專利名稱：光刻設(shè)備及裝置制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻投影設(shè)備，包括-用于提供輻射投射光束的輻射源；-用于支撐圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)，該圖案形成裝置用于根據(jù)所需的圖案使投射光束形成圖案；-用于保持基底的基底臺(tái)；-用于將帶圖案的光束投射到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；所述輻射源進(jìn)一步包括-用于調(diào)節(jié)所述輻射束的照明系統(tǒng)，以提供一調(diào)節(jié)輻射束，使其能夠照射所述圖案形成裝置；所述照明系統(tǒng)限定入射面，其中所述輻射束進(jìn)入所述照明系統(tǒng)；和-光束傳輸系統(tǒng)，包括于將所述投射光束從輻射源轉(zhuǎn)向和傳輸?shù)剿稣彰飨到y(tǒng)的轉(zhuǎn)向元件。
背景技術(shù)：
這里使用的術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”應(yīng)廣義地解釋為能夠給入射的輻射束賦予帶圖案的截面的裝置，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(yǔ)“光閥”。一般地，所述圖案與在靶部中形成的裝置如集成電路或者其它裝置的特殊功能層相對(duì)應(yīng)(如下文)。這種圖案形成裝置的實(shí)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、和衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型。這種掩模在輻射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地被透射(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(gè)掩模臺(tái)，它能夠保證掩模被保持在入射光束中的所需位置，并且如果需要該臺(tái)會(huì)相對(duì)光束移動(dòng)。
-可程控反射鏡陣列。這種裝置的一個(gè)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。這種設(shè)備的理論基礎(chǔ)是(例如)反射表面的尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇檠苌涔?，而非尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇榉茄苌涔?。用一個(gè)適當(dāng)?shù)臑V光器，從反射的光束中濾除所述非衍射光，只保留衍射光；按照這種方式，光束根據(jù)矩陣可尋址表面的定址圖案而產(chǎn)生圖案。可程控反射鏡陣列的一備選實(shí)施例利用微小反射鏡的矩陣排列，通過使用適當(dāng)?shù)木植侩妶?chǎng)，或者通過使用壓電致動(dòng)器裝置，使得每個(gè)反射鏡能夠獨(dú)立地相對(duì)于一軸傾斜。再者，反射鏡是矩陣可尋址的，由此尋址反射鏡以不同的方向?qū)⑷肷涞妮椛涫瓷涞椒菍ぶ贩瓷溏R上；按照這種方式，根據(jù)矩陣可尋址反射鏡的定址圖案對(duì)反射光束進(jìn)行構(gòu)圖?？梢杂眠m當(dāng)?shù)碾娮友b置進(jìn)行該所需的矩陣定址。在上述兩種情況中，圖案形成裝置可包括一個(gè)或者多個(gè)程控反射鏡陣列。反射鏡陣列的更多信息可以從例如美國(guó)專利5,296,891和5,523,193、PCT專利申請(qǐng)WO 98/38597和WO98/33096中獲得，這些文獻(xiàn)在這里引入作為參考。在可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(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；以及-可程控LCD陣列，美國(guó)專利5,229,872給出了這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例，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(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。
為簡(jiǎn)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(tái)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圖案形成裝置。
