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1、(10)申请公布号 CN 103345127 A (43)申请公布日 2013.10.09 CN 103345127 A *CN103345127A* (21)申请号 201310276167.6 (22)申请日 2009.02.10 MI2008A000282 2008.02.22 IT 200980103842.7 2009.02.10 G03F 7/20(2006.01) (71)申请人 工程吸气公司 地址 意大利米兰 (72)发明人 P玛尼尼 A孔特 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 钱亚卓 (54) 发明名称 使用极 UV 射线且具有包。
2、括吸气材料的挥发 性有机化合物吸收构件的光刻设备 (57) 摘要 公开了一种光刻设备 （10） ， 该光刻设备使用 极 UV 射线且具有布置在所述设备的处理腔 （13） 中的包括吸气材料的烃吸收构件。 (30)优先权数据 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103345127 A CN 103345127 A *CN103345127A* 1/1 页 2 1. 一种使用极紫外射线的光刻设备 （10） ， 所述光。
3、刻设备具有包括支承件的真空处理 腔， 其特征在于 ： 所述光刻设备具有挥发性有机化合物吸收构件 （21 ； 31 ； 41） ， 所述有机化 合物吸收构件包括布置在所述真空处理腔 （13） 中或布置在通过适当开口与所述真空处理 腔连接的适当空间中的吸气材料。 2. 如权利要求 1 所述的设备， 其中所述有机化合物吸收构件是包括吸气泵支承件 （23） 的吸气泵 （22） ， 所述吸气泵通过形成在所述处理腔的壁 （20） 中的开口 （21） 插入所述真空 处理腔 （13） 中， 并且所述吸气泵通过承载所述吸气泵支承件 （23） 的凸缘 （25） 连接到所述 壁。 3. 如权利要求 1 所述的设备，。
4、 其中所述有机化合物吸收构件是布置在侧腔中的吸气 泵， 所述侧腔位于所述真空处理腔的外部但是通过所述开口与所述真空处理腔连通。 4. 如权利要求 1 所述的设备， 其中所述有机化合物吸收构件是包括多个盘 （24） 的吸气 泵 （22） ， 所述盘 （24） 由吸气材料制成且固定到中心吸气泵支承件 （23） 。 5. 如权利要求 1 所述的设备， 其中所述有机化合物吸收构件是包括多个盘 （24） 和加热 元件的吸气泵 （22） ， 所述盘由吸气材料制成， 所述吸气盘被固定到所述加热元件上。 6. 如权利要求 1 所述的设备， 其中所述有机化合物吸收构件是包括多个盘和加热元件 的吸气泵， 所述盘由。
5、吸气材料制成， 所述吸气盘围绕所述加热元件设置而不固定到所述加 热元件上。 7. 如权利要求 1 所述的设备， 其中所述有机化合物吸收构件是在金属表面上的吸气材 料沉积物。 8. 如权利要求 1 所述的设备， 其中吸气材料选自钛、 锆、 钒、 铌或铪， 或带有至少另一元 素的基于钛和 / 或基于锆的合金， 所述另一元素选自过渡元素、 稀土元素和铝。 权 利 要 求 书 CN 103345127 A 2 1/4 页 3 使用极 UV 射线且具有包括吸气材料的挥发性有机化合物 吸收构件的光刻设备 0001 本申请是国际申请号为 PCT/EP2009/051516， 国家申请号为 200980103。
