专利名称：工作台装置、光刻装置及器件制造方法
技术领域：
本发明涉及一种工作台装置、光刻装置、遮蔽装置以及用于制作该器件的方法。
背景技术：
光刻装置是一种将所需图案应用于基底上的装置，通常是将所需图案应用于基底的目标部分上的装置。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，构图部件，其可选择地称作掩模或中间掩模版，可用于产生在IC一个单独层上形成的电路图案。该图案可以传递到基底(例如硅晶片)的目标部分(例如包括一部分，一个或者多个管芯)上。通常是通过成像到基底上提供的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上来传递图案。一般地，单一的基底将包含相继构图的相邻目标部分的网格。已知的光刻装置包括所谓步进器，通过将整个图案一次曝光到目标部分上而辐照每一目标部分，已知的光刻装置还包括所谓扫描器，通过辐射光束沿给定的方向(“扫描”方向)扫描图案，并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底来辐照每一目标部分。
为了在基底上获得适当的图像，可能希望两次或多次曝光基底上的目标部分。可以对于每次曝光使用不同的图案或者在光刻装置的投影系统或照明系统或者这两个系统中使用不同的光学设置，从而进行这种多次曝光。在将不同的图案用于不同的曝光的情况下，例如可以通过不同的构图部件来提供这些不同的图案。举例来说，可能希望基底具有利用相移掩模的曝光以及利用修整掩模(trim mask)的曝光。也可能希望具有不同曝光条件的曝光。按照惯例，通过首先利用第一构图部件(例如相移掩模)将整个基底曝光，然后利用第二构图部件(例如修整掩模)来替换第一构图部件并最后利用第二构图部件将整个基底曝光来获得这种两次曝光。这一过程相当费时，并且一般导致生产率(即每单位时间加工的基底数量)低下。通过利用一个工作台上的多个构图部件可以减轻更换构图部件的缺点，如美国专利US6800408中所述。尽管在一个工作台上使用多个构图部件，但是现有的曝光方法仍然对装置的生产率有明显的影响。
发明内容
根据本发明的实施例，提供一种用于光刻装置的工作台，该光刻装置配有用于将图案投射到基底上的投影系统，其中将工作台装置构成和设置为用于进行第一和第二构图部件相对于投影系统的扫描操作，由此在该扫描操作过程中，将第一构图部件的图案和第二构图部件的图案投射到基底上，其中将工作台装置构成和设置为在该扫描操作过程中定位该构图部件，从而使两个图案之间的距离基本上等于该投影系统的缩减因数与基底的区域图案的非零数量曝光区域节距的预定函数，同时允许用第一构图部件将第一曝光区域曝光，并利用第二构图部件将第二曝光区域曝光，该第二曝光区域与第一曝光区域隔开非零数量的曝光区域节距。
根据本发明的另一个实施例，提供一种光刻装置，其包括照明系统，其配置为调节辐射光束；工作台装置，其构成和设置为用于进行第一和第二构图部件的扫描操作，每个构图部件都配有图案，这些构图部件能够向辐射光束赋予图案，从而形成带图案的辐射光束；基底台，其构成为保持基底；以及投影系统，其配置为将带图案的辐射光束投射到基底的目标部分上，由此在该扫描操作过程中，将第一构图部件的图案和第二构图部件的图案投射在基底上，其中将工作台装置构成和设置为在该扫描操作过程中定位该构图部件，从而使两个图案之间的距离基本上等于该投影系统的缩减因数与基底的区域图案的非零数量曝光区域节距的预定函数，同时允许用第一构图部件将第一曝光区域曝光，并利用第二构图部件将第二曝光区域曝光，该第二曝光区域与第一曝光区域隔开非零数量的曝光区域节距。
根据本发明的另一个实施例，提供一种用在根据本发明的光刻装置中的遮蔽装置，该遮蔽装置包括第一遮蔽部分，用于在使用中在辐射光束传递第一构图部件的图案之前遮住第一构图部件的第一部分；第二遮蔽部分，用于在使用中在辐射光束传递第一构图部件的图案之后遮住第一构图部件的第二部分，并且用于在使用中在辐射光束传递第二构图部件的图案之前遮住第二构图部件的第一部分，以及第三遮蔽部分，用于在使用中在辐射光束传递第二构图部件的图案之后遮住第二构图部件的第二部分。
根据本发明的另一个实施例，提供一种利用配有投影系统的光刻装置将基底曝光的方法，该方法包括将两个构图部件安排在工作台装置上，每个构图部件都包括图案，因此这两个部件的图案沿扫描方向彼此邻近设置，这两个图案之间的距离基本上等于投影系统的缩减因数与基底的区域图案的非零数量曝光区域节距的预定函数；提供位于基底台上的基底；将两个构图部件以及基底相对于投影系统加速到预定速度；将第一构图部件的图案投射到基底的第一区域上，同时基本上保持该速度；构图部件和基底台基本上以预定速度移动，从而越过沿扫描方向邻近第一区域设置的基底上的非零数量曝光区域节距；将第二构图部件的图案投射到基底的另一个区域上，该另一个区域沿扫描方向邻近基底上的非零数量曝光区域节距。
根据本发明的另一个实施例，提供一种用于光刻装置的照明器，该照明器包括第一和第二照明器通道，每个照明器通道都具有为了向辐射光束提供所需性质而可调的元件，以及设置为使辐射光束在第一和第二照明器通道之间转换的第一转换设备，该照明器进一步包括附加部分和第二转换设备，该第二转换设备设置为接收来自第一和第二照明器通道的辐射光束，并引导该辐射光束通过附加照明器部分，该附加照明器部分具有将附加的所需性质应用于辐射光束的元件。
根据本发明的另一个实施例，提供一种将所需性质应用于辐射光束的方法，该方法包括调整第一照明器通道的元件以便将所需性质应用于辐射光束，调整第二照明器通道的元件以便将不同的所需性质应用于辐射光束，调整照明器的附加部分的元件以便将附加的所需性质应用于辐射光束，然后利用第一转换设备交替地引导辐射光束通过第一和第二照明器通道，并利用第二转换设备引导辐射光束通过照明器的附加部分。
在本发明的实施例中，提供一种用于光刻装置的照明器，该照明器包括第一和第二照明器通道，每个照明器通道都包括可调整的用以向辐射光束提供所需性质的元件；转换机构，其设置为使辐射光束在第一和第二照明器通道之间转换；附加的照明器部分，该转换机构设置为接收来自第一和第二照明器通道的辐射光束，并引导该辐射光束通过附加的照明器部分，该附加的照明器部分包括将附加的所需性质应用于辐射光束的元件。
现在仅通过举例的方式，参照附图描述本发明的各个实施例，在图中相应的附图标记表示相应的部件，其中图1A表示根据本发明一实施例的光刻装置；图1B示出根据图1A的光刻装置的工作台；图2a至2f示意性表示根据本发明的曝光顺序；图3示意性表示由许多区域组成的两个管芯；图4a示意性表示可能的常规曝光顺序；图4b示意性表示根据本发明一实施例的可能的曝光顺序；图4c示意性表示根据本发明一实施例的可能的另一曝光顺序；图4d示意性示出根据本发明一实施例的许多边缘区域和曝光顺序；图5a示意性表示利用图案A的可能的常规曝光顺序；图5b示意性表示根据本发明一实施例的利用图案A和图案B的可能的曝光顺序；图6a和6b示意性表示利用不同图案对部分管芯进行曝光的可能的曝光顺序；图7示意性表示根据本发明一实施例的工作台装置；图8示意性表示根据本发明一实施例的可选择的工作台装置；图9a示意性表示根据本发明一实施例的第二种可选择的工作台装置；图9b示意性表示根据本发明一实施例的第三种可选择的工作台装置；图10示意性表示四个Y叶片(blade)的布局；图11示意性表示图10的布局的XY视图；图12a至12n示意性表示根据本发明一实施例的遮蔽装置的操作程序。
图13a示意性表示四个Y叶片和四个X叶片的布局的XY视图；图13b示意性表示沿图13a的布局的A-A线获得的横截面ZY视图；图13c示意性表示五个Y叶片和两个X叶片的布局的ZY视图；图13d示意性表示图13c的布局的XY视图；图13e示意性表示三个Y叶片和两个X叶片的布局的ZY视图；图13f示意性表示三个Y叶片的布局的ZY视图；图13g示意性表示三个叶片的另一种布局的ZY视图；图14示意性表示用于将辐射光束重定向到照明系统的不同部分的布局；图15和16示意性表示用于将辐射光束重定向的器件；图17示意性表示图15和16的布局的正视图；图18a-b示意性表示根据本发明一实施例的照明器；图19a-b示意性表示根据本发明一实施例具有改变的部件的图18的照明器；图20示意性表示根据本发明一实施例具有可选择的部件的图18的照明器；图21示意性地表示根据本发明一实施例具有改变的反射面的图15和16中所示的器件；图22示意性表示两个辐射源的辐射脉冲起点、脉冲的组合阵列以及发送到两个照明单元之一的脉冲的阵列；图23示意性表示包括许多光学元件的照明单元以及用于保持两个光学元件的保持器；图24a和24b示意性表示图23的保持器的两个位置；图24c示意性表示作为时间的函数的保持器的位置。
具体实施例方式
图1a示意性地表示了一种光刻装置，该装置包括照明系统(同样可以称作照明器)IL，其用于调节辐射光束B(例如UV辐射或DUV辐射)。
