專利名稱:光刻投射裝置及用于所述裝置中的反射器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻投射裝置，包括
具有輻射源的照射系統(tǒng)，用于產(chǎn)生輻射的投射光束；
支撐結(jié)構(gòu)，用于支撐構(gòu)圖部件，該構(gòu)圖部件通過投射光束照射而對所述投射光束構(gòu)圖；
基底臺，用于固定基底；
背景技術(shù)：
投射系統(tǒng)，設(shè)置和安排為將構(gòu)圖部件的照射部分成像在基底的靶部上。
這里使用的術(shù)語“構(gòu)圖部件”應(yīng)廣意地解釋為能夠給入射的輻射束賦予帶圖案的截面的部件，其中所述圖案與要在基底的靶部上形成的圖案一致；本文中也使用術(shù)語“光閥”。一般地，所述圖案與在靶部中形成的器件的特殊功能層相應(yīng)，如集成電路或者其它器件(如下文)。這種構(gòu)圖部件的示例包括
掩模。掩模的概念在光刻中是公知的，它包括如二進(jìn)制型、交替相移型和衰減的相移類型，以及各種混合掩模類型。這種掩模在輻射光束中的布置使入射到掩模上的輻射能夠根據(jù)掩模上的圖案而選擇性的被透射(在透射掩模的情況下)或者被反射(在反射掩模的情況下)。在使用掩模的情況下，支撐結(jié)構(gòu)一般是一個掩模臺，它能夠保證掩模被保持在入射光束中的理想位置，并且如果需要該臺會相對光束移動。
程控反射鏡陣列。這種設(shè)備的一個例子是具有一粘彈性控制層和一反射表面的矩陣可尋址表面。這種裝置的理論基礎(chǔ)是(例如)反射表面的尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇檠苌涔?，而非可尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇榉茄苌涔?。用一個適當(dāng)?shù)臑V光器，從反射的光束中過濾所述非衍射光，只保留衍射光；按照這種方式，光束根據(jù)矩陣可尋址表面的尋址圖案而產(chǎn)生圖案。程控反射鏡陣列的另一實(shí)施例利用微小反射鏡的矩陣排列，通過施加適當(dāng)?shù)木植侩妶?，或者通過使用壓電致動器裝置，使得每個反射鏡能夠獨(dú)立地關(guān)于一軸傾斜。再者，反射鏡是矩陣可尋址的，以使可尋址的反射鏡以不同的方向?qū)⑷肷涞妮椛涫瓷涞椒强蓪ぶ贩瓷溏R上；按照這種方式，根據(jù)矩陣可尋址反射鏡的可尋址圖案對反射光束進(jìn)行構(gòu)圖。可以用適當(dāng)?shù)碾娮友b置進(jìn)行該所需的矩陣尋址。在上述兩種情況中，構(gòu)圖部件包括一個或者多個程控反射鏡陣列。反射鏡陣列的更多信息可以從例如美國專利US5，296, 891和美國專利 US5, 523，193、和PCT專利申請W098/38597和W098/33096中獲得，這些文獻(xiàn)在這里引入作為參照。在程控反射鏡陣列的情況中，所述支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺，例如所述結(jié)構(gòu)可以是固定的或者根據(jù)需要是可移動的；以及
程控IXD陣列，例如由美國專利US5，229，872給出這種結(jié)構(gòu)的例子，它在這里引入作為參照。如上所述，在這種情況下支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺，例如所述結(jié)構(gòu)可以是固定的或者根據(jù)需要是可移動的。
為簡單起見，本文的其余部分在一定的情況下具體以掩模和掩模臺為例；可是，在這樣的例子中所討論的一般原理應(yīng)適用于上述更寬范圍的構(gòu)圖部件。
光刻投影裝置可以用于例如集成電路(IC)的制造。在這種情況下，構(gòu)圖部件可產(chǎn)生對應(yīng)于IC每一層的電路圖案，該圖案可以成像在已涂敷輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基底(硅片)的靶部上(例如包括一個或者多個電路小片(die))。一般地，單一的晶片將包含相鄰靶部的整個網(wǎng)格，該相鄰靶部由投影系統(tǒng)逐個相繼輻射。在目前采用掩模臺上的掩模進(jìn)行構(gòu)圖的裝置中，得到兩種不同類型機(jī)器之間的區(qū)別。在一光刻裝置中，通過一次曝光靶部上的全部掩模圖案而輻射每一靶部；這種裝置通常稱作晶片分檔器或分步重復(fù) (step-and-repeat)裝置。另一種裝置一通常稱作分步掃描裝置一通過在投射光束下沿給定的參考方向(“掃描”方向)依次掃描掩模圖案、并同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底臺來輻射每一靶部；因?yàn)橐话銇碚f，投影系統(tǒng)有一個放大系數(shù)M(通常<1， 因此對基底臺的掃描速度V是對掩模臺掃描速度的M倍。如這里描述的關(guān)于光刻設(shè)備的更多信息可以從例如美國專利US6，046，792中獲得，該文獻(xiàn)這里作為參考引入。
在使用光刻投影裝置的制造方法中，(例如在掩模中的)圖案成像在至少部分由一層輻射敏感材料(抗蝕劑)覆蓋的基底上。在這種成像步驟之前，可以對基底進(jìn)行各種處理，如涂底漆、涂敷抗蝕劑和軟烘烤。在曝光后，可以對基底進(jìn)行其它的處理，如曝光后烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤和測量/檢查成像特征。以這一系列工藝為基礎(chǔ)，對例如IC的器件的單層形成圖案。這種圖案層然后可進(jìn)行任何不同的處理，如蝕刻、離子注入(摻雜)、鍍金屬、氧化、化學(xué)一機(jī)械拋光等完成一單層所需的所有處理。如果需要多層，那么對每一新層重復(fù)全部步驟或者其變化。最終，在基底(晶片)上出現(xiàn)器件陣列。然后采用例如切割或者鋸斷的其它技術(shù)將這些器件彼此分開，單個器件可以安裝在載體上，與管腳等連接。關(guān)于這些步驟的進(jìn)一步信息可從例如Peter van Zant的“微型集成電路片制造半導(dǎo)體加工實(shí)踐入門(Microchip Fabrication :A Practical Guideto Semiconductor Processing)，， 一書(第三版，McGraw Hill Publishing Co.，1997，ISBN0-07-067250-4)中獲得，這里作為參考引入。
