專利名稱：光刻設(shè)備及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻設(shè)備以及用于制造器件的方法背景技術(shù)光刻設(shè)備是將所希望的圖形應(yīng)用到襯底上的機器，通常應(yīng)用到襯底的目標部分上。光刻設(shè)備可以用在例如集成電路(IC)的制造中。在那種情況下，可使用可選地稱為掩?；驑司€的構(gòu)圖裝置來產(chǎn)生將要形成在IC的單獨層上的電路圖形?？梢詫⒃搱D形轉(zhuǎn)印到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括部分、一個或若干管芯)上。轉(zhuǎn)印圖形一般是通過在提供于襯底上的一層輻射敏感材料(抗蝕劑)上成像。通常，單一襯底將包含被連續(xù)圖形化的相鄰目標部分的網(wǎng)絡(luò)。已知的光刻設(shè)備包括所謂的步進機和所謂的掃描儀，在步進機中每個目標部分都通過將整個圖形一次曝光到目標部分上來照射，在掃描儀中每個目標部分都通過在給定方向(“掃描”-方向)上通過輻射束掃描該圖形來照射，同時平行或反平行于該方向同步地掃描襯底。還能夠通過將圖形壓印到襯底上來將圖形從構(gòu)圖裝置轉(zhuǎn)印到襯底。
已經(jīng)提出將光刻設(shè)備中的襯底浸沒在具有相對高的折射率的液體例如水中，以填充在投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的空間。由于曝光輻射在液體中具有更短的波長，這一點使更小特征的成像成為可能。(液體的效果還可視作增加系統(tǒng)的有效NA，也增加聚焦的深度。)已經(jīng)提出了其它浸沒液體，包括具有懸浮在其中的固體顆粒(例如石英)的水。
然而，在液體池中浸沒襯底或襯底和襯底臺(例如，參見美國專利US4509852以其全部內(nèi)容包含在此作為參考)意味著有大量液體必須在掃描曝光期間被加速。這要求額外或更大功率的電動機，并且液體中的湍流將導(dǎo)致不期望和不可預(yù)測的后果。
提出的一個解決方案是液體供應(yīng)系統(tǒng)使用液體限制系統(tǒng)以僅在襯底的局部區(qū)域和在投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間提供液體(襯底通常具有比投影系統(tǒng)的最終元件更大的表面區(qū)域)。用于為此布置而提出的一種方法公開于PCT專利申請公開WO99/49504中，其全部內(nèi)容包含在此作為參考。如圖2和3所示出的，優(yōu)選沿著襯底相對于最終元件運動的方向通過至少一個入口IN將液體供應(yīng)到襯底上，并且在投影系統(tǒng)下通過后通過至少一個出口OUT移出。也就足，由于在-X方向的元件之下掃描襯底，因此液體被供應(yīng)在元件的+X側(cè)，并在-X側(cè)被吸收。圖2示出液體通過入口IN供應(yīng)并在元件的另一側(cè)通過連接到低壓源的出口OUT被吸收的示意性布置。在圖2所示中，液體沿著襯底相對于最終元件的運動方向供應(yīng)，盡管這并不是必需的。各種圍繞最終元件定位的入口和出口的定向和數(shù)量是可能的，一個實例在圖3中示出，其中以圍繞最終元件的規(guī)則圖形提供在任一側(cè)的四組入口和出口。
另一個具有局部液體供應(yīng)系統(tǒng)的浸沒光刻解決方案示于圖4中。液體通過位于投影系統(tǒng)PL任一側(cè)的兩個凹槽入口IN供應(yīng)，并通過沿入口IN徑向向外設(shè)置的多個分離出口OUT移除。入口IN和出口OUT可以配置在中心有孔的板上，并通過該孔投射投影光束。液體通過在投影系統(tǒng)PL一側(cè)的一個凹槽入口IN供應(yīng)，并通過在投影系統(tǒng)PL另一側(cè)的多個分離出口OUT移除，引起液體薄膜在投影系統(tǒng)PL和襯底W之間流動。選擇使用入口IN和出口OUT的哪種組合可以取決于襯底W的運動方向(此時入口IN和出口OUT的其他結(jié)合是無效的)。
已經(jīng)提出的另一解決方案是提供具有阻擋部件的液體供應(yīng)系統(tǒng)，該阻擋部件沿著投影系統(tǒng)的最終元件和襯底臺之間空間邊界的至少一部分延伸，如圖5所示。該阻擋部件相對于XY平面的投影系統(tǒng)基本靜止，盡管在Z方向(光軸的方向)可以有一些相對運動。在阻擋部件和襯底表面之間形成密封。在實施例中，該密封是無接觸密封例如氣體密封。這種具有氣體密封的系統(tǒng)公開于US專利申請公開號US2004-0207824，其全部內(nèi)容包含在此作為參考。
