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):
光刻裝置是一種將所需圖案應(yīng)用于基底靶部上的裝置。光刻裝置可以用于例如集成電路(IC)的制造。在這種情況下,構(gòu)圖部件,如掩??捎糜诋a(chǎn)生對(duì)應(yīng)于IC一個(gè)單獨(dú)層的電路圖案,該圖案可以成像在已涂敷輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基底(例如硅晶片)的靶部上(例如包括一部分,一個(gè)或者多個(gè)管芯)。一般地,單一的基底將包含相繼曝光的相鄰靶部的網(wǎng)格。已知的光刻裝置包括所謂的步進(jìn)器,其中通過將整個(gè)圖案一次曝光到靶部上而輻射每一靶部,已知的光刻裝置還包括所謂的掃描器,通過在投射光束下沿給定的方向(“掃描”方向)掃描所述圖案,并同時(shí)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。
用于照射帶有污染物(它可能是由例如基底上的光致抗蝕劑層的除氣作用以及由進(jìn)入光刻裝置的周圍空氣引入的)的基底的輻射可能導(dǎo)致投影系統(tǒng)中的光學(xué)元件如透鏡退化,這會(huì)導(dǎo)致?lián)p失光束的總透射和損失基底照射的一致性。
為了解決這個(gè)問題,已經(jīng)開發(fā)出多種凈化系統(tǒng)。凈化系統(tǒng)如凈化罩(purge hood)的作用是防止或減少投影系統(tǒng)和/或照射系統(tǒng)中某些元件的化學(xué)污染。通常這可以通過在投影系統(tǒng)中沿外表面或元件的表面吹送氣體實(shí)現(xiàn),從而在曝光狹縫處按照例如通常大于1000的因子稀釋不需要的制劑的濃度。然而,根據(jù)例如光刻裝置的類型、系統(tǒng)說明書和氣體性質(zhì)等等,稀釋因子可以在100至1000之間變化。
在凈化系統(tǒng)中,當(dāng)對(duì)投影系統(tǒng)和照射系統(tǒng)中的內(nèi)部元件進(jìn)行令人滿意地凈化時(shí),由于它們布置在封閉的隔室中,所以退化仍然是一個(gè)問題,它是由污染物特別是在投影系統(tǒng)的第一和最后的光學(xué)元件(即當(dāng)投射光束通過投影系統(tǒng)時(shí)經(jīng)過的第一光學(xué)元件和最后光學(xué)元件)表面上產(chǎn)生的污染物導(dǎo)致的。光學(xué)元件中可能導(dǎo)致光學(xué)元件性能退化的污染物包括例如在光學(xué)元件表面上生長的星狀結(jié)晶鹽體結(jié)構(gòu)。例如,光學(xué)元件經(jīng)受一段時(shí)間(通常是幾年)的強(qiáng)輻射后,就會(huì)變得被鹽體結(jié)構(gòu)污染。因此,常規(guī)的凈化罩通常定位成沿外底的表面和頂部透鏡表面提供清潔的氣體。常規(guī)的凈化罩安裝在固定位置,例如,固定到投影系統(tǒng)或參考構(gòu)架(例如計(jì)量框架)。如上所述,凈化罩的性能通常用稀釋因子表示,稀釋因子是凈化容積內(nèi)部和外部的污染物比,通常在1000量級(jí)。
然而,常規(guī)的凈化罩可能具有多種缺點(diǎn)。特別地,凈化罩的性能可能會(huì)受凈化罩和基底之間和/或凈化罩和基底保持架之間的間隙的負(fù)面影響。因此,凈化罩的性能取決于基底保持架的位置,并且它還受提供用來調(diào)節(jié)光刻裝置中的干涉測量部件的氣體簇射的影響。例如,當(dāng)沒有提供基底保持架時(shí),例如當(dāng)變換基底時(shí),用稀釋法測量的性能可能很低。此外,由凈化罩導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)干擾(如流動(dòng)引起的振動(dòng))可能會(huì)影響投影系統(tǒng)的性能。常規(guī)的稀釋因子可能不足以將在光學(xué)元件表面上的濕度水平減小到遠(yuǎn)小于百萬分之十(ppm)(對(duì)應(yīng)于小于一個(gè)單層,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這有助于防止鹽體結(jié)構(gòu)的形成)。
此外,由于基底臺(tái)和投影系統(tǒng)之間的容差,可能不能在基底和凈化罩之間得到令人滿意的微小間隙。類似的情況還可能在浸沒光刻裝置中遇到,其中要在供液系統(tǒng)和基底之間獲得一微小間隙,至少部分間隙填充了一種液體。此外,當(dāng)失去伺服控制時(shí)基底臺(tái)可能向上移動(dòng),從而當(dāng)基底和凈化罩或供液系統(tǒng)之間的間隙變小時(shí)會(huì)損壞基底。
在照射器和支撐結(jié)構(gòu)之間也可能產(chǎn)生類似的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是解決例如在常規(guī)的凈化罩中遇到的上述問題,或者是在光刻裝置可利用的非常有限的空間解決浸沒光刻法的供液系統(tǒng)中遇到的上述問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種光刻裝置,其包括一配置成調(diào)節(jié)輻射光束的照射系統(tǒng),和一配置成支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu),該構(gòu)圖部件在輻射光束的橫截面將圖案賦予給輻射光束。該裝置還包括一配置成保持基底的基底臺(tái),一配置成將帶圖案的光束投影到基底的靶部上的投影系統(tǒng),以及一配置成將流體提供給一容積的流體供給系統(tǒng)。該容積包括至少一部分投影系統(tǒng)和/或至少一部分照射系統(tǒng)。該裝置還包括一配置成將流體供給系統(tǒng)連接到基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件、或其任何組合的連接部件。通過這種方式,可以減小在投影系統(tǒng)和照射系統(tǒng)的至少一個(gè)中由流動(dòng)引起的噪聲所產(chǎn)生的干擾。
在一個(gè)實(shí)施方案中,流體供給系統(tǒng)包括一配置成提供氣體給凈化容積的氣體凈化系統(tǒng),該凈化容積包括至少一部分投影系統(tǒng)、至少一部分照射系統(tǒng),或者上述兩者。通過這種方式,可以減小在氣體凈化系統(tǒng)中由流動(dòng)引起的噪聲導(dǎo)致的干擾。
在一個(gè)實(shí)施方案中,流體供給系統(tǒng)包括一配置成將液體提供到投影系統(tǒng)和基底的局部區(qū)域之間的空間的供液系統(tǒng)。通過這種方式,可以減小在流體供給系統(tǒng)中由流動(dòng)引起的噪聲導(dǎo)致的干擾。
在一個(gè)實(shí)施方案中,基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合布置在一個(gè)由第一和第二不同方向限定的區(qū)域中,其中流體供給系統(tǒng)沿第三方向與基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合連接,該第三方向與上述區(qū)域成一角度延伸。
此外,第一、第二和第三方向大體上相互垂直。在另一個(gè)實(shí)施方案中,在使用中流體供給系統(tǒng)沿第三方向、圍繞第一方向的旋轉(zhuǎn)方向和圍繞第二方向的旋轉(zhuǎn)方向與基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合撓性地連接。通過這種方式,流體供給系統(tǒng)可以布置成沿第三方向緊跟基底/構(gòu)圖部件。此外,可以提供保護(hù)裝置以便防止基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合和流體供給系統(tǒng)之間的碰撞。
在一個(gè)實(shí)施方案中,在使用中流體供給系統(tǒng)沿第一方向、第二方向和圍繞第三方向的旋轉(zhuǎn)方向與投影系統(tǒng)、照射系統(tǒng)、參考構(gòu)架或其任何組合剛性地連接。通過這種方式,流體供給系統(tǒng)可以牢固地安裝同時(shí)減小了對(duì)投影系統(tǒng)、照射系統(tǒng)或這兩者的干擾,還在第三方向允許一定程度的撓性。
在一個(gè)實(shí)施方案中,連接部件包括一氣體軸承。通過這種方式,可以在流體供給系統(tǒng)和基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合之間獲得穩(wěn)定的間隙,而不需要高的容差。此外,氣體軸承可以允許流體供給系統(tǒng)定位得非??拷着_(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合,且沒有碰撞的危險(xiǎn),從而在光刻裝置的其它區(qū)域如在圍繞投影系統(tǒng)和照射系統(tǒng)的區(qū)域中提供更大的空間。