支撑结构(例如掩模台)MT，其构成为支撑构图部件(例如掩模)MA，并与用于按照一定参数精确定位该构图部件的第一定位器PM连接；
基底台(例如晶片台)WT，其构成为保持基底(例如涂敷抗蚀剂的晶片)W，并与用于按照一定参数精确定位基底的第二定位器PW连接；以及投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，其配置为将通过构图部件MA赋予辐射光束B的图案投射到基底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯(die))上。
照明系统可以包括用于引导、整形或控制辐射的各种类型的光学部件，如折射、反射、磁、电磁、静电或其他类型的光学部件，或其任何组合。
支撑结构支撑构图部件，即承载该构图部件的重量。其按照取决于构图部件的定向、光刻装置的设计以及其他条件来保持该构图部件，所述其他条件例如该构图部件是否保持在真空环境中。该支撑结构可以利用机械、真空、静电或其他夹紧技术来保持该构图部件。支撑结构可以是框架或者工作台，例如所述结构根据需要可以是固定的或者是可移动的。该支撑结构可以确保构图部件例如相对于投影系统位于所需的位置。这里任何术语“中间掩模版”或者“掩模”的使用可以认为与更普通的术语“构图部件”同义。
这里使用的术语“构图部件”应广义地解释为能够给投射光束的截面赋予图案的任何装置，从而在基底的目标部分中形成图案。应该注意，赋予辐射光束的图案可以不与基底目标部分中的所需图案精确一致，例如如果该图案包括相移特征或所谓的辅助特征。一般地，赋予辐射光束的图案与在目标部分中形成的器件如集成电路的特殊功能层相对应。
构图部件可以是透射的或者反射的。构图部件的例子包括掩模，可编程反射镜阵列，以及可编程LCD板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二进制型、交替相移型、和衰减相移型的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个例子采用微小反射镜的矩阵排列，每个反射镜能够独立地倾斜，从而沿不同的方向反射入射的辐射光束。这些倾斜的反射镜向该反射镜矩阵反射的辐射光束赋予图案。
这里所用的术语“投影系统”应广义地解释为包含任何类型的投影系统，包括折射、反射、反折射、磁、电磁和静电光学系统，或其任何组合，如适合于所用的曝光辐射，或者适合于其他方面，如使用浸液或真空的使用。这里任何术语“投影透镜”的使用可以认为与更普通的术语“投影系统”同义。
如这里指出的，该装置属于透射型(例如采用透射掩模)。可替换的是，该装置可以属于反射型(例如采用上面提到的一种类型的可编程反射镜阵列，或采用反射掩模)。
光刻装置可以是具有两个(二级)或者多个基底台(和/或两个或者多个掩模台)的这种类型。在这种装置中，可以并行使用这些附加台，或者可以在一个或者多个台上进行准备步骤，而一个或者多个其它台用于曝光。
光刻装置也可以是这样一种类型，其中至少一部分基底由具有相对较高折射率的液体覆盖，如水，从而填充投影系统与基底之间的空间。浸液也可以应用于光刻装置中的其他空间，例如，掩模与投影系统之间。浸没法在本领域是公知的，用于增大投影系统的数值孔径。这里所用的术语“浸没”不表示如基底的结构必须浸没在液体中，而仅仅是表示在曝光过程中液体位于投影系统和基底之间。
参考图1，照明器IL接收来自辐射源SO的辐射光束。辐射源和光刻装置可以是独立的机构，例如当辐射源是受激准分子激光器时。在这种情况下，不认为辐射源是构成光刻装置的一部分，辐射光束借助于光束输送系统BD从源SO传输到照明器IL，所述光束输送系统包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器。在其它情况下，辐射源可以是装置的组成部分，例如当源是汞灯时。源SO和照明器IL，如果需要的话连同光束输送系统BD可被称作辐射系统。
照明器IL可以包括调节器AD，用于调节辐射光束的角强度分布。一般地，至少可以调节在照明器光瞳面上强度分布的外和/或内径向范围(通常分别称为σ-外和σ-内)。此外，照明器IL可包括各种其它部件，如积分器IN和聚光器CO。照明器可用于调节该辐射光束，以在其横截面上具有所需的均匀度和强度分布。
辐射光束B入射到保持在支撑结构(例如掩模台MT)上的构图部件(例如掩模MA)上，并由该构图部件对其进行构图。横向穿过掩模MA后，辐射光束B通过投影系统PS，该投影系统将光束聚焦在基底W的目标部分C上。在第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉测量装置、线性编码器或电容传感器)的辅助下，基底台WT可以精确地移动，例如在辐射光束B的光路中定位不同的目标部分C。图1B中绘出了定位器PW和基底台WT的可能的布局。类似地，例如在从掩模库中机械取出掩模MA后或在扫描期间，可以使用第一定位器PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)将掩模MA相对辐射光束B的光路进行精确定位。一般地，借助于长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精确定位)，可以实现掩模台MT的移动，该长行程模块和短行程模块构成第一定位器PM的一部分。类似地，利用长行程模块和短行程模块可以实现基底台WT的移动，该长行程模块和短行程模块构成第二定位器PW的一部分。可选择的是，可以由包括致动器和/或线性电动机的驱动装置而不是应用如图1B中所述级联装置来直接驱动目标台MT或WT。
在步进器(与扫描器相对)的情况下，掩模台MT只与短行程致动装置连接，或者固定。掩模MA与基底W可以使用掩模对准标记M1、M2和基底对准标记P1、P2进行对准。尽管如所示那样，基底对准标记占据专用的目标部分，但是这些基底对准标记也可以位于目标部分之间的空间中(这些被称作划线通道(scribe-lane)对准标记)。类似地，在掩模MA上提供多于一个管芯的情况下，这些掩模对准标记可以位于这些管芯之间。
图1B示出入能够应用于根据图1A的光刻装置中的基底台St(也称为基底吸盘)。该工作台St包括第二定位器PW的非静止部分、反射镜组MB，以及安装到反射镜组MB的基底台WT。在该例子中，反射镜组MB配有干涉仪-反射镜，其设置为与用于测量反射镜组MB的位置的干涉仪协作。
第二定位器PW设置为用于定位反射镜组MB和基底台WT。第二定位器PW包括短行程模块(其配有短行程电动机ShM)和长行程模块(其配有长行程电动机LoM)。
长行程电动机LoM包括能够安装到静止框架或平衡质量(未示出)的静止部分LMS，以及可相对于该静止部分移动的非静止部分LMM。短行程电动机ShM包括第一非静止部分SMS(其可以安装到长行程模块的非静止部分LMM)，以及第二非静止部分SMM(其可以安装到反射镜组MB)。
应该注意，掩模台MT和第一定位器PM(参见图1A)可以具有与图1B中所示的类似的结构。
所谓的双工作台机器可以配备如所述的两个或多个工作台。每个工作台都可以配有目标台(如基底台WT)。在这种布置中，如测量置于一个目标台上的基底的高度图的准备步骤可以与曝光置于另一个目标台上的基底的步骤并行地进行。为了将预先测量的基底曝光，可以将这些工作台的位置从测量位置变为曝光位置(反之亦然)。作为一种可选择的方案，可以将目标台从一个工作台移到另一个工作台。
如图1A中所示的装置可以按照下面至少一种模式使用1.在步进模式中，掩模台MT和基底台WT基本保持不动，赋予辐射光束的整个图案被一次投射到目标部分C上(即单次静态曝光)。然后基底台WT沿X和/或Y方向移动，从而可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光区域(exposure field)的最大尺寸限制了在单次静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，当赋予辐射光束的图案被投射到目标部分C时，同步扫描掩模台MT和基底台WT(即单次动态曝光)。基底台WT相对于掩模台MT的速度和方向由投影系统PS的放大(缩小)和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光区域的最大尺寸限制了在单次动态曝光中目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而扫描移动的长度确定目标部分的高度(沿扫描方向)。
3.在其他模式中，当赋予辐射光束的图案投射到目标部分C上时，掩模台MT基本保持不动，支撑可编程构图部件，而此时移动或扫描基底台WT。在该模式中，一般采用脉冲辐射源，并且在基底台WT每次移动之后，或者在扫描期间两个相继的辐射脉冲之间根据需要更换可编程构图部件。这种操作模式可以很容易地应用于采用可编程构图部件的无掩模光刻中，所述可编程构图部件如上面提到的一种类型的可编程反射镜阵列。
