专利名称：在光学石版曝光时冷却标线板的方法以及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在远紫外光学石版工具中的标线板的散热。
现有技术在当前的光学石版技术中，在基底上的原版图案(亦称为标线板)，系通过投射深紫外线光(DUV)穿透标线板，或将远紫外线反射离开标线板，且然后使该光线通过成像光学组件而落在晶片上，以至于将原版图案复制在晶片上。欲将接近微米的图案复制在晶片上时，其要求必须使晶片与标线板相对于成像光学组件之间维持在精确的位置关系上。在DUV步骤以及扫描光学石版工具的情形时，标线板通常通过真空方式而固定在标线板台座上，但是对于EUV工具来说，真空被用于EUV传导，所以使用静电力来取代真空。介于标线板与其台座之间的机械界面一般称为夹头。
一般来说，标线板因为受到曝光照射而受热，导致标线板产生扭曲。对于大部分的DUV工具来说，标线板基底是低膨胀熔化的二氧化硅，且标线板的温度上升是通过以周围大气增进效果的热传机构来限制住的，所以能够将上述产生的扭曲保持在可接受的程度内。然而，对于EUV工具来说，当欲形成小于30nm的影像且在标线板上的热负载较大时，EUV标线板一般都是接近零膨胀的材质所制成的，例如超低膨胀玻璃。即使具有此项优点，考虑到真空环境及标线板的低红外线发射率，所以仍然需要冷却作用来克服热扭曲现象。
在传统的EUV夹头设计中，标线板是通过静电力而固持紧靠着一静电卡钳的疙瘩表面。可以在标线板与卡钳之间注入气体，以便提升从标线板到标线板台座的热传效果。也可以在静电夹钳后方的夹头中之通道内，助入循环的冷却流体，以便限制温度上升及所导致的扭曲。静电夹钳是被装配到一坚硬又接近零膨胀的结构上，此结构可以固持住标线板台座定位系统的度量衡参考轴。
为了达成所须的精度，所以标线板台座可以混合磁力漂浮，以便允许标线板位置产生极精确的控制。标线板台座的磁力漂浮部是被称为短冲程台座，且包含一低膨胀坚硬结构、力量起动器、度量衡参考轴及标线板夹头。短冲程模块能够与一沿着扫描轴移动的长冲程台座产生反应，短冲程台座可以设计成具有一整体的夹头，或是一个分离的夹头模块，以便从短冲程结构移除。在任一种情形中，均相当不希望使液体跑到短冲程台座上，因为流体所引入的震动以及连接软管的动力特性会降低图案的定位精度。冷却的液体会跑到长冲程台座上，以便冷却起动器线圈，且由于磁力漂浮所提供的高度隔离，因此不会产生出太严重的问题。
图1是一传统系统100，包括一短冲程台座部102。短冲程台座部102包括一标线板104及一夹头(组件108与112的组合)的薄前板106，此两者是通过一气体间隙106而分开。水流过位于前板108″下方″的一热移除区域110，在此热移除区域110下方，设有夹头的一坚硬结构112。
标线板104是放置在标线板台座上，包括用于精细定位的短冲程台座(在下文中可互换地称为短冲程台座或SS)，以及用于粗略定位的长冲程台座(未显示于此图形中)(在下文中可互换地称为长冲程台座或LS)。传统地，这些台座是连接在一起，且至少一个台座是使用流体来进行冷却。在大部分的情形中，可以在标线板与晶片之间使用光学组件，以便在曝光之前减少图案且补偿任何图案的变形。对一连串图案进行曝光，以便制造出各种层，而用于在晶片上形成电子装置。为了使制造出来的装置能够正确地运作，图案必须精确地覆盖在上面而仅能有些微的偏差。这一点在远紫外光(EUV)系统尤其重要，因为被制造的装置之特征尺寸甚至只有小于50nm的等级。因此，即使与每层图案的正确位置只有小于10nm的偏移，都仍然会使晶片上的装置无法使用。
在光学石版系统中，用于曝光的光线可以通过光学组件以及周围气体来吸收。为了减少在EUV中的吸收效果，所以在真空中执行曝光处理，且使用一反射性的标线板。EUV的标线板一般能够反射掉百分之六十以下的入射光，光线与标线板之间的交互作用(亦称为光化性热负载)能够使标线板的温度上升，因而导致标线板上的图案产生扭曲，且因此也使得在晶片上的复制图案产生扭曲。这样的扭曲现象在EUV系统中更为麻烦，因为如上所述，在图案的复制期间它仅允许相当小的余隙。虽然在使用比EUV波长更大的波长来操作之其它系统中使用穿透性标线板，这样就较不会受到扭曲现象的影响，但是由于完全吸收的现象，仍使得这些系统无法与EUV光一起使用。
已经研发了许多冷却系统，以便补偿由于曝光所导致的标线板温度上升。典型的冷却系统系通过在长及/或短冲程台座中的通道内循行液体，以保持台座的冷却，同时亦冷却在短冲程台座上的标线板。然而，很不幸地，由于液体的持续流动，冷却系统会使台座产生震动，这样的震动会使曝光在晶片上的图案变得模糊。即使将冷却系统移动到长冲程台座时，震动也依然会透过长冲程台座与短冲程台座之间的物理连接而传递。
因此，需要一种系统及方法，能够控制在EUV工具中的标线板的热扭曲，而不需要使用液体冷却过的标线板夹头。
因此，需要一种系统及方法，用以在短冲程台座的一辐射连接装置上提供足够的表面积，以便允许从标线板产生出有效的热传递且通过短冲程台座。而且，需要一种冷却系统及方法，使得短冲程台座能够夹持住标线板，且不需要任何通过短冲程台座的液体流，且不需要使短冲程台座连接到长冲程台座上，因而减少不想要的震动。
发明内容
本发明的实施例提供一系统，包含第一台座及第二台座，第一台座包括一辐射联结器及冷却部，而第二台座是辐射式地连结到第一台座上。第二台座包括一基底接收装置、连结到基底接收装置的一均匀热移除部，以及连结到均匀热移除部之辐射联结器。
本发明的其它实施例提供一种从基底散热的方法。此方法能够将热量从基底传送到一基底接收装置，亦将热量从基底接收装置传送至一均匀热移除装置。此方法亦将热量从均匀热移除装置传送至第一辐射联结器。此方法亦将热量从第一辐射联结器传送到第二辐射联结器，然后以一冷却系统将所传送来的热量发散出去。
