光刻裝置、照明系統以及碎屑捕集系統的製作方法
2023-09-13 05:35:50
專利名稱：光刻裝置、照明系統以及碎屑捕集系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光刻裝置、一種照明系統，以及一種碎屑捕集系統。
背景技術：
光刻裝置是可在襯底、通常是襯底的目標部分上施加所需圖案的機器。光刻裝置例如可用於集成電路(IC)的製造中。在這種情況下，可採用圖案形成裝置來產生將形成於IC的單個層上的電路圖案，該圖案形成裝置也稱為掩模或分劃板。該圖案可被轉移到襯底(如矽晶片)上的目標部分(例如包括一個或多個管芯)上。圖案的轉移通常藉助於成像到設於襯底上的一層輻射敏感材料(抗蝕劑)上來實現。通常來說，單個襯底包含被連續地形成圖案的相鄰目標部分的網絡。已知的光刻裝置包括所謂的步進器，其中通過將整個圖案一次性地曝光在目標部分上來照射各目標部分，還包括所謂的掃描器，其中通過沿給定方向(「掃描」方向)由輻射束來掃描圖案並以平行於或反向平行於此方向的方向同步地掃描襯底來照射各目標部分。還可以通過將圖案壓印在襯底上來將圖案從圖案形成裝置轉移到襯底上。
在一種光刻裝置中，可成像於襯底上的特徵的尺寸受到投影輻射的波長的限制。為了生產具有更高器件密度和更高工作速度的集成電路，需要對小特徵進行成像。而大多數現有光刻投影裝置採用水銀燈或準分子雷射器所產生的紫外光，已經提出採用更短波長的輻射，例如處於5到20納米範圍內，尤其是在13納米左右。
這種輻射稱為遠紫外(EUV)或軟X射線，可能的來源路例如包括雷射器產生的等離子體源，放電等離子體源，或者來自電子存儲環的同步加速器輻射。這些類型的輻射要求裝置中的光束路徑被抽空，以避免光束的散射和吸收。由於沒有適用於製作EUV輻射所用的折射光學元件的已知材料，因此EUV光刻裝置必須在輻射(照明)和投影系統中使用反射鏡。即使用於EUV輻射的多層式反射鏡也具有較低的反射率，並且非常易於汙染，這會進一步降低其反射率，並因此降低該裝置的通過量。這會對待保持的真空水平提出進一步的規範，並且尤其是必須使烴類分壓水平保持非常低。
在典型的放電等離子體源中，通過放電來形成等離子體。可使該等離子體壓縮，使得它高度離子化並且到達極高溫度，從而導致EUV輻射的發射。用於產生EUV輻射的材料通常是氙氣或鋰蒸氣，然而也可以採用其它氣體或蒸氣，例如氪氣，或者錫或水的蒸氣。然而，這些氣體或蒸氣可能具有較高的處於EUV範圍內的輻射吸收和/或可能對投影光束的更下遊的光學元件造成損壞，因此它們的存在應當在光刻裝置的其它部分中保持儘可能地少。例如在美國專利No.5023897和美國專利No.5504795中公開了一种放電等離子體源，這兩個專利均通過引用而結合於本文中。
在雷射產生的等離子體源中，例如(團簇的)氙的射流可從噴嘴中噴射出。在離噴嘴一段距離處，射流被合適波長的雷射脈衝照射以產生等離子體，該等離子體隨後將輻射出EUV輻射。也可從噴嘴中噴出其它材料，例如水滴、冰粒、鋰或錫蒸氣等，並且可被用於產生EUV。在一種備選的雷射產生的等離子體源中，固體(液體)物質接受照射，以便產生用於EUV輻射的等離子體。雷射產生的等離子體源例如公開於美國專利No.5459771、美國專利No.4872189和美國專利No.5577092中，所用這些專利均通過引用而結合於本文中。
以上源的共同特徵是，它們的操作引發在源區中或其附近的一些源氣體或氣體(也包括蒸氣)的背景壓力。源氣體包括那些用於產生等離子體以發生EUV輻射的氣體或蒸氣，也包括在源操作過程中、例如在固體或液體材料的雷射輻射過程中產生的氣體或蒸氣。源氣體應被約束在源區域內，因為它們會顯著地吸收EUV輻射，或者對光刻裝置的其餘部分造成汙染和損壞。存在於源氣體中的顆粒在下文中稱為碎屑顆粒。
通過引用而結合於本文中的國際專利申請出版物No.WO99/42904描述了一種包括多片箔的過濾器，通常稱作所謂的「箔捕集器」，其在操作中定向成使得輻射沿著箔傳播並由此而經過過濾器，同時在離開輻射傳播的方向上運動的碎屑顆粒被箔捕集。提供了緩衝氣體，以便冷卻碎屑顆粒，並因此而進一步提高碎屑顆粒被箔捕集的機率。
同樣通過引用而結合於本文中的歐洲專利申請出版物No.1329772 A2描述了緩衝區的使用，緩衝區與其中產生輻射的源區分開。在源區與緩衝區之間設有壁。該壁具有用於輻射從源區傳播至緩衝區的射束孔徑。緩衝氣體供應至緩衝區以及從緩衝區中抽出，使得緩衝區內的壓力小於或近似等於源區內的壓力，以便防止緩衝氣體流至源區，並由此而防止源區內的壓力增加。
通過引用而結合於本文中的國際專利申請出版物No.WO03/034153描述了所謂的汙染物捕集器的使用，其包括圍繞光軸徑向地排列並且相互間串聯地設置的兩組通道。緩衝氣體供應至這兩組之間的空間內。一部分氣體從該空間流至第一組通道的輻射入口，另一部分氣體流過第二組通道的輻射出口。
