專(zhuān)利名稱(chēng)：光刻裝置及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻裝置、用以減小光學(xué)系統(tǒng)(例如光刻裝置)的光束中不需要輻射之強(qiáng)度的方法、器件制造方法、光學(xué)系統(tǒng)中氣體的使用以及一種器件。
背景技術(shù)：
光刻裝置就是將所要的圖案施加在襯底的目標(biāo)部分上的設(shè)備。光刻裝置可以用在例如集成電路(IC)制造中。在此情況，一種圖案化結(jié)構(gòu)(例如掩模)可用于產(chǎn)生與IC的一個(gè)單層相對(duì)應(yīng)的電路圖案，該圖案可以成像在涂有一層輻射敏感材料(光刻膠)的襯底(例如硅晶圓)的目標(biāo)部分(例如包含一個(gè)或多個(gè)芯片的部分)上。一般說(shuō)來(lái)，一個(gè)襯底含有若干個(gè)要依次曝光的相鄰的目標(biāo)部分。已知的光刻裝置有稱(chēng)之為步進(jìn)型和掃描型的，在步進(jìn)型中通過(guò)一次步進(jìn)將整個(gè)圖案曝光一個(gè)目標(biāo)部分上，從而使各目標(biāo)部分受到照射；在掃描型中通過(guò)投射束在給定方向(“掃描”方向)掃描圖案，與該方向平行或反平行地同步掃描襯底，從而使各目標(biāo)部分受到照射。
在光刻裝置中，可以成像在襯底上的器件尺寸受到投射輻射波長(zhǎng)的限制。為了制造具有更高器件密度和因而更快工作速度的集成電路，希望能成像更小的圖案特征。而多數(shù)現(xiàn)有的光刻投射裝置使用由汞燈或激基激光器產(chǎn)生紫外光，已提出使用更短的波長(zhǎng)輻射，例如約13nm的輻射。這種輻射稱(chēng)為遠(yuǎn)紫外光(EUV)或軟x射線，可能的源包括例如由激光產(chǎn)生的等離子體源，放電等離子體源，或電子存儲(chǔ)環(huán)發(fā)出的同步加速器輻射。
有些遠(yuǎn)紫外光源，特別是等離子體源，發(fā)射頻率范圍很寬的輻射，甚至包括紅外線(IR)、可見(jiàn)光、紫外線(UV)和深紫外線(DUV)。這些不需要的頻率會(huì)在照射和投射系統(tǒng)中行進(jìn)并引起發(fā)熱，若不加以阻擋，會(huì)產(chǎn)生光刻膠的不希望有的曝光；盡管照射系統(tǒng)和投射系統(tǒng)的多層鏡面已經(jīng)優(yōu)化為反射例如13nm的需要波長(zhǎng)，但它們是光學(xué)平面，對(duì)IR、可見(jiàn)光和UV波長(zhǎng)有很高的反射率。因而希望從源中選擇較窄頻帶的輻射束。即使源有較窄的輻射線，也希望剔除該發(fā)射線之外的輻射，特別是較長(zhǎng)的波長(zhǎng)。已有人提出使用薄膜作為濾光器實(shí)現(xiàn)這功能。然而，在光刻投射裝置所需要的大功率水平下，這種薄膜非常脆弱，會(huì)變得非常熱，200-300℃或更高，導(dǎo)致高熱應(yīng)力和破裂，升華并氧化。薄膜濾光器通常還要吸收至少50％的需要輻射。
EP 1197803描述了一種光刻投射裝置，其中在光刻投射裝置的輻射系統(tǒng)中使用光柵濾譜器(grating spectral filter)。這種光柵濾譜器設(shè)計(jì)成通過(guò)需要的波長(zhǎng)輻射形成投射束和濾去不需要的波長(zhǎng)輻射。光柵濾譜器主要由在需要波長(zhǎng)處具有接近1的復(fù)折射率的材料構(gòu)成，并包括幾個(gè)硅突出部(這結(jié)構(gòu)對(duì)EUV輻射是“不可見(jiàn)”的)。該突出部有層狀的鋸齒波剖面或?qū)訝畹姆讲ㄆ拭?分別為EP 1197803的圖3圖4)。
然而，EP1197803的光柵濾譜器，也與其他光柵一樣，可能導(dǎo)致也對(duì)所需要的輻射反射率損失很大。例如，輻射強(qiáng)度損失可達(dá)到50％或以上。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供在光學(xué)系統(tǒng)(例如光刻裝置)中可采用的濾光器，其特征在于該濾光器例如可以導(dǎo)致所需要的輻射強(qiáng)度損失較小。本發(fā)明的另外一個(gè)方面是提供在光學(xué)系統(tǒng)中減小輻射束中不需要輻射的強(qiáng)度的方法，以及器件制造方法，其中所使用的濾光器例如可以導(dǎo)致需要輻射強(qiáng)度的損失較小。
依照本發(fā)明，在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中提供的光刻裝置包括提供輻射的源，該輻射包含具有預(yù)定波長(zhǎng)或預(yù)定波長(zhǎng)范圍的需要輻射，和具有另一波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的不需要輻射；用于提供輻射束的照射系統(tǒng)；用于支持圖案化結(jié)構(gòu)的支持結(jié)構(gòu)，該圖案化結(jié)構(gòu)用以將圖案附加在投射束的截面上。
用于將襯底固定的襯底臺(tái)；以及用于將已圖案化的輻射束投射在襯底的目標(biāo)部分的投射系統(tǒng)；其特征在于至少光刻裝置的部分在使用時(shí)含有一種對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。
在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，所提供的光刻裝置包括用于發(fā)射輻射束的照射系統(tǒng)，該輻射束包含具有預(yù)定波長(zhǎng)或預(yù)定波長(zhǎng)范圍的需要輻射和具有另一波長(zhǎng)或另一波長(zhǎng)范圍的不需要輻射；用于支持圖案化結(jié)構(gòu)的支持結(jié)構(gòu)，該圖案化結(jié)構(gòu)用以將圖案附加在輻射束的截面上；用于將襯底固定的襯底臺(tái)；以及用于將已圖案化的輻射束投射在襯底的目標(biāo)部分上的投射系統(tǒng)；其中至少光刻裝置的部分在使用時(shí)含有一種對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。
此處所用的術(shù)語(yǔ)“輻射”和“束”涵蓋各種類(lèi)型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如波長(zhǎng)λ約為365、248、193、157或126nm)和遠(yuǎn)紫外(EUV)輻射(例如波長(zhǎng)范圍約為5-20nm)以及粒子束，例如離子束或電子束。一般說(shuō)來(lái)，波長(zhǎng)范圍在780-3000nm(或更大)的輻射看作為IR輻射。UV是指波長(zhǎng)范圍約在100-400nm的輻射；在光刻技術(shù)中，通常適用于由汞放電燈產(chǎn)生的波長(zhǎng)G線436nm；H線405nm；I線365nm。VUV是真空UV(即被空氣吸收的UV)和僅指約為100-200nm的波長(zhǎng)范圍。DUV是深UV，在光刻技術(shù)中通常用于由激基激光器產(chǎn)生如126-248nm的波長(zhǎng)。
“不需要輻射”或“不需要波長(zhǎng)”一詞是指波長(zhǎng)大于(或小于)預(yù)定要使用波長(zhǎng)的輻射。例如，當(dāng)波長(zhǎng)λ約為13.5nm的EUV輻射需要時(shí)，則波長(zhǎng)小于10nm或大于20nm的輻射就是不需要的；更優(yōu)選地，波長(zhǎng)不在13.5nm±2％范圍內(nèi)的輻射是不需要輻射。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，這意味“波長(zhǎng)λ的輻射”的措詞并不局限于具有λ的一個(gè)無(wú)限小帶寬的輻射。對(duì)于一個(gè)特定波長(zhǎng)λ或波長(zhǎng)范圍，可以設(shè)計(jì)一種光學(xué)元件并采用一種氣體?！皫?nèi)EUV”一詞是指波長(zhǎng)(在10-16nm范圍內(nèi)的EUV輻射，尤其指在13.5nm±2％范圍內(nèi)的EUV輻射；帶外EUV是指波長(zhǎng)小于或大于這個(gè)帶內(nèi)EUV波長(zhǎng)范圍的輻射，例如x射線，VUV，DUV，可見(jiàn)光和IR。
