光刻裝置及器件制造方法

專利名稱：光刻裝置及器件制造方法
技術領域：
本發明涉及一種光刻裝置及一種器件制造方法。
背景技術：
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，構圖部件，或者可稱為掩模(mask)或中間掩模(reticle)，可用于產生形成在IC的單層上的電路圖案。該圖案可以被轉移到基底(例如硅晶片)的靶部(例如包括一部分、一個或者多個芯片模(die))上。這種圖案的轉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圖的相鄰靶部構成的網格。已知的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；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。還可以通過將圖案壓印到基底上而把圖案從構圖部件轉移到基底上。
在光刻裝置的典型結構中，該基底在曝光過程中保持在基底支撐件上。為了在一次曝光過程中或各次曝光之間調節該基底的位置，要移動該基底支撐件。因此，通常提供致動器來調節該基底支撐件相對于參考框架的位置。一般來說，基底相對于基底支撐件的位置是固定的且已知的。所以，可通過監測該基底支撐件的位置來確定基底的位置。過去已知利用干涉儀和/或光柵編碼器來監測基底支撐件的位置。這些系統能提供高精度的位置測量。但是，如果用于該干涉儀和/或光柵編碼器的輻射束傳播所通過的氣體的溫度和/或壓力和/或組分改變，則這些系統的精度可能下降。例如，為了給光刻裝置提供足夠的精度，希望將溫度變化限制在±100～300mK的范圍內。這在光刻裝置中是很難達到的，這是因為有大量的熱源，諸如，用于移動該基底支撐件的致動器以及被成像到基底上的輻射。因而，靠近熱源區域的氣體被加熱。然后，該受熱氣體可能會通過基底支撐件的移動而被輸送到該光刻裝置所處環境的各個位置。

發明內容
希望提供一種光刻裝置，該光刻裝置具有精度可靠的測量系統。
按照本發明的一個實施例，所提供的光刻裝置包括參考框架；測量系統，用來測量該光刻裝置的部件相對于所述參考框架的位置和移動中的至少一個。其中，該測量系統包括靶子，安裝在所述部件和參考框架中的一個上；輻射源，安裝在所述部件和參考框架中的另一個上，并用來將輻射束投射到所述靶子上；和傳感器，用來檢測從靶子傳播出的輻射的圖案，所述圖案指示了該部件相對于參考框架的位置和移動中的所述至少一個。該部件包括一個或多個氣體出口，所述氣體出口構造成使得當向所述氣體出口供氣時，所述輻射束傳播至所述靶子所經過的空間體積基本上被來自所述一個或多個氣體出口的氣流所包圍。
按照本發明一個實施例所提供的器件制造方法，包括利用光刻裝置將圖案從構圖部件轉移到基底上，其中，提供了致動器來相對于參考框架移動該光刻裝置的部件。該方法包括利用測量系統來控制該致動器，該測量系統用來測量所述部件相對于參考框架的位置和移動中的至少一個。該測量系統包括靶子，安裝在所述部件和參考框架中的一個上；輻射源，安裝在所述部件和參考框架中的另一個上，并用來將輻射束投射到所述靶子上；和傳感器，用來檢測從靶子傳播出的輻射的圖案，所述圖案指示了該部件相對于參考框架的位置和移動中的所述至少一個。該方法還包括向設在該部件上的一個或多個氣體出口供應氣體，使得所述輻射束傳播到所述靶子所經過的空間體積基本上被來自所述一個或多個出口的氣流所包圍。


現在參考所附示意圖，通過示例對本發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表示按照本發明一個實施例的光刻裝置；圖2a和2b更詳細地示出了按照本發明一個實施例的光刻裝置一部分的橫截面；圖2c和2d示出了圖2a和2b中所示實施例的一些變型；圖3a和3b示出了按照本發明一個實施例的光刻裝置一部分的橫截面；圖4示出了按照本發明一個實施例的基底支撐件；圖5示出了按照本發明一個實施例的基底支撐件；圖6a、6b、6c和6d示出了按照本發明一個實施例的氣體出口的一些可選結構；圖7和8示出了按照本發明一個實施例中另一種結構的氣體出口。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了根據本發明一個實施例的光刻裝置。該裝置包括照明系統(照明器)IL，其構造成調節輻射束B(例如UV輻射或DUV輻射)；支撐結構(例如掩模臺)MT，其構造成支撐構圖部件(例如掩模)MA并與第一定位裝置PM連接，該第一定位裝置PM構造成依照一些參數精確定位該構圖部件；基底臺(例如晶片臺)WT，其構造成保持基底(例如涂敷抗蝕劑的晶片)W并與第二定位裝置PW連接，該第二定位裝置PW構造成依照一些參數精確定位該基底；以及投影系統(例如折射投影透鏡系統)PS，其構造成將由構圖部件MA賦予輻射束B的圖案投影到基底W的靶部C(例如包括一個或多個芯片模)上。
