对浸没液体为疏溶的入射表面和光学窗的制作方法

专利名称：：对浸没液体为疏溶的入射表面和光学窗的制作方法对浸没液体为疏溶的入射表面和光学窗相关申请的交叉参照本案对应于2006年4月3日申请的美国专利临时申请第60/789,025号并主张其利益，该申请整体内容包含于此。
技术领域：
：明确地说，本公开内容大体上关于光学窗以及配合光学窗来使用的光学传感器。该光学窗例如可用在运用深紫外(DUV)光的浸没微光刻(microlithography)系统的基板台座(stage)之中或配合运用深紫外(DUV)光的浸没微光刻系统的基板台座来使用。这种光学窗用来隔离与保护传感器(该传感器用于检测及监视曝光对准与图像品质)，例如避免它们接触到让用于曝光的光透射过去的浸没液体。该光学窗以及其它入射表面不被该浸没液体"湿润"(也就是，它们为疏溶的)。
背景技术：
：如同其它类型的微光刻技术，在浸没微光刻技术中，所希望的图案的图像通过曝光光束而被转印至适当的基板。在众多类型的微光刻系统中，该图案由光軍(reticle)或掩模来定义。该光罩经由照明光束的照射而形成经图案化的成像光束。该成像光束通过投射光学系统，必要时，该投射光学系统塑形与调整该光束，以便在适当的基板(例如，半导体晶片、玻璃板、或类似的基板)上形成图案图像。为进行曝光，该基板通常被固定在称为基板台座的可移动平台上，而该光罩通常被固定在称为光罩台座(reticlestage)的可移动平台上。当对该基板进行啄光时，该台座以受控的方式来彼此进行相对运动。为压印该图案图像，通常利用称为光致抗蚀剂(resist)的光敏感材料来涂布该基板。为实施精确曝光，举例来说，该微光刻系统配备检测器与传感器组件的正确对准。各检测器与传感器被放置在整个微光刻系统的各个位置处，其包含放置在该光罩台座与该基板台座之上或邻近位置处。为达到更好的成像分辨率，通常以较短的曝光波长来实施^:光刻膝光。为满足在微电路中形成越来越多与越来越小的有源电路组件的需求，便持续地需要能够使用更短波长来进行曝光的微光刻系统。目前市售最先进的微光刻系统利用准分子激光器所产生的深紫外光来实施膝光。此光的波长范围约介于150至250nm之间，其通常在"深紫外光"或"DUV"的范围中，其中，目前最受欢迎的波长为193nm。能够让此波长及其它DUV波长透射过去的材料非常地少。因为光学玻璃并不让DUV透射过去，所以，经常使用熔融硅砂(非晶形石英)来制造投射光学系统与其它系统光学组件。因为全世界都在企盼一种能够以实质上小于由准分子激光器所产生的DUV波长的波长来进行曝光的实用的"下一代"微光刻系统，像性能。在此努力中，已经在运用"浸没，，投射光学组件的准分子激光器型系统中达到惊人的良好结果。这些"浸没微光刻"系统利用光显微术中所使用的原理，其中，通过在样本与物镜之间插设液体(其折射率实质上大于空气的折射率)而达到改良的图像分辨率。在浸没微光刻系统中，在该投射透镜的末端与该投射透镜在其上形成图像的基板表面之间插设浸没液体。然而，光显微设备虽然能够按照此方式而轻易地容纳浸没液体(通常为油)，但是要在微光刻系统中容纳浸没液体却产生较大的问题，尤其是要在实际上不破坏成像性能或造成其它问题的情况下。目前，在大部分的浸没微光刻系统中，通常利用水作为浸没液体。作为浸没液体，水具有下面许多所希望的特性其折射率(n)约为1.44(空气的折射率n=l),且其可让目前用于浸没微光刻技术中的曝光波长(^193nm)透射过去。水还具有下面特性高表面张力、低黏稠性、良好的导热性、没有毒性，并且水的光学特性是众所熟知的。为在浸没微光刻系统中供应浸没液体，该投射光学系统具备喷嘴组件(特定的结构可适当地被称为"淋浴头")，其位于基板旁边的投射光学系统末端处或其附近。该喷嘴组件被配置成用以释放该浸没液体并且于必要时回收过剩的浸没液体，以便在该投射光学组件与该基板表面间的空间中的所希望的位置处维持所希望的液体量。用于浸没微光刻台座中的基板台座通常具有数个光学传感器，用于进行对准与图像估算。在每一个此类传感器中，通常各"光学窗"隔离该实际传感器组件与该基板台座的环境，而检测光则通过该光学窗抵达该传感器组件。该传感器中大部分位于该台座之上所携载的基板的边缘处或靠近该边缘处。因此利用浸没微光刻系统的基板台座，传感器的光学窗的朝上游表面(入射表面)便可能接触到该浸没液体，至少在对基板进行曝光或进行基板交换期间短暂地接触到。利用水作为浸没液体显现出该浸没液体接触该入射表面可能出现若干不希望的结果。举例来说，此接触可能导致在接触该入射表面的水的主体中形成气泡，尤其是当该水主体与该光学窗正在进行相对运动时。另外，此接触还可能导致形成浸没水滴，当浸没水的主体通过该光学窗上方之后它们仍残留在该入射表面。不论是何种情况，气泡或液滴经常干扰位于该光学窗下游处的传感器的功能。此外，倘若台座运动随后再度让该液滴与流体主体会合的话，那么液滴便还可能扰乱残留在该喷嘴组件中的流体主体，从而对该流体主体产生进一步的破坏。这些与气泡及液滴的形成有关的问题在较高的台座速度时会更为显著，但是不幸的是，微光刻系统中较高的材料产出效率通常便需要用到较高的台座速度。为降低与浸没水接触的负面结果，用于配合该基板台座的传感器的传统光学窗的入射表面通常与位于该基板台座上的基板的上表面齐平(共平面)。另外，还利用由"疏水"("厌水，，)物质所组成的薄膜来涂布该入射表面。疏水物质并不会被水湿润。所以，位于该薄膜上的水滴便倾向于形成"水珠"结构，而不散开在该薄膜表面上。疏水表面的存在降低该流体主体受到表面上方的运动干扰从而导致形成液滴的可能性。