專利名稱：具有多個(gè)抑制絲網(wǎng)的光刻投影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻投影裝置，包括-用于從輻射源所發(fā)出的輻射中形成輻射投影光束的輻射系統(tǒng)，-構(gòu)造成可固定圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)，該圖案形成裝置將被投影光束照射以使所述投影光束形成圖案，-構(gòu)造成可固定襯底的襯底臺(tái)，-構(gòu)造并設(shè)置成可在襯底的目標(biāo)部分上對(duì)圖案形成裝置的被照射部分成像的投影系統(tǒng)，和-處于輻射投影光束的路徑中并位于輻射源和將被屏蔽掉帶正電的粒子的物體之間的第一屏蔽裝置，第一屏蔽裝置對(duì)輻射投影光束而言是基本上可透過(guò)的，對(duì)第一屏蔽裝置施加正電壓以形成勢(shì)壘，以便阻擋至少一部分帶正電的粒子。
背景技術(shù)：
這里所用的用語(yǔ)“圖案形成裝置”應(yīng)被廣義地解釋為可用于使入射輻射光束的橫截面具有一定圖案的裝置，此圖案與將在襯底的目標(biāo)部分中產(chǎn)生的圖案相對(duì)應(yīng)；用語(yǔ)“光閥”也可用于此上下文中。一般來(lái)說(shuō)，所述圖案對(duì)應(yīng)于將在目標(biāo)部分中形成的器件如集成電路或其它器件(見下文)中的某一特定功能層。這種圖案形成裝置的例子包括-掩模。掩模的概念在光刻技術(shù)中是眾所周知的，其包括例如二元型、交變相移型、衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型。將這種掩模放入輻射光束中會(huì)導(dǎo)致照射在掩模上的輻射根據(jù)掩模上的圖案而產(chǎn)生選擇性的透射(在透射掩模的情況下)或反射(在反射掩模的情況下)。在采用掩模的情況下，支撐結(jié)構(gòu)通常為掩模臺(tái)，其保證可將掩模固定在入射輻射光束內(nèi)的所需位置上，并且如有需要可使掩模相對(duì)于光束運(yùn)動(dòng)；-可編程的鏡陣列。這種裝置的一個(gè)示例是具有粘彈性控制層和反射面的矩陣尋址的表面。此裝置的基本原理是(例如)反射面的可尋址區(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?。采用合適的濾光器可從反射光束中濾掉所述非衍射光，只留下衍射光；這樣，光束根據(jù)矩陣尋址的表面的尋址圖案而形成圖案?？删幊痰溺R陣列的另一實(shí)施例采用微型鏡的矩陣設(shè)置，通過(guò)施加合適的局部電場(chǎng)或通過(guò)采用壓電致動(dòng)裝置可使各微型鏡圍繞某一軸線各自傾斜。同樣，這些鏡子是矩陣尋址的，使得尋址鏡將以不同于非尋址鏡的方向反射所入射的輻射光束；這樣，反射光束根據(jù)矩陣尋址鏡的尋址圖案而形成圖案?？衫煤线m的電子裝置進(jìn)行所需的矩陣尋址。在上述兩種情況中，圖案形成裝置可包括一個(gè)或多個(gè)可編程的鏡陣列。關(guān)于這里所提到的鏡陣列的更多信息例如可從美國(guó)專利US5296891、US5523193和PCT專利申請(qǐng)WO98/38597和WO98/33096中收集到，這些專利通過(guò)引用結(jié)合于本文中。在采用可編程的鏡陣列的情況下，所述支撐結(jié)構(gòu)例如可為框架或臺(tái)，其可根據(jù)要求為固定的或可動(dòng)的；和-可編程的LCD陣列。在美國(guó)專利US5229872中給出了這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例，此專利通過(guò)引用結(jié)合于本文中。如上所述，在這種情況下支撐結(jié)構(gòu)例如可為框架或臺(tái)，其可根據(jù)要求為固定的或可動(dòng)的。
為簡(jiǎn)便起見，本文的余下部分在某些位置具體地集中到涉及掩模和掩模臺(tái)的示例上；然而，在這些示例中討論的基本原理應(yīng)在上述圖案形成裝置的更廣泛的上下文中進(jìn)行理解。
光刻投影裝置例如可用于集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，圖案形成裝置可產(chǎn)生與IC的單個(gè)層相對(duì)應(yīng)的電路圖案，而且此圖案可成像于已涂覆有一層輻射敏感材料(抗蝕劑)的襯底(硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如包括一個(gè)或多個(gè)管心)上。通常來(lái)說(shuō)，單個(gè)晶片包含相鄰目標(biāo)部分的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它們通過(guò)投影系統(tǒng)一次一個(gè)地連續(xù)地被照射。在現(xiàn)有裝置中，在采用掩模臺(tái)上的掩模來(lái)形成圖案時(shí)，在兩種不同類型的機(jī)器之間存在著差異。在一種光刻投影裝置中，通過(guò)將整個(gè)掩模圖案一次性地曝光在目標(biāo)部分上來(lái)照射各目標(biāo)部分；這種裝置通常稱為晶片分檔器或步進(jìn)-重復(fù)裝置。在通常稱為步進(jìn)-掃描裝置的另一種裝置中，通過(guò)沿給定的基準(zhǔn)方向(“掃描”方向)在投影光束下漸進(jìn)地掃描掩模圖案并以平行于或反向平行于此方向的方向同步地掃描襯底臺(tái)來(lái)照射各目標(biāo)部分；通常來(lái)說(shuō)，由于投影系統(tǒng)具有一個(gè)放大系數(shù)M(通常小于1)，因此襯底臺(tái)被掃描的速率V為掩模臺(tái)被掃描的速率的M倍。關(guān)于這里所述的光刻裝置的更多信息例如可從專利US6046792中收集到，此專利通過(guò)引用結(jié)合于本文中。