為了簡單起見，投影系統(tǒng)在下文稱為“鏡頭”；可是，該術(shù)語應(yīng)廣意地解釋為包含各種類型地投影系統(tǒng)，包括例如折射光學(xué)裝置，反射光學(xué)裝置，和反折射系統(tǒng)，輻射系統(tǒng)還可以包括根據(jù)這些設(shè)計類型中任一設(shè)計的操作部件，該操作部件用于操縱、整形或者控制輻射的投射光束，這種部件在下文還可共同地或者單獨(dú)地稱作“鏡頭”。另外，光刻裝置可以具有兩個或多個基底臺(和/或兩個或者多個掩模臺)。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，而一個或者多個其他臺用于曝光。例如在美國專利US5，969，441和W098/40791中描述的兩級光刻裝置，這里作為參考引入。
在光刻裝置中，能被成像在基底上的這些特征的尺寸受限于投射輻射的波長。為了制造出具有較高器件密度并從而具有較高工作速度的集成電路，就希望能夠?qū)^小的特征成像。盡管多數(shù)現(xiàn)有的光刻投射裝置都使用由汞燈或準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生的紫外光，但已經(jīng)提出使用在5至20nm范圍內(nèi)的較短波長輻射，特別是在13nm左右。這類輻射被稱作遠(yuǎn)紫外線(EUV)或軟χ射線，可能的光源包括產(chǎn)生激光的等離子源、放射等離子源或來自電子存儲環(huán)的同步輻射。使用放射等離子源的裝置在以下論文中描述W. Partlo, I. Fomenkov, R. Oliver, D. Birx的“在鋰蒸汽中使用密集等離子體聚焦的EUV(13. 5nm)光源的發(fā)展 (Development of anEUV(13. 5nm)Light source Employing a Dense Plasma Focus in LithiumVapor) 2000年攝影光學(xué)儀器工程師學(xué)會會議論文集3997第136-156頁(Proc.SPIE3997, pp. 136-156(2000)) ；Μ. W. McGeoch 的 “Ζ 收縮遠(yuǎn)紫外線源的冪收縮比例(Power Scaling of a Z-pinch Extreme UltravioletSource) ” 2000 年攝影光學(xué)儀器工程師學(xué)會會議論文集 3997 第 861-866 頁(Proc. SPIE3997, pp. 861-866(2000)) ；W. T. Sitfvast, M. Klosner, G. Shimkaveg, H. Bender, G. Kubiak，N. Fornaciari 的“用于 EUV 光刻技術(shù)的在 13. 5 和 11. 4nm 處的大功率等離子放射源(High-Power Plasma DischargeSource atl3.5andll.4nm for EUV lithography) ”，1999年攝影光學(xué)議器工程師學(xué)會會議論文集 3676 第 272-275 頁(Proc. SPIE3676，pp. 272-275 (1999))；以及 K. Bergmann 等人的“基于氣體放射等離子的高重復(fù)性的遠(yuǎn)紫外線輻射源(Highly Repetitive, Extreme Ultraviolet RadiationSource Based on a Gas-Discharge Plasma)，，，1999 年應(yīng)用光學(xué)第 38 卷第 5413-5417 頁(Applied Optics, Vol. 38, pp.5413-5417(1999))。
EUV輻射源需要使用相當(dāng)高的氣體或蒸汽的分壓來發(fā)射EUV輻射，如上面提到的放射等離子輻射源。在放射等離子源中，例如，在兩電極之間進(jìn)行放電，隨后，最終得到的部分電離的等離子體被破壞從而產(chǎn)生非常熱的等離子體，該等離子體發(fā)射EUV范圍內(nèi)的輻射。該非常熱的等離子體經(jīng)常在氙(Xe)中產(chǎn)生，因?yàn)閄e等離子體在13. 5nm附近的遠(yuǎn) UV(EUV)范圍內(nèi)進(jìn)行輻射。對于有效的EUV制造，在電極附近需要0. 1毫巴的特定壓力作用于輻射源。具有這種相當(dāng)高的Xe壓力的缺陷是Xe氣體會吸收EUV輻射。例如，0.1毫巴 Xe傳播超過1米，僅存0. 3%波長為13. 5nm的EUV輻射。因此需要將源附近的相當(dāng)高的Xe 壓力限定在有限范圍內(nèi)。為了達(dá)到這一要求，源被容納在其本身的真空室中，該真空室通過腔壁與隨后的真空室隔開，在隨后的真空室中，可以得到集熱器反射鏡(collectormirror) 和照明光學(xué)系統(tǒng)。
使用產(chǎn)生EUV輻射的等離子源會導(dǎo)致射出光子和(帶電)粒子，所謂的“碎片”，這些粒子會導(dǎo)致光刻裝置中光學(xué)元件的退化，特別是照明系統(tǒng)中的元件。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在源之前充分高的氣體壓力會減輕從所述源射出碎片的問題，但是，這會產(chǎn)生過高的氣流進(jìn)入光刻系統(tǒng)和EUV源的缺點(diǎn)。
為了在照明系統(tǒng)中提供EUV透明度，照明器的光學(xué)系統(tǒng)中的壓力保持相對較低， 例如輻射源壓力的1/1000，這可以在0. 1毫巴的源壓力處包括Xe。歐洲專利申請EP-A-I 233468和EP-A-I 057079提出了在源附近的所謂箔收集器(foil trap)結(jié)構(gòu)，用以阻擋碎片和/或在源室與光學(xué)室之間產(chǎn)生壓降，而基本上不會阻擋輻射路徑。