本發(fā)明光刻裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)例如要使用EUV輻射時(shí)，從帶外EUV輻射、VUV輻射和DUV輻射選擇的一種或多種輻射可受到比需要的EUV輻射(EUV帶內(nèi)輻射)更大的衰減。這樣，就提供了一種氣體濾光器功能，它可以濾去至少部分的不需要輻射，而與現(xiàn)有技術(shù)的濾光器(例如EP 1197803的濾光器)相比，它對(duì)至少部分的需要(例如EUV)輻射強(qiáng)度造成的損失較小或完全沒(méi)有。
在一特定實(shí)施例中，本發(fā)明是針對(duì)光刻裝置，其中，需要輻射包含EUV輻射，輻射束包含EUV輻射，透射氣體包含EUV透射氣體。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，需要輻射包含帶內(nèi)EUV輻射，不需要輻射是波長(zhǎng)不在10-16nm之內(nèi)的所有輻射(帶外)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的這種氣體是一種能基本吸收不需要輻射的氣體。
在一實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)光刻裝置，其中，該光刻裝置的至少一部分包含至少約為0.1Pa.m的EUV透射氣體。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，設(shè)有一種光刻裝置，其中，該光刻裝置的至少一部分包含至少約為1Pa.m的EUV透射氣體，Pa.m是在越過(guò)裝置含有EUV透射氣體的部分的輻射束長(zhǎng)度上積分的氣壓，其中長(zhǎng)度單位為m(米)、氣壓?jiǎn)挝粸镻a(帕斯卡)。而且，例如1Pam等于0.01mbarm，其中氣壓?jiǎn)挝粸椤癿bar”(毫巴)、長(zhǎng)度單位為“m”(米)。例如，當(dāng)輻射束越過(guò)He氣壓為10Pa(0.1mbar)的容積達(dá)長(zhǎng)度1米時(shí)，或者例如當(dāng)光程長(zhǎng)為0.5m，容積內(nèi)He氣壓為20Pa(0.2mbar)時(shí)可以達(dá)到10Pa.m(0.1mbar.m)的He。對(duì)于Ar(氬)和N(氮)，尤其對(duì)不需要輻射的吸收從約0.1Pa.m起變得明顯，而對(duì)He(氦)，這個(gè)數(shù)則是從約1Pa.m起?？磥?lái)這衰減取決于氣體原子吸收，對(duì)于輕氣體(例如He)衰減小，對(duì)于較重氣體(例如Ar，N)，衰減較大。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)光刻裝置，其中光刻裝置含有約為0.1-100Pa.m范圍的EUV透射氣體。在又一本發(fā)明實(shí)施例中，設(shè)有一種光刻裝置，其中光刻裝置含有約1-100Pa.m范圍的EUV透射氣體。
當(dāng)輻射束越過(guò)這樣的長(zhǎng)度乘以氣壓值的環(huán)境時(shí)，DUV輻射、VUV輻射等可能明顯地減小，而帶內(nèi)EUV輻射基本不減小或僅較弱地減小。因此，在一示范性實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)光刻裝置，其中，不需要輻射包括選自帶外EUV輻射、VUV輻射和DUV輻射中至少一種的輻射。
在另一示范性實(shí)施例中，本發(fā)明是針對(duì)光刻裝置，其中EUV透射氣體包含從He、Ne、Ar、Kr、Xe、N2，CO、CO2和O2選擇的至少一種氣體。這些氣體提供所需要的濾光器功能，而且，它們是惰性的。例如，在一實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)光刻裝置，其中，該光刻裝置的至少一部分包括至少約為0.1Pa.m的Ar，例如在0.1-10Pa.m之間的Ar(如約1-10Pa.m)。在再一實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)光學(xué)裝置，其中，該光刻裝置的至少一部分包含至少1Pa.m的He，例如在1-100Pa.m之間的He(如約10-100Pa.m)；在還有下一實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)光刻裝置，其中，該光刻裝置的至少一部分包含至少約0.1Pa.m的N2，例如在0.1-10Pa.m之間的N2(如約1-10Pa.m的N2)。
氣體濾光器可以用于不同光學(xué)裝置以及這種光學(xué)裝置的不同部分。在一實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)光刻裝置，其中，該光刻裝置的至少一部分包含EUV透射氣體，該光刻裝置包括收集室，光刻裝置包含EUV透射氣體的部分選自收集室、照射系統(tǒng)和投射系統(tǒng)中的至少一個(gè)。在一特定實(shí)施例中，EUV透射氣體包含在收集室中。這樣的實(shí)施例中的優(yōu)點(diǎn)在于，使不需要輻射在早期階段至少部分被濾去，導(dǎo)致對(duì)其他(非氣體)濾光器或光學(xué)元件較小的可能損害，從而獲得較好成像特性。在另一實(shí)施例中，光刻裝置包含EUV透射氣體的部分包括收集室、照射系統(tǒng)和投射系統(tǒng)。
在一特定實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)光刻裝置，其中，收集室、照射系統(tǒng)和投射系統(tǒng)中的至少一個(gè)含有EUV透射氣體的氣壓，至少約為0.01Pa EUV透射氣體，例如約0.01-10Pa的EUV透射氣體，如約0.01-10Pa或約0.1-100Pa，或者如約0.1-10Pa，這取決于EUV透射氣體的種類(lèi)或EUV透射氣體的組合。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)光刻裝置，其中，光刻裝置的至少一部分包含EUV透射氣體，光刻裝置包括收集室，光刻裝置含有EUV透射氣體的部分是動(dòng)態(tài)鎖氣室，該動(dòng)態(tài)鎖氣室選自位于收集室和照射系統(tǒng)之間的第一動(dòng)態(tài)鎖氣室、位于照射系統(tǒng)和投射系統(tǒng)之間的第二動(dòng)態(tài)鎖氣室和位于投射鎖氣室和襯底臺(tái)之間的第三動(dòng)態(tài)鎖氣室中的至少一個(gè)。例如，該鎖氣室可以是一種依據(jù)例如US 6459472(本發(fā)明通過(guò)參照而將其納入)中所描述的鎖氣室的鎖氣室。在又一實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)光刻裝置，其中，動(dòng)態(tài)鎖氣室包含至少1Pa.m透射氣體，例如至少2Pa.m，又如1-100Pa.m或2-100Pa.m。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供了在光學(xué)系統(tǒng)中減小輻射束中不需要輻射之強(qiáng)度的方法，該光學(xué)系統(tǒng)包括提供輻射的源，該輻射包含具有預(yù)定濾長(zhǎng)或預(yù)定波長(zhǎng)范圍的需要輻射和具有另一波長(zhǎng)或另一波長(zhǎng)范圍的不需要輻射，其特征在于在輻射束中提供一種對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，提供了在光學(xué)系統(tǒng)中減小輻射束中不需要輻射之強(qiáng)度的方法，該光學(xué)系統(tǒng)包括用于提供輻射的源，該輻射包含具有預(yù)定波長(zhǎng)或預(yù)定波長(zhǎng)范圍的需要輻射和具有另一波長(zhǎng)或另一波長(zhǎng)范圍的不需要輻射，該方法包括向輻射束引入一種對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。
