專利名稱：光刻設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光刻設(shè)備的投影系統(tǒng)、 一種光刻設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案施加到襯底的目標(biāo)部分上的機(jī)器。例如，
可以將光刻設(shè)備用在集成電路(ic)的制造中。在這種情況下，可選地稱
為掩?；蛑虚g掩模的圖案形成裝置可用于生成對應(yīng)于IC的單層的電路圖
案，該圖案可以成像到襯底(例如，硅晶片)的目標(biāo)部分(例如，包括一 部分、 一個或多個芯片)上，所述襯底具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層。 通常，單獨(dú)的襯底將包含被連續(xù)曝光的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻
設(shè)備包括所謂步進(jìn)機(jī)，在所述步進(jìn)機(jī)中，通過將全部圖案一次曝光到所 述目標(biāo)部分上來輻射每一個目標(biāo)部分；以及所謂掃描器，在所述掃描器中， 通過沿給定方向("掃描"方向)用輻射束掃描所述圖案，同時沿與該方 向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來輻射每一個目標(biāo)部分。
在IC制造中，微處理器速度、存儲器存儲密度以及微電子部件的低功 耗的持續(xù)發(fā)展需要不斷減小通過光刻設(shè)備從所述圖案形成裝置(例如掩 模)轉(zhuǎn)移到襯底上的圖案的尺寸。然而，隨著集成電路尺寸的減小和其密 度的增加，其對應(yīng)的圖案形成裝置(例如掩模)的圖案的臨界尺寸(CD) 接近光刻設(shè)備的分辨率極限。光刻設(shè)備的所述分辨率極限被定義為曝光工 具可以在襯底(例如晶片)上反復(fù)曝光的最小特征。為了擴(kuò)展光刻設(shè)備的 分辨率極限，已經(jīng)采用了多種技術(shù)，稱為分辨率增強(qiáng)技術(shù)。
用于提高分辨率的一種技術(shù)是離軸照射。通過這種技術(shù)，以所選擇的 非垂直角照射圖案形成裝置(例如掩模)，其可以提高分辨率，尤其通過 增加焦深和/或?qū)Ρ榷葋砀纳乒に噷捜荻?。輻射束在圖案形成裝置(例如 掩模)平面(作為物平面)上的角度分布對應(yīng)于光刻設(shè)備的光學(xué)結(jié)構(gòu)的光瞳平面中的輻射束的空間分布。典型地，光瞳平面中的空間分布的形狀被 稱為照射方式。 一種公知的照射方式是環(huán)形照射，在所述環(huán)形照射中，在 光軸上的常規(guī)的零級光斑被改變成環(huán)狀強(qiáng)度分布。另一種方式是多極照 射，在所述多極照射中，產(chǎn)生不在光軸上的多個光斑或束。多極照射方式 的示例是雙極(包括兩個極)和四極(包括四個極)。對于例如雙極和四 極照射方式，光瞳平面中的極的尺寸與所述光瞳平面的總表面相比可能很 小。結(jié)果，用于曝光襯底的所有輻射僅僅在這些極的位置上經(jīng)過光瞳平面 上或光瞳平面附近的多個光學(xué)元件。例如，所述光學(xué)元件可以是透鏡元件。 經(jīng)過透鏡元件的一部分輻射被所述透鏡元件吸收。這引起所述透鏡元件被 輻射束不均勻地加熱，導(dǎo)致折射率的局部改變和所述透鏡元件的變形。所 述透鏡元件的折射率的局部改變和變形導(dǎo)致光學(xué)像差和被投影系統(tǒng)投影 到抗蝕劑層上的畸變的圖像。所述透鏡的折射率的局部變化和變形可能替 代地或附加地是老化的征兆。
需要提供一種例如消除或減輕在這里或其他地方所認(rèn)識到的現(xiàn)有技 術(shù)中的至少一個問題的光刻設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種適用于光刻設(shè)備中的投影系統(tǒng)，所 述投影系統(tǒng)包括至少一個透射式光學(xué)元件，所述投影系統(tǒng)設(shè)置有熱分布
(profile)修正器，所述熱分布修正器配置用于產(chǎn)生所述透射式光學(xué)元件 的熱分布的變化，所述熱分布修正器包括傳遞部件和熱分布調(diào)節(jié)器，所述 傳遞部件可移至所述透射式光學(xué)元件附近和從所述透射式光學(xué)元件附近 移開，以將所需的熱分布從熱分布調(diào)節(jié)器傳遞給所述透射式光學(xué)元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備包括 照射系統(tǒng)，所述照射系統(tǒng)配置用于調(diào)節(jié)輻射束；支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu) 構(gòu)建用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠?qū)D案賦予經(jīng)過調(diào)節(jié) 的輻射束的橫截面，以形成圖案化的輻射束；襯底臺，所述襯底臺構(gòu)建用 于保持襯底；以及投影系統(tǒng)，所述投影系統(tǒng)設(shè)置有至少一個透射式光學(xué)元 