光刻系统及保持其中光学结构之间光学缝隙的设备和方法

专利名称：光刻系统及保持其中光学结构之间光学缝隙的设备和方法
技术领域：
本发明一般涉及保持光刻系统中光学结构之间光学缝隙的设备和方法及光刻系统，具体涉及光刻系统中的胶片和标线片框架。
背景技术：
在制造集成电路时，利用光刻和投影晒印技术。在光刻术中，标线片上包含的图像投影到有光敏抗蚀剂的晶片上。标线片或掩模用于转移所需图像到硅晶片。半导体晶片表面涂敷光敏抗蚀剂，因此，图像可以蚀刻在其上面。胶片可以与标线片结合使用以保护标线片表面免遭损伤。胶片通常安装到标线片的坚实框架。
光刻术中使用的一些光波长对于大气中氧的吸收很敏感。因此，当这种氧敏感的光波长用于光刻术时，这些光波长必须传输通过氧吹洗的大气。
光刻系统通常放置在洁净室环境中。在某些情况下，洁净室的周围大气不可能是氧吹洗的，因为这可能引起与光刻过程有关的其他问题。例如，光刻系统中使用的激光干涉仪可能对空气的折射率变化很敏感，折射率可能因无氧大气的变化而发生。因此，无氧环境必须局限在小于整个光刻系统。我们需要的是，光波长在含氧环境中有高吸收的传输媒体。
胶片一般安装在与对应标线片相对的框架上。因此，标线片与胶片之间可能存在空气隙。我们需要的是光波长通过标线片与胶片空气隙的一种传输媒体，这些波长在含氧环境中有高的吸收。
此外，当胶片和/或标线片粘贴到框架上时可能发生失真，对光刻系统产生不利的影响。因此，在胶片和/或标线片粘贴到框架上时，我们需要一种降低或消除胶片和/或标线片失真的方法。

发明内容
本发明的目的是提供一种方法和设备，用于具有吹洗的胶片-标线片缝隙的标线片。本发明保持胶片-标线片缝隙中基本无氧的吹洗气体环境。吹洗气体环境提供光波长的传输媒体，这些光波长在非吹洗环境中有高的吸收。
在一个优选实施例中，本发明应用于光刻系统。标线片与胶片之间的多孔框架在标线片与胶片之间建立缝隙或空间。多孔框架可以被动地过滤通过多孔框架进入缝隙的周围空气以建立基本无颗粒的缝隙。要求微粒保护以保证颗粒没有沉积到重要的标线片表面，不破坏投影到半导体晶片表面上的标线片图像。这包括在标线片存储期间和在光刻过程中使用标线片的保护。
被动或静态多孔框架的作用是利用外界周围大气压规范标线片-胶片缝隙内的压力。这种规范化作用有效地降低和消除由于大气压引起的标线片和/或胶片的失真。
多孔框架包含有第一开孔的第一相对表面。第一相对表面配置成与胶片匹配。多孔框架包含有第二开孔的第二相对表面。第二相对表面配置成与标线片匹配以包围胶片与标线片之间的光学缝隙。
利用不含氧的吹洗气体填充缝隙，就可以形成吹洗的标线片-胶片缝隙。通过连续地注入吹洗气体，可以动态地保持缝隙中的吹洗气体。
动态多孔框架可以耦合到吹洗气源。吹洗气源通过多孔框架输入吹洗气体到标线片与胶片之间的缝隙，从而在多孔框架内的缝隙中建立吹洗气流。
真空源可以耦合到动态多孔框架，以便通过多孔框架从标线片-胶片缝隙环境中去除气体，还在标线片中提供连续的气流。
利用外界大气压力可以平衡动态多孔框架缝隙中的吹洗气流，从而减小或消除标线片或胶片的失真。
本发明的多孔框架可应用于包括其他光学环境的其他环境。在另一个光学实施例中，多孔框架可以在任何光源表面与任何光学目标表面之间提供吹洗的光程。光源表面和光学目标表面可以是本领域专业人员熟知的任何合适光学表面。
在本发明的另一方面，框架确定第一相对表面和第二相对表面。第一相对表面确定第一开孔，并配置成与胶片匹配。第二相对表面确定第二开孔，并配置成与标线片匹配以包围胶片与标线片之间的光学缝隙。框架的至少一个边缘有贯通的开孔。多孔过滤材料，例如，多孔烧结材料，填充框架边缘上的每个开孔。
在本发明的另一方面，保持光刻系统中光学结构之间的光学缝隙。框架确定第一相对表面和第二相对表面。第一相对表面确定第一开孔和第二相对表面确定第二开孔。多个隔板构件是在第一开孔周围的第一相对表面上互相隔开。隔板构件有配置成与第一光学结构表面匹配的基本共面表面。粘合剂密封第一相对表面与第一光学结构之间第一开孔周围的空间。因此，框架包围第一光学结构与第二光学结构之间的光学缝隙。
在本发明的一方面，多个隔板构件是与框架整体制成。在本发明的另一方面，多个隔板构件是与框架分开制成。
在本发明的另一方面，第二多个隔板构件是在第二开孔周围的第二相对表面上互相隔开。第二多个隔板构件有配置成与第二光学结构表面匹配的基本共面表面。粘合剂密封第二相对表面与第二光学结构之间第二开孔周围的空间。
在本发明的另一方面，第一光学结构和第二光学结构中的一个是标线片，而另一个是胶片。标线片与胶片是光学对准。
在本发明的另一方面，光学缝隙保持在光刻系统中的光学结构之间。框架确定第一相对表面和第二相对表面。第一相对表面确定第一开孔和第二相对表面确定第二开孔。粘合剂密封第一相对表面与第一光学结构之间第一开孔周围的空间。粘合剂包含保持第一光学结构与第一相对表面之间基本一致距离的隔板材料。因此，框架包围第一光学结构与第二光学结构之间的光学缝隙。
在本发明的另一方面，提供一种光刻系统，包括发射辐射的照明光源，其中所述辐射至少包含一种波长；标线片；源光学元件，从所述照明光源引导所述辐射到所述标线片；确定第一相对表面和第二相对表面的框架，所述第一相对表面确定第一开孔和所述第二相对表面确定第二开孔；多个隔板构件，在所述第一开孔周围的所述第一相对表面上互相隔开，并有配置成与所述标线片表面匹配的基本共面表面；和粘合剂，用于密封所述第一相对表面与所述标线片之间所述第一开孔周围的空间；与所述框架所述第二相对表面耦合的胶片；和投影光学元件；其中所述框架包围所述标线片与所述胶片之间的光学缝隙；其中至少部分所述辐射传输通过所述标线片，所述光学缝隙，和所述胶片；和其中所述投影光学元件从所述胶片引导所述至少部分所述辐射到晶片表面。
