一种包括具有改进的抗剥离性的上层的物体的光刻设备的制作方法

本申请要求于2016年12月22日提交的ep申请16206194.9和于2017年2月16日提交的ep申请17156510.4的优先权，这些申请通过引用其全部内容的方式并入本文。

本发明涉及一种光刻设备中的物体，其中所述物体具有施加于其上的层。本发明特别涉及一种用于光刻设备的传感器的传感器标记，和一种使用光刻设备制造器件的方法。

背景技术：

光刻设备是一种将所期望的图案施加到衬底上(通常是在衬底的目标部分上)的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(ic)的制造中。在那种情况下，图案形成装置(其替代地被称作掩模或掩模版)可以用以产生待形成于ic的单个层上的电路图案。。可以将所述图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或更多个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。常规的光刻设备包括所谓的步进机和所谓的扫描机，在步进机中，通过将整个图案一次性地曝光到目标部分上来辐射每个目标部分；在扫描机中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案，同时沿与所述方向平行或反向平行地同步扫描衬底来辐射每个目标部分。

在浸没式光刻设备中，液体被液体限制结构限制在浸没空间中。浸没空间位于投影系统(图案通过该投影系统被成像)的最终光学元件和图案被转印到的衬底或衬底被保持于其上的衬底台之间。液体可以被流体密封限制在浸没空间中。液体限制结构可以产生或使用气流，例如以帮助控制浸没空间中的液体的流动和/或位置。气流可以帮助形成密封以将液体限制在浸没空间中。至少部分衬底支撑台涂覆有具有有限亲水性的涂层，以减少由于衬底支撑台相对于最终光学元件的运动而导致的液体损失。至少部分传感器集成到衬底支撑台中，所述至少部分传感器涂覆有具有有限亲水性的涂层，以减少液体损失并通过保持液体蒸发来减少热载荷。

浸没式光刻设备依靠集成到支撑衬底的支撑台中的几个传感器。这些传感器被用于：

-衬底/支撑台相对于参考系对准；

-透镜(重新)调整、设置、加热补偿；和

-掩模版(掩模)加热补偿。

传感器的标记被集成到薄膜层的叠层中，所述叠层沉积在内置于支撑台中的透明(石英)板上，并用作：

-用于duv的空间透射滤光器(扫描器集成透镜干涉法“ilias”传感器、并行ilias传感器(paris)、透射图像传感器“tis”传感器功能)。

-空间反射式滤光器，用于可见辐射“vis”、近红外“nir”、中红外“mir”(智能对准传感器混合“smash”传感器功能)。

来自叠层的顶部表面(无标记区域)的反射被用于水平传感器。

上疏水层(例如具有有限亲水性的层)的粘附性可以是导致上疏水层剥离的难点。

疏水层(例如具有有限亲水性的层)被施加于光刻设备中的其它物体。实际上，光刻设备中的许多物体具有施加于其上的涂层或层。可能难以防止涂层或层从物体上剥离。由于许多原因，涂层或层的剥离是不期望的，这些原因包括不期望产生颗粒(如果这些颗粒进入用于成像衬底或传感器的束路径中，这些颗粒可能引入成像误差)，且包括这样的事实：一旦涂层或层从物体上剥离，由涂层或层的存在而期望的性质就不再存在。

技术实现要素：

期望的是，向光刻设备中的物体提供具有改进的抗剥离性的上层(例如涂层)，例如，向传感器标记提供改进的疏水性(例如有限亲水性)涂层粘附性。

根据一方面，提供了一种光刻设备，包括：物体，所述物体包括：衬底和可选的下层；上层；和在所述上层与所述衬底之间的中间层，其中所述中间层与所述衬底或下层之间的结合强度(键合强度，或每单位面积的化学键数)大于所述中间层与所述上层之间的结合强度(键合强度，或每单位面积的化学键数)，并且所述中间层的杨氏模量和/或泊松比在所述上层的杨氏模量和/或泊松比的上下20％以内。

