過程中向一區域供給氣體。
23.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中所述噴頭出口側包括至少一個薄板，薄板具有多個大體上傾斜的所述通道，每個通道大體上傾斜地延伸穿過所述薄板。
24.如權利要求23所述的氣體噴頭，其中所述薄板的厚度小於大約1mm。
25.如權利要求23所述的氣體噴頭，其中所述薄板的厚度是大約0.5mm或者更小。
26.如權利要求23所述的氣體噴頭，其中所述薄板是金屬板或合金板，其中所述通道是雷射鑽孔的通道、蝕刻的通道和/或用放電加工形成的通道。
27.如權利要求23所述的氣體噴頭，其中所述薄板由在(光刻的)掩模上澱積的金屬如鎳構成。
28.如權利要求23所述的氣體噴頭，其中所述薄板由塑料構成。
29.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中所述氣體通道相對彼此均勻地分布。
30.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中所述氣體通道相對彼此不均勻地分布，使得當氣流或氣壓沒有在氣體分配室中均勻分布時氣體通道向所述區域均勻地供給氣體。
31.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中所述通道和所述噴頭出口側圍成的角度範圍是大約0°-60°。
32.如權利要求31所述的氣體噴頭，其中所述角度的範圍是大約20°-50°。
33.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中多個所述通道大體上彼此平行地地延伸。
34.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中每個所述通道的直徑或寬度小於大約0.2mm。
35.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中每個所述通道的直徑或寬度小於大約0.1mm。
36.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中每個所述通道的直徑或寬度是大約0.02mm。
37.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中每個所述通道的直徑或寬度是大約0.02mm，使所述通道的節距或直徑變化+/-25％，以便獲得不均勻的流動分布。
38.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中所述通道的出口端覆蓋所述噴頭出口側的至少10％或25％。
39.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中所述通道的尺寸定為使得在使用過程中從這些通道流出的氣體具有的雷諾數Re＜10。
40.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中在使用過程中，每個所述通道的上遊端和下遊端之間的壓力差的範圍是大約100-500Pa。
41.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中在使用過程中，從所述通道流出的氣體速度至少是大約4m/s。
42.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中所述氣體分配室包括相對所述噴頭出口側延伸的第二側，所述氣體出口側包括大體上平行於所述第二側延伸的第一部分，以及和所述第二側一起圍成一銳角以提供所述尖銳的錐形尖端的第二部分。
43.如權利要求42所述的氣體噴頭，其中所述第二側大體上為矩形。
44.如權利要求42所述的氣體噴頭，其中所述氣體噴頭配置成大體上平行於所述出口側朝所述氣體分配室的第二側供給氣體，使得所述氣體分配室的第二側使輸入氣體朝出口側偏轉以便通過所述通道中的至少一些通道從所述分配室分配氣體。
45.如權利要求22所述的氣體噴頭，其中所述氣體分配室包括至少第一錐形部和從所述第一錐形部延伸的第二錐形部，其中所述至少第一和第二錐形部具有相應的彼此成一直線延伸的氣體出口側，其中所述至少第一和第二錐形部具有相對所述相應出口側延伸的相應的第二側，其中錐形部的第二側彼此圍成的角度小於180°。
46.一種在光學裝置中調節至少一個光學幹涉儀路徑的氣體噴頭，其中所述氣體噴頭包括具有噴頭出口側以向光路供給氣體的氣體分配室，其中所述氣體分配室包括相對所述噴頭出口側延伸的第二側，所述第二側包括大體上平行於所述氣體出口側延伸的第一部分，以及和所述氣體出口側一起圍成一銳角以提供尖銳的錐形尖端的第二部分。
47.如權利要求46所述的氣體噴頭，其中所述氣體分配室的長度大體上與待調節的各個光路的長度相同或略長一些。
48.如權利要求46所述的氣體噴頭，其中垂直於所述光路測量的所述氣體分配室的高度小於約5cm。
49.如權利要求46所述的氣體噴頭，其中所述第二側大體上為矩形。
50.如權利要求46所述的氣體噴頭，其中所述尖端的錐角小於大約20°。
51.如權利要求46所述的氣體噴頭，其中所述尖端的錐角小於大約10°。
52.一種在光學裝置中調節至少一個光路的氣體噴頭，其中所述氣體噴頭包括具有噴頭出口側以向光路供給氣體的氣體分配室，其中所述噴頭出口側包括多個氣體通道，所述氣體通道相對彼此不均勻地分布。
53.如權利要求52所述的氣體噴頭，其中所述噴頭出口側包括至少一個薄板，薄板具有多個氣體通道。
54.如權利要求53所述的氣體噴頭，其中所述薄板的厚度小於大約1mm。
55.如權利要求53所述的氣體噴頭，其中所述薄板的厚度是大約0.5mm或者更小。
56.如權利要求52所述的氣體噴頭，其中所述氣體通道相對彼此不均勻地分布，使得當氣流或氣壓沒有在氣體分配室中均勻分布時氣體通道向所述區域均勻地供給氣體。
57.如權利要求52所述的氣體噴頭，其中所述氣體通道相對彼此不均勻地分布，使得所述氣體通道向所述區域不均勻地供給氣體。
58.如權利要求52所述的氣體噴頭，其中多個所述通道大體上彼此平行地延伸。
59.如權利要求52所述的氣體噴頭，其中每個所述通道的直徑或寬度小於大約0.2mm。
60.如權利要求52所述的氣體噴頭，其中每個所述通道的直徑或寬度小於大約0.1mm。
61.如權利要求52所述的氣體噴頭，其中每個所述通道的直徑或寬度是大約0.02mm。
62.如權利要求52所述的氣體噴頭，其中每個所述通道的直徑或寬度是大約0.02mm，使所述通道的節距或直徑變化+/-25％，以便獲得不均勻的流動分布。
63.一種包括根據權利要求1所述的至少一個氣體噴頭的光刻裝置。
64.如權利要求63所述的光刻裝置，還包括至少一個幹涉儀系統，其中所述氣體噴頭布置成向所述幹涉儀系統的至少部分光路供給層流的氣體。
65.如權利要求64所述的光刻裝置，包括可動的基底支撐，其中所述氣體噴頭布置成至少向所述基底支撐附近的區域供給層流的氣體。
66.如權利要求65所述的光刻裝置，所述氣體噴頭布置成至少部分地沿與基底支撐的第一運動方向相同的方向引導所述層流的氣體。
全文摘要
一種在光學裝置中調節至少一個光路的氣體噴頭，其中所述氣體噴頭包括具有噴頭出口側以向光路供給氣體的氣體分配室，所述氣體分配室配置成將氣體分配到光路，其中所述氣體分配室包括大體上尖銳的錐形尖端。
文檔編號H01L21/027GK1952786SQ20061013567
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月20日 優先權日2005年10月21日
發明者T·A·R·范恩佩爾, R·范德哈姆, N·J·J·羅塞特 申請人:Asml荷蘭有限公司