光刻投影設(shè)備可以用于例如集成電路的制造。在這種情況下，圖案形成裝置可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于集成電路一個(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(硅晶片)的靶部上(例如包括一個(gè)或者多個(gè)電路小片(die))。一般地，單個(gè)晶片將包含相鄰靶部的整個(gè)網(wǎng)格，該相鄰靶部由投影系統(tǒng)逐個(gè)相繼輻射。在目前使用掩模臺(tái)上的掩模形成圖案的設(shè)備中，有兩種不同類型的機(jī)器。在一類光刻投影設(shè)備中，通過將全部掩模圖案一次曝光在靶部上而輻射每一靶部；這種設(shè)備通常稱作晶片步進(jìn)器或步進(jìn)重復(fù)-設(shè)備。另一備選設(shè)備-通常稱作分步掃描設(shè)備-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(shí)沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底臺(tái)來輻射每一靶部；因?yàn)橐话銇碚f，投影系統(tǒng)具有一個(gè)放大系數(shù)M(通常＜1)，因此對(duì)基底臺(tái)的掃描速度V是對(duì)掩模臺(tái)掃描速度的M倍。關(guān)于如這里描述的光刻設(shè)備的更多信息可以從例如美國(guó)專利6,046,792中獲得，該文獻(xiàn)這里作為參考引入。
在使用光刻投影設(shè)備的制造方法中，(例如在掩模中的)圖案成像在至少部分覆蓋有一層輻射敏感材料(抗蝕劑)的基底上。在這種成像步驟之前，可對(duì)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(duì)基底進(jìn)行其它的處理，如曝光后烘烤(PEB)，顯影，硬烘烤和測(cè)量/檢查成像特征。以這一系列工藝為基礎(chǔ)，使例如集成電路裝置的單層形成圖案。隨后可對(duì)這種圖案層進(jìn)行各種不同的處理，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(duì)每一新層重復(fù)全部步驟或者其變型。最終，在基底(晶片)上出現(xiàn)裝置陣列。然后采用例如切割或者鋸斷的技術(shù)將這些裝置彼此分開，單個(gè)裝置可以安裝在載體上，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 FabricationA Practical Guideto Semiconductor Processing)”一書(第三版，McGraw Hill PublishingCo.，1997，ISBN 0-07-067250-4)中獲得，這里作為參考引入。
為了簡(jiǎn)單起見，投影系統(tǒng)在下文稱為“鏡頭”；可是，該術(shù)語(yǔ)應(yīng)廣義地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，包括例如折射光學(xué)系統(tǒng)，反射光學(xué)系統(tǒng)，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(jì)類型中任一設(shè)計(jì)操作的部件，該操作部件用于引導(dǎo)、整形或者控制輻射投射光束，這種部件在下文還可共同地或者單獨(dú)地被稱作“鏡頭”。另外，光刻設(shè)備可以具有兩個(gè)或者多個(gè)基底臺(tái)(和/或兩個(gè)或者多個(gè)掩模臺(tái))。在這種“多級(jí)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。例如在美國(guó)專利5,969,441和WO 98/40791中描述的二級(jí)光刻設(shè)備，這里作為參考引入。
盡管在本申請(qǐng)中，本發(fā)明的設(shè)備具體用于制造集成電路，但是應(yīng)該明確理解這些設(shè)備可能具有其它應(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(cè)圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在這種可選擇的用途范圍中，在說明書中任何術(shù)語(yǔ)“分劃板”，“晶片”或者“電路小片(die)”的使用應(yīng)認(rèn)為分別可以由更普通的術(shù)語(yǔ)“掩?！保盎住焙汀鞍胁俊贝?。
