[发明专利]制造EUV模块的方法、EUV模块和EUV光刻系统

说明书

本发明关于一种涂布意图用于EUV光刻系统(500)的陶瓷材料(100)的EUV子模块(120、130)的表面(101)的方法。首先，金属焊料(114)在陶瓷基板(100)的表面(101)的整个表面区域之上施加于所述表面。然后，执行热处理以在陶瓷材料(100)与金属焊料(114)之间制造材料键结(116)。此外，本发明还关于一种制造EUV模块(200)的方法。为此目的，通过上述方法分别涂布其整个表面区域之上的至少两个EUV子模块(120、130)通过焊接或粘合键结而接合。再者，本发明关于一种EUV子模块(120、130)、一种EUV模块(200)以及一种EUV光刻系统。

技术领域

本发明关于一种制造EUV光刻系统的EUV模块的方法、一种EUV模块和一种EUV光刻系统。

背景技术

制造半导体部件的方法之一是光刻成像(photolithographic)法，其中待生成的结构图案借助于掩模(掩模母版)以缩小比例投射到涂布有光敏层的功能层上，然后在显影该感光层后，通过蚀刻工艺转印到该功能层中。制造日益精细结构使得光刻工艺有必要使用波长越来越短的光。因此，现有的光刻方法以进入极紫外光(Extremely ultravioletlight，EUV)范围内的电磁辐射工作。该术语EUV辐射用于指称波长介于30nm与5nm之间、特别是为13.5nm的电磁辐射。EUV辐射通常是由等离子体源所产生或作为同步加速器辐射。由于EUV辐射可被大多数已知材料高度吸收，因此EUV光刻中的投射曝光系统一般使用反射式部件。为此目的使用专门设计的反射镜系统，其以合适方式将辐射引导到掩模母版上，随后投射到半导体晶片的所需区域上。该已知EUV光刻系统同时与具有结构化吸收层设置于其上的反射式载体层形式或具有结构化反射层设置于其上的吸收式载体层形式的反射式掩模母版一起操作。

将光刻微米或纳米结构成像到该晶片表面上时，通常不是曝光的整个晶片，而是仅曝光狭窄区域。一般来说，晶片表面是一块一块或通过狭缝曝光的。这涉及晶片和掩模母版两者被逐步扫描，并且相对于彼此平行或反向平行移动。

用于EUV光刻系统的投射光学单元的部件是由现代技术陶瓷所制成，例如碳化硅(Silicon carbide，SiC)或硅渗透碳化硅(Silicon-infiltrated silicon carbide，Si：SiC)，且特别是意图用于接收传感器。这些材料结合许多正面技术特性：硬度高(提供有利的振动特性)、导热性很好、低热膨胀(在负载下产生极佳几何稳定性)、及重量轻。结构元件是从烧结坯体所制造，通过后续在1600℃范围内的高温下锻烧而加固。由此所产生的陶瓷部件相对较闭孔且具有高密度。尽管如此，这些陶瓷部件在EUV系统中不能在未经处理状态下使用。其中一个原因在于，甚至后续经研磨或喷沙的表面有时仍只有低强度，并可能在该EUV光刻系统中导致颗粒污染的情况。而且，在大型陶瓷部件上经常有浅层细孔和裂缝。再者，在陶瓷部件的表面上的游离、未完全反应的硅污染物，可能被存在于该EUV光刻系统中的氢基(由通过EUV辐射而分裂的H₂分子所生成)分解，并沉积在该EUV光刻系统中光学元件的表面上。如此会导致非所要的传输损耗。而且，未经处理的陶瓷部件的表面一般来说都非常粗糙，这使其明显更难以真空兼容方式进行清洁。关于以上所提及未经处理的陶瓷部件的问题特性，也请参见图1。图1显示在基板100的体积中具有非关键细孔102且在基板表面101上具有关键部分磨掉的细孔104的陶瓷基板100。而且，在基板表面101上可看到浅层裂缝106和游离硅108。特别关键的是在基板表面101附近的弱键结区110，因为其可能变得分离且如同游离移动颗粒一样，可能损害EUV光刻系统的功能。未经处理的陶瓷部件的前述问题特性是由制造工艺所造成且不可避免。如此需要陶瓷部件的表面涂层，其键结松散颗粒、保护从氢基出现的硅元素、封闭裂缝和细孔，并将表面粗糙度降低至可能进行清洁程序而无任何问题的程度。如从现有技术已知，在图2中所显示，为此对抛光的陶瓷部件100的表面101施加镍磷合金(Nickel-phosphorus alloys，NiP)的金属涂层112。该涂布举例来说通过电流沉积或化学处理(化学镍)来执行。NiP层112的锚定纯机械地发生，其中互锁衔接通过表面粗糙度而形成。互锁连接通过彼此衔接的至少两个连接伙伴形成。因此，连接伙伴即使在无力传递或力传递中断时也不能分开。