發明內容
因此，需要提供一種碎屑捕集系統，其允許與源氣體相關的緩衝氣體的高壓力，以提高碎屑顆粒被該系統捕集的機率，同時允許輻射較高程度地透過該系統。
還需要提供一種光刻裝置，以及包括這種碎屑捕集系統的照明系統。
根據本發明的一方面，提供了一種光刻裝置，包括配置成可調節輻射光束的照明系統。該照明系統包括用於產生輻射的源，以及用於捕集在產生輻射時釋放出的至少一部分碎屑顆粒的碎屑捕集系統。該光刻裝置還包括用於對經調節的輻射光束進行圖案化的圖案形成裝置，以及用於將圖案化的輻射光束投射到襯底的目標部分上的投影系統。該碎屑捕集系統包括第一組通道。第一組中的每一通道使來自輻射源的輻射經由所述通道而傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁。該碎屑捕集系統還包括第二組通道，其相對於輻射的傳播方向而處於第一組通道的下遊。第二組中的每一通道使來自輻射源的輻射也經由所述通道而傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁。該碎屑捕集系統還包括氣體供應裝置和氣體排出裝置，它們配置成在第一組通道與第二組通道之間提供氣流，該氣流具有基本上橫過輻射傳播方向的淨流動方向。
根據本發明的一方面，提供了一種可調節光刻裝置中的輻射光束的照明系統。該照明系統包括用於產生輻射的源，以及用於捕集在產生輻射時釋放出的至少一部分碎屑顆粒的碎屑捕集系統。該碎屑捕集系統包括第一組通道。第一組中的每一通道使來自輻射源的輻射經由所述通道而傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁。該碎屑捕集系統還包括第二組通道，其相對於輻射的傳播方向而處於第一組通道的下遊。第二組中的每一通道使來自輻射源的輻射也經由所述通道而傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁。該碎屑捕集系統還包括氣體供應裝置和氣體排出裝置，它們配置成在第一組通道與第二組通道之間提供氣流，該氣流具有基本上橫過輻射傳播方向的淨流動方向。
根據本發明的一方面，提供了一種用於捕集在通過光刻裝置中的輻射源來產生輻射時釋放出的至少一部分碎屑顆粒的碎屑捕集系統。該碎屑捕集系統包括第一組通道。第一組中的每一通道使來自輻射源的輻射經由所述通道而傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁。該碎屑捕集系統還包括第二組通道，其相對於輻射的傳播方向而處於第一組通道的下遊。第二組中的每一通道使來自輻射源的輻射也經由所述通道而傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁。該碎屑捕集系統還包括氣體供應裝置和氣體排出裝置，它們配置成在第一組通道與第二組通道之間提供氣流，該氣流具有基本上橫過輻射傳播方向的淨流動方向。
在使用中，進入第一組通道中的碎屑顆粒可被第一組通道的內壁捕集。沿著輻射傳播方向行進的碎屑顆粒在進入第一組通道和離開第一組通道時，最可能被具有橫過傳播方向的淨流且被供應至這兩組通道之間的空間內的緩衝氣體偏轉。這樣，這些碎屑顆粒最可能被第二組通道的內壁捕集，或者與來自這兩組通道之間的緩衝氣體一起被除去。第一組通道和第二組通道提供了對來自這兩組通道之間的空間的氣流的較高阻擋。這就允許這兩組通道之間的空間內的緩衝氣體的壓力相對較高，從而進一步提高了緩衝氣體減慢和/或偏轉離開第一組通道的碎屑顆粒的有效性。由於第一組通道和第二組通道中的每一通道均允許傳播輻射，因此輻射的透過率仍然較高。
下面將僅通過示例的方式並參考示意性附圖來介紹本發明的實施例，在附圖中對應的標號表示對應的部分，其中圖1示意性顯示了根據本發明的一個實施例的光刻裝置；圖2示意性顯示了作為圖1所示光刻裝置一部分的碎屑捕集系統；圖3示意性顯示了圖2所示碎屑捕集系統的一個實施例的截面；圖4示意性顯示了圖2所示碎屑捕集系統的一個實施例的另一截面；圖5a示意性顯示了圖2所示碎屑捕集系統的一個實施例的第一側視圖；和圖5b示意性顯示了碎屑捕集系統的垂直於圖5a所示第一側視圖的第二側視圖。
具體實施例方式