在越接近源的光學(xué)系統(tǒng)中，部分入射輻射被吸收，導(dǎo)致光學(xué)元件明顯發(fā)熱。受熱的外形造成沿光軸方向溫度逐漸降低。對于穩(wěn)定和精確的操作，必須對光學(xué)元件進(jìn)行冷卻，均勻的溫度分布有利于使光學(xué)系統(tǒng)中的位移引起的溫度下降。
與源接近的光學(xué)元件需要利用一定位置處的支撐結(jié)構(gòu)支撐在EUV輻射束中，該位置防止EUV投射光束的明顯阻礙。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種具有碎片抑制系統(tǒng)的輻射源，該碎片抑制系統(tǒng)對 EUV透明度具有相對更小的影響。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種帶照明系統(tǒng)的輻射源，該照明系統(tǒng)包括不適用于成像目的的結(jié)構(gòu)零件，該結(jié)構(gòu)零件在引起相對更小的EUV吸收時位于在EUV光束中。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種輻射源，該輻射源具有在源附近的光學(xué)元件，該光學(xué)元件導(dǎo)致沿光軸相對較大的壓降，但基本上不會引起對EUV輻射的吸收。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種具有光學(xué)元件的輻射源，該光學(xué)元件包括通常在 EUV射線路徑中與其相連的熱傳遞裝置，基本上不會引起對EUV的吸收。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有多個光學(xué)元件組合的輻射源，這些光學(xué)元件由通常在EUV光束中延伸的支撐結(jié)構(gòu)互連，基本上不會引起對EUV的吸收。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種具有在源附近的光學(xué)元件的輻射源，其可以根據(jù)溫度曲線圖設(shè)置熱交換裝置，基本上不會引起對EUV的吸收。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種具有光學(xué)元件的輻射源，變換器元件可以與光學(xué)元件相連，用以形成測量信號或者控制信號，基本上不會引起對EUV的吸收。
根據(jù)本發(fā)明，這個和其他目的可以通過一種用于反射電磁輻射的反射器裝置來實(shí)現(xiàn)，該反射器裝置包括至少一個第一反射器和一個第二反射器，所述第一反射器和所述第二反射器沿光軸方向延伸，反射器具有反射面和背面(backing surface)，在該裝置中，垂直于光軸并與所述反射器相交的虛線，與所述第一反射器在距離光軸的第一距離處相交， 與所述第二反射器在距離光軸的第二距離處相交，第一距離大于第二距離，由光軸上一點(diǎn)發(fā)射的光線被第二反射器切斷(cut off)，并反射到第一反射器的反射面上，該光線確定所述反射器之間的高輻射強(qiáng)度區(qū)域和低輻射強(qiáng)度區(qū)域，其特征在于一結(jié)構(gòu)(structure)位于低強(qiáng)度區(qū)域位置處的第二反射器的背面。
反射器裝置作為由源發(fā)射的EUV輻射的收集器，并引導(dǎo)聚焦在中部聚焦區(qū)的EUV 輻射準(zhǔn)直光束到沿光軸的下一個光學(xué)元件，以形成投射光束。根據(jù)離開光軸的距離和兩個反射器之間共有的距離，投射光束以源為中心的特定的空間部分被截取。在兩個反射器之間，通過以入射余角反射并離開較高的反射器的反射面來傳播輻射。通過發(fā)自源并且由反射器的輸入部分截取的光線來確定兩個反射器之間的反射光線占據(jù)的空間。這些光線限制了通常繞低輻射強(qiáng)度的光軸旋轉(zhuǎn)對稱的區(qū)域，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)對象置于低輻射強(qiáng)度區(qū)域中， 優(yōu)選支撐在最接近光軸的反射器的背面。
通過在EUV光束中的特定位置提供一種結(jié)構(gòu)，可以知道當(dāng)選擇的位置對應(yīng)于低強(qiáng)度區(qū)域時，基本上不引起對輻射的吸收。
本發(fā)明還涉及一種用于反射光線電磁輻射的反射器裝置，該反射器裝置包括至少一個第一反射器和一個第二反射器，所述第一和第二反射器繞光軸對稱設(shè)置，所述第一和第二反射器中的每一個具有反射面和背面，在該反射器裝置中，與所述反射器相交并垂直于光軸的虛線，與所述第一反射器在距離光軸的第一距離處相交，與所述第二反射器在距離光軸的第二距離處相交，第一距離大于第二距離，由光軸上一點(diǎn)發(fā)射的一些光線被所述第二反射器切斷，并且由光軸上的該點(diǎn)發(fā)射的其它光線在第一反射器的反射面上反射，該光線確定所述反射器之間的高輻射強(qiáng)度區(qū)域和低輻射強(qiáng)度區(qū)域，其特征在于在低強(qiáng)度區(qū)域位置處第二反射器的背面上存在著用于在所述第一和第二反射器之間引導(dǎo)流體的噴嘴。
這些類型的結(jié)構(gòu)已經(jīng)證明特別有利，如下文結(jié)合本發(fā)明的一些實(shí)施例所詳細(xì)闡述的。
在一個實(shí)施例中，沿著與光軸成一定角度的方向延伸。每個反射器可包括至少兩個相鄰的反射面，距離源較遠(yuǎn)的反射面比距離源較近的反射面相對光軸(0)成更小角度放置。這樣，切線入射收集器可用于產(chǎn)生沿光軸傳播的EUV光束。優(yōu)選地，至少兩個反射器基本上同軸放置，并且繞光軸基本上旋轉(zhuǎn)對稱地延伸。這種類型(Wolter-)的切線入射收集器例如在德國專利申請?zhí)枮镈E1013^84. 7中描述，該申請在此引入作為參考。