在采用光刻投影裝置的制造工藝中，圖案(例如掩模中的圖案)被成像在至少部分地覆蓋有一層輻射敏感材料(抗蝕劑)的襯底上。在此成像步驟之前，可對(duì)襯底進(jìn)行各種工序，例如涂底層、抗蝕劑涂覆和軟焙烘。在曝光后可對(duì)襯底進(jìn)行其它工序，例如曝光后焙烘(PEB)、顯影、硬焙烘和對(duì)所成像的特征進(jìn)行測(cè)量/檢查。此工序排列用作使器件例如IC的單個(gè)層形成圖案的基礎(chǔ)。隨后可對(duì)這種形成了圖案的層進(jìn)行各種加工，例如蝕刻、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學(xué)機(jī)械拋光等，所有這些工序均用于完成單個(gè)層的加工。如果需要多個(gè)層，那么必須對(duì)各個(gè)新層重復(fù)進(jìn)行整個(gè)工序或其變型。最后，在襯底(晶片)上設(shè)置器件陣列。隨后這些器件通過(guò)例如切片或切割技術(shù)而相互分開，以便將這些單個(gè)的器件安裝在與引腳相連的載體等上。關(guān)于此工藝的更多信息例如可從下述書籍中得到“微芯片的制造半導(dǎo)體加工實(shí)用指南”，第三版，Peter van Zant著，McGraw Hill出版公司，1997年，ISBN 0-07-067250-4，其通過(guò)引用結(jié)合于本文中。
為簡(jiǎn)便起見，在下文中將投影系統(tǒng)稱為“透鏡”；然而，此用語(yǔ)應(yīng)被廣義地理解為包括各種類型的投影系統(tǒng)，例如包括折射光學(xué)系統(tǒng)、反射光學(xué)系統(tǒng)和反射折射光學(xué)系統(tǒng)。輻射系統(tǒng)也可包括根據(jù)任一種這些設(shè)計(jì)類型來(lái)進(jìn)行操作以對(duì)輻射投影光束進(jìn)行引導(dǎo)、成形和控制的部件，這些部件在下文中統(tǒng)稱或單獨(dú)地稱為“透鏡”。另外，光刻裝置可以是具有兩個(gè)或多個(gè)襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或多個(gè)掩模臺(tái))的那種類型。在這種“多級(jí)”裝置中，可使用并聯(lián)的附加臺(tái)，或者可在一個(gè)或多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行預(yù)備工序而將一個(gè)或多個(gè)其它的臺(tái)用于曝光。例如在專利US5969441和WO98/40791中介紹了雙級(jí)光刻裝置，這些專利通過(guò)引用結(jié)合于本文中。
在光刻裝置中，可成像于襯底上的特征的尺寸受限于投影輻射的波長(zhǎng)。為了生產(chǎn)出具有高密度器件并因此具有更高工作速度的集成電路，希望能成像出更小的特征。雖然大多數(shù)光刻投影裝置采用了由水銀燈或準(zhǔn)分子激光器所產(chǎn)生的紫外光，然而已經(jīng)提出可以使用更短波長(zhǎng)的輻射，其波長(zhǎng)在5到20毫微米的范圍內(nèi)，尤其在13毫微米左右。這種輻射稱為遠(yuǎn)紫外線(EUV)或軟X射線，其可能的發(fā)生源例如包括激光致等離子源、放電等離子源或來(lái)自電子存儲(chǔ)環(huán)的同步輻射。采用放電等離子源的裝置在下述文獻(xiàn)中有介紹W.Partlo，I.Fomenkov，R.Oliver，D.Birx，“在鋰蒸氣中采用密集等離子聚焦的EUV(13.5毫微米)光源的進(jìn)展”，Proc.SPIE 3997，pp.136-156(2000)；M.W.McGeoch，“Z線柱遠(yuǎn)紫外線光源的功率縮放”，Proc.SPIE 3997，PP.861-866(2000)；W.T.Silfvast，M.Klosner，G.Shimkaveg，H.Bender，G.Kubiak，N.Fomaciari，“用于EUV光刻的13.5和11.4毫微米下的高功率等離子放電源”，Proc.SPIE 3676，pp.272-275(1999)；以及K.Bergmann等人，“基于氣體放電等離子的高重復(fù)性遠(yuǎn)紫外線輻射源”，Applied Optics，Vol.38，pp.5413-5417(1999)。
EUV輻射源如上述放電等離子輻射源可能需要使用相當(dāng)高分壓的氣體或蒸氣來(lái)發(fā)出EUV輻射。在放電等離子源中，放電在電極之間產(chǎn)生，隨后使所得的部分離子化的等離子破壞，產(chǎn)生可發(fā)出EUV范圍內(nèi)的輻射的非常熱的等離子。這種非常熱的等離子非常頻繁地形成于氙中，這是因?yàn)殡入x子可在遠(yuǎn)紫外線(EUV)范圍內(nèi)的13.5毫微米左右產(chǎn)生輻射。為了有效地產(chǎn)生EUV，需要在輻射源的電極附近具有0.1毫巴的典型壓力。這種相當(dāng)高的氙壓的缺點(diǎn)是，氙氣會(huì)吸收EUV輻射。例如，0.1毫巴的氙在1米距離內(nèi)只能發(fā)送波長(zhǎng)為13.5毫微米的0.3％的EUV輻射。因此就需要將此相當(dāng)高的氙壓限制在輻射源周圍的有限區(qū)域內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，輻射源應(yīng)容納在其自身的真空腔內(nèi)，該真空腔通過(guò)腔壁與設(shè)有集光式反射鏡和照明光學(xué)部件的后方真空腔分隔開。