更广泛言之，位于疏水薄膜上的水滴与该薄膜表面形成大于90。的"接触角，，(e)。传统上所用到的疏水薄膜材料是聚四氟乙烯(PTFE;其为一种铁弗龙@)以及特定的硅烷化合物(例如氟烷基硅烷)。这些材料通常被涂敷在入射表面处形成非常薄的薄膜，以便确保该薄膜不过度阻挡光透射穿过该光学窗。虽然目前普遍使用水作为浸没微光刻技术中的浸没液体，不过，水的某些方面却并非完全适合。其中一方面在于其折射率。希望的是，的物镜组件的折射率(约为1.6):水的^:^率为n=1.44，这使其^在45nm的半间距节点处作为193nm浸没微光刻技术的浸没液体，不过，n-1.44却不适用在以产生更细微的特征图案(38nm及更小的半间距节点)为目标的浸没微光刻技术之中。其次，水可能被吸收且部分溶解被涂敷至基板表面处的光致抗蚀剂。随着光致抗蚀剂表面上的水滴蒸发，已经被溶解在该液滴之中的少许光致抗蚀剂便残留在该光致抗蚀剂表面上，其通常残留在与原来不同的位置处。此重新沉积的光致抗蚀剂可能显著地改变该光致抗蚀剂表面的拓朴形状并且可能对在该基板表面处所实施的测量(例如自动聚焦测量)造成问题。第三，水会轻易地蒸发，这提高基板台座附近以及用于决定台座位置的各种干涉仪附近的水蒸气浓度。该干涉仪激光束的路径中的蒸气变化则可能让该干涉仪所实施的测量产生误差。另外，水蒸气还可能破坏精密的光学表面，例如用在各种干涉仪中的镜子的反射表面。此外，利用以水作为浸没液体的浸没微光刻系统中所使用的传统光学窗，被涂敷至该入射表面的传统疏水物质薄膜便很容易遭到高强度的DUV膝光破坏而且实际上并不耐用。结果，在实际的使用条件下，该薄膜便很容易具有极短的寿命。所以，需要更疏离该浸没液体而耐用的表面。鉴于水的限制，现在寻找用于浸没微光刻技术的新型浸没液体。该项研究的难度很高，因为符合让DUV光透射过去的高透明度且对DUV光又具有非常高的折射率等条件的物质非常地少。高透明度具有下面的数项优点，其包含使入射在该光致抗蚀剂上的啄光最大化、使流体的光劣化最小化、以及使流体的温度提升最小化。近来的努力已经在特定的饱和碳氢化合物(尤其是特定的环烷烃)中展现出极具前景性的结果。举例来说，环己烷在193nm处的折射率为1.55，而水则约为1.44。French等人在2006年于尸nc^力Vi"5TV五6154:15之中便曾发表过"SecondGenerationFluidsfor193nmImmersionLithography"。不过，该新型的浸没液体并未必完全优于水。举例来说，和水比较起来，该新型的液体具有较大的勦稠性、较低的表面张力、而且更难以容纳在该物镜组件与该基板之间。它们还可能比水更容易"湿润"众多表面，从而在该液体通过表面(例如光学窗)上方之后更容易残留液滴与薄膜(其可能干扰传感器性能)。因此，该液体所面临的新挑战是要让光学窗的入射表面对该液体具有足够的"疏离性"。
发明内容本文所述的光学窗与相关的光学組件可解决上面概略说明的传统光学窗的难题。光学窗的实施例用于透射光束(例如DUV光)并且包括可让该光的至少一波长透射过去的窗基板。该窗基板具有装饰有多个次波长粗糙体(sub-wavelengthasperities)的入射表面，该粗糙体,皮排列成让该入射表面对于让该光透射过去的液体是疏溶的。该次波长粗糙体排列可被配置成让该入射表面对于让光透射过去的液体是超疏溶的。举例来说，该次波长粗糙体可以是立柱、尖峰、锥体、杆体、瘤体、细管、毛发、其它的几何形状、不规则形状及其组合。该粗糙体可被排列在规则的阵列或不规则的阵列之中、被排列在凌乱阵列之中、或被排列在粗糙体彼此相同的阵列之中。粗糙体可具有实质上不让至少一波长透射过去的各自的顶表面。在此结构中，该粗糙体可通过凹部(hollow)而彼此隔开，其中，该凹部让至少一波长透射过去。在其它实施例中，每一个粗糙体均具有顶表面，该顶表面的尺寸不大于人/10,其中，x为该光的波长。该次波长粗糙体排列可根据文策尔(Wenzel)模型被配置成让该入射表面具有疏溶性。或者，该次波长粗糙体排列也可根据卡西(Cassie)模型被配置成让该入射表面具有疏溶性。又或者，该次波长粗糙体排列还可根据"菲可(fakir)"状态被配置成用以让该入射表面具有疏溶性。该菲可状态可能为亚稳态的(metastable)。本发明的另一方面关于一种接触到让至少一光波长(例如，但是并不仅限于DUV光)透射过去的液体的疏溶表面。在一实施例中，该表面让至少一波长透射过去并且装饰有次波长粗糙体排列，该次波长粗糙体排列被配置成让该入射表面对于让光透射过去的液体是疏溶的。举例来说，该疏溶表面可能为光学窗。本发明的另一方面关于一种光学传感器。一实施例包括光传感器与光学窗，感测光光束透射穿过该光学窗而抵达该光传感器。该光学窗包括窗基板，其让该感测光的至少一波长透射过去。该窗基板具有装饰有多个次波长粗糙体的入射表面，该粗糙体被排列成让该入射表面对于让感测光透射过去的液体是疏溶的。该光学传感器可进一步包括位于该光学窗与该光传感器之间的光学系统。该光学系统可包括笫一透镜，其具有傅立叶平面；以及孔径光阑(aperturestop)，其位于该傅立叶平面处。该孔径光阑定义一孔径，其尺寸被设计为让低阶衍射光从该光学窗透射过去并且让高阶衍射光在该光学窗处被阻挡。该光学传感器可进一步包括至少一第二透镜，其位于该傅立叶平面与该光传感器之间，在该实施例中，该孔径光阑可在该孔径内进一步包含至少一衍射阶光阑(diffraction-orderstop)。本发明的又一方面关于运用曝光用的光(举例来说，DUV光)来将图案膝光在基板之上的浸没微光刻系统。