專利名稱：光刻裝置和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻裝置和器件制造方法。
背景技術(shù)：
光刻裝置是一種將期望的圖案投射到基底的靶部的裝置。光刻裝置可以用于例如集成電路(IC)的制造、平板顯示器和其它包括微細(xì)結(jié)構(gòu)的器件。在常規(guī)的光刻裝置中，可以使用構(gòu)圖部件(或者可稱為掩?；蛑虚g掩模版)產(chǎn)生對應(yīng)于IC(或其它器件)的一個單獨層的電路圖案，該圖案可以成像在具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基底(例如硅晶片或玻璃板)的靶部上(例如包括部分、一個或者多個管芯)。代替掩模，構(gòu)圖部件可以包括用于產(chǎn)生電路圖案的單獨可控元件陣列。
一般地，單一的基底將包含相鄰靶部的網(wǎng)格，該相鄰靶部可逐個相繼曝光。已知的光刻裝置包括所謂的步進(jìn)器，其中通過將整個圖案一次曝光于靶部上來輻射每一靶部，和所謂的掃描器，其中通過在投射光束下沿給定方向(“掃描”方向)掃描圖案、并同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底來輻射每一靶部。
目前使用的單獨控制元件陣列包括以下幾種類型可編程反射鏡陣列。這種器件包括具有一粘彈性控制層和一反射表面的矩陣可尋址表面。這種裝置的基本原理是(例如)反射表面的已尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇檠苌涔?，而未尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇榉茄苌涔狻Ｓ靡粋€適當(dāng)?shù)目臻g濾光器，從反射的光束中過濾所述非衍射光，只保留衍射光到達(dá)基底；按照這種方式，光束根據(jù)矩陣可尋址表面的尋址圖案而帶有圖案。可以理解，作為一種替換，濾光器可以濾除衍射光，保留非衍射光到達(dá)基底。還可以一種相應(yīng)的方式使用一種衍射光學(xué)MEMS器件陣列。每個衍射光學(xué)MEMS器件包括多個反射帶，該反射帶可以相對于彼此變形，以形成將入射光反射為衍射光的光柵。另一個可編程反射鏡陣列的可替換實施方案采用微小反射鏡的矩陣布置，通過施加合適的局部電場或者使用壓電驅(qū)動裝置可以單獨地傾斜每個反射鏡。此外，反射鏡是矩陣可尋址的，使得已尋址反射鏡以與未尋址反射鏡不同的方向?qū)⑷肷漭椛涔馐瓷?；通過這種方式，根據(jù)矩陣尋址反射鏡的尋址圖案對反射光束構(gòu)圖。使用合適的電子裝置可以進(jìn)行需要的矩陣尋址。在上述的兩種情況中，單獨可控元件陣列可以包括一個或多個可編程反射鏡陣列。這里提及的關(guān)于反射鏡陣列的更多信息可以從例如美國專利US5296891、US5523193、PCT專利申請WO98/38597和WO98/33096中得到，在此將它們引入作為參考。
可編程LCD陣列，該結(jié)構(gòu)的例子可以從美國專利US5229872中得到，在此將其引入作為參考。
如上所述，常規(guī)的用作單獨可控元件陣列的器件難以制造，因此對于它們的制造過程來說產(chǎn)量較低。這導(dǎo)致成本增加。此外，在這種單獨可控元件陣列上減小象素大小進(jìn)一步增加了制造器件的困難，因此進(jìn)一步降低了生產(chǎn)產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供另一種在光刻投影裝置中使用的單獨可控元件陣列。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種光刻裝置，其包括-調(diào)節(jié)輻射投射光束的照射系統(tǒng)；-用于給投射光束的截面賦予圖案的單獨可控元件陣列；-支撐基底的基底臺；以及-將帶圖案的光束投射到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；其中每個所述單獨可控元件包括堆疊的三個介電層，至少所述層中間的那層由固態(tài)電光材料組成，由此當(dāng)施加一個控制信號時，所述元件可以選擇性地在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間改變，在第一狀態(tài)時，對于所述三個介電層的中間那層和另外兩層之間的一種偏振態(tài)存在更大的折射率差，在第二狀態(tài)時，對于所述偏振態(tài)存在更小的折射率差，從而電光材料層和其至少一相鄰層的邊界上分別被透射和反射的輻射的比例在所述兩個狀態(tài)是不同的。