6、842.7， 申 请日为 2009 年 2 月 10 日， 名称为 “使用极 UV 射线且具有包括吸气材料的挥发性有机化合 物吸收构件的光刻设备” 的中国发明专利申请的分案申请。 技术领域 0002 本发明涉及一种使用极 UV 射线且具有包括吸气材料的挥发性有机化合物 （VOCs） 吸收构件的光刻设备。 背景技术 0003 光刻是一种用于集成电路制造以限定形成这些电路的部件的几何形状的技术 ； 该 技术也用于其它类似制造工艺， 诸如微机械系统 （已知在 MEMs 领域） 的制造工艺。为了说明 本发明， 在正文中将以集成电路 （已知为 ICs） 制造作为参考， 但是本发明能够用于所有利用 光刻技。
7、术的制造工艺中。 0004 在 ICs 制造中， 聚合材料膜被定位到支承材料薄片 （典型地是硅或其它半导体材 料） 上或由液体前体开始形成在支承材料薄片上， 该聚合材料膜表现为当暴露到给定波长 的射线时能够改变其化学特性 （例如在给定溶剂中的溶解度） 的特征。通过用适当射线选 择性地照射仅聚合膜的一部分， 使其局部敏感化以使得随后可由溶剂腐蚀 （也可能是相反 的， 即这种膜可由溶剂腐蚀， 而照射处理使它相反地抗腐蚀） 。在选择性照射处理之后， 对溶 剂的化学腐蚀表现敏感 （或保持敏感） 的部分通过之后的处理被去除， 从而仅暴露支承表面 的希望的部分 ； 然后在这些部分上， 通过诸如物理汽相沉积。
8、 （PVD， 本领域中更公知 为 “溅 射” ） 、 化学汽相沉积 （CVD） 、 分子束外延 （MBE） 等， 可能形成具有希望特征的材料 （诸如例如 导电或绝缘材料） 的局部沉积 ； 可替代地， 支承表面的暴露部分可经过腐蚀处理例如通过 化学腐蚀以便在支承件本身的表面中形成适当几何形状的凹陷。 通过聚合材料膜定位或 沉积的交替连续周期， 在支承件的暴露部分或其腐蚀部分上选择性地去除膜的部分和沉积 希望材料的 “迹线” ， 最后制造集成电路的希望结构。 0005 为了减少制造成本和满足市场上对越来越紧凑的电子产品的需求， 形成集成电路 的部件的典型尺寸随时间持续减少 ； 目前通过光刻技术获得。
9、的 IC 部件的最小尺寸是约 100 纳米 （nm） ， 但是已经向转换到下一代 ICs 前进， 其中 IC 部件的最小尺寸将为约 30nm。 0006 为了能够限定越来越小的几何形状和结构， 在光刻操作过程中， 需要使用与这些 几何形状的尺寸相比更小波长的射线。ICs 的主要制造商已经定义了将用于下一代 ICs 制 造的新的波长标准， 是约 13.5nm。该值是限定在极 UV（或 EUV） 波段的更短波长的 UV 射线 的范围 ： 因此已知使用这些射线的光刻属于定义为 “极 UV 光刻” 或其缩写 EUVL 的领域。 0007 至今采用的光刻技术使用的波长， 能透过一些气体、 液体或固体 ；。
10、 因而它能够通过 适当选择形成光刻系统的材料， 以获得在气态介质 （例如净化空气） 中产生的UV射线从源到 聚合物膜的光路， 并且实质上仅通过适当透镜折射产生射线的偏转和聚焦。不再可能采用 说 明 书 CN 103345127 A 3 2/4 页 4 EUVL， 因为 EUV 波长几乎被所有材料完全吸收。因此， 在 EUVL 中， 射线的光路可仅被限定在 真空腔内部并且通过使用反射元件 （反射镜、 单色器） 限定。 0008 现有的正在开发的 EUVL 设备包括仅通过小开口彼此连通的多个主腔， 该小开口 用于射线从一个腔室到另一个腔室的通路。也就是说， EUV 射线源 （通常由激光或放电产生 。
