专利名称：传送贮藏箱中掩模或基片的方法和所用设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种方法，用来传送能将图案加载到极端紫外电磁辐射投射光束上的基片或掩模、贮藏箱，还涉及适于该方法的设备或装置，例如，一个平版投射装置，它包括一个用来提供极端紫外电磁磁辐射投射光束的辐射系统；一个用来固定反射掩模的掩模台，其中掩模用来根据所需的图案在掩模反射投射光束时将图案加载到投射光束上，产生带图案的投射光束；一个用来固定基片的基片台；一个用来将带图案的投射光束投射到基片上的目标部分的投射系统。
平版投射装置可在，例如，集成电路(IC)制造中得到使用。在这种情况下，图案装置可以产生与单层IC相对应的电路图案，该图案还可映像到一个涂有一层辐射性敏感物质(保护层)的基片(硅片)上的一个目标部分上(例如，组成一个或多个晶片)。通常，一个单片包含的全部目标部分相邻构成网络，这些目标部分依次通过投射系统连续辐照而成。在现有的装置中，根据使用的位于掩模台上的掩模的图案的不同，可区分出两种不同类型的机器。在第一种类型的平版投射装置中，每一个目标部分都是通过将整个掩模图案一次性地全部辐照到目标部分而成；这样的装置通常称为圆片分档器。在另一种通常称为步进扫描装置的装置中，每一个目标部分都是通过在投射光束下沿给定基准方向(“扫描”方向)逐步扫描掩模图案并同步扫描与该方向平行或反平行的基片台辐照而成；由于投射系统通常存在一个放大因子M(通常小于1)，从而扫描基片台的速度V等于因子M乘以扫描掩模台的速度，有关平版设备的更多信息，例如，可参考US6,046,792获得。
在使用一个平版投射装置的生产过程中，图案(例如，在掩模中)映像到一个至少部分涂有一层辐射性敏感物质(保护层)的基片上。在该映像步骤之前，基片可能承受了各种工序，如涂底漆、保护涂层和软烘焙。在该步骤辐照后，基片还可能承受其它工序，如后辐照烘焙(PEB)、显影、硬烘焙和映像特征检测/测量，这些工序组合作为基础，用来将图案加载到设备上，如一个集成电路，的一个单层。这样一个带图案的层接着可能承受各种工序，如蚀刻、离子移植(掺杂值)、喷镀金属、氧化和化学机械抛光等，所有这些工序都是用来完成一个单层。如果需要处理多层，那么所有的工序，或者其变体，都需要在每一个新层上重复。最终，在基片(晶片)上将出现许多设备。接着可通过如切割或锯切等技术将这些设备相互之间分离开，由此单个设备可安装到一个载体上，连接到枢轴上，等等。有关该过程的进一步信息，例如，可参考Peter van Zant的著作“微型芯片制造半导体处理实践指南”，第三版，McGraw Hill出版公司出板，1997，ISBN0-07-067250-4。
为方便起见，投射系统在上下文中称为“透镜”；但是，此术语应该广泛地解释为包含各种类型的投射系统，例如包括折射光学装置、反射光学装置和反折射系统在内。辐射系统还可能包括根据任意一个设计类型操作的元件，用来指引、修整或控制投射辐射光束，在下面，这些元件还可能共同地或者单独地称为“透镜”。进一步地，平版装置还可能是具有两个或多个基片台(和/或两个或多个掩模台)的类型。在这些“多台”设备中，附加的台可能并行使用，或者在一个或多个台上执行预备步骤的同时使用一个或多个其它台来辐照。有关两台平版装置的说明，例如，可参考US5,696,441和WO 98/40791。
掩模的概念在平版印刷术中众所周知，它包括有多种掩模类型，如二相、交流相移、衰减相移和各种复合掩模类型。将这样的掩模放入辐射光束中，根据掩模的图案，会导致对冲击到掩模的辐射产生有选择的透射(在透射型掩模的情况下)或反射(在反射型掩模的情况下)。掩模台保证了掩模能被固定到入射辐射光束中的所需位置，并根据需要可相对光束移动。
