專利名稱：投影曝光方法和投影曝光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)輻射敏感村底曝光的投影曝光方法和適用于執(zhí) 行該方法的投影膝光系統(tǒng)，該輻射敏感村底布置在投影物鏡的像面區(qū) 域內(nèi)，使掩模圖案的至少一個(gè)圖像布置在該投影物鏡的物鏡表面區(qū)域 內(nèi)。
背景技術(shù)：
顯微光刻投影膝光方法當(dāng)前被用來(lái)制造集成半導(dǎo)體器件及其他微 細(xì)結(jié)構(gòu)部件。需要使用帶有待成像結(jié)構(gòu)的圖案的掩模(標(biāo)線)，該圖 案例如是半導(dǎo)體部件的層的線條圖案。掩模被設(shè)置在位于照明系統(tǒng)和 投影物鏡之間的投影膝光系統(tǒng)中，在投影物鏡的物鏡表面區(qū)域內(nèi)，并 且該掩模由照明系統(tǒng)所提供的照明輻射照射。通過(guò)掩模和圖案改變的 該輻射，以投影輻射的形式通過(guò)該投影物鏡，該投影物鏡使該掩模的 圖案成像在待膝光的襯底上，該襯底通常帶有輻射敏感層(光致抗蝕 劑)。
通過(guò)提高投影物鏡的圖像側(cè)的數(shù)值孔徑(NA)和使用短波長(zhǎng)的輻射
可以提高具有逐漸精細(xì)圖案的掩模的投射圖像的空間分辨率。當(dāng)前， 常常使用波長(zhǎng)小于約260mn的紫外線輻射。許多使用折射或者反折射 投影物鏡的曝光系統(tǒng)使用由中心波長(zhǎng)A 193mn的ArF準(zhǔn)分子激光器 提供的初級(jí)輻射。
包括例如透鏡之類的折射光學(xué)元件的投影系統(tǒng)的光學(xué)性能主要受 出現(xiàn)在光學(xué)界面一例如是鄰近氣體填充空間的透鏡表面一處的折射率 差異的影響。光學(xué)系統(tǒng)的其它特征性設(shè)計(jì)元件，例如光學(xué)表面的弧度， 光學(xué)表面之間的距離，光學(xué)表面的非球面形狀等被優(yōu)化以用于特定的 設(shè)計(jì)參數(shù)組。折射率差異的每次變化會(huì)引起額外的成像像差。
如果鄰近光學(xué)表面的一種光學(xué)材料是氣體，那么壓力的改變可能 引起光學(xué)表面處的折射率差異的顯著變化，這是因?yàn)闅怏w的密度，以 及與此相伴的該氣體的折射率隨氣體壓力而改變。同樣，溫度變化也 將影響折射率差異。壓力改變主要影響光學(xué)系統(tǒng)(a optical train)中的氣態(tài)材料，而溫度的改變通常影響氣體和固體透明材料，例如玻 璃或者晶體的氟化物，或者影響光學(xué)液體的光學(xué)性質(zhì)，該光學(xué)液體例 如是可選地用于光學(xué)系統(tǒng)中的浸液。
光學(xué)界面處的折射率差異還受所使用的輻射的波長(zhǎng)的影響。造成
該影響的光色散dn/d入通常在固體材料和液體中比在氣體材料中大。 例如，在入=193， 368nm附近，對(duì)于熔融硅石，色散dn/d入約為 -l. 577xl0"pm1，對(duì)于晶狀氟化鈣約為-O. 989x10"pin1,對(duì)于水(有時(shí) 用作浸液)，約為-2. 139X10"pm1。由于色散，輻射的中心波長(zhǎng)的細(xì)微 改變導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)可覺(jué)察的折射率變化。
美國(guó)專利5, 838, 426公開(kāi)了一種投影曝光系統(tǒng)和方法，其中由發(fā) 射中心波長(zhǎng)A=248. 4nm的KrF準(zhǔn)分子激光器提供的照明輻射的波長(zhǎng)根 據(jù)出現(xiàn)在該投影曝光系統(tǒng)周圍的壓力變化而改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有基本上與出現(xiàn)在投影曝光系統(tǒng) 周圍的壓力變化無(wú)關(guān)的光學(xué)性能的投影膝光方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的另
一個(gè)目的是提供一種在成像像差修正和成像像差補(bǔ)償方面高度可變的 投影膝光方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種使用具有中心 波長(zhǎng)約為193nm的初級(jí)輻射的投影曝光方法和系統(tǒng)，其具有基本上與 出現(xiàn)在該投影膝光裝置周圍的大氣變化無(wú)關(guān)的光學(xué)性能。
為了達(dá)到本發(fā)明的這些目的及其他目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)構(gòu)想， 提供一種投影啄光方法，包括
產(chǎn)生具有中心波長(zhǎng)A的初級(jí)輻射；
引導(dǎo)該初級(jí)輻射沿著照明路徑通過(guò)照明系統(tǒng)以產(chǎn)生入射在帶有圖 案的掩模上的照明場(chǎng)中的照明輻射；
使用投影輻射沿著投影路徑將該圖案的圖像通過(guò)投影物鏡投影在 輻射敏感襯底上的像場(chǎng)上；
在波長(zhǎng)變化范圍A入內(nèi)改變中心波長(zhǎng)，該波長(zhǎng)變化范圍A入具有 下限入訓(xùn)《入和上限入mu^入；
其中在該波長(zhǎng)變化范圍內(nèi)，至少一個(gè)氣體吸收物的特定吸收系數(shù)k (入)在最小吸收系數(shù)k剛和最大吸收系數(shù)kMAx之間變化，以致吸收比 (kMAx/k園)超過(guò)10，該至少一個(gè)氣體吸收物從包含氧氣(02)、臭氧(03) 和水汽(H20)的組中選擇，并且存在于沿著照明路徑和投影路徑中的至少一個(gè)的至少一個(gè)充有氣體的空間中；
控制該充有氣體的空間內(nèi)的吸收物的濃度，以致該吸收物對(duì)所有
在預(yù)定吸收變化閾值之下。
該總的吸收變化應(yīng)該基本上小于0. 5%或者0. 4%。在一些實(shí)施例中 的吸收變化閾值小于0. 3%或者小于0. 2%。優(yōu)選地，該吸收變化閾值是 0. 1%或者更小。如果滿足該條件，吸收通常不會(huì)嚴(yán)重地影響場(chǎng)的均勻 性。
如本申請(qǐng)的開(kāi)頭所述，大氣壓力變化影響該投影曝光系統(tǒng)的光學(xué) 性能，因此將被考慮。 一種方法是調(diào)節(jié)(或者改變)該初級(jí)輻射的中 心波長(zhǎng)A ，使得由壓力導(dǎo)致的光學(xué)界面處的折射率差異的變化可以通 過(guò)該光學(xué)介質(zhì)中的波長(zhǎng)色散來(lái)至少部分地補(bǔ)償。然而，色散不是唯一 要考慮的方面。在沿著該光學(xué)系統(tǒng)的充有氣體的空間中的介質(zhì)的吸收 還是壓力、溫度和波長(zhǎng)的函數(shù)。因此，為了實(shí)現(xiàn)可靠的補(bǔ)償策略和不 同環(huán)境中的光學(xué)性能，考慮該充有氣體的空間內(nèi)的吸收同樣是有用的。