在本发明的另一方面，提供一种光刻系统，包括发射辐射的照明光源，其中所述辐射至少包含一种波长；标线片；源光学元件，用于从所述照明光源引导所述辐射到所述标线片；确定第一相对表面和第二相对表面的框架，所述第一相对表面确定第一开孔和所述第二相对表面确定第二开孔；粘合剂，用于密封所述第一相对表面与所述标线片之间所述第一开孔周围的空间，所述粘合剂包含隔板材料，用于保持标线片与所述第一相对表面之间基本一致的距离；与所述框架所述第二相对表面耦合的胶片；和投影光学元件；其中所述框架包围所述标线片与所述胶片之间的光学缝隙；其中至少部分所述辐射传输通过所述标线片，所述光学缝隙，和所述胶片；和其中所述投影光学元件从所述胶片引导所述至少部分所述辐射到晶片表面。
在本发明的另一方面，提供一种用于形成光刻系统中光学结构之间光学缝隙的方法，包括(a)提供确定第一相对表面和第二相对表面的框架，第一相对表面确定第一开孔和第二相对表面确定第二开孔；和(b)粘贴第一光学结构到框架第一相对表面上的隔板结构；其中框架包围第一光学结构与第二光学结构之间的光学缝隙。
以下参照附图详细地描述本发明的其他实施例，特征，和优点，以及本发明各个实施例的结构和运行。


在附图中，相同的参考数字一般表示相同，功能类似，和/或结构类似的单元。
图1表示常规光刻系统中相关部分光程的方框图。
图2表示本发明光刻系统中相关部分光程的方框图。
图3表示按照本发明一个实施例具有多孔框架的标线片和胶片组合的分解图。
图4表示本发明一个典型实施例的运行。
图5和6表示给出本发明实施例运行步骤的流程图。
图7A表示按照本发明实施例有开孔的典型框架的边缘部分。
图7B表示按照本发明实施例的典型多孔材料插入物，该插入物适合于放置在图7A所示框架的边缘开孔中。
图7C表示按照本发明实施例边缘开孔中放置了图7B所示多孔材料插入物的图7A框架。
图8A-8D表示按照本发明实施例放置了一个或多个多孔材料插入物的每个典型框架。
图9A-9D表示按照本发明实施例有多孔材料插入物的另一个典型框架的各个视图。
图10和11表示按照本发明实施例有通过隔板结构粘贴光学结构的框架侧视图。
图12表示按照本发明实施例有通过隔板结构粘贴光学结构的部分框架顶视图。
图13-16表示按照本发明实施例有典型隔板构件布置的框架。
图17表示按照本发明实施例有包含隔板材料的粘合材料的框架。
图18表示按照本发明实施例有光学结构的图17中框架，粘合材料使光学结构与框架之间保持基本一致的距离。
图19表示按照本发明实施例在框架中形成光学缝隙的步骤流程图。
现在参照附图描述本发明。在附图中，相同的参考数字代表相同或功能类似的单元。此外，参考数字中的最高位数字代表参考数字首先出现的附图编号。
具体实施例方式
为了清楚地描述本发明，在整个说明书中采用的术语定义尽可能保持一致。
“周围空气”指的是含氧的大气，例如，正常的大气。例如，“周围空气”可以是含氧的洁净室大气或环境。
“吹洗气体”指的是不含氧或一些其他多余气体的气体，并可用于填充吹洗的空气缝隙或空间。
图1表示常规光刻系统100的相关部分。常规光刻系统100放置在周围空气或气体的环境中。为了简单明了，常规光刻系统的某些部分可能没有在图1中展示，例如，源光学元件，投影光学元件。
常规的光刻系统100包括照明光源102，标线片104，框架106，胶片108，和半导体晶片110。
照明光源102包含辐射源，用标线片104上的图形对半导体晶片110的表面进行曝光。
标线片104包含有图形的掩模，通过照明光源102的辐射，使图形转移到半导体晶片110的表面上。
框架106是粘贴标线片和胶片的常规坚实框架。框架106包含空气隙112。空气隙112形成在标线片104与胶片108之间的框架106内。
胶片(pellicle)108是透明的覆盖层，用于保护标线片104免遭颗粒损伤。
半导体晶片110是这样的半导体晶片，其表面被来自照明光源102并有标线片104上图形的辐射曝光和蚀刻。
照明光源102产生辐射114。辐射114是通过标线片104，框架106，空气隙112，和胶片108传输到半导体晶片110的表面。若辐射114包含氧吸收的光波长，则空气隙112中的氧至少可以吸收这些波长的一部分，潜在地阻碍足够量的辐射114到达半导体晶片110的表面。这种吸收可以导致转移标线片104图形上不充分的辐射量到达半导体晶片110的表面，从而降低半导体晶片产量。
图2表示按照本发明一个实施例的典型光刻系统200。光刻系统200放置在周围空气的环境中。光刻系统200保持标线片与胶片之间的吹洗气体环境，可以传输氧敏感的光波长。
光刻系统200包括照明光源202，标线片104，多孔框架206，胶片108，和半导体晶片110。
照明光源202包含辐射源，用于对半导体晶片110进行曝光。照明光源202可以包含任何可用的辐射源，适合于对半导体晶片表面进行曝光，例如，激光器。照明光源202发射辐射214。辐射214可以包含任何类型的合适辐射，例如，激光。辐射214可以包含适合于曝光和蚀刻半导体晶片的氧敏感光波长。例如，这种光波长可以包含157nm波长的光。
标线片104接收辐射214。标线片104包含有图形的掩模，通过照明光源202的辐射214，使图形转移到半导体晶片110的表面。
多孔框架206接收已传输通过标线片104的辐射214。标线片104粘贴到多孔框架206。多孔框架206包含允许气体流过但阻挡污染颗粒通过的多孔材料。
胶片108接收已传输通过多孔框架206的辐射214。胶片108粘贴到多孔框架206。标线片104是与胶片108光学对准。
辐射214传输通过标线片104，多孔框架206，吹洗空气隙112，和胶片108之后到达半导体晶片110。半导体晶片110接收辐射214。半导体晶片110包含被照明光源202发射的辐射214通过标线片104图形进行曝光和蚀刻的表面。