件，并配置用于將圖案化的輻射束投影到襯底的目標(biāo)部分上，所述投影系 統(tǒng)設(shè)置有熱分布修正器，所述熱分布修正器配置用于產(chǎn)生所述透射式光學(xué)元件的熱分布的變化，所述熱分布修正器包括傳遞部件和熱分布調(diào)節(jié)器， 所述傳遞部件可移至所述透射式光學(xué)元件附近和從所述透射式光學(xué)元件 附近移開，以將所需的熱分布從熱分布調(diào)節(jié)器傳遞給所述透射式光學(xué)元 件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于產(chǎn)生透射式光學(xué)元件的熱分 布的變化的方法，所述方法包括將預(yù)定的熱分布從熱分布調(diào)節(jié)器傳遞到 傳遞部件，并將所述傳遞部件移到所述透射式光學(xué)元件的附近，以將所述 熱分布從所述傳遞部件傳遞給所述透射式光學(xué)元件。


在此僅借助示例，參照所附示意圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，在所 附示意圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分，且其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光刻設(shè)備的示意圖； 圖2a是在光瞳平面中的輻射束的雙極強(qiáng)度分布的示意圖； 圖2b是在光瞳平面中的輻射束的四極強(qiáng)度分布的示意圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的熱分布修正器的示意圖，所述熱分布修
正器設(shè)置用于在熱分布調(diào)節(jié)器和熱傳遞部件之間傳遞熱量；
圖4是設(shè)置在圖3的熱分布修正器的熱分布調(diào)節(jié)器上的電加熱器陣列
的示意圖5是圖3的熱分布修正器的示意圖，所述熱分布修正器設(shè)置用于在所 述熱傳遞部件和透鏡排列之間傳遞熱量；
圖6是圖3的熱分布調(diào)節(jié)器的熱傳遞部件的示意圖； 圖7是圖3的熱分布修正器的平面示意圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的熱分布修正器的示意圖； 圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的熱分布修正器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
盡管在本文中可以具體提到將所述光刻設(shè)備用于制造IC，但應(yīng)當(dāng)理解 這里所述的光刻設(shè)備可以有其他的應(yīng)用，例如，集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲 器的引導(dǎo)和檢測圖案、液晶顯示器、薄膜磁頭的制造等。對于普通的技術(shù)人員，應(yīng)該理解的是，在這種可替代的應(yīng)用的情況中，可以將其中使用的 任意術(shù)語"晶片"或"芯片"分別認(rèn)為是與更上位的術(shù)語"襯底"或"目 標(biāo)部分"同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進(jìn)行處理，例如在
軌道(track)(—種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的抗蝕 劑進(jìn)行顯影的工具)、度量工具或檢驗(yàn)工具中。在可應(yīng)用的情況下，可以 將這里公開的內(nèi)容應(yīng)用于這種和其他襯底處理工具中。另外，所述襯底可 以處理一次以上，例如為產(chǎn)生多層IC，使得這里使用的所述術(shù)語"襯底" 也可以表示已經(jīng)包含多個已處理層的襯底。
這里使用的術(shù)語"輻射"和"束"包含全部類型的電磁輻射，包括 紫外(UV)輻射(例如具有紛365、 248、 193、 157或126 nm的波長) 和極紫外(EUV)輻射(例如具有5-20nm范圍內(nèi)的波長)，以及粒子束，例 如離子束或電子束。
這里所使用的術(shù)語"圖案形成裝置"應(yīng)該被廣義地解釋為表示能夠用 于將圖案賦予輻射束的橫截面，以便在襯底的目標(biāo)部分上形成圖案的裝 置。應(yīng)當(dāng)注意，被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底目標(biāo)部分上所需的圖 案完全相對應(yīng)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標(biāo)部分上形成的器件 中的特定的功能層相對應(yīng)，例如集成電路。
圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括 掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻 中是公知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替相移掩模類型、衰減相移 掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例 采用小反射鏡的矩陣布置，可以獨(dú)立地傾斜每一個小反射鏡，以便沿不同 方向反射入射的輻射束；以這種方式，所述被反射的輻射束被圖案化。