圖1示意性地顯示了根據本發明的一個實施例的光刻裝置。該裝置包括構造成可調節輻射光束B(例如UV輻射或EUV輻射)的照明系統(照明器)IL；構造成可支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA的支撐結構(例如掩模臺)MT，其與構造成可按照一定參數精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；構造成可固定襯底(例如塗覆有抗蝕劑的晶片)W的襯底臺(例如晶片臺)WT，其與構造成可按照一定參數精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；以及構造成可將由圖案形成裝置MA施加給輻射光束B的圖案投射在襯底W的目標部分C(例如包括一個或多個管芯)上的投影系統(例如折射型投影透鏡系統)PS。
照明系統可包括用於對輻射進行引導、成形或控制的多種類型的光學部件，例如折射式、反射式、磁式、電磁式、靜電式或其它類型的光學部件或其任意組合。
支撐結構MT支撐即支承了圖案形成裝置MA的重量。它以一定的方式固定住圖案形成裝置，這種方式取決於圖案形成裝置的定向、光刻裝置的設計以及其它條件，例如圖案形成裝置是否固定在真空環境下。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其它夾緊技術來固定住圖案形成裝置。支撐結構例如可為框架或臺，其可根據要求為固定的或可動的。支撐結構可保證圖案形成裝置可例如相對於投影系統處於所需的位置。用語「分劃板」或「掩模」在本文中的任何使用可被視為與更通用的用語「圖案形成裝置」具有相同的含義。
這裡所用的用語「圖案形成裝置」應被廣義地解釋為可用於為輻射光束的橫截面施加一定圖案以便在襯底的目標部分中形成圖案的任何裝置。應當注意的是，例如如果圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，那麼施加於輻射光束中的圖案可以不精確地對應於襯底目標部分中的所需圖案。一般來說，施加於輻射光束中的圖案將對應於待形成在目標部分內的器件如集成電路中的特定功能層。
圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的例子包括掩模、可編程的鏡陣列和可編程的LCD面板。掩模在光刻領域中是眾所周知的，其包括例如二元型、交變相移型和衰減相移型等掩模類型，還包括各種混合式掩模類型。可編程鏡陣列的一個例子採用微型鏡的矩陣設置，各鏡子可單獨地傾斜以沿不同方向反射所入射的輻射光束。傾斜鏡在被鏡矩陣所反射的輻射光束中施加了圖案。
這裡所用的用語「投影系統」應被廣義地理解為包括各種類型的投影系統，包括折射式、反射式、反射折射式、磁式、電磁式和靜電式光學系統或其任意組合，這例如應根據所用的曝光輻射或其它因素如使用浸液或使用真空的情況來適當地確定。用語「投影透鏡」在本文中的任何使用均應被視為與更通用的用語「投影系統」具有相同的含義。
如這裡所述，此裝置為反射型(例如採用了反射掩模)。或者，此裝置也可以是透射型(例如採用了透射掩模)。
光刻裝置可以是具有兩個(雙級)或多個襯底臺(和/或兩個或多個掩模臺)的那種類型。在這種「多級」式機器中，附加的臺可以並聯地使用，或者可在一個或多個臺上進行預備步驟而將一個或多個其它的臺用於曝光。
光刻裝置也可以是這樣的類型，其中至少一部分襯底被具有較高折射率的液體如水覆蓋，從而填充了投影系統和襯底之間的空間。浸液也可施加到光刻裝置的其它空間內，例如掩模和投影系統之間。浸沒技術在本領域中是眾所周知的，其用於增大投影系統的數值孔徑。在本文中使用的用語「浸沒」並不指例如襯底的結構必須完全浸入在液體中，而是僅指在曝光期間液體處於投影系統與襯底之間。
參見圖1，照明器IL接收來自輻射源SO的輻射光束。也可以看到，照明系統包括該輻射源。輻射源和光刻裝置可以是單獨的實體，例如在輻射源為準分子雷射器時。在這種情況下，輻射源不應被視為形成了光刻裝置的一部分，輻射光束藉助於光束傳送系統從源SO傳遞到照明器IL中，光束傳送系統例如包括適當的引導鏡和/或光束擴展器。在其它情況下，該源可以是光刻裝置的一個整體部分，例如在該源為水銀燈時。源SO和照明器IL及光束傳送系統(如果有的話)一起可稱為輻射系統。該光刻裝置可包括用於捕集在產生輻射時釋放出的至少一部分碎屑顆粒的碎屑捕集系統D。該碎屑捕集系統可以是單獨的實體，可以是輻射源的一部分，或者可以是照明系統的一部分。
照明器IL可包括調節裝置，其用於調節輻射光束的角強度分布。通常來說，至少可以調節照明器的光瞳面內的強度分布的外部和/或內部徑向範圍(通常分別稱為σ-外部和σ-內部)。另外，照明器IL可包括各種其它的器件，例如積分器和聚光器。照明器可用來調節輻射光束，以使其在其橫截面上具有所需的均勻性和強度分布。
