光刻设备、组件和方法与流程

光刻设备、组件和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年2月2日提交的ep/us申请21154767.4的优先权，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本发明涉及光刻设备、用于光刻设备的隔膜组件、以及光刻设备或光刻设备中的隔膜的用途或方法。本发明还涉及延长光刻设备中的隔膜的寿命的方法，以及这种方法在光刻设备或方法中的用途。特别地但非排他地，本技术涉及包括在动态气锁组件中的隔膜。


背景技术：

4.光刻设备是构造成将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如制造集成电路(i c)。光刻设备可以例如将图案从图案形成装置(例如掩模)投影到设置于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。
5.光刻设备用于将图案投影于衬底上的辐射的波长决定了可以形成于衬底上的特征的最小尺寸。相比于传统的光刻设备(其可以例如使用波长为193nm的电磁辐射)，使用euv辐射(为波长在4-20nm的范围内的电磁辐射)的光刻设备可以用于在衬底上形成更小特征。
6.光刻设备包括图案形成装置(例如掩模或掩模版)。辐射被提供通过图案形成装置或从图案形成装置反射以在衬底上形成图像。隔膜组件(也称为分光薄膜)可以被提供以保护图案形成装置免受空气传播的颗粒和其他形式的污染。图案形成装置的表面上的污染可导致衬底上的制造缺陷。
7.由于euv辐射被物质强烈吸收，因此在使用euv辐射的光刻设备内，euv辐射的光路处于接近真空的条件下，即在显著低于大气压的压力下，并且存在少量氢。特别地，包括用于将euv辐射投影到衬底上的光学元件的系统的投影系统可以保持在接近真空的条件下。euv辐射通过由投影系统限定的开口而被投影到衬底上。期望限制污染物进入投影系统。为此目的，已知提供一种动态气锁。该动态气锁可以包括隔膜。该隔膜被配置成对从光刻设备的一部分传递到另一部分的污染物提供屏障，并主要被配置成滤除带外辐射(特别是深紫外(duv)和红外辐射)。这是因为一些euv源(诸如使用等离子体产生euv辐射的euv源)不仅发射期望的“带内”euv辐射，而且还发射不期望的(带外)辐射。这种带外辐射最显著地在深uv(duv)辐射范围(100nm至400nm)内。此外，在一些euv源(例如激光产生的等离子体euv源)的情况下，来自激光器的辐射(通常为10.6微米)会存在显著的带外辐射。
8.在光刻设备中，由于多个原因而期望光谱纯度。一个原因是抗蚀剂对辐射的带外波长敏感，因此如果将抗蚀剂曝光于这种带外辐射，则施加到抗蚀剂的图案的图像质量可能劣化。此外，带外辐射红外辐射(例如，一些激光产生的等离子体源中的10.6微米辐射)会导致光刻设备内的图案形成装置、衬底和光学器件的不想要和不需要的加热。这种加热可能导致这些元件的损坏、它们寿命的劣化、和/或投影到和施加到抗蚀层涂覆的衬底的图案
中的缺陷或变形。
9.该隔膜旨在对穿过该隔膜的辐射具有高透射性，以便提供通过光刻设备成像的晶片的高产量。随着时间的推移，动态气锁中的隔膜的透射率可能改变，这可能降低光刻设备的产量，这显然是不期望的。
10.本发明是为尝试解决上述的至少一些问题而设计的。


技术实现要素：

11.根据本发明的第一方面，提供了一种光刻设备，所述光刻设备包括隔膜组件和辐射束路径，其中隔膜组件包括隔膜，该隔膜设置在辐射束路径中，其中隔膜组件被配置成将隔膜从辐射束路径中的第一位置移动到辐射束路径中的第二位置。
