相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2012年5月22日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/650,260以及2012年12月12日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/736,264的權(quán)益，其在此通過(guò)引用全文并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器、具有所述傳感器的光刻設(shè)備以及使用這種設(shè)備的器件制造方法。

背景技術(shù)：

光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上，通常是襯底的目標(biāo)部分上的機(jī)器。例如，可以將光刻設(shè)備用在例如集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱(chēng)為掩?；蜓谀０娴膱D案形成裝置用于生成在所述IC的單層上待形成的電路圖案。可以將該圖案轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一部分管芯、一個(gè)或多個(gè)管芯)上。通常，圖案的轉(zhuǎn)移是通過(guò)把圖案成像到設(shè)置在襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上進(jìn)行的。通常，單獨(dú)的襯底將包含被連續(xù)形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包括：所謂的步進(jìn)機(jī)，在所述步進(jìn)機(jī)中，通過(guò)將整個(gè)圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來(lái)輻射每一個(gè)目標(biāo)部分；以及所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過(guò)輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描所述圖案、同時(shí)沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述圖案來(lái)輻射每一個(gè)目標(biāo)部分。也可以通過(guò)將圖案壓印(imprinting)到襯底上的方式從圖案形成裝置將圖案轉(zhuǎn)移到襯底上。

已經(jīng)提出將光刻投影設(shè)備中的襯底浸入到具有相對(duì)高折射率的液體(例如水)中，以便充滿(mǎn)投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的空間。在一實(shí)施例中，液體是蒸餾水，但是可以使用其他液體。本發(fā)明的實(shí)施例將參考液體進(jìn)行描述。然而，其它流體也可能是適合的，尤其是潤(rùn)濕性流體、不能壓縮的流體和/或具有比空氣高的折射率的流體，期望地，其為具有比水高的折射率的流體。除氣體之外的流體尤其是希望的。這樣的想法是為了實(shí)現(xiàn)更小特征的成像，因?yàn)樵谝后w中曝光輻射將會(huì)具有更短的波長(zhǎng)。(液體的影響也可以被看成提高系統(tǒng)的有效數(shù)值孔徑(NA)，并且也增加焦深)。還提出了其他浸沒(méi)液體，包括其中懸浮有固體顆粒(例如石英)的水，或具有納米懸浮顆粒(例如具有最大尺寸達(dá)10nm的顆粒)的液體。這種懸浮的顆?？梢跃哂谢虿痪哂信c它們懸浮所在的液體相似或相同的折射率。其他可能合適的液體包括烴(諸如芳香烴、氟化烴和/或水溶液)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在光刻設(shè)備中，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)傳感器以測(cè)量在襯底水平面處的投影束的性能。例如，透射圖像傳感器可以用于相對(duì)于來(lái)自圖案形成裝置的標(biāo)記的投影圖像確定襯底臺(tái)的位置并因此確定襯底的位置。

這種傳感器通常包括光電二極管或照相裝置以及電路，例如以便處理或放大光電二極管或照相裝置輸出的信號(hào)。光電二極管或照相裝置和電路在使用時(shí)產(chǎn)生熱量。傳感器產(chǎn)生的熱量可以形成對(duì)用于形成精密器件的精確成像的不想要的干擾。

期望地，例如提供一種改進(jìn)的用于光刻設(shè)備中的傳感器，其減小、期望最小化成像過(guò)程的干擾。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于浸沒(méi)類(lèi)型的光刻設(shè)備中的傳感器，傳感器包括：構(gòu)件，在傳感器的使用過(guò)程中所述構(gòu)件接觸供給至鄰近投影系統(tǒng)的元件的空間的浸沒(méi)液體；變換器，配置成將刺激轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；和溫度調(diào)節(jié)裝置，其中變換器和溫度調(diào)節(jié)裝置之間的第一熱流路徑比變換器和浸沒(méi)液體之間的第二熱流路徑具有較低熱阻。

根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種用于浸沒(méi)光刻設(shè)備中的傳感器，所述傳感器包括：構(gòu)件的表面，在傳感器的使用過(guò)程中所述構(gòu)件接觸供給至鄰近投影系統(tǒng)的元件的空間的浸沒(méi)液體；變換器，配置成將刺激轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；和溫度調(diào)節(jié)裝置，其中變換器與溫度調(diào)節(jié)裝置熱耦合并且變換器與構(gòu)件的表面熱隔離。

根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種用于浸沒(méi)光刻設(shè)備中的傳感器，所述傳感器包括：構(gòu)件的表面，在傳感器的使用過(guò)程中所述構(gòu)件接觸供給至鄰近投影系統(tǒng)的元件的空間的浸沒(méi)液體；變換器，配置成將刺激轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；和溫度調(diào)節(jié)裝置，其中變換器與溫度調(diào)節(jié)裝置的熱耦合比變換器與構(gòu)件的表面的熱耦合大。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于浸沒(méi)光刻設(shè)備中的傳感器，所述傳感器包括：構(gòu)件的表面，在傳感器的使用過(guò)程中所述構(gòu)件接觸供給至鄰近投影系統(tǒng)的元件的空間的浸沒(méi)液體；變換器，配置成將刺激轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；和溫度調(diào)節(jié)裝置，其中變換器與構(gòu)件的表面的熱隔離比變換器與溫度調(diào)節(jié)裝置的熱隔離大。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光刻設(shè)備，包括：支撐結(jié)構(gòu)，配置成支撐圖案形成裝置；投影系統(tǒng)，配置成將通過(guò)圖案形成裝置圖案化的束投影到襯底上；襯底臺(tái)，配置成支撐襯底；液體供給系統(tǒng)，配置成將液體供給至投影系統(tǒng)和襯底之間的空間；和如此處所述的傳感器。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在參照隨附的示意性附圖，僅以舉例的方式，描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中，在附圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件，且其中。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光刻設(shè)備。

圖2和3示出用于光刻投影設(shè)備中的液體供給系統(tǒng)；

圖4示出用于光刻投影設(shè)備中的另一液體供給系統(tǒng)；

圖5示出在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中作為浸沒(méi)液體供給系統(tǒng)使用的阻擋構(gòu)件的橫截面視圖；

圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的傳感器；

圖7示出在使用中的圖6的傳感器；

圖8示出在裝置的使用過(guò)程中發(fā)生的溫度差；

圖9示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的傳感器；

圖10示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的傳感器；和

圖11示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的傳感器。

具體實(shí)施方式

圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻設(shè)備。所述光刻設(shè)備包括：

-照射系統(tǒng)(照射器)IL，其配置用于調(diào)節(jié)輻射束B(niǎo)(例如，紫外(UV)輻射、深紫外(DUV)輻射或極紫外(EUV)輻射)；

-支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT，其構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA，并與用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位圖案形成裝置MA的第一定位裝置PM相連；

-襯底臺(tái)(例如，晶片臺(tái))WT，構(gòu)造用以保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W并且與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；和

-投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置用于將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B(niǎo)的圖案投影到襯底W的目標(biāo)部分C(例如包括一根或多根管芯)上。

照射系統(tǒng)IL可以包括各種類(lèi)型的光學(xué)部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電型或其它類(lèi)型的光學(xué)部件、或其任意組合，以引導(dǎo)、成形、或控制輻射。