还可以采用在上述所用模式的组合和/或变化，或者采用与所用的完全不同的模式。
图2a至2f示意性表示根据本发明一实施例的能够应用于光刻装置中的曝光顺序。
图2a示意性地表示两个构图部件，包括沿扫描方向(Y方向)彼此邻近排列的图案10、11。这些构图部件可以邻近光刻装置的投影系统12而设置。这两个图案沿Y方向相隔距离d。距离d可以等于光刻装置的投影系统12的缩减因数以及晶片(或基底)的区域图案的非零数量的曝光区域节距(exposure field pitch)的预定函数。曝光区域节距可以规定为在基底上曝光的区域的扫描方向上的长度。举例来说，距离d可以基本上等于光刻装置的投影系统的缩减因数乘以晶片上区域图案的曝光区域节距。在图案10、11基本上具有沿Y方向的相同长度的情况下，距离d可以对应于这些图案沿着Y方向的长度。其他参数，如基底上两个相邻区域之间的间隙也可以应用于定义距离d(例如参见方程式(1))的预定函数中。在如图2a-2f所示的布置中，图案10、11基本上具有沿Y方向的相同长度，并且距离d基本上对应于该长度。
图2a进一步示出投影光束15、投影系统12和基底17，将图案投射到基底上(一般来说，基底安装在基底台上，该图中未示出该基底台)。每个构图部件都可安装在单独的目标台上，或者两个构图部件可安装在公共的目标台上。该一个或多个目标台可以安装在包括用于定位该一个或多个目标台的定位装置的工作台装置上。为了进行这种定位，该定位装置可包括用于定位该一个或多个目标台的许多线性电动机和/或致动器。出于清楚的原因，图2a至2f没有示出目标台或定位装置。
应该注意，如所述的布置(即包括两个构图部件的布置)能够使用具有标准化尺寸的构图部件。使用包括彼此邻近的两个图案的放大的单一构图部件(如在美国专利US6383940中所公开的，其中在一个构图部件上提供两个图案，这两个图案之间具有比较小的间隙)可能会提出这样的问题，即不是所有光刻装置都被设置为搬运构图部件，这超出工业标准。而且，在曝光不同的图案需要不同的照明设置的情况下，在两个相邻图案之间提供比较小的间隙可能提供不足以改变两次曝光之间的照明设置的时间。但是，增大该间隙将增大搬运放大的构图部件的问题。通过降低扫描速度来增大改变照明设置的时间可以减少每单位时间进行加工的基底的数量。
在第一图案11的曝光之前，可以将具有构图部件的定位装置以及基底台加速到预定速度。一旦定位装置和基底同步，就可以开始将第一图案11投射到基底上(图2b和2c)，从而由辐射光束15将第一区域13曝光(图2d)。辐射光束15沿Y方向的宽度w也称作缝隙宽度w。当已经将第一区域曝光时，定位装置和基底可以基本上保持其速度。当基底台以该速度继续行进时，其可移过一段距离，该距离基本上等于沿Y方向的区域的长度(即在第一图案的曝光与第二图案的曝光之间越过一个曝光区域)。以基本上相同的速度继续行进，可随后将第二图案投射到第二区域14上(图2e和2f)。由于该过程，可以将基底上的两个区域曝光，这两个区域相隔的距离基本上等于沿Y方向的区域的长度，即，在如图所示的布置中，在区域13和14之间留下未曝光的一个区域。
基底上曝光区域的尺寸可以对应于被制作的管芯的尺寸。可选择的是，曝光区域可以仅仅是管芯的一部分；因而，该管芯可以包括需要用不同图案来曝光的许多相邻区域。一旦将这种管芯的不同区域曝光，就可以应用所谓的缝合技术(stitching technique)来连接这些不同的区域。例如可以通过连续曝光这些区域来连接不同的区域，其形成一个管芯。举例来说，图3示意性表示彼此邻近排列的两个管芯18。每个管芯包括需要不同曝光的四个不同的区域(表示为A、B、C和D)。
在实践中，半导体基底(或晶片)上的相邻管芯之间可以保留小的间隙δ，以便将各个管芯很容易地分开(图3)。因此，在曝光区域尺寸对应于管芯尺寸的情况下，可以根据下面的方程式来设定在定位装置上提供的第一和第二图案之间的距离dd＝(Fs+2·δ)·Rf (1)其中Fs＝基底上的曝光区域尺寸(或管芯尺寸)δ＝基底上相邻管芯之间的间隙Rf＝投影系统的缩减因数(通常是4或者5)(Fs+2δ)与沿扫描方向排列的一行区域中的第一曝光区域和在该行中第三曝光区域之间的间隙相对应(参见例如图4b中管芯25和26之间的距离)。当根据方程式(1)设置第一和第二图案之间的距离d时，构图部件和基底可以在第一和第二图案的曝光中间基本上保持其速度。一般来说，δ与Fs相比很小，因此，d可以近似设置为Fs·Rf。
在曝光区域尺寸与管芯尺寸不对应的情况下，相邻曝光区域之间的间隙可能远小于δ，或者可能不存在(如图3中相邻区域A和B示意性表示的)。
根据曝光的区域的实际布置，本领域的普通技术人员可以计算构图部件上两个图案之间的所需距离，从而使构图部件和基底在第一和第二图案的曝光之间基本上保持其速度。举例来说(参考图3)，为了曝光图3的管芯18和19的区域A和B，可以将用于曝光这些区域的构图部件设置为使得构图部件沿Y方向的间距等于(a+b+δ)·Rf，其中a和b对应于沿Y方向的区域A和B的长度(参见图3)。
利用下面的公式来近似用于在步进和扫描过程中将区域曝光所需的时间TeTe=Yv+2·va---(2a)]]>其中Y＝以恒定速度行进的距离(等于区域尺寸Fs+缝隙宽度w)V＝在扫描过程中的速度a＝保持基底的定位装置的最大加速度对于Y和a的给定值，可以使该速度最优化，从而使曝光时间Te最小。获得的最佳速度Vopt为Vopt=Y·a2---(2b)]]>在常规光刻装置中，区域的两次曝光可能需要大约两倍于该时间。
在将该装置设置为如图2a至2f所示将基底上的区域曝光的情况下，可利用下面的公式来近似用于将两个区域曝光的时间Te2Te2=Y′v+2·av---(3a)]]>其中，Y′与在两个区域的曝光过程中以及两次曝光之间以基本上恒定速度行经的距离相对应。在Y′用三倍的Y(区域尺寸Fs+缝隙宽度w)来近似时，可以获得方程式(3a)的最佳速度Vopt2为大于方程式(2a)的最佳速度的三倍平方根Vopt2=Y′·a2≈3·Y·a2≈3·Vopt---(3b)]]>应该注意，在Te2期间，可以将两个区域曝光。通过将根据方程式2b或3b的最佳速度应用于各自的方程式2a和3a中，可以推知当应用图2a-2f中描述的顺序而不是常规扫描顺序时，每次曝光所需的时间明显更小。除了减小(每个区域的)曝光时间，应该注意，也减小了沿非扫描方向(X方向)所需的移动的数量(参见例如图3a和3b)。因此，可以将用于加工基底的时间减小大约30％。
基于上面的描述，应该注意，本发明的实施例也可以通过在工作台装置上使用两个基本上相同的图案来提高在单一曝光情况(即基底上的每个区域仅需要利用一个图案来曝光的情况)中的生产率(每单位时间加工的基底数量)。
下面的附图示意性说明将常规方法与根据本发明的实施例的方法进行比较的基底上许多区域的曝光顺序。在图4a-4d、5a和5b中所示的例子中，假定曝光区域尺寸对应于管芯尺寸。图4a示意性表示基底20上许多区域21的可能的曝光顺序，箭头表示这些区域的曝光顺序。图4a中还示出方程式(1)中所用的曝光区域尺寸Fs和相邻区域之间的间隙δ。在两个连续区域的曝光之间，设有构图部件以及基底的目标台转向，即将其重新定位从而通过沿相反方向的扫描运动来曝光下一个区域，除此之外，也将具有基底的目标台沿非扫描方向(X方向)重新定位。弯箭头22表示沿扫描方向(Y方向)和非扫描方向(X方向)的组合运动。
图4b示意性表示根据本发明实施例的光刻装置的基底20上许多区域的可能的曝光顺序，包括具有两个构图部件的工作台装置，这两个构图部件包括基本上相同的图案，这些图案移过的距离等于图案沿扫描方向的长度(或者，例如根据方程式(1)的长度)。
图4b示意性表示可以利用所述工作台装置将不同区域曝光的顺序。曝光过程从区域25开始，随后是区域26。在区域25的曝光和区域26的曝光之间，工作台装置和基底台(即配有基底的工作台)可以保持基本上相同的(扫描)速度。在区域26的曝光之后，使工作台装置和基底台沿相反方向(Y)减速和加速，以便将区域27和28曝光。一旦将所指的区域曝光，就可以利用相似的方法来曝光图4c中所指的区域。本领域的普通技术人员将理解，可以利用所描述的过程来曝光基底的相当大的部分，从而大量减少用于加工基底的时间。因此，可以提高每单位时间加工的基底数量(即装置的生产率)。应该进一步注意的是，本发明的实施例也可以用于所谓边缘区域或边缘管芯的曝光。边缘区域是部分位于基底区域外面的曝光区域(图4b)。图4d示意性示出根据本发明实施例的大量边缘区域29和曝光顺序(箭头所指的)。为了便于基底的进一步加工可以将边缘管芯曝光。
根据本发明实施例的装置也可以用于基底上的每个区域需要两次曝光的情况下。假定工作台装置配有两个构图部件，这两个构图部件包括将要应用于基底上的图案A(例如相移掩模)和图案B(例如修整掩模或二进制掩模)。假定将图案设置为在利用图案曝光基底的过程中以及在曝光之间工作台装置保持基本上恒定的速度。