在歐洲專利申請公開號EP1420300和美國專利申請公開號US2004-0136494中，每一篇它們的全部內(nèi)容包含在此引作參考，公開了雙級或兩級浸沒光刻設(shè)備的構(gòu)想。這種設(shè)備配置有兩個用于支撐襯底的臺。在第一位置用一個臺執(zhí)行調(diào)平測量，此時無浸沒液體，并且在第二位置用一個臺執(zhí)行曝光，其中存在浸沒液體?？蛇x擇地，該設(shè)備在曝光和測量位置之間僅有一個臺是可移動的。
浸沒光刻的一個問題是在浸沒夜體中存在氣泡。如果投影束的路徑通過含有氣泡的浸沒夜體區(qū)域，則可以有害地影響投射在襯底上的構(gòu)像的質(zhì)量。
氣泡可以存在于浸沒液體中有幾個原因。例如，第一個原因是當用液體填充浸沒空間時，并非所有氣體被液體所替代。
宏觀的特征可以防止在襯底通過浸沒系統(tǒng)所花的時間內(nèi)毛細填充浸沒系統(tǒng)和襯底之間的間隙。這可以導(dǎo)致氣體在間隙中被捕獲。液體的表面張力將捕獲氣體量拉成一個氣泡，一旦氣泡的浮力超過保持氣泡到間隙表面的浸沒液體的表面張力，則氣泡浮起。浸沒空間壁中存在的間隙可提供阱(trap)，其中甚至當空間浸入液體中時，氣泡可以維持。
粗糙表面也可以僅在微觀上防止間隙的毛細填充。浸沒液體接觸粗糙表面的凸起(projection)，但不完全浸濕表面輪廓。表面粗糙的程度與表面張力引起的力成比例，因此氣泡更容易地維持捕獲。由于浸沒液體層越過粗糙表面，該“有效接觸角”或液體接觸表面的角度變化大于具有光滑的表面，因此氣體更有可能在接觸角減小處被捕獲，即，表面上凸起的遠端部分在凸起的近端部分之前接觸液體，將氣體角留在凸起的上流近端部分。
第二，例如，由于溫度或能量或其它因素的改變，氣泡可以自發(fā)地形成?？蛇x地或附加地，如果系統(tǒng)壓力下降，例如溫度下降，則氣體(例如空氣)可被吸入系統(tǒng)。用于襯底表面的抗蝕劑和其它化學(xué)制品可以引起泡沫或與浸沒液體反應(yīng)或輻射，引起溫度或能量的改變，或化學(xué)地產(chǎn)生氣泡。
第三，例如，存在一個或更多的槽配置以從襯底臺的表面除去過多的浸沒液體并且在襯底相對于浸沒系統(tǒng)或輻射系統(tǒng)運動時捕獲氣體。并且，這些槽可以引起太多的液體流失，引起液面的整體下降。
氣體不能被液體代替的方法示于圖11a中。在襯底W和襯底臺WT之間，例如，每次間隙在浸沒系統(tǒng)12下通過時，就存在填充有液體的間隙。氣刀(gasknife)15用于清除(clear)浸沒系統(tǒng)12的雜質(zhì)和液體路徑。然而，當液體填充的間隙在氣刀15下通過時，液滴D可噴灑在襯底W和襯底臺WT的表面。取決于襯底W表面的親液性(例如親水性)或憎液性(例如憎水性)特征，液滴D的表面與襯底表面形成更大或更小的角度。該液體前端F也與襯底W表面形成一角度，因為襯底W表面相對于液體前端側(cè)向(laterally)移動(箭頭指示了含有襯底W的襯底臺WT的移動方向)。圖10示出液體前端F和液滴D的相對位置。液體的接觸角可引起少量氣體在相對移動的液體前端F和液滴D表面之間被捕獲，由此引起浸沒液體中的氣泡B。
氣泡可在襯底臺和襯底之間、在傳感器上或周圍，或用于在襯底掃描間密封浸沒系統(tǒng)的密封板上或周圍形成。隨后，氣泡可以從該表面分離并懸浮在浸沒液體中，或者甚至浮到投影系統(tǒng)的最終光學(xué)元件上，可能影響投影圖像的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
例如，期望的是，在投射光束將通過的浸沒液體部分中減少氣泡的存在。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種設(shè)置以將輻射束通過液體投射到襯底上的光刻投影設(shè)備，該設(shè)備包括配置以保持物體的支撐臺，該物體包括傳感器、襯底、密封板和和蓋板的至少一個，其中物體和支撐臺之間的間隙被保持為最小化以最小化液體中的氣泡形成。
還可以提供一種配置來在支撐臺的孔中側(cè)向地移動物體的驅(qū)動器以便在與液體接觸時減小物體邊緣和孔側(cè)面之間的間隙。
優(yōu)選地，提供一種配置以將輻射束通過液體投射到襯底上的光刻設(shè)備，該設(shè)備包括配置以保持襯底的支撐臺并具有多個物體共用支撐臺中的孔，以便在它們和孔之間具有公共間隙，并減少支撐臺上的間隙區(qū)域。
