光刻装置以及器件制造方法

xiaoxiao2020-8-1  3

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专利名称:光刻装置以及器件制造方法
技术领域
本发明涉及一种光刻装置,以及一种用于制造器件的方法。
技术背景光刻装置是可在衬底、通常是衬底的目标部分上施加所需图案 的机器。光刻装置例如可用于集成电路(IC)的制造中。在这种情 况下,可采用图案形成装置来产生将形成于IC的单个层上的电路图案,该图案形成装置也称为掩模或分划板。该图案可被转移到衬底 (如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或多个管芯)上。图案 的转移通常借助于成像到设于村底上的一层辐射敏感材料(抗蚀剂) 上来实现。通常来说,单个衬底包含被连续地形成图案的相邻目标 部分的网络。已知的光刻装置包括所谓的步进器,其中通过将整个 图案一次性地曝光在目标部分上来照射各目标部分,还包括所谓的 扫描器,其中通过沿给定方向("扫描"方向)由辐射束来扫描图案 并以平行于或反向平行于此方向的方向同步地扫描衬底来照射各目 标部分。还可以通过将图案压印在村底上来将图案从图案形成装置 转移到衬底上。已经提出了可将光刻投影装置中的衬底浸入到具有相对较高折 射率的液体如水中,以便填充投影系统的最后元件与衬底之间的空 间。其目的是成像较小的特征,这是因为曝光辐射在液体中将具有 更短的波长(液体的效果还被认为是增加了系统的有效数值孔径(NA),并且增大了聚焦深度)。还已经提出了其它的浸液,包括其 中悬浮有固体颗粒(如石英)的水。然而,将衬底或衬底及衬底台浸入在液体池(例如可见美国专利US 4509852,其通过引用整体地结合于本文中)意味着,在扫描 曝光期间很大一部分液体必须被加速。这就要求有额外的或更大功 率的电动机,、波体中的湍流可能会导致不希望有的和无法预测的效 果。针对液体供给系统所提出的 一种解决方案是,仅在衬底的局部 区域上以及在投影系统的最后元件与衬底(衬底通常具有比投影系 统的最后元件更大的表面积)之间提供液体。在PCT专利申请No. WO99/49504中公开了已经提出的针对此而设置的一种解决方案,其 通过引用整体地结合于本文中。如图2和3所示,液体经由衬底上 的至少一个入口 IN且优选沿着衬底相对于最后元件的运动方向来供 给,并且在已经在投影系统下方通过之后经由至少一个出口 OUT排 出。这就是说,当衬底在元件下方沿着-X方向祐L扫描时,液体在元 件的+X侧供给并且在-X侧被吸走。图2示意性地显示了这一设置, 其中液体经由入口 IN来供给,并且经由与低压源相连的出口 OUT 而在元件的另一侧被吸走。在图2中,'液体沿着村底相对于最后元 件的运动方向来供给,但这并不是必须的,入口和出口可具有围绕 着最后元件的各种方位和4丈量,在图3中显示了一个例子,其中围 绕着最后元件以规则的图案设置了位于各侧上的四组入口和出口 。发明内容例如,提供一种具有液体供给系统的光刻装置是有利的> 其中 衬底可在不同的方向上运动,而不必切换液体在光刻装置的投影系 统与衬底之间的流动方向。根据本发明的一个方面,提供了一种光刻投影装置,包括设置成可调节辐射光束的照明系统;设置成可保持图案形成装置的支撑结构,该图案形成装置设置 成可赋予光束的横截面某一图案; 设置成可保持衬底的衬底台;.设置成可将图案化的辐射光束才殳射到衬底的目标部分上的投影系统;和液体供给系统,其包括设置成可将液体供给到投影系统与衬底 之间的空间中的入口 ,以及设置成可去除至少部分液体的出口 >该 液体供给系统设置成可使入口、出口或这两者围绕基本上垂直于衬 底曝光面的轴线旋转。根据本发明的一方面,提供了一种光刻投影装置,包括设置成可调节辐射光束的照明系统;设置成可保持图案形成装置的支撑结构> 该图案形成装置设置 成可赋予光束的^f黄截面某一图案; 设置成可保持村底的衬底台;设置成可将图案化的辐射光束投射到衬底的目标部分上的投影 系统;和液体供给系统,其包括设置成可将液体供给到投影系统与斗t底 之间的空间中的入口 ,以及设置成可去除至少部分液体的出口 ,该 液体供给系统设置成可使入口和出口根据衬底的运动变化,而一前 一后地围绕基本上平行于投影系统光轴的轴线旋转。 - 根据本发明的另一方面,提供了一种器件制造方法,包括 将液体供给到光刻装置的招:影系统与衬底之间的空间中; 使设置成可将液体供给至该空间中的入口 、设置成可去除液体 的出口或该入口和出口这两者围绕基本上垂直于衬底曝光靣的轴线 旋转^和利用投影系统将图案化的辐射光束经过液体而投射到衬底的目 标部分上。