本發(fā)明的在光學(xué)系統(tǒng)中減小輻射束中不需要輻射之強(qiáng)度的這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)例如使用EUV輻射時(shí)，從帶外EUV輻射、UVU輻射和DUV輻射選擇的一種或多種可以比需要的EUV輻射(EUV帶內(nèi)輻射)受到更大的衰減。這樣，提供了一種氣體濾光器功能，它可以至少濾去部分的不需要輻射，而與現(xiàn)有技術(shù)的濾光器(例如EP1197803的濾光器)相比，它對(duì)至少部分的需要(例如EUV)輻射強(qiáng)度造成的損失較小或完全沒(méi)有。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)一種方法，其中，需要輻射包含EUV輻射，輻射束包含EUV輻射，透射氣體包含EUV透射氣體。
在一特定實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)一種方法，其中，不需要輻射包含選自帶外EUV輻射、VUV輻射和DUV輻射中的至少一種的輻射。
在又一實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)一種方法，其中，光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分包含EUV透射氣體，該方法還包括在輻射束中提供至少0.1Pa.m EUV透射氣體，Pa.m是在越過(guò)光學(xué)系統(tǒng)包含EUV透射氣體的部分的輻射束長(zhǎng)度上對(duì)氣壓的積分。
此外，本發(fā)明的在光學(xué)系統(tǒng)中減小輻射束不需要輻射強(qiáng)度的方法與上述的本發(fā)明的光刻裝置實(shí)施例類(lèi)同，也針對(duì)例如這樣的實(shí)施例，其中光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分含有至少約0.1Pa.m的Ar；并針對(duì)這樣的實(shí)施例，其中光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分含有至少約1Pa.m的He；并針對(duì)這樣的實(shí)施例，其中光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分含有至少約0.1Pa.m的N2。而且，本方法中使用的光學(xué)系統(tǒng)可以是例如一種光刻裝置，例如這里描述的本發(fā)明的光刻裝置。
上述的在光學(xué)系統(tǒng)中減小輻射束不需要輻射強(qiáng)度的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，可應(yīng)用于器件制造方法。因此，在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明也針對(duì)器件制造方法，包括以下步驟提供輻射束的源，該輻射包含具有預(yù)定波長(zhǎng)或預(yù)定波長(zhǎng)范圍的需要輻射和具有另一波長(zhǎng)或另一波長(zhǎng)范圍的不需要輻射；提供襯底；用照射系統(tǒng)提供投射的輻射束；用圖案化結(jié)構(gòu)將圖案?jìng)鬟f到輻射束的截面上；將已圖案化的輻射束投射在襯底的目標(biāo)部分；其特征在于在輻射束中提供一種對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，提出了一種器件制造方法，包括如下步驟提供輻射束，該輻射束包含具有預(yù)定濾長(zhǎng)或預(yù)定波長(zhǎng)范圍的需要輻射和具有另一波長(zhǎng)或另一波長(zhǎng)范圍的不需要輻射；按需要圖案將輻射束圖案化；將已圖案化的輻射束投射在襯底的目標(biāo)部分；以及向輻射束中引入一種對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。
類(lèi)同于這里所述的本發(fā)明針對(duì)光刻裝置和減小方法的實(shí)施例，本發(fā)明也針對(duì)例如一個(gè)器件制造方法實(shí)施例，其中需要輻射包含EUV輻射，輻射束包含EUV輻射，透射氣體包含EUV透射氣體；或針對(duì)這樣的實(shí)施例，其中不需要輻射包括選自帶外EUV輻射、VUV輻射和DUV輻射中的至少一種的輻射。
在本發(fā)明器件制造方法的再一實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)方法，其中使用光刻裝置，該光刻裝置的至少一部分包含EUV透射氣體，該方法還包括在輻射束中提供至少約0.1Pa.m的EUV透射氣體，Pa.m是氣壓在越過(guò)該裝置包含EUV透射氣體的部分的輻射束的長(zhǎng)度上的積分。與本發(fā)明的光刻裝置和減小方法的實(shí)施例類(lèi)同，本發(fā)明也針對(duì)例如本發(fā)明器件制造方法的這樣一個(gè)實(shí)施例，其中光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分含有至少約0.1Pa.m的Ar；并針對(duì)這樣一個(gè)實(shí)施例，其中光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分含有至少約1Pa.m的He；和針對(duì)一實(shí)施例，其中光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分含有至少約0.1Pa.m的N2。而且，在該方法中使用的光學(xué)系統(tǒng)可以例如是本發(fā)明的光刻裝置。在該器件制造方法中使用的光刻裝置可以包括收集室、照射系統(tǒng)和投射系統(tǒng)等。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，提出了一種動(dòng)態(tài)鎖氣室(dynamic gaslock)，包括一個(gè)包括第一端和第二端的中空的殼體伸長(zhǎng)，該殼體在輻射束路徑附近輻向地從第一端延伸到第二端；以及一個(gè)與殼體連通的用于向殼體內(nèi)供氣的氣體充入單元，其特征在于輻射束包含需要的和不需要的輻射，該氣體對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射。
在本發(fā)明另一方面中，本發(fā)明針對(duì)將氣體作為光學(xué)系統(tǒng)輻射束中的濾光器的用法，該光學(xué)系統(tǒng)包括用于提供輻射的源，該輻射包含具有預(yù)定波長(zhǎng)或預(yù)定濾長(zhǎng)范圍的需要輻射和具有另一波長(zhǎng)或另一波長(zhǎng)范圍的不需要輻射，用作濾光器的氣體是一種對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。在一特定實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)方法，其中，需要輻射包括EUV輻射，輻射束包括EUV輻射，透射氣體包括EUV透射氣體。
除了以上提及的優(yōu)點(diǎn)之外，另一優(yōu)點(diǎn)是所述氣體可以用于阻擋、俘獲或消除例如來(lái)自EUV源與輻射束一起傳播的的碎片，使碎片不到達(dá)襯底或到達(dá)其他光學(xué)元件(如光柵，鏡面，透鏡)。因此透射氣體既可用作濾光器，又可用作具有阻擋和俘獲來(lái)自輻射束的碎片的作用和減少由于碎片引起的濺射的作用中的至少一種作用的結(jié)構(gòu)。然而，所述氣體也可以有利地用于阻擋、俘獲或消除襯底受到輻射束照射時(shí)的碎片濺射。
依照本發(fā)明的又一方面，提出了使用本發(fā)明光刻裝置或依照本發(fā)明器件制造方法制造的器件。
本文中“透射”或“基本上透射”是指通過(guò)氣體的透射(對(duì)至少部分的需要輻射具透射性)，例如EUV透射氣體的透射率大于零，較好地例如至少約30％，或至少約50％，至少約70％，至少約80％，例如至少約90％或至少約95％，最好至少約98％。因此，“吸收”一詞意指吸收率大于零，較好地例如至少約30％，或至少約50％，至少約70％，至少約80％，例如至少約90％或至少約95％，最好至少約98％?！癊UV透射”或“對(duì)EUV輻射可透射”是指氣體對(duì)至少部分的EUV輻射(尤其帶內(nèi)EUV)具透射性。這可以是例如對(duì)約12-14nm范圍的預(yù)定帶內(nèi)波長(zhǎng)的輻射基本上透射的氣體。