在許多目前使用的投影膝光系統(tǒng)中，照明系統(tǒng)和待照射的掩模之 間的空間以及該掩模和投影物鏡之間的空間充滿空氣或者包含不變氧 氣(0》量的其它氣體。同樣，如果在該投影物鏡的出口表面和待曝光的 村底之間的空間中沒(méi)有使用浸液，則該空間常常充滿包含氧氣的氣體， 例如空氣。還可以存在一定量的其它包含氧原子的氣體分子，例如臭 氧(03)和/或水汽(1120)。
在由193. 4nm附近的ArF準(zhǔn)分子激光器提供的波長(zhǎng)區(qū)域中，氧氣 對(duì)特定波長(zhǎng)的紫外輻射呈現(xiàn)強(qiáng)烈的吸收(參見(jiàn)例如K.Yoshino， D. E. Freeman 等，"High Resolution Absorption Cross Section Measurements and Band Oscillator Strengths of the (1， 0)-(12， 0) Sch簡(jiǎn)nn-Runge Bands of 02" ， Planet Space Sci. 31 (1983)， No. 3， 339-353)。
由Schumann-Runge帶反映的吸收性能限制了中心波長(zhǎng)約為193nm 的現(xiàn)有系統(tǒng)只能利用中心波長(zhǎng)A ，該中心波長(zhǎng)A從吸收帶之間的低吸 收區(qū)域中選擇，例如從193. 33nm到193.45nm之間的間隔中選擇。相 應(yīng)的波長(zhǎng)變化范圍A X 0. 12nm已經(jīng)被認(rèn)為是足以解釋許多應(yīng)用，其 中中心波長(zhǎng)的變化是符合愿望的。例如，投影啄光系統(tǒng)通常應(yīng)該適用于不同的高度，以便在海平面以及例如高于海平面2， OOOm或更高的高 度處保持它們以足夠的性能運(yùn)行。而且，在大多數(shù)情況下依照天氣導(dǎo) 致的壓力變化的變化可以被補(bǔ)償。在所使用的波長(zhǎng)變化范圍內(nèi)，由氧 氣所導(dǎo)致的特定吸收的絕對(duì)值(例如由吸收系數(shù)k或者吸收截面(J的 值表示)的改變不大于2倍或者3倍。然而，如果該投影曝光系統(tǒng)的 充有氣體的空間內(nèi)的諸如氧氣的吸收物的濃度被控制為使得該吸收物 對(duì)所有沿著不同的射線路徑朝像場(chǎng)行進(jìn)的射線所造成的總的吸收變化 被保持為低于預(yù)定吸收變化閾值，那么前面的對(duì)該波長(zhǎng)變化范圍的限 制就不再限制該波長(zhǎng)變化范圍△入的潛在寬度。例如，使用的最小波 長(zhǎng)入，可以被調(diào)節(jié)為低于193. 30nm。該波長(zhǎng)變化范圍可以包括位于大 約193. 29nm處的吸收帶的局部吸收最大值，并且可以小于該值?？商?換地或者另外，如有要求，該波長(zhǎng)變化范圍的上限值入Mu可以向上延伸 到另一個(gè)位于大約193.49nm或者更高處的有限局部吸收最大值。
在一些實(shí)施例中，對(duì)于波長(zhǎng)變化范圍的絕對(duì)值A(chǔ)入-入mu-入訓(xùn)，滿 足A入> 0. 15nm的條件。在對(duì)依賴于壓力和溫度的性能變化的補(bǔ)償方 面，這允許更高的自由度。而且，所使用的固體透明光學(xué)材料的絕對(duì) 折射率的更大的差異，例如高達(dá)5xl(T的差異，可以被補(bǔ)償。該增大 的靈活性允許減少在昂貴測(cè)量上的開(kāi)支并且允許在利用不同類型的光 學(xué)材料方面的更高的靈活性。例如，在該光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)能夠容許來(lái)自不 同制造商的熔融硅石材料和/或晶體氟化物材料，它們的光學(xué)性質(zhì)典型 地稍有不同。對(duì)于利用材料的更高的靈活性允許進(jìn)一步優(yōu)化其它參數(shù)， 例如壽命和成本。
在一些實(shí)施例中，在具有超過(guò)lmm的最大軸向延伸的每個(gè)充有氣 體的空間中，優(yōu)選地在與軸向尺寸無(wú)關(guān)的每個(gè)充有氣體的空間中，氧 濃度c。x被維持為c。,ioy。和/或c。,r/。和/或"<1%的值。
存在問(wèn)題的充有氣體的空間也就是那些在不同的光線之間存在大 的光學(xué)距離的空間。這樣的關(guān)鍵性的充有氣體的空間可以由在相鄰的 光學(xué)表面處入射角的大的變化來(lái)表征。在這些情況下，對(duì)不同光線的 吸收依賴于入射角而有顯著差別。因此，總的來(lái)說(shuō)，靠近該光學(xué)系統(tǒng) 的場(chǎng)表面或與該場(chǎng)面鄰接處的充有氣體的空間可能是關(guān)鍵性的。那些 空間包括靠近物鏡表面的空間和靠近投影物鏡的像面的空間。如果投 影物鏡具有至少一個(gè)中間圖像，由于不同光線之間的光程的大的變化，靠近該中間圖像的空間可能也是關(guān)鍵性的。
在一些實(shí)施例中，鄰近掩模的充有氣體的空間被密封以形成密封 空間，該密封空間對(duì)與該掩模相互作用的輻射來(lái)說(shuō)是透明的。該密封
空間可以被抽空到這樣的程度以致氧濃度低于臨界值(例如<10%或者
<1%的氧氣)。還可以通過(guò)將諸如氧氣的吸收物的濃度有效降低到臨界 濃度之下的凈化氣體引入充有氣體的空間來(lái)凈化該充有氣體的空間。 雖然不密封關(guān)鍵性的充有氣體的空間可能對(duì)該凈化造成影響，但是， 如果需要，該凈化氣體優(yōu)選地被引導(dǎo)進(jìn)該密封空間中以移除該吸收物。 在這種情況下，凈化氣體能被經(jīng)濟(jì)地使用。
不同的凈化氣體可以單獨(dú)使用，或者彼此組合使用。例如，氮(NJ 或者二氧化碳(C02)或者氦(He)或者氬(Ar)可以用于凈化。
凈化氣體用在密封空間內(nèi)。優(yōu)選地將該凈化氣體保持在相對(duì)于包 圍該密封的空間的環(huán)境中的氣體壓力來(lái)說(shuō)的過(guò)壓力，由此能夠防止存 在于該環(huán)境中的吸收物以任何顯著的量進(jìn)入該密封空間。例如，該更 高的壓力可以在50到1， OOOPa的范圍內(nèi)。
如有要求，在投影物鏡的出口表面和襯底之間的區(qū)域中可以施加 類似的測(cè)量。在浸沒(méi)系統(tǒng)中，在該投影啄光系統(tǒng)工作期間，該投影物 鏡的出口表面和該襯底的入口表面之間的空間充滿折射率基本上大于 1的浸液，由此從該空間移除氣體吸收物。
如果為了調(diào)節(jié)該投影物鏡的成像性能以適應(yīng)不同的環(huán)境條件，要 改變?cè)撦椛涞闹行牟ㄩL(zhǎng)入，則沿該照明系統(tǒng)中的照明路徑的光路也被 改變。這可能使得該照明系統(tǒng)的光學(xué)性能降低。具體地，所需要的遠(yuǎn) 心度可能變差。在一些實(shí)施例中，該影響通過(guò)響應(yīng)于該中心波長(zhǎng)的變 化來(lái)調(diào)節(jié)該照明輻射的遠(yuǎn)心度以便獲得低于預(yù)定的照明輻射遠(yuǎn)心度誤 差閾值的遠(yuǎn)心度誤差來(lái)考慮。適當(dāng)?shù)倪h(yuǎn)心度操縱裝置可以被相應(yīng)地啟 動(dòng)。