按照惯例，掩模台的定位使得辐射从照明系统发出，穿过掩模、投射系统，到达基片。这样的掩模被称为透射型掩模，因为它们有选择地允许来自照明系统的辐射穿过，从而在基片上形成图案。这样的掩模必须得到支持，以允许光的透射。按照惯例，可通过在台上掩模的周边区使用真空，使得气压将掩模夹向台，从而实现这样的掩模。
在平版装置中，可映像到晶片上的零件的尺寸大小受投射辐射波长的限制。为生产高密度设备的集成电路，进而产生较高的工作速度，最好能够映像较小的零件。虽然当前多数的平版投射装置使用由水银灯或受激准分子激光器产生的365纳米、248纳米和193纳米的紫外线，但是建议使用13纳米左右的波长较短的辐射。这样的辐射被称为极端紫外辐射(EUA)，可能的源包括产生激光的等离子体源、放电源或者同步加速器辐射源，这些源的例子在欧洲专利申请EP1109427和EP 1170982中得到公开。
由于至今都没有物质对EUV辐射足够透明，使用EUV辐射的平版投射装置可设想为其使用的反射掩模交替涂有多层不同物质的涂层，例如，交替50次涂有钼、硅和其它物质，如在欧洲专利申请EP1065532A中公开的物质。在EUV平版印刷术中所映像的零件的尺寸大小使得映像过程对掩模上的任何污染都非常敏感。可预知的是，任何尺寸在50纳米大小的污染颗粒都会在基片上所制造的设备中形成故障。按照惯例，标线片带图案的一侧覆盖了一层所谓的膜。任何污染都将积累在膜的表面，与掩模图案存在一定距离，从而不会(清晰地)映像到基片上，从而，这样的具有膜的掩模对污染不是很敏感。EUV辐射不能使用膜，因为膜对EUV辐射不是足够透明。掩模上带有图案的反射表面上的颗粒污染将导致所制造的设备存在故障，因而必须予以避免。
进一步地，反射掩模设想为在其后侧通过静电力固定到掩模台上，该静电力位于带有图案的表面上，从而能够满足EUV掩模对位置非常严格的需要。任何存在于掩模后侧和掩模台上带有掩模的表面之间的污染颗粒都将会导致反射掩模表面的不规则性。由于使用了反射掩模(有关此问题的更多信息，可从欧洲专利申请EP 1139176A中导出)，从而投射系统在目标侧是非焦阑的，反射掩模表面的任何不规则表面图形都会在映像到基片上的图案转换成局部的转移。其结果是，映像层可能不会与前面在基片上已加工的层对齐，从而又导致所制造的设备存在故障。因而，在掩模后侧表面的颗粒污染必须要避免。
分子类型污染，如碳氢化合物和水，也必须要避免。这样的污染会对平版装置上的任何光学元件，包括掩模在内，产生有害效果。在处理掩模和基片的所有过程中，需要注意的是它们的表面必须保持清洁，没有这些分子污染。掩模和基片可使用一个贮藏箱在各种类型的装置之间存储和传送，在贮藏箱内部维持了一种保护性环境，如排空或充满惰性气体的环境。这样的贮藏箱的内壁也应该保持清洁。但是，当从这样的贮藏箱中将掩模或基片传送出来到一个设备或装置，用来加工或使用基片或掩模时，包括颗粒污染和分子污染在内的污染都可能被引入到掩模或基片或保护性环境的内壁上。也可以通过某种中间室，例如，负载固定室，来将掩模或基片传送到最终环境来加工或使用，但是将污染从中间室中除去会需要非常多的次数，例如，当排空保护性环境时需要非常多的抽空次数。
本发明的一个目的是提供一种传送方法，在该方法中，引入到保护性环境中的污染会大量减少甚至完全避免。