本發(fā)明語(yǔ)境中的“不太透射”或“基本上不太透射”一詞是指相對(duì)不需要波長(zhǎng)的輻射的透射率而言，對(duì)一種波長(zhǎng)、一個(gè)波長(zhǎng)范圍或幾個(gè)波長(zhǎng)范圍的透射率較小。各種對(duì)至少部分的需要輻射(例如帶內(nèi)EUV輻射)的透射率大于對(duì)至少部分的不需要輻射的透射率的氣體可以用作濾光器。然而，應(yīng)該意識(shí)到所選擇的這些氣體對(duì)至少部分的需要輻射的透射率要比對(duì)至少部分的不需要輻射的透射率明顯地大，例如透射率之差例如約30％，或約50％。然而，應(yīng)指出這種判別僅針對(duì)一定波長(zhǎng)而言，如在13.5nm和35nm之間的透射率的透射率之差約30％，這就是，參見(jiàn)圖3，例如當(dāng)存在約0.01mbar.m(1Pam)氣壓的N2時(shí)的情況(Pa.m是在越過(guò)該裝置含有EUV透射氣體的部分的輻射束的長(zhǎng)度上對(duì)氣壓的積分)。在本發(fā)明的語(yǔ)境中，“至少部分的輻射”一詞是指至少部分的頻譜波長(zhǎng)范圍。一種氣體在一個(gè)或更多的不同波長(zhǎng)范圍中可以是基本上透射或基本上不太透射或基本上吸收輻射。
氣體透射率主要取決于氣體壓力和輻射束穿越的路徑長(zhǎng)度。以Pa或Pa.m為單位的氣壓值可以給定為如“至少0.1Pa.m”或“至少0.01Pa”這樣值。氣壓可以適當(dāng)選擇，以得到所需要的過(guò)濾功能，獲得輻射束的需要輻射的足夠輻射強(qiáng)度。
本文中“不吸收”或“基本上不吸收”是指輻射吸收率小于100％，明顯地小于例如約70％，或小于約50％，或小于約30％，或小于約20％，例如小于約10％或小于約5％，最好小于2％。應(yīng)知“透射”，“吸收”以及“不吸收”不僅取決于氣體透射率或吸收率，而且也取決于例如輻射束穿過(guò)氣體的路徑長(zhǎng)度等其他因素。
這里，“透射”、“吸收”以及“不吸收”針對(duì)一種波長(zhǎng)、一個(gè)波長(zhǎng)范圍或若干波長(zhǎng)范圍而言。在本發(fā)明的語(yǔ)境中，可能依照本發(fā)明應(yīng)用的對(duì)UVU輻射不太透射的氣體，可以對(duì)部分的UV或DUV輻射是透射的。從這意義上講，“透射”，“吸收”和“不吸收”一詞應(yīng)該理解為涉及至少部分的需要輻射或至少部分的不需要輻射。
在本發(fā)明語(yǔ)境中的氣體是這樣一些氣體，它們可以用作濾光器，以改善需要輻射或至少部分的需要輻射相對(duì)于不需要輻射或至少部分的不需要輻射之比例。對(duì)于EUV應(yīng)用，具有5-20nm的EUV波長(zhǎng)，這樣的氣體包括一種選自He、Ne、Ar、Kr、Xe、N2、CO、CO2和O2中至少一種的氣體，也包括幾種氣體的組合。因此，與氣壓有關(guān)的值，如同以Pa(mbar)或以Pa.m(mbar.m)表示的值，或者與一種氣體有關(guān)，或者與氣體組合有關(guān)，這些氣體是根據(jù)本發(fā)明而定的氣體。如上述，其他氣體若它們也能實(shí)現(xiàn)過(guò)濾功能則也可使用。最好，這些氣體是惰性的。在使用氣體組合時(shí)，必須考慮這些氣體的吸收率和吸收率的差異。
在本發(fā)明的語(yǔ)境中，“光學(xué)系統(tǒng)”例如可以包含光刻裝置。光學(xué)系統(tǒng)可以包含不同部件，例如收集室、照射系統(tǒng)和投射系統(tǒng)，但也可以包含位于收集室和照射系統(tǒng)之間的第一動(dòng)態(tài)鎖氣室、位于照射系統(tǒng)和投射系統(tǒng)之間的第二動(dòng)態(tài)鎖氣室和位于投射系統(tǒng)和襯底臺(tái)之間的第三動(dòng)態(tài)鎖氣室。每個(gè)部件有一定的容積，其中充有一種氣體、氣體組合或基本上為真空。而且，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)包括幾個(gè)不同部件，每個(gè)部件有一定容積時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)也可以包括輻射束要穿過(guò)的中間空間或容積。
“光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分”或“光刻裝置的至少一部分”是指這種光學(xué)系統(tǒng)或光刻裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)間隔空間或中間空間(兩者均可用容積表示)，這些間隔空間或中間空間可以包括對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。在這樣的間隔空間或中間空間多于一個(gè)時(shí)，它們中的一個(gè)或多個(gè)可以包括這種氣體?？煞謩e選擇讓間隔空間、若干間隔空間，中間空間或若干中間空間含有這種氣體。氣壓沿光程長(zhǎng)的積分值是通過(guò)氣壓沿各包含透射氣體的容積中的光程光度(例如對(duì)投射束，尤其是對(duì)投射束的中央射線)的積分來(lái)計(jì)算的。
盡管本文中對(duì)光刻裝置的使用可能特別提到IC制造，但應(yīng)理解此文所述的光刻裝置也可以有其他應(yīng)用，例如集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。要指出在這些可選擇應(yīng)用的環(huán)境中，術(shù)語(yǔ)“晶圓”或“芯片”的任何使用可以視為分別與更廣義的術(shù)語(yǔ)“襯底”或“目標(biāo)部分”同義。這里所說(shuō)的襯底可以是經(jīng)處理加工的、曝光之前或曝光之后的，例如在軌道上(典型地襯底上涂光刻膠和將經(jīng)曝光的光刻膠顯影的工具)或在度量或檢測(cè)的工具上。在適用的場(chǎng)合，這里公開(kāi)的內(nèi)容也可應(yīng)用于這樣那樣的其他襯底處理工具。而且，所述襯底可以經(jīng)過(guò)一次以上的加工，例如在制造多層IC時(shí)，因此，這里使用的“襯底”一詞也可指已含有多個(gè)加工層的襯底。
文中所用的“圖案化結(jié)構(gòu)”應(yīng)廣義地理解為指可用于將圖案?jìng)鬟f到投射束的截面上，從而能在襯底的目標(biāo)部分形成圖案的一種結(jié)構(gòu)。要指出傳遞到投射束上的圖案可以與襯底的目標(biāo)部分所要的圖案不嚴(yán)格對(duì)應(yīng)。一般而言，傳遞給投射束的圖案對(duì)應(yīng)于目標(biāo)部分上正在制造的器件例如集成電路的特定功能層。
圖案化結(jié)構(gòu)可以是透射型或反射型。圖案化結(jié)構(gòu)的例子包括掩模，可編程鏡面陣列和可編程LCD屏。掩模已在光刻技術(shù)中眾所周知，掩模類(lèi)型包括例如二元型、交變相移和衰減相移型以及各種混合掩模類(lèi)型。在可編程鏡面陣列的一個(gè)例子中，使用小鏡面矩陣排列，每個(gè)小鏡面可以個(gè)別地傾斜，從而以不同方向反射入射的輻射束；如此，所反射的輻射束就被圖案化。
支持結(jié)構(gòu)用來(lái)支承即承載圖案化結(jié)構(gòu)的重量。其固定圖案化結(jié)構(gòu)的方式取決于圖案化結(jié)構(gòu)的取向、光刻裝置的設(shè)計(jì)和例如圖案化結(jié)構(gòu)是否被保持在真空環(huán)境的這樣的其他條件。支承方式可以使用機(jī)械夾持、真空吸附或其他夾緊方法，例如在真空條件下可以使用靜電夾緊方式。支持結(jié)構(gòu)可以是一支架或一工作臺(tái)，例如它們可按需要被固定或可移動(dòng)，這可以確保圖案化結(jié)構(gòu)例如相對(duì)于投射系統(tǒng)處于所要求的位置。這里使用的術(shù)語(yǔ)“掩模原版”或“掩?！笨煽礊榕c更廣義的術(shù)語(yǔ)“圖案化結(jié)構(gòu)”同義。
文中所用術(shù)語(yǔ)“投射系統(tǒng)”應(yīng)該廣義地理解為涵蓋各種類(lèi)型投射系統(tǒng)，包括折射光學(xué)系統(tǒng)、反射光學(xué)系統(tǒng)和折反射光學(xué)系統(tǒng)，只要適合于例如所使用的曝光輻射或例如浸沒(méi)液體的使用或者真空的使用等其他條件。這里任何用法的術(shù)語(yǔ)“透鏡”可以視為與更廣義的術(shù)語(yǔ)“投射系統(tǒng)”同義。
