专利名称：气体喷头、光刻装置和气体喷头的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体喷头、光刻装置和气体喷头的应用。
背景技术：
光刻装置是将期望的图案施加到基底上通常是基底靶部上的一种装置。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，构图部件或者可称为掩模或中间掩模版，它可用于产生形成在IC的一个单独层上的电路图案。该图案可以被传递到基底(例如硅晶片)的靶部上(例如包括一部分，一个或者多个管芯)。通常这种图案的传递是通过成像在涂敷于基底的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。一般地，单一的基底将包含被相继构图的相邻靶部的网格。已知的光刻装置包括所谓的步进器，它通过将整个图案一次曝光到靶部上而辐射每一靶部，已知的光刻装置还包括所谓的扫描器，它通过在辐射光束下沿给定的方向(“扫描”方向)扫描所述图案，并且同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底来辐射每一靶部。还可以通过将图案压印到基底上把图案从构图部件传递到基底上。
气体喷头的应用可以从现有技术了解。例如，图18中的欧洲专利EP0498499示出了光刻装置的一部分。所述装置包括干涉仪系统和各干涉仪光束在其中传播的空间。优选地使恒定的、层流气流穿过该空间，以便获得较大的干涉仪系统的精度。可以控制供给气体的纯度和温度。所述气体例如具有纯度级1，其温度例如稳定在0.1℃内。
美国专利No.6,522,385B2公开了一种不同的气体喷头。该气体喷头布置在晶片台和镜头之间，其包括具有上部框架的圆形头部和与上部框架的底部连接的多孔构件底部。气体喷头头部的厚度从头部的中心孔径向向外地增大。所述头部用于喷淋光刻装置的晶片台，以便防止晶片台污染。
发明内容
期望的是提供一种改进的气体喷头，例如用于调节至少一个光路，或者净化某一区域。
在本发明的一个实施例中，提供一种在光刻装置中调节至少一个光路的气体喷头，其中所述气体喷头包括具有喷头出口侧以向光路供给气体的气体分配室，所述气体分配室配置成将气体分配到光路，其中所述气体分配室包括大体上尖锐的锥形尖端。
在本发明的一个实施例中，提供一种调节或净化装置中的至少一个区域的气体喷头，其中所述气体喷头至少包括气体分配室，其具有包括多个大体上倾斜的气体通道的喷头出口侧，以便在使用过程中向所述区域供给气体。
在本发明的一个实施例中，提供一种在光学装置中调节至少一个光学干涉仪路径的气体喷头，其中所述气体喷头包括具有喷头出口侧以向光路供给气体的气体分配室，其中所述气体分配室包括相对所述喷头出口侧延伸的第二侧，所述第二侧包括大体上平行于所述气体出口侧延伸的第一部分，以及和所述气体出口侧一起围成一锐角以提供尖锐的锥形尖端的第二部分。
此外，根据本发明的一个实施例，提供一种在光学装置中调节至少一个光路的气体喷头，其中所述气体喷头包括具有喷头出口侧以向光路供给气体的气体分配室，其中所述喷头出口侧包括多个气体通道，所述气体通道相对彼此不均匀地分布。
在另一个实施例中，提供一种光刻装置，其包括根据本发明的一个实施例的至少一个气体喷头。
此外，本发明的实施例提供了调节或净化一区域的气体喷头的使用，其中所述气体通过气体喷头供给到所述区域。
现在仅仅通过实例的方式，参考随附的示意图描述本发明的各个实施例，其中相应的参考标记表示相应的部件，其中图1示出了根据本发明的一个实施例的光刻装置；图2示出了如图1所示的光刻装置的气体喷头的纵向截面；图3示出了图2中示出的气体喷头的底视图；图4是图2的细节Q；图5示出了具有根据本发明的一个实施例的气体喷头的装置的一部分；图6示出了图5中示出的实施例的气体喷头的细节的截面图；图7示出了如图5所示的气体喷头的底视图；
图8示出了如图5所示的气体喷头的可替换实施例的底视图；以及图9示出了如图5所示的气体喷头的另一个可替换实施例的底视图。
具体实施例方式
图1示意性地表示了根据本发明的一个实施例的光刻装置。该装置包括照射系统(照射器)IL，其配置成调节辐射光束B(例如UV辐射或不同类型的辐射)。
支撑结构(例如掩模台)MT，其构造成支撑构图部件(例如掩模)MA，并与配置成依照某些参数精确定位该构图部件的第一定位装置PM连接。
基底台(例如晶片台)WT，其构造成保持基底(例如涂敷抗蚀剂的晶片)W，并与配置成依照某些参数精确定位基底的第二定位装置PW连接。
投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，其配置成利用构图部件MA将赋予给辐射光束B的图案投影到基底W的靶部C(例如包括一个或多个管芯)上。
照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如包括用于引导、整形或者控制辐射的折射光学部件、反射光学部件、磁性光学部件、电磁光学部件、静电光学部件或其它类型的光学部件，或者其任意组合。
支撑结构可以支撑即承受构图部件的重量。它可以一种方式保持构图部件，该方式取决于构图部件的定向、光刻装置的设计以及其它条件，例如构图部件是否保持在真空环境中。支撑结构可以使用机械、真空、静电或其它夹紧技术来保持构图部件。掩模支撑结构可以是框架或者工作台，例如所述结构根据需要可以是固定的或者是可移动的。支撑结构可以确保构图部件例如相对于投影系统位于期望的位置。这里任何术语“中间掩模版”或者“掩模”的使用可以认为与更普通的术语“构图部件”同义。
