TWI467343B - 微影裝置及器件製造方法 - Google Patents

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Description

微影裝置及器件製造方法
本發明係關於一種微影裝置及一種用於製造器件之方法。
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，圖案化器件(其或者被稱作光罩或主光罩)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，包含晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。圖案之轉印通常係經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般而言，單一基板將含有經順次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照射每一目標部分；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照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
已提議將微影投影裝置中之基板浸沒於具有相對較高折射率之液體(例如，水)中，以便填充投影系統之最終元件與基板之間的空間。理想地，液體為蒸餾水，但可使用一或多種其他液體。將參考液體來描述本發明之實施例。然 而，流體亦可為適當的，特別為具有比空氣高之折射率(理想地，具有比水高之折射率)的流體。因為曝光輻射在液體中將具有更短波長，所以此情形之要點為致能更小特徵之成像。(液體之效應亦可被視為增加系統之有效NA且亦增加焦點深度。)已提議其他浸沒液體，包括懸浮有固體粒子(例如，石英)之水。
然而，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量液體。此需要額外或更強大之馬達，且液體中之紊流可能導致不良且不可預測之效應。
所提議之解決方案中之一者係使液體供應系統IH使用液體限制系統而僅在基板之區域化區域上及在投影系統之最終元件與基板之間提供液體(基板通常具有比投影系統之最終元件大的表面區域)。PCT專利申請公開案第WO 99/49504號中揭示一種經提議以針對此情形所配置之方式。如圖2及圖3所說明，液體藉由至少一入口IN而供應至基板上(理想地沿著基板相對於最終元件之移動方向)，且在投影系統下穿過之後藉由至少一出口OUT而移除。亦即，隨著在－X方向上於元件下方掃描基板，在元件之＋X側處供應液體且在－X側處吸取液體。圖2示意性地展示液體經由入口IN而被供應且在元件之另一側上藉由連接至低壓源之出口OUT而被吸取的配置。在圖2之說明中，沿著基板相對於最終元件之移動方向供應液體，但並非需要為此情況。圍繞最終元件所定位之入口及出口之各種定向及 數目為可能的，圖3中說明一實例，其中圍繞最終元件以規則圖案來提供在任一側上入口與出口之四個集合。
圖4中展示具有區域化液體供應系統IH之另一浸沒微影解決方案。液體藉由投影系統PL之任一側上的兩個凹槽入口IN而供應。液體藉由自入口IN徑向地向外所配置之複數個離散出口OUT而移除。可在中心中具有孔之板中配置入口IN及OUT。經由孔而投影投影光束。液體藉由投影系統PL之一側上的一凹槽入口IN而供應。液體藉由投影系統PL之另一側上的複數個離散出口OUT而移除。此配置導致液體薄膜在投影系統PL與基板W之間的流動。對將使用入口IN與出口OUT之哪一組合的選擇可視基板W之移動方向而定(入口IN與出口OUT之另一組合為不活動的)。
已提議之具有區域化液體供應系統解決方案的另一浸沒微影解決方案為提供具有液體限制結構之液體供應系統，液體限制結構沿著投影系統之最終元件與基板台之間的空間之邊界之至少一部分延伸。圖5中說明該解決方案。液體限制結構IH在XY平面中相對於投影系統而大體上靜止，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，密封件形成於液體限制結構與基板之表面之間。密封件可為諸如氣體密封件之無接觸密封件。
液體限制結構12在投影系統PL之最終元件與基板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而形成至基板之無接觸密封件16，使得液體被限制於基板表面與投影系統之最終元件之間的空間內。藉由在投影 系統PL之最終元件下方及圍繞投影系統PL之最終元件所定位的液體限制結構12來至少部分地形成空間。液體藉由液體入口13而被帶入投影系統下方及液體限制結構12內之空間中。液體可藉由液體出口13而被移除。液體限制結構12可延伸至略高於投影系統之最終元件。液體位準上升至高於最終元件，使得提供液體緩衝。液體限制結構12具有內部周邊，在一實施例中，內部周邊在上部末端處緊密地符合投影系統或其最終元件之形狀且可(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。
藉由氣體密封件16而在空間11中含有液體，氣體密封件16在使用期間形成於液體限制結構12之底部與基板W之表面之間。氣體密封件係由氣體(例如，空氣或合成空氣)形成，但在一實施例中，由N2 或另一惰性氣體形成，氣體經由入口15而在壓力下提供至液體限制結構12與基板W之間的間隙。氣體經由出口14而被提取。氣體入口15上之過壓、出口14上之真空位準及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體流動。彼等入口/出口可為圍繞空間11之環形凹槽。氣體流動16對於在空間11中含有液體為有效的。全文以引用之方式併入本文中的美國專利申請公開案第US 2004－0207824號中揭示該系統。
