專利名稱：浸沒曝光設(shè)備以及浸沒曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保持平板印刷投射透鏡下面的浸沒流體的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行半導(dǎo)體加工期間，通常采用平板印刷系統(tǒng)將光柵上的圖像傳送到半導(dǎo)體晶 片上。典型的平板印刷系統(tǒng)包括光學(xué)組件；固定光柵的光柵臺，該光柵確定圖案；定位半 導(dǎo)體晶片的晶片臺組件；測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)準(zhǔn)確檢測光柵和晶片的位置。在操作期間，由光 柵上的圖像由光學(xué)組件投射到晶片上。投射的圖像其大小通常是晶片上的一個(gè)器件小區(qū)域 或多個(gè)小區(qū)域的大小。在曝光后，晶片臺組件移動(dòng)晶片，然后進(jìn)行另一次曝光，重復(fù)這一操 作，一直到使晶片上的所有區(qū)域曝光。然后取下晶片，在其位置上換上新的晶片。浸沒式平板印刷系統(tǒng)采用一層浸沒流體，該流體在晶片曝光期間完全充滿光學(xué)組 件和晶片之間的間隙。浸沒流體的光學(xué)特性隨同光學(xué)組件一起允許采用標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)平板印 刷方法投射比現(xiàn)在更小尺寸特征。例如，對于下一代的包含65nm、45nm和超過這一限度的 半導(dǎo)體工藝，現(xiàn)在正考慮采用浸沒式平板印刷方法。因此，在可預(yù)見的未來一段時(shí)間中，浸沒 式平板印刷技術(shù)代表了很顯著的工藝成果，這種成果使得可以繼續(xù)采用光學(xué)平板印刷方法。在晶片曝光后，除去該晶片，并用新的晶片替換。如在浸沒式系統(tǒng)中現(xiàn)在看到的， 浸沒流體可能從間隙中流走，隨后在替換晶片后再進(jìn)行補(bǔ)充。具體是，在需要替換晶片時(shí)， 將供給間隙的流體關(guān)掉，并將流體從該間隙中除去(即用真空法除去)，然后取下已加工的 晶片，使新的晶片對準(zhǔn)放在光學(xué)組件的下面，然后用新的浸沒流體再充滿該間隙。一當(dāng)上述 所有步驟完成后，開始曝光新的晶片。上述浸沒式平板印刷方法的晶片更換，因?yàn)樵S多原因，是存在問題的。不斷充滿和 排放間隙中的流體可能造成浸沒流體的變化，并可能造成在浸沒流體中形成氣泡。這種氣 泡和不穩(wěn)定的流體可能影響將光柵上的圖像投射到晶片上，因而降低了生產(chǎn)率。整個(gè)工藝 還包括很多步驟，因此，是費(fèi)時(shí)間的，這樣便降低了機(jī)器的總產(chǎn)量。因此需要一種在晶片臺移離投射透鏡時(shí)例如更換晶片時(shí)將浸沒流體保持在鄰接 投射透鏡間隙中的設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容
公開一種設(shè)備和方法，這種設(shè)備和方法用于將浸沒流體保持在靠近浸沒平板印刷機(jī)投射透鏡的間隙中。這種設(shè)備和方法包括光學(xué)組件和臺組件，前者作成為可以將圖像投 射到工件上，后者包括工件座，該工件座作成為可以支承鄰接光學(xué)組件的工件。提供一種外 圍系統(tǒng)，用于向該間隙輸送浸沒流體，和除去該間隙中的浸沒流體。在工件完成曝光后，更 換系統(tǒng)將工件取下，用第二工件代替該工件。提供一種浸沒流體系統(tǒng)，用于在工件臺移離投 射透鏡時(shí)，保持該間隙中的浸沒流體。因此，在用第二工件替換第一工件時(shí)，該間隙不需要 用浸沒流體重新充滿。


圖1示出具有本發(fā)明特征的平板印刷機(jī)；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例浸沒式平板印刷機(jī)的橫截面圖；圖3A和3B分別是橫截面圖和頂視圖，示出本發(fā)明另一實(shí)施例的浸沒式平板印刷 機(jī)；圖4A和4B分別是橫截面圖和頂視圖，示出本發(fā)明另一實(shí)施例的浸沒式平板印刷 機(jī)；圖5A和5B是頂視圖，示出本發(fā)明其他實(shí)施例的兩個(gè)不同的雙晶片臺；圖6A是頂視圖，示出本發(fā)明另一實(shí)施例的雙臺平板印刷機(jī)；圖6B-6E是一系列示意圖，示出本發(fā)明的晶片替換；圖7A是流程圖，簡要概括了按照本發(fā)明加工工件的工藝；圖7B是流程圖，更詳細(xì)示出工件的處理。附圖中相同的參考編號是指相同的部件。
具體實(shí)施例方式圖1是示意圖，示出具有本發(fā)明特征的平板印刷機(jī)10。該平板印刷機(jī)10包括支架 12、照明系統(tǒng)14(照射裝置)、光學(xué)組件16、光柵臺組件18、工件臺組件20、測量系統(tǒng)22、控 制系統(tǒng)24和外圍流體系統(tǒng)26。為適應(yīng)平板印刷機(jī)10的設(shè)計(jì)要求，可以改變平板印刷機(jī)10 部件的設(shè)計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，采用該平板印刷機(jī)10，將光柵(reticle) 28上的集成電路圖案 (未示出)投射到半導(dǎo)體晶片30 (用虛線示出)上。該平板印刷機(jī)10裝在安裝座32上，例 如裝在地面、底座、或者樓板或者其他另外的支承構(gòu)件上。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，可以用平板印刷機(jī)10作掃描式光刻系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以 使光柵28上的圖案曝光在晶片30上，而光柵28和晶片30可以同步移動(dòng)。