照射系統(tǒng)也可以包括各種類(lèi)型光學(xué)部件，包括折射、反射和折反射光學(xué)部件，用于投射輻射束的導(dǎo)向、成形或控制，這些部件，例如“透鏡”，可以(如下文提及)是組合的或單個(gè)的。
光刻裝置可以具有二個(gè)(雙級(jí))或多個(gè)襯底臺(tái)(和/或二個(gè)或多個(gè)掩模臺(tái))的類(lèi)型。在這種“多級(jí)”器件中增加的工作臺(tái)可以并行地使用，即在一個(gè)或多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行準(zhǔn)備工序，同時(shí)在一個(gè)或多個(gè)其他臺(tái)進(jìn)行曝光。
光刻裝置也可以是這種類(lèi)型其中襯底浸入具有較高折射率的液體(例如水)，于是液體被注入投射系統(tǒng)的最后元件和襯底之間的空間。浸沒(méi)液體也可以應(yīng)用于光刻裝置的其他部分。眾所周知，浸沒(méi)技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)中已用于增加投射系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。


現(xiàn)在結(jié)合附圖通過(guò)舉例方式描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記指示對(duì)應(yīng)的部件。附圖中圖1示意表示本發(fā)明實(shí)施例的光刻裝置；圖2是示意表示EUV照射系統(tǒng)和圖1所示的光刻投射裝置的投射光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖3示意表示根據(jù)本發(fā)明可使用的幾種氣體的透射率。
圖4是示意表示光刻投射裝置的投射光學(xué)系統(tǒng)的另一實(shí)施例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意地表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光刻裝置。該裝置包括用于提供投射的輻射(例如UV或EUV輻射)束PB的照射系統(tǒng)(照射器)IL、支持圖案化結(jié)構(gòu)(例如掩模)MA并與能使圖案化裝置相對(duì)于投射系統(tǒng)(“透鏡”)PL精確定位的第一定位裝置PM連接的第一支持結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT；用于固定襯底(例如已涂光刻膠的晶圓)W并與能使襯底相對(duì)于投射系統(tǒng)PL精確定位的第二定位裝置PW連接的襯底臺(tái)(例如晶圓臺(tái))WT；以及用于將由圖案化結(jié)構(gòu)MA傳遞給投射束PB的圖案成像在襯底W的目標(biāo)部分C(例如包括一個(gè)或多個(gè)芯片)的投射系統(tǒng)(例如反射投射透鏡)PL。
正如此處所述，該裝置是反射型的(例如使用反射掩?；蛏衔奶峒暗目删幊痰溺R面陣列)。或者，該裝置可以是透射型的(例如使用透射掩模)。
照射器IL接收來(lái)自輻射源SO的輻射。輻射源和光刻裝置可以是分開(kāi)的實(shí)體，例如當(dāng)源是等離子放電源時(shí)。在這種情況，源不視為構(gòu)成光刻裝置的部分，輻射通常由源SO經(jīng)過(guò)由例如包括適當(dāng)?shù)氖占R面和/或?yàn)V譜器的輻射收集器到達(dá)照射器IL。在其他情況下，源可以是光刻裝置整體的一部分，例如當(dāng)源是汞燈時(shí)。源SO和照射器IL可以視為一個(gè)輻射系統(tǒng)。
照射器IL可以包含一個(gè)用來(lái)調(diào)節(jié)輻射束強(qiáng)度的角向分布的調(diào)節(jié)裝置。一般而言，至少可以調(diào)節(jié)照射器光孔平面上輻射束的強(qiáng)度分布的外徑向和/或內(nèi)徑向范圍(通常分別稱(chēng)之為σ-外和σ-內(nèi))。照射器提供經(jīng)調(diào)節(jié)的、在其截面上具有所要求均勻性和強(qiáng)度分布的輻射束PB。
輻射束PB入射到固定在掩模臺(tái)MT上的掩模MA上。輻射束PB受到掩模MA的反射后經(jīng)過(guò)透鏡PL，透鏡PL將輻射束會(huì)聚到襯底W的目標(biāo)部分C上。利用第二定位裝置PW和定位傳感器IF2(例如，一種干涉裝置)，襯底臺(tái)WT可以精確移動(dòng)，例如從而將不同目標(biāo)部分C定位在輻射束PB的路徑上。同樣，第一定位裝置PM和定位傳感受器IF1(例如干涉裝置)可以使用于例如從掩模庫(kù)中機(jī)械地取出后或在掃描時(shí)將掩模MA精確定位在輻射束PB的路徑上?？傊脴?gòu)成定位裝置PM和PW的一部分的長(zhǎng)行程組件(粗調(diào)定位)和短行程組件(細(xì)調(diào)定位)，可以實(shí)現(xiàn)載物臺(tái)MT和WT的移動(dòng)。然而，在步進(jìn)機(jī)的場(chǎng)合(與掃描機(jī)正相反)，掩模臺(tái)MT只能與短行程執(zhí)行器相連接，或者可被固定?？梢允褂醚谀?duì)準(zhǔn)記號(hào)M1、M2和襯底對(duì)準(zhǔn)記號(hào)P1、P2對(duì)準(zhǔn)掩模MA和襯底W。
所描述的裝置可用于下列優(yōu)選模式1.在步進(jìn)模式中，掩模臺(tái)MT和襯底臺(tái)WT基本保持靜止，而傳遞給投射束的整個(gè)圖案一次地投射到目標(biāo)部分C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后襯底臺(tái)WT在X和Y方向移動(dòng)，以使不同的目標(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了單次靜態(tài)曝光中成像的目標(biāo)部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，掩模臺(tái)MT和襯底臺(tái)WT同步地被掃描，而傳遞給輻射束的圖案被投射在目標(biāo)部分C上(即單次動(dòng)態(tài)曝光)。襯底臺(tái)WT相對(duì)于掩模臺(tái)MT的移動(dòng)速度和方向是由投影系統(tǒng)PL的放大(縮小)倍數(shù)和圖像反轉(zhuǎn)特性決定的。在掃描模式，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了單次動(dòng)態(tài)曝光中目標(biāo)部分寬度(非掃描方向)，而掃描移動(dòng)的長(zhǎng)度決定目標(biāo)部分的高度(掃描方向)。
3.在另一模式中，掩模臺(tái)MT基本上保持不動(dòng)，其上固定一個(gè)可編程圖案化結(jié)構(gòu)，在傳遞給輻射束上的圖案被投射在目標(biāo)部分C的同時(shí)，襯底臺(tái)WT被移動(dòng)或掃描。在該模式中，一般使用脈沖輻射源，在襯底臺(tái)WT每次移動(dòng)之后，或在掃描時(shí)兩個(gè)依次輻射脈沖之間按需要更新可編程圖案化結(jié)構(gòu)。這種操作模式可以方便地用于利用可編程圖案化結(jié)構(gòu)的無(wú)掩模光刻，例如上文提及的可編程鏡面陣列類(lèi)型的無(wú)掩模光刻。
也可采用上述模式的組合和/或變化或使用完全不同模式。
圖2更詳細(xì)地表示投射裝置1，它包括輻射系統(tǒng)42、照射光學(xué)單元44和投射系統(tǒng)PL。輻射系統(tǒng)42包括可由放電等離子體構(gòu)成的輻射源SO。EUV輻射可由氣體或蒸汽產(chǎn)生，例如Xe氣體或Li蒸汽，其中形成非常熱的等離子體，發(fā)出電磁頻譜中EUV范圍的輻射。該非常熱的等離子體是通過(guò)使放電局部電離等離子體在光軸O處坍縮而形成的。為了高率地產(chǎn)生輻射可能需要例如10Pa的Xe或Li蒸汽或其他適用氣體或蒸汽的分氣壓。由輻射源SO發(fā)射的輻射從源室47進(jìn)入收集室48，例如經(jīng)過(guò)一氣體阻擋結(jié)構(gòu)或雜質(zhì)截除器49(位于源室47開(kāi)口上或之后)。該氣體屏障包括例如在歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)EP1057079或EP 1223468(通過(guò)參照而納入本申請(qǐng))中描述的通道結(jié)構(gòu)。