在歐洲專利EP-1182510中已知了如上所述的EUV光刻投影裝置。此文獻(xiàn)在其實(shí)施例7和圖9到12中公開了一種處于較高正電位下的絲網(wǎng)(高壓絲網(wǎng))，其用于防止光刻裝置中的光學(xué)部件上的精細(xì)涂層受到濺射。該絲網(wǎng)作為屏蔽件設(shè)置在光學(xué)部件之前，由于其處于較高的正電位下，因此其可排斥帶有正電的粒子。該絲網(wǎng)包括多根平行金屬絲。各金屬絲的厚度比相鄰金屬絲之間的距離小得多。這就保證了金屬絲不會(huì)顯著地妨礙輻射投影光束，并且金屬絲對(duì)于輻射投影光束來(lái)說(shuō)是基本上可透過(guò)的。通過(guò)絲網(wǎng)的正偏壓可排斥或減慢帶正電的粒子接近光學(xué)部件，并使這些正粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)。然而，較高的正電壓會(huì)將自由電子吸引到絲網(wǎng)上。這就導(dǎo)致了下述若干缺點(diǎn)絲網(wǎng)中存在較高的能量消耗，絲網(wǎng)因而被加熱，需要為絲網(wǎng)提供較高電壓的電源，以及在絲網(wǎng)附近可能存在著氣體放電。此外，伴隨而生的延伸電場(chǎng)使得絲網(wǎng)和另一表面之間的氣體被電擊穿，并對(duì)光刻投影裝置中的EUV源的性能造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在減少到達(dá)高壓絲網(wǎng)的自由電子的數(shù)量，并且限制電場(chǎng)。
為此，本發(fā)明的特征在于，在第一屏蔽裝置的至少一側(cè)上設(shè)置處于輻射投影光束的路徑內(nèi)的第二屏蔽裝置，對(duì)第二屏蔽裝置施加負(fù)電壓，以便排斥出帶負(fù)電的粒子使之離開第一屏蔽裝置。該負(fù)電壓可排斥帶負(fù)電的粒子，例如上述自由電子，因而可使第一屏蔽裝置或第一絲網(wǎng)的周圍環(huán)境中實(shí)際上不存在所述帶負(fù)電的粒子。因此，可以顯著地減少入射在第一絲網(wǎng)上的自由電子的數(shù)量，并且可有利地防止流經(jīng)絲網(wǎng)的高電流和絲網(wǎng)上高能量消耗。此外，第二屏蔽裝置用作法拉第籠，可防止電場(chǎng)線到達(dá)輻射源和精密的光學(xué)部件。
本發(fā)明的另一實(shí)施例的特征在于，光刻投影裝置還包括一個(gè)接地或與第二屏蔽裝置電接觸的表面，用于將輻射源與第一屏蔽裝置屏蔽開。這種屏蔽使得能方便地操作EUV源，并在第一絲網(wǎng)上施加高電壓。可在包括第二屏蔽裝置和該表面的組合結(jié)構(gòu)上施加負(fù)電壓。或者，所述表面可以接地，可在第二屏蔽裝置上施加負(fù)電壓。電子(和電場(chǎng)線)仍可穿過(guò)接地結(jié)構(gòu)。施加于所述結(jié)構(gòu)上的負(fù)電壓可防止電子和電場(chǎng)線穿過(guò)此結(jié)構(gòu)。對(duì)于封閉式結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，此負(fù)電壓并不是必須的。當(dāng)在此結(jié)構(gòu)中設(shè)有孔以允許EUV輻射從中通過(guò)時(shí)，例如在第二屏蔽裝置包括有絲網(wǎng)時(shí)，孔的尺寸決定了屏蔽所需的負(fù)電壓。
本發(fā)明的其它實(shí)施例的特征在于，該表面包括圓柱形或圓錐形的外殼，其縱向軸線基本上平行于輻射投影光束的路徑，第一屏蔽裝置和第二屏蔽裝置包括柵格或絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并具有與輻射投影光束的路徑基本上正交的表面。已對(duì)這些相對(duì)較簡(jiǎn)單的幾何形狀進(jìn)行了測(cè)試，證明它們可起很好的作用。而且，這種簡(jiǎn)單的幾何形狀制造起來(lái)比較容易且成本較低。根據(jù)輻射投影光束是否平行、會(huì)聚或發(fā)散，這些幾何形狀中的一種可以是更加有利的。對(duì)于與輻射投影光束的路徑平行的圓柱形外殼來(lái)說(shuō)，該外殼可以封閉并接地。
