物体保持装置及制造物体保持装置的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及衬底保持装置或图案形成装置保持装置、光刻设备以及器件制造方法以及制造衬底保持装置或图案形成装置保持装置的方法。
【背景技术】
[0002]光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括:所谓的步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也能够通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。
[0003]已经提出将光刻投影设备中的衬底浸入到具有相对高折射率的液体(例如水)中，以便充满投影系统的最终元件和衬底之间的空间。在一实施例中，液体是蒸馏水，但是可以使用其他液体。本发明的实施例将参考液体进行描述。然而，其它流体也可能是适合的，尤其是润湿性流体、不能压缩的流体和/或具有比空气高的折射率的流体，期望地，可以是具有比水高的折射率的流体。除气体之外的流体尤其是希望的。这样的想法是为了实现更小特征的成像，因为在液体中曝光辐射将会具有更短的波长。(液体的影响也可以被看成提高系统的有效数值孔径(NA)，并且也增加焦深)。还提出了其他浸没液体，包括其中悬浮有固体颗粒(例如石英)的水，或具有纳米悬浮颗粒(例如具有最大尺寸达1nm的颗粒)的液体。所悬浮的颗粒可以具有或可以不具有与它们悬浮所在的液体的折射率相似或相同的折射率。可能合适的其它液体包括烃，例如芳香族化合物、氟代烃和/或水溶液。
【发明内容】
[0004]在常规的光刻设备中，待曝光的衬底可以通过衬底保持装置支撑，衬底保持装置又通过衬底台支撑。衬底保持装置通常是平的刚性盘，尺寸和形状与衬底对应(但是它可以具有不同的尺寸或形状)。其具有凸起(称为突节或小突起)的阵列，从至少一个侧面凸起。在一个实施例中，衬底保持装置在两个相对的侧面上具有凸起的阵列。在这种情况下，当衬底保持装置被放置在衬底台上时，衬底保持装置的主体被保持在衬底台之上且距衬底台有一个小的距离，同时衬底保持装置的一个侧面上的突节的端部位于衬底台的表面上。类似地，当衬底搁置在衬底保持装置的相对侧面上的突节的顶部上时，衬底与衬底保持装置的主体间隔设置。这样的目的是有助于防止可能存在于衬底台或衬底保持装置上的颗粒(即，诸如灰尘颗粒等污染物颗粒)使得衬底保持装置或衬底变形。因为突节的总的表面面积仅是衬底或衬底保持装置的总面积的一小部分，因此很可能突节之间会有颗粒且它们的存在将不会有任何影响。通常，衬底保持装置和衬底被容纳在衬底台中的凹槽内，使得衬底的上表面与衬底台的上表面基本共面。
[0005]由于在高生产率的光刻设备的使用过程中衬底经历高的加速度，不能够充分地使得衬底简单地搁置在衬底保持装置的突节上。衬底被夹持在合适的位置。将衬底夹持在合适的位置的两个方法是已知的，真空夹持和静电夹持。在真空夹持中，衬底保持装置和衬底之间的空间以及(可选地)衬底台和衬底保持装置之间的空间被部分地抽真空，使得衬底通过其上的液体或气体的较高压力被保持在合适的位置。然而，真空夹持在束路径和/或衬底或衬底保持装置附近的环境被保持在低压或超低压的情形下(例如对于极紫外(EUV)辐射光刻)可能是不可行的。在这种情况下，不能够跨经衬底(或衬底保持装置)形成足够大的压差来夹持衬底。因此，可以使用静电夹持。在静电夹持过程中，在衬底或在衬底的下表面上电镀的电极以及设置在衬底台和/或衬底保持装置上的电极之间建立电势差。这两个电极起到大电容器的作用，并且实质的夹持力可能伴随合理的电势差产生。静电装置可以为使得一个单独对的电极，在衬底台上的电极和在衬底上的电极，一起夹持一叠完整的衬底台、衬底保持装置和衬底。在装置中，一个或多个电极可以被设置在衬底保持装置上，使得衬底保持装置被夹持在衬底台上，并且衬底被单独地夹持在衬底保持装置上。
[0006]静电夹持还可以被用于将图案形成装置夹持到图案形成装置保持装置上。