附图说明

现在将参考所附示意性附图、仅通过举例方式来描述本发明的实施例，在附图中对应的附图标记表示对应的部件，且在附图中：

图1示意性地描绘了一种光刻设备；

图2示意性地描绘了一种用于光刻设备中的液体限制结构；

图3是常规的透射式传感器标记的横截面图；

图4是常规的反射式传感器标记的横截面图；

图5显示了在单个石英片中图3和图4的传感器标记；

图6是本发明的透射式传感器标记的横截面图；和

图7是本发明的反射式传感器标记的横截面图。

具体实施方式

图1示意性地描绘了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述设备包括照射系统(照射器)ill，配置成调整投影束b(例如uv辐射束或任何其它合适的辐射束)；支撑结构(例如掩模台)mt，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)ma，并与配置成根据某些参数准确地定位图案形成装置的第一定位装置pm相连。所述设备还包括支撑台(例如，晶片台)wt或“衬底支撑件”或“衬底台”，构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)w，并与在定位器130的控制下的、配置成根据某些参数准确地定位衬底的第二定位装置pw相连。所述设备还包括投影系统(例如折射式投影透镜系统)ps，配置成将由图案形成装置ma赋予投影束b的图案投影到衬底w的目标部分c(例如包括一个或更多个管芯)上。

照射系统il可以包括各种类型的光学部件，例如折射型部件、反射型部件、磁性型部件、电磁型部件、静电型部件或其它类型的光学部件、或其任意组合，用以引导、成形、或控制辐射。

支撑结构mt支撑(即承载)图案形成装置的重量。支撑结构以依赖于图案形成装置ma的方向、光刻设备的设计和诸如例如图案形成装置ma是否保持在真空环境中之类的其它条件的方式保持图案形成装置ma。所述支撑结构mt可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构mt可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构mt可以确保图案形成装置ma位于所期望的位置上(例如相对于投影系统ps)。本文中使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以被认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。

本文中使用的术语“图案形成装置”应被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的截面上赋予辐射束、以便在衬底w的目标部分上产生图案的任何装置。应注意，赋予投影束b的图案可以不完全地对应于衬底w的目标部分c中的所期望的图案，例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，赋予投影束b的图案将与在目标部分中形成的器件(例如集成电路)中的特定功能层对应。

图案形成装置ma可以是透射式或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程lcd面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以单独地倾斜，以便沿不同的方向反射入射的辐射束。已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。

本文中使用的术语“投影系统”应被广义地解释为包括任何类型的投影系统，包括折射型光学系统、反射型光学系统、反射折射型光学系统、磁性型光学系统、电磁型光学系统和静电型光学系统或其任意组合，例如对于所使用的曝光辐射或者对于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素合适的。本文中使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”同义。

如这里所描绘的，所述设备是透射式的(例如，采用透射式掩模)。可替代地，所述设备可以是反射式的(例如，采用如上文所提及的类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。

光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多个平台或台的类型。所述台中的至少一个具有能够保持衬底的衬底支撑件。所述台中的至少一个可以是没有被配置成保持衬底的测量台。在实施例中，两个或更多个所述台各自具有衬底支撑件。所述光刻设备可以具有两个或更多个图案形成装置台或“掩模支撑件”。在这种“多平台”机器中，可以平行地使用额外的台或支撑件，或者可以在一个或更多个台或支撑件上执行预备步骤的同时，而一个或更多个其它的台或支撑件被用于曝光。

光刻设备属于如下类型，其中衬底w的至少一部分可以被具有相对高折射率的液体覆盖，例如，诸如超纯水(upw)的水，以便填充投影系统ps和衬底w之间的浸没空间。浸没液体也可以应用于光刻设备中的其它空间，例如，在图案形成装置ma与投影系统ps之间。浸没技术可以被用于增加投影系统的数值孔径。这里使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底w之类的结构必须浸没在液体中；而是，“浸没”仅意味着在曝光期间液体位于投影系统ps与衬底w之间。从投影系统ps到衬底w的图案化辐射束的路径完全通过液体。

参考图1，照射器il接收来自辐射源so的辐射束。例如，当源为准分子激光器时，源和光刻设备可以是分立的实体。在这种情况下，不会将所述源看成形成光刻设备的一部分。在所述源与所述光刻设备分开的布置中，借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统bd，将所述辐射束从所述源so传到所述照射器il。在其它情况下，例如当源为汞灯时，所述源可以是所述光刻设备的组成部分。可以将源so和照射器il以及需要时设置的束传递系统bd一起称为辐射系统。

照射器il可以包括调整器ad，其被配置为调整辐射束的角度强度分布。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，照射器il可以包括各种其它部件，诸如整合器in和聚光器co。所述照射器可以用于调整所述辐射束，以在其截面中具有所期望的均匀性和强度分布。类似于源so，照射器il可以被或可以不被考虑成构成光刻设备的一部分。例如，照射器il可以是光刻设备的组成部分，或可以是与光刻设备分开的实体。在照射器是与光刻设备分开的实体的情形中，光刻设备可以配置成允许照射器il被安装在光刻设备上。可选地，照射器il是可拆卸的，且可以被单独地提供(例如，由光刻设备制造商或另一供应商提供)。

