TWI618185B - 基板固持器、微影裝置及製造器件之方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於一微影裝置中且經組態以支撐一基板之基板固持器，該基板固持器包含： 一主體，其具有一主體表面； 複數個瘤節，其自該主體表面突出以支撐該基板成與該主體表面隔開；及 一液體控制結構，其提供於該主體表面之一周邊區中且經組態以致使液體優先朝向該主體表面之該周邊流動。

Description

基板固持器、微影裝置及製造器件之方法
本發明係關於一種基板固持器、一種使用基板固持器之微影裝置，及一種使用基板固持器來製造器件之方法。
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)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。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之網路。已知的微影裝置包括：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器件轉印至基板。
已提議將微影投影裝置中之基板浸潤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光學元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實施例。然而，另一流體可合適，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)之流體。排除氣體之流體特別理想。此情形之要點為實現較小特徵之成像，此係因為曝光輻射在液體中將具有較短波長。(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)。已提議其他浸潤液體，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。懸浮粒子可具有或可不具有相似於或相同於懸浮有該等粒子之液體之折射率的折射率。可合適之其他液體包括烴，諸如芳族、氟代烴及/或水溶液。
在微影裝置中，通常使用用以支撐基板之具有複數個瘤節之基板固持器。基板在曝光期間通常被夾持至基板固持器。在浸潤微影裝置中，液體在曝光期間可進入基板與基板固持器之間的空間。此液體之存在可使得較難以在已曝光基板之後自基板固持器卸載該基板。
舉例而言，需要提供可避免在先前技術中在液體已進入基板與基板固持器之間的空間之情況下自該基板固持器卸載該基板時所經歷的困難之改良型基板固持器。
根據本發明之一態樣，提供一種用於一微影裝置中且經組態以支撐一基板之基板固持器，該基板固持器包含：一主體，其具有一主體表面；複數個瘤節，其自該主體表面突出以支撐該基板成與該主體表面隔 開；及一液體控制結構，其提供於該主體表面之一周邊區中且經組態以致使液體優先朝向該主體表面之該周邊流動。
根據本發明之一態樣，提供一種用於一微影裝置中且經組態以支撐一基板之基板固持器，該基板固持器包含：一主體，其具有一主體表面；複數個瘤節，其自該主體表面突出以支撐該基板成與該主體表面隔開；及一液體控制結構，其提供於該主體表面之一周邊區中且經組態以阻礙液體橫越該周邊區朝向該主體表面之中心移動，但不阻礙氣體橫越該周邊區移動。
根據本發明之一態樣，提供一種使用一微影裝置來製造器件之方法，該微影裝置具有如以上所描述之一基板固持器，及用於將一基板夾持至該基板固持器之一夾具系統，該方法包含：將該基板裝載至該基板固持器上；嚙合該夾具系統；將一圖案曝光至該基板上；釋放該夾具系統；及使該基板起離該基板固持器。
10‧‧‧浸潤液體
10a‧‧‧彎液面
11‧‧‧浸潤空間
12‧‧‧液體限制結構
13‧‧‧液體開口
14‧‧‧氣體出口
15‧‧‧氣體入口/氣體
16‧‧‧氣體密封件
20‧‧‧瘤節
21‧‧‧主體
22‧‧‧主體上部表面
22a‧‧‧周邊區
60‧‧‧基板支撐裝置
62‧‧‧覆蓋環
63‧‧‧熱間隙
64‧‧‧橋接件
81‧‧‧第一抽取開口
81a‧‧‧溝槽
82‧‧‧第二抽取開口
85‧‧‧邊緣密封件
85a‧‧‧邊緣密封件/邊緣密封隆脊
85b‧‧‧邊緣密封件/邊緣密封隆脊
89‧‧‧夾具開口
100‧‧‧最終光學元件
153‧‧‧主體部件
172‧‧‧供應通口
173‧‧‧回收通口
174‧‧‧通路
175‧‧‧液體供應裝置
179‧‧‧通路
180‧‧‧液體回收裝置
181‧‧‧回收腔室
183‧‧‧多孔部件
184‧‧‧孔
200‧‧‧液體控制結構
201‧‧‧中心空間
202‧‧‧空間
203‧‧‧周邊空間
204‧‧‧間隙
220‧‧‧液體控制部件
221‧‧‧徑向壁
222‧‧‧鰭片
223‧‧‧通道
300‧‧‧液體控制結構
301‧‧‧徑向通道
302‧‧‧圓周凹槽
400‧‧‧液體控制結構
401‧‧‧第一液體控制區
402‧‧‧第二液體控制區
410‧‧‧圓周凹槽
500‧‧‧控制器
AD‧‧‧調整器
B‧‧‧經圖案化輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
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
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***
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台/基板固持器