[0007]隔离层可以被设置在衬底保持装置和衬底之间或者衬底保持装置和衬底台之间，或者两者兼有。在用于图案形成装置的夹持的情况下，隔离层可以被设置在图案形成装置保持装置和图案形成装置之间、图案形成装置和用于图案形成装置的支撑结构(在其被设置作为独立于图案形成装置保持装置的元件的情况下)之间，或者两者兼有。隔离层起到抑制被夹持的元件之间电荷的传递(这会降低夹持力)的作用。隔离层中的缺陷可能会降低静电夹持的性能。
[0008]在隔离层的沉积过程中可能引入针孔缺陷。阳极键合处理可能将应力引入隔离层。应力可能导致层中出现裂缝或层变形。针孔和裂缝将会降低隔离层的电压击穿强度，这会增加在没有电压击穿的情况下工作的夹持所需的隔离层的厚度。增加隔离层的厚度增大了夹持所需的工作电压，这会降低效率。隔离层的变形或者由沉积处理中的不精确导致的隔离层的厚度的变化(例如，由沉积表面上出现的突节导致的)可能导致由夹具提供的夹持力的空间变化。夹持力的空间变化可能导致重叠或聚焦误差。隔离层的缺陷还可能降低隔离层的耐久性。
[0009]在整个衬底表面上的温度控制是重要的，尤其是在浸没系统中，其中浸没系统对由于液体(例如水)蒸发效应带来的温度变化敏感。液体从衬底的蒸发可能在衬底上施加热载荷，引起温度变化。温度变化导致衬底中的热应力，其最终可能导致重叠误差。为了改善温度控制的精确度，希望将温度的实时局部测量与主动加热相结合。这样的测量和加热系统被集成到系统中，即衬底保持装置(即，直接支撑衬底的物体)和/或衬底台(反射镜块或平台，即支撑衬底保持装置并提供围绕衬底保持装置的上表面的诸如台等物体)中。薄膜叠层可以用以制造可以测量和加热的结构。这种结构提供集成到衬底保持装置台或两者中的机会。
[0010]在衬底和加热器之间或者在衬底和温度传感器之间的距离的变化可能降低温度控制的精确性。
[0011]直接在衬底保持器的主体上形成诸如传感器及加热器等电功能部件可能导致相对低的产率，因为在部件形成之前不能充分地测试部件。薄膜器件易于发生故障，并且在使用之前需要测试可靠性。
[0012]可以邻近衬底设置电接地层。例如，可以设置图案化的CrN层，以处理在衬底台上的凸起(也称“突节”)的上表面。该接地层可能需要相对厚一些(例如，厚度大于I微米)，以允许粗糙度和/或平坦度的调整。该后层可能易于层离。为了阻止衬底与接地层的粘结，接地层可以被粗糙化，例如使用离子束修磨(1n beam figuring)来粗糙化。接地层还可能需要是耐磨的。该层需要与诸如离子束修磨等粗糙化处理兼容和/或需要是耐磨的，这限制了可用于形成接地层的材料的范围。这可能导致材料在某些方面是次佳的，例如是昂贵的或者难于可靠地应用于所需的厚度中。
[0013]期望地，例如提供一种衬底保持装置，其有利于改善静电夹持性能，改善衬底温度控制，改善产率或者这些的任意组合。替代地或附加地，期望地提供一种衬底保持装置，其包括更容易地或者更便宜地制造的和/或更可靠的接地层。
[0014]根据本发明的一方面，提供一种制造用在光刻设备中的物体保持装置的方法，所述物体保持装置包括一个或多个电功能部件，所述方法包括:使用包括承载板和分层结构的复合结构，所述承载板与物体保持装置的主体不同，所述分层结构包括一个或多个层并且形成在承载板上；将复合结构连接到主体的表面上，使得分层结构位于承载板和主体的所述表面之间；以及从复合结构上移除承载板，留下与主体连接的分层结构。
[0015]根据本发明的一方面，提供一种用于支撑物体并且用在光刻设备中的物体保持装置，其包括:主体；一个或多个电功能部件；形成在主体的表面上的粘合层；以及分层结构，所述分层结构包括一个或多个层并且通过粘合层与主体连接，其中所述分层结构包括通过衬底的硅表面的热氧化形成的S1Jl。
[0016]根据本发明的一方面，提供一种用于光刻设备的物体保持装置，包括:多个凸起，所述多个凸起从物体保持装置的基部表面上突出，每个凸起具有在基部表面处的近端和距离基部表面最远的远端；电极，所述电极适于将待通过物体保持装置支撑的物体静电夹持在凸起上使得物体被保持为与凸起的末端接触，或者适于将物体保持装置静电夹持在适于支撑物体保持装置的物体台上使得物体台被保持为与凸起的末端接触；接地层，所述接地层适于将两个或更多个凸起与地面或公共电势连接；以及介电层；其中所述接地层包括位于介电层和多个凸起中的至少一个之间的部分，所述多个凸起中的至少一个通过接地层与地面或公共电势连接。