輻射光束B入射在固定於支撐結構(例如掩模臺MT)上的圖案形成裝置(例如掩模MA)上，並通過該圖案形成裝置而圖案化。在穿過掩模MA後，輻射光束B通過投影系統PS，其將光束聚焦在襯底W的目標部分C上。藉助於第二定位裝置PW和位置傳感器IF2(例如幹涉儀、線性編碼器或電容傳感器)，襯底臺WT可精確地移動，以便例如將不同的目標部分C定位在輻射光束B的路徑中。類似地，可用第一定位裝置PM和另一位置傳感器IF1來相對於輻射光束B的路徑對掩模MA進行精確的定位，例如在將掩模從掩模庫中機械式地重新取出之後或者在掃描過程中。通常來說，藉助於形成為第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精確定位)，可實現掩模臺MT的運動。類似的，採用形成為第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊，可實現襯底臺WT的運動。在採用分檔器的情況下(與掃描器相反)，掩模臺MT可只與短行程促動器相連，或被固定住。掩模MA和襯底W可採用掩模對準標記M1，M2和襯底對準標記P1，P2來對準。雖然襯底對準標記顯示為佔據了專用目標部分，然而它們可位於目標部分之間的空間內(它們稱為劃線路線對準標記)。類似的，在掩模MA上設置了超過一個管芯的情況下，掩模對準標記可位於管芯之間。
所述裝置可用於至少一種下述模式中1.在步進模式中，掩模臺MT和襯底臺WT基本上保持靜止，而施加到投影光束上的整個圖案被一次性投影到目標部分C上(即單次靜態曝光)。然後沿X和/或Y方向移動襯底臺WT，使得不同的目標部分C被曝光。在步進模式中，曝光區域的最大尺寸限制了在單次靜態曝光中所成像的目標部分C的大小。
2.在掃描模式中，掩模臺MT和襯底臺WT被同步地掃描，同時施加到投影光束上的圖案被投影到目標部分C上(即單次動態曝光)。襯底臺WT相對於掩模臺MT的速度和方向由投影系統PS的放大(縮小)和圖像倒轉特性來確定。在掃描模式中，曝光區域的最大尺寸限制了單次動態曝光中的目標部分的寬度(非掃描方向上)，而掃描運動的長度決定了目標部分的高度(掃描方向上)。
3.在另一模式中，掩模臺MT基本上固定地夾持了可編程的圖案形成裝置，而襯底臺WT在施加到投影光束上的圖案被投影到目標部分C上時產生運動或掃描。在這種模式中通常採用了脈衝輻射源，可編程的圖案形成裝置根據需要在襯底臺WT的各次運動之後或在掃描期間的連續輻射脈衝之間進行更新。這種操作模式可容易地應用於採用了可編程的圖案形成裝置、例如上述類型的可編程鏡陣列的無掩模式光刻技術。
還可以採用上述使用模式的組合和/或變型，或者採用完全不同的使用模式。
圖2示意性顯示了作為根據本發明一個實施例的光刻裝置一部分的碎屑捕集系統D。該碎屑捕集系統D可被視為單獨的實體。然而，碎屑捕集系統D也可被視為源SO的一部分。碎屑捕集系統D還可被視為照明器IL的一部分。圖2所示系統還可以被視為照明系統，該照明系統包括用於產生輻射的源SO，並且包括用於捕集在產生輻射時釋放出的至少一部分碎屑顆粒的碎屑捕集系統D。碎屑捕集系統D包括第一組FS的通道C。第一組FS的每一通道C均具有用於俘獲碎屑顆粒(未示出)的內壁IW。第一組FS的每一通道C還具有通道方向，其使輻射R從源SO傳播通過該通道C。該碎屑捕集系統D還包括第二組SS的通道C。這第二組SS的通道C相對於輻射傳播方向(由虛線R端部的箭頭所示)處於第一組FS的通道C的下遊。同樣，第二組SS的每一通道C均具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁IW。第二組SS的每一通道C還具有通道方向，其使輻射R從源SO傳播通過該通道C。碎屑捕集系統D還包括氣體供應裝置GS和氣體排出裝置GR，它們配置成在第一組FS的通道C與第二組SS的通道C之間提供氣流，該氣流具有基本上橫過輻射R的傳播方向的淨流。
已在傳播方向上通過第一組FS通道C的碎屑顆粒(未示出)將通過與氣體供應裝置GS所提供的氣體粒子發生碰撞，而被偏轉。這就提高了碎屑顆粒被第二組SS的任何通道C的內壁捕集的機率。
碎屑捕集系統D設置成至少在輻射源SO的操作期間，在第一組FS通道C與第二組SS通道C之間形成並保持了一定的氣體壓力，其遠遠高於第一組FS通道C的輻射入口RE處的氣體壓力和/或第二組SS通道C的輻射出口RX處的氣體壓力。氣體的高壓力允許氣體與從第一組FS通道C至第二組SS通道C的碎屑顆粒相互作用的長度較小。高氣體壓力可通過例如控制氣體供應和氣體排出來容易地獲得。通道C的阻力降低了緩衝氣體通過通道C而朝向源SO或照明器IL運動的可能性。在下面將指出在確定通道的用於使氣體運動通過通道的所需阻力或傳導性時，哪一種考慮是可適用的。一般來說，通道越長，氣體經過該通道時的阻力就越高。在這種意義上，在輻射源與照明器之間的可用距離有限的情形下，因這兩組通道之間的高氣體壓力而成為可能的較短相互作用長度也允許有較長的通道，並因此也允許有氣體通過通道時的更高阻力。可以注意到，輻射源也可得益於這一特徵，因為輻射源的正確操作對輻射源處的最大可接受壓力有一定的限制。在某一方面，輻射源與設在第一組通道與第二組通道之間的「氣體室」隔開。然而，氣體室保持與輻射源的光學連通。仍然可以實現高的碎屑抑制，其定義為壓力與保持該壓力的距離的乘積。歸根結底，壓力可以較高，以用於補償這兩組通道之間的較小距離。由於高的緩衝氣體壓力是可能的，並且第一組通道和第二組通道的較大通道實際上可導致這兩組通道之間的距離較小，因此就可以實現每單位長度的碎屑抑制性較大。
