[发明专利]光刻设备及器件制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年11月17日申请的美国临时申请61/561,117的权益，通过引用将其全部内容并入本文中。

技术领域

本发明涉及光刻设备和用于制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是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)制造过程中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现图案的转移。通常，单一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。

光刻术被广泛地看作制造IC和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着通过使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻术正变成允许制造微型IC或其他器件和/或结构的更加关键的因素。

图案印刷的极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式(1)所示：

其中λ是所用辐射的波长，NA是用以印刷图案的投影系统的数值孔径，k₁是依赖于工艺的调节因子，也称为瑞利常数，CD是所印刷的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。由等式(1)知道，特征的最小可印刷尺寸的减小可以由三种途径实现：通过缩短曝光波长λ、通过增大数值孔径NA或通过减小k₁的值。

为了缩短曝光波长并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是波长在5-20nm范围内的电磁辐射，例如波长在13-14nm范围内，例如波长在5-10nm范围内，例如6.7nm或6.8nm的波长。可用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存储环提供的同步加速器辐射的源。

可以通过使用等离子体产生EUV辐射。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。等离子体可以例如通过引导激光束至燃料来产生，燃料例如是合适的材料(例如锡)的颗粒，或合适的气体或蒸汽的流，例如氙气或锂蒸汽。所形成的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用辐射收集器收集。辐射收集器可以是反射镜式正入射辐射收集器，其接收辐射并将辐射聚焦成束。源收集器模块可以包括包围结构或腔，所述包围结构或腔布置成提供真空环境以支持等离子体。这种辐射系统通常称为激光产生等离子体(LPP)源。

为了使用EUV光刻设备以期望的精度将图案投影到衬底上，期望控制衬底的温度。这是因为衬底温度的不受控制的改变可能会导致衬底膨胀或收缩，使得被投影的图案在衬底上没有以期望的精度定位(例如，没有以期望的精度在已经设置在衬底上的图案上进行覆盖)。关于这一点已知的问题是，源自被曝光的抗蚀剂和/或晶片台隔间的用于防止污染物的清洗气体在晶片表面上造成了净负的热负载。该热负载又可能导致晶片的大的不期望的热变形。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种光刻设备，包括：衬底台，构造成保持衬底；投影系统，配置成通过开口投影图案化辐射束并且将所述图案化辐射束投影到衬底的目标部分上；和导管，配置成将气体传输至所述开口并且将在所述开口外面的气体的气流提供至所述投影系统和衬底台之间的空间；其中，所述光刻设备设置有温度控制设备，所述温度控制设备配置成控制在所述气体穿过所述开口之后在所述空间中的气体的温度。

在本发明的实施例中，温度控制设备包括温度控制装置或温度控制器，其包括加热装置或加热器、和冷却装置或冷却器两者。加热和冷却装置配置成给气体提供净冷却作用。

期望地，加热装置和冷却装置设置在投影系统和衬底台之间的空间中。加热装置和冷却装置可以安装在位于空间中的支撑构件上。支撑构件可以安装在投影系统的面对衬底台的表面上，并且或者与所述表面热连通或者与所述表面热绝缘。

加热装置可以包括至少一个电阻加热元件。期望地，所述至少一个电阻加热元件包括多个独立可控的分段。在其他实施例中，可以有多个独立可控的电阻加热元件。

期望地，冷却装置包括至少一个冷却元件，其可以期望地是布置成运载在远距离源处冷却的冷却流体的至少一个热管。

在本发明的实施例中，温度控制装置配置成通过控制加热装置来控制冷却的量。