光刻设备及器件制造方法技术

本发明专利技术公开了一种光刻设备，包括：配置成向照明系统提供辐射的辐射源，该辐射源配置成提供第一波长范围和第二波长范围的辐射，该第二波长范围不同于第一波长范围；支撑物，配置成支撑图形化装置，该图形化装置配置成向辐射的横截面传递图形；衬底工作台，配置成支持衬底；以及投影系统，配置成将图形化的辐射投影到衬底的目标部分上。第一波长范围是该光刻设备的主要波长。第二波长范围用于初始化该光刻设备，该初始化包括校准、验证、性能测试以及对准中的一种或多种。第二波长范围也可用于曝光另外的衬底。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光刻设备和器件制造方法。
技术介绍
光刻设备是将期望图形应用到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)的制造中。在这种情况下，图形化装置(例如掩模)可用于产生与IC的单层相对应的电路图形，并且该图形可以成像到具有辐射敏感材料层(抗蚀剂)的衬底的目标部分上(例如，包括一个或几个芯片的部分)。通常，单个衬底包含将被连续曝光的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的分步投影光刻机(stepper)，其中通过将整个图形一次曝光在目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描仪(scanner)，其中通过沿给定方向(“扫描”方向)穿过投影束扫描图形并且同时平行或反平行于该方向扫描衬底来照射每个目标部分。光刻设备可能需要受控环境(例如，真空环境)以能够将辐射从源传送到晶片上的目标部分。例如，在使用极紫外(EUV)辐射(例如13nm)的光刻设备中，需要受控环境，其中特定蒸汽和气体水平低于预定水平。蒸汽和气体或者吸收EUV辐射，或者与辐射结合起来促进光学表面的污染。在EUV光刻设备中，受控环境需要碳氢化合物(CxHy)的分压低于10-9Torr，水(H2O)的分压低于10-7Torr。每次打开该光刻装置时，例如为了维护的目的，必须(重新)建立受控环境。这需要大量时间(大约几小时)，在此期间不能有效使用光刻设备。同样，对于使用其它辐射(例如，157nm或193nm)的光刻设备，受控环境也是必需的，当然对此受控环境的要求可能不同于EUV型光刻设备对受控环境的要求。这可能需要较少的时间来(重新)建立受控环境，但是仍然对此光刻设备的有效操作使用时间有影响。例如，当使用大约157nm范围内的辐射时，空气和水蒸汽将吸收157nm的辐射。为了能够有效使用此辐射，需要其中空气和水蒸汽低于预定浓度水平的受控环境。这可以通过使用净化气体(例如，氮气(N2)、氦(He)或者对于157nm的投影束的辐射基本透明的气体的混合物)净化该光刻设备中的射束路径来实现。在193nm系统中，辐射被大气中的氧气吸收，受控环境应当基本消除这种气体的出现，例如，通过使用干燥氮气净化该系统。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是提供一种光刻设备和器件制造方法，它们在使用(例如，操作时间)中更有效。根据本专利技术的一个方面，提供了一种光刻设备，包括辐射源，配置成向照明系统提供辐射；辐射系统，配置成提供第一波长范围和第二波长范围的辐射，第二波长范围不同于第一波长范围；支撑物，配置成支撑图形化装置，该图形化装置配置成向辐射的截面传递图形；衬底工作台，配置成支撑衬底；投影系统，配置成将图形化的辐射投影到衬底的目标部分上。第一波长范围的辐射可用于曝光衬底，这是该光刻设备的基本功能。可以在其间建立用于第一波长范围辐射的受控环境的时间内使用第二波长范围的辐射。第二波长范围的辐射可以用于曝光另外的衬底，或者例如用于执行校准或该光刻设备中的其它维护。辐射源可以同时或者在分开的时窗中提供两种波长范围的辐射。因此，增加了该光刻设备的有效工作时间。在本专利技术的一个实施例中，辐射源包括配置成提供第一和第二波长范围的辐射的辐射源，并且另外包括配置成提供第一或第二波长范围的辐射的可移动滤光器。该实施例允许在需要时将第二波长辐射插到光刻设备的正常辐射路径中。该可移动滤光器可适用于透射第一或者第二波长范围的辐射。例如，在受控环境建立阶段使用空气中任何仍然存在的粒子吸收第一波长范围的辐射，并且在光刻设备的操作使用(第一波长范围)期间滤除第二波长范围的辐射是可能的。在可供选择的实施例中，辐射源包括配置成提供第一波长范围辐射的第一辐射源元件，配置成提供第二波长范围浮栅的第二辐射源元件，以及配置成将辐射从第二辐射源元件导向到照明系统的可移动辐射导向器。在该实施例中，可能将第二波长范围的辐射加入到光刻设备的光路中。例如，第一波长范围是仅在受控环境中使用的波长范围，而第二波长范围是在未建立受控环境时使用的。受控环境可能取决于光刻设备的类型，如上所述的，但是也可能只与例如真空水平(例如，小于10-5Torr，或者甚至小于10-7Torr)有关。受控环境也可能对光刻设备的污染所涉及的其它气体和蒸汽(例如碳氢化合物或水蒸气水平)加以限制。在另一个可供选择的实施例中，第一波长范围是EUV区域，例如，13nm。第一波长范围也可以在UV区域，例如，157nm或193nm。因此本专利技术不仅可以用在现有类型的光刻设备中，也可以用在未来的光刻设备中。如上所述，第二波长范围可用于光刻设备的初始化，该初始化包括(干涉仪)校准、验证(例如确定反射镜分布图)、性能测试以及对准中的一种或多种。EUV类型的光刻设备所必需的受控环境可能要花费长时间来建立，当在这种光刻设备中应用时，该实施例使得EUV光刻装置的时间使用更加有效。作为备选或者并存的方案，使用第一波长范围曝光衬底，且第二波长范围用于曝光另外的衬底。那么EUV光刻设备可以在抽气成为受控(高真空)环境期间用于非EUV曝光。在本专利技术的另一个实施例中，第二波长范围是150-350nm。在该波长区域，EUV光刻设备中反射镜的反射大于2％，这使得第二波长范围辐射可用于对准或校准目的。根据本专利技术的另一方面，提供了一种器件制造方法，包括提供衬底；提供第一波长范围和第二波长范围的辐射，其中第二波长范围不同于第一波长范围；图形化辐射束的截面；以及将图形化的辐射投影到衬底的目标部分上。可以同时或者在不同的时窗内提供第一和第二波长范围的辐射。该方法允许更有效地使用光刻设备，这与前述的本专利技术的光刻设备的实施例可比拟。虽然本文中具体参照的是光刻设备在IC制造中的使用，但是应当理解此处描述的光刻设备还可以有其它应用，例如，制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图形(guidance and detectionpattern)、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。应当理解，在对这种可供选择的应用的描述中，此处术语“晶片”或“芯片”的任何使用可认为分别与更通用的术语“衬底”或“目标部分”同义。此处所指的衬底可以在曝光前或曝光后，在例如轨道(track)(通常将抗蚀剂涂敷到衬底上并且显影曝光后的衬底的一种工具)或度量或检查工具中处理。在适用的情况下，此处的公开可应用于这种或其它衬底处理工具。此外，衬底可以被处理过不止一次(例如为了制造多层IC)，因此此处使用的衬底也可以指已经包含了多个处理过的层的衬底。此处使用的术语“辐射”和“射束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，波长为365、248、193、157或126nm)和极紫外(EUV)辐射(例如，波长为5-20nm)，以及诸如离子束或电子束的粒子束。此处使用的术语“图形化装置”应广泛地理解成是指可用来向射束截面传递图形以便在衬底的目标部分上创建图形的装置。应当注意，传递给射束的图形可能不严格对应于衬底目标部分中的期望图形。通常，传递给射束的图形对应于正在目标部分中制造的器件中的特定功能层，例如集成电路。图形化装置可以是透射型或反射型的。图形化装置的例子包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程LCD面板。掩模在光刻中是众所周知的，所包括的掩模类型有例如二进制、交替相移以及衰减相移，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻设备，包括：辐射源，配置成向照明系统提供辐射，该辐射源配置成提供第一波长范围和第二波长范围的辐射，该第二波长范围不同于该第一波长范围；支撑物，配置成支撑图形化装置，该图形化装置配置成向辐射的横截面传递图形；衬 底工作台，配置成支撑衬底；投影系统，配置成将图形化的辐射投影到衬底的目标部分上。