碎屑捕集系統D可設置成提供氣流F，使得淨流方向基本上正交於第二組SS通道C的內壁IW之一的至少一部分。這就提高了第二組SS通道C的內壁IW能夠捕集通過與緩衝氣體的相互作用而發生偏轉的碎屑顆粒的機率。第二組SS通道C的各內壁IW可以是基本上平面的。這進一步提高了通過與緩衝氣體的相互作用而發生偏轉的碎屑顆粒被第二組SS通道C的內壁IW捕集的機率。第二組SS通道C的一個內壁IW可以基本上平行於第二組SS通道C的至少另一內壁IW。這會進一步提高由緩衝氣體引起偏轉的碎屑顆粒被第二組SS通道C的內壁IW捕集的機率。
尤其是，圖5a和圖5b示意性顯示了作為根據本發明一個實施例的光刻裝置的一部分的碎屑捕集系統，其中第二組通道的內壁的至少一部分或如圖所示的全部由箔或板形成。該實施例將在下文中進一步介紹。
第二組通道的每一通道在大致垂直於輻射傳播方向上的截面還可以具有封閉式幾何形狀。圖3和圖4均示意性顯示了作為根據本發明一個實施例或這種實施例的光刻裝置的一部分的碎屑捕集系統的截面。圖3所示截面可代表沿著圖2中的線I的截面，沿著線II的截面，或者沿線I和II的截面。圖4所示截面可代表沿著圖2中的線I的截面，沿著線II的截面，或者沿線I和II的截面。與通過各自均處於一條虛擬直線上的平行板所形成的一組通道相比，具有圖3或圖4所示截面的一組通道提供了對運動通過這組通道的氣體的更大阻力。
顯然，各通道的截面越小，則運動通過該通道的氣體經受的阻力就越大。本領域的技術人員可以根據這組通道的所需輻射透過性，以及根據這組通道應對運動通過這組通道的氣體提供的所需阻力，來優化通道的數量。如上所述，也可以將這些通道的長度考慮進去。雖然圖3顯示了通道的圓形截面，圖4顯示了通道的方形截面，但應當理解，本發明並不限於這些截面。例如，蜂窩形截面或其它優化的截面也是可用的。另外，並非一組通道中的所有通道都必須具有類似的截面。
第二組SS通道C的一個或每一個內壁IW可基本上與虛擬錐形相一致，其頂部與源SO相一致。在這種實施例中，通道的形狀構造成可允許輻射沿徑向方向離開輻射源SO。
到目前為止，已經介紹了第二組通道。並未注意第一組FS的通道C。在一個實施例中，碎屑捕集系統設置成可提供氣流，使得淨流方向大致平行於第一組通道的內壁之一的至少一部分。圖5a示意性顯示了作為根據本發明一個實施例的光刻裝置一部分的碎屑捕集系統D，其中氣流設置成使得淨流方向大致平行於第一組通道的內壁之一的至少一部分。實際上，如圖所示，第一組通道的各內壁是基本上平面的。該(虛擬)平面與輻射源SO相交。上述優點同樣可適用於第二組通道的構造。
在該說明書的上下文中，第一組通道的內壁的構造被視為相互間大致平行，即使在嚴格意義上這不能稱為平行。這也適用於第二組通道，如圖5b所示。第一組通道的內壁的至少一部分由箔或板形成。通過以這樣的方式來提供氣流F，使得淨流方向大致平行於第一組通道的內壁之一的至少一部分，就可使氣流F的至少一部分保持在橫過輻射傳播方向的沿著第一組通道內壁的方向上。
在圖5a所示的實施例中，圖5a是碎屑捕集系統D的第一側視圖，氣流在正交於該圖所在平面的方向上流動。圖5b示意性顯示了垂直於圖5a所示側視圖的另一側視圖。在圖5b中，氣流由箭頭F表示。如上所述，氣流中的第二組通道相互間相對地定向成使得氣流的淨流方向大致正交於第二組通道的內壁。
另外，在圖5a和5b所示的實施例中，輻射源SO未暴露於高的氣體負載中。即使第一組FS的通道C對於氣流F而言是比較透明的，然而氣流F在朝著輻射源SO運動時所經受的阻力使得沒有太多的氣體到達輻射源SO。此外，氣流F在朝著氣體排出裝置GR運動時所經受的阻力遠遠小於氣流在朝著輻射源SO運動時所經受的阻力，因此，氣體更可能朝著氣體排出裝置GR而非輻射源SO運動。這兩組箔之間的空間SP可以設置成最小，而壓力可以保持比較高，因此，與具有一組通道的箔捕集器相比，所損失的「碎屑抑制長度」就比較小，該箔捕集器的總長度類似於圖2以及圖5a，5b所示碎屑捕集系統D的從輻射入口RE至輻射出口RX的長度。
