專利名稱：光刻設備和修正光刻設備內(nèi)的輻射束的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光刻設備和修正光刻設備內(nèi)的輻射束的方法。
技術背景
光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底的目標部分上的機器。例如，可以將光刻設備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩?；蜓谀０娴膱D案形成裝置用于生成對應于所述IC的單層上的電路圖案，并且該圖案可以成像到具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層的襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。通常，單獨的襯底將包含被連續(xù)形成圖案的相鄰目標部分的網(wǎng)絡。公知的光刻設備包括所謂的步進機，在步進機中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個目標部分；和所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向同步地掃描所述襯底來輻射每一個目標部分。也可能通過將圖案壓印(imprinting)到襯底上的方式從圖案形成裝置將圖案轉(zhuǎn)移到襯底上。
光刻領域熟知的是，通過適當?shù)剡x擇照射掩模圖案的角度可以改善掩模圖案的圖像和擴大過程窗口。在具有柯勒照射布置的設備中，照射掩模的輻射的角度分布由照射系統(tǒng)的光瞳平面內(nèi)的強度分布確定，其可以看作二次源。照射模式通常參照光瞳平面內(nèi)的強度分布的形狀進行描述。常規(guī)的照射，即從0到特定最大角度的全部角度的均勻照射，需要在光瞳平面內(nèi)的均勻的盤形強度分布。其他通常使用的強度分布是環(huán)形，其中光瞳平面內(nèi)的強度分布是環(huán)形形狀；雙極照射，其中在光瞳平面內(nèi)存在兩個極；以及四極照射，其中在光瞳平面內(nèi)存在四個極。為了形成這些照射方案，已經(jīng)提出多種方法。例如，變焦錐透鏡 (zoom axicon)，即變焦透鏡和錐透鏡的結(jié)合體，可以用以形成具有可控制的環(huán)形的內(nèi)徑和外徑的環(huán)形照射。為了形成雙極和四極型照射模式，已經(jīng)提出使用空間濾波器，其是具有孔的不透明的板，其中所述極期望具備與使用可移動光纖束的布置那樣的性能。使用空間濾波器可能是不期望的，因為輻射的最終損失降低了設備的生產(chǎn)量并因此提高了所有者的成本。具有光纖束的布置是復雜的且不靈活的。因而提出使用衍射光學元件(DOE)以在光瞳平面內(nèi)形成期望的強度分布。通過在石英或CaF2襯底的表面的不同部分蝕刻不同圖案來形成衍射光學元件。
在光刻設備內(nèi)使用的已知輻射類型是深紫外G)UV)輻射。DUV輻射可以具有大約 IOOnm至300nm的波長，例如大約M8nm、大約193nm、大約157nm或大約126nm。能夠制造可以與DUV輻射一起使用的透鏡的材料的選擇是非常有限的并且甚至最好的材料也對這種輻射具有相當大的吸收系數(shù)。這意味著投影系統(tǒng)中的透鏡在曝光期間吸收能量并升溫，由此導致其形狀、間隔和折射系數(shù)的改變，這將像差引入至所投影的圖像中。因此，許多透鏡系統(tǒng)設置有一個或多個被驅(qū)動的透鏡元件，其在一個或多個自由度上的形狀、位置和/或取向在曝光期間或多次曝光之間可以調(diào)整以補償透鏡升溫效應。在具有通常的反射光學系統(tǒng)的光刻設備(例如使用極紫外(EUV)輻射的光刻設備)中會出現(xiàn)類似的問題。在這種系統(tǒng)中，光刻設備的輻射可能被反射器(例如反射鏡)吸收，這會引起反射器升溫和變形，由此降低光刻設備的性能。
如果使用例如雙極的、束能量在照射系統(tǒng)的光瞳平面內(nèi)強烈局部化的照射模式， 則束的能量將也在投影系統(tǒng)的光瞳平面內(nèi)和其附近被強烈地局部化。當使用這種局部照射模式時透鏡升溫效應更加嚴重，因為受影響的透鏡元件中的溫度梯度更大，這導致形狀和/ 或折射系數(shù)的局部改變，其引起輻射束中大的相位梯度。通過已有的被驅(qū)動的投影元件經(jīng)常不能校正這些效應。使用掃描光刻設備中普遍的狹縫狀照射場會引起類似的效應。發(fā)明內(nèi)容
期望提供例如一種用于在使用局部照射模式時至少減小或消除光刻設備的元件的不均勻升溫效應的光刻設備和方法。此外，期望提供一種用于排除或消除現(xiàn)有技術的一個或多個問題的替換的光刻設備和方法，不管這里是否提到。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光刻設備，包括安裝在輻射束路徑中的束修正設備。所述束修正設備包括管道，配置成允許流體流過，所述管道布置成使得在使用時輻射束穿過管道以及流過所述管道的流體；和熱交換器，與在流體流動方向上設置在輻射束穿過管道所經(jīng)由的位置上游的管道的部分熱連通。
流體可以具有作為其溫度的函數(shù)進行改變的光學性質(zhì)。
光學性質(zhì)可以是折射系數(shù)。
所述束的基本上整個橫截面穿過所述管道。
光刻設備還可以包括熱交換控制設備，所述熱交換控制設備配置成控制熱交換器使得熱交換器能夠獨立地與多個管道部分交換熱量，其中管道部分的至少一個與其他的管道部分的一個在跨過流體流動的方向的方向上間隔開。
管道部分中的至少一個可以與其他的部分管道中的所述一個在大體垂直于流體流動方向的方向上間隔開。
管道可以具有大體細長的橫截面。
流體流動的方向大體垂直于輻射束的光軸。
光刻設備能夠以掃描模式操作，并且流體流動的方向可以大體平行于光刻設備的掃描方向。
光刻設備還可以包括流體提供設備，其配置用以提供流體至所述管道，流體提供設備和管道配置使得通過所述管道的流體流動是基本上層狀的。
光刻設備可以是浸沒光刻設備；可以至少部分地通過浸沒罩限定所述管道；并且被允許流過管道的流體可以是浸沒流體。
光刻設備還可以包括輻射束操縱裝置，其大體位于光刻設備的投影系統(tǒng)的光瞳平面處，所述輻射束操縱裝置配置成操縱輻射束的空間頻率分布。輻射束操縱裝置可以附加地或替換地操縱輻射束的波前。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種修正光刻設備內(nèi)輻射束的方法，光刻設備包括束修正設備，所述束修正設備包括管道、熱交換器以及熱交換器控制設備，所述方法包括以下步驟提供輻射束；提供流體使得其流過管道，所述流體具有作為其溫度的函數(shù)而改變的光學性質(zhì)；將束修正設備安裝在輻射束的路徑內(nèi)使得輻射束穿過管道以及流過管道的流體；和將熱交換器與在流體流動方向上設置在輻射束穿過管道的位置的上游處的管道的一部分熱連通；以及使用熱交換器控制設備來控制熱交換器使得其與流體交換熱量，由此通過改變輻射束所穿過的流體的光學性質(zhì)來修正輻射束。
熱交換器控制布置用于修正輻射束以校正由于光刻設備的光學部件升溫引起的像差或由于光刻設備的至少一部分引起的冷像差。
作為流體溫度的函數(shù)改變的流體的光學性質(zhì)可以是折射系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種光刻設備，包括光學元件，用于與輻射束相互作用，所述輻射束限定光學區(qū)域；和束修正設備；其中束修正設備包括安裝至可移動構(gòu)件的加熱設備，所述可移動構(gòu)件能夠相對于光學元件在第一位置和第二位置之間移動，在所述第一位置中，加熱設備處于光學區(qū)域外部，在所述第二位置中，加熱設備處于光學區(qū)域內(nèi)；且其中加熱設備配置成當可移動構(gòu)件位于第二位置時加熱光學元件。
所述加熱設備可以配置成當可移動構(gòu)件處于第二位置時加熱光學元件的第一范圍，并且可移動構(gòu)件可以相對于光學元件能夠移動至第三位置，在所述第三位置中，加熱設備配置成加熱光學元件的第二范圍。
可移動構(gòu)件可以配置成使得在第二位置和第三位置之間移動過程中，加熱設備在光學元件上方通過。