在两次曝光过程的第一次曝光中，可以按照常规方式利用图案A将区域30、31、32和33曝光(参见图5a)(箭头示出基底台前进的轨迹)。在第二次曝光中(图5b)，根据图2a至2f中描述的过程利用图案A将区域35、36、37和38曝光，并利用图案B将区域30、31、32和33曝光。由于第一次和第二次曝光，已将区域30、31、32和33暴露于图案A和图案B。
本领域的普通技术人员很清楚，可以在基底上的管芯由不同的相邻区域组成的情况下应用相似的程序(参见例如图3)。图6a和6b示意性表示在晶片上的管芯由如图3中所示的四个区域组成以及在构图部件设置为将区域A和B曝光的情况下的曝光顺序。图6a示意性示出区域A和B的第一曝光顺序。箭头表明曝光顺序。图6b示意性表示随后的曝光顺序。条纹图案表示在第一序列中曝光的区域。
图7示意性公开了根据本发明实施例的工作台装置。该装置包括具有两个目标台40、41的布置。构图部件42、43可以排列在每个目标台上，各构图部件分别包括图案44、45。该装置进一步包括两个致动器装置46和47，其用于将目标台移过相当大的距离并使其定位。为了能够进行这些移动，致动器装置可以例如包括压电致动器或电磁致动器。在优选实施例中，致动器装置能够在六个自由度上定位目标台。在图7中所示的装置中，可以将致动器装置46和47安装在线性电动机组件的公共的第一部分48上，用于将目标台沿Y方向(扫描方向)移过相当大的距离。线性电动机组件进一步包括构造和设置为与第一部分协作的第二部分49，该第二部分用于产生沿Y方向的所需推力。一般来说，线性电动机的一部分可包括沿Y方向排列的交替偏振的永磁铁的阵列，而另一部分包括沿Y方向彼此邻近排列的线圈阵列。
在所描述的布置中，致动器组件可构造为能够实现两个图案的定位，从而可以使这两个图案之间的距离d基本上等于投影系统的缩减因数以及基底上区域图案的非零数量的曝光区域节距的预定函数。举例来说，可以使d等于图案在Y方向上的长度，或者等于利用方程式(1)确定的值。为了适应不同尺寸的图案(例如从30mm变为100mm)，目标台相对于第一部分48的所需位移可以是大约40-50mm的数量级。
可选择的是，不将致动器组件安装在线性电动机组件的公共部分上，而是可以将每个致动器组件设置在单独的线性电动机部分上。这在图8中示出。图8示意性描述了包括两个目标台40、41的工作台装置，这两个目标台配有构图部件42、43，每个目标台安装在致动器组件46、47上。每个致动器组件安装在构成和设置为与公共的第二部分52协作的第一线性电动机部分50、51上。在这种装置中，可以利用线性电动机来调整在构图部件上提供的图案44和45之间的距离。
这种装置的益处在于与图7的装置相比可以相当大地减小致动器组件的所需位移。举例来说，提供在所需自由度上位移＜1mm的适合致动器组件可能是足够的。因此，可以使致动器组件小和轻很多。可以使每个线性电动机配有与第一部分50、51协作的其自己的第二部分，而不是这些线性电动机具有公共的第二部分。
作为第二种可选择的方案，可以按照将两个图案之间的距离d基本上等于投影系统的缩减因数以及基底上区域图案的非零数量曝光区域节距的预定函数的配置而将构图部件安排在构成为保持该构图部件的公共目标台上。举例来说，d可以等于图案在Y方向上的长度，或者等于利用方程式(1)确定的值。图9a中示意性地表示出这种装置。
图9a示意性表示配有两个构图部件56、57的目标台55，每个构图部件配有图案58、59。目标台55安装在致动器组件60上，致动器组件用于将目标台移过相当小的距离。该致动器组件安装到构造和设置成与第二部分62协作的线性电动机的第一部分61上，用以将该目标台沿Y方向移过相当大的距离。作为第三种可选择方案，可以通过包括致动器和/或线性电动机的驱动装置来直接驱动目标台(或多个目标台)，而不是应用图7、8或9a中所述的级联装置来驱动。图9b示意性表示这种装置。该装置包括配有两个构图部件56、57的目标台55以及包括第一部分71和第二部分72的驱动装置70，每个构图部件配有图案58、59。驱动装置可以例如包括线性电动机和许多致动器，用以定位目标台55。第一部分71可以例如包括许多线圈，其与第二部分72上设置的许多永磁铁相互作用，以便移动和定位目标台55。可以理解，工作台装置也可以包括与驱动装置70相似并用于将配有第一构图部件的第一目标台移动和定位的第一驱动装置，以及与驱动装置70相似并用于将配有第二构图部件的第二目标台移动和定位的第二驱动装置。
图9a或9b的目标台或者图7和8的目标台可以配有用于保持构图部件的保持装置。这种保持装置可以包括真空垫或夹具、静电夹具或机械夹具，用以保持构图部件，并保持这些构图部件相对于一个或多个目标台的位置在曝光过程中基本上恒定。
为了确定构图部件相对于例如参考框架或投影系统的位置，可以使用诸如干涉仪系统或编码器系统的测量系统。一般来说，编码器系统可包括读头和光栅。该光栅可以是一维的或二维的。举例来说，图7至9b中所示的一个或多个目标台可以配有一个或多个编码器读头，其构成和设置为与邻近目标台设置的一个或多个光栅协作。在使用两个目标台的情况下，每个都具有一个或多个编码器读头，这些读头可设置为与公共的线性或二维光栅协作。同样，可以确定两个目标台的相对位置。通过利用与多个光栅结合的多个读头，可以在多于一个自由度(直到六个自由度)确定(多个)目标台的位置。在美国专利申请公开第2004-0263846号中详尽地解释了编码器系统的用途，该文件在此引入作为参考。
本发明的实施例进一步提供在适合于与工作台装置协作的遮蔽装置中。
在光刻装置中，经常应用遮蔽装置来确保利用投影光束将仅仅一定部分的图案成像到基底上。这种遮蔽装置的例子在美国专利申请公开第2005-0012913中描述，该文件在此引入作为参考。为了阻止或减少杂散光入射在基底上，可以使用遮蔽装置。在光刻投影系统中，通常通过在照明系统中的中间平面处提供遮蔽装置来实现这种功能。
遮蔽装置通常包括一组或多组活动叶片。每组叶片可以与支架机械连接，每个支架可以安装在公共的框架上。多组叶片可以机械相连或拆开。所述遮蔽装置可包括第一组叶片和第二组叶片，该第一组叶片设置为沿扫描方向(Y方向)移动到一起和分开，在下文中称作Y叶片，该第二组叶片设置为沿着与扫描方向垂直的方向(X方向)移动到一起和分开，在下文中称作X叶片。
在将遮蔽装置应用于配有工作台装置的光刻装置中，其具有沿扫描方向彼此邻近的两个图案，其对于应用如下面图中所描述的遮蔽装置是有益的。
一般来说，根据本发明实施例的遮蔽装置包括第一遮蔽部分、第二遮蔽部分以及第三遮蔽部分，该第一遮蔽部分用于在由辐射光束传递第一构图部件的图案之前遮住第一构图部件的第一部分，该第二遮蔽部分用于在由辐射光束传递第一构图部件的图案之后遮住第一构图部件的第二部分，并在由辐射光束传递第二构图部件的图案之前遮住第二构图部件的第一部分，该第三遮蔽部分用于在由辐射光束传递第二构图部件的图案之后遮住第二构图部件的第二部分。
图10示意性表示沿Y方向彼此邻近设置的四个所述Y叶片80、81、82和83的布局。通过例如电磁致动器或线性电动机(未示出)可使这些叶片沿Y方向移动。图11示意性表示这些相同叶片的XY视图。通过使叶片80和81沿Y方向相对于彼此移动，可以调整间隙90。类似的是，通过使叶片82和83沿Y方向相对于彼此移动，可以调整间隙91。
为了将图案投射到基底上，可以应用下面的顺序。
图12a示意性表示Y叶片的初始布局、投影光束95(源于照明系统96)、两个构图部件84、85的布局，这两个构图部件包括图案98，100，其沿Y方向隔开预定距离。最初，叶片83遮住投影光束，这些叶片和包括图案的装置实际上不移动。从初始位置开始，包括图案的装置和叶片83可以加速(图12b)，以便在投影光束传递到图案时(图12c)达到同步的速度。在这一点上，叶片83的边缘的投影基本上对应于第一图案的边缘，由此遮住第一构图部件的第一部分101。叶片83和包括图案的装置可以随后以同步的速度行进(图12d)。在某些点，叶片81和82可以加速(图12e)，以便在投影光束传递到该边缘时获得与第一图案的第二边缘同步的速度以及位置(图12f)，由此遮住第一构图部件的第二部分102。尽管图12e和12f示出叶片80与叶片81和82一起加速，但是这不是绝对的要求。所希望的是，在投影光束传递到该边缘时，叶片80的边缘与第二图案的第二边缘同步(参见图12l)。当叶片81和82与包括图案的装置同步时，这些叶片和该装置可以按照恒定速度行进(图12g、12h)。由于按照当叶片82的边缘的投影与第一图案的第二边缘对应时叶片81的边缘的投影对应于第二图案的第一边缘的方式来排列叶片81和82(因而遮蔽第二苟不部件的第一部分103)，因此叶片81已经位于对于第二图案的曝光(图12i)来说适当的位置。一旦投影光束不在传递到第二图案的第一边缘(图12j)，那么就可以使叶片81、82和83停止。注意，叶片80保持在不会干扰投影光束的位置(图12i、12j)。当第二图案的第二边缘接近投影光束时，将叶片80带到与包括图案的装置同步的速度，从而到达图12l中所示的位置，由此遮住第二构图部件的第二部分104。然后，叶片80和包括图案的装置以基本上恒定速度行进(图12m)，直到叶片80能够遮住投影光束(图12n)。一旦到达这一位置，叶片80和包括图案的装置就可以开始减速，导致基本上是图12a中所示位置的镜像的位置。