该目的和其它目的可根据发明的方法获得实现，该方法用来将贮藏箱中的一个或多个基片或掩模传送一个设备或装置，用来处理、加工或使用所述基片或掩模，反之亦然，所述贮藏箱包括一个含有一个可打开的盖部件的盖子，所述方法包括将所述贮藏箱提供到所述设备或装置的封闭的保护性环境的壁的一个可打开的壁部上，使得所述贮藏箱的所述可打开的壁部与所述保护性环境的所述可打开的壁部重叠，所述保护性环境适合于填充一种惰性气体或被排空；打开所述贮藏箱的所述可打开的盖部和所述保护性环境的所述可打开的壁部，借此，所述贮藏箱的所述盖子形成所述保护性环境的所述壁的一部分，所述贮藏箱的内部成为所述保护性环境的一部分；将至少一个所述基片或掩模从所述贮藏箱的内部空间传送到所述保护性环境的所述壁的内部空间，反之亦然。
进一步根据发明提供可用于上述方法的贮藏箱和设备或装置。
进一步根据发明提供一种设备制造方法，包括下列步骤提供一个基片，该基片至少部分覆盖有一层辐射性敏感物质；利用辐射系统来提供极端紫外辐射投射光束；利用反射掩模在投射光束的横截面上产生图案，从而提供带图案的辐射光束；将带图案的辐射光束投射到一层辐射性敏感物质的目标部分上；根据上述方法来传送一个或多个掩模或基片。
虽然文中根据发明在集成电路制造中对装置的使用作了若干具体的描述，但需要明确理解的是，这样的装置还有许多其它可能的应用。例如，它可使用于集成光学系统、用于磁畴内存的指引检测图案、液晶显示面板和薄膜磁头等的制造。熟练技术人员会认为文中的“标线片”、“圆片”或“晶片”可分别替换为更为普通的术语“掩模”、“基片”和“目标部分”。
在本文档中，术语“辐射”和“光束”用来包含极端紫外(EUA)辐射(例如波长范围为5-20纳米)。
下面将只通过实施例并结合附属示意图来说明本发明的实施方式，其中示意图中的相应的标记标示相应的部件，
图1示意地描述了根据本发明的实施方式的一个平版投射装置；图2示意地描述了一个贮藏箱，其内部存储了一个掩模；图3示意地描述了一个位于负载固定室上方的贮藏箱，该负载固定室附着到图1中的平版装置的真空室；图4示意地描述了一个位于负载固定室上方的贮藏箱，其中掩模降低到负载固定室内部；图5示意地描述了根据图4的贮藏箱和负载固定室，但在贮藏箱上额外有一个盖子。
图1示意地描述了根据本发明的一种特殊实施方式的一个平版投射装置。该装置包括一个辐射系统Ex、IL，它用来提供EUV辐射(例如波长范围为5-20纳米)的投射光束PB。在该特定情况下，辐射系统还包括一个辐射源LA；一个第一目标台(掩模台)MT，它带有一个用来固定一个掩模MA(例如，一个标线片)的掩模固定器，并连接到第一定位设备PM来相对零件PL精确定位掩模；一个第二目标台(基片台)WT，它带有一个用来固定一个基片W(例如，一个涂有保护层的硅片)的基片夹，并连接到第二定位设备PW来相对零件PL精确定位基片；一个投射系统(“透镜”)PL，用来将掩模MA上的照射部分映像到基片W的目标部分C(例如，组成一个或多个晶片)。
这里所描述的是反射型的装置(也就是具有反射型的掩模)。但是，通常它还可以，例如，是透射型的装置(具有透射型的掩模)。可选择地，装置还可以采用其它类型的图案装置，如上面提到的可编程镜像阵列类型。
源LA(例如产生激光的等离子体源或放电等离子体源)产生辐射光束。该光束直接或穿过调节装置，如光束扩展器Ex，后注入到照明系统IL。照明系统IL可能包括调节装置AM，用来调节光束强度分布的外/内径向伸长(通常分别称为σ外和σ内)。另外，通常它还包括各类其它元件，如一个积分器IN和一个聚光器CO。由此，撞击掩模MA的光束PB在其横截面上的具有所需的均一性和强度分布。
需要注意的是，在图1中，源LA可以位于平版投射装置的外壳内部(这种情况下源LA通常是，比如说，水银灯)，也可以远离平版投射装置，它产生的辐光束注入到装置中(例如在合适的指引镜的帮助下)；后一种方案情况下源LA通常是受激准分子激光器。
