[发明专利]光刻设备和器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光刻设备、一种液体限制系统以及一种器件制造方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，同以将光刻设备用在集成电路(ICs)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓的步进机，在步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；和所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。

在欧洲专利申请出版物EP1420300和美国专利申请出版物US2004-0136494中，公开了一种双台或两个台式浸没光刻设备的方案，这里通过参考全文并入。这样的设备设置有至少一个台，在一个实施例中设置有两个台，用于支撑衬底。在一个实施例中，在第一位置在没有浸没液体的情况下用一个台执行调平测量，并且在第二位置在存在浸没液体的情况下用一个台执行曝光。在另一实施例中，设备具有仅一个台。

在浸没光刻设备中衬底曝光之后，衬底台从其曝光位置移动至衬底可以被移除并用不同的衬底替换的位置。这就是已知的衬底交换。在具有两个台的光刻设备中，例如ASML的“双扫光刻设备，在投影系统下面进行衬底台的交换。

已经提出将光刻投影设备中的衬底浸入到具有相对高折射率的液体(例如水)中，以便充满投影系统的最终元件和衬底之间的空间。在一实施例中，液体是蒸馏水，但是可以使用其他液体。本发明的实施例将参考液体进行描述。然而，其它流体也可能是适合的，尤其是润湿性流体、不能压缩的流体和/或具有比空气折射率高的折射率的流体，期望是具有比水的折射率高的折射率。除气体以外的流体是尤其希望的。这样能够实现更小特征的成像，因为在液体中曝光辐射将会具有更短的波长。(液体的影响也可以被看成提高系统的有效数值孔径(NA)，并且也增加焦深)。还提出了其他浸没液体，包括其中悬浮有固体颗粒(例如石英)的水，或具有纳米悬浮颗粒(例如具有最大尺寸达10nm的颗粒)的液体。这种悬浮的颗粒可以具有或不具有与它们悬浮所在的液体相似或相同的折射率。其他可能合适的液体包括烃，例如芳香烃、氟化烃和/或水溶液。

将衬底或衬底与衬底台浸入液体浴器(参见，例如美国专利No.US4,509,852)是一种浸没系统布置的形式。这种布置需要在扫描曝光过程中加速很大体积的液体。这需要额外的或更大功率的电动机，而液体中的湍流可能会导致不希望的或不能预期的效果。

提出来的解决方法之一是液体供给系统，用以通过使用液体限制系统将液体仅提供到衬底的局部区域并且在投影系统的最终元件和衬底之间(通常衬底具有比投影系统的最终元件更大的表面积)。提出来的一种用于设置上述解决方案的方法在公开号为WO99/49504的PCT专利中请出版物中公开了。这种类型的布置可以称为局部浸没系统布置。

PCT专利申请公开出版物WO 2005/064405公开了另一种类型的光刻系统布置，称为全浸湿布置，其中浸没液体是不受限制的。在这种系统中，衬底的整个顶部表面覆盖在液体中。这可以是有利的，因为衬底的整个顶部表面在基本上相同的条件下进行曝光。这对于衬底的温度控制和处理是有利的。在WO 2005/064405中，液体供给系统提供液体到投影系统的最终元件和衬底之间的间隙。液体被允许泄露到衬底的其他部分。衬底台的边缘处的液体控制器，例如阻挡件，防止液体溢出，使得液体可以从衬底台的顶部表面上以受控制的方式去除。虽然这样的系统改善了衬底的温度控制和处理，但仍然可能发生浸没液体的蒸发。帮助缓解这个问题的一种方法在美国专利申请公开出版物No.US2006/0119809中有记载。设置一种构件覆盖衬底W的所有位置，并且配置成使浸没液体在所述构件和衬底和/或保持衬底的衬底台的顶部表面之间延伸。