支撐結(jié)構(gòu)保持圖案形成裝置。其以依賴于圖案形成裝置的取向、光刻 設(shè)備的設(shè)計(jì)以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其他條件的 方式保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)可以釆用機(jī)械夾持、真空的或其他 夾持技術(shù)(例如在真空條件下的靜電夾持)。所述支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或 臺，例如，其可以根據(jù)需要為固定的或可移動的，所述支撐結(jié)構(gòu)可以確保 圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。在這里使用的 術(shù)語"中間掩模"或"掩模"都可以被認(rèn)為與更上位的術(shù)語"圖案形成裝置"同義。
應(yīng)該將這里使用的術(shù)語"投影系統(tǒng)"廣義地解釋為包括任意類型的投 影系統(tǒng)，包括例如對于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用浸沒 液或使用真空之類的其他因素所適合的折射型光學(xué)系統(tǒng)、反射型光學(xué)系統(tǒng) 和反射折射型光學(xué)系統(tǒng)。這里使用的任何術(shù)語"投影透鏡"可以被認(rèn)為是 與更上位的術(shù)語"投影系統(tǒng)"同義。
所述照射系統(tǒng)也可以包括各種類型的光學(xué)部件，例如折射型、反射型 和反射折射型的光學(xué)部件，以引導(dǎo)、成形、或控制轄射束，且這些部件也 可以在下文被統(tǒng)稱為或單獨(dú)稱為"透鏡"。
所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或 更多的支撐結(jié)構(gòu))的類型。在這種"多臺"機(jī)器中，可以并行地使用附加 的臺，或可以在將一個或更多個其他臺用于曝光的同時，在一個或更多個 臺上執(zhí)行預(yù)備步驟。
所述光刻設(shè)備也可以是其中襯底被浸在具有相對高折射率的液體(例 如水)中的類型，以便填充投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的空隙。浸沒 液也可以被應(yīng)用到光刻設(shè)備中的其他空隙中(例如在所述圖案形成裝置
(例如掩模)和投影系統(tǒng)的第一元件之間)。浸沒技術(shù)用于增加投影系統(tǒng) 的數(shù)值孔徑在本領(lǐng)域中是公知的。
圖l示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的特定的實(shí)施例的光刻設(shè)備。所述設(shè)備 包括照射系統(tǒng)(照射器)IL，用于調(diào)節(jié)輻射束PB (例如，紫外輻射)；
支撐結(jié)構(gòu)MT，用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA并與用于相對于PL
精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；襯底臺(例如晶片臺)
WT，配置用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并與配置用于
相對于PL精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；投影系統(tǒng)(例如折射
式投影透鏡)PL，所述投影系統(tǒng)PL配置用于將由圖案形成裝置MA賦予輻
射束PB的圖案成像到襯底W的目標(biāo)部分C(例如包括一個或多個芯片)上；
以及熱分布修正器100，所述熱分布修正器100配置用于產(chǎn)生投影系統(tǒng)PL 的透射式光學(xué)元件(例如透鏡)的熱分布的變化或配置用于改變投影系統(tǒng) PL的透射式光學(xué)元件(例如透鏡)的所述熱分布。
如這里所示的，所述設(shè)備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。可替代地，所述設(shè)備可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反 射鏡陣列)。
所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源和所述光刻設(shè) 備可以是分立的實(shí)體(例如當(dāng)該源為準(zhǔn)分子激光器時)。在這種情況下， 不會將該源考慮成光刻設(shè)備的組成部分，并且通過包括例如合適的引導(dǎo)反
