專利名稱：光刻裝置和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻裝置以及一種用于制造器件的方法。
背景技術(shù)：
光刻裝置是將所需的圖案施加到基底上(通常是施加到基底的靶部上)的設(shè)備。光刻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，或者可稱為掩模(mask)或中間掩模(reticle)，可用于產(chǎn)生形成在IC的單層上的電路圖案。該圖案可以被轉(zhuǎn)移到基底(例如硅晶片)的靶部(例如包括一部分、一個或者多個管芯(die))上。這種圖案的轉(zhuǎn)移通常是通過成像到基底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行的。一般地，單個基底包含由被相繼構(gòu)圖的相鄰靶部構(gòu)成的網(wǎng)格。常規(guī)光刻裝置包括所謂的步進器和掃描器，在步進器中，對每一靶部的輻照是通過一次性將整個圖案曝光到該靶部上來進行的；在掃描器中，對每一靶部的輻照是通過用一輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描所述圖案、并同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描該基底來進行的。還可以通過將圖案壓印到基底上而把圖案從構(gòu)圖部件轉(zhuǎn)移到基底上。
用于制造集成電路和液晶顯示面板的微光刻法中的最困難要求之一是定位平臺。例如，小于100nm的光刻法要求基底定位平臺和掩模定位平臺的動態(tài)精度以及機器之間的匹配在全部六個自由度(DOF)中都為大約1nm。
實現(xiàn)這種苛刻定位要求的一種常用方法是將該平臺定位結(jié)構(gòu)再細分成粗略定位模塊(例如X-Y臺或門型臺)和精細定位模塊，該粗略定位模塊具有微米精度，但是在整個工作范圍內(nèi)運行，精細定位模塊層疊在該粗略定位模塊上。該精細定位模塊用于將粗略定位模塊的殘余誤差校正至最后的幾納米，但是只需要適應(yīng)非常有限的行程范圍。通常用于這種納米級定位的致動器器包括壓電致動器或音圈型電磁致動器。盡管該精細模塊中的定位通常在全部6個DOF中進行，但是較大范圍的運動只需要超過2個DOF，因此該粗略模塊的設(shè)計相當(dāng)容易。
該粗略定位所需的微米精度可以使用相對簡單的位置傳感器(例如光學(xué)或磁增量編碼器)來很容易地獲得。它們可以是在一個DOF中測量的單軸線裝置，或者最近是多個(達到3個)DOF的裝置，例如由Schaffel等的“Integrated electro-dynamic multicoordinatedrives”(Proc.ASPE Annual Meeting，California，USA，1996，p.456-461)所述的裝置。類似編碼器也可在市場上獲得，例如由Dr.J.Heidenhaim GmbH制造的Type PP281R型位置測量系統(tǒng)。盡管這些傳感器能夠容易地提供亞微米水平分辨率，但是在整個行程范圍內(nèi)的絕對精度、特別是熱穩(wěn)定性還不容易獲得。
另一方面，對在該精細定位模塊的端部處掩模和基底平臺的位置測量必須在全部6個DOF中都以亞納米分辨率來進行，并具有納米精度和穩(wěn)定性。這通常使用多軸線干涉儀來實現(xiàn)，以便測量在全部6個DOF中的位移，具有用于額外標(biāo)定功能的冗余軸線(例如標(biāo)定在基底平臺上的干涉儀鏡平整度)。
通過上述方法，每次該平臺進入(返回)該精細定位模塊的范圍內(nèi)時，該平臺的位置必須在六個自由度中(重新)進行標(biāo)定。這可能花費大量時間，因此可能降低光刻裝置的生產(chǎn)率。
而且，通過上述方法，當(dāng)該光刻裝置包括兩個基底平臺時，一個基底平臺可能遮蔽該基底平臺的一個干涉儀的信號；該第一基底平臺可能位于該干涉儀和該第二基底平臺之間。
US6785005(在這里被本文參引)介紹了具有兩個基底平臺的這種位置測量系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，上述遮蔽問題的解決是通過使得距離該干涉儀最遠的基底平臺具有比第一基底平臺更大的反射鏡表面，使得在第一基底平臺的每個位置，一個干涉儀的信號都能夠被引導(dǎo)至第二基底平臺的反射鏡表面上。不過，該方法并不令人滿意，因為這兩個基底平臺具有不同尺寸。而且，當(dāng)?shù)谝换灼脚_在第二基底平臺前面移動時，該方法使得干涉儀之間的轉(zhuǎn)換復(fù)雜。
US6879382(在這里被本文參引)公開了另一位置測量系統(tǒng)，用于連續(xù)測量光刻裝置的兩個基底平臺的位置。該位置測量系統(tǒng)包括干涉儀，用于確定兩個基底平臺的位置。盡管US6879382的位置測量系統(tǒng)可以確定兩個基底平臺在x-y平面中的位置，但是它不能提供進行浸液頭接替所希望的靈活性，該浸液頭接替如共同待審的美國專利申請No.11/135655中所述，該文獻的內(nèi)容在此被本文參引。

發(fā)明內(nèi)容