这里使用的术语“构图部件”应广义地解释为能够给辐射光束在其截面赋予图案从而在基底的靶部中形成图案的任何装置。应该注意，赋予给辐射光束的图案可以不与基底靶部中的期望图案精确一致，例如如果该图案包括相移特征或所谓的辅助特征。一般地，赋予给辐射光束的图案与在靶部中形成的器件如集成电路的特殊功能层相对应。
构图部件可以是透射的或者反射的。构图部件的实例包括掩模，可编程反射镜阵列，以及可编程LCD板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二进制型、交替相移型、和衰减相移型的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个实例采用微小反射镜的矩阵排列，每个反射镜能够独立地倾斜，从而沿不同的方向反射入射的辐射光束。倾斜的反射镜可以在由反射镜矩阵反射的辐射光束中赋予图案。
这里使用的术语“投影系统”应广义地解释为包含各种类型的投影系统，包括折射光学系统，反射光学系统、反折射光学系统、磁性光学系统、电磁光学系统和静电光学系统，或其任何组合，如适合于所用的曝光辐射，或者适合于其他方面，如浸没液体的使用或真空的使用。这里任何术语“投影镜头”的使用可以认为与更普通的术语“投影系统”同义。
如这里所指出的，该装置是透射型(例如采用透射掩模)。或者，该装置可以是反射型(例如采用上面提到的可编程反射镜阵列，或采用反射掩模)。
光刻装置可以具有两个(双工作台)或者多个基底台(和/或两个或者多个掩模台)。在这种“多工作台式”装置中，可以并行使用这些附加台，或者可以在一个或者多个台或支撑上进行准备步骤，而一个或者多个其它台或支撑用于曝光。
光刻装置还可以是这样一种类型，其中至少部分基底由具有相对高的折射率的液体如水覆盖，从而填充投影系统和基底之间的空间。浸没液体也可以应用于光刻装置中的其他空间，例如应用于掩模和投影系统之间。浸没技术在本领域中是公知的，其用于增大投影系统的数值孔径。这里使用的术语“浸没”不表示结构如基底必须浸没在液体中，而是仅表示液体在曝光期间位于投影系统和基底之间。
参考图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射光束。辐射源和光刻装置可以是独立的机构，例如当辐射源是准分子激光器时。在这种情况下，不认为辐射源构成了光刻装置的一部分，辐射光束借助于光束输送系统BD从源SO传输到照射器IL，所述光束输送系统包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器。在其它情况下，辐射源可以是光刻装置的组成部分，例如当源是汞灯时。源SO和照射器IL，如果需要连同光束输送系统BD一起可以称作辐射系统。
照射器IL可以包括调节装置AD，其用于调节辐射光束的角强度分布。一般地，至少可以调节在照射器光瞳平面上强度分布的外和/或内径向量(通常分别称为σ-外和σ-内)。此外，照射器IL可以包括各种其它部件，如积分器IN和聚光器CO。照射器可以用于调节辐射光束，从而使该光束在其横截面上具有期望的均匀度和强度分布。
辐射光束B入射到保持在掩模支撑结构(如掩模台MT)上的构图部件(如掩模MA)上，并由构图部件进行构图。横向穿过掩模MA后，辐射光束B通过投影系统PS，该投影系统将光束聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位装置PW和位置传感器IF(例如干涉测量器件、线性编码器或电容传感器)的辅助下，可以精确地移动基底台WT，从而例如在辐射光束B的光路中定位不同的靶部C。类似地，例如在从掩模库中机械取出掩模MA后或在扫描期间，可以使用第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)来使掩模MA相对于辐射光束B的光路精确定位。一般地，借助于长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精确定位)，可以实现掩模台MT的移动，所述长行程模块和短行程模块构成第一定位装置PM的一部分。类似地，利用长行程模块和短行程模块也可以实现基底台WT的移动，其中长行程模块和短行程模块构成第二定位装置PW的一部分。在步进器的情况下(与扫描装置相对)，掩模台MT可以只与短行程致动装置连接，或者固定。可以使用掩模对准标记M1、M2和基底对准标记P1、P2对准掩模MA与基底W。尽管如所示出的基底对准标记占据了指定的靶部，但是它们也可以设置在各个靶部(这些标记是公知的划线对准标记)之间的空间中。类似地，在其中在掩模MA上提供了超过一个管芯的情况下，可以在各个管芯之间设置掩模对准标记。
所示的装置可以按照下面模式中的至少一种使用1.在步进模式中，掩模台MT和基底台WT基本保持不动，而赋予辐射光束的整个图案被一次投影到靶部C上(即单次静态曝光)。然后沿X和/或Y方向移动基底台WT，使得可以曝光不同的靶部C。在步进模式中，曝光区的最大尺寸限制了在单次静态曝光中成像的靶部C的尺寸。
2.在扫描模式中，当赋予辐射光束的图案被投影到靶部C时，同步扫描掩模台MT和基底台WT(即单次动态曝光)。基底台WT相对于掩模台MT的速度和方向通过投影系统PS的放大(缩小)和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单次动态曝光中靶部的宽度(沿非扫描方向)，而扫描动作的长度确定了靶部的高度(沿扫描方向)。