光刻設備能夠以掃描模式操作?？梢苿訕?gòu)件可以是圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)或襯底臺；并且在第一位置和第二位置之間的相對移動可以是平移。
加熱設備可以包括跨過垂直于在第一和第二位置之間的移動方向的軸線定位的多個獨立的熱源。
根據(jù)本發(fā)明的還一實施例，提供一種修正光刻設備內(nèi)輻射束的方法，光刻設備包括用于與輻射束相互作用的光學元件，所述輻射束限定光學區(qū)域，和束修正設備，所述束修正設備包括安裝至可移動構(gòu)件的加熱設備，所述方法包括相對于光學元件在第一位置和第二位置之間移動可移動構(gòu)件，在所述第一位置中，加熱設備位于光學區(qū)域外部，在第二位置中，加熱設備位于光學區(qū)域內(nèi)；當可移動構(gòu)件位于第二位置時給加熱設備通電由此加熱光學元件。
束修正設備可以用以修正輻射束以校正由于光刻設備的第二光學部件的升溫引起的像差或由光刻設備的至少一部分引起的冷像差。
光刻設備可以具有投影狀態(tài)和暫停狀態(tài)，在所述投影狀態(tài)中，襯底被輻射束曝光， 并且其中當可移動構(gòu)件在第一位置和第二位置之間移動時和當加熱設備加熱光學元件時光刻設備處于暫停狀態(tài)。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點以及本發(fā)明不同實施例的結(jié)構(gòu)和操作將在下文中參照附圖進行描述。本發(fā)明不限于這里所描述的具體實施例。在這里給出的這些實施例僅是示例性用途。基于這里包含的教導，其他的實施例對本領域技術人員將是顯而易見的。


這里附圖并入說明書并且形成說明書的一部分，其示出本發(fā)明并且與說明書一起進一步用來說明本發(fā)明的原理，以允許本領域技術人員能夠?qū)嵤┖褪褂帽景l(fā)明。
圖1示出了光刻設備。
圖2示出圖1的設備的一部分的光學布置。
圖3示出圖1的光刻設備的照射模式。
圖4示出束修正設備的平面圖，其可以形成根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻設備的一部分。
圖5示出沿軸線A-A通過圖4中示出的束修正設備的橫截面視圖。
圖6示出沿軸線B-B通過圖4中示出的束修正設備的橫截面視圖。
圖7示出通過可以形成根據(jù)本發(fā)明另一實施例的光刻設備的一部分的浸沒罩的橫截面視圖。
圖8、9、10以及11示出加熱設備，其可以形成根據(jù)本發(fā)明另一實施例的光刻設備的一部分。
結(jié)合附圖通過下面詳細的說明書，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將變得更加清楚，在附圖中相同的附圖標記在全文中表示對應元件。在附圖中，相同的附圖標記通常表示相同的、功能類似的和/或結(jié)構(gòu)類似的元件。元件第一次出現(xiàn)的附圖用相應的附圖標記中最左邊的數(shù)字表不。
具體實施方式
本說明書公開包含本發(fā)明的特征的一個或多個實施例。所公開的實施例僅給出本發(fā)明的示例。本發(fā)明的范圍不限于這些公開的實施例。本發(fā)明由所附的權(quán)利要求來限定。
所述的實施例和在說明書中提到的“ 一個實施例”、“實施例”、“示例性實施例，，等表示所述的實施例可以包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性，但是每個實施例可以不必包括特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性。而且，這些段落不必指的是同一個實施例。此外，當特定特征、結(jié)構(gòu)或特性與實施例結(jié)合進行描述時，應該理解，無論是否明確描述，實現(xiàn)將這些特征、結(jié)構(gòu)或特性與其他實施例相結(jié)合是在本領域技術人員所知的知識范圍內(nèi)的。
本發(fā)明的實施例可以應用到硬件、固件、軟件或其任何組合。本發(fā)明實施例還可以應用為存儲在機器可讀介質(zhì)上的指令，其可以通過一個或更多個處理器讀取和執(zhí)行。機器可讀介質(zhì)可以包括任何用于以機器(例如計算裝置)可讀形式存儲或傳送信息的機制。例如，機器可讀介質(zhì)可以包括只讀存儲器(ROM)；隨機存取存儲器(RAM)；磁盤存儲介質(zhì)；光學存儲介質(zhì)；閃存設備；電、光、聲或其他形式的傳播信號(例如，載波、紅外信號、數(shù)字信號等)，以及其他。此外，這里可以將固件、軟件、程序、指令描述成執(zhí)行特定動作。然而，應該認識到，這些描述僅為了方便并且這些動作實際上由計算裝置、處理器、控制器或用于執(zhí)行所述固件、軟件、程序、指令等的其他裝置來實現(xiàn)。
然而，在詳細描述這些實施例之前，有益地，給出可以實施本發(fā)明的實施例的示例環(huán)境。
盡管在本文中可以做出具體的參考，將所述光刻設備用于制造IC，但應當理解這里所述的光刻設備可以有其他的應用，例如，集成光學系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCDs)、薄膜磁頭等的制造。本領域技術人員應該理解的是，在這種替代應用的情況中，可以將其中使用的任意術語“晶片”或“管芯”分別認為是與更上位的術語“襯底”或“目標部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進行處理，例如在軌道(一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行顯影的工具)、量測工具和/或檢驗工具中。在可應用的情況下，可以將所述公開內(nèi)容應用于這種和其它襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如以便產(chǎn)生多層IC，使得這里使用的所述術語“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 (例如具有約365、355、對8、193、157或126歷的波長)和極紫外(EUV)輻射(例如具有 5-20nm范圍的波長)，以及粒子束，例如離子束和電子束。
這里所使用的術語“圖案形成裝置”應該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上形成圖案的任何裝置。應當注意， 被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特征或所謂輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成的器件中的特定的功能層相對應，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。掩模在光刻術中是公知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型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，每一個小反射鏡可以獨立地傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束；以此方式，所反射的輻射束被圖案化。
支撐結(jié)構(gòu)保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)以依賴于圖案形成裝置的方向、光刻設備的設計以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其它條件的方式保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)可以采用機械的、真空的、靜電的或其它夾持技術來保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可移動的，并且所述支撐結(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))。在這里任何使用的術語“掩模版”或“掩?！倍伎梢哉J為與更上位的術語“圖案形成裝置”同義。
