CN101446774B - 衬底及其制备方法、器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于光刻的衬底的制备方法、衬底、器件制造方法、密封涂层涂敷器以及密封涂料测量设备。用于光刻投影设备中的衬底包括密封涂层，其覆盖衬底上的两层之间或衬底和层之间的第一界面的至少一部分，且未延伸到衬底的中心部。

Description

衬底及其制备方法、器件制造方法
技术领域
本发明涉及一种光刻用衬底的制备方法、一种衬底、一种器件制造方法，一种密封涂层涂敷器和一种密封涂层测量设备。 
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，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版(reticle)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。可以将该图案成像到衬底(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：所谓步进机，在所述步进机中，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；以及所谓扫描器，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)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。 
曾有提议将光刻投影设备中的衬底浸没到具有相对高的折射率的液体中(例如水)，这样在投影系统的最终元件和衬底之间的空隙上填充液体。在一个实施例中，所述液体是蒸馏水，也可以采用其他液体。本发明的实施例基于液体来描述。然而，别的液体也是合适的，尤其是浸湿液体、不能压缩的液体和/或具有比空气更高折射率的液体，优选折射率高于水。排除气体以外的流体尤其是希望使用的。这种方法的关键在于能够对更小特征成像，因为曝光辐射在液体中具有更短的波长。(液体的 效果也可以认为是提高系统的有效数值孔径(NA)同时增加了焦深。)其他的浸没液体也有提到，包括含有悬浮的固体颗粒(例如石英)的水或具有纳米颗粒悬浮物(颗粒最大尺寸达到10nm)的液体。这种悬浮颗粒可以具有或可以不具有与它们悬浮其中的液体相似或相同的折射率。可能适合的其他液体包括碳氢化合物(诸如芳香族化合物)、含氢碳氟化合物和/或水溶液。 
然而，将衬底或衬底与衬底台浸入液体溶池(参见，例如美国专利US4,509,852)意味着在扫描曝光过程中需要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。 
在浸没设备中，浸没流体通过流体处理系统、结构或设备来进行处理。在一个实施例中，流体处理系统可以提供浸没流体并因此成为流体提供系统。在一个实施例中，流体处理系统可以至少部分地限制浸没流体并因此成为流体限制系统。在一个实施例中，流体处理系统可以为浸没流体提供挡板并因此成为挡板构件，例如流体限制结构。在一个实施例中，流体处理系统可以生成或使用气流，例如来帮助控制浸没流体的流动和/或位置。该气流可以形成密封，来限制浸没流体，所以流体处理结构可以称作密封构件；此密封构件可以是流体限制结构。在一个实施例中，浸没液体用作浸没流体。在这种情况下，流体处理系统可以是液体处理系统。根据前述内容，此段涉及的关于流体定义的特征可以理解为包括关于液体定义的特征。 
提出来的解决方法之一是液体供给系统通过使用液体限制系统或结构只将液体提供在衬底的局部区域上(通常衬底具有比投影系统的最终元件更大的表面积)且在投影系统的最终元件和衬底之间。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专利申请中公开了。如图2和图3所示，液体优选地沿着衬底相对于最终元件移动的方向，通过至少一个入口IN供给到衬底上，并在已经通过投影系统PL下面后，液体通过至少一个出口OUT去除。也就是说，当衬底在所述元件下沿着-X方向扫描时，液体在元件的+X一侧供给并且在-X一侧去除。图2是所述配置的示意图，其中液体通过入口IN供给，并在 元件的另一侧通过出口OUT去除，所述出口OUT与低压力源相连。在图2中，虽然液体沿着衬底相对于最终元件的移动方向供给，但这并不是必须的。可以在最终元件周围设置各种方向和数目的入口和出口，图3示出了一个实施例，其中在最终元件的周围在每侧上以规则的图案设置了四个入口IN和出口OUT。 
