TWI448834B - 微影裝置及元件製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種微影裝置及元件製造方法。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下,圖案化元件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如,矽晶圓)上之目標部分(例如,包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言,單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分的網路。已知微影裝置包括:所謂的步進器,其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分;及所謂的掃描器,其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化元件轉印至基板。
已提議將微影投影裝置中之基板浸沒於具有相對高折射率之液體(例如,水)中,以便填充投影系統之最終器件與基板之間的空間。在一實施例中,液體為蒸餾水,但可使用另一液體。將參考液體來描述本發明之一實施例。然而,另一流體可為合適的,特別是濕潤流體、不可壓縮流體,及/或折射率高於空氣之折射率(理想地,高於水之折射率)的流體。排除氣體之流體係特別理想的。因為曝光輻射在液體中將具有較短波長,所以此情形之要點係實現較小特徵之成像。(液體之效應亦可被視為增加系統之有效數值孔徑(NA)且亦增加聚焦深度)。已提議其他浸沒液體,包括懸浮有固體粒子(例如,石英)之水,或具有奈米粒子懸浮液(例如,最大尺寸高達10奈米之粒子)之液體。懸浮粒子可能具有或可能不具有類似於或相同於懸浮有該等粒子之液體之折射率的折射率。可為合適的其他液體包括烴,諸如,芳族、氟代烴及/或水溶液。
將基板或基板及基板台浸漬於液體浴中(見(例如)美國專利第US 4,509,852號)意謂在掃描曝光期間存在必須被加速之大液體本體。此情形需要額外或更強大之馬達,且液體中之擾動可能導致不良且不可預測之效應。
所提議配置中之一者係使液體供應系統使用液體限制系統僅在基板之局域化區域上及在投影系統之最終器件與基板之間提供液體(基板通常具有大於投影系統之最終器件之表面區域的表面區域)。PCT專利申請公開案第WO 99/49504號中揭示一種經提議以安排此情形之方式。如圖2及圖3所說明,液體係藉由至少一入口IN而供應至基板上(較佳地沿著基板相對於最終器件之移動方向),且在通過投影系統下方之後藉由至少一出口而移除。亦即,隨著在-X方向上於器件下方掃描基板,在器件之+X側處供應液體且在-X側處吸取液體。圖2示意性地展示如下配置:液體係經由入口被供應且在器件之另一側上藉由連接至低壓力源之出口被吸取。在圖2之說明中,沿著基板相對於最終器件之移動方向供應液體,但並非需要為此情況。圍繞最終器件所定位之入口及出口的各種定向及數目係可能的,圖3中說明一實例,其中圍繞最終器件以規則圖案來提供在任一側上的一入口與一出口之四個集合。在液體供應元件及液體回收元件中之箭頭指示液體流動方向。
圖4中展示具有局域化液體供應系統之另外浸沒微影解決方案。液體係藉由投影系統PS之任一側上的兩個凹槽入口被供應,且藉由經配置成自該等入口徑向地向外之複數個離散出口被移除。可在中心具有孔之板中配置入口及出口,且投影光束被投影通過該孔。液體係藉由投影系統PS之一側上的一個凹槽入口被供應,且藉由投影系統PS之另一側上的複數個離散出口被移除,從而造成液體薄膜在投影系統PS與基板W之間流動。對將使用入口與出口之哪一組合的選擇可取決於基板W之移動方向(入口與出口之另一組合係非作用中的)。在圖4之橫截面圖中,箭頭說明進入入口及離開出口之液體流動方向。
在歐洲專利申請公開案第EP 1420300號及美國專利申請公開案第US 2004-0136494號中,揭示複式載物台或雙載物台浸沒微影裝置之觀念。此裝置具備用於支撐一基板之兩個台。在無浸沒液體之情況下藉由在第一位置處之台進行調平量測,且在存在浸沒液體之情況下藉由在第二位置處之台進行曝光。或者,該裝置僅具有一個台。
PCT專利申請公開案WO 2005/064405揭示一種全濕潤配置,其中浸沒液體係未受限制的。在此系統中,基板之整個頂部表面被覆蓋於液體中。此情形可為有利的,此係因為基板之整個頂部表面因而被曝露至實質上相同條件。此情形具有用於基板之溫度控制及處理的優點。在WO 2005/064405中,液體供應系統將液體提供至投影系統之最終器件與基板之間的間隙。允許該液體洩漏遍及基板之剩餘部分。基板台之邊緣處的障壁防止液體逸出,使得可以受控方式自基板台之頂部表面移除液體。儘管此系統改良基板之溫度控制及處理,但仍可能會發生浸沒液體之蒸發。美國專利申請公開案第US 2006/0119809號中描述一種有助於減輕該問題之方式。提供一部件,該部件在所有位置中覆蓋基板W,且經配置以使浸沒液體延伸於該部件與該基板及/或固持該基板之基板台之頂部表面之間。
在微影中,通常藉由感測器執行一或多個屬性(例如,位置)之量測,在感測器中,藉由發射器將輻射光束投影至標記上。光束可受到其路徑中之任何事物干擾。該干擾可引起將誤差引入至讀數中、引起不產生讀數,或引起讀數完全地錯誤。
舉例而言,需要縮減或消除感測器讀數之誤差的危險。
根據一態樣,提供一種微影裝置,該微影裝置包含:一感測器,該感測器包含用以將一輻射光束沿著一感測器光束路徑投影至一標記之一發射器;一第一出口,該第一出口用於沿著該感測器光束路徑提供一擾動流體流;一第二出口,該第二出口用於提供實質上圍封該擾動流體流之一層狀流體流。
根據一態樣,提供一種微影裝置,該微影裝置包含:一台,該台經配置以定位於一投影系統下方;一流體供應系統,該流體供應系統用以在該投影系統與該台之間提供一流體;一感測器,該感測器用以量測該台相對於一參考位置之一位置,該感測器包含一發射器及包含一標記之一標記結構,該發射器相對於一參考位置固定且該標記定位於該台上,或該發射器定位於該台上且該標記相對於一參考位置固定;及一出口,該出口用以提供一氣流以在該標記結構及/或該發射器上移動一液體小滴,及/或防止一液體小滴移動至該標記結構及/或該發射器上。