這里使用的術語“投影系統(tǒng)”應該廣義地解釋為包括各種類型的投影系統(tǒng)，包括折射型、反射型和反射折射型光學系統(tǒng)、或其任意組合，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。這里使用的術語“投影透鏡” 可以認為是與更上位的術語“投影系統(tǒng)”同義。
所述照射系統(tǒng)還可以包括各種類型的光學部件，例如折射型、反射型、和反射折射型的光學部件，以引導、成形或控制輻射束，并且這種部件還可以在下文中統(tǒng)稱為或簡稱為 “透鏡”。
所述光刻設備可以是具有兩個(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”機器中，可以并行地使用附加的臺，或可以在一個或更多個臺上執(zhí)行預備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用于曝光。
所述光刻設備還可以是這種類型，其中襯底浸沒在由具有相對高的折射率的液體 (例如水)中，以便填充投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的空間。浸沒技術在本領域是熟知的，用于提高投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。
圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻設備。所述設備包括照射系統(tǒng)(照射器)IL，其配置用于調(diào)節(jié)輻射束PB (例如，紫外(UV)輻射或深紫外(DUV)輻射)； 支撐結(jié)構(gòu)(例如支撐結(jié)構(gòu))MT，其配置用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA，并與相對于部件PL精確地定位圖案形成裝置MA的第一定位裝置PM相連；襯底臺(例如晶片臺)WT，其用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并與相對于部件PL精確地定位襯底W的第二定位裝置PW相連；以及投影系統(tǒng)(例如折射投影透鏡)PL,配置成將由圖案形成裝置MA 賦予輻射束PB的圖案成像到襯底W的目標部分C (例如包括一個或多個管芯)上。
如這里所示的，所述設備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述設備可以是反射型的(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。該源和所述光刻設備可以是分立的實體(例如當該源為準分子激光器時)。在這種情況下，不會將該源考慮成形成光刻設備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源可以是所述光刻設備的組成部分(例如當所述源是汞燈時)。可以將所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要時設置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。
照射器系統(tǒng)IL可以包括用于調(diào)整所述束的角強度分布的調(diào)整裝置AM。通常，可以對所述照射器IL的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別稱為σ-外部和ο-內(nèi)部)進行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件，例如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⑺稣丈淦鱅L用于調(diào)節(jié)所述輻射束PB，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強度分布。
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。已經(jīng)穿過圖案形成裝置MA之后，所述輻射束PB穿過透鏡PL，所述透鏡PL將輻射束聚焦到所述襯底W的目標部分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，例如在從掩模庫的機械獲取之后，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)用于相對于所述輻射束PB的路徑精確地定位圖案形成裝置MA。通常，可以通過形成定位裝置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)的幫助來實現(xiàn)物體臺MT和WT的移動。然而，在步進機的情況下(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案形成裝置對準標記M1、M2和襯底對準標記P1、P2來對準圖案形成裝置 MA和襯底W。
可以將所述設備用于以下模式中的至少一種中
1.在步進模式中，在將支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時，將賦予所述輻射束PB的整個圖案一次投影到目標部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，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部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在對支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WT同步地進行掃描的同時，將賦予所述輻射束PB的圖案投影到目標部分C上(S卩，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于支撐結(jié)構(gòu)MT的速度和方向由所述投影系統(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動態(tài)曝光中所述目標部分的寬度(沿非掃描方向)， 而所述掃描運動的長度確定了所述目標部分的高度(沿所述掃描方向)。支撐結(jié)構(gòu)和襯底臺可以沿平行于y方向的方向移動。
3.在另一模式中，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，并且在對所述襯底臺WT進行移動或掃描的同時，將賦予所述輻射束PB的圖案投影到目標部分C上。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)的無掩模光刻術中。
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。
減小不均勻的透鏡升溫包括設置附加的輻射源，例如紅外，以加熱投影系統(tǒng)的元件的“冷”的部分，即沒有被輻射束的強度大的部分穿過的部分。例如，參見日本專利申請出版物JP08-22U61A，其中解決了由于帶狀照射或被修正的照射引起的不均勻升溫的問題， 這里通過弓I用將其全文并入本文。設置這種附加的輻射源和引導裝置以將附加的熱輻射傳導至正確的位置，增加了設備的復雜度，并且投影系統(tǒng)中增大的熱負載需要設置更高容量的冷卻系統(tǒng)。
另一處理由于狹縫形照射場引起的不均勻升溫的方案在美國專利US專利第 6603530號中公開，其通過引用將其全文并入本文，其中描述了在掩模版區(qū)域外部的掩模版臺中設置的特定的“透鏡照射標記”，其發(fā)散輻射使得投影系統(tǒng)中的透鏡元件的照射旋轉(zhuǎn)對稱。在生產(chǎn)曝光之前通過穿過特定標記的照射使得透鏡元件熱飽和，以使得由狹縫形照射系統(tǒng)引起的非旋轉(zhuǎn)對稱加熱不會引起非旋轉(zhuǎn)對稱的像差。
