专利名称：灯保护罩，含灯和保护罩的装置，光刻器械中安装光源的方法
技术领域：
本发明涉及用于放电灯的保护罩，所述放电灯可用于多种应用，例如光刻器械。
背景技术：
光刻器械是一种将所希望的图样印到衬底的目标部分的机器。光刻器械可以使用在例如制造集成电路(ICs)。在这种情况下，图样装置，可选地指遮罩或调制盘，可以用来产生对应于IC单层的线路图样，这个图样可以印到衬底(例如硅晶圆)的目标部分(例如包括一颗或多颗芯片的部分)，该衬底具有由对辐射敏感的材料构成的层(保护层)。一般，一个衬底会包括连续曝光的邻近目标部分的网络。已知的光刻器械包括步进器和扫描器，在所述步进器中通过一次将整个图样曝光在每个目标部分上而照射所述目标部分，在所述扫描器中，当平行或反平行于给定方向(扫描方向)同步扫描所述衬底的时候，通过使用投影光束在该方向上扫描图样而照射每个目标部分。
直到最近，在这种光刻器械中，才使用没有大加压程度的放电灯，例如是水银放电灯。这意味着，在灯的冷态下，放电灯中的压力并没有很低于或高于大气压力(105Pa)。但是，由于引进了高能量放电灯，为了提高电能转换成光能的效率，这些灯的一些制造已经提高了放电灯灯泡里的压力。相对于较低压力放电灯，这种高压灯在相同电能消耗的前提下具有较高亮度，以及在相同亮度的情况下产生较少热量。这种灯由例如Osram和USHIO制造。当不使用的时候，高压放电灯可具有高至8×105Pa的正内压。这种高压放电灯会突然爆炸而导致石英和水银的散射。同样也可能产生金属碎片。这样会存在使人受伤和/或使其他物件损坏的风险。因此，这些高压放电灯应该很小心处理。不仅在它们工作期间应该很小心处理，此时内压可能会增加到30-70×105的高压，而且在将放电灯安装进光源例如光刻器械中时也是如此。特别是，在光刻器械中，不希望这种水银放电灯的破裂，因为在此之后光刻器械需要清洁。这样就减少了其实用性。
为了避免这个问题，从现有技术可以知道，安装这种水银放电灯时环绕着灯使用刚性保护罩，所述罩用可以承受灯的爆炸碎片的材料制成。人安装这种灯的时候并没有接触灯的本身，而是用环绕着灯的刚性保护罩将放电灯安装好。然而，在一些光源中，在灯的安装后比较困难将刚性保护罩移除。有时，将要安装放电灯的工作舱或灯座并没有提供足够的空间去将刚性保护罩移除。如果是这样，这种工作舱可能需要彻底重新设计以使它变成可能。
发明内容
本发明的一方面是为放电灯提供保护罩，该保护罩比从现有技术知道的刚性保护罩可用于更多的安装场合，并且在更多现有的安排中当放电灯安装好后可以将该保护罩移除。
根据本发明的一方面，用于放电灯的保护罩是柔性的并由具有抗拉强度的材料制成，从而在放电灯由保护罩覆盖的时候，对于当放电灯破裂时产生的碎片，保护罩是不可穿透的。
通过提供一种非刚性的而是柔性的保护罩，简单地将保护罩从放电灯滑离，就像脱下短袜一样，保护罩就可以从放电灯移除。这样比现有技术的方法需要少得多的空间，并可以不需要重新设计将要安装放电灯的工作舱。保护罩需要设计成这样，在灯的爆炸后四周飞射的放电灯玻璃灯泡的碎片，并可能会带着一些液体水银，都由保护罩阻止。柔性材料的强度可以是2.5到6Gpa的范围之间。在一个实施例中保护罩是用纤维制成的。这些纤维可以从以下材料中选择，包括芳族聚酰胺，聚乙烯，SPECTRA，VECTRAN，PBO，玻璃纤维，和/或它们的任何组合。
这种纤维可以是机织织物的针织。机织时，纤维可以是双股机织。在一个实施例中，纤维可以涂有在光刻器械中是化学惰性的涂层。这种涂层的一个例子是TEFLON(聚四氟乙烯，或PTFE)。