在一種掃描式 平板印刷機(jī)中，該光柵28利用光柵臺組件18，可作垂直于光學(xué)組件16光軸的運(yùn)動(dòng)，而晶片 30利用晶片臺組件20可作垂直于光學(xué)組件16光軸的運(yùn)動(dòng)，在光柵28和晶片30同步移動(dòng) 期間，掃描該光柵28和晶片30。按照另一種方式，平板印刷機(jī)10可以是重復(fù)步進(jìn)式光刻系統(tǒng)，在光柵28和晶片30 不動(dòng)時(shí)，該光刻系統(tǒng)曝光光柵28。在重復(fù)式步進(jìn)工藝中，在曝光各個(gè)區(qū)域時(shí)，晶片30相對于 光柵28和光學(xué)組件16位于恒定位置。因此，在接連的曝光操作步驟期間，該晶片隨晶片臺 組件20接連地垂直于光學(xué)組件16的光軸移動(dòng)，使得晶片30的下一區(qū)域相對于光學(xué)組件16 和光柵28固定就位，以便曝光。在此操作之后，光柵28上的圖像順序地曝光在晶片的區(qū)域
6上，然后再使晶片30的下一區(qū)域相對于光學(xué)組件16和光柵28固定就位。使用本文提供的平板印刷機(jī)10不一定限于制造半導(dǎo)體的光刻系統(tǒng)。例如，平板印 刷機(jī)10可以用作為LCD(液晶顯示器)光刻系統(tǒng)，該系統(tǒng)將液晶顯示工件圖案曝光在長方 形的玻璃板上，或者用作制造薄膜磁頭的光刻系統(tǒng)。因此，本文中所用術(shù)語“工件”是指一 種器件，在該器件上用平板印刷方法形成圖像，例如在晶片或者LCD底襯上形成圖案，但不 限于晶片和IXD。設(shè)備支架12支承平板印刷機(jī)10的部件，示于圖1的設(shè)備支架12支承位于安裝底 座32上面的光柵臺組件18、晶片臺組件20、光學(xué)組件16和照明系統(tǒng)14。照明系統(tǒng)14包括照明光源34和照明光學(xué)組件36。該照明光源34發(fā)射光能光束 (輻射光束)，該照明光學(xué)組件36將照明光源34的光能光束投射到光學(xué)組件16上，該光束 選擇性照明光柵28的不同部分，并使晶片30曝光。在圖1中，照明光源34示出為支承在 光柵臺組件18的上面。然而，照明光源34通常固定在設(shè)備支架12兩側(cè)的一個(gè)側(cè)上，而照 明光源34的光能光束利用照明光學(xué)組件36射到光柵臺組件18的上面。該照明光源34可以是g譜線光源(436nm)、i譜線光源(365nm)、KrF激光(248nm)、 ArF激光(193nm)或者F2激光(157nm)。按照另一種方式，照射光源34可以發(fā)射X射線。光學(xué)組件16將穿過光柵28的光投射和/或聚焦在晶片30上。取決于平板印刷 機(jī)10的設(shè)計(jì)，該光學(xué)組件16可以放大或者縮小光柵28上照明的圖像。該光學(xué)組件不一定 限于縮小系統(tǒng)。該系統(tǒng)還可以是1倍放大或者多倍放大的系統(tǒng)。另外，采用波長為200nm或者更小的真空紫外線曝光工件時(shí)，可以考慮應(yīng)用反折 射式光學(xué)系統(tǒng)。反折射式光學(xué)系統(tǒng)的例子包括公開專利申請公報(bào)中公布的日本專利申請 No. 8-171054和其對應(yīng)的美國專利No. 5668672以及日本專利申請No. 10-20195和其對應(yīng)美 國專利No. 5835275。在這些情況下，反射光學(xué)工件可以是反折射式光學(xué)系統(tǒng)，包括光束分裂 器和凹面反射鏡。在公開專利申請公告上公布的日本專利申請No. 8-334695和其對應(yīng)的美 國專利No. 5689377以及日本專利申請No. 10-3039和其對應(yīng)美國專利申請No. 873605 (申 請日期1997年12月6日)，還應(yīng)用反射折射式光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括凹面反射鏡等，但是 沒有光束分裂器，這些專利均可以用于本發(fā)明。經(jīng)允許，上述美國專利以及公開專利申請公 告中分布的日本專利申請的內(nèi)容均作為參考包含在本文中。光柵臺組件18相對于光學(xué)組件16和晶片30保持和定位光柵28。在一個(gè)實(shí)施例 中，光柵臺組件18包括保持光柵28的光柵臺38和光柵臺運(yùn)動(dòng)組件40，該組件移動(dòng)和定位 光柵臺38和光柵28。各個(gè)臺運(yùn)動(dòng)組件40、44可以以三個(gè)自由度移動(dòng)相應(yīng)的臺38和42。例如，在另一實(shí) 施例中，各個(gè)臺運(yùn)動(dòng)組件40、44可以以一個(gè)自由度、兩個(gè)自由度、三個(gè)自由度、四個(gè)自由度、 五個(gè)自由度或者六個(gè)由度移動(dòng)相應(yīng)的臺38和42。光柵臺運(yùn)動(dòng)組件40和工件臺運(yùn)動(dòng)組件 44分別包括一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，例如轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)、音圈馬達(dá)、利用羅侖茲力產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的線 性馬達(dá)、電磁驅(qū)動(dòng)器、平面馬達(dá)或者其他另外的加力驅(qū)動(dòng)器。在光刻系統(tǒng)中，在晶片臺組件或者光柵臺組件中采用線性馬達(dá)(見美國專利 No. 5623853或者5528118，已作為參考包含在本文中)時(shí)，該線性馬達(dá)可以是應(yīng)用氣墊的氣 懸式馬達(dá)，或者是利用羅侖茲力或者磁抗力的磁懸式馬達(dá)。另外，這種臺可以沿導(dǎo)向件運(yùn) 動(dòng)，或者這種臺可以是不用任何導(dǎo)向件的無導(dǎo)向式臺。