本发明的其它实施例提供一种系统，用以接收、固持与控制基底的温度。此系统包括一坚硬结构，其具有大致上为零的热膨胀系数(CTE)且拘束住基底。此系统亦包括一热移除部，具有比坚硬结构更大的CTE与热传导性，能够将过多的热量从基底移除。此系统亦包括用以将基底热连结至热移除部上之机构，此系统亦包括热隔离机构，用以将热移除部与坚硬结构产生热隔离，此系统亦包括接谢联结机构，用以将热移除部机械式地联结到坚硬结构上，此系统亦包括辐射机构，用以将过多的热量从热移除部移开。
上述实施例的一项优点在于它能够将基底所吸收的所有能量(例如约12W)予以移除。
上述实施例的另一项优点在于基底能够维持在一想要的中间温度(例如大约22℃)。
上述实施例的另一项优点在于假如基底是一标线板的话，则标线板的平面内(in-plane)扭曲，也就是标线板图案就会被局限于想要的公差内(例如小于2nm，1nm＝1/1000mm＝1×10-9m)。
上述实施例的另一项优点在于假如基底是一标线板的话，则标线板的平面外(out-of-plane)扭曲，也就是标线板图案就会被局限于想要的公差内(例如小于50nm)。
上述实施例的另一项优点在于基底的起初弓形弯曲会被压扁(例如从1.5mm的弓形弯曲变成大约50nm的弓形弯曲)。
上述实施例的另一项优点在于此系统与方法能够与高度真空环境兼容。
上述实施例的另一项优点在于此系统与方法能够允许短冲程台座与长冲程台座之间的相对移动，其中短冲程台座(例如精密或细微台座)上头安装有一基底固持器(例如夹头)，而长冲程台座(例如粗略或副台座)能漂浮与推进短冲程台座。
上述实施例的另一项优点在于此系统与方法能够允许短冲程台座与长冲程台座之间的相对移动(例如工作间隙等)至一想要的距离(例如大约1.5mm)，以便用于光学石版工具设计。
以下，将参考
本发明的其它实施例、特色与优点，以及本发明各种实施例的结构与操作。
对附图的简要说明包含于该说明书中并形成该说明书一部分的附图对本发明进行了图解说明，并且和说明书一起进一步解释了本发明的原理，和使本领域的技术人员可实施和使用本发明。
图1显示传统的标线板固持系统；图2显示本发明实施例的标线板固持系统；图3与4显示栅状图案，系用于本发明实施例中接触标线板的标线板固持系统之突起；图5是一热流图，显示在一标线板内的光吸收所产生的热量，且通过标线板与本发明实施例光学石版系统的一部分；图6A、6B及6C是剖面图，显示本发明实施例标线板固持系统的一些部位；图6D是一热流图，显示在一标线板内的光吸收所产生的热量，且通过标线板与图6A至6C的光学石版系统之一部分；图7A是一剖面图，显示本发明实施例标线板固持系统的一些部位；图7B是一热流图，显示在一标线板内的光吸收所产生的热量，且通过标线板与图7A的光学石版系统之一部分；图8A是一剖面图，显示本发明实施例标线板固持系统的一些部位；图8B是一热流图，显示在一标线板内的光吸收所产生的热量，且通过标线板与图8A的光学石版系统之一部分；图9A是一剖面图，显示本发明实施例标线板固持系统的一些部位；图9B显示一辐射联结器，系位于本发明实施例的标线板固持系统之一部分内；图9C与9D是热流图，显示在一标线板内的光吸收所产生的热量，且通过标线板与图9A的光学石版系统之一部分；图10A是一剖面图，显示本发明实施例标线板固持系统的一些部位；图10B是一剖面图，显示本发明实施例标线板固持系统的一些部位；图10C是一分解立体图，显示本发明实施例标线板固持系统的一些部位；图10D是图10C的局部放大图；图10E、10F、10G及10H是分解剖面图，显示本发明实施例标线板固持系统的一些部位；图10I与10J是热流图，显示在一标线板内的光吸收所产生的热量，且通过标线板与图10A至10H的光学石版系统之一部分；图11A是一剖面图，显示本发明实施例标线板固持系统的一些部位；图11B是一分解剖面图，显示本发明实施例标线板固持系统的一些部位；图11C是一热流图，显示在一标线板内的光吸收所产生的热量，且通过标线板与图11A与11B的光学石版系统之一部分。
以下，将参考
本发明。在图形中，相似的附图标记表示相同或功能类似的组件。并且，附图标记中最左边的数字表示该附图标记第一次出现的图形。
对本发明的详细说明概要在整份说明书中，标线板被描述成一组件，受到本发明的系统与方法而冷却。要知道的是此系统与方法可用于冷却一固持于短冲程晶片台座上的晶片，而同时曝光该晶片。同样地，此系统与方法也可以用于冷却一固持于短冲程标线板台座上的标线板，而同时曝光该标线板。因此，在整份说明书中，标线板一词可与晶片或基底等词互换，而不会背离本发明。为了方便起见，本发明之系统与方法的大部分叙述均统称标线板。
不同实施例的系统与方法使在一短冲程台座内循环冷却剂变得不需要，如此便消除了冷却剂流过短冲程台座时所产生的震动。在覆盖图案于晶片上的期间，这些震动对于一光学石版工具的光学石版性能是相当有害的。此外，本发明实施例的系统与方法能通过在短冲程台座内维持固定的温度与温度变形，且不论在标线板、晶片或基底上的光化热负荷如何，防止短冲程台座的热引发变形中的变化。因此，由于对短冲程台座的更精确位置控制，本发明的实施例能产生改进的光学石版性能，而同时从标线板上移除相当大的光化热负荷。这一点是通过以下步骤而完成的(1)传导热量，使其经由标线板、晶片或基底与短冲程台座组件；(2)辐射式地传热，使其从短冲程台座传热到长冲程台座；以及(3)使用一对流及冷却系统，以便将热量从长冲程台座发散出去。短冲程台座可以从长冲程台座处以磁力漂浮起来，这样的方式并无任何物理上的接触，但是长冲程台座的移动仍然可以控制短冲程台座的移动。通过不与长冲程台座产生物理上的接触，短冲程台座就不会受到流动的冷却剂在长冲程台座中所导致的震动的影响。
在整份说明书中，要知道的是″上″、″下″、″向前″、″向后″或任何其它方向性用语均为参考图形而叙述的，且并非用以局限本发明系统的定位。