所述投影束b入射到保持在支撑结构mt(例如，掩模台)上的图案形成装置ma(例如，掩模)上，并且通过图案形成装置ma来形成图案。已由所述图案形成装置来形成图案的投影束b可以被称为图案化束。在穿过图案形成装置ma之后，投影束b通过投影系统ps，所述投影系统ps将束聚焦到所述衬底w的目标部分c上。借助于第二定位装置pw和位置传感器if(例如，干涉仪器件、编码器或电容传感器)，可以准确地移动所述支撑台wt，例如以便将不同的目标部分c定位于所述投影束b的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将第一定位装置pm和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于投影束b的路径准确地定位图案形成装置ma。

通常，可以借助于构成所述第一定位装置pm的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的来实现支撑结构mt的移动。类似地，可以采用构成第二定位装置pw的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述支撑台wt或“衬底支撑件”的移动。

可以通过使用图案形成装置对准标记m1、m2和衬底对准标记pl、p2来对准图案形成装置ma和衬底w。尽管所示的衬底对准标记p1、p2占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间(这些公知为划线对准标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置ma上的情况下，图案形成装置对准标记m1、m2可以位于所述管芯之间。

所述光刻设备还包括控制单元120，其控制所描述的各种致动器和传感器的所有移动和测量。控制单元120还包括信号处理和数据处理能力，以实现与光刻设备的操作相关的期望计算。实际上，控制单元120将被实现为许多子单元的系统，每个子单元处理光刻设备内的子系统或部件的实时数据采集、处理和控制。例如，一个处理子系统可以专用于伺服控制第二定位装置pw。分立的单元可以处理不同的致动器，或不同的轴线。另一子单元可以专用于位置传感器if的读出。光刻设备的总体控制可以由中央处理单元进行控制。中央处理单元可以与子单元通信，与操作者通信，且与光刻制造过程中所涉及的其它设备通信。

用以将液体提供到投影系统ps的最终光学元件与衬底之间的布置可以被分成三大类型。它们是浴器类型布置、所谓的局部浸没系统和全浸湿浸没系统。本发明的实施例特别地涉及局部浸没系统。

在已针对局部浸没系统提出的布置中，液体限制结构12沿着所述投影系统ps的最终光学元件100与所述平台或台的朝向所述投影系统ps的面向表面之间的浸没空间10的边界的至少一部分而延伸。所述台的面向表面被如此提及，因为所述台在使用期间被移动并且几乎不静止。通常，所述台的面向表面是衬底w、支撑台wt(例如围绕所述衬底w的衬底台)、或衬底w及支撑台wt二者的表面。这种布置如图2所示。图2中所图示并且在下文描述的所述布置可以被应用到上文所描述且图1中所图示的光刻设备。

图2示意性地描绘了液体限制结构12。液体限制结构12沿着投影系统ps的最终光学元件100与支撑台wt或衬底w之间的浸没空间10的边界的至少一部分而延伸。在实施例中，密封件形成于液体限制结构12与衬底w/支撑台wt的表面之间。所述密封件可以是非接触式密封件，例如气体密封件16(这种具有气体密封的系统在欧洲专利申请公开出版物no.ep-a-1,420,298中公开)或液体密封件。

液体限制结构12被配置成将浸没流体(例如液体)供应至且限制于浸没空间10。通过液体开口之一(例如，开口13a)将浸没流体带入至浸没空间10内。可以通过液体开口之一(例如，开口13b)而移除浸没流体。可以通过至少两个液体开口(例如，开口13a和开口13b)将浸没流体带入至浸没空间10内。液体开口中的哪个是用来供应浸没流体且可选地哪个用来移除浸没液体可以依赖于支撑台wt的运动的方向。

浸没流体可以利用气体密封件16而被包含在浸没空间10中，所述气体密封件16在使用期间被形成于液体限制结构12的底部与所述台的面向表面(即，衬底w的表面和/或支撑台wt的表面)之间。气体密封件16中的气体在压力下经由气体入口15而提供至介于液体限制结构12与衬底w和/或支撑台wt之间的间隙。经由与气体出口14相关联的通道来抽取气体。气体入口15上的过压、气体出口14上的真空水平及间隙的几何形状被设置成使得存在限制所述浸没流体的向内的高速气流。气体对介于液体限制结构12与衬底w和/或支撑台wt之间的浸没流体的力使所述浸没流体包含于浸没空间10中。弯液面320在浸没流体的边界处形成。在美国专利申请公开第us2004-0207824号中公开了这种系统。其它液体限制结构12可以被用于本发明的实施例。