多孔框架206包围空气隙112。空气隙112形成在标线片104与胶片108之间多孔框架206内。可以利用吹洗气体填充空气隙112，例如，不含氧的氮，因此不会与氧敏感波长的辐射214发生干扰。多孔框架206还防止污染颗粒进入空气隙112和损伤标线片104。多孔框架206有足够的孔隙度，允许气体从多孔框架206包围的空气隙112传输到多孔框架206的外部。
因为多孔框架206允许气体以静态模式流入和流出，多孔框架206利用大气压规范空气隙112内的压力，从而消除对标线片104和/或胶片108的失真。
光刻系统200给照明光源202的辐射214提供吹洗气体光程。因此，照明光源202可以传输氧敏感光波长，不会遭受氧吸收造成的严重衰减。
在以上典型的光刻环境中描述具有本发明吹洗的胶片-标线片缝隙的标线片。本发明不局限于这种环境，而是可应用于其他光刻系统环境和非光刻系统环境。此处给出的例子是为了便于说明，而不是限制性的。在此处包含内容的基础上，其他的选择方案(包括与此处描述内容相当，扩充，变化，差异等等)对于本领域专业人员是显而易见的。这些选择方案都是在本发明的精神和范围内。
以下描述按照本发明具有吹洗的胶片-标线片缝隙的标线片典型实施例。此处描述的这些实施例是为了便于说明，而不是限制性的。本发明适用于要求有吹洗的胶片-标线片缝隙的标线片任何应用。
图3表示按照本发明一个实施例的典型吹洗的胶片-标线片缝隙系统300分解图。吹洗的胶片-标线片缝隙系统300包括标线片104，多孔框架206，胶片108，空气隙112，吹洗气源接口316，和真空源接口318。
多孔框架206包括第一开孔表面320和第二开孔表面322(它在与第一开孔表面320的多孔框架206相对一侧，图3中看不见)。第一开孔表面320和第二开孔表面322基本上是互相平行的。多孔框架206是由多孔过滤材料制成。多孔框架206的多孔过滤材料允许气体传输通过，但阻碍微粒传输。这些微粒可以包括空气中的颗粒，灰尘，光刻过程中产生的颗粒，和其他来源产生的颗粒。在一个优选实施例中，多孔框架206基本上是矩形。在另一些实施例中，多孔框架206可以是其他的形状，例如，圆形，椭圆形和非规则形状。
在一个优选实施例中，多孔框架206是利用一种或多种金属制成。例如，多孔框架206可以包括铁，铜，青铜，镍，钛，或其他金属，或它们的任何组合或合金。多孔框架206包含成孔过程中金属形成的孔隙。例如，多孔框架206可以是由烧结(sintering)过程中其接触点粘合的金属粉末颗粒或细丝制成，烧结过程可以在颗粒或细丝之间产生连续的完好细孔网格。烧结技术一般是在低于熔点的温度下把两个或多个最初各别颗粒熔化在一起并生长成接触区。其他的成孔过程也是在本发明的范围内。孔隙度或细孔尺寸可以受生产过程的控制，它是由不同的应用所确定。例如，孔隙度可以是几个微米或几分之一微米。然而，本发明不受这些孔隙度值的限制。一些制造商可以提供根据烧结技术或其他技术制造合适的多孔金属。这些制造商可以包括Auburn Hills，Michigan的GKN Sinter Metals和Gardena，California的Capstan Permaflow，Inc.。
胶片108耦合到多孔框架206的第一开孔表面320。本领域专业人员知道，胶片108可以包括玻璃，隔膜，或其他材料。胶片108粘贴或附加到第一开孔表面320，使空气隙112完全被第一开孔表面320包围。此外，胶片108粘贴到第一开孔表面320，因此，在胶片108与第一开孔表面320之间界面处形成基本气密的密封。胶片108与第一开孔表面320之间的粘贴是按照本领域专业人员熟知的方式。例如，胶片108可以胶粘第一开孔表面320。
标线片104耦合到多孔框架206的第二开孔表面322。标线片104粘贴或附加到第二开孔表面322，使空气隙112完全被第二开孔表面322包围。此外，标线片104粘贴到第二开孔表面322，因此，在标线片104与第二开孔表面322之间界面处形成基本气密的密封。标线片104与第二开孔表面322之间的粘贴是按照本领域专业人员熟知的方式。
胶片108，标线片104，和多孔框架206组合成基本气密的空气隙112，其中气体的流动仅可以通过多孔框架206材料。在一个优选实施例中，多孔框架206的多孔过滤材料能够允许气体传输，而同时阻挡污染颗粒进入。
如上所述，具有标线片104和胶片108的“可呼吸”多孔框架206组合可以保持静态(即，对周围环境开放)，或耦合到外部压力的吹洗气源。吹洗气源接口316连接多孔框架206与吹洗气源。吹洗气源接口316连接到多孔框架206的第一框架端面324。最好是，吹洗气体接口316提供从吹洗气源到第一框架端面324的吹洗气体。吹洗气体从吹洗气源接口316通过第一框架端面324的细孔注入到空气隙112。在另一个实施例中，吹洗气源接口316是多孔框架206的第一端口，孔洞，或阀门，用于通过多孔框架206提供吹洗气体并进入空气隙112。
真空源接口318连接多孔框架206与真空源。真空源接口318连接到多孔框架206的第二框架端面326。如图3所示，第二框架端面326的位置是在与第一框架端面324的多孔框架206相对一侧(在图3中看不见)。在另一些实施例中，第二框架端面326的位置可以不在与第一框架端面324的多孔框架206相对一侧。最好是，真空源接口318通过第二框架端面326的细孔从空气隙112中抽出或去除吹洗气体。在另一个实施例中，真空源接口318是多孔框架206的第二端口，孔洞，或阀门，用于更直接地从空气隙112中抽出或去除吹洗气体。