在本文件中，使用的術(shù)語(yǔ)“輻射”和“光束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外輻射(例如具有365，248，193，157或者126納米的波長(zhǎng))和EUV(極遠(yuǎn)紫外輻射，例如具有5-20納米的波長(zhǎng)范圍)，和粒子束，如離子束或者電子束。
在現(xiàn)有技術(shù)中，光刻系統(tǒng)通常包括位于與實(shí)際投影系統(tǒng)具有一定距離處的輻射源。在大多數(shù)設(shè)置中，輻射發(fā)生器，如激光系統(tǒng)等位于另一位置，即經(jīng)常是在構(gòu)造的不同層上。這種光刻系統(tǒng)的一個(gè)常規(guī)設(shè)置是激光器位于構(gòu)造的一層上，而照明和投影系統(tǒng)位于另一層上?；蛐』虼蟮膸缀尉嚯x引出對(duì)光束傳輸系統(tǒng)的需求，該系統(tǒng)從輻射源輸送和傳輸所述光束到光刻處理中入射輻射束實(shí)際應(yīng)用的位置，也就是說，對(duì)于照明系統(tǒng)，其中輻射束被首先調(diào)制以提供最佳照明特性，隨后投射所述光束以便從如掩模的圖案形成裝置傳送一個(gè)光刻圖案到靶部材料?，F(xiàn)有技術(shù)的光束傳輸系統(tǒng)通常包括一組反射鏡，其中通常至少有兩個(gè)反射鏡是可傾斜的，一個(gè)反射饋位于照明系統(tǒng)的附近，而另一反射鏡位于與照明系統(tǒng)有一段距離處?，F(xiàn)有技術(shù)中光束控制的示例性的設(shè)置，例如在圖2中予以說明。
明顯地，這些可傾斜反射鏡(也稱作轉(zhuǎn)向鏡)中輻射束的反射影響所述光束的指向以及進(jìn)入照明系統(tǒng)的位置。特別是與該照明系統(tǒng)距離相對(duì)遠(yuǎn)處的由可傾斜反射鏡所反射的光束，將從一已移位的位置傾斜進(jìn)入照明系統(tǒng)中，在此處所述光束指向中的偏差將保持相對(duì)小。相反，與該照明系統(tǒng)距離相對(duì)近處的可傾斜反射鏡所反射的光束，以幾乎不變的位置旋轉(zhuǎn)進(jìn)入照明系統(tǒng)，但在此處光束的指向?qū)@著地改變。因此，通過傾斜可兩個(gè)轉(zhuǎn)向反射鏡，可獲得光束的受控指向和進(jìn)入位置，其中二者的參數(shù)可以調(diào)至最佳設(shè)置。
通常相對(duì)于入射面控制這些參數(shù)，在該入射面處所述輻射束進(jìn)入所述照明系統(tǒng)，使得運(yùn)轉(zhuǎn)著的光刻設(shè)備，可滿足尤其是位于或靠近入射面處輻射束的入射位置和所述光束指向的具體要求。這些特征對(duì)于提供輻射束非常重要，所述輻射束提供了用于使在當(dāng)前系統(tǒng)中產(chǎn)生的圖案達(dá)到所需精細(xì)度的最佳的照明特征。
可是，現(xiàn)有技術(shù)的光刻系統(tǒng)中，通過轉(zhuǎn)向反射鏡系統(tǒng)控制的指向和位置的耦合，需要一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的校正方法，其不得不考慮輻射束在一個(gè)自由度的校正引起其在其他自由度中的改變。另外，當(dāng)前輻射源通常承受輻射束輸出位置和方向中的固有時(shí)間的變化，例如，這可由激光源本身的激光方法引起。例如激光指向中的偏差在光束定位中引起相對(duì)大的偏差。這些變化在閉環(huán)控制中也需要被檢測(cè)和調(diào)控。因?yàn)檫@些變化的時(shí)間范圍能在皮秒至秒或更多時(shí)間范圍內(nèi)變化，就需要極大的帶寬控制所有的誤差。因此，對(duì)于這些影響很難具有一穩(wěn)固的閉環(huán)校正。由此，需要提供一種光刻投影設(shè)備，其不易受這些方向和位置排列耦合的校正變化以及輻射源缺陷的影響。
另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前系統(tǒng)中位置的改變，也就是所述光束在橫向上的平動(dòng)，導(dǎo)致對(duì)于相關(guān)照明參數(shù)，如分劃板上光束的均勻性和角分布有相對(duì)大的影響。因此需要對(duì)光束入射位置獲得最大的控制。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種光刻系統(tǒng)，其中輻射源的變化對(duì)于這些參數(shù)具有較小的嚴(yán)重影響，且其中最終不存在輻射束參數(shù)的定位與指向參數(shù)之間的耦合。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)前序中的特征的光刻系統(tǒng)，其特征在于，光束傳輸系統(tǒng)包括一成像系統(tǒng)，用于將所述輻射束從與所述入射面具有一定距離處的物面成像至靠近或位于所述入射面處的像面。