該照明系統可以包括各種類型的光學部件來引導、成形或者控制輻射，這些光學部件諸如是折射光學部件、反射光學部件、磁性光學部件、電磁光學部件、靜電光學部件或其它類型的光學部件，或者它們的任意組合。
該支撐結構支撐該構圖部件，即承載該構圖部件的重量。其對該構圖部件的保持方式取決于該構圖部件的方位、光刻裝置的設計以及其它條件，例如該構圖部件是否保持在真空環境中。該支撐結構可以使用機械、真空、靜電或其它夾持技術來保持該構圖部件。該支撐結構可以是框架或者工作臺，例如該支撐結構可根據需要而是固定的或者是活動的。該支撐結構可以確保該構圖部件例如相對于該投影系統而位于所需位置。在這里，術語“中間掩模”或者“掩模”的任何使用均可認為與更上位的術語“構圖部件”同義。
這里所使用的術語“構圖部件”應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于在靶部中形成的器件(如集成電路)內的特定功能層。
該構圖部件可以是透射型的或者反射型的。構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(alternating phase-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，從而沿不同的方向對入射輻射束進行反射。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。
這里使用的術語“投影系統”應廣義地解釋為包含各種類型的投影系統，包括折射光學系統，反射光學系統、反射折射光學系統、磁性光學系統、電磁光學系統和靜電光學系統，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，術語“投影透鏡”的任何使用均可以認為與更上位的術語“投影系統”同義。
如這里所指出的，該裝置是透射型(例如采用透射掩模)。或者，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(和/或兩個或更多個掩模臺)。在這種“多平臺式”裝置中，可以并行使用這些附加的臺，或者可以在一個或多個臺上進行準備步驟，而一個或者多個其它臺用于曝光。
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之間的空間。本領域中眾所周知，浸液技術可以用于增大投影系統的數值孔徑。這里使用的術語“浸液”并不意味著諸如基底的結構必須浸沒在液體中，而只是表示在曝光期間液體位于投影系統和基底之間。
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，例如當該輻射源是準分子激光器時。在這些情況下，不把輻射源看成是構成了該光刻裝置的一部分，輻射束借助于束輸送系統BD而從輻射源SO傳輸到照明器IL，所述束輸送系統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BD一起)可以被稱作輻射系統。
照明器IL可以包括調節裝置AD，用于調節輻射束的角強度分布。一般地，至少可以調節照明器光瞳平面內強度分布的外徑向范圍和/或內徑向范圍(通常分別稱為σ-外和σ-內)。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節輻射束，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入射到保持在該支撐結構(如掩模臺MT)上的構圖部件(如掩模MA)上，并由構圖部件進行構圖。