此系统的一实施例包括基板台座、投射光学系统、以及光学传感器。当通过该曝光用的光将该图案曝光至该基板上时，该基板台座被配置成固定该基板。该投射光学系统将该膝光用的光导送至该基板上，其中，来自该投射光学系统的DUV光通过位于该投射光学系统与该基板间的让曝光用的光透射过去的浸没液体。该光学传感器配合该基板台座并且包括(a)光传感器；以及(b)光学窗，感测光光束透射穿过该光学窗而抵达该光传感器。该光学窗包括窗基板，其让该感测光的至少一波长透射过去。该窗基板具有装饰有多个次波长粗糙体的入射表面，该粗糙体被排列成用以让该入射表面对于该浸没液体是疏溶的。根据下文的详细说明，参考附图，便更明白本文所述的设备的前述与其它特点及优点。图1是粗糙表面上的视在接触角的余弦6r。ugh与在相同材料的平系的图。"°,、，图2是装饰有多个立柱作为代表性粗糙体(也称为粗糙特征)的表面的一部分的立体图。图3(A)至3(L)是部分光学窗的各示意正视图，每一个光学窗均具有装饰有各粗糙体结构的入射表面，所有的图共同来示范可被形成在该入射表面之上的粗糙体结构的范围。图4(A)至4(E)是部分光学窗的各示意正视图，每一个光学窗均具有配合示范性粗糙体的不同的各层结构。图5是两个超疏溶性模型的图。对中度疏溶性(90。《《c)来说，该视在接触角0rough预期由公式(2)中所表示的文策尔模型来给定，其中，ec根据公式(5)的粗糙度轮廓而固定。在另一情况中(e刈c)，空气保持在液滴的下方被捕获，液滴位于固体与空气所组成的复合表面上("菲可"状态，其中，cos0r。ugh=-i+//(cose+i))。虽然能量较高，当e<ec时，菲可状态仍可能存在。图中的虛线所示的是此亚稳态情形。图6(A)是可被放置在该光学窗与传感器之间的光学系统的代表性实施例的示意图，举例来说，用以移除由该光学窗所产生的至少部分散射光以及至少部分衍射光。图6(B)是图6(A)的光学系统中的孔径光阑附近的细节图。图6(C)是图6(B)中所示的区域的正交示图。图7是示出浸没光刻系统的特定特征的示意正视图，其包含在本文中其它地方所述的光学窗。图8是利用由图7中所示的系统制造半导体装置的示范性处理的处理流程图。图9是图8中所示的晶片处理步骤的流程图。具体实施方式以下，对于代表性实施例，讨论本发明的光学表面与光学窗以及相关的方法，不过代表性实施例并不具有任何限制意义。"光学窗"通常为光学组件，当将其设置在光传导路径中时，其将一可用量的入射光透射至位于该光学窗下游的结构。因此，该光学窗可用来隔离该光学窗的下游环境与上游环境，同时又可让光从上游处通过该光学窗而抵达下游处。光学窗可能为折射式或非折射式(前者的范例为透镜，而后者的范例则为"平面镜")。用在运用DUV曝光的浸没微光刻系统中的光学窗通常对入射的DUV光呈现出实用的透射率。浸没微光刻系统中的光学窗的设置位置与结构通常让感测光(其通常和用于曝光的DUV光具有实质相同的波长)通过该光学窗抵达下游的光学传感器。这些光学窗有利于保护该传感器，让它们不遭受到上游环境中用于曝光的浸没液体的破坏。不论是否为折射，用于DUV的光学窗通常系由适当的DUV透射光学基板所制成，例如熔融硅砂(非晶形石英)。该光学窗具有面朝上游的用于感测的光源的入射表面，以及面朝下游的各传感器或其它下游结构的反向表面。光学窗的设置位置与结构可将光传送至一个以上的下游结构处，例如多个传感器。虽然下文所述的各个方面应用至光学窗的至少一表面(通常为入射表面)，不过，这些方面也可应用至希望或必须不被湿润的任何各种其它表面，例如台座的表面。"亲水性，，表面与该表面上的水滴形成小于90。的接触角，而(如上所述)"疏水性"表面则与该表面上的水滴形成大于90。的接触角。大部分平滑的、干净的、玻璃表面与水滴形成约30。甚至更小的接触角；所以，这些表面是亲水性的。涂布着由烷基硅烷或铁弗龙@所制成的表面薄膜的平滑玻璃表面则与水滴形成约100°至110。的接触角；所以是疏水性的。因此，且更广泛言之，位于与溶剂为"疏溶，，的表面上的特殊液体(溶剂)液滴呈现大于90。的接触角，而位于与溶剂为"亲溶"的表面上的溶剂液滴则呈现小于90。的接触角。"超疏溶性，，的特征为接触角约为150°至180°。为达到浸没微光刻系统中的最大的利益，浸没液体不仅对膝光波长具有极高的透射性，且其折射率还要大于或等于该投射光学系统中的最后的光学组件(也就是，最靠近该基板表面的光学组件)的折射率。水的折射率(n-1.44)并不十分符合此条件；就此来说，以折射率约为1.6甚至更高的浸没液体较佳。因此，当前仍不断地在努力寻找比水更好的浸没液体，用以用在利用193nm的曝光波长或DUV范围中其它波长来运作的浸没微光刻系统之中。目前为止已研究的对预期的DUV光波长呈现透射性的候选浸没液体的表面张力均低于水，黏稠性均高于水，且在传统疏水性薄膜表面上的各接触角均低于水所呈现的接触角。因此，通常难以将这些液体局限在物镜下方，这便在该传感器窗移离该物镜之后，提高该浸没液体的液滴和/或薄膜残留在该传感器窗上的可能性。这些浸没液体所面临的新挑战还有要让该传感器窗对该液体具有充分的疏溶性，而不对传感器窗(以及传感器)性能造成负面影响。举例来说，该传感器窗以及它们的疏溶入射表面不仅必须要让必须通过该传感器窗以抵达各传感器的光透射过去，它们的光学特性还必须兼容于它们下方的传感器。此外，虽然不具有任何光学原因，不过本发明仍然希望该台座表面本身为疏溶的。用来决定表面上的液体液滴的平衡形状的基本原理是由杨(Young)在19世纪中所推论出来的。