下面将仅通过示例的方式并参考示意性附图来介绍本发明的实 施例,在附图中对应的标号表示对应的部分,其中图l显示了根据本发明的一个实施例的光刻装置; 图2和3显示了用于光刻投影装置中的液体供给系统; 图4显示了用于光刻投影装置中的另一液体供给系统; 图5显示了用于光刻投影装置中.的另外一个液体供给系统; 图6显示了根据本发明 一 个实施例的液体供给系统的顶视图; 图7是图6所示液体供给系统的侧4见图; 图8a至图8c显示了根据本发明一个实施例的液体约束结构的各 种旋转;和图9显示了根据本发明另一实施例的液体供给系统的侧视图。
具体实施方式
图1示意性地显示了根据本发明一个实施例的光刻装置。该装「 置包括-构造成可调节辐射光束PB (例如UV辐射或DUV辐射)的 照明系统(照明器)BL;-构造成可支撑图案形成装置(例如掩模)MA的支撑结构(例 如掩^T莫台> MT,其与构造成可按照一定参数精确地定位图案形成装 置的第 一定位装置PM相连;-构造成可固定衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W的衬底台 (例如晶片台)WT,其与构造成可按照一定参数精确地定位衬底的 第二定位装置PW相连;和-构造成可将由图案形成装置MA施加给投影光束PB的图案 投射在衬底W的目标部分C (例如包括一个或多个管芯)上的投影 系统(例如折射型投影透镜系统)PL.照明系统可包括用于对辐射进行引导、成形或控制的多种类型 的光学部件,例如折射式、反射式、磁式、电磁式、静电式或其它 类型的光学部件或其任意组合。支撑结构支撑即支承了图案形成装置的重量。它以一定的方式固定住图案形成装置,这种方式取决于图案形成装置的定向、光刻 装置的设计以及其它条件,例如图案形成装置是否固定在真空环境 下。支撑结构可使用机械、真空、静电或其它夹紧技术来固定住图 案形成装置。支撑结构例如可为框架或台,其可根椐要求为固定的 或可动的。支撑结构可保证图案形成装置可例如相对于投影系统处 于所需的位置。用语"分划板"或"掩模,'在本文中的任何使用可 被视为与更通用的用语"圉案形成装置"具有相同的含义。这里所用的用语"图案形成装置"应被广义地解释为可用于为 辐射光束的横截面施加一定图案以便在衬底的目标部分中形成图案 的任何装置。应当注意的是,例如如果图案包括相移特征或所谓的 辅助特征,那么施加于辐射光束中的图案可以不精确地对应于衬底 目标部分中的所需图案。 一般来说,施加于辐射光束中的图案将对 应于待形成在目标部分内的器件如集成电路中的特定功能层。困案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的例 子包括掩模、可编程的镜阵列和可编程的LCD面叙。掩模在光刻领 域中是众所周知的,其包括例如二元型、交变相移型和衰减相移型 等掩模类型,还包括各种混合式掩模类型.可编程镜阵列的一个例 子采用微型镜的矩阵设置,各镜子可单独地倾斜以沿不同方向反射 所入射的辐射光束。倾斜镜在被镜矩阵所反射的辐射光束中施加了 图案。这里所用的用语"投影系统"应被广义地解释为包括各种类型 的投影系统,包括折射式、反射式、反射折射式、磁式、电磁式和 静电式光学系统或其任意组合,这例如应根据所用的曝光辐射或其 它因素如4吏用浸液或使用真空的情况来适当地确定。用语"寸殳影透 镜"在本文中的任何使用均应被视为与更通用的用语"投影系统" 具有相同的含义。如这里所迷,此装置为透射型(例如采用了透射掩模)。或者, 此装置也可以是反射型(例如来用了上迷可编程镜阵列,或采用了反射掩模)。光刻装置可以是具有两个(双级)或多个衬底台(和/或询个或 多个掩模台)的那种类型.在这种"多级"式机器中,附加的台可 以并联地使用,或者可在一个或多个台上进行预备步骤而将一个或 多个其它的台用于曝光。参见图1,照明器IL接收来自辐射源SO的辐射光束。辐射源 和光刻装置可以是单独的实体,例如在辐射源为准分子激光器时。 在逸种情况下,辐#源不应故视为形成了光刻装置的一部分,辐射光束借助于光束传送系统BD从源SO传递到照明器IL中,光束传 送系统BD例如包括适当的引导镜和/或光束扩展器。在其它情况下, 该源可以是光刻装置的一个整体部分,例如在该源为水银灯时。源SO 和照明器IL以及光束传送系统BD (如果有的话) 一起可称为辐射 系统。照明器IL可包括调节装置AD,其用于调节辐射光束的角强度 分布。通常来说,至少可以调节照明器的光瞳面内的强度分布的外 部和/或内部径向范围(通常分别称为g-外部和cr-内部)。另外,照 明器IL通常包括各种其它的器件,例如积分器IN和聚光器CO。照 明器可用来调节辐射光束,以使其在其横截面上具有所需的均匀性 和强度分布。投影光束PB入射在固定于支撑结构(例如掩模台MT)上的图 案形成装置(例如掩模MA)上,并通过该图案形成装置而图案化。 在穿过掩模MA后,投影光束PB通过投影系统PL,其将光束聚焦 在村底W的目标部分C上。如下将详迷的'波体约束结构IH将浸液 提供到投影系统PL的#元件与衬底W之间的空间内。