可以提供一種配置以將輻射束通過液體投射到襯底上的光刻設(shè)備，該設(shè)備包括配置以保持物體的的支撐臺，該物體具有傾斜表面且該支撐臺具有孔，物體定位在該孔中，其具有相應(yīng)的傾斜表面以允許物體在孔中自動定心(self-centering)。
也可以提供一種蓋板來覆蓋物體，該蓋板被分割(segmented)以使各段被配置為彼此滑動(slide over)并覆蓋物體和支撐臺之間的間隙。
蓋板可以選擇性地由彈性材料制成，以使其配置為在物體上伸展并覆蓋物體和支撐臺之間的間隙。然而選擇性地，蓋板可以是用于覆蓋間隙的粘著劑，該粘著劑由玻璃、金屬、塑料或某些其它合適的不起反應(yīng)的物質(zhì)制成，并且可以使用水的薄膜或真空抽吸將該粘著劑附著到支撐臺和物體上。


現(xiàn)僅僅通過實例并參考示意性附圖來描述本發(fā)明的實施例，其中相應(yīng)的附圖標記指示相應(yīng)的部件，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的光刻設(shè)備；圖2和3示出在光刻投影設(shè)備中使用的液體供應(yīng)系統(tǒng)；圖4示出在光刻投影設(shè)備中使用的另一液體供應(yīng)系統(tǒng)；圖5示出根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒系統(tǒng)；圖6示出根據(jù)本發(fā)明實施例的襯底臺的平面視圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明實施例的襯底臺的側(cè)視圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明實施例的襯底和蓋板的平面視圖；圖9a和9b示出根據(jù)本發(fā)明實施例的蓋板和物體的側(cè)視圖；圖10示出在襯底表面上形成氣泡的側(cè)視圖；并且圖11a和11b示出根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒系統(tǒng)。
具體實施例方式
圖1概略示出根據(jù)本發(fā)明實施例的光刻設(shè)備。該裝置包括配置以調(diào)節(jié)輻射束(例如UV輻射或DUV輻射)的照明系統(tǒng)(照明器)IL；構(gòu)建以支撐構(gòu)圖裝置(例如掩模)MA并連接到配置以根據(jù)特定參數(shù)精確定位構(gòu)圖裝置的第一定位器PM的支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT；構(gòu)建以保持襯底(例如涂敷抗蝕劑的晶片)W并連接到配置以根據(jù)特定參數(shù)精確定位襯底的第二定位器PW的襯底臺(例如晶片臺)WT；和配置以將由構(gòu)圖裝置MA賦予輻射束B的圖形投射到襯底W的目標部分C(例如包括一個或多個管芯)的投影系統(tǒng)(例如折射投影透鏡系統(tǒng))PS。
照明系統(tǒng)可包括各種類型的光學(xué)部件，例如折射的、反射的、磁的、電磁的、靜電的或其它類型的光學(xué)部件，或者其任意組合，用于引導(dǎo)、成形或控制輻射。
該支撐結(jié)構(gòu)支撐即承受構(gòu)圖裝置的重量。它以這樣一種方式保持構(gòu)圖裝置，該方式取決于構(gòu)圖裝置的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計和其它狀況，例如構(gòu)圖裝置是否保持在真空環(huán)境。該支撐結(jié)構(gòu)可使用機械、真空、靜電或其它固定技術(shù)以保持構(gòu)圖裝置。例如，該支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或臺，可以根據(jù)要求而固定或可移動。該支撐結(jié)構(gòu)可以確保構(gòu)圖裝置處于所需的位置，例如相對于投影系統(tǒng)。在此任何術(shù)語“標線”或“掩?！钡氖褂每梢暈榕c更通用的術(shù)語“構(gòu)圖裝置”同義。
在此使用的術(shù)語“構(gòu)圖裝置”應(yīng)該廣泛地解釋為指可用于在輻射束的橫截面上賦予圖形以在襯底的目標部分產(chǎn)生圖形的任何裝置。應(yīng)該注意的是，賦予輻射束的圖形可以不是完全對應(yīng)于襯底目標部分的期望圖形，例如，如果圖形包括相移特征或所謂的輔助特征。通常，賦予輻射束的圖形對應(yīng)于目標部分中制造的器件的特定功能層，例如集成電路。
