TWI245163B - Lithographic apparatus and device manufacturing method - Google Patents

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TWI245163B
TWI245163B TW093124704A TW93124704A TWI245163B TW I245163 B TWI245163 B TW I245163B TW 093124704 A TW093124704 A TW 093124704A TW 93124704 A TW93124704 A TW 93124704A TW I245163 B TWI245163 B TW I245163B
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Marcel Mathijs Theodo Dierichs
Sjoerd Nicolaas Lamber Donders
Johannes Henricus Wilhe Jacobs
Hans Jansen
Erik Roelof Loopstra
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Asml Netherlands Bv
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Description

1245163 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種光刻投影設備，其包含·· - 用於供應輕射投影束之輕射***； --用於支樓圖案化構件之支撐結構，該圖案化構件用於 根據一所要圖案來圖案化該投影束； 、 -一用於固持基板之基板台； --用於將圖案化射束投影至基板之目標區上的投影系 統；及 ’卜 -一用於以浸沒液體至少部分地填充該投影系統之最後元 件與該基板間之空間的液體供應系統。 【先前技術】 此處所採用之術語，，圖案化構件”應被廣泛地理解為指的 是以下構件··其可用來對應於待產生於基板之目標區中之 圖案而賦予入射輻射束一圖案化橫截面；術語"光閥，，亦可 用於本文中。通常，該圖案將對應於一產生於目標區中之 裝置中的特定功能層，該裝置諸如積體電路或其它裝置（見 下文）。該圖案化構件之實例包括： -光罩。光罩之概念在微影術中是為吾人所熟知的，且其 包括諸如二進位交互相移及衰減相移之光罩類型以及各 種混合光罩類型。將此光罩置放於輻射束中會導致照射 於该光罩上之輻射根據該光罩上之圖案而進行選擇性透 射（在透射光罩之狀況下）或反射（在反射光罩之狀況 下）°在存在光罩之狀況下，支撐結構將通常為光罩台， 94972.doc 1245163 其择保了可將該光罩固持於入射輕射束中之所要位置 處，且若需要，則該光罩可相對於該射束移動。 -可程式化鏡面陣歹丨丨。卜卜姑要 兄囬I早夕J itb衣置之一實例為一具有黏彈性控 制層及反射表面之矩陣可定址表面。此光刻設備之基本 原理在於(例如)反射表面之定址區域將入射光反射成繞 射光’而未定址區域將人射光反射成未繞射光。使用適 當之過遽器’可將該未繞射光過渡出反射束，僅留下繞 射光’·以此方式’根據矩陣可定址表面之定址圖案而圖 案化該射束。可程式化鏡轉列之—替代實施例採用微 小鏡面（tiny mirror)之矩陣配置，藉由施加適合的區域化 電場或藉由採用壓電致動構件，可使每一鏡面關於一軸 線個別地傾斜。再次，該等鏡面是矩陣可定址的，使得 定址鏡面將於不同於未定址鏡面之方向的方向來反射入 射輻射束；以此方式，根據矩陣可定址鏡面之定址圖案 而圖案化反射束。可使用適合之電子構件來執行所需的 矩陣疋址。在上述兩種情況下，圖案化構件可包含—或 多個可程式化鏡面陣列。對此處所提及之鏡面陣列的更多 資訊可收集自（例如）美國專利us 5,296,891及仍5,523,m 與pct專利申請案wo 98/38597及_ 98/33〇96，並以弓丨 用的方式^本文中。在存在可程式化鏡面陣狀狀況 下，例如，該支撐結構可體現為一框架或台，其可按需 要為固定的或可移動的。 … -可程式化LCD陣列。在美國專利仍5,229,872中給出了此 構造之一實例，此專利以引用的方式倂入本文中。如上， 94972.doc 1245163 例如，在此狀況下之支撐結構可體現為一框架或台，其 可按需要為固定的或可移動的。 為簡單起見’本文之其餘内容可在特定位置處特定地針 對涉及光罩及光罩台之實例；然而，在該等情況下所論述 之一般原理可見於上述圖案化構件之廣泛情形中。 舉例‘而言，可在積體電路(IC)之製造中使用光刻設備。 在此狀況下’圖f化構件可產生對應於㈣之個別声的電 路圖案’且可將該圖案成像於已塗覆有輻射敏感材料（抗姓 劑)層之基板(石夕晶圓)上的目標區(例如包含一或多個晶粒) 上。通常’單個晶圓將含有經由投影系統而一次一個地被 接連照射之鄰近目標區的整體網路。在當前光刻設備中， 採用由光罩臺上之光罩進行之圖案化，可在兩個不同類型 之機器之間做出區別。在-類型之光刻設備中，藉由將整 個光罩圖案-次性曝露於目標區上來照射每—目標區；此 類設備通常被稱作晶圓步進機。