現在將參看隨附示意性圖式而僅作為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，且在該等圖式中：圖1示意性地描繪微影裝置； 圖2示意性地描繪用於微影投影裝置中之浸潤液體限制結構；圖3為示意性地描繪另一浸潤液體供應系統之側視橫截面圖；圖4以橫截面描繪屬於局域化浸潤類型之習知微影裝置中的基板固持器及基板；圖5以橫截面描繪根據本發明之一實施例的基板固持器之一部分；圖6以橫截面描繪根據本發明之一實施例的另一基板固持器之一部分；圖7為根據本發明之一實施例的在原處之基板固持器之一部分的平面圖；圖8為在本發明之一實施例中的通道之部分之放大透視圖；圖9a至圖9f為解釋本發明之一實施例之通道中的優先流之圖解；圖10描繪根據本發明之另一實施例之基板固持器；圖11為圖10之基板固持器之部分的放大視圖；圖12及圖13描繪具有具不同接觸角之區之表面上的液體小滴之行為；圖14及圖15描繪具有具不同接觸角之區之表面上的小滴之行為；圖16以平面圖描繪根據本發明之一實施例的基板固持器之一部分；及圖17以橫截面描繪根據本發明之一實施例的基板固持器之一部分。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例之微影裝置。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器件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化器件 MA之第一***PM；- 支撐台，例如，用以支撐一或多個感測器之感測器台或經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈生產基板)W之基板支撐裝置60，該支撐台連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該台(例如，基板W)之表面之第二***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，包含晶粒之部分、一個晶粒或更多晶粒)上。
照明系統IL可包括用於導向、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固持圖案化器件MA。支撐結構MT以取決於圖案化器件MA之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如圖案化器件MA是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件MA。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構MT可確保圖案化器件MA(例如)相對於投影系統PS處於所要位置。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。
本文中所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指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器件。應注意，舉例而言，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，則該圖案可不確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。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 器件(諸如積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件MA可為透射的或反射的。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。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合式光罩類型。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，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的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。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，微影裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，微影裝置可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可屬於具有如下各者之類型：兩個或多於兩個台(或載物台或支撐件)，例如，兩個或多於兩個基板台或一或多個基板台與一或多個感測器台或量測台之組合，量測台經組態以量測投影系統PS之屬性且未經組態以固持基板W。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用多個台，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。微影裝置可具有兩個或多於兩個圖案化器件台(或載物台或支撐件)，該等圖案化器件台可以相似於基板台、感測器台及量測台之方式並行地使用。微影裝置可屬於具有如下各者之類型：量測站，在量測站處存在用於在曝光之 前特性化生產基板之各種感測器；及曝光站，在曝光站處進行曝光。