該投影曝光方法還可以包括步驟響應(yīng)于中心波長(zhǎng)的變化來(lái)調(diào)節(jié) 該投影輻射的遠(yuǎn)心度，使得獲得低于預(yù)定投影輻射遠(yuǎn)心度誤差閾值的 遠(yuǎn)心度誤差。
調(diào)節(jié)該投影曝光系統(tǒng)的遠(yuǎn)心度的步驟可以包括以下步驟中的至少 一個(gè)相對(duì)于投影物鏡的光軸移動(dòng)該投影物鏡的孔徑光闌；相對(duì)于該 投影物鏡調(diào)節(jié)襯底的位置；相對(duì)于投影物鏡調(diào)節(jié)待成像的掩模的位置；和相對(duì)于產(chǎn)生照明輻射的照明系統(tǒng)的第二部件調(diào)節(jié)該照明系統(tǒng)的第一 部件的位置。
完全消除該投影曝光系統(tǒng)內(nèi)的氣體吸收物也許不總是必需的，只 要由吸收所導(dǎo)致的剩余效應(yīng)對(duì)于特定應(yīng)用來(lái)說(shuō)是可容忍的就行了。 一 個(gè)剩余效應(yīng)是由吸收的變化導(dǎo)致的，該吸收的變化是由于投影曝光系
;亍進(jìn)。:4，;光線路徑;遭受的總吸收將依i于在;二場(chǎng)行i的途 中充滿氣體吸收物的空間的絕對(duì)長(zhǎng)度。在某些情況下，有益的是響應(yīng) 于中心波長(zhǎng)的變化調(diào)節(jié)投影物鏡的出射光瞳中的空間強(qiáng)度分布，使得 獲得低于預(yù)定輻射強(qiáng)度分布誤差閾值的強(qiáng)度分布變化誤差。為此目的， 適當(dāng)?shù)臑V光元件可以被引入該投影物鏡的出射光瞳的區(qū)域(或者與其 光學(xué)共軛的區(qū)域)以補(bǔ)償該強(qiáng)度變化，該濾光元件具有適用于該空間強(qiáng) 度分布的透射空間變化?？商鎿Q地，具有與該空間透射分布相對(duì)應(yīng)的 角度-選擇透射特性的濾光元件可以被引入到靠近場(chǎng)平面中關(guān)于該出 射光瞳進(jìn)行了傅里葉變換的位置或者就引入到該位置。申請(qǐng)人提交的
德國(guó)專利申請(qǐng)DE 102 18 989 Al公開(kāi)了適當(dāng)?shù)臑V光元件和方法，其能 夠適用于該目的。該申請(qǐng)的公開(kāi)通過(guò)引用并入此處。
在一些實(shí)施例中，響應(yīng)于中心波長(zhǎng)的變化調(diào)節(jié)投影物鏡的出射光 瞳中的空間強(qiáng)度分布，以獲得低于1%的強(qiáng)度分布變化誤差。例如，該 誤差例如可以是O. 8y。或者更小，或者O. 5%或者更小。優(yōu)選地，該強(qiáng)度 分布變化誤差低于0. 1%，例如0. 08%或者更小，或者0. 05°/ 或者更少。 在很多情況下約為0. 01%的值是可以接受的。
一些實(shí)施例被配置成允許測(cè)量在至少一個(gè)充有氣體的空間中的吸 收物的濃度以產(chǎn)生濃度信號(hào)，并且響應(yīng)于該濃度信號(hào)控制初級(jí)輻射的 發(fā)射。在這種情況下，投影啄光系統(tǒng)能夠在短的時(shí)間段內(nèi)對(duì)環(huán)境的改 變做出反應(yīng)，例如環(huán)境壓力的增加或減小，或者響應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的誤差 條件。該系統(tǒng)可以被配置為使得對(duì)發(fā)射的控制包括如果被監(jiān)視的一 個(gè)空間或者多個(gè)空間中的濃度信號(hào)表明吸收物的濃度超過(guò)該充有氣體 的空間中的預(yù)定濃度閾值，則切斷初級(jí)輻射的發(fā)射。通過(guò)這些額外的 安全細(xì)節(jié)可以獲得更穩(wěn)定的進(jìn)程(process)。
例，或者可以在其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵤４送?，它們可以代表憑它們自身的權(quán)利就可獲得專利權(quán)的有利的實(shí)施例，對(duì)于這些實(shí)施例，在提交的 申請(qǐng)中要求得到保護(hù)，或者在該申請(qǐng)待決期間要求得到保護(hù)。


圖1示出被配置成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例執(zhí)行投影曝光方法的投影曝
光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖2示出根據(jù)文獻(xiàn)值和不同的波長(zhǎng)變化范圍測(cè)量的 Schumann-Runge帶中的吸收截面所產(chǎn)生的圖，該不同的波長(zhǎng)變化范圍 適應(yīng)于該吸收帶；
圖3示出掩模所在的照明系統(tǒng)和投影物鏡之間的空間中的幾何條 件的放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出顯微光刻圖案投影曝光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，該顯微 光刻圖案投影啄光系統(tǒng)被配置為晶片掃描儀WSC，該晶片掃描儀WSC用 于通過(guò)浸潤(rùn)光刻制造高集成度的半導(dǎo)體部件。該系統(tǒng)包括由ArF準(zhǔn)分 子激光器構(gòu)成的初級(jí)光源LS，用于產(chǎn)生具有中心波長(zhǎng)入《193. 4nm的 初級(jí)輻射PR。初級(jí)輻射PR的出射光束由氣密性的引導(dǎo)系統(tǒng)GS引導(dǎo)到 照明系統(tǒng)ILL的入口，該照明系統(tǒng)ILL被配置成將該初級(jí)輻射轉(zhuǎn)換為 入射到掩模M上的照明輻射，該掩模M帶有將在光敏襯底W上成像的 圖案。該照明系統(tǒng)ILL包括大量允許選擇各種照明模式的光學(xué)部件和 光學(xué)單元，以便該照明模式能夠例如在具有期望的相干度的傳統(tǒng)照明、 環(huán)形場(chǎng)照明和偶極或者四極照明之間轉(zhuǎn)換。該照明系統(tǒng)產(chǎn)生具有很大 程度上均勻照明的大的、銳的有限照明場(chǎng)，該照明場(chǎng)與布置在該掩模 的光學(xué)下游的投影物鏡PO的遠(yuǎn)心度要求相匹配。照明系統(tǒng)的光學(xué)部件 被適當(dāng)?shù)拿芊饨Y(jié)構(gòu)以基本上氣密性的方式密封為與引導(dǎo)系統(tǒng)GS以氣體 相通。
用于固定并操作掩模M的裝置RS (標(biāo)線栽物臺(tái))通常被布置在照 明系統(tǒng)的出口側(cè)和投影物鏡的入口側(cè)之間的區(qū)域中，使得在掩模M上 提供的圖案PAT位于該投影物鏡的物鏡表面0S，該物鏡表面0S與照明 系統(tǒng)的出口平面EP重合(圖3)。裝置RS包括掃描驅(qū)動(dòng)器，該掃描驅(qū)動(dòng) 器允許該掩模在垂直于照明系統(tǒng)和投影物鏡的光軸的掃描方向上移 動(dòng)，該投影物鏡平行于物鏡表面0S。