同樣，在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的特征在于，第二屏蔽裝置和第一屏蔽裝置包括沿輻射投影光束的路徑相互間對(duì)齊的開口。同為絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的第二屏蔽裝置與第一屏蔽裝置的對(duì)齊可使對(duì)輻射投影光束的截?cái)嘧钚。⒁虼耸菇z網(wǎng)下游處的輻射功率量最大。絲網(wǎng)的對(duì)齊使得絲網(wǎng)下游處的輻射功率對(duì)會(huì)聚、平行或發(fā)散的輻射投影光束來(lái)說(shuō)均最大。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的特征在于，光刻投影裝置還包括第三屏蔽裝置，其基本上處于地電位，并設(shè)于第二屏蔽裝置上的與朝向第一屏蔽裝置的一側(cè)相反的另一側(cè)上。這就進(jìn)一步降低了由輻射源附近的第一和第二屏蔽裝置所產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響。二次電子無(wú)法到達(dá)帶正電的絲網(wǎng)處，EUV源可以順暢和穩(wěn)定的方式來(lái)操作。第三屏蔽裝置的最重要的功能是防止因延伸電場(chǎng)和加速電子所引起的與第二屏蔽裝置有關(guān)的操作性問(wèn)題。此外，第三屏蔽裝置產(chǎn)生了一個(gè)陰影區(qū)域，其中可以設(shè)置其它的屏蔽裝置。入射在第三屏蔽裝置上的輻射產(chǎn)生了二次電子，如果未設(shè)置第三屏蔽裝置的話，那么二次電子將產(chǎn)生在第二屏蔽裝置處。由第三屏蔽裝置而不是第二屏蔽裝置來(lái)產(chǎn)生二次電子流是有利的，這是因?yàn)閬?lái)自第二屏蔽裝置的電子流將使負(fù)電壓(暫時(shí)性地)升高，甚至達(dá)到零電位。
同樣，本發(fā)明的其它實(shí)施例的特征在于，在第一屏蔽裝置上施加0伏到20千伏之間、最好為約3千伏的正電壓，在第二屏蔽裝置上施加-2千伏到0伏之間、最好為約-400伏的負(fù)電壓。這些用于電場(chǎng)電位的值已被證明是特別有利的。
根據(jù)本發(fā)明的光刻投影裝置的另一實(shí)施例的特征在于，可在高位即輻射狀態(tài)和低位即無(wú)輻射狀態(tài)之間以脈沖方式來(lái)操作輻射源，光刻投影裝置還包括同步裝置，該同步裝置可在輻射源處于其低位狀態(tài)的至少一部分時(shí)間內(nèi)對(duì)第一屏蔽裝置施加正電壓。第一屏蔽裝置上的高電壓可排斥由輻射源產(chǎn)生的正離子，并防止它們進(jìn)入到屏蔽裝置下游的光學(xué)系統(tǒng)中。然而，只需在輻射源處于其低位狀態(tài)時(shí)的時(shí)間內(nèi)操作屏蔽裝置，并且只需在未產(chǎn)生光離子時(shí)操作屏蔽裝置，就可防止由屏蔽裝置下游的EUV光束所產(chǎn)生的光離子加速進(jìn)入到光學(xué)系統(tǒng)中?？稍诘诙帘窝b置上施加預(yù)定的電壓。該電壓可以脈沖的形式與輻射源同步，但不必使第二屏蔽裝置形成脈沖。該預(yù)定電壓也可以是恒定的。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在輻射源產(chǎn)生的離子被減速時(shí)切斷屏蔽裝置上的高電壓，以防止輻射源產(chǎn)生的離子被排斥回輻射源。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的特征在于，在第一屏蔽裝置和第二屏蔽裝置之間設(shè)有至少一個(gè)壁，用于捕獲帶正電的粒子。特別是，與將離子引向這些壁的電場(chǎng)或磁場(chǎng)相結(jié)合，可以促進(jìn)光離子進(jìn)一步衰減，這是因?yàn)楣怆x子的平均自由行程因引入額外的壁而減小。這些壁可以是導(dǎo)電的或絕緣的。此額外的壁應(yīng)當(dāng)設(shè)置成使得壁對(duì)EUV光束的阻擋最小。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的特征在于，所述光刻投影裝置包括光離子捕獲裝置，用于將帶正電的粒子朝向所述至少一個(gè)壁吸引。通過(guò)施加相對(duì)較小的電作用力和/或磁作用力，并且使至少一個(gè)部件垂直地指向所述至少一個(gè)壁，就可從光學(xué)系統(tǒng)中除去光離子。


下面將僅通過(guò)示例的方式并參考示意性附圖來(lái)介紹本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中相應(yīng)的標(biāo)號(hào)表示相應(yīng)的部分，其中圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻投影裝置；圖2顯示了圖1所示光刻投影裝置中的EUV輻射系統(tǒng)和投影光學(xué)器件的側(cè)視圖；圖3顯示了本發(fā)明的輻射源和掠入射集光器的細(xì)節(jié)；圖4示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的屏蔽裝置的一個(gè)實(shí)施例的布置；圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的光刻投影裝置中的聚焦在輻射源上的屏蔽裝置的位置；和圖6顯示了用于說(shuō)明本發(fā)明的操作的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例的光刻投影裝置1。所述裝置包括-用于提供輻射(例如波長(zhǎng)為11-14毫微米的EUV輻射)的投影光束PB的輻射系統(tǒng)。在此特定情況下，該輻射系統(tǒng)還包括輻射源LA；-設(shè)有用于固定掩模MA(如分劃板)的掩模固定器的第一載物臺(tái)(掩模臺(tái))MT，其與用于將掩模相對(duì)于物體PL精確定位的第一定位裝置PM相連；-設(shè)有用于固定襯底W(如涂覆有抗蝕劑的硅晶片)的襯底固定器的第二載物臺(tái)(襯底臺(tái))WT，其與用于將襯底相對(duì)于物體PL精確定位的第二定位裝置PW相連；-用于在襯底W的目標(biāo)部分C(例如包括一個(gè)或多個(gè)管心)上對(duì)掩模MA的被照亮部分進(jìn)行成像的投影系統(tǒng)(“透鏡”)PL。
