專利名稱：光刻裝置以及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻裝置，以及一種用于制造器件的方法。
背景技術(shù)：
光刻裝置是可在襯底、通常是襯底的目標部分上施加所需圖案的機器。光刻裝置例如可用于集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可采用圖案形成裝置來產(chǎn)生將形成于IC的單個層上的電路圖案，該圖案形成裝置也稱為掩?；蚍謩澃濉Ｔ搱D案可被轉(zhuǎn)移到襯底(如硅晶片)上的目標部分(例如包括一個或多個管芯)上。圖案的轉(zhuǎn)移通常借助于成像到設(shè)于襯底上的一層輻射敏感材料(抗蝕劑)上來實現(xiàn)。通常來說，單個襯底包含被連續(xù)地形成圖案的相鄰目標部分的網(wǎng)絡(luò)。已知的光刻裝置包括所謂的步進器，其中通過將整個圖案一次性地曝光在目標部分上來照射各目標部分，還包括所謂的掃描器，其中通過沿給定方向(“掃描”方向)由輻射束來掃描圖案并以平行于或反向平行于此方向的方向同步地掃描襯底來照射各目標部分。還可以通過將圖案壓印在襯底上來將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上。
已經(jīng)提出了可將光刻投影裝置中的襯底浸入到具有相對較高折射率的液體如水中，以便填充投影系統(tǒng)的最后元件與襯底之間的空間。其目的是成像較小的特征，這是因為曝光輻射在液體中將具有更短的波長(液體的效果還被認為是增加了系統(tǒng)的有效數(shù)值孔徑(NA)，并且增大了聚焦深度)。還已經(jīng)提出了其它的浸液，包括其中懸浮有固體顆粒(如石英)的水。
然而，將襯底或襯底及襯底臺浸入在液體池(例如可見美國專利US 4509852，其通過引用整體地結(jié)合于本文中)意味著，在掃描曝光期間很大一部分液體必須被加速。這就要求有額外的或更大功率的電動機，液體中的湍流可能會導(dǎo)致不希望有的和無法預(yù)測的效果。
針對液體供給系統(tǒng)所提出的一種解決方案是，僅在襯底的局部區(qū)域上以及在投影系統(tǒng)的最后元件與襯底(襯底通常具有比投影系統(tǒng)的最后元件更大的表面積)之間提供液體。在PCT專利申請No.WO99/49504中公開了已經(jīng)提出的針對此而設(shè)置的一種解決方案，其通過引用整體地結(jié)合于本文中。如圖2和3所示，液體經(jīng)由襯底上的至少一個入口IN且優(yōu)選沿著襯底相對于最后元件的運動方向來供給，并且在已經(jīng)在投影系統(tǒng)下方通過之后經(jīng)由至少一個出口OUT排出。這就是說，當(dāng)襯底在元件下方沿著-X方向被掃描時，液體在元件的+X側(cè)供給并且在-X側(cè)被吸走。圖2示意性地顯示了這一設(shè)置，其中液體經(jīng)由入口IN來供給，并且經(jīng)由與低壓源相連的出口OUT而在元件的另一側(cè)被吸走。在圖2中，液體沿著襯底相對于最后元件的運動方向來供給，但這并不是必須的。入口和出口可具有圍繞著最后元件的各種方位和數(shù)量，在圖3中顯示了一個例子，其中圍繞著最后元件以規(guī)則的圖案設(shè)置了位于各側(cè)上的四組入口和出口。

發(fā)明內(nèi)容
例如，提供一種具有液體供給系統(tǒng)的光刻裝置是有利的，其中襯底可在不同的方向上運動，而不必切換液體在光刻裝置的投影系統(tǒng)與襯底之間的流動方向。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種光刻投影裝置，包括設(shè)置成可調(diào)節(jié)輻射光束的照明系統(tǒng)；設(shè)置成可保持圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)，該圖案形成裝置設(shè)置成可賦予光束的橫截面某一圖案；設(shè)置成可保持襯底的襯底臺；
設(shè)置成可將圖案化的輻射光束投射到襯底的目標部分上的投影系統(tǒng)；和液體供給系統(tǒng)，其包括設(shè)置成可將液體供給到投影系統(tǒng)與襯底之間的空間中的入口，以及設(shè)置成可去除至少部分液體的出口，該液體供給系統(tǒng)設(shè)置成可使入口、出口或這兩者圍繞基本上垂直于襯底曝光面的軸線旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種光刻投影裝置，包括設(shè)置成可調(diào)節(jié)輻射光束的照明系統(tǒng)；設(shè)置成可保持圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)，該圖案形成裝置設(shè)置成可賦予光束的橫截面某一圖案；設(shè)置成可保持襯底的襯底臺；設(shè)置成可將圖案化的輻射光束投射到襯底的目標部分上的投影系統(tǒng)；和液體供給系統(tǒng)，其包括設(shè)置成可將液體供給到投影系統(tǒng)與襯底之間的空間中的入口，以及設(shè)置成可去除至少部分液體的出口，該液體供給系統(tǒng)設(shè)置成可使入口和出口根據(jù)襯底的運動變化，而一前一后地圍繞基本上平行于投影系統(tǒng)光軸的軸線旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種器件制造方法，包括將液體供給到光刻裝置的投影系統(tǒng)與襯底之間的空間中；使設(shè)置成可將液體供給至該空間中的入口、設(shè)置成可去除液體的出口或該入口和出口這兩者圍繞基本上垂直于襯底曝光面的軸線旋轉(zhuǎn)；和利用投影系統(tǒng)將圖案化的輻射光束經(jīng)過液體而投射到襯底的目標部分上。