在另一个实施例中，保护罩本身覆盖有柔性层。该柔性层可以设置在保护罩的内侧或外侧，虽然也可以在灯的内侧和外侧都设置柔性层。柔性层可以用合成材料制成，所述合成材料从PVC、PE和PTFE中选择。
本发明还涉及包括放电灯和保护罩的装置，其中保护罩是柔性的并用具有抗拉强度的材料制成，从而在放电灯由保护罩覆盖的时候，对于当放电灯破裂时产生的碎片，保护罩是不可穿透的。
此外，本发明还涉及在光刻器械中安装光源的方法，该方法包括提供放电灯；在所述放电灯上提供保护罩，所述保护罩是柔性的并用具有抗拉强度的材料制成，从而在放电灯由保护罩覆盖的时候，对于当放电灯破裂时产生的碎片保护罩是不可穿透的；将放电灯安装在光刻器械的光源中，此时保护罩仍在放电灯上；在放电灯安装后将保护罩移除。
另外，本发明涉及一种装置制造方法，包括提供放电灯；在所述放电灯上提供保护罩，所述保护罩是柔性的并用具有抗拉强度的材料制成，从而在放电灯由保护罩覆盖的时候，对于当放电灯破裂时产生的碎片保护罩是不可穿透的；将放电灯安装在光刻器械的光源中，此时保护罩仍在放电灯上；在放电灯安装后将保护罩移除；将辐射图样光束投影在衬底的目标部分上。
根据本发明的保护罩可以与水银放电灯一起用于所谓“i-line”的光刻器械。i-line对应于365纳米的辐射波长。但是本发明并不限制于此。所述罩可以用来保护在安装时有破裂或爆炸危险的各种放电灯，例如用于体育场泛光灯中的放电灯。
虽然在本文中特别涉及在制造ICs中光刻器械的使用，但是应该明白在此所描述的光刻器械也可以用于其他应用，例如集成光学系统的制造，用于磁畴存储器的导向和检测图样，液晶显示器(LCDs)，薄膜磁头等。应该意识到，在这些另外应用范围中，其中对术语“晶片”和“芯片”的任何使用可以分别看作与更一般术语“衬底”或“目标部分”同义。曝光前或后，在此所指的衬底可以在例如轨道(一种特别给衬底加上保护层并产生曝光了的保护层的工具)或计量或检查工具中被加工。如果可以的话，在此的揭露可以应用到这种或其他衬底加工工具。另外，衬底可以不只加工一次，例如，为了产生多层IC，在此所使用的术语衬底也可能指已经带多次加工层的衬底。
在此使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外光(UV)辐射(例如具有的波长为365，248，193，157或126纳米)和极紫外光(EUV)辐射(例如具有的波长在5-20纳米之间)，还有粒子光束，例如离子光束或电子光束。
在此使用的术语“图样装置”应该较宽地解释为在光束的横截面加上图样从而在衬底的目标部分产生图样的装置。应该注意，给投影光束加上的图样可能并不完全对应于在衬底的目标部分产生的所希望的图样。一般，给投影光束加上的图样会对应于在目标部分产生的装置上的具体功能层，例如集成电路。图样装置可以是透射的或反射的。图样装置的示例包括掩模，可编程镜列，和可编程LCD面板。在光刻中掩模是公知的，包括掩模的类型例如二元，交替相位转换，和衰减相位转换，还有各种混合掩模类型。可编程镜列的一个例子是使用小镜片的矩阵布置，每个小镜片可以独立地倾斜，以便将输入的辐射光束反射到不同方向。这样反射的光束就形成了图样。
支撑件支撑着图样装置，例如是支撑其重量。支撑件支撑图样装置的方式依赖于图样装置的定向，光刻器械的设计和其他条件，例如图样装置是否固定在真空环境。支撑件可以使用机械夹持，真空，或其他夹持技术，例如真空条件下的静电夹持。支撑件可以是框架或平台，例如，可以按需要是固定的或活动的，并可以例如根据投影系统保证图样装置在希望的位置上。在此术语“调制盘”或“掩模”的任何使用可以认为与更一般的术语“图样装置”同义。