【技术特征摘要】
US 2004-3-31 10/8136821.一种光刻设备，包括辐射源，配置成向照明系统提供辐射，该辐射源配置成提供第一波长范围和第二波长范围的辐射，该第二波长范围不同于该第一波长范围；支撑物，配置成支撑图形化装置，该图形化装置配置成向辐射的横截面传递图形；衬底工作台，配置成支撑衬底；投影系统，配置成将图形化的辐射投影到衬底的目标部分上。2.根据权利要求1的光刻设备，其中辐射源还包括能够提供第一和第二波长范围的辐射源，以及配置成提供第一或第二波长范围的可移动滤光器。3.根据权利要求1的光刻设备，其中辐射源还包括第一辐射源元件，配置成提供第一波长范围的辐射；第二辐射源元件，配置成提供第二波长范围的辐射；以及可移动辐射导向器，配置成将辐射从第二辐射源元件导向到照明系统。4.根据权利要求1的光刻设备，其中第一波长范围是在受控环境中使用的波长范围，且第二波长范围是受控环境未建立时使用的波长范围。5.根据权利要求1的光刻设备，其中第一波长范围处于EUV区域。6.根据权利要求5的光刻设备，其中第一波长大约为13nm。7.根据权利要求1的光刻设备，其中第一波长范围处于UV区域。8.根据权利要求7的光刻设备，其中第一波长处于约157nm-193nm之间区域。9.根据权利要求1的光刻设备，其中第二波长范围用于该光刻设备的初始化，该初始化包括校准、验证、性能测试和对准中...

【专利技术属性】
技术研发人员：EAF范德帕斯奇，MHM比姆斯，MHA里德斯，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]