该液滴的形状通过该固体表面平面中的液滴的三相接触线处的各作用力的作用来控制。此接触线为固液、液气、以及固气界面的相交处。作用在该三相接触线处的(每单位长度的)各作用力为各表面张力，而这些作用力的平衡便产生下面著名的杨氏7〉式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(1)其中，0为接触角。请参见杨在1805年于iVi//.TVww.凡5W.95:65-87中所发表的论文。固气(Ysv)、固液(化)、以及液气(丫iv)的各表面张力(亦称为"表面能量")的单位分别为每单位面积的界面能量。符合杨氏公式的液滴被视为部分湿润该固体的表面。倘若(ys+yiv)isv的话，那么el更变成零，该液滴以以下方式变平，所述方式的特征在于液滴位于容易被该液体湿润的"高能量"表面上。不过，倘若该固气界面具有低表面能量的话，那么，接触角便提高，理论上高至180。，而该表面将不,皮该液体湿润。"粗糙化，，表面提高该表面的有效单位面积，其改变公式(l)。请参见文策尔在1936年于/m/.C7^附.28:988以及文策尔在1949年于丄尸/ij^.O〃o/V/C7^w.53:1466中所发表的论文。粗糙化入射表面通常包含利用本文所述的任何各种"粗糙特征"(亦称为"粗糙体")来装饰该表面。粗糙化将该入射表面的单位面积提高"粗糙倍数"r，其同时提高iv与Ysi。粗糙倍数r为实际面积与几何投影面积(视在表面积)的比例，而在文策尔模型中，r通常大于一。粗糙化还将接触角从e变成0r。ugh，后者为"粗糙表面，，接触角<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(2)该粗糙表面接触角0r。ugh被理解为宏观值，其通常在该表面粗糙度上进行平均。公式(2)显示出，通过提高表面的粗糙度，便可让轻微疏水的表面(cos0〈O)变为具有更大的疏水性；同样地，通过提高表面的粗糙度，也可让亲水表面(cosex))变为具有更大的亲水性。图i显示极为粗糙表面(碎形表面)的这种效应。具体地说，图1绘制粗糙表面上的视在接触角er。ugh的余弦与杨氏(Young)接触角e(其是在相同材料的平坦或"不粗糙，，表面上并且利用不同的液体所决定出来的)的余弦的函数关系。根据文策尔来粗糙化表面(例如入射表面)的示范性方式包含利用各种粗糙体(例如，立柱、尖峰、杆体、或是类似的粗糙体)排列(例如规则的阵列)来装饰该表面。图2中所示的便是此类型结构的范例，其中，粗糙体为形成在有序阵列中的立柱12或尖峰。应该注意的是，在此示范性结构中，该立柱12具有截平的"顶"表面14、陡峭的侧部16、以及介于其间的"凹部，，(凹谷)18。该顶部14、侧部16、以及凹部18的各表面实质上具有相同的疏溶性。在文策尔模型中，位于此表面上的浸没液体接触所有表面(包含该顶部14、侧部16、以及凹部18),这提高该表面的疏水性或亲水性。在各种可能的结构中，文策尔表面的粗糙体可能彼此相同或可能彼此不同。不过，排列(即使是非有序或凌乱的排列)在整个表面上方通常是均匀的，这使得该表面上每一个地方的r实质上恒定。举例来说，通过将该表面表示成由微米或亚微米尺寸的具有立柱结构的多个粗糙体所组成的阵列，便可近似代表图2中所示的粗糙结构的效应，不过，此结构并不具任何限制意义。该粗糙体连同其间的凹部提供两个不同的接触角。这便是Cassie(卡西)与Baxter(巴克斯特)在1944年于7>ww.F"nwZ^40:546-551中所发表的论文以及Cassie(卡西)在1948年于Z)/sc"^.F"r"^j^3:11-15中所发表的论文中所讨论过的所谓的"卡西"模型。根据卡西模型，倘若第一区域(接触角eo覆盖表面的比例为f"举例来说，该粗糙体的顶部的总面积)，而第二区域(接触角02)覆盖表面的比例为f2(举例来说，侧部与凹部的总面积)的话，那么，宏观接触角(e)便可由下面的良好近似公式来给定COS^=/Jcos《+/2COS《(3)在卡西模型中，该浸没液体通常接触该粗糙体的顶部，但却不接触其侧部以及该粗糙体之间的凹部。因此，在该凹部之中，该液体通过一层空气而与下方表面隔开。倘若利用具有粗糙轮廓的粗糙体之间以空气隔开的凹部来代表第二区域f2的话，那么，cose产-i，而因(&+&)=1，故公式(3)便产生下面的公式cose=y;(i+cos《)-i(4)倘若&非常小的话，那么大部分的液体实际上接触空气，从而导致该表面呈现极高的疏溶性(甚至可能是超疏溶性)行为，其中，该液体以"苦行僧，，平躺在钉床上的方式停留在粗糙体的顶端。此状况称为"菲可状态，，，请参见Qu6"，A^"^ATfl^r.1:14-15，2002。用于让入射表面具有疏溶性的粗糙体可能具有任何各种结构，其包含但是并不仅限于立柱、杆体、锥体、尖峰、瘤体、半球体、细管、毛发、其它的规则与不规则形状、单体或复合物，如图3(A)至3(L)中所示。该粗糙体可被排列在如图2中所示的规则阵列之中或是被排列在不规则或凌乱排列之中。该粗糙体可能自我仿射(self-affine)。该粗糙体未必全部具有相同尺寸及/或形状。该粗糙体可通过类脊状的结构而被接合在一起。现在再次参考图2中所示的特定范例，对图中所绘制的各立柱的相对尺寸并不必加以限制。如后面在下文所作的讨论，本发明希望位于粗糙的入射表面上的粗糙体的尺寸(高度以外的尺寸)为"次波长"或是小于入射到该表面上的DUV光的波长。该粗糙体可能全部具有相同的结构(如图2中所示)或者可能在该入射表面上具有不同的结构。