在全文各自以引用之方式併入本文中的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，揭示複式平台或雙平台浸沒微影裝置之觀 念。該裝置具備用於支撐基板之兩個台。在無浸沒液體之情況下藉由第一位置處之台來進行調平量測，且在存在浸沒液體之情況下藉由第二位置處之台來進行曝光。或者，裝置僅具有一個台。
在歐洲專利申請公開案第EP 1494079號中，揭示在障壁部件之單一底部表面中包含液體入口之液體限制系統。自其徑向向外的為用於氣體及液體之提取出口。在該液體供應系統中，障壁部件經由退出入口之液體的靜水壓力或動水壓力而由基板台至少部分地支撐，亦即，液體入口形成液體軸承。圖5說明該液體限制系統。
歐洲專利申請公開案第EP 1420299號揭示浸沒微影裝置，其中可在(例如)基板調換期間藉由使用擋板部件(其可附著至液體供應系統且阻塞液體供應系統)而將投影系統之最終元件維持為濕潤。以此方式，可將液體維持於液體供應系統中，使得將投影系統之最終元件維持為濕潤且可防止液體自液體供應系統洩漏。
需要提供一種經改良之浸沒微影裝置。舉例而言，需要提供一種裝置，其中可將障壁部件與擋板部件組合，以便在基板調換期間將投影系統之最終元件保持為濕潤。
根據本發明之一態樣，提供一種浸沒微影裝置，其包含：流體限制系統，流體限制系統經組態以將流體限制至投影系統與基板之間的空間，流體限制系統包含用以供應流體之流體入口，流體入口連接至入口端及出口端；及流 體供應系統，流體供應系統經組態以藉由變化經提供至入口端之流體的流動速率及自出口端所移除之流體的流動速率而控制經由流體入口之流體流動。
根據本發明之一態樣，提供一種浸沒微影裝置，其包含液體限制系統，液體限制系統經組態以將液體限制於投影系統與基板之間，液體限制系統包含：液體供應入口，液體供應入口經組態以朝向基板及/或經組態以支撐基板之基板台藉由組件而引導液體流動；及提取出口，提取出口經組態以經由其中而自液體供應入口提取液體及/或自液體限制系統之外部提取氣體，提取出口處於液體限制系統之比定位有液體供應入口之第二表面更遠離於基板及/或基板台的第一表面中。
根據本發明之一態樣，提供一種浸沒微影裝置，其包含流體限制系統，流體限制系統用於將流體限制於投影系統之最終元件與基板之間，流體限制系統包含：流體供應出口，流體供應出口用於朝向基板藉由組件而引導流體流動；及提取入口，提取入口用於經由其中而自流體供應出口提取流體及/或自流體限制系統之外部提取氣體，其中提取入口處於流體限制系統之比定位有流體供應出口之第二表面更遠離於基板及/或用於支撐基板之基板台的第一表面中。
根據本發明之一態樣，提供一種浸沒微影裝置，其包含：流體限制系統，流體限制系統經組態以將流體限制至投影系統與基板之區域化區域之間的空間；擋板部件，擋 板部件可定位於流體限制系統之與投影系統相反的下側上，使得流體可由流體限制系統限制；及突出物，突出物在擋板部件之面向流體限制系統的表面上，突出物之位置在鄰近下側時對應於下側中之流體供應出口，但不對應於下側中之提取入口。
根據本發明之一態樣，提供一種浸沒微影裝置，其包含流體限制系統，流體限制系統經組態以將流體限制至投影系統與基板之間的空間，流體限制系統包含用於流體流動之管道，流體限制系統具有：管道中之出口，出口經組態以將流體供應至空間，出口為管道之中端；流動限制件，流動限制件位於出口中或流體流動方向上之管道中之出口的下游；及閥門，閥門位於管道中，使得閥門為可操作的以控制經由出口之流體流動的速率且使得流體連續地流過管道。
根據本發明之一態樣，提供一種器件製造方法，其包含經由使用流體限制系統而限制於空間中之流體而將經圖案化輻射光束投影至基板上，其中流體限制系統藉由朝向基板而流出流體供應入口之流體流動而被至少部分地承載，且藉由至連接至流體供應入口之入口端中的流體流動及經由亦連接至流體供應入口之出口端而流出流體供應入口的流體流動而調節至流體供應入口之流體流動速率。
根據本發明之一態樣，提供一種器件製造方法，其包含經由使用液體限制系統而限制於空間中之液體而將經圖案化輻射光束投影至基板上，其中液體限制系統包含：液體 供應入口，經由液體供應入口，朝向基板及/或經組態以支撐基板之基板台藉由組件而引導液體流動；及提取出口，經由提取出口，提取來自液體供應入口之液體及/或來自液體限制系統之外部之氣體，提取出口處於液體限制系統之比定位有液體供應入口之第二表面更遠離於基板及/或基板台的第一表面中。
根據本發明之一態樣，提供一種在流體限制系統下以基板調換另一基板之方法，方法包含：自流體限制系統下相對地移動第一基板且在流體限制系統下移動擋板部件，使得擋板部件上之突出物處於流體限制系統之下表面中之至少一流體供應入口下而非流體限制系統之下側中之提取出口下的位置中；自流體限制系統下相對地移動擋板部件；及在流體限制系統下移動第二基板。