在此使用的术语“投影系统”应该较宽地解释为适于例如使用的曝光辐射，或者例如浸没流体的使用或真空的使用等的其他因素的各种类型的投影系统，包括折射光学系统，反射光学系统，和反射折射光学系统等。在此使用的术语“镜头”应该认为与更一般的术语“投影系统”同义。
照明系统还可以包含有各种类型的光学部件，包括折射，反射和反射折射的光学部件，用于导引，成形，或控制辐射的投影光束，下面这些部件还可以全体地或个别地当作“镜头”。
光刻器械可以是具有两个(双阶)或多个衬底平台(和/或两个或多个掩模平台)。在这种“多阶”机器中额外的平台可以并行使用，或者当一个或多个平台正曝光的时候另外一个或多个平台可以做准备步骤。
光刻器械还可以是这样的类型，其中衬底浸没在具有相对高折光率的液体中，例如是水，以便填充投影系统的最终部件和衬底之间的空间。在光刻器械中的其他空间也可以用浸没液体，例如，在掩模和投影系统的第一个部件之间。在本领域中浸没技术是公知的，用于提高投影系统的数值孔径。
本发明放电灯的罩可用于在如上所述的光刻器械中安装放电灯。但是，保护罩还可以用于在其他类型的装置中安装这种放电灯。
下面参照附图，通过仅是示例的方式，描述本发明的实施例，图中相应的附图标记表示相应的部件，其中图1示出了本发明的一个实施例的光刻器械；图2示出了可用于图1中光刻器械的光源；图3示出了可用于图2中光源的水银放电灯；图4a示出了本发明一个实施例的保护灯罩；图4b示出了使用中的图4a中的保护灯罩，即当覆盖着放电灯的时候。
具体实施例方式
图1概略地表示了本发明一个实施例的光刻器械，包括照明系统(照明器)IL，该照明系统构造成提供辐射光束PB，例如包括可见光，UV辐射，深紫外光(DUV)或极紫外光(EUV)辐射。在本发明的一个实施例中，放电灯用于产生辐射。辐射具有位于UV范围或更高的波长。所谓i-line辐射产生的波长是365纳米。第一支撑件(例如掩模平台)MT构造成支撑图样装置(例如掩模)MA，并连接到第一定位装置PM，所述第一定位装置相对于投影系统(“镜头”)PL精确定位图样装置。衬底平台(例如晶片平台)WT构造成夹持衬底(例如涂保护层的晶片)W，并连接到第二定位装置PW，所述第二定位装置相对于投影系统PL精确定位衬底。投影系统(例如折射投影镜头)PL通过图样装置MA将加到光束PB的图样映像到衬底W的目标部分C(包括一颗或多颗芯片)上。
如在此描述的，所述器械是透射型的(例如使用透射掩模)。另外，所述器械也可以是反射型的(例如使用如上所述类型的可编程镜列)。
照明器IL从辐射光源SO接收辐射。所述光源和所述光刻器械可以是分开的实体，例如当所述光源是激励激光的时候。在这种情况下，光源并不认为形成光刻器械的一部分，通过光束传送系统BD的帮助，辐射从光源SO传送到照明器IL，所述光束传送系统包括例如适当的导向镜片和/或光束放大器。在其他情况下，光源可以是器械的整合部分，例如当光源是水银放电灯时。光源SO和照明器IL，如果需要的话还与光束分发系统BD一起，可当作是辐射系统。
照明器IL可包括构造成调整光束的角度亮度分布的调整装置AM。一般，至少可以调整照明器的瞳孔平面中亮度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别当作外σ和内σ)。另外，照明器IL一般包括各种其他部件，例如积分器IN和电容器CO。照明器提供了辐射PB的受调节光束，在其横截面具有希望的一致性和亮度分布。