不论是相同或不同的结构，该粗糙体均可以凌乱或有序的方式来排列。举例来说，该粗糙体可能由和该窗基板相同的材料所制成，或者可能由被涂敷至或形成在该窗基板的表面上的材料所制成。该粗糙体(以及中间的凹部，若必要的话)可能被涂布，例如利用薄层的氟化硅烷或是其它的疏溶材料来涂布。或者，该粗糙体本身可能由疏溶材料所构成，例如铁弗龙⑧或CYTOP、氟聚合物。即使平滑入射表面并非为疏溶的，对应的粗糙入射表面仍可让该表面具有疏溶性或是提高该表面的疏溶性。举例来说，对表面张力为28.9mN/m的苯(其可媲美目前正在开发中的部分新型浸没液体)来说，利用蜂巢图案的氟碳化合物材料便可达到疏溶性。为达到对照的目的，水的表面张力为73mN/m。通过粗糙化亲溶性材料的表面创造的超疏溶表面，可能在特定环境或条件下回复成亲溶性。举例来说，倘若溶剂从蒸气中凝结在该表面(其包含在该凹部之中)上的话，便可能发生回复作用；或者，倘若外加的压力迫使该溶剂紧密地接触该表面(例如在该凹部之中以及在粗糙体的侧部之上)的话，亦可能发生回复作用。用于浸没微光刻技术的大部分新型候选浸没液体的蒸气压均低于水，所以，这些液体凝结在入射表面上的可能性低于水。另外，任何液体间歇地接触入射表面亦可降低回复成亲溶性的可能性。图2中所示的粗糙体的周期性阵列与结构仅是可有利于菲可状态的疏溶性增强入射表面的范例。因此，应该了解的是，图2的结构并不具任何限制意义。示范性修正例包含但是并不仅限于放置该粗糙体，让它们彼此更紧密或较疏松地分隔；将该粗糙体配置成具有不同于图中所绘制的宽高比；将该粗糙体配置成比图中所示的更"尖锐"或圆钝；将该粗糙体配置成具有不平坦的顶部，例如具有圆形顶部；涂布或不涂布该粗糙体；以全部相同的形状及/或尺寸、全部不相同的形状及/或尺寸来配置该粗糙体，或是以至少两种形状及/或尺寸的组合来配置该粗糙体；让该粗糙体具备更陡峭或较不陡峭的倾斜侧部；让该侧部具有如图中所示的角度或是具有圆形角；及/或让粗糙体具备额外的微米或纳米结构。图3(A)至3(L)中所示的便是各种结构。还应该注意的是，粗糙特征的"排列"可能是有序的(阵列式)、不规则的、或是凌乱的、或是前述的组合。并未完全了解其中可以预期液体接触粗糙入射表面的所有部分(粗糙体、粗糙体尖端、以及凹部；称之为"文策尔状态，，)的环境。另外，也不完全了解其中可以预期液体呈现卡西模型的各方面的所有环境，在卡西模型中，液体仅接触粗糙体的顶端(且因而呈现出"菲可状态"类型的疏溶性)。就能量而言，液固系统倾向停留在最低能量的状态中，其为呈现最小接触角的状态。在以水与水性液体作为浸没液体的情况中，对(在平滑时)仅具有中度疏溶性的入射表面来说，似乎文策尔状态比较有利。菲可状态(在此状态中，作为下方空气陷捕的结果，液滴实质上仅在该粗糙体的顶端处接触该基板)似乎比较有利于(平滑表面上的)接触角超过利用公式(2)与(4)等同代入之后所获得的临界值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>因为cosee必定为负，所以，ec必定大于90。。实际上，即使当平滑表面接触角小于9e，菲可状态有时候仍可能存在。这些状态通常被视为"亚稳的，，菲可状态，当对该液体进行搅动或施加压力时，其便可能回复成文策尔状态。在众多情况中，必须进行大量扰动方能造成回复作用。如本文所公开，抗回复性可能是光学窗的一项有用特性。值得一提的是，可在亲溶性入射表面上创造出有利于抗回复的亚稳菲可状态的粗糙体结构。此发现非常重要，因为对没有任何本质为疏溶的材料可用的特定浸没液体来说，其允许制造出高度疏溶性的光学窗且符合利用该光学窗作为检测器窗的所有必要条件。图5中便概略说明此情况，其中，虛线所示的是亚稳态情况。从上可知，通过"粗糙化，，光学窗或其它结构的入射表面，也就是，利用粗糙特征或粗糙体排列来装饰该入射表面，通常提高该入射表面的疏溶性。粗糙化初始为疏溶的入射表面可提高该表面的疏溶性，如同粗糙化初始为亲溶的入射表面一样。另外，值得一提的是，粗糙化中度亲溶的入射表面则能够赋予该表面高度疏溶的特性，甚至可能是超疏溶特性，明确地说，在通过粗糙化所形成的该粗糙体针对该特殊浸没液体与光波长作过正确选择与尺寸设计的情况下(让该尺寸适当地延伸在亚微米尺寸以下)。粗糙体可根据规则的阵列以图案的方式被排列在该入射表面之上，或是以凌乱的方式被排列在该入射表面之上。经图案化或凌乱的粗糙体可形成在该窗基板本身之中，或者可形成在被涂敷至该窗基板的入射表面的一材料层之中。该粗糙体可被涂布或是不被涂布。用于提供粗糙度的候选技术包含(a)通过喷洒、分散、或是仅沉积适当的UV透射微粒物质(例如熔融硅砂或PTFE)，必要时可利用或不利用一粘结剂，若必要的话可接着进行烘干，以便在该入射表面上形成至少一层，其中，该微粒在该表面上形成该粗糙体；(b)蚀刻该入射表面，例如以化学方式、电气方式、或是利用等离子体来进行蚀刻，以便形成粗糙体排列；(c)对该入射表面电镀或等离子体沉积至少一层适当的UV透射材料，该材料形成或经过处理之后形成所希望的粗糙体排列；(d)在该入射表面上进行溶液沉淀至少一层适当的UV透射材料，该材料形成或经过处理之后形成所希望的粗糙体排列；(e)在该入射表面上进行化学气相沉积，用以沉积适当的UV透射材料，该材料形成或经过处理之后形成所希望的粗糙体排列；(f)在该入射表面上进行外延生长，用以生长适当的UV透射材料，该材料形成或经过处理之后形成所希望的粗糙体排列；(g)以形成粗糙体或包含用以形成粗糙体的后续处理的方式，在该入射表面上或之上模塑适当的UV透射材料；(h)对该入射表面进行微光刻图案化处理，以便形成该粗糙体；以及(i)在该入射表面上形成由低表面能量材料的UV透射微粒所制成的至少一紋路层，该低表面能量材料包含但是并不仅限于氟烷基硅烷、氟聚合物、蜡、氟化物、碳氟化合物，其中，该微粒形成粗糙体排列。