所述支撐結(jié)構(gòu)MT保持圖案形成裝置MA。支撐結(jié)構(gòu)MT以依賴(lài)于圖案形成裝置MA的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計(jì)以及諸如圖案形成裝置MA是否保持在真空環(huán)境中等其他條件的方式保持圖案形成裝置MA。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以采用機(jī)械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)保持圖案形成裝置MA。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以是框架或臺(tái)，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可移動(dòng)的。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以確保圖案形成裝置MA位于所需的位置上(例如相對(duì)于投影系統(tǒng))。在這里任何使用的術(shù)語(yǔ)“掩模版”或“掩?！倍伎梢哉J(rèn)為與更上位的術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”同義。

這里所使用的術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”應(yīng)該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標(biāo)部分上形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意，被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標(biāo)部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特征或所謂的輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標(biāo)部分上形成的器件中的特定的功能層相對(duì)應(yīng)，例如集成電路。

圖案形成裝置MA可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術(shù)中是公知的，并且包括諸如二元掩模類(lèi)型、交替型相移掩模類(lèi)型、衰減型相移掩模類(lèi)型和各種混合掩模類(lèi)型之類(lèi)的掩模類(lèi)型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個(gè)小反射鏡可以獨(dú)立地傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻射束。

這里使用的術(shù)語(yǔ)“投影系統(tǒng)”應(yīng)該廣義地解釋為包括任意類(lèi)型的系統(tǒng)，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合，如對(duì)于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用浸沒(méi)液或使用真空之類(lèi)的其他因素所適合的。這里使用的術(shù)語(yǔ)“投影透鏡”可以認(rèn)為是與更上位的術(shù)語(yǔ)“投影系統(tǒng)”同義。

如這里所示的，所述設(shè)備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述設(shè)備可以是反射型的(例如，采用如上所述類(lèi)型的可編程反射鏡陣列，或采用反射式掩模)。

光刻設(shè)備可以是具有兩個(gè)或更多襯底支撐結(jié)構(gòu)的類(lèi)型，例如襯底平臺(tái)或襯底臺(tái)，和/或用于圖案形成裝置的兩個(gè)或多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)。在這種具有多個(gè)襯底臺(tái)的設(shè)備中，所有的襯底臺(tái)都是等同的并且是可互換的。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)襯底臺(tái)中的至少一個(gè)尤其適于曝光步驟，并且多個(gè)襯底臺(tái)中的至少一個(gè)尤其適于測(cè)量或準(zhǔn)備步驟。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)襯底臺(tái)中的一個(gè)或多個(gè)被測(cè)量臺(tái)替換。測(cè)量臺(tái)包括至少部分一個(gè)或多個(gè)傳感器系統(tǒng)，例如傳感器檢測(cè)器和/或傳感器系統(tǒng)的目標(biāo)，但是不支撐襯底。測(cè)量臺(tái)可以代替襯底臺(tái)或用于圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)定位在投影束中。在這樣的設(shè)備中，可以并行地使用附加的臺(tái)，或可以在一個(gè)或更多個(gè)臺(tái)上執(zhí)行預(yù)備步驟的同時(shí)，將一個(gè)或更多個(gè)其它臺(tái)用于曝光。

參照?qǐng)D1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源SO和所述光刻設(shè)備可以是分立的實(shí)體(例如當(dāng)該源為準(zhǔn)分子激光器時(shí))。在這種情況下，不會(huì)將該源SO看成形成光刻設(shè)備的一部分，并且通過(guò)包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源SO可以是所述光刻設(shè)備的組成部分(例如當(dāng)所述源SO是汞燈時(shí))?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以及如果需要時(shí)設(shè)置的所述束傳遞系統(tǒng)BD一起稱(chēng)作輻射系統(tǒng)。

所述照射器IL可以包括配置用于調(diào)整所述輻射束的角強(qiáng)度分布的調(diào)整器AM。通常，可以對(duì)所述照射器IL的光瞳平面中的強(qiáng)度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別稱(chēng)為σ-外部和σ-內(nèi)部)進(jìn)行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件，例如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⑺稣丈淦饔糜谡{(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。與源SO類(lèi)似，照射器IL可以看作或不被看作形成光刻設(shè)備的一部分。例如，照射器IL可以是光刻設(shè)備的組成部分或可以是與光刻設(shè)備分開(kāi)的實(shí)體。在后一種情形中，光刻設(shè)備可以配置成允許照射器IL安裝在其上?？蛇x地，照射器IL是可分離的并且可以單獨(dú)地設(shè)置(例如，由光刻設(shè)備制造商或其他供應(yīng)商提供)。

所述輻射束B(niǎo)入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺(tái))MT上的所述圖案形成裝置(例如，掩模)MA上，并且通過(guò)所述圖案形成裝置MA來(lái)形成圖案。已經(jīng)穿過(guò)圖案形成裝置MA之后，所述輻射束B(niǎo)通過(guò)投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)PS將輻射束B(niǎo)聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，襯底W通過(guò)襯底保持裝置保持在襯底臺(tái)WT上。通過(guò)第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如，干涉儀器件、線(xiàn)性編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動(dòng)所述襯底臺(tái)WT，例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位于所述輻射束B(niǎo)的路徑中。類(lèi)似地，例如在從掩模庫(kù)的機(jī)械獲取之后，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個(gè)位置傳感器(圖1中未明確示出)用于相對(duì)于所述輻射束B(niǎo)的路徑精確地定位圖案形成裝置MA。通常，可以通過(guò)形成所述第一定位裝置PM的一部分的長(zhǎng)行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來(lái)實(shí)現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)MT的移動(dòng)。類(lèi)似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長(zhǎng)行程模塊和短行程模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)所述襯底臺(tái)WT的移動(dòng)。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相反)，支撐結(jié)構(gòu)MT可以?xún)H與短行程致動(dòng)器相連，或可以是固定的?？梢允褂脠D案形成裝置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2和襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2來(lái)對(duì)準(zhǔn)圖案形成裝置MA和襯底W。盡管所示的襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了專(zhuān)用目標(biāo)部分，但是它們可以位于目標(biāo)部分C之間的空間(這些公知為劃線(xiàn)對(duì)齊標(biāo)記)中。類(lèi)似地，在將多于一個(gè)的管芯設(shè)置在圖案形成裝置MA上的情況下，所述圖案形成裝置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以位于所述管芯之間。

可以將所示的設(shè)備用于以下模式中的至少一種中：

1.在步進(jìn)模式中，在將支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺(tái)WT保持為基本靜止的同時(shí)，將賦予所述輻射束的整個(gè)圖案一次投影到目標(biāo)部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺(tái)WT沿X和/或Y方向移動(dòng)，使得可以對(duì)不同目標(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)模式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。

2.在掃描模式中，在對(duì)支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺(tái)WT同步地進(jìn)行掃描的同時(shí)，將賦予所述輻射束B(niǎo)的圖案投影到目標(biāo)部分C上(即，單一的動(dòng)態(tài)曝光)。襯底臺(tái)WT相對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)MT的速度和方向可以通過(guò)所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來(lái)確定。在掃描模式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸限制了單一動(dòng)態(tài)曝光中所述目標(biāo)部分C的寬度(沿非掃描方向)，而所述掃描運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度確定了所述目標(biāo)部分C的高度(沿所述掃描方向)。

3.在另一個(gè)模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)MT保持為基本靜止，并且在對(duì)所述襯底臺(tái)WT進(jìn)行移動(dòng)或掃描的同時(shí)，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺(tái)WT的每一次移動(dòng)之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類(lèi)型的可編程反射鏡陣列)的無(wú)掩模光刻術(shù)中。