根據一態樣,提供一種元件製造方法,該元件製造方法包含將一經圖案化輻射光束投影至一基板上,其中藉由使用一發射器以將一輻射光束沿著一感測器光束路徑投影至一標記來量測一屬性,且其中將具有一第一特性之一第一經熱調節流體流提供至該感測器光束路徑之至少一部分,且鄰近於來自第一出口之經熱調節流體而提供具有不同於該第一流動特性之一第二流動特性之一第二經熱調節流體流。
根據一態樣,提供一種元件製造方法,該元件製造方法包含將一經圖案化輻射光束通過一浸沒液體投影至定位於一台上之一基板上,其中藉由使用一發射器以將一輻射光束發射至一標記結構之一標記上來量測該台相對於一參考位置之一位置,其中該發射器相對於一參考位置固定且該標記定位於該台上,或該發射器定位於該台上且該標記相對於一參考位置固定,且其中提供一氣流以在該標記結構及/或該發射器上移動一液體小滴,及/或防止一液體小滴移動至該標記結構及/或該發射器上。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例,在該等圖式中,對應元件符號指示對應零件。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。該裝置包含:
-照明系統(照明器)IL,其經組態以調節輻射光束B(例如,UV輻射或DUV輻射);
-支撐結構(例如,光罩台)MT,其經建構以支撐圖案化元件(例如,光罩)MA,且連接至經組態以根據特定參數來準確地定位該圖案化元件之第一***PM;
-基板台(例如,晶圓台)WT,其經建構以固持基板(例如,抗蝕劑塗佈晶圓)W,且連接至經組態以根據特定參數來準確地定位該基板之第二***PW;及
-投影系統(例如,折射投影透鏡系統)PS,其經組態以將藉由圖案化元件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如,包含一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件,諸如,折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件,或其任何組合。
支撐結構MT固持圖案化元件。支撐結構MT以取決於圖案化元件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如,圖案化元件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化元件。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化元件。支撐結構MT可為(例如)框架或台,其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構MT可確保圖案化元件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用均與更通用之術語「圖案化元件」同義。
本文中所使用之術語「圖案化元件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何元件。應注意,例如,若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵,則圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常,被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之元件(諸如,積體電路)中的特定功能層。
圖案化元件可為透射或反射的。圖案化元件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列,及可程式化LCD面板。光罩在微影中係熟知的,且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型,以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置,該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜,以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統,包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統,或其任何組合,其適於所使用之曝光輻射,或適於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更通用之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪,裝置為透射類型(例如,使用透射光罩)。或者,裝置可為反射類型(例如,使用上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列,或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上圖案化元件台)的類型。在此等「多載物台」機器中,可並行地使用額外台,或可在一或多個台上進行預備步驟,同時將一或多個其他台用於曝光。