在正常运行时，多孔框架206有四个暴露的外表面第一框架端面324，第二框架端面326，第三框架端面328，和第四框架端面330(与第三框架端面328相对，在图3中看不见)。在一个优选实施例中，多孔框架206的所有暴露外表面都是多孔的，并允许气体进入和流出空气隙112。在另一些实施例中，仅仅第一框架端面324和第二框架端面326是多孔框架206的暴露外表面，这些端面是多孔的。这在动态利用本发明时是特别有用，允许多孔框架206在第一框架端面324和第二框架端面326处分别耦合到吹洗气源和真空源，而没有泄漏气体的多余暴露表面。
吹洗气体可以经吹洗气源接口316进入多孔框架206组合，并经真空源接口318从多孔框架206组合中抽出，从而通过空气隙112建立连续的吹洗气流。使通过空气隙112的吹洗气流与大气压力保持平衡，从而可以消除标线片104和/或胶片108的失真。
以上描述具有本发明吹洗的胶片-标线片缝隙的标线片典型实施例。本发明不局限于这些例子。给出这些例子是为了便于说明，而不是限制性的。根据此处包含的内容，其他的选择方案(包括与此处描述内容相当，扩充，变化，差异等等)对于本领域专业人员是显而易见的。这些其他的选择方案都是在本发明的精神和范围内。
在这节中给出与上述结构，和/或实施例相关的典型运行和/或结构实施方案。此处给出的这些部件和方法是为了便于说明，而不是限制性的。本发明不局限于此处描述的部件和方法具体例子。根据此处包含的内容，其他的选择方案(包括与此处描述内容相当，扩充，变化，差异等等)对于本领域专业人员是显而易见的。这些其他的选择方案都是在本发明的精神和范围内。
图4说明本发明一个典型实施例的运行。图4表示多孔框架标线片/胶片组合400，吹洗气源416，和真空源418。
在一个优选实施例中，多孔框架标线片/胶片组合400包括标线片，多孔框架，和胶片，例如，图3所示的标线片104，多孔框架206，和胶片108。多孔框架标线片/胶片组合400还包括空气隙112。
在一个优选实施例中，多孔框架标线片/胶片组合400保持对标线片重要表面的机械颗粒控制，而同时允许空气隙112中的连续吹洗气体或空气环境流动。此外，多孔框架标线片/胶片组合400规范空气隙112内的压力，从而有效地消除因大气压力变化引起标线片或胶片的失真。
在实施例中，多孔框架206的多孔过滤材料能够允许气体的传输，而同时阻挡污染颗粒的进入。这个“可呼吸”的多孔框架标线片/胶片组合400可以保留在静态(即，对周围环境开放)。在静态实施例中，多孔框架标线片/胶片组合400不耦合到吹洗气源416或真空源418。可以允许周围空气通过多孔框架标线片/胶片组合400进入空气隙112，如同在周围空气流路径420的例子中。然而，在以下描述的优选实施例中，连续的吹洗气流注入到空气隙112以防止周围空气进入空气隙112。
多孔框架标线片/胶片组合400还可以运行在动态环境。在动态实施例中，多孔框架标线片/胶片组合400可以耦合到吹洗气源416。吹洗气源416通过多孔框架标线片/胶片组合400提供吹洗气体到空气隙112。进入空气隙112的吹洗气体表示为输入的吹洗气流422。本领域专业人员熟知吹洗气源416的合适气源系统。
此外，在动态实施例中，多孔框架标线片/胶片组合400可以耦合到真空源418。真空源418通过多孔框架标线片/胶片组合400从空气隙112中去除吹洗气体和/或周围环境气体(若存在)。从空气隙112去除的吹洗气体表示为去除的气流424。本领域专业人员熟知用作真空源418的合适真空系统。
提供的流程图详细地描述本发明典型实施例的运行步骤。根据此处描述的内容，本领域专业人员知道，提供的步骤不必是如图所示的顺序。基于此处讨论的内容，其他的结构和运行实施例对于专业人员是显而易见的。以下详细描述这些步骤。
图5说明本发明一个实施例运行步骤的流程图。图5所示的过程500是从步骤502开始。在步骤502，在标线片与胶片之间的多孔框架内形成空气隙。在步骤504，吹洗气体通过多孔框架输入到空气隙。
图6说明图5的步骤502中典型的详细运行步骤的流程图。在步骤602，粘贴胶片到多孔框架的第一开孔表面。在步骤604，粘贴标线片到多孔框架的第二开孔表面，从而在标线片与胶片之间多孔框架内形成空气隙。
图5的过程500还可以包括步骤多孔框架过滤输入的吹洗气体。
步骤504可以包括步骤吹洗气体通过多孔框架的端面输入到空气隙。
过程500还可以包括步骤从空气隙中去除吹洗气体。这个步骤可以包括步骤通过多孔框架的框架端面从空气隙中去除吹洗气体。
过程500还可以包括步骤使空气隙中的吹洗气体压力与周围环境空气压力保持平衡。
在另一个实施例中，保持空气隙112中的吹洗气体压力超过周围环境空气压力。通过允许空气隙112中吹洗气体压力超过周围环境空气压力，可以保持基本氧吹洗的空气隙112。吹洗气源416输入吹洗气体到空气隙112。以这样的速率输入吹洗气体，使空气隙112中吹洗气体压力超过周围环境空气压力，因此，吹洗气体就通过多孔框架206从空气隙112中泄漏。以足够慢的速率输入吹洗气体，为了使标线片104和/或胶片208没有大的失真。通过多孔框架206从空气隙112泄漏的吹洗气体基本上阻碍周围空气通过多孔框架206漏入空气隙112的能力。在这另一个实施例中，不需要利用真空源418去除吹洗气体，因为吹洗气体通过多孔框架206从空气隙112中漏出。
根据此处的内容，本领域专业人员可以知道其他的步骤或对以上过程和步骤的改进，这些过程和步骤都是在本发明所包含的内容。
多孔材料插入物实施例在本发明的另一些实施例中，多孔框架不完全是由多孔过滤材料制成。例如，在一个实施例中，框架的一段或多段是由多孔过滤材料制成，而框架的其余部分是由坚实的无孔隙材料制成。此外，在另一个实施例中，框架是由有一个或多个开孔的坚实材料制成，在这些开孔中放置多孔材料。在这节中对这些实施例作进一步的描述。