也可以采用上述使用模式的組合和/或變體或完全不同的使用模式。

在許多光刻設(shè)備中，流體，尤其是液體，被液體供給系統(tǒng)IH提供到投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間，以便實(shí)現(xiàn)更小特征的成像和/或提高設(shè)備的有效NA。下面參照這種浸沒(méi)設(shè)備進(jìn)一步描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，但是本發(fā)明的實(shí)施例可以等同地應(yīng)用到非浸沒(méi)設(shè)備中。用以將液體提供到投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的布置可以被分成至少兩種一般類(lèi)型。它們是浴器類(lèi)型布置和所謂的局部浸沒(méi)系統(tǒng)。在浴器類(lèi)型布置中，大體上整個(gè)襯底W和可選地襯底臺(tái)WT的一部分浸入到液體浴器中。局部浸沒(méi)系統(tǒng)使用液體供給系統(tǒng)，以將液體僅提供到襯底的局部區(qū)域。在后一種類(lèi)型中，由液體填滿(mǎn)的空間在平面視圖中小于襯底的頂部表面，并且襯底在由液體充滿(mǎn)的區(qū)域下面移動(dòng)的同時(shí)，該區(qū)域相對(duì)于投影系統(tǒng)PS基本上保持靜止。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及的另一種布置是全浸濕方案，其中液體是非限制的。在這種布置中，基本上襯底的整個(gè)頂表面和襯底臺(tái)的全部或一部分被浸沒(méi)液體覆蓋。覆蓋至少襯底的液體的深度是小的。液體可以是液體膜，例如在襯底上的液體薄膜。

圖2-5中示出了四種不同類(lèi)型的局部液體供給系統(tǒng)。圖2-5中的液體供給裝置的任一種可以用于非限制系統(tǒng)中；然而，密封特征可以不存在、沒(méi)有起作用、不如正常狀態(tài)有效，或者以其它方式不能有效地僅將液體密封在局部區(qū)域。

已經(jīng)提出的用于局部浸沒(méi)系統(tǒng)的布置之一是對(duì)應(yīng)液體供給系統(tǒng)使用液體限制系統(tǒng)將液體提供至襯底的局部區(qū)域以及投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間(襯底一般具有比投影系統(tǒng)的最終元件大的表面面積)。提出來(lái)的一種用于設(shè)置上述解決方案的方法在公開(kāi)號(hào)為WO99/49504的PCT專(zhuān)利申請(qǐng)出版物中公開(kāi)了。如圖2和3所示，液體通過(guò)至少一個(gè)入口，期望地沿著襯底相對(duì)于最終元件的移動(dòng)方向，被供給到襯底上，并且在已經(jīng)通過(guò)投影系統(tǒng)下面之后通過(guò)至少一個(gè)出口去除。也就是說(shuō)，當(dāng)襯底在所述元件下沿著-X方向掃描時(shí)，液體在元件的+X一側(cè)供給并且在-X一側(cè)去除。

圖2示意地示出所述布置，其中液體通過(guò)入口供給，并在元件的另一側(cè)通過(guò)與低壓源相連的出口去除。襯底W之上的箭頭示出液體流動(dòng)的方向，襯底W下面的箭頭示出襯底臺(tái)的移動(dòng)方向。在圖2中，雖然液體沿著襯底W相對(duì)于最終元件的移動(dòng)方向供給，但這并不是必須的?？梢栽谧罱K元件周?chē)O(shè)置各種方向和數(shù)目的入口和出口，圖3示出一個(gè)示例，其中在最終元件的周?chē)诿總?cè)上以規(guī)則的重復(fù)方式設(shè)置了四組入口和出口。液體供給和液體回收裝置中的箭頭表示液體的流動(dòng)方向。

在圖4中示出了另一個(gè)具有局部液體供給系統(tǒng)的浸沒(méi)光刻方案。液體由位于投影系統(tǒng)PS每一側(cè)上的兩個(gè)槽狀入口供給，并由布置在入口的徑向向外位置處的多個(gè)離散的出口去除。所述入口和出口可以布置在板上，所述板在其中心有孔，輻射束通過(guò)該孔投影。液體由位于投影系統(tǒng)PS的一側(cè)上的一個(gè)槽狀入口提供，而由位于投影系統(tǒng)PS的另一側(cè)上的多個(gè)離散的出口去除，由此造成投影系統(tǒng)PS和襯底W之間的液體薄膜流。選擇使用哪組入口和出口組合可以依賴(lài)于襯底W的移動(dòng)方向(另外的入口和出口組合是不起作用的)。在圖4中的橫截面中，箭頭表示液體流入入口和流出出口的方向。

已經(jīng)提出的另一種布置是提供液體限制構(gòu)件給液體供給系統(tǒng)，所述液體限制構(gòu)件沿投影系統(tǒng)的最終元件和襯底臺(tái)之間的空間的邊界的至少一部分延伸。圖5中示出了這種布置。雖然在Z方向上(光軸的方向)可以存在一定的相對(duì)移動(dòng)，但是液體限制構(gòu)件相對(duì)于投影系統(tǒng)在XY平面內(nèi)是基本上靜止的。在液體限制構(gòu)件和襯底的表面之間形成密封。在一個(gè)實(shí)施例中，在液體限制構(gòu)件和襯底的表面之間形成密封，并且密封可以是非接觸密封，例如氣體密封。在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)出版物第US 2004-0207824號(hào)中公開(kāi)了這種系統(tǒng)。

流體處理結(jié)構(gòu)12包括液體限制構(gòu)件并且至少部分地將液體限制在投影系統(tǒng)PS的最終元件和襯底W之間的空間11中。到襯底W的非接觸密封16可以形成在投影系統(tǒng)PS的像場(chǎng)周?chē)?，使得液體被限制在襯底W表面和投影系統(tǒng)PS的最終元件之間的空間11內(nèi)。該空間11至少部分地由位于投影系統(tǒng)PS的最終元件的下面和周?chē)牧黧w處理結(jié)構(gòu)12形成。液體通過(guò)液體入口13被引入到投影系統(tǒng)PS下面和流體處理結(jié)構(gòu)12內(nèi)的所述空間11中。液體可以通過(guò)液體出口13被去除。所述流體處理結(jié)構(gòu)12在投影系統(tǒng)PS的最終元件上面一點(diǎn)延伸。液面高于最終元件，使得能提供液體的緩沖器。在一個(gè)實(shí)施例中，所述流體處理結(jié)構(gòu)12的內(nèi)周的上端處的形狀與投影系統(tǒng)PS的形狀或投影系統(tǒng)的最終元件的形狀一致，例如可以是圓形。在底部，內(nèi)周與像場(chǎng)的形狀大致一致，例如為矩形，雖然并不是必須的。

在一個(gè)實(shí)施例中，液體被在使用時(shí)形成在流體處理結(jié)構(gòu)12的底部和襯底W的表面之間的氣體密封16限制在空間11中。氣體密封由氣體形成，例如空氣、合成氣體、N₂或其他惰性氣體。該氣體密封中的氣體在壓力下通過(guò)入口15提供到流體處理結(jié)構(gòu)12和襯底W之間的間隙。該氣體通過(guò)出口14抽取。氣體入口15處的過(guò)壓、出口14處的真空水平和間隙的幾何形狀布置成使得形成向內(nèi)的限制液體的高速氣流16。氣體作用在流體處理結(jié)構(gòu)12和襯底W之間的液體上的力將液體限制在空間11內(nèi)。入口/出口可以是圍繞空間11的環(huán)形槽。環(huán)形槽可以是連續(xù)的或非連續(xù)的。氣流16有效地將液體限制在空間11中。這種系統(tǒng)在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)出版物第US2004-0207824中公開(kāi)。