下面將僅通過示例的方式并參考示意性附圖來介紹本發(fā)明的實施例，在附圖中對應(yīng)的標號表示對應(yīng)的部分，其中
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻裝置；圖2和3顯示了用于光刻投影裝置中的液體供給系統(tǒng)；圖4顯示了用于光刻投影裝置中的另一液體供給系統(tǒng)；圖5顯示了用于光刻投影裝置中的另外一個液體供給系統(tǒng)；圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的液體供給系統(tǒng)的頂視圖；圖7是圖6所示液體供給系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖8a至圖8c顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的液體約束結(jié)構(gòu)的各種旋轉(zhuǎn)；和圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的液體供給系統(tǒng)的側(cè)視圖。
具體實施例方式
圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光刻裝置。該裝置包括-構(gòu)造成可調(diào)節(jié)輻射光束PB(例如UV輻射或DUV輻射)的照明系統(tǒng)(照明器)IL；-構(gòu)造成可支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA的支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，其與構(gòu)造成可按照一定參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；-構(gòu)造成可固定襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W的襯底臺(例如晶片臺)WT，其與構(gòu)造成可按照一定參數(shù)精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；和-構(gòu)造成可將由圖案形成裝置MA施加給投影光束PB的圖案投射在襯底W的目標部分C(例如包括一個或多個管芯)上的投影系統(tǒng)(例如折射型投影透鏡系統(tǒng))PL。
照明系統(tǒng)可包括用于對輻射進行引導(dǎo)、成形或控制的多種類型的光學(xué)部件，例如折射式、反射式、磁式、電磁式、靜電式或其它類型的光學(xué)部件或其任意組合。
支撐結(jié)構(gòu)支撐即支承了圖案形成裝置的重量。它以一定的方式固定住圖案形成裝置，這種方式取決于圖案形成裝置的定向、光刻裝置的設(shè)計以及其它條件，例如圖案形成裝置是否固定在真空環(huán)境下。支撐結(jié)構(gòu)可使用機械、真空、靜電或其它夾緊技術(shù)來固定住圖案形成裝置。支撐結(jié)構(gòu)例如可為框架或臺，其可根據(jù)要求為固定的或可動的。支撐結(jié)構(gòu)可保證圖案形成裝置可例如相對于投影系統(tǒng)處于所需的位置。用語“分劃板”或“掩?！痹诒疚闹械娜魏问褂每杀灰暈榕c更通用的用語“圖案形成裝置”具有相同的含義。
這里所用的用語“圖案形成裝置”應(yīng)被廣義地解釋為可用于為輻射光束的橫截面施加一定圖案以便在襯底的目標部分中形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意的是，例如如果圖案包括相移特征或所謂的輔助特征，那么施加于輻射光束中的圖案可以不精確地對應(yīng)于襯底目標部分中的所需圖案。一般來說，施加于輻射光束中的圖案將對應(yīng)于待形成在目標部分內(nèi)的器件如集成電路中的特定功能層。
圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的例子包括掩模、可編程的鏡陣列和可編程的LCD面板。掩模在光刻領(lǐng)域中是眾所周知的，其包括例如二元型、交變相移型和衰減相移型等掩模類型，還包括各種混合式掩模類型?？删幊嚏R陣列的一個例子采用微型鏡的矩陣設(shè)置，各鏡子可單獨地傾斜以沿不同方向反射所入射的輻射光束。傾斜鏡在被鏡矩陣所反射的輻射光束中施加了圖案。
這里所用的用語“投影系統(tǒng)”應(yīng)被廣義地解釋為包括各種類型的投影系統(tǒng)，包括折射式、反射式、反射折射式、磁式、電磁式和靜電式光學(xué)系統(tǒng)或其任意組合，這例如應(yīng)根據(jù)所用的曝光輻射或其它因素如使用浸液或使用真空的情況來適當(dāng)?shù)卮_定。用語“投影透鏡”在本文中的任何使用均應(yīng)被視為與更通用的用語“投影系統(tǒng)”具有相同的含義。
如這里所述，此裝置為透射型(例如采用了透射掩模)。或者，此裝置也可以是反射型(例如采用了上述可編程鏡陣列，或采用了反射掩模)。
光刻裝置可以是具有兩個(雙級)或多個襯底臺(和/或兩個或多個掩模臺)的那種類型。在這種“多級”式機器中，附加的臺可以并聯(lián)地使用，或者可在一個或多個臺上進行預(yù)備步驟而將一個或多個其它的臺用于曝光。
參見圖1，照明器IL接收來自輻射源SO的輻射光束。輻射源和光刻裝置可以是單獨的實體，例如在輻射源為準分子激光器時。在這種情況下，輻射源不應(yīng)被視為形成了光刻裝置的一部分，輻射光束借助于光束傳送系統(tǒng)BD從源SO傳遞到照明器IL中，光束傳送系統(tǒng)BD例如包括適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)鏡和/或光束擴展器。在其它情況下，該源可以是光刻裝置的一個整體部分，例如在該源為水銀燈時。源SO和照明器IL以及光束傳送系統(tǒng)BD(如果有的話)一起可稱為輻射系統(tǒng)。
