[發明專利]浸沒光刻用真空系統

有效

• 申請號: 201010143405.2
• 申請日: 2005-06-06
• 公開（公告）號: CN101794081A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: A·J·哈法姆;P·J·謝希特;P·A·斯托克曼
• 申請（專利權）人: ASML荷蘭有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王新華

本申請是申請號為200580019979.6(PCT/GB2005/002205)、申請日為2005 年6月6日、發明名稱為“浸沒光刻用真空系統”的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于從浸沒光刻曝光機具抽取多相流體的真空系統。

背景技術

在半導體器件制造中光刻是非常重要的處理步驟。大體而言，在光 刻處理中，將電路設計通過成像在光阻材料層(其沉積在晶片表面上) 上的圖案而轉移至晶片。然后，在新設計轉移至晶片表面之前，晶片經 過各種蝕刻及沉積處理。持續循環該處理以形成半導體器件的多個層。

由通過以下瑞利(Rayleigh)公式界定的分辨率限值W來確定可利 用光刻印刷的最小特征：

w=k1λNA---(1)]]>

其中K₁為分辨率系數，λ為曝光射線波長，而NA為數值孔徑。因此 在用于制造半導體器件的光刻處理中，為了提高光學分辨率，由此可精 確再現器件中極小的特征，使用較短波長射線是有利的。在現有技術中， 已經采用了各種波長的單色可見光，且近來已采用了落入縱深紫外線 (DUV)范圍內的射線，包括利用ArF準分子激光器產生的193nm射線。

NA的值由透鏡的接收角(α)以及包圍透鏡的介質的折射率(n)確 定，并由以下公式給定：

NA＝nsinα(2)

對于潔凈干燥空氣(CDA)，n的值為1，因此對采用CDA作為透鏡與 晶片之間的介質的光刻技術而言，NA的物理限值為1，而目前實踐中的 限值為約0.9。

浸沒光刻是已知的通過增加NA的值并增加聚焦深度(DOF)或豎 直處理幅度來提高光學分辨率的技術。參考圖1，在該技術中，具有折 射率n＞1的液體10被置于投影裝置14的物鏡12的下表面與位于可移 動晶片載臺18上的晶片16的上表面之間。理想的是，置于透鏡12與 晶片16之間的液體應當具有在193nm的較低的光學吸收、與透鏡材料 及沉積在晶片表面上的光阻材料相容、并具有良好的均勻性。超純脫 氣水滿足這些要求，其對在193nm的光具有n≈1.44的折射率。相較于 透鏡與晶片之間的介質為CDA的技術，增大的n值增大了NA的值，并 由此減小了分辨率限值W，使得能夠再現更小的特征。

由于從光阻材料層放氣、在光刻期間產生微粒、并維持均勻的晶 片溫度，需要維持透鏡12與晶片16之間的穩定的水流。例如，如美 國專利申請2004/0075895中所描述的，可將透鏡及晶片浸入由晶片載 臺支撐的水浴器中，其中泵被用來循環水浴器中的水。但是，因為水 浴器的重量作用在晶片載臺上，故該技術并非理想。

如圖1所示，另一技術采用連接至水源及真空系統(總體表示為 22)的噴嘴或噴頭裝置20以在透鏡12與晶片16之間產生局部的超純 脫氣水流。為了防止水進入機具的其他部件(例如，用于移動晶片載 臺18的機構)中，使用了一個或更多差動氣體密封件24。由此，真空 系統22從機具抽取水及CDA的多相混合物。但是，使用單一真空泵(特 別是在段塞或騰涌流型中)從機具對這種多相混合物進行抽取會在泵 的上游產生不希望的壓力及流率波動，該壓力及流率波動會傳回至機 具。例如歸咎于置于透鏡與晶片之間的介質的折射率的變化或機械振 動傳遞至機具，這將導致光刻處理中的缺陷。

發明內容

本發明的至少一個優選實施例的目的在于提供一種用于從光刻機 具抽取多相流體流并可最小化由此作用至機具內的流體的壓力波動的 真空系統。