在一通常被稱作步進掃描 設備之替代設備中，藉由在給定參考方向（”掃描”方向）於投 影束下逐步掃描光罩圖帛’同時與此方向平行或反平行地 同步掃描基板台，可㈣每—目標區；通常，因為投影系 統將具有放大因數Μ(通常小於υ，所以掃描基板台時之速 度V將係-祕描光罩台時之速度Μ倍的因數。關於此處所 描述之微影裝置之更多資訊可收集自（例如）us 6,〇46,792， 其以引用的方式倂入本文中。 在使用光刻設備之製造過程中，將圖案（例如在光罩中） 成像於至少部分地由輻射敏感材料（抗蝕劑）層所覆蓋之基 94972.doc 1245163 板上。在該成像步驟之前，基板可經受各種程序，例如上 底漆、抗餘劑塗覆及軟烘烤。在曝光之後，基板可經受其 它程序，諸如後曝光烘烤（PEB)、„、硬烘烤及成像=徵 之量測/檢測。將該程序陣列用作圖案化一諸如1(^之裝置之 個別層的基礎。接著，此圖案化層可經受各種處理，諸如 蝕刻、離子植入（摻雜）、金屬化、氧化、化學機械研磨等， 其均意欲完成-個別層。若需要若干層，則必須為每一新 層重複整個程序或其變體（variant)。最終，裝置陣列將存在 於基板（晶圓）上。接著，藉由諸如分割或鋸切之技術使該等 裝置彼此分離，由此可將個別裝置安裝於載體上、連接至 插腳等。關於此等處理之另外資訊可獲得自（例如）1997年 McGraw Hill出版公司出版（ISBN 〇_〇7-〇6725〇_4)之 van Zant之書籍”Micr〇chip Fabricati〇n: a g咖e
Senuconductor Processing’’（第三版），其以引用的方式倂入 本文中。 為簡單起見，投影系統在下文中可被稱為”透鏡，，；然而， 該術語應被廣泛地理解為包含各種類型之投影系統，包括 (例如）折射光學、反射光學及反射折射混合系統。輻射系統 亦可包括根據任何該等設計類型運行之用於引導、定形或 控制輻射投影束的組件，且該等組件在下文中亦可全體地 或單獨地被稱為”透鏡”。另外，光刻設備可為一具有兩個 或兩個以上基板台（及/或兩個或兩個以上光罩台）之類型。 在該等”多平臺”裝置中，可並行地使用額外台，或可在一 或多個臺上進行預備步驟，同時使用一或多個其它台來進 94972.doc 1245163 行曝光。在（例如）US 5,969,441與貨〇 98/4〇791中描述了雙 平臺光刻設備，該等案以引用的方式倂入本文中。 又 已建議將光刻設備中之基板浸沒在具有相對高折射率之 液體（例如水）中，以便填充該投影系統之最後元件與該基板 間的空間。其要點在於能夠使較小特徵成像，因為曝光輻 射在液體中將具有較短的波長。（該液體之效應亦可被認為 增加了系統之有效NA且亦增加了聚焦深度⑷帥^ focus) ° )
一建議為將基板或基板與基板台兩者皆沈沒於液體浸泡 劑中（例如見US 4,5〇9,852,其全文以引用的方式倂入:文 中）。 所建議之另-解決方法為：對於一 ?夜體供應系統，僅在 基板之區域化區域上及在投影系統之最後元件與基板之間 提供液體（該基板通常具有一大於投影系統之最後元件^ 表面積的表面積）。在貿〇 99/495〇4中揭示一建議用以安排 該方法之方式，該案之全文以引用的方式倂入本文中。如 圖2及3所示，較佳沿基板相對於最後元件之移動的方向， 猎由用至少一入口爪將液體供應至該基板上，並在其於投 影系統下經過後，藉由用至少一出口 OUT對其進行移除， 可將液體限制至一區域化區域。意即，當在元件下方於一又 方向掃描基板時，在該元件之+X側處供應液體且在-X側吸 收忒液體。圖2示意性地顯示了其中經由入口 IN來供應液體 亚藉由連接至低壓源之出口 OUT於元件之另一側來吸收該 液體之配置。在圖2之說明中，沿基板相對於最後元件之移 94972.doc -10 - 1245163 動的方向供應液體，儘管其不必是此狀況。可能存在各種 方位及數量之定位於最後元件周圍之入口及出口，圖3中說 日:-實例，其中以規則圖案在該最後元件周圍於任一側上 提供四組入口及出口。 已建議之另-解決方法為：藉由—沿投影系統之最後元 件與基板台間之空間之邊界之至少—部分擴展的密封部 件，將液體纟納於基板之區域化區域。該密封部件在 面内相對於該投影系統大體上固心儘管可能在ζ方向上 (在光轴方向上）存在某相對移冑。在密封部件與基板表面間 形成密封。言亥密封較佳地為無接觸㈣，諸如氣體密封。 需要謹慎地控制浸沒液體之特性，使得其光學特性保持 !旦疋’並使付供應系統及投影系統之元件不被沈積物污染。 【發明内容】 本發明之一目的是提供一液體供應系統，其中浸沒液體 之品質可受到控制。 根據本發明，可在開始段落中所指定之光刻設備中達成 此目的及其它目的，其特徵在於：該液體供應系統包含一 用於純化該浸沒液體之液體純化器。 以此方式，該光刻設備可連接至一普通主供水系統 (mains water supply)而無需一預純化之水源。以此方式是有 利的，因為純化水可昂貴且剩餘量會明顯地需要監控，使 得其不被用盡。本發明可與除不適於157 nm波長之投影束 之水外的浸沒液體一起使用。 較佳地，液體純化器包含（水）蒸餾單元’且另外或其它， 94972.doc 11 1245163 該液體純化器可包含（水） 式，可將由普通主供水^ ( emineralizer)。以此方 其中藉由純化單元之選摆 η、應給先刻设備’ , μ 、擇，可使該水達到用作浸沒液體之 了接文的純度。