參看圖1,照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言,當輻射源為準分子雷射時,輻射源與微影裝置可為分離實體。在此等情況下,不認為輻射源形成微影裝置之零件,且輻射光束係憑藉包含(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下,例如,當輻射源為水銀燈時,輻射源可為微影裝置之整體零件。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含經組態以調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD。通常,可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外,照明器IL可包含各種其他組件,諸如,積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束,以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。類似於輻射源SO,可能認為或可能不認為照明器IL形成微影裝置之零件。舉例而言,照明器IL可為微影裝置之整體零件,或可為與微影裝置分離之實體。在後一情況下,微影裝置可經組態以允許照明器IL安裝於其上。視情況,照明器IL係可拆卸的,且可被分離地提供(例如,由微影裝置製造商或另一供應商提供)。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如,光罩台)MT上之圖案化元件(例如,光罩)MA上,且係藉由該圖案化元件而圖案化。在橫穿圖案化元件MA後,輻射光束B傳遞通過投影系統PS,投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二***PW及位置感測器IF(例如,干涉量測元件、線性編碼器或電容性感測器),基板台WT可準確地移動,例如,以使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地,第一***PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化元件MA。一般而言,可憑藉形成第一***PM之零件的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。類似地,可使用形成第二***PW之零件的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之情況下,支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器,或可為固定的。可使用圖案化元件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化元件MA及基板W。儘管所說明之基板對準標記佔用專用目標部分,但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地,在一個以上晶粒提供於圖案化元件MA上之情形中,圖案化元件對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中:
1. 在步進模式中,在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時,使支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即,單次靜態曝光)。接著,使基板台WT在X及/或Y方向上移位,使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中,曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的大小。
2. 在掃描模式中,在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時,同步地掃描支撐結構MT及基板台WT(亦即,單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式中,曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上),而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3. 在另一模式中,在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時,使支撐結構MT保持基本上靜止,從而固持可程式化圖案化元件,且移動或掃描基板台WT。在此模式中,通常使用脈衝式輻射源,且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化元件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化元件(諸如,上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
可將用於在投影系統PS之最終器件與基板之間提供液體之配置分類成兩種通用種類。此等種類為:浴類型配置,其中基板W之全部及(視情況)基板台WT之零件被浸漬於液體浴中;及所謂的局域化浸沒系統,其使用液體供應系統,其中液體僅提供至基板之局域化區域。在後一種類中,藉由液體填充之空間的平面圖小於基板之頂部表面的平面圖,且經填充有液體之區域相對於投影系統PS保持實質上靜止,而基板W在該區域下方移動。本發明之一實施例所針對之另外配置為全濕潤解決方案,其中液體係未受限制的。在此配置中,基板之實質上整個頂部表面及基板台之全部或零件被覆蓋於浸沒液體中。覆蓋至少該基板之液體的深度小。液體可為在基板上之液體膜(諸如,液體薄膜)。圖2至圖5之液體供應元件中任一者均可用於此系統中;然而,密封特徵不存在、未被啟動、不如正常一樣有效率,或以另外方式對於將液體僅密封至局域化區域係無效的。圖2至圖5中說明四種不同類型之局域化液體供應系統。上文已描述圖2至圖4所揭示之液體供應系統。
已提議之另一配置係提供具有液體限制部件之液體供應系統,液體限制部件沿著投影系統之最終器件與基板台之間的空間之邊界之至少一部分延伸。圖5中說明此配置。液體限制部件在XY平面中相對於投影系統實質上靜止,但在Z方向上(在光軸之方向上)可能存在某相對移動。密封件形成於液體限制部與基板之表面之間。在一實施例中,密封件形成於液體限制結構與基板之表面之間,且可為諸如氣體密封件之無接觸密封件。美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示此系統。