因此，通過施加一個控制信號，單獨可控元件陣列的每個元件可以改變反射的輻射比例和透射過堆疊的輻射比例?？梢允褂眠@種單獨可控元件陣列作為透射性或反射性單獨可控元件陣列。此外，因為每個單獨可控元件是由連續(xù)淀積在基底上的幾層材料組成的，所以器件的制造比常規(guī)的單獨可控元件陣列更加簡單。因此這種單獨可控元件陣列的生產(chǎn)產(chǎn)量比常規(guī)器件的更大，即使陣列中每個單獨可控元件的尺寸更小。此外，因為沒有移動的部件，這種單獨可控元件陣列將更加耐用。
便利地，在堆疊上增加附加層。可以由此來提高每個單獨可控元件的反射率，尤其是如果每層的厚度是所用輻射波長的四分之一。
優(yōu)選地，堆疊的可替換層由具有固定折射率的材料組成，其余的由電光材料組成。可以如此布置電光材料層，使得其各自的非常軸線(extraordinary axes)大體上相互平行。因此，當(dāng)這些層設(shè)置成具有相對接近于固定折射率層的折射率時，單獨可控元件是相對透射性的，但是當(dāng)電光材料層的折射率設(shè)置成與固定折射率層的折射率不同時，與如果使用具有單層電光材料的堆疊相比，單獨可控元件具有更高的反射性。
或者，如此布置電光材料層，使得可替換層如此布置使得它們各自的非常軸線相互垂直。對于在兩個垂直方向被平面偏振的輻射來說，這允許各獨立控制單獨可控元件陣列的透射/反射特性被獨立控制。因此，能夠同時提供用于雙偶級照射的輻射光束的構(gòu)圖，例如，有效分開地照射布置在單獨可控元件陣列上垂直定位的圖案特征。
如上所述，堆疊中的電光材料層各自具有的相互平行的非常軸線可以布置在一起，例如為了增強(qiáng)反射，或者，可替換地，給每層施加不同的電壓。這允許獨立控制單獨可控元件陣列的反射/透射特性和由單獨可控元件陣列引起的輻射相移。因此，單獨可控元件陣列上的相鄰元件可被布置成，例如，反射彼此間相同強(qiáng)度的輻射，但是卻具有相對的相差。因此，就可以形成一個單獨可控元件的相移陣列。使用足夠多的電光可控層就可以提供單獨可控元件陣列，其可以控制用于雙偶極照射的兩個圖案的相位和灰度等級。
堆疊中的每層電光材料層可以具有由單獨可尋址電極施加的控制信號?；蛘?，為了簡化控制單獨可控元件陣列，一組電光材料層可以使用共同的電極，如果例如總是將相同的信號施加給這些層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種單獨可控元件陣列，其布置成給輻射光束的截面賦予圖案，其中每個所述單獨可控元件包括堆疊的三個介電層，至少所述層中間的那層由固態(tài)電光材料組成，由此當(dāng)施加一個控制信號時，所述元件可以選擇性地在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間改變，在第一狀態(tài)時，對于所述三個介電層的中間那層和另外兩層之間的偏振態(tài)存在更大的折射率差，在第二狀態(tài)時，對于所述偏振態(tài)存在更小的折射率差，從而在電光材料層和其至少一相鄰層的邊界上分別被透射和反射的輻射的比例在所述兩個狀態(tài)是不同的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種器件制造方法，其包括-提供一個基底；-使用照射系統(tǒng)調(diào)節(jié)輻射投射光束；-使用單獨可控元件陣列對投射光束的截面賦予圖案；以及-將帶圖案的輻射光束投射到基底的靶部上；其中每個所述單獨可控元件包括堆疊的三個介電層，至少所述層中間的那層由固態(tài)電光材料組成，由此當(dāng)施加一個控制信號時，所述元件可以選擇性地在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間改變，在第一狀態(tài)時，對于所述三個介電層的中間那層和另外兩層之間的偏振態(tài)存在更大的折射率差，在第二狀態(tài)時，對于所述偏振態(tài)存在更小的折射率差，從而在電光材料層和其至少一相鄰層的邊界上分別被透射和反射的輻射的比例在所述兩個狀態(tài)是不同的。