射鏡和/或擴(kuò)束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射束從所述源SO傳 到所述照射器IL。在其他情況下，所述源可以是所述設(shè)備的組成部分(例 如當(dāng)所述源是汞燈時)。可以將所述源SO和所述照射器IL、以及如果需 要時所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。
除其他之外，所述照射器IL可以包括配置用于調(diào)整所述輻射束的角 強(qiáng)度分布的調(diào)整器AM。通常，可以對所述照射器的光瞳平面中的強(qiáng)度分 布的至少所述外部和/或內(nèi)部的徑向范圍(一般分別稱為a-外部和"-內(nèi)部) 進(jìn)行調(diào)整。此外，所述照射器IL一般可以包括各種其他部件，例如積分 器IN和聚光器CO。照射器用于提供經(jīng)過調(diào)節(jié)的所述輻射束PB，以在其橫 截面中具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。
所述輻射束PB入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)MT上的所述圖案形成裝置 (例如，掩模)MA上。經(jīng)過圖案形成裝置MA之后，所述輻射束PB通 過透鏡PL，所述PL將輻射束聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通過 第二定位裝置PW和位置傳感器IF (例如，干涉儀器件)的幫助，可以精 確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位于所述輻射 束PB的路徑中。類似地，例如在從掩模庫機(jī)器檢索之后，或在掃描期間， 可以將所述第一定位裝置PM和另一個位置傳感器(圖1中未明確示出) 用于將圖案形成裝置MA相對于所述輻射束PB的輻射路徑精確地定位。 通常，可以通過形成所述定位裝置PM和PW的一部分的長行程模塊(粗 定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實(shí)現(xiàn)載物臺MT和WT的移動。 然而，在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相反)，所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以僅與 短行程致動器相連，或可以是固定的?？梢允褂脠D案形成裝置對齊標(biāo)記 Ml、 M2和襯底對齊標(biāo)記P1、 P2來對齊圖案形成裝置MA和襯底W。
可以將所述設(shè)備用于以下優(yōu)選模式中
1.在步進(jìn)模式中，在將賦予所述輻射束PB的整個圖案一次投影到目標(biāo)部分C上的同時，將支撐結(jié)構(gòu)MT和所述襯底臺WT保持為基本靜止 (即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺WT沿X和域Y方向移動， 使得可以對不同目標(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)模式中，曝光場的最大尺寸限制 了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。
2. 在掃描模式中，在將賦予所述輻射束PB的圖案投影到目標(biāo)部分C 上的同時，對支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WT同步地進(jìn)行掃描(即，單一的動 態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于支撐結(jié)構(gòu)MT的速度和方向可以通過所述投 影系統(tǒng)PL的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在掃描模式中，曝 光場的最大尺寸限制了單一的動態(tài)曝光中的所述目標(biāo)部分的寬度(沿非掃 描方向)，而所述掃描運(yùn)動的長度確定了所述目標(biāo)部分的高度(沿所述掃 描方向)。
3. 在另一個模式中，將保持可編程圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)MT保 持為基本靜止?fàn)顟B(tài)，并且在將賦予所述輻射束PB的圖案投影到目標(biāo)部分 C上的同時，對所述襯底臺WT進(jìn)行移動或掃描。在這種模式中，通常采 用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WT的每一次移動之后、或在掃描期間 的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作 模式可易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編 程反射鏡陣列)的無掩模光刻中。