3.在其他模式中，当赋予辐射光束的图案被投影到靶部C上时，掩模台MT基本保持不动地支撑可编程构图部件，同时移动或扫描基底台WT。在该模式中，一般采用脉冲辐射源，并且在每次移动基底台WT之后，或者在扫描期间两个相继的辐射脉冲之间根据需要更新可编程构图部件。这种操作模式可以容易地应用于采用可编程构图部件的无掩模光刻中，所述可编程构图部件例如是上面提到的可编程反射镜阵列型。
还可以采用上述使用模式的组合和/或变化，或者采用完全不同的使用模式。
在一个实施例中，所述装置包括至少一个干涉仪系统IF和至少一个气体喷头1、101，所述气体喷头布置成向所述干涉仪系统IF的至少部分光路供给大体上层流的气体。图1、2和5示出了这种装置。
在本发明的一个实施例中，气体喷头1、101用于调节光刻装置中的至少一个光路。所述调节包括光学调节，例如防止光路中的热变化，特别是提供具有稳定折射率的环境。干涉仪光束的光路在图1、2、5中用参考标记OP示出。这种干涉仪光束可以在光刻装置的各个部分之间行进。各个干涉仪光束例如可以在使用过程中用于例如在正交的X-、Y-和/或Z-方向(同样参见图1)使基底支撑WT相对投影系统PS的投影镜头PL精确定位。在图2和5示出的实施例中，用气体喷头1、101调节的光路OP在部分干涉仪系统IF和基底支撑WS之间延伸。可在使用过程中调节光路的各个气体喷头1、101在部分干涉仪系统IF和基底支撑WS以及投影镜头PL之间延伸。气体喷头1、101不在背离部分干涉仪系统IF的基底支撑WS或投影镜头PL一侧上延伸。因此，在本实施例中，气体喷头1、101大体上在投影镜头PL的一个横向侧上延伸。
图2的实施例的气体喷头1包括气体分配室2，所述气体分配室可以是或者包括合适的气体导管。气体分配室2的长度K(在该图中沿X方向测量)大体上与各个待调节光路OP的长度相同或略长一些。例如，长度K的范围是大约20-50cm，或者是不同的长度。(沿该图中的Y-方向测量的)气体分配室2的宽度M远小于长度。宽度的范围例如可以是大约5-15cm，或者是不同的长度。(沿该图中的Z-方向测量的)气体分配室2的长度L远小于宽度。该长度L例如小于大约5cm，或者是不同的长度。例如，气体分配室2可以是相对较长或者细长的腔室，其在横向方向上具有相对小的尺寸，所述横向方向特别地是垂直于待调节光路OP的高度方向(参见图1和2)。
气体分配室2的第一侧3在本实施例中是底部3，其配置成气体喷头出口侧以向光路OP供给气体。气体喷头1还包括向气体分配室2供给气体的气体入口5。该气体入口5可以各种方式进行配置，并且例如包括一个或多个气体供给线。气体入口5连接到或定位于气体喷头的各个侧面，例如连接到或定位于相对分配室2的底部3延伸的第二侧4或不同侧。在使用过程中，可以向气体分配室2供给各种类型的气体，例如一种多种惰性气体、氮气、气体混合物或不同的气体类型。在一个实施例中，该气体是空气，例如是纯度级为1的超洁净空气。所述气体的温度相对稳定，例如稳定在大约0.1℃内，特别是稳定在大约0.001℃内。从现有技术可以了解如何提供这种热稳定的气体。
如下面将要解释的，气体分配室2配置成以大体上均匀的流动曲线将气体分配到光路OP。大体上均匀的流动曲线可以是具有大体上均匀的气体速度的流动曲线。例如，气流在速度和流动方向是均匀的。如所示出的，在图2的实施例中，气体喷头1的底部3在待调节光路OP的上方延伸。气体喷头1的底部3大体上平行于光路OP延伸。
此外，如图3所示，气体喷头的底部大体上为矩形。气体喷头1还可以不同形状的底部3进行布置，其例如取决于待调节的一个或多个光路OP。该实施例的气体喷头1不以围绕投影系统PS的镜头PL圆延伸，而是仅相对镜头PL的虚拟中心轴横向延伸。
在图2-4的实施例中，当在纵向截面的侧视图中看时，气体分配室2包括大体上尖锐的锥形尖端7。该尖端7具有尖锐的锥角α，并形成气体分配室2的一端。作为一个实例，即使只能获得相对小的空间，相对尖锐但较长的尖端也能够在投影系统PS的部件PL和基底支撑WT之间延伸。该尖锐尖端7可提供或围绕气体分配室的楔形部分2w。
在本实施例中，锥形尖端7的锥度不会变化。所述尖锐尖端7可提供或围成气体分配室的楔形内部部分2w。
在本实施例中，从侧视图或纵向截面(参见图2)中看，气体分配室2的相对端部8为圆形。该相对端部8也可以是不同的形状，并且同样例如包括尖锐的锥形尖端。
例如，气体分配室2的第二侧4包括大体上平行于气体出口侧3延伸的第一部分4a，以及和所述气体出口侧3一起围成锐角α以提供尖锐的锥形尖端7的第二部分4b。作为一个实例，锐角α小于大约20°。此外，作为一个实例，锐角α小于大约10°。在一个实施例中，锐角α是大约8°，或者更小。此外，锐角α可以由分配室2中各个侧面3、4b的内表面围成，所述内表面彼此面对(同样参见图4)。
在本发明的实施例中，气体出口侧3可以是大体上平的侧面(flatside)，或者具有大体上平的外表面和/或大体上扁平的内表面。可替换地，如果期望，所述气体出口侧具有一定凹凸。
在本发明的实施例中，气体分配室2中第二侧4的每个部分4a、4b也可以是大体上平的侧面。可替换地，如果期望，气体出口侧4具有一定凹凸或者不同的形状，如果期望。优选地，气体分配室2中第二侧4的第二部分4b具有大体上平或者平坦的内表面，所述内表面沿一虚拟平面延伸，该虚拟平面和气体喷头1的气体出口侧一起围成锐角α。可替换地，气体分配室2的第二部分4b具有一定凹凸、阶梯形状或不同的形状。
在本实施例中，锥形尖端7的锥度大小不会改变。可替换地，锥形尖端具有包括不同大小的锥度的不同分段，其中邻接的锥形分段的顶部彼此围成小于180°的角度(例如在图5所示的实施例中，参见下文)。