如這里所述，此裝置為反射型(例如具有反射掩模)。然而通常來(lái)說(shuō)，它也可以是透射型(例如帶有透射掩模)?；蛘?，此裝置可以采用另一種圖案形成裝置，例如上述類型的可編程的鏡陣列。
源LA(例如激光致等離子或放電等離子的EUV輻射源)產(chǎn)生輻射光束。此光束直接地或在穿過(guò)調(diào)節(jié)裝置如光束擴(kuò)展器后被饋送給照明系統(tǒng)(照明器)IL。照明器IL可包括用于設(shè)定光束強(qiáng)度分布的外部和/或內(nèi)部徑向范圍(通常分別稱為σ-外部和σ-內(nèi)部)的調(diào)節(jié)裝置。此外，它通常還包括各種其它的部件，例如積分器和聚光器。這樣，照射在掩模MA上的光束PB在其橫截面上具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。
在圖1中應(yīng)當(dāng)注意到，源LA可位于光刻投影裝置的外殼內(nèi)(例如當(dāng)源LA為水銀燈時(shí)通常是這樣)，但也可遠(yuǎn)離光刻投影裝置，源LA所產(chǎn)生的輻射光束被引入該裝置中(例如借助于合適的導(dǎo)向鏡)；當(dāng)源LA為準(zhǔn)分子激光器時(shí)通常為后一種情形。本發(fā)明和權(quán)利要求包括了這兩種情況。
光束PB隨后與固定在掩模臺(tái)MT上的掩模MA相交。在被掩模MA反射后，光束PB通過(guò)透鏡PL，透鏡PL將光束PB聚焦在襯底W的目標(biāo)部分C上。借助于第二定位裝置PW(以及干涉測(cè)量?jī)xIF)，襯底臺(tái)WT可精確地移動(dòng)，例如將不同的目標(biāo)部分C定位在光束PB的路徑中。類似地，可用第一定位裝置PM相對(duì)于光束PB的路徑對(duì)掩模MA進(jìn)行精確的定位，例如在將掩模MA從掩模庫(kù)中機(jī)械式地重新取出之后或者在掃描過(guò)程中。通常來(lái)說(shuō)，借助于圖1中未明確描述的長(zhǎng)行程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精確定位)，可實(shí)現(xiàn)載物臺(tái)MT，WT的移動(dòng)。然而，在采用晶片分檔器的情況下(與步進(jìn)-掃描裝置相反)，掩模臺(tái)MT可只與短行程致動(dòng)器相連，或被固定住。掩模MA和襯底W可分別采用掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1，M2和襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1，P2來(lái)對(duì)準(zhǔn)。
所述裝置可用于兩種不同的模式中1.在步進(jìn)模式中，掩模臺(tái)MT基本上保持靜止，整個(gè)掩模圖案被一次性投影(即單次“閃光”)到目標(biāo)部分C上。然后沿x和/或y方向移動(dòng)襯底臺(tái)WT，使得光束PB可照射不同的目標(biāo)部分C；和2.在掃描模式中，除了給定的目標(biāo)部分C沒有在單次“閃光”中曝光之外，基本上采用相同的方案。作為替代，掩模臺(tái)MT以速度v沿給定方向(所謂的“掃描方向”，例如y方向)移動(dòng)，從而使投影光束PB可在掩模圖像上掃描；同時(shí)，襯底臺(tái)WT以速度V＝Mv沿相同或相反的方向同時(shí)移動(dòng)，其中M為透鏡PL的放大系數(shù)(通常來(lái)說(shuō)M＝1/4或1/5)。這樣，可以對(duì)較大的目標(biāo)部分C進(jìn)行曝光而不會(huì)降低分辨率。
圖2顯示了投影裝置1，其包括帶有輻射單元3和照明光學(xué)單元4的輻射系統(tǒng)2，以及投影光學(xué)系統(tǒng)PL。輻射系統(tǒng)2包括源-集光器模塊或輻射單元3和照明光學(xué)單元4。輻射單元3設(shè)有輻射源6，其可以是放電等離子EUV輻射源。EUV輻射源6可采用氣體或蒸氣，例如氙氣或鋰蒸氣，其中可以形成非常熱的等離子以發(fā)出處于電磁光譜的EUV范圍內(nèi)的輻射。通過(guò)使放電的部分離子化等離子在光軸O上破壞，就可以產(chǎn)生非常熱的等離子。為了有效地產(chǎn)生輻射，要求氙氣、鋰蒸氣或任何其它適當(dāng)?shù)臍怏w或蒸氣的分壓為0.1毫巴。由輻射源6發(fā)出的輻射經(jīng)氣體阻擋結(jié)構(gòu)或“箔式收集器(foil trap)”9而從輻射源腔7進(jìn)入到集光器腔8。氣體阻擋結(jié)構(gòu)9包括通道結(jié)構(gòu)，例如在歐洲專利申請(qǐng)EP-A-1233468和EP-A-1057079中所詳細(xì)介紹的那種結(jié)構(gòu)，這些專利申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合于本文中。