在如图12a-12n中所述的曝光顺序中，第二组叶片，即X叶片保持在沿X方向的预定距离处。图13a示出X叶片(连同Y叶片)的布局的例子。图13a示意性表示如图11中所示四个Y叶片80、81、82和83以及四个X叶片105、106、107和108的XY视图。该X叶片和Y叶片按照确定未遮蔽(non-obscured)区域的叶片边缘基本上安排在同一个Z平面中的方式来设置。图13b示出A-A横截面。在如图所示的布置中，也需要沿Y方向移动X叶片107和108，以便使叶片81沿Y方向移动(参见图13b)。
图13c示意性表示包括四个Y叶片110、111、112和113的可选择的布置，这些叶片排列在同一个Z位置。可以按照与图12a至12n所述顺序中的叶片80、81、82和83相似的方式来使用叶片110、111、112和113。为了适应支架上排列的图案之间的不同距离，可以使叶片111和112比图13b的布局中对应的叶片81和82更短。因此，当将叶片设置为跨越图案沿Y方向的间距时，沿Y方向的叶片111和112之间出现间隙(参见图13c)。额外的Y叶片114可以覆盖该间隙，以避免辐射光束的入射。作为利用额外的叶片覆盖该间隙的可选择方案，可以在叶片之间的间隙的转换过程中阻挡辐射光束。如可以从图13c可以看到的，Y叶片沿Y方向的位移不会强迫X叶片115的位移，即在整个曝光顺序中，X叶片115能够保持在同一个Y位置处。图13d示意性示出图13c的布局的XY视图。图13d示意性示出Y叶片110、111、112和113、任选的Y叶片114和两个X叶片115和116。
图13e示出包括3个叶片117、118和119的遮蔽装置的又一种可选择的布局。在所示的布局中，Y叶片118可用于在第一图案的曝光过程中跟随第一图案的第二边缘(可与图12f中叶片82的功能相比)，并用于在第二图案的曝光过程中跟随第二图案的第一边缘(可与图12i中叶片81的功能相比)。同样，叶片118将图12a至12n中所示曝光顺序中的叶片81和82的功能组合。因为一般来说叶片118沿Y方向的长度可能不等于两个图案之间沿Y方向的距离，当叶片遮住辐射光束时(即，图12h中所示的情况)，可能需要叶片118相对于这些图案的相对位移。
图13f示出包括三个Y叶片117、119和118.2的遮蔽装置的又一种可选择的方案，其中叶片118.2是可变形的。利用这种装置，可以将叶片118.2沿Y方向的长度调整为与两个图案沿Y方向之间的距离相对应。在如图所示的例子中，叶片118.2包括许多段118.3，这些段可沿Y方向相对于彼此移动。通过这样，可以通过移动这些段使其彼此更接近或更远离来改变叶片的有效长度。作为一种可选择的方案，叶片可包括柔性部分118.4，其使沿Y方向的有效长度改变。图13g示意性示出这种布局的两个位置，其中由于叶片的柔性部分118.4的变形而使叶片118.5具有沿Y方向的不同有效长度Lb。在使用可变形的叶片的情况下，可以将用于保持叶片并使叶片变形的装置并入遮蔽装置中。
应该注意，也可以使用常规的遮蔽装置。在这种布置中，在第一图案的曝光和第二图案的曝光之间的时间范围中，Y叶片必须返回到其初始位置。
在希望进行两次(或多次)曝光的情况下，也可能需要将不同的照明设置应用于这些图案的曝光。为了在不同图案的曝光中提供不同的照明设置，可以应用下面的布局。图14示意性描述了两个辐射源120、122的布局。将源于这些源的辐射光束组合为可应用于(任选的)第一照明器部分128中的一个辐射光束126，之后利用设备134将该辐射光束发送到照明单元130或照明单元132。同样，照明系统的光路包括经由照明单元130的第一支路133以及经由照明单元132并平行于第一支路的第二支路135。在这些照明单元中，可以应用不同的设置(例如在第一部分130中应用偶极照明，以及在另一部分132中应用四极照明，或者在这两个部分应用偶极照明但是具有不同的定向)。由第二装置136将部分130或132的出射辐射光束进一步投射到同一位置，该第二装置可以与装置134相同。装置136确保适当的光束(源于照明单元部分130的光束或者源于照明单元132的光束)传递到适当的图案。同样，将源于(任选的)照明器部分128的辐射光束引向第一分支133或第二分支135，因此在利用第一构图部件的图案将第一曝光区域曝光的过程中可由第一照明单元配置辐射光束，并且在利用第二构图部件的图案对第二曝光区域曝光的过程中由第二照明单元配置辐射光束。
图15示出这种装置136的例子。图15示意性表示包括两个棱镜137、138的装置136，这两个棱镜沿Y方向彼此邻近排列。利用致动器或线性电动机(未示出)可以使棱镜137和138沿Y方向移动。当装置136相对于辐射光束140位于如图所示的位置时，可以将该光束偏转到Z方向。利用该装置，可以将源于不同照明单元的两个光束交替投射到构图部件上。这可以通过同步移动装置134以及包括构图部件的装置来实现。
图17示出装置136(或134)的XZ视图。
图15至17中所示的装置136(或134)的棱镜137、138彼此可以直接连接。可选择的是，在棱镜137、138之间可以存在间隙，通过穿过这些棱镜之间的连接器来连接这些棱镜。在另一个可替换的实施例中，可能没有穿过棱镜137、138之间的连接器。可以在其他地方提供某种连接，从而使棱镜137、138一致地移动。
应该注意，也可以利用单一辐射源来应用如图14中所示的布局，只要该源足够强大。如可以从方程式3b中看到的，工作台装置的最佳速度基本上高于常规光刻装置。因此，可能希望更强大的辐射源来以适当的剂量曝光该基底。为了提供这种强大的辐射源，可以应用如图14中所示的布置。
此外应该注意，可以向图14的布局提供在照明单元130和132中设置的常规遮蔽装置，而不是应用如图10至13e中所述的遮蔽装置。
图18a-b示意性示出依照本发明的可选择装置，其可以用于在不同图案的曝光过程中提供不同的照明设置。图18a中所示的照明器IL包括两个光学通道以及其他部分，在这两个光学通道中的一些光学元件是重复的，在其他部分中的光学元件仅仅提供一次。
照明器IL包括偏振器200，其设置为使一个或多个光源(未示出)提供的辐射光束202偏振。在偏振器200的上游提供一对光束控制反射镜201，其允许调整辐射光束202的方向。该照明器进一步包括具有反射镜206的光束测量单元，该反射镜设置为将一小部分光束202朝反射镜208引导，并从其引导到一对光电二极管210(将这些光电二极管设置为测量辐射光束的位置和定向)。邻近光束测量单元204提供可变衰减器212。根据从光电二极管210的输出可以自动地激励可变衰减器212，例如以便将辐射光束的能量保持在基本上恒定的级别。
照明器IL进一步包括第一转换设备214，其设置为沿相反方向交替地引导辐射光束202。第一转换设备214可以例如与上面关于图15所描述的(具有沿不同方向定向的反射面的一对棱镜)相对应。在第一转换设备214的下游，将该照明器分成两个平行通道215a、215b。参考图18a中最低的照明器通道216a(在下文中称为第一照明器通道216a)，控制反射镜218a设置为引导辐射光束202通过衍射光学元件220a和偏振器222a。交换器机构(未示出)保持衍射光学元件220a，其允许用一个或多个可选择的衍射光学元件来代替该衍射光学元件。类似的是，交换器机构(未示出)保持偏振器222a，其允许与一个或多个偏振器交换偏振器222a。
第一照明器通道216a进一步包括辐条224a的装置，这些辐条相对于光束沿径向延伸，并移入和移出该光束，以提供光束的强度调整。第一照明器通道216a进一步包括具有至少一个可动元件的变焦光学系统226a。该变焦光学系统以一对凸透镜示意性示出。但是，这仅仅是为了易于说明，并且应该理解，变焦光学系统226b可以包括几个透镜，例如六个透镜。变焦光学系统226a设置为以受控的方式提供辐射光束202的放大，可动元件(或者多于一个可动元件)的位置确定辐射光束的尺寸。
第一照明器通道216a配有下文中称作旋转三棱镜230a的光学系统。该旋转三棱镜230a包括两个元件，该元件具有互补形式的圆锥形面。该旋转三棱镜可以调整不同环形空间强度分布之间的辐射光束202，或者其他空间强度分布。可以通过沿着光轴方向移动一个元件来调整旋转三棱镜230a的这两个元件之间的距离。这允许调整该辐射光束的环形。当使旋转三棱镜230a闭合时，即圆锥面之间的间隙为零，辐射光束可以具有圆盘形。当旋转三棱镜230a的圆锥面之间存在间隙时，可以产生环形强度分布，由两个圆锥面之间的距离来确定环的内部径向范围。
第一照明器通道216a的最后一个光学元件是反射镜232a，其设置为将辐射光束202朝第二转换设备234引导。