這里使用的術(shù)語“單獨可控元件陣列”應(yīng)該廣義地理解為表示可以用來給入射輻射光束的截面賦予圖案的任何部件，從而在基底的靶部上產(chǎn)生期望的圖案；本文中還使用術(shù)語“光閥”和“空間光調(diào)制器”(SLM)。
應(yīng)該理解在使用特征的預(yù)偏置、光學(xué)鄰近校正特征、相轉(zhuǎn)變技術(shù)和多級曝光技術(shù)的地方，例如在單獨可控元件陣列上“顯示”的圖案可以實際上與最后傳送給基底層或傳送到基底上的圖案不同。類似地，最后在基底上產(chǎn)生的圖案可以不對應(yīng)于任何時刻在單獨可控元件陣列上形成的圖案?？梢允沁@樣一種布置，其中在基底的每一部分上形成的最終圖案在給定的時間段或給定的曝光次數(shù)下形成，在此期間在單獨可控元件陣列和/或基底的相關(guān)位置上的圖案會發(fā)生變化。
盡管可以具體參考了光刻裝置在制造IC中的應(yīng)用，但是應(yīng)該理解這里描述的光刻裝置可能具有其它應(yīng)用，例如，集成光學(xué)系統(tǒng)的制造、用于磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、薄膜磁頭等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在這種可替換的用途范圍中，這里的任何術(shù)語“晶片”或者“管芯”的使用可認(rèn)為分別與更普通的術(shù)語“基底”或者“靶部”同義。這里提到的基底可以在曝光前或后在例如軌跡器(一種工具，通常對基底施加一層抗蝕劑，并顯影已經(jīng)曝光的抗蝕劑)或計量或檢驗工具中進(jìn)行處理。在可適用的地方，這里的公開可以應(yīng)用于這種或者其他基底處理工具。此外，例如為了形成多層IC，可以對基底進(jìn)行多次處理，因此這里使用的術(shù)語基底也可以表示包含多個處理層的基底。
這里使用的術(shù)語“輻射”和“光束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如波長為408、355、365，248、248、193、157或126nm)和遠(yuǎn)紫外(EUV)輻射(例如具有5-20nm范圍內(nèi)的波長)，以及粒子束，如離子束或電子束。
這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)廣義地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，包括折射光學(xué)系統(tǒng)，反射光學(xué)系統(tǒng)，和反折射光學(xué)系統(tǒng)，例如適用于所用的曝光輻射，或者適用于其他因素，如使用浸液或使用真空。這里的任何術(shù)語“透鏡”的使用應(yīng)認(rèn)為與更普通的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。
照射系統(tǒng)還可以包括各種類型的光學(xué)部件，包括折射，反射，和反折射光學(xué)元件，這些部件用于引導(dǎo)、整形或者控制輻射投射光束，這種元件在下文還可共同地或者單獨地稱作“透鏡”。
光刻裝置可以是具有兩個(二級)或者多個基底臺的類型。在這種“多級式”器件中，可以并行使用這些附加臺，或者可以在一個或者多個臺上進(jìn)行準(zhǔn)備步驟，而一個或者多個其它臺用于曝光。
光刻裝置還可以是這樣一種類型，其中將基底浸潤在具有相對高的折射率的液體例如水中，從而填充投影系統(tǒng)的最終元件和基底之間的空間。也可以將浸液施加到光刻裝置的其它空間，例如在單獨可控元件陣列和投影系統(tǒng)的第一元件之間。浸潤技術(shù)在本領(lǐng)域是公知的，用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。


現(xiàn)在僅通過舉例的方式，參照附圖描述本發(fā)明的實施方案，其中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件，其中圖1表示根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的光刻裝置；圖2表示根據(jù)本發(fā)明用來形成可編程構(gòu)圖部件的元件；圖3表示圖2示出的元件的一種變化；圖4表示圖2示出的元件的另一種變化；以及圖5表示根據(jù)本發(fā)明在光刻投影裝置中使用可編程構(gòu)圖部件的布置。