圖5示意性地描繪具有障壁部件12、IH之局域化液體供應系統。障壁部件沿著投影系統之最終器件與基板台WT或基板W之間的空間之邊界之至少一部分延伸。(請注意,此外或在替代例中,除非另有明確敍述,否則在以下本文中對基板W之表面的參考亦指代基板台之表面)。障壁部件12在XY平面中相對於投影系統實質上靜止,但在Z方向上(在光軸之方向上)可能存在某相對移動。在一實施例中,密封件形成於障壁部件與基板W之表面之間,且可為諸如流體密封件(理想地,氣體密封件)之無接觸密封件。
障壁部件12使在投影系統PS之最終器件與基板W之間的空間11中至少部分地含有液體。可圍繞投影系統之影像場形成對基板W之無接觸密封件16,使得液體受限制於基板W之表面與投影系統PS之最終器件之間的空間內。藉由定位於投影系統PS之最終器件下方且環繞投影系統PS之最終器件的障壁部件12而至少部分地形成空間。液體係藉由液體入口13而被帶入至在投影系統下方及在障壁部件12內之空間中。可藉由液體出口13移除液體。障壁部件12可延伸至略高於投影系統之最終器件。液體液位上升至高於最終器件,使得提供液體緩衝。在一實施例中,障壁部件12具有內部周邊,內部周邊在上部末端處緊密地符合投影系統或其最終器件之形狀且可(例如)為圓形。在底部處,內部周邊緊密地符合影像場之形狀(例如,矩形),但並非需要為此情況。
在一實施例中,藉由氣體密封件16而使在空間11中含有液體,氣體密封件16在使用期間形成於障壁部件12之底部與基板W之表面之間。氣體密封件係藉由氣體(例如,空氣或合成空氣)形成,但在一實施例中,係藉由N2
或另一惰性氣體形成。氣體密封件中之氣體係經由入口15而在壓力下提供至障壁部件12與基板W之間的間隙。氣體係經由出口14被抽取。氣體入口15上之過壓、出口14上之真空位準及該間隙之幾何形狀經配置成使得存在限制液體之向內高速氣流16。氣體對障壁部件12與基板W之間的液體之力使在空間11中含有液體。入口/出口可為環繞空間11之環形凹槽。環形凹槽可為連續或不連續的。氣流16對於使在空間11中含有液體係有效的。美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示此系統。
圖5之實例為所謂的局域化區域配置,其中液體在任一時間僅提供至基板W之頂部表面之局域化區域。其他配置係可能的,包括使用如(例如)美國專利申請公開案第US 2006-0038968號中所揭示之單相抽取器或二相抽取器的流體處置系統。在一實施例中,單相抽取器或二相抽取器可包含被覆蓋於多孔材料中之入口。在單相抽取器之一實施例中,使用多孔材料以將液體與氣體分離以實現單液相液體抽取。在多孔材料下游之腔室被維持於輕微負壓下且經填充有液體。腔室中之負壓係使得形成於多孔材料之孔中的彎液面防止周圍氣體被牽引至腔室中。然而,當多孔表面接觸液體時,不存在用以限制流動之彎液面且液體可自由地流動至腔室中。多孔材料具有(例如)直徑在5微米至300微米(理想地,5微米至50微米)之範圍內的大量小孔。在一實施例中,多孔材料係至少輕微親液性的(例如,親水性的),亦即,與浸沒液體(例如,水)成小於90°之接觸角。
可能存在之另一配置為基於氣體拖曳原理(gas drag principle)而工作之配置。已(例如)在美國專利申請公開案第US 2008-0212046號、第US 2009-0279060號及第US 2009-0279062號中描述所謂的氣體拖曳原理。在該系統中,抽取孔係以理想地具有隅角之形狀而配置。隅角可與步進或掃描方向對準。對於在步進或掃描方向上之給定速率,相較於在流體處置結構之表面中之兩個出口經對準成垂直於掃描方向的情況,隅角可與步進或掃描方向對準的情況會縮減對流體處置結構之表面中之兩個出口之間的彎液面之力。
US 2008-0212046中亦揭示一種經定位成自主要液體擷取特徵徑向地向外之氣刀。氣刀截留經過主要液體擷取特徵之任何液體。此氣刀可存在於所謂的氣體拖曳原理配置(如US 2008-0212046中所揭示)中、單相抽取器或二相抽取器配置(諸如,美國專利申請公開案第US 2009-0262318號中所揭示)或任何其他配置中。
許多其他類型之液體供應系統係可能的。本發明不限於任何特定類型之液體供應系統。自以下描述將清楚,本發明之一實施例可使用任何類型之局域化液體供應系統。本發明之一實施例特別係與以作為液體供應系統之任何局域化液體供應系統之方式的使用相關。此外,本發明不限於通過浸沒流體或液體進行成像之微影裝置。
用於微影裝置中之許多感測器依賴於自發射器傳遞至標記之輻射光束。標記可為感測器、可為在感測器前方之標記,或可為將光束自發射器重新引導(例如,反射、折射、繞射)至接收器之標記。此類型之感測器可由於光束自感測器至標記(且向前)所採取之感測器光束路徑不具有完全均一材料而具有誤差及/或不準確度。舉例而言,感測器光束路徑中之灰塵、來自(例如)浸沒流體供應系統之液體或具有變化溫度及/或組合物及/或濕度之流體(例如,氣體)均可引起感測器之讀數的不準確度及/或誤差。在非均一流體之情況下,流體之組合物及/或溫度及/或濕度的變化可引起折射率之改變,且藉此將誤差或不準確度引入至感測器之讀數中。
在發射器與標記之間(及在標記與接收器之間)的流體可經調節以縮減或最小化感測器光束傳遞通過之流體之折射率的改變。在一實例中,使用擾動氣流以混合經溫度調節氣體。以此方式,遍及經調節氣體之整個體積(沿著感測器光束路徑之長度)劃分溫度、濕度或壓力之局域差,從而遍及感測器光束路徑之整個長度引起實質上恆定氣體屬性。
擾流之缺點為:其亦混合於來自鄰近於感測器之環境之未經調節氣體中。此未經調節氣體可接著進入感測器光束路徑,從而引起誤差。此係因為未經調節氣體可具有(氣體之)不同溫度、濕度及/或組合物,或可含有粒子。未經調節氣體與經調節氣體之混合物可具有對感測器光束路徑中氣體之折射率之穩定性的負面效應。此情形縮減感測器之準確度。
擾流在感測器之光束路徑中引起折射率之高均一性。擾流之基本缺點為在擾動中所夾帶之未經調節氣體的量高,從而導致低絕對折射率穩定性。