光束PB接着相交掩模MA，掩模MA由掩模台MT固定。光束PB被掩模MA有选择地反射后，穿过透镜PL，透镜PL将光束PB集中到基片W的目标部分C上。在第二定位设备PW(以及干涉测量仪器IF)的帮助下，基片台WT可以精确地移动，例如，用来将不同的目标部分C定位到光束PB的路径上。类似地，比如在掩模库中机器检索掩模MA之后或者在扫描过程中，可使用第一定位设备PM来将掩模MA相对光束PB的路径精确定位。总之，在一个长冲程调整器(位置粗调)和一个短冲程调整器(位置细调)的帮助下可以实现目标台MT、WT的移动，图1中长冲程调整器和短冲程调整器都没有显式地描绘出。但是，在采用一个圆片分档器(与一个分档扫描装置相对应)的情况下，掩模台MT可以仅仅连接到一个短冲程调整器上，或者固定下来。
所描绘的装置有两种使用模式1.在分档模式下，掩模台MT基本保持静止，整个掩模镜像一次性(也就是单次“闪光”)投射到目标部分C上。接着基片台WT在x和/或y方向上移动，从而一个不同的目标部分C可由光束PB辐照而成；2.在扫描模式下，情况基本上与分档模式下相同，不同点在于给定的目标部分C不是辐照在单次“闪光”下。掩模台MT在一个给定方向(所谓的“扫描方向”，如y方向)上可以以一个速度v移动，从而光束PB扫描过掩模图像；同时，基片台WT在相同或相反方向上以速度V＝Mv移动，其中M是透镜PL的放大倍率(典型地，M＝1/4或1/5)。这种方式下，在不损害精度的情况下，可相对辐照较大的目标部分C。
由于EUV辐射会大量被各种气体吸收，也为了向所使用的光学元件提供保护性环境，装置主要放在一个真空环境VC中，真空环境VC通常分为若干子舱。
图2显示了一个掩模贮藏箱10，其内部存储了一个EUV反射掩模，用于传送、存储和处理等多种目的。贮藏箱11包括一个顶部件11和一个底板12。掩模MA通过，例如，一个运动决定的固定机构固定在贮藏箱10内部底板12上，该运动决定的固定机构在欧洲专利申请EP 01301864.3中得到公开，并通过引用结合到这里。在贮藏箱10内部可以维持有保护性(惰性)气体，比如，其气压比外界气压要高。但是，在贮藏箱10内部也可以维持真空。后一种情况下，在底板12和顶部件11之间最好提供有充分的密封，从而避免在贮藏箱内部和其外界环境之间存在气流，不会引起贮藏箱内部环境受到污染。
为了将掩模从储存箱10传送到平版投射装置，贮藏箱放到一个所谓的负载固定室20上面，如图3所示。负载固定室20通过一个阀门30连接到图1中的平版装置的真空环境VC，如图4和5所示。贮藏箱10位于负载固定室20上，从而贮藏箱的底板12与负载固定室的可打开的顶部件21重叠。为此，可在负载固定室和/或贮藏箱上可提供一个引导机构(未示出)来妥善地对准贮藏箱和负载固定室的可打开的顶部件。当贮藏箱10妥善地定位后，最好提供一个夹紧装置(未示出)来将贮藏箱夹紧到负载固定室上。一个密封件22示意地显示在贮藏箱10和负载固定室20之间。所提供的密封件22最好非常靠近底板12和可打开的顶部件21。
现在底板贮藏箱的底板12和可打开的顶部件21相互接触在一起。底板和可打开的顶部件在与图形垂直的平面上的横截面形状基本上完全一致。从而两个部件的接触表面匹配。一个密封件23最好提供得非常靠近底板12和可打开的顶部件21的周边。最好提供有一个泵P1来排空底板12和可打开的顶部件21之间空间的空气。
可以看出，负载固定室20的可打开的顶部件21提供在一个升降机25上，该升降机25用来上下移动可打开的顶部件21。提供有一个密封件24，当顶部件25完全上移到侧壁并组成侧壁的一部分时，密封件24沿负载固定室20的上壁来密封顶部件21。在顶部件21和负载固定室20的底壁之间沿着升降机25的周围提供了一个波纹管。升降机25连接到了合适的驱动装置(未显示)，用来上下驱动升降机25。提供的另外一个泵P2用来排空负载固定室20。