具體實施例方式
圖1示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明一個特殊實施方案的光刻裝置。該裝置包括-照射系統(tǒng)(照射器)IL，用于提供輻射投射光束PB(例如UV輻射)。
-單獨可控元件陣列PPM(例如可編程反射鏡陣列)，用于將圖案賦予投射光束；通常單獨可控元件陣列的位置相對于物體PL固定；然而，它也可以與用于相對于物體PL精確定位的定位裝置連接；-基底臺(例如晶片臺)WT，用于支撐基底(例如涂敷抗蝕劑的晶片)W，并與用于將基底相對于物體PL精確定位的定位裝置PW連接；以及-投影系統(tǒng)(“透鏡”)PL，用于通過單獨可控元件陣列將賦予投射光束PB的圖案成像在基底W的靶部C(例如包括一個或多個管芯)上；投影系統(tǒng)可以將單獨可控元件陣列成像在基底上；或者，投影系統(tǒng)可以對第二源成像，對于該第二源單獨可控元件陣列的元件用作光閥；投影系統(tǒng)也可以包括聚焦元件陣列，例如微透鏡陣列(通常所說的MLA)或菲涅耳透鏡陣列，例如為了形成第二源和將微斑點成像到基底上。
如這里指出的，該裝置可以是反射型(即具有反射性單獨可控元件陣列)。然而，通常，該裝置也可以是透射型(即具有透射性單獨可控元件陣列)。
照射器IL接收來自輻射源SO的輻射光束。輻射源和光刻裝置可以是分開的機(jī)構(gòu)，例如當(dāng)輻射源是受激準(zhǔn)分子激光器時。在這種情況下，不把輻射源看作構(gòu)成光刻裝置的一部分，輻射光束借助于包括例如適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向反射鏡和/或擴(kuò)束器的光束輸送系統(tǒng)BD從輻射源SO傳送到照射器IL。在其他情況下，輻射源可以是裝置的組成部分，例如當(dāng)輻射源是汞燈時。輻射源SO和照射器IL，如果需要和光束輸送系統(tǒng)BD一起，稱作輻射系統(tǒng)。
照射器IL可以包括調(diào)節(jié)裝置AM，用于調(diào)節(jié)光束的角的強(qiáng)度分布。一般地，至少可以調(diào)節(jié)照射器光瞳平面內(nèi)強(qiáng)度分布的外和/或內(nèi)徑向量(通常分別稱為σ-外和σ-內(nèi))。另外，照射器IL一般包括各種其它部件，如積分器IN和聚光器CO。照射器提供已調(diào)節(jié)的輻射光束，稱作投射光束PB，在該光束的橫截面具有期望的均勻度和強(qiáng)度分布。
隨后，光束PB入射到單獨可控元件陣列PPM上。被單獨可控元件陣列PPM反射后，光束PB通過投射系統(tǒng)PL，該投射系統(tǒng)將光束PB聚焦在基底W的靶部C上。在定位裝置PW(和干涉測量裝置IF)的輔助下，基底臺WT可以精確地移動，例如以便在光束PB的光路中定位不同的靶部C。在使用定位裝置的地方，對于單獨可控元件陣列可以使用定位裝置以相對于光束PB的光路來精確校正單獨可控元件陣列PPM的位置，例如在掃描期間。一般地，借助于長沖程模塊(粗略定位)和短沖程模塊(精確定位)來實現(xiàn)目標(biāo)臺WT的移動，在圖1中沒有明確示出長沖程模塊和短沖程模塊。也可以使用類似的系統(tǒng)定位單獨可控元件陣列?？梢岳斫馓鎿Q地/附加地投射光束可以是移動的，而目標(biāo)臺和/或單獨可控元件陣列可以具有固定位置，以便提供需要的的相對移動。作為另一種替換，尤其是應(yīng)用于平板顯示器的制造，基底臺的位置和投影系統(tǒng)可以是固定的，基底可以布置成相對于基底臺移動。例如，基底臺具有用于以大體上恒定的速度在基底臺上掃描基底的系統(tǒng)。
盡管這里描述的根據(jù)本發(fā)明的光刻裝置用于曝光基底上的抗蝕劑，可以理解本發(fā)明不限于這種應(yīng)用，可以在無抗蝕劑的光刻中使用該裝置用于投射帶圖案的投射光束。
所示的裝置可以在四個優(yōu)選模式中使用1.步進(jìn)模式單獨可控元件陣列將整個圖案賦予投射光束，該投射光束被一次投射到靶部C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后沿X和/或Y方向移動基底臺WT，以便能夠曝光不同的靶部C。在步進(jìn)模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中成像的靶部C的尺寸。