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，對應參考符號指示對應部分。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。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器件(例如，光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位圖案化器件之第一***PM；－基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例 如，塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位基板之第二***PW；及－投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件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，且由框架RF支撐。
照明系統可包括用於引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，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。
支撐結構以視圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否固持於真空環境中)而定的方式來固持圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統而處於所要位置。可認為本文對術語"主光罩"或"光罩"之任何使用均與更通用之術語"圖案化器件"同義。
本文所使用之術語"圖案化器件"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形成圖案的任何器件。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，則該圖案可能不會精確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形成之器件(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影術中為熟知的，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由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。
本文所使用之術語"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，其適合於所使用之曝光輻射，或適合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，使用如以上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(雙平台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上支撐結構，例如，光罩台)的類型。在該等"多平台"機器中，可並行地使用額外台及/或支撐結構，或可在一或多個台及/或支撐結構上進行預備步驟，同時將一或多個其他台及/或支撐結構用於曝光。
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器時，輻射源與微影裝置可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之 一部分，且輻射光束借助於包含(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。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可包含用於調整輻射光束之角強度分布的調整器AD。通常，可調整照明器之瞳孔平面中之強度分布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布。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且由圖案化器件圖案化。在橫穿圖案化器件MA後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二***PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器，或電容性感測器)，基板台WT可精確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。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之路徑來精確地定位圖案化器件MA。一般而言，可借助於形成第一***PM之一部分的長衝程模組(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之一部分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(與掃描器相對)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。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(此等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器件MA上之情形中，圖案化器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，曝光場之最大尺寸限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。