因此希望提供一種光刻裝置，該光刻裝置包括第一和第二基底平臺以及用于確定該第一和第二基底平臺的位置的位置測量系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種光刻裝置，它包括構(gòu)圖部件支撐件，用于支撐構(gòu)圖部件，該構(gòu)圖部件能夠?qū)D案賦予輻射束的橫截面中，以便形成圖案化輻射束；投影系統(tǒng)，用于將該圖案化輻射束投射到處于該裝置的曝光站中的基底上；液體限制系統(tǒng)，用于將液體限制在該投影系統(tǒng)的最末元件與該基底之間；第一和第二基底平臺，用于保持基底；以及位置測量系統(tǒng)，用于測量該第一和第二基底平臺的位置。其中，該第一和第二基底平臺構(gòu)造和布置成可相互配合，以便進行聯(lián)合移動，用于使得該光刻裝置從第一狀態(tài)朝著第二狀態(tài)變化，在該第一狀態(tài)中，該液體被限制在由第一基底平臺保持的第一基底與該最末元件之間，而在第二狀態(tài)中，該液體被限制在由第二基底平臺保持的第二基底與該最末元件之間，使得在該聯(lián)合移動過程中，該液體基本被限制在與該最末元件相關(guān)的該空間內(nèi)；其中，該干涉儀位置測量系統(tǒng)設(shè)置成連續(xù)測量第一基底平臺和第二基底平臺的位置。
根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種器件制造方法，它包括在雙平臺光刻裝置中將圖案化輻射束投射至基底上，該雙平臺光刻裝置包括第一和第二基底平臺，用于保持基底；以及液體限制系統(tǒng)，用于將液體限制在投影系統(tǒng)的最末元件與該基底之間。在該方法中，第一和第二基底平臺相互配合以進行一種聯(lián)合移動，以使得該光刻裝置從第一狀態(tài)朝著第二狀態(tài)變化，在該第一狀態(tài)中，該液體被限制在由第一基底平臺保持的第一基底與該最末元件之間，而在該第二狀態(tài)中，該液體被限定在由第二基底平臺保持的第二基底與該最末元件之間，使得在該聯(lián)合移動過程中，將該液體基本限制在與該最末元件相關(guān)的該空間中，并且用干涉儀位置測量系統(tǒng)連續(xù)測量第一基底平臺和第二基底平臺的位置。


現(xiàn)在參考所附示意圖，以僅是示例的方式對本發(fā)明各實施例加以說明，附圖中相同的參考符號表示相同的部件，其中圖1表示了本發(fā)明一個實施例的光刻裝置；圖2表示了本發(fā)明一個實施例的光刻裝置的曝光站；圖3表示了圖2的光刻裝置的浸液頭接替；圖4表示了本發(fā)明一個實施例的干涉儀位置測量系統(tǒng)；以及圖5表示了本發(fā)明一個實施例的干涉儀位置測量系統(tǒng)。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光刻裝置。該裝置包括照明系統(tǒng)(照明器)IL，其配置成調(diào)節(jié)輻射束B(例如UV輻射或任意其它合適的輻射)；掩模支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，其構(gòu)造成支撐構(gòu)圖部件(例如掩模)MA并第一定位裝置PM連接，該第一定位裝置PM配置成依照某些參數(shù)精確定位該構(gòu)圖部件。該裝置還包括基底臺(例如晶片臺)WT或“基底支撐件”，其構(gòu)造成保持基底(例如涂敷有抗蝕劑的晶片)W并與第二定位裝置PW連接，該第二定位裝置PW配置成依照某些參數(shù)精確定位該基底。該裝置進一步包括投影系統(tǒng)(例如折射投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置成將由構(gòu)圖部件MA賦予給輻射束B的圖案投影到基底W的靶部C(例如包括一個或多個管芯)上。
該照明系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)部件來引導(dǎo)、成形或者控制輻射，這些光學(xué)部件諸如是折射光學(xué)部件、反射光學(xué)部件、磁性光學(xué)部件、電磁光學(xué)部件、靜電光學(xué)部件或其它類型的光學(xué)部件，或者它們的任意組合。
該掩模支撐結(jié)構(gòu)保持該構(gòu)圖部件，也就是承受該構(gòu)圖部件的重量。它對該構(gòu)圖部件的保持方式取決于該構(gòu)圖部件的方位、光刻裝置的設(shè)計以及其它條件，例如該構(gòu)圖部件是否保持在真空環(huán)境中。該掩模支撐結(jié)構(gòu)可以使用機械、真空、靜電或其它夾持技術(shù)來保持該構(gòu)圖部件。該掩模支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺，例如該支撐結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要而是固定的或者是活動的。該掩模支撐結(jié)構(gòu)可以確保該構(gòu)圖部件例如相對于該投影系統(tǒng)而位于所需位置。在這里，術(shù)語“中間掩?！被蛘摺把谀！钡娜魏问褂镁烧J(rèn)為與更上位的術(shù)語“構(gòu)圖部件”同義。
這里所使用的術(shù)語“構(gòu)圖部件”應(yīng)廣義地解釋為能夠向輻射束的橫截面中賦以圖案從而在基底的靶部中形成圖案的任何裝置。應(yīng)該注意，賦予該輻射束的圖案可以并不與在基底靶部中所需的圖案精確一致，例如如果該圖案包括相移特征或所謂的輔助特征。一般地，賦予該輻射束的圖案對應(yīng)于在靶部中形成的器件(如集成電路)內(nèi)的特定功能層。
該構(gòu)圖部件可以是透射型的或者反射型的。構(gòu)圖部件的示例包括掩模、可編程反射鏡陣列、以及可編程LCD面板。掩模在光刻中是公知的，所包括的掩模類型諸如是二元型、交替相移(alternatingphase-shift)型、衰減相移型，以及各種混合掩模類型。可編程反射鏡陣列的一個示例采用小型反射鏡的矩陣排列，每個反射鏡能夠獨立地傾斜，從而沿不同的方向?qū)θ肷漭椛涫M行反射。這些傾斜的反射鏡可以在被反射鏡矩陣反射的輻射束中賦以圖案。