在一個(gè)實(shí)施方案中,氣體軸承配置成提供一密封,以便防止流體溢出流體供給系統(tǒng),或者防止周圍氣體進(jìn)入到流體供給系統(tǒng)中。通過這種方式,可以在流體供給系統(tǒng)和基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合之間獲得最小間隙,從而提供增大的稀釋因子,例如大于10000的稀釋因子。
此外,在流體供給系統(tǒng)包括氣體凈化系統(tǒng)的情況中,一密封可以確保氣體簇射在容積內(nèi)沒有干擾。此外,該密封允許使用一封閉板來增加基底臺(tái)交換過程中的稀釋因子。高的稀釋因子可以使?jié)駳膺h(yuǎn)離投影系統(tǒng)和照射系統(tǒng)的光學(xué)元件,并在常規(guī)的“干”光刻系統(tǒng)中保持足夠低的水平,例如百萬分之幾(ppm)。這樣可以改進(jìn)在這種光刻系統(tǒng)中的凈化系統(tǒng)的效率。
在一個(gè)實(shí)施方案中,氣體軸承配置成提供一大體上封閉的流體隔室。通過這種方式,可以進(jìn)一步提高稀釋因子。
在一個(gè)實(shí)施方案中,基底臺(tái)、支撐結(jié)構(gòu)或者上述兩者都具有一配置成分別容納基底和構(gòu)圖部件的凹座。此外,該凹座具有一深度,其大體上分別等于基底和構(gòu)圖部件中至少一個(gè)的厚度。此外,在使用中,布置成接收帶圖案的光束的基底表面大體上與基底臺(tái)的表面齊平。通過這種方式,在構(gòu)圖部件的曝光過程中,流體供給系統(tǒng)能夠在基底臺(tái)和基底上同樣好地移動(dòng),而不必對(duì)連接部件進(jìn)行任何調(diào)節(jié)。另外,在使用中,布置成接收輻射光束的構(gòu)圖部件的表面基本上與支撐結(jié)構(gòu)的表面齊平。以這種方式,在構(gòu)圖部件的曝光過程中,流體供給系統(tǒng)能夠在支撐結(jié)構(gòu)和構(gòu)圖部件上同樣好地移動(dòng),而不必對(duì)連接部件進(jìn)行任何調(diào)節(jié)。
在一個(gè)實(shí)施方案中,在使用中氣體軸承可在布置成接收帶圖案的光束的基底表面和流體供給系統(tǒng)之間提供至少一個(gè)穩(wěn)定和微小的間隙。通過這種方式,可以改進(jìn)流體供給系統(tǒng)和特別是基底之間的碰撞概率。通過提供微小且穩(wěn)定的間隙,可以更容易地進(jìn)行有效的流體供給。
在一個(gè)實(shí)施方案中,在使用中氣體軸承可在布置成接收輻射光束的構(gòu)圖部件表面和流體供給系統(tǒng)之間提供至少一個(gè)穩(wěn)定和微小的間隙。通過這種方式,可以改進(jìn)流體供給系統(tǒng)和特別是構(gòu)圖部件之間的碰撞概率。通過提供微小且穩(wěn)定的間隙,可以更容易地進(jìn)行有效的流體供給。
在一個(gè)實(shí)施方案中,氣體軸承包括一配置成調(diào)節(jié)氣體流量和/或壓力的控制元件,以便控制布置成接收投射光束的基底表面和流體供給系統(tǒng)之間的間隙尺寸。通過這種方式,可以改進(jìn)即減小了流體供給系統(tǒng)和特別是基底之間的碰撞概率。
在一個(gè)實(shí)施方案中,氣體軸承包括一配置成調(diào)節(jié)氣體流量和/或壓力的控制元件,以便控制布置成接收輻射光束的構(gòu)圖部件表面和流體供給系統(tǒng)之間的間隙尺寸。通過這種方式,可以改進(jìn)即減小了流體供給系統(tǒng)和特別是基底之間的碰撞概率。
在一個(gè)實(shí)施方案中,氣體軸承包括一配置成提供氣體給氣體軸承的氣體供給,配置成從氣體軸承去除氣體的至少部分真空,以及一配置成控制氣體供給和至少部分真空的控制元件,使得流體供給系統(tǒng)沿與一區(qū)域成一角度延伸的第三方向浮動(dòng)在具有足夠硬度的基底、基底臺(tái)或兩者的表面上,所述區(qū)域由第一方向和第二方向限定,其中布置有基底臺(tái)。通過這種方式,可以在流體供給系統(tǒng)和基底臺(tái)、基底或上述兩者之間提供穩(wěn)定的連接,而不需要很大的調(diào)節(jié),以及不會(huì)很大地增加裝置的復(fù)雜程度。
在一個(gè)實(shí)施方案中,氣體軸承包括一配置成提供氣體給氣體軸承的氣體供給,配置成從氣體軸承去除氣體的至少部分真空,以及一配置成控制氣體供給和至少部分真空的控制元件,使得凈化系統(tǒng)沿與一區(qū)域成一角度延伸的第三方向浮動(dòng)至少在構(gòu)圖部件和具有足夠硬度的支撐結(jié)構(gòu)的表面上,所述區(qū)域由第一方向和第二方向限定,其中布置有支撐結(jié)構(gòu)。通過這種方式,可以在流體供給系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或上述兩者之間提供穩(wěn)定的連接,而不需要很大的調(diào)節(jié),以及不會(huì)很大地增加裝置的復(fù)雜程度。
在一個(gè)實(shí)施方案中,凈化系統(tǒng)包括一凈化罩,氣體軸承包括一配置成沿第三方向提升凈化罩的致動(dòng)裝置,其中第三方向沿與一區(qū)域成一角度的方向延伸,在該區(qū)域中布置了基底臺(tái)、支撐結(jié)構(gòu)或兩者。通過這種方式,當(dāng)需要時(shí),例如當(dāng)進(jìn)行基底臺(tái)或基底交換時(shí),可以便利地提升凈化罩。
在一個(gè)實(shí)施方案中,凈化系統(tǒng)包括一凈化罩,該裝置還包括一結(jié)合連接部件布置的致動(dòng)裝置,從而沿第三方向提升凈化罩,其中第三方向沿與一區(qū)域成一角度的方向延伸,在該區(qū)域中布置了基底臺(tái)、支撐結(jié)構(gòu)或上述兩者。通過這種方式,可以便利地提升凈化罩,而不會(huì)很大地增加裝置的復(fù)雜程度。在一個(gè)實(shí)施方案中,致動(dòng)裝置使用磁體來提升凈化罩。
在一個(gè)實(shí)施方案中,第一、第二和第三方向分別對(duì)應(yīng)于X、Y和Z方向。此外,Y方向可以是掃描方向,X方向和Y方向可以限定一個(gè)平面,其中布置了基底臺(tái)、基底或上述兩者。在使用中,Z方向沿大體上與該平面垂直的方向延伸。
在一個(gè)實(shí)施方案中,凈化系統(tǒng)包括一凈化罩,其中連接部件配置成將凈化罩與基底臺(tái)或支撐結(jié)構(gòu)連接,使得凈化罩緊跟基底臺(tái)和基底或者支撐結(jié)構(gòu)和構(gòu)圖部件分別沿第三方向的移動(dòng),該第三方向沿與一區(qū)域成一角度的方向延伸,在該區(qū)域中分別布置了基底臺(tái)和支撐結(jié)構(gòu)。通過這種方式,可以避免碰撞。
在一個(gè)實(shí)施方案中,氣體軸承包括一氣體出口,通過該氣體出口能夠提供加壓氣體給連接區(qū)域。通過這種方式,可以實(shí)現(xiàn)充分的連接。
在一個(gè)實(shí)施方案中,氣體軸承包括一部分真空,通過該部分真空能夠從連接區(qū)域去除加壓氣體。通過這種方式,可以實(shí)現(xiàn)充分的連接。
在一個(gè)實(shí)施方案中,連接部件包括一氣體軸承,以及提供一控制元件,以便在基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合和凈化系統(tǒng)之間提供一最小間隙,從而使凈化容積與周圍環(huán)境隔離。通過這種方式,防止凈化容積污染周圍環(huán)境以及周圍環(huán)境污染凈化容積。
在一個(gè)實(shí)施方案中,供液系統(tǒng)包括一配置成至少減少從投影系統(tǒng)下方泄露的流體的密封元件。在一個(gè)實(shí)施方案中,該密封元件與基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種器件制造方法,其包括使用光刻裝置的投影系統(tǒng)將帶圖案的輻射光束投影到基底的靶部;以及使用一流體供給系統(tǒng)提供流體給一容積。該容積包括至少一部分投影系統(tǒng)、至少一部分照射系統(tǒng)或者上述兩者。該方法還包括將流體供給系統(tǒng)與基底、保持基底的基底臺(tái)、用于形成帶圖案的光束的構(gòu)圖部件、保持構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)或其任何組合連接。