穿過該掩模MA后，輻射束B經過該投影系統PS，該投影系統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)，可以實現該掩模臺MT的移動，所述長行程模塊和短行程模塊構成該第一定位裝置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該基底臺WT的移動，其中該長行程模塊和該短行程模塊構成該第二定位裝置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。可以使用掩模對準標記M1、M2和基底對準標記P1、P2來將該掩模MA與該基底W對準。盡管如所示出那樣，該基底對準標記占據了指定的靶部，但是它們也可以設置在各個靶部之間的空間中(這些空間被稱為劃片線(scribe-lane)對準標記)。類似地，在有超過一個的芯片模設在掩模MA上的情況下，可以將該掩模對準標記設在這些芯片模之間。
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和基底臺WT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(即單次靜態曝光)。然后沿X和/或Y方向移動該基底臺WT，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曝光中成像的靶部C的尺寸。
2.在掃描模式中，掩模臺MT和基底臺WT被同步掃描，同時，賦予輻射束的圖案被投影到靶部C上(即單次動態曝光)。基底臺WT相對于掩模臺MT的速度和方向可以由投影系統PS的放大(縮小)和圖像反轉特性來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次動態曝光中靶部的寬度(沿非掃描方向)，而掃描運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保持基本不動，并且保持一可編程構圖部件，而基底臺WT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之后，或者在掃描期間相繼的輻射脈沖之間，根據需要更新該可編程構圖部件。這種工作模式可以容易地應用于采用可編程構圖部件的無掩模光刻中，所述可編程構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2a顯示按照本發明的光刻裝置的一部分的橫截面。雖然下面的說明是涉及到用于測量光刻裝置的基底臺的位置和/或移動的系統，但應該指出，該系統同樣可用于測量光刻裝置的其它部件的位置和/或移動，例如是用于支撐構圖部件(如中間掩模)的支撐件。如圖所示，基底支撐件10用來支撐基底W。在所示示例中，基底支撐件10安裝在磁體臺11上方，并包括線圈單元12。線圈單元12構造成與磁體臺11一起使用，以形成一平面馬達，該平面馬達用作移動該基底支撐件10的致動器。應當理解，本發明的該實施例可以使用任何方便形式的致動器來控制該基底支撐件10的位置。
該平面馬達11、12用來調節該基底支撐件10相對于參考框架15的位置。測量系統16和投影系統17安裝在該參考框架15上。因而，在需要時，調節基底支撐件10相對于參考框架15的位置就相當于調節基底W相對于測量系統16和投影系統17的位置。
為了監測基底支撐件10相對于參考框架15的位置，本發明的該實施例提供了一種測量系統，該測量系統包括靶子20，輻射源21(用來將輻射束投射到該靶子上)和傳感器22(用來檢測從靶子傳播的輻射圖案)。由傳感器檢測到的輻射圖案表示出該靶子20相對于輻射源21和/或傳感器22的位置和/或移動。在圖2a所示的例子中，該測量系統是光柵編碼器。因而在該裝置中光柵20安裝在該參考框架15上，并用作靶子。輻射源21和傳感器22安裝在基底支撐件10上。應該理解，也可以采用其它結構的測量系統，如干涉儀。在一種典型結構中，該基底支撐件10構造成在一平面(在圖2a內表示為水平面)內移動，并保持基本不變的豎直位置。但應明白，本發明并不限于這樣的布置。在一種典型結構中，傳感器22和靶子20之間的距離D1的值可以設定為大約在約8mm至約20mm之間的值。
本發明該實施例的該測量系統還包括一個或多個氣體出口25，它們設置在基底支撐件10上并布置成可提供氣流26。氣體出口25構造成可使出自該出口25的氣流26包圍從該輻射源傳至靶子20的輻射束。如圖2b所示，氣流26指向靶子20，該靶子20使得氣流向外偏轉。如圖2b所示，雖然該出口25可以構造成引導該氣流26，使得從所有出口出來的氣流26平行于射向靶子的輻射束，但也可以將一些或全部氣體出口25以圖2c所示的方式來布置，即，使得氣流朝著該輻射束27向內傾斜。