为了将位于掩模贮藏箱10中的掩模传送到负载固定室20中，可如下进行。首先，掩模固定在其贮藏箱10内部。需要注意的是，贮藏箱的所有内壁都非常清洁，从而不会污染存储在箱子内部的掩模。颗粒污染和分子污染都可能使掩模丧失在平版投射装置中形成投射光束图案的作用。如前所述，在贮藏箱内部可提供真空或一种惰性气体。
接着，贮藏箱10被定位到负载固定室20的可打开的顶部件21上，如前所述，底板21的受污染的外侧表面将与可打开的顶部件21的受污染的外侧表面重叠。两者之间的空间的空气将通过升降机25使用真空泵P1排空。根据贮藏箱10内部空间是真空还是充满了气体，可采取不同的方式继续进行。在贮藏箱被排空的情况下，在打开负载固定室20的顶部件21之前，最好使用泵P2首先排空负载固定室20；在贮藏箱充满气体的情况下，也可首先排空负载固定室20，接着通过降低升降机25缓慢地或者非常突然地打开顶部件21。接着会导致从贮藏箱到负载固定室的气流，突然的气流和贮藏箱的排空会有助于去除可能存在于掩模上的颗粒，从而清洁了掩模。另一种途径是首先向负载固定室中填充满一种(惰性)气体，接着降低顶部件21，接着使用泵P2排空负载固定室。
需要注意的是，负载固定室的所有内侧表面都非常清洁。通过上述操作，出现在负载固定室和贮藏箱之间的内部组合空间受污染表面区域非常有限。这些受污染的表面可能向掩模引入污染，但也会显著地增加EUV投射平版所需要的分压(例如水和碳氢化合物的分压)的抽空次数。
图4显示了掩模从其贮藏箱降落出来的情况。图中还显示了一个侧阀30，它将负载固定室连接到投射装置真空系统的另一个部分。阀30在其打开位置时，一个夹子40可以进入阀30中夹取掩模，并根据需要将掩模传送到一个内部库、掩模台或任意其它位置。前面已经提到，EP 01301864.3中公开了夹子。
为了将掩模从投射装置中卸载出来放入掩模贮藏箱中，首先夹子40将掩模MA放到已经通过升降机25降低了的底板12上，负载固定室和贮藏箱的内部空间已经排空。这样，阀30可以关闭。接着升降机可以抬高来将掩模放到贮藏箱内部，当底板12关闭箱子后，升降机可维持贮藏箱内部存在排空的空间。为使箱子内部存在清洁(惰性)气体，负载固定室和贮藏箱之间的空间已经用这样的气体净化过了，接着升降机25抬高将掩模MA放到其贮藏箱内部，并通过将底板12放到箱子底部的位置来关闭其贮藏箱。
图5显示了发明的另一个实施方式。该图与图4基本一致，除了另外提供了一个盖子，当盖子位于负载固定室20上时，它覆盖在掩模贮藏箱10上。贮藏箱可能没有经过特别设计来承受由于箱子内部被排空而外围环境没有所产生的压力。通过在贮藏箱上提供一个盖子50并排空贮藏箱内部的空间和盖子50与贮藏箱之间的空间，这样在贮藏箱上将没有压力产生或产生的压力可以忽略。所示的泵P3用来排空盖子50和贮藏箱的顶部11之间的空间。
本发明已结合一个平版投射装置作为例子得到说明。本发明还可用于任意用来处理掩模的其它类型装置，其中掩模可以载入到装置中，或者卸载到所述的掩模贮藏箱中，这样的装置可以是一个掩模写入装置、一个掩模检测装置、多层存放装置、一个掩模清洁装置等。掩模贮藏箱在一个专用固定器中可能包含多个掩模。
进一步地，本发明还可用来将基片传送到基片贮藏箱内部或者从基片贮藏箱内部传送出来，如一个已加工或待加工的半导体晶片。
传送掩模所需的保护性环境没有必要是真空环境，也可以是充满惰性气体的环境，如干空气、氮、氩等。
虽然发明的具体实施方式
已在前面得到说明，但需要理解的是发明还可通过说明以外的其它方式实现。说明并不是用来限制发明。
权利要求