這樣，由光束指向中變化引起的平動(dòng)影響，甚至在與照明系統(tǒng)的一定物理距離處，通過成像系統(tǒng)被消除，所述成像系統(tǒng)從物面至像面有效地傳輸并成像光束的指向及位置特性。因此，在物面中光束的傾斜沒有引起入射面附近處的平動(dòng)，之后所述物面被成像且沒有發(fā)生平動(dòng)。通過成像系統(tǒng)適當(dāng)?shù)膮?shù)組合，可控制物面至像面的距離和物體光束的放大系數(shù)。優(yōu)選地，所述成像系統(tǒng)為1X成像系統(tǒng)。
所述成像系統(tǒng)優(yōu)選地包括一對(duì)透鏡，所述一對(duì)透鏡中的每個(gè)透鏡的焦距為從所述物面至所述像面距離的1/4倍。這樣的成像系統(tǒng)產(chǎn)生一倍的放大。通過這樣的成像系統(tǒng)的設(shè)置，完全分開光束指向和位置成為可能，并在下文中予以說明。
根據(jù)本發(fā)明的光刻系統(tǒng)，當(dāng)可傾斜反射鏡位于所述成像系統(tǒng)的物面中時(shí)，出現(xiàn)傾斜和平動(dòng)的完全分開。進(jìn)而使得通過可平動(dòng)的反射鏡控制光束位置成為可能，即在一個(gè)系統(tǒng)中，其中所述光束傳輸系統(tǒng)包含至少一個(gè)可平動(dòng)反射鏡，用于在橫向于光束方向的至少一個(gè)方向上平動(dòng)所述投射光束。
盡管所述光束的指向通過許多可傾斜反射鏡予以控制，其中每個(gè)反射鏡關(guān)于不同的旋轉(zhuǎn)軸控制不同的旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選地，所述反射鏡可在兩個(gè)不同的方向傾斜。另外，為了控制至少一個(gè)用于控制所述光束位置的光束移動(dòng)方向，所述反射鏡是可平動(dòng)的。
本發(fā)明也涉及一種裝置制造方法，其包括以下步驟提供一個(gè)基底，其至少部分地覆蓋有輻射敏感材料層；使用輻射源提供輻射投射光束；從所述輻射源傳輸所述投射光束至所述照明系統(tǒng)；使用限定入射面的照明系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述投射光束，在所述入射面處所述輻射束進(jìn)入所述照明系統(tǒng)；使用圖案形成裝置賦予調(diào)節(jié)后的投射光束的橫截面一個(gè)圖案；以及投射帶圖案的輻射束到輻射敏感材料層的靶部上。根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括所述輻射束從與所述入射面具有一定距離的物面至接近或位于入射面處像面的成像步驟。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法包括在所述輻射束的物面上定位可傾斜反射鏡，以便在入射面處控制所述光束指向的步驟；其中該方法還包括通過可平動(dòng)反射鏡反射所述輻射束，以便在入射面處控制光束位置的步驟。


下面參照附圖，僅通過實(shí)例的方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中附圖中相應(yīng)的參考標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)的部件，并且其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種光刻投影設(shè)備；圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光束傳輸系統(tǒng)；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的光束傳輸系統(tǒng)；圖4示出了從物面到像面傾斜光束成像的詳圖；圖5示出了表示可平動(dòng)反射鏡的第一反射鏡構(gòu)造的示意透視圖；圖6示出了表示可平動(dòng)反射鏡的第二反射鏡構(gòu)造的示意透視圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1圖1示意性地表示了本發(fā)明一具體實(shí)施例的光刻投影設(shè)備1。該設(shè)備包括-輻射源Ex，BD，IL，用于提供輻射的投射光束PB(例如處于深紫外區(qū)內(nèi)的光線)。在這種具體情況下中，該輻射系統(tǒng)還包括一輻射源LA；-第一載物臺(tái)(掩模臺(tái))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(duì)于物體PL精確定位的第一定位裝置PM連接；-第二載物臺(tái)(基底臺(tái))WT，設(shè)有用于保持基底W(例如涂敷抗蝕劑的硅晶片)的基底保持器，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；和-投影系統(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(gè)或多個(gè)電路小片(die))上。