應當理解，在該實施例中，第一組FS通道C的每一通道C的內壁IW在大致垂直於輻射傳播方向上的截面也可以具有封閉式幾何形狀。另外，第一組FS通道C的每一通道C的內壁IW可基本上與錐形相一致，其頂部與源SO相一致。在這種情況下，緩衝氣體的流動方向未受到第一組FS通道C的內壁的進一步引導。然而，通道C對通過該通道C而朝著輻射源SO運動的氣體的阻力將遠遠高於圖5a所示第一組通道所提供的阻力。
應當理解，本領域的技術人員能夠容易地將圖2所示的具有帶封閉式幾何形狀截面的內壁的第一組通道與圖5b所示第二組通道組合在一起。另外，圖5a所示第一組通道與圖2所示的具有帶封閉式幾何形狀截面的內壁的第二組通道的組合是作為本說明書中所述的本發明的一部分的一個實施例。還應當理解，碎屑捕集系統可圍繞與延伸通過輻射源的虛擬線相重合的軸線旋轉。在這種實施例中，在流動方向上的緩衝氣體的旋轉優選具有與第一組和第二組通道的轉速相同的轉速。
雖然在本文中具體地參考了IC製造中的光刻裝置的使用，然而應當理解，這裡所介紹的光刻裝置還可具有其它應用，例如集成光學系統、用於磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的製造。本領域的技術人員可以理解，在這種替代性應用的上下文中，用語「晶片」或「管芯」在這裡的任何使用分別被視為與更通用的用語「襯底」或「目標區域」具有相同的含義。這裡所指的襯底可在曝光前或曝光後例如在軌道(一種通常在襯底上施加抗蝕層並對暴露出來的抗蝕層進行顯影的工具)或度量和/或檢查工具中進行加工。在適當之處，本公開可應用於這些和其它襯底加工工具中。另外，襯底可被不止一次地加工，例如以形成多層IC，因此這裡所用的用語「襯底」也可指已經包含有多層已加工的層的襯底。
雖然在這裡具體地參考了本發明實施例在光學光刻應用中的使用，然而可以理解，本發明也可用於其它應用中，例如印製光刻，並在允許之處並不限於光學光刻。在印製光刻中，圖案形成裝置的形貌特徵可限定在襯底上所形成的圖案。圖案形成裝置的形貌特徵可壓制到塗覆在襯底上的抗蝕劑層上，該抗蝕劑可通過施加電磁輻射、熱量、壓力或其組合來固化。圖案形成裝置可運動到抗蝕劑之外，以便在抗蝕劑固化後在其中留下圖案。
這裡所用的用語「輻射」和「光束」用於包括所有類型的電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如波長為約365，355，248，193，157或126納米)、遠紫外線(EUV)輻射(例如具有5-20納米範圍內的波長)，以及(軟)X射線輻射。
用語「透鏡」在允許之處可指多種光學部件中的任意一種或其組合，包括折射式、反射式、磁式、電磁式和靜電式光學部件。
雖然在上文中已經描述了本發明的特定實施例，然而可以理解，本發明可通過不同於上述的方式來實施。例如本發明可採用含有一個或多個描述了上述方法的機器可讀指令序列的電腦程式的形式，或者存儲有這種電腦程式的數據存儲介質(如半導體存儲器、磁碟或光碟)的形式。
這些描述是示例性而非限制性的。因此，對本領域的技術人員來說很明顯，在不脫離下述權利要求的範圍的前提下，可以對本發明進行修改。
權利要求
1.一種光刻裝置，包括配置成可調節輻射光束的照明系統，所述照明系統包括用於產生輻射的源；和用於捕集在產生輻射時釋放出的至少一部分碎屑顆粒的碎屑捕集系統；用於對所述經調節的輻射光束進行圖案化的圖案形成裝置；和用於將所述圖案化的輻射光束投射到襯底的目標部分上的投影系統，其中，所述碎屑捕集系統包括(i)第一組通道，所述第一組中的每一通道使來自所述輻射源的輻射能夠經由所述通道而傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁；(ii)第二組通道，其相對於所述輻射的傳播方向而處於所述第一組通道的下遊，所述第二組中的每一通道也使來自所述輻射源的輻射能夠傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁；和(iii)氣體供應裝置和氣體排出裝置，它們配置成在所述第一組通道與所述第二組通道之間提供氣流，所述氣流具有基本上橫過所述輻射傳播方向的淨流動方向。
2.根據權利要求1所述的光刻裝置，其特徵在於，所述碎屑捕集系統設置成至少在所述輻射源的操作期間，在所述第一組通道與所述第二組通道之間形成並保持了一定的氣體壓力，其遠遠高於所述第一組通道的輻射入口處的氣體壓力和/或所述第二組通道的輻射出口處的氣體壓力。
3.根據權利要求1所述的光刻裝置，其特徵在於，所述碎屑捕集系統設置成可提供氣流，使得所述淨流方向基本上正交於所述第二組通道的內壁之一的至少一部分。
4.根據權利要求3所述的光刻裝置，其特徵在於，所述第二組通道的內壁之一的至少一部分由箔或板形成。
5.根據權利要求3所述的光刻裝置，其特徵在於，所述第二組通道的內壁之一基本上平行於所述第二組通道的至少另一內壁。