由局部照射模式引起的非均勻透鏡升溫問題在WO 2004/051716中解決，其通過引用將其全文并入本文。在本文中描述的一種方案中，在交換晶片期間執(zhí)行“虛擬輻照”以加熱透鏡元件受生產(chǎn)曝光中非均勻加熱影響的冷部分。在虛擬輻照期間，使用衍射光學元件或可調(diào)節(jié)光圈將照射模式設置為用于產(chǎn)生曝光的照射模式的逆，以使得虛擬輻照的加熱效果是生產(chǎn)曝光的加熱效果的逆，于是凈升溫更加均勻。該文獻中的另一方案是使用附加的紅外輻射以局部加熱選定的透鏡元件。
圖2示出圖1的設備的基本光學布置。其使用科勒照射，其中照射系統(tǒng)IL中的光瞳平面PPi是物平面的傅里葉變換平面，圖案形成裝置MA位于該光瞳平面中并與投影系統(tǒng) PL的光瞳平面PPp共軛。通常，可以通過參考輻射束PB在照射系統(tǒng)的光瞳平面PPi中的強度分布描述這種設備的照射模式。應該理解，經(jīng)受在圖案形成裝置MA中存在的圖案的衍射影響的照射系統(tǒng)的光瞳平面PPi中的強度分布與投影系統(tǒng)PL的光瞳平面PPp中的強度分布是相同的。設置衍射光學元件(或其他光學元件)10以形成照射模式。
對于在一個方向上基本上由線構(gòu)成的圖案，通過使用雙極照射可以獲得良好的成像和大的過程窗口，其中兩個極被布置成使得在投影系統(tǒng)的光瞳平面PPp內(nèi)，來自照射系統(tǒng)的兩個極中的每一個的第一級衍射束中的一個與來自其他極的零級束一致。其他的第一級束和更高級束沒有被投影系統(tǒng)捕獲。雙極照射是照射模式的一個示例。光刻設備可以具有輻射束操縱裝置，其可以操縱輻射束的空間頻率分布(即，光瞳平面內(nèi)的強度分布)和/或強度分布(即場平面)以形成不同的照射模式。依賴于將要投影至襯底上的圖案的結(jié)構(gòu)可以使用不同的照射模式。應該認識到，下面描述的本發(fā)明可以與任何適當?shù)恼丈淠Ｊ浇Y(jié)合使用(即，不僅是雙極照射模式)。
圖3示出雙極的常見使用形式。極21采取例如成30°夾角的環(huán)形段的形式。因為其提供良好的成像并且容易使用衍射光學元件和變焦錐透鏡(zoom axicon)產(chǎn)生，因而強度分布是方便的。然而，這種強度分布可以會產(chǎn)生由通過已有的可調(diào)節(jié)光學元件(例如透鏡)ALE所不能校正的在投影系統(tǒng)PL中的光學元件(例如透鏡)LE的不均勻升溫引起的像差。這些光學元件LE可以放置在光刻設備的光瞳平面附近或場平面附近，但是光學元件 LE可以放置在光刻設備的輻射束的束路徑內(nèi)的任何合適位置。由包括也是環(huán)形但是具有更大的夾角(例如90度)的雙極22 (見圖幻的強度分布引起的升溫效應是可接受的或是可通過已知的可調(diào)節(jié)光學元件ALE校正的。然而，在其他方面，這種強度分布提供差的成像性能，因為第一衍射級的較大比例落在光瞳的外部，這導致較差的圖像對比度。
圖4至6示出根據(jù)本發(fā)明的形成光刻設備的一部分的束修正設備20。束修正設備 20可以設置在光刻設備內(nèi)沿輻射束的束路徑上任何合適位置處。例如，束修正設備20可以設置在不是光刻設備的光瞳平面的平面中。例如，束修正設備20可以設置在光刻設備的場平面附近的平面中。這種平面可以稱為近場平面?？梢允拚O備設置所在的近場平面的一個示例在圖2中示意地示出，并且用NPp表示。在這種情況下，束修正設備設置在光刻設備的投影系統(tǒng)PL內(nèi)的光刻設備的光瞳平面PPp的上游(參照輻射束的行進方向)位置的近場平面NPp處。
圖4至6示出的束修正設備20安裝在光刻設備內(nèi)，使得其基本上垂直于輻射束的光軸。在這種情況下，輻射束的光軸沿基本上垂直于圖4的平面的方向Z。
束修正設備20包括第一和第二壁構(gòu)件22、24。本實施例的第一和第二壁構(gòu)件22、 24是基本上平坦的，并且相對于彼此安裝成使得它們基本上彼此平行并且在它們之間限定管道沈。第一和第二壁構(gòu)件22、24由允許光刻設備的輻射束的至少部分穿過的材料形成。
管道沈不僅由第一和第二構(gòu)件22、24限定，而且通過側(cè)壁構(gòu)件觀、30限定。束修正設備20連接至流體提供設備(未示出)，使得流體提供設備提供流體至管道26。在該實施例中，流體提供設備和管道26配置成使得流體通過管道的流動是基本上層狀的。由于流體通過管道沈的流動是層狀的，這意味著流體以基本上平行的層流動通過管道沈。在這種情況下，流體以平行的多個層流動，所述平行的多個層基本上沿方向Y行進并且在方向X上彼此間隔開。
流體提供設備提供流體至管道沈使得其從在圖4的上部示出的管道部分流過管道26(沿箭頭表示的方向)至在圖4下部示出的管道部分。管道沈在垂直于流體流過管道的方向上具有基本上細長的橫截面。在示出的實施例中，管道的垂直于流體流過管道沈的方向的橫截面的縱向軸線平行于χ方向延伸。
熱交換器32以與管道沈的一部分熱連通的方式設置。在這種情況下，熱交換器 32至少部分地被包含在管道沈內(nèi)。熱交換器可以是加熱器以使得其可以升高在管道沈內(nèi)的流體的溫度。熱交換器可以是冷卻器，使得其可以降低流過管道沈的流體的溫度。在一些實施例中，熱交換器可以是加熱器和冷卻器的組合。熱交換器32沿基本上平行于方向X 且基本上垂直于流體流動方向(方向Y)的軸線HA布置，使得熱交換器32沿跨過流體流動的方向(方向Y)的方向延伸跨過管道沈。
束修正設備20安裝在光刻設備的輻射束的路徑中，使得在使用時輻射束穿過管道沈以及流過管道的流體。具體地，輻射束首先穿過第一壁構(gòu)件22，然后穿過在管道沈內(nèi)流動的流體，然而穿過第二壁構(gòu)件M。參照圖4，輻射束穿過束修正設備20的用圓形區(qū)域 OA表示的區(qū)域。光刻設備的輻射束所穿過的束修正設備20的區(qū)域可以稱為束的光學區(qū)域。所示出的束修正設備20和束修正設備形成其一部分的光刻設備配置成使得基本上束的整個光學區(qū)域(或橫截面)穿過管道沈。應該認識到，雖然輻射束的光學區(qū)域如圖描述成基本上圓形的形狀，但是光學區(qū)域可以是任何合適的形狀并且可以依賴于輻射束的配置和作為光刻設備的一部分的束修正裝置的位置和取向。
熱交換器32布置成使得熱交換器32與布置在輻射束穿過束修正設備20 (并因此穿過管道26)所經(jīng)的區(qū)域OA的上游(參照流體流動方向(方向Y))的管道沈的一部分熱連通。
在所示的實施例中，熱交換器32是加熱器。通過給加熱器32 (其設置在管道的輻射束所穿過的部分的上游)通電，可以加熱管道內(nèi)部的流體，使得已經(jīng)由加熱器加熱的流體流到下游并穿過輻射束所穿過的管道的部分。
為了在流體流過管道沈時最大化流體保持的熱量(即為了最小化熱損失和因此最小化流體流過加熱器32的下游的管道時流體的降溫)，優(yōu)選地，在第一和第二構(gòu)件22、24 的一些實施例中限定管道沈由具有低熱導率的材料形成。以此方式，最小化由被加熱的流體傳遞至限定管道的壁(例如第一壁構(gòu)件22和第二壁構(gòu)件的熱量。
流過管道沈的流體可以是任何合適的液體或氣體。所述流體的光學性質(zhì)以溫度的函數(shù)改變。在一些實施例中，流體的作為流體溫度的函數(shù)而改變的光學性質(zhì)是流體的折射系數(shù)。加熱器32可以用以改變流過管道沈并流入穿過束修正設備20的輻射束的路徑的流體的溫度。通過改變流過管道沈并流入光刻設備的輻射束的路徑的流體的溫度，可以改變輻射束所穿過的流體的折射系數(shù)。改變輻射束所穿過的流體的折射系數(shù)能夠改變穿過束修正設備20的輻射束的至少部分的相位和/或路徑長度。
在一個實施例中，其中束修正設備20安裝在光刻設備內(nèi)使得其位于場平面附近的平面內(nèi)，通過修正輻射束的穿過束修正設備20的相位和/或路徑長度，可以使用束修正設備20校正場效應(S卩，影響場平面(例如光刻設備內(nèi)襯底布置所在的平面)內(nèi)輻射束的性能的效應)。場效應可以包括透鏡升溫效應(如前面所述)和/或冷透鏡像差效應。冷透鏡像差是由于光刻設備本身中的固有缺陷(即，不是由于透鏡升溫)帶來的光刻設備的場平面內(nèi)形成的圖像中的像差。束修正設備還可以用以調(diào)整光刻設備的輻射束的波前，以便增強由場平面內(nèi)的光刻設備形成的圖像(即，襯底布置所在的平面)。