12.光刻设备将辐射束投射到衬底上，以便在衬底上形成图案。辐射束沿着辐射束路径从产生辐射束的地方到被图案化的衬底而穿过光刻设备。由于期望防止光刻设备的产生辐射的部分的污染(所述辐射在极紫外(euv)光刻设备的情况下是通过锡等离子体产生)、防止光刻设备的调节辐射束的部分的污染，所以在辐射束的路径中设置隔膜。该隔膜对在用于成像的期望波长处的辐射束是透射的，但能够防止颗粒污染物穿过该设备，并还被配置成滤除带外辐射。隔膜被曝光于等离子体环境中的辐射束。等离子体可以包括氢、水、氧和其他物质。随着时间的推移，隔膜被劣化，并且劣化发生的速率是隔膜所接收的辐射剂量的函数。由此，在隔膜的经历最高辐射剂量的区域中，存在最大的劣化率。在现有的光刻设备中，当动态气锁的隔膜开始劣化时，该隔膜被移除并更换新的隔膜，并且总是相对于光刻设备内的辐射束路径保持在固定位置。仅当机器不工作时才可以更换整个隔膜，而需要约10个小时的停机时间来更换隔膜和使机器恢复到运行状态并再次开始曝光晶片。这减少了可以成像的晶片的数量，并降低了设备的产量。由于辐射束的强度不均匀，因此隔膜的劣化也不均匀。由此，在本发明中，不是换掉整个隔膜，而是可以在设备内移动隔膜，使得辐射束照射同一隔膜的不同区域。由此，相对于辐射束路径移动隔膜意味着，当光刻设备运行时，辐射束路径与隔膜的不同部分相交。由于隔膜的先前未曝光于最高辐射剂量的区域的劣化少于隔膜的先前曝光于最高辐射剂量的区域，因此通过移动隔膜，辐射束穿过隔膜的劣化较少的区域。以这种方式，可以避免需要拆卸光刻设备来更换隔膜。这对于动态气锁中的隔膜是特别有利的，因为这些保护掩模版的隔膜相比于其他隔膜(诸如保护掩模版的分光薄膜)的更换频率更低，并且不太容易更换。能够延长(诸如动态气锁中的)隔膜的寿命允许节省时间和成本。另外，通过原位移动同一隔膜，而不是用不同的隔膜更换隔膜，污染物被引入光刻设备的风险较低。将理解的是，隔膜可以移动到两个以上的操作位置。操作位置是在使用光刻设备时隔膜所位于的位置。由此，在隔膜被完全从设备移除和/或完全在辐射束路径之外的情况下，所述隔膜不处于操作位置。以这种方式，单个隔膜可以移动到光刻设备内的多个不同位置，使得可以利用隔膜的较大比例的表面积。隔膜的不均匀的劣化可能发生。随着时间的推移，隔膜的一些部分比其他部分能见到更多的光。这可能导致不均匀的劣化轮廓，这可能导致对晶片上的图像的不期望影响。由此，通过移动隔膜，防止了不均匀的劣化。以这种方式，通过将隔膜的较高程度的劣化部分移动到其将较少劣化的位置，并将较低程度的劣化部分移动到其将较多劣化的位置，来消除劣化。这使得成像质量提高。隔膜可以在任何轴线上移动。
13.该设备可以包括控制系统，该控制系统被配置成控制隔膜相对于辐射束路径的移动。控制系统可以控制隔膜从第一操作位置到第二(或其他)操作位置的移动。辐射束路径是在使用光刻设备时辐射束行进的路径。本发明不受隔膜相对于辐射束路径移动的确切方式的特别限制。可以移动隔膜的一种方式是通过一个或多个电动机。
14.该设备可以被配置成旋转隔膜。附加地或替代地，该设备可以被配置成在一个或多个方向上移动隔膜。这些方向可以是线性方向，但也可以是非线性方向。隔膜的旋转可以通过旋转隔膜组件的部分或全部来实现。隔膜组件可以包括支撑隔膜的框架。辐射束的横截面形状是细长的，因此通过相对于辐射束旋转和/或移动隔膜，隔膜的不同区域被曝光于辐射束的提供最高辐射剂量的区域。将理解的是，在该上下文中的移动不涉及将隔膜从设备中完全移除，而是涉及使得将新的区域曝光于辐射束(特别是辐射束的提供最高剂量的部分)的隔膜的移动。隔膜可以在任何方向上移动，尽管隔膜将主要被旋转和/或在垂直于辐射沿着辐射束路径行进的方向的方向上移动。
15.隔膜组件，并且因此隔膜，可以被配置成连续地或以步进方式移动。为了减轻由于曝光于辐射束和等离子体而导致的隔膜的劣化，可以连续地移动隔膜，使得劣化均匀地散布在隔膜上。隔膜也可以以步进方式移动，其中隔膜的一个区域在被移动到不同位置以允许隔膜的另一区域曝光于辐射束之前，被曝光于辐射束一段时间。