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，曝光場之最大尺寸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器件，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器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。
亦可使用對以上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。
圖5說明液體限制系統4(IH)，其可用於本發明之實施例的液體供應系統及/或擋板部件。描述圖5之液體限制系統4，以便給出對可藉由本發明之實施例而克服之問題中之某些的理解。
液體填充投影系統PL之最終元件與基板W之間的空間2。液體限制系統4(其有時被稱作密封部件或障壁部件)配置於投影系統PL之最終元件與基板W之表面之間。其與內側壁界定空間2。液體密封件形成於密封部件4與基板W之表面之間。此防止液體自空間2洩漏。
液體限制部件4具有液體供應入口6及液體出口8。入口6及出口8處於液體限制部件4之面向基板的表面(在下文中被稱作主要表面)中。出口8相對於投影系統PL之光軸而經定位成自入口6徑向地向內。在一實施例中，入口6可經定位成自出口8徑向地向內。藉由自入口6至出口8之液體流動而形成液體密封件。
可藉由由液體限制系統4與基板W之間的液體所界定之靜水/動水軸承而至少部分地支撐液體限制系統4。此靜水/動水軸承可接著至少部分地支撐液體限制系統4以及提供液體密封件以防止液體自空間2洩漏。另外或此外，可藉由一或多個彈簧或致動器14而支撐液體限制系統。
提取出口10亦形成於液體限制系統4之主要表面中。提取出口10相對於光軸而自入口6在徑向方向上向外。提取出口10經配置以提取可自密封件洩漏至基板W之未浸沒於液體中之區域中的任何液體。
額外液體入口12形成於空間2中。使用此額外液體入口12以將液體供應至空間2中。
圖5以橫截面描繪液體限制系統。應瞭解，入口6及12以及出口8及10可圍繞液體填充空間2連續地延伸。因此，入口6及12以及出口8及10可形成在自基板之表面檢視時之凹槽。此凹槽可為環形、矩形或多邊形。或者，入口及出口可提供於凹槽中之離散位置處。凹槽可為連續的或不連續的且可視情況不圍繞空間連續地延伸。
水平部件16將液體限制系統4連接至參考框架RF之側。此部件除了提供液體軸承以外亦提供用於液體限制系統4之支撐件且亦確保維持正確水平位置。其保持液體限制系統4在水平xy 平面中相對於投影系統PL而大體上靜止。部件16允許在垂直z方向上之相對移動及在垂直平面中之傾斜。
視情況，可使用一或多個可調整被動(或主動)彈簧或致 動器14以在基板W之方向上將偏壓力施加至液體限制系統4。此偏壓力允許更改靜水/動水軸承之操作壓力而無需更改軸承之尺寸。
由靜水/動水軸承所施加之力(及由彈簧或致動器14所施加之任何力)應匹配歸因於液體限制系統4上之重力而向下施加之力。力等於壓力乘以軸承所作用於之有效表面面積。
可能存在與使用具有擋板部件之圖5之液體限制系統相關聯的一或多個困難。可將擋板部件看作置放於與基板W相同之位置中以使得空間2中之液體不流出液體限制系統的部件。擋板部件20可獨立於基板台WT而移動或可為基板台WT之一部分。
附著擋板部件之便利方式為使用提取出口10以在液體限制系統4與擋板部件之間形成吸引力。擋板部件與液體限制系統4之主要表面接觸。停止或減少流入及流出入口6及出口8之液體流動。以該方式，擋板部件與液體限制系統4之主要表面接觸。
此系統之困難為滯留於液體限制系統中之液體可聚集污染物。又或此外，液體限制系統4之溫度可由於液體經由其之流動速率的改變而變化。可藉由以下參看圖6至圖8所描述之本發明之一實施例的流體控制系統、擋板部件及液體限制系統而處理此等問題中之一或多者。圖6至圖8之實施例可共同地具有一優點，即，經成像產品中之疵點減少。此藉由使液體在液體限制系統4中大體上連續地流動 而完成。亦即，至少在較大程度上避免液體限制系統中之靜止液體。
圖6以橫截面展示根據本發明之一實施例之液體限制系統4的一半。在圖6之液體限制系統中，投影系統PL將位於如所說明之左手側上。在主要表面(其為液體限制系統4之底部表面或下表面)上，定位有液體供應入口6。液體供應入口6為液體限制系統之下表面上的徑向最向內組件。進入液體供應入口6之液體大於通常在約0.5巴量規下之大氣壓力。
自液體供應入口6徑向地向外的為提取出口10。提取出口10導致自液體限制系統4之外部的徑向向內氣體流動(由箭頭11指示)。該氣體流動對於密封自液體供應入口6徑向地向外移動之液體為有效的，使得經由出口10而提取大多數(若非全部)該液體。
在此實施例中，未說明在下側中之液體出口，但可存在該組件。舉例而言，可存在單相液體提取器，諸如，美國專利申請公開案第US 2006－0038968號中所揭示之提取器。任何數目之組件可存在於底部表面上。可能不存在自提取器出口10徑向地向外之主動組件(例如，可能不存在自提取器出口10徑向地向外之氣體刀，或可關閉任何該氣體刀)。
如圖6a所說明，擋板部件20處於附著位置中。在附著位置中，擋板部件20與液體限制系統4之主要表面或下表面接觸。在此位置中，無液體流出入口6，但維持經由提取 出口10之氣體流動。此在液體限制系統4與擋板部件20之間形成受壓，使得擋板部件20附著至液體限制系統4之底部且藉此被附著。如以下參看圖7所描述，可維持經由液體限制系統4之液體流動。