6.根據權利要求5所述的光刻裝置，其特徵在於，所述第二組通道的各內壁是大致平面的。
7.根據權利要求3所述的光刻裝置，其特徵在於，所述第二組通道的各通道具有封閉式幾何形狀的大致垂直於所述輻射傳播方向的截面。
8.根據權利要求3所述的光刻裝置，其特徵在於，所述第二組通道的各通道基本上與虛擬錐形相一致，其頂部與所述輻射源相一致。
9.根據權利要求1所述的光刻裝置，其特徵在於，所述碎屑捕集系統設置成可提供氣流，使得所述淨流方向大致平行於所述第一組通道的內壁之一的至少一部分。
10.根據權利要求9所述的光刻裝置，其特徵在於，所述第一組通道的內壁之一的至少一部分由箔或板形成。
11.根據權利要求9所述的光刻裝置，其特徵在於，所述第一組通道的內壁之一基本上平行於所述第一組通道的至少另一內壁。
12.根據權利要求11所述的光刻裝置，其特徵在於，所述第一組通道的各內壁是大致平面的。
13.根據權利要求9所述的光刻裝置，其特徵在於，所述第一組通道的各通道具有封閉式幾何形狀的大致垂直於所述輻射傳播方向的截面。
14.根據權利要求9所述的光刻裝置，其特徵在於，所述第一組通道的各通道基本上與錐形相一致，其頂部與所述輻射源相一致。
15.根據權利要求1所述的光刻裝置，其特徵在於，所述碎屑捕集系統可圍繞與延伸通過所述輻射源的虛擬直線相重合的軸線旋轉。
16.一種配置成可調節光刻裝置中的輻射光束的照明系統，所述照明系統包括用於產生輻射的源；和用於捕集在產生輻射時釋放出的至少一部分碎屑顆粒的碎屑捕集系統，其中，所述碎屑捕集系統包括(i)第一組通道，所述第一組中的每一通道使來自所述輻射源的輻射能夠經由所述通道而傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁；(ii)第二組通道，其相對於所述輻射的傳播方向而處於所述第一組通道的下遊，所述第二組中的每一通道也使來自所述輻射源的輻射能夠經由所述通道而傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁；和(iii)氣體供應裝置和氣體排出裝置，它們配置成在所述第一組通道與所述第二組通道之間提供氣流，所述氣流具有基本上橫過所述輻射傳播方向的淨流動方向。
17.根據權利要求16所述的照明系統，其特徵在於，所述碎屑捕集系統設置成至少在所述輻射源的操作期間，在所述第一組通道與所述第二組通道之間形成並保持了一定的氣體壓力，其遠遠高於所述第一組通道的輻射入口處的氣體壓力和/或所述第二組通道的輻射出口處的氣體壓力。
18.根據權利要求16所述的照明系統，其特徵在於，所述碎屑捕集系統設置成可提供氣流，使得所述淨流方向基本上正交於所述第二組通道的內壁之一的至少一部分。
19.根據權利要求18所述的照明系統，其特徵在於，所述第二組通道的內壁之一的至少一部分由箔或板形成。
20.根據權利要求18所述的照明系統，其特徵在於，所述第二組通道的內壁之一基本上平行於所述第二組通道的至少另一內壁。
21.根據權利要求20所述的照明系統，其特徵在於，所述第二組通道的各內壁是大致平面的。
22.根據權利要求19所述的照明系統，其特徵在於，所述第二組通道的各通道具有封閉式幾何形狀的大致垂直於所述輻射傳播方向的截面。
23.根據權利要求18所述的照明系統，其特徵在於，所述第二組通道的各通道基本上與虛擬錐形相一致，其頂部與所述輻射源相一致。
24.根據權利要求16所述的照明系統，其特徵在於，所述碎屑捕集系統設置成可提供氣流，使得所述淨流方向大致平行於所述第一組通道的內壁之一的至少一部分。
25.根據權利要求24所述的照明系統，其特徵在於，所述第一組通道的內壁之一的至少一部分由箔或板形成。
26.根據權利要求24所述的照明系統，其特徵在於，所述第一組通道的內壁之一基本上平行於所述第一組通道的至少另一內壁。
27.根據權利要求26所述的照明系統，其特徵在於，所述第一組通道的各內壁是大致平面的。
28.根據權利要求24所述的照明系統，其特徵在於，所述第一組通道的各通道具有封閉式幾何形狀的大致垂直於所述輻射傳播方向的截面。
29.根據權利要求24所述的照明系統，其特徵在於，所述第一組通道的各通道基本上與錐形相一致，其頂部與所述輻射源相一致。
30.根據權利要求16所述的照明系統，其特徵在於，所述碎屑捕集系統可圍繞與延伸通過所述輻射源的虛擬直線相重合的軸線旋轉。
