发明名称 微影蚀刻装置及元件之制造方法及由其制造之元件
摘要 本发明揭露用于改善一电子束微影蚀刻装置内生产量之多种选项,一滑动透镜系移动同步于电子束之扫描运动。
申请公布号 TW539926 申请公布日期 2003.07.01
申请号 TW090122620 申请日期 2001.09.12
申请人 电子石版印刷公司;艾基尔系统管理人公司 发明人 彼得 威廉 赫曼 杜杰格;彼得 库尔特;阿诺 詹 布里克;卡瑞 迪德瑞克 凡德梅斯
分类号 G03F7/20 主分类号 G03F7/20
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种微影蚀刻投影装置,包含:一辐射系统,用于提供一辐射之投影束;一支承结构,用于支承图样化装置,图样化装置用于依一要求图样以图样化投影束;一基板平台,用于固定一基板;一投影系统,用于将图样化之束投影至基板之一目标部上,其特征在:该辐射系统及该投影系统之至少一者包含一滑动光电元件,供产生一电磁场以作用于该投影束上,使该电磁场之光学轴线系在垂直于该轴线之至少一方向中移位,且同步于该扫描运动。2.如申请专利范围第1项之装置,其中该光电元件包含以下之一或多者:一透镜、一偏向器或一标记器。3.如申请专利范围第1项之装置,其中该光电元件包含一磁性透镜,系由一大致平行于该轴线之磁场与一大致垂直于该轴线之四极式磁场之总合而构成。4.如申请专利范围第3项之装置,其中大致平行于该轴线之该磁场系固定式,而该四极式磁场系随着该扫描运动同步地移位。5.如申请专利范围第4项之装置,其中该光电元件包含一对缝隙线圈,缝隙线圈备有轭部可供产生大致平行于该轴线之该磁场,及一可选择性线圈阵列,系在供投影束扫描通过之空间任一侧处配置成对,以产生该四极式场,该对缝隙线圈系静态式,部分该可选择性线圈系以一、二、三或多对群组方式做选择性通电,以利移位该电磁透镜之轴线。6.如申请专利范围第5项之装置,其中各群组包含一、二或三对线圈之该可选择性线圈之二群组系同时通电,以形成一场且具有一轴线于二对线圈间之一位置。7.如申请专利范围第1项之装置,其中该光电元件包含二线可选择性线圈,系配置于供该投影束扫描通过之空间之相对立侧上,且具有导体可在一垂直于该投影束传播方向之平面中产生磁场,该线圈系选择性通电,以在该空间内之一任意位置构成一偏向器或一多极式磁场。8.如申请专利范围第5.6或7项之装置,其中该可选择性线圈各包含第一及第二部分,系在一平行于该投影束传播方向之方向中间隔,该第一及第二部分系分开通电。9.如申请专利范围第1至4项任一项之装置,其中该光电元件系随着该扫描运动同步地实体式移位。10.如申请专利范围第1至4项任一项之装置,其中该光电元件系随着该扫描运动同步地电子式移位。11.如申请专利范围第1至4项任一项之装置,其中该投影系统包含做为透镜功能之二滑动式光电元件。12.如申请专利范围第11项之装置,其中该二滑动式光电元件系配置一在束相交点之前及一在之后。13.如申请专利范围第1至4项任一项之装置,其中该滑动式光电元件系配置以沿着一大致垂直于该投影系统轴线之线性路径移位该光学轴线。14.如申请专利范围第1至4项任一项之装置,其中该滑动式光电元件系配置以沿着一大致拱形路径移位该光学轴线。15.如申请专利范围第14项之装置,进一步包含其他电磁铁设于该滑动式光电元件之前及之后,以令该投影束偏向。16.如申请专利范围第1至4项任一项之装置,其中该辐射系统适可产生复数投影束,系在该投影系统内分隔及藉此同时扫描。17.如申请专利范围第16项之装置,其中该投影系统包含复数大致平行之长孔,一或多该投影束即沿着各长孔扫描。18.一种微影蚀刻投影装置,供将光罩内之一光罩图样成像至一基板上,该装置包含:一照明系统,系建构及配置以提供一带电粒子之投影束;一第一物件平台,备有一第一物件固定座以固定一光罩;一第二物件平台,备有一第二物件固定座以固定一基板;及一投影系统,系建构及配置以将光罩之一投射部分成像于基板之一目标部上;其特征在具有:装置,供产生一磁场于该带电粒子束之源附近,以施加一角向速度成分于自该源放射出之轴线外带电粒子。19.如申请专利范围第18项之装置,其中该磁场系使施加于该带电粒子之其他速度成分呈比例于相隔于该轴线之距离。20.