照明器IL可包括調(diào)節(jié)裝置AD，其用于調(diào)節(jié)輻射光束的角強度分布。通常來說，至少可以調(diào)節(jié)照明器的光瞳面內(nèi)的強度分布的外部和/或內(nèi)部徑向范圍(通常分別稱為σ-外部和σ-內(nèi)部)。另外，照明器IL通常包括各種其它的器件，例如積分器IN和聚光器CO。照明器可用來調(diào)節(jié)輻射光束，以使其在其橫截面上具有所需的均勻性和強度分布。
投影光束PB入射在固定于支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺MT)上的圖案形成裝置(例如掩模MA)上，并通過該圖案形成裝置而圖案化。在穿過掩模MA后，投影光束PB通過投影系統(tǒng)PL，其將光束聚焦在襯底W的目標部分C上。如下將詳述的液體約束結(jié)構(gòu)IH將浸液提供到投影系統(tǒng)PL的最后元件與襯底W之間的空間內(nèi)。
借助于第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如干涉儀、線性編碼器或電容傳感器)，襯底臺WT可精確地移動，以便例如將不同的目標部分C定位在輻射光束PB的路徑中。類似地，可用第一定位裝置PM和另一位置傳感器(在圖1中未明確示出)來相對于輻射光束PB的路徑對掩模MA進行精確的定位，例如在將掩模MA從掩模庫中機械式地重新取出之后或者在掃描過程中。通常來說，借助于形成為第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精確定位)，可實現(xiàn)掩模臺MT的運動。類似的，采用形成為第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊，可實現(xiàn)襯底臺WT的運動。在采用分檔器的情況下(與掃描器相反)，掩模臺MT可只與短行程致動器相連，或被固定住。掩模MA和襯底W可采用掩模對準標記M1，M2和襯底對準標記P1，P2來對準。雖然襯底對準標記顯示為占據(jù)了專用目標部分，然而它們可位于目標部分之間的空間內(nèi)(它們稱為劃線路線對準標記)。類似地，在掩模MA上設(shè)置了超過一個管芯的情況下，掩模對準標記可位于管芯之間。
所述裝置可用于至少一種下述模式中1.在步進模式中，掩模臺MT和襯底臺WT基本上保持靜止，而施加到投影光束上的整個圖案被一次性投影到目標部分C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后沿X和/或Y方向移動襯底臺WT，使得不同的目標部分C被曝光。在步進模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中所成像的目標部分C的大小。
2.在掃描模式中，掩模臺MT和襯底臺WT被同步地掃描，同時施加到投影光束上的圖案被投影到目標部分C上(即單次動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于掩模臺MT的速度和方向由投影系統(tǒng)PS的放大(縮小)和圖像倒轉(zhuǎn)特性來確定。在掃描模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了單次動態(tài)曝光中的目標部分的寬度(非掃描方向上)，而掃描運動的長度決定了目標部分的高度(掃描方向上)。
3.在另一模式中，掩模臺MT基本上固定地夾持了可編程的圖案形成裝置，而襯底臺WT在施加到投影光束上的圖案被投影到目標部分C上時產(chǎn)生運動或掃描。在這種模式中通常采用了脈沖輻射源，可編程的圖案形成裝置根據(jù)需要在襯底臺WT的各次運動之后或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間進行更新。這種操作模式可容易地應(yīng)用于采用了可編程的圖案形成裝置、例如上述類型的可編程鏡陣列的無掩模式光刻技術(shù)。
還可以采用上述使用模式的組合和/或變型，或者采用完全不同的使用模式。
在圖4中顯示了具有局部化液體供給系統(tǒng)的另一浸入式光刻解決方案。液體經(jīng)由位于投影系統(tǒng)PL兩側(cè)上的兩個槽式入口IN來供給，并經(jīng)由設(shè)置在入口IN的徑向外側(cè)的多個分散出口OUT來除去。入口IN和出口OUT可設(shè)置在液體約束結(jié)構(gòu)、例如在其中心設(shè)有孔的板中，投影光束經(jīng)由該孔來投射。液體經(jīng)由位于投影系統(tǒng)PL一側(cè)上的一個槽式入口IN來供給，并經(jīng)由設(shè)置在投影系統(tǒng)PL另一側(cè)上的多個分散出口OUT來除去，這便導(dǎo)致了投影系統(tǒng)和襯底之間的液體的薄膜式流動。選擇待使用的入口IN和出口OUT的哪種組合可根據(jù)襯底的運動方向來進行(入口IN和出口OUT的另一種組合被停用)。
已經(jīng)提出的具有局部化液體供給系統(tǒng)的另一浸入式光刻解決方案是提供帶有液體約束結(jié)構(gòu)的液體供給系統(tǒng)，該液體約束結(jié)構(gòu)沿著投影系統(tǒng)的最后元件與襯底臺之間的空間的至少一部分邊界而延伸。這種解決方案顯示于圖5中。液體約束結(jié)構(gòu)雖然在Z方向(光軸方向)上可能存在一些相對運動，但在XY平面內(nèi)相對于投影系統(tǒng)基本上靜止。在液體約束結(jié)構(gòu)和襯底表面之間形成了密封。