在一个实施例中，至少部分气体分配室的出口侧3具有单丝织物，其用于在使用过程中产生大体上均匀、层流的气流。例如，可以用单丝织物覆盖出口侧和/或出口侧整体地具有单丝织物。这种织物可以使气流相对出口侧3沿大体上垂直的方向(在图中是Z)分配，参见图4，使得气体可以大体上朝待调节光路OP垂直地引导。可替换地，气体出口侧3包括具有气体分配通道的薄板，所述通道例如是倾斜的气体通道，例如与图4-5(参见下文)的实施例类似。这种具有气体通道的单丝织物和/或薄板在图2和4中用虚线示出。
例如，气体出口侧3包括薄金属板或合金板，其具有多个激光钻孔的通道。此外，这种通道例如可以使用蚀刻和/或放电加工进行制造。如果期望，这种薄板通道可以是倾斜的通道，以便相对气体出口侧3以某一角度来分配气体。在一个实施例中，气体出口侧3包括具有多个通道的薄金属板或合金板，每个通道相对金属板的外表面倾斜地延伸。此外，多数通道大体上彼此平行地延伸。例如，多个通道大体上彼此平行地延伸。例如，多个通道朝从大体上尖锐的锥形尖端横向延伸的区域引导，例如朝基底支撑WT或沿基底支撑WT的光学移动方向X延伸。下面将说明图5-6的实施例。
此外，部分气体出口侧3例如具有单丝织物，部分气体出口侧3具有包括气体通道的薄板。例如，沿气体分配室的尖锐尖端7延伸的部分气体出口侧3仅具有包括多个通道以向光路分配气体的薄板。此外，这种薄板可以是金属板、塑料板或不同的薄板，单丝织物或布可以一起应用到至少部分气体出口侧3中(例如以多层彼此叠置)。此外，气体出口侧可以不同地配置成从气体分配室2向其环境供给气体。
此外，与尖端部分7相对的分配室末端8可以配置成沿各个方向向环境分配气体，例如向部分干涉仪系统IF分配。为此，例如相对端部8也可以具有单丝织物，具有包括气体出口通道的薄板，或具有不同的气体分配结构。
在图2-4中示出的气体喷头实施例1配置成通过尖端部分7大体上平行于出口侧3供给气体，使得气体在尖端部分中朝气体分配室的顶部引导，如图4中的箭头gin所示。例如，这可以通过足够大的供给通道5来实现。例如，气体供给通道或气体入口5布置成产生比气体出口侧(例如在出口织物3)上的压降小很多的动压1/2x RHo x V^2，例如小于气体出口侧3上压降的10％。典型地，供给速度V是大约5m/s(大约15Pa的动压)，气体出口侧3上的压降是大约180Pa。此外，供给速度和/或压降可以具有不同的值。
在使用过程中，尖锐尖端7中气体分配室2的顶部4可以使输入气体gin朝尖端7的出口侧3均匀偏转以从分配室分配气体。即使当尖端7中的气体速度远大于5m/s，动压远大于气体出口侧3上压降的10％，已经发现这种结构可朝光路OP提供相对均匀的气体分配，其中从尖端7的出口表面来看输出气体gout的速度大体上相同。非常接近尖端外端部的位置也是一样，所述端部在基底支撑WT附近延伸。例如，在一个实施例中，根据气体喷头的位置以及在使用时晶片台或基底支撑WT是否移动，气体喷头布置成在晶片台或基底支撑WT的边缘在使用过程中可高速移动的位置处提供非常均匀的流动。
特别地，图4示出了本实施例的尖端部分7，其中箭头gin表示流入尖端部分的气体，箭头gout表示通过尖端7的出口侧3流出相应的尖端部分的气体。例如，在尖端部分的横向截面(即在图1-4中的YZ平面)，流入该部分的气体gin的速度和朝下游尖端部分流动的气体gout.1的速度大体上相同。因此，在尖端7内部几乎没有动压变化，从而在尖端7内部获得均匀的压力。该均匀压力可导致通过出口侧3流出尖端的气体gout.2均匀地流动(向下流)。可以利用合适的材料(例如所述的单丝织物)使均匀流动成为层流，所述均匀流动也可以流量略大且完全没有涡流，从而对光路OP进行非常好的调节。利用本发明可以很好地避免可能引起涡流产生的小流量变化，所述流量变化会导致未调节的气体混入重要的光学区域中。
在图2-4中示出的气体喷头的实施例1有利地可以用于光刻装置中，其包括高NA(数值孔径)的投影系统PS的投影镜头PL。例如，气体喷头1可以用于将干涉仪光束的路径调节到大约0.001℃的稳定性。气体喷头1布置在投影镜头PL和干涉仪“单元”IF之间，例如在晶片支撑高度上方。气体喷头具有向下引导或沿另一方向的出口速度，如图4所示。利用气体喷头1进行调节的光路OP具有各种长度，例如在300mm的晶片光刻扫描装置中具有超过大约350mm的长度，其最大长度是大约450mm，但是也可以具有不同的长度。
在光刻装置包括所谓的高NA投影镜头PL的情况下，根据图2-4的实施例的气体喷头1还可以大体上影响干涉仪光束的全部路径OP，所述干涉仪光束沿X方向朝基底支撑WT被引导。
例如，在使用过程中，气体喷头1产生均匀的、层流的向下流动(沿图中的Z方向)的所需速度，例如大约1.0m/s或不同的速度。如图2所示，气体喷头1在镜头底部和基底支撑(或卡盘)的上表面之间非常小的(沿Z方向)锥形容积中延伸，特别是通过提供具有尖锐尖端7的气体喷头1。通过在高度上精确地安装气体喷头1，可以有效地使用锥形容积。已经证明该锥形的气体喷头端部7是有效的。在使用过程中，例如沿横向的Y方向测量，供给到气体喷头尖端7中气体的水平供给速度在整个尖端7上大体上相等，因此该速度可以非常高，且不会由于腔室102内的动压变化而扰乱均匀的向下流动。通过这种方式，大体上可以调节位于具有非常高的NA镜头的光刻系统中干涉仪光束的全部干涉仪路径OP。
图5和6示出了气体喷头101的另一个实施例。该气体喷头101可以配置成和/或定尺寸为大体上与上面参考图2-4描述的气体喷头实施例1相同。图5和6中实施例的气体喷头101也可以配置成利用合适的层流气体调节或净化装置例如光刻装置中的至少一个区域。气体喷头101包括气体分配室102，其具有喷头出口侧103和相对的第二侧104。例如，气体喷头101具有气体入口105，用于向气体分配室102供给气体。