参考图4(A)至4(E)，图中所绘的是可将疏溶性改变层施加至一表面的各种示范方式。图4(A)所绘的是装饰有多个粗糙体32a的表面30a，该粗糙体32a是由和基板相同的材料所构成。图4(B)所绘的是具有表面层34b的表面30b，该表面层34b构成该粗糙体32b。图4(C)所绘的是具有表面层34c的表面30c，在该表面层34c之上构成该粗糙体32c。图4(D)所绘的是在其上形成多个粗糙体32d的表面30d，该粗糙体32d是由该表面30d的材料或是利用另一物质所构成，图中还绘出形成在该粗糙体的侧部上以及该粗糙体间的"凹部，，之中的一层34d。图4(E)所绘的是在其上形成多个粗糙体32e的表面30e，该粗糙体32e是由该表面30e的材料或是利用另一物质所构成，图中还绘出形成在该粗糙体的顶部上的一层34e。这些图都仅仅是示范性的，也可使用其它结构。为入射表面装饰凌乱的粗糙体排列也可通过在该入射表面上涂敷溶胶凝胶(举例来说，以用于高功率激光器系统中的"蛾眼，，滤波器来防止透镜中的激光束发生局部集中的现象)来达到。溶胶凝胶法引人注目的原因是因为它们经常可以很低的成本来实施，并且在实施时并不损坏该窗基板的光学特性。该粗糙体排列的本质可能具有均匀的大小或是层次性(hierarchical)，其具有多种粗糙体尺寸。该排列可能是碎形、自我仿射、或是非碎形的。通过上述任何技术来为入射表面装饰粗糙体的优点是可在该入射表面上形成具有足够深度(厚度)的粗糙体，以便提供具有良好耐用性的疏溶特性。另外，在该窗基板本身之中形成该粗糙体的优点则是该窗基板通常较不容易受到高强度入射光的影响。用于该入射表面的溶胶凝胶以及其它粗糙体构形涂覆的优点是它们也可被涂敷得非常厚，从而提供厚度(高度)实质上大于目前用于浸没微光刻技术的光学窗的疏溶性涂剂的厚度的粗糙体。举例来说，米的微粒。常见的厚度范围是数十个纳米至微米。提高厚度通常让光学窗具有更坚固且耐用的性能。若必要的话，可利用疏溶性薄膜构形材料(例如含铁氟龙⑧的材料、氟化硅烷、或是对穿过该光学窗的光的波长具有可接受的透射性的有机硅烷材料)来处理该粗糙的表面。粗糙化入射表面可能导致该表面产生散射与衍射效应，其可能过度地干扰该表面的所希望的光学功能。倘若该入射表面是光学窗的话，那么这些现象便可能是特别关注的。通过让该粗糙体的几何尺度远比该光波长还要精细，便可将散射及/或衍射减至非常小的程度。一般来说，粗糙体小于入射至该表面的光波长(符合此准则的粗糙体便称为"次波长"粗糙体)。一般来说，该粗糙体越小于该波长，源自或穿过该表面的散射与衍射便越少。举例来说，让该粗糙体(举例来说，每一个粗糙体顶端处的区域的尺寸)约为该波长的1/10甚至更小是实际的，且有利于将散射与衍射减至可容忍的程度。更明确地说，对DUV光来说，本发明希望该粗糙体约为20nm甚至更小。因此，入射表面可被制成呈现所希望的疏溶性程度，但却不严重降低光学品质。通过让各粗糙体(举例来说，立柱或类似的粗糙体)彼此相隔适当的距离也可大幅地減低散射。举例来说，在图2中，该立柱12仅占据该光学窗的表面积约5%。应该注意的是，此结构中的粗糙体以及的DUV辐射是透明的。结果，用于制造该粗糙体的材料选择便比使用DUV透明材料的情况还要宽。粗糙度不仅可能产生散射，还可能产生大量的衍射光，该衍射光可能对穿过该光学窗的光学信号造成负面影响。通过在该光学窗与该传感器之间插置光学系统便可减低或避免衍射。图6(A)至6(C)中所示的是此项技术的实施例范例。本实施例中的光学系统30包括第一透镜32、第二透镜34、以及第三透镜36。傅立叶平面38为该第一透镜32的背聚焦平面。源自光学窗40的平行光线被聚焦至该傅立叶平面38中的一点。源自简单透射光栅的衍射光以角度cp从该光栅处出现，其中，该角度(p满足下面的光栅公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>(6)其中，d为光栅间距，而X为入射光的波长。整数n为衍射阶。从简单的线性光栅，通过透镜的衍射光被聚焦在该透镜的背聚焦平面或傅立叶平面的一连串直线处。从例如图2所示的二维结构中，各阶的衍射光被聚焦在该傅立叶平面中的各点处(参见图6(C))。被放置在该傅立叶平面38处的孔径光阑42可用来从信号中消除高阶衍射的透射(以及部分的散射光)。低阶衍射可能落在孔径开口44处，其等于该系统的数值孔径(NA)。若必要或需要的话，通过在被放置在该傅立叶平面38之中的透明板(本文并未详示)之上放置不透明区46便可阻挡这些衍射阶。此结构可让大部分的真实信号通过傅立叶平面38而抵达传感器，并不受到阻碍。虽然图中所示的光学系统30为1:1,不过，亦可将其放大或缩小。现在参考图7,图中所示的是浸没微光刻系统的特定特征组件，也就是，光源40、照明光学系统42、光軍台座44、投射光学系统46、以及晶片(基板)台座48，全部均沿着光轴A来排列。光源40被配置成用以提供脉冲式的照明光光束，例如由KrF准分子激光器所产生的248nm的DUV光、由ArF准分子激光器所产生的193nm的DUV光、或是由F2准分子激光器所产生的157nm的DUV光。照明光学系统42包含光学整合器以及至少一透镜，该至少一透镜调整与塑形该照明光束，用以照明在被安置在该光罩台座44的经图案化光罩50上的特定区域。