另一个照明器通道216b(在下文中称为第二照明器通道)包括一般与关于第一照明器通道216a中描述的相对应的光学元件。但是，衍射光学元件220b和偏振器222b可以具有不同的设置(例如不同的偏振)。类似的是，变焦光学系统226b的(多个)可动元件的位置可以与其在第一照明器通道216a中的位置不同，旋转三棱镜230b的元件可以具有不同的间隔。
第二转换设备234例如可以与上面关于图15中所描述的(一对棱镜，其具有沿不同方向定向的反射面)相对应。第二转换设备234设置为在第一位置和第二位置之间交替，第一位置将辐射光束202从第一照明器通道216a朝照明器236的附加部分引导，第二部分将辐射光束202从第二照明器通道216b朝附加的照明器部分236引导。第一和第二转换设备214、234的操作是同步的，如能够通过比较图18a和18b而示意性看到的。
附加的照明器部分236包括由交换器机构240保持的偏振成形元件238，该交换器机构可以使该偏振成形元件与具有不同性质的一个或多个其他偏振成形元件交换。紧接着偏振成形元件提供区域限定元件242，区域透镜244设置在区域限定元件那边。
照明器IL进一步包括均匀性校正装置246，其包括一个或多个过滤器，所述过滤器设置为减少在辐射光束202的横截面中存在的任何不均匀性。US2005/0140957中公开了均匀性校正装置的例子(例如参见其中的图11)。该照明器包括与上面关于图13描述的相似的遮蔽叶片248。最后，照明器IL包括设置为将遮蔽叶片成像到掩模MA(参见图1)上的成像光学系统250，成像光学系统250包括将辐射光束202折叠90度的反射镜252。尽管成像光学系统250示出为包括三个凸透镜，但是这仅仅是为了易于说明，可以使用任何其他合适的透镜组合。成像光学系统250的放大率可以为1，或某个其他值。
在图18a中，由转换设备214将辐射光束202引导通过第一照明器通道216a。第一照明器通道的变焦光学系统226a的(多个)可动元件的(多个)位置以及旋转三棱镜230a的元件之间的间隔使辐射光束在光瞳平面内采取圆盘254的形状。在图18b中，引导辐射光束202通过第二照明器通道216b。第二照明器通道216b的变焦光学系统226b的(多个)可动元件的(多个)位置，以及旋转三棱镜230b的元件之间的间隔使辐射光束202在光瞳平面内采取环256的形状。
利用转换设备214、234可以使辐射光束202在照明器通道216a、216b之间交替，从而使该照明器输送在圆盘254和环256之间交替的辐射光束。图18a-b的转换设备214、234形成转换机构。利用偏振器222a、222b来提供不同的偏振。通过改变衍射光学元件220a、220b中的任一个或两个可以用不同形状来取代圆盘和/或环(例如可以形成偶极或四极形状)。利用辐条装置224a、224b可以调整辐射光束的强度分布。
图18a-b中所示的布局与图14中所示布局的不同之处在于照明器IL的一些元件仅仅提供一次，而非提供两个独立的照明器，提供两个独立的照明器时每个照明器元件都是双份的。在两个照明器通道中仅仅提供独立调整从而提供不同辐射光束性质的那些照明器元件。所述那些照明器元件是衍射光学元件220a、220b(其调整光束角分布(或者同样地调整光瞳形状))、偏振器222a、222b(其调整光束的偏振)、辐条装置224a、224b(其调整光瞳平面中的光束能量分布)、变焦光学系统226a、226b以及旋转三棱镜230a、230b(其共同调整光束的角分布(或者同样地调整光瞳形状))。图18中所示的布局允许具有不同性质的辐射光束202之间进行方便的转换，但是与提供两个完整的照明器相比不太昂贵。
在附加的照明器部分236中不能单独调整的照明器元件仅仅提供一次。这些元件是偏振成形元件238(其调整光束偏振)、区域限定元件242(其调整在区域平面中的光束强度分布(或者同样不足的(short)均匀性))、区域镜244、均匀性校正装置246(其调整在区域平面中的光束强度分布(或者同样短的(short)均匀性))、遮蔽叶片248(其调整光束区域尺寸)，以及成像光学系统250(其将遮蔽叶片248形成的区域尺寸放大到需要的尺寸(放大率可以是因数1))。
不能单独调整的其他照明器元件在另一个照明器部分中仅仅提供一次，在照明器通道216a、216b之前。这些元件是偏振器200(其使光束偏振)、光束控制反射镜201(其调整光束的方向)，以及可变衰减器212(其调整辐射光束的能量，例如使其保持在基本上恒定的级别)。
尽管所描述的偏振成形元件提供在附加的照明器部分236中，可选择的是或者另外，可以将其提供在照明器通道216a、216b中。
设置为测量光束的能量的能量传感器可以提供在每个照明器通道216a、216b中，例如位于反射镜232a、232b之后(这些反射镜可设置为使一小部分辐射光束穿过它们到达能量传感器)。
该照明器可形成包括多于一个构图部件的光刻装置的一部分。上面参考图2描述了这种光刻装置的例子。
参考图19a-b，可以在反射镜232a、232b以及第二转换设备270之间提供凸透镜260a、260b。凸透镜260a、260b设置为使辐射光束202聚焦，从而使该光束入射在第二转换设备270上时具有明显较小的横截面积。这样，第二转换设备270的表面积可以明显小于上面参考图18a-b所述装置中的第二转换设备234的表面积。图19a-b的转换设备241、270形成转换机构。
第二转换设备270和附加的照明器部分236之间提供另一凸透镜262。凸透镜262扩大了辐射光束202的横截面，例如凸透镜62的横截面积与辐射光束入射在反射镜232a、232b上时辐射光束的横截面积相对应。
在常规光学术语学中，可以认为凸透镜260a、260b设置为将来自光瞳平面的辐射光束202聚焦到明显较小的区域平面。第二转换设备270可以位于区域平面中或接近该区域平面。附加的凸透镜262设置为使辐射光束202返回到明显较大的光瞳平面。应该理解，尽管凸透镜260a、260b、262用于减小并然后扩大辐射光束202，但是也可以使用其他适当的光学部件。一般来说，使用能够减小并然后扩大辐射光束202的光学系统。
由于第二转换设备270较小(与图18的第二转换设备相比)，因此其不太重。这允许第二转换设备270在图19a的配置以及图19b中所示的配置之间更快速地进行转换。当辐射光束202入射在第一转换设备214上时该辐射光束的横截面积很小(该辐射光束尚未穿过用于扩大辐射光束的照明器通道216a、216b)，因此，第一转换设备214可以具有与第二转换设备270相同的尺寸(和重量)。这允许第一和第二转换设备214、270以相同的速度来操作。
图20中示出可选择的转换设备或转换机构，可以使用该转换设备或转换机构来代替图18a-b和19a-b的转换设备214、234、264。图20示出包括第一和第二光学通道216a、216b的照明器IL。除了转换设备之外，照明器IL的部件与上面关于图18所描述的那些部件相对应，并且不再结合图20对其进行描述。该转换设备包括位于光学通道216a、216b任一端的第一和第二偏振光束分离器立方体270、272。该转换设备进一步包括位于第一偏振光束分离器立方体之前的第一和第二1/4波片274、276，以及位于两个1/4波片之间的可旋转板278。可旋转板278配有带透明窗的第一区域280，以及具有1/2波片的第二区域282。
在使用中，由辐射源(未示出)产生辐射光束202，该辐射光束具有线偏振。在所示的例子中，与辐射光束202重叠的灰色箭头表示在图20的平面中的偏振。偏振器200净化辐射光束202的偏振，然后使该辐射光束传播到第一1/4波片274。该1/4波片274将辐射光束202的线偏振转变为圆偏振，如弯曲的灰色箭头所示。然后，圆偏振辐射光束202穿过可旋转板278的透明窗280。当辐射光束202穿过透明窗280时，其偏振不变，如弯曲的灰色箭头所示。然后圆偏振辐射光束202穿过第二1/4波片，在该1/4波片上使偏振转变为图20平面中的线偏振，如灰色箭头所示。该第一偏振辐射由第一偏振光束分离器立方体270反射，并穿过第二照明器通道216b。该辐射光束然后经由反射镜284传播到第二偏振光束分离器立方体272，并从该第二偏振光束分离器立方体反射到照明器IL的剩余部分。
为了将辐射光束202转换到第一照明器通道216a，使可旋转板278旋转，直到该辐射光束穿过1/2波片282。这具有使辐射光束202的圆偏振的方向反向的作用，如最低的弯曲灰色箭头示意性示出的。辐射光束在穿过第二1/4波片276时变为线偏振的，偏振面横穿图20的平面。第一偏振光束分离器立方体270透射该取向的线偏振。因此，辐射光束202经由光束控制反射镜286传播到第一照明器通道216a中。在辐射光束202离开第一照明器通道216a时穿过第二偏振光束分离器立方体272并进入照明器IL的剩余部分。