這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)廣義地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，包括折射光學(xué)系統(tǒng)，反射光學(xué)系統(tǒng)、反射折射光學(xué)系統(tǒng)、磁性光學(xué)系統(tǒng)、電磁光學(xué)系統(tǒng)和靜電光學(xué)系統(tǒng)，或它們的任意組合，以適合于所用的曝光輻射，或者適合于其它方面，如浸液的使用或真空的使用。在這里，術(shù)語“投影透鏡”的任何使用均可以認(rèn)為與更上位的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。
如這里所指出的，該裝置是透射型(例如采用透射掩模)?；蛘?，該裝置也可以是反射型(例如采用上面提到的可編程反射鏡陣列，或采用反射掩模)。
該光刻裝置可以具有兩個(雙平臺)或者更多個基底臺“基底支撐件”(和/或兩個或更多個掩模臺或“掩模支撐件”)。在這種“多平臺式”裝置中，可以并行使用這些附加的臺或支撐件，或者可以在一個或多個臺或支撐件上進行準(zhǔn)備步驟，而一個或者多個其它臺或支撐件用于曝光。
該光刻裝置還可以是這樣一種類型，其中，至少部分基底被具有相對高的折射率的液體(例如水)覆蓋，以填充投影系統(tǒng)和基底之間的空間。浸液也可以施加至該光刻裝置中的其它空間，例如掩模和投影系統(tǒng)之間的空間。浸液技術(shù)可以用于增大投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。這里使用的術(shù)語“浸液”并不意味著諸如基底的結(jié)構(gòu)必須浸沒在液體中，而只是意味著在曝光期間液體位于投影系統(tǒng)和基底之間。
參考圖1，照明器IL接收來自輻射源SO的輻射束。輻射源和光刻裝置可以是分立的機構(gòu)，例如當(dāng)該輻射源是準(zhǔn)分子激光器時。在這些情況下，不把輻射源看成是構(gòu)成了該光刻裝置的一部分，輻射束借助于束輸送系統(tǒng)BD而從輻射源SO傳輸?shù)秸彰髌鱅L，所述束輸送系統(tǒng)BD包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器。在其它情況下，該輻射源可以是該光刻裝置的組成部分，例如當(dāng)該輻射源是汞燈時。該輻射源SO和照明器IL(如果需要可以連同該束輸送系統(tǒng)BD一起)可以被稱作輻射系統(tǒng)。
照明器IL可以包括調(diào)節(jié)裝置AD，用于調(diào)節(jié)輻射束的角強度分布。一般地，至少可以調(diào)節(jié)照明器光瞳平面內(nèi)強度分布的外徑向范圍和/或內(nèi)徑向范圍(通常分別稱為σ-外和σ-內(nèi))。此外，照明器IL可以包括各種其它部件，如積分器IN和聚光器CO。該照明器可以用于調(diào)節(jié)輻射束，從而使該輻射束在其橫截面上具有所需的均勻度和強度分布。
該輻射束B入射到保持在該掩模支撐結(jié)構(gòu)(如掩模臺MT)上的構(gòu)圖部件(如掩模MA)上，并由構(gòu)圖部件進行構(gòu)圖。穿過該掩模MA后，輻射束B經(jīng)過該投影系統(tǒng)PS，該投影系統(tǒng)將該輻射束聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如干涉測量器件、線性編碼器或電容傳感器)的輔助下，可以精確地移動該基底臺WT，從而例如將不同的靶部C定位在輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫中機械取出該掩模MA后或者在掃描期間，可以使用第一定位裝置PM和另一位置傳感器(圖1中未明確示出)來相對于輻射束B的路徑精確定位該掩模MA。一般地，借助于長行程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精細定位)，可以實現(xiàn)該掩模臺MT的移動，其中該長行程模塊和短行程模塊構(gòu)成該第一定位裝置PM的一部分。類似地，利用長行程模塊和短行程模塊也可以實現(xiàn)該基底臺WT或“基底支撐件”的移動，其中該長行程模塊和該短行程模塊構(gòu)成該第二定位裝置PW的一部分。在步進器的情況下(這與使用掃描裝置的情況相反)，該掩模臺MT可以只與短行程致動器連接或者可以被固定?？梢允褂醚谀?zhǔn)標(biāo)記M1、M2和基底對準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2來將該掩模MA與該基底W對準(zhǔn)。盡管如所示出那樣，該基底對準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了指定的靶部，但是它們也可以設(shè)置在各個靶部之間的空間中(這些空間被稱為劃片線(scribe-lane)對準(zhǔn)標(biāo)記)。類似地，在有超過一個的管芯設(shè)在掩模MA上的情況下，可以將該掩模對準(zhǔn)標(biāo)記設(shè)在這些管芯之間。
所示的裝置可以按照下面模式中的至少一種使用1.在步進模式中，掩模臺MT或“掩模支撐件”和基底臺WT或“基底支撐件”保持基本不動，而賦予輻射束的整個圖案被一次投影到靶部C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后沿X和/或Y方向移動該基底臺WT或“基底支撐件”，使得可以曝光不同的靶部C。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中成像的靶部C的尺寸。