當然，該水 4 J此而要啫如（例如）濕潤劑之其 匕•加物。右次沒液體不 所哭从+々杜，. ^而要除瘵餾單元及脫礦 貝杰外之或替代蒸餾單元 哭。 脱贗貝态之其它類型的純化 在一貫施例中，（水）脫礦質器是逆滲透單元。 在另一實施例中，液體純化器包含一過渡器，其可盥液 體供應系統中之-或多個另外組件動態地隔離。該過遽器 之動態隔離有助於防止可在過遽器中形成之粒子叢集破碎 並向下游發射。因此，可減少晶圓之粒子污染，且又可增 力口產量0 較佳地，液體供應系統包括用於在該空間中再使用浸沒 液體而無須第二次純化該浸沒液體之再循環 (re-circulation means)。此系統是有利的，因為無須再純化 即可再使用浸沒液體，藉此改良了光刻設備之經濟體系 (economy) 〇 在開始段落中所指定之光刻設備中之本發明之另一實施 例中’藉由包含一用於在浸沒液體進入該空間前對其進行 輻射之紫外線源的該液體供應系統來達成該目的。 該紫外線源是一不同於光刻設備之投影束的源，其可有 效地殺死存在於浸沒液體（水）中的生命形式，藉此防止其進 一步生長。此等生命形式包括可能污染光刻設備之藻類。 94972.doc -12- 1245163 在亦解決上述問題之本發明之另一實施例中，在開始段 落中所指定之光刻設備之特徵在於：自浸沒液體源向該空 間供應浸沒液體之管道對可見光是不透明的。諸如萍類之 生命形式需要可見光’使得其可進行光合仙並生長。藉 由防止可見光到達/S：沒液體，在浸沒液體内需要光來生存 之任何生命形式都將死亡。以此方式，即使浸沒液體之品 質未能改良亦可被維持，且減少了污染。 達成上述目的之替代方式為藉由對開始段落中所指定 之光刻設備提供一液體供應系統，該液體供應系統進一步 包含用於將生命形式生長抑制化學品添加至該浸沒液體之 構件。 在此解決方法中，可藉由化學侵蝕來殺死諸如藻類之生 命形式。 本發明亦提供一用於光刻設備之投影系統之最後元件與 待成像之基板間之空間中的浸沒液體，其中該浸沒液體包 含水及至少一生命形式生長抑制化學品。此浸沒液體導致 較少的污染，且其在組份上比不包括生命形式生長抑制化 學品之浸沒液體更容易受到控制。 在亦解決上述問題之另一實施例中，在開始段落中所指 定之光刻設備之特徵在於··浸沒液體為水或水溶液，其具 有一或多個、較佳為所有下列特性（a)至（f): ⑷電導率為0·055 micr〇Siemens/Cm(微©H子/公分）至〇.5 micioSicrnens/cm » (b) pH值為5至8，較佳為6至8 ; 94972_doc : 1245163 (C)有機化合物之含量為5 ppb或更小，較佳為1 ppb*更小； (d) 粒子含量為每毫升浸沒液體不多於2個尺寸為50 nm或 更大的粒子，較佳為每毫升浸沒液體不多於〇·5個尺寸 為5 0 nm或更大的粒子； (e) 溶解之氧濃度為15 ppb或更少，較佳為5 ppb或更少；及 (f) 二氧化石夕含量為500 ppt或更少，較佳為100 ppt或更少。 在此貫施例中，浸沒液體具有高純度，其導致減少了系 統中接觸该液體之各種元件之污染，並有助於避免光學變 化或不7G王性。藉由使用一倂入如上述光刻設備中的液體 、、屯化或使用运端純化系統（例如，使用點過濾器 (point of use filter)或為光刻設備以及其它使用者提供液體 之、、、屯化單元）’可純化本發明之該實施例中所使用之浸沒液 體。詳言之，此實施例之光刻設備可避免或減少一或多個 下列困難之影響·· 由/又/又液體在元件/基板之表面上乾燥或將其自該元件/ 基板之表面排除所導致之在光學元件上及/或在基板上 之水痕（water stain); -由有機物質所導致之投影系統之外部元件之污染； 由在來焦平面内或附近之粒子或氣泡所導致之印刷缺 陷； 光缺陷，諸如雜散光（strayHght); 猎由於浸沒液體中與材料（如基材）反應而導致之對抗钱 劑之損害及藉由雜質沈積而導致之對抗姓劑表面之污 94972.doc -14- 1245163 本發明亦提供一用於浸沒光刻設備之投影系統之最後元 件與待成像之基板間之空間中之浸沒液體，其中該浸沒液 體具有一或多個、較佳為所有下列特性（4至⑴·· (a) 電 V 率為 0.055 microSiemens/cm至 0.5 microSiemens/cm ; (b) pH值為5至8，較佳為6至8 ; (c) 有機化合物之含量為5 ppb或更少，較佳為1 ppb或更少； (d) 粒子含量為每毫升浸沒液體不多於2個尺寸為50 nm或 更大的粒子，較佳為每毫升浸沒液體不多於〇·5個尺寸 為5 0 nm或更大的粒子； 0) /谷解之氧濃度為15 ppb或更少，較佳為$ ppb或更少；及 (f)二氧化矽含量為5〇〇ppt或更少，較佳為1〇()130或更少。 此π /又液體有助於避免水污染及避免或減少上述段落中 所提及之困難。 