此外在本实施例中，气体分配室102的长度(沿该图中的X方向测量)大体上与待调节的各个光路的长度或待净化区域的长度相同，或者略长。例如，该长度的范围介于大约20-50cm，或者是不同的长度。气体分配室102的宽度(沿该图中的Y方向测量)远小于所述长度。气体分配室102的高度(沿该图中的Z方向测量)远小于所述宽度。该高度例如小于大约5cm，或者是不同的高度。例如，气体分配室102可以是相对较长或细长的腔室，其在横向方向上具有相对小的尺寸，特别是在垂直于待调节光路OP或待净化区域的高度方向具有相对小的尺寸。
此外，气体喷头101包括锥形尖端107，其可以围出气体分配室102的楔形部分。在本实施例中，气体分配室包括至少第一锥形部分107a和从第一锥形部分延伸的第二锥形部分107b，其中所述锥形部分具有彼此成一直线延伸的相应的气体出口侧。锥形部分具有相对所述相应出口侧延伸的相应顶部。锥形部分的顶部彼此围成的角度小于180°。例如，最外面的锥形部分107b具有相对尖锐的顶角，例如在图2-4所示的实施例中。
在图5和6中示出的实施例101具有各种形状和尺寸。特别地，气体出口侧103大体上为矩形(如图3)。此外，在图5中，该实施例的气体喷头101不以围绕投影系统PS的镜头PL的圆延伸，而是横向地相对镜头PL的中心轴延伸。在图5中，气体喷头101定位在待调节的光束路径OP上方。
在本实施例中，气体喷头101的出口侧103包括多个倾斜的气体通道109，以便从气体分配室102向气体喷头101的区域或环境供给气体。在另一个实施例中，喷头出口侧103由具有多个倾斜通道109的薄板103提供。参见图6，每个通道大体上倾斜地延伸穿过薄板103。
在本发明的实施例中，薄板103的厚度t(沿该图中的Z方向测量)小于大约1mm。例如，厚度t是大约0.5m或更小。此外，薄板可以是金属板或合金板，例如不锈钢。在这种情况下，也可以使用不同的技术以高精度形成相对小的气体通道109，例如使用激光钻孔。此外，薄板103可以由塑料构成，由一种或多种不同的材料构成。除了激光钻孔，可以应用不同的制造方法来形成通道109，例如蚀刻通道，通过放电加工来形成通道，和/或使用类似于在掩模上淀积金属的不同处理。
薄板103也可以称为“微型滤网”。薄板103包括一层或多层一种或多种材料。薄板103可以是或提供气体分配室102的壁或部分壁。在本发明的一个实施例中，薄板103是大体上扁平的薄板。可替换地，如果期望，气体出口侧具有一定的凹凸。此外，部分薄板103可以按期望方式朝气体分配室的相对侧102弯曲或成形，以便提供气体喷头101的一个端部108(参见图5)。
薄板103的气体通道109可以沿各个方向延伸。例如，通道109和喷头出口侧围成角度β，所述角度的范围是大约0°-60°。作为一个实例，所述角度的范围是大约20°-50°，或20°-40°。在图5、6中，气体通道109和虚拟(垂直)的YZ平面围成角度β，所述平面相对光路OP垂直地延伸。
此外，在一个实施例中，多个气体通道109大体上彼此平行地延伸。通过这种方式，气体可以由气体通道沿大体上相同的方向引导。此外，在本实施例中，每个气体通道109沿大体上笔直的方向延伸穿过薄板103。可替换地，气体通道可以沿其它方向弯曲或延伸。
气体通道109具有各种直径或尺寸。每个通道的直径或宽度D例如可以小于大约0.2mm。例如，该直径或宽度小于大约0.1mm。当每个通道的直径或宽度是大约0.8mm时可获得良好的结果。
图7和8以底视图的形式更详细地示出了薄板103、105的两个实施例的截面。如图7所示，例如，气体通道109可以是缝隙109。此外，图8示出了一个实施例，其中气体通道109′是通孔或小孔，其具有大体上圆形的截面。如果期望，气体通道109可以具有各种其它形状和/或尺寸。例如，薄板103具有不同形状和/或尺寸的气体通道。
优选地，喷头出口侧103具有相对多的气体通道。例如，通道的出口端覆盖了喷头出口侧103的大约10％-25％。此外，在一个实施例中，通道的出口端覆盖了喷头出口侧103的至少25％或者更多。
此外，气体通道109可以定尺寸为使得在使用过程中从那些通道流出的气体具有的雷诺数为Re＜10。此外，在使用过程中，通道109的上游端和下游端之间的压差范围是大约100-500Pa。例如，在使用过程中，气体分配室102内的压力是大约100至400Pa，它比出口侧103的下游压力更高。气体分配室102外部的压力大体上是大气压力或更低或更高的压力。此外，在另一个实施例中，在使用过程中，从气体通道109流出的气体速度至少是大约4m/s。
此外，在本实施例中，气体喷头101配置成大体上平行于出口侧103朝气体分配室的部分顶面104供给气体，例如使得气体分配室的顶面可以使输入气体朝出口侧103偏转，从而通过至少一些通道109从分配室分配气体。
在使用图5-6所示实施例101的过程中，将气体供给到气体喷头101的气体分配室102。然后通过气体出口侧103的气体通道109将气体朝待调节区域引导。由于气体通道109是倾斜的，因此能够以有益的方式将均匀的层流气流例如引导到没有直接定位在气体喷头101下方但处于横向去除位置的区域。作为一个实例，图5示出了气体喷头101的尖端部如何将层流气体朝基底支撑WT引导以便调节基底支撑WT附近的光路。