參見圖5，儲器10形成了與投影系統(tǒng)成像區(qū)域周圍的襯底之間的無接觸式密封，使得液體受到約束而填充了襯底表面與投影系統(tǒng)最后元件之間的空間。儲器由位于投影系統(tǒng)PL的最后元件下方且處于其周圍的液體約束結(jié)構(gòu)12形成。液體進入到投影系統(tǒng)下方的空間中并處于液體約束結(jié)構(gòu)內(nèi)。液體約束結(jié)構(gòu)稍微延伸至略處于投影系統(tǒng)最后元件的上方，并且液面上升到最后元件之上，從而提供了液體的緩沖。該液體約束結(jié)構(gòu)具有內(nèi)周邊，在一個實施例中，該內(nèi)周邊在上端處緊密地順應(yīng)投影系統(tǒng)或其最后元件的形狀，并且例如可以是圓形的。在底部處，該內(nèi)周邊緊密地順應(yīng)像場的形狀，例如為矩形，但并不一定要為矩形。
液體通過液體約束結(jié)構(gòu)的底部與襯底W的表面之間的氣封16而被約束在儲器中。氣封由氣體如空氣、合成空氣、氮氣或惰性氣體形成，其在壓力下經(jīng)由入口15提供到液體約束結(jié)構(gòu)12與襯底之間的間隙中，并經(jīng)由第一出口14抽出。入口15上的過壓、第一出口14上的真空度以及間隙的幾何形狀設(shè)置成使得存在有可約束液體的向內(nèi)高速氣流。這種系統(tǒng)公開于美國專利申請No.10/705783中，該申請通過引用整體地結(jié)合于本文中。
在圖5所示的液體約束結(jié)構(gòu)中，液體可通過端口13而供給至投影系統(tǒng)與襯底/襯底臺之間的空間，和/或從該空間中取出。在一個實施例中，端口13包括一對將液體供給至該空間的入口13(例如位于曝光場的相對側(cè)上)。入口13所提供的液體可通過環(huán)繞曝光場周邊的出口14而去除(如本文中所使用，曝光場不僅包括投影光束穿過的區(qū)域，而且還可另外地或者作為備選地包括可通過它并利用測量輻射光束來進行測量的區(qū)域)。由于存在出口14，因此液體就被約束在該空間內(nèi)并且處于曝光場內(nèi)，而與襯底/襯底臺的運動方向無關(guān)?？赏ㄟ^適當(dāng)構(gòu)造的入口13和出口14在該空間內(nèi)形成和/或保持液體流。然而，在僅使用了密封件16之處，入口所提供至該空間中并處于曝光場內(nèi)的液體可僅僅是被保持在其中，而不會形成該空間內(nèi)的液體流。
在一個實施例中，端口13包括入口和出口(例如位于曝光場的相對側(cè)上)。圍繞曝光場的密封件16將液體約束在該空間和曝光場內(nèi)，而無需液體出口。在需要經(jīng)過該空間的液體流時，入口/出口13可適當(dāng)?shù)貥?gòu)造成可產(chǎn)生和/或保持該液體流。
在一個實施例中，端口13圍繞曝光場周邊延伸，并由此而提供了旋轉(zhuǎn)對稱的液體入口。在端口13僅包括入口時，出口14可設(shè)在曝光場的周邊周圍，以便在襯底/襯底臺沿任意方向的運動過程中將液體保持在其中。作為附加或作為備選，設(shè)置成圍繞曝光場周邊的密封件16可在襯底/襯底臺沿任意方向的運動過程中使液體容納在曝光場中。并且，在端口13還包括出口并在端口13的入口和出口之間形成了液體流時，設(shè)置成圍繞曝光場周邊的密封件16可在襯底/襯底臺沿任意方向的運動過程中使液體容納在曝光場中。
因此，通過圖5所示的液體供給系統(tǒng)，就將液體約束在投影系統(tǒng)與襯底/襯底臺之間的空間內(nèi)以及在曝光場內(nèi)，而無需關(guān)閉或接通特定的入口和/或出口，或者不必依賴于襯底/襯底臺的運動方向。
參見圖6和圖7，分別示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的液體供給系統(tǒng)的頂視圖和側(cè)視圖。該液體供給系統(tǒng)包括液體約束結(jié)構(gòu)20，其構(gòu)造成可至少部分地將液體約束在投影系統(tǒng)與襯底W和/或襯底臺WT之間的空間22內(nèi)。該液體約束結(jié)構(gòu)20包括可將液體供給至該空間的入口24，以及構(gòu)造成可去除液體的出口26。襯底/襯底臺在大致平行于液體約束結(jié)構(gòu)之平面的XY平面內(nèi)相對于液體約束結(jié)構(gòu)(以及投影系統(tǒng))而運動。在圖6和圖7中，箭頭28(例如在X方向上)描述了這種運動的一個示例，然而很顯然，襯底/襯底臺可以在其它方向上運動(包括旋轉(zhuǎn))。
液體約束結(jié)構(gòu)通過框架30連接在底座或地面(未示出)上。在一個實施例中，投影系統(tǒng)連接在來自液體約束結(jié)構(gòu)的不同框架(未示出)上，因此投影系統(tǒng)和液體約束結(jié)構(gòu)就被機械式地隔離，使得投影系統(tǒng)和液體約束結(jié)構(gòu)之間的振動和作用力的傳遞最小或得以減小。用于投影系統(tǒng)的不同框架也可連接在底座或地面上，或者可連接在用于液體約束結(jié)構(gòu)的框架上但與之隔離。液體約束結(jié)構(gòu)在X和Y方向上是基本上固定的，并且可在Z方向上運動。在圖6中，投影系統(tǒng)的頂部(例如見圖7)被省略，因此可以清楚地看到液體約束結(jié)構(gòu)。
在一個實施例中，如同圖2、3和4中的液體供給系統(tǒng)一樣，襯底W/襯底臺WT的運動有助于液體被約束和分布在該空間內(nèi)以及在曝光場內(nèi)。尤其是，液體通過入口供給至曝光場一側(cè)的空間，并且襯底/襯底臺的運動有助于液體分布在曝光場內(nèi)，并且有助于液體到達曝光場相對側(cè)上的出口。因此，投影系統(tǒng)和液體約束結(jié)構(gòu)提供了用于該空間頂部的約束，襯底/襯底臺提供了用于該空間底部的約束，位于曝光場相對側(cè)上的入口和出口連同襯底/襯底臺在從入口至出口的方向上的運動一起，提供了在該空間內(nèi)的側(cè)向約束。襯底/襯底臺的運動以及入口和出口在曝光場相對側(cè)上的定位組合有助于產(chǎn)生和保持液體在該空間內(nèi)的薄膜流。箭頭32(例如在X方向上延伸)描述了空間內(nèi)的液體流的一個示例，然而很顯然，液體流可在其它方向上運動(包括旋轉(zhuǎn))，這取決于入口和出口的定位以及襯底/襯底臺的運動。