在图4中示出了另一个采用液体局部供给系统的浸没光刻方案。液体由位于投影系统PL每一侧上的两个槽状入口IN供给，由设置在入口IN沿径向向外的位置上的多个离散的出口OUT去除。所述入口IN和出口OUT可以设置在板上，所述板在其中心有孔，投影束通过该孔投影。液体由位于投影系统PS的一侧上的一个槽状入口IN提供，由位于投影系统PL的另一侧上的多个离散的出口OUT去除，这引起投影系统PS和衬底W之间的液体薄膜流。选择使用哪组入口IN和出口OUT组合可能依赖于衬底W的移动方向(另外的入口IN和出口OUT组合是不被激活的)。 
另一种已经提出的具有液体局部供给系统的浸没光刻方案是提供具有液体限制结构的液体供给系统，所述液体限制结构沿着投影系统的最终元件和衬底台之间的空隙的至少一部分边界延伸。图5中示出了这种方案。液体限制结构在XY平面中相对于投影系统PL实际上是静止的，虽然在Z方向(光轴方向)上可能有稍许的相对移动。在一个实施例中，密封形成在液体限制结构和衬底W的表面之间，且可以是例如气封等不接触的密封。 
液体限制结构12在投影系统PL的最终元件和衬底W之间的空隙11中至少部分地包含液体。对于衬底W的不接触密封，例如气封16，可以形成在投影系统PL的像场周围，以便把液体限制在衬底表面和投影系统PL的最终元件之间的空隙11中。空隙11至少部分地通过液体限制结构12来形成，液体限制结构12围绕投影系统PL的最终元件并位于它的下面。液体通过液体入口13被带进投影系统PL下的空隙11中并且在液体限制结构12内，并可以通过液体出口13移除。液体限制结构12可以在投影系统PL的最终元件的上面一点延伸，且液面升到最终元件之上，以便提供液体缓冲。在一个实施例中，液体限制结构12在其上端具有与投 影系统PL或投影系统PL的最终元件的形状紧密地相符的内周，并可以例如是圆形。在底端，内周与像场的形状紧密地相符，例如是矩形的，虽然在本案中不是必须的。 
通过气封16将液体包含在空隙11中，在使用期间，气封16形成在液体限制结构12的底部和衬底W的表面之间。气封16由气体形成，例如空气或合成空气，但是在一个实施例中，由N2或另一种惰性气体形成，其中在压力下通过入口15将气体供给到液体限制结构12和衬底W之间的间隙，且通过出口14排出。气体入口15上的过压、出口14上的真空等级以及间隙的几何形状设置成使得具有限制液体的向内的高速气流。那些入口/出口可以是环形的凹槽，其围绕空隙11，且气流有效地将液体包含在空隙11中。这种系统公开在美国专利申请公开出版物No.US2004-0207824中。 
在欧洲专利申请公开出版物No.1420300和美国专利申请公开出版物No.2004-0136494中，公开了一种成对的或双台浸没光刻设备的方案。这种设备具有两个台用以支撑衬底。在第一位置以台进行水平测量，但没有浸没液体。在第二位置以台进行曝光，其中设置浸没液体。可选的是，设备仅具有一个台。 
浸没液体和/或部件(诸如浸没光刻设备中的衬底台或液体供给装置等)的污染物是一个突出的问题。这种污染的任何源头应当被最小化或降低。 
发明内容
例如希望降低浸没液体和光刻设备的一个或多个部件受到污染的风险。 
根据本发明的一个方面，提供一种用于光刻投影设备中的衬底。该衬底包括密封涂层，其覆盖衬底上的两层之间或衬底和层之间的第一界面的至少一部分，且未延伸到衬底的中心部。 
根据本发明的一个方面，提供一种用于光刻的衬底的制备方法。该方法包括在衬底上施加一个或多个层，且施加密封涂层来覆盖衬底上的两层之间或衬底和层之间的界面的至少一部分，而不延伸到衬底的中心 部。 
根据本发明的一个方面，提供一种器件制造方法。该方法包括施加密封涂层来覆盖衬底上的两层之间或衬底和层之间的界面的至少一部分，而不延伸到衬底的中心部。该方法还包括将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上。 
根据本发明的一个方面，提供一种用于光刻投影设备中的衬底。该衬底包括密封涂层，其覆盖衬底和层之间的界面的至少一部分。该密封涂层延伸到衬底的边缘。该密封涂层可以包括抗蚀剂。 
根据本发明的一个方面，提供一种用于光刻的衬底的制备方法。该方法可以包括在衬底上施加层。该方法可以包括施加密封涂层来覆盖衬底和该层之间的界面的至少一部分，该密封涂层延伸到该衬底的边缘。 
根据本发明的一个方面，提供一种器件制造方法。该器件制造方法可以包括施加密封涂层来覆盖该衬底和层之间的界面的至少一部分，该密封涂层延伸到该衬底的边缘。图案化的辐射束可以投影到该衬底的目标部分上。 
根据本发明的一个方面，提供密封涂层涂敷器来施加密封涂层，以覆盖衬底和该衬底上的层之间的界面的至少一部分，以便该密封涂层延伸到该衬底的边缘，该密封涂层涂敷器包括：喷头，用于分配不连续的流体流，以形成该密封涂层；以及衬底操纵装置，用于移动该衬底。 
根据本发明的一个方面，提供一种密封涂层测量设备，用于检测衬底的密封涂层的存在和/或衬底的密封涂层中的缺陷，该密封涂层测量设备包括：检测器，其检测由密封涂层反射的辐射；以及衬底操纵装置，用于移动该衬底。 
附图说明