平面0S，也被稱為掩模平面(或者標(biāo)線平面)的后面是投影物鏡P0，該投影物鏡PO被配置成將掩模的圖像以縮減比例，例如4:1，成
像在涂有光致抗蝕劑層的半導(dǎo)體晶片W形式的輻射敏感襯底上。除4:1
之外，例如5:1， 10: 1或更多的縮減比例也是可能的。投影物鏡P0可
以是純折射的，例如在申請(qǐng)人的美國(guó)專利6，891， 596B2中所公開(kāi)的，
或者可以是包括一個(gè)或多個(gè)凹鏡的反折射光學(xué)系統(tǒng)，例如在申請(qǐng)人的
申請(qǐng)W02005/098506或者US2005/0190435A1中所公開(kāi)的，這些申請(qǐng)的
公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本申請(qǐng)中。
涂有光致抗蝕劑層的用作光敏襯底的晶片W被布置為使得平面的
襯底表面SS和涂在該襯底表面上的光致抗蝕劑層與投影物鏡P0的平
面的像面IS基本上重合。晶片由裝置WS(晶片載物臺(tái))固定，該裝置
WS包括掃描儀驅(qū)動(dòng)器，用于對(duì)于掃描操作，在相反的方向上與掩模M
同步并且與該掩模平行地移動(dòng)該晶片。為了在平行于該投影物鏡的光
軸的z方向上和與該軸成直角并且彼此成直角的x和y方向上移動(dòng)該
晶片，該晶片載物臺(tái)還包括操縱器。集成了傾斜裝置，該傾斜裝置具 有至少一個(gè)與該投影物鏡的光軸成直角的傾斜軸?？梢蕴峁┯糜诓僮?br> 的額外的自由度。
用于固定該晶片W的裝置WS被設(shè)計(jì)為允許浸潤(rùn)光刻。該裝置WS 可以包括平的不透液體的固定結(jié)構(gòu)，該固定結(jié)構(gòu)在面向投影物鏡的頂 端是敞開(kāi)的，并且該固定結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為合適的尺寸以容納浸液IL，使 得當(dāng)該浸液被引入該固定結(jié)構(gòu)時(shí)，該浸液至少在待膝光的區(qū)域中完全 覆蓋村底表面SS，而且使得投影物鏡PO的出口表面能夠浸沒(méi)在該浸液 中，以致該投影物鏡的出口表面和襯底表面之間的整個(gè)工作間距都充 滿了該浸液。整個(gè)曝光系統(tǒng)由中央處理器CPU控制。
該投影啄光系統(tǒng)安裝有波長(zhǎng)改變系統(tǒng)WVS，該波長(zhǎng)改變系統(tǒng)WVS 被配置來(lái)改變由激光源LS發(fā)射的初級(jí)輻射PR的中心波長(zhǎng)入，使其在 最大波長(zhǎng)變化范圍A入>0. 15nm的范圍內(nèi)變化，例如在大約193， 27nm 和193. 46nm之間變化。該光源包括激光諧振器和與該激光諧振器協(xié)同 工作的波長(zhǎng)調(diào)節(jié)元件WA。該波長(zhǎng)調(diào)節(jié)元件例如可以包括光柵，借助該 光柵將離開(kāi)激光器的輻射的帶寬變窄。通過(guò)改變?cè)摴鈻畔鄬?duì)于該諧振 器的傾角，該發(fā)射的中心波長(zhǎng)入能夠在該激光諧振器的固有波長(zhǎng)帶的 范圍內(nèi)變化。該可傾斜的光柵被連接到驅(qū)動(dòng)器(未示出)，該驅(qū)動(dòng)器 被集成到中央處理器CPU中的波長(zhǎng)改變控制單元控制。還可以使用其它可變地調(diào)節(jié)所發(fā)射的激光波長(zhǎng)的裝置。提供密封結(jié)構(gòu)E，以允許該照明系統(tǒng)的出口端和投影物鏡的入口端 之間的間距以基本上氣密的方式被密封。為此目的，該密封結(jié)構(gòu)采取 這樣的容器的形式，該容器具有照明側(cè)的開(kāi)口，該開(kāi)口適配為密封地咬合該照明系統(tǒng)的出口側(cè)的端口的外部，并且在該容器的另一端具有 另一個(gè)開(kāi)口，該另一個(gè)開(kāi)口密封地容納投影物鏡的入口側(cè)的端口。該密封結(jié)構(gòu)E被設(shè)計(jì)合適的尺寸，以致標(biāo)線載物臺(tái)RS的所有可移動(dòng)的機(jī) 構(gòu)部件能夠被包括在該密封結(jié)構(gòu)中，從而只需將電力線引導(dǎo)通過(guò)該密 封結(jié)構(gòu)的壁。用來(lái)響應(yīng)于在該密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部檢測(cè)到的氧的量而發(fā)射電 傳感器信號(hào)的氣體傳感器SENS,被安裝在該密封結(jié)構(gòu)內(nèi)或者在其壁上 并電連接到中央處理器CPU。中央處理器的選擇的部分被配置成響應(yīng)于 由氣體傳感器SENS提供的傳感器信號(hào)而產(chǎn)生對(duì)光源LS的切斷信號(hào)， 該傳感器信號(hào)表明該密封結(jié)構(gòu)E內(nèi)的氧分壓超過(guò)了臨界閾值。該投影物鏡P0具有可變孔徑光闌AS,該可變孔徑光闌AS布置在 該投影物鏡的光瞳表面或者接近該投影物鏡的光瞳表面。提供孔徑光 闌操縱器ASM以調(diào)節(jié)該孔徑光闌的有效直徑(或者確定所使用的NA 值)，并且該孔徑光闌操縱器還允許通過(guò)橫向位移運(yùn)動(dòng)和/或傾斜來(lái)移 動(dòng)該孔徑光闌相對(duì)于該光軸的位置，借此能夠調(diào)節(jié)圖像側(cè)的遠(yuǎn)心度條 件。該孔徑光闌操縱器ASM電連接到中央處理器。連接到照明系統(tǒng)ILL 的遠(yuǎn)心度操縱器TM也連接到該中央處理器，并且允許通過(guò)該照明系統(tǒng) 的所選擇的光學(xué)元件彼此相對(duì)地移動(dòng)和/或傾斜來(lái)調(diào)節(jié)入射到掩模M上 的照明輻射的遠(yuǎn)心度。供氣系統(tǒng)GSUP通過(guò)氣體管線GL被連接到引導(dǎo)系統(tǒng)GS、照明系統(tǒng) ILL、密封結(jié)構(gòu)E和投影物鏡P0的內(nèi)部。在該實(shí)施例中，該供氣系統(tǒng) 被配置成連續(xù)地使用基本上不含氧的氣體，例如氮或者氬來(lái)凈化所有 提到的該光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的空間。可以在其它實(shí)施例中提供多于一個(gè)的供 氣系統(tǒng)，以允許饋送不同的凈化氣體給該輻射所經(jīng)過(guò)的光學(xué)路徑的不 同部分。由于在工作于大約193nm波長(zhǎng)的投影曝光系統(tǒng)的光學(xué)路徑中存在 氧而產(chǎn)生的一些問(wèn)題將結(jié)合圖2和圖3加以解釋。圖2示出在300K時(shí) 02的吸收^黃截面a [cm2] — 193. Onm和193. 