在整份说明书中，从图6B与10C中可以清楚看出，短冲程台座(或SS)系指在曝光期间执行晶片或标线板的细微定位的台座。此SS可相对于长冲程台座(或LS)漂浮，亦可图6B与10C中清楚看出。在热量经由与本发明实施例相关的各种装置而传送到长冲程台座之后，LS则执行大部分的冷却。
A.整个系统与方法图2显示本发明实施例的一光学石版系统的一部位200，此部位200包括一基底(例如标线板或晶片)202、一基底固持装置或部(例如夹头、静电夹头、坚硬结构等类似物)204、一均匀热移除装置或部(例如热扩散器或热扩散板)206，及一辐射联结装置或部(例如辐射联结器)208。在一些实施例中，介于基底202与夹头204之间，设有一热联结机构(例如填满流体的一间隙)210。在一些实施例中，热扩散器206可以具有一延伸部位(例如热分流器)212，其放置在通过短冲程结构(未显示与此图)所形成的一开口(例如细长开口)214中。因此，通过吸收了从标线板202反射的光所产生的大部分热量会通过热扩散器206而均匀地扩散开来，且通过到细长开口214中的分流器212，以便通过辐射联结器208而辐射式地传送到长冲程台座(未显示于此图形中)，而不会进入短冲程结构内。
在整份说明书所叙述的各种实施例中，基底固持装置可具有大致上为零的热膨胀系数(CTE)，而热移除装置则具有比基底固持装置更大的CTE及更大的热传导性。
在整份说明书所叙述的各种实施例中，基底固持装置204可以由低膨胀玻璃或陶瓷而制成，例如CORNING的超低膨胀玻璃、SCHOTT的Zerodur、或KYOCERA的Cordurite低膨胀陶瓷。在整份说明书所叙述的各种实施例中，热移除装置206可以由氮化铝、碳化硅、铝、铜、银或具有类似特性的材质制成。
在整份说明书所叙述的各种实施例中，热联结机构210可以是一流体，例如气体，其能够被加压至一压力，高于环绕光学石版系统附近的气体压力。
图3及4分别显示本发明实施例的夹头204之部位300与400。在使用期间，标线板202可以静电方式固持在夹头204上，而停靠在短冲程结构内的支撑装置(例如肋)304或404之一交叉点处的突起302或402上。突起302可以是呈现短粗圆柱体状，大约5μm高且直径1mm。突起302是用以标线板变得平整而不会受到标线板202与夹头204之间陷入的颗粒而影响，介于突起302之间的凹陷区域能够形成标线板202与夹头204之间的间隙，如此可容纳相当大的颗粒存在，例如大到5μm的颗粒。图3中的部位300与图4中的部位400，两者之间的差异在于栅格之设计，其中部位300使肋304形成正方形的栅格设计，而部位400使肋404形成三角形的栅格设计。
突起302的间距是根据平面内扭曲的最大值而决定的，间距是指相邻突起302或402之间的距离。为了扫描光学石版系统，标线板202在Y方向(例如正交于图2页面)上受到加速，直到六倍重力加速度而达成高产量。标线板202是以Z方向(例如与图2页面垂直的方向)上的力量静电式地夹持在夹头204上，摩擦力可以在Y方向上提供力量，但是因为高摩擦力就需要高夹持力(例如大约10Kpa的夹持压力)。这样高的夹持压力会导致标线板202在突起302之间产生下垂与扭曲，因为其中并无支撑点。这样的下垂会导致标线板202以及其上的图案超过了可允许的扭曲极限，因此，这些条件便规定了突起302的定位。在一些实施例中，突起302可以间隔8.5mm以形成图3的正方形栅格，或间隔12.5mm以形成图4的三角形栅格。
当标线板202并未受到固持时(亦即受热但并未被夹持)，标线板202的热膨胀将会超过最大设计规格达到三倍可允许公差以上。理想中，标线板202会受到无限大的摩擦力而夹持在一相当坚硬不会膨胀的夹头204上，然后热膨胀与扭曲将大约只是可允许公差的四分之一而已。然而，不幸地，理想的情形只是理论而已。因此，以下的说明将探讨几个实施例，包含一个低热膨胀且坚硬的夹头204，试着尽可能地接近理想状态。
图5显示流过本发明实施例的光学石版系统的部位的热流500。在以下的说明书中，将使用EUV作为光学石版系统的周围环境来进行探讨。EUV一词是指具有波长等于或小于157nm的辐射线，包含但不局限于70至100nm之间的辐射线。要知道的是本发明的系统与方法可用于发散在光学石版系统中任何种类光源所产生的热量(包含波长大于157nm的光线)。
从标线板202反射的EUV光会使热量被标线板202本身所吸收，如502所示。热量是从标线板202经由气体间隙210传送至一夹头前板504，此部位可为夹头204的一部位，且通过一热传导网络506。热传导网络506可以是任何已知的装置或结构，可将让热量从夹头前板504传导开来，例如延伸部位(例如图6A中的组件610及图6B中的组件650)。热传导网络506通常是热扩散器206的一部分或者联结至热扩散器。在通过了热传导网络506之后，热量在508的位置被辐射式地传送到一辐射联结器510(稍后会详细说明)，此辐射联结器是联结至长冲程台座(LS)(未显示，但稍后会详细说明)。辐射联结器510使用在512处的对流经由长冲程台座而将热量传送出去，此传送出去的热量经由在514处的一循环冷却物质(例如冷却剂)而产生冷却，此循环冷却物质会循环通过长冲程台座。
实际上，辐射热传速率一般来说较低，所以弥补这一点，可增加辐射表面积。用以移除来自夹头204的热量所须的表面积一般来说是根据辐射联结器208的″折叠因子(folding factor)″而决定的，其中这些热量是在EUV光曝射期间经由辐射联结器208通过标线板202而产生的。折叠因子的定义如下折叠因子＝在耦合装置中的辐射面积/标线板的底面积在大部分的实施例中，所需要的折叠因子之范围大约是12到17，热负载可以决定折叠因子。使用此量值的折叠因子能减少在系统内使用很冷的流体来冷却长冲程台座辐射联结器510。