在圖2、3和4的供給系統(tǒng)中，在襯底/襯底臺的運動方向發(fā)生變化時，可通過啟用/停用位于曝光場周邊上或其外側(cè)的一個或多個特定入口和出口，來幫助將液體約束和分布在該空間內(nèi)以及曝光場內(nèi)。例如，在圖2、3和4的情形下，當(dāng)襯底/襯底臺在第一方向上從第一入口IN朝著第一出口OUT運動時，曝光場一側(cè)上的第一入口IN將液體供給至該空間以及供給至曝光場另一側(cè)上的第一出口OUT。在襯底/襯底臺沿著與第一方向成180°的第二方向而運動時，第二入口IN和第二出口OUT被啟用，而第一入口IN和第一出口OUT被停用。第二入口IN位于與第一入口IN相對的位置(相鄰于第一出口OUT)，第二出口OUT位于與第一出口OUT相對的位置(相鄰于第一入口IN)。因此，在這種構(gòu)造中，襯底/襯底臺的第二方向是從第二入口IN朝著第二出口OUT。在一個實施例中，例如通過將液體源切換至低壓源而可將第一入口IN切換至第二出口OUT，例如通過將低壓源切換至液體供給源而可將第一出口OUT切換至第二入口IN。入口和出口也可設(shè)置成用于襯底/襯底臺在其它方向上的運動(例如見圖3)。因此，圖2、3和4的液體供給系統(tǒng)采用了非旋轉(zhuǎn)對稱的液體入口和出口系統(tǒng)，其可根據(jù)襯底/襯底臺的運動(例如沿著掃描方向)并通過啟用/停用一個或多個入口和出口，而進行曝光場周邊上或其外側(cè)的液體入口和出口位置的切換。
在一個實施例中，在一個或多個入口和/或出口圍繞基本上垂直于襯底曝光面的軸線、例如Z軸或投影系統(tǒng)的光軸而旋轉(zhuǎn)的情形下，可以避免通過啟用/停用一個或多個入口和出口來進行液體入口和出口位置的切換。參見圖6和7，一個或多個電動機34驅(qū)動包括入口和出口的液體約束結(jié)構(gòu)相對于框架并圍繞軸線而旋轉(zhuǎn)，從而使入口和出口一前一后地運動。彎箭頭38顯示了液體約束結(jié)構(gòu)如何旋轉(zhuǎn)?？刂破?0根據(jù)襯底/襯底臺的運動方向來控制電動機。尤其是，控制器控制電動機，使得液體約束結(jié)構(gòu)定位成使從入口至出口的方向基本上平行于襯底/襯底臺的運動方向，并且處于同一方向上。這樣，就不必啟用/停用入口和出口，因為液體約束結(jié)構(gòu)以襯底/襯底臺的運動可變化的方式來旋轉(zhuǎn)，以便將液體約束在投影系統(tǒng)和襯底/襯底臺之間的空間內(nèi)，并且該空間內(nèi)的液體流與襯底/襯底臺的運動處于同一方向上。通過入口和出口的適當(dāng)旋轉(zhuǎn)，襯底/襯底臺的運動可在襯底/襯底臺的所有運動方向上將液體從入口自動地傳輸至出口。控制器可以前饋或反饋的方式來操作。
在一個實施例中，液體供給系統(tǒng)構(gòu)造成可使入口、出口或這兩者圍繞基本上垂直于襯底曝光面的軸線而旋轉(zhuǎn)。盡管液體供給系統(tǒng)能夠提供所有這些旋轉(zhuǎn)功能，然而在一些實施例中，液體供給系統(tǒng)可僅提供入口的旋轉(zhuǎn)(沒有使出口旋轉(zhuǎn)的能力)，或者僅提供出口的旋轉(zhuǎn)(沒有使入口旋轉(zhuǎn)的能力)，或者提供入口和出口這兩者的旋轉(zhuǎn)。換句話說，液體供給系統(tǒng)不必能夠提供所有這些旋轉(zhuǎn)能力，而是可僅僅提供一種類型的旋轉(zhuǎn)能力。
參見圖8a至8c，液體約束結(jié)構(gòu)示意性地顯示為處于不同的旋轉(zhuǎn)中，以便描述根據(jù)本發(fā)明一個實施例的液體供給系統(tǒng)的操作。然而，在該示例中，液體約束結(jié)構(gòu)連接在投影系統(tǒng)(或者支撐投影系統(tǒng)的框架)上，而沒有使用如圖4和圖5所示的框架。在這種情況下，一個或多個電動機(未示出)驅(qū)動液體約束結(jié)構(gòu)圍繞大致平行于投影系統(tǒng)光軸的軸線而相對于投影系統(tǒng)運動?？赏ㄟ^使用隔離器或阻尼機構(gòu)來減小或避免液體約束結(jié)構(gòu)和投影系統(tǒng)之間的振動和/或作用力的傳遞。該示例性液體約束結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)基本上類似于圖4和圖5所示的示例性液體約束結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)。
參見圖8a，液體約束結(jié)構(gòu)定位成使得從液體約束結(jié)構(gòu)的入口至出口的方向(如箭頭所示)基本上平行于襯底/襯底臺的運動方向且處于同一方向上(如箭頭所示)。在圖8a中，襯底/襯底臺的運動處于掃描方向上。當(dāng)襯底/襯底臺的運動例如改變至圖8b所示的步進方向時，液體約束結(jié)構(gòu)就順時針旋轉(zhuǎn)了大約90度，使得從液體約束結(jié)構(gòu)的入口至出口的方向(如箭頭所示)基本上平行于襯底/襯底臺的運動方向且處于同一方向上(如箭頭所示)。當(dāng)襯底/襯底臺的運動例如再次改變至圖8c所示的掃描方向(該掃描方向與圖8a所示的掃描方向相反)時，液體約束結(jié)構(gòu)進一步順時針旋轉(zhuǎn)了大約90度，使得從液體約束結(jié)構(gòu)的入口至出口的方向(如箭頭所示)基本上平行于襯底/襯底臺的運動方向且處于同一方向上(如箭頭所示)。如果襯底/襯底臺的運動例如再次改變至如圖8b所示的步進方向，則液體約束結(jié)構(gòu)只需要逆時針旋轉(zhuǎn)大約90度，使得從液體約束結(jié)構(gòu)的入口至出口的方向(如箭頭所示)基本上平行于襯底/襯底臺的運動方向且處于同一方向上(如箭頭所示)。因此，盡管在一個實施例中，一個或多個入口和/或出口可旋轉(zhuǎn)任何角度(例如0至360度)，然而該一個或多個入口和/或出口也可僅在0至200度的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