微影裝置屬於如下類型：其中基板W之至少一部分可由具有相對高折射率之浸潤液體10(例如，水，諸如超純水(UPW))覆蓋，以便填充投影系統PS與基板W之間的浸潤空間11。亦可將浸潤液體10施加至微影裝置中之其他空間，例如，圖案化器件MA與投影系統PS之間的空間。浸潤技術可用以增加投影系統之數值孔徑。本文中所使用之術語「浸潤」不意謂諸如基板W之結構必須浸沒於浸潤液體10中；而是「浸潤」僅意謂浸潤液體10在曝光期間位於投影系統PS與基板W之間。經圖案化輻射光束B自投影系統PS至基板W之路徑完全通過浸潤液體10。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束B。舉例而言，當源SO為準分子雷射時，源SO及微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為源SO形成微影裝置之零件，且輻射光束B係憑藉包含(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當源SO為水銀燈時，源SO可為微影裝置之整體零件。源SO及照明器IL連同光束遞送系統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B之角強度分佈之調整器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)。另外，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IL可用以調節輻射光束B，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。相似於源SO，可認為或可不認為照明器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。在後一狀況下，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可拆卸且可分離地提供 (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上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係藉由該圖案化器件MA而圖案化。在已橫穿圖案化器件MA之情況下，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，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板支撐裝置60，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。
相似地，第一***PM及另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)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之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，可憑藉形成第一***PM之零件之長衝程模組(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。相似地，可使用形成第二***PW之零件之長衝程模組及短衝程模組來實現基板支撐裝置60之移動。
在步進器(相對於掃描器)之狀況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。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。儘管所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分C之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地，在多於一個晶粒被提供於圖案化器件MA上的情形中，圖案化器件對準標記M1、M2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B之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構MT及基板支撐裝置60保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板支撐裝置60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成像之目標部分C之大小。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構MT及基板支撐裝置60(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支撐裝置60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C之寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度(及曝光場之大小)判定目標部分C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B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，且移動或掃描基板支撐裝置60。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板支撐裝置60之每一移動之後或在一掃描期間之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(諸如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)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/或變化或完全不同之使用模式。