在一個實(shí)施例中，所述噴嘴包括至少一個流體供給裝置，用于朝源的方向引導(dǎo)流體。這樣，以相對高的壓力和低的氣體體積的緩沖氣體可以引向源，用以排出源射出的碎片。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，可以獲得高壓和低氣體負(fù)載(load)。優(yōu)選地，所用的氣體對于EUV 輻射基本上是透明的，并且可由He，Ar，N2, H2形成。在反射器的輸入端附近，可以設(shè)置流體排出單元，如泵，用于排出氣體以及用于阻止氣體到達(dá)EUV源。具有開口的反射器置于包括減壓元件的室中，減壓元件如前面提到的箔收集器，輻射源置于鄰近的源室中，并且發(fā)射穿過減壓元件的輻射，流體排出單元與室相連，用于排出減壓元件附近的流體，第二流體排出單元與源室相連。
在另一實(shí)施例中，通過將阻氣元件放置在低強(qiáng)度區(qū)域中而增加反射器裝置的流體阻力。因此，反射器裝置可在源端和光軸下游的光學(xué)元件之間形成有效的真空分離，允許在下游端以相對低的泵送率排出氣體。阻氣層可由板形元件形成，該板形元件可以垂直于低強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)反射器的背面放置，用于增加沿光軸穿過反射器的耐壓力。也可以通過將阻擋層(barrier)放置在低強(qiáng)度區(qū)域中來實(shí)現(xiàn)減壓，該阻擋層具有與低強(qiáng)度區(qū)域邊界基本上對應(yīng)的橫截面。這樣，流過收集器的氣體流速低了大約二分之一。
在另一實(shí)施例中，在低強(qiáng)度區(qū)域中的結(jié)構(gòu)包括熱交換裝置，如流體管或諸如銅線的熱傳導(dǎo)元件。管或銅線可以被引導(dǎo)離開反射器而穿過低強(qiáng)度區(qū)域，并與離開光軸一段距離的熱交換元件相連，熱交換元件如可調(diào)節(jié)的散熱器。通過改變導(dǎo)熱體的尺寸，或者通過改變沿光軸方向的導(dǎo)熱體密度，可以實(shí)現(xiàn)沿光軸方向的差溫加熱或差溫致冷。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，變換器可以包括在低強(qiáng)度區(qū)域中，用于產(chǎn)生測量信號，變換器如熱電偶，壓力傳感器，或其他結(jié)構(gòu)，而不影響產(chǎn)生光束的EUV強(qiáng)度。
另一種可能性是包括機(jī)械或電-機(jī)械執(zhí)行裝置，用于相對光軸局部調(diào)整反射器表面。本發(fā)明還涉及一種通過光刻工藝制造集成結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟
提供用于產(chǎn)生輻射的投射光束的輻射系統(tǒng)，所述投射光束來自輻射源射出的輻射；
將由輻射源射出的輻射光線引導(dǎo)至用于反射輻射的反射器裝置，該反射器裝置包括至少一個第一反射器和一個第二反射器，所述第一和第二反射器設(shè)置為按照朝著進(jìn)一步的光學(xué)部件的方向以入射余角反射來自所述輻射源的輻射，并且繞光軸對稱設(shè)置，所述第一和第二反射器中的每一個具有反射面和背面，在該反射器裝置中，與所述反射器相交并垂直于光軸的虛線，與所述第一反射器在距離光軸的第一距離處相交，與所述第二反射器在距離光軸的第二距離處相交，第一距離大于第二距離，由光軸上一點(diǎn)發(fā)射的一些光線被所述第二反射器切斷，并且由光軸上的該點(diǎn)發(fā)射的其它光線在第一反射器的反射面上反射，該光線確定所述反射器之間的高輻射強(qiáng)度區(qū)域和低輻射強(qiáng)度區(qū)域；
提供用于支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，該構(gòu)圖部件被投射光束照射來對所述投射光束構(gòu)圖；
提供用于固定基底的基底臺；
提供投射系統(tǒng)，該投射系統(tǒng)設(shè)置和安排為將構(gòu)圖部件的照射部分成像在基底的靶部上，[0045]其特征在于該方法還包括
將用于在所述第一和第二反射器之間引導(dǎo)流體的噴嘴置于低輻射強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)第二反射器的背面上。
此外，本發(fā)明還涉及一種包括輻射源和上述反射器裝置的輻射系統(tǒng)，以及一種光刻投射裝置，包括輻射系統(tǒng)，用于產(chǎn)生輻射的投射光束，所述投射光束來自輻射源射出的輻射；支撐結(jié)構(gòu)，用于支撐構(gòu)圖部件，該構(gòu)圖部件通過投射光束照射而對所述投射光束構(gòu)圖；基底臺，用于固定基底；投射系統(tǒng)，設(shè)置和安排為將構(gòu)圖部件的照射部分成像在基底的靶部上，其中所述輻射系統(tǒng)還包括上述反射器裝置。
盡管特定的參考在文中給出，用以在IC的制造中使用根據(jù)本發(fā)明的裝置，但是應(yīng)該明確，這種裝置可以具有許多其他的應(yīng)用。例如，可以用于集成光學(xué)系統(tǒng)，制導(dǎo)和探測磁疇存儲器的構(gòu)圖，液晶顯示板，薄膜磁頭等的制造中。技術(shù)人員知道，在這些其他應(yīng)用的情況下，文中所用的術(shù)語“分劃板”、“晶片”或“電路小片，，應(yīng)該認(rèn)為分別由更普通的術(shù)語“掩?！?、“基底”和“靶部”代替。
在本文中，術(shù)語“輻射”和“光束”用于包含所有類型的電磁輻射，包括紫外線(UV) 輻射(例如波長為365、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。


現(xiàn)在僅僅通過例子的方式，參考隨附的示意圖說明本發(fā)明的各個具體實(shí)施方式
， 在附圖中對應(yīng)的參考標(biāo)記表示對應(yīng)的部件，其中
圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
的光刻投射裝置；
圖2示出根據(jù)圖1的光刻投射裝置的EUV照明系統(tǒng)和投射光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖；
圖3示出本發(fā)明的輻射源和切線入射收集器的詳圖；
圖4示出根據(jù)圖3的入射余角反射器裝置中低輻射強(qiáng)度區(qū)域的示意圖；
圖5示出圖3的切線入射收集器的透視圖；
圖6示出結(jié)合在切線入射收集器中的注氣系統(tǒng)；
圖7示出與圖3的切線入射收集器相連的阻氣層系統(tǒng)；
圖8示出與圖3的切線入射收集器相連的冷卻管道；
圖9示出與圖3的切線入射收集器相連的導(dǎo)電元件以及變換器和/或執(zhí)行裝置； 以及
圖10示出根據(jù)本發(fā)明的圖3的切線入射收集器各部件的支撐框架。
具體實(shí)施方式
圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的光刻投射裝置1。該裝置包括
輻射系統(tǒng)Ex，IL，用于向輻射(例如EUV輻射)投射光束PB提供Il-Hnm的波長。 在這種具體的情況下，輻射系統(tǒng)還包括輻射源LA ；
第一目標(biāo)臺(掩模臺)MT，設(shè)有用于保持掩模MA(例如分劃板)的掩模保持器，并與用于將該掩模相對于元件PL精確定位的第一定位裝置PM連接；
第二目標(biāo)臺(基底臺)WT，設(shè)有用于保持基底W(例如涂覆抗蝕劑的硅晶片)的基底保持器，并與用于將基底相對于元件PL精確定位的第二定位裝置PW連接；[0066]投射系統(tǒng)(“鏡頭”)PL，用于將掩模MA的輻射部分成像在基底W的靶部C(例如包括一個或多個電路小片(die))上。
如這里指出的，該裝置屬于透射型(即具有透射掩模)。可是，一般來說，它還可以是例如反射型(具有反射掩模)。另外，該裝置可以采用其他種類的構(gòu)圖部件，如上述提到的程控反射鏡陣列型。
輻射源LA (例如產(chǎn)生激光的等離子源或放射等離子EUV輻射源)產(chǎn)生輻射束。該射束例如直接或經(jīng)過如擴(kuò)束器Ex的橫向調(diào)節(jié)裝置后，再照射到照射系統(tǒng)(照射器)IL上。 照射器IL包括調(diào)節(jié)裝置AM，用于設(shè)定射束強(qiáng)度分布的外和/或內(nèi)徑向量(通常分別稱為 ο-外和ο-內(nèi))。另外，它一般包括各種其他部件，如積分器IN和聚光器CO。這樣，照射到掩模MA上的光束PB在其橫截面上具有理想的均勻性和強(qiáng)度分布。
應(yīng)該注意，圖1中的輻射源LA可以置于光刻投射裝置的殼體中(例如當(dāng)源LA是汞燈時經(jīng)常是這種情況)，但也可以遠(yuǎn)離光刻投射裝置，其產(chǎn)生的輻射束被(例如通過合適的定向反射鏡的幫助)引導(dǎo)至該裝置中；當(dāng)光源LA是準(zhǔn)分子激光器時通常是后面的那種情況。本發(fā)明和權(quán)利要求
包含這兩種方案。
光束PB然后與保持在掩模臺MT上的掩模MA相交。光束PB橫貫掩模MA，并通過鏡頭PL，該鏡頭將光束PB聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位裝置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之后或在掃描期間，可以使用第一定位裝置PM將掩模MA相對射束PB的光路進(jìn)行精確定位。一般地，用圖1中未明確顯示的長沖程模塊(粗略定位)和短沖程模塊(精確定位)，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)臺MT、WT的移動。然而，在晶片分檔器 (與分步掃描裝置相對)的情況下，掩模臺MT可與短沖程執(zhí)行裝置連接，或者固定。掩模 MA和基底W可使用掩模對準(zhǔn)標(biāo)記Ml、M2和基底對準(zhǔn)標(biāo)記Pl、P2進(jìn)行對準(zhǔn)。
所示的裝置可以按照兩種不同模式使用
1.在步進(jìn)模式中，掩模臺MT基本保持不動，整個掩模圖像被一次投射(即單“閃”) 到靶部C上。然后基底臺WT沿χ和/或y方向移動，以使不同的靶部C能夠由射束PB照射；以及
2.在掃描模式中，基本為相同的情況，但是所給的靶部C沒有暴露在單“閃，，中。 取而代之的是，掩模臺MT沿給定的方向(所謂的“掃描方向，例如y方向”)以速度ν移動， 以使投射光束PB掃描整個掩模圖像；同時，基底臺WT沿相同或者相反的方向以速度V = Mv 同時移動，其中M是鏡頭PL的放大率(通常M= 1/4或1/5)。在這種方式中，可以曝光相對大的靶部C，而不必犧牲分辨率。
圖2示出投影裝置1，包括具有輻射單元3和照射光學(xué)單元4的照射系統(tǒng)IL，以及投射光學(xué)系統(tǒng)PL。輻射系統(tǒng)2包括源一收集器(source-collector)模塊或輻射單元3和照射光學(xué)單元4。輻射單元3設(shè)有可由放射等離子體形成的輻射源LA。EUV輻射源6可以使用氣體或蒸汽，如k氣或Li蒸汽，在該氣體或蒸汽中可產(chǎn)生非常熱的等離子體以發(fā)射在電磁波譜的EUV范圍內(nèi)的輻射。非常熱的等離子體通過使部分電離的放電等離子體在光軸0上破壞而產(chǎn)生。為了有效的產(chǎn)生輻射，需要Xe，Li蒸汽或任何其他適當(dāng)氣體或蒸汽的 0. 1毫巴的分壓。由輻射源LA發(fā)射的輻射從光源室7經(jīng)阻氣結(jié)構(gòu)或者“箔收集器”9進(jìn)入收集器室8。阻氣結(jié)構(gòu)包括通道結(jié)構(gòu)，例如，在歐洲專利申請EP-A-I 233 468和EP-A-I 057079中詳細(xì)描述的，該申請在這里引入作為參考。