該構(gòu)圖裝置可以透射的或反射的。構(gòu)圖裝置的實例包括掩模、可編程反射鏡陣列和可編程LCD面板。在光刻中，掩模是眾所周知的，并包括例如二進制、交替相移和衰減相移以及各種混合掩模類型的掩模類型。一個可編程反射鏡陣列的實例使用小反射鏡的矩陣布置，其中每個可以單獨傾斜以反射不同方向入射的輻射束。這些傾斜的反射鏡將通過反射鏡矩陣反射的輻射束賦予圖形。
在此使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)該廣泛解釋為包括任何類型的投影系統(tǒng)，包括折射的、反射的、反折射的、磁的、電磁的和靜電光學(xué)系統(tǒng)，或其任何組合，只要其適于使用的曝光輻射，或者適于其它因素例如使用浸沒液體或使用真空。在此術(shù)語“投影透鏡”的使用可視為與更通用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。
正如在此所述的，該設(shè)備是透射型的(例如使用透射掩模)。可選擇地，該設(shè)備可以是反射型的(例如使用如上所指的可編程反射鏡陣列，或使用反射掩模)。
該光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙級)或更多襯底臺(和/或兩個或更多支撐結(jié)構(gòu))的類型。在這種“多級”機器中可以并行使用附加的臺，或在一個或多個其它臺被用于曝光的同時在一個或多個臺上執(zhí)行預(yù)備步驟。
參考圖1，照明器IL從輻射源SO接收輻射束。該輻射源和光刻設(shè)備可以是分離的實體，例如當輻射源是準分子激光器時。在這種情況下，輻射源不視為形成光刻設(shè)備的部分，且輻射束借助于束傳遞系統(tǒng)BD從輻射源SO傳到照明器IL，該束傳遞系統(tǒng)BD例如包括合適的引導(dǎo)反射鏡和/或束擴展器。在其它情況下，輻射源可以是光刻設(shè)備的集成部分，例如當輻射源是汞燈時。輻射源SO和照明器IL，如果需要的話與束傳遞系統(tǒng)BD一起，可以稱為輻射系統(tǒng)。
照明器IL可以包括用于調(diào)節(jié)輻射束的角強度分布的調(diào)節(jié)器AD。通常，可以調(diào)節(jié)照明器光瞳面內(nèi)強度分布的至少外和/或內(nèi)徑向范圍(共同分別稱為σ-外和σ-內(nèi))。另外，照明器IL可以包括各種其它部件，例如積分器IN和聚光器CO。照明器可以用于調(diào)節(jié)輻射束，以在其橫截面具有所希望的均勻性和強度分布。
輻射束B入射在保持于支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺)MT上的構(gòu)圖裝置(例如，掩模)MA上，并由構(gòu)圖裝置圖形化。橫穿(traversed)掩模MA之后，輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，其使輻射束聚焦到襯底W的目標部分C上。借助第二定位器PW和位置傳感器IF(例如，干涉測量裝置、線性編碼器或電容傳感器等)，可以精確地移動襯底臺WT，例如以便在輻射束B的路徑上定位不同的目標部分C。同樣，例如在從掩模庫機械檢索之后或在掃描期間，可以使用第一定位器PM和另一位置傳感器(其未明確地描繪于圖1中)來相對于輻射束B的路徑精確地定位掩模MA。通常，掩模臺MT的移動可借助長沖程模塊(粗定位)和短沖程模塊(精細定位)來實現(xiàn)，其形成部分第一定位器PM。同樣，襯底臺WT的移動可利用長沖程模塊和短沖程模塊來實現(xiàn)，其形成部分第二定位器PW。在步進機(如與掃描儀相對的)的情況下，掩模臺MT可僅連接至短沖程驅(qū)動器，或固定。構(gòu)圖裝置MA和襯底W可利用構(gòu)圖裝置對準標記M1、M2和襯底對準標記P1、P2來對準。盡管所示例的襯底對準標記占用了專用的目標部分，但它們可位于目標部分(這些公知為劃片線對準標記)之間的空間中。同樣，在構(gòu)圖裝置MA上提供一個以上管芯的情形中，構(gòu)圖裝置對準標記可位于管芯之間。