集光器腔8包括輻射集光器10，根據(jù)本發(fā)明，其由掠入射集光器形成。穿過(guò)集光器10的輻射被光柵濾波器11反射，從而聚焦在集光器腔8中的開口處的虛擬源點(diǎn)12上。來(lái)自腔8的輻射光束16在照明光學(xué)單元4中經(jīng)正入射反射器13，14被反射到位于分劃板臺(tái)或掩模臺(tái)MT上的分劃板或掩模上。這樣就形成了圖案化光束17，其通過(guò)反射元件18，19而在投影光學(xué)系統(tǒng)PL中成像于晶片臺(tái)或襯底臺(tái)WT上。在照明光學(xué)單元4和投影光學(xué)系統(tǒng)PL中設(shè)置了比所顯示的更多的元件。
從圖3中可以看到，掠入射集光器10包括多個(gè)嵌套式反射元件21，22，23。例如在德國(guó)專利申請(qǐng)DE 10138284.7中顯示了這種類型的掠入射集光器。
在圖4中顯示了第一屏蔽裝置，例如處于EUV光束57中的絲網(wǎng)41，其安裝在接地的殼體如圓柱形外殼43的內(nèi)部。由輻射源6發(fā)出的帶正電的粒子沿EUV光束57運(yùn)動(dòng)。絲網(wǎng)41與可提供正電壓的電壓源45相連。第一屏蔽裝置也可由柵格來(lái)實(shí)現(xiàn)。絲網(wǎng)41包括多條金屬絲61和多個(gè)開口63。各金屬絲的厚度比相鄰金屬絲之間的距離小得多。這就保證了對(duì)EUV光束57的阻礙盡可能地小。絲網(wǎng)41與接地的圓柱形外殼43電絕緣。在第一絲網(wǎng)41的兩側(cè)安裝了與接地的圓柱形外殼43電絕緣的第二屏蔽裝置，其形式為兩個(gè)附加絲網(wǎng)47，49。附加絲網(wǎng)47，49與電壓源51相連，其可提供負(fù)電壓以排斥自由電子。在接地的圓柱形外殼43的端面處設(shè)有與接地的圓柱形外殼43電接觸的第三屏蔽裝置，例如兩個(gè)附加絲網(wǎng)53，55。在圖4所示的情況下，EUV光束57平行地進(jìn)入且連續(xù)地穿過(guò)絲網(wǎng)41，47，49，53，55的組件，它們相互對(duì)準(zhǔn)以盡可能地降低光學(xué)部件59如反射器上的陰影效應(yīng)。然而，本發(fā)明也可使用(EUV)輻射的會(huì)聚或發(fā)散光束57。在這種情況下必須相應(yīng)地調(diào)節(jié)絲網(wǎng)41，47，49，53，55的對(duì)準(zhǔn)和間距。重要的是，應(yīng)當(dāng)防止由EUV光束57在導(dǎo)電層上的沉積所引起的絲網(wǎng)41，47，49，53，55的短路。為此，應(yīng)在絲網(wǎng)41，47，49，53，55之間設(shè)置絕緣媒介。在此絕緣媒介中切出其中金屬原子很難透過(guò)的溝槽。這意味著在溝槽深處將有一部分基本上無(wú)導(dǎo)電材料。溝槽的幾何形狀例如為圓柱體內(nèi)表面上的正交于圓柱體長(zhǎng)度的溝槽。在EUV源操作且在外部絲網(wǎng)47，49上無(wú)電壓時(shí)，在第一(中間)絲網(wǎng)41上產(chǎn)生高電壓(3千伏)是非常困難的。保持這一高電壓所需的功率應(yīng)高于35瓦，在真空腔內(nèi)可觀察到電擊穿現(xiàn)象，并且輻射源并不是穩(wěn)定地工作。然而，當(dāng)由電壓源51對(duì)絲網(wǎng)47，49施加-400伏左右的電壓時(shí)，就可以非常容易地保持這一3千伏的電壓，并且不會(huì)對(duì)輻射源產(chǎn)生負(fù)作用或負(fù)面影響，例如擊穿。與接地絲網(wǎng)53，55相連的接地外殼43的存在進(jìn)一步降低了由絲網(wǎng)41，47，49所產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響。圖4所示的實(shí)施例適用于平行的輻射投影光束，然而本發(fā)明可以相當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)發(fā)散或會(huì)聚的輻射投影光束起作用。
光刻投影裝置中的其它部件如箔式收集器也可用作如上所述的絲網(wǎng)41，47，49，53，55之一。
圖5顯示了圖2所示的源6和集光器10的放大的詳細(xì)視圖。如圖5所示，箔式收集器9用作接地絲網(wǎng)55，而集光器10用作接地絲網(wǎng)53。箔式收集器9的外殼43和集光器10也接地。絲網(wǎng)41，47和49是曲形的，它們的焦點(diǎn)處于輻射源6上以便降低對(duì)輻射投影光束(在這種情況下其為發(fā)散光束)的截?cái)啵蚨稍龃蠼z網(wǎng)下游處的輻射功率的量。第一和第二屏蔽裝置可以是處于箔式收集器的板片的陰影下的細(xì)絲。由于金屬絲未被照射，因此不會(huì)被加熱，這是一個(gè)有利之處。而且，箔式收集器的板片可以相對(duì)容易的方式進(jìn)行冷卻。
在圖5所示的實(shí)施例中，絲網(wǎng)上的電壓可以是脈沖式的。為此，在輻射源6和電壓源45及51上連接了定時(shí)電路63。定時(shí)電路63負(fù)責(zé)脈沖式輻射源6與電壓源45及51之間的同步。