按照另一種方式，可以用平面馬達(dá)驅(qū)動(dòng)這些臺中的一個(gè)臺，該平面馬達(dá)利用由永 磁體單元和電樞線圈單元產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動(dòng)該臺，該永磁體單元具有兩維配置的永磁體， 該電樞線圈具有兩維配置的位于相對位置的線圈。采用這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，永磁體單元或者 電樞線圈單元連接于臺的底座，而其中另一單元裝在該臺的運(yùn)動(dòng)側(cè)平面上。上述臺子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生反作用力，該作用力可能影響光刻系統(tǒng)的操作性能。由晶片 (底襯)臺運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的反作用力可由所用支架部件通過機(jī)械作用傳送到樓板(地板)上， 如美國專利No. 5528100和公布的日本專利申請No. 8-136475所述。另外，光柵(掩模) 臺運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的反作用力在機(jī)械上由使用的支架部件傳送到樓板(底板)上，如美國專利 No. 8574820和公布日本專利申請No. 8-330224。經(jīng)允許，美國專利No. 5528100,5874820以 及日本專利申請No. 8-330224的內(nèi)容已作為參考包含在本文中。測量系統(tǒng)22檢測光柵28和晶片30相對于光學(xué)組件16或者其他一些參照物的運(yùn) 動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)24可以根據(jù)這些信息控制光柵臺組件18和工件臺組件20，以便分別準(zhǔn)確定 位光柵28和晶片30?？梢愿淖儨y量系統(tǒng)22的設(shè)計(jì)。例如，測量系統(tǒng)22可以采用多激光干 涉計(jì)、編碼器、反射鏡和/或者其他測量器件。該控制裝置24接收測量系統(tǒng)22來的信息，控制臺的運(yùn)動(dòng)組件18和20，以便準(zhǔn)確 定位光柵28和晶片30。另外，控制系統(tǒng)24可以控制外圍系統(tǒng)26部件的操作。該控制系統(tǒng) 24包括一個(gè)或者多個(gè)處理器和電路。該外圍系統(tǒng)26控制位于光學(xué)組件16和晶片30之間間隙中的環(huán)境。該間隙包括 成像場。該成像場包括鄰接晶片30要曝光部位的區(qū)域和光能光束在光學(xué)組件16和晶片 30之間通過的區(qū)域。對于這種設(shè)計(jì)，外圍系統(tǒng)26可以控制成像場中的環(huán)境?？梢愿鶕?jù)晶 片30和平板印刷機(jī)其余部件的設(shè)計(jì)，改變由外圍系統(tǒng)26在間隙中產(chǎn)生和/或可控制的要 求環(huán)境，該平板印刷機(jī)10的部件包括照明系統(tǒng)14。例如，要求的可控環(huán)境可以是流體例如 水。按照另一種方式，要求的可控環(huán)境可以是另一種流體例如氣體。在各種實(shí)施例中，該間 隙在晶片30的頂表面和光學(xué)組件16的最后一個(gè)光學(xué)組件之間的高度在0. I-IOmm之間。在一個(gè)實(shí)施例中，該外圍系統(tǒng)26用浸沒流體充滿成像場和間隙的其余部分?？梢?改變外圍系統(tǒng)26和該外圍系統(tǒng)26部件的設(shè)計(jì)。在不同的實(shí)施例中，該外圍系統(tǒng)26用噴嘴、 電動(dòng)海綿、多孔材料等將浸沒流體輸送到和/或注入到該間隙中，并采用真空泵、海綿等除 去該間隙中的流體。可以改變外圍系統(tǒng)26的設(shè)計(jì)。例如，該系統(tǒng)可以在間隙或者靠近間隙 的一個(gè)或者多個(gè)位置注入浸沒流體。另外，該浸沒流體系統(tǒng)有助于在工件30、該間隙和/ 或光學(xué)組件16邊緣的，或者靠近這些部件的一個(gè)和多個(gè)位置除去和/或者清除這些浸沒流 體。對于各種外圍系統(tǒng)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，可參考2003年4月9日提出的題為“浸沒式平板印 刷流體控制系統(tǒng)”的美國臨時(shí)專利申請60/462142、2003年4月10日提出的題為“浸沒式 平板印刷機(jī)的真空環(huán)系統(tǒng)和吸液環(huán)系統(tǒng)”的美國臨時(shí)申請60/462112、2003年9月3日提出 的“具有多孔材料的無噪音流體回收裝置”的美國臨時(shí)專利申請60/500312和2004年4月 2日提出的題為“浸沒式平板印刷噴頭設(shè)計(jì)”的美國臨時(shí)專利申請60/541329，所有這些專 利均作為參考包括在本文中。參考圖2，圖中示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例平板印刷機(jī)的橫截面圖。該平板印刷機(jī)200 包括光學(xué)組件16和臺組件202，該臺組件包括晶片座204和晶片臺206。該晶片座204作 成為可以將晶片208 (或者任何其他類型的工件)支承在光學(xué)組件16的下面。