如這里指出的，該設(shè)備屬于反射型(即具有反射掩模)。可是，一般來說，它還可以是例如透射型(具有透射掩模)。另一種選擇是，該設(shè)備可以利用其它種類的圖案形成裝置，如上述涉及的程控反射鏡陣列型。
輻射源LA(例如準(zhǔn)分子激光器輻射源)產(chǎn)生輻射束。該光束直接或橫穿過如擴(kuò)束器Ex的調(diào)節(jié)裝置后，以及經(jīng)過例如圖1所示的光束傳輸系統(tǒng)BD，再照射到照射系統(tǒng)(照射器)IL上。該照射器IL可包括調(diào)節(jié)裝置AM，用于設(shè)定光束強(qiáng)度分布的外和/或內(nèi)徑向量(通常分別稱為σ-外和σ-內(nèi))。另外，它一般包括各種其它部件，如積分器IN和聚光器CO。按照這種方式，照射到掩模MA上的光束PB在其橫截面具有所需的均勻度和強(qiáng)度分布。
應(yīng)該注意，圖1中的輻射源LA可以置于光刻投影設(shè)備的殼體中(例如當(dāng)輻射源LA是汞燈時(shí)經(jīng)常是這種情況)，但也可以遠(yuǎn)離光刻投影設(shè)備，其產(chǎn)生的輻射束被(例如通過所述光束傳輸系統(tǒng))引導(dǎo)至該設(shè)備中；當(dāng)光源LA是準(zhǔn)分子激光器時(shí)通常是后面的那種情況。本發(fā)明和權(quán)利要求包含這兩種情況。
然后光束PB與保持在掩模臺(tái)MT上的掩模MA相交。橫向穿過掩模MA后，光束PB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(cè)量裝置IF)的輔助下，基底臺(tái)WT可以精確地移動(dòng)，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(kù)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將掩模MA相對(duì)光束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(zhǎng)沖程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精確定位)，可以實(shí)現(xiàn)載物臺(tái)MT、WT的移動(dòng)?？墒?，在晶片步進(jìn)器中(與分步掃描設(shè)備相對(duì))，掩模臺(tái)MT可與短沖程致動(dòng)裝置連接，或者可被固定?？梢杂醚谀?duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2和基底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2對(duì)準(zhǔn)掩模MA和基底W。
所示的設(shè)備可以按照二種不同模式使用1.在步進(jìn)模式中，掩模臺(tái)MT基本保持不動(dòng)，整個(gè)掩模圖像被一次投射(即單“閃”)到靶部C上。然后基底臺(tái)WT沿x和/或y方向移動(dòng)，以使不同的靶部C能夠由光束PB照射；以及2.在掃描模式中，除了在一次“閃光”中給定的目標(biāo)部分C沒有被曝光之外，本質(zhì)上采用相同的構(gòu)思。相反地，掩模臺(tái)MT可以在給定的方向(所謂的“掃描方向，如y方向)內(nèi)以v的速度移動(dòng)，這樣使得投影束PB掃描過掩模圖像；同時(shí)，基底臺(tái)WT同時(shí)以速度V＝Mv在相同的或相反的方向內(nèi)移動(dòng)，其中M是鏡頭PL的放大倍率(通常M＝1/4或1/5)。以這種方式，可以曝光相對(duì)大的目標(biāo)部分C而不必降低清晰度。
圖2示出了用于光束傳輸系統(tǒng)BD的一種現(xiàn)有技術(shù)典型設(shè)置，其中輻射源2產(chǎn)生激光束3，所述激光束被多個(gè)反射鏡以及其他光導(dǎo)元件4引導(dǎo)至附圖1中標(biāo)示為IL的照明系統(tǒng)的入射面5。