所描繪的設(shè)備可以用在以下模式的至少之一中1.在步進模式，支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WT保持基本靜止，而賦予輻射束的整個圖形一次投射到目標部分C上(即，單靜態(tài)曝光)。然后在X和/或Y方向上移位襯底臺WT以便可以曝光不同的目標部分C。在步進模式，曝光場的最大尺寸限制了以單靜態(tài)曝光成像的目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式，支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WT被同步掃描，而賦予輻射束的圖形投射到目標部分C上(即，單動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于支撐結(jié)構(gòu)MT的速度和方向可以由投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率((de-)magnification)和圖像反轉(zhuǎn)特性確定。在掃描模式，以單動態(tài)曝光，曝光場的最大尺寸限制了目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動的長度決定了目標部分的高度(在掃描方向上)。
3.在另一種模式，支撐結(jié)構(gòu)MT被保持基本上靜止地保持可編程構(gòu)圖裝置，并且移動或掃描襯底臺WT，同時將賦予輻射束的圖形投射到目標部分C上。在這種模式下，通常采用脈沖輻射源，并且如果需要在襯底臺WT的每次移動之后或者在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間更新可編程構(gòu)圖裝置。這種模式的操作可以很容易地應(yīng)用到利用可編程構(gòu)圖裝置、例如如涉及以上類型的可編程反射鏡陣列的無掩模光刻上。
還可以采用使用的上述模式或使用的整個不同模式的組合和/或變形。
處理浸沒液體中氣泡形成的一種方法是首先防止氣泡的形成。這可以通過當空間被浸入液體中時平滑表面和減少氣泡可被捕獲的區(qū)域而進行。
一種進行的方法是避免或減少襯底臺中的間隙。位于襯底臺中的孔和孔側(cè)面的物體之間存在間隙。可置于襯底臺中或之上的物體包括襯底、一個或多個傳感器和一個或多個用于傳感器和/或襯底的蓋板。存在間隙的原因是襯底和傳感器需要或應(yīng)該可移動以及容易被替換。因此，存在某些公差以便襯底臺中或之上的物體以容易地可拆卸和/或調(diào)換。該公差可以是0.5mm的數(shù)量級。然而，在減少氣泡形成的實施例中，間隙減小到0.1mm和/或間隙的數(shù)量得以減少。
減小間隙尺寸的一種方法是使用蓋板。蓋板可以按尺寸制造，使其不僅覆蓋其想要覆蓋的物體，而且覆蓋物體周圍的任何間隙。蓋板應(yīng)該具有不大于光刻設(shè)備能夠容納的高度級(height step)的最大厚度。
單個蓋板可以用于覆蓋幾個物體例如襯底和一個或多個周圍的傳感器。在傳感器和襯底之間的間隙由此被蓋板所覆蓋。蓋板可以和其想要覆蓋的物體集成以便物體落入襯底臺中的孔中，蓋板不僅自動覆蓋該物體而且覆蓋周圍的孔，由此覆蓋住任何間隙。取決于該物體，例如，蓋板可以是對輻射透明的，并且可以是由石英制成的。蓋板可以是不與傳感器集成的并且對輻射束是透明的。例如，它可以是覆蓋所有或部分襯底臺的薄膜(pellicle)，而只有微米厚度，因此對輻射是透明的。該薄膜可以附著于襯底臺的外側(cè)。
蓋板可以由不同的方法制成。如圖8所示的分割的蓋板可以具有彼此相對滑動的多個部分，由此改變形狀和尺寸并適于覆蓋不同襯底臺上的間隙的形狀和尺寸。在這種情況下，分割的板的側(cè)面具有窄的公差。它們被拋光以確保各段之間的間隙是窄的而它們之間的接觸是光滑的。浸沒液體提供了用于各段的自動潤滑系統(tǒng)，盡管可以通過從蓋下面例如使用真空抽取液體來避免各段之間間隙中停滯的液體聚集(pocket)。
可選擇地，蓋板可以是柔性的或可拉伸的。于是蓋板可以固定在它想要覆蓋的物體和任何周圍的間隙上。可選擇地或附加地，蓋板可以配置有可拉伸的孔，物體可以穿過該孔插入襯底臺中的孔中。一旦物體插入后，可拉伸的孔將返回其初始形狀，有效地封閉蓋板中的孔。圖8示出圍繞襯底W邊緣的蓋板CP的三段。不同的段的每個可以覆蓋襯底臺上的傳感器。
如果在各段之間沒有間隙，則分割的蓋板應(yīng)該工作良好。例如，通過使用凸榫(tenon)和凹槽系統(tǒng)得以便利。應(yīng)該注意的是，T形間隙可以比簡單的U形間隙產(chǎn)生更多的氣泡，因此分割的蓋板的各段應(yīng)該小心地連接在一起，以避免在浸沒系統(tǒng)中加重氣泡的產(chǎn)生。
可選擇地或附加地，蓋板或襯底或甚至傳感器可以在投射在襯底期間移動。間隙的動態(tài)最小化示于圖9a和9b中，并可以取決于浸沒空間和投影系統(tǒng)相對于襯底的位置?？梢允褂抿?qū)動器結(jié)合時間表或使用指示浸沒空間相對于襯底臺位于何處的傳感器來移動襯底W(或傳感器TIS)的蓋板CP。該間隙僅僅需要在浸沒空間處于襯底臺的該部分之上時被最小化。氣刀清除了在曝光之間到浸沒液體的液體的襯底臺表面，由此增加了當該表面再次浸入時產(chǎn)生氣泡的危險。因為氣刀弄干了襯底臺的整個表面，所以在與浸沒空間進行接觸之前，間隙不能被液體預(yù)先填充。