在一個實施例中，其中束修正設備20安裝在光刻設備內(nèi)使得其位于光瞳平面附近的平面內(nèi)，通過修正穿過束修正設備20的輻射束的相位和/或路徑長度，可以使用束修正設備20校正光瞳效應(S卩，影響在光瞳平面中的輻射束性質(zhì)并因此影響在相應的場平面 (例如光刻設備內(nèi)襯底布置所在的平面)中的輻射束性質(zhì)的效應)。光瞳效應可以包括透鏡升溫效應(如前面所述)和/或冷透鏡像差效應。在這種情形中，冷透鏡像差是由于光刻設備中本身的固有缺陷(即，不是由于透鏡升溫)帶來的光刻設備的光瞳平面內(nèi)輻射束強度分布中的像差。
流過管道的流體可以是任何合適的流體，只要其具有作為溫度的函數(shù)變化的光學性質(zhì)(在本實施例中，光學性質(zhì)是折射系數(shù))并且只要其允許光刻設備的輻射束的至少一部分穿過即可。作為其溫度的函數(shù)而改變其折射系數(shù)的合適的流體的示例包括水、空氣 (其優(yōu)選已經(jīng)被清潔和干燥過)、氮氣以及氦氣。
在圖4-6中示出的實施例中，熱交換器32(在這種情形中是加熱器)具有多個加熱器元件34，每一個加熱器元件可以獨立地與管道沈的不同部分交換熱量。尤其是，因為加熱器32的加熱器元件34沿垂直于流體流過管道的方向(Y方向)的軸線HA布置，所以由其相應的加熱器元件M加熱的管道部分中的每一個也沿軸線HA布置。由此可知，由其對應的加熱器元件34加熱的管道部分中的每一個沿軸線HA與其他的管道部分間隔開。軸線HA基本上垂直于流過管道沈的流體的流動方向(方向Y)。軸線HA還可以延伸跨過流體流動方向。如前面所述，流體經(jīng)過管道的流動是基本上層狀的。因為這個事實，并且因為加熱器32的加熱器元件34沿跨過流體流動方向的方向彼此間隔分開，每個加熱器元件可以加熱層狀流體的獨立的平行層。
由于通過管道沈的流體的流動是基本上層狀的，通過使用加熱器元件34中的一個來加熱管道26的一部分，流過管道沈的通過那個加熱器元件34的流體部分將被加熱 (即，經(jīng)歷升溫)，并且流體的被加熱部分將沿流體流動方向通過管道流到下游。如前面所述，因為通過管道沈的流體流動是層狀的，流過管道沈的流體可以被看作是基本上彼此不相互作用的多個平行流動部分的流動。結(jié)果，如果流過管道的流體的一部分被加熱器元件加熱，則其將沿流體流動方向通過管道流至下游并將基本上不與通過管道26的其他部分的流動相互作用。
圖4和6示出通過熱交換控制設備(未示出)控制的熱交換器(在這種情況下是加熱器)。熱交換控制設備配置成控制熱交換器，使得每個加熱器元件34可以單獨地通電， 并因此與其相應的加熱器元件34熱交換的每個管道部分可以單獨地被加熱。參照圖4，給用E表示的加熱器元件34通電?？梢钥吹?，通過給加熱器通電，流過管道沈、用36表示的流體部分被加熱。流體的被加熱的部分36在圖中被著成黑色以有助于清楚。然而，應該認識到，在該實施例的情形中，流體的顏色基本上沒有改變，或者流體的作為流體溫度的函數(shù)的輻射吸收性能沒有任何降低?？梢钥吹剑黧w的被加熱部分通過束修正設備20的管道沈的輻射束所穿過的區(qū)域OA。由于流體的折射系數(shù)作為流體溫度進行改變的事實，應該認識到，流過管道沈的流體的部分36的折射系數(shù)與流過管道的流體的還沒有被加熱器32的加熱器元件34加熱的那些部分的折射系數(shù)不同。
與管道沈內(nèi)被通電的加熱元件E加熱的流體部分鄰近的流體部分用虛線表示，并且用38表示。依賴于流過管道沈的流體性質(zhì)(尤其是流體的熱導率)，可以通過從流體的相應的被加熱部分36將熱傳導至鄰近部分38來加熱這些鄰近的區(qū)域38。在這種情況下， 流過管道沈的流體的鄰近部分38的溫度可以居于流體的被加熱部分36的溫度和流體的其余部分(即，流體的除去被加熱部分36和中間部分38以外的部分)的溫度中間。流體的鄰近部分38的中間溫度因此將導致鄰近部分38的折射系數(shù)居于在流體的被加熱部分36 的折射系數(shù)和流過管道的流體的其余部分的折射系數(shù)中間。
通過使用熱交換控制設備來控制加熱器32的每個加熱器元件34，可以獨立地控制流過管道沈的流體的獨立部分的溫度。這些流過管道沈的流體的獨立的部分沿跨過流體流動的方向間隔開。加熱器32的加熱器元件34可以被通電至不同的程度，使得它們將流過管道的流體的與其相應的部分加熱至不同的程度，由此將流過管道的流體的獨立的部分傳導至不同的溫度。如果流過管道的流體的獨立的部分處于不同溫度，則它們將具有不同的折射系數(shù)。通過控制給加熱器元件34通電的程度(如需要這樣的話)并且還通過考慮鄰近的被加熱區(qū)域38的存在，可以控制跨過管道沈(即沿垂直于流體流動方向的方向)的流體溫度分布。通過控制跨過管道沈的流體溫度分布，可以控制跨過管道沈的流體的折射系數(shù)分布。應該認識到，在流體的依賴于溫度的光學性質(zhì)是除折射系數(shù)以外的光學性質(zhì)的實施例中，其將是可以通過束修正設備20的加熱器32的加熱器元件34控制的光學性質(zhì)的分布。通過控制跨過管道的流體的光學性質(zhì)分布，可以控制輻射束的各個部分所穿過的流體各個部分(跨過流體流動方向間隔開)的光學性質(zhì)。由此可見，控制加熱器元件中的每一個能夠控制穿過束修正設備的輻射束的性質(zhì)，如前面所描述的。
圖4至6示出的實施例具有熱交換器32，其可以與多個管道部分獨立地熱交換。 這是因為，在這種情況下，熱交換器32是具有可獨立控制的加熱器元件34的加熱器。這些加熱器元件34沿跨過管道沈延伸且基本上垂直于通過管道沈的流體流動方向(方向Y) 的軸線HA布置。應該認識到，其他實施例的熱交換器可以是不同的。例如，熱交換器可以與不是全部位于基本上垂直于流體流動方向的軸線上的多個管道部分獨立地交換熱量。熱交換器可以與在通過管道的主體流體流動的方向上相對于彼此大體位于上游或下游的管道部分獨立地交換熱量。優(yōu)選地，熱交換器使得可以與其獨立地交換熱量的管道部分沿跨過流體流動方向的方向彼此間隔開。也就是說，多個管道部分中的每一個承載流過管道的層狀流體的獨立的層狀層。
應該認識到，在本發(fā)明的某些實施例中，熱交換器可以通過配置成使得熱交換器可以獨立地與多個管道部分(沿跨過流體流動方向的方向彼此間隔分開)以依賴于時間的方式交換熱量的熱交換控制設備來控制。例如，熱控制設備可以配置成能夠使熱交換器在不同時間或不同的時間段與每個管道部分獨立地交換熱量。例如，熱控制設備可以配置成能夠使熱交換器以脈沖的方式與每個管道部分獨立地交換熱量。此外，熱控制設備可以配置成能夠使熱交換器獨立地與每個管道部分交換不同的熱量。
在上面描述的實施例中，與熱交換器熱連通的管道部分(即，管道的包含加熱器元件的部分)，和輻射束所穿過的管道部分都由第一和第二壁構(gòu)件限定。在一些實施方式中這可以是有利的，因為熱交換器可以與第一和第二壁構(gòu)件交換熱量至它們由于與熱交換器熱交換引起的溫度改變而導致機械變形的程度。在這種情形中，第一和第二壁構(gòu)件在輻射束穿過管道的位置處可以發(fā)生變形。這可以導致在光學系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生可以負面地影響光刻設備成像性能的進一步的像差?；谶@個原因，在某些實施例中，可以期望將與熱交換器熱連通的管道部分與輻射束所穿過的管道部分分開。例如，管道的這些部分可以由獨立的壁構(gòu)件形成和/或可以由具有不同熱特性的不同的材料形成。
如前面描述的，某些已知的光刻設備可以是襯底浸入具有相對高折射系數(shù)的流體 (例如液體)(例如水)中以便填充投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的空間的類型。浸沒技術用于提高投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑在本領域中是熟知的。
圖7中示出具有局部流體供給系統(tǒng)的浸沒光刻布置的一個示例。這種布置提供流體供給系統(tǒng)，其具有沿投影系統(tǒng)PL的最終元件和襯底臺或襯底W之間的空間的邊界的至少一部分延伸的密封構(gòu)件(或所謂的浸沒罩)。該密封構(gòu)件相對于投影系統(tǒng)PL在XY平面內(nèi)是基本上靜止的，但是在Z方向(光軸的方向)上可以存在一定的相對移動。在密封構(gòu)件 70和襯底W的表面之間形成密封。