圍繞該光學(xué)組件16的外圍系統(tǒng)26用于向晶片208和光學(xué)組件16最后一個(gè)光學(xué)部件之間的間隙輸送 浸沒流體212，并除去該間隙中的浸沒流體。工件更換系統(tǒng)216包括晶片裝載器218 (即機(jī) 械手)和準(zhǔn)直工具220 (即顯微CCD照相機(jī))，該更換系統(tǒng)作成為可以從晶片座204上取下 晶片208，并用第二晶片替換該晶片。完成這一操作通常采用晶片裝載器218，將晶片座204 上的晶片208升高，并取下該晶片。隨后將第二晶片(未示出)放在晶片卡盤218上，并用 準(zhǔn)直工具220對準(zhǔn)，然后定位在位于光學(xué)組件16下面的晶片座204上。采用此實(shí)施例，晶片臺206包括浸沒流體約束系統(tǒng)214，該系統(tǒng)作成為，可以在更 換晶片期間，可以將浸沒流體212保持在靠近光學(xué)組件16最后一個(gè)光學(xué)部件的間隙中。該 浸沒流體約束系統(tǒng)214包括靠近晶片座204的墊板222。采用配置在墊板222和晶片臺206 之間的支承部件224來支承墊板222。該晶片座204具有上部平表面，該表面與晶片208的 表面共平面。該墊板222也具有上部平的表面，該表面與晶片座204的上表面和晶片表面共 平面。該墊板222靠近晶片座204配置，其間具有很小的間隙(例如0. 1-1. OOmm)，使得浸 沒流體212可以在晶片座和墊板222之間流動(dòng)，而不會滲漏。在更換晶片期間，晶片臺206 沿箭頭226的方向移動(dòng)，使得墊板222代替晶片臺204定位在光學(xué)組件16的下面，從而保 持間隙中的流體，或者保持該流體間隙的大小。在已經(jīng)對準(zhǔn)新晶片后，將晶片臺往后移動(dòng)到 其原來的位置，因而在第二晶片定位在光學(xué)組件16的下面時(shí)，墊板222移離該間隙。在各 種實(shí)施例中，墊板222可以接著晶片臺204配置，在其間不形成任何間隙?？梢哉{(diào)節(jié)晶片座 204的垂直位置和/或傾斜度，使得在晶片臺204從光學(xué)組件16的下面移出之前，該晶片臺 表面與墊板表面共平面。保持墊板222和光學(xué)組件16之間間隙不限于上述更換晶片操作。 在對準(zhǔn)操作或者測量操作期間，墊板222可以大到足以將浸沒流體212保持在墊板222和 光學(xué)組件16之間的空間中。在這些操作中，由浸沒流體212占據(jù)的那部分區(qū)域位于晶片臺 204的上表面上。參考圖3A和3B，圖中示出本發(fā)明另一實(shí)施例的另一種浸沒式平板印刷機(jī)的橫截 面圖和頂視圖。該平板印刷機(jī)300包括光學(xué)組件16和臺組件302，該臺組件包括晶片座304 和晶片臺306。該晶片座304作成為可以將晶片308 (或者任何其他類型的工件)支承在光 學(xué)組件16的下面。包圍光學(xué)組件16的外圍系統(tǒng)26用于向晶片308和光學(xué)組件16最下面 一個(gè)光學(xué)部件之間的間隙輸送浸沒流體312，并除去該間隙中的浸沒流體。工件更換系統(tǒng) 316包括晶片裝載器318和準(zhǔn)直工具320，該更換系統(tǒng)作成為可以從晶片座304上取下晶片 308，并用第二晶片代替該晶片。完成這一操作是采用晶片裝載器將晶片308從晶片座上取 下來。隨后，將第二晶片(未示出)裝在晶片卡盤318上，用準(zhǔn)直工具320對準(zhǔn)，然后定位 在光學(xué)組件16的下面。如圖3B清楚示出的，在操作期間，采用一組馬達(dá)322以兩個(gè)自由度 (X和Y)移動(dòng)臺組件302，該臺組件包括晶片座304和晶片臺306。如上所述，該馬達(dá)322可 以是任何類型的馬達(dá)，例如，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、線性馬達(dá)、音圈馬達(dá)等。浸沒式平板印刷機(jī)300還包括浸沒流體約束系統(tǒng)324，該系統(tǒng)作成為，在晶片座 304從光學(xué)組件下面的移出時(shí)，可以將浸沒流體312保持在該光學(xué)組件16下面的空間中。 該浸沒流體約束系統(tǒng)324包括墊板326、馬達(dá)328和控制系統(tǒng)330。該墊板326鄰接光學(xué)組 件16和晶片臺204配置。該晶片座304具有上部平表面，該表面與晶片308的表面共平面。 該墊板326具有上部平表面，該表面與晶片座304的上表面和晶片表面共平面。該墊板326 可以用馬達(dá)328在X和Y方向移動(dòng)。該馬達(dá)328由控制系統(tǒng)330控制。馬達(dá)328可以是任何類型的馬達(dá)以及馬達(dá)322。當(dāng)晶片座304(晶片臺306)從光學(xué)組件16的下面移走時(shí)，墊 板326便定位在光學(xué)組件16的下面。在替換晶片時(shí)，晶片座304移離光學(xué)組件16。同時(shí)， 控制系統(tǒng)330操縱馬達(dá)328，將墊板326移到光學(xué)組件的下面，代替晶片座304。墊板326 因此將浸沒流體312保持在光學(xué)組件16下面的間隙中。在用準(zhǔn)直工具320對準(zhǔn)新的晶片 后，將晶片臺304重新定位在光學(xué)組件16的下面。在同時(shí)，控制系統(tǒng)330操縱馬達(dá)328，使 墊板326從間隙退回，以便防止浸沒流體312溢出。在晶片更換操作時(shí)，控制系統(tǒng)330移動(dòng) 晶片座304和墊板326，在該晶片臺304和墊板326之間具有小的間隙，而光學(xué)組件下面的 浸沒流體312在晶片座304和墊板326之間流動(dòng)。