也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。 圖2a示出在照射器或投影系統(tǒng)中的光瞳平面21中的輻射束的強(qiáng)度分 布的示例。所述輻射束的強(qiáng)度分布包括兩個極22和23，所述兩個極22和23 限定了所述光瞳平面的橫截面的一部分，輻射束的大部分輻射通過該部分 經(jīng)過光瞳平面(由于在所述極的邊緣上的散射和/或衰減損失了一些輻 射)。圖2b示出在光瞳平面24中的強(qiáng)度分布的第二個示例，包括四個極25、 26、 27和28。在下列描述中，在光瞳平面中的輻射束的強(qiáng)度分布被稱為照 射方式。如圖2b所示的強(qiáng)度分布被稱為四極照射方式。
當(dāng)輻射束經(jīng)過折射式透鏡元件(例如圖1中的投影系統(tǒng)PL的透鏡)時， 小部分輻射束被所述透鏡元件吸收。輻射束被所述透鏡元件吸收造成透鏡 元件溫度上升。透鏡元件的加熱導(dǎo)致所述透鏡元件在所述吸收位置上的折 射率的變化及其變形。對于位于輻射束均勻地經(jīng)過透鏡元件的位置上的透鏡元件，所述吸收導(dǎo)致透鏡元件的均勻加熱和折射率的均勻改變。對于位 于光瞳平面上或光瞳平面附近的透鏡元件，使輻射束經(jīng)過透鏡元件的透鏡 元件的橫截面部分依賴于所采用的照射方式。對于諸如雙極和四極的照射 方式，所述透鏡元件橫跨所述透鏡元件的表面不均勻地吸收輻射。投影系 統(tǒng)中的一個或多個透鏡元件的折射率的局部改變和變形導(dǎo)致經(jīng)過所述透 鏡元件的輻射束的不同部分的光路長度的變化。因?yàn)樗鲚椛涫母鞑糠?的光路長度是不同的，它們在襯底水平面上重組為圖像，所述圖像相對于 在中間掩模水平面上的物的圖像是畸變的。
參照圖3，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的熱分布修正器100 (如圖l所示)包
括熱傳遞部件102和熱分布調(diào)節(jié)器104。熱傳遞部件102是板狀的。構(gòu)建熱 傳遞部件102，以使得熱分布可以在熱傳遞部件102上建立或在熱傳遞部件 102內(nèi)建立，而且使得熱可以容易地從其表面耗散(例如在透鏡排列的透 鏡上/中)。因此，熱傳遞部件102可以方便地由導(dǎo)電(例如諸如銅的金屬) 元件的矩陣形成，以使得熱可以容易地從傳遞部件102吸收和耗散。所述 元件可能每個被隔熱器包圍，所述隔熱器將每個元件相互隔離，由此允許 建立熱分布。
配置熱傳遞部件102的尺寸，以使得其可以被置于透鏡排列108的透鏡 之間。透鏡排列108形成如圖1所示的投影系統(tǒng)PL的一部分。所述熱傳遞部 件可以被置于與透鏡排列108相關(guān)聯(lián)的光瞳平面106上或其附近，或在透鏡 排列108的透鏡附近的任何其他合適的位置上，以使得所述透鏡可以由熱 傳遞部件102加熱(如下文所述)。
熱分布調(diào)節(jié)器104包括一對加熱板110和112，所述加熱板110和112相 互充分地間隔開，以允許熱傳遞部件102被置于它們之間；所述加熱板IIO 和112也相互充分地接近，以允許在所述板110和112同放在其附近的熱傳 遞部件102的各個表面之間的熱傳遞。熱分布調(diào)節(jié)器104被描述為具有兩個 加熱板110和112。然而，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，具有一個加 熱板的熱分布調(diào)節(jié)器104可以替代地在本發(fā)明的工作中使用。
也參照圖4，每個板110和112，包括具有可獨(dú)立尋址的電加熱器116 的加熱陣列114，所述電加熱器116設(shè)置用于加熱熱傳遞部件102的選擇的、 離散分布的區(qū)域。所述圖示出九個電加熱器的陣列，這僅僅是出于說明的目的。在實(shí)際中，電加熱器的數(shù)量可以更多，例如128個或256個加熱器。 電加熱器116經(jīng)由導(dǎo)線120電連接到控制單元118。在使用中，控制單元118 配置用于獨(dú)立地調(diào)整每個電加熱器116的熱耗散，以限定預(yù)定的熱分布。
在透鏡排列108中作為光瞳平面中的位置的函數(shù)的光程變化可以用表 面分布圖來描述，并被稱為相圖。輻射束的不同部分的光程的所需修正可 以通過采用公知的干涉儀布置來測量透鏡排列(或在任何其他合適的部 分)的光瞳平面中的輻射束的相圖來獲得。通過測量光瞳平面中的相圖直 接確定光程變化以使精確修正被確定和采用?？梢栽诠饪淘O(shè)備不進(jìn)行連續(xù) 操作期間或光刻設(shè)備在具有不同的照射方式的設(shè)定下順序操作而導(dǎo)致相 圖的連續(xù)變化期間進(jìn)行這種測量。常規(guī)的光刻工具可能裝備有公知的傳感 器，所述傳感器包括干涉儀波前測量系統(tǒng)，所述干涉儀波前測量系統(tǒng)為進(jìn) 行波前的原地測量被設(shè)置在襯底支撐裝置上或襯底支撐裝置附近。
控制單元118配置用于關(guān)于所測量的相圖對加熱器116進(jìn)行尋址。在使 用中，采用干涉儀裝置測量所述相圖。所述相圖提供經(jīng)過透鏡排列108的 輻射束的不同的子束的相變。這被用于確定引起光程差的輻射的所需的修 正。透鏡排列108的折射率的所需改變根據(jù)在相圖上所確定的對應(yīng)的相變 來計(jì)算。隨后，從每個電加熱器116耗散的熱量被計(jì)算以產(chǎn)生在熱傳遞部 件和透鏡排列之間所需的熱傳遞，由此產(chǎn)生透鏡排列的熱分布的改變及其 造成的折射率分布的改變。然后，每個電加熱器116由控制單元118獨(dú)立尋 址，以耗散所計(jì)算的熱量。從每個電加熱器耗散的熱量被計(jì)算，以在設(shè)定 的時間內(nèi)產(chǎn)生所述熱傳遞部件和透鏡排列之間的特定的焦耳數(shù)的傳遞。