盡管在本申請(qǐng)中,可以具體參考將光刻裝置用于制造IC,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,它可用于制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測圖案、液晶顯示器(LCD)、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,這里任何術(shù)語“晶片”或者“管芯”的使用應(yīng)認(rèn)為分別與更普通的術(shù)語“基底”或“靶部”同義。在曝光之前或之后,可以在例如軌跡器(通常將抗蝕劑層作用于基底并將已曝光的抗蝕劑顯影的一種工具)或者計(jì)量工具或檢驗(yàn)工具對(duì)這里提到的基底進(jìn)行各種處理。在可應(yīng)用的地方,這里的公開可應(yīng)用于這種和其他基底處理工具。另外,例如為了形成多層IC,可以對(duì)基底進(jìn)行多次處理,因此這里所用的術(shù)語基底也可以指已經(jīng)包含多個(gè)已處理的層的基底。
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(例如具有365,248,193,157或者126nm的波長)和遠(yuǎn)紫外(EUV)輻射(例如具有5-20nm范圍內(nèi)的波長),以及離子束,例如離子束或電子束。
這里使用的術(shù)語“構(gòu)圖部件”應(yīng)廣義地解釋為能夠給投射光束在其截面賦予圖案的裝置,從而在基底的靶部中形成圖案。應(yīng)該注意,賦予投射光束的圖案可以不與基底靶部中的所需圖案精確一致。一般地,賦予投射光束的圖案與在靶部中形成的器件如集成電路的特殊功能層相對(duì)應(yīng)。
構(gòu)圖部件可以是透射的或者反射的。構(gòu)圖部件的示例包括掩模,可編程反射鏡陣列,以及可編程LCD板。掩模在光刻中是公知的,它包括如二進(jìn)制型、交替相移型、和衰減相移型的掩模類型,以及各種混合掩模類型??删幊谭瓷溏R陣列的一個(gè)示例采用了微小反射鏡的矩陣排列,每個(gè)反射鏡能夠獨(dú)立地傾斜,從而沿不同的方向反射入射的輻射光束;按照這種方式,對(duì)反射的光束進(jìn)行構(gòu)圖。在構(gòu)圖部件的每一實(shí)例中,支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺(tái),例如所述結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以是固定的或者是可移動(dòng)的,并且可以確保構(gòu)圖部件例如相對(duì)于投影系統(tǒng)位于期望的位置。這里任何術(shù)語“中間掩模版”或者“掩?!钡氖褂每梢哉J(rèn)為與更普通的術(shù)語“構(gòu)圖部件”同義。
這里所用的術(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),如適合于所用的曝光輻射,或者適合于其他方面,如使用浸液或使用真空。這里任何術(shù)語“透鏡”的使用可以認(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,包括用于引導(dǎo)、整形或者控制輻射投射光束的折射,反射和反折射光學(xué)部件,這種部件在下文還可共同地或者單獨(dú)地稱作“透鏡”。
光刻裝置可以是具有兩個(gè)(雙臺(tái))或者多個(gè)基底臺(tái)(和/或兩個(gè)或者多個(gè)掩模臺(tái))的類型。在這種“多臺(tái)式”裝置中,可以并行使用這些附加臺(tái),或者可以在一個(gè)或者多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行準(zhǔn)備步驟,而一個(gè)或者多個(gè)其它臺(tái)用于曝光。
光刻裝置還可以是一種類型,其中基底浸沒在具有相對(duì)高的折射率的液體如水中,從而填充投影系統(tǒng)的最后一個(gè)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,例如在掩模和投影系統(tǒng)的第一元件之間。浸潤技術(shù)在本領(lǐng)域是公知的,其用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。
現(xiàn)在僅僅通過例子的方式,參考隨附的示意圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案,附圖中相應(yīng)的參考標(biāo)記表示相應(yīng)的部件,其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的光刻裝置;圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案包括一氣體凈化系統(tǒng)的光刻裝置;圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案包括一氣體凈化系統(tǒng)的光刻裝置;圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的圖2和3的氣體凈化系統(tǒng)的細(xì)節(jié);圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案包括一氣體凈化系統(tǒng)的光刻裝置;圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案包括一氣體凈化系統(tǒng)的光刻裝置;圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案包括一氣體凈化系統(tǒng)的光刻裝置;圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案包括一氣體凈化系統(tǒng)的光刻裝置。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地描述了本發(fā)明一具體實(shí)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或EUV輻射);第一支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT,用于支撐構(gòu)圖部件(例如掩模)MA,并與用于將該構(gòu)圖部件相對(duì)于物體PL精確定位的第一定位裝置PM連接;基底臺(tái)(例如晶片臺(tái))WT,用于保持基底(例如涂敷抗蝕劑的晶片)W,并與用于將基底相對(duì)于物體PL精確定位的第二定位裝置PW連接;以及投影系統(tǒng)(例如折射投影透鏡)PL,用于將通過構(gòu)圖部件MA賦予給投射光束PB的圖案成像在基底W的靶部C(例如包括一個(gè)或多個(gè)管芯)上。
如這里指出的,該裝置屬于透射型(例如采用透射掩模)?;蛘?,該裝置可以屬于反射型(例如或者采用上面提到的可編程反射鏡陣列)。
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獨(dú)立的機(jī)構(gòu),例如當(dāng)輻射源是受激準(zhǔn)分子激光器時(shí)。在這種情況下,不認(rèn)為輻射源構(gòu)成光刻裝置的一部分,輻射光束借助于光束傳輸系統(tǒng)BD從源SO傳輸?shù)秸丈淦鱅L,所述光束傳輸系統(tǒng)包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)束器。在其它情況下,輻射源可以是裝置的組成部分,例如當(dāng)源是汞燈時(shí)。源SO和照射器IL,如果需要的話連同光束輸送系統(tǒng)BD可以被稱作輻射系統(tǒng)。
照射器IL可以包括調(diào)節(jié)裝置AM,用于調(diào)節(jié)光束的角強(qiáng)度分布。一般地,至少可以調(diào)節(jié)在照射器光瞳平面上強(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))。此外,照射器IL一般包括各種其它部件,如積分器IN和聚光器CO。照射器提供輻射的調(diào)節(jié)光束,稱為投射光束PB,該光束在其橫截面上具有所需的均勻度和強(qiáng)度分布。
投射光束PB入射到保持在掩模臺(tái)MT上的掩模MA上。在由橫過掩模MA后,投射光束PB通過系統(tǒng)PL,該系統(tǒng)將光束聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如干涉測量裝置)的輔助下,基底臺(tái)WT可以精確地移動(dòng),從而例如在光束PB的光路中定位不同的靶部C。類似地,例如在從掩模庫中機(jī)械取出掩模MA后或在掃描期間,可以使用第一定位裝置PM和另一個(gè)位置傳感器(圖1中沒有明確示出)將掩模MA相對(duì)光束PB的光路進(jìn)行精確定位。一般地,借助于長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位),可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)臺(tái)MT和WT的移動(dòng),其中長行程模塊和短行程模塊構(gòu)成定位裝置PM和PW的一部分。可是,在步進(jìn)器(與掃描裝置相對(duì))的情況中,掩模臺(tái)MT只與短行程致動(dòng)裝置連接,或者固定。掩模MA與基底W可以使用掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2和基底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。
