TW200846832A - Lithographic apparatus and device manufacturing method - Google Patents

Description

200846832 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ::明係關於一種微影裝置及一種元件製造方 影裝置包含： =照射系統’其經組態以調節一輻射光束； 一支撐件，其經建構以岁声.m安& 一 ^ 叉撐一圖案化凡件，該圖案化元 件此夠將一圖案賦予該輻 1光束之棱截面以形成一經圖牵 化之輻射光束；及 口木 一基板台，其經建構以固持一基板。 【先前技術】 微影裝置為一種將一餅 、 圖案應用至一基板上（通常應 土板之目標區上）的機器。，一微 用於製造積體電路(IC)。在# 心袋置了 ()在遠仏況下，可使用圖案化元件 (其或者被稱為光罩 上的·路圖牵 ）產生一待形成於IC之個別層 圖案。此圖案可被轉移至基板(例如，矽晶圓)上 之一目標區（例如，包含一 + 匕3 或右干晶粒之部分）上。通常經 由一投影系統來進杆安 、 縫中的圖案成像至―：: 該投影系統將—光學狹 劑)層上。大體而；=板上之輕射敏感材料_ ° 早個基板將含有經連續圖案化 干鄰近目標區之網政。 已知被影裝置包括所謂之步進播 其中藉由將整個圖宰一 A w s ^運機 ” 夂性曝光至目標區上而輻射每_ 標區，及所謂之掃描哭， ,^ . ，、中猎由以一給定方向（”掃描”方 ° 田〜束掃插圖案的同時平行或逆平行於此方向 經由此光學狹縫同步地掃描基板而輻射每—目標區。… Ϊ21260.doc 200846832 為此夠投影具有較小特徵尺寸之圖案，可有利地使用具 有車:小波長之輻射。舉例而言，吾人可使用波長約η _ 的遠紫外輻射替代波長約193 nm、248 _或365⑽的轄射 來投影較小特徵。能夠投影波長為13 _之輻射的投影系 ··、统需要具備反射性光學部件（諸如，反射多層鏡面）且應提 - 供於一真空環境中。大體...而言，該等投影系統將具有一光 子口IM牛，其提供為非常接近基板之目標區上之焦平面處的 Φ I光狹缝，此限制了該曝光狹缝周圍可用之空間。此對於 t要將基板表面置於投料統之焦、平面内㈣平系統而言 可係麻須的。投影系統下方可能不存在足夠空間以定位用 於量測投影系統下方之該基板相距該曝光狭缝處之高度的 調平系統。 【發明内容】 &需要提供-種微影投影裝置，其具有—調平系統及一投 影系統，該投影系統經组態以將圖案化之輕射光束投影至 _ 縣板之-目標區上之焦平面處的_曝光狹縫中。 根據本發明之-態樣，本發明提供_種微影裝置， 含： /一照射系統，其經組態以調節一輻射光束，· 支撐件，其經建構以支撐一圖案化元件，該圖案化元 件能夠將-圖案賦予該輻射光束之橫截面以形成一經圖案 化之輻射光束； 、 一基板台，其經建構以固持一基板； ―投影系統’其、1组態謂該圖“之輻射光束投影至 121260.doc 200846832 该基板之一目樣區上之焦平面處的一曝光狹縫中，其中該 投景> 系統具備一接近於該曝光狹缝之光學部件，且該穿置 進一步包含一調平系統，該調平系統用於量測處於一位置 之該基板相距該曝光狹缝之一高度，及一控制器，其用於 控制該基板台之一位置以使該基板處於該投影系統之該焦 平面内的該曝光狭缝處。 藉由該用於量測處於一位置之該基板相距該曝光狹缝之 該高度的調平系統，產生空間以移動該光學部件使其非常 接近於該曝光狹缝。設計該投影系統使其非常接近於該曝 光狹缝之一優勢在於，若該投影系統接近於該基板上之該 曝光狹缝而定位，則保護該投影系統中之該等光學部件以 使其免受由該基板上之抗钱劑之排氣所產生之污染而必要 的外殼僅需一極小開口。來自該投影系統之該光束係會聚 的且在該基板之一目標區上之焦平面處的該曝光狹缝處具 有其之最小尺寸，該外殼中之該開口愈接近該曝光狹缝， 則该開口可做成愈小’且結果為，較少之污染可穿過此開 口而污染該光學部件。 根據本發明之另一態樣，提供一種元件製造方法，其包 含：由一投影系統將一圖案化之輻射光束投影至一基板之 一目標區之焦平面處的一曝光狹缝處，其中該投影系統具 備一接近於該曝光狹缝之光學部件，且該裝置進一步包含 一調平系統，該調平系統用於量測處於一位置之該基板相 距該曝光狹缝之一高度，及一控制器，該控制器用於控制 該基板台之一位置以使該基板處於該投影系統之該焦平面 121260.doc 200846832 内的該曝光狹縫處。 【實施方式】 圖1不忍性地描繪了根據本發明之一實施例之微影裝 置。该裝置包含·. 、射系統（照射器）IL，其經組態以調節輻射光束B(例 如，UV輻射.或遠紫外輻射）。