2.掃描模式單獨可控元件陣列在給定方向(所謂的“掃描方向”，例如Y方向)以速度v移動，從而使投射光束PB在單獨可控元件陣列上掃描；同時，沿相同或者相反的方向以速度V＝Mv同時移動基底臺WT，其中M是透鏡PL的放大系數(shù)。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單次動態(tài)曝光中靶部的寬度(沿非掃描方向)，而掃描移動的長度確定靶部的高度(沿掃描方向)。
3.脈沖模式單獨可控元件陣列基本上保持靜止，使用脈沖輻射源將整個圖案投射到基底的靶部C上。以大體上恒定的速度移動基底臺WT，從而使投射光束PB在基底W上掃描一條線。在輻射系統(tǒng)的脈沖之間根據(jù)需要更新單獨可控元件陣列上的圖案，并對脈沖定時，使得在基底上要求的位置曝光連續(xù)的靶部C。因此，投射光束能夠在基底W上掃描，以便對基底的帶曝光整個圖案?？梢苑磸?fù)該過程直到整個基底被逐條線曝光。
4.連續(xù)掃描模式大體上與脈沖模式相同，除了使用大體上恒定的輻射源，當(dāng)投射光束在基底上掃描時更新單獨可控元件陣列上的圖案，并將其曝光。
還可以采用在上述使用模式基礎(chǔ)上的組合和/或變化，或者采用與使用的模式完全不同的模式。
根據(jù)本發(fā)明的單獨可控元件陣列的每個元件也稱為象素，由堆疊的介電材料層組成。圖2示出了一個這種元件的簡單實例。它包括電光材料層1，該電光材料層夾在兩個具有固定折射率的介電材料層2、3之間。層2、3具有相同的折射率。電光材料層的特性是，通過在電光材料層上施加一個電壓，可以改變其對在給定方向被平面偏振的輻射的折射率。如果電光材料層1的折射率與層2、3的折射率相同，那么元件基本上是透明的。然而，如果電光材料層1的折射率與層2、3的折射率不同，那么輻射將在這些層之間的邊界被反射。通過選擇層的厚度為入射到單獨可控元件陣列上的輻射波長的四分之一，從電光材料層1和固定折射率層2的第一層2之間的邊界反射的輻射將建設(shè)性地干涉從電光材料層1和固定折射率材料的第二層3之間的邊界反射的輻射。
因此，通過給電光材料層1施加電壓，單獨可控元件陣列的元件可以在兩種狀態(tài)之間切換，在一種狀態(tài)，所有的三層具有相似的折射率，元件基本上是透射性的，在另一種狀態(tài)，堆疊的中間層即電光材料層1具有與相鄰層不同的折射率(對于在給定方向被平面偏振的輻射)，元件對在所述方向被平面偏振的輻射基本上是反射性的。
通過設(shè)置不同的元件為反射性的或透射性的，可以使用多個這種元件對輻射光束構(gòu)圖。顯然，這種單獨可控元件陣列可以用于反射模式或透射模式，同時將輻射設(shè)計成構(gòu)成帶圖案的輻射光束的一部分，該輻射光束分別地或者從元件反射或者透射過元件。
實際上，堆疊總是反射至少一些輻射，并且總是透射一些輻射(即使只有在適當(dāng)方向被偏振的輻射入射到堆疊上)。給電光材料層1施加一個電壓可簡單地改變被反射的比例和被透射的比例，即透射/反射特性。根據(jù)堆疊的組成，不給堆疊施加電壓或者給堆疊施加額定最大電壓可以獲得元件的最大反射，對應(yīng)地，分別施加最大額定電壓或不施加電壓，可以獲得最大的透射。通過施加中間電壓，可以獲得在給定方向上被偏振的輻射的反射/透射的中間水平。因此可以使用單獨可控元件陣列的元件提供灰度等級。
為了支撐，介電材料層的堆疊可以與基底4連接(在單獨可控元件陣列中基底對所有元件是公共的)。如果單獨可控元件陣列是透射性的，那么基底將需要選擇成透射性的，需要確保將在堆疊和基底之間的邊界上任何輻射的反射減到最小。如果單獨可控元件陣列是反射性的，那么需要確保透射過堆疊的輻射不會被反射。通過選擇一個基底，該基底和前面的一樣是透射性的，并將透射過基底的輻射導(dǎo)出系統(tǒng)，或者通過選擇吸收輻射的基底可以實現(xiàn)這點。
如此選擇電光材料層1，使得當(dāng)未施加電壓時，其具有大體上與固定折射率層2、3相同的折射率?；蛘撸绱诉x擇電光材料層1，當(dāng)未施加電壓時，其具有與固定折射率層2、3不同的折射率。因此單獨可控元件陣列可以分別或者被偏置成透射性的或者被偏置成反射性的。