為了說(shuō)明本發(fā)明的操作，現(xiàn)在來(lái)參考圖6所示的時(shí)序圖。在光刻投影裝置中，在時(shí)間段T1內(nèi)的如圖6a所示的高位狀態(tài)期間，由于EUV輻射的離子化特性而產(chǎn)生了離子(“光離子”)。更具體地說(shuō)，光離子產(chǎn)生于第一屏蔽裝置41和第二屏蔽裝置47，49之間。在EUV脈沖到達(dá)時(shí)基本上立即產(chǎn)生光離子?？梢栽O(shè)置光離子捕獲裝置，例如接地的壁43或具有較小(由電路65來(lái)有源地施加)的離子吸引磁偏或電偏67(永久性的或脈沖式的，使得吸引只發(fā)生在源6的低位狀態(tài)中)，以便除去屏蔽裝置之間的光離子。光離子捕獲裝置用于提高光離子密度的衰減。另一方面，在光刻投影裝置中還存在從EUV源中發(fā)出的離子(“源離子”)。源離子在發(fā)生后沿輻射投影光束的路徑在光刻投影裝置的光學(xué)部件的方向上運(yùn)動(dòng)。假定源離子在時(shí)間段T2之后到達(dá)第二屏蔽裝置47、例如絲網(wǎng)處。為了防止源離子穿過(guò)絲網(wǎng)41，并防止輻射投影光束路徑的更下游處的光學(xué)部件受到源離子的干擾，在絲網(wǎng)41上施加如上所述的與連續(xù)式一樣的正脈沖電壓。為了具有源離子排斥效應(yīng)，該正電壓必須在輻射源轉(zhuǎn)換到高位狀態(tài)之后的不遲于時(shí)間段T2時(shí)施加。正電壓脈沖的寬度T3必須使得正電壓存在一段足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以便使源離子減速。較長(zhǎng)的脈寬會(huì)加速源離子并使之偏轉(zhuǎn)回到輻射源。正脈沖的長(zhǎng)度T3的典型值為約1微秒。根據(jù)從輻射源中發(fā)出離子的時(shí)間跨度，長(zhǎng)度T3可以比1微秒大一些，這是因?yàn)楸仨氂凶銐虻臅r(shí)間來(lái)使最后到達(dá)第二屏蔽裝置47處的離子減速。電壓脈沖T3必須滿足的一個(gè)重要條件是，它一定不能在存在有光離子的期間內(nèi)(例如在輻射源處于高位狀態(tài)的時(shí)間段T1內(nèi)和時(shí)間段T1之后的最好已除去了光離子的有限時(shí)間段內(nèi))施加。施加脈沖T3的時(shí)間可以變化，如同其形狀、高度和寬度可以變化一樣。這由圖6b中的虛線示出。由于光離子需要一定的時(shí)間來(lái)到達(dá)捕獲裝置，因此在脈沖T1的末端和在T3期間施加正電壓脈沖之間必須存在著時(shí)間延遲Tdelay。T1，T2和T3的典型值為100毫微秒到幾微秒。第二屏蔽裝置47，49也可被(有源地)偏壓。為了得到較強(qiáng)的源離子排斥場(chǎng)，第二屏蔽裝置可與第一屏蔽裝置41同步地偏壓，并且與脈沖T3基本上同步地偏壓。這顯示于圖6c中。然而，第二屏蔽裝置上的脈沖電壓和第二屏蔽裝置上的恒定電壓將導(dǎo)致源離子排斥效應(yīng)。重要的是在源離子到達(dá)第二屏蔽裝置47時(shí)切換第一屏蔽裝置41上的電壓。
如圖5所示，可由電壓源67在絲網(wǎng)41，47和49的外殼43上施加最好為-100伏的負(fù)電壓。這將對(duì)產(chǎn)生于絲網(wǎng)之間光離子產(chǎn)生吸引力，并將這些離子帶離絲網(wǎng)41，47，49?？稍陔妷涸?7上連接定時(shí)電路65，以便只在存在這些離子的期間(即T1和之后的一段時(shí)間)內(nèi)提供負(fù)電壓。
如上所述的絲網(wǎng)組件特別適用于屏蔽光學(xué)部件如反射鏡59，以使其不受到輻射源引發(fā)的碎粒的侵襲。
雖然在上文中介紹了本發(fā)明的特定實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以不同于上述的方式來(lái)實(shí)施。此說(shuō)明書并不意味限制了本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種光刻投影裝置，包括-用于從所輻射源發(fā)出的輻射中形成輻射投影光束的輻射系統(tǒng)，-構(gòu)造成可固定圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)，所述圖案形成裝置將被所述投影光束照射以使所述投影光束形成圖案，-構(gòu)造成可固定襯底的襯底臺(tái)，-構(gòu)造并設(shè)置成可在所述襯底的目標(biāo)部分上對(duì)所述圖案形成裝置的被照射部分成像的投影系統(tǒng)，和-處于所述輻射投影光束的路徑中并位于所述輻射源和將被屏蔽掉帶正電的粒子的物體之間的第一屏蔽裝置，所述第一屏蔽裝置對(duì)所述輻射投影光束而言是基本上可透過(guò)的，對(duì)所述第一屏蔽裝置施加正電壓以形成勢(shì)壘，以便阻擋至少一部分所述帶正電的粒子，其特征在于，在所述第一屏蔽裝置的至少一側(cè)上設(shè)置處于所述輻射投影光束的路徑內(nèi)的第二屏蔽裝置，對(duì)所述第二屏蔽裝置施加負(fù)電壓，以便排斥帶負(fù)電的粒子使之離開所述第一屏蔽裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述光刻投影裝置還包括接地或與所述第二屏蔽裝置電接觸的表面，用于將所述輻射源與所述第一屏蔽裝置屏蔽開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述表面包括圓柱形或圓錐形的外殼，其縱向軸線基本上平行于所述輻射投影光束的路徑。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述第一屏蔽裝置和第二屏蔽裝置包括柵格或絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并具有與所述輻射投影光束的路徑基本上正交的表面。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述第二屏蔽裝置和第一屏蔽裝置包括沿所述輻射投影光束的路徑相互間對(duì)齊的開口。