[发明专利]光刻设备及器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光刻设备以及用于制造器件的方法

背景技术

光刻设备是将所希望的图形应用到衬底上的机器，通常应用到衬底的目标部分上。光刻设备可以用在例如集成电路(IC)的制造中。在那种情况下，可使用可选地称为掩模或标线的构图装置来产生将要形成在IC的单独层上的电路图形。可以将该图形转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括部分、一个或若干管芯)上。转印图形一般是通过在提供于衬底上的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上成像。通常，单一衬底将包含被连续图形化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进机和所谓的扫描仪，在步进机中每个目标部分都通过将整个图形一次曝光到目标部分上来照射，在扫描仪中每个目标部分都通过在给定方向(“扫描”-方向)上通过辐射束扫描该图形来照射，同时平行或反平行于该方向同步地扫描衬底。还能够通过将图形压印到衬底上来将图形从构图装置转印到衬底。

已经提出将光刻设备中的衬底浸没在具有相对高的折射率的液体例如水中，以填充在投影系统的最终元件和衬底之间的空间。由于曝光辐射在液体中具有更短的波长，这一点使更小特征的成像成为可能。(液体的效果还可视作增加系统的有效NA，也增加聚焦的深度。)已经提出了其它浸没液体，包括具有悬浮在其中的固体颗粒(例如石英)的水。

然而，在液体池中浸没衬底或衬底和衬底台(例如，参见美国专利US4509852以其全部内容包含在此作为参考)意味着有大量液体必须在扫描曝光期间被加速。这要求额外或更大功率的电动机，并且液体中的湍流将导致不期望和不可预测的后果。

提出的一个解决方案是液体供应系统使用液体限制系统以仅在衬底的局部区域和在投影系统的最终元件和衬底之间提供液体(衬底通常具有比投影系统的最终元件更大的表面区域)。用于为此布置而提出的一种方法公开于PCT专利申请公开WO99/49504中，其全部内容包含在此作为参考。如图2和3所示出的，优选沿着衬底相对于最终元件运动的方向通过至少一个入口IN将液体供应到衬底上，并且在投影系统下通过后通过至少一个出口OUT移出。也就是，由于在-X方向的元件之下扫描衬底，因此液体被供应在元件的+X侧，并在-X侧被吸收。图2示出液体通过入口IN供应并在元件的另一侧通过连接到低压源的出口OUT被吸收的示意性布置。在图2所示中，液体沿着衬底相对于最终元件的运动方向供应，尽管这并不是必需的。各种围绕最终元件定位的入口和出口的定向和数量是可能的，一个实例在图3中示出，其中以围绕最终元件的规则图形提供在任一侧的四组入口和出口。

另一个具有局部液体供应系统的浸没光刻解决方案示于图4中。液体通过位于投影系统PL任一侧的两个凹槽入口IN供应，并通过沿入口IN径向向外设置的多个分离出口OUT移除。入口IN和出口OUT可以配置在中心有孔的板上，并通过该孔投射投影光束。液体通过在投影系统PL一侧的一个凹槽入口IN供应，并通过在投影系统PL另一侧的多个分离出口OUT移除，引起液体薄膜在投影系统PL和衬底W之间流动。选择使用入口IN和出口OUT的哪种组合可以取决于衬底W的运动方向(此时入口IN和出口OUT的其他结合是无效的)。

已经提出的另一解决方案是提供具有阻挡部件的液体供应系统，该阻挡部件沿着投影系统的最终元件和衬底台之间空间边界的至少一部分延伸，如图5所示。该阻挡部件相对于XY平面的投影系统基本静止，尽管在Z方向(光轴的方向)可以有一些相对运动。在阻挡部件和衬底表面之间形成密封。在实施例中，该密封是无接触密封例如气体密封。这种具有气体密封的系统公开于US专利申请公开号US2004-0207824，其全部内容包含在此作为参考。

在欧洲专利申请公开号EP1420300和美国专利申请公开号US2004-0136494中，每一篇它们的全部内容包含在此引作参考，公开了双级或两级浸没光刻设备的构想。这种设备配置有两个用于支撑衬底的台。在第一位置用一个台执行调平测量，此时无浸没液体，并且在第二位置用一个台执行曝光，其中存在浸没液体。可选择地，该设备在曝光和测量位置之间仅有一个台是可移动的。

浸没光刻的一个问题是在浸没夜体中存在气泡。如果投影束的路径通过含有气泡的浸没夜体区域，则可以有害地影响投射在衬底上的构图图像的质量。

气泡可以存在于浸没液体中有几个原因。例如，第一个原因是当用液体填充浸没空间时，并非所有气体被液体所替代。