可選擇地，為了將間隙的數(shù)量最小化，傳感器TIS和/或襯底W可以共用襯底臺WT中的孔。
將用于將物體放置在襯底臺中或之上所需的間隙尺寸最小化的一種方法是使傳感器TIS(或襯底W或在襯底臺中或之上的任何其它物體)形成具有匹配襯底臺WT中孔的傾斜(例如圓錐)表面的傾斜(例如圓錐)邊緣的形狀。這示于圖7中。因為傳感器TIS是有效自動定心的，因此要求更少的間隙。這提供了更少的表面區(qū)域和更少的氣泡阱。使用自動定心傳感器可以引起高度級而不是間隙。接著光刻設(shè)備適于能夠在掃描襯底臺期間考慮高度級。
可選擇的方法還有使用薄膜(membrane)作為橋接襯底臺和襯底或傳感器或襯底臺中或之上的任何其它物體之間的間隙的蓋板的部分。該薄膜可包括粘著劑。該粘著劑可以具有任何合適的厚度，例如5到50微米，只要它適合安裝在襯底臺和投影系統(tǒng)之間。
使用粘著劑的一個實例是具有密封板。襯底交換(swap)之間使用的密封板周圍的凹槽傾向于含有氣泡，因為一旦襯底已被替換并接著放置于浸沒系統(tǒng)之下以保持浸沒液體密封，則密封板降低到襯底臺上。浸沒系統(tǒng)壁以這種方式的運動是氣泡形成的主要原因。因此，密封板CLD的頂部表面可以擴展如圖9b所示，具有凸起(projection)以使上表面20覆蓋實際位于襯底臺之內(nèi)的密封板的部分周圍的任何凹槽。因為襯底臺中的孔受到密封板的擴展上表面的密封，所以密封板可以使用真空被保持在襯底臺中，那么氣泡的問題得以減小或消除。在一實施例中，擴展表面20可以是通過蝕刻制得的玻璃固體片或閉合板上的粘著劑制成的薄的圓形的層。粘著劑可以是10到20μm，以使高度級不會引起浸沒系統(tǒng)的問題。于是該密封板能夠通過在擴展表面下施加增壓氣體的脈沖而釋放。
粘著劑可以用于覆蓋襯底和蓋板之間的間隙。它可以由玻璃、金屬或塑料或任何其它合適的不起反應(yīng)的物質(zhì)制成。粘著劑可以用粘合劑、液體薄膜或由真空引起的抽吸而固定?？蛇x擇地，它可以是襯底或蓋板(或傳感器或密封板)的集成部分。
轉(zhuǎn)向圖10，在引起氣泡的襯底表面上的液滴D的問題被示出(并被更早描述)。有幾種方法來處理襯底上的液滴D。
一種方法是使襯底臺相對于浸沒系統(tǒng)更加緩慢地移動以便液體前端F相對于襯底W具有更小的角度，并且在液滴D和液體前端F之間具有更小的空間用于氣體被捕獲。
可選擇地或附加地，液滴D的形狀可以改變，從而使液滴D和襯底W之間的角度不那么尖銳，從而在兩個液全表面D和F之間捕獲的氣體更少。一種實現(xiàn)方法是使襯底的表面更加親液，從而液滴D的表面相對于襯底更接近垂直或甚至為鈍角，而不是捕獲氣體處的銳角。
如上所述，液滴D可以由氣刀在襯底表面產(chǎn)生，該氣刀將氣體引向襯底和襯底臺之間的間隙，由此引起液體“濺”刀襯底表面和襯底臺表面，如圖11a所示。在實施例中，在掃描襯底表面時，氣刀可以先于液體前端，因此可以正好在浸沒系統(tǒng)的液體前端到達襯底表面上的相同點之前產(chǎn)生液滴。這示于圖11a中箭頭的方向。
一種克服這個問題的方法示于圖11b中，并朝襯底的中心部分而不是朝邊緣掃描。在圖11b中，襯底W和襯底臺WT在位置上相反，從而使掃描從襯底W的邊緣朝它的中心部分進行。由于襯底相對于氣刀的運動方向，當襯底邊緣在氣刀下經(jīng)過時，噴射到襯底表面上的液滴被氣刀向前推進。在該實施例中，這些液滴D不會吹進液體前端F的路徑，但是它們被氣刀有效地吹到液體前端F的前面，如圖11b中與液滴D重疊的箭頭所示。
氣泡大部分出現(xiàn)在最靠近襯底邊緣的管芯上或附近。上述對掃描方向的適應(yīng)可以通過首先曝光襯底W的所有內(nèi)部管芯而進一步改善。隨后曝光外部管芯。以這種方式，通過選擇“長的”暴露路徑來曝光邊緣管芯，通過在襯底邊緣來回進行而產(chǎn)生的氣泡將被給予最長的時間在曝光之前逸出。這種方法對于減少襯底邊緣產(chǎn)生的氣泡數(shù)目是有用的。
對從襯底和襯底臺之間的間隙噴射液滴的問題的另一種可能的解決方法是確保沒有液體留在間隙中，例如確保排液流動是有效的。然而，這要冒著氣體在間隙中被捕獲并浮起在浸沒系統(tǒng)中的危險，如前面更早所述。需要在氣刀和液體前端之間再次充填間隙。
將浸沒系統(tǒng)中液體前端和氣刀之間的距離最小化仍會引起氣泡產(chǎn)生，但僅僅在靠近襯底的非常邊緣的一段短的距離上，由此可能減少襯底的更大部分上誤差。