若在物件(諸如，基板台、基板或擋板部件)上液體限制系統4之高度變得極小，則難以預測可變得極高之毛細管力。通常，毛細管力之強度與高度成反比。若高度低(比如，0 μm至10 μm)，則可能出現大力差。設計高度為在物件上液體限制系統之底部的平均距離。舉例而言，基板之構形可自標稱位準變化±50 μm。若設計高度為約100 μm，則力差顯著更低，因為距離將在50 μm與150 μm之間。因為本發明之一實施例導致液體限制系統之高度的更好控制，所以可避免不可預測毛細管力之產生。可選擇液體限制系統之高度，使得液體中之任何污染物粒子均可傳遞於液體限制系統與物件(例如，基板、基板台或擋板部件)之間而不刮擦物件。因此，高度可經控制為任何預期污染物粒子之至少最大尺寸。
此外，可在液體限制系統4之下表面中藉由梯階31而達成對液體限制系統4之高度的改良控制。此有助於確保形成有提取出口10之第一表面32比第二表面33(液體供應入口6穿過該表面33)更遠離於可適用物件(例如，基板台及/或擋板部件20)。高度差可小於1 mm且理想地小於0.4 mm。高度差可在10 μm與50 μm之間，理想地在約25 μm與35 μm之間，理想地為約30 μm。以下將論述此配置之益 處。其導致由流出液體供應入口6之液體流動所產生之排斥力與由連接至受壓之提取出口10所產生之吸引力的平衡。通常，可將第一表面32與第二表面33之間的高度差表達為比率。舉例而言，第一表面通常比第二表面更遠離於物件約1/10倍至3倍之間。
靜水/動水軸承可支撐液體限制系統之多達10%(或在某些情況下更多)的重量。可藉由一或多個彈簧或致動器14而承擔液體限制系統之其餘重量。當附著擋板部件時，可藉由一或多個彈簧或致動器14而承擔液體限制系統4之所有重量。
藉由在液體限制系統4與基板W、基板台WT或擋板部件20(適當時)之間的來自液體供應入口6之液體的存在而達成靜水/動水軸承。流出液體供應入口6之液體流動在彼等兩個物件之間產生排斥力，而至提取出口10中之液體及氣體流動產生吸引力。若存在氣體刀，則此將提供另一排斥力。其可能有助於避免碰撞情形，其中朝向擋板部件20或基板W或基板台WT拉動液體限制系統4，及/或反之亦然。其可導致彼等兩個物件之間的不良且不受控制之碰撞，或致使物件足夠靠近，使得物件之間的粒子刮擦一或兩個物件。
然而，當不存在氣體刀或氣體刀為不活動時，隨著液體限制系統4更接近於可適用物件(及/或當可適用物件更接近於液體限制系統4時)，排斥力及吸引力均將增加。藉由確保第一表面32比第二表面33更遠離於該物件，此將有助於 確保排斥力將比吸引力更快地增加，從而有助於防止液體限制系統4與物件之間的碰撞。如以下所描述，可藉由變化流出液體供應入口6之液體流動而達成甚至更大控制。
當然，第一表面32中之出口10可具有以弓形或(諸如)關於歐洲專利申請公開案第EP 1494079號之第三實施例所描述之任意彎曲剖面之形式的圓形邊緣。所需要的為出口10延伸穿過之表面比入口6延伸穿過之表面更遠離於基板W、基板台WT或擋板部件20(適當時)。
圖6b說明另一實施例，其與圖6a所說明之實施例相同，除了代替形成於液體限制系統4之主要表面中的梯階而形成凹槽35以外。實際上，此意謂第一表面32為液體限制系統4之下表面中之凹座的上壁。在此實施例中，由出口10所產生之受壓相同。然而，將受壓施加於比在出口10處於在與第二表面33相同之位準處之表面中之情況下大的區域上。因此，力更大且可以更高力來夾持物件。
如圖6所說明，液體供應入口6及提取出口10分別經由腔室40、50而分別連接至液體供應物及受壓源。此等腔室甚至對於外壓波動亦為有效的。應瞭解，可使腔室40(或50)小以使得各種管道簡單地接合在一起。
關於腔室40的為液體腔室出口42，其經由連接至液體供應入口6之管道而離開腔室。腔室40亦具有：入口端44，其經由至液體供應物之管道45而離開；以及出口端46，其經由至***口或低壓源之管道47而離開。可視情況再循環液體。該再循環可涉及污染物粒子之過濾。
可提供控制器以控制經由出口8、10之提取。控制器可控制一或多個閥門。控制器亦可控制經由入口6、12之液體流動。控制器可在一位準下控制經由出口之提取及經由入口之液體流動，使得在使用中與液體限制系統之下側的幾何形狀組合而產生液體限制系統與可適用物件之間的排斥力。藉由確保經由入口之液體流動產生大於液體限制系統與物件之間由經由出口之流動所產生之吸引力的力而產生此排斥力。此可經配置成使得確實如此，而無關於在物件上液體限制系統之高度。
圖7展示用以控制流出液體腔室出口42且藉此流出液體供應入口6之液體流動的液體供應系統(其擔當流動限制件)。此藉由連接於出口端46與***口之間的第一閥門60而達成。在(例如)液體限制系統4由退出入口6之液體承載時之掃描期間的正常操作中，至少部分地封閉第一閥門60。當不再需要液體流出入口6時(例如，在將擋板部件20夾持至液體限制系統4之下側期間)，使第一閥門60至少部分地敞開。因此，在封閉經由入口6之流動時，可維持經由液體限制系統4之液體流動。出口端46不為用以將液體提供至空間之流體入口；出口端46經組態以自液體限制系統4移除液體。入口端44經組態以連接至液體供應物。
此導致(例如)在基板調換期間存在滯留於液體限制系統中之更少液體，藉此可能地減少粒子污染之危險。此外，使液體流過液體限制系統4會有助於確保其維持大體上恆定溫度(例如，存在自液體限制系統4至液體之熱轉移之大 體上恆定速率)。第一閥門60可為連續地可變的或可具有兩個或三個或三個以上位置。此允許變化流出入口6之液體的流動速率，藉此變化軸承強度。