例如，图7A表示有开孔704的典型框架700的边缘部分，在该开孔中放置多孔材料。图7B表示典型的多孔材料插入物702，该插入物适合于放置在框架700的开孔704中。图7C表示放置了多孔材料插入物702的框架700。
有一个或多个多孔材料插入物702的框架700有许多优点。例如，框架700可以由多种坚硬材料制成，例如，包括铁，铜，镍，青铜，钛的金属，其他金属，或其组合/合金制成。例如，框架700可以由铁镍合金制成，如殷钢或其他低的热膨胀系数(CTE)材料。因此，与完全多孔框架比较，有多孔材料插入物702的框架700在结构上更坚硬或坚实。此外，框架700具有与上述完全多孔框架的相同功能。
任何类型的多孔过滤材料可以用作多孔材料插入物702，其中包括铁，铜，青铜，镍，钛或其它金属，或它们的任意组合或合金。例如，多孔材料插入物702可以与上述多孔框架206的相同方法制成。如上述的多孔框架206，利用成孔过程，使多孔材料插入物702有形成在其基底金属中的孔。例如，利用烧结方法可以制成孔材料插入物702，在其中生成细孔。按照这种方法制成的多孔材料插入物可以称为“多孔烧结材料插入物”。作为举例，而不是限制性的，可以利用烧结殷钢制成多孔材料插入物702。制成多孔材料插入物702的其他材料和过程也是本发明的范围内。
开孔704允许气体在框架700，标线片104和胶片108的内部缝隙与外界大气之间传输或流动。多孔材料插入物702过滤气体，如同上述的多孔框架206。可以在框架700边缘上制成任何形状的开孔704。例如，如图7所示，开孔704是大致矩形。或者，开孔704可以制成圆形或椭圆形，或任何其他形状。多孔材料插入物702制成与开孔形状相同的对应物，因此可以放置在其中。
可以利用各种方法插入和放置多孔材料插入物702到开孔704中，包括粘贴，挤压，夹紧等等。利用多种固定或粘贴装置，可以使多孔材料插入物702固定到开孔704中，包括利用粘合剂材料，如胶水或环氧树脂；利用一个或多个螺栓，螺钉，和/或螺丝等等，或仅仅利用框架700的夹紧压力。
任何数目的一个或多个多孔材料插入物702可以放置在任何数目的框架700边缘。按照本发明的典型实施例，图8A-8D中的每个图表示放置一个或多个多孔材料插入物702的框架700的实例。图8A表示在第一边缘802a上有单个多孔材料插入物702的框架700。如上所述，多孔材料插入物702允许气体在空气隙112与框架700的外部之间传输。
图8B表示第一边缘802a的开孔704a中有第一多孔材料插入物702a和第二边缘802b的开孔704b中有第二多孔材料插入物702b的框架700。这个实施例特别适合于与气体源和真空源结合使用，例如，图4所示的吹洗气源416和真空源418。例如，吹洗气源416可以配置成与开孔704a连接，而真空源418可以配置成与开孔704b连接。任何可适用的接口装置包括阀门，导管，夹具，封口，和其他已知或此处描述的连接元件，它们可用于制成接口。第一多孔材料插入物702a和第二多孔材料插入物702b分别过滤进入空气隙112和离开空气隙112的气体。
图8C表示有第一多孔材料插入物702a，第二多孔材料插入物702b。和第三多孔材料插入物702c以及第四多孔材料插入物702d，第五多孔材料插入物702e和第六多孔材料插入物702f的框架700，多孔材料插入物702a-c分别放置在框架700第一边缘802a上各自的开孔704a-c；而多孔材料插入物702d-f分别放置在框架700第二边缘802B上各自的开孔704d-f。在一个实施例中，气体源可以与开孔704a-c连接，而真空源可以与开孔704d-f连接。
框架700可以有放置在任何数目边缘802上的多孔材料插入物702。例如，图8D表示有第一，第二和第三多孔材料插入物702a-c，它们放置在框架700第一边缘802a上各自的开孔704a-c；第四，第五和第六多孔材料插入物702d-f，它们放置在框架700第三边缘802c上各自的开孔704d-f；第七多孔材料插入物702g，它放置在框架700第二边缘802b上的开孔704g；和第八多孔材料插入物702h，它放置在框架700第四边缘802d上的开孔704h的框架700。
请注意，单个开孔704和各自多孔材料插入物702可以基本上横跨框架700边缘802的整个长度。此外，在一个实施例中，多孔材料插入物702可以放置在单个开孔704中。
图9A-9D表示按照本发明实施例有多孔材料插入物702的另一个典型例子框架700的各个视图。图9A表示框架700的侧立视图，图9B表示框架700的侧视图，图9C表示框架700的剖面图，和图9D表示框架700边缘802a的放大剖面图。
如图9B所示，第一边缘802a有放置在各自开孔中的多孔材料插入物702a-f。第三边缘802c有放置在各自开孔中的多孔材料插入物702g-l。第二边缘802b和第四边缘802d没有在上面形成开孔704。
如图9D所示，多孔材料插入物702d基本上充满开孔704。多孔材料插入物702d没有完全充满深度为906的开孔704，但基本充满开孔704，当它密封开孔704时，传输通过开孔704的气体被多孔材料插入物702d过滤。在一些实施例中，多孔材料插入物702可以填充开孔704到深度906，小于深度906，或大于深度906，因此，多孔材料插入物702d延伸到开孔704之外。
利用加高隔板以安装光学结构的框架实施例在本发明的另一个实施例中，加高的“隔板”，“薄板”。“隔板构件”，和其他类型隔板结构用于安装标线片和/或胶片到框架上。这种隔板结构给标线片和/或胶片(或其他的光学结构)建立分开的运动平面。与标线片或胶片直接粘贴到框架的配置比较，这种结构有助于减小标线片或胶片的失真。粘合剂可用于粘贴和密封框架与标线片和/或胶片之间隔板结构形成的空间。然而，框架与标线片和/或胶片之间的实际机械接触仅仅是由隔板结构制成的。在本节中更详细地描述本发明的这些实施例。