一种微影蚀刻投影装置,供将光罩内之一光罩图样成像至一基板上,该装置包含:一照明系统,系建构及配置以提供一带电粒子之投影束;一第一物件平台,备有一第一物件固定座以固定一光罩;一第二物件平台,备有一第二物件固定座以固定一基板;及一投影系统,系建构及配置以将光罩之一投射部分成像于基板之一目标部上;其特征在:该投影系统包含至少二多极式透镜。21.如申请专利范围第20项之装置,其中该投影系统系概呈远距中心式。22.如申请专利范围第20或21项之装置,其中该四极式透镜包含一不对称之双重透镜。23.如申请专利范围第20项之装置,其中该投影系统包含六个四极式透镜且构成二个三重透镜。24.如申请专利范围第23项之装置,其中该二个三重透镜系反对称性。25.如申请专利范围第20或21项之装置,其中该四极式透镜系磁性四极式透镜。26.如申请专利范围第20或21项之装置,其中该四极式透镜之至少一者系滑动透镜,供产生一四极式场以同步于该投影束之扫描运动而扫描。27.一种微影蚀刻投影装置,供将光罩内之一光罩图样成像至一基板上,该装置包含:一照明系统,系建构及配置以提供一带电粒子之投影束;一第一物件平台,备有一第一物件固定座以固定一光罩;一第二物件平台,备有一第二物件固定座以固定一基板;及一投影系统,系建构及配置以将光罩之一投射部分成像于基板之一目标部上;其特征在:该投影系统包含一磁场产生器,供产生一磁场于光罩、基板、及自光罩至基板之束路径等之附近,该磁场大致平行于该束路径且自该光罩增大强度至该基板。28.如申请专利范围第27项之装置,其中该磁场系单调地增大强度。29.如申请专利范围第28项之装置,其中该磁场系一单极式磁场。30.如申请专利范围第29项之装置,其中该投影透镜构成一环形曝光场。31.如申请专利范围第27项之装置,其中该磁场系阶段式增大强度。32.如申请专利范围第31项之装置,其中该磁场系以二阶段增大强度。33.如申请专利范围第31或32项之装置,其中该磁场系在阶段增加之间呈固定强度。34.如申请专利范围第31或32项之装置,其中在该基板做为一负透镜之前,最后阶段系增大强度。35.如申请专利范围第31或32项之装置,进一步包含一或多孔止动件于光罩与基板之间,供增加散射对比。36.如申请专利范围第27至32项任一项之装置,进一步包含一第二磁场产生器,供产生一磁场于该带电粒子源附近。37.如申请专利范围第27至32项任一项之装置,其中该磁场系以一因数(1/M)2增加强度,其中M为自光罩至基板之基板上光罩影像之倍率。38.如申请专利范围第37项之装置,其中该磁场系以一16或25之因数增大强度。39.一种微影蚀刻投影装置,供将光罩内之一光罩图样成像至一基板上,该装置包含:一照明系统,系建构及配置以提供一带电粒子之投影束;一第一物件平台,备有一第一物件固定座以固定一光罩;一第二物件平台,备有一第二物件固定座以固定一基板;及一投影系统,系建构及配置以将光罩之一投射部分成像于基板之一目标部上;其特征在:该投影系统包含至少二电磁铁,其中最接近光罩及基板之电磁铁并无极片分别邻近于光罩及基板。40.如申请专利范围第39项之装置,其中最接近光罩及基板之该电磁铁具有锥形之肥粒铁堆叠。41.一种微影蚀刻投影装置,供将光罩内之一光罩图样成像至一基板上,该装置包含:一照明系统,系建构及配置以提供一带电粒子之投影束;一第一物件平台,备有一第一物件固定座以固定一光罩;一第二物件平台,备有一第二物件固定座以固定一基板;及一投影系统,系建构及配置以将光罩之一投射部分成像于基板之一目标部上;其特征在:该投影系统具有一小于350毫米之长度,较佳为小于320毫米。42.一种微影蚀刻投影装置,供将光罩内之一光罩图样成像至一基板上,该装置包含:一照明系统,系建构及配置以提供一带电粒子之投影束;一第一物件平台,备有一第一物件固定座以固定一光罩;一第二物件平台,备有一第二物件固定座以固定一基板;及一投影系统,系建构及配置以将光罩之一投射部分成像于基板之一目标部上;其特征在:该投影系统包含一如同成像透镜功能之电磁铁系统,及一用于改变投影系统内束能量之静电系统。43.如申请专利范围第42项之装置,其中该静电系统包含一第一电场产生器,用于加速该光罩附近之该投影束之带电粒子,及一第二电场产生器,用于减速该基板附近之带电粒子。44.如申请专利范围第42项之装置,其中该投影束系一电子束。45.