密封構(gòu)件70圍繞投影系統(tǒng)PL的像場形成與襯底W的非接觸密封，使得流體(例如浸沒流體)被限制以填充襯底表面和投影系統(tǒng)PL的最終元件之間的儲液器(或浸沒空間)71。通過定位在投影系統(tǒng)PL的最終元件下面且圍繞投影系統(tǒng)PL的最終元件的密封構(gòu)件70形成儲液器71。浸沒流體被引入至投影系統(tǒng)下面和密封構(gòu)件70內(nèi)的空間。密封構(gòu)件70延伸至略微高于投影系統(tǒng)PL的最終元件的位置并且液面高于最終元件，使得能提供液體的緩沖器。在一個實施例中，密封構(gòu)件70的內(nèi)周的上端處的形狀與投影系統(tǒng)PL的形狀或投影系統(tǒng)的最終元件的形狀一致，例如可以是圓形。在底部，所述內(nèi)周與像場的形狀緊密地一致，例如矩形，但這并不是必須的。
浸沒流體通過在密封構(gòu)件70的底部和襯底W的表面之間的氣體密封76限制在儲液器中。氣體密封由氣體，例如空氣或合成空氣形成，但是在一個實施例中為氮氣N2或其他惰性氣體，該氣體在壓力下通過入口 75被提供到在密封構(gòu)件70和襯底W之間的間隙，并通過第一出口 74抽取。氣體入口 75處的過壓、第一出口 74處的真空水平和間隙的幾何形狀布置成使得形成向內(nèi)的限制液體的高速氣流。這種系統(tǒng)在美國專利申請出版物 US2004-0207824中公開，這里通過參考全文并入。
其他的浸沒光刻布置是可行的并且本發(fā)明的一個或多個實施例可以等同地應用至這些實施方式中。例如，代替氣體密封76，可以具有僅抽取液體的單相抽取器。這種單相抽取器的徑向向外位置處可以是用于產(chǎn)生氣流以幫助將液體限制在所述空間內(nèi)的一個或更多個特征。一種這種類型的特征可以是所謂的氣刀，其中薄的氣體射流被向下引導至襯底W。在襯底在投影系統(tǒng)和液體供給系統(tǒng)下面的掃描運動期間，可以產(chǎn)生液壓靜力和液壓動力，其導致向下朝向襯底施加至液體的壓力。
在局部區(qū)域液體供給系統(tǒng)的情況下，襯底W在投影系統(tǒng)PL和液體供給系統(tǒng)下面移動。臺的相對移動可以允許對襯底W的邊緣成像，或者允許對襯底臺上的傳感器成像，用于感測用途或用于襯底交換。襯底交換是襯底W在不同的襯底曝光之間從襯底臺移除和更換。在襯底交換期間，可以期望浸沒流體被保持在流體限制系統(tǒng)70內(nèi)。這可以通過相對于襯底臺移動流體限制系統(tǒng)70來實現(xiàn)，反之亦然，使得流體限制系統(tǒng)被放置在襯底臺的遠離襯底W的表面上方。這樣的表面可以是遮蔽構(gòu)件。浸沒流體可以通過操作氣體密封76或通過將遮蔽構(gòu)件的表面夾持至流體限制系統(tǒng)70的下表面而保留在流體限制系統(tǒng)內(nèi)。所述夾持可以通過控制提供至流體限制系統(tǒng)70的下表面的流體的流量和/或壓強來實現(xiàn)。例如，可以控制從入口 75供給的氣體壓強和/或自第一出口 74施加的負壓。
其上方放置流體限制系統(tǒng)70的襯底臺的表面可以是襯底臺72的組成部分或者其可以是襯底臺72的可拆卸的和/或可更換的部件。這種可拆卸部件可以稱為閉合盤或偽襯底。這種可拆卸或可分離部件可以是獨立的平臺。在雙平臺布置或多平臺布置中，在襯底交換期間可以更換整個襯底臺72。在這種布置中，可拆卸部件可以在襯底臺之間轉(zhuǎn)移。 遮蔽構(gòu)件可以是中間臺，其可以在襯底交換之前移動至襯底臺附近。然后在襯底交換期間液體限制系統(tǒng)可以移動至中間臺上，反之亦然。遮蔽構(gòu)件可以是襯底臺的可移動部件，例如可回縮的橋，其可以在襯底交換期間定位在多個平臺之間。在襯底交換期間，遮蔽構(gòu)件的表面可以在液體限制結(jié)構(gòu)下面移動，反之亦然。
在襯底交換期間，襯底W的邊緣將在浸沒空間71下面通過，并且流體將泄漏入在襯底W和襯底臺72之間的間隙。該液體可以在液壓靜力或液壓動力壓強作用下被驅(qū)動或氣刀或其他氣流產(chǎn)生裝置的力作用下被驅(qū)動。排液通道可以圍繞襯底W的邊緣設置，例如設置在間隙內(nèi)。排液通道可以圍繞襯底臺上的另一物體設置。這種物體可以包括，但不限于，一個或更多個傳感器和/或用以例如在襯底交換期間通過連接至流體供給系統(tǒng)底部將流體保持在流體供給系統(tǒng)中的遮蔽構(gòu)件。因而，任何所提到的襯底W都應該看作是與任何這種其他物體(包括傳感器或遮蔽構(gòu)件(例如閉合板))同義。
盡管圖4至6中的實施例中的束修正設備放置在投影系統(tǒng)PL內(nèi)光刻設備的光瞳平面的上游(參照輻射束的方向)，但是應該認識到，形成本發(fā)明的一部分的束修正設備可以放置在光刻設備內(nèi)任何合適的位置處。例如，圖7示出浸沒光刻設備的一部分。與前面已經(jīng)描述的設備類似的束修正設備可以如下面所述地放置。
在圖4至6中示出的束修正設備中，光學性質(zhì)依賴于其溫度的流體流過的管道沈被限定在第一和第二壁構(gòu)件22、24與側(cè)構(gòu)件觀、30之間。在圖7中，管道被限定在投影系統(tǒng)PL的最終元件和晶片W(或襯底)之間且由密封構(gòu)件70 (也稱為浸沒罩)限定。管道被稱為浸沒空間71。管道71 (或浸沒空間)可以填充依賴于其溫度而改變其光學性質(zhì)的流體。例如，管道71內(nèi)的流體依賴于其溫度而改變其折射系數(shù)。管道71內(nèi)的流體可以或者可以不(根據(jù)特定的實施例)是浸沒流體(即，改變光刻設備的投影系統(tǒng)PL的數(shù)值孔徑的流體)。
管道71可以配置成使得通過流體提供設備(未示出)提供流體至所述管道。流體提供設備和管道71可以配置成使得流體以基本上層狀的方式流過管道71。流體檢查設備和管道71可以配置成使得管道71內(nèi)的流體沿垂直于圖的平面的方向流動。流體通過管道71的層狀流動在圖中用在管道71內(nèi)平行線示意地表示，其表示流體內(nèi)存在層狀層。
與前面描述的實施例相同，熱交換器可以設置成使得其與位于光刻設備的輻射束穿過管道71使得其入射在晶片(或襯底)上所經(jīng)過的位置的上游(參照流體流動的方向) 的管道部分熱連通。
在該實施例中使用的熱交換器可以與前面介紹的熱交換器獨立地與多個管道部分熱交換的前面的實施例描述的熱交換器相似。其遵循管道內(nèi)流體的獨立部分的光學性質(zhì)可以獨立地控制并因此穿過束修正設備的輻射束的性質(zhì)可以如前面介紹的那樣被控制。
如圖7示出的束修正設備可以用作圖4至6示出的束修正設備的替代物。然而， 在某些光刻設備中，圖4至6示出的束修正設備和圖7示出的束修正設備可以彼此結(jié)合使用。
與上述兩個實施例一樣，形成本發(fā)明的一部分的束修正設備可以布置成使得通過管道的流體流動方向基本上垂直于穿過束修正設備的輻射束的光軸。在某些實施方式中這并不是必須的?？梢韵鄬τ谳椛涞墓廨S和/或光刻設備的其他特征(例如掃描方向)以任何合適的方向安裝束修正設備。而且，通過束修正設備的管道的流體流動方向還可以沿相對于輻射的光軸和/或光刻設備的其他特征(例如掃描方向)的任何合適的方向。
束修正設備可以安裝在可以以掃描模式操作的光刻設備內(nèi)，使得通過管道的流體流動方向大體上平行于光刻設備的掃描方向。其原因如下?？梢砸話呙枘Ｊ讲僮鞯墓饪淘O備傾向于具有大體狹縫狀的輻射束。這種狹縫狀的輻射束隨后掃描跨過圖案形成裝置和襯底。固有地，狹縫狀的輻射束在一個方向上的尺寸比第二垂直方向上的尺寸大得多。這種光刻設備的輻射束可以取向成使得狹縫狀的輻射束的較大的尺寸基本上垂直于光刻設備的掃描方向。這是因為光刻設備的輻射束不需要平行于光刻設備的掃描方向的任何實質(zhì)的長度，因為由于光刻設備的掃描而使輻射束在該方向上可以被看作給定長度。由于可以以掃描模式操作的光刻設備的輻射束的狹縫形的屬性，應該認識到，沿輻射束較小尺寸修正其性質(zhì)的能力不如沿輻射束較大尺寸修正其性質(zhì)的能力有用。此外，依賴于通過熱交換器處理束修正設備的流體管道的各個部分的方案，嘗試處理沿狹縫狀輻射束的較小尺寸間隔開的不同的管道部分可能是不實際的。