因此，浸沒流體約束系統(tǒng)324在替換晶片 期間可以保持間隙中的浸沒流體312。在此實(shí)施例中，晶片座304(晶片臺306)和墊板326 是單獨(dú)運(yùn)動(dòng)的。因此，晶片座304可以自由移動(dòng)，而浸沒流體312保持在墊板326和光學(xué)組 件16之間的空間中。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，控制系統(tǒng)330可以是單獨(dú)的控制系統(tǒng)，或 者還可以合并到用于定位晶片臺306和晶片座304的馬達(dá)322的控制系統(tǒng)中?？梢哉{(diào)節(jié)晶 片座304和墊板326中至少一個(gè)部件的垂直位置和/或傾斜度，使得晶片座表面與墊板表 面共平面，然后再使晶片座從光學(xué)組件16的下面移出。從光學(xué)組件16的下面移出晶片座 304的操作不一定限于晶片替換操作。例如，在將浸沒流體保持在墊板326和光學(xué)組件16 之間的空間中時(shí)，可以執(zhí)行準(zhǔn)直操作、測量操作或者其他操作。參照圖4A和4B，圖中示出浸沒式平板印刷機(jī)的兩個(gè)橫截面圖。該平板印刷機(jī)400 包括光學(xué)組件16和臺組件402，該臺組件包括晶片座404和晶片臺406。該晶片座404作 成為可以將晶片408 (或者任何其他類型的工件)支承在光學(xué)組件16的下面。包圍該光學(xué) 組件16的外部系統(tǒng)26用于向晶片408和光學(xué)組件最下部光學(xué)部件之間的間隙輸送浸沒流 體412，并用于除去該間隙中的浸沒流體。工件更換系統(tǒng)416包括晶片裝載器418和準(zhǔn)直 工具420，該更換系統(tǒng)作成為可以從晶片座404上取下晶片408，并用第二晶片代替該晶片。 完成這一操作是用晶片裝載器418，從晶片座404上取下晶片408。隨后，將第二晶片(未 示出)放在晶片卡盤418上，用準(zhǔn)直工具420準(zhǔn)直，然后定位在光學(xué)組件16的下面，如圖4A 所示。浸沒式平板印刷機(jī)400還包括浸沒流體約束系統(tǒng)424，該系統(tǒng)作成為，在晶片座 404從光學(xué)組件16的下面移出時(shí)，將浸沒流體412保持在光學(xué)組件16下面的空間中。該浸 沒流體約束系統(tǒng)424包括墊板426、形成在光學(xué)組件16上的第一夾具428和形成在晶片座 404上的第二夾具430。當(dāng)浸沒流體412保持在光學(xué)組件16和晶片座404 (或者晶片408) 之間時(shí)，該墊板426由第二夾具430固定在晶片座404上的位置。當(dāng)晶片座404例如在更 換晶片操作期間移離光學(xué)組件16時(shí)，墊板426便與晶片座404脫開，并由第一夾具428固 定，從而將浸沒流體412保持在光學(xué)組件16和墊板426之間。該晶片座404具有平的上表 面，該表面與晶片408的表面共平面。固定在晶片座404上的墊板426也具有上部平表面， 該表面與晶片座404的上表面和晶片表面共平面。因此，可以將墊板426和晶片408移到 光學(xué)組件的下面，而不發(fā)生浸沒流體滲漏。在各種實(shí)施例中，夾具428和430可以是真空夾 具、磁夾具、靜電夾具或者機(jī)械夾具。如圖4A清楚示出的，墊板426在晶408曝光時(shí)，定位在晶片座404上。在晶片曝 光期間，采用第二夾具430使墊板426就位于晶片座404上的位置。在如圖4B所示的替換 晶片期間，使晶片座404沿箭頭432的方向移動(dòng)，使得墊板定位在光學(xué)組件16的下面，代替晶片408。在進(jìn)行這種操作時(shí)，將墊板426固定于晶片座404的第二夾具松開，而第一夾具 428將墊板426固定于光學(xué)組件16。結(jié)果，浸沒流體412在更換晶片408時(shí)，可以保持在光 學(xué)組件的下面。在準(zhǔn)直晶片后，使晶片座404沿箭頭432的反方向移動(dòng)，將新的晶片定位在 光學(xué)組件的下面。在此運(yùn)動(dòng)之前，第一夾具428松開，而第二夾具430重新將墊板426固定 于晶片座404。在此實(shí)施例中，在墊板426由第一夾具428固定時(shí)，晶片座404可以自由移 動(dòng)。在各種實(shí)施例中，由第一夾具428固定墊板426的操作不僅僅限于晶片替換操作。 在浸沒流體312保持在光學(xué)組件16和第一夾具428固定的墊板426之間形成的空間時(shí)，還 可以進(jìn)行準(zhǔn)直操作、測量操作或者任何其他操作。另外，夾具428配置在支架12或者其他 支承部件上，而夾具430配置在晶片臺406上。墊板426可以保持在除臺組件420外的活 動(dòng)部件上。圖5A和5B是頂視圖，示出本發(fā)明其他實(shí)施例的兩個(gè)不同雙臺式浸沒平板印刷系 統(tǒng)。對于這種雙臺式浸沒平板印刷系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和操作，請參看美國專利No. 6262796和 6341007。經(jīng)允許，該美國專利No. 6262796和6341007的內(nèi)容已作為參考包含在本文中。在 兩個(gè)實(shí)施例中，示出一對晶片臺WSl和WS2。應(yīng)用馬達(dá)502在水平方向移動(dòng)或者定位兩個(gè)臺 WSl和WS2，而用馬達(dá)504在垂直方向移動(dòng)和定位WSl和WS2。采用馬達(dá)502和504將一個(gè) 臺交替地定位在光學(xué)組件16的下面，同時(shí)在另一個(gè)臺上進(jìn)行晶片更換和準(zhǔn)直操作。