圖5的示例是局部區(qū)域布置，其中在任何時(shí)候液體僅被提供至襯底W的頂部表面的局部區(qū)域。其他的布置也是可以的，包括流體處理系統(tǒng)，其使用單相抽取器或兩相抽取器，例如在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)出版物第US2006-0038968號(hào)中公開(kāi)的一種。

可以有許多其他類(lèi)型的液體供給系統(tǒng)。本發(fā)明既不限于任何特定類(lèi)型的液體供給系統(tǒng)，也不限于浸沒(méi)光刻。本發(fā)明可以等同地應(yīng)用于任何光刻技術(shù)中。在EUV光刻設(shè)備中，束路徑基本上被抽真空并且不使用上述的浸沒(méi)布置。

如圖1所示的控制系統(tǒng)500控制光刻設(shè)備的總體操作，并且尤其地執(zhí)行下文描述的優(yōu)化過(guò)程。控制系統(tǒng)500可以實(shí)施為被合適地編程的通用用途的包括中央處理單元以及易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)。可選地，控制系統(tǒng)可以還包括一個(gè)或多個(gè)輸入和輸出裝置，例如鍵盤(pán)和屏幕，以及一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接器和/或一個(gè)或多個(gè)連接至光刻設(shè)備的不同部分的接口。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，控制計(jì)算機(jī)和光刻設(shè)備之間的一對(duì)一的關(guān)系并不是必須的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)計(jì)算機(jī)可以控制多個(gè)光刻設(shè)備。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)可以用于控制一個(gè)光刻設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)500還可以配置成控制光刻設(shè)備形成其一部分的光刻胞或光刻簇中的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的處理裝置和襯底處理裝置?？刂葡到y(tǒng)500還可以配置成從屬于光刻胞或光刻簇的監(jiān)控或管理控制系統(tǒng)和/或工廠的總的控制系統(tǒng)。

為了控制光刻設(shè)備的操作，設(shè)置大量的測(cè)量與設(shè)備有關(guān)的條件的傳感器。這樣的傳感器可以在設(shè)備的校準(zhǔn)和/或維護(hù)期間使用，即在停工時(shí)間期間，或者設(shè)備的實(shí)際操作期間，例如在曝光期間，目標(biāo)部分的曝光之間或襯底的曝光之間。多個(gè)這樣的傳感器(例如輻射接收傳感器)包括變換器，例如光電二極管或照相裝置，它們響應(yīng)于刺激(例如落在傳感器上的輻射)生成電信號(hào)。如果不是全部，則大多數(shù)時(shí)候，傳感器在操作期間產(chǎn)生熱。熱量可以作為變換器的操作的副產(chǎn)品、通過(guò)設(shè)置用以處理變換器的輸出的電子裝置(例如放大器或模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器)而被產(chǎn)生，或者通過(guò)輻射吸收(例如在傳感器測(cè)量投影束的參數(shù)的情形中)而產(chǎn)生。

可以給傳感器設(shè)置冷卻布置。例如，美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)出版物第US2010/0259734號(hào)描述了一種布置，其中通過(guò)在傳感器模塊的殼體和散熱器之間的間隙內(nèi)提供氣體來(lái)冷卻采用極紫外輻射作為曝光輻射的光刻設(shè)備中使用的波前傳感器的檢測(cè)器模塊。這種布置用以將傳感器模塊保持在恒定溫度下，而獨(dú)立于設(shè)備的其他部分。此外，在浸沒(méi)光刻設(shè)備中，設(shè)置在襯底臺(tái)的上表面中的傳感器可以在操作期間由浸沒(méi)液體冷卻。

然而，已有的冷卻在操作期間與浸沒(méi)光刻設(shè)備中的浸沒(méi)液體接觸的傳感器的方法可能是不充分的和/或引起附加的問(wèn)題。例如在US2010/0259734中公開(kāi)的布置中，傳感器被保持在恒定溫度下而獨(dú)立于設(shè)備的其他部分，這樣的布置可能導(dǎo)致傳感器處于與浸沒(méi)液體的溫度不同的溫度下。在許多情況下，這樣的溫度差異將對(duì)傳感器本身的操作沒(méi)有不當(dāng)?shù)挠绊憽５?，浸沒(méi)液體和傳感器之間由于溫度差異導(dǎo)致的熱傳遞可以引起浸沒(méi)液體中的不想要的干擾或擾動(dòng)，例如湍流或其折射率的改變。類(lèi)似地，使用溫度調(diào)節(jié)后的浸沒(méi)液體來(lái)冷卻傳感器可能導(dǎo)致熱傳遞引起的擾動(dòng)。解決這種問(wèn)題的一種方法是在測(cè)量之前等待傳感器和浸沒(méi)液體變成處于熱平衡。然而，這樣的延遲不期望地降低設(shè)備的產(chǎn)出。

因此，提供一種用于浸沒(méi)類(lèi)型的光刻設(shè)備的傳感器，其在操作過(guò)程中接觸浸沒(méi)液體。傳感器具有溫度調(diào)節(jié)裝置，例如冷卻裝置，和在例如變換器或電路等傳感器的熱產(chǎn)生部分之間的熱路徑，其中熱產(chǎn)生部分和溫度調(diào)節(jié)裝置之間的熱阻小于熱產(chǎn)生部分和浸沒(méi)液體之間的熱阻。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的傳感器100的橫截面視圖。傳感器100安裝在襯底臺(tái)WT或測(cè)量臺(tái)(例如反射鏡塊或編碼器塊，其可以是臺(tái)的一部分，例如上部)的凹部?jī)?nèi)。傳感器100的板101(可以稱(chēng)為頂板)具有與臺(tái)的上表面平齊的上表面101a。例如粘附件形式的密封110(也稱(chēng)為可粘貼片構(gòu)件)覆蓋板101和臺(tái)的上表面之間的任何間隙。板101具有透明部分101b，例如來(lái)自投影束的輻射等輻射通過(guò)透明部分可以到達(dá)變換器104。在一個(gè)實(shí)施例中，透明部分101b對(duì)例如波長(zhǎng)在大約100nm至400nm范圍(尤其是248nm、193nm或157nm)的深紫外輻射等紫外輻射是透明的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在透明部分101b中或透明部分101b上形成光柵或其他參考圖案。在一個(gè)實(shí)施例中，板101的全部由透明材料形成。在一個(gè)實(shí)施例中，將不透明的涂層應(yīng)用至板101的表面，不透明涂層具有限定透明區(qū)域101b的開(kāi)口。例如光纖光學(xué)板或微透鏡陣列等光學(xué)元件103被可選地設(shè)置以適當(dāng)?shù)貙⑤椛湟龑?dǎo)或聚焦至變換器104上。變換器104可以采用適于將輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置(例如光電二極管、CCD或CMOS照相裝置)的形式。