光束PB与夹持在掩模平台MT上的掩模MA相关联。横过掩模MA后，光束PB穿过投影系统PL，该投影系统将光束聚焦在衬底W的目标部分C上。在第二定位装置PW和第二位置传感器IF(例如干涉测量装置)的帮助下，衬底平台WT可以精确地移动以便在光束PB的路径定位不同的目标部分。类似地，第一定位装置PM和另一个位置传感器(例如在图1中并没有清楚示出的干涉测量装置)可以用来相对光束PB的路径精确定位掩模MA，例如在从掩模库机械地取回掩模，或在扫描过程中。一般，目标平台MT和WT的移动可以通过长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现，这两个模块形成为定位装置PM和PW的一部分。但是，在与扫描器相反的步进器场合，掩模平台MT可以仅连接到短行程促动器，或可以被固定。掩模MA和衬底W可以用掩模对齐标记M1，M2和衬底对齐标记P1，P2对齐。
所描述的器械可以用于下面优选的模式1.在步进模式中，当加到投影光束上的整个图样投影在目标部分C上(即单次静态曝光)的同时，掩模平台MT和衬底平台WT基本保持固定。然后衬底平台WT在X和/或Y方向切换，从而不同的目标部分C可以被曝光。在步进模式中，曝光范围的最大尺寸限制了单次静态曝光中映像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，当加到光束上的图样投影在目标部分C上的时候(即单次动态曝光)，掩模平台MT和衬底平台WT被同步扫描。衬底平台WT相对于掩模平台MT的速度和方向由投影系统PL的放大(缩小)倍数和图象颠倒特性决定。在扫描模式中，曝光范围的最大尺寸限制了在单次动态曝光中目标部分的非扫描方向上的宽度，而扫描运动的长度决定了目标部分的扫描方向上的高度。
3.在另一种模式中，掩模平台MT基本保持恒定地夹持着可编程图样装置，当加到光束的图样投影在目标部分C上的时候，移动或扫描衬底平台WT。在这种模式中，一般使用脉冲辐射源，扫描期间在衬底平台WT的每个移动之后或连续辐射脉冲之间，可编程图样装置按需要更新。这种运作模式可以容易地应用到利用可编程图样装置例如如上所述类型的可编程镜列的无掩模光刻中。
也可以使用上面描述的使用模式的结合和/或变化，或者完全不同的模式。
图2示出了可用于图1器械的光源SO。光源SO包括外壳16。外壳16具有至少一个开口表面18，该开口表面允许灯2产生的辐射14可以从光源SO传播到周围环境。
外壳16构造成支撑灯座6。灯座6安排成容纳灯2的接头8。灯接头8可以是任何类型的接头，例如是螺纹型的或卡口型的。
灯2可以是高压水银放电灯。在图2中仅概略地示出了灯2。图3显示了灯2的细节。灯2具有两个接线端，接头8起了外阴极接线端和外阳极接线端12的作用。使用的时候接头连接到连接器10。使用时连接器10和接线端12连接到适当的电源(未示出)。
再参照图2，放电灯2由反射件4环绕。反射件4可以具有椭圆形外形。
再参照图3，放电灯2包括用于安装放电灯2到灯座6的灯接头8。灯接头8连接到底座36。底座36由绝缘材料制成。底座36固定到阴极灯泡部分34，所述阴极灯泡部分是灯泡32的部分，灯泡32在它的另一侧还具有阳极灯泡部分24。阴极灯泡部分34，灯泡32和阳极灯泡部分24是用同样的材料制成的。当灯2是水银放电灯时，灯泡32可用石英制成。