收集室48包括可以由切線入射收集器構(gòu)成的輻射收集器50。通過(guò)收集器50的輻射束受到光柵濾譜器51的反射，被會(huì)聚在位于收集室48的開(kāi)口401的虛源點(diǎn)52上。離開(kāi)收集室48之后，投射束56在照射光學(xué)單元44中經(jīng)過(guò)法線入射反射器53、54的反射，投射到位于掩模原版臺(tái)或掩模臺(tái)MT的掩模原版或掩模上。形成已圖案化的輻射束57，該輻射束在投射光學(xué)系統(tǒng)PL中經(jīng)過(guò)反射元件58、59成像在晶圓或襯底臺(tái)WT上。在照射光學(xué)單元44和投射系統(tǒng)PL中一般會(huì)有比圖示更多的元件。
輻射收集器50在現(xiàn)有技術(shù)中已眾所周知。例如專(zhuān)利申請(qǐng)EP1186957(已通過(guò)參照而納入本申請(qǐng))中描述的一例輻射收集器即可用于本發(fā)明。
再回到圖2，收集室48、照射光學(xué)單元44和投射系統(tǒng)PL包含依照本發(fā)明的氣體，使得投射束56(輻射束)在氣體中的光程長(zhǎng)，從雜質(zhì)截除器49(位于源室47的開(kāi)口上或之后)開(kāi)始到晶圓臺(tái)WT上的晶圓為止，能提供例如約0.1-10Pa.m的氣壓乘以路程長(zhǎng)度的值。投射束內(nèi)中心射線的最短路程長(zhǎng)度選為長(zhǎng)度值。舉例說(shuō)，在圖2中以虛線410所示，“中心射線”從雜質(zhì)截除器49(注意部分的中心射線410與光軸O重合)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)光柵濾譜器51、法向入射反射器53和54的中心，投射在掩模上，再經(jīng)過(guò)反射元件58和59的中心，然后投射在襯底WT上。
當(dāng)計(jì)算中心射線410在收集室中的長(zhǎng)度時(shí)，中心射線410在收集室48中長(zhǎng)度并不包括在源室47中的長(zhǎng)度，而是從源室47以后，在雜質(zhì)截除器(若有的話)處開(kāi)始。在收集室48、照射光學(xué)系統(tǒng)44和投射光學(xué)系統(tǒng)PL(但也包括中間容積，例如在收集室48與照射系統(tǒng)44之間、照射系統(tǒng)44與投射系統(tǒng)PL之間和投射系統(tǒng)PL與襯底或晶圓WT之間)中的局部氣壓可以是至少約0.01Pa的EUV透射氣體(10-3mbar)(設(shè)為EUV光刻裝置)。
依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，使用圖2所示的光刻裝置。這可以例如是用于EUV應(yīng)用的光刻裝置，其中EUV透射氣體包括一種選自He，Ne，Ar，Kr，Xe，CO，CO2和O2中的至少一種的氣體。在本實(shí)施例的變形例中，氣壓乘以路程長(zhǎng)度的值取決于所用的氣體。例如，可以使用一光刻裝置，其中光刻裝置的至少一部分含有至少約0.1Pa.m的Ar，或光刻裝置的至少一部分含有至少約1Pa.m的He，或光刻裝置的至少一部分含有至少約0.1Pa.m的N2。這表示了整個(gè)裝置中的氣壓分布，當(dāng)沿光程長(zhǎng)(410)對(duì)氣壓計(jì)算積分時(shí)，就可得到這些mbar.m值。
圖3表示對(duì)應(yīng)于這些值的透射率曲線圖(對(duì)1m計(jì)算)。透射率在y軸上給出，從0到1，對(duì)應(yīng)于0-100％的透射率。x軸表示波長(zhǎng)，單位為nm。
從圖3可以看到，約1Pa.m(0.01mbar.m)的Ar在約10和40nm之間具有高透射率，該氣體從約40nm到約80nm透射率很低(對(duì)于Ar沒(méi)有求更大波長(zhǎng)的透射率)。Ar的優(yōu)點(diǎn)在于具有陡削的斜率。從圖3也可以看到，約1Pa.m(0.01mbar.m)的N2在約10和20nm之間具有高透射率，該氣體從20nm到約60nm透射率較低，隨著波長(zhǎng)增加至約60nm透射率遞減。從約60nm起，透射率又增加，這樣，氣體對(duì)需要輻射(設(shè)為使用EUV)變得較透射。大于120nm波長(zhǎng)的透射率對(duì)N2沒(méi)有計(jì)算。
最后，從圖3可以看到約10Pa.m(0.1mbar.m)的He在約10nm有高透射率，從約10nm到約50nm透射率以一常數(shù)遞減(對(duì)于He沒(méi)有求更大波長(zhǎng)的透射率)。He的優(yōu)點(diǎn)也在于具有陡削的斜率。
依照本發(fā)明另一實(shí)施例，氣體主要存在于收集室48中，光刻裝置其余部分大體為真空，真空度約在1×10-5mbar(1×10-3Pa)之下。主要在收集室48使用透射氣體的優(yōu)點(diǎn)在于，大部分不需要輻射將不能到達(dá)裝置中后面的其他光學(xué)元件，例如鏡面53、54等。在該實(shí)施例中，氣壓沿光程長(zhǎng)的積分只在收集室48的容積中計(jì)算，輻射束在此容積中穿越透射氣體。
例如，收集室48中氣壓可以是例如在約0.1-10Pa.m之間的Ar，或例如在約1-100Pa.m之間的He，或例如在0.1-10Pa.m之間的N2。也可以使用幾種氣體的組合來(lái)獲得所要求過(guò)濾功能。
依照本發(fā)明的另一實(shí)施例，光刻裝置的至少一部分含有EUV透射氣體，該光刻裝置包括收集室，光刻裝置含有EUV透射氣體的部分是一個(gè)選自位于收集室與照射系統(tǒng)之間的第一動(dòng)態(tài)鎖氣室、位于照射系統(tǒng)與投射系統(tǒng)之間的第二動(dòng)態(tài)鎖氣室和位于投射系統(tǒng)與襯底臺(tái)之間的第三動(dòng)態(tài)鎖氣室中至少一個(gè)的動(dòng)態(tài)鎖氣室。
這一點(diǎn)在圖4中進(jìn)一步說(shuō)明，圖4用示例表示圖1所示裝置部分實(shí)施例，說(shuō)明在使用動(dòng)態(tài)鎖氣室時(shí)如何應(yīng)用本發(fā)明。輻射束PB從掩模臺(tái)MT上掩模MA出發(fā)(例如被反射)，經(jīng)過(guò)投射系統(tǒng)PL，最后投射在位于襯底臺(tái)WT的襯底W上。然而，在此實(shí)施例中，投射系統(tǒng)PL含有四個(gè)反射器(鏡面)R1、R2、R3、R4(注意圖2只示出二個(gè)反射光學(xué)元件58和59)，它們用來(lái)會(huì)聚輻射束PB。
在此特例中，投射系統(tǒng)PL裝在腔室內(nèi)，與圖2情況相同，該腔室有開(kāi)口403和開(kāi)口404，容許輻射束PB的進(jìn)出。投射系統(tǒng)PL 47與襯底臺(tái)WT之間有間隔空間L隔開(kāi)?？臻gL在投射系統(tǒng)PL位置界定在系統(tǒng)PL中“最后”的鏡面R4的實(shí)反射面(solid reflecting surface)S。應(yīng)指出，正是從鏡面R4起輻射才最后被導(dǎo)向襯底W?？臻gL包含空心管T，位于輻射束PB從鏡面S到襯底臺(tái)WT的路徑附近。該管T具有這樣的形狀，其尺寸和位置使管壁不會(huì)攔截輻射束PB。在本實(shí)施例中，管T形成為腔室B的延伸部分，從出口開(kāi)口404向外突出，管T朝向襯底臺(tái)WT方向逐漸變細(xì)(盡管其他形狀也是可能的)。