可以使用几种形式的辐射联结器510。第一种形式的辐射联结器510是一内插入扁平翼片联结器系统，其对于X方向上联结器208与510之间的间隙增加相当敏感，但是对于Y与Z方向上的相对移动则不敏感，亦即平行于扁平翼片(例如图6A中的组件610)的深度与长度之方向上。因此，即使出现了很大的间隙(例如超过1mm的间隙)，内插入扁平翼片联结器系统也可以轻易产生很大的辐射表面积。另一种形式的辐射联结器510是一孔内装入销的联结器系统，其在X与Y方向上对于联结器208与510之间的间隙增加同样地相当敏感，对于孔内装入销的联结器系统来说，较难以很大的间隙产生大表面积，来容纳长冲程与短冲程台座之间的相对移动。然而，孔内装入销的辐射联结器510可以被制作得更加精巧，质轻，且比内插入扁平翼片联结器系统更容易制造。以下讨论的各种实施例系使用一种或其它种类的联结器510。实际上，要选择哪一实施例配合特定应用主要是根据热负载、可允许的热引发性扭曲，及冷却剂温度的可允许下限而决定的。以下的实施例其排列顺序，是依照热引发性扭曲抑制性能、热负载容量及效率的递增而排列的，当然一般来说也会与递增的复杂性、重量与成本一致。
B.使用蜂巢状肋透过分离的短冲程台座联结器传热的标线板固持系统图6A是一剖面图，显示本发明实施例光学石版工具中的短冲程台座(SS)与长冲程台座(LS)的一部位600。部位600包括一前板602，其联结到突起604及肋606。在一些实施例中，肋606可以形成为蜂巢结构。部位600亦包括一短冲程台座辐射联结器的扁平翼片610上。
图6B是一部位620的侧视图，此部位620包含有本发明实施例的部位600。标线板202的背部622是暂时地装配至一短冲程台座626的前侧624上，标线板202可以通过一内建短冲程台座626中的静电夹钳(未显示)而暂时地联结起来。可以在标线板202与静电夹钳之间导入低压气体，以便增进其间的物理界面之热传导性，气体的实施例可以是氩。在一些实施例中，热量以相反于光化性热负载的速率而添加至短冲程台座626。如此一来，定义为光化性热负载加上添加的热负载之总热负载，对于每个标线板202及照明条件来说就会大致上相等。总热负载是经由一具有厚度的短冲程台座而传导，且通过使用一辐射联结系统632而从短冲程台座626的背部628传送到长冲程台座630上。通过在长冲程台座630中通道(例如导管、管、通道等)内循环一冷却流体634而移除总热负载，此总热负载是经由长冲程台座630通过对流在位置633(图6D)处所产生的。
将说明本发明的几个实施例，但是必须提供热量至一光学石版系统的一些部位上。在操作时，绝无法达到稳定状态，且控制系统的夹头/标线板的行为是相当重要的，这一点在瞬变期间能够使扭曲缩小化。为达此目的，通过添加与所吸收的光化热相反比例的电热就能将温度或夹头/标线板部维持在一固定的热负载或温度上。如此可允许快速升温至操作温度，当没有光化性热负载(例如交换标线板)时，这一点是相当理想且亦能防止短冲程台座的过度温降。
在包括有添加热量的实施例中，联结到短冲程台座626上的一加热装置(例如电热器)638可以产生热量。在一些实施例中，电热器638可以是一膜加热器，大致上与标线板202的底面尺寸相等，此加热器位于短冲程台座626的前表面624附近且相当接近标线板202的背侧622。在一些实施例中，输入到加热器638内的电子输入可以通过联结至一传感器642的控制器640而控制。此控制器640可以使用向前馈进法，包含以下步骤(1)使用传感器642测量入射在标线板202上的光化能量，以便侦测EUV光线的强度；(2)根据来自储存区644中的储存资料，测量或读取标线板202的平均吸收性；(3)通过将光化能量乘上平均吸收性，而计算光化热负载；及(4)根据所计算出来的光化热负载，而调整加热器电流。在其它实施例中，可以使用反馈法通过控制器640而控制输入到加热器638内的电子输入，此包含使用安装在短冲程台座626上的至少一个温度传感器642。在其它实施例中，控制器640可以是Minco Products企业制造的HEATERSTAT型控制器640，刊载于Minco公司2000年5月发行的″Bulletin CT198″，其全文在此并入作为参考。可以通过HEATERSTAT型控制器640来控制输入到加热器638的电子输入，且可以使用加热器(例如金属箔加热器)来用于加热与温度感测两方面。在其它的实施例中，使用向前馈进法与反馈法之组合的控制器640可以控制输入到加热器638的电子输入。在其它的实施例中，并未添加热量到短冲程台座626上，所以便允许短冲程台座626的温度随着光化性热输入而变化。
继续参考图6B，辐射联结器632包括第一翼状板646，其具有一基座板648及数个翼片650，这些数个翼片是垂直放置在基座板648上，翼状板646是联结到短冲程台座626的背侧上。辐射联结器632亦包括第二翼状板652，具有与第一翼状板大致相同的几何形状，系联结到长冲程台座630的前侧654上。结构620能使长冲程台座630维持与短冲程台座626的对齐，以便使来自第一与第二翼状板646与652的翼片能够分别内插而不会彼此相互接触。