.'°、、、。構（例如，光.罩台）Μτ，其經建構以支禮一圖案 2元件（例如’光罩）ΜΑ且連接至第一定位器讀，該第;; 定位器m經組態以根據某些參數精確定位該圖案化元 -一基板台（例如’晶圓臺)WT，其經建構以固持一基板 ’塗佈有抗_之晶圓）w且連接至第二定位器pw， §亥弟二定位器PW經組態以根據某些參數精確定位該基 板；及 _ — = m(例如’折射投影透鏡系統）ps，其經組態以 ==化元件MA職予輕射光束B之圖案投影至基板w wc(例如’包含—或多個晶粒）上。 照射系統可包括用於導向、成形或控制輻射之各種類型 之光學組件’諸如’折射組件、反射組件、磁' 磁組件、靜電έ且#或盆a ^ 、、件 電 合。 件…類型之光學組件，或其任何組 /=_圖案化元件’亦即’承受圖案化元件之重 里牙結構以一方式固持圖案化元.件’該方式 元件之定向、微影裝置之β & 武視圖索化 置之叹叶及其他條件（例如， I2I260.doc •10- 200846832 元件疋否固持於一真空環.境中，）而定。支樓結構可使用機 械真空、靜電或其它夾持技術來固持圖案化元件。支撐 結構可（例如）為框架或台，其視需要可為固定或可移動 的。支撐結構可確保圖案化元件處於（例如）相對於投影系 統之所要位置。本文中對術語”主光罩”或”光罩”的任何使 用可視為與更通用之術語η圖案化元件"同義。 本文中所使用之術語”圖案化元件"應歧解釋為意指可 將-圖案賦予-輻射光束之橫截面以致在基板之目標區中 形成-圖案之任何元件。應注.意，賦予輻射光束之圖宰可 ^不^精轉地對應於基板之目標區中之所要圖案，舉例而 3 ’右該圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵。通常，賦 予輻射光束之圖案將對應於正形成於目標區令之元 如，積體電路）中的特定功能層。 =化元件可為透射性或反射性。圖案化元件之實例包 ㈣罩、可程式化鏡面陣列及可程式化Lc 微影術中已為吾人所熟知，且板先罩在 及衰減相移之進位、交變相移 爻九罩颂型以及各種混式合光罩類型。可 化鏡面陣列之一實例採用小 " 中的y '兄面之矩陣排列，該等鏡面 者可經個別傾斜以在不同方向上反射入射輕射光 束。5亥4經傾斜之鏡面 光束卜 口东驮予由鏡面矩陣反射之輻射 本文中所用之術語，，投影系紘 ^ ^ ^ ^ ^ ^、、心廣泛解釋為涵蓋適用於 所使用之曝光輻射或其它因 用直办如，使用浸潰液體或使 用真工）的任—類型投影系 ^ 已括折射系統、反射系 12126Q.doc 200846832 ::广系統、磁性系統、電磁系統及靜電光學系 可視為盘更、Γ合。本文中對術語”投影透鏡"的任何使用 為”更通用之術語”投影系統，，同義。 如此處所描緣，兮駐 罩）^ 以破置為反射類型（例如，採用反射光 &者，该裝置可為透射類型(例 用 投”折射率之液體(例如’水)所覆蓋以填充在 二t:間的空間。亦可將浸潰液體應用於微影 :置中之其它空間’例如，在光罩與投影系統之間的空 此項技術中已熟知可將浸潰技術用於增加投影系統 之數值孔徑。本文所使用之術語，，浸潰，，並非意謂-結構（諸 如必須浸沒於液體中’而僅意謂在曝光斯間液體 位於投影系統與基板之間。