在阳极灯泡部分24上设置了冷却鳍部22，以提高使用时灯2的冷却。阳极灯泡部分24连接到底座20，所述底座还连接到外阳极接线端12。在灯泡32的里面提供了阳极28和阴极30。在阳极28后面的玻璃灯泡32的内侧设置了热反射层26。
灯2可以是用于微光刻的由OSRAM提供的HBO水银短弧灯的一种。但是，其他制造商，例如USHIO也制造类似的灯。本发明可以用于产生所谓i-line的放电灯，即辐射波长为365纳米。这种放电灯具有正内压，即使在其冷却状态即室温下。如上面讨论的，在安装时这种灯会爆炸，从而有导致人员受伤或损坏光源SO的邻近部件的高风险。
为了减低这些风险，本发明提供了如图4a所示的保护罩38。保护罩38具有低开口侧42和高开口侧46。保护罩38制造成柔性的。不使用的时候，它可以具有如图4a所示的圆柱形状。但是，如图4b所示，它形成为可以滑套在灯2上，从而具有灯2的形状。保护罩38可以设计成使用时环绕着灯2吸附安装。
保护罩38可以用具有强度的材料制成，从而在放电灯2由保护罩38覆盖的时候，对于在将灯2安装到灯座6的期间灯2破裂或爆炸而产生的碎片，保护罩是不可穿透的。所述材料可具有2.5到6Gpa范围的强度。最高抗拉应变可以是2％或更大。
材料可以包括纤维40。纤维可以从下面材料选择，包括芳族聚酰胺，聚乙烯，SPECTRA，VECTRAN，PBO，玻璃纤维，和/或它们的任何组合。聚乙烯可以形成为纺成聚乙烯纤维，可由商标DYNEEMA提供。芳族聚酰胺可由商标KEVLAR或TWARON提供，PBO可由商标ZYLON提供。
为了提供这种具有足够柔性的保护罩，保护罩38可以是针织的或机织的。当然纤维必须是针织的或机织的，从而它们相互间足够接近，以防止在放电灯爆炸后产生的碎片例如玻璃碎片离开保护罩。所以相邻纤维间的距离不能大于3毫米。纤维可以是双股机织的。
当保护罩38用于将灯安装到光刻器械时，为了防止光刻器械的污染，纤维可以涂上在光刻器械中是化学惰性的涂层。这种涂层可以是任何合适的涂层，例如是TEFLON。
为了防止在灯2破裂后，水银或其他材料从灯2进入到例如光刻器械中，保护罩38可以覆盖或装有柔性层44。在图4a中，示出了柔性层44位于保护罩38的内侧。但是柔性层44也可以位于保护罩38的外侧。此外，在保护罩38的内侧和外侧都可以有柔性层。柔性层44可以用合成材料制成，所述合成材料可以从PVC，PE和PTFE中选择。然而，也可以用其他聚合物。
参照图4b，保护罩38覆盖着灯2并具有灯2的形状。如图4b所示，保护罩38应该足够长以便覆盖至少灯2的所有玻璃部分，例如灯泡32。
如图4b所示，罩38并没有覆盖外阳极接线端12。但是，罩38可以足够长以覆盖外阳极接线端12。在这种情况下，罩38的一侧，例如如图4a和4b所示的上侧46，可以是封闭的，这样尽管罩38仅一侧42是开口的，灯罩38仍可以通过开口侧42滑离或滑套在放电灯2上。
根据本发明的保护罩如下使用保护罩38滑套在灯2上；当保护罩38保持在灯2上的时候，灯2安装到光源SO；灯2安装后，将保护罩38从灯2移除。
当灯2通过这种方式安装在光刻器械中之后，光刻器械可以用来这样生产半导体装置在光刻器械中提供衬底，通过光源SO和照明系统IL的辐射提供光束，使用图样装置MA给投影光束在其横截面上加上图样，将辐射图样光束投影在衬底的目标部分上。
上面描述了本发明的特定实施例，同时希望本发明在实践中并不限于上面描述。该描述并不是要限制本发明的范围。
权利要求
1.一种用于放电灯的保护罩，其中所述保护罩是柔性的并且由具有抗拉强度的材料制成，从而在放电灯被所述保护罩覆盖的时候，对于当所述放电灯破裂的时候产生的碎片，所述保护罩是不可穿透的。