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF (例如干涉仪、线性 编码器或电容传感器),衬底台WT可精确地移动> 以便例如将不 同的目标部分C定位在辐射光束PB的路径中。类似地,可用第一定 位装置PM和另一位置传感器(在图1中未明确示出)来相对于辐射光束PB的路径对掩模MA进行精确的定位,例如在将掩模MA从掩模库中机械式地重新取出之后或者在扫描过程中。通常来说,借助 于形成为第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗略定位)和短 行程模块(精确定位),可实现掩模台MT的运动。类似的,采用 形成为第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块,可 实现衬底台WT的运动。在采用分档器的情况下(与扫描器相反), 掩模台MT可只与短行程致动器相连,或被固定住,掩模MA和衬 底W可采用掩模对难标记Mi,M2和衬底对准标记P1,P2来对准。虽 然村底对准标记显示为占据了专用目标部分,然而它们可位于目标 部分之间的空间内(它们称为划线路线对准标记)。类似地,在掩 模MA上设置了超过一个管芯的情况下,掩模对准标记可位于管芯 之间。所述装置可用于至少 一种下述才莫式中1. 在步进模式中,掩模台MT和衬底台WT基本上保持静止, 而施加到投影光束上的整个图案被一次性投影到目标部分C上〔即 单次静态曝光)。然后沿X和/或Y方向移动村底台WT,使得不同 的目标部分C被膝光。在步进模式中,曝光区域的最大尺寸限制了 在单次静态啄光中所成像的目标部分C的大小。2. 在扫描模式中,掩模台MT和材底台WT被同步地扫描,同 时施加到投影光束上的图案被投影到目标部分C上(即单次动态曝 光)。衬底台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)和图像倒转特性来确定。在扫描才莫式中,曝光区域的 最大尺寸限制了单次动态曝光中的目标部分的宽度(非扫描方向 上),而扫描运动的长度决定了目标部分的高度(扫描方向上)。3. 在另一^莫式中,掩模台MT基本上固定地夹持了可编程的图 案形成装置,而衬底台WT在施加到投影光束上的图案被投影到目 标部分C上时产生运动或扫描。在这种模式中通常采用了脉冲辐射 源,可编程的图案形成装置根椐需要在衬底台WT的各次运动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间进行更新。这种操作模式可容易 地应用于采用了可编程的图案形成装置、例如上述类型的可编程镜 阵列的无掩模式光刻技术。还可以采用上述使用模式的組合和/或变型,或者采用完全不同 的使用4莫式。在图4中显示了具有局部化液体供给系统的另一浸入式光刻解 决方案。液体经由位于投影系统PL两侧上的两个槽式入口 IN来供给,并经由设置在入口 IN的径向外侧的多个分散出口 OUT来除去。 入口 IN和出口 OUT可设置在液体约束结构、例如在其中心设有孔 的板中,投影光束经由该孔来投射。液体经由位于投影系统PL—侧 上的一个槽式入口 IN来供给,并经由设置在投影系统PL另一侧上 的多个M出口 OUT来除去,这便导致了投影系统和衬底之间的液 体的薄膜式流动。选择待使用的入口 IN和出口 OUT的哪种組合可 根据村底的运动方向来进行(入口 IN和出口 OUT的另一种组合被 停用)。已经提出的具有局部化液体供给系统的另一浸入式光刻解决方 案是提供带有液体约束结构的液体供给系统,该液体约束结构沿着 投影系统的最后元件与衬底台之间的空间的至少 一 部分边界而延 伸。这种解决方案显示于图5中'液体约束结构虽然在Z方向(光 轴方向)上可能存在一些相对运动,但在XY平面内相对于投影系统 基本上静止。在液体约束结枸和衬底表面之间形成了密封。参见图5,储器10形成了与投影系统成像区域周围的衬底之间 的无接触式密封,使得液体受到约束而填充了衬底表面与投影系统 最后元件之间的空间。储器由位于投影系统PL的最后元件下方且处 于其周围的液体约束结构12形成,液体i4A到投影系统下方的空间 中并处于液体约束结构内。液体约束结构稍微延伸至略处于投影系 统最后元件的上方,并且液面上升到最后元件之上,从而提供了液 体的緩冲。该液体约束结构具有内周边,在一个实施例中,该内周边在上端处紧密地顺应投影系统或其最后元件的形状,并且例如可 以是圆形的。在底郜处,该内周边紧密地顺应像场的形状,例如为 矩形,但并不一定要为矩形。液体通过液体约束结构的底部与衬底W的表面之间的气封16 而被约束在储器中。气封由气体如空气、合成空气、氮气或惰性气体形成,其在压力下经由入口 15提供到液体约束结枸12与村底之 间的间隙中,并经由第一出口 14抽出。