收集器室8包括根據(jù)本發(fā)明由切線入射收集器形成的輻射收集器10。穿過收集器 10的輻射被反射，離開光柵濾譜器11而聚焦到收集器室8中小孔處的虛源點(diǎn)12中。來自室8的投射光束16在照射光學(xué)單元4中反射，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)的入射反射器13、14反射到位于分劃板或掩模臺MT上的分劃板或掩模上。形成的帶圖案的光束17在投射光學(xué)系統(tǒng)PL中經(jīng)反射元件18、19成像在晶片臺或基底臺WT上。通常在照明光學(xué)單元4和投影系統(tǒng)PL中可存在比圖中示出的更多的元件。
如圖3能觀察到的，切線入射收集器10包括許多嵌套的反射器元件21、22、23。這種類型的切線入射收集器例如在德國專利申請DElOl 38觀4.7中示出。
在圖4的總體性示意圖中，示出圖3中切線入射收集器10的兩個(嵌套)相鄰的反射器21、22的放大詳細(xì)圖。每個反射器包括背面M、25和反射面沈、27。反射器22位于離開光軸的距離rl處，rl通常小于反射器21離開光軸的距離r2。距離rl和r2可以分別是例如20和80mm。反射器21、22分別在rl和r2處相對光軸0分別成角度α和β。反射器21和22可以彎曲，S卩，相對于光軸0的角度α和β可以沿光軸0變化。由源6射出并被反射器21、22的輸入部分四、30反射的輻射射線bl和1^2，被頂部反射器21的反射面 26反射并離開該反射面，并且輻射射線bl和1^2在反射器21、22之間的空間確定輻射強(qiáng)度區(qū)域zh，以及低或零輻射強(qiáng)度區(qū)域zl。區(qū)域zl基本上是三角形橫截面，并且基本上沒有輻射。這使如下文詳細(xì)解釋的結(jié)構(gòu)31與反射器22的背面25相連，從而位于反射器21、22之間的空間中，而基本上不會導(dǎo)致輻射的吸收。
應(yīng)該注意，背面M、25對于輻射可以是吸收的，或者，如果需要，可以是反射的。
圖5示出包括八個同軸嵌套反射器的切線入射反射器10的透視圖。每個反射器 21、22可包括第一反射器表面32以及與反射面32成角度的第二反射器表面33。并且，從第一反射面32到第二反射面33可以有平滑過渡(smoothtransition)。入射光bl被反射， 以光線b’ 1離開反射器32，并以光線b”l離開反射器33。入射光1^2被反射，以反射光線 b’ 2離開反射器32，光線b”l和b’ 2離開收集器并形成環(huán)繞光軸0設(shè)置的環(huán)形輻射束。光線1^2和b’ 1形成第一低輻射強(qiáng)度區(qū)域zll的邊界光線，而反射光線b’ 1和b’ 2形成第二低強(qiáng)度區(qū)域zl2的邊界光線。低強(qiáng)度區(qū)域zll、zl2關(guān)于光軸0旋轉(zhuǎn)對稱。圖5中的陰影區(qū)確定了反射器21、22之間的高輻射強(qiáng)度區(qū)域。
圖6示出一個實(shí)施例，其中切線入射收集器10在低強(qiáng)度區(qū)域zll、zl2中設(shè)有注氣元件35、36。注氣元件可以是放置在反射器背面的管道，所述管道包括開口或噴嘴37、38， 用于朝源6的方向向相鄰反射器之間的空間供應(yīng)氣體。氣體可以從供氣存儲器39經(jīng)流體管40和泵單元41引入管道35、36。氣體優(yōu)選包括如He，Ar，N2, H2的EUV透明氣體，所述氣體以0與1000毫巴*升/秒之間的氣體流速供應(yīng)。氣體流基本上被箔收集器9阻擋，按箭頭所示方向沿其表面?zhèn)鬏?，并可以?jīng)過排氣管42和排氣泵43排出。從源6產(chǎn)生并通過箔收集器9的微粒和其他雜質(zhì)通過氣體流經(jīng)排氣管42排出，而不會穿過切線入射收集器10 進(jìn)入投影光學(xué)單元5。因此，可大大降低對于投影光學(xué)系統(tǒng)的破壞。通過使用速度在0和 1000毫巴*升/秒之間的氣流，當(dāng)保持氣流以低電平進(jìn)入源6時，可以實(shí)現(xiàn)排氣。通過將注氣元件35、36放置在與傳過切線入射收集器10的輻射射線路徑極接近的位置，這時基本上不阻擋EUV傳輸并且與碎片的主傳播方向相反，氣流可以基本上沿EUV光子的方向引導(dǎo)，而不會阻擋它們。第二排氣管44可以放置在源室7中，用于經(jīng)排氣泵45在箔收集器9的背面排出注氣元件35、36產(chǎn)生的任何剩余氣流。
圖7示出切線入射收集器10的一個實(shí)施例，在切線入射收集器10中，阻氣元件 50,51或52、53與低強(qiáng)度區(qū)域zll、zl2中的內(nèi)反射器的背面相連。對于位于光軸上方的收集器部件，阻氣元件50、51示出為由環(huán)形，板形元件形成，所述元件基本上垂直于反射器并且延伸到相鄰反射器之間基本上一半的長度，g卩，延伸到低強(qiáng)度區(qū)域zll、zl2的頂部。在切線入射收集器10的下部中，阻氣元件52、53示出為包括具有三角形橫截面的三維環(huán)形阻氣元件，用于甚至更有效地阻擋沿反射器向投影光學(xué)系統(tǒng)方向的氣流。采用這種結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)源室7和照射器光學(xué)室部件8，之間的高壓力差，源室7中的壓力例如是0. 1毫巴，而照射器光學(xué)室8’中的壓力是0.001毫巴。隔斷壁M密閉地隔斷室8’和照射器光學(xué)室8，使得考慮阻擋裝置50-53時，室8’和8之間的壓力差增大。例如，對于適當(dāng)?shù)腅UV傳輸，希望照射器光學(xué)室8中的氙壓力低于10_3毫巴。在這一范圍內(nèi)的氙壓力導(dǎo)致13. 5nm輻射的傳輸率高于94%。
圖8示出一種切線入射收集器10，在該切線入射收集器10中與光軸共軸的低輻射強(qiáng)度zll、zl2區(qū)域中，冷卻管60、61支撐在反射器的背面上。在冷卻管60、61中，冷卻液在置于照射器光學(xué)室8外面的熱交換回路62，63中循環(huán)。在通過熱交換器64、65之后冷卻液再循環(huán)。通常，源6產(chǎn)生的大于250瓦特的輻射被切線入射收集器10吸收。源6附近的切線入射收集器10的反射器溫度在輻射源6附近的位置處可以升高到100-300°C，并且在距離源6 —段距離的收集器10的位置處，升高到50-150°C的溫度。通過冷卻收集器10，可以降低溫度。通過適當(dāng)?shù)睦鋮s，收集器的溫度可以達(dá)到環(huán)境溫度的水平?？梢允褂美鋮s流體水或者液態(tài)金屬如Na。
