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制造技术

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用极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。
技术介绍
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 明本专利技术，在正文中将以集成电路(已知为ICs)制造作为参考，但是本专利技术能够用于所有 利用光刻技术的制造工艺中。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(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。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。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。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；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。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 IiT7Pa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。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 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。烃是在EUVL设备中存在的最普通的VOCs污染物。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。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。
技术实现思路
因而本专利技术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。根据本专利技术，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括吸气元件的VOC吸收构件。专利技术人已发现吸气材料-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。 附图说明下面将参考附图说明本专利技术，其中-图1示出EUVL设备的一般几何结构；-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；-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-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。具体实施例方式图中示出的元件和构件的尺寸不是成比例的，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。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专利技术的优选 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。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收集从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用极紫外射线的光刻设备（１０），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处理腔（１３）中或布置在通过适当开口与所述处理腔连接的适当空间中的吸气材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P玛尼尼，A孔特，
申请(专利权)人：工程吸气公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]