翏看圖卜照射IUL接收來自輻射源⑽之輻射光束。舉 例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源及微影裝置可 為獨立實體。在此狀況下’並不認為輻射源形成微影裳置 之部分且借助於包含(例如)合適之導向鏡面及/或光束放大 器之光束傳遞系統BD來將輕射光束自輻射源』◦傳送至照 射器1在其它狀況下，舉例而言，當輻射源為汞燈時， 輻射源可為微影裝置之一體式部分。輻射源阳及照射器 IL(以及視需要光束傳遞系統BD)可稱作輻射系統 照射器IL可包含用於調整輕射光束之角強度分布之調整 器AD。通常，至少可調整在照射器之光瞳平面内之強度 分布之外部及/或内部徑向範圍（通常分別稱作灯外部及 121260.doc -12- 200846832 部:：此外’照射器江可包含各種其他組件，諸如，一積 光态IN及-聚光器c〇。照射器可用以調整輻射光束以使 得在該輻射光束之橫截面中具有所要之均—性及強度分 布〇

輻射光束B入射至圖案化元件（例如，光罩MA)上，該圖 案化元件固持於支撐結構（例如，光罩台.Μτ)上，且由圖案 化元件對輻射光束Β進行圖案化。橫穿過光罩隐後，輕射 光束Β通過將光束聚焦至基板〜之目標區。上的投影系統 ps。借助於第二定位器PW及位置感應器乂例如，一干 涉置測7G件、線性編碼器或電容式感應器），可精確移動 基板台WT，(例如)以將不同目標區€定位於輻射光束B之 路徑中。類似地，例如，在自光罩庫以機械方式取得之後 或在掃描期間，第一定位器PM及另一位置感應器ifi可用 以相對於輻射光束B之路徑精確地定位光罩“八。大體而 言，借助於形成該第一定位器PM之一部分的長衝程模組 (粗定位）及一短衝程模組（精定位）可實現光罩台μ τ之移 動。類似地，可使用形成第二定位器pw之部分的長衝程 模組及短衝程模組實現基板sWT之移動。在使用步進機 之情況下（與掃描器相反），光罩台MT可僅連接至短衝程致 動器，或可固定。可使用光罩對準標記M1、％2及基板對 準標記PI、P2來對準光罩MA及基板w。儘管如所說明之 基板對準標記佔據專用目標區，但其可位於目標區之間的 空間中（該等標記已知為切割道對準標記（scdbe七⑽ alignment mark))。類似地，當在光罩乂八上提供有一個以 121260.doc -13- 200846832 上晶粒m下’光罩對準標記可^晶粒之間。 所描緣之裝置可用於以下模式中的至少一者中： =在步進模式中，當將賦予輕射光束之整個圖案-次性 目‘區C上日守’使光罩台ΜΤ及基板台WT實質上 保持靜止（亦即，單呤每< 、、 早久靜恶曝光）。接著，在又及/或丫方向 、位移基板。WT，以使得可曝光不同目標區c。在步進模 式中曝光％之最大尺寸限制在單次靜態曝光中所成像之 目標區C的尺寸。 2$在掃描模式中，當將賦予輕射光束之圖案投影至-目 才示區C上時同步播y j $ /知福先罩台MT及基板台资（亦即，單次動 —η可由技影系統Ps之放大⑽小）及影像反轉特性確 ^基板台WT相對於光罩台MT之速度與方向。在掃描模式 L曝光場之最大尺寸限制在單次動態曝光中之目標區的 ϋ(在㈣描方向上），而掃描運動,之長度確定目標區之 冋度（在掃描方向上）0 3.在另一核式中，栋H1姓女 ^ y 使固持有一可程式化圖案化元件之光 旦 實質上保持靜止，且當將賦予輻射光束之圖案投 ‘區C上時，移動或掃描基板台WT。在此模式 二通常採用—脈衝輻射源，且視需要在基板台π之每 後或在掃描期間之連續輕射脈衝之間更新可程式化 圖案化元件。卜j圣从W二、 知作杈式可容易地應用於利用可程式化圖 案化元件（諸如，卜令％ 益 上文所鍉及之一種可程式化鏡面陣列）的 無光罩4影術。 亦了 &用上述使用模式的組合及/或變，體或完全不同之 121260.doc 14 200846832 使用模式。 圖2描繪根據本發明之一微影裝 _ 夏圖2部分地展示具有 投影系統PS之最後兩個光學部件（伽 ,^ 千（例如，最後的多層鏡面 5、6)的圖i之投影系統Ps。由投影系 d 仅和糸统PS_之其他光學部 件（未展示）所反射之光束B將由反射 人町夕層5、6穿過在外殼 CO中之開口 7而聚焦至基板貿上 …、十面處的曝光狹縫 處。基板w由基板台资固持且將沿基座Bp移動。第二定