16.隔膜组件可以被配置成一次将隔膜移动直至10mm、直至20mm、直至30mm、直至40mm或直至50mm。移动的确切距离可以根据隔膜的已经劣化区域的大小来选择。类似地，隔膜可以根据需要旋转任何旋转角度。
17.隔膜可以是动态气锁组件或其部件。当然，也可以设想其他隔膜，诸如保护掩模板的分光薄膜隔膜，因此隔膜组件可以是分光薄膜隔膜组件。
18.根据本发明的第二方面，提供了一种用于光刻设备的隔膜组件，所述隔膜组件包括隔膜，其中隔膜组件被配置成将隔膜从光刻设备的辐射束路径中的第一位置移动到辐射束路径中的第二位置。
19.隔膜组件被先前地从光刻设备中移除，并根据需要用新的隔膜更换组件。然而，在不需要拆卸光刻设备或物理地将一个隔膜更换成不同的隔膜的情况下，现有的隔膜组件无法提供将隔膜定位在光刻设备内的不同位置的可能性。本发明提供了在光刻设备内的不同操作位置之间移动隔膜。操作位置是组件在使用时组件可以位于的位置，这与组件可以是其部件的光刻设备的外部的位置形成对比。在现有的设备中，仅存在隔膜的单个位置，特别是当作为动态气锁的部分时。
20.隔膜组件可以包括控制系统，该控制系统被配置成控制隔膜相对于光刻设备的移动。
21.隔膜组件可以被配置成以连续方式或步进方式移动隔膜。
22.隔膜组件可以被配置成一次将隔膜移动直至10mm、直至20mm、直至30mm、直至40mm或直至50mm。
23.隔膜组件可以是动态气锁组件或其部件。隔膜组件可以是分光薄膜组件或其部件。
24.根据本发明的第三方面，提供了一种延长光刻设备的隔膜的寿命的方法，所述方法包括在光刻设备的辐射束路径中提供隔膜，并相对于辐射束路径移动隔膜。
25.如上所述，通过在光刻设备内移动隔膜，使得在使用中，辐射束穿过隔膜的不同部分，由曝光于辐射束和等离子体环境而引起的劣化可以散布在隔膜上，从而可以延长隔膜的寿命。这避免了需要长时间的停机时间来更换隔膜，也避免了将额外污染无意地引入光刻设备的风险。可以相对于辐射束路径选择性地移动隔膜，以使隔膜的不同部分曝光于辐射束的具有最高强度的部分。
26.移动隔膜可以包括旋转隔膜和/或在一个或多个方向上移动隔膜。
27.根据本发明的第四方面，提供了根据本发明的第一方面的光刻设备、根据本发明的第二方面的隔膜组件、或根据本发明的第三方面的方法在光刻设备或过程中的用途。
28.将理解的是，关于一个实施例描述的特征可以与关于另一实施例描述的任何特征相结合，并且本文中明确考虑和公开所有这样的组合。
附图说明
29.现在将仅通过示例的方式，参考所附的示意图来描述本发明的实施例，在附图中相应的附图标记指示相应的部分，并且在附图中：
30.图1描绘了根据本发明的实施例的光刻设备；
31.图2是示出光刻设备中在照射和曝露到等离子体之后隔膜的透射率差异的图像；
32.图3是通过原位移动隔膜来延长隔膜寿命的方法的示意图；和
33.图4是通过旋转隔膜来延长隔膜寿命的方法的示意图。
34.当结合附图时，本发明的特征和优点将从下面阐述的详细描述中变得更加明显，在附图中，相似的附图标记始终标识相应的元件。在附图中，相似的附图标记通常指示相同的、功能相似的和/或结构相似的元件。
具体实施方式
35.图1示出了根据本发明的实施例的光刻设备。光刻系统包括辐射源so和光刻设备la。辐射源so被配置成产生极紫外(euv)辐射束b。光刻设备la包括照射系统i l、被配置成支撑图案形成装置ma(例如，掩模)的支撑结构mt、投影系统ps和被配置成支撑衬底w的衬底台wt。照射系统i l被配置成在辐射束b入射到图案形成装置ma上之前调节辐射束b。投影系统被配置成将辐射束b(现在被掩模ma图案化)投影到衬底w上。衬底w可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备将由经图案化的辐射束b与先前形成在衬底w上的图案对准。
36.辐射源so、照射系统i l和投影系统ps都可以被构造和布置成使得它们可以与外部环境隔离。可以在辐射源so中提供压力低于大气压的气体(例如氢气)。可以在照射系统i l和/或投影系统ps中提供真空。可以在照射系统i l和/或投影系统ps中提供压力远低于大气压下的少量气体(例如氢气)。