图6C显示本发明实施例的翼状板646及/或652，翼状板646/652各包括一热释放区662、热扩散器区664及翼片区665。在一实施例中，热释放区662具有许多销668。热释放区662可以连结到SS结构626或LS结构630上，热释放区662由于材质的不吻合而有助于减少热应变。例如，热释放区662允许具有低热膨胀系数(CTE)的短冲程结构626被装配在一较高CTE的联结器上，其装配方式的挠性足够以避免由于材质不吻合、热扩散器区664及翼片区665所导致的过度热应变。每个销662的尖端668可以被联结到一各自台座626及/或630上，这一点可通过使用热环氧化物而达成。在一些实施例中，可使用一柔顺材质将翼状板646及/或652联结到各自的台座626及/或630上，例如使用软聚合体。在其它实施例中，能通过可变形软焊圆柱将翼状板646及/或652联结到各自的台座626及/或630上。在一些实施例上，翼状板646及/或652可以由铝制成，且涂敷上一层具有高红外线发射率的材质。在其它实施例中，翼状板646及/或652可以由碳制成。在一些实施例中，翼状板646及652两者的底面积大约可以是相同的(例如大约200mm×200mm)。翼片665的大小大约是长度200mm、高度25mm而厚度1mm。介于相邻内插翼片665之间的间隙可以是0.1mm到2mm。为了维持台座626与630、马达与轴承之间的对齐，可以使用一位置传感器，用以一般的台座定位与导引。因此，不需要添加任何额外或特殊用于结构620的对齐装置。
图6D显示流过包含部位600及620的一系统的热流670。EUV光线产生热量，以便在位置672处通过标线板202所吸收。热量是经由标线板202、气体210、夹头前板602、夹头蜂巢606、包含销662的界面674、即翼状板646(例如SSIR联结器)以传导方式传送。其次，透过在位置676处的辐射，热量是从翼状板646被传送至长冲程台座(LS)辐射联结器(例如IR联结器)上。最后，透过在位置633处的对流，热量通过冷却剂634而从长冲程台座652移开。
C.使用蜂巢肋直接将热辐射至长冲程台座联结器的标线板固持系统图7A是一剖面图，显示本发明实施例光学石版工具中的短冲程台座(底部，划有并行线阴影的部位)及长冲程台座(顶部，未划有并行线阴影的部位)的一部位700。部位700可以是一辐射联结器或一孔内装入销的辐射联结器，部位700包括一前板702，其具有突起704与延伸部位(例如肋)706。在一些实施例中，肋706可以形成为蜂巢状结构。部位700亦包括一长冲程台座辐射联结器708，其具有延伸部位(例如长冲程台座销翼片)710及通道(亦即导管)712。一冷却物质(例如冷却剂)714可流经通道712，销翼片710可以被放置在肋706之间所形成的正方形孔716内。
图7B显示流过包含部位700的一系统的热流720。EUV光线产生热量，以便在位置722处通过标线板202所吸收。热量是经由标线板202、气体210、夹头前板702、以及肋(夹头蜂巢)706以传导方式传送。其次，透过在位置724处的辐射，热量是从肋706被传送至长冲程台座(LS)辐射联结器(例如IR联结器)708上。最后，透过在位置726处的对流，热量通过冷却剂714而从长冲程台座移开。
图7A及7B所示的实施例的缺点在于翼片的效率很低，这是因为蜂巢肋706的传导性很低。一般来说，具有低CTE且适合制造如短冲程台座的一热稳定结构之材质，亦具有很低的热传导性。当用于热传时，低热传导性会导致很低的效率，就如以辐射翼片的情形。很低的翼片效率需要很高的折叠因子，才能达成足够的辐射面积，无此有导致很厚重的结构。而且，因为使用销翼片710，所以在短冲程台座与长冲程台座之间的间隙716(图7A)具有很高的灵敏性。因此，由于整个效率很差，所以这些实施例需要很冷的冷却剂温度，才能将标线板202反射EUV光而吸收的可能最大功率12W予以发散出去。此外，因为通过短冲程台座的热路径，于是产生出温度梯度(亦即，较高的温度靠近标线板，而较低的温度靠近联结器)，如此导致了不均匀的扭曲、弯成弓形及翘曲。因此，由于标线板固持装置的扭曲，使得标线板的热引发性扭曲可能会超过可允许的限度。
D.使用中空热分流器直接将热辐射至长冲程台座联结器的标线板固持系统图8A是一剖面图，显示本发明实施例光学石版工具中的短冲程台座及长冲程台座之一部位800。部位800包括一前板802，其具有突起804与延伸部位(例如肋)806。在一些实施例中，肋806可以形成为蜂巢状结构。部位800亦包括联结至一热扩散器板810的热分流器808，此热扩散器板又是联结到前板802上。部位800近一步包含一长冲程台座辐射联结器812(例如IR联结器)，其具有延伸部位(例如LS IR联结器销翼片)814及通道816，一冷却物质818可流经此通道。
图8B显示流过包含部位800的一系统的热流830。EUV光线产生热量，以便在位置832处通过标线板202所吸收。热量是经由标线板202、气体210、夹头前板802、热扩散器810及热分流器808以传导方式传送。其次，透过在位置834处的辐射，热量是从分流器808被传送至长冲程台座(LS)辐射联结器(例如IR联结器)812上。最后，透过在位置836处的对流，热量通过冷却剂818而从长冲程台座移开。
相较于上述其它实施例，部位800相当小巧且质轻，但是却难以达成良好的热性能。热扩散器810在热分流器808与前板802之间提供极佳的接触，且亦增进前板802的热稳定性。因于销翼片的双重使用，所以此结构能够对于在短冲程台座与长冲程台座之间的间隙820(图8A)产生很高的灵敏性。对于工作间隙小于1.5mm之情形，标线板202根据反射的EUV光所吸收之功率12W则需要相当冷冷却剂温度。
此实施例相较于图7A及7B的实施例，其改进之处在于通过以相当有效率的分流器来取代传导肋，以便进行通过短冲程台座厚度的热传导。此实施例亦使大部分的热量从蜂巢导引离开，如此可大幅减少温度梯度及其热引发性扭曲。
E.使用独立装配至前板的热分流器的标线板固持系统图9A是一剖面图，显示本发明实施例光学石版工具中的短冲程台座的一部位900。部位900包括一前板902，其具有突起904与延伸部位(例如肋)906。在一些实施例中，肋906可以形成为蜂巢状结构。部位900亦包括联结至前板902的热分流器908，部位900近一步包含一短冲程台座辐射联结器910(例如IR联结器)，其具有延伸部位(例如扁平翼片)912。这些实施例亦可包括一长冲程台座，具有一辐射联结器及一冷却系统，为了方便起见并未显示于图形中。