位器(圖i中之PW)可用以將基板以六個自由度定位於投影 系統PS下方。調平系統1G用以.量測處於—位置之基板相距 -曝光狹縫的高度’且一控制器(未展示)係與調平系統 及第二定位器連接以使基板w之表面處於投影系統以之焦 平面内的曝光狹縫處。在投影系統Ps與基板w之間的距離 可小於5cm，或甚至小於i em，較佳小於5麵。結果，在 光冬。卩件與基板上之焦平面處的曝光狹缝之間的距離小於 5 cm，較佳小於1 cm。在調平系統與曝光狹缝之間的距離 可小於20 cm，較佳小於1 〇 cm。 圖3描繪沿圖2中之線，A-，’A之橫截面圖。投影系統“之 細節略去。圖3展示用於量測基板台在2方向上之位置的度 ®系統。在此情況下，兩個干涉儀光束ZIF導向45度鏡面 31之方向’該45度鏡面將干涉儀光束反射向安裝於度量框 MF上且在Z方向上提供優良參考之鏡面34及鏡面35之方 向。圖3中未描繪度量系統之其餘部分，該等部分使基板 台WT以六個自由度（X、Y、Z、RX、RY及RZ)之定位成為 可能。關於此度量系統之更多資訊可在展示一用於以五個 12126Q.doc -15- 200846832 自由度進.仃$測之干涉儀系統之us、 等資訊與圖3之干涉儀系統相 ，中找到1 六個自由度的+… 了鈥供關於-用於量測 使^^干涉儀紐的#訊。或者，可在度量系統中 使用乓里編碼器以量測基板台貿 ^ ^ Η ΛΛ ^ 之位置。關於增量編碼 益之使用的資訊可在US7，】〇2,729中找到。 圖4描繪沿圖2中之续 ^ ^ 、 之秩截面圖：。圖:4更詳盡地展 不凋+系統10。用於量測處 縫 位置之基板相距一曝光狭 的=系統10包含一將1測光束導向基板表面 及—用於倩測表面之反射以確定基板表面之定位 的 <貞測恣12。在調平期問，疮旦 ’ 又里糸、、先用於以六個自由度控 板台WT之定位，以便為基板w製成-㈣之高度 圖根據本發明，存在兩種操作微影裝置的模式。第一種 模式為，執行調平’同時操作投影系統ps以曝露基板觀 另:部分上的基板。另一種模式為首先在調平系統下執行 兩平’且然後當完成基板之高度圖時，使用調平之高度資 訊圖案化投影系統下之基板。 、微影裝置可為具有兩個（雙平臺）或兩個以上基板台（及/ 或兩個或兩個以上夯星a、 尤旱。）之類型的微影裝置。在該等"多 平臺”機器中，可平行使用額外的台，或可在一或多個臺 上執行預備步驟’同時將一或多個其它台用於曝光。一雙 平臺微影裝置包含可在調平系統下方之一量測位置及投$ 系·先下方之技〜位置之間調換的兩個基板台，且控制器 經建構及配置以在投影位置處使用在量測位置下方所得之 量測資訊以使基板處於焦平面内的曝光狹缝處。