在(例如)釋放擋板部件20期間，亦可暫時地封閉第一閥門60以有助於產生釋放力。亦可在緊急情況下封閉第一閥門60。此確保液體限制系統4與支撐有液體限制系統4之物件(或所固持之物件)之間的最大推斥力。此有助於將物件推斥遠離於液體限制系統4。此可藉由流出入口6之液體的最大流動速率而達成。其後，可敞開第一閥門60以防止裝置之溢流。
因此，如可見，液體限制系統4及液體供應系統亦可導致擋板部件20之更快且更安全之附著/釋放。
亦有可能在液體供應物與入口端44之間提供第二閥門70。通常，除了在安裝期間以外，將使此閥門敞開。另外，可在入口端44與***口之間提供第三閥門80。除了在封閉第一閥門60之後敞開此閥門時之緊急情況下以外，通常保持封閉此閥門。因此，若液體限制系統4與在液體限制系統4下方之物件變得過於靠近，可在液體限制系統4與物件之間產生排斥力脈衝。因此，可避免刮擦以及碰撞，且接著液體可流入至***口中以防止裝置之溢流。當然，可能存在操作系統之其他方式，且詳言之，可能沒有必要具有第一閥門60及第二閥門70兩者。此外，第三閥門80為選用之特徵。
可提供控制系統以用於以上述方式來控制所有三個閥門 60、70、80。
應瞭解，此液體供應系統可用於除了圖6a及圖6b所說明之液體限制系統之配置以外的液體限制系統之其他配置。液體供應系統特別適合用於承載液體限制系統，但其亦可用於其他形式之液體限制系統。承載液體限制系統為由液體層支撐限制系統之重量之至少一部分的承載液體限制系統。液體供應系統可用於液體限制系統之液體供應入口6或所有液體供應入口或僅某些液體供應入口。可使用單獨液體供應系統來以液體填充空間2(必要時)。
圖7b說明液體供應系統之另一實施例。此實施例與圖7a之實施例相同，惟平行於第一閥門60而提供旁通管道90除外。旁通管道90具備流動限制件。旁通管道90始終敞開。因此，即使在封閉第一閥門60時，亦始終存在經由旁通管道90之液體流動。以此方式，在系統中將存在減少量之液體或無靜止液體。再者，可減少由於敞開或封閉閥門60而引起之任何壓力變化。
當然，第一閥門60及第二閥門70經分別說明及描述為處於出口端46及入口端44之下游及上游。然而，有可能將第一閥門60定位於出口端46之上游。亦有可能將第二閥門70定位於入口端44之下游。實際上，可能難以識別入口端或出口端，且檢視系統之另一方式如下。提供管道以用於流體流動。管道(例如)藉由腔室出口42而連接至入口以用於將液體供應至空間。該腔室出口42可包含流動限制件。此外或或者，可在管道中至入口之連接的下游存在流動限制 件。至少一閥門位於管道中。閥門為可操作的以控制直到入口6之流體流動的速率。閥門亦可確保流體連續地流過管道。閥門可定位於至入口6之連接的上游或下游。
因此，在一實施例中，當閥門敞開時，大體上所有流體流動通過閥門，且當封閉閥門時，所有流體流動通過入口且可流動通過腔室出口42。有利地，經由液體限制系統之流體流動為連續的。理想地，出口(其連接至入口6)可處於管道之中端。
圖8說明液體限制系統4，其類似於圖6中之液體限制系統，惟液體供應入口6及提取出口10形成於單一表面中以使得其處於具有自基板之相同高度之表面中除外。液體限制系統4經展示成附著有擋板部件20。然而，可藉由在擋板部件20之頂部表面上提供突起物70而達成如在圖6之液體限制系統中由梯階31所提供之類似效應。突起物70僅需要在液體供應入口6下之位置處突起，且可因此為環形的，但在圖8中，其經展示為圓形。突起物可以貼紙之形式提供於擋板部件20上或其可由擋板部件形成(例如，經機械加工)或膠黏於其上。突起物之效應為增加擋板部件20之曝光至提取出口之受壓的區域。如在圖6之實施例中，此導致更大吸引力。
圖8之擋板部件20亦可用於圖5或圖6之液體限制系統4。
儘管以上已關於使用浸沒液體來描述本發明，但實際上液體可代替地為非液體流體。
儘管在此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，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造積體光學系統、用於磁域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，在該等替代應用之情境中，可認為本文對術語"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)軌道(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所提及之基板。適用時，可將本文之揭示應用於該等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便形成多層IC，使得本文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 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)。
術語"透鏡"在情境允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或組合，包括折射及反射光學組件。
儘管以上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，本發明可採取如下形式：一或多個電腦程式，其含有描述如以上所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或一或多個資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之該一或多個電腦程式。詳言之，可提供至少一控制器以控制裝置之至少一組件。