應該認識到，雖然上述構(gòu)成本發(fā)明一部分的束修正設備具有流體可以沿第一方向流過的單個管道，但是其他實施例可以包括多個管道。例如，束修正設備可以具有多個彼此基本上平行延伸的管道。在替代的實施例中，束修正設備可以具有至少兩個管道的堆疊， 其中每個管道具有沿不同方向流動的流體。管道的堆疊可以布置在光刻設備內(nèi)，使得輻射束穿過所有管道(并因此穿過流過每個管道相應的流體)。在一個示例中，束修正設備可以具有兩個管道的堆疊，通過每個管道的流體流動方向垂直于通過另一管道的流體流動方向。每個管道可以具有熱交換器，所述熱交換器可以獨立地與多個管道部分熱交換，其中管道部分沿跨過流體流動的方向的方向(例如垂直于流體流動方向)彼此間隔開。以此方式， 兩個管道可以形成偽像素陣列，其至少部分的光學性質(zhì)可以獨立地控制。通過形成偽像素陣列，這可以對束修正設備的光學性質(zhì)提供更多的自由度和更大的控制程度，即，其可以提供沿兩個維度的束修正設備的光學性質(zhì)的控制(與這里前面介紹的僅沿一個維度的束修正設備的光學性質(zhì)的控制形成對照)。
在某些實施例中，束修正設備的尺寸和形狀可以形成為使得其可以改型或更新為已有的光刻設備。例如，束修正設備的尺寸和形狀可以形成為使得其可以替換已經(jīng)形成光刻設備的一部分的光學元件。
圖8至11示出根據(jù)本發(fā)明的另一束修正設備。圖8-11示出根據(jù)本發(fā)明的光刻設備的一部分。光刻設備產(chǎn)生輻射束PB (其光學區(qū)域用標記為OA的虛線示出)，其入射在保持在支撐結(jié)構(gòu)MT上的圖案形成裝置MA上。輻射束PB穿過圖案形成裝置MA，隨后穿過投影系統(tǒng)PL的透鏡元件LE。
光刻設備可以以掃描模式操作，其中支撐結(jié)構(gòu)MT (因此圖案形成裝置MA)相對于投影系統(tǒng)PL的透鏡元件LE沿基本上平行于方向Y的方向平移。
束修正設備具有安裝至支撐結(jié)構(gòu)MT(在這種情況下其構(gòu)成可以相對于透鏡元件 (光學元件)移動的可移動構(gòu)件)的加熱設備80。支撐結(jié)構(gòu)MT可以在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置中，加熱設備80處于輻射束PB的光學區(qū)域OA外部(如圖8所示)， 在第二位置中，加熱設備80位于輻射束PB的光學區(qū)域OA內(nèi)(如圖9所示)。
加熱設備80配置成使得其能夠在其處于第二位置的時候加熱投影系統(tǒng)PL的透鏡元件LE?？梢允褂萌魏魏线m的加熱設備以加熱投影系統(tǒng)PL的透鏡元件LE。在某些實施例中，加熱設備可以具有紅外輻射源。例如，某些實施例的加熱設備可以發(fā)射波長在大約 0. Iym至大約500 μ m之間的輻射。在這種實施方式中，優(yōu)選透鏡元件LE對紅外輻射是高吸收的，因為這將最大化由于加熱設備的紅外輻射入射至透鏡元件LE上帶來的透鏡元件 LE的升溫。例如，在透鏡元件LE由石英玻璃形成的情形中，大約2. 8 μ m和大約4. 5 μ m以上的紅外波長的輻射被透鏡元件LE高度吸收。然而，應該注意到，對于大約8 μ m以上的紅外輻射波長，石英玻璃對紅外輻射的反射呈現(xiàn)增大。被反射的紅外輻射將不被透鏡元件LE 吸收，并因此將不對加熱透鏡元件LE做出貢獻。基于這個原因，具有大約2. 8 μ m以及在大約4. 5μπι至大約8μπι之間的波長的紅外輻射最適于加熱由石英玻璃形成的透鏡元件。
紅外輻射源可以是紅外激光器。
投影系統(tǒng)PL的透鏡元件LE可以是形成光刻設備的投影系統(tǒng)PL的一部分的投影透鏡的第一透鏡元件。投影透鏡的第一透鏡元件通常被限定為投影透鏡最靠近圖案形成裝置MA的透鏡元件。投影透鏡的第一透鏡元件放置在光刻設備的靠近光刻設備的場平面的光學平面內(nèi)。于是，通過改變第一透鏡元件的光學性質(zhì)可以修正在光刻設備的場平面(即， 放置襯底的平面)內(nèi)的光刻設備的輻射束的輻射強度分布。
使用加熱設備80加熱透鏡元件LE可以改變透鏡元件的性質(zhì)。例如，可以改變透鏡元件的光學性質(zhì)。透鏡元件LE可以由作為溫度的函數(shù)改變其折射系數(shù)的材料形成。此外，可以通過形成透鏡元件的材料的依賴于溫度的膨脹或收縮來改變透鏡元件LE的形狀。 改變透鏡元件LE的形狀還將改變透鏡元件LE的光學性質(zhì)。如前面所述，圖9示出處于第二位置的支撐結(jié)構(gòu)MT，在所述第二位置中，加熱設備80位于輻射束PB的光學區(qū)域內(nèi)。在第二位置，加熱設備80可以加熱透鏡元件LE，并且尤其地，加熱設備80可以加熱透鏡元件LE 的第一范圍。在圖9中，透鏡元件LE的第一范圍是透鏡元件的左邊的部分(相對于圖的方向)。圖10示出處于第三位置的可移動構(gòu)件(支撐結(jié)構(gòu))MT，在所述第三位置處，加熱設備 80配置成加熱光學元件第二范圍。在圖10中，透鏡元件LE的第二范圍是透鏡元件LE的右邊的部分(相對于圖的方向)。雖然可移動的支撐結(jié)構(gòu)MT在第二位置和第三位置之間移動，但是應該認識到，加熱設備80將在透鏡元件LE上方通過，以使得透鏡元件LE的基本上任何部分都可以通過加熱設備80加熱。通過當加熱設備處在透鏡元件LE上方的不同位置時給加熱設備通電，可以選擇性地加熱透鏡元件的特定部分(并因此選擇性地改變其光學性質(zhì))。
應該認識到，雖然在該實施例中投影系統(tǒng)PL的光學元件是光學透鏡元件，但是可以通過束修正設備的加熱設備80加熱任何合適的光學元件。例如，光學元件可以是反射鏡。投影系統(tǒng)和/或其形成一部分的光刻設備可以是通常的反射系統(tǒng)(例如，其中光刻設備的輻射是極紫外(EUV)輻射)、通常的透射系統(tǒng)(如上所述)或反射折射系統(tǒng)。
還應該認識到，雖然所描述的束修正設備具有安裝至可移動圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)的加熱設備80，但是加熱設備可以等同地安裝至襯底臺，使得加熱設備可以加熱放置在投影系統(tǒng)PL內(nèi)靠近襯底臺的位置處的光學元件。
可移動構(gòu)件(依賴于實施方式，其可以是圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)、襯底臺或任何其他合適的可移動構(gòu)件)可以在任何合適的時間，在第一和第二位置之間移動，并且可以在第二和第三位置之間移動。例如，可移動構(gòu)件可以在襯底曝光之間在第一和第二位置之間和/或在第二和第三位置之間移動。光刻設備可以在襯底被圖案化輻射束曝光的時刻處于投影狀態(tài)，在襯底沒有被圖案化輻射束曝光的時刻處于暫停狀態(tài)。
圖11示出圖8至10中示出的支撐結(jié)構(gòu)MT的視圖。圖11示出在平行于輻射束的光軸方向的視圖。該視圖面對最靠近投影系統(tǒng)PL的支撐結(jié)構(gòu)MT的側(cè)面。在該實施例中， 加熱設備80包括四個分立的加熱元件82。加熱元件構(gòu)成獨立的熱源，其可以通過加熱控制設備獨立地通電。應該認識到，加熱設備可以具有任何數(shù)量的獨立熱源并且熱源可以具有任何合適的相對位置。優(yōu)選地，獨立的熱源被定位成使得它們沿第二和第三位置之間(和/ 或第一和第二位置之間)的移動方向的方向彼此間隔開。也即是說，獨立熱源被定位成使得它們可以在可移動構(gòu)件在第二和第三位置之間(和/或第一和第二位置之間)移動時處理光學元件的不同部分，其中光學元件的不同部分沿基本上垂直于在第二和第三位置之間 (和/或在第一和第二位置之間)移動的方向的方向彼此間隔開。
熱源82靠近支撐結(jié)構(gòu)MT內(nèi)允許輻射束穿過的窗口 84放置。應該認識到，在其他實施例中，熱源可以安裝至支撐結(jié)構(gòu)MT的任何合適部分。加熱設備80的熱源82沿基本上垂直于光刻設備的掃描方向(在圖中用方向Y表示)的軸線布置。光刻設備的掃描方向(Y 方向)是可移動構(gòu)件(支撐結(jié)構(gòu)MT)的第一和第二位置以及第二和第三位置之間的移動方向。通過獨立地給加熱設備80的熱源82通電，可以選擇性地加熱透鏡元件LE的沿X方向 (其中X方向與Y方向和Z方向基本上正交，Z方向基本上平行于輻射束的光軸)間隔開的部分。于是，通過在加熱設備80的熱源82在Y方向上位于透鏡元件LE上方的期望的位置時給加熱設備80的熱源82通電，可以選擇性地加熱在X和Y兩個方向上分開的透鏡元件的部分。因而，束修正設備的加熱設備80可以用以改變透鏡元件LE的沿X和Y方向分開的部分的光學性質(zhì)。