31.一種用於捕集在通過光刻裝置中的輻射源來產生輻射時所釋放出的至少一部分碎屑顆粒的碎屑捕集系統，所述碎屑捕集系統包括第一組通道，所述第一組中的每一通道使來自所述輻射源的輻射能夠經由所述通道而傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁；第二組通道，其相對於所述輻射的傳播方向而處於所述第一組通道的下遊，所述第二組中的每一通道也使來自所述輻射源的輻射能夠經由所述通道而傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁；和氣體供應裝置和氣體排出裝置，它們配置成在所述第一組通道與所述第二組通道之間提供氣流，所述氣流具有基本上橫過來自輻射源的所述輻射的傳播方向的淨流動方向。
32.根據權利要求31所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述碎屑捕集系統設置成至少在所述輻射源的操作期間，在所述第一組通道與所述第二組通道之間形成並保持了一定的氣體壓力，其遠遠高於所述第一組通道的輻射入口處的氣體壓力和/或所述第二組通道的輻射出口處的氣體壓力。
33.根據權利要求31所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述碎屑捕集系統設置成可提供氣流，使得所述淨流方向基本上正交於所述第二組通道的內壁之一的至少一部分。
34.根據權利要求33所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述第二組通道的內壁之一的至少一部分由箔或板形成。
35.根據權利要求33所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述第二組通道的內壁之一基本上平行於所述第二組通道的至少另一內壁。
36.根據權利要求35所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述第二組通道的各內壁是大致平面的。
37.根據權利要求33所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述第二組通道的各通道具有封閉式幾何形狀的大致垂直於由輻射源產生的所述輻射的傳播方向的截面。
38.根據權利要求33所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述第二組通道的各通道基本上與虛擬錐形相一致，在使用中，所述錐形頂部與輻射源相一致。
39.根據權利要求31所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述碎屑捕集系統設置成可提供氣流，使得所述淨流方向大致平行於所述第一組通道的內壁之一的至少一部分。
40.根據權利要求39所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述第一組通道的內壁之一的至少一部分由箔或板形成。
41.根據權利要求39所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述第一組通道的內壁之一基本上平行於所述第一組通道的至少另一內壁。
42.根據權利要求41所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述第一組通道的各內壁是大致平面的。
43.根據權利要求39所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述第一組通道的各通道具有封閉式幾何形狀的大致垂直於由輻射源產生的所述輻射的傳播方向的截面。
44.根據權利要求39所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述第一組通道的各通道基本上與虛擬錐形相一致，在使用中，所述錐形的頂部與輻射源相一致。
45.根據權利要求31所述的碎屑捕集系統，其特徵在於，所述碎屑捕集系統可圍繞軸線旋轉。
全文摘要
一種用於捕集通過光刻裝置中的輻射源產生輻射時釋放出的至少一部分碎屑顆粒的碎屑捕集系統，包括第一組通道和第二組通道。第一組中每一通道使來自輻射源的輻射能夠經由所述通道傳播，並且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁。第二組通道相對於輻射傳播方向處於第一組通道下遊。第二組中每一通道也使來自輻射源的輻射能夠經由所述通道傳播，且具有用於俘獲碎屑顆粒的內壁。氣體供應裝置和氣體排出裝置設置成在第一組通道與第二組通道之間提供氣流，該氣流具有基本上橫過來自輻射源的輻射傳播方向的淨流動方向。
文檔編號H01L21/027GK1797205SQ20051000354
公開日2006年7月5日 申請日期2005年12月23日 優先權日2004年12月27日
發明者L·P·巴克, D·J·W·克魯德, M·M·J·W·范赫彭 申請人:Asml荷蘭有限公司