應該明白，雖然如圖2a、2b和2c所示以及如上所述，該氣流26被靶子20偏轉，但如圖2d所示，可以鄰近于該靶子而提供一個或多個排氣口28，以抽出由氣體出口25提供的氣體，以便進一步控制該流型。還要明白，排氣口28可以按與圖2d不同的方式來布置。例如，可以將排氣口28布置成從靶子20的側部抽出氣體，即，在該氣流已經以圖2b所示的方式向外偏轉之后再抽出氣體。
氣流26將輻射束傳播至靶子所經過的空間體積屏蔽起來，使得在該裝置其余部分中的氣體的例如溫度和/或壓力和/或化學組分的變化對該輻射束傳播所經過的氣體的溫度和/或壓力和/或化學組分的影響程度不會導致測量誤差超出可接受的水平。因此，應當理解，在輻射束傳播至靶子所經過的該空間體積內的氣體可以具有比該裝置其余部分內的氣體明顯更高的壓力。該氣體出口的結構可以是這樣的，即，使得氣流26圍繞輻射束傳播所經過的氣體而提供了一種屏蔽罩，并防止從該裝置其余部分來的氣體進入該體積。
利用氣體源和基底支撐件10之間的臍帶式連接件(umbilicalconnection)以及基底支撐件10內的內部氣體通道(未示出)，可為該氣體出口25提供氣體。所供應的氣體可以是基本純的氣體，如N2等惰性氣體。或者，該氣體可以就只是空氣。在這種情況下，為了清除微粒和/或污染物，可以對空氣進行凈化。還可以將該空氣加濕成例如具有從約50％到約95％的相對濕度。可以對供應至該氣體出口25的氣體實行溫度控制，例如使其具有與基底支撐件10一樣的溫度，如22℃左右。
在另一個備選實施例中，提供給該氣體出口25的氣體可以是從緊挨基底支撐件10周圍的環境中抽取的空氣。例如，可以提供鼓風機來提供該氣流，該鼓風機安裝在該光刻裝置的底架上或者安裝在基底支撐件10內，從周圍環境抽取空氣。舉例來說，如果該測量系統只用來測量基底支撐件10的水平移動(即垂直于該輻射束27的方向)，則該測量系統可由編碼器形成，該編碼器對輻射束27中緊挨在一起的兩部分的信息進行比較。該編碼器的精度取決于輻射束27中這兩部分之間折射率的差異的任何變化。因而，氣體的溫度、壓力或組分的絕對變化不會在這樣一種系統中造成誤差，只要這些絕對變化對于輻射束27的這兩部分來說是相同的則可。所以，如果從圍繞輻射束27的所有氣體出口25出來的氣流26是均勻的，則氣體溫度、壓力或組分隨時間的任何變化對該測量系統的精度的影響都很小。因此，如上所述，提供給氣體出口25的氣體可以從基底支撐件10周圍環境中抽取，只要其在提供給氣體出口25之前是均勻的則可。
圖3a詳細示出了按照本發明一個實施例的基底支撐件110。圖3a的實施例與圖2a-2c的實施例相似，因而只對它們的不同加以說明。
如圖所示，該基底支撐件110用來支撐基底W。基底支撐件110包括至少一個輻射源121和傳感器122，用于將輻射束投射到靶子上，并檢測從該靶子傳播的輻射圖案，該輻射圖案表明了該靶子相對于輻射源121和/或傳感器122的位置和/或移動。氣體出口125圍繞輻射源121和傳感器122布置，以提供氣流126來屏蔽該輻射束傳播至該靶子所經過的空間體積。
在圖3a的實施例中，基底支撐件110利用雙平臺驅動系統來定位。利用如上所述的致動器系統(如平面馬達)來相對于光刻裝置的底架111定位一長行程平臺112。利用另一個致動器系統(為了清楚起見而未示出)，例如六自由度洛倫茲致動器系統，來調節基底支撐件110相對于該長行程平臺112的位置。使用該短行程致動器系統來提供對該基底支撐件10進行定位所需的精度。為協助做到這一點，該基底支撐件110被安裝成使得外部振動盡可能少地傳遞至該基底支撐件110。因此，可以采用如圖3a中所示的裝置，使得在不需要有連接到基底支撐件110的臍帶式連接件的情況下，就可以將氣流126中的氣體提供給氣體出口125。例如，這樣可以防止將風扇(該風扇用來提供該氣流)所產生的振動傳遞至該基底支撐件110。另外，還可防止由于需要用基底支撐件110來加速該臍帶式連接件而引起的作用于基底支撐件110上的力。