可藉由在感測器光束路徑中產生層狀氣流來獲得折射率之高穩定性。層狀氣流不實質上夾帶未經調節氣體。因此,此情形導致低感測器雜訊及靜止高穩定性。然而,在感測器之一組件相對於感測器之另一組件的移動(諸如,在用於微影投影裝置中之一些感測器中)期間,層流可產生高折射率梯度(非均一性),此情形可導致系統量測誤差。
本發明之一實施例將層流之低靜態雜訊屬性與擾流之高動態混合屬性進行組合。
下文關於諸如全文以引用之方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2010/0157263號中所描述之感測器的感測器來描述本發明之一實施例,但本發明之一實施例可應用於發射器將輻射光束投影至標記之任何感測器。此感測器包含用以將輻射光束B投影至標記30上之發射器20。標記30將藉由發射器20投影之輻射光束B重新引導至接收器40,在一實施例中,接收器40經定位成緊接於發射器20。圖6中藉由以實線所繪製之箭頭說明輻射光束B係藉由流體流調節之路徑(以虛線所說明之感測器光束路徑)。以下描述假定流體為氣體,但可同等適當地為液體。
在圖6中,發射器20及接收器40安裝於基板台WT上。標記30係以相對於參考位置(例如,相對於如圖8所說明之微影裝置之投影系統PS)之固定關係予以安裝。發射器20及接收器40可以相對於參考位置之固定關係予以安裝,且標記30可安裝於如(例如)圖9至圖11所說明之基板台WT上。另外,可使用感測器以量測除了基板台以外之台(例如,載運一或多個感測器且不支撐基板(基板台WT亦不支撐基板)之量測台)的位置。或者,可使用感測器以量測用以支撐圖案化元件MA之支撐結構MT的位置。此外,本發明之該一實施例可應用於其他類別之感測器。舉例而言,本發明之該一實施例可應用於一干涉量測感測器系統,該干涉量測感測器系統量測一台(例如,基板台或另一物件)之位置。另外,本發明之一實施例可應用於其他類型之感測器,包括劑量感測器、SMASH感測器(用於與對稱標記對準之自參考干涉計,例如,如歐洲專利申請公開案第EP-A-1,148,390號中所描述,該案之全文以引用之方式併入本文中)、透射影像感測器、對準感測器及位階感測器。本發明之一實施例適於一感測器,其中發射器20與標記30及/或接收器40與標記30僅被分離達幾公分(例如,達10公分或更少(理想地,達5公分或更少))。
圖6之感測器量測在XY平面(基板台WT之頂部表面之平面)中以及在正交Z方向(裝置之光軸之方向)上基板台WT相對於標記30之位置。感測器在達到次奈米準確度的情況下量測位置。歸因於感測器之工作原理,相較於Z方向,對折射率變化之敏感度對於X及Y方向係不同的。感測器之XY準確度取決於沿著感測器光束路徑之高折射率均一性,而Z準確度需要高絕對折射率穩定性。
藉由源50提供經熱調節氣體。因為發射器20及接收器40提供於移動物件上,所以氣流應在以相對於柵格30之高達2 m/s的基板台WT之移動期間以及在靜止時均維持均一性及穩定性。另外,氣流應相對於微影裝置中之其他氣體擾亂係穩固的。
圖6揭示包含感測器、第一出口110及第二出口120之微影裝置。感測器包含用以將輻射光束B沿著感測器光束路徑投影至標記30之發射器20。第一出口110沿著感測器光束路徑提供擾動流體流。第二出口120提供實質上圍封擾動流體流之層狀流體流。
第一出口110可經提供成鄰近於發射器20及接收器40。第一出口110經配置以自源50提供氣體。在退出出口110時,氣體移動至感測器光束路徑。氣體可為氣體混合物,或可為單一氣體,例如,諸如氮氣之惰性氣體。氣體可依據其溫度、其濕度及/或組合物予以調節。第一出口110可經建構以提供經熱調節氣體。第一出口110可經建構以提供具有第一流動特性之氣體。第一出口110經組態以提供第一流體作為擾流。舉例而言,第一流動特性可為大於4000(理想地,大於8000)之雷諾數(Reynolds number)。
第一出口110可為單一連續出口或一系列出口(諸如,呈一線之離散出口)。第一出口110經組態成使得退出該第一出口之氣體環繞感測器光束路徑及/或流動至感測器光束路徑中。在一實施例中,第一出口110環繞發射器20及/或接收器40,如圖7所說明。
提供第二出口120。第二出口120可與第一出口110相關聯。第二出口120經建構及配置以自源50提供氣流。來自第二出口120之氣體可經提供成鄰近於來自第一出口110之氣體。第二出口120可經建構及組態以提供經熱調節氣體。第二出口120可經建構及組態以提供具有第二流動特性之氣體。第二流動特性可不同於第一流動特性。第二出口120經組態以提供具有第二流動特性之氣體作為層流。舉例而言,第二出口經組態以提供具有小於2300(理想地,小於2000)之雷諾數的氣體。離開第二出口120之氣流擔當屏蔽,以實質上防止相對於感測器之光軸自第二出口120徑向地向外之非調節氣體被退出第一出口110之氣體的擾流所夾帶。因此,第二出口120經組態成使得第二氣體之流實質上防止非調節氣體到達感測器光束路徑。非調節氣體可具有可擾亂光束B之粒子、組合物、溫度及/或濕度量。
第二出口120處於第一出口110之一側上,該側與經提供有發射器20及接收器40的第一出口110之一側相對置。
在圖7中可看出,第一出口110及第二出口120兩者均環繞發射器20及接收器40。第二出口120可環繞第一出口110。第一出口110與第二出口120同心。發射器20及接收器40定位於第一出口110內。
第一出口110及第二出口120提供如圖6所說明之氣流。氣流處於實質上平行於感測器光束路徑之方向的方向上。亦即,該流係朝向標記30。通過第一出口110之內流係擾動的。擾流夾帶來自退出第二出口120之層流的流體。此情形有助於在基板台WT正以高速率移動時確保優良動態混合屬性。此情形有助於引起低系統XY位置量測誤差。另外,其有助於僅僅在擾流外部主動地供應氣體來解決藉由擾流對未經調節氣體之夾帶的問題。層流藉由吹走即將進入經調節氣體體積之任何未經調節氣體而基本上擔當密封件。未經調節氣體停留於層流外部,且被實質上防止進入經調節體積。