2.在掃描模式中，掩模臺MT或“掩模支撐件”和基底臺WT或“基底支撐件”被同步掃描，同時，賦予輻射束的圖案被投影到靶部C上(即單次動態(tài)曝光)?；着_WT或“基底支撐件”相對于掩模臺MT或“掩模支撐件”的速度和方向可以由投影系統(tǒng)PS的放大(縮小)和圖像反轉(zhuǎn)特性來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次動態(tài)曝光中靶部的寬度(沿非掃描方向)，而掃描移動的長度確定了靶部的高度(沿掃描方向)。
3.在另一模式中，掩模臺MT或“掩模支撐件”保持基本不動，并且保持一可編程構(gòu)圖部件，而基底臺WT或“基底支撐件”被移動或掃描，同時，賦予輻射束的圖案被投影到靶部C上。在該模式中，一般采用脈沖輻射源，并且，在每次移動基底臺WT或“基底支撐件”之后，或者在掃描期間相繼的輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新該可編程構(gòu)圖部件。這種工作模式可以容易地應(yīng)用于采用可編程構(gòu)圖部件的無掩模光刻中，所述可編程構(gòu)圖部件例如是上面提到的可編程反射鏡陣列類型。
還可以采用上述使用模式的組合和/或變化，或者也可以采用完全不同的使用模式。
圖2是曝光站34的側(cè)視示意圖。該曝光站34由基座框架36支撐。該基座框架承載計量(metro)框架38。該計量框架38通過隔離裝置40而動態(tài)地與該基座框架36相隔離。投影系統(tǒng)18由該計量框架38通過支撐部件56(該支撐部件56也可以是一種動態(tài)隔離裝置)來支撐。設(shè)置成測量平臺42的位置的位置傳感器30安裝在計量框架38上。不過應(yīng)當(dāng)注意，該位置傳感器30也可以由該投影系統(tǒng)18承載(或者等效地由安裝于投影系統(tǒng)18上的框架來承載)。
中間掩模平臺或掩模平臺6位于投影系統(tǒng)18上方。該中間掩模平臺的位置和掩模/中間掩模的位置由測量系統(tǒng)60來測量。該測量系統(tǒng)60與位置傳感器30配合，以便使得該掩模/中間掩模與投影系統(tǒng)18下面的基底14對準(zhǔn)。將該掩模/中間掩模與該基底對準(zhǔn)通常根據(jù)零點傳感器和TIS對準(zhǔn)技術(shù)來進行(見EP1510870，該文獻的內(nèi)容在此被本文參引)。為了應(yīng)用該TIS對準(zhǔn)，要在一定精度內(nèi)知道該基底相對于該計量框架38的位置(大致表示為該精細TIS測量的開始點)，使得該基底處于該TIS傳感器的捕獲范圍內(nèi)。
按照本發(fā)明的該實施例，在該光刻裝置中，在該投影系統(tǒng)18的最末光學(xué)(透鏡)元件和基底14的靶部之間提供有浸液66。施加浸液的優(yōu)點是在曝光過程中，與沒有浸液的同等系統(tǒng)相比，能夠?qū)⒏〗Y(jié)構(gòu)的圖案從該中間掩?；蜓谀＾D(zhuǎn)移至基底14。該光刻裝置具有液體限制系統(tǒng)，適合于將液體限制在該投影系統(tǒng)的最末元件和該基底之間。該液體限制系統(tǒng)包括所謂的浸液罩68(見圖3)。在照射過程中，可以由該浸液罩68將浸液保持就位。該浸液罩68可以包括機械接觸密封件和/或無接觸式密封件，該無接觸密封件的工作是基于朝著要被限制的流體來引導(dǎo)加壓氣體流，不同密封件的組合也是可能的。
在基底曝光后，保持它的平臺移動離開，例如朝著計量站移動。因為需要該浸液66保持在投影系統(tǒng)18的最末元件下面的空間內(nèi)，因此在該平臺能夠離開其在浸液66空間下面的位置之前必須采取專門措施。一種可能方案是使用獨立的封閉盤或獨立的小型封閉平臺(不能用來保持基底)，其在底部處封閉該空間，直到保持有要被曝光的基底的平臺取代該封閉盤/封閉平臺。
不過，該封閉盤/封閉平臺產(chǎn)生了額外的接替(take over)操作，這花費了寶貴的時間，并明顯降低了該光刻裝置的生產(chǎn)率。
因此，在本發(fā)明的一個實施例中，封閉盤(或封閉平臺)被省略，并且光刻裝置具有多個平臺，這些平臺構(gòu)造和布置成相互配合，以便進行一種聯(lián)合掃描移動，使該光刻裝置從第一狀態(tài)朝著第二狀態(tài)變化，其中，在該第一狀態(tài)中，該液體被限制在由第一平臺保持的基底和該最末元件之間，而在該第二狀態(tài)中，該液體被限制在由這兩個平臺中的第二平臺保持的第二基底和該最末元件之間，這樣，在該聯(lián)合掃描移動過程中，該液體基本被限制在與該最末元件相關(guān)的該空間中。例如，這樣的光刻裝置在共同待審的美國專利申請No.11/135655中有介紹，該文獻的內(nèi)容在此被本文參引。在該申請中，該聯(lián)合掃描移動也稱為“浸液頭接替”，該術(shù)語也相應(yīng)地用于本申請中。
平臺42.1和42.2的聯(lián)合掃描移動在圖3中示意表示(箭頭71表示這些平臺相對于投影系統(tǒng)18的移動方向)。該聯(lián)合掃描移動這樣進行，使得該液體66保持被限制在該最末透鏡元件下面的空間中。在該空間的底部，該平臺42.1、42.2限制該液體66。在側(cè)部是由浸液罩(該浸液罩優(yōu)選是相對于該投影系統(tǒng)18保持在基本固定的位置)來限制該液體66。