11、的等离子体） 和收集器被布置在第一腔中， 其中收集器收集由该源发出的射线的一部分且 将射线沿优选方向引导。在中间腔中， 有用于聚焦和引导从第一腔发出的光束的 元件的 一部分 （例如单色器和引导来自单色器的射线的反射元件的系统） 。最后， 在最后的腔中， 在 下文中被限定为 “处理腔” ， 有用于将射线聚焦到支承件上的最后的反射元件， 和其上固定 所述支承件的样品保持器， 该支承件优选地由半导体材料构成且保持将被射线处理的聚合 膜， 该样品保持器能够在与射线入射方向垂直的平面中以受控的方式自由移动 （样品保持 器已知为 “X-Y 台” ） 。泵系统被连接到该设备以便维持其内部需要的真空度， 通常。
12、包括涡轮 分子泵或低温泵。各腔中所需的真空度不同， 第一腔中较不严格， 直到处理腔中需要低于 10-7Pa 的残余压力值。在专利申请 US2006/0175558A1 中公开了 EUVL 设备的例子， 其中涉 及对类似设备的各部件和其功能的详细说明。 0009 EUVL 设备的问题是在处理腔中存在可挥发性有机化合物。当由高能量 UV 射线照 射时， 这些分子能够相互反应或与支承件 （优选由半导体材料形成） 的表面反应， 因而导致 抵抗随后的化学处理的新物质或碳残留， 可能在形成时保持并入结构中， 且使结构产生缺 陷， 因而导致制造浪费。也可在处理腔中的光学透镜上发生有机分子的分解和碳基层的沉 。
13、积， 该透镜具有反射来自 EUV 源的射线的任务。在透镜表面上存在碳层会减少其光学反射 性， 因而减少到达基板的射线强度。这又减少了光刻效率和整个过程的生产量。 0010 烃是在 EUVL 设备中存在的最普通的 VOCs 污染物。 0011 EUVL 设备通常装配有各种泵送单元以便将腔保持在高真空下， 但是射线通过支承 件上的聚合膜的表面的扫描是有机分子的来源， 既来自聚合物的沉积又来自其中捕获的溶 剂分子。因此在系统的最中央区域形成和释放这些分子。 0012 在这些物质会在支承件上导致不希望的反应或与支承件发生不希望的反应之前， 通常为了保持 EUVL 设备中的真空提供的泵送系统不能以快速和。
14、高效的方式去除这些物 质， 因为这些系统通常定位成远离支承件， 该支承件也是产生有机分子的区域。 在不可能使 现有的泵更靠近该区域的 EUVL 设备中， 因为涡轮分子泵将振动传递到反射元件或 X-Y 台， 从而危及扫描精度， 然而低温泵由于它们产生的高的热梯 度将在系统中产生机械变形， 从 而在这种情况下也导致扫描不精确。 发明内容 0013 因而本发明的目的是提供一种使用极 UV 射线的光刻设备， 该光刻设备能够解决 或至少最小化处理腔中出现无机挥发性分子的问题。 0014 根据本发明， 该目的通过使用极 UV 射线的光刻设备来实现， 其特征在于在处理腔 内部或与处理腔连接的适当空间内具有包。
15、括吸气元件的 VOC 吸收构件。 0015 发明人已发现吸气材料通常用于真空技术中在 200-300 C 的操作温度下仅 吸收如 H2、 O2、 H2O、 CO 和 CO2的气态物质可在室温有效吸收 VOCs 参考特别且非排它的 烃。这使得包含吸气材料的元件 （这些元件是仅由吸气材料形成的体或吸气材料在表面上 说 明 书 CN 103345127 A 4 3/4 页 5 的沉积物， 或实际构造的吸气泵） 特别适合于在 EUVL 系统的处理腔中接近支承件使用。如 已知的， 实际上吸气材料使得能够制造没有移动部件的吸收构件， 因而没有振动， 在室温下 VOCs 的吸收能力的发现导致这些材料能够被定。
16、位成很靠近支承件， 该支承件上布置有聚合 膜 （即挥发性有机分子的来源） ， 而不改变系统的热平衡， 并且因而不引起 UV 射线通过聚合 膜的扫描不精确。 附图说明 0016 下面将参考附图说明本发明， 其中 ： 0017 - 图 1 示出 EUVL 设备的一般几何结构 ； 0018 - 图 2 示出将吸气构件定位在 EUVL 设备的处理腔中的第一可能性 ； 0019 - 图 3 示出将吸气构件定位在 EUVL 设备的处理腔中的另一可能性 ； 和 0020 - 图 4 示出将吸气构件定位在 EUVL 设备的处理腔中的又一可能性。 具体实施方式 0021 图中示出的元件和构件的尺寸不是成比例的，。