现在将参考附图，仅以实例的方式描述本发明的实施例，附图中相应的附图标记表示相应的部分，且其中： 
图1示出根据本发明的实施例的光刻设备； 
图2示出用于光刻投影设备中的液体供给系统； 
图3示出用于光刻投影设备中的液体供给系统； 
图4示出用于光刻投影设备中的液体供给系统； 
图5示出另一液体供给系统； 
图6示出其上具有三个涂层的衬底的截面视图；以及 
图7示出根据本发明的实施例的衬底的截面视图； 
图8示出根据本发明的实施例的衬底的截面视图； 
图9示出根据本发明的实施例的衬底的截面视图； 
图10示出根据本发明的实施例的衬底的截面视图； 
图11示出根据本发明的实施例的衬底的截面视图； 
图12示出根据本发明的实施例的衬底的截面视图； 
图13示出根据本发明的实施例的衬底的截面视图； 
图14示出根据本发明的实施例的衬底的截面视图； 
图15示出根据本发明的实施例的衬底的截面视图； 
图16示出根据本发明的实施例的衬底的截面视图； 
图17示出根据本发明的实施例的密封涂层涂敷器和密封涂层测量设备的截面视图；以及 
图18示出根据本发明的实施例的密封涂层涂敷器和密封涂层测量设备的截面视图。 
具体实施方式
图1示意地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括： 
照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或深紫外(DUV)辐射)； 
支撑结构(例如掩模台)MT，配置用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连； 
衬底台(例如晶片台)WT，配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；以及 
投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统PS配置用 于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。 
照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。 
支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的取向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置MA是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其他夹持技术保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置MA位于所需的位置上(例如相对于投影系统PS)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。 
这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底W的目标部分C上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底W的目标部分C上所需的图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分C上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。 
图案形成装置MA可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，可以独立地倾斜每一个小反射镜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。 
应该将这里使用的术语“投影系统”广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对 于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的任何术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。 
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。 
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的图案形成装置台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台和/或支撑结构，或可以在将一个或更多个其它台和/或支撑结构用于曝光的同时，在一个或更多个台和/或支撑结构上执行预备步骤。 