在圖9的實(shí)施例中，許多冷卻線70、71放置在反射器的背面上。線例如可以由銅線構(gòu)成。在源6附近，通過將線沿光軸0彼此極接近地放置，線70的冷卻能力相對較大。 為了產(chǎn)生沿光軸的冷卻梯度，在進(jìn)一步沿光軸的位置處，冷卻線彼此分開以降低冷卻性能。 另外，冷卻線70、71的直徑可以改變。線70、71的末端可以與散熱器72、72’、73相連。為了根據(jù)源的功率調(diào)整反射器的溫度，散熱器的冷卻能力可發(fā)生變化。如圖9所示，測量單元 74可以放置在低輻射強(qiáng)度區(qū)域zl2，用于向計算單元75提供測量信號。測量單元74例如可以是熱電偶，使得例如根據(jù)溫度由計算單元75對輻射源6進(jìn)行控制。另外，可以采用位移單元，如壓電晶體，代替測量單元74，所述位移單元用于例如根據(jù)源6的功率或者反射器的溫度由計算單元75調(diào)整反射器的位置。
最后，圖10示出帶有支撐棒77、78的收集器支撐元件76、76’，該支撐棒77、78貫穿低輻射強(qiáng)度區(qū)域zll、zl2。每個反射器支撐在棒77、78上，并且以精確定義的相互關(guān)系固定。收集器通過適當(dāng)?shù)墓潭夹g(shù)，如焊接或銅焊在固定點(diǎn)79、80處固定于載體棒77、78上。 當(dāng)平行于光軸0觀察時，反射器連同載體棒77、78形成“星形輪”結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)的其余地方(結(jié)構(gòu)的后端)產(chǎn)生陰影。在“星形輪”結(jié)構(gòu)的前端，物體能夠放置在結(jié)構(gòu)的(實(shí)際)陰影中。這些物體由EUV光束輻射。然而，這不會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的較輕后端。
在收集器10中有低強(qiáng)度區(qū)域，以及與結(jié)構(gòu)的前端陰影(upstream shade)相對應(yīng)的附加區(qū)域。這兩部分區(qū)域可以用于上述目的。由于結(jié)構(gòu)的前端陰影延伸到收集器的外面， 因此它們可以用于氣體入口，電纜輸入/輸出以及變換器的附加支撐結(jié)構(gòu)，氣體噴嘴，泵限制和冷卻結(jié)構(gòu)。
盡管本發(fā)明的具體實(shí)施例已經(jīng)描述如上，但是可以知道本發(fā)明可以進(jìn)行除上述說明之外的實(shí)踐。說明書不作為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.用于反射光線電磁輻射的反射器裝置(10)，該反射器裝置(10)包括至少一個第一反射器和一個第二反射器(22)，所述第一反射器和第二反射器02)繞光軸(0) 對稱設(shè)置，所述第一反射器和第二反射器0 中的每一個具有反射面(26，27)和背面04，25)，在該反射器裝置(10)中，與所述第一反射器和第二反射器02)相交并垂直于光軸(0)的虛線(L)，與所述第一反射器在距離光軸(0)的第一距離(rl)處相交，與所述第二反射器02)在距離光軸(0)的第二距離(r2)處相交，第一距離(rl)大于第二距離(r2)，由光軸(0)上一點(diǎn)發(fā)射的一些光線被所述第二反射器02)切斷，并且由光軸(0)上的該點(diǎn)發(fā)射的其它光線在第一反射器的反射面上反射，該光線確定所述第一反射器和第二反射器0 之間的高輻射強(qiáng)度區(qū)域(zh)和低輻射強(qiáng)度區(qū)域(zl)，其特征在于在低強(qiáng)度區(qū)域(zl)位置處第二反射器0 的背面0 上存在著用于在所述第一反射器和第二反射器02)之間的空間供應(yīng)流體的噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的反射器裝置(10)，其中所述第一反射器沿著與光軸(0)成角度β的方向延伸，所述第二反射器02)沿著與光軸(0)成角度α的方向延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的反射器裝置(10)，其中所述第一反射器和第二反射器02) 中的每一個包括第一和第二反射面(32，33)，第一反射面(3 比第二反射面(3 相對光軸 (0)成更小角度放置。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2或3的反射器裝置(10)，其中所述第一反射器和第二反射器 (22)同軸。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求
2或3的反射器裝置(10)，其中所述反射器裝置(10)具有輸入端09，30)，所述噴嘴包括至少一個流體供給裝置(35，36)，用于沿所述輸入端09，30)的方向引導(dǎo)流體。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的反射器裝置(10)，其中所述流體對于波長在5至20nm之間的EUV 輻射是透明的。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5的反射器裝置(10)，其中流體排出單元02)位于反射器裝置(10) 的輸入端(29，30)附近。