17、 尤其是它们中的一些的厚度， 诸如 图 4 中示出的优选由半导体材料制成的支承件、 聚合膜或吸气剂沉积物， 已被大大地放大 以有助于对图的理解。 0022 而且下面将参考由半导体材料制成的支承件， 但是这仅是用于执行本发明的优选 实施例， 会有设备需要不同类型材料的支承件的情况， 例如缘绝或非导电材料。 0023 图 1 概要地且以极简要的方式示出 EUVL 设备。设备 10 包括第一腔 11， 第一腔 中有 EUV 照射源 110 和收集器 111， 收集器 111 收集从源沿所有方向发出的射线的一部 分且将射线引导到接下来的腔 ； 第二腔 12， 包含从源发出的频率波段选择希望波长且将 单。
18、色射线引导到接下来的腔的单色器 120 ； 和处理腔 13， 该处理腔包含保持掩模 131（该 掩模带有将被复制到聚合膜上的设计， 聚合膜被布置到由半导体材料制成的支承件上） 的 样本保持器 130、 至少一个反射元件 132（但是， 通常设置多个反射元件， 例如见专利申请 US2006/0175558A1 的图 2） 和通过机动构件 134 移动的 “X-Y” 台 133。在台 133 上， 布置由 半导体材料制成的支承件 135， 在支承件 135 上有将通过射线敏感化的聚合膜 136 ； 图 1 中 的字母 R 表示 EUV 射线的路径。 0024 根据本发明， 在处理腔中最接近有机分子。
19、源的区域布置吸气构件。 0025 图 2 示出将吸气构件引入到处理腔中的第一可能方式。在这种情况下， 吸气构件 是真正的吸气泵。附图以断面图且示意性地示出由壁 20 限定的处理腔 13 的一部分。在该 壁中， 设置用于将吸气泵 22 连接到该腔的开口 21， 泵例如包括中心支承件 23， 在该支承件 23 上固定由多孔吸气材料制成的多个盘 24。支承件 23 被固定到凸缘 25， 该凸缘封闭开口 21 并且也固定泵的位置。吸气泵也可以具有其它结构， 例如专利 EP650639B1、 EP650640B1 或 EP910106B1 所示的类型。在图 2 中， 泵被示出安装在壁 20 上且具有面对。
20、腔内部的吸气 结构， 但是也能够利用相反的结构， 即在位于腔 13 外部但经由开口 21 与腔 13 连通的小侧 腔中布置吸气泵。 在第二方式中， 也可能设置用于当需要时 例如为了改变吸气泵或进行 吸气泵的再生处理闭合开口 21 且将侧腔与处理腔隔绝的阀。 0026 图 3 示出将吸气构件引入到处理腔中的第二可能方式。而且在这种情况下吸气材 说 明 书 CN 103345127 A 5 4/4 页 6 料被以泵 31 的形式引入到腔 13（由壁 30 限定） 中。泵具有中空圆筒状， 与射线 R 同轴布 置， 且接近 “X-Y” 台 133。泵 31 由框架 32（通常由金属制成） 和多个由多孔。
21、吸气材料制成 的穿孔盘33组成。 盘被示出简单地固定到框架32， 但是明显可以采取更精心制造的解决方 案， 其中盘通过金属构件固定以便形成插入框架 32 中的自竖立结构。另外， 吸气材料构件 的几何形状能够与所示出的不同， 并且能够使用例如基于专利 EP650639B1 公开的径向布 置的平面吸气构件、 专利 EP918934B1 公开的正弦曲线吸气构件的几何形状、 或用于该目的 的其它适当几何形状。优选地， 框架的下部也被成形为适于容纳会从上述竖立吸气构件分 离的可能的吸气材料颗粒的空间 34， 以便避免这些颗粒落到台 133 上或膜 136 上。 0027 尽管任何适当中空容器可实现相同目。