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源SO和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源SO为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO考虑成光刻设备的组成部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其他情况下，所述源SO可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源SO是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。 
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AM。通常，可以对所述照射器IL的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器IL用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。 
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置MA来形成图案。已经穿过图案形成装置MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C 定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于将图案形成装置MA相对于所述辐射束B的路径精确地定位。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分C，但是他们可以位于目标部分C之间的空间(这些公知为划线对齐标记)上。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置MA上的情况下，所述图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。 
可以将所述设备用于以下模式的至少一种： 
1.在步进模式中，在将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上的同时，将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。 
2.在扫描模式中，在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一的动态曝光中的所述目标部分C的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描移动的长度确定了所述目标部分C的高度(沿所述扫描方向)。 
3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构MT保持为基本静止状态，并且在将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上的同时，对所述衬底台WT进行移动或扫描。在这种模式中，通 常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻中。 
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。 
在浸没光刻期间，液体与衬底顶表面上的涂层接触。一个潜在的问题是：液体会在多个层之间或在衬底和层之间蔓延。这会致使层的剥落。这会导致浸没液体的污染。这种剥落会致使对于衬底和/或浸没设备的部件的成像误差和/或损坏。层边缘的剥落也会导致衬底蚀刻的难度。 
底部抗反射涂层(BARC)典型地具有在硅衬底上的优良粘附性。如果抗蚀剂层(即，辐射敏感层)或外涂层在BARC层上，则典型地存在良好的粘附性。不幸的是，在处理期间，外涂层和/或抗蚀剂层有时会在衬底上的BARC层上延伸。这个问题可以通过使用前检查各个衬底的边缘并排除检测到具有前述问题的衬底来减轻。 
图6示出衬底的边缘，其中抗蚀剂和外涂层都未覆盖BARC层的边缘。 
图6中，BARC层100首先覆盖在衬底W上。BARC层100具有延伸靠近衬底边缘的边缘。衬底边缘和BARC层边缘之间的间隙可以小于1.0mm，例如大约0.5mm。衬底可以是圆形的。这有助于不同层的旋涂。 