入口 15上的过压、第一出 口 14上的真空度以及间隙的几何形状设置成使得存在有可约束液体 的向内高速气流.这种系统公开于美国专利申请No. 10/705783中, 该申请通过引用糾地结合于本文中。在图5所示的液体约束结构中,液体可通过端口 13而供给至招: 影系统与村底/衬底台之间的空间,和/或从该空间中取出。在一个实 施例中,端口 13包括一对将液体供给至该空间的入口 13 (例如位于 曝光场的相对側上).入口 13所提供的液体可通过环绕曝光场周边 的出口 14而去除(如本文中所使用,曝光场不仅包括投影光束穿过 的区域,而且还可另外地或者作为备选地包括可通过它并利用测量 辐射光束来进行测量的区域)。由于存在出口 14,因此液体就被约 束在该空间内并且处于曝光场内 > 而与衬底/衬底台的运动方向无关。 可通过适当构造的入口 13和出口 14在该空间内形成和/或保持液体 流,然而,在仅使用了密封件16之处,入口所提供至该空间中并处 于曝光场内的液体可仅仅是被保持在其中,而不会形成该空间内的 液体流。在一个实施例中,端口 13包括入口和出口 (例如位于曝光场的 相对侧上)。围绕曝光场的密封件16将液体约束在该空间和皞光场 内,而无需液体出口。在需要经过该空间的液体流时,入口/出口 13 可适当地构造成可产生和/或保持该液体流。在一个实施例中,端口 13围绕曝光场周边延伸,并由此而提供 了旋转对称的淚体入口.在端口 13 Y又包括入口时,出口 14可设在曝光场的周边周围,以便在4于底/衬底台沿任意方向的运动过程中将 液体保持在其中。作为附加或作为备选,设置成围绕曝光场周边的 密封件16可在^]"底/衬底台沿任意方向的运动过程中使液体容納在曝
光场中。并且,在端口 13还包括出口并在端口 13的入口和出口之 间形成了液体流时,设置成围绕爆光场周边的密封件16可在衬底/衬
底台沿任意方向的运动过程中使液体容纳在曝光场中。
因此,通过图5所示的液体供给系统,就将液体约束在投影系 统与衬底/衬底台之间的空间内以及在爆光场内,而无需关闭或接通 特定的入口和/或出口 ,或者不必依赖于衬底/衬底台的运动方向。
参见图6和图7,分別示意性地显示了4艮据本发明一个实施例的 液体供给系统的顶^L图和側3见图。该液体供给系统包括液体约束结 构20,其构造成可至少部分地将液体约束在投影系统与衬底W和/ 或衬底台WT之间的空间22内。该液体约束结构20包括可将液体 供给至该空间的入口 24,以及构造成可去除液体的出口 26。衬底/衬
结构(以及投影系统)而运动。在图6和图7中,箭头28 (例如在 X方向上)描述了这种运动的一个示例,然而很显然,村底/衬底台 可以在其它方向上运动(包括旋转)。
液体约束结构通过框架30连接在底座或地面(未示出)上。在 一个实施例中,投影系统连接在来自液体约束结构的不同框架(未 示出)上,因此投影系统和液体约束结构就被机械式地隔离,使得 投影系统和液体约束結构之间的振动和作用力的传递最小或得以减 小。用于投影系统的不同'框架也可连接在底座或地面上,或者可连 接在用于液体约束结构的框架上但与之隔离。液体约束结构在X和 Y方向上是基本上固定的,并且可在Z方向上运动。在图6中,投 影系统的顶部(例如见图7)被省略,因此可以清楚地看到液体约束 结构。
在一个实施例中,如同囷2、 3和4中的液体供给系统一样,衬底W/村底台WT的运动有助于液体被约束和分布在该空间内以及在 曝光场内。尤其是,液体通过入口供给至曝光场一侧的空.间,并且 村底/衬底台的运动有助于液体分布在曝光场内,并且有助于液体到 达曝光场相对侧上的出口.因此,投影系统和液体约束结构提供了 用于该空间顶部的约束,衬底/衬底台提供了用于该空间底部的约束, 位于曝光场相对側上的入口和出口连同衬底/衬底台在从入口至出口 的方向上的运动一起,提供了在该空间内的侧向约束。衬底/衬底台 的运动以及入口和出口在曝光场相对侧上的定位组合有助于产生和 保持液体在该空间内的薄膜流。箭头32 (例如在X方向上延伸)描 述了空间内的液体流的一个示例,然而^艮显然,液体流可在其它方 向上运动(包括旋转),这取决于入口和出口的定位以及衬底/衬底 台的运动。
在图2、 3和4的供给系统中,在衬底/衬底台的运动方向发生变 化时,可通过启用/停用位于曝光场周边上或其外侧的一个或多个特 定入口和出口 ,来帮助将液体约束和分布在该空间内以及曝光场内。 例如,在困2、 3和4的情形下,当衬底/衬底台在第一方向上从第一 入口 IN朝着第一出口 OUT运动时,瞩光场一侧上的第一入口 IN将 液体供给至该空间以及供给至曝光场另一侧上的第一出口 OUT,在 村底/衬底台沿着与第一方向成180°的笫二方向而运动时,第二入口 IN 和第二出口OUT被启用,而第一入口 IN和第一出口 OUT被停用. 第二入口 rN位于与笫一入口 IN相对的位置(相邻于第一出口 OUT), 第二出口 OUT位于与第一出口 OUT相对的位置(相邻于笫一入口 IN)。因此,在这种构造中,村底/村底台的第二方向是从第二入口 IN 朝着第二出口 OUT。在一个实施例中,例如通过将液体源切换至低 压源而可将第一入口 IN切换至第二出口 OUT,例如通过将低压源切 换至液体供给源而可将第一出口 OUT切换至第二入口 rN。入口和出 口也可设置成用于衬底/衬底台在其它方向上的运动(例如见图3)。 因此,困2、 3和4的液体供给系统采用了非旋转对称的液体入口和出口系统,其可根据衬底/衬底台的运动(例如沿着扫描方向)并通 过启用/停用一个或多个入口和出口 ,而进行膝光场周边上或其外側 的、液体入口和出口位置的切换,