如上所述，對于在給定方向被平面偏振的輻射，電光材料層1的折射率僅由電壓控制。因此，可以如此選擇電光材料層1，使得對于在垂直方向被平面偏振的輻射來說，將折射率設(shè)置成濾除在該方向上被平面偏振的輻射。例如，如果使用單獨可控元件陣列形成反射性單獨可控元件陣列，對于在垂直于可以受控的方向被平面偏振的輻射來說，可以將電光材料層1的折射率設(shè)置成大體上與固定折射率層2、3的折射率相同，使得不能通過給電光材料層1施加電壓來控制輻射透射過單獨可控元件，因此不會反射到投影系統(tǒng)中。因此，不必使用在給定方向被平面偏振的輻射照射單獨可控元件陣列。在這種情況下，需要防止透射過元件(即不帶圖案的輻射)的輻射反射回到投影系統(tǒng)中，即被吸收或者被透射過整個器件。
電光材料層可以由例如KD*P、KDP、AD*P、ADP、BBO其它熟知的固態(tài)電光材料組成。為了獲得最佳響應(yīng)，優(yōu)選地電光材料應(yīng)該操作成接近但是高于所用材料的居里溫度。這些溫度通常比環(huán)境溫度更低。例如KDP的居里溫度為123K，ADP為148K。因此可以提供控制溫度的冷卻單元。
為了給電光材料層1提供控制電壓，在電光材料層1和固定折射率層2、3之間提供透明電極5、6。只要這些電極足夠薄，它們就不會影響在電光材料層1和固定折射率層2、3之間的邊界的透射/反射特性?；蛘?，可以將這些電極應(yīng)用于電光材料層的邊緣，即不與固定折射率層接觸的表面。然而，在這種情況下，驅(qū)動電壓將要求更高。
為了提高堆疊的反射率，如圖3所示可以增加附加層。正如所示出的，存在三層電光材料層11、12、13，與具有固定折射率的材料層14、15、16、17交替。和前面一樣，該堆疊與用于支撐的基底18連接，并提供電極19-24，以便給電光材料層11、12、13施加控制電壓。盡管圖3示出了具有三層電光材料層的堆疊，可以理解可以以相應(yīng)的方式使用任何數(shù)量的層。
如此定位電光材料層11、12、13，使得它們各自的非常軸線相互平行。因此，對于在相同方向上被偏振的輻射來說有固定折射率的材料，施加給電光材料層的控制電壓控制它們邊界的透射/反射特性。
通過電極19、20提供施加給電光材料層11的控制電壓；通過電極21、22提供給電光材料層12的控制電壓；以及通過電極23、24提供給電光材料層13的控制電壓。如果使用單獨可控元件作為用于單獨可控元件陣列的簡單灰度等級產(chǎn)生元件，那么可以將用于電光材料層11、12、13的電極連接在一起，從而可以施加給每個電光材料層11、12、13公共的控制電壓。換句話說，將電極19、21、23連接在一起，將電極20、22、24連接在一起?；蛘撸糜诿總€電光材料層11、12、13的各對電極可以使用不同的電壓獨立尋址。這可以用于提供如下所述的相移掩模。
穿過電光材料層的輻射具有其相移。相移的幅度取決于施加給電光材料層的電壓。因此，通過提供具有多層電光材料層的單獨可控元件，不僅能夠控制入射到元件(為了產(chǎn)生灰度等級)上的輻射的總反射/透射，而且能夠控制輻射的總相移。因此能夠產(chǎn)生從相鄰單獨可控元件傳播的輻射之間的相差，例如即使輻射的強(qiáng)度相同。因此，這些元件可以用于形成單獨可控元件陣列，該單獨可控元件陣列不僅可產(chǎn)生灰度等級，而且也是一個相移構(gòu)圖陣列。
每層電光材料可以只控制在給定方向被平面偏振的輻射的反射/透射特性。此外，通過選擇電光材料，使得對于在垂直于該方向(對于該方向其折射率是電壓控制的)的第一方向上被平面偏振的輻射，其折射率大體上與和其相鄰的層相同，以及堆疊部分對在第一方向被平面偏振的輻射是透射性的。圖4示出了利用這種特征的單獨可控元件陣列的元件。它包括兩層電光材料層31、32，并分別可由電極33、34和電極35、36控制。電光材料層31、32夾在具有固定折射率材料的可替換層37、38、39中間，整個堆疊由基底4支撐。如圖4所示，如此布置電光材料層31、32，使得其各自的非常軸線彼此垂直。因此，給第一電光材料層31施加一個電壓可控制其對在第一方向上被平面偏振的輻射的反射/透射特性；給第二電光材料層32施加一個電壓可控制其對在垂直于第一方向的第二方向上被平面偏振的輻射的反射/透射特性。因此，這種單獨可控元件可以用于獨立控制在第一方向被平面偏振的輻射和在第二方向被平面偏振的輻射。