在本發(fā)明的一個實施例中，各第一平臺42.1和第二平臺42.2具有各自的浸液跨越邊緣72.1、72.2(位于相關(guān)平臺的側(cè)部或側(cè)部附近，見圖3)，其中，在該聯(lián)合掃描移動過程中，該浸液跨越邊緣構(gòu)造和布置成相互配合。優(yōu)選是，各浸液跨越邊緣72包括一個或多個基本平滑的表面。因此可以這樣進行該聯(lián)合掃描移動，即，在不同浸液跨越邊緣的平表面之間獲得一個被明確限定的空間(例如由平行表面限定的空間)。在圖3中提供了一個示例，其中，在該聯(lián)合掃描移動過程中，這些平臺的協(xié)作浸液跨越邊緣以相互距離D限定了一空間。
按照本發(fā)明的一個實施例，該光刻裝置可以包括控制系統(tǒng)(使用反饋和/或前饋回路)，可以向該控制系統(tǒng)饋送這些平臺的位置測量結(jié)果(實際上，術(shù)語“位置測量結(jié)果”可以包括位置、速度、加速度和/或加加速度測量結(jié)果)，用于計算相關(guān)馬達的設(shè)置點信號。在這些平臺的該聯(lián)合掃描移動過程中，由定位系統(tǒng)根據(jù)該設(shè)置點信號來控制馬達，使得在各浸液跨越邊緣的平面之間的相互恒定距離D對應(yīng)于預(yù)定函數(shù)。該預(yù)定函數(shù)可以選擇為使得在浸液跨越邊緣之間的該空間為液體槽道特征的函數(shù)。
按照該光刻裝置的一個實施例，該定位系統(tǒng)構(gòu)造和布置成控制馬達以移動平臺，使得在該聯(lián)合掃描移動過程中，平臺42.1輕微推動平臺42.2。因此，該定位系統(tǒng)的控制系統(tǒng)(利用反饋和/或前饋回路)接收這些平臺的位置測量結(jié)果(實際上，該術(shù)語“位置測量結(jié)果”可以包括位置、速度、加速度和/或加加速度測量結(jié)果)，并計算相關(guān)馬達的設(shè)置點信號。然后，由定位系統(tǒng)根據(jù)該設(shè)置點信號來控制馬達，使得在各浸液跨越邊緣的平面之間的相互恒定距離D基本為零或者接近零的某個值。
按照該光刻裝置的一個實施例，該定位系統(tǒng)構(gòu)造和布置成控制馬達以移動平臺，使得在該聯(lián)合掃描移動過程中，該相互距離D大于零但小于1毫米。優(yōu)選的相互距離D似乎在0.05和0.2毫米之間。當(dāng)其中一個平臺具有通向和離開該浸液跨越邊緣的開口的槽道系統(tǒng)時，在該距離范圍內(nèi)的距離D特別有利，其中，該槽道系統(tǒng)構(gòu)造和布置成在該聯(lián)合掃描移動過程中產(chǎn)生沿該浸液跨越邊緣的氣體流和/或液體流。產(chǎn)生該流動將降低在浸液66中產(chǎn)生氣泡(該氣泡將破壞在基底上的圖案投射)的可能性。穩(wěn)定且良好控制的距離D導(dǎo)致穩(wěn)定且特別有利的流動，從而避免在該聯(lián)合掃描移動過程中在該浸液中產(chǎn)生氣泡。
對于第一平臺和第二平臺的位置測量，可以使用干涉儀位置測量系統(tǒng)，其設(shè)置成在該聯(lián)合掃描移動過程中連續(xù)測量第一和第二平臺的位置。
該干涉儀系統(tǒng)例如可以使用安裝在該平臺上的干涉儀鏡來進行位置測量，或者在另一實施例中，該平臺可以具有反射表面。
在圖4中，按照本發(fā)明的一個實施例，一種干涉儀位置測量系統(tǒng)總體以參考標(biāo)號100表示。該干涉儀位置測量系統(tǒng)100設(shè)計成在整個處理區(qū)域(虛線所示)中，即曝光區(qū)域110(曝光站位于該曝光區(qū)域110中)和更換/計量區(qū)域111(在該區(qū)域111中進行基底的更換)中，連續(xù)測量第一基底平臺101和第二基底平臺102的位置。
該位置測量系統(tǒng)包括在該處理區(qū)域的一側(cè)布置于一直線上的三個y-Rx-Rz干涉儀103以及在該處理區(qū)域的另一側(cè)布置的第四y-Rx-Rz干涉儀104。該第四y-Rx-Rz干涉儀104沿y方向布置在與三個y-Rx-Rz干涉儀103中的中間干涉儀基本相同的直線上。該直線也與投影系統(tǒng)109的軸線相交叉。而且，在該處理區(qū)域的左側(cè)布置有三個x-Ry-z干涉儀105。在相對側(cè)(圖4中的右側(cè))布置有第四x-Ry-z干涉儀106。該第四x-Ry-z干涉儀106沿x方向布置在與三個x-Ry-z干涉儀105中布置成最靠近干涉儀103的干涉儀基本相同的直線上。該直線也與投影系統(tǒng)109的軸線交叉。
該y-Rx-Rz干涉儀103、104和x-Ry-z干涉儀105、106是具有三個或更多干涉儀射束的多軸線干涉儀。利用這些多軸線干涉儀，能夠在三個自由度上確定基底平臺101、102的位置。因此，y-Rx-Rz干涉儀103、104分別能夠確定第一平臺或第二平臺沿y方向、Rx(繞x軸線旋轉(zhuǎn))和Rz(繞z軸線旋轉(zhuǎn))的位置，而x-Ry-z干涉儀105、106分別能夠確定第一平臺101或第二平臺102沿x方向、Ry(繞y軸線旋轉(zhuǎn))和z方向(垂直于圖4的圖平面)的位置。這樣的多軸線干涉儀為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知。
緊接著上述干涉儀，該位置測量系統(tǒng)100包括兩個z干涉儀107，它們位于該處理區(qū)域的與x-Ry-Rz干涉儀106相同的一側(cè)，并在該處理區(qū)域的更換區(qū)域111側(cè)沿x方向與兩個x-Ry-z干涉儀105相對。