37.图1中所示的辐射源so是可以被称为激光产生等离子体(lpp)源的类型。激光器(其可以例如是co2激光器)被布置成经由激光束而将能量沉积到燃料(诸如由燃料发射器提供的锡(sn))中。尽管在以下描述中提及的是锡，但是可以使用任何合适的燃料。燃料可以例如是液体形式，并且可以例如是金属或合金。燃料发射器可以包括喷嘴，被配置成将例如液滴的形式的锡沿着朝向等离子体形成区域的轨迹引导。激光束被入射到等离子体形成区域处的锡上。将激光能量沉积到锡中在等离子体形成区域处产生了等离子体。在等离子
体的离子的去激发和复合期间，从等离子体发射包括euv辐射的辐射。
38.由近正入射辐射收集器(有时更常见地称为正入射辐射收集器)收集和聚焦euv辐射。收集器可以具有被布置成反射euv辐射(例如具有诸如13.5nm的期望波长的euv辐射)的多层结构。收集器可以是具有两个椭圆焦点的椭圆形配置。如下所讨论的，第一焦点可以在等离子体形成区域处，并且第二焦点可以在中间焦点处。
39.激光器可以与辐射源so分离。在这种情况下，激光束可以借助于包括例如合适的定向镜和/或扩束器的束传递系统(未示出)和/或其他光学器件而从激光器传递到辐射源so。激光器和辐射源so可以一起被认为是辐射系统。
40.由收集器反射的辐射形成辐射束b。辐射束b在一点处被聚焦以形成等离子体形成区域的图像，其用作照射系统i l的虚拟辐射源。辐射束b被聚焦的点可以被称为中间焦点。辐射源so被布置成使得中间焦点位于或邻近于辐射源的封闭结构中的开口。
41.辐射束b从辐射源so进入照射系统i l，所述照射系统i l被配置成调节辐射束。动态气锁可以被设置在辐射源so和照射系统i l之间，并被配置成滤除辐射源so中产生的任何带外辐射，从而允许期望波长的辐射通过。照射系统i l可以包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11一起提供具有期望的横截面形状和期望的强度分布的辐射束b。辐射束b从照射系统i l传递，并入射到由支撑结构mt保持的图案形成装置ma上。图案形成装置ma反射并图案化辐射束b。照射系统i l可以包括除琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11之外或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11的其他反射镜或装置。
42.在从图案形成装置ma反射之后，经图案化的辐射束b进入投影系统ps。投影系统包括多个反射镜13、14，所述多个反射镜被配置成将辐射束b投影到由衬底台wt保持的衬底w上。投影系统ps可以对辐射束应用缩减因子，从而形成特征小于图案形成装置ma上的相应特征的图像。例如可以应用缩减因子4。尽管在图1中投影系统ps具有两个反射镜13、14，但是投影系统可以包括任何数量的反射镜(例如，六个反射镜)。
43.图1中所示的辐射源so可以包括未图示的部件。例如，可以在辐射源中提供光谱滤波器。光谱滤波器可以基本上对euv辐射是透射的，但是基本上对其他波长的辐射(诸如红外辐射)是阻挡的。这种滤波器可以包括根据本发明的隔膜组件，所述隔膜组件提供隔膜相对于辐射束的移动，使得可以将同一隔膜的新的部分曝光于euv辐射和等离子体条件。
44.图2示出了具有以深灰色示出的、被曝光于最高剂量euv辐射的区域的隔膜的降低的透射率，其中所述深灰色指示隔膜的透射率降低。
45.图3示出了光刻设备内未移动的隔膜15a和光刻设备中已移动的隔膜15b的对比。较暗的阴影表示隔膜的透射率已经降低的区域，这表示劣化。通过相对于辐射束(未示出)移动隔膜，劣化可以在隔膜15a的更多区域上散布，因此隔膜的寿命可以增加，因为当隔膜的透射率下降到预定量以下时可以使用新的区域，所述预定量是可以通过量测而容易测量的量。