在光刻投影裝置中，這意味著可以施加不同的圖案給在兩個垂直方向被平面偏振的輻射，允許同時的雙偶級照射。這是有利的，因為使用平面偏振光對圖案成像允許對在特定方向伸長的特征增強(qiáng)成像。以前已經(jīng)使用具有偏振輻射的照射來照射這種伸長的特征，但是要求例如使用兩次分開的曝光，每次具有在垂直方向平面偏振的輻射，以便分別地對定位在垂直方向的特征成像。使用如圖4所示的元件，能夠提供與使用單次曝光相同的效果。例如，輻射系統(tǒng)具有第二源平面，并適合于在第二源平面產(chǎn)生具有四個極的投射光束。這四個極可以布置成兩對，使得在第一對極中心之間的線垂直于在第二對極中心之間的線，并且這兩條線在輻射系統(tǒng)的光軸處相交。而且，如此布置該系統(tǒng)使得第一對極的輻射在一個方向被平面偏振，第二對極的輻射在垂直于第一方向的第二方向被平面偏振。
顯然，如圖4所示，可以給單獨可控元件陣列增加附加的電光材料層。例如，存在其非常軸線布置在第一方向的多個電光材料層，和其非常軸線布置在第二垂直方向的多個電光材料層。利用這種布置，能夠獨立控制在兩個垂直方向被平面偏振的輻射的相位和灰度等級。
在如圖4所示的單獨可控元件的另一種應(yīng)用中(和具有布置成彼此垂直的多層電光材料層的相應(yīng)元件)，可以將電極連接在一起，以便提供公共的控制電壓給電光材料層，該電光材料層布置成其非常軸線彼此垂直。因此，對于每一層的反射/透射特性控制是相同的。從而在兩個垂直方向被平面偏振的輻射的反射/透射特性是相同的，因此包括這種元件的單獨可控元件陣列不必使用平面偏振光進(jìn)行照射。如果對于這種實施方案需要相位控制，那么可以提供多對電光材料層，每對電光材料層包括其非常軸線布置成彼此垂直的電光材料層，并且每對層可共同地但與其它對電光材料層無關(guān)地控制。
圖5示出了如上所述在光刻投影裝置中使用單獨可控元件陣列的元件布置的一個實例。來自照射系統(tǒng)60的輻射由偏振器61偏振(使得在給定方向被平面偏振)，并通過控制光學(xué)系統(tǒng)62投射到光束分離器63。該光束由光束分離器63反射，然后通過另一個控制光學(xué)系統(tǒng)64投射到單獨可控元件陣列65。當(dāng)其投射穿過控制光學(xué)系統(tǒng)64并透射穿過光束分離器63時，使用單獨可控元件陣列65對輻射光束構(gòu)圖并反射。接著再使用投影系統(tǒng)67將帶圖案的光束投射到基底68上之前，該帶圖案的光束穿過旋轉(zhuǎn)的偏振器66例如1/4λ波片?？梢允÷栽?/4λ波片，特別地，如果使用雙偶級照射應(yīng)該省略1/4λ波片。此外，使用偏振光束分離器代替標(biāo)準(zhǔn)光束分離器63時可以省略偏振器61。如上所述，由于單獨可控元件陣列不必使用偏振光照射，因此如果單獨可控元件陣列的元件包括多層電光材料層，這些電光材料層布置成具有相互垂直的非常軸線，并且被控制成在一起操作，那么可以省略偏振器61，保留標(biāo)準(zhǔn)光束分離器63。類似地，在使用雙偶級照射的地方，可以保留標(biāo)準(zhǔn)(即非偏振的)光束分離器63，但是偏振器61必須分開，以為每個具有其本身偏振方向的雙偶級方向提供輻射。
雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施方案，可以理解可以不同于上面所描述的實施本發(fā)明。說明書不是要限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種光刻裝置，包括-調(diào)節(jié)輻射投射光束的照射系統(tǒng)；-用于給投射光束的截面賦予圖案的單獨可控元件陣列；-支撐基底的基底臺；以及-將帶圖案的光束投射到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；其中每個所述單獨可控元件包括堆疊的三層介電層，至少所述層中間的那層由固態(tài)電光材料組成，由此當(dāng)施加一個控制信號時，所述元件可以選擇性地在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間改變，在第一狀態(tài)時，對于所述三層介電層的中間那層和另外兩層之間的一種偏振態(tài)存在更大的折射率差，在第二狀態(tài)時，對于所述偏振態(tài)存在更小的折射率差，從而電光材料層和其至少一相鄰層之間的邊界上分別被透射和反射的輻射的比例在所述兩個狀態(tài)是不同的。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中所述堆疊包括多層介電材料附加層，至少所述附加層中的一層由電光材料組成，由此對于一種偏振狀態(tài)，通過給所述第二電光材料層施加一個控制信號改變其折射率。