22、的和功能， 中空圆筒构造是优选的一个构 造。 0028 最后， 图 4 示出将吸气构件引入处理腔的又一种可能方式。在这种情况下吸收构 件包括在通常金属表面上的吸气材料的沉积物。图 4 示出由布置在中空体 43 的内壁上的 吸气材料沉积物 42 组成的构件 41， 中空体 43 优选圆筒状， 即与射线 R 同轴， 且布置成接近 “X-Y” 台 133。而且在这种情况下， 能够将主体 43 的下部成形为形成 “抽屉” （在附图中没 示出） ， 以便保持可能从沉积物 42 分离的颗粒， 以便避免这些颗粒落到台 133 或膜 136 上。 但是， 当沉积物 42 是通过溅射获得时， 不需要采取该解决方。
23、案， 因为通过该技术获得的沉 积物通常是紧密的且不产生颗粒。 0029 在处理腔中执行的制造步骤中， 吸气构件和泵在室温下工作。然而， 在这些条件 下， 仅使用吸气材料的表面， 从而该表面在操作一定数量的小时后饱和且不再能够执行其 任务。因而可以预见具有用于吸气构件或泵的加热元件 （图中未示出） ， 用于周期性地再生 吸气材料的 吸收能力， 在用于维修设备所需的制造处理中断过程中执行再生。 0030 当有这种加热元件时， 加热元件也可以被用于固定吸气泵的吸气元件， 尽管有利 的构造认为吸气元件被设置在加热元件周围而不固定到加热元件上。 这些吸气泵的一种类 型由申请人出售的作为 D2000MK5。
24、 吸气泵。 0031 用于本发明的适当吸气材料可由选自钛、 锆、 钒、 铌或铪中的单个金属构成或者由 可以具有由多种金属形成的组合物。在单个金属的情况下， 优选钛或锆。在多种金属材料 的情况下， 通常有包括至少选自过渡元素、 稀土元素和铝的另一元素的钛基合金和 / 或锆 基合金， 诸如 Zr-Fe、 Zr-Ni、 Zr-Al、 Zr-V-Fe、 Zr-Co-A 合金 （其中 A 表示选自钇、 镧和稀土元 素中的一个或多个元素） 或 Zr-Ti-V 合金。 0032 为了增加吸气材料的吸收速度 （速率） ， 优选以具有高的比表面积 （即每克材料的 表面积） 的形式。该条件通过制造高度多孔的吸气材。
25、料体获得， 例如根据专利 EP719609B1 或专利申请EP1600232A1描述的技术。 可替代地， 能够采用根据专利申请EP1821328A1描述 的技术或通过专利 EP906635B1 所述的溅射形成在合适成形的表面上的吸气材料沉积物。 当采用通过溅射形成的吸气材料的沉积物时， 可以通过在不平坦或粗糙表面上形成沉积物 和 / 或通过根据专利申请 WO2006/109343A2 的教导即采用溅射腔中的惰性气体 （通常氩） 的压力比通常用于金属层的沉积物的压力值高， 并且采用施加到目标的功率比该技术中普 通使用的功率值低的操作来增加沉积物的表面积。 说 明 书 CN 103345127 A 6 1/4 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103345127 A 7 2/4 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103345127 A 8 3/4 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103345127 A 9 4/4 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103345127 A 10 。