利用上述的位置測量系統(tǒng)100，可以在六個自由度上進行連續(xù)且高精度的控制。這里，“連續(xù)”的意思是在整個光刻處理過程中在各基底平臺的每個希望位置(包括基底的曝光、計量和更換)都能夠?qū)Ω骰灼脚_101、102進行六個自由度的位置測量。在該連續(xù)測量中，可能必須在不同干涉儀之間進行轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng)基底平臺101、102必須從曝光區(qū)域110移動至該計量/更換區(qū)域111(因此要沿y方向移動)時，x位置可以首先由緊挨曝光區(qū)域110的x-Ry-z干涉儀105來測量，然后由處于曝光區(qū)域110和計量/更換區(qū)域111的交叉線處的x-Ry-z干涉儀105來測量，最后由緊挨該計量/更換區(qū)域111的x-Ry-z干涉儀來測量。特別是，位于曝光區(qū)域110和計量/更換區(qū)域111的交叉線的相對兩側(cè)的該組干涉儀105、107能夠進行沿y方向的連續(xù)位置測量。而且，為了能夠進行連續(xù)控制，在用于沿一個方向測量位置的兩個相鄰的干涉儀之間的距離應(yīng)當(dāng)不大于基底平臺沿該方向的尺寸或者不大于至少該反射區(qū)域沿該方向的尺寸。否則，在連續(xù)測量時不能進行在相鄰干涉儀之間的轉(zhuǎn)換。
如參考圖2和3所述，本發(fā)明的一個實施例涉及具有液體限制系統(tǒng)的光刻裝置。在圖4中，由該系統(tǒng)限制的液體由參考標(biāo)號108表示。在一個優(yōu)選實施例中，進行浸液頭接替，同時不需要使用獨立的封閉盤。在一個實施例中，該浸液頭接替需要進行該第一基底平臺101和第二基底平臺102的聯(lián)合掃描移動。通過該聯(lián)合掃描移動，希望對第一和第二基底平臺101、102進行高精度控制，并因此在浸液頭接替過程中對第一和第二基底平臺101、102進行高精度位置測量。
圖4中所示的干涉儀位置測量系統(tǒng)100可以對于沿x方向的聯(lián)合掃描移動進行六個自由度的高精度位置測量。因此，該位置測量系統(tǒng)100包括布置在曝光區(qū)域側(cè)部處的y-Rx-Rz干涉儀103。
在圖4中，基底平臺101、102表示為恰好在進行浸液頭接替之前。被限制的液體位于第一基底平臺101的邊緣處。第一基底平臺101的y向位置由(圖中的)中間y-Rx-Rz干涉儀103來測量，第二基底平臺102的y向位置由左側(cè)y-Rx-Rz干涉儀103來測量。第一基底平臺101的x向位置由x-Ry-z干涉儀106來測量，而第二基底平臺的x向位置由(圖中的)頂部x-Ry-z干涉儀105來測量。
當(dāng)?shù)谝换灼脚_101和第二基底平臺102沿如箭頭所示的x方向移動時，第二基底平臺102將移動至該被限制液體108的下面。在該移動過程中，第一基底平臺101的y向位置測量將由右側(cè)y-Rx-Rz干涉儀103來接替，而第二基底平臺的y向位置測量將由中間y-Rx-Rz干涉儀103來接替。
在該聯(lián)合掃描移動后，第二基底平臺102上的基底可以曝光成由投影系統(tǒng)109所投射的圖案。第一基底平臺101可以在連續(xù)控制下移動至該更換區(qū)域，以便用新基底來更換支撐在第一基底平臺101上的已曝光基底。
在該位置測量系統(tǒng)的另一個實施例中，該y-Rx-Rz干涉儀104可以接替該中間y-Rx-Rz干涉儀103的功能。不過該實施例并不為優(yōu)選，因為相對較長的射束長度可能導(dǎo)致更大的測量誤差。
在另一可選實施例中，該中間y-Rx-Rz干涉儀103可以省略，且另外兩個y-Rx-Rz干涉儀103布置成彼此更靠近，且它們之間的距離最大為各基底平臺101和102的尺寸。該實施例需要的干涉儀少一個，不過它并不優(yōu)選，因為在將圖案投射至支撐于各基底平臺101、102上的基底上時，該實施例需要在這兩個y-Rx-Rz干涉儀103之間進行轉(zhuǎn)換。
因為在該聯(lián)合掃描移動過程中第一基底平臺101和第二基底平臺102只沿x方向相互遮掩，且這只是第一基底平臺101和第二基底平臺102沿x方向彼此緊挨時的瞬間，因此只有在該高度處(即沿x方向穿過該投影系統(tǒng)的軸線的直線)的干涉儀105、106必須為相同的x-Ry-z類型。因此，在該處理區(qū)域右側(cè)的其它干涉儀107可以為單軸線z類型干涉儀。
對于圖4的實施例，在沿y方向的聯(lián)合掃描移動過程中不能進行對第一和第二基底平臺的連續(xù)位置測量。原因是在該掃描移動過程中，基底平臺101、102之一將朝著干涉儀103移動，直到它完全位于該被限制液體108和該干涉儀103之間。即使提供有用于對基底平臺101、102之一進行這樣定位的空間，當(dāng)各基底平臺處于x-Ry-z干涉儀105、106和z-干涉儀107的范圍之外時，將不能測量該基底平臺的x、Ry和z位置。
在圖5的實施例中，通過在該被限制液體108和該干涉儀103之間的直線上提供額外一組的x-Ry-z干涉儀105和z干涉儀112而能夠進行連續(xù)位置測量。圖5中所示的位置測量系統(tǒng)還包括圖4實施例的所有干涉儀103、104、105、106和107。因為基底平臺101和102能夠在干涉儀105和106(該干涉儀105和106布置在沿x方向與投影系統(tǒng)109的軸線交叉的直線上)的直線上進行交叉，因此不需要在該處理區(qū)域的相對兩側(cè)提供兩個額外x-Ry-z干涉儀，而是一個就足夠了。
在圖5中，基底平臺101和102也表示為恰好在進行浸液頭接替的聯(lián)合掃描移動之前，因此，該被限制液體108完全位于第一基底平臺101上面。第一基底平臺101的y向位置由該中間y-Rx-Rz干涉儀103來測量，而第二基底平臺102的y向位置由y-Rx-Rz干涉儀104來測量。第一基底平臺101的x向位置由處在投影系統(tǒng)109高度處的x-Ry-z干涉儀105來測量，而第二基底平臺的x向位置由布置在曝光區(qū)域110和計量/更換區(qū)域111的交叉處的x-Ry-z干涉儀105來測量。