界定於標記30、基板台WT與第一出口110之間的體積內部之未經調節氣體之量的顯著縮減係可達成的。在僅提供第一出口110時,該體積可分別針對0 m/s、0.7 m/s及1.4 m/s之掃描速率而含有51%、54%及62%之未經調節氣體。與此對比,在提供第二出口120會提供層流之情況下,空間中未經調節氣體之百分比可分別針對0 m/s、0.7 m/s及1.4 m/s之移動速率而下降至0%、2%及5%至6%。此情形展示顯著改良,且導致在所有量測方向上之量測結果中之雜訊的三倍縮減。
藉由提供自發射器20徑向地向外之入口130及自第一出口110徑向地向內之接收器40來達成退出第一出口110及第二出口120之氣體的徑向向內流。亦即,入口130提供於與發射器20及接收器40相同的感測器之側上(相對於經提供成鄰近於標記30)。另外,入口130提供於與第一出口110及第二出口120相同的感測器之側上。
為了達成退出第一出口110及第二出口120之流體的不同流動特性,第一出口110及第二出口120之橫截面區域可不同(如所說明),此假定出口110、120兩者均附接至同一源且具有相同壓力。以此方式,退出第二出口120之氣體相較於退出第一出口110之氣體具有較低速度,藉此達成層流。藉由退出第一出口110之氣體的高退出速度達成擾流。達成不同流動特性之其他方式係可能的,諸如,在不同壓力下提供離開第一出口110及第二出口120之氣體,或藉由在第一出口110中置放流動限制件或障礙物來促使擾流。
如同第一出口110,第二出口120及入口130可包含一或多個開口。第一出口110及第二出口120以及入口130面對標記,及/或處於經安裝有發射器20之表面中。
在圖6中,離開出口110、120之氣流經展示為垂直於經形成有出口110、120之表面。未必為此情況,且可(例如)朝向感測器光束路徑使該等流徑向地向內成角度。舉例而言,可藉由使將氣體提供至出口110、120之導管成角度而不垂直於該表面之平面來達成此情形。
代替氮氣,可使用氬氣或任何氣體或氣體混合物,或甚至與裝置相容且在給定溫度下具有實質上恆定折射率之液體。如上文所解釋,可在其他類型之感測器上使用第一出口110與第二出口120之組合,其中氣體係以不同流動特性退出。舉例而言,不同類型之感測器可用透射標記來替換反射標記30,且在與發射器20不同的標記30之側上提供接收器40。與本文中所描述之原理的相同原理可應用於此系統,其中自層流徑向地向內提供擾流,以防止未經調節氣體被擾流吸入至感測器光束路徑中。
圖8以橫截面展示如何可將圖6之組件組裝至微影裝置中。在圖8中,基板台WT定位於投影系統PS及浸沒流體供應系統12下方。發射器20及接收器40定位於基板台WT之邊緣處。來自發射器20之光束B被投影朝向標記結構35之標記30,標記結構35在基板台WT上方被固持於相對於投影系統PS之已知位置中。舉例而言,標記30可藉由參考框架RF固持。標記30在平面圖中環繞投影系統PS,且基板台WT具備至少三個發射器20/接收器40組合,使得可量測基板台WT相對於標記30且藉此相對於投影系統PS之位置,如美國專利申請公開案第US 2010/0157263號中所描述。標記30形成於背對發射器20/接收器40的標記結構35之表面上。因此,來自發射器20之光束B在照射標記30及通過標記結構35且接著通過氛圍被重新引導回至接收器40之前傳遞通過標記結構35(其可為由(例如)石英製成之平面平行板)。面對發射器20/接收器40的標記結構35之表面上的任何小滴或污染均可干擾光束B,藉此引起錯誤量測及/或根本無量測。在別處所描述之原理同等地應用於如圖8所說明之此配置,以及應用於所說明之其他配置,其中標記30處於面對發射器20/接收器40之表面上。
在圖9中,標記30提供於基板台WT上,且發射器20/接收器40組合經提供成相對於投影系統PS固定。其他方面,圖8及圖9之實施例相同。為了使基板台WT在平面圖中之佔據面積保持至合理大小,圍繞基板台WT之邊緣提供標記30。標記30之大小不會足夠大到使得僅可使用單一發射器20/接收器40組合。因此,提供複數個發射器20/接收器40組合,且標記30在任何給定時間均處於其下方的彼等發射器20/接收器40組合可用以產生基板台WT之位置的讀數。舉例而言,美國專利申請公開案第US 2007/0288121號中描述此系統,該案之全文以引用之方式併入本文中。圖11以平面圖展示發射器20/接收器40組合之配置。
在基板台WT上提供標記30之困難在於:浸沒液體供應系統12將在特定瞬時(例如,在投影系統PS下方之基板台調換期間)需要橫過標記30。此情形可引起浸沒液體留存於標記30上。留存於標記30上之此浸沒液體可處於感測器路徑中,且藉此干擾藉由感測器產生之讀數。此情形可導致感測器系統之誤差。使用如圖9所說明之氣流可用以將標記30上之小滴移出感測器光束路徑。此情形為除了上文參看圖6已經描述之優點以外的優點。
圖10展示一另外實施例之橫截面,該另外實施例與圖9所示之實施例相同,惟下文所描述之情形除外。代替提供第一出口110及第二出口120,在圖10中說明可能替代出口180之兩個實例。替代出口180提供用於標記30上液體小滴之移動的氣流。在一實施例中,出口180提供於經提供有發射器20/接收器40之表面中。在一另外實施例中,額外出口180提供於基板台WT上。出口180可經組態成以除了90°以外之角度將氣流引導至標記30之表面。此情形在標記30上移動液體方面可更有效。然而,在方向上垂直於標記30之表面的氣流亦將有效。舉例而言,基板台WT相對於該流之相對移動可對於將標記30上之液體小滴移出感測器光束路徑係有效的。
圖11中說明一另外實施例,其以平面圖展示類似於圖9之系統的系統。然而,僅提供單一出口200以引導氣流朝向標記30。單一出口200可環繞一或多個發射器20/接收器40組合,但未必為此情況。舉例而言,每一發射器20/接收器40可具備一個別出口200。在一實施例中,通過出口180/200之氣流係可切換的,使得僅在標記30處於關聯發射器20/接收器40組合下方時發生氣流。離開出口200之氣流提供不允許小滴通過或將已經存在之小滴移出正道的障壁(例如,氣簾)。因此,離開出口200之氣流係用以移動液體小滴,及/或防止液體小滴移動至標記30上。