[0017]根据本发明的一方面，提供一种制造用于光刻设备的物体保持装置的方法，包括:形成多个凸起，所述多个凸起从基部表面上突出，每个凸起具有在基部表面处的近端和距离基部表面最远的远端；形成电极，所述电极适于将待通过物体保持装置支撑的物体静电夹持在凸起上使得物体被保持为与凸起的末端接触，或者适于将物体保持装置静电夹持在适于支撑物体保持装置的物体台上使得物体台被保持为与凸起的末端接触；形成接地层，所述接地层适于将两个或更多个凸起与地面或公共电势连接；以及形成介电层；其中所述接地层被形成为包括位于介电层和多个凸起中的至少一个凸起之间的部分，所述多个凸起中的至少一个凸起通过接地层与地面或公共电势连接。
【附图说明】
[0018]现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中:
[0019]图1示出根据本发明一实施例的光刻设备；
[0020]图2和3示出光刻投影设备中使用的液体供给系统；
[0021]图4示出光刻投影设备中使用的另一液体供给系统；
[0022]图5示出在本发明一实施例中作为浸没液体供给系统使用的阻挡构件的横截面；
[0023]图6示出根据本发明一实施例的光刻设备；
[0024]图7是图6的设备的更详细视图；
[0025]图8是图6和7的设备的源收集器的更详细视图；
[0026]图9示出根据本发明一实施例的衬底台和衬底保持装置的横截面；
[0027]图10示出用在制造衬底或图案形成装置保持装置中的承载板；
[0028]图11示出通过在图10的承载板上形成第一层而形成的复合结构；
[0029]图12示出在形成穿过第一层并进入承载板的缺口之后的图11的复合结构；
[0030]图13图示衬底或图案形成装置保持装置主体与图12的复合结构附接的过程，其中主体上的凸起与复合结构中的缺口接合；
[0031]图14图示完成图13的过程之后附接在复合结构上的衬底或图案形成装置保持装置主体；
[0032]图15图示通过从图14的装置上移除承载板形成的衬底或图案形成装置保持装置；
[0033]图16图示安装在图15的衬底或图案形成装置保持装置上的衬底或图案形成装置；
[0034]图17图示具有第一层和形成在第一层上的一个或多个另外的层的叠层的承载板；
[0035]图18图示使用图17的承载板形成的衬底或图案形成装置保持装置；
[0036]图19是一种布置的俯视图，在该布置中第一层和一个或多个另外的层可以被屈曲，并且被穿通衬底或图案形成装置保持装置中的孔，以允许在衬底或图案形成装置保持装置的与衬底或图案形成装置相反的一侧上形成电连接；
[0037]图20是沿图19的布置的线X-X的侧剖视图；
[0038]图21图示氧化硅晶片与衬底或图案形成装置保持装置的连接，其中不具有包括用于静电夹持的电极的凸起；
[0039]图22图示连接后的图21的晶片和保持装置；
[0040]图23图示通过从图22的布置中移除硅晶片和附加凸起而形成的衬底或图案形成装置保持装置；
[0041]图24图示在衬底或图案形成装置保持装置和衬底或图案形成装置之间的表面上以及在衬底或图案形成装置保持装置和衬底台或图案形成装置的支撑结构之间的表面上具有热S1Jl的衬底或图案形成装置保持装置；
[0042]图25图示具有形成在凸起的上表面上的接地层的衬底或图案形成装置保持装置；
[0043]图26图示具有形成在介电层和凸起之间的接地层的衬底或图案形成装置保持装置；
[0044]图27图示具有形成在介电层和凸起之间的接地层的衬底或图案形成装置保持装置，其中在部分接地层上形成有保护层。
【具体实施方式】
[0045]图1和6示意地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括:
[0046]-照射系统(照射器)IL,其配置用于调节辐射束