當(dāng)?shù)谝换灼脚_101和第二基底平臺102如箭頭所示沿y方向移動時，第二基底平臺102將在該被限制液體108下面移動。在該移動過程中，第一基底平臺101的x位置測量將由新提供的頂部x-Ry-z干涉儀105來接替，而第二基底平臺的x位置測量將由位于投影系統(tǒng)109高度的x-Ry-z干涉儀105(或者x-Ry-z干涉儀106)來接替。這樣，通過提供新的干涉儀105、112，在沿y方向用于浸液頭接替的該聯(lián)合掃描移動過程中，可以進行對第一和第二基底平臺101、102的連續(xù)位置測量。
應(yīng)當(dāng)注意到，當(dāng)沿y方向進行用于浸液頭接替的該聯(lián)合掃描移動時，兩個基底平臺沿x方向的交叉并不一定在投影系統(tǒng)109的高度處進行。因此，該交叉可以在沿y方向的另一高度處進行，因此需要在該高度處將第二x-Ry-z干涉儀106布置在該處理區(qū)域的另一側(cè)。
圖4和5的干涉儀位置測量設(shè)置成在六個自由度中測量第一和第二基底平臺101和102的位置。當(dāng)只需要通過位置測量系統(tǒng)測量更少自由度時，這些干涉儀可以為其它類型，例如用單軸線類型代替多軸線類型干涉儀，而且可以省略一些干涉儀。例如，當(dāng)只需要測量第一和第二基底平臺101、102的x和y位置時，干涉儀103和104可以為單軸線y干涉儀，干涉儀105和106可以為單軸x干涉儀，且可以省略z干涉儀107。
盡管在本申請中可以具體參考該光刻裝置在IC制造中的使用，但是應(yīng)該理解這里描述的光刻裝置可能具有其它應(yīng)用，例如，用于制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在這種可替換的用途范圍中，這里任何術(shù)語“晶片”或者“管芯(die)”的使用可以認(rèn)為分別與更上位的術(shù)語“基底”或“靶部”同義。在曝光之前或之后，可以在例如勻膠顯影機(track，通常將抗蝕劑層施加于基底上并將已曝光的抗蝕劑顯影的一種工具)、計量工具和/或檢驗工具中對這里提到的基底進行處理。在可應(yīng)用的地方，這里的公開內(nèi)容可應(yīng)用于這種和其它基底處理工具。另外，例如為了形成多層IC，可以對基底進行多次處理，因此這里所用的術(shù)語基底也可以指已經(jīng)包含多個已處理的層的基底。
盡管在上文已經(jīng)具體參考了本發(fā)明的實施例在光學(xué)光刻環(huán)境中的應(yīng)用，但是應(yīng)該理解本發(fā)明可以用于其它應(yīng)用，例如壓印光刻法，在本申請允許的地方，本發(fā)明不限于光學(xué)光刻法。在壓印光刻法中，構(gòu)圖部件中的構(gòu)形限定了在基底上形成的圖案。該構(gòu)圖部件的構(gòu)形可以被壓入到施加于基底上的抗蝕劑層中，并在基底上通過施加電磁輻射、熱、壓力或上述方式的組合來使抗蝕劑固化。在抗蝕劑固化之后，可以將構(gòu)圖部件從抗蝕劑中移出而留下圖案。
這里使用的術(shù)語“輻射”和“束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有大約365，248，193，157或者126nm的波長)和極遠紫外(EUV)輻射(例如，波長在5-20nm范圍)，以及諸如離子束或電子束等粒子束。
在本申請允許的地方，術(shù)語“透鏡”可以表示各種類型的光學(xué)部件中的任意一種或組合，包括折射光學(xué)部件、反射光學(xué)部件、磁性光學(xué)部件、電磁光學(xué)部件和靜電光學(xué)部件。
盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施例，但是應(yīng)該理解，可以以不同于所描述的其它方式來實施本發(fā)明。例如，本發(fā)明可以采取計算機程序的形式，該計算機程序包含描述了上面所公開方法的一個或多個序列的機器可讀指令，或者包含其中存儲有這種計算機程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(例如半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)。
上面的描述是為了說明性的而非限制性的。因此，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離下面描述的權(quán)利要求的范圍的條件下，可以對所描述的發(fā)明進行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種光刻裝置，包括構(gòu)圖部件支撐件，用于支撐構(gòu)圖部件，該構(gòu)圖部件能夠?qū)D案賦予輻射束的橫截面中，以便形成圖案化輻射束；投影系統(tǒng)，用于將該圖案化輻射束投射到處于該裝置的曝光站中的基底上；液體限制系統(tǒng)，用于將液體限制在該投影系統(tǒng)的最末元件與該基底之間的空間內(nèi)；第一和第二基底平臺，用于保持基底；以及干涉儀位置測量系統(tǒng)，用于測量該第一和第二基底平臺的位置，其中，該第一和第二基底平臺構(gòu)造和布置成可相互配合，以便進行聯(lián)合移動，用于使得該光刻裝置從第一狀態(tài)朝著第二狀態(tài)變化，在該第一狀態(tài)中，該液體被限制在由第一基底平臺保持的第一基底與該最末元件之間，而在第二狀態(tài)中，該液體被限制在由第二基底平臺保持的第二基底與該最末元件之