在一个实施例中,在一个或多个入口和/或出口围绕基本上垂直 于衬底曝光面的轴线、例如Z轴或投影系统的光轴而旋转的情形下, 可以避免通过启用/停用 一个或多个入口和出口来进行液体入口和出 口位置的切换.参见图6和7> —个或多个电动斗凡34驱动包括入口 和出口的液体约束结构相对于4度架并围绕轴线而旋转,而使入口 和出口一前一后地运动。弯箭头38显示了液体约束结构如何旋转。 控制器40根椐衬底/村底台的运动方向来控制电动机。尤其是,控制 器控制电动机,使得液体约束结构定位成使从入口至出口的方向基 本上平行于村底/衬底台的运动方向> 并且处于同一方向上。这样, 就不必启用/停用入口和出口 ,因为液体约束结构以衬底/衬底台的运 动可变化的方式来旋转,以便将液体约束在投影系统和衬底/村底台 之间的空间内,并且该空间内的液体流与衬底/衬底台的运动处于同 一方向上。通过入口和出口的适当旋转,衬底/衬底台的运动可在衬 底/衬底台的所有运动方向上将液体从入口自动地传输至出口 。控制 器可以前馈或反馈的方式来操作。
在一个实施例中,液体供给系统构造成可使入口、出口或这两 者围绕基本上垂直于衬底曝光面的轴线而旋转。尽管液体供给系统 能够提供所有这些旋转功能,然而在一些实施例中,液体供给系统 可仅提供入口的旋转(没有使出口旋转的能力),或者仅提供出口 的旋转(没有使入口旋转的能力),或者提供入口和出口这两者的 旋转。换句话说,液体供给系统不必能够提供所有这些旋转能力, 而是可仅仅提供一种类型的旋转能力。
参见图Sa至Sc,液体约束结构示意性地显示为处于不同的旋转 中,以便描述根据本发明一个实施例的液体供给系统的操作。然而, 在该示例中,液体约束结构连接在投影系统(或者支撑投影系统的框架)上,而没有使用如图4和图5所示的框架。在这种情况下, 一个或多个电动机(未示出)驱动液体约束结构围绕大致平行于投 影系统光轴的轴线而相对于投影系统运动。可通过使用隔离器或阻 尼机构来减小或避免液体约束结构和投影系统之间的振动和/或作用
力的传递。该示例性液体约束结构的旋转基本上类似于图4和图5
所示的示例性液体约束结枸的旋转,
参见图8a,液体约束结构定位成使得从液体约束结构的入口至 出口的方向(如箭头所示)基本上平行于村底/衬底台的运动方向且 处于同一方向上(如箭头所示)。在图8a中,衬底/村底台的运动处 于扫描方向上。当衬底/衬底台的运动例如改变至图8b所示的步进方 向时,液体约束结构就顺时4十旋转了大约卯度,使得从液体约束结 构的入口至出口的方向(如箭头所示)基本上平行于衬底/衬底台的 运动方向且处于同一方向上(如箭头所示)。当衬底/衬底台的运动 例如再次改变至图8c所示的扫描方向(该扫描方向与图8a所示的扫 描方向相反)时,液体约束结构进一步顺时针旋转了大约90度,使 得从液体约束结构的入口至出口的方向〔如箭头所示)基本上平行 于衬底/衬底台的运动方向且处于同一方向上(如箭头所示)。如果 衬底/衬底台的运动例如再次改变至如图Sb所示的步进方向,則液体 约束结构只需要逆时针旋转大约90度,使得从液体约束结构的入口 至出口的方向(如箭头所示)基本上平行于衬底/衬底台的运动方向 且处于同一方向上(如箭头所示)。因此,尽管在一个实施例中, 一个或多个入口和/或出口可旋转任何角度(例如0至360度),然 而该一个或多个入口和/或出口也可J又在0至200度的范围内旋转。
在一个实施例中,该一个或多个入口和/或出口可仪仅旋转至这 样的位置,其中从液体约束结构的入口至出口的方向基本上平行于 村底/村底台的扫描运动方向且处于同一方向上,在这种情况下,可 以只需有限数量的旋转。
在一个实施例中,代替液体约束蛄构旋转的是,单个的入口和/或出口或一组入口和/或出口可在液体约束繞构自身内旋转。例如, 在出口设在曝光场的周边周围时 > 可以有利地仅仅使一个或多个入 口围绕曝光场周边的全部或一部分来旋转。
尽管上文中描述了 一个或多个电动机可用于驱动液体约束结构 或者所述一个或多个入口和/或出口旋转,然而可以使用几乎任何的 移动机构。所述电动机可以是一个或多个线性电动机或者一个或多 个机械促动器。框架和/或液体约束结构可包括导轨,以用于引导液 体约束结构的一个或多个入口和/或出口的旋转。可以提供一个或多 个合适的轴承。