1.一种用来将贮藏箱中的一个或多个基片或掩模传送到一个设备或装置的方法，反之亦然，所述设备或装置用来处理、加工或使用所述基片或掩模，所述贮藏箱可从所述设备或装置中拆开，所述贮藏箱包括一个含有一个可打开的盖部件的盖子，其特征在于，将所述贮藏箱提供到所述设备或装置的封闭的保护性环境的壁的一个可打开的壁部上，使得所述贮藏箱的所述可打开的壁部与所述保护性环境的所述可打开的壁部重叠，所述保护性环境适合于填充一种惰性气体或被排空；打开所述贮藏箱的所述可打开的盖部和所述保护性环境的所述可打开的壁部，借此，所述贮藏箱的所述盖子形成所述保护性环境的所述壁的一部分，所述贮藏箱的内部成为所述保护性环境的一部分；将至少一个所述基片或掩模从所述贮藏箱的内部空间传送到所述保护性环境的所述壁的内部空间，反之亦然。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述盖子密封地位于所述保护性环境的所述壁上。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述贮藏箱的所述可打开的盖子和所述保护性环境的所述可打开的壁部的相对的外侧表面之间相互接触，共同打开，从而至少基本上不会将所述保护性环境辐照到所述贮藏箱的所述盖子和所述保护性环境的所述壁的外侧表面。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述相对表面基本上匹配。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于密封位于周边，从而从所述保护性环境中密封出所述相对表面之间的空间。
6.如前面任一权利要求所述的方法，其特征在于所述基片和/或所述掩模在使用了极端紫外辐射投射光束的平版装置中分别用来加工和使用。
7.一种权利要求1到6中任一方法中使用的贮藏箱。
8.一种权利要求1到6中任一方法中使用的设备或装置。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于所述装置为平版投射装置，包括一个用来提供极端紫外磁辐射投射光束的辐射系统；一个用来固定反射掩模的掩模台，其中掩模用来根据所需的图案在反射投射光束时将图案加载到投射光束上，产生带图案的投射光束；一个用来固定基片的基片台；一个用来将带图案的投射光束投射到基片上的目标部分的投射系统。
10.一种设备制造方法，包括下列步骤提供一个基片，该基片至少部分覆盖有一层辐射性敏感物质；利用辐射系统来提供极端紫外辐射投射光束；利用反射掩模在投射光束的横截面上产生图案，从而提供带图案的的辐射光束；将带图案的辐射光束投射到一层辐射性敏感物质的目标部分上；并且根据权利要求1到6中的任一种方法来传送一个或多个掩模或基片。
全文摘要
一种用来将贮藏箱中的一个或多个基片或掩模传送到一个设备或装置的方法，反之亦然，所述设备或装置用来处理、加工或使用所述基片或掩模，所述贮藏箱包括一个含有一个可打开的盖部件的盖子。该方法包括将所述贮藏箱提供到所述设备或装置的封闭的保护性环境的壁的一个可打开的壁部上，使得所述贮藏箱的所述可打开的壁部与所述保护性环境的所述可打开的壁部重叠，所述保护性环境适合于填充一种惰性气体或被排空；打开所述贮藏箱的所述可打开的盖部和所述保护性环境的所述可打开的壁部，借此，所述贮藏箱的所述盖子形成所述保护性环境的所述壁的一部分，所述贮藏箱的内部成为所述保护性环境的一部分；将至少一个所述基片或掩模从所述贮藏箱的内部空间传送到所述保护性环境的所述壁的内部空间，反之亦然。
文档编号H01L21/027GK1474233SQ0311078
公开日2004年2月11日 申请日期2003年2月27日 优先权日2002年3月1日
发明者G·－J·赫伦斯, G -J 赫伦斯, B·L·W·M·范德文, W M 范德文, M 兰斯伯根, R·G·M·兰斯伯根, E·L·哈姆, 哈姆 申请人:Asml荷兰有限公司