根據本發明之另一態樣，其提供一包含下列步驟之裝置 製造方法： ^七、至少σ卩为地由輪射敏感材料層所覆蓋之基板； -使用輻射系統來提供輻射投影束； 使用圖案化構件來為投影束於其橫截面上賦予圖案； -將圖案化輻射束投影至輻射敏感材料層的目標區上； -提供一至少部分地填充此投影步驟中所使用之投影系統 的最後元件與該基板間的空間之浸沒液體，其特徵在 於：為言亥光刻設備提供未經處理之水，及在該提供浸沒 液體步驟之前，立即使用—用於純化水之液體純化器來 純化該未經處理之水；或 94972.doc 1245163 其特徵在於：在該提供浸沒液體步驟之前，用紫外光照 射該浸沒液體；或 其特徵在於：經由對可見光不透明之管道，將該浸沒液 體自一浸沒液體源提供給該空間；或 其特徵在於：在該提供浸沒液體步驟之前，將至少一生 命形式生長抑制化學品添加至該浸沒液體；或 其特徵在於：該浸沒液體為水或水溶液，其具有一或多 個、較佳為所有下列特性&)至（f): (a) 電導率為0·〇55 microSiemens/cm至 0.5 microSiemens/cm ; (b) pH值為5至8，較佳為6至8 ; (c) 有機化合物之含量為5 ppb或更少，較佳為1 ppb或更少； (d) 粒子含量為每毫升浸沒液體不多於2個尺寸為50 nm或 更大的粒子，較佳為每毫升浸沒液體不多於〇 · 5個尺寸 為50 nm或更大的粒子； (e) 溶解之氧濃度為1 5 ppb或更少，較佳為5 ppb或更少；及 (0二氧化矽含量為500 ppt或更少，較佳為1〇〇 ppt或更少。 雖然在本文中已特定參考了根據本發明之光刻設備在Ic 製造中之使用，但是應清楚地瞭解到，此光刻設備具有許 多其它可能的應用。舉例而言，其可用於製造整合光學系 統、磁域記憶體之導向及偵測圖案、液晶顯示面板、薄膜 磁頭等。熟習此項技術者應瞭解到，在該等替代應用之情 形下，本文中之術語π主光罩π、π晶圓”或”晶粒”之任何使用 都應被認為可分別由更通用之術語’’光罩，，、”基板，，及”目標 區’’所替代。 94972.doc -16- 1245163 在本文獻中，術語”輻射，，及”射束，’用來包含所有類型之電 兹幸田射’包括紫外線輻射（例如，波長為365、248、193、 工57或126 nm之輻射）。 【實施方式】 實施例 圖1示意地描繪根據本發明之特定實施例的光刻設備。該 光刻設備包含： _ 一用於供應輕射投影束PB(如DUV輕射）之輕射系統Εχ、 ，其在此特定狀況下亦包含輻射源la ; _ 一具備一用於固持光罩MA(如主光罩）之光罩固持器之 第一物件台（光罩台）MT，且其連接至用於相對於項目pL 來精確定位該光罩之第一定位構件； • 一具備一用於固持基板|(如塗覆有抗蝕劑之矽晶圓）之 基板固持器之第二物件台(基板台)WT，且其連接至用於 相對於項目PL來精確定位該基板之第二定位構件； -一用於將光罩MA之經照射部分成像至基板以之目標區 C(例如包含一或多個晶粒)上之投影系統(”透鏡，[(例 如折射系統）。 如此處所描繪，該光刻設備為透射類型（例如具有透射光 罩）然而’通常，其亦可為（例如）反射類型（例如具有反射 光罩）。或者，該光刻設備可採用另一類型之圖案化構件， 諸如上述類型之可程式化鏡面陣列。 源LA(例如準分子雷射器）產生輕射束。舉例而言，該射 束直接或在橫越調節構件（諸如射束放大器）後被傭入至照 ^972.doc -17- 1245163 明系統（照明器）IL中。該照明器IL可包含用於設定射束中強 度分佈之外部及/或内部徑向範圍（通常分別稱作σ•外部與 σ-内部）之調整構件am。此外，其通常將包含各種其它組 件’諸如積光器IN及聚光器C0。以此方式，照射在光罩MA 上之射束PB在其橫截面上具有所要的均勻性及強度分佈。 關於圖1應注意，源LA可在光刻設備之外殼内（例如，當 源LA是汞燈時通常為此狀況），但其亦可遠離光刻設備，其 產生之輻射束被引入至該光刻設備内（例如借助於適合之 引導鏡面）；此後者情況通常是當源LA是準分子雷射器時之 狀況。本發明及申請專利範圍包含此等兩種情況。 隨後，射束PB遭遇被固持於光罩sMT上之光罩“八。在 橫越光罩MA後，射束PB穿過透鏡PL，其將射束pB聚焦於 基板W之目標區C上。借助於第二定位構件（及干涉量測構 件IF) ’可精確地移動基板台Wt，（例如）以便將不同目標區 C疋位於射束pb之路徑中。類似地，例如在自光罩庫中機 械檢索光罩MA之後或在掃描期間，可使用第一定位構件來 相對於射束PB之路徑精確地定位光罩MA。通常，可借助於 未在圖1中被明確描繪之長衝程模組（粗定位）及短衝程模組 (精定位）來實現物件台MT、WT之移動。然而，在晶圓步進 機之狀況下（與步進掃描設備相對），光罩台町可僅連接至 一短衝程致動器或被固定。 所描述之光刻設備可用於兩種不同之模式： 1.在步進模式中，％罩台Μτ&本上保持固定，且一次性（即 單一，’快閃’，)將整個光罩影像投影至目標區c上。接著， 94972.doc 1245163 使知可藉由射束PB照 在x及/或y方向上移位基板台w τ 射不同的目標區C。 2.在掃描模式中，應用基本上相同的情況，除 快閃，'中曝露給定之目標區C 光、 早 、击洛士 仰汉地先罩台MT可以 =給定方向(所謂的"掃描方向”，例如y方向)上移 投影束PB可在光罩影像上料；_，㈣ 守以速度卜他在相同或相反方向上移動，立中M 為透鏡PL之放大倍率（通物為1/4或1/5)。以此方式，可 曝露相對大之目標區c而不會損害解析度。 圖4顯示一位於投影系統pL與定位於基板平臺上之基 板W間之液體儲集層1〇。將液體儲集層1〇填充有經由入口/ 出口管道U而提供之具有相對高之折射率的液㈣。該液 體可以是水（如本描述中），但其可為任何適合之液體。該液 體具有此效應：投影束之輻射在該液體中之波長比其在空 軋或真空中之波長短，從而允許解析較小的特徵。