依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，管T可以(暫時(shí))含有在這樣的光程長(zhǎng)上的這樣的氣壓的氣體，使得氣體不僅對(duì)至少部分的EUV輻射基本透射而且對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射。氣體可以沿朝向襯底W的方向灌入管T內(nèi)。例如，使用灌注單元FU在接近管頂邊緣E1通過(guò)開(kāi)口GO1或在管頂和管底邊緣之間某點(diǎn)E2通過(guò)開(kāi)口GO2向管T內(nèi)充入向下流的氣體，從而做到這一點(diǎn)。在這個(gè)后面的中間位置E2灌入氣體的情況，例如部分氣流可能朝下，部分氣流可能朝上。在開(kāi)口403或其他開(kāi)口處也可以裝有類(lèi)似包括管T、灌注單元FU的鎖氣室，灌注單元還包括用在管中一個(gè)或多個(gè)位置(如GO1和GO2和中間位置E2)灌入一種或多種氣體的結(jié)構(gòu)，以及用于至少部分排空的管T的備選結(jié)構(gòu)。
例如，在圖2中裝置各個(gè)部分的開(kāi)口分別標(biāo)以符號(hào)401-404。在這些位置可以安裝鎖氣室，就如以例如US 6459472(通過(guò)參照而納入本申請(qǐng))中描述的鎖氣室為基礎(chǔ)的鎖氣室。這些鎖氣室是象空心管T一樣的通路，在兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)部分之間建立隔開(kāi)的空間。鎖氣室可以使用灌注單元FU灌入或抽出氣體。具有這種隔開(kāi)空間的開(kāi)口可以是至少部分抽空的；隔開(kāi)空間包含空心管，管的形狀和尺寸使得由投射系統(tǒng)會(huì)聚在襯底上的輻射不會(huì)被管壁攔截。灌注單元可以構(gòu)造和安裝為向由空心管界定的內(nèi)區(qū)域(連續(xù))灌入氣體流。
位于照射系統(tǒng)44和投射系統(tǒng)PL之間的鎖氣室(稱(chēng)為第二動(dòng)態(tài)鎖氣室)可以位于開(kāi)口403或開(kāi)口402上，或者位于兩開(kāi)口中的每一個(gè)上。依據(jù)光學(xué)系統(tǒng)(尤指光刻裝置)的不同，可以有更少或更多的開(kāi)口。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，空心管為圓錐形(見(jiàn)圖4)。因?yàn)橥渡湎到y(tǒng)用于將圖象聚焦在襯底上，從投射系統(tǒng)發(fā)出的輻射會(huì)沿朝向晶圓最后成像方向逐漸變細(xì)。如果使用圓錐形空心管，正好與這種變細(xì)過(guò)程貼合，管子從而具有為包圍投射輻射束所必須的最小容積。這可減小為產(chǎn)生有效注入所需的氣流，可以節(jié)省材料。此外，降低了對(duì)系統(tǒng)的氣體加載。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，氣體通過(guò)管壁上至少一開(kāi)口流入空心管T，從而提供例如氣流G1(通過(guò)開(kāi)口GO1)或G2(通過(guò)開(kāi)口GO2)，或兩者皆有。或者，例如氣體可以在管頂邊緣(E1)或在其他點(diǎn)(如E2所示)灌入。開(kāi)口GO1或開(kāi)口GO2，或兩開(kāi)口，或整個(gè)管子T可以包括對(duì)所使用氣體或氣體混合物可滲透的多孔區(qū)域。
在再一實(shí)施例中，灌注單元形成為使空心管中氣體灌入至少部分朝向襯底臺(tái)WT。在襯底W和投射系統(tǒng)之間氣體總是存在(不論是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的)，除了提供光學(xué)過(guò)濾功能以外，還對(duì)從襯底W出來(lái)的雜質(zhì)構(gòu)成阻擋屏障。然而，假如這種氣體還朝向襯底W移動(dòng)，這就又增加了防止雜質(zhì)到達(dá)投射系統(tǒng)的作用。要指出氣體灌入并不需要全部朝向襯底W。例如，假如氣體通過(guò)管壁上位于管頂和底邊緣之間某點(diǎn)(例如在中間的E2)的開(kāi)口灌入，那末部分氣體可以從開(kāi)口向上流(朝向投射系統(tǒng))。該鎖氣室位于在襯底臺(tái)WT和投射系統(tǒng)PL之間的開(kāi)口404處。位于開(kāi)口404的鎖氣室可以提供路徑長(zhǎng)度乘以氣壓值至少為1Pa.m的EUV透射氣體。這里，氣壓沿輻射束在鎖氣室容積內(nèi)光程長(zhǎng)度上積分。
在另一實(shí)施例中，鎖氣室裝在位置401(也就是第一動(dòng)態(tài)鎖氣室)，灌入氣體從照射系統(tǒng)IL流向收集室48，因而提供光學(xué)過(guò)濾功能，并減少來(lái)自收集室48從源(源室47)中可能發(fā)生的雜質(zhì)進(jìn)入照射系統(tǒng)IL和裝置其余部分。
在另一實(shí)施例中，透射氣體在收集室48、照射光學(xué)系統(tǒng)44(IL)和投射光學(xué)系統(tǒng)PL，以及在401(第一動(dòng)態(tài)鎖氣室)、402和403(第二動(dòng)態(tài)鎖氣室)等處的可能鎖氣室中的存在，提供了光程長(zhǎng)乘以氣壓的值，該值至少為約0.1Pa.m的EUV透射氣體(例如EUV透射的)，例如至少約1Pa.m的透射氣體。
一些實(shí)施例特定地描述了EUV應(yīng)用和EUV光學(xué)元件，然而，本發(fā)明也可以應(yīng)用于其他頻譜范圍，例如DUV、VUV、UV或VIS的光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明并不限于如實(shí)施例所述的光刻裝置應(yīng)用或在光刻裝置中使用。本發(fā)明也可以用于透射型光刻裝置，其中例如沒(méi)有單獨(dú)的收集室。而且，附圖中只是示出理解本發(fā)明所必需的部件和特征。除此之外，光學(xué)裝置附圖只是示意性表示，并不按實(shí)際尺寸。本發(fā)明不限于附圖所示這些部件。例如，不難明白，可以設(shè)有用以提供氣體的結(jié)構(gòu)(例如氣體進(jìn)管、泵、真空泵、管道、噴嘴、閥等)和控制氣壓的結(jié)構(gòu)(例如氣壓表、傳感器等)，用以引入、控制、抽出透射氣體，以及控制光學(xué)系統(tǒng)(例如本發(fā)明的光刻裝置)中氣體的(分)壓力。此外，根據(jù)本發(fā)明確定的透射氣體的使用并不排除其他氣體的使用。而且，本發(fā)明不限于這里所述的實(shí)施例。本發(fā)明也針對(duì)這里所述的實(shí)施例的組合。
權(quán)利要求
1.一種光刻裝置，包括用以發(fā)射輻射束的照射系統(tǒng)，該輻射束包括具有預(yù)定波長(zhǎng)或預(yù)定波長(zhǎng)范圍的需要輻射，以及具有另一波長(zhǎng)或另一波長(zhǎng)范圍的不需要輻射；用以支持圖案化結(jié)構(gòu)的支持結(jié)構(gòu)，該圖案化結(jié)構(gòu)用來(lái)將圖案?jìng)鬟f到所述輻射束的截面上；用以將襯底固定的襯底臺(tái)；以及用以將已圖案化的所述輻射束投射到所述襯底的目標(biāo)部分的投射系統(tǒng)；其中，所述光刻裝置的至少一部分在使用時(shí)含有一種對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于所述需要輻射包括EUV輻射，所述透射氣體包含一種EUV透射氣體。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置，其特征在于所述光刻裝置的至少一部分包含至少約0.1Pa.m的EUV透射氣體。
4.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置，其特征在于所述EUV透射氣體包括一種選自He、Ne、Ar、Kr、Xe、N2、CO、CO2和O2中至少一種的氣體。
5.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置，其特征在于所述光刻裝置的至少一部分包含至少約0.1Pa.m的Ar。
6.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置，其特征在于所述光刻裝置的至少一部分包含至少約1Pa.m的He。
7.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置，其特征在于所述光刻裝置的至少一部分包含至少約0.1Pa.m的N2。
8.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置，其特征在于所述光刻裝置的至少一部分包含至少約1Pa.m的EUV透射氣體。