在一个实施例中，光刻装置包括可动的基底支撑WT。例如，在图5中，基底支撑WT可以沿X方向和相反的方向移动。在这种情况下，在另一个实施例中，气体喷头101优选地布置成至少部分地沿和基底支撑WT的移动方向X相同的方向引导所述层流气体。如图5所示，倾斜的气体通道109可提供具有流动方向F的气流，所述流动方向具有平行于X方向的分量和垂直于出口侧103的分量。通过这种方式，当基底支撑WT例如远离干涉仪单元IF移动时，气体喷头101可以防止或者消除基底支撑后面产生的尾流。
此外，令人惊奇的是已经发现，和气体通道109的倾度相比，流动方向F具有相对喷头1的出口侧103略微或大体上更大的倾度。例如，当开口分数(开口区域/总区域)远小于100％时例如小于25％时就会产生上述情况。在这种情况下，气体喷头1可以非常好地将层流气流朝横向隔开的区域引导，例如在晶片支撑WTY附近的区域(参见图3)。
此外，在图5和6中示出的第二气体喷头的实施例可以有益地和高NA的镜头PL组合使用。例如，气体喷头101可以例如通过洁净气体或不同类型的气体用于覆盖基底台的某些极端范围，以曝光外部基底管芯。
图5和6的实施例配置成产生非常薄的高速气体喷头部，所述气体喷头部具有例如朝镜头中心以一定角度和/或其它所需角度流出的气流。优选地，使用非常薄的金属板，例如不锈钢、不锈316L钢或不同的钢，其具有以期望角度激光钻孔的小孔。孔的尺寸可以选择成使得雷诺数＜10，从而气流能够高度地层流。当钻孔薄板103的开口区域是大约10至25％时，气体的速度和动量可以很大，使得气体能够在相对长的距离上保持初始出射角。例如，流出气体(图5中的gout，图4中的gout.2)的平均速度是大约1m/s，但是也可以提供通过小孔大约为4m/s的出射速度。仅仅作为一个实例，20μm的孔径可以得到的雷诺数为7。钢板103可以是激光焊接的，从而其能够做得相对没有污染和防DUV。此外，本实施例可提供相对大的压降，这允许相对窄小的供给导管或气体分配室102。
气体喷头101的另一个益处是能够改变区域上的压降，所述气体喷头包括例如在标准的单丝织物上形成的薄板103。例如，沿薄板103观看，薄板103具有不均匀分布的开口区域，例如通过提供孔径逐渐变化的气体通道109或开口分数。这是产生均匀的出口速度或使出口速度分布(图5中的gout)最优化的另一种方式，例如在气体喷头室102内部的压力不均匀(例如由于高的内部速度或涡流而导致的不均匀)的情况下。
作为一个实例，图9中示出了一个包括气体分配板103″的气体喷头的实施例，该气体分配板具有不均匀分布(或不均一分布)的气体通道109″。这些气体通道相对彼此不均匀地分布。例如，在图9的实施例中，沿薄板103″观看，气体通道109″的节距(或通道109″之间的距离)可以变化。例如根据在各个气体喷头的上游气体分配室中的气流的均匀性/均一性，图9的实施例可提供一种受控的、不均匀的流动分布，或者提供一种受控的、均匀的气流。
不均匀分布的气孔109″或薄板103″的开口区域具有多种益处。这例如取决于气体喷头的气体分配室内部的压力分布。例如，在使用过程中，气体喷头的气体分配室内部的压力分布可以是均匀的，其中不均匀的薄板103″的开口区域使得大体上均匀的流出气体仍然由气体喷头提供。例如，每个气体通道109″直径或宽度是大约0.02mm，例如为了获得不均匀的流动分布，通道的节距或直径可以变化+/-25％。此外，也可以应用其它尺寸和/或节距变化。另一方面，例如在使用过程中，气体喷头的气体分配室内部的压力分布可以是大体上均匀的，薄板103″的开口区域的不均匀性可以用来提供受控的、不均匀的或不均一的流出气体。
本发明的实施例提供了一种高速的气体喷头部，例如在非常有限的容积中产生倾斜的层流。所述气体喷头结构还可以非常洁净和抗DUV。气体喷头1、101例如可以用来调节光学系统中的光路。此外，气体喷头1、101可以用来净化一个或多个光学元件，例如镜头、反射镜或其它装置部件。
尽管在本申请中可以具体参考使用该光刻装置制造IC，但是应该理解这里描述的光刻装置可能具有其它应用，例如，用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等等。本领域技术人员应该理解，在这种可替换的用途范围中，这里任何术语“晶片”或者“管芯”的使用应认为分别可以与更普通的术语“基底”或“靶部”同义。在曝光之前或之后，可以在例如轨道(通常将抗蚀剂层施加于基底上并将已曝光的抗蚀剂显影的一种工具)、计量工具和/或检验工具中对这里提到的基底进行处理。在可应用的地方，这里的公开可应用于这种和其他基底处理工具。另外，例如为了形成多层IC，可以对基底进行多次处理，因此这里所用的术语基底也可以指已经包含多个已处理的层的基底。
尽管在上面可以具体参考在本申请的光学光刻法中使用本发明的实施例，但是应该理解本发明可以用于其它应用，例如压印光刻法，在本申请允许的地方，本发明不限于光学光刻法。在压印光刻法中，构图部件中的外形限定了在基底上形成的图案。构图部件的外形还可以挤压到施加于基底上的抗蚀剂层中，并在基底上通过施加电磁辐射、热、压力或上述方式的组合使抗蚀剂固化。在抗蚀剂固化之后，可以将构图部件从抗蚀剂中移出而留下图案。
这里使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有大约365，355、248，193，157或者126nm的波长)和远紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围内的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。