參考在此的傳感器，可以理解的是，這可包括透射圖像傳感器(TIS)、斑點(spot)傳感器、集成透鏡干涉儀傳感器(ILIAS)，和/或狹縫(slit)傳感器，并且可包括含有多于一個探測器的傳感器。例如，TIS可包括8個探測器，其可一起或個別地被蓋板覆蓋。這些傳感器可用于測量圖像位置、輻射劑量、像差、偏振和/或其它圖像質(zhì)量參數(shù)以及或選擇性地對準襯底。
在這些方式中，氣泡引起的誤差例如最小劑量誤差和在曝光的襯底上的變形或空白斑點得以減小。
盡管在本文中對IC制造中的光刻設(shè)備進行了具體參考，但應(yīng)當理解，在此描述的光刻設(shè)備可具有其它應(yīng)用，例如集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲器的制導(dǎo)和檢測圖形、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。熟悉技藝者將意識到，在這種可選應(yīng)用的上下文中，在此任一使用的術(shù)語“晶片”或“管芯”可認為是分別與更通用的術(shù)語“襯底”或“目標部分”同義?？稍谄毓庵盎蛑?，以例如軌道(一般將一層抗蝕劑涂覆到襯底上并顯影該暴露的抗蝕劑的工具)、計量工具和/或檢驗工具，處理在此涉及的襯底。如果可應(yīng)用，可將在此的公開應(yīng)用到這種和其它襯底處理工具。而且，例如為了建立多層IC，襯底可被處理一次以上，因此在此所使用的術(shù)語襯底還涉及已經(jīng)包含多個處理層的襯底。
在此使用的術(shù)語“輻射”和“束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如，具有約365、248、193、157或126nm的波長)。
本文允許的術(shù)語“透鏡”可涉及包括折射的和反射的光學(xué)部件的各種類型光學(xué)部件的任一種或組合。
雖然以上已描述了本發(fā)明的具體實施例，但將意識到，除了所描述的外可實施本發(fā)明。例如，本發(fā)明可采取包含描述如上所公開方法的一個或多個機器可讀指令序列的計算機程序或者具有上述計算機程序存儲于其中的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(例如，半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)的形式。
本發(fā)明的一個或多個實施例可以適用于任何浸沒光刻設(shè)備，特別是但并非專用于那些上述類型并且無論浸沒液體以池的形式提供或僅僅在襯底的局部表面區(qū)域上提供。在此考慮的液體供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)予以廣泛地解釋。在特定實施例中，它可以是提供液體到投影系統(tǒng)和襯底和/或襯底臺之間的空間中的機構(gòu)或結(jié)構(gòu)的組合。它可以包括將液體提供到空間的一個或多個結(jié)構(gòu)、一個或多個液體入口、一個或多個氣體入口、一個或多個氣體出口和/或一個或多個液體出口的組合。在一實施例中，空間的表面可以是襯底和/或襯底臺的一部分，或者空間的表面可以完全覆蓋襯底和/或襯底臺的表面，或者空間可以包圍襯底和/或襯底臺。該液體供應(yīng)系統(tǒng)可以選擇性地進一步包括控制位置、數(shù)量、質(zhì)量、形狀、流速或液體的任何其它特性的一個或多個元件。
以上描述意圖是示例性的，不起限制作用。因此，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離以下提出的權(quán)利要求范圍的條件下，可對所描述的本發(fā)明進行修改。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)置為將輻射束通過液體投射到襯底上的光刻投影設(shè)備，該設(shè)備包括配置為保持物體的支撐臺，該物體包括傳感器、襯底、密封板和蓋板中的至少一個，其中物體和支撐臺之間的間隙被保持為最小化以便最小化液體中的氣泡形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光刻投影設(shè)備，其中物體和支撐臺之間的間隙小于0.8mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光刻投影設(shè)備，其中物體和支撐臺之間的間隙小于0.3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的光刻投影設(shè)備，包括用于覆蓋襯底臺中或之上的多個傳感器的單個蓋板。