所示的裝置可以按照下面優(yōu)選的模式使用1.步進(jìn)模式,掩模臺(tái)MT和基底臺(tái)WT基本保持不動(dòng),賦予投射光束的整個(gè)圖案被一次投射到靶部C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后沿X和/或Y方向移動(dòng)基底臺(tái)WT,從而可以曝光不同的靶部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,當(dāng)賦予投射光束的圖案被投射到靶部C時(shí)(即單次動(dòng)態(tài)曝光),同步掃描掩模臺(tái)MT和基底臺(tái)WT。晶片臺(tái)WT相對(duì)于掩模臺(tái)MT的速度和方向通過投影系統(tǒng)PL的放大(縮小)和圖像反轉(zhuǎn)特性來確定。在掃描模式中,曝光場的最大尺寸限制了在單次動(dòng)態(tài)曝光中靶部的寬度(沿非掃描方向),而掃描移動(dòng)的長度確定靶部的高度(沿掃描方向)。
3.其他模式,當(dāng)將賦予投射光束的圖案投射到靶部C上時(shí),掩模臺(tái)MT基本保持不動(dòng)地保持可編程構(gòu)圖部件,而此時(shí)基底臺(tái)WT被移動(dòng)或掃描。在該模式中,一般采用脈沖輻射源,并且在基底臺(tái)WT每次移動(dòng)之后,或者在掃描期間兩個(gè)相繼的輻射脈沖之間根據(jù)需要更新可編程構(gòu)圖部件。這種操作模式可以容易地應(yīng)用于采用可編程構(gòu)圖部件的無掩模光刻中,所述可編程構(gòu)圖部件是如上面提到的可編程反射鏡陣列型。
還可以采用上述所用模式的組合和/或變化,或者采用完全不同的模式。此外在圖1中示出的是一個(gè)流體供給系統(tǒng),例如氣體凈化系統(tǒng)10或參考圖2-8更詳細(xì)描述的供液系統(tǒng)。下文中特別地對(duì)包括氣體凈化系統(tǒng)10的常規(guī)“干”光刻裝置描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案。然而,本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案同樣可以應(yīng)用于包括供液系統(tǒng)的浸沒光刻裝置。特別地,供液系統(tǒng)可以包括一密封元件,其配置成在投影系統(tǒng)的最后一個(gè)元件和基底之間至少部分包含液體。此外,該密封元件可以與基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合連接。
圖2示出了一個(gè)光刻裝置,其包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的氣體凈化系統(tǒng)10。特別地,圖2示出了如包括凈化罩11的凈化系統(tǒng)10。該凈化系統(tǒng)10布置成在凈化容積20內(nèi)提供大體上分層的氣體的凈化流動(dòng)。凈化系統(tǒng)10特別地是凈化罩11通過一剛性連接部件18與投影系統(tǒng)PL剛性地連接,使得凈化罩11相對(duì)投影系統(tǒng)PL的移動(dòng)通常限制在X、Y和Rz方向。在另一個(gè)實(shí)施方案中,凈化罩11可以與光刻裝置中的另一個(gè)部件剛性地連接,例如參考或計(jì)量框架(未示出)。Z方向如圖2所示,它是一個(gè)與由X和Y軸限定的平面垂直的軸。此外,它大體上對(duì)應(yīng)于投射光束傳播的通常方向。Rz方向是一個(gè)用于表示圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)方向的常用符號(hào)。凈化系統(tǒng)10還可以通過一撓性連接部件在Z、Rx和Ry方向與投影系統(tǒng)PL撓性地連接,其中Rx和Ry方向如圖2所示,它們分別對(duì)應(yīng)于圍繞X和Y軸的旋轉(zhuǎn)方向的常用符號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施方案中,撓性的連接部件16可以與光刻裝置中的另一個(gè)部件連接,例如參考或計(jì)量框架(未示出)。
此外,以氣體軸承12的形式或任選地以至少部分真空14的形式實(shí)施來提供一連接部件12、14,以便將凈化罩11與基底W、基底臺(tái)WT、或上述兩者連接。如下文中更詳細(xì)論述的,在圖2示出的實(shí)施方案中,氣體軸承用參考數(shù)字12顯示,真空用參考數(shù)字14顯示。然而,根據(jù)特殊的實(shí)施方案,可以交換氣體軸承和真空的各自位置。例如,在另一個(gè)實(shí)施方案中,通過在凈化罩11的凈化容積20一側(cè)上布置真空以及在凈化罩11的周圍環(huán)境25一側(cè)上布置氣體軸承,可以減少凈化氣或防止其進(jìn)入到周圍環(huán)境25。這是有利的,因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)入到光刻裝置的環(huán)境中的凈化氣可能影響測量系統(tǒng),例如在圖1中示出的干涉測量系統(tǒng)IF。在一個(gè)實(shí)施方案中,提供一真空環(huán),以便密封凈化罩的內(nèi)邊緣,該邊緣最接近真空20。通過這種方式,能夠去除凈化氣同時(shí)防止或減少來自氣體軸承的氣體進(jìn)入到凈化容積20中。此外,可以提供外部真空環(huán)來使凈化罩的外邊緣與周圍環(huán)境25密封。通過這種方式,很少的或者沒有凈化氣或來自氣體軸承的氣體會(huì)進(jìn)入周圍環(huán)境25,該環(huán)境中設(shè)置了敏感部件,例如干涉測量裝置IF。因此,在一個(gè)實(shí)施方案中,配置成密封凈化罩的內(nèi)邊緣的真空連接部件和配置成密封凈化罩的外邊緣的真空連接部件布置和構(gòu)成為真空環(huán)。
通過氣體供給52將氣體提供給連接部件12、14,然后從一排氣管53排出。連接部件12、14由控制元件26通常是一調(diào)節(jié)器控制??刂圃?6布置成控制流動(dòng)到凈化系統(tǒng)10以及任選地從凈化系統(tǒng)10流出的氣體的流動(dòng)和/或壓力。典型地,控制元件控制凈化系統(tǒng)和基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合之間的連接。在一個(gè)實(shí)施方案中,控制元件布置成在基底臺(tái)WT、基底W、支撐結(jié)構(gòu)MT、構(gòu)圖部件MA或其任何組合和凈化系統(tǒng)10之間提供一最小氣隙,從而使凈化容積與周圍環(huán)境隔離。
此外,控制元件26可以控制氣體軸承12,以便通過控制由氣體軸承提供給該連接的氣體壓力和/或真空,在凈化系統(tǒng)10和基底臺(tái)WT、基底W、支撐結(jié)構(gòu)MT、構(gòu)圖部件MA或其任何組合之間提供一預(yù)定氣隙。
在一個(gè)實(shí)施方案中,提供一凈化罩11,其中在氣體軸承12的任一側(cè)上提供至少一部分真空或一排氣管,也就是說,一第一排氣管朝向凈化罩11的凈化容積20布置,另一個(gè)排氣管朝向凈化罩11的環(huán)境側(cè)25布置,以及在該第一排氣管和第二排氣管之間提供一氣體軸承12。通過這種方式,可以防止或減少凈化氣流入環(huán)境25,防止氣體軸承所用的任何氣體與投影系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件接觸。因此,可以不必為氣體軸承12使用高度凈化的氣體。此外,可以防止或減少環(huán)境的影響,如防止污染物進(jìn)入凈化容積20。
在一個(gè)實(shí)施方案中,連接部件12、14在凈化罩11和基底W、基底臺(tái)WT或上述兩者之間沿至少Z、Rx和Ry方向中的一個(gè)方向提供一撓性的連接。通過提供這種撓性連接,凈化罩11能夠跟隨基底W或基底臺(tái)WT沿Z方向的任何移動(dòng)。換句話說,凈化罩11沿Z方向浮動(dòng)在具有足夠硬度的基底臺(tái)WT的頂部,能夠避免與基底臺(tái)WT特別是基底W的任何損壞碰撞。如下面詳細(xì)描述的,通過使用氣體如凈化氣作為基底W和凈化罩11之間的氣體軸承,提供一穩(wěn)定的間隙22。為了增加撓性連接12、14的剛性,還可以提供一至少部分真空14。通過這種方式,可以增加連接的穩(wěn)定性,可以在凈化罩和基底W、基底臺(tái)WT或上述兩者之間獲得穩(wěn)定的間隙22,而不需要高的設(shè)計(jì)容差。附加地,當(dāng)凈化氣不能排放到環(huán)境中時(shí),該至少部分真空14可以用于排出凈化氣,因?yàn)樗赡軙?huì)影響光刻裝置中的測量系統(tǒng),例如在圖1中示出的干涉測量系統(tǒng)IF。