控制器500控制微影裝置之總操作，且特別執行下文進一步所描述之操作程序。控制器500可被體現為經合適程式化之一般用途電腦，其包含中央處理單元、揮發性及非揮發性儲存構件、一或多個輸入及輸出器件(諸如鍵盤及螢幕)、一或多個網路連接件，及至微影裝置之各種部分之一或多個介面。應瞭解，控制電腦與微影裝置之間的一對一關係係不必要的。一個電腦可控制多個微影裝置。多個網路連接電腦可用以控制一個微影裝置。控制器500亦可經組態以控制一微影製造單元(lithocell)或叢集(cluster)中 之一或多個關聯程序器件及基板處置器件，該微影裝置形成該微影製造單元或叢集之部分。控制器500亦可經組態為從屬於微影製造單元或叢集之監督控制系統及/或工廠(fab)之總控制系統。
用於在投影系統PS之最終光學元件與基板W之間提供浸潤液體之配置可分類成三個一般類別。此等類別為浴型配置、所謂的局域化浸潤系統及全濕潤浸潤系統。本發明之實施例特別係關於局域化浸潤系統。
在已針對局域化浸潤系統提議之配置中，液體限制結構12沿著投影系統PS之最終光學元件100與載物台或台(在本文中被稱作基板支撐裝置60)之面對投影系統PS之對向表面之間的浸潤空間11之邊界之至少一部分而延伸。台之對向表面如此被提及，此係因為台在使用期間移動且很少靜止。通常，台之對向表面為基板W、環繞基板W之基板台WT或其兩者之表面。圖2中說明此配置。圖2中所說明且在下文所描述之配置可應用至上文所描述及圖1中所說明之微影裝置。
圖2示意性地描繪液體限制結構12。液體限制結構12沿著投影系統PS之最終光學元件100與基板台WT或基板W之間的浸潤空間11之邊界之至少一部分而延伸。在一實施例中，密封件形成於液體限制結構12與基板W/基板支撐裝置60之表面之間。密封件可為無接觸密封件，諸如氣體密封件16(在歐洲專利申請公開案第EP-A-1,420,298號中揭示具有氣體密封件之此系統)或浸潤液體密封件。
液體限制結構12經組態以將浸潤液體10供應及限制至浸潤空間11。通過液體開口13中之一者將浸潤液體10帶入至浸潤空間11中。可通過液體開口13中之另一者移除浸潤液體10。可通過至少兩個液體開口13而將浸潤液體10帶入至浸潤空間11中。液體開口13中之哪一者用以供應浸潤液體10及 視情況哪一者用以移除浸潤液體10可取決於基板支撐裝置60之運動方向。
可藉由氣體密封件16使在浸潤空間11中含有浸潤液體10，該氣體密封件16在使用期間形成於液體限制結構12之底部與台之對向表面(亦即，基板W之表面及/或基板支撐裝置60之表面)之間。氣體密封件16中之氣體在壓力下經由氣體入口15而提供至液體限制結構12與基板W及/或基板支撐裝置60之間的間隙。經由與氣體出口14相關聯之通道來抽取氣體。氣體15上之過壓、氣體出口14上之真空位準及間隙之幾何形狀經配置成使得在內部存在限制浸潤液體10之高速氣流。在液體限制結構12與基板W及/或基板支撐裝置60之間的浸潤液體10上之氣體之力使在浸潤空間11中含有浸潤液體10。彎液面形成於浸潤液體10之邊界處。美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示此系統。其他浸潤液體限制結構12可供本發明之實施例使用。
圖3為描繪根據一實施例之另一液體供應系統或流體處置系統的側視橫截面圖。圖3中所說明且在下文所描述之配置可應用至上文所描述及圖1中所說明之微影裝置。液體供應系統具備液體限制結構12，該液體限制結構12沿著投影系統PS之最終光學元件與基板支撐裝置60及/或基板W之間的空間之邊界之至少一部分而延伸。(除非另有明確陳述，否則在下文中對基板W之表面的參考另外或在替代例中亦係指基板支撐裝置60之表面)。
液體限制結構12使在投影系統PS之最終光學元件與基板W及/或基板支撐裝置60之間的浸潤空間11中至少部分地含有浸潤液體10。浸潤空間11係藉由定位於投影系統PS之最終光學元件下方且環繞投影系統PS之最終光學元件的液體限制結構12而至少部分地形成。液體限制結構12可包含主體部件153及多孔部件183。多孔部件183成板形且具有複數個孔184(亦 即，開口或微孔)。多孔部件183可為網目板，其中眾多小孔184以網目之形式而形成。美國專利申請公開案第US 2010/0045949 A1號中揭示此系統。
主體部件153包含：一或多個供應通口172，其能夠將浸潤液體10供應至浸潤空間11；及一回收通口173，其能夠自浸潤空間11回收浸潤液體10。一或多個供應通口172係經由通路174而連接至液體供應裝置175。液體供應裝置175能夠將浸潤液體10供應至一或多個供應通口172。自液體供應裝置175饋入之浸潤液體10係通過對應通路174而供應至一或多個供應通口172。一或多個供應通口172在光學路徑附近安置於主體部件153之面對該光學路徑之各別規定位置處。回收通口173能夠自浸潤空間11回收浸潤液體10。回收通口173經由通路179而連接至液體回收裝置180。液體回收裝置180包含真空系統且能夠藉由經由回收通口173吸入浸潤液體10來回收該浸潤液體。液體回收裝置180通過通路179回收經由回收通口173而回收之浸潤液體10。多孔部件183安置於回收通口173中。
為了形成在投影系統PS與一側上之液體限制結構12及另一側上之基板W之間具有浸潤液體10之浸潤空間11，將浸潤液體10自一或多個供應通口172供應至浸潤空間11且將液體限制結構12中之回收腔室181中之壓力調整至負壓以便經由多孔部件183之孔184(亦即，回收通口173)來回收浸潤液體10。使用一或多個供應通口172來執行液體供應操作及使用多孔部件183來執行液體回收操作會在投影系統PS與液體限制結構12及基板W之間形成浸潤空間11。