图9B显示翼片922的一结构，可用于本发明的各种实施例。当翼片922被用在图9A及图10A至G所示的实施例时，根据短冲程台座与长冲程台座之间所需的间隙而定，则所导致用于笔直扁平翼片的谐振频率(例如约1kHz)可能会太低。为了增加硬度与谐振频率(例如大于3kHz)，翼片922可以形成Z字形设计920，且翼片922的自由端924可通过一装置926而区隔起来。
图9C显示流过包含部位900的一系统的热流930。EUV光线产生热量，以便在位置932处通过标线板202所吸收。热量是经由标线板202、气体210、夹头前板902、热分流器908及联结器(例如SS IR联结器)910以传导方式传送。其次，透过在位置934处的辐射，热量是从联结器910被传送至长冲程台座(LS)辐射联结器(例如IR联结器)936上。最后，透过在位置938处的对流，热量通过冷却剂940而从长冲程台座移开。
部位900的一项缺点在于各自分流器908与前板902之间的有限接触面积会产生过高的热阻以及很差的平面内温度不均匀性(亦即冷温度集中在分流器联结至前板处)。然而，这项缺点可以通过以下方式减轻，就是在前板902背部上形成凹陷图案以及在分流器的一端上形成配合的凸出图案。
图9D显示流过包含一修改部位900的一系统的热流950，此部位在联结器910中具有一加热装置(例如电热器)952。加热装置952其功能类似于通过图6A至6D所示的控制方法的加热组件638。EUV光线产生热量，以便在位置932处通过标线板202所吸收。热量是经由标线板202、气体210、夹头前板902、热分流器908及联结器(例如SS IR联结器)910以传导方式传送。为了维持固定的热负载，电热器952是被放置在联结器910附近或里面。如上所述，热量相对于所吸收的光化热而反比添加。其次，透过在位置956处的辐射，热量是从联结器910被传送至长冲程台座(LS)辐射联结器(例如IR联结器)936上。最后，透过在位置958处的对流，热量通过冷却剂940而从长冲程台座移开。
F.使用介于前板与热分流器之间的热扩散器的标线板固持系统图10A及10B分别是一剖面图与分解图，显示本发明实施例光学石版工具中一短冲程台座的一部位1000。部位1000包括一前板1002，其具有第一突起1004与第二突起1006。部位1000亦包括具有孔1010的一均匀热扩散器(例如热扩散器板及热扩散装置)1008。分流器1012是被联结到热联结器板1008上，部位1000更包括一蜂巢结构1014，其具有放置在孔1010内的第一延伸部位(例如浮凸)1016及第二延伸部位1018。蜂巢结构1014亦具有一沟纹(例如弹性体密封沟纹)1020，可容纳一密封装置(例如弹性体密封件)1022。固持装置(帽盖)1024是被联结到蜂巢结构1014上，以便将弹性装置(例如压缩弹簧)1026固持在分流器1012。用以将热扩散器1008维持在前板1002附近的压缩弹簧1026是被压缩而紧靠着延伸部位1028，当弹簧1026是通过帽盖1024而固持时，延伸部位可从分流器1012延伸。放置一联结器基座板1030以便将密封装置1022固持在沟纹1020内，联结器基座板1030包括延伸部位1032(例如SS IR联结器翼片)，系用以从短冲程台座将热量辐射至长冲程台座上。
图10C及10D分别是一分解图与放大分解图，显示本发明实施例光学石版工具中一短冲程台座的一部位1000及一部位1040。部位1040包括联结器(例如LS IR联结器)1042与通道(例如冷却剂配件)1044。这些组件吸收了辐射热，且通过循环经通道1044的流体之对流，将这些热从长冲程台座移开。蜂巢结构1014包括多孔1046，可容纳分流器1012、弹簧1026及帽盖1024。而且，图10D显示出如何通过开口1010及帽盖1024用的对孔1048来容纳浮凸1016。
如图10E所示，有五个主要界面A至E，必须要联结在一起，且同时要将联结起来的材质不相等的材质特性(例如CTE)所引起的扭曲及其它限制列入考虑，这些界面与其联结的方式也可以应用于其它的实施例。为了方便起见，这些组件在图形中并未编上号码。第一界面A是介于热扩散器1008与分流器1012之间。在一些实施例中，可以使用高温焊铜或焊锡将这些组件联结起来，以达成一稳定的结合而不会受到后续粘接步骤所施加的温度之影响。第二界面B是介于前板1002与蜂巢结构1014之间。在一些实施例中，可以使用一中间温度的焊料将这些组件联结起来而不会影响现有界面A。第三界面C是介于蜂巢结构1014与帽盖1024之间。而且，在一些实施例中，可以使用一中间温度的焊料将这些组件联结起来，且以产生界面B之相同处理步骤。第四界面D是介于蜂巢结构1014与联结器基座板1030之间。在一些实施例中，可以使用一低温焊料或环氧化物将这些组件联结起来而不会影响先前形成的界面A、B与C。
参考图10F至10H，且继续参考图10E，第五界面E是介于前板1002与热扩散器1008之间。不像所有先前的接口是联结在相似的材质上(例如低CTE对CTE，高CTE对高CTE)，界面E则是联结到不相似的材质(例如低CTE的夹头前板联结到高CTE的热扩散器)。因此，欲作为此界面，联结材质必须具有高热传导性，而允许以不同速率膨胀。
图10F显示用于前板1002与热扩散器1008之间的气体。虽然可以使用气体，但是仍然有几个限制(1)气体需要有非常平坦的吻合表面(例如在理想值5μm内的平坦度)，才有良好的热性能；(2)气体在静止状态下无法提供润滑，所以表面可能会粘在一起且当膨胀时会彼此拖曳，因而产生扭曲；(3)弹性体密封件1022对于使气体免于泄漏至真空是相当必要的；及(4)气压对于温度很敏感，且气压的变化可能会导致夹头1002产生扭曲。