9.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置，其特征在于還包括一個(gè)收集室，其中，所述光刻裝置的包含所述EUV透射氣體的部分選自所述收集室、所述照射系統(tǒng)和所述投射系統(tǒng)這三者的至少其中之一。
10.如權(quán)利要求9所述的光刻裝置，其特征在于所述收集室、所述照射系統(tǒng)和所述投射系統(tǒng)這三者的至少其中之一具有至少約0.01Pa的EUV透射氣體壓力。
11.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置，其特征在于還包括一個(gè)收集室，其中，所述光刻裝置的包含所述EUV透射氣體的部分選自設(shè)于所述收集室與所述照射系統(tǒng)之間的第一動(dòng)態(tài)鎖氣室、設(shè)于所述照射系統(tǒng)與所述投射系統(tǒng)之間的第二動(dòng)態(tài)鎖氣室和設(shè)于所述投射系統(tǒng)與所述襯底臺(tái)之間的第三動(dòng)態(tài)鎖氣室這三者的至少其中之一。
12.如權(quán)利要求11所述的光刻裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)鎖氣室包含至少0.1Pa.m的EUV透射氣體。
13.如權(quán)利要求12所述的光刻裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)鎖氣室包含至少1Pa.m的EUV透射氣體。
14.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置，其特征在于所述不需要輻射包括選自帶外EUV輻射、VUV輻射和DUV輻射中至少一種的輻射。
15.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于所述需要輻射包括帶內(nèi)EUV輻射，所述透射氣體包含一種EUV透射氣體。
16.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于還包括用以向所述照射系統(tǒng)提供輻射的源。
17.一種在光學(xué)系統(tǒng)中減小輻射束中不需要輻射之強(qiáng)度的方法，該光學(xué)系統(tǒng)包括用以提供輻射的源，該輻射包含具有預(yù)定波長(zhǎng)或預(yù)定波長(zhǎng)范圍的需要輻射和具有另一波長(zhǎng)或另一波長(zhǎng)范圍的不需要輻射，該方法包括如下步驟向所述輻射束引入一種對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于所述需要輻射包括EUV輻射，所述輻射束包含EUV輻射，所述透射氣體包含一種EUV透射氣體。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述不需要輻射包括選自帶外EUV輻射、VUV輻射和DUV輻射中至少一種的輻射。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分包含EUV透射氣體，其中引入步驟包含將至少約0.1Pa.m的EUV透射氣體引入到所述輻射束。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述EUV透射氣體包括一種選自He、Ne、Ar、Kr、Xe、N2、CO、CO2和O2中至少一種的氣體。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分包含至少約0.1Pa.m的Ar。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分包含至少1Pa.m的He。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分包含至少0.1Pa.m的N2。
25.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于所述光學(xué)系統(tǒng)是一種光刻裝置。
26.一種器件制造方法，包括以下步驟提供一個(gè)輻射束，該輻射束包含具有預(yù)定波長(zhǎng)或預(yù)定波長(zhǎng)范圍的需要輻射和具有另一波長(zhǎng)和另一波長(zhǎng)范圍的不需要輻射；按照所需圖案對(duì)所述輻射束進(jìn)行圖案化；將已圖案化的輻射束投射到所述襯底的目標(biāo)部分上；以及向所述輻射束中引入一種對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于所述需要輻射包括EUV輻射，所述透射氣體包含一種EUV透射氣體。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于所述不需要輻射包括選自帶外EUV輻射、VUV輻射和DUV輻射中至少一種的輻射。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于其中引入步驟包含將至少約0.1Pa.m的EUV透射氣體引入到所述輻射束。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于所述EUV透射氣體包括一種選自He、Ne、Ar、Kr、Xe、N2、CO、CO2和O2中至少一種的氣體。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述光刻裝置的至少一部分包含至少約0.1Pa.m的Ar。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述光刻裝置的至少一部分包含至少約1Pa.m的He。
33.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述光刻裝置的至少一部分包含至少約0.1Pa.m的N2。
34.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于所述氣體中的需要輻射和不需要輻射之間的透射率之差至少約為30％。
35.如權(quán)利要求34所述的光刻裝置，其特征在于所述透射率之差至少為50％。
36.一種動(dòng)態(tài)鎖氣室，包括一個(gè)包含第一端和第二端的中空的伸長(zhǎng)殼體，所述殼體在輻射束路徑附近輻向地從所述第一端延伸到所述第二端；以及與所述殼體連通并用以在所述殼體內(nèi)灌注氣體的氣體灌注單元；其中，所述輻射束包含需要的和不需要的輻射，所述氣體對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射。
37.如權(quán)利要求36所述的動(dòng)態(tài)鎖氣室，其特征在于所述氣體灌注單元還用來(lái)在接近所述第一端的位置和接近所述第二端的位置之間在與所述輻射束的行進(jìn)相同的方向上灌注所述氣體。
38.如權(quán)利要求37所述的動(dòng)態(tài)鎖氣室，其特征在于所述殼體在所述第一端和所述第二端之間逐漸由寬變窄。
39.一種按照權(quán)利要求26所述的方法制造的器件。
全文摘要
一種光刻裝置，其中包括用于發(fā)射輻射束的照射系統(tǒng)，輻射束包含具有預(yù)定波長(zhǎng)或預(yù)定濾長(zhǎng)范圍的所需輻射和具有另一波長(zhǎng)或另一波長(zhǎng)范圍的不需要輻射；用于支持圖案化結(jié)構(gòu)的支持結(jié)構(gòu)，圖案化結(jié)構(gòu)用于將圖案?jìng)鬟f到輻射束的截面上；用于固定襯底的襯底臺(tái)；以及用于將已圖案化的輻射束投射在襯底目標(biāo)部分上的投射系統(tǒng)；其特征在于光刻裝置的至少一部分在使用時(shí)含有對(duì)至少部分的需要輻射基本上透射而對(duì)至少部分的不需要輻射基本上不太透射的氣體。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1696833SQ20051007141
公開(kāi)日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者V·Y·班尼內(nèi), J·H·J·莫爾斯 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司