在圖2中,在投影系統(tǒng)PL的一部分附近的區(qū)域中提供凈化容積20。投射光束PB通過投影系統(tǒng)PL的表面21離開投影系統(tǒng)PL,該表面21是投影系統(tǒng)PL的特殊部分,凈化氣被提供給它。通過這種方式,可以減小在投影系統(tǒng)PL的出口表面21的區(qū)域中可能的污染物的濃度,從而避免污染投影系統(tǒng)PL。典型地,凈化罩11和投影系統(tǒng)P1之間的自由空間為幾毫米的數(shù)量級(jí)。如圖5進(jìn)一步詳細(xì)所示,通過噴嘴52將凈化氣噴入凈化罩11中。
圖3示出了一種光刻裝置,其包括根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的氣體凈化系統(tǒng)。特別地,在圖3中,用其它氣體軸承30、31、32、33代替如圖2所示的剛性連接18。氣體出口32可提供加壓氣體流33以便提供氣體軸承。此外,提供一至少部分真空30給排氣31,由此增加由出口32提供的軸承剛性。因此,剛性的氣體軸承30、31、32、33可沿X、Y和Rz方向提供凈化罩11與投影系統(tǒng)PL的剛性連接。此外,如下面詳細(xì)描述的,在凈化容積20和環(huán)境25之間提供一密封。還在凈化容積20和加壓氣體33之間提供一密封。這種布置在實(shí)施方案中是有利的,其中加壓氣體如清潔的干空氣(CDA)的清潔度比凈化氣如凈化的CDA的清潔度低。因此,在該特殊的實(shí)施方案中,可以防止或減少較低清潔的加壓氣體污染凈化容積20。在一個(gè)實(shí)施方案中,可以根據(jù)特殊應(yīng)用和需要的軸承提供氣體通過腔室30,并從腔室32排出。
一氣體出口34可將凈化氣35提供到凈化容積20中。一至少部分真空36可從凈化容積20排出凈化氣37。而在圖2中,氣體軸承12、14包括單個(gè)氣體出口12和至少部分真空14,在圖3示出的另一個(gè)實(shí)施方案中,提供了多個(gè)氣體出口12和多個(gè)至少部分真空14。通過這種方式,能夠進(jìn)一步控制氣體軸承的穩(wěn)定性和撓性。此外,能夠最小化對(duì)布置在凈化罩11附近的測量系統(tǒng)的干擾,并且可以保持對(duì)用于凈化容積20的氣體清潔度的控制。在示出的實(shí)施方案中,氣體出口12可將加壓氣體流13提供到間隙22中,而相鄰的至少部分真空氣體入口14排出至少部分氣流15。類似的,隨后氣體出口12還提供氣流,以及隨后相鄰的至少部分真空氣體入口14排出至少部分氣流15。在示出的實(shí)例中,有兩個(gè)氣體出口12和兩個(gè)氣體入口14,然而,氣體軸承12、14可以包括一個(gè)或多個(gè)氣體出口和/或氣體入口??梢詢?yōu)化(多個(gè))出口/(多個(gè))入口的位置,從而防止或減少周圍的氣體17進(jìn)入凈化容積20,或者防止氣體13進(jìn)入凈化容積20以及被排出到其可能影響測量系統(tǒng)的環(huán)境中。
氣體軸承12、14可以在用凈化氣35進(jìn)行凈化的凈化容積20和環(huán)境25之間形成一密封44。類似的,氣體軸承30、31、32、33還可以在凈化容積20和環(huán)境25之間提供一密封。通過這種方式,凈化氣由于例如其對(duì)光刻裝置中其它部件的沖擊或一般地對(duì)環(huán)境的沖擊,可能不是一個(gè)可行的選擇,它可以用作凈化氣,是因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,凈化容積20被密封了,從而可提供大體上封閉的凈化隔室。這些凈化氣例如可以是有毒的氣體或可能會(huì)干擾干涉儀系統(tǒng)IF的性能的氣體。
任選地,如圖3所示,提供附加的真空室36在凈化氣進(jìn)入氣體軸承真空入口14之前去除大部分凈化氣。此外,可以使排出的氣體再循環(huán)。
在一個(gè)實(shí)施方案中,不使用分別具有一過壓力和真空的一個(gè)或兩個(gè)腔室12、14,使用具有壓力和真空的任意腔室陣列來提供氣體軸承的功能,密封和添加/去除凈化氣。在一個(gè)實(shí)施方案中,該陣列可以如此布置使得流動(dòng)方向相反。特別地,使得流動(dòng)從凈化容積20的內(nèi)部朝環(huán)境25定向。在一個(gè)實(shí)施方案中,可以布置流動(dòng)方向的組合。通過這種方式,根據(jù)選擇的流動(dòng)方向,根據(jù)用戶的愿望,其例如可以分別由凈化氣和氣體軸承的氣體的性質(zhì)確定,以及根據(jù)環(huán)境,可以有效地控制來自環(huán)境的氣體流向凈化環(huán)境的密封或來自凈化環(huán)境的氣體流向環(huán)境的密封。
腔室還可以用多孔材料區(qū)域代替,該多孔材料布置在鄰近基底W、基底臺(tái)WT或上述兩者的凈化罩的表面19中,從而提供一致的和穩(wěn)定的氣體流動(dòng)。典型地,還可以充分地混合氣體流動(dòng)。通過這種方式,能夠進(jìn)一步控制氣體軸承,以及控制軸承的相對(duì)剛性和/或撓性。在一個(gè)實(shí)施方案中,腔室可以是具有多個(gè)小孔的環(huán)。這種布置適合用于加壓氣體。在一個(gè)實(shí)施方案中,其中氣體軸承30,31,32,33被剛性連接18代替,如圖2所示,或者為了進(jìn)一步改進(jìn)凈化容積和環(huán)境25之間的密封,還可以提供一撓性密封46。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的氣體凈化系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。特別地,圖4示出了如圖2所示的凈化罩11的表面19,其面對(duì)基底W、基底臺(tái)WT或上述兩者。特別地,在表面19中設(shè)置提供加壓氣體的區(qū)域42,以及在該表面中設(shè)置提供至少部分真空的區(qū)域40。如圖4所示的區(qū)域40、42可以為環(huán)形。因此,可以提供真空環(huán)和氣體供給環(huán)在期望的位置分別密封和連接凈化罩。如前所述,可以提供真空環(huán)40分別密封凈化罩的內(nèi)邊緣和外邊緣。氣體供給環(huán)42在凈化罩和基底W、基底臺(tái)WT或上述兩者之間形成一間隙。該環(huán)可以中央布置。在一個(gè)實(shí)施方案中,將凈化氣噴入凈化容積20,然后通過排氣管和/或真空去除。在一個(gè)特殊的實(shí)施方案中,最內(nèi)部的真空環(huán)40特別適合作為凈化氣的排氣管。通過這種方式,防止或減少凈化氣進(jìn)入環(huán)境。此外,可以提高性能,因?yàn)榭梢愿鶕?jù)通過真空環(huán)施加的真空控制流動(dòng)圖案。
用于提供加壓氣體的區(qū)域42包括多個(gè)氣體出口12(還可表示為氣體腔室12)通過該氣體腔室可提供加壓氣體。用于提供至少部分真空的區(qū)域40包括多個(gè)入口14,還可表示為真空室14,通過該真空室可從間隙22排出氣體。類似地,區(qū)域41對(duì)應(yīng)于凈化氣排氣管,其包括多個(gè)入口36(還可表示為真空室)通過該真空室可從凈化容積20排出氣體。如上所述,區(qū)域40、42還可以或者可替換地包括多孔材料的區(qū)域。孔隙度的大小取決于期望的氣體軸承。例如供給加壓氣體的區(qū)域42的孔隙度可以大于真空區(qū)域40的孔隙度。在示出的實(shí)施方案中,通常氣體出口12具有比氣體入口14更小的截面積。通過這種方式,能夠精確地控制供給的氣體壓力。類似地,出口12相對(duì)于入口14的分布還可以變化。例如,為了控制由軸承供給的氣體壓力,可以相對(duì)于入口14提供更大密度的出口12。在示出的實(shí)施方案中,氣體出口12的分布大致與氣體入口14的分布相同。在示出的實(shí)施方案中,鄰近基底W、基底臺(tái)WT或上述兩者的凈化罩11的表面19大體上是圓形的。然而,表面19的形狀可以根據(jù)特殊凈化罩11的設(shè)計(jì)而變化。在表面19中心處提供的是孔45,在投射光束PB入射到基底W之前投射光束通過該孔。在示出的實(shí)施方案中,孔45大體上是圓形的。然而,例如根據(jù)由投影系統(tǒng)PL輸送的投射光束和凈化罩的設(shè)計(jì),孔45可以具有不同的形狀。圖4中,示出了在兩個(gè)腔室之間的區(qū)域49。在該區(qū)域49中,凈化罩11和基底/基底臺(tái)布置得靠近在一起,一微小的間隙22使其分開。通過這種方式,可以在該區(qū)域中產(chǎn)生高的流速。該高流速的區(qū)域49還可以進(jìn)一步改進(jìn)凈化罩11和環(huán)境25之間的密封效果。