6nm之間的真空波長(zhǎng)入[nm] 的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(來(lái)自K. Yoshino， D. E. Freeman等，"HighResolution Absorption Cross Section Measurements and Band Oscillator Strengths of the (1，0)-(12，0) Schumann-Runge Bands of 02" ， Planet Space Sci. 31 (1983) , No. 3， 339-353)。在該波長(zhǎng)間 隔中，對(duì)于02的吸收橫截面存在三個(gè)局部最大值Ml、 M2、和M3(所謂 的Schumann-Runge帶)?？梢灶A(yù)期，ArF激光器的最大激光效率(受激 光器功率的全局最大值和較小的02吸收值影響)在波長(zhǎng) A0=193. 368mn(對(duì)應(yīng)于a=3. 01x10 "cm2或者k=8. 1x10 4cm 4atm—1 )處獲 得。從圖2中明顯看出在局部吸收最大值M2和M3附近處的橫截面 值明顯地大于更低A側(cè)和更高入側(cè)的橫截面值。例如，在該局部吸收 最大值M2處的吸收橫截面大約是在更低入側(cè)大約193. 29nm處的吸收 橫截面的50倍(這里k 3. 2x10 2cm 4atm ')?，F(xiàn)在考慮由氧引起的吸收ABS，其能夠由吸收系數(shù)k根據(jù)下式導(dǎo)出ABS-1-(1/1。) =e kL，其中U/I。)是透射T， L代表出現(xiàn)吸收的光線路徑的幾何長(zhǎng)度。 假定是使用理想氣體方程的理想氣體條件，該吸收系數(shù)k能夠使用吸 收橫截面cj計(jì)算k= a n,其中n=pn*P/RT，其中n等于氣體物的密度[cm1] ， 11*等于該氣體 物在空氣中的比重，P等于壓力[巴]，T等于環(huán)境溫度["C]+273. 16， R 等于通用氣體常數(shù)，M等于量綱的轉(zhuǎn)換常數(shù)。因此，圖2所示的該吸 收橫截面a ("的條件直接轉(zhuǎn)換為(依賴于波長(zhǎng)的)吸收系數(shù)k( O的 條件，其中溫度與壓力是常數(shù)?，F(xiàn)在考慮傳統(tǒng)的投影曝光系統(tǒng)，被輻射穿過(guò)的充有氣體的空間的 至少一部分充有通常包含大約20%氧氣的空氣。為了避免由吸收導(dǎo)致的 性能損失，期望選擇系統(tǒng)的中心波長(zhǎng)入使得由氧的吸收被大部分避免。 因此，可以使用接近于入。的中心波長(zhǎng)入。如果期望中心波長(zhǎng)變化，例 如以補(bǔ)償由氣壓變化所導(dǎo)致的像差，波長(zhǎng)變化范圍A入仍將僅僅包括 這樣的波長(zhǎng)，在該波長(zhǎng)處吸收水平比較低，例如在大約193. 4nm附近 的寬的局部最小值內(nèi)的值。指出了可能的波長(zhǎng)變化范圍A入。，其大約 從入M,產(chǎn)193. 33nm延伸到AMAX-193. 45n邁。在該范圍內(nèi)，由氧氣所導(dǎo)致 的吸收值的變化不大于三倍。而在該區(qū)域內(nèi)可能的絕對(duì)范圍△入16=0. 12nm對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)足以來(lái)解決由于環(huán)境壓力變化等等所導(dǎo)致 的像差變化，更大的A A絕對(duì)值是可取的。在圖l的膝光系統(tǒng)中，通過(guò)將基本上不含氧的氣體引入光源LS和 待曝光的襯底W之間的所有充有氣體的空間中，由輻射穿過(guò)的整個(gè)光 學(xué)路徑被保持為基本上不含氧。雖然氧濃度從大約20%降低到大約10% 對(duì)于 一 些情況來(lái)說(shuō)是足夠的，但是實(shí)際獲得的降低使得在充有氣體的 空間中仍存在小于1%的氧氣，由此氧氣的吸收效果被大大的降低了。 在這些條件下中心波長(zhǎng)入可以移動(dòng)到與特定吸收的較高值(分別由吸 收系數(shù)k(A)或者吸收橫截面cr ( O表示)相對(duì)應(yīng)的值。在圖2中示意性地指出三個(gè)示例性的可用的波長(zhǎng)變化范圍△入i、 A入2和A人3。在△入，情況下，該波長(zhǎng)變化范圍LS的最小值人訓(xùn)低于大約193. 23nm的 下波長(zhǎng)吸收帶M2，，并且包括在193. 29nm處的局部吸收最大值。因?yàn)?△ M的最大波長(zhǎng)值A(chǔ),是193.45nm，所以獲得的絕對(duì)值A(chǔ)入產(chǎn)O. 19n邁。 如第二波長(zhǎng)變化范圍A入2所指示的那樣，最大波長(zhǎng)值入隨可以延伸到 超過(guò)上吸收最大值M3的值，以致例如入ma尸193. 52。如有需要，波長(zhǎng)變 化范圍A人3可以包括在入。兩側(cè)的兩個(gè)局部吸收最大值M2、 M3。通常， 希望波長(zhǎng)變化范圍盡可能的寬，因?yàn)閷挼牟ㄩL(zhǎng)變化范圍允許容忍更大 的折射率變化值，該折射率變化例如是由于氣壓變化或者光學(xué)材料的 變化所導(dǎo)致的。在192.2nm和193. 5nm之間的波長(zhǎng)變化范圍(△入 =0. 3nm)可能是有用的?？梢垣@得更寬的波長(zhǎng)變化范圍，例如在193. Onm 和193. 6nm之間(△入=0. 6nm)。以相對(duì)于光軸的不同的光線角穿過(guò)該曝光系統(tǒng)的不同的光線在到 達(dá)像面的途中通常將遭受不同的絕對(duì)吸收ABS，由此可能對(duì)諸如遠(yuǎn)心度 的成像特征產(chǎn)生負(fù)面影響?，F(xiàn)在結(jié)合圖3給出一些估計(jì)，圖3示出該 照明系統(tǒng)ILL的出口端和投影物鏡PO的入口端之間的幾何空間，其中 布置帶有圖案PAT的掩模M，該圖案PAT被設(shè)置在投影物鏡PO的物鏡 表面0S上。從照明系統(tǒng)行進(jìn)到投影物鏡的輻射由基本上沿投影物鏡的 光軸AX行進(jìn)的中心光線CR和朝投影物鏡的孔徑光闌AS的邊緣行進(jìn)的 邊緣光線MR表示。包括在邊緣光線和光軸之間的角度ct由投影物鏡的 圖像側(cè)的數(shù)值孔徑和投影物鏡的縮減比例確定。在具有NA-l. 35和4: 1 的縮減比例的浸沒(méi)系統(tǒng)的示例性情況中，當(dāng)掩模周圍空間充有空氣 (n-l)時(shí)，物體側(cè)的數(shù)值孔徑(對(duì)應(yīng)sinoc)是0. 3375。在這些幾何條件線之間的幾何路徑長(zhǎng)度的差異在該充有氣體的空間內(nèi)大約為6%。顯然，NA值越小，該差異越小，例如在NA-0.93、 縮減比例相同時(shí)該差異約為3%。進(jìn)一步考慮由于彎曲的透鏡表面所造 成的幾何效應(yīng)(與中心光線相比，提高了邊緣光線的橫向空間)，在此 處所考慮類型的典型的大孔徑投影物鏡中，中心光線和邊緣光線之間 的幾何路徑差約為10%?，F(xiàn)在考慮照明系統(tǒng)和投影物鏡之間的空間的典型尺寸，其典型地 約為10毫米或更多，例如至少20mm，至少40mm，至少60mm，至少80mm 或者至少100mm。