一个或多个入口和/或出口的旋转具有可避免启用/停用 一个或多 个入口和/或出口的优点。这种启用/停用会对液体质量产生不利影 响。例如,当通过启用/停用一个或多个入口和/或出口来切换液体入 口和出口的位置时,液体供给系统中的阀可能会被污染,从而将污 染引入液体中。改变经过过滤器和/或除泡器的液体流的方向或者停 止该液体流,则会导致在通过启用/停用一个或多个入口和/或出口来 切换液休入口和出口位置时引入污染和/或气泡。另外,当液体供给 系统具有单个液体入口和单个液体出口 ,或者具有位于两个相对位 置中的每一位置处的入口/出口组合(例如如图4所示)时,旋转可 有助于避免或减少在衬底/衬底台的某些运动方向上的液体泄漏,例 如在垂直于单个液体入口和单个液体出口之间的连线的方向上,或 者在垂直于相对位置处的入口/出口组合之间的连线的方向上。另夕卜, 旋转可有助于避免或减轻因启用/停用 一个或多个入口和/或出口而导
致的光刻装置中的有害振动。
在一个实施例中,入口、出口或这两者可旋转,以便在基本上 垂直于衬底运动方向的方向上保持液体流。为了保持曝光场中的液 体,在啄光场的周边周围设置密封件或出口以用于包含或者除去液 体,因为衬底在垂直于曝光场中的液体流方向上的运动会将液体拉 出曝光场之外(从液体流处在与衬底迳动方向相同的方向上这一点中就可以清楚,在这种情况下,表面张力可将液体保持基本上处于 曝光场内),并将液体拉出装置中的不需要液体的部分。参见图9> 该实施例的液体供给系统与图7所示基本上相同,不同之处在于,出口 42设在曝光场的周边周围以便清去可能从曝光场中逸出的液 体。根据该液体供给系统的构造、液体流和/或衬底的运动,出口 42 不必完全地围绕膝光场。在一个实施例中,入口、出口或这两者可旋转,以便在不同的 时间或点处,在基本上垂直于衬底运动方向的方向上或者在基本上 平行于衬底运动方向的方向上来保持液体流。在一种双级浸入式光刻装置中,设有用于分别支撑衬底的两个台。采用处于第一位置中的台在无浸液的情况下进行调平测量,采 用处于第二位置中的台在存在浸液的情况下进行曝光。或者,该装置仪具有一个台,并可在分开的调平位置与曝光位置之间运动。虽然在本文中具体地参考了 IC制造中的光刻装置的使用,然而 应当理解,这里所介绍的光刻装置还可具有其它应用,例如集成光 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)、薄膜磁头等的制造。本领域的技术人员可以理解,在这 种替代性应用的上下文中,用语"晶片"或"管芯"在这里的任何 使用分别被枧为与更通用的用语"衬底"或"目标区域"具有相同 的含义。这里所指的衬底可在曝光前或曝光后例如在轨道(一种通 常在衬底上施加抗蚀层并对暴露出来的抗蚀层进行显影的工具)或 度量和/或检奎工具中进行加工。在适当之处,本公开可应用于这些 和其它衬底加工工具中。另外,衬底可被不止一次地加工,例如以 形成多层IC,因此it^所用的用语"衬底".也可指已经包含有多层 已加工的层的衬底。这里所用的用语"辐射"和"光束"用于包括所有类型的电磁 辐射,包括紫外线(UV)辐射(例如波长为365,248,193,157或126纳 米).用语"透镜"在允许之处可指多种光学部件中的任意一种或其 组合> 包括折射式和反射式光学部件。虽然在上文中已经描述了本发明的特定实施例,然而可以理解, 本发明可通过不同于上迷的方式来实施.例如在适当之处,本发明 可采用含有一个或多个描述了上述方法的机器可读指令序列的计算 机程序的形式,或者存储有这种计算机程序的数据存储介质(如半 导体存储器、磁盘或光盘)的形式。本发明的一个或多个实施例可应用于任何浸入式光刻装置,尤 其是但非唯一地用于上述的那些类型。液体供给系统是可在投影系 统与衬底和/或衬底台之间的空间内提供液体的任何机构。它可包括 一个或多个结构、 一个或多个液体入口、 一个或多个气体入口、 一 个或多个气体出口和/或一个或多个液体出口的任何组合,这种组合 给该空间提供了液体并将其约束在该空间内.在一个实施例中,该 空间的表面可限于衬底和/或衬底台的一部分,或者,该空间的表面 可完全地覆盖衬底和/或村底台的表面,或者该空间可封闭村底和/或 衬底台。根据所需的性质和所用的曝光辐射的波长,在该装置中使用的浸液可具有不同的组分。对于193nm的曝光波长来说,可以采用超 纯水或水基组分,为此,浸液有时称为水,也可以使用与水有关的 术语,例如亲水性、疏水性、湿度等。这些描迷是示例性而非限制性的。因此,对本领域的技术人员 来说很明显,在不脱离所附权利要求的范围的前提下,可以对本发 明进行修改,
权利要求