在一個實施例中，該一個或多個入口和/或出口可僅僅旋轉(zhuǎn)至這樣的位置，其中從液體約束結(jié)構(gòu)的入口至出口的方向基本上平行于襯底/襯底臺的掃描運動方向且處于同一方向上。在這種情況下，可以只需有限數(shù)量的旋轉(zhuǎn)。
在一個實施例中，代替液體約束結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的是，單個的入口和/或出口或一組入口和/或出口可在液體約束結(jié)構(gòu)自身內(nèi)旋轉(zhuǎn)。例如，在出口設(shè)在曝光場的周邊周圍時，可以有利地僅僅使一個或多個入口圍繞曝光場周邊的全部或一部分來旋轉(zhuǎn)。
盡管上文中描述了一個或多個電動機可用于驅(qū)動液體約束結(jié)構(gòu)或者所述一個或多個入口和/或出口旋轉(zhuǎn)，然而可以使用幾乎任何的移動機構(gòu)。所述電動機可以是一個或多個線性電動機或者一個或多個機械促動器?？蚣芎?或液體約束結(jié)構(gòu)可包括導(dǎo)軌，以用于引導(dǎo)液體約束結(jié)構(gòu)的一個或多個入口和/或出口的旋轉(zhuǎn)?？梢蕴峁┮粋€或多個合適的軸承。
一個或多個入口和/或出口的旋轉(zhuǎn)具有可避免啟用/停用一個或多個入口和/或出口的優(yōu)點。這種啟用/停用會對液體質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。例如，當(dāng)通過啟用/停用一個或多個入口和/或出口來切換液體入口和出口的位置時，液體供給系統(tǒng)中的閥可能會被污染，從而將污染引入液體中。改變經(jīng)過過濾器和/或除泡器的液體流的方向或者停止該液體流，則會導(dǎo)致在通過啟用/停用一個或多個入口和/或出口來切換液體入口和出口位置時引入污染和/或氣泡。另外，當(dāng)液體供給系統(tǒng)具有單個液體入口和單個液體出口，或者具有位于兩個相對位置中的每一位置處的入口/出口組合(例如如圖4所示)時，旋轉(zhuǎn)可有助于避免或減少在襯底/襯底臺的某些運動方向上的液體泄漏，例如在垂直于單個液體入口和單個液體出口之間的連線的方向上，或者在垂直于相對位置處的入口/出口組合之間的連線的方向上。另外，旋轉(zhuǎn)可有助于避免或減輕因啟用/停用一個或多個入口和/或出口而導(dǎo)致的光刻裝置中的有害振動。
在一個實施例中，入口、出口或這兩者可旋轉(zhuǎn)，以便在基本上垂直于襯底運動方向的方向上保持液體流。為了保持曝光場中的液體，在曝光場的周邊周圍設(shè)置密封件或出口以用于包含或者除去液體，因為襯底在垂直于曝光場中的液體流方向上的運動會將液體拉出曝光場之外(從液體流處在與襯底運動方向相同的方向上這一點中就可以清楚，在這種情況下，表面張力可將液體保持基本上處于曝光場內(nèi))，并將液體拉出裝置中的不需要液體的部分。參見圖9，該實施例的液體供給系統(tǒng)與圖7所示基本上相同，不同之處在于，出口42設(shè)在曝光場的周邊周圍以便清去可能從曝光場中逸出的液體。根據(jù)該液體供給系統(tǒng)的構(gòu)造、液體流和/或襯底的運動，出口42不必完全地圍繞曝光場。
在一個實施例中，入口、出口或這兩者可旋轉(zhuǎn)，以便在不同的時間或點處，在基本上垂直于襯底運動方向的方向上或者在基本上平行于襯底運動方向的方向上來保持液體流。
在一種雙級浸入式光刻裝置中，設(shè)有用于分別支撐襯底的兩個臺。采用處于第一位置中的臺在無浸液的情況下進行調(diào)平測量，采用處于第二位置中的臺在存在浸液的情況下進行曝光?；蛘?，該裝置僅具有一個臺，并可在分開的調(diào)平位置與曝光位置之間運動。
雖然在本文中具體地參考了IC制造中的光刻裝置的使用，然而應(yīng)當(dāng)理解，這里所介紹的光刻裝置還可具有其它應(yīng)用，例如集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在這種替代性應(yīng)用的上下文中，用語“晶片”或“管芯”在這里的任何使用分別被視為與更通用的用語“襯底”或“目標區(qū)域”具有相同的含義。這里所指的襯底可在曝光前或曝光后例如在軌道(一種通常在襯底上施加抗蝕層并對暴露出來的抗蝕層進行顯影的工具)或度量和/或檢查工具中進行加工。在適當(dāng)之處，本公開可應(yīng)用于這些和其它襯底加工工具中。另外，襯底可被不止一次地加工，例如以形成多層IC，因此這里所用的用語“襯底”也可指已經(jīng)包含有多層已加工的層的襯底。
這里所用的用語“輻射”和“光束”用于包括所有類型的電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如波長為365，248，193，157或126納米)。
用語“透鏡”在允許之處可指多種光學(xué)部件中的任意一種或其組合，包括折射式和反射式光學(xué)部件。
雖然在上文中已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定實施例，然而可以理解，本發(fā)明可通過不同于上述的方式來實施。例如在適當(dāng)之處，本發(fā)明可采用含有一個或多個描述了上述方法的機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或者存儲有這種計算機程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(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應(yīng)用于任何浸入式光刻裝置，尤其是但非唯一地用于上述的那些類型。液體供給系統(tǒng)是可在投影系統(tǒng)與襯底和/或襯底臺之間的空間內(nèi)提供液體的任何機構(gòu)。它可包括一個或多個結(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任何組合，這種組合給該空間提供了液體并將其約束在該空間內(nèi)。在一個實施例中，該空間的表面可限于襯底和/或襯底臺的一部分，或者，該空間的表面可完全地覆蓋襯底和/或襯底臺的表面，或者該空間可封閉襯底和/或襯底臺。