被限定在该光罩50之上的图案对应于要以微光刻方式被转印至被固定在晶片台座48之上的晶片52的图案。此系统中的微光刻转印利用投射光学系统46，通过从该光軍50处将图案的空间图像投射至该晶片52。投射光学系统46通常包括众多单独光学组件(本文并未详述)，它们以指定的缩小比例(举例来说，1/4或1/5)将图像投射至晶片52上。为达到可转印的目的，利用被称为"光致抗蚀剂"的适当啄光敏感材料层来涂布该晶片表面。光軍台座44被配置成用以在X方向、Y方向中来移动该光罩50，以及绕着Z轴以旋转的方式来移动该光軍50。光罩50在该光罩台座44上的二维位置与定向由激光器干涉仪(图中并未显示)来进行实时检测，而该光罩50的定位则依据所获得的检测结果由主控制单元来施行。晶片52由晶片台座48上的晶片固定器("夹盘"，图中并未显示)来固定。该晶片台座48包含一机构(图中并未显示)，其在必要时用来控制与调整晶片52的聚焦位置(沿着Z轴)以及倾角。晶片台座48还包含多个机构，用以在实质平行于该投射光学系统46的图像构成表面的X-Y平面中移动该晶片。晶片台座48还包含多个机构，用以通过自动聚焦与自动水平方法来调整该晶片52的倾角。因此，该晶片台座用来让晶片表面与投射光学系统的图像表面对准。该晶片的二维位置与定向还由另一激光器干涉仪(图中并未显示)来进行实时监视。基于此监视结果的控制数据从该主控制单元被传送至用于驱动该晶片台座的驱动电路。在膝光期间，通过该投射光学系统的光根据该光罩上的图案，以"步进与重复，，或"步进与扫描"的方式，顺序地从该晶片上的一位置移至另一位置。投射光学系统46通常包括众多透镜组件，它们共同运作用以在该晶片52的已涂布光致抗蚀剂表面上形成曝光图像。为方便起见，最远端的光学组件(也就是，最靠近该晶片表面的光学组件)是物镜53。因为图中所绘的系统是浸没微光刻系统，所以，其在该物镜53与该晶片52的表面之间包含浸没液体54。如上面的讨论，该浸没液体54具有指定类型。至少当要将光罩的图案图像曝光到晶片上时，该浸没液体存在。浸没液体54由液体供应单元56来提供，其可以包括液体槽、泵、以及温度调节器(图中并未单独显示)。该液体54通常由喷嘴机构55轻轻地释放到该物镜53与该晶片表面间的间隙之中。液体回收系统58包含回收吸嘴57，当该供应器56提供新鲜的液体54时，该回收吸嘴57便从该间隙处移除液体。因此，便在该物镜53与该晶片表面之间持续地置换实质上恒定量的浸没液体54。该液体的温度被调节至约与设置有该微光刻系统本身的反应室内部的温度相同。图中还显示在限定在晶片台座48中的凹窝62上延伸的传感器窗60，在该凹窝62中设置传感器64。因此，该窗部60i更隔离该凹窝62中的传感器64。移动晶片台座48以将该窗部60放置在该物镜53的下方，通过连续置换该浸没液体54，可让通过该投射光学系统46的光束透射穿过该浸没液体与窗部60而抵达该传感器64。图8所示的是利用含有上述特征的浸没微光刻系统来制造半导体装置的处理。在步骤301中设计该装置的功能与性能特性。接着，在步骤302中，根据前面的设计步骤来设计具有图案的光軍。在平行的步骤303中，利用硅或其它适当的基板材料来制造晶片。在步骤304中，通过微光刻系统(例如上面所述)将步骤302中所设计的光軍图案曝光在于步骤303中所提供的晶片之上。在步骤305中组装该半导体装置(其包含切割处理、焊接处理、以及封装处理)。最后，在步骤306中检查该装置。图9所示的是制造半导体装置的情况中的上述步骤304的详细流程图范例。在步骤311中(氧化步骤)，氧化该晶片表面。在步骤312中(CVD步骤)，在该晶片表面上形成绝缘薄膜。在步骤313中(形成电极步骤)，通过气相沉积在该晶片上形成电极。在步骤314中(离子注入步骤)，将离子注入该晶片之中。步骤311至314在晶片处理期间形成晶片的"前处理"，而且在每一道步骤中均根据处理需求来进行选择。在晶片处理的每一个阶段，当已经完成上面所述的前处理步骤之后，便施行下面的后处理步骤。在后处理期间，首先，在步骤315中(形成光致抗蚀剂步骤)，将光致抗蚀剂涂敷至该晶片。接着，在步骤316中(曝光步骤)，利用上面所述的微光刻系统来将被定义在该光軍上的电路图案转印至该晶片之上。接着，在步骤317中(显影步骤)，对该经啄光的晶片进行显影。在步骤318中(蚀刻步骤)，利用蚀刻处理来移除残余光致抗蚀剂(经过曝光的材料表面)以外的部分。在步骤319中(光致抗蚀剂移除步骤)，移除经过蚀刻之后仍残留的不必要光致抗蚀剂。通过反复地执行前述的前处理步骤与后处理步骤便形成多个电路图案。虽然已经配合代表性实施例来说明本发明，不过，本发明并不仅限于这些实施例。相反地，本发明希望涵盖由随附申请专利范围所限定的本发明的精神与范畴内的所有修正例、变更例、以及等效例。权利要求1.一种用于透射DUV光光束的光学窗，其包括让该DUV光中至少一波长透射过去的基板，该基板具有装饰有多个次波长粗糙体的入射表面，该次波长粗糙体被排列成让该入射表面对于DUV透射液体是疏溶的。2.如权利要求1所述的光学窗，其中，该次波长粗糙体排列被配置成让该入射表面对于该DUV透射液体是超疏溶的。3.如权利要求1所述的光学窗，其中，该次波长粗糙体选自由立柱、尖峰、锥体、杆体、瘤体、细管、毛发、其它的几何形状、不规则形状及其组合所组成的组。4.如权利要求1所述的光学窗，其中括互连脊。5.如权利要求1所述的光学窗，其中阵列之中。6.如权利要求1所述的光学窗，其中的阵列之中。7.如权利要求1所述的光学窗，其中阵列之中。