變換器104產(chǎn)生的電信號(hào)通過(guò)電路106處理并被發(fā)射至控制器500。控制器500使用電信號(hào)控制或校準(zhǔn)光刻設(shè)備及其操作。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電路106包括放大器、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、緩存器、控制邏輯電路、路由器和/或接口中的至少一個(gè)。在本發(fā)明一實(shí)施例中，使用沿線(xiàn)傳導(dǎo)的電信號(hào)、使用無(wú)線(xiàn)電波或使用光信號(hào)實(shí)施電路106和控制器500之間的通信。例如通過(guò)使用符合藍(lán)牙^TM或WiFi^TM標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)、使用無(wú)線(xiàn)電波將來(lái)自傳感器的信號(hào)發(fā)射至控制器500可以減少用于被提供至傳感器的物理連接的數(shù)量。如果傳感器的環(huán)境中具有電磁噪音，則在電路106和控制器500之間使用光信號(hào)發(fā)射信號(hào)(例如使用光纖傳導(dǎo))可以避免干擾。

為了確保傳感器100的位置穩(wěn)定，傳感器100通過(guò)例如一個(gè)或多個(gè)安裝腳108被固定至臺(tái)。支撐構(gòu)件102可以是支撐環(huán)的形式，它將板101固定至安裝腳108并為板101提供想要的剛性。在本發(fā)明一實(shí)施例中，傳感器100的測(cè)量精度受設(shè)置在板101的透明部分101b中的光柵的位置穩(wěn)定性影響，使得支撐環(huán)和安裝腳被設(shè)計(jì)用于獲得想要的位置穩(wěn)定性。支撐構(gòu)件105也被安裝在安裝腳108上并用以支撐變換器104和電路106。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐構(gòu)件105安裝在支撐環(huán)102上而不是安裝腳108上。在一個(gè)實(shí)施例中，有三個(gè)安裝腳108，以三角形形式布置，其中變換器106大體集中安裝在安裝腳108限定的三角形內(nèi)的中心處。安裝腳108是柱的形式，其中近端被附接至臺(tái)并且遠(yuǎn)端支撐支撐環(huán)102。

支撐構(gòu)件105被連接至安裝腳108的中間部分并且采用在安裝腳108的外側(cè)延伸的大體圓形板的形式。變換器104被支撐在支撐構(gòu)件105的面對(duì)輻射束的外表面上。電路106被支撐在支撐構(gòu)件105的面對(duì)臺(tái)的內(nèi)表面上。

溫度調(diào)節(jié)裝置107例如是冷卻回路或環(huán)的形式，被安裝至安裝腳108外側(cè)的臺(tái)且鄰近安裝構(gòu)件105的外周部分。溫度調(diào)節(jié)冷卻劑(例如水)循環(huán)通過(guò)設(shè)置在溫度調(diào)節(jié)裝置107內(nèi)的管道107a。冷卻劑通過(guò)冷卻劑供給裝置109供給并期望地以與浸沒(méi)液體11大體相同的溫度供給。在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻劑供給裝置109是液體供給系統(tǒng)的用以供給浸沒(méi)液體11的一部分。以此方式，可以不必要提供附加的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，液體供給裝置109與用于浸沒(méi)液體11的液體供給布置分離。如果浸沒(méi)液體是具有比例如水低的熱容量的不同液體，則這樣的布置是有利的。用以控制溫度調(diào)節(jié)裝置107的溫度的冷卻劑不需要具有特別高的純度并且可以再循環(huán)。因此，使用分離或獨(dú)立的液體供給系統(tǒng)可以減少例如超純水的消耗。冷卻劑液體可以從冷卻劑回路回收，在冷卻劑液體處理系統(tǒng)中至少再次熱調(diào)節(jié)，并返回至冷卻劑供給裝置用于再次供給至冷卻回路。

圖7示意地示出傳感器100用以測(cè)量投影束的性能時(shí)的情形。臺(tái)(例如襯底臺(tái)WT)被定位在投影系統(tǒng)PS的下面，使得投影束B(niǎo)落到板101的透明部分101b上。投影束的至少一部分通過(guò)透明部分101b、支撐環(huán)102中的孔(未示出)、光學(xué)元件103，并入射到變換器104上。變換器104輸出電信號(hào)，其依賴(lài)于投影束的性能和/或其與板101中形成的圖案的相互作用。

在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器100是光斑傳感器或能量傳感器，變換器輸出的信號(hào)指示投影束B(niǎo)的強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器100是透射圖像傳感器并且變換器104輸出的信號(hào)指示投影系統(tǒng)投影的圖像和形成在板101的透明部分101b中的例如光柵等參考圖案之間的位置關(guān)系。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器100是干涉儀傳感器并且變換器104輸出的信號(hào)指示投影束B(niǎo)中的波前誤差。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器100是組合的圖像傳感器和干涉儀傳感器。變換器104輸出的信號(hào)指示投影系統(tǒng)PS投影的圖像和形成在板101上的圖案之間的位置關(guān)系和/或投影束B(niǎo)中的波前誤差。

在傳感器100的操作期間，變換器104和/或電路106中產(chǎn)生熱量。該熱量可以作為變換器的操作的副產(chǎn)品(由于從投影束的能量吸收導(dǎo)致的)而被產(chǎn)生和/或由于電路106的操作而被產(chǎn)生。在傳感器100的操作過(guò)程中，傳感器將與浸沒(méi)液體11接觸，以便執(zhí)行測(cè)量，例如精確地反應(yīng)在襯底的目標(biāo)部分的曝光期間將具有的條件。例如由于變換器104和/或電路106中產(chǎn)生的熱引起的浸沒(méi)液體11和變換器104和/或電路106之間的溫度差異將引起浸沒(méi)液體11和傳感器100之間的熱傳遞。這種熱傳遞可以在傳感器100附近的浸沒(méi)液體中產(chǎn)生溫度梯度。這種溫度梯度可以引起浸沒(méi)液體11的折射率的變化和/或浸沒(méi)液體11中的對(duì)流。折射率的變化和浸沒(méi)液體中的對(duì)流都是不期望的，因?yàn)樗鼈兪莻鞲衅?00執(zhí)行的測(cè)量中的誤差的潛在源頭。

變換器104和電路106中產(chǎn)生的熱可以流過(guò)支撐構(gòu)件105至溫度調(diào)節(jié)裝置107，如圖7中的箭頭F1所示。這種熱量還可以流向板101和浸沒(méi)液體11，如箭頭F2所示。在本發(fā)明的實(shí)施例中，從變換器104至溫度調(diào)節(jié)裝置107的熱流路徑F1的熱阻小于從變換器104至浸沒(méi)液體11的熱流路徑F2的熱阻。以此方式，變換器104和/或電路106中產(chǎn)生的熱的大部分流至溫度調(diào)節(jié)裝置107并且流至浸沒(méi)液體11的熱的量被減小或最小化。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)形成具有高熱傳導(dǎo)率的材料(例如Al、AlN、Ti、Al-Si、SiSiC、SiC、它們的任何組合的合金，或例如鎳鈷合金等Fe-Ni合金)制成的支撐構(gòu)件105，使得熱流路徑F1的熱阻低。在一個(gè)實(shí)施例中，由涂覆有例如熱解石墨(也已知為熱解碳)等高傳導(dǎo)率材料層的金屬制成支撐構(gòu)件105。在一個(gè)實(shí)施例中，由具有大于或等于100W/m.K的熱傳導(dǎo)率的材料制成支撐構(gòu)件105。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐構(gòu)件105的熱傳導(dǎo)率大于或等于10W/m.K。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐構(gòu)件105的材料的熱傳導(dǎo)率依賴(lài)于支撐構(gòu)件105的厚度。如果支撐構(gòu)件105較厚，則低的熱傳導(dǎo)率就足夠了。