例如，图10表示按照本发明一个典型实施例中两个光学结构之间框架1002的侧视图。在图10的例子中，每个光学结构通过多个隔板构件1010粘贴到框架1002。图10所示的光学结构是标线片104和胶片108。框架1002用于在标线片104与胶片108之间保持光可以传输通过基本无颗粒的空气隙(即，“光学缝隙”)，它类似于参照图2描述的光刻系统200。(请注意，在另一些实施例中，框架1002可以放置在除了标线片104和/或胶片108之外的光学结构之间。)如图10所示，框架1002有相对的第一表面1032和第二表面1034。第一表面1032有第一开孔和第二表面1034有第二开孔(在图10中都没有画出)。请注意，框架1002可以是类似于上述多孔框架206的多孔框架，可以是类似于上述多孔框架700的多孔框架，或可以是此处描述的无孔或其他类型框架，或其他已知的框架。在实施例中，框架1002可以由一种或多种金属，玻璃，聚合物，多孔烧结材料，例如，殷钢或此处描述的其他材料，或其他已知的材料，或它们的任意组合制成。
按照本发明，多个隔板构件1010用于安装光学结构到框架上。例如，如图10所示，第一多个隔板构件1010在框架1002的第一表面1032上是互相分隔的，如所示隔板构件1010a和1010b。第二多个隔板构件1010在第二表面1034上是互相分隔的，如所示隔板构件1010c和1010d。如图10所示，隔板构件1010a和1010b共同为胶片108建立分开的运动平面，而隔板构件1010c和1010d共同为标线片104建立分开的运动平面。隔板构件1010a和1010b有配置成与胶片108表面匹配的基本平坦和共面的表面，而隔板构件1010c和1010d有配置成与标线片104表面匹配的基本平坦和共面的表面。在一个实施例中，隔板构件1010a-d的表面研磨成平坦表面并与光学面共面，以减小标线片104和胶片108的失真。
请注意，隔板构件1010可以有所需的任何高度，以便在框架1002与标线片104和/或胶片108之间形成间隔。图10中所示的隔板构件1010，框架1002，胶片108，和标线片104的相对尺寸是为了便于说明。本领域专业人员知道这些部件的合适尺寸取决于具体的应用。
请注意，在实施例中，隔板构件1010可以与框架1002整体制成。或者，隔板构件1010可以与框架1002分开制成，然后利用粘合剂粘贴到框架1002。此外，隔板构件1010可以由各种金属制成。例如，隔板构件1010可以由一种或多种金属，聚合物，玻璃，任何材料，或其任意的组合制成。隔板构件1010可以利用与框架1002相同材料或不同材料制成。
粘合剂用于粘贴标线片104和胶片108到框架1002。此外，通过密封框架1002与标线片104之间的空间，和通过密封框架1002与胶片108之间的空间，粘合剂保持框架1002内的空气隙。如图10所示，粘合剂1020密封第一表面1032与胶片108之间的空间，以及密封第二表面1034与标线片104之间的空间。粘合剂1020可以是任何类型的粘合剂或物质，包括常规用于粘贴标线片/胶片到框架的粘合剂，例如，环氧树脂或此处描述或已知的或其他类型粘合剂。图12表示框架1002直角部分1200的顶视图，指出粘合剂1020密封第一表面1032与胶片108之间框架1002中第一开孔1020周围空间的具体细节。
请注意，在实施例中，标线片104和胶片108中的一个或两个可以通过隔板构件1010粘贴到框架1002。例如，图11表示按照本发明一个典型实施例的标线片104与胶片108之间框架1002的侧视图。在图11中，仅有胶片108通过隔板构件1010a和1010b粘贴到框架1002，而标线片104按照常规的方法直接粘贴到框架1002。
任何数目的隔板构件1010可用于安装光学结构。例如，图13-16表示按照本发明实施例的框架1002上隔板构件1010的典型分布。请注意，隔板构件1010可以分布在图13-16所示框架1002的一侧或两侧，取决于究竟安装一个或两个光学结构。
在第一个例子中，图13表示有第一隔板构件1010a和第二隔板构件1010b的框架1002平面视图，其中第一隔板构件1010a和第二隔板构件1010b是在框架1002第一开孔1202的相对两侧上互相隔开。
在另一个例子中，图14表示有第一隔板构件1010a，第二隔板构件1010b和第三隔板构件1010c的框架1002平面视图。第一隔板构件1010a和第二隔板构件1010b是在框架1002的相邻直角上，而第三隔板构件1010c是在框架1002相对一侧的中心。
图15表示有第一隔板构件1010a，第二隔板构件1010b，第三隔板构件1010c和第四隔板构件1010d的框架1002平面视图，它们是在第一开孔1202周围的框架1002直角上互相隔开。
图16表示第一开孔1202周围的框架1002上互相隔开的隔板构件1010a-l的框架1002平面视图。请注意，图13-16的实施例是为了便于说明。根据此处描述的内容，本领域专业人员应当明白，可以使用任何数目的隔板构件1010，并可以按照任何的方式分布在框架1002开孔的周围。
此外，为了便于说明，图13-16中画出的隔板构件1010基本上是正方形。但隔板构件1010可以有任何的形状，例如，圆形，矩形，任何其他的多边形，和非规则形状。
在本发明的另一个实施例中，隔板可以通过粘合剂1020粘贴到框架1002。例如，图17表示加了粘合剂1020的部分框架1002。在图17的实施例中，粘合剂1020包含按照本发明实施例的多个隔板1702形式的隔板材料。在加粘合剂1020到框架1002之前或之后，隔板材料可以添加到粘合剂1020中。