如圖4中所展示，基板W被支撐於基板支撐裝置60中之凹座中的基板固持器WT之瘤節20上，使得基板W之上部表面與基板支撐裝置60之周圍上部表面實質上共面。藉由將夾具開口89連接至夾具負壓件使得基板W與 基板固持器WT之間的中心空間201相比於基板W上方之空間202處於較低壓力下而將基板W夾持至基板固持器WT。因此，基板W上方之大氣壓力使基板牢固地固持至基板固持器WT上。邊緣密封件85a、85b自基板固持器WT向上突出以最小化基板固持器WT與基板W之間的間隙，以最小化自環境至基板W下方之空間中的空氣流，且因此縮減夾具負壓件上之負荷。可將瘤節20提供於邊緣密封隆脊85a、85b之間的區中；在圖4中，提供兩列瘤節20，但有可能具有更多列、更少列或不具有列。
在基板W之外部邊緣與基板支撐裝置60之間存在間隙204，但使該間隙204儘可能地小。在基板W之曝光時之各種時間下，基板支撐裝置60在液體限制系統12下方移動使得浸潤空間11將與基板W之邊緣重疊。當確實因此時，浸潤液體10將進入基板W之邊緣與基板支撐裝置60之上部表面之間的間隙204，如圖4中所展示。提供可為二相之第一抽取開口81，且將該第一抽取開口81連接至第一抽取負壓件以移除進入間隙204之液體。然而，液體將有可能進入基板固持器WT與其周邊處之基板W之間的周邊空間203。將可為二相之第二抽取開口82連接至第二抽取負壓件以移除已進入基板W與基板固持器WT之間的空間之液體。
本發明人已判定出，儘管通過第一抽取開口81及第二抽取開口82抽取液體，在一系列曝光之後，液體仍將繼續存在於基板W與基板固持器WT之間，特別是存在於邊緣密封件85外部之周邊空間203中。繼續存在於周邊空間203中之任何液體阻礙基板W之卸載。因此，在可(例如)藉由e-銷釘(圖中未繪示)而使基板W起離基板固持器WT之前引入延遲，或需要施加較大力以使基板W起離。釋放中心空間201中之負壓中之延遲會縮減該裝置之產出率。又，周邊空間203中之液體、基板W及基板固持器WT之間的吸引 力在基板W被起離時傾向於壓低該基板之邊緣。在基板W被起離時基板W之邊緣待壓低之傾向造成基板固持器WT之瘤節磨損。
因此，本發明提供一種用於一微影裝置中且經組態以支撐一基板之基板固持器，該基板固持器包含：一主體，其具有一主體表面；複數個瘤節，其自該主體表面突出以支撐該基板成與該主體隔開；及一液體控制結構，其提供於該主體表面之一周邊區中且經組態以致使液體優先朝向該主體表面之該周邊流動。
液體控制結構確保已進入基板與基板固持器之間的空間中之液體自彼空間返回流出使得其不阻礙基板之卸載。液體僅在一系列曝光期間間歇地進入基板W與基板固持器WT之間的空間，因此，液體控制結構無需完全防止液體進入基板與基板固持器之間的空間，而是僅需要促使液體充分向外流動以確保當基板被卸載時所存在之液體之量得以縮減。理想地，液體控制結構確保自基板與基板固持器之間的空間向外之流動速率大於至基板與基板固持器之間的空間向內之流動速率(該等流動速率遍及曝光整個基板所花費之時間而平均化)。
在一實施例中，液體控制結構包含自周邊區之內部側延伸至周邊區之外部側的複數個通道。該等通道促進液體朝向周邊區之外部側流動。
在一實施例中，液體控制結構進一步包含自通道之側壁突出且朝向周邊區之內部側成角度的複數個鰭片。該等鰭片用以藉由確保液體可容易地朝向周邊區之外部側流動但較不容易朝向周邊區之內部側流動而控制通道中之液體流動。實際上，該等鰭片用作微流二極體。在一實施例中，完全停止液體朝向基板固持器之中心流動。
在一實施例中，通道之寬度朝向周邊區之外部側縮減。通道之寬度縮減(換言之，通道之漸狹)用以產生將液體朝向周邊區之外部側抽取之毛細管力。
在一實施例中，通道之深度朝向周邊區之外部側增加。通道朝向周邊區之外部側之深度增加會促進液體朝向周邊區之外部側流動。在一實施例中，通道之深度大於或等於50微米，理想地大於或等於100微米。此深度允許液體之足夠流動且可容易製造。
在一實施例中，液體控制結構產生毛細管力以致使液體優先朝向主體表面之周邊流動。在一實施例中，通道之寬度大於或等於50微米，理想地在60微米至200微米之範圍內。具有此等尺寸之寬度有效地提供毛細管力。在一實施例中，液體控制結構之雷諾數小於5、理想地小於1，理想地為約0.5。在此等範圍內之雷諾數有效地提供毛細管力。液體控制結構可被描述為微流結構。
在一實施例中，液體控制結構進一步包含沿著周邊區之內部側延伸之凹槽。沿著周邊區之內部側延伸之凹槽允許可在周邊區上沈積於小區中之液體圍繞該周邊區散佈，且因此，更多通道有效地將液體引導朝向周邊區之外部側。
本發明之一實施例提供一種用於一微影裝置中且經組態以支撐一基板之基板固持器，該基板固持器包含：一主體，其具有一主體表面；複數個瘤節，其自該主體表面突出以支撐該基板成與該主體表面隔開；及一液體控制結構，其提供於該主體表面之一周邊區中且經組態以阻礙 液體橫越該周邊區朝向該主體表面之中心移動，但不阻礙氣體橫越該周邊區移動。
在一實施例中，液體控制結構包含與液體成第一接觸角之複數個第一區，及與該液體成不同於第一接觸角之第二接觸角之複數個第二區，該第一區及該第二區平行於基板固持器之周邊而延伸且在徑向方向上交替。不同接觸角之交替區用以減慢或停止液體自基板固持器向內流動。
在一實施例中，液體控制結構包含平行於基板固持器之周邊而延伸之複數個凹槽。
在一實施例中，液體控制結構提供於黏附至主體表面之液體控制部件上。以此方式，可容易地在分離部件上製造液體控制結構，接著可將該分離部件附接至主體表面。
在一實施例中，液體控制結構圍繞主體表面之實質上整個周邊而延伸。藉由提供圍繞主體表面之實質上整個周邊而延伸之液體控制結構，有可能確保在液體可能到達的基板固持器之周邊上之任何地方來處理該液體。替代地，若已知在使用該裝置時將僅在基板下方在有限周邊區中獲得液體，則有可能在僅彼等位置處提供液體控制結構。