根據(jù)所需的性質(zhì)和所用的曝光輻射的波長，在該裝置中使用的浸液可具有不同的組分。對于193nm的曝光波長來說，可以采用超純水或水基組分，為此，浸液有時稱為水，也可以使用與水有關(guān)的術(shù)語，例如親水性、疏水性、濕度等。
這些描述是示例性而非限制性的。因此，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯，在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的前提下，可以對本發(fā)明進行修改。
權(quán)利要求
1.一種光刻投影裝置，包括設(shè)置成可調(diào)節(jié)輻射光束的照明系統(tǒng)；設(shè)置成可保持圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)，所述圖案形成裝置設(shè)置成可賦予光束的橫截面某一圖案；設(shè)置成可保持襯底的襯底臺；設(shè)置成可將所述圖案化的輻射光束投射到所述襯底的目標部分上的投影系統(tǒng)；和液體供給系統(tǒng)，其包括設(shè)置成可將液體供給到所述投影系統(tǒng)與所述襯底之間的空間中的入口，以及設(shè)置成可去除至少部分所述液體的出口，所述液體供給系統(tǒng)設(shè)置成可使所述入口、所述出口或這兩者圍繞基本上垂直于所述襯底的曝光面的軸線而旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述液體供給系統(tǒng)包括構(gòu)造成至少部分地將所述液體約束在所述空間內(nèi)的液體約束結(jié)構(gòu)，所述液體約束結(jié)構(gòu)包括所述入口和所述出口，并且構(gòu)造成可圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述入口和出口分別位于曝光場的相對側(cè)上，所述圖案化光束可通過所述曝光場來投影。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述液體約束結(jié)構(gòu)支撐在與所述裝置的底座或地面相連的框架上，所述液體約束結(jié)構(gòu)包括一個或多個電動機，其配置成可使所述液體約束結(jié)構(gòu)相對于所述框架旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述液體在所述空間內(nèi)的流動方向與所述襯底的運動方向基本上一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述液體在所述空間內(nèi)的流動方向與所述襯底的掃描運動方向基本上一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括控制器，其設(shè)置成可通過所述入口、所述出口或這兩者的旋轉(zhuǎn)，而將所述空間內(nèi)液體的流動方向保持與所述襯底的運動方向基本上一致，而無論所述襯底在何時運動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述入口、所述出口或這兩者構(gòu)造成可旋轉(zhuǎn)小于或等于360度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述入口、所述出口或這兩者構(gòu)造成可旋轉(zhuǎn)小于或等于200度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制器設(shè)置成可驅(qū)動所述入口、所述出口或這兩者僅僅旋轉(zhuǎn)至這樣的位置，其中從所述入口至所述出口的方向基本上平行于所述襯底的掃描運動且處于同一方向上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括一個或多個電動機，其配置成可使所述入口、所述出口或這兩者圍繞所述軸線在逆時針方向上和順時針方向上旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述液體供給系統(tǒng)包括多個入口、多個出口或者這兩者，并且構(gòu)造成可使所述入口、所述出口或這兩者旋轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述空間內(nèi)液體的流動方向基本上垂直于所述襯底的運動方向。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述液體供給系統(tǒng)構(gòu)造成可使所述入口僅僅圍繞基本上垂直于所述襯底的曝光面的軸線而旋轉(zhuǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述液體供給系統(tǒng)構(gòu)造成可使所述出口僅僅圍繞基本上垂直于所述襯底的曝光面的軸線而旋轉(zhuǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述液體供給系統(tǒng)構(gòu)造成可使所述入口和出口圍繞基本上垂直于所述襯底的曝光面的軸線而旋轉(zhuǎn)。