图18表示利用粘合剂1020粘贴胶片108图17的框架1002。一旦粘合剂1020硬化，粘合剂1020中的隔板1702使胶片108与框架1002之间保持基本一致的距离，如图18中的距离1802所示。隔板1702的作用是共同给胶片108建立分开的运动平面，从而减小胶片108的失真。隔板1702可以利用类似于隔板构件1010的材料或不同的材料制成。隔板1702可以制造成所需的紧公差以建立均匀的平面，为的是减小胶片108(和/或标线片104)的失真。
虽然图17和18中画出的隔板1702大致是球形或“圆珠”形，但是隔板1702可以是立方形，矩形或其他合适的形状。
图19表示按照本发明实施例的光刻系统中光学结构之间形成光学缝隙的步骤流程图1900。基于以下的讨论，其他的结构和运行实施例对于本领域专业人员是显而易见的。以下详细地描述这些步骤。
流程图1900是从步骤1902开始。在步骤1902，提供一个框架。例如，在实施例中，该框架是上述图10所示的框架1002。如图10所示，框架1002确定第一相对表面1032和第二相对表面1034。第一相对表面1032确定第一开孔(如图12-16所示)和第二相对表面1034确定第二开孔(在框架1002的远侧，图12-16中没有明确地画出)。
在步骤1904，第一光学结构粘贴到框架第一相对表面上的隔板结构。第一光学结构可以是任何的光学结构，包括标线片或胶片。例如，图10表示作为胶片108的第一光学结构。胶片108粘贴到框架1002表面1032上的隔板结构，在图10例子中表示为隔板构件1010a和1010b。请注意，在另一个实施例中，隔板结构可以是有粘合剂1020的隔板材料，例如，图17中所示的隔板1702。
在步骤1906，第二光学结构粘贴到框架第二相对表面上第二隔板结构。第二光学结构可以是任何的光学结构，包括标线片或胶片。例如，图10表示作为标线片104的第二光学结构。标线片104粘贴到框架1002表面1034上第二隔板结构。在图10例子中表示为隔板构件1010c和1010d。请注意，在另一个实施例中，第二隔板结构可以是有粘合剂1020的隔板材料，例如，图17中所示的隔板1702。
请注意，步骤1906是任选的，在一个实施例中，第二光学结构直接粘贴到框架，并不存在隔板结构。图11表示这种情况的一个例子，其中标线片104直接粘贴到框架1002的表面1034上。
按照这种方式，本发明的框架和光学结构包围光学缝隙。请注意，在实施例中，光学缝隙可以充满任何气体，其中包括吹洗氧的含氮气体。框架可以包含多孔过滤材料，它有助于主动或被动过滤进入和/或离开光学缝隙的气体。或者，框架可以是无孔隙的。在实施例中，框架可以包含一个或多个气体阀门，用于控制气体进入或离开光学缝隙。可以按照任何方式组合此处描述的实施例。
结论虽然以上已描述了本发明的各种实施例，但是应当明白，给出这些实施例仅仅是为了便于说明，而不是限制性的。在不偏离本发明精神和范围的条件下，本领域专业人员可以在形式和细节上作各种改动。因此，本发明的宽度和深度应当不受上述典型实施例的限制，而仅仅应当按照以下的权利要求书及其相当的内容加以限制。
权利要求
1.一种用于保持光刻系统中光学结构之间光学缝隙的设备，包括确定第一相对表面和第二相对表面的框架，所述第一相对表面确定第一开孔和所述第二相对表面确定第二开孔；多个隔板构件，在所述第一开孔周围的所述第一相对表面上互相隔开，并有配置成与第一光学结构表面匹配的基本共面表面；和粘合剂，用于密封所述第一相对表面与第一光学结构之间所述第一开孔周围的空间；其中所述框架包围第一光学结构与第二光学结构之间的光学缝隙。
2.按照权利要求1的设备，其中所述多个隔板构件是与所述框架整体制成。
3.按照权利要求1的设备，其中所述多个隔板构件是与所述框架分开制成。
4.按照权利要求1的设备，其中所述第一光学结构是标线片；和其中所述第二光学结构是与所述标线片光学对准的胶片。
5.按照权利要求1的设备，其中所述第一光学结构是胶片；和其中所述第二光学结构是与所述胶片光学对准的标线片。
6.按照权利要求1的设备，还包括第二多个隔板构件，在所述第二开孔周围的所述第二相对表面上互相隔开，并有配置成与第二光学结构表面匹配的基本共面表面；和其中所述粘合剂密封所述第二相对表面与第二光学结构之间所述第二开孔周围的空间。
7.按照权利要求1的设备，其中所述框架包括多孔烧结材料。
8.按照权利要求1的设备，其中多孔烧结材料是殷钢。
9.按照权利要求1的设备，其中所述框架至少包括一种金属。
10.按照权利要求1的设备，其中所述框架包括玻璃。
11.一种用于保持光刻系统中光学结构之间光学缝隙的设备，包括确定第一相对表面和第二相对表面的框架，所述第一相对表面确定第一开孔和所述第二相对表面确定第二开孔；粘合剂，用于密封所述第一相对表面与第一光学结构之间所述第一开孔周围的空间，所述粘合剂包含隔板材料，用于保持第一光学结构与所述第一相对表面之间基本一致的距离；和其中所述框架包围第一光学结构与第二光学结构之间的光学缝隙。
12.按照权利要求11的设备，其中所述第一光学结构是标线片；和其中所述第二光学结构是与所述标线片光学对准的胶片。
13.按照权利要求11的设备，其中所述第一光学结构是胶片；和其中所述第二光学结构是与所述胶片光学对准的标线片。
14.按照权利要求11的设备，其中所述粘合剂密封所述第二相对表面与第二光学结构之间所述第二开孔周围的空间，所述粘合剂的所述隔板材料保持第二光学结构与所述第二相对表面之间基本一致的距离。
15.按照权利要求11的设备，其中所述框架包括多孔烧结材料。
16.按照权利要求11的设备，其中所述多孔烧结材料是殷钢。
17.按照权利要求11的设备，其中所述框架至少包括一种金属。
18.按照权利要求11的设备，其中所述框架包括玻璃。
19.按照权利要求11的设备，其中所述隔板材料包括多个球形隔板。