在一實施例中，液體控制結構之內部側在基板由基板固持器支撐時位於由該基板覆蓋的主體表面之區域內。若液體控制結構在基板由基板固持器支撐時在該基板下方延伸，則有可能確保移除到達基板下方之液體。然而，需要最小化在基板下方之液體控制結構之量，以最小化未受支撐之基板之區域。
在一實施例中，液體控制結構係由不同於主體之材料形成，舉例而言，液體控制結構係由鈦形成且主體係由SiSiC形成。若液體控制結構係由 不同於主體之材料形成，則有可能選擇其中容易形成具有必需尺度之結構同時避免損害基板固持器之主體之材料要求的用於液體控制結構之材料。詳言之，所要結構可容易以鈦之形式藉由包括加工、模製或增材製造之多種技術而形成。
圖5描繪根據一實施例的形成基板支撐裝置60之部分的基板固持器WT。基板固持器WT在平面中之形狀與基板相同，例如圓形，且大小與基板實質上相同，例如，直徑為300毫米或450毫米。基板固持器WT包含：一主體21，其具有主體上部表面22；及複數個瘤節20，其自該主體上部表面22突出。在一實施例中，瘤節20之高度h1在100微米至500微米之範圍內，例如約150微米。基板W可由瘤節20之遠端表面支撐，該等遠端表面與實質上扁平支撐平面共形以將基板W支撐於扁平狀態中。主體21及瘤節20可由SiSiC而形成，其為在矽基質中具有碳化矽(SiC)顆粒之陶瓷材料。
複數個通孔(圖5中未繪示)形成於主體21中。通孔89允許e-銷釘突出通過基板固持器WT以收納基板W且允許藉由連接至夾具負壓件而抽空基板W與基板固持器WT之間的空間。可提供例如用以控制基板固持器WT與基板W之間的氣流及/或熱導率之其他結構。在基板固持器WT之周邊附近提供邊緣密封件85。邊緣密封件85為圍繞基板固持器WT之外部之一對突出的邊緣密封隆脊85a、85b。邊緣密封隆脊85a、85b之高度比瘤節20之高度稍微短(例如)約10微米，使得其並不接觸基板W但縮減到達基板W與基板固持器WT之間的空間201中之氣流以便改良真空夾持。可將瘤節20提供於邊緣密封隆脊85a、85b之間的區中；在圖5中，一個都沒有被展示，但在此區中有可能具有一或多列瘤節。基板固持器WT亦可具備用以控制基板固持器WT及基板W之溫度之電子組件，例如加熱器及感測器。
基板固持器WT之主體上部表面22之周邊區22a自邊緣密封隆脊85b向外延伸超出基板W之圓周且接近到達第一抽取開口81。在一實施例中，周邊區22a為內徑稍微小於基板W之直徑且外徑稍微大於基板W之直徑的環形區。在一實施例中，周邊區22a之徑向寬度為幾毫米，例如小於10毫米。周邊區22a具備液體控制結構200，該液體控制結構促使液體向外流動，亦即，朝向第一抽取開口81流動。液體控制結構200經配置以使得其上之液體優先向外流動，亦即，相比於使液體向內流動，更容易使液體向外流動。
圖6描繪基板支撐裝置60之一替代配置，其中藉由熱間隙63而將基板固持器WT與包括第一抽取通道81之基板支撐裝置60之外部部分分離。小橋接件64將基板固持器WT連接至基板支撐裝置60之外部部分。液體控制部件220提供於基板支撐裝置60之外部部分之頂部上，且橫越橋接件64而延伸以形成主體表面22之周邊部分。液體控制結構200提供於液體控制部件220上。可省略橋接件64，使得將基板固持器WT與基板支撐裝置60之外部部分隔離。在彼狀況下，液體控制部件220橫跨基板固持器WT與基板支撐裝置60之外部部分之間的間隙，且理想地具有低勁度及低熱導率。
液體控制部件220可為黏附至周邊區22a之可撓性部件，例如黏著件。替代地，液體控制部件220可為經***至基板固持器WT中之較剛性環。
圖7示意性地描繪可用於本發明之一實施例中的液體控制結構200之形式。液體控制結構200包含複數個徑向壁221，該複數個徑向壁具備鰭片222且在該等鰭片222之間界定複數個通道223。使鰭片222成角度以便自基板固持器WT徑向地指向內。在圖7中，液體控制結構200被展示為在基板W與覆蓋環62之間的間隙204中可見。覆蓋環62為基板支撐裝置60之零件，且覆蓋第一抽取開口81以便提供與基板W之上部表面共面之上部表面。
圖8為包含徑向壁221及鰭片222之液體控制結構200之一部分的放大視圖。可看到，鰭片222成對地配置，而自每一通道223之相對側壁向內延伸。為了易於製造，使所有通道223中之鰭片222對準，但此並非必需的。
圖9a至圖9f說明鰭片222對設法流動通過通道223的液體之效應。在圖9a至圖9c中，液體被展示為在容易毛細作用方向上流動。可看到，浸潤液體10之彎液面10a總是為凹面使得彎液面10a中之表面張力產生在容易毛細作用方向上拉動浸潤液體10之力。在圖9a中，彎液面10a在通道223之廣部分中。在圖9b中，彎液面10a在兩個鰭片102之對置末端之間的通道223之最窄部分中，且在圖9c中，彎液面10a在鰭片222之兩個後表面之間。在每一狀況下，皆允許彎液面10a為凹面。
圖9d至圖9f展示在硬毛細作用方向上之液體流之階段。在圖9d中，彎液面10a為通道223之廣部分且為凹面使得由彎液面10a中之表面張力產生之力使液體流前進。該情形在圖9e中同樣適用，其中彎液面10a係在鰭片222之後表面上。然而，在圖9f中所展示之情形中，在浸潤液體10在前側處開始射出兩個鰭片222之末端之間的間隙時，彎液面10a被迫使採取凸組態。在該凸組態中，由彎液面10a中之表面張力產生之力傾向於妨礙浸潤液體10進一步前進。因此，在硬毛細作用方向上之液體流傾向於在鰭片222之集合處被牽制。因此，圖7及圖8中所描繪之結構可被稱作微流二極體，此係因為其易於允許在一個方向中流動但抵抗在相反方向上流動。