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述光刻投影裝置還包括第三屏蔽裝置，其基本上處于地電位，并設(shè)于所述第二屏蔽裝置上的與朝向所述第一屏蔽裝置的一側(cè)相反的另一側(cè)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述第三屏蔽裝置具有與所述第一屏蔽裝置和第二屏蔽裝置類似的結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光刻投影裝置，其特征在于，施加在所述第一屏蔽裝置上的正電壓處于0伏到20千伏之間，最好為約3千伏。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述第二屏蔽裝置處于負(fù)電位，所述負(fù)電位處于-2千伏到0伏之間，最好為約-400伏。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述輻射源可在高位狀態(tài)和低位狀態(tài)之間以脈沖方式來(lái)操作，所述光刻投影裝置還包括同步裝置，所述同步裝置可在所述輻射源處于其低位狀態(tài)的至少一部分時(shí)間內(nèi)對(duì)所述第一屏蔽裝置上施加正電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述第二屏蔽裝置上的正電壓存在幾微秒的時(shí)間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10到11中任一項(xiàng)所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述第二屏蔽裝置與所述同步裝置相連，用于與施加在所述第一屏蔽裝置上的正電壓同步地改變施加在所述第二屏蔽裝置上的電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求10到12中任一項(xiàng)所述的光刻投影裝置，其特征在于，在所述第一屏蔽裝置和第二屏蔽裝置之間設(shè)有至少一個(gè)壁，以便捕獲帶正電的粒子。
14.根據(jù)權(quán)利要求10到12中任一項(xiàng)所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述光刻投影裝置包括光離子捕獲裝置，用于將帶正電的粒子朝向所述至少一個(gè)壁吸引。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光刻投影裝置，其特征在于，所述待屏蔽的物體包括光學(xué)元件。
16.一種用于通過(guò)光刻工藝來(lái)制造集成結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟-提供用于從輻射源所發(fā)出的輻射中形成輻射投影光束的輻射系統(tǒng)，-提供構(gòu)造成可固定圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)，所述圖案形成裝置將被所述投影光束照射以使所述投影光束形成圖案，-提供構(gòu)造成可固定襯底的襯底臺(tái)，還包括步驟-提供至少一個(gè)光學(xué)部件，和-在所述輻射投影光束的路徑中的所述輻射源和所述至少一個(gè)光學(xué)部件之間設(shè)置第一屏蔽裝置，所述第一屏蔽裝置對(duì)所述輻射投影光束而言是基本上可透過(guò)的，所述輻射源可在操作期間發(fā)出帶正電的粒子，可對(duì)所述第一屏蔽裝置提供正電壓以形成勢(shì)壘，以便阻擋至少一部分所述粒子，其特征在于，在所述第一屏蔽裝置的至少一側(cè)上設(shè)置處于所述輻射投影光束的路徑內(nèi)的第二屏蔽裝置，對(duì)所述第二屏蔽裝置提供負(fù)電壓，以便排斥自由電子使之離開所述第一屏蔽裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光刻投影裝置，包括用于形成輻射投影光束的輻射系統(tǒng)；可固定圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)，該裝置將被投影光束照射以使投影光束形成圖案；可固定襯底的襯底臺(tái)；可在襯底的目標(biāo)部分上對(duì)圖案形成裝置的被照射部分成像的投影系統(tǒng)；以及光學(xué)部件和處于輻射投影光束路徑中并位于輻射源和至少一個(gè)光學(xué)部件之間的第一屏蔽裝置，第一屏蔽裝置對(duì)輻射投影光束是基本上可透過(guò)的，輻射源在操作期間可發(fā)出正電粒子，可對(duì)第一屏蔽裝置提供正電壓以形成勢(shì)壘，以便阻擋至少一部分粒子。本發(fā)明的特征在于，在第一屏蔽裝置的至少一側(cè)上設(shè)置處于輻射投影光束路徑內(nèi)的第二屏蔽裝置，對(duì)第二屏蔽裝置提供負(fù)電壓，以排斥自由電子使之離開第一屏蔽裝置。
文檔編號(hào)H05G2/00GK1506763SQ20031011991
公開日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月22日
發(fā)明者L·P·巴克, F·J·P·舒爾曼斯, L P 巴克, P 舒爾曼斯 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司