在光學(xué) 組件16下面的晶片完成曝光后，使兩個(gè)臺子交換，并重復(fù)上述操作。對于其中任何一種結(jié) 構(gòu)，可以將本發(fā)明的上面參照圖2-4所述的各種實(shí)施例用于其中任一種雙臺式裝置，將浸 沒流體保持在光學(xué)組件16下面的間隙中。對于例如圖2所示的實(shí)施例，可以改變圖5A或 者5B所示的各個(gè)晶片臺WSl和WS2，改變成包括墊板222和支承部件224。而對于圖3所 示的實(shí)施例，可以采用靠近光學(xué)組件16的單一墊板326、馬達(dá)328和控制系統(tǒng)330。該墊板 326可以單獨(dú)地移離臺WSl和WS2。在晶片臺WSl和WS2交換期間，可以將墊板326移到光 學(xué)組件16的下面，以便將浸沒流體312保持在光學(xué)組件16的下面。最后對于圖4所示的 實(shí)施例，可以采用可脫開的單一墊板。在晶片臺WSl和WS2交換時(shí)，可以應(yīng)用墊板426將浸 沒流體保持在圖4B所示的間隙中。另一方面，在曝光期間，可以將墊板固定在正曝光的晶 片臺的晶片座上。按照這種方式，兩個(gè)晶片臺WSl和WS2只需要一個(gè)墊板。按照另一種方 式，如下所述，也可以用第二臺作墊板。參考圖6A，圖中示出實(shí)施本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的雙臺式平板印刷機(jī)。在此實(shí)施例中， 浸沒式平板印刷系統(tǒng)600包括第一臺604和第二臺606。這兩個(gè)臺可以通過馬達(dá)602驅(qū)動(dòng) 在X和Y方向移動(dòng)。在此實(shí)施例中，可以應(yīng)用臺604和606本身來保持間隙中的浸沒流體。 例如，如圖所示，第一臺604定位在光學(xué)組件16的下面，在要替換工件時(shí)，用馬達(dá)602定位 裝有第二工件的第二臺606，使其鄰接第一臺604。對于并排配置的兩個(gè)臺，它們基本上形 成連續(xù)的表面。然后，應(yīng)用馬達(dá)602 —致地移動(dòng)這兩個(gè)臺，使得第二臺606定位在光學(xué)組件 16的下面，而第一臺不再位于光學(xué)組件16的下面，利用第二臺606保持間隙中的浸沒流體， 該第二臺與第一臺形成基本上連續(xù)的表面。在各種其他實(shí)施例中，第二臺606也可以是裝 有墊板的“墊板臺”，在第二工件放在第一臺604上時(shí)，可以用該墊板臺將浸沒流體保持在 間隙中。同樣，可以采用圖5A或者5B中所示的馬達(dá)裝置。圖6B-6E是一系列示意圖，示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的工件更換。圖6B示出在完成曝光后，位于臺604上的晶片。圖6C示出與光學(xué)組件16下面的第一臺604接觸(或者緊 靠)的第二臺606。圖6D示出發(fā)生的轉(zhuǎn)移，即將第二臺606定位在光學(xué)組件16的下面。最 后在圖6E中，第一臺604已移離光學(xué)組件16。如圖6C和6D清楚示出的，這兩個(gè)臺604和 606在轉(zhuǎn)移期間，形成在光學(xué)組件16下面的連續(xù)表面，因此可以將浸沒流體保持在間隙中。 在示出的實(shí)施例中，第二臺606是墊板臺。然而，該臺也可以是如上所述的工件臺。在上述各種實(shí)施例中，該墊板可以用許多不同的材料制造，例如陶瓷材料、金屬材 料、塑料。這些材料按照其他實(shí)施例可以涂一層特氟隆。墊板的尺寸還應(yīng)當(dāng)充分大，以便覆 蓋由浸沒流體占據(jù)的區(qū)域。在上述各種實(shí)施例中，光學(xué)組件16最后一個(gè)光學(xué)部件的表面總 是處于浸沒流體環(huán)境的狀態(tài)下，從而可防止流體斑的形成(例如“水斑”)。采用上述系統(tǒng)時(shí)，可以利用總的示于圖7A的工藝制造半導(dǎo)體晶片。在步驟701中， 設(shè)計(jì)工件的功能和操作性能。接著在步驟702中，按照先前的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)具有圖案的掩 模(光柵)，而在并列的步驟703中，用硅材料制造晶片。在步驟704中，采用上述本發(fā)明的 光刻系統(tǒng)將步驟702設(shè)計(jì)的掩模圖案曝光在步驟703中形成的晶片上。在步驟705中，組 裝半導(dǎo)體晶片(包括切割操作、焊接操作和包裝操作)，最后在步驟706中檢驗(yàn)該工件。圖7B示出在制造半導(dǎo)體工件時(shí)，詳細(xì)的流程圖，示出上述步驟704的細(xì)節(jié)。在圖7B 的步驟711(氧化步驟)中，氧化晶片表面。在步驟712(CVD步驟)中，在晶片表面上形成絕 緣膜。在步驟713 (電極形成步驟)中，用蒸汽沉積法在晶片上形成電極。在步驟714(離 子注入步驟)中，將離子注入到晶片中。上述步驟711-714是處理晶片期間，晶片的預(yù)處理 步驟?？梢园凑仗幚硪?，選擇各個(gè)步驟。在完成上述預(yù)處理步驟以后，在晶片處理的各個(gè)臺上完成以下的后處理步驟。在 后處理期間，首先在步驟715 (光致抗蝕劑形成步驟)中，將光致抗蝕劑涂在晶片上，然后在 步驟716(曝光步驟)中，曝光上述工件，將掩模(光柵)電路圖案轉(zhuǎn)移到晶片上。在步驟 717(顯影步驟)中，顯影已曝光的晶片，在步驟718(腐蝕步驟)中，用腐蝕方法除去不是剩 余光致抗蝕劑(已曝光的材料表面)的部分。在步驟719 (光致抗蝕劑除去步驟)中，將腐 蝕后留下的不需要的光致抗蝕劑除去。重復(fù)這些預(yù)處理和后處理步驟可以形成多個(gè)電路圖案。盡管上述公開的特殊平板印刷機(jī)完全能夠達(dá)到要求的目的和得到上述的優(yōu)點(diǎn)，但 是應(yīng)當(dāng)明白，這些具體的印刷機(jī)僅僅例示出本發(fā)明現(xiàn)在優(yōu)選的實(shí)施例，而且不會限制權(quán)利 要求書以外本文所示的結(jié)構(gòu)或者設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