在一個(gè)實(shí)施例中，支撐構(gòu)件105具有相對(duì)于在實(shí)現(xiàn)測(cè)量周期過(guò)程中產(chǎn)生的熱量的相當(dāng)大的熱容量。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐構(gòu)件105的熱容量充分高以致于在傳感器100進(jìn)行的測(cè)量的一個(gè)周期期間支撐構(gòu)件105的溫度升高小于100mK。

在一個(gè)實(shí)施例中，支撐構(gòu)件105與溫度調(diào)節(jié)裝置107分離。使用這樣的布置，傳感器100可以在不干擾流過(guò)溫度調(diào)節(jié)裝置107的冷卻劑的流動(dòng)的情況下從臺(tái)上被拆卸。以此方式，傳感器100的維修和/或更換更容易，因?yàn)槔鋮s劑的溢出風(fēng)險(xiǎn)被減小或最小化，并且不需要排出冷卻劑回路。在支撐構(gòu)件105和溫度調(diào)節(jié)裝置107之間可以設(shè)置熱傳導(dǎo)粘結(jié)劑。

在一個(gè)實(shí)施例中，支撐構(gòu)件105和溫度調(diào)節(jié)裝置107不接觸。然而，在支撐構(gòu)件105和溫度調(diào)節(jié)裝置107之間提供非接觸熱耦合。在這種實(shí)施例中，為了提高或最大化從支撐構(gòu)件105至溫度調(diào)節(jié)裝置107的熱流，它們之間的間隙形成得小(例如，小于或等于大約200μm，期望是大約100μm)，相對(duì)的表面的面積大(例如，大于或等于大約500mm²，期望是大約1000mm²)。為此，支撐構(gòu)件105和溫度調(diào)節(jié)裝置107的相對(duì)的表面可以是不平的(例如非平面的或成形的(contoured))。支撐構(gòu)件105和溫度調(diào)節(jié)裝置107的相對(duì)的表面可以設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的成形的表面，使得在一個(gè)實(shí)施例中這些表面可以交錯(cuò)(interleave)，例如相對(duì)的表面可以具有一個(gè)或多個(gè)交錯(cuò)的翼片(interleaving vanes)。相對(duì)的表面可以具有增大的表面面積和相對(duì)于兩個(gè)平坦的相對(duì)表面的增大的熱耦合。支撐構(gòu)件105和溫度調(diào)節(jié)裝置107在平面視圖中可以具有任何便利的形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，溫度調(diào)節(jié)裝置107在平面視圖上可以具有與支撐板105的形狀匹配的形狀。

在一個(gè)實(shí)施例中，只要設(shè)備在運(yùn)行，液體供給構(gòu)件109就提供通過(guò)溫度調(diào)節(jié)器107的連續(xù)冷卻劑流。在一個(gè)實(shí)施例中，只有當(dāng)傳感器100在使用時(shí)或當(dāng)需要幫助確保傳感器100在使用過(guò)程中熱穩(wěn)定時(shí)，冷卻劑才流過(guò)溫度調(diào)節(jié)裝置107。在一個(gè)實(shí)施例中，臺(tái)上的多個(gè)傳感器設(shè)置有溫度調(diào)節(jié)裝置，并且單個(gè)冷卻劑供給裝置109給它們中的每一個(gè)提供冷卻劑。

在一個(gè)實(shí)施例中，采用一種或多種方法以提高變換器104和浸沒(méi)液體11之間的熱流路徑的熱阻。這樣的方法可以包括在板101和變換器104或光學(xué)元件103(如果存在)之間提供間隙，例如熱間隙或絕緣層。該間隙可以是至少部分真空或填充具有低熱傳導(dǎo)率的氣體。在一個(gè)實(shí)施例中，板101和變換器104或光學(xué)元件103之間的間隙被提供有折射率匹配介質(zhì)，以減小在邊界處的反射。在這樣的實(shí)施例中，期望地選擇折射率匹配介質(zhì)以具有低熱傳導(dǎo)率。光學(xué)元件103(如果存在)、支撐環(huán)102以及板101可以由具有低熱傳導(dǎo)率的材料形成。在一個(gè)實(shí)施例中，安裝腳108由具有低熱傳導(dǎo)率的材料形成并且布置成在平行于板101的頂表面101a的平面上具有最小的橫截面面積。在一個(gè)實(shí)施例中，板101由石英制成，支撐環(huán)102由石英或熔融硅石制成，安裝腳108由因瓦(Invar^TM)鎳鐵合金(例如FeNi36或64FeNi)制成。

在使用根據(jù)實(shí)施例的傳感器的過(guò)程中可能產(chǎn)生的溫度差異如圖8所示。浸沒(méi)液體11和冷卻劑供給裝置109之間的溫度差異是溫度差dT1。浸沒(méi)液體11和變換器104之間的差值是溫度差dT2。變換器104和溫度調(diào)節(jié)裝置107之間的溫度差值是溫度差dT3，溫度調(diào)節(jié)裝置107和冷卻劑供給裝置109之間的溫度差異是溫度差dT4。期望減小或最小化溫度差dT2，例如以便減小或最小化浸沒(méi)液體11中由于來(lái)自變換器104的熱傳導(dǎo)帶來(lái)的擾動(dòng)。

當(dāng)變換器104運(yùn)行時(shí)，溫度差dT3和dT4將是正的，即變換器104處于比溫度調(diào)節(jié)裝置107高的溫度。溫度調(diào)節(jié)裝置107又處于比冷卻劑供給裝置109高的溫度。為了減小或最小化溫度差dT2，潛在的解決方案是使得dT1是負(fù)的，即讓冷卻劑供給裝置109具有比浸沒(méi)液體低的溫度。然而，當(dāng)變換器104不運(yùn)行時(shí)，溫度差dT3和dT4將傾向于零，變換器104將達(dá)到比浸沒(méi)液體11低的溫度。這可能正好具有與變換器104的溫度高于浸沒(méi)液體11的溫度一樣的不利效果。

在本發(fā)明的如圖9所示的實(shí)施例中，控制系統(tǒng)200被提供以主動(dòng)地控制傳感器104的溫度。

如圖所示，溫度傳感器201設(shè)置在板101上或板101中，例如鄰近透明部分101b。備選或附加地，溫度傳感器201設(shè)置在下面的位置中的一個(gè)或多個(gè)處：在板101的下側(cè)上；在與板101熱接觸的支撐環(huán)102上或支撐環(huán)102內(nèi)；和/或光學(xué)元件103和安裝腳108上、內(nèi)或兩者之間。還可以將溫度傳感器201放置在變換器104上或變換器104內(nèi)。期望地，溫度傳感器201在傳感器使用的時(shí)候盡可能靠近束B(niǎo)的路徑，但是不阻礙或干擾束B(niǎo)。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)溫度傳感器201被設(shè)置在傳感器100中不同的位置處。使用多個(gè)傳感器是有利的，因?yàn)樗试S補(bǔ)償板101中的溫度梯度和局部冷點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，溫度傳感器201是負(fù)的溫度系數(shù)裝置(例如電熱調(diào)節(jié)器)、熱電偶或電阻溫度傳感器。任何能夠測(cè)量板101的表面溫度的裝置都可以被使用。