如果中心波長(zhǎng)入對(duì)應(yīng)于吸收曲線中的局部最小值(見(jiàn) 圖2)，那么該區(qū)域中的吸收的代表值可以是ABS=0. 15%?？紤]上述的 幾何路徑差，當(dāng)考慮最低吸收(低k值或者低cr值)時(shí)，中心光線和邊 緣光線之間的典型吸收變化應(yīng)該約為0.015%。然而，如果該中心波長(zhǎng) 入被選擇為使得充有氣體的空間中的對(duì)應(yīng)吸收對(duì)應(yīng)于局部最大值，例 如圖2中的M2，那么吸收的效果可能高50倍，這導(dǎo)致中心光線和邊緣 光線之間的吸收差異約為0. 75%。另一個(gè)數(shù)值示例是具有圖像側(cè)的數(shù)值孔徑NA-l. 35和4: 1的縮減 比例的投影物鏡，其中照明系統(tǒng)的出口表面和該投影物鏡的入口表面 之間的間距是90mra。在那種情況下，在以最大NA行進(jìn)的最長(zhǎng)光線和平 行于光軸行進(jìn)的最短光線之間的幾何路徑差PD是 PT-90mm(l/V(卜(1 35/4)2)-l) =5. 4咖。才艮據(jù)該一般化的幾何關(guān)系，這對(duì) 應(yīng)于這樣一種光瞳變跡，該光瞳變跡基本上獨(dú)立于場(chǎng)并且具有與各自 的充有氣體的空間中的氣體吸收相對(duì)應(yīng)的幅度。在這些條件下，在投 影物鏡的出射光瞳中的強(qiáng)度分布的典型變化約為0. 01%，在多數(shù)情況下 這是可以接受的。明顯大于該差異的差異，例如高出IO倍或者IOO倍的變化(即大 于0. 1%或者大于1%)通常不能被忽略，這是因?yàn)樵谠撏队拔镧R的出射 光瞳表面內(nèi)(孔徑光闌位于此處)的輻射的對(duì)應(yīng)強(qiáng)度分布將變得不均 勻，其中相比于接近于光軸穿過(guò)該系統(tǒng)的光線，在以較長(zhǎng)幾何光線路 徑通過(guò)充有氣體的空間的光線所經(jīng)過(guò)的區(qū)域內(nèi)具有更低的強(qiáng)度。由吸 收導(dǎo)致的出射光瞳中的強(qiáng)度變化典型地轉(zhuǎn)變?yōu)橛晌諏?dǎo)致的投影物鏡 的出口處的遠(yuǎn)心度誤差，這是因?yàn)檫h(yuǎn)心度誤差可以被認(rèn)為是中心光線 (或者主光線)的圖像側(cè)的傾角，理想情況下該中心光線在圖像側(cè)遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)的像面處平行于光軸行進(jìn)。換句話說(shuō)引起不同光線不同地穿過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的吸收通常將移動(dòng)從投影物鏡射出的輻射的能量中心，從而導(dǎo)致遠(yuǎn)心度誤差。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)從該系統(tǒng)中任何充有氣體的空間中移除 了具有強(qiáng)烈吸收性的氧氣而基本上避免了由吸收導(dǎo)致的遠(yuǎn)心度誤差。 如上所解釋的，這能夠通過(guò)用氮或者其它在期望的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有低 的吸收或者不吸收的氣體來(lái)凈化輻射所使用的整個(gè)路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。依賴 于涉及遠(yuǎn)心度誤差的技術(shù)要求，在一些空間中可以容許少量的吸收物， 特別是在小尺寸的空間中，使得在該區(qū)域中不存在顯著的吸收。例如，僅僅凈化那些軸向延伸達(dá)到多于某個(gè)給定值例如lmm或者2mm的空間 可能就足夠了。因?yàn)?，在該?shí)施例中掩模周圍的空間是輻射所穿過(guò)的 最大的開(kāi)放空間，從該區(qū)域移除氧氣(及其他吸收物，例如水和臭氧) 是特別有效的。無(wú)論如何，吸收的消極效果能夠被基本上消除到這樣 的程度，即依賴于技術(shù)要求任何剩余的吸收都是可接受的。通過(guò)從光路中移除吸收物，特別是氧氣，圖1中的曝光系統(tǒng)允許 由波長(zhǎng)改變系統(tǒng)WVS進(jìn)行中心波長(zhǎng)入的大的改變。如果改變了中心波 長(zhǎng)入，例如為了調(diào)節(jié)投影物鏡的成像性能以適應(yīng)大氣壓力和/或溫度的 改變，則該系統(tǒng)內(nèi)的光線路徑也被改變。這典型地導(dǎo)致該光學(xué)系統(tǒng)偏 離了為最初設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)所優(yōu)化的光學(xué)性能。具體地，所需要的照明系 統(tǒng)的遠(yuǎn)心度可能變差。在該實(shí)施例中，這通過(guò)響應(yīng)于中心波長(zhǎng)的變化 而調(diào)節(jié)照明輻射的遠(yuǎn)心度以使得遠(yuǎn)心度誤差不超過(guò)所選擇的遠(yuǎn)心度誤 差閾值來(lái)得到補(bǔ)償。為此目的，為了調(diào)節(jié)遠(yuǎn)心度，照明系統(tǒng)的光學(xué)部件 可以通過(guò)遠(yuǎn)心度操縱裝置TM相對(duì)彼此地移動(dòng)和/或者傾斜。在由申請(qǐng) 人于2004年12月13日提交的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)60/634， 993中公開(kāi)了 用于調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的遠(yuǎn)心度的適當(dāng)?shù)难b置和方法，該公開(kāi)通過(guò)引用并 入此處?？商鎿Q地，或者附加地，在光瞳表面可以使用至少一個(gè)灰色 濾光片以補(bǔ)償剩余強(qiáng)度的不均勻性。該灰色濾光片的局部(空間)透 射分布應(yīng)該是可變的，和/或該灰色濾光片應(yīng)該與交換裝置相關(guān)聯(lián)，以中移除。在許多實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例也許不需要灰色濾光片或者 類似裝置。已經(jīng)以例子的方式給出了對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的上述描述。根據(jù)該給出的公開(kāi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不僅將理解本發(fā)明及其相伴的優(yōu)勢(shì)，而且還 將發(fā)現(xiàn)對(duì)所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)和方法的各種明顯的改變和修改。