衆所熟 知：其中藉由投影束之波長及系統之數值孔徑來判定投影 系統之解析極限。該液體之存在亦可被認為增加了有效之 數值孔徑。此外，該液體可於固定的數值孔徑來有效地增 加景深（depth of field)。 儲集層10在投影透鏡PL之影像場周圍對至基板1形成較 佳無接觸之密封，使得可限制液體以填充基板之面向投影 系統PL之主表面與投影系統pL之最後光學元件間之空 間。該儲集層由定位於投影透鏡p]L之最後元件下方並環繞 其之密封部件12形成。因此，液體容納系統Lcs僅在基板 94972.doc -19· 1245163 之區域化區域上提供液體。密封部件]2形成用於以液體填 充投影系統之最後元件與感應器ι〇(或基板w)間之空間之 液體令納系統Lcs的一部分。將該液體帶入至投影透鏡下 且在密封部件12内之空間。密封部件12擴展少許高於投影 透鏡之底部元件且液體上升高於最後元件，使得可提供液 體緩密封料12具有—於上端處緊密地符合投影系統 或其最後元件之形狀的内部周邊且可為（例如）圓形。在底 部’該内部周邊形成一緊密地符合影像場之形狀（例如矩形-) 的孔徑，儘官其未必如此。投影束穿過此孔徑。 藉由密封裝置16將液體11限制於儲集層1〇中。如圖4所 不，該密封裝置為無接觸密封，即氣體密封。該氣體密封 由諸如空氣或合成空氣之氣體形成，該氣體係在壓力下經 由入口 1 5被&供至雄、封部件12與基板w間之間隙並藉由第 一出口 14提取。配置氣體入口15上之過壓力、第一出口 上之真空階（vacuum level)及間隙之幾何形狀，使得存在向 内朝光刻設備之光軸流動之限制液體丨丨的高速空氣流。如 以任一密封，則一些液體可能會（例如）自第一出口 14上逸 出。 圖2及3亦描繪一由入ΠΙΝ、出口 〇υτ、基板w及投影透 鏡PL之最後元件所界定之液體儲集層。類似於圖4之液體容 納系統’圖2及3中所說明之包含入口 IN及出口 out的液體 容納系統為投影系統之最後元件與基板主表面之區域化區 域間的空間供應液體。 可與圖5中所說明之本發明之液體供應系統一起來使用 94972.doc -20- 1245163 圖2及3與圖4之液體容納系統Lcs兩者以及其它溶液，諸如 其中浸沒有基板W或整個基板台WT之浸泡劑。 圖5更詳細地顯示液體供應系統丨〇〇。液體容納系統LCS 可以是任何一種（例如）諸如上述容納系統之容納系統。液體 供應系統100形成光刻設備之一部分。設計液體供應系統 100，使得諸如主供水系統之標準水源80可用作浸沒液體 源。然而，亦可使用其它液體，在該狀況下，更可能地使 用如下文所述之再循環且純化變得更重要。 主水（mains water)在其適合作為浸沒液體前需要利用液 體純化器予以處理。其它浸沒液體亦需要此處理，尤其是 右其在使用期間會作為污染物被再循環時。在較佳實施例 中純化态可以是一蒸餾單元120及/或一脫礦質器13〇及/ 或一用於減少液體中碳氫化合物含量之單元14〇及/或一過 瀵cm 1 5 0脫碌貝态13 0可以是任何一種單元，諸如逆滲透 單元、離子交換單it或電去離子單元、或兩個或兩個以上 該等單元之組合。該脫礦質器通常減少水或水溶液中之離 子化合物之含量，使得該水之電導率處於㈣55 mi—⑽ 與〇·5 microSiemens/cm之間。該脫礦質器亦可將二氧化矽 含量減少至500 ppt或更少，較佳減少至1〇〇ppt或更少。 用於減少液體中碳氫化合物含量之單元14〇可以是吸收 碳氫化合物（諸如木炭或聚合材料）之類型或⑽光源與離子 交換器之組合。該單元14Giff將水或水溶液中有機化合物 的含量減少至5 ppb或更少，例如3 _或更少，或2 ppb或 更少，較佳減少至Ippb或更少，且更佳為〇5ppb或更少。 94972.doc 1245163 在任何狀況下，脫礦質器130都將移除一些碳氫化合物。 過滤器1 50通常將浸沒液體中的粒子含量減少至每毫升2 個粒子或更少、較佳為每毫升1個粒子或更少、更佳為每毫 升0.5個粒子或更少，其中粒子被界定為一具有5〇 或更 大之至少一尺寸的粒子。在一較佳實施例中，過濾器15 0 與液體供應系統中的一或多個其它組件動態地隔離。通 ^ 10玄過;慮為與液體供應系統中會導致機械衝擊之組件動 態地隔離。過濾器150與過濾器下游之任何軟管（h〇sing)及 組件可（例如）與系統中導致機械衝擊及/或振動之任何組件 (例如’馬達、開關閥、移動部分及擾動空氣流）動態地隔離。 在進入液體容納系統LCS之前，液體較佳地通過氣體含 K減少構件1 60。氣體含量之減少會降低氣泡形成之可能 性’且因此’該氣體含量減少構件充當一氣泡減少構件。 氣體含量減少構件16〇通常將浸沒液體中溶解之氧含量減 少至15 PPb或更少，較佳為10 ppb或更少，或5 ppb或更少。 氣體含量減少構件16〇可使用超音波來工作，如歐洲專利申 請案第03253694.8號中所描述，該案之全文以引用的方式 併入本文中’或根據類似原理使用可避免超音波之某些缺 點（其會導致與壁之空蝕及氣泡碰撞，從而導致小粒子碰碎 該等壁並污染該液體）的百萬音波（約1 MHz)來工作。其它 氣體減少構件亦是可能的，例如於上文提及之歐洲專利申 請案中所描述之構件以及使用可能與真空組合之薄膜、或 藉由用低溶解性氣體（諸如氦）來淨化液體。薄膜已用於自諸 如微電子、醫藥及功率應用之領域中之液體來移除氣體。 