可以針對每一種所采用的照射方式一次確定所述相圖以及應(yīng)用于透 鏡排列的修正。替代地，可以周期地確定所述相圖以及應(yīng)用于所述透鏡排 列的修正。替代地，可以在其他時間間隔上或在光刻設(shè)備沒有進(jìn)行操作期 間，例如在襯底的曝光之間、當(dāng)更換圖案形成裝置(例如掩模)時、更換 襯底(例如晶片)批次期間或者在設(shè)備的例行校準(zhǔn)期間確定所述相圖以及 應(yīng)用于所述透鏡排列的修正?？刂茊卧?18可以替代地或附加地關(guān)于所釆 用的照射方式的歷史對電加熱器116進(jìn)行尋址。替代地，由透鏡中的像差 造成的輻射束中的不規(guī)則的修正可能比圖案化的襯底的總產(chǎn)量更重要。在 這種情況下，可以在特定的時間(例如維修時)計(jì)算所述相圖以及確定應(yīng)用于透鏡的修正。
可選擇地，所述相圖可以從所采用的照射方式中獲得。所述相圖的計(jì)
算可以采用傳統(tǒng)光線追跡(ray-tracing)軟件進(jìn)行，并相應(yīng)地經(jīng)由控制單 元118應(yīng)用于電加熱器116。
所計(jì)算的熱量從電加熱器116耗散并被傳遞給熱傳遞部件102。應(yīng)當(dāng)理 解，如圖所示的實(shí)施例具有兩個加熱板110和112。然而，可以替代地采用 僅僅一個加熱板實(shí)現(xiàn)在熱分布調(diào)節(jié)器104和熱傳遞部件102之間的熱傳遞。 如圖5所示，隨后，移動熱傳遞部件102并將其置于透鏡排列108的光瞳平 面106上。在所述位置上，在熱傳遞部件102的離散的局部區(qū)域和透鏡排列 108的透鏡之間進(jìn)行熱傳遞，以使得預(yù)定的所需焦耳量在預(yù)定的時間被傳 遞，由此改變透鏡排列108的透鏡的熱分布并隨后改變其折射率分布。
再參照圖6,熱傳遞部件102具有用于連接如圖3和5所示的直立部件 124的臂122。所述熱傳遞部件也可以具有冷卻器138，所述冷卻器138為冷 卻環(huán)形式，并配置用于調(diào)整所述熱傳遞部件的整體溫度。圖6也示出所述 熱傳遞部件的離散的局部區(qū)域126的示例，其被熱分布調(diào)節(jié)器104的電加熱 器加熱。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的熱分布修正器100的平面圖。在將所計(jì)算 的熱量從電加熱器116傳遞到熱傳遞部件102之后，通過將熱傳遞部件102 圍繞直立部件124的縱軸125旋轉(zhuǎn)而將所述熱傳遞部件從所述熱分布調(diào)節(jié) 器移動到透鏡排列的光瞳平面上，由此將熱傳遞部件102從熱分布調(diào)節(jié)器 104轉(zhuǎn)移到透鏡排列108。
參照圖8，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的熱分布修正器200包括熱傳遞部件 202。所述熱傳遞部件為與圖3類似的形狀，并具有第一表面228和第二表 面230。所述表面中的一個或兩個上設(shè)置有熱源232的陣列，例如發(fā)光二極 管(LED)、激光二極管或超發(fā)光二極管加熱源。熱分布修正器200還包括 控制器234的形式的熱分布調(diào)節(jié)器，控制器234關(guān)于相圖經(jīng)由數(shù)據(jù)線236對 熱源232進(jìn)行獨(dú)立尋址而啟動熱源232。然后，如關(guān)于如圖3所示的實(shí)施例 的以上描述，熱傳遞部件232被設(shè)置在透鏡排列的光瞳平面上，且所需的 熱分布被傳遞給透鏡排列，由此對其折射率分布進(jìn)行修正。如針對圖3的 實(shí)施例所述，熱傳遞部件202可以附加地具有冷卻器238，所述7令卻器238為冷卻環(huán)形式，以調(diào)整熱傳遞部件202的整體溫度?？刂破?34也控制冷卻 器238。
在上述實(shí)施例中，熱分布調(diào)節(jié)器104可以包括加熱器116的陣列，所述 加熱器116設(shè)置用于加熱熱傳遞部件102的選擇的離散分布的區(qū)域。代替加 熱，可以采用對傳遞部件102的冷卻。例如，可以采用冷卻源陣列，而不 是加熱器116，以選擇性地冷卻熱傳遞部件102的各部分。所述冷卻源可以 被設(shè)置為以冷卻氣體或液體，或者用于冷卻金屬板、導(dǎo)線或類似物的任何 其他合適的冷卻裝置選擇性地冷卻的金屬板、導(dǎo)線或類似物的形式。
在如圖8所示的上述實(shí)施例中，示出設(shè)置有多個熱源的熱傳遞部件202, 所述熱源配置用于加熱例如透鏡排列的透鏡的選擇的部分。替代地，傳遞 部件202可以設(shè)置有多個冷卻源，所述冷卻源配置用于冷卻例如透鏡排列 的透鏡的選擇的部分。