光刻设备的许多物体的表面具有施加于其上的涂层或层。所述涂层可以具有一个或更多个目的。出于示例目的，光刻设备中的涂层包括浸没液体的位置控制，防止某些材料与浸没液体接触，辐射束的吸收、透射或反射。本发明可以被应用于物体上存在的任何上层。术语“上”表示在所述层下面存在层，但不一定意味着在所述上层上面不一定存在层。应注意，在本背景下，上层不是最上层的同义词。

所述物体本身可以被用作上层的衬底(即，在其上形成有器件的支撑下方物质或层)，或者所述物体可以在上层下面具有一个或更多个下层。应注意，在本背景下，“衬底”应被理解为包括在其上可以有或形成有器件的任何支撑下方物质或层。在不同的背景下，与晶片相反，这有时也被称为衬底w。另外，应注意，在本文中，所述下层不一定是直接在衬底上的层，而是相对于所述上层较低的层。所述下层位于所述衬底与所述上层之间。

在本发明中，如果存在下层，则中间层(有时被称为界面层)位于上层与衬底或下层之间。所述中间层的存在意味着与不存在中间层的情况相比，上层更不太可能剥离。

在本发明中，中间层与其上形成有所述中间层的衬底或下层的结合强度(键合强度，或每单位面积的化学键数)大于在中间层与上层之间的结合强度(键合强度，或每单位面积的化学键数)和/或大于衬底或下层与上层的材料之间的结合强度。这里，结合强度表示两种材料之间的连接对拉伸和/或剪切应力的抵抗力。

通过将中间层的杨氏模量和/或泊松比与上层的杨氏模量和/或泊松比相匹配，减少了上层剥离的可能性。在本发明中，中间层的杨氏模量和/或泊松比在上层的杨氏模量和/或泊松的上下20％以内。

如果中间层的热膨胀系数接近于上层的热膨胀系数，则这是有利的，并且被引入(例如由辐射引入的)上层和中间层的任何热载荷不太可能导致应力形成在这两个层之间。因此，在实施例中，中间层的热膨胀系数在上层的热膨胀系数的上下20％以内。

在实施例中，中间层的光学性质(vis和/或nir和/或mir的透射或反射)在上层或下层或衬底的光学性质的上下50％以内。这里，vis-nir-mir波长范围对应于大约0.5-2μm。

下文将参考传感器标记来详细描述本发明，所述传感器标记包括石英衬底、用于与辐射束相互作用的一个或更多个下层、具有有限亲水性的上层(有时被称为疏水涂层、或涂层)(例如使用所述有限亲水性的上层，水具有至少75°的接触角，优选至少90°的接触角)、和上层与下层之间的中间层或界面层。

图3、图4和图5图示了形成在衬底(例如，石英(sio2)片200)上的在先技术的传感器标记。传感器的标记被集成到薄膜的叠层300中，所述叠层被沉积在石英片200的顶部上。石英片200被集成到支撑台wt中。薄膜的叠层300可以包括任何数量的层。如图3、图4和图5所示，叠层300包括四个层，层310、层320和层330是用于吸收从上方(如所图示的)投影到传感器标记上的duv辐射、并用于吸收来自石英片200下面的辐射(其可以由石英片200下面的材料600发射，材料600被duv辐射照射时发出可见光)的层。下层350(相对于上层400在下方)被形成于叠层300的层310、层320、层330的顶部上。在实施例中，下层350对vis和/或nir和/或mir辐射是反射性的。

为了提供一些测量，传感器在液体限制结构12下方通过，因此传感器标记被浸没液体覆盖。在这些测量传感器再次从液体限制结构12下方通过并从浸没液体中移出之后。为了避免液体被留在传感器标记上或在标记周围的叠层300上，具有有限亲水性的上层400被施加到传感器标记和/或在传感器标记周围。