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的光刻投影設(shè)備，包括對于輻射束透明的蓋板。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的光刻投影設(shè)備，其中蓋板是薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的光刻投影設(shè)備，其中該薄膜連接到支撐臺的外部邊緣上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6的光刻投影設(shè)備，其中蓋板與傳感器集成。
9.根據(jù)權(quán)利要求4到8中任一項的光刻投影設(shè)備，其中蓋板由石英制成。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的光刻投影設(shè)備，還包括配置為在支撐臺的孔中側(cè)向移動物體以便在與液體接觸時減少物體邊緣和孔側(cè)面之間的間隙的驅(qū)動器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的光刻投影設(shè)備，其中該驅(qū)動器配置為根據(jù)支撐臺相對于液體的位置而在支撐臺內(nèi)執(zhí)行物體的側(cè)向運動以便與液體接觸的支撐臺的部分包含最小可能的間隙尺寸。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的光刻投影設(shè)備，該設(shè)備包括在支撐臺中的孔，該孔配置為在相同的孔中保持至少兩個物體，以便在物體和孔邊緣之間具有公共間隙，由此減少了支撐臺上的總間隙區(qū)域。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的光刻投影設(shè)備，其中至少一個物體包括傾斜表面，并且襯底臺包括物體被定位其中的孔，其具有相應(yīng)的傾斜表面以允許孔中物體的自動定心。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的光刻投影設(shè)備，其中傾斜邊緣為圓錐形表面而孔為圓錐形孔。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的光刻投影設(shè)備，還包括覆蓋至少一個物體的蓋板，該蓋板被分割以使各段配置為彼此滑動，并覆蓋至少一個物體和支撐臺之間的間隙，從而使間隙被有效地減小到無間隙。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項的光刻投影設(shè)備，還包括覆蓋至少一個物體的蓋板，該蓋板由彈性材料制成，從而使其配置為在至少一個物體上拉伸，并覆蓋至少一個物體和支撐臺之間的間隙，從而使間隙被有效地減小到無間隙。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的光刻投影設(shè)備，其中蓋板包括可拉伸的孔，且物體可以穿過該孔插入到支撐臺的孔中。
18.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項的光刻投影設(shè)備，還包括用于覆蓋間隙的粘著劑，該粘著劑附著到間隙的任一側(cè)的至少一個支撐臺和至少一個物體上或間隙的任一側(cè)的至少一個支撐臺和至少一個物體的集成部分上，附著的方法為水薄膜和真空引起的抽吸之一。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的光刻投影設(shè)備，其中粘著劑由玻璃、金屬、塑料和任何其它合適的不起反應(yīng)的物質(zhì)之一的薄層制成。
全文摘要
在浸沒光刻設(shè)備中，通過減小襯底臺上的間隙尺寸或區(qū)域和/或覆蓋間隙來減少或防止浸沒液體中的氣泡形成。
文檔編號H01L21/027GK1971429SQ200610171860
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月23日
發(fā)明者H·詹森, S·M·J·科尼利森, S·N·L·唐德斯, R·F·德格拉夫, C·A·胡根達姆, H·雅各布斯, M·H·A·利德斯, J·J·S·M·默坦斯, B·斯特里夫柯克, J·-G·C·范德圖爾恩, P·斯米茨, F·J·J·詹森, M·里彭 申請人:Asml荷蘭有限公司