為了在不用臍帶式連接件的情況下給基底支撐件110提供氣流，可以采用無接觸式氣體傳輸系統。在這類裝置中，長行程平臺112和基底支撐件110可以各自包含凸起131、132。它們分別具有氣體出口131a和氣體入口132a。長行程平臺112的氣體出口131a與基底支撐件110的氣體入口132a對準，使得從前者流出的氣體被引導至后者。基底支撐件110的氣體入口132a與內部管道133相連接，該內部管道133將該氣流提供給氣體出口125。在長行程平臺112和基底支撐件110的凸起131、132之間維持比較小的間隙D2，使得逸走的氣流(也就是沒有傳入到基底支撐件110內的氣流)盡可能少，并同時保證該長行程平臺112與該基底支撐件110之間不會通過各自的凸起131、132而接觸。應當明白，該短行程致動器系統的豎向行程因此就小于該間隙D2。同樣，該短行程致動器系統的水平行程小于凸起131、132的尺寸，使得該長行程平臺的氣體出口131a與基底支撐件110的氣體入口132a在該短行程致動器系統的整個行程內保持基本對準。
圖3b是圖3a實施例的一種變型。如圖所示，在這種變型中，基底支撐件110的凸起142形成為一種凸緣，使得該長行程平臺的凸起141裝配在該基底支撐件110的凸起142內，以減少氣流的泄漏。應當明白，這種布置也可以倒過來，即，長行程平臺上的凸起可以形成凸緣，該凸緣圍繞基底支撐件110上的凸起。
對于圖3a和3b所示的任一種結構，應當明白，可利用臍帶(umbilical)將氣體源連接至該長行程平臺112。或者，在該氣體是如上所述那樣從圍繞基底支撐件的環境中抽取的情況下，氣體吸入口和用于產生氣流的風扇可以直接安裝在該長行程平臺上。
圖4更詳細地顯示了基底支撐件110，該基底支撐件110可以上述任意一個實施例一起使用。如圖所示，該測量系統包括四組輻射源和輻射傳感器31、32、33、34。在所示布置中，每一組31、32、33、34包括兩個輻射源和相關的傳感器。這些組布置在基底支撐件10的四個角處。每一組31、32、33、34都包括用來測量基底支撐件10在Z方向(即垂直于基底W表面的方向)上的位置和/或移動的輻射源和傳感器。布置在基底支撐件10兩個對角上的兩個測量組31、33包括用來測量基底支撐件10在Y方向(即平行于基底W表面的平面內的第一方向)上的位置和/或位移的輻射源和傳感器。剩余得測量組32、34布置在其余的兩對角處，并且還包含用來測量基底支撐件10在X方向(即平行于基底W表面的平面內的第二方向，它垂直于第一方向)上的位置和/或移動的輻射源和傳感器。如圖4所示，圍繞每一測量組31、32、33、34提供了多個氣體出口35。這些氣體出口35用來提供氣流，該氣流將從每一測量組傳播至靶子的輻射束所經過的空間體積包圍起來。因而，每一測量組31、32、33、34都具有其自己的受控環境。
應當明白，可以采用與圖4不同的布置，特別是，這些測量組圍繞基底支撐件10的分布可以不同，和/或可以采用不同的測量組組合。而且，在每一測量組中可以組合這些系統。例如，一測量組可以具有單個輻射源和/或單個傳感器，用來測量基底支撐件10在兩個或更多個方向上的位置和/或移動。同樣，可以將這些測量組分開，并且可以提供獨立的氣流來將每一傳感器所用的輻射束屏蔽起來。此外，可以把輻射源和相關的傳感器彼此分開地布置在基底支撐件10上。在這種情況下，可以為從輻射源傳播至靶子的輻射以及從靶子傳播到傳感器的輻射分別提供氣體出口，以提供提供獨立的氣流屏蔽。還應明白，對于某些測量系統，該輻射傳感器可以安裝在該參考框架上。在這種場合下，該氣流只對從輻射源傳播至靶子的輻射進行屏蔽。
在示于圖5的備選實施例中，可以把這些氣體出口布置成使得所提供的氣流包圍一部分基底支撐件上面的空間。多個或全部測量組可以布置在被氣流圍繞的該空間內。例如，如圖所示，這些氣體出口36可以布置成圍繞該基底和這些測量組31、32、33、34。因而，在該裝置的其余部分內由該氣體隔離出的空間體積比上面討論過的布置中要大。但是，在這種場合下，該氣流37也可以減少流入基底W上方空間的微粒，從而降低對該基底的污染。而且，該氣流37可以幫助從基底W上沖走由基底曝光所釋放的微粒。
如上所述以及如圖4和5所示，在上面所討論的任何一個實施例中，可以利用臍帶式連接件40為基底支撐件10、110提供氣體源，該臍帶式連接件40還可以將輻射源和傳感器連接到該光刻裝置的控制系統。或者，也可以用無接觸式連接向基底支撐件110提供氣體源。在任何情況下，都可提供氣流控制器41來控制流向該氣體出口的氣流。