本發明之一或多個實施例可應用於任何浸沒微影裝置，特別為(但不獨佔式地)以上所提及之彼等類型，且無論浸沒液體是以浴之形式被提供、僅提供於基板之區域化表面區域上還是未經限制。在未經限制配置中，浸沒液體可在基板及/或基板台之表面上流動，使得基板台及/或基板之大體上整個未經覆蓋表面濕潤。在該未經限制浸沒系統中，液體供應系統可能不限制浸沒流體或其可能提供一定比例之浸沒液體限制，而非浸沒液體之大體上完整限制(亦即，洩漏之限制浸沒系統)。
應廣泛地解釋如本文所預期之液體供應系統。在某些實施例中，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之機構或結構之組合。其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一或多個元件以控制液體之位置、量、品質、形狀、流動速率或任何其他特徵。
根據所使用之曝光輻射之所要性質及波長，裝置中所使用之浸沒液體可具有不同組合物。對於為193 nm之曝光波長，可使用超純水或基於水之組合物，且由於此原因，有時將浸沒液體稱作水及水相關術語，諸如，可使用親水性、疏水性、濕度，等等。然而，該等術語意欲亦應擴展 至可使用之其他高折射率液體，諸如，含氟烴。
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而言將顯而易見的為，可在不脫離以下所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
2‧‧‧空間
4‧‧‧液體限制系統
6‧‧‧液體供應入口
8‧‧‧液體出口
10‧‧‧提取出口
11‧‧‧空間
12‧‧‧額外液體入口
14‧‧‧彈簧或致動器
16‧‧‧無接觸密封件
20‧‧‧擋板部件
31‧‧‧梯階
32‧‧‧第一表面
33‧‧‧第二表面
35‧‧‧凹槽
40‧‧‧腔室
42‧‧‧液體腔室出口
44‧‧‧入口端
45‧‧‧管道
46‧‧‧出口端
47‧‧‧管道
50‧‧‧腔室
60‧‧‧第一閥門
70‧‧‧第二閥門
80‧‧‧第三閥門
90‧‧‧旁通管道
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‧‧‧液體限制系統
IL‧‧‧照明系統
IN‧‧‧積光器
M1‧‧‧圖案化器件對準標記
M2‧‧‧圖案化器件對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧支撐結構
OUT‧‧‧出口
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PL‧‧‧投影系統
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
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；圖2及圖3描繪用於在微影投影裝置中使用之液體供應系統；圖4描繪用於在微影投影裝置中使用之另一液體供應系統；圖5描繪另一液體供應系統，其中藉由液體流動而形成液體供應系統與基板之表面之間的密封件及軸承；圖6a及圖6b以橫截面說明根據本發明之一實施例的兩個液體限制系統；圖7a及圖7b說明根據本發明之實施例的兩個液體供應系統；且圖8說明與液體限制系統組合之根據本發明之一實施例的擋板部件。
4‧‧‧液體限制系統
6‧‧‧液體供應入口
10‧‧‧提取出口
11‧‧‧空間
20‧‧‧擋板部件
31‧‧‧梯階
32‧‧‧第一表面
33‧‧‧第二表面
40‧‧‧腔室
42‧‧‧液體腔室出口
44‧‧‧入口端
45‧‧‧管道
46‧‧‧出口端
47‧‧‧管道
50‧‧‧腔室

Claims (23)

  1. 一種浸沒微影裝置，其包含：一流體限制系統，該流體限制系統經組態以將流體限制至一投影系統與一基板之間的一空間，該流體限制系統包含一經組態以供應流體至該空間之流體入口管道，該流體入口管道之一端具有一連接至該空間之開口，且另一端連接至一具有一入口端及一出口端之流體流動管道，該入口端及該出口端係位於該流體入口管道及該流體流動管道間之連接之上游處；及一流體供應系統，該流體供應系統經組態以藉由變化經提供至該入口端之流體的流動速率及自該出口端所移除之流體的流動速率而控制經由該流體入口管道之流體流動。
  2. 如請求項1之浸沒微影裝置，其中該流體入口管道之開口係位於該流體限制系統之一下側中。
  3. 如請求項1之浸沒微影裝置，其中該流體供應系統包含一閥門，該閥門經組態以變化自該出口端引導之一管道或致使該流體入口管道與該出口端進行流體連通之該流體流動管道的一橫截面區域。
  4. 如請求項3之浸沒微影裝置，其進一步包含平行於該第一閥門之一包含一流動限制件之旁通管道。
  5. 如請求項1之浸沒微影裝置，其中該流體供應系統包含一閥門，該閥門經組態以變化連接於一流體源與該入口端之間的一管道或致使該流體入口管道與該入口端進行 流體連通之該流體流動管道的一橫截面區域。
  6. 如請求項1之浸沒微影裝置，其中該流體供應系統包含一閥門，該閥門經組態以變化將該入口端置放成與一***口進行流體連通之一管道的一橫截面區域。
  7. 如請求項1之浸沒微影裝置，其進一步包含一經組態以控制一與該流體供應系統相關聯之閥門的控制器，該控制器經組態以變化經由該入口端及該出口端之該流體流動以改變經由該流體入口管道之該流體流動速率。