94972.doc -22- 1245163 猎由半多孔薄膜管束抽汲液體。㈣膜之微孔被尺寸化成 使得該液體不能通過其中而待移除之氣體可通過其中。由 此對液體進仃脫氣。該處理可藉由在管外部施加低壓而被 加速。可自Membrana_Chadc)tte(其為美國北卡羅來納州之 Charlotte 之 Celgard 公司之一部門）獲得之 Liqui-Cel(TM) Membrane Contractors適合於此目的。 用低溶解性氣體淨化是以高效能液相層析法（HPLC)施加 以防止二氣泡截留在往復式泵頭部之已知技術。當將低溶 解性氣體淨化通過液體時，該氣體將諸如二氧化碳及氧氣 的其它氣體驅趕出。 在液體容納系統LCS中使用之後，浸沒液體可藉由排水 官200而被處理。或者，可將已在液體容納系統中使用之浸 沒液體（或其一部分）再循環以再次（經由管道丨丨5)通過該液 體容納系統，其可通過或不通過液體純化器之所有或某些 組件。該液體純化器可由其它組件製成，且蒸餾單元12〇、 脫礦質器130、單元140及過濾器150可按任何次序定位。 亦正視仍未通過液體容納系統LCS之浸沒液體的再循 環。舉例而言，在液體通過一或多個組件後，可自液體純 化器中提取液體，且經由管道115再循環以於離上游更遠之 位置處再次進入液體純化器。以此方式，該浸沒液體在進 入/夜體容納系統之前不止一次地通過液體純化器之至少之 組件。該實施例具有之優點在於可達成改良之浸沒液體 純度。 在通過液體容納系統之前或之後，浸沒液體之再循環即 94972.doc -23- 1245163 吏在…飢、、、工出口 200之流動時亦能夠使該浸沒液體一直保 、L動 乂此方式有助於避免系統中存在停滯水（stagnant water)此為一優點，因為已知停滞水會因（例如）自構造材 料中濾取而易於被污染。 在圖5中未對用於再循環浸沒液體及用於循環液體容納 系統LCS中之液體的液體泵加以說明。 圖5之液體供應系統丨〇〇亦具有若干用於浸沒液體中生命 形式生長之減少或消除的量測。已發現：在主供水系統 中’即使很低量的該等生命形式亦可導致液體供應系統1〇〇 的 >可染。$等生命形式可包括藻類、細菌及真菌。 存在二種降低該等生命形式之生長的主要方式，在圖5 中對其加以說明。應瞭解，該等方式可個別地或以任意組 曰被使用。對澡類及其它綠色植物有效之第一方式是藉由 (例如）確保液體供應系統100中輸送水之管道11〇、ιΐ5由對 可見光不透明之材料製造來確保液體未被可見光照射。或 者，可將整個液體供應系統100或甚至整個光刻設備容納在 對可見光不透明之容器或外殼（諸如房間）18〇中。或者，可 將管道110包覆於不透射可見光之材料中。以此方式，水中 之生物體不能進行光合作用且因此不能生長或增加。適合 之非可見光透射材料為不銹鋼、聚合物等。 圖5亦說明一用於照明浸沒液體之紫外線源145之使用。 UV源145用於在其通過液體容納系統LCS之前照明液體，使 得其對用於將基板W進行成像之投影束PB而言為單獨日、召明 系統。UV源145可定位於液體供應系統丨0〇中液體容納户、統 94972.doc -24· 1245163 LCS之上料任何位置。抓原將殺死接著藉由諸如過遽器 1 50之粒子過濾器而自液體被移除之生命形式。該過濾器之 適合微孔尺寸為0.03至2.0微米，儘管亦可使用其它尺寸， 例如0.1至2·0微米。
降低生物體對光刻設備之效應的另—方式為向浸沒液體 (其在圖5所說明之狀況下為水）中添加生命形式生長抑制化 學品。此可藉由㈣生命形式生長抑制化學品添加構件147 來達成，該構件可^位於液體供應系統之其它組件120、 13〇、⑽、145、15G、⑽之任何組件的上游或下游。典型 的化學品是含i素化合物（主要基於氯或漠）、醇、經、臭氧 及重金屬。任何該等化學品之劑量較佳為报低，以確保滿 足浸沒液體之純度要求。在本發明之一 足浸沒液體之純度要求，最好a 為了滿 學品。 ^取料使用生命形式生長抑制化 虽：、、、：，添加構件147亦可添水 八宇品至浸沒液體 如界面活性劑及濕潤劑 雖然浸沒液體在圖5中所說明之實施例中 處理:在被過遽或最後被脫氣(即除 人序被 今谅鞞β 也）之别’百先對該浸 按任“:：疒=脫_接著用UV照射，但是其可 ㈤仃-人序叙生。此外，可於液體限 何平臺處將化學品添加至水中，且亦可上游之任 LCS上游之任何平臺處添加再循環之液體限制系統 環之水將依賴於其純度qK5所說明==加再循 於添加構件147、蒸館單元12G、脫礦質 ，貫線指示 -貝早7〇13〇、單元14〇、 94972.doc •25· 1245163 UV源145、過濾器150及氣體含量減少構件16〇之下游添加 -再循環之水。虛線顯示可添加再循環之液體處之替代位 . 置將δ亥再循壞之液體較佳添加於至少過濾器1 5 〇之上游。 在本發明之一實施例中，液體純化器純化一為水或水溶 液之浸沒液體，使得該浸沒液體具有一或多個、較佳為所 有上述特性（a)至（f)。在本發明之一較佳實施例中，浸沒液 體具有一或多個、較佳為所有下列特性（a)至（f): (a) 電導率為 〇 〇55 micr〇Siemens/cms 〇 5 micr〇Siemens/cm ; 籲 (b) pH值為6至8 ; (c) 有機化合物含量為Ippb或更少； (d) 粒子含量為每毫升浸沒液體不多於〇 5個尺寸為5〇 或更大的粒子； 〇)溶解之氧濃度為5 ppb*更少；及 (f)二氧化矽含量為1〇〇 ppt或更少。 