圖10及圖11描繪根據本發明之另一實施例之基板固持器WT。為簡單起見，自圖10省略一些細節，諸如夾具開口89。圖11為圖10之一部分之放大視圖。如圖11中所展示，液體控制結構300包含提供於基板固持器WT之周邊區中之複數個徑向通道301。徑向通道301在圓周方向上之寬度可在50 微米至100微米之範圍內，例如在60微米至80微米之範圍內。徑向通道301在徑向方向上之長度為幾毫米，例如小於10毫米。徑向通道301在垂直於基板固持器WT之上部表面之平面的方向上之深度可在50微米至100微米之範圍內，例如約80微米。在一實施例中，徑向通道301向外漸狹(亦即，寬度縮減)，亦即，遠離基板固持器WT之中心。在一實施例中，徑向通道301之深度朝向基板固持器WT之外部增加。寬度之漸狹及深度之增加個別地及組合地促使液體向外流動，而遠離基板固持器WT之中心。徑向通道301理想地在其外端處敞開，且可在基板固持器WT之極邊緣處或在基板固持器WT中之步階處終止。在一實施例中，徑向通道301在溝槽81a處終止，該溝槽81a將浸潤液體引入至第一抽取開口81。當將基板固持器WT安裝於基板支撐裝置60中時，徑向通道301之外端可在諸如圖6中所描繪之覆蓋環62下方。
在徑向通道301之內端處，提供圓周凹槽302。在一實施例中，圓周凹槽302自始至終在圍繞徑向通道301之內端之完整迴路中延伸。圓周凹槽302與徑向通道301之內端流體連通。圓周凹槽302在徑向方向上之寬度可介於100微米與500微米之間。圓周凹槽302之深度可近似等於通道301之深度。圓周凹槽302用以使可進入基板W下方之液體圍繞基板固持器WT之圓周而分佈。因為在基板W下方獲得之液體之源為局域化的及間斷的，所以圓周凹槽302輔助液體圍繞基板固持器WT之周邊區分佈使得較大數目個徑向通道301可將液體向外導向。
圖12及圖13描繪根據本發明之一實施例之另一液體控制結構400。液體控制結構400包含一系列交替的液體控制區401、402。液體控制區401、402屬於兩個類型：第一液體控制區401與浸潤液體10成相對低接觸角(高 表面能)，而第二液體控制區402與浸潤液體10成相對高接觸角(低表面能)。因此，液體控制結構400具有高接觸角及低接觸角之交替條紋。
如圖12及圖13中所描繪，降落於液體控制結構400上之液滴將自身以小滴之形式配置為限制至第一液體控制區401(低接觸角)。圖14及圖15中動態地展示此情形。圖14展示最初降至與第一液體控制區401接觸之表面上時的浸潤液體10之小滴，且圖15展示浸潤液體10之小滴如何散佈至具有低接觸角之第一液體控制區401上且沿著具有低接觸角之第一液體控制區401而散佈。若流動至液體控制結構400上之液體之量較大，則小滴可聚結至連續狹長區中，但液體將偏好沿著第一液體控制區401而流動，而非橫越液體控制結構400而散佈。因此，液體控制結構400操作以阻礙橫越液體控制結構400之液體流動。若液體之體積更高，則第一液體控制區401可用以牽制前進彎液面，且藉此阻礙橫越液體控制結構400之液體流動。
圖16描繪基板固持器WT之部分上之液體控制結構400。低接觸角及高接觸角之交替條紋經配置為基板固持器WT之主體上部表面22之周邊區中的同心環。在此組態中，液體控制結構400禁止液體朝向基板固持器WT之中心流動。然而，液體控制結構400並不阻礙氣體橫越周邊區流動，且因此，並不延遲基板W待卸載所處之中心區中的負壓之釋放。
具有相對低接觸角之第一液體控制區401及具有相對高接觸角之第二液體控制區402可藉由各種方式而形成，該等方式包括現有表面之化學或機械處理，或藉由不同額外材料之沈積。具有低接觸角(高表面能)之區在徑向方向上之寬度可在50微米至1毫米之範圍內。具有高接觸角(低表面能)之區在徑向方向上之寬度可在50微米至1毫米之範圍內。
圖17以橫截面描繪根據本發明之另一實施例的基板固持器WT之一部 分。圖17之基板固持器WT具有液體控制結構400，該液體控制結構400包含提供於邊緣密封隆脊85b外部之周邊區中的複數個圓周凹槽410。圓周凹槽410為同心的。圓周凹槽410以與具有相對低接觸角之第一液體控制區401相似之方式起作用以促使液體在圓周方向上流動，但妨礙液體自基板固持器WT徑向地向內流動。圓周凹槽410可充當彎液面牽制特徵。
應瞭解，上文所描述之不同液體控制結構可結合協同效應而使用。詳言之，使用液體控制結構(諸如參考圖16或圖17所描述之液體控制結構)連同定位成徑向向外的諸如參考圖7至圖9或圖11所描述之液體控制結構具有特定優點。內部液體控制結構阻礙液體朝向基板固持器WT之內部流動，而外部液體控制結構促進液體朝向基板固持器WT之外部流動。
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具有其他應用，諸如製造整合式光學系統、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一般之術語「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。在適用情況下，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理多於一次，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已經含有一個或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，具有為或約436奈米、405奈米、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包括折射及反射光學組件的各種類型之光學組件中之任一者或組合。
儘管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。