加熱器202，例如電阻加熱器、珀耳帖裝置、通過(guò)聚酰亞胺薄膜絕緣的柔性電阻加熱器(通常被稱(chēng)為Kapton^TM加熱器)、熱燈絲、薄膜加熱器或其他散熱裝置，被設(shè)置用以加熱從冷卻劑供給裝置209供給至調(diào)節(jié)裝置107的熱傳遞介質(zhì)(例如冷卻劑)的流。期望地，加熱器202能夠以與變換器104的熱輸出類(lèi)似的比率或更大的比率輸出熱。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置多于一個(gè)的加熱器202，其中加熱器202的總的熱輸出與變換器104的熱輸出類(lèi)似或更大。在具有多個(gè)加熱器的實(shí)施例中，加熱器可以位于調(diào)節(jié)裝置中的多個(gè)位置中?？梢允褂枚嘤谝环N類(lèi)型的加熱器。

控制器203連接至溫度傳感器201和加熱器202?？刂破?03控制加熱器202，以便將板101的表面(例如上表面)的溫度保持在想要的設(shè)定點(diǎn)，例如基本上與浸沒(méi)液體11的溫度相同。為了控制加熱器202，控制器203使用來(lái)自傳感器201的指示傳感器201測(cè)量的溫度的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器203考慮溫度傳感器201測(cè)量的溫度和板101的表面的溫度之間的由于校準(zhǔn)引起的偏離量。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器203是PID(比例/積分/微分)控制器或其他簡(jiǎn)單反饋控制器。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器203控制多個(gè)不同熱輸出之間的加熱器的輸出或通過(guò)控制加熱器202的工作循環(huán)來(lái)控制加熱器202的輸出。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖10所示，加熱器202a設(shè)置在變換器104本身內(nèi)。加熱器202a可以是變換器104內(nèi)的分離的部件。加熱器202a可以是變換器本身。其他方面，圖10的實(shí)施例與圖9的實(shí)施例相同。控制器203(圖10中未示出)可以用于以與圖9的實(shí)施例中控制器203用于控制加熱器202的方式相同的方式來(lái)操作加熱器202a。當(dāng)加熱器202a是變換器104時(shí)，當(dāng)熱是期望的時(shí)候，在沒(méi)有執(zhí)行測(cè)量時(shí)，例如使用變換器104實(shí)施偽測(cè)量，控制器可以用于操作變換器以發(fā)射熱。除了操作加熱器，控制器203還接收來(lái)自變換器104的信號(hào)，所述信號(hào)指示變換器何時(shí)操作以便控制器可以操作變換器以產(chǎn)生想要的熱量。因此，控制器203在考慮使用變換器104作為變換器產(chǎn)生的熱量的情況下操作變換器104以產(chǎn)生想要的熱量。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖11所示，加熱器202b安裝在溫度調(diào)節(jié)裝置107上或溫度調(diào)節(jié)裝置107中。傳感器201位于板101處。在本實(shí)施例中，通過(guò)控制器203分別控制的多個(gè)分立的加熱器202可以定位在溫度調(diào)節(jié)裝置107周?chē)＜訜崞?02可以采用一個(gè)或多個(gè)薄膜加熱器的形式(例如在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)出版物第US2011-0222033號(hào)中公開(kāi)的，此處通過(guò)參考全文并入)。其他方面，圖11的實(shí)施例與圖9的實(shí)施例相同。

參考圖9或圖11描述的實(shí)施例甚至可以在變換器104是在使用過(guò)程中不產(chǎn)生熱量的被動(dòng)裝置的情況下被使用。在這種情況中，該實(shí)施例可以用于補(bǔ)償傳感器100帶來(lái)的熱耗散之外的因素引起的溫度差異。例如，浸沒(méi)液體可能從板101的表面以與從襯底臺(tái)WT或襯底W的其他部分蒸發(fā)的速率不同的速率蒸發(fā)，因此引起傳感器100以與襯底臺(tái)WT或襯底W的其他部分不同的速率冷卻。

可以認(rèn)識(shí)到，上述特征中的任一個(gè)可以與任何其他特征一起應(yīng)用并且不僅是在本申請(qǐng)包括的明確描述的那些組合。

雖然本文具體參考光刻設(shè)備在制造集成電路中的應(yīng)用，但是應(yīng)該理解，這里所述的光刻設(shè)備可以具有制造具有微尺度部件或甚至納米尺度特征的其他應(yīng)用，例如制造集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在這些備選的應(yīng)用中，任何使用的術(shù)語(yǔ)“晶片”或“管芯”可以分別認(rèn)為是與更上位的術(shù)語(yǔ)“襯底”或“目標(biāo)部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進(jìn)行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對(duì)已曝光的抗蝕劑進(jìn)行顯影的工具)、量測(cè)工具和/或檢驗(yàn)工具中。在可應(yīng)用的情況下，可以將所述公開(kāi)內(nèi)容應(yīng)用于這種和其他襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如為產(chǎn)生多層IC，使得這里使用的所述術(shù)語(yǔ)“襯底”也可以表示已經(jīng)包含多個(gè)已處理層的襯底。

此處使用的術(shù)語(yǔ)“輻射”和“束”包括全部類(lèi)型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有365、248、193、157或126nm的波長(zhǎng))和極紫外(EUV)輻射(例如具有5至20nm范圍的波長(zhǎng))。

在允許的情況下，術(shù)語(yǔ)“透鏡”可以表示不同類(lèi)型的光學(xué)構(gòu)件中的任何一種或其組合，包括折射式的和反射式的光學(xué)構(gòu)件。

盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，至少如此處所述的設(shè)備的操作方法的形式的本發(fā)明可以以與上述不同的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，至少設(shè)備的操作方法的形式的本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例可以采用包含用于描述一種如上面公開(kāi)的操作設(shè)備的方法的一個(gè)或更多個(gè)機(jī)器可讀指令序列的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的形式，或具有存儲(chǔ)其中的所述計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤(pán)或光盤(pán))的形式。此外，機(jī)器可讀指令可以嵌入在兩個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)程序中。兩個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)不同的存儲(chǔ)器和/或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)中。

在通過(guò)位于光刻設(shè)備的至少一個(gè)部件內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理器讀取一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序時(shí)這里所說(shuō)的任何控制器可以每一個(gè)或組合地操作?？刂破骺梢悦恳粋€(gè)或組合地具有任何合適的結(jié)構(gòu)，用于接收、處理以及發(fā)送信號(hào)。一個(gè)或多個(gè)處理器配置成與至少一個(gè)控制器通信。例如，每一個(gè)控制器可以包括一個(gè)或更多個(gè)用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的處理器，計(jì)算機(jī)程序包括用于上述的操作設(shè)備的方法的機(jī)器可讀指令?？刂破鬟€可以包括用于存儲(chǔ)這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)，和/或用以接收這種介質(zhì)的硬件。因而，控制器可以根據(jù)一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的機(jī)器可讀指令操作。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可以應(yīng)用至寬度(例如直徑)為300mm或450mm或任何其他尺寸的襯底。