實(shí)際上，所述入射面具有非常精確的構(gòu)造；任何平面可以形成入射面，所述平板可以位于與照明系統(tǒng)有一定距離處或位于照明系統(tǒng)內(nèi)或甚至在照明系統(tǒng)后面。這樣的入射面可以用作限定零基準(zhǔn)面的參考面，當(dāng)對(duì)相關(guān)成像參數(shù)保持精密控制時(shí)，光束從所述零基準(zhǔn)面進(jìn)一步被導(dǎo)引和調(diào)制。因此根據(jù)本發(fā)明的目的，盡管這樣的平面可以位于其他各處，但通常將其稱作“入射面”。
在通常的裝置中以及如優(yōu)選實(shí)施例所示，所述入射面通常與所謂的DOE元件重合或近似重合，所述DOE元件為一種附圖1中所示照明系統(tǒng)IL常規(guī)部分的光學(xué)元件。緊接該DOE板，光束測(cè)量系統(tǒng)(未示出)還測(cè)量光束位置及其指向。該信息被要求用于常規(guī)地調(diào)整反射鏡7和8。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，于兩個(gè)相繼曝光的晶片之間完成上述調(diào)整。另外，指向和定位中的激光偏差可以通過控制轉(zhuǎn)向反射鏡2予以估計(jì)和合并。
在圖2中，虛線表示“光束旋轉(zhuǎn)斷線”的存在，也就是說，在所述斷線之前的部分，即從激光器2到斷線6的部分，可以以不同于斷線6直到入射面5的部分的方向予以定向。該方向通常在偏振和激光光束3的方向中都產(chǎn)生90°的差別。
圖1的轉(zhuǎn)向反射鏡由圖2中所示的“定位”轉(zhuǎn)向反射鏡7和“指向”轉(zhuǎn)向反射鏡8組成。在本實(shí)例中圖示為反射鏡的兩個(gè)反射鏡除在兩個(gè)方向(如彎曲箭頭符號(hào)所示)可旋轉(zhuǎn)外，由此相對(duì)于光束方向的兩個(gè)橫向方向產(chǎn)生傾斜。明顯地，定位反射鏡7的傾斜或旋轉(zhuǎn)引起光束3在入射面5處的平移，相反，指向反射鏡8的旋轉(zhuǎn)引起光束指向在入射面5處或附近的改變。明顯地，定位反射鏡也引導(dǎo)光束指向上的一個(gè)微小的改變，并且指向反射鏡引起光束的微小平動(dòng)，進(jìn)而反射鏡7和8的平移與指向效果得到耦合。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在分劃板均勻性和預(yù)先安排角分布的主要因素是由于激光指向偏差引起的。在這方面，均勻性與分劃板上輻射的空間分布相關(guān)。可是，激光束在照明器入口處的不期望的位置偏差，也導(dǎo)致輻射的角分布中不期望的改變，并且這種分布與未偏差光束的角分布不同。因此，在激光的指向中，遠(yuǎn)離DOE板一距離處的小的變量Δα，被激光和DOE板之間的距離L放大光束3的橫向平動(dòng)的量LΔα。顯然，這種平動(dòng)不能被忽視并由時(shí)間量程決定該位移產(chǎn)生，很難通過閉環(huán)光束轉(zhuǎn)向裝置補(bǔ)償這種影響，其中所述光束測(cè)量部件測(cè)量偏差并產(chǎn)生一個(gè)校正信號(hào)以控制轉(zhuǎn)向反射鏡7和8以便補(bǔ)償這種偏差。
在圖3的裝置中，幾何距離保持不變，但激光光束3從激光光源到照明系統(tǒng)的光學(xué)距離，通過在光束傳輸路徑中引入成像系統(tǒng)9而被減小。盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解成像系統(tǒng)可以包含各種選擇，但圖3中所示的實(shí)施例說明了基本的解決方案。本實(shí)施例包括兩個(gè)正透鏡，使物體具有成像距離F和放大率M。因此，成像系統(tǒng)的距離F使得光學(xué)距離減少而不改變幾何距離。
在該實(shí)施例中，存在已說明的激光器2。在激光器2之后，設(shè)置光束擴(kuò)展部件10用于限定所述激光束的適合形狀。在這一實(shí)例中，部件10包括常規(guī)的光束擴(kuò)展器光學(xué)系統(tǒng)。在光束擴(kuò)展部件10之后，可平動(dòng)的反射鏡11與光束方向成45°角設(shè)置。因此，光束以90°的夾角朝部分?jǐn)嗑€6反射。在部分?jǐn)嗑€6之后，系統(tǒng)沿參考坐標(biāo)系中表示的Y軸進(jìn)行取向。
盡管為了說明目的是沿Y方向表示的，但在斷線6之前的部分沿Z方向定向。
在此構(gòu)造中，沿Z方向的反射鏡11的平動(dòng)引入Z方向的平動(dòng)。激光束3，在相對(duì)于光束方向成45°夾角的第二可平動(dòng)反射鏡12處反射，再次沿著Y方向以90°夾角反射光束。平動(dòng)反射鏡12在X方向一小的平動(dòng)引起X方向的平動(dòng)。因此，兩反射鏡11和12的平動(dòng)組合使光束在X-Z平面中移動(dòng)，所述平面通常垂直于光束方向Y。另外，光束可由可傾斜反射鏡反射，在本實(shí)施例中優(yōu)選為也是可平動(dòng)反射鏡的反射鏡12。這樣，光束中小的偏差能通過旋轉(zhuǎn)反射鏡予以補(bǔ)償。當(dāng)然，當(dāng)反射鏡沒有位于成像系統(tǒng)的物面附近時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)同樣可以引起光束的平動(dòng)，如參照?qǐng)D2所作的說明。