一种使用一微影蚀刻装置之装置制造方法,包含:一照明系统,系建构及配置以提供一带电粒子之投影束;一第一物件平台,备有一第一物件固定座以固定一光罩;一第二物件平台,备有一第二物件固定座以固定一基板;及一投影系统,系建构及配置以将光罩之一投射部分成像于基板之一目标部上;该方法包含以下步骤:提供一含有一图样之光罩至该第一物件固定座;提供一至少一部分由一层能量敏感性材料覆盖之基板至该第二物件固定座;投射于一部分光罩及将该光罩之投射部分成像至该基板之目标部上,其特征在:该微影蚀刻装置系如申请专利范围第1至44项任一项所示。46.一种装置,系如申请专利范围第45项之方法制成。图式简单说明:图1说明本发明第一实施例之微影蚀刻投影装置;图2系图表,揭示在一习知电子束微影蚀刻装置中做为束电流I函数之生产量T(300mm WPH),及需缝接以印出一整个晶粒之长条数;图3系图表,揭示在一习知电子束微影蚀刻装置中做为束电流I函数之模糊b;图4系图表,揭示曝光场尺寸在容许束电流上之效应;图5系习知电子束微影蚀刻装置之投影系统中之线圈及极片之视图;图6系本发明第一实施例之电子束微影蚀刻装置之投影系统中之线圈及极片之视图;图7系图表,揭示曝光场尺寸在容许束电流上缩短束筒柱之效应;图8系本发明第三实施例之电子束微影蚀刻装置之组合式静电式及电磁式投影系统之视图;图9揭示如何添加磁场以形成一球面磁场之视图;图10系本发明第四实施例之电磁式滑动透镜之侧视截面图;图11系本发明第四实施例之电磁式滑动透镜之顶视图;图12系本发明第四实施例之电磁式滑动透镜之线框图;图13系本发明第四实施例之电磁式滑动透镜之立体图;图14系本发明第四实施例之电磁式滑动透镜在XZ平面中产生之磁场视图;图15系本发明第四实施例之电磁式滑动透镜在YZ平面中产生之磁场视图;图16系由本发明第四实施例之电磁式滑动透镜产生之间隙内之场及场梯度之视图;图17揭示如何添加磁场以形成一圆形透镜磁场之视图;图18.19分别系本发明第四实施例第一变化型式之电磁式滑动透镜侧视及顶视图;图20系第四实施例第二变化型式之滑动透镜侧视图;图21系第四实施例第三变化型式之滑动透镜侧视图;图22揭示四极式之垂直位置如何在第四实施例第三变化型式中变化之视图;图23.24系第四实施例第四变化型式具有线圈通电以构成一滑动偏向器之顶面及截面图;图25.26系相似于图23.24之视图,但是线圈通电而构成一垂直滑动偏向器;图27至32系相似于图23.24之视图,但是线圈通电而构成不同角度之四极;图33.34系相似于图27.24之视图,但是线圈通电而构成一六极;图35系本发明第五实施例之微影蚀刻装置内之投影系统之视图;图36系本发明第六实施例之微影蚀刻装置内之投影系统之视图;图37系第五实施例第一变化型式之微影蚀刻装置内之投影系统之视图;图38系第五实施例第二变化型式之微影蚀刻装置内之投影系统之视图;图39.40系第五实施例第二变化型式中第一及第二滑动透镜-偏向器截面图;图41至44系第五实施例第三至第七变化型式之微影蚀刻装置内之投影系统之视图;图45系习知电子束微影蚀刻装置之投影系统中之粒子轨道之视图;图46系本发明第七实施例之微影蚀刻投影装置之投影系统内之粒子轨道之视图;图47系本发明第七实施例之微影蚀刻投影装置内模糊尺寸做为基板纵向位置函数之图表;图48系本发明第七实施例之微影蚀刻投影装置内影像旋转做为基板纵向位置函数之图表;图49系图表,揭示本发明第八实施例之投影系统操作原理;图50系图表,揭示本发明第八实施例之环状曝光场一部分;图51系本发明第八实施例之磁性单极式透镜性质之图表;图52系本发明第九实施例之微影蚀刻装置之投影系统内之场强度之图表;图53系视图,揭示习知电子束微影蚀刻装置及本发明第九实施例之微影蚀刻装置之投影系统内之粒子轨道;图54系本发明第九实施例之投影系统内之磁性透镜配置及场强度之视图;图55系本发明第九实施例之投影系统内之粒子轨道之视图;图56系本发明第十实施例之微影蚀刻装置之投影系统内之主射线之视图;图57系本发明第十实施例之投影系统之视图;图58系单一缝隙滑动透镜内之单一束之视图;图59系视图,揭示本发明第十一实施例之微影蚀刻装置之投影系统内之滑动透镜内之多数缝隙内之多数束;图60系本发明第十一实施例之投影系统之视图;图61系本发明第十一实施例中作用于束上之Coulomb力之视图;及图62至64系第十一实施例第一至第三变化型式之视图。
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