  8. 如請求項7之浸沒微影裝置，其中該控制器經組態以將該流體流動速率維持為大體上恆定。
  9. 如請求項1之浸沒微影裝置，其中該流體供應系統經組態以針對該入口端及該出口端兩者使用一單一閥門來變化經提供至該入口端之流體的該流動速率及自該出口端所移除之流體的該流動速率。
  10. 如請求項9之浸沒微影裝置，其中該單一閥門定位於該入口端之上游或下游或該出口端之上游或下游。
  11. 一種浸沒微影裝置，其包含：一流體限制系統，該流體限制系統經組態以將流體限制於一具有一光學軸之投影系統與一基板之間，該流體限制系統包含：一流體供應入口，該流體供應入口經組態以藉由一組件而引導一流體流動朝向該基板及/或一經組態以支撐一基板之基板台；及一提取出口，該提取出口用以經由其中而自該流體 供應入口提取流體及/或自該流體限制系統之外部提取氣體，該提取出口處於該流體限制系統之一第一表面，該提取出口比位於一第二表面中的該流體供應入口更遠離該基板及/或一基板台，其中該第一表面、該第二表面、或該第一及第二表面兩者具有一第一平坦部位及一第二平坦部位，該第一平坦部位自該流體供應入口及/或該提取出口之一側向該光學軸延伸，該第二平坦部位與該第一平坦部位共平面且自該流體供應入口及/或該提取出口之一相對側延伸遠離該光學軸。
  12. 如請求項11之浸沒微影裝置，其中該第一表面及/或該第二表面大體上平行於該基板及/或該基板台之一頂部表面。
  13. 如請求項11之浸沒微影裝置，其中在使用中，該第一表面比該第二表面更遠離於該基板及/或該基板台約1/10至3倍。
  14. 如請求項11之浸沒微影裝置，其中該提取出口相對於該投影系統之一光軸為該流體限制系統之該下側中的最徑向向外主動組件。
  15. 如請求項11之浸沒微影裝置，其中該第一表面延伸至該流體限制系統之一平面邊緣。
  16. 如請求項11之浸沒微影裝置，其中該第一表面為該流體限制系統之下表面中之一凹座的一上壁。
  17. 如請求項11之浸沒微影裝置，其進一步包含一控制器， 該控制器經組態以在一位準下控制經由該提取出口之提取及經由該流體供應入口之流體流動，使得在使用中與該流體限制系統之該下側的幾何形狀組合，該流體限制系統與該基板及/或該基板台之間由經由該流體入口之流體流動所產生的一排斥力大於該流體限制系統與該基板及/或該基板台之間由經由該提取出口之流動所產生的一吸引力，而無關於該流體限制系統與該基板及/或該基板台之間的移位。
  18. 一種浸沒微影裝置，其包含：一流體限制系統，該流體限制系統經組態以將流體限制至一投影系統與基板之一區域化區域之間的一空間；一擋板部件，該擋板部件可定位於該流體限制系統之與該投影系統相對的一下側上，使得該流體可由該流體限制系統限制；及一突出物，該突出物在該擋板部件之面向該流體限制系統的一表面上，該突出物之一位置在鄰近該下側時對應於該下側中之一流體供應出口，但不對應於該下側中之一提取入口。
  19. 如請求項18之浸沒微影裝置，其中該擋板部件係以一圓盤之形式且可與該裝置之剩餘部分分離。
  20. 一種浸沒微影裝置，其包含：一流體限制系統，該流體限制系統經組態以將流體限制至一投影系統與一基板之間的一空間，該流體限制系統包含一用於一流體流動之第一管道，該流體限制系統 具有：該第一管道中之一出口，該出口係位於該第一管道之終端間且與一第二管道連接及交叉，以經由一流體入口開口將流體供應至該空間；一無閥門之流動限制件，該流動限制件位於該出口中或該第二管道中之一出口的下游；及一閥門，該閥門位於該第一管道中，使得該閥門為可操作的以控制經由該出口之流體流動的速率且使得流體連續地流過該第一管道。
  21. 一種器件製造方法，其包含經由使用一流體限制系統而限制於一空間中之一流體而將一經圖案化輻射光束投影至一基板上，其中該流體限制系統藉由朝向該基板之流出一流體供應入口管道的一流體流動而被至少部分地承載，該流體供應入口管道之一端具有一連接至該空間之開口，且另一端連接至一具有一入口端及一出口端之流體流動管道，該入口端及該出口端係位於該流體供應入口管道及該流體流動管道間之連接之上游處，且藉由流入連接至該流體供應入口管道之一入口端中的該流體流動及流出亦連接至該流體供應入口管道之一出口端的該流體流動而調節至該流體供應入口管道之一流體流動速率。
  22. 一種器件製造方法，其包含經由使用一流體限制系統而限制於一空間中之一流體而將一經圖案化輻射光束投影至一基板上，其中該流體限制系統包含： 一流體供應入口，經由該流體供應入口，藉由一組件而引導一流體流動朝向該基板及/或一經組態以支撐一基板之基板台；及一提取出口，經由該提取出口，提取來自該流體供應入口之流體及/或來自該流體限制系統之外部之氣體，該提取出口處於該流體限制系統之一第一表面，該提取出口比位於一第二表面中的該流體供應入口更遠離該基板及/或一基板台，其中該第一表面、該第二表面、或該第一及第二表面兩者具有一第一平坦部位及一第二平坦部位，該第一平坦部位自該流體供應入口及/或該提取出口之一側向該光學軸延伸，該第二平坦部位與該第一平坦部位共平面且自該流體供應入口及/或該提取出口之一相對側延伸遠離該光學軸。
  23. 一種在一流體限制系統下以一基板調換另一基板之方法，該方法包含：自該流體限制系統下相對地移動一第一基板且在該流體限制系統下移動一擋板部件，使得該擋板部件上之一突出物處於該流體限制系統之下表面中之至少一流體供應入口下而非該流體限制系統之下側中之一提取出口下的一位置中；自該流體限制系統下相對地移動該擋板部件；及在該流體限制系統下移動一第二基板。
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