一種以光束曝光基板的浸沒曝光設(shè)備，包括光學(xué)組件，所述光束透過所述光學(xué)組件照射到所述基板上；基板座，所述基板座支撐所述基板并且可相對所述光學(xué)組件移動(dòng)；以及墊板組件，所述墊板組件可相對所述基板座移動(dòng)并且可代替所述基板座而與所述光學(xué)組件相向地定位，以當(dāng)所述基板座遠(yuǎn)離所述光學(xué)組件下方地移動(dòng)時(shí)，實(shí)質(zhì)上維持所述浸沒流體在所述光學(xué)組件下方的空間中，其中在所述基板座遠(yuǎn)離所述光學(xué)組件下方地移動(dòng)之前，所述基板座和所述墊板組件相對地傾斜及/或在垂直方向移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的浸沒曝光設(shè)備，其中所述基板座和所述墊板組件以彼此相當(dāng) 接近的配置狀態(tài)定位，致使所述浸沒流體實(shí)質(zhì)上維持在直接位于所述光學(xué)組件下方的空間 中。
3.如權(quán)利要求2所述的浸沒曝光設(shè)備，其中當(dāng)保持第一狀態(tài)時(shí)，所述基板和所述墊板 組件朝向彼此相對地移動(dòng)，致使所述基板座和所述墊板組件彼此相當(dāng)接近地配置。
4.如權(quán)利要求1所述的浸沒曝光設(shè)備，其中從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)變到第二狀態(tài)，所述第一狀 態(tài)是指所述浸沒流體維持在所述光學(xué)組件和所述基板座之間的空間中，所述第二狀態(tài)是指 所述浸沒流體維持在所述光學(xué)組件和所述墊板組件之間的空間中。
5.如權(quán)利要求4所述的浸沒曝光設(shè)備，其中在所述轉(zhuǎn)變期間，所述基板座和所述墊板 組件形成實(shí)質(zhì)上連續(xù)的表面。
6.如權(quán)利要求1所述的浸沒曝光設(shè)備，其中在由所述基板座支撐的所述基板的曝光期 間，所述墊板組件遠(yuǎn)離所述光學(xué)組件下方地定位。
7.如權(quán)利要求1所述的浸沒曝光設(shè)備，其中所述基板座和所述墊板組件設(shè)置在基板載 臺上。
8.如權(quán)利要求1所述的浸沒曝光設(shè)備，進(jìn)一步包括基板更換系統(tǒng)，所述基板更換系統(tǒng) 配置成在所述第二狀態(tài)中更換處在所述基板座上的基板。
9.如權(quán)利要求8所述的浸沒曝光設(shè)備，進(jìn)一步包括準(zhǔn)直系統(tǒng)，所述準(zhǔn)直系統(tǒng)配置成執(zhí) 行由更換而支撐在所述基板座上的基板的準(zhǔn)直。
10.一種以光束曝光基板的浸沒曝光設(shè)備，包括光學(xué)組件，所述光束透過所述光學(xué)組件照射到所述基板上；基板座，所述基板座支撐所述基板并且可相對所述光學(xué)組件移動(dòng)；以及墊板組件，所述墊板組件可相對所述基板座移動(dòng)，其中在所述基板座以所述墊板組件替換之前，所述基板座和所述墊板組件相對地傾斜 及/或在垂直方向移動(dòng)，在所述替換中，從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)變到第二狀態(tài)，所述第一狀態(tài)是指浸 沒流體維持在所述光學(xué)組件和所述基板座之間的空間中，所述第二狀態(tài)是指所述浸沒流體 維持在所述光學(xué)組件和所述墊板組件之間的空間中，在所述替換期間，所述浸沒流體實(shí)質(zhì) 上維持在直接定位于所述光學(xué)組件下方的空間中。
11.如權(quán)利要求10所述的浸沒曝光設(shè)備，其中所述基板座和所述墊板組件以彼此相當(dāng) 接近的配置狀態(tài)定位，致使所述浸沒流體實(shí)質(zhì)上維持在直接位于所述光學(xué)組件下方的空間 中。
12.如權(quán)利要求11所述的浸沒曝光設(shè)備，其中當(dāng)保持所述第一狀態(tài)時(shí)，所述基板和所述墊板組件朝向彼此相對地移動(dòng)，致使所述基板座和所述墊板組件彼此相當(dāng)接近地配置。
13.如權(quán)利要求10所述的浸沒曝光設(shè)備，其中在所述轉(zhuǎn)變期間，所述基板座和所述墊 板組件形成實(shí)質(zhì)上連續(xù)的表面。
14.如權(quán)利要求10所述的浸沒曝光設(shè)備，其中在由所述基板座支撐的所述基板的曝光 期間，所述墊板組件遠(yuǎn)離所述光學(xué)組件下方地定位。
15.如權(quán)利要求10所述的浸沒曝光設(shè)備，其中所述基板座和所述墊板組件設(shè)置在基板 載臺上。
16.如權(quán)利要求10所述的浸沒曝光設(shè)備，進(jìn)一步包括基板更換系統(tǒng)，所述基板更換系 統(tǒng)配置成在所述第二狀態(tài)中更換處在所述基板座上的基板。
17.如權(quán)利要求16所述的浸沒曝光設(shè)備，進(jìn)一步包括準(zhǔn)直系統(tǒng)，所述準(zhǔn)直系統(tǒng)配置成 執(zhí)行由更換而支撐在所述基板座上的基板的準(zhǔn)直。