因此申請(qǐng)人 尋求涵蓋所有這樣的改變和修改及其等價(jià)物，其均落入由所附權(quán)利要 求規(guī)定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種投影曝光方法，包括產(chǎn)生具有中心波長(zhǎng)λ的初級(jí)輻射；引導(dǎo)該初級(jí)輻射沿著照明路徑通過(guò)照明系統(tǒng)，以產(chǎn)生入射在帶有圖案的掩模上的照明場(chǎng)中的照明輻射；使用投影輻射沿著投影路徑將該圖案的圖像通過(guò)投影物鏡投影在輻射敏感襯底上的像場(chǎng)上；在波長(zhǎng)的變化范圍Δλ內(nèi)改變中心波長(zhǎng)，該波長(zhǎng)變化范圍Δλ具有下限λMIN≤λ和上限λMAX≥λ；其中在該波長(zhǎng)變化范圍內(nèi)，至少一個(gè)氣體吸收物的特定吸收系數(shù)K(λ)在最小吸收系數(shù)kMIN和最大吸收系數(shù)kMAX之間變化，使得吸收比(kMAX/kMIN)超過(guò)10，該至少一個(gè)氣體吸收物從包含氧氣(O2)、臭氧(O3)和水汽(H2O)的組中選擇，并且存在于沿著照明路徑和投影路徑中的至少一個(gè)的至少一個(gè)充有氣體的空間中；控制所述充有氣體的空間內(nèi)的吸收物的濃度，使得所述吸收物對(duì)沿著不同的光線路徑朝像場(chǎng)行進(jìn)的所有光線所造成的總的吸收變化被保持在預(yù)定吸收變化閾值之下。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述吸收變化閾值是0. 1%或者更小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的方法，其中對(duì)于波長(zhǎng)變化范圍的 絕對(duì)值A(chǔ) 入訓(xùn)，滿足A入>0. 15nm的條件。
4. 根據(jù)在前權(quán)利要求之一的權(quán)利要求所述的方法，其中入 MIN<193. 30nm和/或其中入隨>193. 50nm。
5. 根據(jù)在前權(quán)利要求之一所述的方法，其中193nm<XMIN<l93. 30nm 和193. 50mn<入MAx〈194nm。
6. 根據(jù)在前權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述吸收物是氧氣。
7. 根據(jù)在前權(quán)利要求之一所述的方法，其中氧濃度c。x在所述照明 系統(tǒng)的出口表面和所述投影物鏡的入口表面之間的充有氣體的空間中 被維持為",10%的值，其中優(yōu)選地氧濃度c。,在每個(gè)充有氣體的空間中 被維持為c。,l(W的值。
8. 根據(jù)在前權(quán)利要求之一所述的方法，其特征為 響應(yīng)于所述中心波長(zhǎng)的變化來(lái)調(diào)節(jié)所述照明輻射的遠(yuǎn)心度，以獲得低于預(yù)定的照明輻射遠(yuǎn)心度誤差閾值的遠(yuǎn)心度誤差，和/或以獲得低 于預(yù)定的投影輻射遠(yuǎn)心度誤差閣值的遠(yuǎn)心度誤差。
9. 根據(jù)在前權(quán)利要求之一所述的方法，其特征為 響應(yīng)于所述中心波長(zhǎng)的變化來(lái)調(diào)節(jié)所述投影物鏡的出射光瞳中的空間強(qiáng)度分布，以獲得低于預(yù)定的輻射強(qiáng)度分布誤差閾值的強(qiáng)度分布 變化誤差，其中優(yōu)選地所述強(qiáng)度分布變化誤差低于1%，更優(yōu)選地低于 0.1%。.
10. 根據(jù)在前權(quán)利要求之一所述的方法，其特征為 測(cè)量至少一個(gè)充有氣體的空間中的吸收物的濃度以產(chǎn)生濃度信號(hào)；響應(yīng)于所述濃度信號(hào)控制所述初級(jí)輻射的發(fā)射，其中優(yōu)選地，控 制所述發(fā)射包括如果所述濃度信號(hào)表明所述吸收物的濃度超過(guò)所述 充有氣體的空間中的預(yù)定濃度閾值則切斷初級(jí)輻射的發(fā)射。
11. 根據(jù)在前權(quán)利要求之一的權(quán)利要求所述的方法，其特征為 密封鄰近所述掩模的充有氣體的空間，以形成密封的充有氣體的空間，所述密封的充有氣體的空間對(duì)與所述掩模相互作用的輻射來(lái)說(shuō) 是透明的；從所述密封的空間中移除吸收物，使得所述吸收物的濃度低于臨 界濃度，其中優(yōu)選地，移除吸收物包括通過(guò)將所述吸收物的濃度有效氣體的^間，其中優(yōu)選地所述凈化氣體以相對(duì)于包圍所述密封的空間 的環(huán)境中的氣體壓力來(lái)說(shuō)的過(guò)壓力而保持在所述密封的空間內(nèi)。
12. 根據(jù)在前權(quán)利要求之一所述的方法，其特征為 用折射率基本上大于l的浸液填充所述投影物鏡的出口表面和所述襯底的入口表面之間的空間。
13. —種投影膝光裝置，包括產(chǎn)生具有中心波長(zhǎng)入在193nm和194nm之間的初級(jí)輻射的光源；引導(dǎo)所述初級(jí)輻射沿著照明路徑以產(chǎn)生入射在帶有圖案的掩模上 的照明輻射的照明系統(tǒng)；使用沿著投影路徑引導(dǎo)的投影輻射將所述圖案的圖像投影在輻射 敏感襯底上的投影物鏡；在波長(zhǎng)變化范圍A X內(nèi)改變中心波長(zhǎng)的波長(zhǎng)改變系統(tǒng)，所述波長(zhǎng)變化范圍A入具有下限入MIN《入和上限入MAX^入；其中在所述波長(zhǎng)的變化范圍內(nèi)，至少一個(gè)氣體吸收物的特定吸收 系數(shù)K ( A )在最小吸收系數(shù)k,和最大吸收系數(shù)k隨之間變化，以致 吸收比(k^/U超過(guò)10，所述至少一個(gè)氣體吸收物從包含氧氣(02)、 臭氧(03)和水汽(H20)的組中選擇，并且存在于沿著所述照明路徑和所 述投影路徑中的至少一個(gè)的至少一個(gè)充有氣體的空間中；吸收控制系統(tǒng)，所述吸收控制系統(tǒng)控制所述充有氣體的空間內(nèi)的 吸收物的濃度，使得所述吸收物對(duì)沿著不同的光線路徑朝像場(chǎng)行進(jìn)的 所有光線所造成的總的吸收變化被保持在預(yù)定吸收變化閾值之下。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的投影曝光裝置，其中所述吸收控制系 統(tǒng)包括密封結(jié)構(gòu)，所述密封結(jié)構(gòu)被配置成密封鄰近所述掩模的充有氣 體的空間以形成密封的充有氣體的空間，所述密封的充有氣體的空間 對(duì)與所述掩模相互作用的輻射來(lái)說(shuō)是透明的；和被配置成從所述密封的空間中移除吸收物以使所述吸收物的濃度 低于臨界濃度的系統(tǒng)，其中優(yōu)選地，被配置成移除吸收物的所述系統(tǒng) 包括供氣系統(tǒng)，該供氣系統(tǒng)被配置為通過(guò)將所述吸收物的濃度有效降 低到臨界濃度之下的凈化氣體引入充有氣體的空間來(lái)凈化所述充有氣 體的空間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或者權(quán)利要求14所述的投影曝光裝置，其特 征為被配置成用具有折射率基本上大于1的浸液填充所述投影物鏡的 出口表面和所述襯底的入口表面之間的空間的結(jié)構(gòu)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13到權(quán)利要求15之一所述的投影爆光裝置，其特征為遠(yuǎn)心度操縱器，所述遠(yuǎn)心度操縱器被配置成響應(yīng)于所述中心波長(zhǎng) 的變化來(lái)調(diào)節(jié)所述照明輻射的遠(yuǎn)心度，以獲得低于預(yù)定的照明輻射遠(yuǎn) 心度誤差閾值的遠(yuǎn)心度誤差，和/或以獲得低于預(yù)定的投影輻射遠(yuǎn)心度 誤差閾值的遠(yuǎn)心度誤差。