可旋转板278允许辐射光束202在第一和第二照明器通道216a、216b之间快速且方便地进行转换。例如通过处理器控制的电动机来自动地致动可旋转板278。在一个例子中，透明窗280可以占据可旋转板278的光学工作区的一半，1/2波片282可以占据另一半。然后，可旋转板278以所需速度旋转将使辐射光束202以所需速率在第一和第二光学通道216a、216b之间交替。
图20中所示的转换设备具有很低的光损失，该损失由于波片274、276、278以及偏振光束分离器立方体270、272的非理想操作而引起。
可旋转板278是在透明窗280和1/2波片282之间进行转换的方便装置。但是，应该理解，可以使用其他装置。例如，可以使用包括透明窗和1/2波片的可平移板。一般来说，该板可从第一位置移动到第二位置，在该第一位置处辐射光束202穿过透明窗(或者不影响光束偏振的某一个其他窗)，在第二位置处辐射光束穿过1/2波片。
第一和第二光学通道216a、216b包括偏振器222a、222b。这些偏振器不应该用于改变辐射光束202的偏振，因为这将使第二偏振光束分离器立方体272引导部分辐射光束202远离照明器IL的剩余部分。如果希望利用偏振器222a、222b来调整辐射光束202的偏振，那么可以用例如50％反光镜来代替偏振光束分离器立方体272。这将确保50％的辐射光束202传播到该照明器的剩余部分，尽管将损失50％的辐射光束。可选择的是，可以用例如上面参考图18和19描述的类型的不同转换设备来代替第二偏振光束分离器立方体272。
第二偏振光束分离器立方体272位于光瞳平面处或其附近，结果是辐射光束入射的角度足够小，不影响辐射光束202的偏振。
在另一个可选择实施例中，可以用可旋转的1/2波片(未示出)来代替第一和第二1/4波片274、276以及可旋转板278。通过旋转1/2波片，可以将辐射光束202的偏振从图20的平面内转换为横穿图20，由此使辐射光束在第一和第二光学通道216a、216b之间转换。在给定照明器通道中的辐射的强度随1/2波片旋转而连续变化(例如按照正弦波分布或类似)的情况下，利用1/2波片在第一和第二照明器通道216a、216b之间进行的转换是逐渐的而不是二进制的。
例如利用由处理器控制的电动机自动地致动该1/2波片，并可将该1/2波片设置为在预定位置之间移动，或者可选择的是，可将其设置为以所需速度旋转。
当利用一个或多个偏振控制波片使辐射光束202进行转换时，该辐射光束的方向可以比如果利用基于反射镜的转换设备进行转换的辐射光束更稳定。这是因为没有移动的反射面。另外，由于通过板的旋转而不是通过反射镜的线性运动来实现这种转换，因此转换可以更快并且在机械上更可靠。
1/4波片274、276和可旋转板278可由普克尔盒来取代。该普克尔盒克用于使辐射光束202的偏振在位于图20的平面中的线偏振以及横穿图20的线偏振之间转换。通过向该普克尔盒施加已调制电压来对其进行控制，其可以例如由处理器来控制。该普克尔盒允许辐射光束202在第一和第二照明器通道216a、216b之间快速转换。
在一些情况下，可能需要投影系统PS(参见图1)的光瞳充满辐射光束202，从而使δ为1的辐射光束穿过投影系统PS。这可能是有用的，如果例如传感器位于基底台WT上，用于检测辐射光束在基底台的性质。该传感器可设置为检测例如辐射光束202的波前像差。
图21示意性示出图15所示类型的转换设备，将该转换设备改为产生漫射光。参考图21，转换设备300包括第一和第二棱镜302、304，其连接在一起，并可沿着双头箭头306所示的方向平移。转换设备300可以例如用在第二转换设备234、270的平面中。第一棱镜302包括反射面308，第二棱镜304包括具有不同取向的反射面310。第一棱镜302的反射面包括漫反射区域312。在标准光刻中，不照射漫反射区域312(即，功能图案从掩模MA投射到基底W上)。但是，如果希望例如提供δ为1的辐射，那么移动该转换设备，由此从漫反射区域312反射辐射光束202。辐射光束202由此转变为漫射光，其充满投影系统PL的光瞳。这允许例如由位于基底台WT上的传感器进行像差测量。
在第二棱镜304的反射面310上提供漫反射区域314。这允许对于从相反方向入射到转换设备300上的辐射光束进行相同的测量。
可以使用漫透射元件(未示出)代替使用漫反射区域312、314来产生漫射辐射。漫透射元件可以例如位于棱镜302、304的反射面308、310的适当区域上。
图22示意性表示作为时间的函数的辐射源120(图表a)和122(图表b)的辐射脉冲，连同组合辐射光束(图表c)。利用设备134(参见图14)，可以将组合辐射光束的一部分发送到照明器部分(图表d)或者发送到照明器部分132(图表e)。
利用设备134和136的装置的好处在于这些设备比较小且轻。因此，比较小的致动器或线性电动机足以移动该设备。设备134和136也可以由公共致动器或电动机来驱动。
可选择的是，不是将该辐射光束重定向到照明单元130或照明单元132，而是可以应用如图23中表示的装置。图23示意性表示包括许多光学元件162的照明系统160，辐射光束164穿过该光学元件。该照明系统进一步包括用于保持两个(或多个)光学元件168、170的保持器166。这些光学元件可以彼此邻近设置。这种装置可包括致动器或线性电动机，其用于沿箭头172所示方向移动具有这些光学元件的保持器166。通过这样做，可以确保在如图12a-12n所示装置的第一图案的曝光过程中由光学元件168来传递辐射光束，以及确保在如图12a-12n中所示装置的第二图案的曝光过程中由第二光学元件170来传递该辐射光束。
图23的装置能够仅使用一个照明系统。在需要在曝光之间改变多于一个光学元件的情况下，可以应用其他的保持器。可以由同一个致动器来驱动那些多个保持器。应该注意，可选择的是，该照明系统可以为每个光学元件配备一个保持器而不是两个元件具有共用的保持器。每个保持器可以由例如线性电动机独立地来驱动，或者可以由一个公共的线性电动机来驱动它们。
举例来说，可以应用如图23中所示的装置从而在第一和第二图案的曝光过程中使用不同的衍射光学元件。这些元件可用于改变照明系统的辐射光束的强度分布。为了在用于将第一图案曝光的第一强度分布和用于将第二图案曝光的第二强度分布之间变化，图23的装置的保持器166可以包括彼此邻近设置的两个衍射光学元件。为了确保应用适当的强度分布，包括衍射光学元件的保持器166可以与配有第一和第二图案的工作台同步移动，从而在第一图案的曝光过程中由第一衍射光学元件来传递或反射该辐射光束，并且在第二图案的曝光过程中由第二衍射光学元件来传递或反射该辐射光束。
应该注意，在光学元件设置在照明系统的区域平面中的情况下，允许它们在曝光过程中移动。举例说明，可以将线性电动机(或电动机)设置为进行如图24a至24c中所示的移动。图24a示意性表示包括多个光学元件的保持器166的初始位置(该初始位置由f指明)。图24c示意性表示作为时间的函数的保持器166的位置(图24a和24b中表示了位置参考轴P)。图24b示意性表示了在位置f处的保持器166的位置。
如图23中所示的装置也可以应用于照明系统光瞳平面中的位置不同的光学元件(如光阑)。在这种情况下，这些光学元件在曝光过程中应该保持不动，并且仅仅可以在两次连续曝光中间移动。
作为应用不同光学元件的可替换方案，也可以使用可编程反射镜阵列来为第一和第二图案的曝光提供强度分布的变化。
在本申请中，本发明的光刻装置具体用于制造IC，但是应该理解，这里描述的光刻装置可能具有其它应用，例如，它可用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等等。本领域的技术人员将理解，在这种可替换的用途范围中，任何术语“晶片”或者“管芯”的使用应认为分别可以与更普通的术语“基底”或者“目标部分”同义。在曝光之前或之后，可以利用例如轨道(一种通常将抗蚀剂层涂敷于基底并将已曝光的抗蚀剂显影的工具)、计量工具和/或检验工具对这里提到的基底进行处理。在可应用的地方，这里公开的内容可应用于这种和其他基底处理工具。另外，例如为了形成多层IC，可以对基底进行多于一次的处理，因此这里所用的术语基底也可以指的是已经包含多个已处理层的基底。
在本申请中，本发明的实施例具体用于光刻装置，但是应该理解，本发明也可以用在其他应用中，并且在上下文允许的范围内，不限于光刻技术。
这里使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有365，355，248，193，157或者126nm的波长)和远紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm的波长范围)以及粒子束，如离子束或者电子束。
本文中允许的术语“透镜”可以涉及各种类型的光学部件的任一种或任何组合，包括折射、反射、磁、电磁和静电光学部件。
尽管上面已经描述了本发明的各个具体实施例，但是应该理解，本发明可以按照不同于上面的方式来实施。
上面的说明书意在说明而非限制。因此，很明显，本领域的普通技术人员可以在不背离下面阐述的权利要求的范围的情况下对所述发明进行多种修改。