46.图4与图3相似，除了隔膜15c是相对于辐射束旋转而不是平移。同样，通过旋转隔膜15c，隔膜的劣化可以散布在隔膜15c的表面上，从而延长其使用寿命。
47.虽然上面已经描述了本发明的具体实施例，但是将理解，本发明可以以不同于所描述的方式实践。
48.上面的描述旨在是说明性的而不是限制性的。因此，对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离下面提出的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的本发明进行修改。

技术特征：
1.一种光刻设备，所述光刻设备包括隔膜组件和辐射束路径，其中所述隔膜组件包括隔膜，所述隔膜被设置在所述辐射束路径中，其中所述隔膜组件被配置成选择性地将所述隔膜从所述辐射束路径中的第一位置移动到所述辐射束路径中的第二位置。2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述设备包括控制系统，所述控制系统被配置成控制所述隔膜相对于所述辐射束路径的移动。3.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中所述设备被配置成在一个或多个方向上移动所述隔膜和/或旋转所述隔膜。4.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中所述隔膜组件被配置成连续地或以步进方式移动。5.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中所述隔膜组件被配置成一次将所述隔膜移动直至10mm、直至20mm、直至30mm、直至40mm或直至50mm。6.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中所述隔膜组件是动态气锁组件或其部件。7.一种用于光刻设备的隔膜组件，所述隔膜组件包括隔膜，其中所述隔膜组件被配置成将所述隔膜从所述光刻设备的辐射束路径中的第一位置移动到所述辐射束路径中的第二位置。8.根据权利要求7所述的隔膜组件，其中所述组件包括控制系统，所述控制系统被配置成控制所述隔膜相对于所述光刻设备的移动。9.根据权利要求7或8所述的隔膜组件，其中所述组件被配置成在一个或多个方向上移动所述组件和/或旋转所述隔膜。10.根据权利要求7至9中任一项所述的隔膜组件，其中所述隔膜组件被配置成以连续方式或以步进方式移动所述隔膜。11.根据权利要求7至10中任一项所述的隔膜组件，其中所述隔膜组件被配置成一次将所述隔膜移动直至10mm、直至20mm、直至30mm、直至40mm或直至50mm。12.根据权利要求7至10中任一项所述的隔膜组件，其中所述隔膜组件是动态气锁组件或其部件。13.一种延长光刻设备的隔膜的寿命的方法，所述方法包括在所述光刻设备的辐射束路径中提供隔膜，并相对于所述辐射束路径移动所述隔膜。14.根据权利要求13所述的方法，其中移动所述隔膜包括在一个或多个方向上移动所述隔膜和/或旋转所述隔膜。15.根据权利要求1至6中任一项所述的光刻设备、根据权利要求7至12中任一项所述的隔膜组件、或根据权利要求13至14中任一项所述的方法在光刻设备或过程中的用途。

技术总结
描述了一种光刻设备，该光刻设备包括隔膜组件和辐射束路径，其中隔膜组件包括隔膜，该隔膜被设置在辐射束路径中，其中隔膜组件被配置成选择性地将隔膜从辐射束路径中的第一位置移动到辐射束路径中的第二位置。还描述了隔膜组件、延长隔膜的寿命的方法以及这种设备和方法在光刻设备或过程中的用途。方法在光刻设备或过程中的用途。方法在光刻设备或过程中的用途。


技术研发人员：G
受保护的技术使用者：ASML荷兰有限公司
技术研发日：2022.01.12
技术公布日：2023/9/23