再次，優 12I260.doc •16- 200846832 “在投影系統下方不需要調平系統的空間，及投影系統 2裝為非常接近於基板從而使光學部件與曝光狹縫之間 的空間。雙平臺微影裳置之另—優勢為，可獨 与狀 乃十糸、、先仗而允許更經濟地使用微 〜衣。更夕關於雙平臺微影裝置之資訊可在Ερ 1〇37117(其以引用之方式併入本文μ中找到。 儘管本文中可特定參考微影裂置在製造扣中之使用，作 =解’本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如 ^積體先學糸統、用於磁域記憶體之引導及㈣圖案， 千板顯-器。夜晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。孰習此項 技曰術 =睁日解，在該特代性應用情形中，本文;之術語 曰曰囡或曰曰粒”之任何使用可認為分別與更通用之術語"基 (反二V票區”同義。可在曝光之前或之後在(例如)執道 (:吊喝劑層塗覆至基板並對經曝光之抗钱劑進行顯 ’、）度里工具及/或檢測工具中處理本文所指之基 板。當適用時，太令夕据-1 @ m 揭不可應用於此等及其它基板處理 另卜可對基板進行—次以上之處理（例如）以產生 ^ "卩使侍本文所用之術語基板亦可指已含有多個經 處理之層的基板。 :文中所用之術語·，輻射”及’，射束”涵蓋所有類型之電磁 輪射’包括紫外(UV)輻射(例如，波長為或約為365 ·、 248随、193細、157随或126 nm)及遠紫外 ()輕射（例如’波長在5咖至2〇咖之範圍中）以及粒子 束（諸如，離子束或電子束）。 121260.doc -17- 200846832 若上下文允今， 今y ° 術語”透鏡”可指多種類型之光學組件中 之任一者或組合， 栝折射組件、反射組件、磁性組件、 電磁組件及靜電光學組件。

以上之描述音处I %、人為說明性而非限制。因此，熟習此項技 仏將易於瞭解可不脫離下文所陳述之申請專利範圍之範 臂的情況下對如所述之本發明進行修改。 【圖式簡單說明】 圖1描緣根據本發明之一實施例之微影裝置； 圖2描繪根據本發明之微影裝置之投影系統、調平系統 及晶圓臺的橫戴面圖；

圖3插繪沿圖2之線，Α-，，α之橫截面圖；及 圖4描繪沿圖2之，Β」，Β之橫截面圖。 【主要元件符號說明】 5 反射多層 6 反射多層 7 開口 10 調平系統 11 光源 12 偵測器 31 鏡面 34 鏡面 35 鏡面 Β 光束 ΒΡ 基座 121260.doc -18 - 200846832 外殼 位置感應器 位置感應器 照射器 標記 標記