权利要求
1.一种用于光刻装置的工作台装置，该光刻装置包括配置为将图案投射到基底上的投影系统，该工作台装置包括第一目标台，其配置为保持第一构图部件；第二目标台，其配置为保持第二构图部件，第一和第二构图部件中的每一个都包括图案，第一和第二构图部件设置为使第一构图部件的图案与第二构图部件的图案沿扫描方向彼此邻近；定位装置，其配置为定位第一和第二构图部件以及基底，以及控制装置，其配置为控制该定位装置，该控制装置构成和设置为向该定位装置提供设定点，其适合于(i)将第一构图部件相对于光刻装置的投影系统加速到第一预定速度，(ii)将基底相对于投影系统加速到预定扫描速度，以便将第一构图部件的图案投射到基底的第一区域上，同时基本上保持所述扫描速度；(iii)基本上以预定扫描速度移动基底，以便越过沿扫描方向邻近第一区域设置的基底上的非零数量曝光区域节距；以及(iv)将第二构图部件相对于投影系统加速到第一预定速度，以便将第二图案曝光到沿扫描方向邻近基底上非零数量曝光区域节距设置的基底的第二区域上。
2.根据权利要求1的工作台装置，其中控制装置构成和设置为在扫描操作过程中定位第一和第二构图部件，从而使第一构图部件的图案与第二构图部件的图案之间的距离基本上等于投影系统的缩减因数以及基底的区域图案的非零数量曝光区域节距的预定函数，以便用第一构图部件将第一曝光区域曝光，并利用第二构图部件将第二曝光区域曝光，第二曝光区域基本上与第一曝光区域隔开非零数量曝光区域节距。
3.根据权利要求1的工作台装置，其中将非零数量的曝光区域节距选择为使光刻装置的照明设置在第一曝光区域和第二曝光区域的相继曝光之间变化。
4.根据权利要求2的工作台装置，其中第一构图部件的图案与第二构图部件的图案之间的距离基本上等于投影系统的缩减因数乘以非零数量曝光区域节距。
5.根据权利要求4的工作台装置，其中定位装置包括线性电动机组件和致动器组件，该线性电动机组件配置为将第一和第二目标台沿扫描方向移过比较大的距离，该致动器组件配置为将第一和第二目标台沿垂直于扫描方向的至少一个方向移动。
6.根据权利要求5的工作台装置，其中所述致动器组件设置在所述线性电动机组件的第一部分上，并且其中所述致动器组件包括配置为移动第一目标台的第一致动器和配置为移动所述第二目标台的第二致动器。
7.根据权利要求6的工作台装置，其中所述致动器组件配置为将第一和第二目标台相对于所述第一部分在大约40-50mm的范围内移动。
8.一种光刻装置，其包括(a)照明系统，其配置为调节辐射光束；(b)基底台，其构成为保持基底；(c)工作台装置，其包括(i)第一目标台，其配置为保持第一构图部件；(ii)第二目标台，其配置为保持第二构图部件，第一和第二构图部件中的每一个都包括用于给辐射光束构图的图案，第一和第二构图部件设置为第一构图部件的图案与第二构图部件的图案沿扫描方向彼此邻近；(iii)定位装置，其配置为定位第一和第二构图部件以及基底，以及(iv)控制装置，其配置为控制该定位装置，以及(d)投影系统，其配置为将带图案的辐射光束投射到基底的目标部分上，从而在扫描操作过程中将第一构图部件的图案和第二构图部件的图案投射到基底上，其中，该控制装置构成和设置为向该定位装置提供设定点，其适合于(1)将第一构图部件相对于光刻装置的投影系统加速到第一预定速度，(2)将基底相对于投影系统加速到预定扫描速度，以便将第一构图部件的图案投射到基底的第一区域上，同时基本上保持所述扫描速度；(3)基本上以预定扫描速度移动基底，以便越过沿扫描方向邻近第一区域设置的基底上的非零数量曝光区域节距；以及(4)将第二构图部件相对于投影系统加速到第一预定速度，以便将第二图案曝光到沿扫描方向邻近基底上非零数量曝光区域节距设置的基底的第二区域。
9.根据权利要求8的光刻装置，进一步包括遮蔽装置，该遮蔽装置包括第一遮蔽部分，其配置为在辐射光束传递第一构图部件的图案之前遮住第一构图部件的第一部分；第二遮蔽部分，其配置为在辐射光束传递第一构图部件的图案之后遮住第一构图部件的第二部分，并且在辐射光束传递第二构图部件的图案之前遮住第二构图部件的第一部分，以及第三遮蔽部分，其配置为在辐射光束传递第二构图部件的图案之后遮住第二构图部件的第二部分。
10.根据权利要求8的光刻装置，其中照明系统包括包括第一支路和第二支路的光路，所述第一支路与第二支路平行耦合，第一支路包括配置为调节辐射光束的第一照明单元，第二支路包括配置为调节辐射光束的第二照明单元，以及配置为将辐射光束引导至第一支路或第二支路的器件，从而使在利用第一构图部件的图案将第一曝光区域曝光的过程中由第一照明单元来配置辐射光束，并且在利用第二构图部件的图案将第二曝光区域曝光的过程中由第二照明单元来配置辐射光束。
11.根据权利要求8的光刻装置，其中将非零数量的曝光区域节距选择为使光刻装置的照明设置在第一曝光区域和第二曝光区域的相继曝光之间变化。
12.根据权利要求8的光刻装置，其中第一构图部件的图案与第二构图部件的图案之间的距离基本上等于投影系统的缩减因数乘以非零数量曝光区域节距。
13.一种利用包括投影系统的光刻装置将基底曝光的方法，该方法包括在工作台装置上设置第一和第二构图部件，每个构图部件都包括图案，从而使第一构图部件的图案与第二构图部件的图案沿扫描方向彼此邻近；将第一构图部件相对于投影系统加速到第一预定速度；将基底相对于投影系统加速到预定扫描速度；将第一构图部件的图案投射到基底的第一区域上，同时基本上保持所述扫描速度；基本上以预定扫描速度移动基底，以便越过沿扫描方向邻近第一区域设置的基底上非零数量曝光区域节距的曝光；将第二构图部件相对于投影系统加速到第一预定速度，以便将第二图案曝光到沿扫描方向邻近非零曝光区域节距设置的基底的第二区域上；以及将第二构图部件的图案投射到基底的第二区域上。
14.根据权利要求13的方法，其中所述设置包括设置第一和第二构图部件，从而使第一构图部件的图案和第二构图部件的图案沿扫描方向彼此邻近，第一构图部件的图案与第二构图部件的图案之间的距离基本上等于投影系统的缩减因数与基底的区域图案的非零数量曝光区域节距的预定函数；其中，将第一和第二构图部件相对于投影系统加速到第一预定速度，并将基底相对于投影系统加速到预定扫描速度包括将第一和第二构图部件以及基底相对于投影系统加速到预定速度；其中所述投射包括将第一构图部件的图案投射到基底的第一区域上，同时基本上保持所述预定速度；其中所述移动包括基本上以预定速度移动第一和第二构图部件以及基底，以便越过沿扫描方向邻近第一区域设置的基底上的非零数量曝光区域节距；以及其中所述投射包括将第二构图部件的图案投射到沿扫描方向邻近基底上的非零数量曝光区域节距设置的基底的第二区域上。
15.根据权利要求13的方法，其中第一构图部件的图案与第二构图部件的图案基本上相同。
16.根据权利要求13的方法，其中第一构图部件的图案包括相移掩模，第二构图部件的图案包括修整掩模或二进制掩模。
17.根据权利要求13的方法，进一步包括在辐射光束传递第一构图部件的图案之前遮住第一构图部件的第一部分；在辐射光束传递第一构图部件的图案之后遮住第一构图部件的第二部分；在辐射光束传递第二构图部件的图案之前遮住第二构图部件的第一部分；在辐射光束传递第二构图部件的图案之后遮住第二构图部件的第二部分。
18.根据权利要求13的方法，其中将非零数量的曝光区域节距选择为使光刻装置的照明设置在第一区域和第二区域的相继曝光之间变化。
19.根据权利要求14的方法，其中第一构图部件的图案与第二构图部件的图案之间的距离基本上等于投影系统的缩减因数乘以非零数量曝光区域节距。
20.一种用于光刻装置的工作台装置，所述光刻装置包括配置为将图案投射到基底上的投影系统，该工作台装置包括配置为保持第一构图部件和第二构图部件的目标台，其中该工作台装置构成和设置为a)进行第一和第二构图部件相对于投影系统的扫描操作，从而在扫描操作过程中将第一构图部件的图案和第二构图部件的图案投射到基底上，以及b)在扫描操作过程中定位第一和第二构图部件，从而使第一构图部件的图案与第二构图部件的图案基本上等于投影系统的缩减因数与基底的区域图案的非零数量曝光区域节距的预定函数，以便利用第一构图部件将第一曝光区域曝光，并利用第二构图部件将第二曝光区域曝光，第二曝光区域基本上与第一曝光区域隔开非零数量的曝光区域节距。
全文摘要
为了提高光刻装置的生产率，描述了一种用于保持两个构图部件的工作台装置。这些构图部件设置为图案沿扫描方向的间距对应于图案沿扫描方向的长度。通过这样做，可以通过用第一图案将第一管芯曝光、越过邻近第一管芯的第二管芯，并利用第二图案将邻近第二管芯的第三管芯曝光来进行改进的曝光顺序。
文档编号H01L21/00GK1904740SQ20061010586
公开日2007年1月31日 申请日期2006年7月13日 优先权日2005年7月13日
发明者E·R·卢普斯特拉, A·J·布利克, H·M·穆尔德, O·F·J·努尔德曼, T·F·森格斯, L·C·乔里特斯马, M·特伦特尔曼, G·斯特鲁特克 申请人:Asml荷兰有限公司