通常使用諸如離子交換單元或電去離子單元之脫礦質器 末才工制 >又;又液體之電導率’使得其為0 055 micr〇siernens/cni 至〇·5 microSiemens/cm。在一較佳實施例中，電導率為 • 3 microSiemens/cm或更少，例如 〇·ΐ microSiemens/cm或更 少。該脫礦質器亦可用於控制浸沒液體中之二氧化矽含 星較佳之一氧化石夕含量為5〇〇 ppt或更少，例如200 ppt或 參 更少、100 ppt或更少、90 ppt或更少、或甚至80 ppt或更少。 可藉由任何適合之構件來控制浸沒液體之。通常， 右使用了藉由使用根據上述實施例之液體純化器而純化之 主水，則pH值將在5至8的較佳範圍内、更佳為6至8。若浸 94972.doc -26- 1245163 沒液體中包括添加劑，則該等添加劑之量應受到控制，使 得該浸沒液體之pH值保持在5與8之間。或者，可藉由添加 適合之緩衝劑來達成所要pH值。最好藉由限制可改變水或 水溶液之pH值之組份的存在來控制阳值。此對（例如）緩衝 劑之添加是較佳的，因為緩衝劑之存在可以其它方式影響 浸沒液體之純度。 通常藉m減少碳氫化合物含量之單元14()來控制 浸沒液體中有機化合物之濃度。類似地，可藉由 器來控制存在於浸沒液體中之粒子的數目。浸沒液體之粒 子含量是尺寸大於微影處理中最小特徵之尺寸之粒子的含 里。因此，粒子含ϊ為具有50 nm或更大之至少一尺寸之粒 子的含量。 通常藉由使用如上所述氣體含量減少構件來控制浸沒液 體之氧含量。較佳地，該氧含量減少至15 ppb或更少，例 如1〇 ppb或更少、7 ppb或更少、5 ppb或更少、4响或更少、 或甚至3 ppb或更少。 液體供應系統100可視情況包含一量測構件（圖5中未描 繪），其可用於量測浸沒液體之特性（&)至^中的一或多個。 舉例而言，此量測構件可位於液體供應系統之組件12〇、 1·3ϋ、140、145、150及 之下游。亦可採用離線量測構件（off_line mea胃_ means)，其中自液體供應系統中之適合取樣點提取水樣本 並將其饋入至離線量測構件。在一實施例中，量測構件可 包含選自以下構件之一或多個量測槔件：用於量測電導率 94972.doc -27- 1245163 :構件、PH值感應器、T0C分析器、粒子計數器、氧感應 益及總二氧化石夕量測裝置。亦可使用氣泡量測構件。熟習 此項技術者將熟悉用於量測每一特性（a)至⑴之適合技術。 雖然上文已描述了本發明之特定實施例，但是應瞭解， 可以不同於所描述之方式的方式來實施本發明。本描述並 不意欲限制本發明。 【圖式簡單說明】 圖1描繪根據本發明之一實施例的光刻設備； 圖2說明根據本發明之一實施例的液體容納系統； 圖3以平面圖說明圖2之系統； 圖4說明根據本發明之一實施例的另一液體容納系統；及 圖5說明根據本發明之自水源至處理的液體供應系統。 在該等圖式中，相應參考符號指示相應部分。 【主要元件符號說明】 10 液體儲集層/感應器 11 液體 12 密封部件 13 入口 /出口管道 15 入口 16 密封裝置 14 第一出口 80 標準水源/主供水系統 100 液體供應系統 110 管道 94972.doc 1245163 115 管道 120 蒸餾單元 130 脫礦質器 140 用於減少液體中碳氫化合物含量之單元 145 紫外線源 147 生命形式生長抑制化學品添加構件 150 過濾器 160 氣體含量減少構件 180 容器或外殼 200 排水管/出口 AM 調整構件 C 目標區 CO 聚光器 Ex 幸萄射糸統 IF 干涉量測構件 IL 輻射系統/照明系統/照明器 IN 積光器 LA 輻射源 LCS 液體容納系統/液體限制系統 MA 光罩 MT 物件台/光罩台 PB 輻射投影束/射束 PL 項目/透鏡 WT 第二物件台/基板台 W 基板 94972.doc -29-

Claims (1)

1245163 十、申請專利範圍： 1. •種光刻設備，其包含： 一用於提供一輕射投影束之輻射系統； 一用於支撐圖案化構件之切結構，該圖案化構件用 於根據—所要圖案來圖案化該投影束； 一用於固持一基板之基板台； -用於將該圖案化射束投影至該基板之一目標區上之 投影系統； 用於以-浸沒液體來至少部分地填充該投影系統之 最後元件與該基板間之一空間的液體供應系統； 其特徵在於：該液體供應系統包含_用於純化該浸沒 液體之液體純化器。 2_如清求項1之光刻設備，其中該液體純化器包含一蒸餾單 元0 3.如请求項1之光刻設備，其中該液體純化器包含一用於減 少該浸沒液體之碳氫化合物含量之單元。 4·如請求項1之光刻設備，其中該液體純化器包含一脫礦質 器。 5 ·如巧求項4之光刻設備，其中該脫礦質器為一逆滲透單 元、離子交換單元或去離子單元。 6·如請求項1之光刻設備，其中該液體純化器包含一過濾 器。 如請求項6之光刻設備，其中該過濾器與該液體供應系統 中之一或多個另外組件動態地隔離。 94972.doc 1245163 8· 9. 10. 11. 如巧求項1之光刻設備，其中該液體供應系統包括用於藉 由或不藉由第二次全部地或部分地純化該浸沒液體而於 該空間中再使用該浸沒液體之再循環構件。 如明求項1之光刻設備，其中該液體供應系統進一步包含 用於自°亥液體純化器向該空間提供浸沒液體之循環構 件。 