如圖4和圖5所示，可以將氣流控制器41與基底支撐件10分開安裝。換一種方式或作為補充，氣流控制器可以合并到該基底支撐件10內，或者，如可能的話，也可以合并到該長行程平臺112內。該氣流控制器布置成可一起控制流向所有氣體出口的氣流。或者，也可以調節流向不同出口和/或與不同測量組相關的不同出口組的氣流。在任何情況下，可以選擇提供給氣體出口的氣流，以便確保在該光刻裝置的所有預期工作條件下，相關輻射束傳播所經過的空間體積都被該氣流充分包圍，以提供所需的測量精度。
應當注意，基底支撐件10移動得越快，則對來自氣體出口的氣流的需要也越大。特別是，該系統可以構造成這樣，即，在該氣體流出由它所包圍的空間體積的位置處，在遠離輻射束(該輻射束傳播向該靶子)的徑向方向上的平均速度大于基底支撐件10的移動速度。氣流控制器41可用來調節提供給該氣體出口的氣流。例如，當該基底支撐件10不動或者移動較慢時，該氣流控制器41可提供較低的流動速率，而當基底支撐件10移動較快時，則提供較高的流動速率。該氣流控制器41還可進一步根據基底支撐件10的移動方向來控制流向一測量組周圍的氣體出口的氣體分布。例如，對于給定的基底支撐件10移動方向，氣流控制器提供給那些設置在一給定測量組周圍并處于該測量組上游側上的出口的氣體，要比提供給那些位于下游側的出口的氣體要多。
如上所述以及如圖6a的平面視圖所示，每個將要被氣流屏蔽的空間體積(例如測量組45上方的空間)可能由多個分離的氣體出口46所圍繞。作為一種可選方案，該測量組45例如可由單個環形氣體出口47所圍繞，如圖6b所示。作為又一種可選方案，應當注意，該氣體出口48可以是長狹縫形，例如如圖6c所示。還應進一步注意，可能不需要在測量組的每一側都提供氣體出口。例如，如圖6d所示，當測量組49工作時，若基底支撐件只沿給定方向50前后移動，則沿該方向在該測量組49的兩側上提供氣體出口51就足夠了。總之，應當注意，氣體出口48可以是任何結構，只要它所提供的氣流足以包圍該輻射束傳播到靶子所經過的空間體積，從而達到所需的測量精度。
圖7示出了氣體出口的另外一種可選布置的平面圖，用于提供氣流來屏蔽一個空間體積，在此示例中是測量組60上方的空間。如圖所示，高測量組60被多個分離的氣體出口61所圍繞，由這些氣體出口提供屏蔽氣流。圍繞該氣體出口61的附加氣體出口62(例如可以為環形)提供一種附加的情況良好的層流氣體。利用該相對高速的氣流(該氣流由提供湍流氣體的氣體出口61構成的內環來提供)，將這種情況良好的空氣混入到測量組60上方的該空間內，可進一步提高由測量組60所提供的信號的穩定性。應當注意，為了提供所需的流型，可選擇適當的氣體出口61、62的尺寸。另外，如圖8(這是圖7中所示的外氣體出口62的剖視圖)所示，該氣體出口62可用布、織物或金屬濾網等覆蓋，以抑制該氣流中的湍流。這種覆蓋還可以在所提供給該外氣體出口62的氣流中產生附加的壓降，以改善流動的均勻性。如圖所示，可用具有較低氣流阻的分配通道64將氣體提供給該外氣體出口62。該外氣體出口62例如是通過小狹縫或孔排65與該氣體分配通道64連接。此狹縫或各孔65提供氣體流動限制，以提供均勻分布的出口氣流。
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，但是應該理解這里描述的光刻裝置可能具有其它應用，例如，用于制造集成光學系統、用于磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。本領域技術人員應該理解，在這種可替換的用途范圍中，這里任何術語“晶片”或者“芯片模(die)”的使用可以認為分別與更上位的術語“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。在可應用的地方，這里的公開內容可應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，因此這里所用的術語基底也可以指已經包含多個已處理的層的基底。
盡管在上文已經具體參考了本發明的實施例在光學光刻環境中的應用，但是應該理解本發明可以用于其它應用，例如壓印光刻法，在本申請允許的地方，本發明不限于光學光刻法。在壓印光刻法中，構圖部件中的構形限定了在基底上形成的圖案。該構圖部件的構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，可以將構圖部件從抗蝕劑中移出而留下圖案。