在一些實施例中，通過加熱設備加熱的光學元件還可以通過冷卻流體或其他合適設備冷卻，使得與光學元件交換的熱量存在功率平衡，從而在光學元件內(nèi)形成穩(wěn)定的溫度分布。
同樣，在上述在先的兩個實施例中，該實施例的束修正設備可以用于修正輻射束以校正由于輻射束而導致的光刻設備內(nèi)的其他光學部件的升溫而在光刻設備的襯底處形成的圖像中的像差。束修正設備可以替換地或附加地用于修正輻射束以校正由于光刻設備的光學系統(tǒng)內(nèi)固有缺陷帶來的光刻設備在襯底處形成的圖像中的像差。這種像差可以稱為冷像差。
應該認識到，在所有上述實施例中，束修正設備可以修正或控制在沿輻射束的束路徑的位置處輻射束所穿過的材料的至少一個光學性質(zhì)。所述沿輻射束的束路徑的位置可以不在光刻設備的光瞳平面處。(通過改變輻射束所傳播通過的材料的光學性質(zhì))改變不在光刻設備的光瞳平面處的位置處的輻射束的性質(zhì)允許校正場效應(如上所述)。使用獨立的光瞳效應校正設備可以獨立地校正光瞳效應。上面的實施例允許在不將物體放置在將在光刻設備的場平面中(例如，放置襯底的位置)成像的輻射束的路徑中的情況下，修正或控制不在光刻設備的光瞳平面處的位置處的輻射束的性質(zhì)。在場平面中形成(不是通過圖案形成裝置形成的)圖像可能會負面地影響光刻設備的成像性能(即，光刻設備對由圖案形成裝置形成到襯底上的圖像進行成像的能力)，并且因此是不期望的。
在一些實施例中，束修正設備可以放置在沿輻射束的束路徑的基本上處于光刻設備的光瞳平面處的位置處。
盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施例，但應該認識到，本發(fā)明可以以與上述不同的方式來實現(xiàn)。本說明書不是為了限制本發(fā)明。
應該認識到，具體實施方式
部分，而不是發(fā)明內(nèi)容和摘要部分用以解釋權(quán)利要求。 發(fā)明內(nèi)容和摘要部分可以給出一個或更多個實施例但不是發(fā)明人所構(gòu)思的本發(fā)明的所有實施例，因此不是為了以任何方式限制本發(fā)明和所附的權(quán)利要求。
上面借助示出實施具體功能及其關系的功能模塊描述了本發(fā)明。為了方便說明， 這些功能模塊的邊界在本說明書中是任意地限定的?？梢韵薅ㄌ娲倪吔?，只要適當?shù)貓?zhí)行本發(fā)明的具體功能以及關系即可。
前面描述的具體實施例將完整地揭示本發(fā)明的一般屬性，本領域技術人員通過應用本領域的知識可以在不脫離本發(fā)明的總體構(gòu)思的情況下不需要過多的實驗就能容易地修改和/或適應這些具體實施例的不同的應用。因此，基于這里給出的教導和啟示，這些修改和適應在所公開的實施例的等價物的含義和范圍內(nèi)。應該理解，這里的術語或措辭是為了描述而不是為了限制，使得本領域技術人員根據(jù)所述教導和啟示解釋本說明書的措辭或術語。
本發(fā)明的覆蓋度和范圍不應該受上述示例性實施例的任一個所限制，而應該僅根據(jù)所附的權(quán)利要求以及等價物進行限定。
權(quán)利要求
1.一種光刻設備，所述光刻設備包括安裝在輻射束路徑中的束修正設備，所述束修正設備包括管道，配置成允許流體從中流過，所述管道布置成使得在使用時輻射束穿過管道以及流過所述管道的流體；和熱交換器，與在流體流動方向上設置在輻射束所穿過的管道位置的上游的管道部分熱連通。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻設備，其中流體具有作為其溫度的函數(shù)進行改變的光學性質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻設備，其中光學性質(zhì)是折射系數(shù)。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的光刻設備，其中所述輻射束的基本上整個橫截面穿過所述管道。
5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的光刻設備，還包括熱交換控制設備，所述熱交換控制設備配置成控制熱交換器以使得熱交換器能夠獨立地與多個管道部分進行熱交換，其中管道部分中的至少一個管道部分與其他的管道部分中的一個管道部分在跨過流體流動的方向的方向上間隔開。
6.如權(quán)利要求5所述的光刻設備，其中管道部分中的所述至少一個管道部分與其他的管道部分中的所述一個管道部分在大體垂直于流體流動方向的方向上間隔開。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的光刻設備，其中流體流動的方向基本上垂直于輻射束的光軸。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的光刻設備，其中光刻設備能夠以掃描模式操作，并且其中流體流動的方向大體平行于光刻設備的掃描方向。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的光刻設備，其中光刻設備還包括流體提供設備，所述流體提供設備配置用以提供流體至所述管道，所述流體提供設備和管道配置成使得通過所述管道的流體流動是基本上層狀的。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的光刻設備，其中光刻設備是浸沒光刻設備；所述管道至少部分地由浸沒罩限定；并且被允許流過管道的流體是浸沒流體。
11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的光刻設備，其中光刻設備還包括輻射束操縱裝置， 所述輻射束操縱裝置基本上位于光刻設備的投影系統(tǒng)的光瞳平面處，所述輻射束操縱裝置配置成操縱輻射束的空間頻率分布。
12.—種光刻設備，包括光學元件，用于與輻射束相互作用，輻射束限定光學區(qū)域；和束修正設備；其中所述束修正設備包括安裝至可移動構(gòu)件的加熱設備，所述可移動構(gòu)件能夠相對于光學元件在第一位置和第二位置之間移動，在所述第一位置處，加熱設備處于光學區(qū)域的外部，在所述第二位置處，加熱設備處于光學區(qū)域中；和其中加熱設備配置成當可移動構(gòu)件位于第二位置時加熱光學元件。
13.如權(quán)利要求12所述的光刻設備，其中所述加熱設備配置成當可移動構(gòu)件處于第二位置時加熱光學元件的第一范圍，并且其中可移動構(gòu)件能夠相對于光學元件移動至第三位置，在所述第三位置中，所述加熱設備配置成加熱光學元件的第二范圍。
14.如權(quán)利要求13所述的光刻設備，其中可移動構(gòu)件配置成使得在第二位置和第三位置之間移動的過程中，加熱設備在光學元件上方通過。
15.如權(quán)利要求12至14中任一項所述的光刻設備，其中光刻設備能夠以掃描模式操作；可移動構(gòu)件是圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)或襯底臺；并且第一位置和第二位置之間的相對移動是平移。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光刻設備和修正光刻設備內(nèi)的輻射束的方法。所述光刻設備包括安裝在輻射束路徑中的束修正設備。所述束修正設備包括管道，配置成允許流體流過，所述管道布置成使得在使用時輻射束穿過管道以及流過所述管道的流體。束修正設備還包括熱交換器，其與在流體流動方向上設置在輻射束穿過管道的位置的上游的管道部分熱連通。
文檔編號G03F7/20GK102540760SQ201110435849
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者M·J·A·魯賓, 巴斯迪爾安·斯特凡努斯·亨德瑞克斯·詹森 申請人:Asml荷蘭有限公司