在一實施例中,提供一種微影裝置,該微影裝置包含一感測器、一第一出口及一第二出口。該感測器包含用以將一輻射光束沿著一感測器光束路徑投影至一標記之一發射器。該第一出口沿著該感測器光束路徑提供一擾動流體流。該第二出口用於提供實質上圍封該擾動流體流之一層狀流體流。該擾流及該層流中至少一者可被熱調節。
該第二出口可處於該第一出口之一側上,該側與經提供有該發射器及/或該標記的該第一出口之一側相對置。
該擾動流體流可具有大於4000之一雷諾數。該層狀流體流可具有小於2300之一雷諾數。
該第二出口可經組態成使得該層狀流體流實質上防止非調節流體到達該感測器光束路徑。
該第一出口及該第二出口可經組態以在實質上平行於該光束之一傳播方向的一方向上提供流體。
該第一出口可經組態成使得該擾動流體流環繞該感測器光束路徑。
該第一出口可環繞該發射器及該標記中至少一者。該第一出口可包含一或多個開口。該第二出口可環繞該第一出口。該第二出口可包含一或多個開口。
該感測器可進一步包含一接收器,且該標記可將該輻射光束自該發射器反射至該接收器。
該微影裝置可進一步包含一台,該台用以支撐一基板。該感測器可經組態以量測該台相對於一參考點之一位置。
該發射器及該標記中之一者可安裝於該台上。該發射器及該標記中之另一者可以相對於該參考點之固定關係予以安裝。
該微影裝置可進一步包含一浸沒流體供應系統,該浸沒流體供應系統經組態以在該微影裝置之一投影系統與一基板之間提供浸沒流體。該第一出口及該第二出口中至少一者可經組態成使得退出該第一出口及該第二出口中至少一者之流體對於在該標記及該發射器中至少一者上移動一小滴以使得該小滴不干擾該輻射光束係有效的。該流體可為一氣體。
在一實施例中,提供一種微影裝置,該微影裝置包含一台、一流體供應件及一感測器。該台經配置以定位於一投影系統下方。該流體供應系統係用以在該投影系統與該台之間提供一流體。該感測器係用以量測該台相對於一參考位置之一位置。該感測器包含一發射器及包含一標記之一標記結構。該發射器相對於一參考位置固定且該標記定位於該台上,或該發射器定位於該台上且該標記相對於一參考位置固定。該微影裝置進一步包含一出口,該出口用以提供一氣流以在該標記結構及/或該發射器上移動一液體小滴,及/或防止一液體小滴移動至該標記結構及/或該發射器上。該氣流可自該標記結構及該發射器中之一者移動一小滴。或者或另外,該氣流可防止一小滴移動至該標記結構及該發射器中之一者上。
在一實施例中,提供一種元件製造方法,該元件製造方法包含:將一經圖案化輻射光束投影至一基板上;使用一發射器以將一輻射光束沿著一感測器光束路徑投影至一標記來量測一屬性;將具有一第一特性之一第一經熱調節流體流提供至該感測器光束路徑之至少一部分;及提供具有一第二流動特性之一第二經熱調節流體流。該第二流動特性不同於該第一流動特性,且經提供成鄰近於來自第一出口之經熱調節流體。
在一實施例中,提供一種元件製造方法,該元件製造方法包含:將一經圖案化輻射光束通過一浸沒液體投影至定位於一台上之一基板上;使用一發射器以將一輻射光束發射至一標記結構之一標記上來量測該台相對於一參考位置之一位置。該發射器相對於一參考位置固定且該標記定位於該台上,或該發射器定位於該台上且該標記相對於一參考位置固定。該方法進一步包含提供一氣流以在該標記結構及/或該發射器上移動一液體小滴,及/或防止一液體小滴移動至該標記結構及/或該發射器上。該氣流可自該標記結構及該發射器中之一者移動一小滴。或者或另外,該氣流可防止一小滴移動至該標記結構及該發射器中之一者上。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用,但應理解,本文中所描述之微影裝置可在製造具有微米尺度或甚至奈米尺度特徵之組件時具有其他應用,諸如,製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭,等等。熟習此項技術者應瞭解,在此等替代應用之內容背景中,可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用時,可將本文中之揭示應用於此等及其他基板處理工具。另外,可將基板處理一次以上,(例如)以便產生多層IC,使得本文中所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射,包括紫外線(UV)輻射(例如,具有為或為約365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中任一者或其組合,包括折射及反射光學組件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例,但應瞭解,可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言,本發明之實施例可採取如下形式:電腦程式,該電腦程式含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列;或資料儲存媒體(例如,半導體記憶體、磁碟或光碟),該資料儲存媒體具有儲存於其中之此電腦程式。另外,可以兩個或兩個以上電腦程式來體現機器可讀指令。可將兩個或兩個以上電腦程式儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。
上文所描述之控制器可具有用於接收、處理及發送信號之任何合適組態。舉例而言,每一控制器可包括用於執行包括用於上文所描述之方法之機器可讀指令之電腦程式的一或多個處理器。該等控制器亦可包括用於儲存此等電腦程式之資料儲存媒體,及/或用以收納此媒體之硬體。
本發明之一或多個實施例可適用於任何浸沒微影裝置,特別地(但不獨佔式地)為上文所提及之該等類型,無論浸沒液體是以浴之形式被提供、僅提供於基板之局域化表面區域上,或是在基板及/或基板台上未受限制的。在一未受限制配置中,浸沒液體可流動遍及基板及/或基板台之表面,使得基板台及/或基板之實質上整個未經覆蓋表面濕潤。在此未受限制浸沒系統中,液體供應系統可能不限制浸沒流體或其可能提供浸沒液體限制之比例,但未提供浸沒液體之實質上完全限制。