该申请使用的术语“透镜”可以表示任何一个各种类型的光学部件或其组合，包括折射光学部件、反射光学部件、磁性光学部件、电磁光学部件和静电光学部件。
尽管上面已经描述了本发明的具体实施例，但是应该理解可以不同于所描述的实施本发明。例如，本发明可以采取计算机程序的形式，该计算机程序包含一个或多个序列的描述了上面所公开的方法的机器可读指令，或者包含其中存储有这种计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)。
上面的描述是为了说明，而不是限制。因此，对本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离下面描述的权利要求的范围的条件下，可以对所描述的发明进行各种修改。
权利要求
1.一种调节光刻装置中的至少一个光路的气体喷头，所述气体喷头包括具有喷头出口侧以向所述光路供给气体的气体分配室，所述气体分配室配置成将所述气体分配到所述光路，其中所述气体分配室包括大体上尖锐的锥形尖端。
2.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述气体分配室包括相对所述喷头出口侧延伸的第二侧，所述第二侧包括大体上平行于所述气体出口侧延伸的第一部分，以及和所述气体出口侧一起围成一锐角以提供所述尖锐的锥形尖端的第二部分。
3.如权利要求2所述的气体喷头，其中所述第二侧大体上是矩形。
4.如权利要求2所述的气体喷头，其中所述气体喷头配置成大体上平行于所述出口侧朝所述气体分配室的第二侧供给气体，使得所述气体分配室的第二侧使输入气体朝出口侧偏转以便从所述分配室分配气体。
5.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述尖端的锥角小于大约20°。
6.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述尖端的锥角小于大约10°。
7.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述气体喷头布置成在使用过程中光学地调节光刻装置中至少一个干涉仪光束的路径。
8.如权利要求1所述的气体喷头，其中至少部分所述气体分配室的出口侧具有单丝织物，以便在使用过程中产生大体上均匀的气体。
9.如权利要求1所述的气体喷头，其中至少部分所述气体分配室的尖锐尖端的气体出口侧仅具有一薄板，所述薄板具有将气体分配到所述光路的通道。
10.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述气体出口侧包括薄金属或合金板，其具有多个激光钻孔的通道、蚀刻的通道和/或用放电加工或在掩模上淀积金属而形成的通道。
11.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述气体出口侧包括具有多个通道的薄板。
12.如权利要求11所述的气体喷头，其中所述通道之一相对所述薄板的外表面倾斜地延伸。
13.如权利要求11所述的气体喷头，其中多个所述通道大体上彼此平行地延伸。
14.如权利要求11所述的气体喷头，其中所述通道在直径上变化。
15.如权利要求11所述的气体喷头，其中沿薄板看所述通道不均匀地分布。
16.如权利要求11所述的气体喷头，其中所述薄板是金属或合金板。
17.如权利要求11所述的气体喷头，其中所述通道在薄板上均匀分布。
18.如权利要求11所述的气体喷头，其中多个所述通道朝从所述大体上尖锐的锥形尖端横向地延伸的区域引导。
19.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述气体分配室包括至少第一锥形部和从所述第一锥形部延伸的第二锥形部，其中所述至少第一和第二锥形部具有相应的彼此成一直线延伸的气体出口侧，其中所述至少第一和第二锥形部具有相对所述相应出口侧延伸的相应的第二侧，其中相邻锥形部的第二侧彼此围成的角度小于180°。
20.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述气体分配室配置成以大体上均匀的流动曲线将所述气体分配到所述光路。
21.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述气体分配室配置成以大体上不均匀的流动曲线将所述气体分配到所述光路。
22.一种调节或净化装置中至少一个区域的气体喷头，所述气体喷头包括气体分配室，气体分配室具有包括多个大体上倾斜的气体通道的喷头出口侧，以便在使用过程中向一区域供给气体。
23.如权利要求22所述的气体喷头，其中所述喷头出口侧包括至少一个薄板，薄板具有多个大体上倾斜的所述通道，每个通道大体上倾斜地延伸穿过所述薄板。
24.如权利要求23所述的气体喷头，其中所述薄板的厚度小于大约1mm。
25.如权利要求23所述的气体喷头，其中所述薄板的厚度是大约0.5mm或者更小。
26.如权利要求23所述的气体喷头，其中所述薄板是金属板或合金板，其中所述通道是激光钻孔的通道、蚀刻的通道和/或用放电加工形成的通道。
27.如权利要求23所述的气体喷头，其中所述薄板由在(光刻的)掩模上淀积的金属如镍构成。
28.如权利要求23所述的气体喷头，其中所述薄板由塑料构成。
29.如权利要求22所述的气体喷头，其中所述气体通道相对彼此均匀地分布。
30.如权利要求22所述的气体喷头，其中所述气体通道相对彼此不均匀地分布，使得当气流或气压没有在气体分配室中均匀分布时气体通道向所述区域均匀地供给气体。