圖案化元件 度量框 支撐結構 標記 標記

co IFl IF2 IL Ml M2 MA MF MT PI P2 PM PS PW SO w WT

Z 第一定位器 投影系統 第二定位器 幸§射源 基板 基板台 方向 ZIF 干涉儀光束 121260.doc -19-

Claims (1)

1. 200846832 十、申請專利範園： 1· 一種微影裝置，其包含； 一照射系統，其經組態以調節一輻射光束； 撐件，其經建構以支撐—圖案化元件，該圖案化 70件成夠將—圖㈣予純射光束之橫截面以形成一婉 圖案化之輻射光束； Ί 一基板台，其經建構以固持一基板；

   f投影系統，其經組態以將該圖案化之輻射光束投影 至该基板之-目標區上之焦平面上的—曝光狹缝中，其 中該投H统具備-接近於該曝光狹缝之光學部件，且 ㈣置進—步包含—調平系統，該調平系統用於量測處 於一位置之該基板相距該曝光狹缝之一高度，及一控制 其用於控制該基板台之—位置以使該基板處於該投 影系統之該焦平面内的該曝光狹縫處。 2.如請求項丨之微影裝置，其中該裝置包含一用於量測該 基板台在Z方向上之位置的度量系統。 3·如請求項2之微影裝置，其中該度量系統包含一干涉 儀，其量測該基板臺上之一鏡面在該2方向上之位置。 4.如睛求項1之微影裝置，其中該光學部件為一反射光學 部件。 5·如請求項1之微影裝置，其中該投影系統具備一外殼， 其用於保護該等光學部件使其不受可能來自該基板之污 染’該外殼具備一開口，該經圖案化之光束可穿過該開 口以在該基板上形成該曝光狹缝。 121260.doc 200846832 6’ =求項1之微影裝置，其中在該投料統與該基板之 &面之間的距離係小於5 cm。 7·:明爪項5之微影裝置，其中在該投影系統與該基板之 衣面之間的距離係小於1 cm。 8‘如凊求項6之微影裝置’其中在該投影系統與該基板之 ， κ表面之間的該距離係小於5 mm 〇 9. 2請求項2之微影裝置/其中在該裝置包含—個六轴度 • 量系統以用於以六個自由度量測該基板台之該位置。 ι〇·如印求項1之微影裝置’其中該調平系統包含一將一偵 測光束導向該基板表面的光源，及一用於偵測該表面之 一反射以確定該基板之該位置的偵測器。 11 ·如4求項1之微影裝置，其中在該光學部件與該基板上 之該焦平面處之該曝光狹縫之間的距離係小於5 em。 12·如請求項！之微影裝置，其中在該光學部件與該基板上 之該焦平面處之該曝光狹缝之間的距離係小於1 。 # 13·如請求項1之微影裝置，其中該調平感應器杻距該基板 上之該焦平面處之該曝光狹缝小於2〇 cm。 14·如請求項〗之微影裝置，其中該調平系統相距該基板上 ’ 之5玄焦平面處之該曝光狹缝小於10 cm。 / 15_如請求項1之微影投影裝置，其中該裝置包含可在該調 平系統下方之一量測位置及該投影系統下方之一投影位 置之間調換的兩個基板台，且該控制器經建構及配置以 在該投影位置處使用在該量測位置下方所得之量測資訊 以使該基板處於該焦平面内之該曝光狹缝處。 121260.doc 200846832 一種元件製造方法，其包含：由一投影系統將一圖案化 之輻射光束投影至一基板之一目標區之焦平面處的一曝 光狹缝處，其中該投影系統具備一接近於該曝光狹縫之 光4*烀件且°亥裝置進一步包含一調平系統，該調平系 統用於量測處於一位置之該基板相距該曝光狹缝之—高 度，及一控制器，該控制器用於控制該基板台之一位置 以使該基板處於該投影系統之該焦平面内的該曝光狹 處。 121260.doc