圖5-8示出了一種光刻裝置,其包括一根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的氣體凈化系統(tǒng)。參考圖5-7,例如在掃描期間,使用中的凈化罩11可以如此布置使得其部分鄰近基底臺(tái)WT以及部分鄰近基底W。為了解決這個(gè)問題,鄰近凈化罩11的基底臺(tái)WT的表面51在一個(gè)實(shí)施方案中是平坦的。此外,基底臺(tái)WT表面51的高度在一個(gè)實(shí)施方案中當(dāng)其鄰近凈化罩11時(shí)大體上與基底W的表面54齊平。也就是說,基底臺(tái)WT的表面高度和基底W的表面高度大體上相同。這可以通過提供一布置成容納基底的凹座50,在圖5-7中示出的實(shí)施方案中實(shí)現(xiàn),該基底布置在基底臺(tái)WT中。該凹座50在Z方向上具有大體上與基底W的尺寸相同的深度,即大體上與基底W的厚度相同。該基底W布置在凹座中。當(dāng)如此設(shè)置凹座50使得基底W填充了凹座的大部分面積時(shí),基底就不必完全填充凹座50。為了允許具有不同尺寸的基底容納在同一凹座50中,圍繞基底W的間隙55是允許的??赡茉诎甲?0的側(cè)面和基底或基底臺(tái)之間產(chǎn)生泄露。這種泄露可能導(dǎo)致環(huán)境空氣進(jìn)入凈化容積或者凈化氣從凈化容積泄露到環(huán)境,例如當(dāng)凈化罩11在基底W的邊緣上移動(dòng)時(shí)。通過圍繞凹座50的側(cè)面提供氣體入口/出口陣列可以解決這個(gè)問題,其中凈化氣可以通過圍繞凹座50側(cè)面的入口/出口陣列吹入或吸出。此外,圖5示出了一個(gè)氣體供給52,通過該氣體供給可提供凈化氣、氣體軸承的氣體或上述兩者。在示出的實(shí)施方案中,凈化氣和氣體軸承氣體都是通過同一供給52提供的。
圖6示出了另一個(gè)實(shí)施方案,其中光刻裝置在進(jìn)行掃描和/或曝光操作。當(dāng)掃描時(shí),凈化罩11在基底W上移動(dòng)。一旦基底W已經(jīng)被輻射曝光,就進(jìn)行基底臺(tái)WT交換,其中布置有基底的基底臺(tái)被其中布置有另一個(gè)基底W的另一個(gè)基底臺(tái)WT代替。這個(gè)步驟可以在例如雙臺(tái)式的光刻裝置中進(jìn)行?;蛘撸坏?duì)一個(gè)基底W完成掃描,就從凹座50去除基底。然后,隨后將用于掃描的下一個(gè)基底W布置在凹座50中。
在圖6-8中,示出了基底臺(tái)WT交換的實(shí)例。為了交換基底臺(tái)WT,視需要地可以去除凈化罩11的真空;然而,這不是必須的。如下文所描述的,對(duì)于其中使用了封閉板的實(shí)施方案,通常一直保持真空同時(shí)交換基底臺(tái)WT。此外,或者可替換地,如圖6所示,提供一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)裝置60。通過一連接部件62將致動(dòng)裝置60與投影系統(tǒng)PL連接,以及通過另一個(gè)連接部件64將致動(dòng)裝置與凈化罩11連接。當(dāng)進(jìn)行基底臺(tái)WT交換時(shí),致動(dòng)裝置60的致動(dòng)能夠提升凈化罩11。在一個(gè)實(shí)施方案中,當(dāng)需要時(shí)致動(dòng)裝置可以使用磁體的布置選擇地提升凈化罩,而允許基底臺(tái)WT或基底W交換。
圖7示出了在進(jìn)行接收操作的光刻裝置,其中基底臺(tái)WT相對(duì)投影系統(tǒng)PL和凈化系統(tǒng)10移動(dòng),從而允許進(jìn)行基底臺(tái)WT的交換。為了保護(hù)投影系統(tǒng)PL在基底臺(tái)WT交換期間免受污染,提供一封閉板,用于覆蓋凈化罩11和投影系統(tǒng)PL之間的孔45。特別地,為了保持投影系統(tǒng)在基底臺(tái)WT交換期間濕潤,在浸沒光刻法中提供一封閉板。利用封閉板,在基底臺(tái)WT交換期間能夠包含液體例如水或保持其流動(dòng)。通常在布置于基底臺(tái)WT的另一個(gè)凹座70中提供該封閉板(CD)。如果使用該封閉板,凹座70具有與封閉板(CD)的厚度大體上相同的深度,從而當(dāng)在使用中將封閉板(CD)布置在凹座70中時(shí),基底臺(tái)WT的表面與封閉板(CD)的表面齊平。在一個(gè)實(shí)施方案中,一旦在圖6中釋放真空,任選地,激活致動(dòng)裝置60,使基底臺(tái)WT相對(duì)與凈化系統(tǒng)10連接的的投影系統(tǒng)PL移動(dòng)到一個(gè)位置,使得投影系統(tǒng)PL鄰近布置在凹座70中的封閉板CD,如圖7所示。在一個(gè)實(shí)施方案中,為了移動(dòng)到封閉板,不必釋放真空,也不必使用致動(dòng)裝置提升凈化罩。特別地,在一個(gè)實(shí)施方案中,封閉板和基底布置成與基底臺(tái)表面齊平,它們僅僅從一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)。為了拾起封閉板,通常切斷加壓氣體。通常仍然保持真空,因?yàn)檫@樣可以使封閉板夾緊在合適的位置。
一旦在相鄰封閉板的位置,就啟動(dòng)至少部分真空14,從而導(dǎo)致封閉板(CD)被吸到孔45上,如圖8所示。該真空用于從盤CD在基底臺(tái)WT中的存儲(chǔ)位置提升盤,并使其保持固定在凈化罩11上。一旦封閉,就去除基底臺(tái)WT,如圖8所示。隨后,提供另一個(gè)基底臺(tái)WT。封閉板(CD)封閉凈化罩11,因此當(dāng)沒有提供基底臺(tái)WT時(shí)確保了高的稀釋因子。這對(duì)在基底臺(tái)WT或基底W交換期間保持投影系統(tǒng)清潔和/或干燥是有用的。
盡管本發(fā)明不限于使用凈化氣,在上面描述的所有實(shí)施方案中,凈化氣例如可以包括非常純的氮?dú)釴2,或從組He、Ne、Ar、Kr和Xe中選擇的氣體,或者是這些氣體中任何兩種或多種的混合物。當(dāng)在相同的溫度和壓力條件下(例如標(biāo)準(zhǔn)的潔凈室條件)進(jìn)行測量和使用相同波長的輻射時(shí),所用的氣體成分可以對(duì)投射光束波長的UV輻射大體上透明,并且在一個(gè)實(shí)施方案中,具有大體上與空氣相同的折射率。在一個(gè)實(shí)施方案中,該折射率與在干涉儀位移測量裝置IF(如圖1所示)中使用的輻射光束的波長下的空氣折射率相同。在掩模和/或基底臺(tái)中的凈化氣壓力可以是大氣壓力,或者它可以高于大氣壓力,使得任何的泄露只會(huì)導(dǎo)致氣體流出,而不會(huì)由于進(jìn)入的空氣污染系統(tǒng)。氣體混合物包括但不限于空氣、濾過的空氣、濾過的加壓空氣、氮?dú)夂蛢艋腃DA。
氣體軸承中使用的氣體成分可以和凈化氣相同或者具有和凈化氣相似的性質(zhì)。氣體軸承不必使用相同的氣體成分。然而,如果使用相同的氣體,可以簡化用于凈化氣和氣體軸承的氣體供給,因?yàn)椴恍枰獑为?dú)的用于凈化氣和氣體軸承的氣體供給。特別地,對(duì)于氣體軸承可以使用任何種類的氣體,例如氮?dú)?、加壓氣體或?yàn)V過的加壓氣體。供給氣體的壓力取決于間隙22的期望尺寸、凈化系統(tǒng)的質(zhì)量、特別地取決于凈化罩和氣體出口的面積。通常氣體壓力范圍是6巴或更小。如果其它因素大體上保持不變,那么通過氣體軸承出口供給的氣體壓力越高,間隙22的尺寸將越大。提供一調(diào)節(jié)器來控制通過氣體軸承的氣體流動(dòng),以便保持間隙22具有足夠精確的尺寸。通過這種方式,氣體軸承可提供一撓性連接。在一個(gè)實(shí)施方案中,增加氣體出口前面的氣體容積,以便確保壓力在每個(gè)氣體出口的均勻分布,從而獲得更加穩(wěn)定的支承。間隙22的尺寸通常小于大約100微米。在非浸沒光刻中,間隙沿Z方向的典型尺寸在30-200微米范圍內(nèi)。在浸沒光刻中間隙22沿Z方向的典型尺寸在30微米范圍內(nèi)。特別地,在大約10-50微米之間。然而,使用調(diào)節(jié)器,間隙的尺寸能夠根據(jù)期望的操作條件進(jìn)行變化,該操作條件例如可以由在一個(gè)基底中或在具有不同厚度的基底之間的基底表面的平面度確定。在常規(guī)的空氣軸承中,間隙的典型尺寸是8-15微米的數(shù)量級(jí)。
在一個(gè)實(shí)施方案中,除氣體軸承12、14中的加壓氣體外,提供了至少部分真空,對(duì)于大約為6巴的氣體壓力,提供范圍大約在-0.4--0.8bar的真空。應(yīng)該理解,需要的真空取決于特殊的凈化罩11和在凈化罩和基底臺(tái)WT、基底W或上述兩者之間保持的間隙22所需的氣體軸承。