在解释了在光刻设备中使用传感器标记之后，现在将更详细地描述这些层及其制造的目的。

传感器标记用作：

-用于深紫外线(duv)(paris、ilias、tis功能)的空间透射滤光器；和

-用于vis、nir、mir(smash功能)的空间反射式滤光器。

而且，来自叠层300(无标记区域)的顶部表面的反射可以被其它传感器使用。

目前，传感器标记通过以下顺序产生，参考图3：

1)在石英片200上沉积连续的蓝色铬(crox-cr-crox)310、320、330层，其总厚度为～100nm(例如50-200nm)。需要蓝色铬310、320、330以使可见光从放置在石英片200下方的材料600的二次反射最小化。所述材料600将duv转换成由传感器捕获的可见光。来自投影系统ps的duv穿过在蓝色铬310、320、330中图案化的通孔100。crox的成分是cr2o3、croxny或croxnycz。蓝色铬310、320、330内的层是：底层310为10-80nm厚的crox；中层320为5-60nm厚的cr；顶层330为20-100nm厚的crox。

2)用于paris/ilias/tis/smash标记(1d和2d光栅)和其它标记的图案被光刻地沉积，然后被蚀刻在蓝色铬310、320、330中，直到石英表面(其起蚀刻停止的作用)被暴露。通孔100形成图案。

3)在蓝色铬310、320、330和石英片200的顶部沉积总厚度高至300nm或小于100nm的tin层350，所述层350与所述图案共形。所述层350将提供用于经由vis/nir/mir反射的测量的标记，而没有光通过这些标记泄漏通过石英(vis/ir/duv)。

4)在所述(下)层350的顶部上施加具有有限亲水性(例如，具有例如si-o-si-o骨架的，优选地具有诸如之类的甲基基团的，无机聚合物)的涂层的上层400。在下文中提到了lipocer(但这不旨在进行限制)。在具有传感器的支撑台wt从液体限制结构12下方移动的时间期间，lipocer被沉积在所述下(tin)层350上，这使得水损失最小化。所述上(lipocer)层的厚度为50-400nm。

5)在传感器板上的一些地点中(在由于测量工序而预期为高剂量之处)，lipocer不存在，例如被移除(典型地，地点是～100×100μm²，但它也可以更大，例如～2×2cm²)。

相同的地点也将被剥去tin，从而允许duv通过蓝色铬310、320、330中的通孔100传递到石英片200表面。这样的地点通常在tis、ilias和paris上方(参见图3)。

在图3和图4中：

-光栅不是成比例的，典型的图块尺寸(即图案的方块的尺寸)、光栅的线宽为1-10μm。

-duv(被投影通过掩模版标记和透镜)穿过蓝色铬310、320、330中的通孔100。

-ir/vis(来自smash测量系统的源)主要从lipocer/tin界面反射；一些反射也可能发生在tin/蓝色铬界面处。

-水平传感器基于来自lipocer和/或tin的反射。

图3表示paris叠层(和ilias)。图4表示smash叠层。图5显示了在共用的石英片200上以相同制造顺序产生的paris和smash标记。

为了防止cr的电化学腐蚀(其与液体限制结构12的不锈钢形成一对)，整个传感器标记相对于接地的液体限制结构12偏置。

lipocer可能会从tin分层。

-这会导致水平传感器的漂移(可以被重新校准，但会导致可用性损失和生产晶片损失)。

-如果分层过于剧烈，则由于在液体限制结构12的气刀中的水蒸发(基于光栅(ilias/paris/tis/smash))，这将导致传感器的水损失和温度不稳定，因为位于光栅附近的干燥液滴将冷却石英片200并通过创建折射率梯度或通过弯曲石英片200来使duv的波前变形。

lipocer对tin的粘附性可能不够强。

-tin是惰性的，因此不可能在所述上(lipocer)层400(即可以从ar-o2聚合物前体等离子体沉积的聚合物)与所述下层350((tin)之间形成化学结合。

-tin在机械上与lipocer非常不同。lipocer成分可以用(sioz)x(ch3)y近似。其可以通过沉积方法在层内调整。典型地，对于最靠近所述下层350的lipocer，x/y＞＞1且z～2。因此在机械上，lipocer层的这部分应类似于sio2。

本发明人已经注意到，所述上(lipocer)层400可以从蓝色铬图块分层，但它停留在介于蓝色铬图块之间(例如在通孔100的底部)的裸石英上。

根据sharpe的边界层理论，为了在没有化学键的显著贡献的情况下改进聚合物与下方衬底之间的粘附性，需要以下中的至少一种：

-提供界面层或中间层，其将很好地粘连到下方衬底(例如，这样的层可以在cvdpvd或pevd中被沉积)，例如，所述界面层或中间层和与所述上层(lipocer)400相对的层(即下层350(例如tin))的结合比所述上(lipocer)层400至所述下层350(tin)的结合更强；和