這里使用的術語“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365，355，248，193，157或者126nm的波長)和極紫外(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，術語“透鏡”可以表示各種類型的光學部件中的任意一種或組合，包括折射光學部件、反射光學部件、磁性光學部件、電磁光學部件和靜電光學部件。
盡管上面已經描述了本發明的具體實施例，但是應該理解，可以以不同于所描述的其它方式來實施本發明。例如，本發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據存儲介質(例如半導體存儲器、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，對本領域技術人員來說顯而易見的是，在不脫離下面描述的權利要求的范圍的條件下，可以對所描述的發明進行各種修改。
權利要求
1.一種光刻裝置，包括參考框架；測量系統，用來測量該光刻裝置的部件相對于所述參考框架的位置和移動中的至少一個，該測量系統包括靶子，安裝在所述部件和參考框架中的一個上；輻射源，安裝在所述部件和參考框架中的另一個上，并用來將輻射束投射到所述靶子上；傳感器，用來檢測從靶子傳播出的輻射的圖案，所述圖案指示了該部件相對于參考框架的位置和移動中的所述至少一個；其中，該部件包括一個或多個氣體出口，所述氣體出口構造成使得當向所述氣體出口供氣時，所述輻射束傳播至所述靶子所經過的空間體積基本上被來自所述一個或多個氣體出口的氣流所包圍。
2.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，來自所述一個或多個氣體出口的該氣流沖刷所述輻射束傳播至靶子所經過的該空間體積。
3.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，從所述靶子返回至所述傳感器的輻射基本上被來自所述一個或多個氣體出口的所述氣流所包圍。
4.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，所述一個或多個氣體出口包括環形氣體出口，所述環形氣體出口環繞所述輻射源和所述靶子中的至少一個。
5.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，所述一個或多個氣體出口包括圍繞所述輻射源和所述靶子中的至少一個而布置的多個氣體出口。
6.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，所述一個或多個氣體出口包括圍繞所述輻射源和所述靶子中的至少一個而布置的多個氣體出口，以及環繞所述多個氣體出口的環形氣體出口。
7.如權利要求6所述的光刻裝置，其特征在于，所述環形氣體出口覆蓋有布、織物和金屬濾網中的至少一種。
8.如權利要求6所述的光刻裝置，其特征在于，還包括與所述環形氣體出口相關聯的氣體流動限制件，所述氣體流動限制件構造成使得當向所述氣體出口供氣時，所述環形氣體出口的氣體出口壓力低于被所述環形氣體出口包圍的所述多個氣體出口的氣體出口壓力。
9.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，所述輻射源安裝在所述部件上。
10.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，氣體源連接至該光刻裝置的第二部件，且第一和第二部件構造成可在這兩個部件之間提供無接觸的氣流連接。
11.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，還包括一個或多個排氣口，用來抽出由所述氣體出口提供的該氣體。
12.一種光刻系統，包括光刻裝置，該光刻裝置包括參考框架；測量系統，用來測量該光刻裝置的部件相對于所述參考框架的位置和移動中的至少一個，該測量系統包括靶子，安裝在所述部件和參考框架中的一個上；輻射源，安裝在所述部件和參考框架中的另一個上，并用來將輻射束投射到所述靶子上；傳感器，用來檢測從靶子傳播出的輻射的圖案，所述圖案指示了該部件相對于參考框架的位置和移動中的所述至少一個；其中，該部件包括一個或多個氣體出口，所述氣體出口構造成使得當向所述氣體出口供氣時，所述輻射束傳播至所述靶子所經過的空間體積基本上被來自所述一個或多個氣體出口的氣流所包圍；和氣體源，用來向所述一個或多個氣體出口提供足夠流速的氣體，以保證當所述部件相對于參考框架移動時，所述輻射束傳播所經過的空間體積基本上被所述氣流所包圍。