1.一种光刻投影装置,包括设置成可调节辐射光束的照明系统;设置成可保持图案形成装置的支撑结构,所述图案形成装置设置成可赋予光束的横截面某一图案;设置成可保持衬底的衬底台;设置成可将所述图案化的辐射光束投射到所述衬底的目标部分上的投影系统;和液体供给系统,其包括设置成可将液体供给到所述投影系统与所述衬底之间的空间中的入口,以及设置成可去除至少部分所述液体的出口,所述液体供给系统设置成可使所述入口、所述出口或这两者围绕基本上垂直于所述衬底的曝光面的轴线而旋转;以及一个或多个电动机,设置成可使所述入口、所述出口或这两者围绕所述轴线沿着逆时针方向和顺时针方向而旋转;和控制器,设置成可根据衬底和/或衬底台的运动方向来控制所述一个或多个电动机。
2. 根据权利要求1所述的装置,其中所述控制器可以前馈方式 操作。
3. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所迷液体供给系 统包括构造成至少部分地将所述液体约束在所述空间内的液体约束 结构,所述液体约束结构包括所述入口和所述出口,并且构造成可 围绕所述轴线;旋转。
4. 根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述入口和出口 分別位于曝光场的相对侧上,所述图案化光束可通过所述曝光场来 投影。
5. 根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述液体约束结 构支撑在与所述装置的底座或地面相连的框架上,所述液体约束结 构包括一个或多个电动机,其配置成可使所述液体约束结构相对于 所述框架旋转。
6. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述液体在所述 空间内的流动方向与所述衬底的运动方向基本上一致。
7. 根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述液体在所述空间内的流动方向与所述衬底的扫描运动方向基本上一致。
8. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制器,其 设置成可通过所述入口、所述出口或这两者的旋转,而将所述空间 内液体的流动方向保持与所述村底的运动方向基本上一致,而无论 所述衬底在何时运动。
9. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述入口、所述 出口或这两者构造成可旋转小于或等于360度。
10. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述入口、所 述出口或这两者构造成可旋转小于或等于200度。
11. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制器设 置成可驱动所述入口 、所述出口或这两者仅仅旋转至这样的位置, 其中从所述入口至所迷出口的方向基本上平行于所述衬底的扫描运 动且处于同一方向上。
12. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述液体供给 系统包括多个入口、多个出口或者这两者,并且构造成可使所述入 口、所述出口或这两者旋转。
13. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述空间内液 体的流动方向基本上垂直于所述衬底的运动方向。
14. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述液体供给 系统构造成可使所述入口仅仅围绕基本上垂直于所述衬底的曝光面 的轴线而旋转。
15. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述液体供给 系统构造成可使所述出口仅仅围绕基本上垂直于所述衬底的曝光面 的轴线而旋转。
16. 根据权利要求l所述的装置,其特征在于,所述液体供给 系统构造成可使所述入口和出口围绕基本上垂直于所述衬底的曝光 面的轴线而旋转。
17. —种光刻投影装置,包括 设置成可调节辐射光束的照明系统;设置成可保持图案形成装置的支撑结构,所述图案形成装置设 置成可赋予光束的横截面某一图案; 设置成可保持衬底的村底台;设置成可将所述图案化的辐射光束投射到所述衬底的目标部分上的投影系统;和液体供给系统> 其包括设置成可将液体供给到所述投影系统与 所述衬底之间的空间中的入口 ,以及设置成可去除至少部分所述液 体的出口 ,所述液体供给系统设置成可使所述入口和出口根据所述 衬底的运动变化,而一前一后地围绕基本上平行于所述投影系统光 轴的轴线旋转。
18. 根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述入口和所 述出口构造成可旋转小于或等于200度。