-使所述界面层的杨氏模量和泊松比与聚合物很好地匹配。

图6和图7显示了图3和图4的传感器标记，并且在lipocer的上层400和tin的下层350之间形成界面层或中间层700。还存在蓝色铬310、320、330的叠层300以及石英片200和材料600。中间层700与衬底(或下层350)之间的结合强度大于中间层700与上层400之间的结合强度和/或大于衬底(或更低层)与上层400的材料之间的结合强度。中间层700的杨氏模量和/或泊松比在上层400的杨氏模量和/或泊松比的上下20％以内。

然后，界面层或中间层700及其与聚合物(即上(lipocer)层400)之间的边界，跟随受到应变的聚合物，同时所述应变被重新分布并施加到界面层或中间层700与衬底之间的边界，即下(tin)层350(其比原始连接强得多)。

lipocer可以分阶段沉积，使其底层密度最大。在等离子体中存在大量氧气的情况下，更多ch3基团被移除并且它更接近纯sio2(aquacer)，否则更多的ch3基团保持附接并且它是真正的lipocer。

聚合的开始如上文所示。

从hmdso到lipocer的可能的聚合反应如上文所示。

上述化学反应说明了在富氧等离子体中的沉积导致组成更接近sio2(通过去除ch3基团)。

无论在本发明的实施例内增加了哪种类型的界面层或中间层700，它都应向上(lipocer)层400(如果它是透明的)或下(tin)层350(如果它是反射的)提供良好的光学界面，以便能够基于反射vis和/或nir和/或mir的标记实现测量。因此，具有浓度梯度的层(提供从下(tin)层350到上(lipocer)层400(类似于sio2)的平滑过渡)不是最佳的(因为它们将可能增加对vis/nir的吸收)。

来自实施例的层和替代层的额外益处是高电阻率。浸没流体可以是具有溶解剂的超纯水，具有有限的导电性。如果来自液体限制结构12的超纯水到达上(lipocer)层400与下(tin)层350之间的界面(已知lipocer至少部分可渗透)，则由于将h+重新组合在被偏压的且导电的tin表面上，氢气可能会积聚。氢气在水中的溶解度极低，因此如果在下(tin)层350与上(lipocer)层400之间的界面上形成气泡，则可以促进分层。另外，当液体到达界面时，它也将形成从叠层/衬底到电解质的导电路径。这可以允许在叠层/电解质界面处发生电化学腐蚀反应。除了产生h+之外，也可以产生oh-，它是一种高度氧化的物质，可以与叠层(tin或蓝色铬或lipocer)反应(降解叠层)。

第一实施例

在下(tin)层350与上(lipocer)层400之间的界面层或中间层700，使其具有机械、化学和光学性质的组合：

1)具有最佳机械性质，诸如：a)具有杨氏模量～20-150gpa(elipocer～50-60gpa或更低)，b)具有泊松比～0.1-0.3(vlipocer～0.15-0.2或更低)。lipocer性质类似于具有由于密度较低而导致的剥落、和具有由于-ch3终止而导致的一些缺失的交联的sio2。c)具有20-200nm的厚度(太薄的层将具有衬底的有效杨氏模量；它实质上对于声子来说太“透明”)。

2)对超纯水(其可以扩散通过lipocer)和被散射的duv具有良好的化学稳定性并且对下方的下(tin)层350(优选通过沉积(例如，经由pvd、cvd或溅射)与可选的衬底表面的离子/偏压活化来形成的界面层或中间层700)具有良好的粘附性。施加方法和表面处理两者都影响所述层的粘附性和缺陷/空隙的存在，这影响稳定性。

3)与tin一样对vis/nir呈反射性以支持smash操作(smash的波长在0.5-2.μm的范围内)或与sio2(或lipocer)一样透明以保持水平传感器和/或smash不变。

4)理想地，防止光生电荷载流子到达所述表面处，在所述表面处它们可能与环境(电解质：浸没液体)反应。因此，它通常用于防止下方的层的光催化降解，并且特别是tin降解。在具有有限亲水性的层与衬底的界面处的这种光催化降解也会以其它方式逐渐削弱粘附性。