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7的反射器裝置(10)，所述第一反射器和第二反射器02)置于帶有開口且包括減壓元件(9)的室(8，8’ )中，輻射源(6)置于鄰近的源室(7)中，并且通過減壓元件(9)發(fā)射輻射，所述流體排出單元0 與室(8，8’ )相連，用于排出減壓元件 (9)附近的流體，第二流體排出單元G4)與源室(7)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1的反射器裝置(10)，其中在低輻射強(qiáng)度區(qū)域中設(shè)置阻氣元件，以增加在所述第一反射器和所述第二反射器02)之間通過的流體的流體阻力。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的反射器裝置(10)，其中阻氣元件占據(jù)低強(qiáng)度區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10的反射器裝置(10)，其中阻氣元件包括呈板形的元件，該元件被引導(dǎo)橫切第二反射器02)的背面05)。
12.根據(jù)權(quán)利要求
2或3的反射器裝置(10)，其中在低強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)包括熱交換裝置，所述熱交換裝置包括在低強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)延伸的流體管(60，61)。
13.根據(jù)權(quán)利要求
11的反射器裝置(10)，其中熱交換裝置包括傳導(dǎo)元件(70，71)。
14.根據(jù)權(quán)利要求
11的反射器裝置(10)，其中所述交換裝置的熱交換能力沿光軸改變。
15.根據(jù)權(quán)利要求
11的反射器裝置(10)，其中熱交換裝置與位于距反射器一段距離處的可調(diào)節(jié)散熱器(72，72’，7 相連。
16.根據(jù)權(quán)利要求
2或3的反射器裝置(10)，所述反射器裝置(10)包括支撐所述第一反射器和第二反射器0 的徑向支撐元件(77，78)，該徑向支撐元件沿徑向方向在低強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求
2的反射器裝置(10)，其特征在于所述第一反射器沿著與光軸 (0)成角度β的方向延伸，所述第二反射器02)沿著與光軸(0)成角度α的方向延伸，所述角度α和β分別沿光軸(0)改變。
18.一種光刻投射裝置，包括輻射系統(tǒng)(3，4)，用于產(chǎn)生輻射的投射光束(6’)，所述投射光束來自輻射源(6)射出的輻射；支撐結(jié)構(gòu)(MT)，用于支撐構(gòu)圖部件，該構(gòu)圖部件通過投射光束照射而對所述投射光束構(gòu)圖；基底臺(WT)，用于固定基底；投射系統(tǒng)(5)，設(shè)置和安排為將構(gòu)圖部件的照射部分成像在基底的靶部上，其中所述輻射系統(tǒng)(3，4)還包括根據(jù)權(quán)利要求
1-16中任一項(xiàng)所述的反射器裝置(10)。
19.通過光刻工藝制造集成結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟提供用于產(chǎn)生輻射的投射光束(6’ )的輻射系統(tǒng)(3，4)，所述投射光束來自輻射源(6) 射出的輻射；將由輻射源(6)射出的輻射光線引導(dǎo)至用于反射輻射的反射器裝置(10)，該反射器裝置(10)包括至少一個第一反射器和一個第二反射器(22)，所述第一反射器和第二反射器0 設(shè)置為按照朝著下一個光學(xué)部件的方向以入射余角反射來自所述輻射源 (6)的輻射，并且繞光軸(0)對稱設(shè)置，所述第一反射器和第二反射器02)中的每一個具有反射面(26，27)和背面04，25)，在該反射器裝置(10)中，與所述第一反射器Ql) 和第二反射器02)相交并垂直于光軸(0)的虛線(L)，與所述第一反射器在距離光軸 (0)的第一距離(rl)處相交，與所述第二反射器02)在距離光軸(0)的第二距離(r2)處相交，第一距離(rl)大于第二距離(r2)，由光軸(0)上一點(diǎn)發(fā)射的一些光線被所述第二反射器02)切斷，并且由光軸(0)上的該點(diǎn)發(fā)射的其它光線在第一反射器的反射面上反射，該光線確定所述第一反射器和第二反射器02)之間的高輻射強(qiáng)度區(qū)域(zh)和低輻射強(qiáng)度區(qū)域(zl)；提供用于支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)(MT)，該構(gòu)圖部件被投射光束照射來對所述投射光束構(gòu)圖；提供用于固定基底的基底臺(WT)；提供投射系統(tǒng)(5)，該投射系統(tǒng)設(shè)置和安排為將構(gòu)圖部件的照射部分成像在基底的靶部上，其特征在于該方法還包括將用于在所述第一反射器和第二反射器02)之間的空間供應(yīng)流體的噴嘴置于低輻射強(qiáng)度區(qū)域(zl)內(nèi)第二反射器02)的背面05)上。
專利摘要
本發(fā)明披露一種光刻投射裝置，包括可產(chǎn)生輻射投射光束的輻射系統(tǒng)，投射光束來自輻射源射出的輻射；用于支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，當(dāng)由投射光束輻射時提供帶圖案的投射光束；用于固定基底的基底臺；以及投射系統(tǒng)，設(shè)置和安排為將構(gòu)圖部件的照射部分成像在基底的靶部上。輻射系統(tǒng)進(jìn)一步包括離開光軸一段距離的孔徑，從光源方向看位于孔徑之后的反射器，以及位于孔徑之后的低輻射強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
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公開日2011年10月12日 申請日期2003年8月13日
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