本文中所描述之任何控制器可在一或多個電腦程式由位於微影裝置之至少一個組件內之一或多個電腦處理器讀取時各自或組合地可操作。控制器可各自或組合地具有用於接收、處理及發送信號之任何合適組態。一或多個處理器經組態以與控制器中之至少一者通信。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的電腦程式之一或多個處理器。控制器可包括用於儲存此等電腦程式之資料儲存媒體，及/或用以收納此等媒體之硬體。因此，該(等)控制器可根據一或多個電腦程式之機器可讀指令而操作。
本發明之一或多個實施例可應用於任何浸潤微影裝置，尤其但非獨占式地為上文所提及之彼等類型，且無論浸潤液體係以浴之形式被提供、僅提供於基板之局域化表面區域上，抑或非受限制。在一非受限制配置中，浸潤液體可遍及基板及/或基板台之表面而流動，使得基板台及/或基板之實質上整個未覆蓋表面濕潤。在此非受限制浸潤系統中，液體供應系統可不限制浸潤液體或其可提供一定比例的浸潤液體限制，但不提供浸潤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。在某些實施例中，液體供應系統可為將浸潤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組合。該液體供應系統可包含一或多個結構、一或多個流體 開口(包括一或多個液體開口、一或多個氣體開口或用於二相流之一或多個開口)之組合。該等開口可各自為到達浸潤空間中之入口(或自流體處置結構之出口)或離開浸潤空間之出口(或至流體處置結構中之入口)。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一或多個元件以控制浸潤液體之位置、量、品質、形狀、流動速率或任何其他特徵。
以上描述意欲為說明性的，而非限制性的。因此，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。
20‧‧‧瘤節
21‧‧‧主體
22‧‧‧主體上部表面
22a‧‧‧周邊區
60‧‧‧基板支撐裝置
62‧‧‧覆蓋環
81‧‧‧第一抽取開口
82‧‧‧第二抽取開口
85‧‧‧邊緣密封件
85a‧‧‧邊緣密封件/邊緣密封隆脊
85b‧‧‧邊緣密封件/邊緣密封隆脊
200‧‧‧液體控制結構
204‧‧‧間隙
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台/基板固持器

Claims (15)

  1. 一種用於一微影裝置中且經組態以支撐一基板之基板固持器(substrate holder)，該基板固持器包含：一主體(main body)，其具有一主體表面；複數個瘤節(burls)，其自該主體表面突出(projecting)以支撐該基板成與該主體表面隔開；及一液體控制結構(liquid control structure)，其提供於該主體表面之一周邊區(peripheral region)中且經組態以致使液體優先(preferentially)朝向該主體表面之該周邊流動。
  2. 如請求項1之基板固持器，其中該液體控制結構包含自該周邊區之一內部側延伸至該周邊區之一外部側的複數個通道。
  3. 如請求項2之基板固持器，其中該液體控制結構進一步包含自該等通道之側壁突出且朝向該周邊區之該內部側成角度的複數個鰭片。
  4. 如請求項2之基板固持器，其中該複數個通道之寬度朝向該周邊區之該外部側縮減。
  5. 如請求項2至4中任一項之基板固持器，其中該複數個通道之深度朝向該周邊區之該外部側增加。
  6. 如請求項1至4中任一項之基板固持器，其中該液體控制結構產生毛細管力以致使液體優先朝向該主體表面之該周邊流動。
  7. 如請求項1至4中任一項之基板固持器，其中該液體控制結構進一步包含沿著該周邊區之該內部側延伸之一凹槽。
  8. 一種用於一微影裝置中且經組態以支撐一基板之基板固持器，該基板固持器包含：一主體，其具有一主體表面；複數個瘤節，其自該主體表面突出以支撐該基板成與該主體表面隔開；及一液體控制結構，其提供於該主體表面之一周邊區中且經組態以阻礙液體橫越該周邊區朝向該主體表面之中心移動，但不阻礙(hinder)氣體橫越(across)該周邊區移動。
  9. 如請求項8之基板固持器，其中該液體控制結構包含與一液體成一第一接觸角之複數個第一區，及與該液體成不同於該第一接觸角之一第二接觸角之複數個第二區，該第一區及該第二區平行於該基板固持器之周邊而延伸且在徑向方向上交替。
  10. 如請求項8之基板固持器，其中該液體控制結構包含平行於該基板固持器之該周邊而延伸之複數個凹槽。
  11. 如請求項8至10中任一項之基板固持器，其中該液體控制結構提供於黏附至該主體表面之一液體控制部件上。
  12. 如請求項8至10中任一項之基板固持器，其中該液體控制結構圍繞該主體表面之實質上該整個周邊而延伸。
  13. 如請求項8至10中任一項之基板固持器，其中該液體控制結構之該內部側在該基板由該基板固持器支撐時位於由該基板覆蓋的該主體表面之一區域內。
  14. 一種用於將一影像投影(projecting)至一基板上之微影裝置，該微影裝置包含：一如請求項1至13中任一項之基板固持器；及一夾具系統(clamp system)，其用於將一基板夾持至該基板固持器。
  15. 一種使用一微影裝置來製造(manufacturing)器件之方法，該微影裝置具有一如請求項1至13中任一項之基板固持器，及用於將一基板夾持至該基板固持器之一夾具系統，該方法包含：將該基板裝載(loading)至該基板固持器上；嚙合(engaging)該夾具系統；將一圖案曝光(releasing)至該基板上；釋放(releasing)該夾具系統；及使該基板起離(lifting off)該基板固持器。
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