3.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中所述堆疊的可替換層由具有固定折射率的材料組成，其余的層由電光材料組成，由此對于給定的各個偏振狀態(tài)，通過給所述層施加各個控制信號而改變每層電光材料層的折射率。
4.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置，其中如此布置所述電光材料層，使得其各自的非常軸線大體上相互平行。
5.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置，其中如此布置至少兩層電光材料層，使得其各自的非常軸線大體上相互垂直。
6.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置，還包括多個電極，其布置成給堆疊中的每層電光材料層施加獨立可控制的控制電壓。
7.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置，還包括多個電極，其布置成給堆疊中的兩層或多層電光材料層施加公共的控制電壓。
8.如權(quán)利要求4所述的光刻裝置，還包括多個電極，其布置成給其非常軸線大體上相互平行的電光材料層施加公共的控制電壓。
9.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中每個元件布置成控制在第一方向上被平面偏振的輻射的傳播，以及獨立地控制在大體上垂直于第一方向的第二方向上被平面偏振的輻射的傳播。
10.如權(quán)利要求9所述的光刻裝置，其中所述照射系統(tǒng)具有第二源平面，并適合于在所述第二源平面產(chǎn)生具有四個極的投射光束。
11.如權(quán)利要求10所述的光刻裝置，其中所述四個極成對布置，連接第一對極的中心的直線垂直于連接第二對極的中心的直線；以及所述直線大體上在照射系統(tǒng)的光軸處相交。
12.如權(quán)利要求11所述的光刻裝置，其中所述第一對極的輻射在所述第一方向被平面偏振，所述第二對極的所述輻射在所述第二方向被平面偏振。
13.一種單獨可控元件陣列，其布置成給輻射光束的截面賦予圖案，其中每個所述單獨可控元件包括堆疊的三層介電層，至少所述層中間的那層由固態(tài)電光材料組成，由此當(dāng)施加一個控制信號時，所述元件可以選擇性地在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間改變，在第一狀態(tài)時，對于所述三層介電層的中間那層和另外兩層之間的偏振態(tài)存在更大的折射率差，在第二狀態(tài)時，對于所述偏振態(tài)存在更小的折射率差，從而在電光材料層和其至少一相鄰層之間的邊界上分別被透射和反射的輻射的比例在所述兩個狀態(tài)是不同的。
14.一種器件制造方法，其包括-提供一個基底；-使用照射系統(tǒng)調(diào)節(jié)輻射投射光束；-使用單獨可控元件陣列給投射光束的截面賦予圖案；以及-將帶圖案的輻射光束投射到基底的靶部上；其中每個所述單獨可控元件包括堆疊的三層介電層，至少所述層中間的那層由固態(tài)電光材料組成，由此當(dāng)施加一個控制信號時，所述元件可以選擇性地在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間改變，在第一狀態(tài)時，對于所述三層介電層的中間那層和另外兩層之間的偏振態(tài)存在更大的折射率差，在第二狀態(tài)時，對于所述偏振態(tài)存在更小的折射率差，從而在電光材料層和其至少一相鄰層之間的邊界上分別被透射和反射的輻射的比例在所述兩個狀態(tài)是不同的。
全文摘要
一種單獨可控元件陣列包括多個元件，每個元件由堆疊的多個介電材料層組成，至少其中的一層是電光材料，使得其對于在給定方向上被平面偏振的輻射的折射率可以通過施加電壓來改變，從而改變在該層和相鄰層之間的邊界的反射/透射特性。
文檔編號G03F7/20GK1614514SQ20041009223
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者A·J·布里克 申請人:Asml荷蘭有限公司