图10G显示一粘性材质(例如液体或膏糊)，可用于前板1002与热扩散器1008之间。液体或膏糊比气体稍微好一点，其原因在于(1)他们仅需要有适度平坦的吻合表面(例如在理想值50μm内的平坦度)，就有良好的热性能；(2)假如够粘稠的话，他们在静止状态下能够提供润滑，所以表面可能会粘在一起且当膨胀时会彼此拖曳，因而产生扭曲；(3)假如有够低的局部压力液体/膏糊的话(例如高真空级数脂肪)，则可以除去弹性体密封件1022；及(4)由于在夹头内部压力的变化，所以夹头的扭曲可以忽略。
图10H显示一顺从弹性片，可用于前板1002与热扩散器1008之间。此片材比气体、液体或膏糊稍微好一点，其原因在于(1)他们仅需要有适度平坦的吻合表面，就有良好的热性能；(2)由于片材能够轻易变形而不需要在其它部位施加很大的横向拖曳力，所以微粘着并不是问题；(3)可以除去弹性体密封件1022；(4)由于在夹头内部压力的变化，所以仅有很少或全无夹头扭曲的现象；(5)假如片材被粘接到前板1002与热扩散器1008的话，将他们保持在一起，则可以除去弹簧与帽盖。
图10I显示流过包含部位1000与1040的一系统的热流1060，EUV光线产生热量，以便在位置1062处通过标线板202所吸收。热量是经由标线板202、气体210、夹头前板1002、热扩散器1008、热分流器1012及联结器(例如SS IR联结器)1064(包含联结器基座板1030与翼片1032)以传导方式传送。其次，透过在位置1066处的辐射，热量是从联结器1064被传送至长冲程台座(LS)辐射联结器(例如IR联结器)1042上。最后，透过在位置1068处的对流，热量通过冷却剂1070而从长冲程台座移开。
图10J显示流过包含一修改部位1000与1040的一系统的热流1080，此修改的部位包含一加热装置1082，系联结至或位于热过散器1008内，其中加热装置1082其功能类似于通过图6B与9D所示的装置。而且，加热方式也类似于图6B与9D所示之方式。EUV光线产生热量，以便在位置1062处通过标线板202所吸收。热量是经由标线板202、气体210、夹头前板1002、热分流器1008及联结器(例如SS IR联结器)1064(包含联结器基座板1030与翼片1032)以传导方式传送。使用加热器1082于位置1084处输入补偿热，以便将热扩散器维持在一固定温度上。其次，透过在位置1086处的辐射，热量是从联结器1064被传送至长冲程台座(LS)辐射联结器(例如IR联结器)1042上。最后，透过在位置1088处的固定对流，热量通过冷却剂1070而从长冲程台座移开。
G.不具有前板且使用直接固持标线板的热扩散器的标线板固持系统图11A及11B分别是一剖面图与分解剖面图，显示本发明实施例光学石版工具中一短冲程台座的一部位1100。部位1100包括一热扩散器板1102，其具有延伸部位(例如分流器)1104与孔动1106。部位1100更包括一蜂巢结构1108，其具有含尾端(例如突起)1112的细长构件1110及延伸部位1114。蜂巢结构1108亦具有一沟纹(例如密封件容纳沟纹)1116，可容纳一密封装置(例如弹性体密封件)1118及延伸部位(例如叶片联结装置)1120，此延伸部位是被联结至叶片弯曲部位1122上。叶片弯曲部位1122亦联结到延伸部位(例如叶片联结装置)1124，这些延伸部位是被联结至一联结基座板(例如SS IR联结器基座板)1126及延伸部位(例如SS IR联结器翼片)1128上，这些延伸部位又是延伸自基座板1126。
图11C显示流过包含一部位1100的一系统之热流1140。EUV光线产生热量，以便在位置1142处通过标线板202所吸收。热量是经由标线板202、气体210、热扩散器1102、热分流器1104及联结器(例如SS IR联结器)1144(包含联结器基座板11126与翼片1128)以传导方式传送。其次，透过在位置1146处的辐射，热量是从联结器1044被传送至长冲程台座(LS)辐射联结器(例如IR联结器)1148上。最后，透过在位置1150处的对流，热量通过冷却剂1152而从长冲程台座移开。
结论虽然已经通过上述实施例说明本发明，但是要知道的是上述实施例仅是用于说明，并非用以局限本发明。对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神与范围之前提下，仍然可以产生出许多形式上的变化与修改。因此，本发明所请求的范围不应该仅由上数说明性的实施例来决定，而应该由以下的权利要求来界定为是。
权利要求
1.一种装置，其包括一长冲程台座，其包括一辐射联结器及冷却部，该冷却部能将热量从该长冲程台座移开；及一短冲程台座，其辐射式地联结至该长冲程台座，该短冲程台座包含一基底接收装置，其在曝光处理期间固持一基底，且将热量从该基底移开；一均匀热移除部，其联结至该基底接收部，该均匀热移除部能够将来自该基底接收部所传导的热量移开；及一辐射联结器，其联结至该均匀热移除部，该辐射联结器能够将热量从该均匀热移除部辐射式地移除至该长冲程台座上。
2.如权利要求1的装置，其中，该短冲程台座进一步包含一加热部，其将该短冲程台座维持在一固定温度上。
3.如权利要求1的装置，进一步包含一热控制装置，其联结至该加热部上。
4.如权利要求3的装置，其中，该热控制装置是一向前馈进控制装置。
5.如权利要求3的装置，其中，该热控制装置是一反馈热控制装置。
6.如权利要求1的装置，其中，该短冲程台座是与该长冲程台座隔开。
7.如权利要求1的装置，其中，该短冲程台座能够相对于该长冲程台座产生磁力漂浮。
8.如权利要求1的装置，其中，该长冲程台座的该冷却部包括至少一部分的流体冷却系统。
9.如权利要求1的装置，其中，该基底接收装置包括一前板区。
10.如权利要求1的装置，其中，该基底接收装置包括一突起阵列，以接触该基底的表面。
11.如权利要求10的装置，其中，该突起阵列形成一正方形栅格图案。
12.如权利要求10的装置，其中，该突起阵列形成一三角形栅格图案。