本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例可以應(yīng)用于任何浸沒(méi)式光刻設(shè)備，具體地但不排他地，應(yīng)用于上述的那些類(lèi)型、浸沒(méi)液體是否以浴器的形式提供的類(lèi)型、僅襯底的局部表面區(qū)域上提供浸沒(méi)液體的類(lèi)型或浸沒(méi)液體在襯底和/或襯底臺(tái)上是非限制的類(lèi)型。在非限制布置中，浸沒(méi)液體可以流過(guò)襯底和/或襯底臺(tái)的表面，使得基本上襯底和/或襯底臺(tái)的整個(gè)未覆蓋表面被浸濕。在這種非限制的浸沒(méi)系統(tǒng)中，液體供給系統(tǒng)可以不限制浸沒(méi)液體或其可以提供一定比例的浸沒(méi)液體限制，但是基本上不是完全的浸沒(méi)液體限制。本發(fā)明還可以應(yīng)用于非浸沒(méi)光刻設(shè)備。

這里所述的液體供給系統(tǒng)應(yīng)該廣義地解釋。在特定的實(shí)施例中，其可以是將液體供給至投影系統(tǒng)和襯底和/或襯底臺(tái)之間的空間的機(jī)制或結(jié)構(gòu)的組合。其可以包括一個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)、一個(gè)或更多個(gè)液體入口、一個(gè)或更多個(gè)氣體入口、一個(gè)或更多個(gè)氣體出口和/或一個(gè)或更多個(gè)提供液體至空間的液體出口的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，空間的表面可以是襯底和/或襯底臺(tái)的一部分，或空間的表面可以完全覆蓋襯底和/或襯底臺(tái)的表面，或空間可以包圍襯底和/或襯底臺(tái)。液體供給系統(tǒng)可以可選地進(jìn)一步包括一個(gè)或更多個(gè)元件，用以控制液體的位置、數(shù)量、質(zhì)量、形狀、流量或其他任何特征。

本發(fā)明的一方面提供：一種用于浸沒(méi)類(lèi)型的光刻設(shè)備中的傳感器，傳感器包括：構(gòu)件，在傳感器的使用過(guò)程中所述構(gòu)件接觸供給至與投影系統(tǒng)的元件鄰近的空間的浸沒(méi)液體；變換器，配置成將刺激轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；和溫度調(diào)節(jié)裝置，其中變換器和溫度調(diào)節(jié)裝置之間的第一熱流路徑比變換器和浸沒(méi)液體之間的第二熱流路徑具有較低熱阻。

變換器可以安裝在支撐構(gòu)件上，所述支撐構(gòu)件在變換器和溫度調(diào)節(jié)裝置之間提供熱路徑。支撐構(gòu)件可以由具有大于或等于10W/m.K的熱傳導(dǎo)率的材料制成。支撐構(gòu)件可以由從Al、AlN、SiSiC、SiC、Ti、Al-Si以及包含F(xiàn)e和Ni的合金構(gòu)成的組中選出的至少一種材料制成。變換器可以安裝在支撐構(gòu)件的面對(duì)浸沒(méi)液體的表面上。傳感器還可以包括配置成接收變換器產(chǎn)生的電信號(hào)的電路。該電路可以安裝在支撐構(gòu)件的背離浸沒(méi)液體的表面上，其中第一熱流路徑還將電路生成的熱量傳導(dǎo)至溫度調(diào)節(jié)裝置。

變換器可以是從光電二極管、電荷耦合裝置、照相裝置以及CMOS照相裝置構(gòu)成的組中選出的至少一種。構(gòu)件可以包括透明的窗口。該窗口可以透過(guò)波長(zhǎng)在大約100至400nm范圍內(nèi)的紫外輻射。在透明的窗口中或透明的窗口上設(shè)置不透明圖案，例如光柵。

在變換器和構(gòu)件之間可以存在間隙和/或熱絕緣層。溫度調(diào)節(jié)裝置可以包括具有在其內(nèi)限定的管道、以循環(huán)熱傳遞介質(zhì)的主體。溫度調(diào)節(jié)裝置和變換器可以以非接觸的方式熱耦合。

在本發(fā)明的一方面中，提供一種用于浸沒(méi)光刻設(shè)備中的傳感器，所述傳感器包括：構(gòu)件的表面，在傳感器的使用過(guò)程中所述構(gòu)件接觸供給至與投影系統(tǒng)的元件鄰近的空間的浸沒(méi)液體；變換器，配置成將刺激轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；和溫度調(diào)節(jié)裝置，其中變換器與溫度調(diào)節(jié)裝置熱耦合并且變換器與構(gòu)件的表面的熱隔離。

在本發(fā)明的一方面中，提供一種用于浸沒(méi)光刻設(shè)備中的傳感器，所述傳感器包括：構(gòu)件的表面，在傳感器的使用過(guò)程中所述構(gòu)件接觸供給至與投影系統(tǒng)的元件鄰近的空間的浸沒(méi)液體；變換器，配置成將刺激轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；和溫度調(diào)節(jié)裝置，其中變換器與溫度調(diào)節(jié)裝置的熱耦合比變換器與構(gòu)件的表面的熱耦合大。

在本發(fā)明的一方面中，提供一種用于浸沒(méi)光刻設(shè)備中的傳感器，所述傳感器包括：構(gòu)件的表面，在傳感器的使用過(guò)程中所述構(gòu)件接觸供給至與投影系統(tǒng)的元件鄰近的空間的浸沒(méi)液體；變換器，配置成將刺激轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；和溫度調(diào)節(jié)裝置，其中變換器與構(gòu)件的表面的熱隔離比變換器與溫度調(diào)節(jié)裝置的熱隔離大。

本發(fā)明的多個(gè)方面中的任一個(gè)方面的傳感器可以還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)配置成控制構(gòu)件的溫度?？刂葡到y(tǒng)可以包括布置成產(chǎn)生指示構(gòu)件溫度的溫度信號(hào)的溫度傳感器，布置成產(chǎn)生熱量的加熱器以及布置成響應(yīng)于溫度信號(hào)控制加熱器的控制器。加熱器可以布置成加熱將熱量傳遞至溫度調(diào)節(jié)裝置或從溫度調(diào)節(jié)裝置傳遞熱量的熱傳遞介質(zhì)。加熱器可以布置成加熱溫度調(diào)節(jié)裝置。變換器可以布置成用作或包括受控制器控制的加熱器。

在本發(fā)明的一方面中，提供一種光刻設(shè)備，包括：投影系統(tǒng)，配置成將通過(guò)圖案形成裝置圖案化的束投影到襯底上；襯底臺(tái)，配置成支撐襯底；液體供給系統(tǒng)，配置成提供液體至投影系統(tǒng)和襯底臺(tái)之間的空間；和如本發(fā)明上述多個(gè)方面中任一方面所述的傳感器。

傳感器可以安裝至襯底臺(tái)。傳感器可以安裝在襯底臺(tái)面對(duì)投影系統(tǒng)的表面的凹部?jī)?nèi)。傳感器可以是從光斑傳感器、能量傳感器、干涉儀傳感器、圖像傳感器以及組合的干涉儀和圖像傳感器構(gòu)成的組中選出的至少一個(gè)傳感器。

在本發(fā)明的一方面中，提供一種使用光刻設(shè)備的器件制造方法，所述方法包括：在將液體提供至投影系統(tǒng)和襯底之間的空間的同時(shí)，使用投影系統(tǒng)將通過(guò)圖案形成裝置圖案化的束投影到襯底上；和使用根據(jù)上述本發(fā)明多個(gè)方面中任一方面所述的傳感器感測(cè)光刻設(shè)備或投影的參數(shù)。

上面描述的內(nèi)容是例證性的，而不是限定的。因而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離以下所述權(quán)利要求的范圍的情況下，可以對(duì)上述本發(fā)明進(jìn)行更改。