尽管sio2的机械性质与lipocer的机械性质非常接近并且对lipocer具有良好的粘附性，但是sio2的热膨胀系数远低于tin的热膨胀系数。在传感器的情况下，通过传感器标记的辐射束照射会导致加热tin，这可能因此在tin与sio2之间的界面上积聚不期望的应力，因为热膨胀系数不匹配。另外，sio2的缺点在于，特别是当沉积在厚层中时，它可以变成至少部分结晶的，这可能有助于由传感器使用的辐射束的散射。另外，如果sio2是部分结晶的，在变化的电场中时，sio2可能会以压电效应响应并使传感器的其它特征发生翘曲或受到应力。光刻设备具有许多电场，包括(例如)由于相对于用于防止传部分感器标记的电化学腐蚀的被接地的液体限制结构12的电偏压而产生的电场。

因此，除了具有紧密匹配的杨氏模量和/或泊松比之外，界面层或中间层700期望地具有与上(lipocer)层400和下方的下(tin)层350(或衬底)的热膨胀系数紧密匹配的热膨胀系数。

优选地，界面层或中间层700的热膨胀系数是位于在上(lipocer)层400的热膨胀系数与下(tin)层350(或衬底)的热膨胀系数之间延伸的热膨胀系数范围内的中间三分之一内的值。所述中间三分之一是指到的范围，其中x和y是下(tin)层350和上(lipocer)层400的下热膨胀系数和上热膨胀系数。

优选地，中间层700在中间层700的与上层400相对的那一侧上结合到下层350(或衬底)，并且在中间层700与下层350(或衬底)之间的结合强度大于上层400的材料与下层350(或衬底)的材料之间的结合强度。例如，在下层350是tin层并且上层400是lipocer层的情况下，中间层700与tin之间的结合强度将大于tin与lipocer之间的结合强度。在实施例中，中间层700与下层350(或衬底)之间的结合强度大于下层350(或衬底)与sio2之间的结合强度。

中间层700与下层350(或衬底)之间的结合强度大于中间层700与上层400之间的结合强度。这是由于难以将上层400的材料与任何特定材料结合导致的。然而，为了解决这个问题，中间层700的杨氏模量和/或泊松比在上层400的杨氏模量和/或泊松比的上下20％以内，优选地在其上下15％以内，并且更优选地在其上下10％以内。如果中间层700的杨氏模量和/或泊松比在上层400的杨氏模量和/或泊松比的上下5％以内，则可实现最佳结合。

热膨胀的不匹配是不期望的，因为这会导致在不同层之间积聚应力。因此，优选地，中间层700的热膨胀系数在上层400和/或下层350(或衬底)的热膨胀系数的上下20％以内，优选地在其上下15％以内，并且更优选地在其上下10％以内。

图6和图7分别显示了透射式和反射式叠层，根据本发明，在下(tin)层350与具有有限亲水性的涂层(即上(lipocer)层400)之间增加界面层或中间层700。

界面层的最佳材料列表如下(此处e指代杨氏模量，v指代泊松比)：

1)硼硅酸盐玻璃；硼磷硅酸盐玻璃；氟化物玻璃(所有玻璃的杨氏模量和泊松比均与sio2性质接近)；对于vis/ir是透明的、对于duv(与下方的tin相同)是吸收性的、惰性的所有玻璃(无定形的，即不结晶，其可能导致散射)与下方的衬底良好地共形并且对tin具有良好的粘附性。密封结构的硼硅酸盐玻璃可以通过等离子体辅助的e-束蒸发(其可以在低于80℃的低衬底温度下进行)来沉积。玻璃被沉积在可移除层上的剥离处理可以被用于图案化所述玻璃层。

2)共沉积的al2o3+sio2或共沉积的al2o3+geo2(结合形式如沸石中那样，可能化学键合到lipocer)，在室温下e～120gpa、v＝0.1-0.3(注意v是可根据组成可调整)，透明的。

3)tio2(仅无定形的)，e＝60-160gpa(反应性蒸发沉积允许达到这个范围的下端处的杨氏模量)；

4)ti、au、ag、pt、pd，e～70-100gpa，v～0.3-0.4，对tin的良好粘附性(金属-非金属粘附性是有利的)，含金属的，将代替tin反射nir/vis。

5)tixsiy(最好是ti5si3)-与tin的陶瓷性质相同(对于反射率)，e～150gpa-在顶部上具有天然的sio2，可替代地使用tixgey。

6)zro2、y2o3、la2o3-透明氧化物，e～100-150，惰性(通过共沉积改善以降低密度和杨氏模量)。

7)al2o3、b2o3、hfo2-e～400-570gpa，因此机械上是不利的，但提供绝缘。

8)hbn(六方氮化硼)或bxny，其中比率x/y＝0.7-1.3；e～20-100gpa，v～0.2，将反射vis/nir，但相对较弱，(与石墨相同的拓扑结构)。