17.一種光刻投影裝置，包括設(shè)置成可調(diào)節(jié)輻射光束的照明系統(tǒng)；設(shè)置成可保持圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)，所述圖案形成裝置設(shè)置成可賦予光束的橫截面某一圖案；設(shè)置成可保持襯底的襯底臺；設(shè)置成可將所述圖案化的輻射光束投射到所述襯底的目標部分上的投影系統(tǒng)；和液體供給系統(tǒng)，其包括設(shè)置成可將液體供給到所述投影系統(tǒng)與所述襯底之間的空間中的入口，以及設(shè)置成可去除至少部分所述液體的出口，所述液體供給系統(tǒng)設(shè)置成可使所述入口和出口根據(jù)所述襯底的運動變化，而一前一后地圍繞基本上平行于所述投影系統(tǒng)光軸的軸線旋轉(zhuǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述入口和所述出口構(gòu)造成可旋轉(zhuǎn)小于或等于200度。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述空間內(nèi)液體的流動方向基本上垂直于所述襯底的運動方向。
20.一種器件制造方法，包括將液體供給到光刻裝置的投影系統(tǒng)與襯底之間的空間中；使設(shè)置成可將所述液體供給至所述空間中的入口、設(shè)置成可去除所述液體的出口或這兩者圍繞基本上垂直于所述襯底的曝光面的軸線而旋轉(zhuǎn)；和利用所述投影系統(tǒng)將圖案化的輻射光束經(jīng)由所述液體而投射到所述襯底的目標部分上。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括利用液體約束結(jié)構(gòu)而至少部分地將所述液體約束在所述空間內(nèi)，所述液體約束結(jié)構(gòu)包括所述入口和所述出口，并且構(gòu)造成可圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述入口和出口分別位于曝光場的相對側(cè)上，所述圖案化光束可通過所述曝光場來投影。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法包括將所述液體約束結(jié)構(gòu)支撐在與所述光刻裝置的底座或地面相連的框架上；和使所述液體約束結(jié)構(gòu)相對于所述框架旋轉(zhuǎn)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述液體在所述空間內(nèi)的流動方向與所述襯底的運動方向基本上一致。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述液體在所述空間內(nèi)的流動方向與所述襯底的掃描運動方向基本上一致。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括通過所述入口、所述出口或這兩者的旋轉(zhuǎn)，而將所述空間內(nèi)液體的流動方向保持與所述襯底的運動方向基本上一致，而無論所述襯底在何時運動。
27.根據(jù)權(quán)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、所述出口或這兩者旋轉(zhuǎn)過一個小于或等于360度的角度。
28.根據(jù)權(quán)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、所述出口或這兩者旋轉(zhuǎn)過一個小于或等于200度的角度。
29.根據(jù)權(quán)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、所述出口或這兩者僅僅旋轉(zhuǎn)至這樣的位置，其中從所述入口至所述出口的方向基本上平行于所述襯底的掃描運動且處于同一方向上。
30.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述空間內(nèi)液體的流動方向基本上垂直于所述襯底的運動方向。
31.根據(jù)權(quán)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僅僅圍繞基本上垂直于所述襯底的曝光面的軸線而旋轉(zhuǎn)。
32.根據(jù)權(quán)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僅僅圍繞基本上垂直于所述襯底的曝光面的軸線而旋轉(zhuǎn)。
33.根據(jù)權(quán)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圍繞基本上垂直于所述襯底的曝光面的軸線而旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
公開了一種包括液體供給系統(tǒng)的浸入式光刻裝置，該液體供給系統(tǒng)具有設(shè)置成可將液體供給到光刻裝置的投影系統(tǒng)與襯底之間的空間中的入口，以及設(shè)置成可去除至少部分液體的出口，該液體供給系統(tǒng)設(shè)置成可使入口、出口或這兩者圍繞基本上垂直于襯底的曝光面的軸線旋轉(zhuǎn)。
文檔編號H01L21/027GK1782886SQ20051012882
公開日2006年6月7日 申請日期2005年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者J·J·M·巴塞曼斯, S·N·L·多德斯, C·A·霍根達姆, J·J·S·M·梅坦斯, J·C·H·穆肯斯, B·斯特里克 申請人:Asml荷蘭有限公司