熱傳遞部件的一些部分可以被冷卻，而其他部分可以被加熱，以便將 熱分布提供給熱傳遞部件。因?yàn)闊崃靠梢詮乃鐾哥R排列中提取，所以到 透鏡排列的總體能量(熱量)的傳遞可能是負(fù)的。這可以通過確保所述熱 傳遞部件的一些部分被制成比透鏡排列的周圍溫度低且這些被冷卻的部 分的整體冷卻效果強(qiáng)于所述傳遞部件的被加熱部分的整體加熱效果來實(shí) 現(xiàn)。如果熱量從所述透鏡排列中提取，則可以實(shí)現(xiàn)其熱分布的更精確的控 制，以減小其可能具有的像差。
在上述實(shí)施例中，投影系統(tǒng)PL已經(jīng)被描述為包括透鏡排列108?？梢?采用其他的透射光學(xué)元件(例如任何合適的折射或衍射光學(xué)元件)替代透 鏡或與透鏡一起使用。所述透鏡可能沒有光學(xué)功能，并可能是例如對于一 定波長(例如紫外)的輻射透明的玻璃或任何其他材料的扁平片。
在上述實(shí)施例中，所述熱分布已經(jīng)被描述為關(guān)于輻射束的相圖而被控 制。這不是必需的。替代地，所述透鏡排列(例如投影系統(tǒng))可以被模型 化以確定所述排列中的透鏡的哪些部分將需要具有應(yīng)用于其上的熱分布， 并確定需要何種熱分布。熱分布可以根據(jù)所述模型而被建立和應(yīng)用于透鏡 排列的透鏡。熱分布也可以關(guān)于針對之前所應(yīng)用的照射方式和曝光圖案等 的已知的或經(jīng)過計(jì)算的熱分布的歷史而被應(yīng)用于所述排列的透鏡。
在上述實(shí)施例中，所述熱傳遞部件己經(jīng)被描述為可移動到透鏡排列的透鏡之間的位置上和可從所述位置上移開。可優(yōu)選地將所述熱傳遞部件移 動到與所述透鏡排列相關(guān)聯(lián)的光瞳平面上或所述光瞳平面中。然而，這不 是必需的，且所述熱傳遞部件可以被移動到透鏡排列的透鏡之間的任意位 置上或從所述任意位置上移開。
在上述實(shí)施例中，所述熱傳遞部件已經(jīng)被描述為可移動到在透鏡排列 的透鏡之間的位置和從所述位置移開，以同時加熱所述透鏡排列的任一側(cè) 的透鏡?？赡軆H僅需要或優(yōu)選加熱所述布置中的一個透鏡，這表明所述熱 傳遞部件的僅僅相應(yīng)一側(cè)需要將熱分布應(yīng)用于其上，或者所述熱傳遞部件 的僅僅相應(yīng)一側(cè)需要設(shè)置有熱源。也可能不同的熱分布需要被應(yīng)用于所述 熱傳遞部件的不同側(cè)。為了防止不同的分布通過經(jīng)過所述熱傳遞部件的傳 導(dǎo)混合在一起，隔熱層或熱反射層可以被設(shè)置在所述熱傳遞部件中，以將 其一側(cè)與另一側(cè)隔離。
可以構(gòu)建所述熱傳遞部件，以使得其可以移動到導(dǎo)致透鏡被熱傳遞部 件包圍的位置和從所述位置移開，以代替熱傳遞部件可移動到在透鏡排列 的透鏡之間的位置和從所述位置移開。這種構(gòu)造如圖9所示。在圖9中，熱
傳遞部件300包括兩個部分上熱傳遞部件310和下熱傳遞部件320 (盡管
應(yīng)當(dāng)理解，所述兩個部分可以相互形成為一體，即形成一個熱傳遞部件)。
由此可見，熱傳遞部件300己經(jīng)被定位為包圍透鏡330。這可能允許透鏡330 的熱分布的更精確的控制，以及對通過輻射束的透射而對透鏡330進(jìn)行非 均勻加熱所造成的像差的更精確修正。
面對透鏡330的熱傳遞部件300的側(cè)面可能具有將被傳遞給透鏡300的 熱分布。通過加熱將面對透鏡330的熱傳遞部件300的側(cè)面，或通過對設(shè)置 在所述側(cè)面上的熱源進(jìn)行尋址(如上所述)可以建立所述熱分布。不面對 透鏡300的側(cè)面可以設(shè)置隔熱層和/或熱反射層，以使得由熱傳遞部件300 所耗散的熱量不朝著其他透鏡(未示出，例如在圖中透鏡330的上方和下 方的透鏡)的方向被耗散。
所述熱傳遞部件可能以任何合適的方式移動。例如，所述熱傳遞部件 可以轉(zhuǎn)動到合適的位置和離開所述位置，或者可以直線方式運(yùn)動，或者轉(zhuǎn) 動和直線運(yùn)動兩者的組合。
盡管本發(fā)明的具體的實(shí)施例己經(jīng)在上面進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以以與上述不同的方式實(shí)現(xiàn)。所述描述并不試圖限制本發(fā)明，本 發(fā)明由權(quán)利要求書所限定。
權(quán)利要求
1. 一種適用于光刻設(shè)備中的投影系統(tǒng)，所述投影系統(tǒng)包括透射式光學(xué)元件；以及熱分布修正器，所述熱分布修正器配置用于改變所述透射式光學(xué)元件的熱分布，所述熱分布修正器包括傳遞部件和熱分布調(diào)節(jié)器，所述傳遞部件可移至所述透射式光學(xué)元件附近和從所述透射式光學(xué)元件附近移開，以將所需的熱分布從熱分布調(diào)節(jié)器傳遞給所述透射式光學(xué)元件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影系統(tǒng)，其中所述熱傳遞調(diào)節(jié)器包括至少一個加熱板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影系統(tǒng)，其中所述熱分布調(diào)節(jié)器包括一對 加熱板，所述加熱板相互間隔地布置，以使得所述傳遞部件可以置于所述 加熱板之間。.