13.如权利要求1的装置，其中，该基底接收装置包括一前板区，其联结至一突起阵列，以便接触该基底的一表面。
14.如权利要求1的装置，其中，该均匀热移除部包括多条肋，其联结至该基底接收装置上。
15.如权利要求1的装置，其中，该长冲程台座的该辐射联结器包括数个翼片。
16.如权利要求1的装置，其中，该均匀热移除部包括一热扩散器装置。
17.如权利要求1的装置，其中，该均匀热移除部包括一热分流器装置。
18.如权利要求1的装置，其中，该均匀热移除部包括一热扩散器装置及一热分流器装置。
19.如权利要求1的装置，其中，该短冲程台座的该辐射联结器包括数个翼片。
20.如权利要求1的装置，其中，该基底接收装置包括一前板，且该均匀热移除部包括一热扩散器装置；该前板以一液体材质联结到该热扩散器装置上。
21.如权利要求1的装置，其中，该基底接收装置包括一前板，且该均匀热移除部包括一热扩散器装置；该前板以一膏糊材质联结到该热扩散器装置上。
22.如权利要求1的装置，其中，该基底接收装置包括一前板，且该均匀热移除部包括一热扩散器装置；该前板以一弹性材质联结到该热扩散器装置上。
23.如权利要求1的装置，其中，该基底是在一远紫外光学石版系统中的一反射性基底。
24.一种将热量从基底发散出去的方法，其包括以下步骤将热量从该基底传送至一基底接收装置上；将热量从该基底接收装置传送至一均匀热移除装置上；将热量从该均匀热移除装置传送至第一辐射联结器上；将热量从该第一辐射联结器辐射式地传送至第二辐射联结器上；及以一冷却系统将辐射传送过来的热量予以移除。
25.如权利要求24的方法，进一步包含以下步骤加热该基底接收装置，以便使基底维持在一固定温度上。
26.如权利要求25的方法，进一步包含以下步骤根据向前馈进控制法来控制该加热步骤。
27.如权利要求25的方法，进一步包含以下步骤根据反馈控制法来控制该加热步骤。
28.如权利要求25的方法，进一步包含以下步骤根据向前馈进与反馈控制法来控制该加热步骤。
29.一种系统，其包括第一台座，其包括一辐射联结器及冷却部；及第二台座，其辐射式地联结至该第一台座，该第二台座包括一基底接收装置；一均匀热移除部，系联结至该基底接收装置上，及一辐射联结器，系联结至该均匀热移除部上。
30.一种用以接收、固持且控制基底温度的装置，该装置包含一坚硬结构，其具有大致为零的热膨胀系数(CTE)，以便固持住该基底；一热移除部，其具有比该坚硬结构更大的CTE与热传导性，以从该基底移除过多的热量；热联结机构，其将该基底与该热移除部形成热联结；热隔离机构，其将该热移除部与该坚硬结构形成热隔离；机械联结机构，其将该热移除部与该坚硬结构形成机械联结；及辐射机构，用以将过多热量从该热移除部移除开来。
31.如权利要求30的装置，其中，该坚硬结构由超低膨胀玻璃制成。
32.如权利要求30的装置，其中，该坚硬结构由低膨胀陶瓷制成。
33.如权利要求30的装置，其中，该热移除部由氮化铝、碳化硅、铝、铜及银所构成的群组中的至少一材质制成。
34.如权利要求30的装置，其中，该热联结机构包含一流体，其被局限在基底与热移除部之间的一狭窄空间内。
35.如权利要求34的装置，其中该流体是气体。
36.如权利要求35的装置，其中，该气体被加压至一压力，其高于围绕此装置的气体的周围压力。
37.如权利要求30的装置，其中，该热隔离机构包含至少部分的该热移除部，其螺旋通过在该坚硬结构中的至少一孔。
38.如权利要求30的装置，其中，该机械联结机构包含至少两个固定装置。
39.如权利要求30的装置，其中，该辐射机构包含一辐射联结器，其包括联结至第一台座的第一部及联结至第二台座的第二部。
40.如权利要求39的装置，其中，该第一与第二部包括多格大致平坦的内插翼片。
41.如权利要求39的装置，其中，该第一部包括至少一销翼片，且该第二部包含具有多孔的一块体，这些孔对应于该销翼片的位置。
42.如权利要求30的装置，其中，该热移除部包含一平面状热扩散器，其大致上平行于基底的表面；及至少一热分流器，其大致垂直于该平面状热扩散器。
43.如权利要求30的装置，其中该坚硬结构具有至少三个突起，其以预定的点接触该基底。
44.如权利要求42的装置，其中，该热扩散器包括多孔，其对应于该突起的位置。
45.如权利要求44的装置，其中，该热扩散器联结至一静电夹头，该夹头包括多孔，其对应于该突起的位置，该静电夹头将基底拖拉而紧靠该突起。
46.如权利要求45的装置，其中，该静电夹头是一薄膜结构，其被制造在该热扩散器的一表面上且面朝该基底。
47.如权利要求44的装置，其中，该热扩散器联结到一电热器上，以将该热扩散器维持在一固定温度上。
48.如权利要求47的装置，其中，该电热器是一薄膜电阻，其制造在该热扩散器的一表面上。
全文摘要
一种装置与方法，能够消除冷却剂流经短冲程台座时所产生的震动，且通过维持温度与短冲程台座内的温度扭曲成固定值，而不管入射在标线板上的光化热负载，藉此防止短冲程台座的热引发扭曲之变化。这是通过以下步骤而达成的(1)透过标线板与短冲程台座零件而传热；(2)将热量从短冲程台座辐射式地传送至长冲程台座；及(3)使用对流及一冷却系统，将热量从长冲程台座发散出去。短冲程台座可以从长冲程台座处磁力漂浮起来，这样的方式没有物理上的接触，但是长冲程台座的移动仍然可以控制短冲程台座的移动。通过与长冲程台座之间无物理上的接触，短冲程台座就不会受到流动的冷却剂所引起在长冲程台座中之震动的影响。
文档编号G03F7/20GK1497357SQ20031010244
公开日2004年5月19日 申请日期2003年10月20日 优先权日2003年10月20日
发明者圣地亚哥·德尔普艾尔托, 丹尼尔·N·加尔伯特, 安德鲁·W·迈克库尔劳奇, 斯蒂芬·鲁, 约斯特·J·奥滕斯, J 奥滕斯, N 加尔伯特, W 迈克库尔劳奇, 鲁, 圣地亚哥 德尔普艾尔托 申请人:Asml控股股份有限公司