2.根据权利要求1所述的保护罩，其特征在于，所述抗拉强度是在大约2.5到6Gpa的范围内。
3.根据权利要求1所述的保护罩，其特征在于，所述保护罩由纤维制成。
4.根据权利要求3所述的保护罩，其特征在于，所述纤维可以从下面材料选择，包括芳族聚酰胺，聚乙烯，SPECTRA，VECTRAN，PBO，玻璃纤维，和/或它们的任何组合。
5.根据权利要求3所述的保护罩，其特征在于，所述纤维是针织的或机织的。
6.根据权利要求3所述的保护罩，其特征在于，所述纤维是双股机织的。
7.根据权利要求3所述的保护罩，其特征在于，所述纤维涂有在光刻器械中是化学惰性的涂层。
8.根据权利要求7所述的保护罩，其特征在于，所述涂层是PTFE。
9.根据权利要求1所述的保护罩，其特征在于，所述保护罩覆盖有柔性层。
10.根据权利要求9所述的保护罩，其特征在于，所述柔性层位于所述保护罩的内侧和外侧的至少一侧。
11.根据权利要求9所述的保护罩，其特征在于，所述柔性层由聚合物制成。
12.根据权利要求11所述的保护罩，其特征在于，所述柔性层是用从包括PVC，PE和PTFE中选择的聚合物制成。
13.一种包括放电灯和保护罩的装置，其中所述保护罩是柔性的并且由具有抗拉强度的材料制成，从而在放电灯被所述保护罩覆盖的时候，对于当所述放电灯破裂的时候产生的碎片，所述保护罩是不可穿透的。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述放电灯包括玻璃部件，所述保护罩足够长而保护所有玻璃部件。
15.一种将光源安装到光刻器械中的方法，所述方法包括提供放电灯；在放电灯上提供保护罩，所述保护罩是柔性的并且由具有抗拉强度的材料制成，从而在放电灯被所述保护罩覆盖的时候，对于当所述放电灯破裂的时候产生的碎片，所述保护罩是不可穿透的。在所述保护罩仍覆盖在所述放电灯上的时候，将所述放电灯安装到所述光刻器械的光源中。安装完所述放电灯之后，将所述保护罩移除。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述光刻器械包括构造成产生辐射的光源；构造成在辐射的基础上提供光束的照明系统；构造成支撑图样装置的支撑件，所述图样装置构造成在所述投影光束的横截面加上图样；构造成夹持衬底的衬底平台；和投影系统，其构造成将图样光束投影在所述衬底的目标部分上。
17.一种装置制造方法，包括提供放电灯；在所述放电灯上提供保护罩，所述保护罩是柔性的并且由具有抗拉强度的材料制成，从而在放电灯被所述保护罩覆盖的时候，对于当所述放电灯破裂的时候产生的碎片，所述保护罩是不可穿透的；在所述保护罩仍覆盖在所述放电灯上的时候，将所述放电灯安装到所述光刻器械的光源中。安装完所述放电灯之后，将所述保护罩移除；和将辐射的图样光束投影在衬底的目标部分上。
18.一种根据权利要求17所述方法制造的装置。
全文摘要
用于灯的保护罩，所述保护罩是柔性的并且由具有抗拉强度的材料制成，从而在放电灯被所述保护罩覆盖的时候，对于当所述放电灯破裂的时候产生的碎片，所述保护罩是不可穿透的。所述保护罩用来将所述放电灯安装到光源上，并在安装后将所述保护罩从所述灯移除。
文档编号B65D85/42GK1707156SQ20051007851
公开日2005年12月14日 申请日期2005年6月3日 优先权日2004年6月4日
发明者K·S·S·萨登 申请人:Asml荷兰有限公司