8.如权利要求1所述的光学窗，其中9.如权利要求1所述的光学窗，其中该粗糙体具有各自的顶表面，该顶表面实质上并不让该至少一波长透射过去；该粗糙体通过凹部而彼此隔开；以及该凹部让该至少一波长透射过去。10.如权利要求1所述的光学窗，其中，每一个粗糙体均具有尺寸不大于3J10的顶表面，其中，k为该DUV光的波长。11.如权利要求1所述的光学窗，其中，该次波长粗糙体排列被配置成根据文策尔模型来让该入射表面具有疏溶性。，该粗糙体中的至少一些包，该粗糙体被排列在规则的，该粗糙体被排列在不规则,该粗糙体被排列在凌乱的，该粗糙体彼此相同。12.如权利要求1所述的光学窗，其中，该次波长粗糙体排列被配置成根据卡西模型来让该入射表面具有疏溶性。13.如权利要求1所述的光学窗，其中，该次波长粗糙体排列被配置成根据菲可状态来让该入射表面具有疏溶性。14.如权利要求13所述的光学窗，其中，该菲可状态是亚稳态的。15.如权利要求1所述的光学窗，其被配置成对穿过该光学窗的光实质上具有非折射性。16.如权利要求1所述的光学窗，其被配置成对穿过该光学窗的光具有折射性。17.如权利要求1所述的光学窗，其中，该基板包括第一材料；以及该基板的入射表面上的粗糙体包括不同于该第一材料的第二材料。18.如权利要求17所述的光学窗，其中，该第二材料的疏溶性大于该第一材料。19.如权利要求17所述的光学窗，其中该粗糙体具有各自的表面；以及该粗糙体的该表面至少包括由该第二材料所制成的一层。20.如权利要求19所述的光学窗，其中，该第二材料的疏溶性大于该第一材料。21.如权利要求19所述的光学窗，其中该粗糙体包含具有各自表面的多个中间凹部；以及该凹部的该表面至少包括由该第二材料所制成的一层。22.如权利要求17所述的光学窗，其中，该粗糙体包含具有各自表面的多个中间凹部；以及该凹部的该表面至少包括由该第二材料所制成的一层。23.—种接触让至少一光波长透射过去的液体的表面，该表面让该至少一波长透射过去并且装饰有次波长粗糙体排列，该次波长粗糙体排列被配置成让该表面对于让光透射过去的液体是疏溶的。24.如权利要求23所述的表面，其被配置成光学窗的至少一部分。25.如权利要求23所述的表面，其中，该光为DUV光。26.如权利要求23所述的表面，其中，让该至少一波长透射过去并且装饰有该粗糙体的表面，是位于基板的至少一部分上、由疏溶性材料所制成的表面。27.如权利要求26所述的表面，其中，该基板包括不同于该疏溶性材料的第一材料。28.如权利要求27所述的表面，其中，该第一材料的疏溶性小于该疏溶性材料。29.如权利要求26所述的表面，其中，该粗糙体具有各自的表面；以及该粗糙体的该表面至少包括由该疏溶性材料所制成的一层。30.如权利要求29所述的表面，其中，该粗糙体包含具有各自表面的多个中间凹部；以及该凹部的该表面至少包括由该疏溶性材料所制成的一层。31.如权利要求26所述的表面，其中，该粗糙体包含具有各自表面的多个中间凹部；以及该凹部的该表面至少包括由第二材料所制成的一层。32.—种光学传感器，其包括光传感器，其对感测光具有灵敏性；以及光学窗，该感测光光束透射穿过该光学窗而抵达该光传感器，该光学窗包括窗基板，其让该感测光的至少一波长透射过去，该窗基板具有装饰有多个次波长粗糙体的入射表面，该粗糙体被排列成让该入射表面对于让感测光透射过去的液体是疏溶的。33.如权利要求32所述的光学传感器，其中，该感测光为DUV光。34.如权利要求32所述的光学传感器，其进一步包括位于该光学窗与该光传感器之间的光学系统。35.如权利要求32所述的光学传感器，其中，该光学系统包括第一透镜，其具有傅立叶平面；以及孔径光阑，其位于该傅立叶平面处，该孔径光阑定义一孔径，其尺寸被设计为让低阶衍射光从该光学窗透射过去并且让高阶衍射光在该光学窗处被阻挡。36.如权利要求35所述的光学传感器，其进一步包括至少一笫二透镜，该第二透镜位于该傅立叶平面与该光传感器之间。37.如权利要求35所述的光学传感器，其中，该孔径光阑在该孔径内进一步包含至少一衍射阶光阑。38.—种运用膝光用的光来将图案曝光在基板之上的浸没;微光刻系统，该系统包括基板台座，当通过该膝光用的光将该图案啄光至该基板上时，该基板台座被配置成用以固定该基板；相对于该基板台座设置的投射光学系统以及曝光源，用以将该曝光用的光导送至该基板上，而来自该投射光学系统的曝光用的光通过位于该投射光学系统与该基板之间的让曝光用的光透射过去的浸没液体；以及光学传感器，其配合该基板台座，该光学传感器包括(a)光传感器；以及(b)光学窗，感测光光束透射穿过该光学窗而到达该光传感器，该光学窗包括窗基板，其让该感测光的至少一波长透射过去，该窗基板具有装饰有多个次波长粗糙体的入射表面，该粗糙体被排列成让该入射表面对于该浸没液体是疏溶的。39.如权利要求38所述的系统，其中，该曝光用的光与该感测光分别为DUV光。全文摘要本发明提供用以让光(例如深UV(DUV)光)透射过去的光学窗。示范性光学窗包含可让该光的至少一波长透射过去的窗基板。该窗基板具有装饰有多个次波长粗糙体的入射表面，该粗糙体被排列成让该入射表面对于让该光透射过去的液体是疏溶的。该次波长粗糙体排列可被配置成让该入射表面对于该液体是超疏溶的。该次波长粗糙体可具有任何各种形状及它们的组合，并且可以规则或不规则地排列。文档编号G02B1/10GK101416076SQ200780011805公开日2009年4月22日申请日期2007年3月28日优先权日2006年4月3日发明者M·R·索加德申请人:株式会社尼康