18.一種以光束曝光基板的浸沒曝光方法，包括如下步驟將所述基板放置在基板座上；透過光學(xué)組件和浸沒流體將所述光束照射至位于所述基板座上的所述基板；以及將可相對所述基板座移動(dòng)的墊板組件代替所述基板座而與所述光學(xué)組件相向地定位， 以當(dāng)所述基板座遠(yuǎn)離所述光學(xué)組件下方地移動(dòng)時(shí)，實(shí)質(zhì)上維持所述浸沒流體在所述光學(xué)組 件下方的空間中，其中在所述基板座遠(yuǎn)離所述光學(xué)組件下方地移動(dòng)之前，所述基板座和所述墊板組件在 垂直方向相對地傾斜及/或移動(dòng)。
19.如權(quán)利要求18所述的浸沒曝光方法，其中所述基板座和所述墊板組件以彼此相當(dāng) 接近的配置狀態(tài)定位，致使所述浸沒流體實(shí)質(zhì)上維持在直接位于所述光學(xué)組件下方的空間 中。
20.如權(quán)利要求19所述的浸沒曝光方法，其中當(dāng)保持所述第一狀態(tài)時(shí)，所述基板和所 述墊板組件朝向彼此相對地移動(dòng)，致使所述基板座和所述墊板組件彼此相當(dāng)接近地配置。
21.如權(quán)利要求18所述的浸沒曝光方法，其中從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)變到第二狀態(tài)，所述第一 狀態(tài)是指所述浸沒流體維持在所述光學(xué)組件和所述基板座之間的空間中，所述第二狀態(tài)是 指所述浸沒流體維持在所述光學(xué)組件和所述墊板組件之間的空間中。
22.如權(quán)利要求21所述的浸沒曝光方法，其中在所述轉(zhuǎn)變期間，所述基板座和所述墊 板組件形成實(shí)質(zhì)上連續(xù)的表面。
23.如權(quán)利要求18所述的浸沒曝光方法，其中在由所述基板座支撐的所述基板的曝光 期間，所述墊板組件遠(yuǎn)離所述光學(xué)組件下方地定位。
24.如權(quán)利要求18所述的浸沒曝光方法，其中所述基板座和所述墊板組件設(shè)置在基板 載臺上。
25.如權(quán)利要求18所述的浸沒曝光方法，進(jìn)一步包括如下步驟配置基板更換系統(tǒng)以 在所述第二狀態(tài)中更換處在所述基板座上的基板。
26.如權(quán)利要求25所述的浸沒曝光方法，進(jìn)一步包括如下步驟配置準(zhǔn)直系統(tǒng)以執(zhí)行 由更換而支撐在所述基板座上的基板的準(zhǔn)直。
27.一種以光束曝光基板的浸沒曝光方法，包括如下步驟透過光學(xué)組件和浸沒流體將所述光束照射至位于所述基板座上的所述基板；以及 將所述基板座以所述墊板組件替換，所述替換包括從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)變到第二狀態(tài)，所述 第一狀態(tài)是指浸沒流體維持在所述光學(xué)組件和所述基板座之間的空間中，所述第二狀態(tài)是 指所述浸沒流體維持在所述光學(xué)組件和所述墊板組件之間的空間中，在所述替換期間，所 述浸沒流體實(shí)質(zhì)上維持在直接定位于所述光學(xué)組件下方的空間中，其中在所述替換之前，所述基板座和所述墊板組件相對地傾斜及/或在垂直方向移動(dòng)。
28.如權(quán)利要求27所述的浸沒曝光方法，其中所述基板座和所述墊板組件以彼此相當(dāng) 接近的配置狀態(tài)定位，致使所述浸沒流體實(shí)質(zhì)上維持在直接位于所述光學(xué)組件下方的空間 中。
29.如權(quán)利要求28所述的浸沒曝光方法，其中當(dāng)保持所述第一狀態(tài)時(shí)，所述基板和所 述墊板組件朝向彼此相對地移動(dòng)，致使所述基板座和所述墊板組件彼此相當(dāng)接近地配置。
30.如權(quán)利要求27所述的浸沒曝光方法，其中在所述轉(zhuǎn)變期間，所述基板座和所述墊 板組件形成實(shí)質(zhì)上連續(xù)的表面。
31.如權(quán)利要求27所述的浸沒曝光方法，其中在由所述基板座支撐的所述基板的曝光 期間，所述墊板組件遠(yuǎn)離所述光學(xué)組件下方地定位。
32.如權(quán)利要求27所述的浸沒曝光方法，其中所述基板座和所述墊板組件設(shè)置在基板 載臺上。
33.如權(quán)利要求27所述的浸沒曝光方法，進(jìn)一步包括如下步驟配置基板更換系統(tǒng)以 在所述第二狀態(tài)中更換處在所述第一載臺上的基板。
34.如權(quán)利要求33所述的浸沒曝光方法，進(jìn)一步包括如下步驟配置準(zhǔn)直系統(tǒng)以執(zhí)行 由更換而支撐在所述第一載臺上的基板的準(zhǔn)直。
全文摘要
本發(fā)明公開浸沒曝光設(shè)備和浸沒曝光方法，用于在更換平板印刷機(jī)(10)中工件(208)期間，將浸沒流體(212)保持在鄰接投射透鏡(16)的間隙。該設(shè)備和方法包括光學(xué)組件(16)和臺組件(202)，前者作成為可以將圖像投射到工件(208)，后者包括工件座(204)，該工件座作成為可以支承鄰接光學(xué)組件(16)的工件(208)。配置外圍系統(tǒng)(26)，向臺組件(202)光學(xué)組件(16)和工件(208)之間形成的間隙輸送浸沒流體(212)，從該間隙中除去該浸沒流體(212)。在完成工件(208)曝光后，更換系統(tǒng)(216)取下工件(208)，用第二工件替換該工件。配置浸沒流體約束系統(tǒng)(214)，在取下第一工件(208)，用第二工件代替時(shí)，可以將浸沒流體(212)保持在該間隙。
文檔編號G03B27/32GK101980087SQ20101051030
公開日2011年2月23日 申請日期2004年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月11日
發(fā)明者M·賓納德 申請人:株式會社尼康