31.如权利要求22所述的气体喷头，其中所述通道和所述喷头出口侧围成的角度范围是大约0°-60°。
32.如权利要求31所述的气体喷头，其中所述角度的范围是大约20°-50°。
33.如权利要求22所述的气体喷头，其中多个所述通道大体上彼此平行地地延伸。
34.如权利要求22所述的气体喷头，其中每个所述通道的直径或宽度小于大约0.2mm。
35.如权利要求22所述的气体喷头，其中每个所述通道的直径或宽度小于大约0.1mm。
36.如权利要求22所述的气体喷头，其中每个所述通道的直径或宽度是大约0.02mm。
37.如权利要求22所述的气体喷头，其中每个所述通道的直径或宽度是大约0.02mm，使所述通道的节距或直径变化+/-25％，以便获得不均匀的流动分布。
38.如权利要求22所述的气体喷头，其中所述通道的出口端覆盖所述喷头出口侧的至少10％或25％。
39.如权利要求22所述的气体喷头，其中所述通道的尺寸定为使得在使用过程中从这些通道流出的气体具有的雷诺数Re＜10。
40.如权利要求22所述的气体喷头，其中在使用过程中，每个所述通道的上游端和下游端之间的压力差的范围是大约100-500Pa。
41.如权利要求22所述的气体喷头，其中在使用过程中，从所述通道流出的气体速度至少是大约4m/s。
42.如权利要求22所述的气体喷头，其中所述气体分配室包括相对所述喷头出口侧延伸的第二侧，所述气体出口侧包括大体上平行于所述第二侧延伸的第一部分，以及和所述第二侧一起围成一锐角以提供所述尖锐的锥形尖端的第二部分。
43.如权利要求42所述的气体喷头，其中所述第二侧大体上为矩形。
44.如权利要求42所述的气体喷头，其中所述气体喷头配置成大体上平行于所述出口侧朝所述气体分配室的第二侧供给气体，使得所述气体分配室的第二侧使输入气体朝出口侧偏转以便通过所述通道中的至少一些通道从所述分配室分配气体。
45.如权利要求22所述的气体喷头，其中所述气体分配室包括至少第一锥形部和从所述第一锥形部延伸的第二锥形部，其中所述至少第一和第二锥形部具有相应的彼此成一直线延伸的气体出口侧，其中所述至少第一和第二锥形部具有相对所述相应出口侧延伸的相应的第二侧，其中锥形部的第二侧彼此围成的角度小于180°。
46.一种在光学装置中调节至少一个光学干涉仪路径的气体喷头，其中所述气体喷头包括具有喷头出口侧以向光路供给气体的气体分配室，其中所述气体分配室包括相对所述喷头出口侧延伸的第二侧，所述第二侧包括大体上平行于所述气体出口侧延伸的第一部分，以及和所述气体出口侧一起围成一锐角以提供尖锐的锥形尖端的第二部分。
47.如权利要求46所述的气体喷头，其中所述气体分配室的长度大体上与待调节的各个光路的长度相同或略长一些。
48.如权利要求46所述的气体喷头，其中垂直于所述光路测量的所述气体分配室的高度小于约5cm。
49.如权利要求46所述的气体喷头，其中所述第二侧大体上为矩形。
50.如权利要求46所述的气体喷头，其中所述尖端的锥角小于大约20°。
51.如权利要求46所述的气体喷头，其中所述尖端的锥角小于大约10°。
52.一种在光学装置中调节至少一个光路的气体喷头，其中所述气体喷头包括具有喷头出口侧以向光路供给气体的气体分配室，其中所述喷头出口侧包括多个气体通道，所述气体通道相对彼此不均匀地分布。
53.如权利要求52所述的气体喷头，其中所述喷头出口侧包括至少一个薄板，薄板具有多个气体通道。
54.如权利要求53所述的气体喷头，其中所述薄板的厚度小于大约1mm。
55.如权利要求53所述的气体喷头，其中所述薄板的厚度是大约0.5mm或者更小。
56.如权利要求52所述的气体喷头，其中所述气体通道相对彼此不均匀地分布，使得当气流或气压没有在气体分配室中均匀分布时气体通道向所述区域均匀地供给气体。
57.如权利要求52所述的气体喷头，其中所述气体通道相对彼此不均匀地分布，使得所述气体通道向所述区域不均匀地供给气体。
58.如权利要求52所述的气体喷头，其中多个所述通道大体上彼此平行地延伸。
59.如权利要求52所述的气体喷头，其中每个所述通道的直径或宽度小于大约0.2mm。
60.如权利要求52所述的气体喷头，其中每个所述通道的直径或宽度小于大约0.1mm。
61.如权利要求52所述的气体喷头，其中每个所述通道的直径或宽度是大约0.02mm。
62.如权利要求52所述的气体喷头，其中每个所述通道的直径或宽度是大约0.02mm，使所述通道的节距或直径变化+/-25％，以便获得不均匀的流动分布。
63.一种包括根据权利要求1所述的至少一个气体喷头的光刻装置。
64.如权利要求63所述的光刻装置，还包括至少一个干涉仪系统，其中所述气体喷头布置成向所述干涉仪系统的至少部分光路供给层流的气体。
65.如权利要求64所述的光刻装置，包括可动的基底支撑，其中所述气体喷头布置成至少向所述基底支撑附近的区域供给层流的气体。
66.如权利要求65所述的光刻装置，所述气体喷头布置成至少部分地沿与基底支撑的第一运动方向相同的方向引导所述层流的气体。
全文摘要
一种在光学装置中调节至少一个光路的气体喷头，其中所述气体喷头包括具有喷头出口侧以向光路供给气体的气体分配室，所述气体分配室配置成将气体分配到光路，其中所述气体分配室包括大体上尖锐的锥形尖端。
文档编号H01L21/027GK1952786SQ20061013567
公开日2007年4月25日 申请日期2006年10月20日 优先权日2005年10月21日
发明者T·A·R·范恩佩尔, R·范德哈姆, N·J·J·罗塞特 申请人:Asml荷兰有限公司