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13到權(quán)利要求16之一所述的投影曝光裝置，其特征為測(cè)量系統(tǒng)，所述測(cè)量系統(tǒng)被配置成測(cè)量至少 一 個(gè)充有氣體的空間中的吸收物的濃度以產(chǎn)生濃度信號(hào)；控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)被配置成響應(yīng)于所述濃度信號(hào)，控制所 述初級(jí)輻射的發(fā)射。
18. —種投影膝光裝置，包括 產(chǎn)生具有中心波長(zhǎng)入〈200nm的初級(jí)輻射的光源； 引導(dǎo)所述初級(jí)輻射沿著照明路徑以產(chǎn)生入射在帶有圖案的掩模上的照明輻射的照明系統(tǒng)；使用沿著投影路徑引導(dǎo)的投影輻射將所述圖案的圖像投影在輻射 敏感襯底上的投影物鏡；波長(zhǎng)改變系統(tǒng)，所述波長(zhǎng)改變系統(tǒng)被配置成在波長(zhǎng)變化范圍內(nèi)改 變中心波長(zhǎng)，所述波長(zhǎng)變化范圍具有下限入國(guó)《入和上限人，> A ，其 中對(duì)于所述波長(zhǎng)變化范圍的絕對(duì)值A(chǔ)入=入隨-入訓(xùn)，滿足A A >0. 15nm 的條件。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的投影曝光裝置，其中波長(zhǎng)變化范圍包 括在192. 2nm和193. 5nm之間的波長(zhǎng)范圍，和/或其中所述光源是ArF 準(zhǔn)分子激光器，和/或其中193nm< X MIN<193. 30nm和193. 50nm<入 MAX<194nm。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或者權(quán)利要求19所述的投影曝光裝置，其特 征為吸收控制系統(tǒng)，所述吸收控制系統(tǒng)用于控制至少 一個(gè)氣體吸收物 的濃度，使得所述吸收物對(duì)沿著不同的光線路徑朝像場(chǎng)行進(jìn)的所有光 線所造成的總的吸收變化被保持在低于預(yù)定吸收變化閾值，所述至少 一個(gè)氣體吸收物從包含氧氣(02)、臭氧(03)和水汽(H20)的組中選擇， 并且存在于沿著所述照明路徑和所述投影路徑中的至少一個(gè)的至少一 個(gè)充有氣體的空間中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的投影啄光裝置，其中所述吸收控制系 統(tǒng)包括密封結(jié)構(gòu)，所述密封結(jié)構(gòu)被配置成密封鄰近所述掩模的充有氣 體的空間以形成密封的充有氣體的空間，所述密封的充有氣體的空間 對(duì)與所述掩模相互作用的輻射來(lái)說(shuō)是透明的；和被配置成從所述密封的空間中移除吸收物以使所述吸收物的濃度 低于臨界濃度的系統(tǒng)，其中優(yōu)選地，被配置成移除吸收物的所述系統(tǒng) 包括供氣系統(tǒng)，該供氣系統(tǒng)通過(guò)將所述吸收物的濃度有效降低到臨界 濃度之下的凈化氣體引入充有氣體的空間來(lái)凈化所述充有氣體的空間。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18到權(quán)利要求21之一所述的投影曝光裝置，其 特征為被配置成用具有折射率基本上大于1的浸液填充所述投影物鏡的 出口表面和所述村底的入口表面之間的空間的結(jié)構(gòu)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18到權(quán)利要求22之一所述的投影曝光裝置，其 特征為遠(yuǎn)心度操縱器，所述遠(yuǎn)心度操縱器被配置成響應(yīng)于所述中心波長(zhǎng) 的變化來(lái)調(diào)節(jié)所述照明輻射的遠(yuǎn)心度，以獲得低于預(yù)定的照明輻射遠(yuǎn) 心度誤差閾值的遠(yuǎn)心度誤差，和/或以獲得低于預(yù)定的投影輻射遠(yuǎn)心度 誤差閾值的遠(yuǎn)心度誤差。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18到權(quán)利要求23之一所述的投影曝光裝置，其 特征為測(cè)量系統(tǒng)，所述測(cè)量系統(tǒng)被配置成測(cè)量至少 一個(gè)充有氣體的空間 中的吸收物的濃度以產(chǎn)生濃度信號(hào)；控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)被配置成響應(yīng)于所述濃度信號(hào)，控制所 述初級(jí)輻射的發(fā)射。
全文摘要
在一種投影曝光的方法中，具有中心波長(zhǎng)λ的初級(jí)輻射被產(chǎn)生并且被引導(dǎo)沿照明路徑通過(guò)照明系統(tǒng)并且沿投影路徑通過(guò)投影系統(tǒng)。該中心波長(zhǎng)在波長(zhǎng)的變化范圍Δλ內(nèi)變化，該波長(zhǎng)變化范圍Δλ具有下限λ_MIN≤λ和上限λ_MAX＞λ。至少一個(gè)氣體吸收物的特定吸收系數(shù)k(λ)在最小吸收系數(shù)k_MIN和最大吸收系數(shù)k_MAX之間變化，以致吸收比(k_MAX/k_MIN)超過(guò)10，該至少一個(gè)氣體吸收物從包含氧氣(O₂)，臭氧(O₃)和水汽(H₂O)的組中選擇，而且存在于沿著照明路徑和投影路徑的至少一個(gè)的至少一個(gè)充有氣體的空間中。該充有氣體的空間內(nèi)的吸收物的濃度被控制為使得該吸收物對(duì)所有沿著不同的光線路徑朝像場(chǎng)行進(jìn)的光線所造成的總的吸收變化被保持在預(yù)定吸收變化閾值之下。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101517491SQ200780035496
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日
發(fā)明者J·卡勒, T·格魯納 申請(qǐng)人:卡爾蔡司Smt股份公司