在圖4中，給出了本發(fā)明優(yōu)選使用的1X成像系統(tǒng)9的成像特征的詳細(xì)說明。
該優(yōu)選實(shí)施例的成像系統(tǒng)9包括一對(duì)相同的正透鏡13，14，所述透鏡具有焦距f并以2f的距離間隔設(shè)置。
在該系統(tǒng)中，位于透鏡13前距離f處的物面15成像在透鏡14后距離f處。因此，光束的光學(xué)距離被減少4f。值得注意的是，只要該兩透鏡以2f間距被分開設(shè)置，那么1X成像對(duì)于兩透鏡的精確位置就相對(duì)不敏感。
因此，圖4的系統(tǒng)9將物面15中光束的指向和定位轉(zhuǎn)變?yōu)橄衩?6中精確的相反指向和定位方向。因此，物面中方向上的改變不會(huì)導(dǎo)致像面中位置的改變，即有效地隔離激光束4的指向和定位。值得注意的是，由激光的指向偏差所引起的相對(duì)小的偏差實(shí)際上已被該系統(tǒng)消除，因?yàn)檫@樣的偏差僅導(dǎo)致一非常小、最終在入射面的附近不在的平動(dòng)。因此，對(duì)指向偏差校正的需要更加小，因?yàn)槿绻赶蚱羁杀煌渡涞匠上裣到y(tǒng)9的物面上，這些偏差將不會(huì)引起平動(dòng)。
通過引入物像距離為F＝4f和放大系數(shù)M＝1的成像系統(tǒng)9，指向偏差Δα引起的平動(dòng)僅為Δα(L-F)/M。
應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)物像距離等于幾何距離L時(shí)，在照明單元的入射面附近沒有平動(dòng)偏差。在這種情況中，光束位置和指向控制能被完全地分開。所述光束指向和位置的轉(zhuǎn)向和控制能因此而被顯著簡(jiǎn)化，并且由于激光指向偏差所引起的位置誤差可被大大削弱，因此增加了分劃板上輻射束的均勻性和角分布的穩(wěn)定性。
圖5和6示出了圖3中所示的反射鏡構(gòu)造的兩個(gè)不同透視圖，其中圖3示出了可平動(dòng)的反射鏡11和12。
在圖5中，因?yàn)槿肷涔馐?來自激光源)指向不同于光束傳輸系統(tǒng)其余部分的方向，包含這種可平動(dòng)反射鏡構(gòu)造的系統(tǒng)示出了一種正交彎曲。為了獲得通常沿縱向定向的系統(tǒng)，圖6披露了一種構(gòu)造，其中另外的反射鏡17沿所需的縱向方向反射光束。兩種解決方案都旋轉(zhuǎn)激光束方向及其偏振，如果需要可用已知的方法將其旋轉(zhuǎn)回來。
雖然以上已經(jīng)說明了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可通過不同于所述方法的其他方法予以實(shí)現(xiàn)。在所述實(shí)施例中，成像系統(tǒng)為1X成像系統(tǒng)。也可引入其他放大倍數(shù)，同樣也可在進(jìn)入照明部件之前具有其他光束形狀和調(diào)整。所作的說明不傾向于限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種光刻投影設(shè)備，包括-用于提供輻射投射光束的輻射源；-用于支撐圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)，該圖案形成裝置用于根據(jù)所需的圖案使投射光束形成圖案；-用于保持基底的基底臺(tái)；-用于將帶圖案的光束投射到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；所述輻射源進(jìn)一步包括-用于調(diào)節(jié)所述輻射束的照明系統(tǒng)，以提供一調(diào)節(jié)輻射束，使其能夠照射所述圖案形成裝置；所述照明系統(tǒng)限定入射面，其中所述輻射束進(jìn)入所述照明系統(tǒng)；和-光束傳輸系統(tǒng)，包括用于將所述投射光束從輻射源轉(zhuǎn)向和傳輸?shù)剿稣彰飨到y(tǒng)的轉(zhuǎn)向元件，其特征在于，-所述光束傳輸系統(tǒng)包括一個(gè)成像系統(tǒng)，用于將所述輻射束從與所述入射面具有一定距離處的物面成像至靠近或位于所述入射面處的像面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻投影設(shè)備，其中所述成像系統(tǒng)為1X成像系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻投影設(shè)備，其中所述成像系統(tǒng)包括一對(duì)透鏡，所述一對(duì)透鏡中的每個(gè)透鏡的焦距為從所述物面至所述像面距離的1/4倍。