20.按照权利要求11的设备，其中所述隔板材料包括多个立方形隔板。
21.一种光刻系统，包括发射辐射的照明光源，其中所述辐射至少包含一种光波长；标线片；源光学元件，从所述照明光源引导所述辐射到所述标线片；确定第一相对表面和第二相对表面的框架，所述第一相对表面确定第一开孔和所述第二相对表面确定第二开孔；多个隔板构件，在所述第一开孔周围的所述第一相对表面上互相隔开，并有配置成与所述标线片表面匹配的基本共面表面；和粘合剂，用于密封所述第一相对表面与所述标线片之间所述第一开孔周围的空间；与所述框架所述第二相对表面耦合的胶片；和投影光学元件；其中所述框架包围所述标线片与所述胶片之间的光学缝隙；其中至少部分所述辐射传输通过所述标线片，所述光学缝隙，和所述胶片；和其中所述投影光学元件从所述胶片引导所述至少部分所述辐射到晶片表面。
22.按照权利要求21的设备，其中所述多个隔板构件是与所述框架整体制成。
23.按照权利要求21的设备，其中所述多个隔板构件是与所述框架分开制成。
24.按照权利要求21的设备，还包括第二多个隔板构件，在所述第二开孔周围的所述第二相对表面上互相隔开，并有配置成与所述胶片表面匹配的基本共面表面；和其中所述粘合剂密封所述第二相对表面与所述胶片之间所述第二开孔周围的空间。
25.按照权利要求24的设备，其中所述第二多个隔板构件是与所述框架整体制成。
26.按照权利要求24的设备，其中所述第二多个隔板构件是与所述框架分开制成。
27.一种光刻系统，包括发射辐射的照明光源，其中所述辐射至少包含一种光波长；标线片；源光学元件，用于从所述照明光源引导所述辐射到所述标线片；确定第一相对表面和第二相对表面的框架，所述第一相对表面确定第一开孔和所述第二相对表面确定第二开孔；粘合剂，用于密封所述第一相对表面与所述标线片之间所述第一开孔周围的空间，所述粘合剂包含隔板材料，用于保持标线片与所述第一相对表面之间基本一致的距离；与所述框架所述第二相对表面耦合的胶片；和投影光学元件；其中所述框架包围所述标线片与所述胶片之间的光学缝隙；其中至少部分所述辐射传输通过所述标线片，所述光学缝隙，和所述胶片；和其中所述投影光学元件从所述胶片引导所述至少部分所述辐射到晶片表面。
28.按照权利要求27的设备，还包括其中所述粘合剂密封所述第二相对表面与所述胶片之间所述第二开孔周围的空间，所述粘合剂的所述隔板材料保持胶片与所述第二相对表面之间基本一致的距离。
29.按照权利要求27的设备，其中所述隔板材料包括多个球形隔板。
30.按照权利要求27的设备，其中所述隔板材料包括多个立方形隔板。
31.一种用于形成光刻系统中光学结构之间光学缝隙的方法，包括(a)提供确定第一相对表面和第二相对表面的框架，第一相对表面确定第一开孔和第二相对表面确定第二开孔；和(b)粘贴第一光学结构到框架第一相对表面上的隔板结构；其中框架包围第一光学结构与第二光学结构之间的光学缝隙。
32.按照权利要求31的方法，其中步骤(b)包括加粘合剂以密封第一相对表面与第一光学结构之间第一开孔周围的空间。
33.按照权利要求31的方法，其中隔板结构包括多个隔板构件，还包括(c)互相隔开地粘贴多个隔板构件到第一开孔周围的第一相对表面，其中粘贴的多个隔板构件有配置成与第一光学结构表面匹配的基本共面表面。
34.按照权利要求33的方法，其中步骤(b)包括使第一光学结构的表面与多个隔板构件的基本共面表面匹配。
35.按照权利要求31的方法，其中隔板结构是粘合剂中包含的隔板材料，其中步骤(b)包括加粘合剂到第一相对表面上的第一开孔周围。
36.按照权利要求35的方法，其中步骤(b)包括将第一光学结构放置在第一相对表面上，使粘合剂粘贴第一光学结构到第一相对表面，其中隔板材料保持第一光学结构与第一相对表面之间基本一致的距离。
37.按照权利要求31的方法，还包括(c)粘贴第二光学结构到框架第二相对表面上的第二隔板结构。
38.按照权利要求37的方法，其中步骤(c)包括加粘合剂以密封第二相对表面与第二光学结构之间第二开孔周围的空间。
39.按照权利要求37的方法，其中第二隔板结构包括第二多个隔板构件，还包括(d)互相隔开地粘贴第二多个隔板构件到第二开孔周围的第二相对表面，其中粘贴的第二多个隔板构件有配置成与第二光学结构表面匹配的基本共面表面。
40.按照权利要求39的方法，其中步骤(c)包括使第二光学结构表面与第二多个隔板构件的基本共面表面匹配。
41.按照权利要求37的方法，其中第二隔板结构是粘合剂中包含的隔板材料，其中步骤(c)包括加粘合剂到第二相对表面上第二开孔的周围。
42.按照权利要求31的方法，其中步骤(c)包括将第二光学结构放置在第二相对表面上，使粘合剂粘贴第二光学结构到第二相对表面，其中隔板材料保持第二光学结构与第二相对表面之间基本一致的距离。
43.按照权利要求31的方法，其中第一光学结构是胶片和第二光学结构是标线片，其中步骤(b)包括粘贴胶片到第一相对表面。
44.按照权利要求31的方法，其中第一光学结构是标线片和第二光学结构是胶片，其中步骤(b)包括粘贴标线片到第一相对表面。
全文摘要
描述一种用于保持光刻系统中光学结构之间光学缝隙的方法和设备。框架确定第一相对表面和第二相对表面。第一相对表面确定第一开孔和第二相对表面确定第二开孔。多个隔板构件是互相隔开地在第一开孔周围的第一相对表面上。隔板构件有配置成与第一光学结构表面匹配的基本共面表面。粘合剂密封第一相对表面与第一光学结构之间第一开孔周围的空间。因此，框架包围第一光学结构与第二光学结构之间的光学缝隙。
文档编号G03F1/48GK1818792SQ20061000445
公开日2006年8月16日 申请日期2003年12月9日 优先权日2002年12月9日
发明者卓塞弗·拉甘泽, 乔治·伊瓦尔迪, 弗罗伦斯·卢奥 申请人:Asml控股股份有限公司