在如附圖所示的實(shí)施方案中,示出和描述了在基底臺(tái)附近使用的凈化系統(tǒng)。然而,特別地,本發(fā)明的實(shí)施方案可應(yīng)用于中間掩模版MT,也就是說,可應(yīng)用于構(gòu)圖部件MA的支撐結(jié)構(gòu)MT。因此,在另一個(gè)實(shí)施方案中,提供一凈化系統(tǒng)10用于提供氣體給凈化容積,該凈化容積包括至少一部分照射系統(tǒng)IL??梢蕴峁┮贿B接部件,用于連接凈化系統(tǒng)10和支撐結(jié)構(gòu)MT和/或構(gòu)圖部件MA。通過這種方式,給予基底臺(tái)描述的益處也可以被掩模臺(tái)MT共享。
在一個(gè)實(shí)施方案中,支撐結(jié)構(gòu)MT和/或構(gòu)圖部件MA布置在一由第一和第二不同方向限定的區(qū)域中。凈化系統(tǒng)10沿第三方向與支撐結(jié)構(gòu)MT和/或構(gòu)圖部件MA連接,該第三方向與該區(qū)域成一角度延伸。在一個(gè)實(shí)施方案中,凈化系統(tǒng)沿第三方向、圍繞第一方向的旋轉(zhuǎn)方向、圍繞第二方向的旋轉(zhuǎn)方向或其任何組合與支撐結(jié)構(gòu)MT和/或構(gòu)圖部件MA撓性連接。在一個(gè)實(shí)施方案中,凈化系統(tǒng)10沿第一方向、第二方向、圍繞第三方向的旋轉(zhuǎn)方向或其任何組合與照射系統(tǒng)IL剛性連接。
在一個(gè)實(shí)施方案中,支撐結(jié)構(gòu)MT具有一布置成容納構(gòu)圖部件的凹座,其中例如,該凹座具有一深度,其大體上等于構(gòu)圖部件的厚度。在一個(gè)實(shí)施方案中,該凹座具有圍繞凹座周圍延伸的邊緣,該裝置還包括一圍繞凹座邊緣設(shè)置的氣體入口和/或氣體出口陣列,從而當(dāng)凈化罩在構(gòu)圖部件上移動(dòng)時(shí),防止氣體泄漏到容積中或從容積中泄漏出來。在一個(gè)實(shí)施方案中,布置成接收投射光束的構(gòu)圖部件MA的表面大體上與支撐結(jié)構(gòu)MT的表面齊平。在一個(gè)實(shí)施方案中,使用中的氣體軸承在布置成接收投射光束的構(gòu)圖部件表面和凈化系統(tǒng)之間提供一穩(wěn)定的間隙。在一個(gè)實(shí)施方案中,氣體軸承包括一控制元件,通常是一調(diào)節(jié)器,用于控制氣體的流動(dòng)和/或壓力,從而控制布置成接收投射光束的構(gòu)圖部件表面和凈化系統(tǒng)之間的間隙尺寸。特別地,氣體軸承包括一用于提供氣體給連接的氣體供給、用于從該連接去除氣體的至少部分真空以及一控制元件,該控制元件布置成控制氣體供給和至少部分真空,使得凈化系統(tǒng)沿與一區(qū)域成一角度延伸的第三方向浮動(dòng)在具有足夠硬度的構(gòu)圖部件表面、支撐結(jié)構(gòu)或上述兩者的表面上,該其中布置有支撐結(jié)構(gòu)的區(qū)域由第一方向和第二方向限定。
在一個(gè)實(shí)施方案中,凈化系統(tǒng)包括一凈化罩,該凈化罩與支撐結(jié)構(gòu)和/或構(gòu)圖部件連接。在一個(gè)實(shí)施方案中,凈化系統(tǒng)包括一凈化罩,氣體軸承包括一配置成沿第三方向提升凈化罩的致動(dòng)裝置,其中該第三方向沿與一區(qū)域成一角度的方向延伸,在該區(qū)域中布置有支撐結(jié)構(gòu)。裝置還可以包括一結(jié)合連接部件布置的致動(dòng)裝置,從而沿第三方向提升凈化罩,其中第三方向沿與一區(qū)域成一角度的方向延伸,在該區(qū)域中布置了支撐結(jié)構(gòu)。致動(dòng)裝置使用一個(gè)或多個(gè)磁體來提升凈化罩11。還可以提供一控制元件,用于控制凈化系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)和/或構(gòu)圖部件之間的連接。特別地,連接部件可以包括一氣體軸承和一控制元件,它們布置成在支撐結(jié)構(gòu)和/或構(gòu)圖部件和凈化系統(tǒng)之間提供一最小氣隙,從而使凈化容積和周圍環(huán)境隔離。
雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方案,可以理解可以不同于上面所描述的實(shí)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,包括一配置成調(diào)節(jié)輻射光束的照射系統(tǒng);一配置成支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu),該構(gòu)圖部件在輻射光束的橫截面將圖案賦予給輻射光束;一配置成保持基底的基底臺(tái);一配置成將帶圖案的光束投影到基底的靶部上的投影系統(tǒng);一配置成將流體提供給一個(gè)容積的流體供給系統(tǒng),該容積包括至少一部分投影系統(tǒng),至少一部分照射系統(tǒng),或上述兩者;以及一配置成將流體供給系統(tǒng)連接到基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件、或其任何組合的連接部件。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置,其中流體供給系統(tǒng)包括一配置成提供氣體給凈化容積的氣體凈化系統(tǒng),該凈化容積包括一部分投影系統(tǒng)、至少一部分照射系統(tǒng),或者上述兩者。
3.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置,其中流體供給系統(tǒng)包括一配置成將液體提供到投影系統(tǒng)和基底的局部區(qū)域之間的空間的供液系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置,其中在使用中,基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合布置在一個(gè)由第一和第二不同方向限定的區(qū)域中,其中流體供給系統(tǒng)沿第三方向與基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合連接,該第三方向與上述區(qū)域成一角度延伸。
5.如權(quán)利要求4所述的光刻裝置,其中第一、第二和第三方向大體上相互垂直。
6.如權(quán)利要求4所述的光刻裝置,其中在使用中流體供給系統(tǒng)沿第三方向、圍繞第一方向的旋轉(zhuǎn)方向和圍繞第二方向的旋轉(zhuǎn)方向與基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合撓性地連接。
7.如權(quán)利要求4所述的光刻裝置,其中在使用中流體供給系統(tǒng)沿第一方向、第二方向和圍繞第三方向的旋轉(zhuǎn)方向與投影系統(tǒng)、照射系統(tǒng)、參考構(gòu)架或其任何組合剛性地連接。
8.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置,其中連接部件包括一氣體軸承。
9.如權(quán)利要求8所述的光刻裝置,其中氣體軸承配置成提供一個(gè)密封,以便至少防止流體溢出流體供給系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求8所述的光刻裝置,其中氣體軸承配置成提供一大體上封閉的流體隔室。
11.如權(quán)利要求8所述的光刻裝置,其中在使用中,氣體軸承在布置成接收帶圖案的光束的基底表面和流體供給系統(tǒng)之間提供至少一個(gè)穩(wěn)定和微小的間隙。
12.如權(quán)利要求8所述的光刻裝置,其中在使用中,氣體軸承在布置成接收輻射光束的構(gòu)圖部件表面和流體供給系統(tǒng)之間提供至少一個(gè)穩(wěn)定和微小的間隙。
13.如權(quán)利要求8所述的光刻裝置,其中氣體軸承包括一配置成調(diào)節(jié)氣體流量和/或壓力的控制元件,以便控制布置成接收投射光束的基底表面和流體供給系統(tǒng)之間的間隙尺寸。
14.如權(quán)利要求8所述的光刻裝置,其中氣體軸承包括一配置成調(diào)節(jié)氣體流量和/或壓力的控制元件,以便控制布置成接收輻射光束的構(gòu)圖部件表面和流體供給系統(tǒng)之間的間隙尺寸。
15.如權(quán)利要求8所述的光刻裝置,其還包括一配置成提供氣體給氣體軸承的氣體供給,配置成從氣體軸承去除氣體的至少部分真空,以及一配置成控制氣體供給和至少部分真空的控制元件,使得流體供給系統(tǒng)沿與一區(qū)域成一角度延伸的第三方向浮動(dòng)在具有足夠硬度的基底、基底臺(tái)或上述兩者的表面上,所述區(qū)域由第一方向和第二方向限定,其中布置有基底臺(tái)。