13.如權利要求12所述的光刻系統，其特征在于，該氣體源提供的氣流使得氣體在基本上垂直于所述輻射束傳播方向的方向上離開由該氣流所包圍的體積空間的平均速度超過所述部件相對于參考框架的速度。
14.如權利要求12所述的光刻系統，其特征在于，還包括氣流控制器，所述氣流控制器用來控制流向所述一個或多個氣體出口的該氣流，以保證所述輻射束傳播所經過的空間體積被該氣流所包圍。
15.如權利要求14所述的光刻系統，其特征在于，該氣流控制器根據所述部件相對于參考框架的速度來設置所述氣流。
16.一種光刻系統，包括如權利要求1的光刻裝置以及連接至所述氣體出口的氣體源，其中，所述氣體源提供溫度受控的氣體流。
17.一種光刻系統，包括如權利要求1的光刻裝置以及連接至所述氣體出口的氣體源，其中，所述氣體源提供基本純的惰性氣體流，清潔空氣流和加濕空氣流中的一種。
18.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，還包括氣體源，該氣體源用來從該光刻裝置周圍抽入空氣、使該氣體均勻化，并向該氣體出口提供該氣體。
19.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，由來自所述一個或多個氣體出口的氣流所包圍的該空間體積基本上只包圍投射到靶子上的輻射束和從靶子傳播到傳感器的輻射中的至少一個。
20.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，該測量系統包括多個輻射源以及相關的靶子和輻射傳感器，它們布置在所述部件周圍，使得該測量系統測量該部件的多個部分相對于參考框架的位置和移動中的至少一個。
21.如權利要求20所述的光刻裝置，其特征在于，所述部件包括與每一輻射源相關聯的一個或多個氣體出口，且所述一個或多個氣體出口中的每一氣體出口構造成這樣，即，當向所述氣體出口供氣時，相關輻射束傳播至靶子所經過的該空間體積基本上被來自所述一個或多個出口的氣流所包圍。
22.如權利要求20所述的光刻裝置，其特征在于，所述部件包括一個或多個氣體出口，所述氣體出口構造成這樣，即，當向所述氣體出口供氣時，從所述多個輻射源投射出的輻射束傳播至自己的靶子所經過的空間體積基本上被來自所述一個或多個出口的氣流所包圍。
23.如權利要求1所述的光刻裝置，其特征在于，所述部件是用來支撐基底的基底支撐件和用來支撐構圖部件的支撐件中的一種。
24.一種器件制造方法，包括利用光刻裝置將圖案從構圖部件轉移到基底上；利用致動器使該光刻裝置的部件相對于參考框架移動；利用測量系統來控制該致動器，該測量系統用來測量所述部件相對于參考框架的位置和移動中的至少一個，該測量系統包括靶子，安裝在所述部件和參考框架中的一個上；輻射源，安裝在所述部件和參考框架中的另一個上，并用來將輻射束投射到所述靶子上；和傳感器，用來檢測從靶子傳播出的輻射的圖案，所述圖案指示了該部件相對于參考框架的位置和移動中的所述至少一個；向設在該部件上的一個或多個氣體出口供應氣體，使得所述輻射束傳播到所述靶子所經過的空間體積基本上被來自所述一個或多個出口的氣流所包圍。
25.如權利要求24所述的方法，其特征在于，該部件是用來支撐基底的基底支撐件或用來支撐構圖部件的構圖部件支撐件。
全文摘要
一種光刻裝置包括測量系統，用來測量基底支撐件相對于參考框架的位置和/或移動。該測量系統包括靶子，其安裝在該部件和參考框架中的一個上；輻射源，其安裝在該部件和參考框架中的另一個上；和傳感器，用來檢測從靶子傳播出的輻射的圖案，所述圖案指示了該基底支撐件的位置或移動。該基底支撐件包括用來提供氣流的一個或多個氣體出口，該氣流包圍了該輻射束傳播至靶子所經過的空間體積。
文檔編號H01L21/027GK101030042SQ200710084419
公開日2007年9月5日 申請日期2007年3月2日 優先權日2006年3月3日
發明者B·A·J·盧蒂克休斯, E·A·F·范德帕施, Y·J·G·范德威杰弗, R·范德哈姆, N·J·J·羅塞特, K·J·博沙爾特 申請人:Asml荷蘭有限公司