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光刻投影設(shè)備，其中所述光束傳輸系統(tǒng)包含至少一個(gè)可平動(dòng)反射鏡，其用于在橫向于光束方向的至少一個(gè)方向上平動(dòng)所述投射光束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光刻投影設(shè)備，其中兩個(gè)可平動(dòng)反射鏡被順次定位在光束傳輸路徑中，其中第一反射鏡在第一方向上平動(dòng)所述光束，并且第二反射鏡在第二方向平動(dòng)所述光束，所述第一方向和第二方向彼此橫向并橫截于光束方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求4-5所述的光刻投影設(shè)備，其中所述可平動(dòng)反射鏡置于所述物面中。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光刻投影設(shè)備，其中可傾斜反射鏡置于所述成像系統(tǒng)的物面中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光刻投影設(shè)備，其中所述可傾斜反射鏡在兩個(gè)不同方向可旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的光刻投影設(shè)備，其中所述可傾斜反射鏡是可平動(dòng)的。
10.一種裝置制造方法，包括以下步驟-提供一個(gè)基底，其至少部分地覆蓋有輻射敏感材料層；-使用輻射源提供輻射投射光束；-從所述輻射源傳輸所述投射光束至所述照明系統(tǒng)；-使用限定入射面的照明系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述投射光束，在所述入射面處所述輻射束進(jìn)入所述照明系統(tǒng)；-使用圖案形成裝置賦予調(diào)節(jié)后的投射光束的橫截面一個(gè)圖案；以及-投射帶圖案的輻射束到輻射敏感材料層的靶部上，其特征在于，該方法包括以下步驟-將所述輻射束從與所述入射面具有一定距離的物面成像至接近或位于入射面處的像面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述輻射束的物面上定位可傾斜反射鏡，以便在入射面處控制所述光束指向的步驟；其中該方法進(jìn)一步包括通過可移動(dòng)反射鏡反射所述輻射束，以便在入射面處控制光束位置的步驟。
全文摘要
光刻投影設(shè)備包括提供輻射投射光束的輻射源；支撐圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)，該圖案形成裝置用于根據(jù)所需圖案使投射光束形成圖案；保持基底的基底臺(tái)；將帶圖案的光束投射到基底靶部上的投影系統(tǒng)；該輻射源進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)該輻射束的照明系統(tǒng)，以提供調(diào)節(jié)輻射束，使得能夠照射該圖案形成裝置；該照明系統(tǒng)限定入射面，其中該輻射束進(jìn)入該照明系統(tǒng)；和光束傳輸系統(tǒng)，包括將該投射光束從輻射源轉(zhuǎn)向和傳輸?shù)皆撜彰飨到y(tǒng)的轉(zhuǎn)向元件。光刻投影設(shè)備，其特征在于，光束傳輸系統(tǒng)包括將該輻射束從與該入射面具有一定距離處的物面成像至位于該入射面處或附近的像面的成像系統(tǒng)。這樣，可顯著減少激光指向偏差對(duì)在該入射面處光束位置和指向偏差上的影響。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1542552SQ20041004515
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2004年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月17日
發(fā)明者A·E·A·庫(kù)倫, E·W·M·克諾斯, M·莫, A E A 庫(kù)倫, M 克諾斯 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司, 卡爾蔡司Smt股份公司