第二实施例

第二实施例与第一实施例相同，但界面层或中间层700由至少两个层组成(例如，al2o3、sio2或上面列出的任何其它的材料层的组合)。在所述实施例中，所需的机械性质(杨氏模量和/或泊松比)可以被归因于第一子层，并且绝缘或光学性质可以被归因于第二子层。另外，第一子层的厚度必须显著大于第二子层的厚度，因此中间层(700)的有效机械性质类似于第一子层的性质。

第三实施例

第三实施例提出通过以下方式修改已存在的(tin)层350的顶部部分，而不沉积额外的层。

-氧化等离子体中的tin的顶层以产生无定形的tio2的薄膜；或者

-通过氧气中的高温退火增加自然氧化物的厚度。无定形的tio2具有杨氏模量e～65-150gpa，并且因此，无定形的tio2与lipocer的相容性比原始的tin与lipocer的相容性更好。

在所述实施例中，tio2的厚膜可以被看作界面层或中间层700。

注意，相比之下，如果产生ti2o3，可能会产生不良影响。它具有如al2o3的结构，因此具有更高的杨氏模量(e～400-500)，这是不期望的。

第四实施例

在之前的实施例中，tin被用作保形的反射涂层，但是其它金属氮化物也可以具有相当的性质。因此，在所述实施例中，下(tin)层350可以被更换为其它金属氮化物层(诸如zrn、yn、hfn、tan、ticrn、tialn)，并且被涂覆有上面列出的任何材料和/或sio2作为界面层或中间层700。

下面是本发明者认为比在先技术新的特征：

-具有最佳机械性质(杨氏模量和泊松比的范围)的界面；

-可以是绝缘的以防止tin-lipocer界面上的电化学反应的界面；和

-可以是反射的(例如，金)或透明的界面(像sio2-al2o3)的界面。

反射的界面可以为工具中传感器提供改善的寿命。例如，反射的界面(例如，金)是比tin更好的反光体。这可以改善smash标记上的lipocer的热相关的降解。反射的界面也可以将smash或水平传感器波长延伸至小于0.5μm(其很难被tin反射)。

虽然本发明描述了上(lipocer)层400对下层350(下方的衬底)的粘附性作为目标，但所述机制适用于可以包括lipocer的任何未来替代物的任何聚合物(它们通常不那么硬，然后氧化物的陶瓷被沉积作为保护/光阻挡层)。

尽管本发明描述了对下层350(例如tin)的粘附性的改善，但是也应覆盖具有相当性质的任何其它氮化物(如crn、altin和tialn以及zrn等)。

本发明是关于传感器标记和疏水层或具有有限亲水性的涂层的上文来描述的。然而，本发明可以被应用于传感器的其它表面以及除传感器之外的物体(例如透镜元件、支撑台等)。所述层可以是除疏水层或具有有限亲水性的涂层之外的层。例如，所述层可以是透射的或半透射的或半不可渗透的或不可渗透的层。

应注意，根据上文描述的任何实施例的中间层可以具有额外的优点-它起到保护性阻挡层的作用，用于将这些层的叠层中的其它层密封，以避免与在投影系统ps与衬底w之间的浸没空间中的水(诸如超纯水(upw))接触。以这种方式其防止这些层的叠层的降解，特别是对于那些对与超纯水接触而反应的层来说。这样的保护层还可以防止下方的衬底的氧化。

还应注意，可以通过诸如例如原子层沉积(ald)、溅射、等离子体沉积和化学气相沉积之类的方法在叠层中形成中间层。

虽然本文是对光刻设备用于ic的制造进行了具体参考，但是，应理解，本文所述的光刻设备可以具有其它应用，例如集成光学系统的制造、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。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的上下文中，这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”可以被认为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文所指的衬底可以在曝光之前或之后例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层施加到衬底上并且对被曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检查工具中进行处理。在可应用的情况下，可以将本文的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如用于产生多层ic，使得本文使用的术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。

本文中所用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括紫外(uv)辐射(例如具有约365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的和静电的光学部件。

尽管以上已经描述了具体实施例，但应认识到，本发明的实施例可以以与上述不同的方式来实现。上文的描述旨在是示例性的而非限制性的。因此，本领域的技术人员将明白，在不背离下面阐述的权利要求书的范围的情况下，可以对所描述的发明进行修改。