16.如權(quán)利要求8所述的光刻裝置,其還包括一配置成提供氣體給氣體軸承的氣體供給,配置成從氣體軸承去除氣體的至少部分真空,以及一配置成控制氣體供給和至少部分真空的控制元件,使得流體供給系統(tǒng)沿與一區(qū)域成一角度延伸的第三方向浮動(dòng)在具有足夠硬度的至少構(gòu)圖部件、支撐結(jié)構(gòu)或上述兩者的表面上,所述區(qū)域由第一方向和第二方向限定,其中布置有支撐結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求8所述的光刻裝置,其中流體供給系統(tǒng)包括一氣體凈化系統(tǒng),其配置成將氣體提供給一凈化容積,該凈化容積包括至少一部分投影系統(tǒng)、至少一部分照射系統(tǒng)或上述兩者,其中凈化系統(tǒng)包括一凈化罩,還包括一配置成沿第三方向提升凈化罩的致動(dòng)裝置,該第三方向沿與一區(qū)域成一角度的方向延伸,在該區(qū)域中布置了基底臺(tái)、支撐結(jié)構(gòu)或上述兩者。
18.如權(quán)利要求17所述的光刻裝置,其中在使用中,當(dāng)使基底臺(tái)與第二基底臺(tái)交換時(shí),致動(dòng)裝置配置成提升凈化罩。
19.如權(quán)利要求8所述的光刻裝置,其中氣體軸承包括一氣體出口,通過該氣體出口能夠提供加壓氣體給連接區(qū)域。
20.如權(quán)利要求19所述的光刻裝置,其中氣體軸承包括一部分真空,通過該部分真空能夠從連接區(qū)域去除加壓氣體。
21.如權(quán)利要求8所述的光刻裝置,還包括一控制元件,其配置成在流體供給系統(tǒng)和基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合之間控制氣體軸承。
22.如權(quán)利要求21所述的光刻裝置,其中控制元件配置成控制氣體軸承,以便通過控制由氣體軸承提供給連接部件的壓力、真空或上述兩者在流體供給系統(tǒng)和基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合之間提供一預(yù)定的氣隙。
23.如權(quán)利要求21所述的光刻裝置,其中控制元件配置成在基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合和流體供給系統(tǒng)之間提供一最小的氣隙,從而使容積與周圍環(huán)境隔離。
24.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置,其中基底臺(tái)、支撐結(jié)構(gòu)或者上述兩者都具有一配置成分別容納基底和構(gòu)圖部件的凹座。
25.如權(quán)利要求24所述的光刻裝置,其中凹座具有一深度,該深度大體上分別等于基底和/或構(gòu)圖部件的厚度。
26.如權(quán)利要求24所述的光刻裝置,其中凹座具有圍繞凹座周圍延伸的邊緣,該裝置還包括一圍繞凹座邊緣設(shè)置的氣體入口和/或氣體出口陣列,從而當(dāng)流體供給系統(tǒng)分別在基底邊緣和/或構(gòu)圖部件上移動(dòng)時(shí),至少減少流體泄漏到容積中或從容積中泄漏出來。
27.如權(quán)利要求24所述的光刻裝置,其中在使用中,布置成接收帶圖案的光束的基底表面大體上與基底臺(tái)的表面齊平。
28.如權(quán)利要求24所述的光刻裝置,其中在使用中,布置成接收輻射光束的構(gòu)圖部件表面大體上與支撐結(jié)構(gòu)的表面齊平。
29.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置,其中凈化系統(tǒng)包括一凈化罩,在使用中,它與基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合連接。
30.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置,其中凈化系統(tǒng)包括一凈化罩,該裝置還包括一結(jié)合連接部件布置的致動(dòng)裝置,從而沿第三方向提升凈化罩,該第三方向沿與一區(qū)域成一角度的方向延伸,在該區(qū)域中布置了基底臺(tái)、支撐結(jié)構(gòu)或上述兩者。
31.如權(quán)利要求30所述的光刻裝置,其中致動(dòng)裝置使用磁體來提升凈化罩。
32.如權(quán)利要求4所述的光刻裝置,其中第一、第二和第三方向分別對(duì)應(yīng)于X、Y和Z方向。
33.如權(quán)利要求32所述的光刻裝置,其中流體供給系統(tǒng)包括一配置成提供氣體給凈化容積的氣體凈化系統(tǒng),該凈化容積包括至少一部分投影系統(tǒng)、至少一部分照射系統(tǒng)或上述兩者,其中凈化系統(tǒng)包括一凈化罩,并且當(dāng)在使用中的凈化罩和基底、基底臺(tái)、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合沿Z方向的連接是撓性的時(shí)候,通過將凈化罩剛性地與投影系統(tǒng)、參考構(gòu)架或上述兩者連接來確定凈化罩在X和Y方向的位置及其各自的旋轉(zhuǎn)方向。
34.如權(quán)利要求32所述的光刻裝置,其中Y方向是掃描方向,X方向和Y方向限定了一個(gè)平面,在使用中,該平面中布置了基底臺(tái)、基底、構(gòu)圖部件或其任何組合,Z方向沿大體上與該平面垂直的方向延伸。
35.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置,其中凈化系統(tǒng)包括一凈化罩,其中連接部件布置成在使用時(shí)將凈化罩與基底臺(tái)或支撐結(jié)構(gòu)連接,使得凈化罩跟隨基底臺(tái)和基底或者支撐結(jié)構(gòu)和構(gòu)圖部件分別沿第三方向的移動(dòng),該第三方向沿與一區(qū)域成一角度的方向延伸,在該區(qū)域中分別布置了基底臺(tái)和支撐結(jié)構(gòu)。
36.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置,其中在連接部件的氣體軸承中使用凈化氣用作氣體或者相反。
37.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置,其中供液系統(tǒng)包括一配置成至少減少從投影系統(tǒng)下方泄露的液體的密封元件。
38.如權(quán)利要求37所述的光刻裝置,其中密封元件與基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件或其任何組合連接。
39.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置,其中氣體凈化系統(tǒng)包括一配置成將凈化容積的內(nèi)部與凈化容積的外部環(huán)境隔離的密封元件。
40.一種器件制造方法,包括使用光刻裝置的投影系統(tǒng)將帶圖案的輻射光束投影到基底的靶部;使用一流體供給系統(tǒng)提供流體給一容積,該容積包括至少一部分投影系統(tǒng)、至少一部分照射系統(tǒng)或者上述兩者;以及將流體供給系統(tǒng)與基底、保持基底的基底臺(tái)、用于形成帶圖案的光束的構(gòu)圖部件、保持構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)或其任何組合連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光刻投影裝置。該裝置包括一配置成調(diào)節(jié)輻射光束的照射系統(tǒng)和一配置成支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)。該構(gòu)圖部件用于在輻射光束的橫截面將圖案賦予給輻射光束。該裝置還包括一配置成保持基底的基底臺(tái),一配置成將帶圖案的光束投影到基底的靶部上的投影系統(tǒng),以及一配置成將流體提供給一個(gè)容積的流體供給系統(tǒng)。該容積包括至少一部分投影系統(tǒng)和/或至少一部分照射系統(tǒng)。該裝置還包括一配置成將流體供給系統(tǒng)連接到基底臺(tái)、基底、支撐結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖部件、或其任何組合的連接部件。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1713075SQ20051007947
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月23日
發(fā)明者J·洛夫, J·C·H·穆肯斯, J·J·S·M·梅坦斯, A·J·范德米特, R·范德哈姆, N·拉勒曼特, M·貝克斯 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司