19. 根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述空间内液 体的流动方向基本上垂直于所述4十底的运动方向。
20. —种器件制造方法,包括将液体供给到光刻装置的投影系统与衬底之间的空间中; 通过采用设置成可使所述入口、所述出口或这两者围绕所述轴 线沿着逆时针方向和顺时针方向而旋转的 一个或多个电动机,使设 置成可将所述液体供给至所述空间中的入口 、设置成可去除所述液 体的出口或这两者围绕基本上垂直于所述衬底的曝光面的轴线而旋转;操作控制器以根据衬底和/或衬底台的运动方向来控制一个或 多个电动机;和利用所述投影系统将图案化的辐射光束经由所述液体而投射到 所述村底的目标部分上。
21. 根据权利要求20所述的方法,包括以前馈方式操作控制器。
22. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述方法包括 利用液体约束结构而至少部分地将所述液体约束在所述空间内,所 述液体约束结构包括所述入口和所述出口 ,并且构造成可围绕所述 轴线旋转。
23. 根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述入口和出 口分别位于曝光场的相对侧上,所述图案化光束可通过所述曝光场 来投影。
24. 根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述方法包括: 将所述液体约束结构支撑在与所述光刻装置的底座或地面相连的框架上;和使所述液体约束结构相对于所述框架旋转。
25. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述液体在所 述空间内的流动方向与所述衬底的运动方向基本上一致。
26. 根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述液体在所 述空间内的流动方向与所述衬底的扫描运动方向基本上一致。
27. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述方法包括 通过所述入口、所迷出口或这两者的旋转,而将所述空间内液体的 流动方向保持与所迷村底的运动方向基本上一致,而无论所述衬底 在何时运动。
28. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述方法包括 使所述入口 、所述出口或这两者旋转过一个小于或等于360度的角度。
29. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述方法包括 使所述入口 、所述出口或这两者旋转过一个小于或等于200度的角 度。
30. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述方法包括 使所述入口、所述出口或这两者仅仅旋转至这样的位置,其中乂人所 述入口至所述出口的方向基本上平行于所述衬底的扫描运动且处于 同一方向上。
31. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述空间内液 体的流动方向基本上垂直于所述衬底的运动方向。
32. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述方法包括 使所述入口仅仅围绕基本上垂直于所述衬底的曝光面的轴线而旋 转。
33. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述方法包括 使所述出口仅仅围绕基本上垂直于所述村底的曝光面的轴线而旋 转。
34. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述方法包括 使所述入口和出口围绕基本上垂直于所述衬底的曝光面的轴线而旋 转。
全文摘要
公开了一种包括液体供给系统的浸入式光刻装置,该液体供给系统具有设置成可将液体供给到光刻装置的投影系统与衬底之间的空间中的入口,以及设置成可去除至少部分液体的出口,该液体供给系统设置成可使入口、出口或这两者围绕基本上垂直于衬底的曝光面的轴线旋转。
文档编号H01L21/027GK101241316SQ20081008144
公开日2008年8月13日 申请日期2005年12月1日 优先权日2004年12月2日
发明者B·斯特里克, C·A·霍根达姆, J·C·H·穆肯斯, J·J·M·巴塞曼斯, J·J·S·M·梅坦斯, S·N·L·多德斯 申请人:Asml荷兰有限公司

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