間，使得在該聯(lián)合移動過程中，該液體基本被限制在與該最末元件相關(guān)的該空間內(nèi)；其中，該干涉儀位置測量系統(tǒng)設(shè)置成連續(xù)測量第一基底平臺和第二基底平臺的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，該位置測量系統(tǒng)設(shè)置成在六個自由度中測量第一基底平臺和第二基底平臺的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，該第一和第二基底平臺有基本相同的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，該干涉儀位置測量系統(tǒng)包括兩個干涉儀，它們布置在處理區(qū)域的相對兩側(cè)，并沿與投影系統(tǒng)的軸線基本交叉的方向，該方向沿該聯(lián)合移動的方向延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，該干涉儀位置測量系統(tǒng)包括兩個x干涉儀，用于沿第一方向測量第一和/或第二基底平臺的位置，該第一方向基本垂直于該投影系統(tǒng)的軸線，這兩個x干涉儀布置在處理區(qū)域的相對兩側(cè)，并沿這樣的方向，該方向沿第一方向延伸并基本上與該投影系統(tǒng)的該軸線相交叉；以及兩個y干涉儀，用于沿第二方向測量第一和/或第二基底平臺的位置，該第二方向基本垂直于該第一方向并基本垂直于該投影系統(tǒng)的軸線，這兩個y干涉儀布置在處理區(qū)域的相對兩側(cè)，并沿這樣的方向，該方向沿第二方向延伸并基本上與該投影系統(tǒng)的軸線相交叉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光刻裝置，其特征在于，這兩個x干涉儀和這兩個y干涉儀是多軸線干涉儀，能夠測量多個自由度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光刻裝置，其特征在于，這兩個x干涉儀和這兩個y干涉儀包括兩個x-Ry-z或x-Ry-Rz干涉儀以及兩個y-Rx-z或y-Rx-Rz干涉儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，該干涉儀位置測量系統(tǒng)包括基本布置在曝光區(qū)域和更換區(qū)域的交叉處的干涉儀，以便基本在該交叉處測量第一和/或第二基底平臺的位置，其中，包括投影系統(tǒng)的曝光站布置在該曝光區(qū)域中，而在該更換區(qū)域中更換基底。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，該干涉儀位置測量系統(tǒng)包括三個干涉儀，它們布置在處理區(qū)域的一側(cè)，并沿與該聯(lián)合移動方向基本平行的方向，在這三個干涉儀中相鄰兩個干涉儀之間的距離最大為第一和/或第二基底平臺沿該方向的尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光刻裝置，其特征在于，這三個干涉儀中的中間干涉儀布置成使得該干涉儀的射束方向沿著該投影系統(tǒng)的軸線方向并且基本上垂直于該聯(lián)合移動的方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，該干涉儀位置測量系統(tǒng)包括兩個干涉儀，這兩個干涉儀沿基本平行于該聯(lián)合移動方向的方向來布置，這兩個干涉儀之間的距離最大為第一和/或第二基底平臺沿該方向的尺寸。
12.一種器件制造方法，包括在雙平臺光刻裝置中將圖案化輻射束投射至基底上，該雙平臺光刻裝置包括第一和第二基底平臺，分別用于保持基底；以及液體限制系統(tǒng)，用于將液體限制在投影系統(tǒng)的最末元件與該基底之間的空間內(nèi)；第一和第二基底平臺進行聯(lián)合移動，以使得該光刻裝置從第一狀態(tài)朝著第二狀態(tài)變化，在該第一狀態(tài)中，該液體被限制在由第一基底平臺保持的第一基底與該最末元件之間，而在該第二狀態(tài)中，該液體被限定在由第二基底平臺保持的第二基底與該最末元件之間；在該聯(lián)合移動過程中，將該液體基本限制在與該最末元件相關(guān)的該空間中；以及連續(xù)測量第一基底平臺和第二基底平臺的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該測量包括在六個自由度中測量第一基底平臺和第二基底平臺的位置。
全文摘要
一種光刻裝置包括液體限制系統(tǒng)，用于將液體限制在投影系統(tǒng)的最末元件和基底之間的空間內(nèi)；以及第一和第二基底平臺，各基底平臺設(shè)置成相互配合以便進行聯(lián)合移動，用于使得光刻裝置從第一狀態(tài)朝著第二狀態(tài)變化，在該第一狀態(tài)中，該液體被限制在由第一基底平臺保持的第一基底和該最末元件之間，而在第二狀態(tài)中，該液體被限制在由第二基底平臺保持的第二基底和最末元件之間；這樣，在該聯(lián)合移動過程中，該液體基本上被限制在與該最末元件相關(guān)的該空間中。該裝置還包括位置測量系統(tǒng)，它設(shè)置成至少在該聯(lián)合移動過程中測量第一基底平臺和第二基底平臺的位置。
文檔編號H01L21/027GK101038442SQ20071008556
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者E·R·盧普斯特拉, E·A·F·范德帕施 申請人:Asml荷蘭有限公司