應廣泛地解釋本文中所預期之液體供應系統。在特定實施例中,液體供應系統可為將液體提供至投影系統與基板及/或基板台之間的空間的機構或結構之組合。液體供應系統可包含一或多個結構、一或多個液體入口、一或多個氣體入口、一或多個氣體出口及/或將液體提供至空間之一或多個液體出口之組合。在一實施例中,空間之表面可為基板及/或基板台之一部分,或空間之表面可完全地覆蓋基板及/或基板台之表面,或空間可包覆基板及/或基板台。液體供應系統可視情況進一步包括用以控制液體之位置、量、品質、形狀、流率或任何其他特徵的一或多個器件。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此,對於熟習此項技術者將顯而易見,可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
11...空間
12...障壁部件
13...液體入口/液體出口
14...出口
15...入口
16...無接觸密封件/氣體密封件/氣流
20...發射器
30...標記
35...標記結構
40...接收器
50...源
110...第一出口
120...第二出口
130...入口
180...替代出口/額外出口
200...單一出口
AD...調整器
B...輻射光束
BD...光束傳送系統
C...目標部分
CO...聚光器
IF...位置感測器
IH...障壁部件
IL...照明系統/照明器
IN...積光器
M1...圖案化元件對準標記
M2...圖案化元件對準標記
MA...圖案化元件
MT...支撐結構
P1...基板對準標記
P2...基板對準標記
PM...第一***
PS...投影系統
PW...第二***
RF...參考框架
SO...輻射源
W...基板
WT...基板台
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置;
圖2及圖3描繪供微影投影裝置中使用之液體供應系統;
圖4描繪供微影投影裝置中使用之另外液體供應系統;
圖5以橫截面描繪可在本發明之一實施例中用作浸沒液體供應系統之障壁部件;
圖6以橫截面示意性地說明根據本發明之一實施例的感測器;
圖7以平面圖說明本發明之一實施例的感測器;
圖8以橫截面說明根據本發明之一實施例的微影裝置中之感測器之位置;
圖9以橫截面說明根據本發明之一另外實施例的感測器;
圖10以橫截面說明本發明之一另外實施例;及
圖11以平面圖說明圖10之實施例。
50...源
AD...調整器
B...輻射光束
BD...光束傳送系統
C...目標部分
CO...聚光器
IF...位置感測器
IH...障壁部件
IL...照明系統/照明器
IN...積光器
M1...圖案化元件對準標記
M2...圖案化元件對準標記
MA...圖案化元件
MT...支撐結構
P1...基板對準標記
P2...基板對準標記
PM...第一***
PS...投影系統
PW...第二***
RF...參考框架
SO...輻射源
W...基板
WT...基板台
Claims (15)
- 一種微影裝置,其包含:一台,其用於支撐一基板;一投影系統,其用於將一圖案化之輻射光束投影至該基板上;一感測器,該感測器包含用以將一輻射光束沿著一感測器光束路徑投影至一標記之一發射器;其中該發射器及該標記之一者係位於該台上,且該發射器及該標記之另一者係相對於該投影系統之固定關係予以安裝;一第一出口,該第一出口用於提供一擾動流體流(turbulent fluid flow),其中該第一出口環繞該發射器,以沿著該感測器光束路徑朝向該標記提供該擾動流體流;一第二出口,該第二出口用於提供一層狀流體流(laminar fluid flow),其中該第二出口環繞該第一出口,以提供實質上圍封(enclosing)該擾動流體流之該層狀流體流。
- 如請求項1之微影裝置,其中該擾動流體流及該層狀流體流之方向實質上平行於該感測器光束路徑。
- 如請求項1或2之微影裝置,其中擾動流體流及該層狀流體流中至少一者被熱調節。
- 如請求項1或2之微影裝置,其中該擾動流體流具有大於4000之一雷諾數(Raynolds number)。
- 如請求項1或2之微影裝置,其中該層狀流體流具有小於2300之一雷諾數。
- 如請求項2之微影裝置,其中該第二出口經組態成使得該層狀流體流實質上防止非調節流體到達該感測器光束路徑。
- 如請求項1或2之微影裝置,其中該第一出口經組態成使得該擾動流體流環繞該感測器光束路徑。
- 如請求項1或2之微影裝置,其中該感測器進一步包含一接收器,且該標記將該輻射光束自該發射器反射至該接收器。
- 如請求項1或2之微影裝置,其中該感測器經組態以量測該台相對於該投影系統之一位置。
- 如請求項1或2之微影裝置,其進一步包含一浸沒流體供應系統,該浸沒流體供應系統經組態以在該微影裝置之一投影系統與一基板之間提供浸沒流體,其中該第一出口及該第二出口中至少一者經組態成使得退出該第一出口及該第二出口中至少一者之流體對於在該標記及該發射器中至少一者上移動一小滴以使得該小滴不干擾該輻射光束係有效的。
- 如請求項1或2之微影裝置,其中該第二出口經配置以提供鄰近該該擾動流體流之該層狀流體流。
- 如請求項1或2之微影裝置,其中該第一出口及該第二出口係位於安裝該發射器之一表面上。
- 如請求項1或2之微影裝置,其中該標記在平面上環繞該 投影系統,其中該台係為一基板台,且其中該基板台具有至少三個感測器,以量測該基板台相對於該投影系統之位置。
- 如請求項1或2之微影裝置,其中該標記係圍繞該台之邊緣,其中該台為一基板台。
- 一種元件製造方法,其包含:藉由一投影系統將一經圖案化輻射光束投影至一基板上;量測一屬性,其包含將來自一感測器之一發射器之一輻射光束沿著一感測器光束路徑投影至一標記;其中該發射器及該標記之一者係位於支撐一基板之一台上,且該發射器及該標記之另一者係相對於該投影系統之固定關係予以安裝,自環繞該發射器之一第一出口以沿著該感測器光束路徑朝向該標記提供一擾動流體流;及自環繞該第一出口之一第二出口提供實質上圍封該擾動流體流之一層狀流體流。
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