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影系統(tǒng)，其中所述加熱板或每個加熱板包 括可獨(dú)立尋址的電加熱器的陣列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的投影系統(tǒng)，其中所述可獨(dú)立尋址的電加熱器 被布置用于將熱量傳遞給所述傳遞部件的選擇的離散區(qū)域。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影系統(tǒng)，還包括控制器，所述控制器配置 用于選擇用于熱傳遞的所述離散區(qū)域。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影系統(tǒng)，其中所述控制器配置用于相對于 圖案化的輻射束的相圖選擇用于熱傳遞的所述離散區(qū)域。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影系統(tǒng)，其中所述控制器配置用于相對于 所述投影系統(tǒng)的模型選擇用于熱傳遞的所述離散區(qū)域。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影系統(tǒng)，其中所述控制器被設(shè)置在所述熱 分布調(diào)節(jié)器中或與所述熱分布調(diào)節(jié)器相鄰的位置上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影系統(tǒng)，其中所述熱分布調(diào)節(jié)器配置有 冷卻源。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影系統(tǒng)，其中所述傳遞部件包括多個熱源。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的投影系統(tǒng)，其中所述熱源是發(fā)光二極管、激光二極管或超發(fā)光二極管。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的投影系統(tǒng)，其中所述熱分布調(diào)節(jié)器包括控 制器，所述控制器配置用于對多個熱源中的每一個進(jìn)行尋址。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的投影系統(tǒng)，其中所述控制器配置用于相對 于圖案化的輻射束的相圖對所述熱源進(jìn)行尋址。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的投影系統(tǒng)，其中所述控制器配置用于相對于投影系統(tǒng)的模型對所述熱源進(jìn)行選擇。
16. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影系統(tǒng)，其中所述傳遞部件包括多個冷 卻源。
17. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影系統(tǒng)，其中所述投影系統(tǒng)包括兩個透 射式光學(xué)元件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的投影系統(tǒng)，其中所述傳遞部件可移動到所 述兩個透射式光學(xué)元件之間的位置和從所述位置移開。
19. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影系統(tǒng)，其中所述傳遞部件可移動到與 所述透射式光學(xué)元件相關(guān)聯(lián)的光瞳平面上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影系統(tǒng)，還包括第二傳遞部件。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的投影系統(tǒng)，其中所述傳遞部件和第二傳遞 部件可移至所述透射式光學(xué)元件附近和從所述透射式光學(xué)元件附近移開， 以將所需的熱分布從所述熱分布調(diào)節(jié)器傳遞到所述透射式光學(xué)元件中。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的投影系統(tǒng)，其中所述傳遞部件和第二傳遞 部件可移至所述透射式光學(xué)元件附近和從所述透射式光學(xué)元件附近移開， 以使得當(dāng)處于所述透射式光學(xué)元件附近時，所述透射式光學(xué)元件位于所述 傳遞部件和所述第二傳遞部件之間。
23. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影系統(tǒng)，其中所述透射式光學(xué)元件是透鏡。
24. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影系統(tǒng)，其中所述透射式光學(xué)元件是對 一定波長的輻射透明的材料的扁平片。
25. —種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備包括 照射系統(tǒng)，所述照射系統(tǒng)配置用于調(diào)節(jié)輻射束；支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)建用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠?qū)D案賦予經(jīng)過調(diào)節(jié)的輻射束的橫截面，以形成圖案化的輻射 束；襯底臺，所述襯底臺構(gòu)建用于保持襯底；以及投影系統(tǒng)，所述投影系統(tǒng)包括透射式光學(xué)元件，并配置用于將圖案化 的輻射束投影到襯底的目標(biāo)部分上，所述投影系統(tǒng)包括熱分布修正器，所述熱分布修正器配置用于改變所述透射式光學(xué)元件 的熱分布，所述熱分布修正器包括傳遞部件和熱分布調(diào)節(jié)器，所述傳遞部 件可移至所述透射式光學(xué)元件附近和從所述透射式光學(xué)元件附近移開，以 將所需的熱分布從熱分布調(diào)節(jié)器傳遞給所述透射式光學(xué)元件。
26. —種用于改變透射式光學(xué)元件的熱分布的方法，所述方法包括 將預(yù)定的熱分布從熱分布調(diào)節(jié)器傳遞到傳遞部件；以及將所述傳遞部件移動到所述透射式光學(xué)元件的附近，以將所述熱分布 從所述傳遞部件傳遞給所述透射式光學(xué)元件。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，還包括相對于所述透射式光學(xué)元件 的模型控制所述熱分布調(diào)節(jié)器。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，還包括相對于相圖控制所述熱分布 調(diào)節(jié)器。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述傳遞部件被置于與所述透 射式光學(xué)元件相關(guān)聯(lián)的光瞳平面上。
30. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述傳遞部件可移動到位于兩 個透射式光學(xué)元件之間的位置和從所述位置移開。
31. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，還包括將預(yù)定的熱分布從熱分布調(diào) 節(jié)器傳遞到兩個傳遞部件。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，還包括將所述兩個傳遞部件移動到 所述透射式光學(xué)元件位于所述兩個傳遞部件之間的位置和從所述位置移 開。
33. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中當(dāng)輻射沒有通過所述透射式光 學(xué)元件被透射時，所述傳遞部件被移至所述透射式光學(xué)元件透鏡的附近。
34. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述透射式光學(xué)元件是投影系 統(tǒng)的一部分。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，還包括相對于投影系統(tǒng)的模型控制所述熱分布調(diào)節(jié)器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于光刻設(shè)備中的投影系統(tǒng)，所述投影系統(tǒng)包括透射式光學(xué)元件以及熱分布修正器，所述熱分布修正器配置用于改變所述透射式光學(xué)元件的熱分布，所述熱分布修正器包括傳遞部件和熱分布調(diào)節(jié)器，所述傳遞部件可移至所述透射式光學(xué)元件附近和從所述透射式光學(xué)元件附近移開，以將所需的熱分布從熱分布調(diào)節(jié)器傳遞給所述透射式光學(xué)元件。
文檔編號G03F7/20GK101299134SQ20081009498
公開日2008年11月5日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月4日
發(fā)明者斯蒂芬·魯克斯 申請人:Asml控股股份有限公司