如睛求項1之光刻設備，其中該浸沒液體為水或一水溶 液且该液體純化器用於純化該水或水溶液，使得其具 有一或多個、較佳為所有下列特性（a)至（f): (a) 電導率為 0·055 microSiemens/cm至 0.5 microSiemens/cm ; (b) pH值為5至8，較佳為6至8 ; (0有機化合物含量為5 ppb或更少，較佳為1卩#或更少； (d) 粒子含量為每毫升浸沒液體不多於2個尺寸為50 nm 或更大的粒子，較佳為每毫升浸沒液體不多於〇·5個尺 寸為50 nm或更大的粒子； (e) ’合解之氧濃度為15ppb或更少，較佳為5ppb或更少；及 ⑴二氧化秒含量為5〇〇 ppt或更少，較佳為1〇〇 ppt或更 少〇 一種光刻設備，其包含： -一用於提供一輻射投影束之輻射系統； -一用於支撐圖案化構件之支撐結構，該圖案化構件用 於根據一所要圖案來圖案化該投影束； -一用於固持一基板之基板台； - 用方、將该圖案化射束投影至該基板之一目標區上之 94972.doc 1245163 投影糸統；及 -一用於以一浸沒液體至少部分地填充該投影系統之最 後元件與該基板間之一空間的液體供應系統； 其特徵在於：該液體供應系統包含一用於在浸沒液體 進入該空間之前照射該浸沒液體之紫外線源。 12. 13. 14. 15. 一種光刻設備，其包含： -一用於提供一輻射投影束之輻射系統； -一用於支撐圖案化構件之支撐結構，該圖案化構件用 於根據一所要圖案來圖案化該投影束； -一用於固持一基板之基板台； -一用於將該圖案化射束投影至該基板之一目標區上之 投影系統；及 -一用於以一浸沒液體至少部分地填充該投影系統之最 後元件與該基板間之一空間的液體供應系統； 其特徵在於：提供用於防止該浸沒液體被可見光照射 之構件。 如請求項12之光刻設備，其中該構件為一環繞該液體供 應系統之對可見光不透明的容器或外殼。 如睛求項12之光刻設備，其中該構件包含自一浸沒液體 源向该空間供應浸沒液體之對可見光不透明之管道。 一種光刻設備，其包含： 用於提供一輻射投影束之輻射系統； 一用於支撐圖案化構件之支撐結構，該圖案化構件用 於根據一所要圖案來圖案化該投影束； 94972* 1245163 、一用於固持一基板之基板台； 、一用於將該圖案化射束投影至該基板之一目標區上之 投影系統；及 用於以一浸沒液體至少部分地填充該投影系統之最 後元件與該基板間之一空間的液體供應系統； 16. 17. 18. 其特徵在於：該液體供應系統進一步包含用於將生命 开乂式生長抑制化學品添加至該浸沒液體之構件。 —種供一浸沒光刻設備之一投影系統的一最後元件與一 待成像之基板間的一空間中使用之浸沒液體，其中該浸 没液體包含至少一生命形式生長抑制化學品。 一種光刻設備，其包含： 一一用於提供一輻射投影束之輻射系統； _ 一用於支撐圖案化構件之支撐結構，該圖案化構件用 於根據一所要圖案來圖案化該投影束； -一用於固持一基板之基板台； 用於將，亥圖案化射束投影至該基板之一目標區上之 投影系統；及 用於以一浸沒液體至少部分地填充該投影系統之該 最後幻牛與該基板間之—空間的液體供應系統； 其特徵在於：該浸沒液體是—如請求項以浸沒液體。 一種光刻設備，其包含： --用於供應—輻射投影束之輻射系統； -用&支技圖案化構件之支撐結構，該圖案化構件用 於根據-所要圖案來圖案化該投影束； 94972.doc 1245163 -一用於固持一基板之基板台； -一用於將該圖案化射束投影至該基板之一目標區上之 投影系統；及 -一用於以一浸沒液體至少部分地填充該投影系統之該 最後兀件與該基板間之一空間的液體供應系統； 其特徵在於：該浸沒液體為具有一或多個、較佳為所 有下列特性（a)至（f)的水或一水溶液： (a) 電導率為0·055 microSiemens/cm至0.5 microSiemens/cm ; (b) pH值為5至8 ’較佳為6至8 ; (0有機化合物含量為5 ppb或更少，較佳為1卩#或更少； (d) 粒子含量為每毫升浸沒液體不多於2個尺寸為5〇 或更大的粒子，較佳為每毫升浸沒液體不多於〇.5個尺 寸為50 nm4更大的粒子； (e) ’容解之氧濃度為15 PPb或更少，較佳為5 ppb或更少；及 ⑴一氧化矽含量為500 ppt或更少，較佳為1〇〇 ppt或更 少〇 19. 20. 如請求項18之光刻設備，其中該液體供應系統包含一含 有該浸沒液體之液體容納系統。 一種供介於一浸沒光刻設備之一投影系統之一最後元件 與一待成像之基板間之一空間中使用之浸沒液體，其中 該浸沒液體具有一或多個、較佳為所有下列特性（a)至⑴： ⑷電導率為〇 〇55滅㈣—咖至〇 5 ； (b) pH值為5至8，較佳為6至8 ; (c) 有機化合物含量為5ppb或更少，較佳為丄卩沖或更少； 94972.doc !245163 (d) 粒子含量為每毫升浸沒液體不多於2個尺寸為5〇 nm 或更大的粒子，較佳為每毫升浸沒液體不多於〇·5個尺 寸為50 nm或更大的粒子； (e) 溶解之氧濃度為15 ppb或更少，較佳為5 ppb或更少；及 ⑴二氧化矽含量為500 ppt或更少，較佳為1〇〇 ppt或更 少0 94972.doc
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