BARC层100顶部上形成有抗蚀剂层102。抗蚀剂层102具有边缘，其位于从BARC层100的边缘径向向内的位置处。在该图示性实施例中，抗蚀剂层的边缘离衬底的边缘大约是2.2mm。抗蚀剂层的顶部是外涂层104。这个层在抗蚀剂层102沉积之后涂敷。如所示的那样，外涂层104覆盖整个抗蚀剂层102和抗蚀剂层102的边缘，以便部分外涂层104沉积在BARC层100的顶部上。外涂层104的边缘径向地位于BARC层100的边缘和抗蚀剂层102的边缘之间，且离衬底W的边缘例如是约1.4mm。也可采用其他设置。在一个实施例中，外涂层和抗蚀剂没有位于衬底上，且到衬底边缘的间隙小(尽可能小)。任意或全部边珠清除(edge beadremoval，EBR)方法可以应用于本发明的实施例中。 
本发明的实施例无需具有图6中描述的设置。在本发明的实施例中， 参考图7，使用密封涂层106。该密封涂层106覆盖衬底W上的两层100、102、104之间或衬底W和层100、102、104之间的界面的至少一部分。界面是限定以下位置的线：即，在所述位置处一层转换到另一层。密封涂层没有延伸到衬底的中心部(即，器件被成像的位置)。因此，密封涂层106是环形的，且仅覆盖施加到衬底W的层100、102、104的边缘。该外涂层、抗蚀剂和BARC层延伸到衬底的中心部。例如，密封涂层可以仅达到几个mm宽。例如，密封涂层的宽度可以是在0.0和10mm之间，希望是0.0-2mm。即，密封涂层仅存在于衬底的边缘部分中。存在密封涂层的衬底的边缘部分的宽度可以仅为衬底W的宽度(例如直径)的约1-5％。希望密封涂层对来自光束B的辐射是透明的。在密封涂层较宽的情况下，这是尤其需要的。 
在一个实施例中，密封涂层106可以覆盖不同层之间和衬底与层之间的所有界面。这在图7中阐述。然而，即使密封涂层106仅仅覆盖一个界面，密封涂层106的应用也是有益的。这个实例示出在图9和10中。 
密封涂层的截面形状无关紧要。例如，其形状可以是图7中示出的那样或图8中示出的那样，或其可以与上述两图中示出的形状不同。密封涂层可以或没有延伸到衬底W的边缘。密封涂层可以或没有覆盖衬底W的边缘表面的至少一部分。密封涂层106可以使衬底W的边缘截面部分平滑，这可有助于促进浸没光刻中衬底W边缘上液体的流动。以这种方式促进液体的流动可以降低层之间和/或衬底和层之间以及密封涂层和衬底或层之间的界面上的液体的力。这有助于避免上述剥落。 
根据本发明的实施例的衬底还可以用于非浸没光刻中(即，干光刻)。 
希望密封涂层的材料具有与衬底材料、BARC材料、外涂层材料、抗蚀剂材料中的至少一种材料之间的良好的粘附性。希望密封涂层的材料对浸没液体是惰性的(其通常是纯净水但也可以是另一种流体)。希望密封涂层的材料与硅之间具有良好的粘附性。希望密封涂层的材料抗UV辐射。希望密封涂层的材料可以从其粘附的衬底和层的材料上有选择性地被移除。密封涂层的材料可以通过与用于化学EBR中分配溶剂所用的喷嘴相同的喷嘴来施加。 
例如，密封涂层可以由例如保形涂层(基于丙烯酸或硅化物)、已被 改变(例如为了提高粘附性)的外涂层或抗蚀剂、或底层涂料组成。通常用于汽车、航空航天或家用产品领域的材料类型是适用的。除底层涂料之外，所列出的材料都是疏液的，底层涂料是疏水的。以这种材料制成的密封涂层上的液体将具有50到90度范围内的后退接触角，希望大于70或80度且更希望在80到85度之间。前进接触角是在80到110度的范围内，希望90到100度且更希望95度左右。在浸没光刻设备中，在常态操作温度和压力下定义这些接触角，其通常是20摄氏度。 
图6的层可以以下方式施加。首先，BARC层施加到衬底W。其可以通过例如旋涂来实现。接着可选的是化学EBR。接着是衬底的背面冲洗(可选地利用溶剂)(即，没有被BARC层覆盖的衬底的一面被清洗)。接着，将该衬底置于加热板上。这之后，将衬底置于冷却板上。接着，涂敷抗蚀剂层102，接着是以上所述的化学EBR、背面冲洗、加热板和冷却板。最后，施加外涂层104，接着是化学EBR、背面冲洗、加热板和冷却板。外涂层104可以施加到湿抗蚀剂层102。在这种情况下，固化之后，两个涂层可以形成一个层。 
在一个实施例中，在施加外涂层104和化学EBR之后，在背面冲洗、加热板和冷却板之前施加密封涂层106。但是，另一方法也是适合的。例如，可以在正常工艺的最后施加密封涂层。如果密封涂层仅施加在衬底和BARC100之间的界面上，则可以在跟随BARC涂敷的化学EBR之后或在抗蚀剂涂敷之前实现。如上文所述，密封涂层可通过与化学EBR期间涂敷溶剂所用的喷嘴相同的喷嘴来涂敷。 
例如，通过与化学EBR期间涂敷溶剂所用的喷嘴相同的喷嘴涂敷密封涂层106有困难。即，由于衬底的高旋涂速度，会发生喷溅。喷溅会导致浪费大量的材料，从而导致较低产量。 
另一涂敷密封涂层106的方式是使用喷射技术。在喷射技术中，旋转衬底W，且喷头分配小液滴使其落在衬底W的边缘上，且因此在干燥或固化时，形成所述密封涂层106。在一个实施例中，材料从移动喷头分配器飘散喷射。因此，密封涂层106通过非连续流体流涂敷。这例如与在基于连续流的化学EBR期间、通过与涂敷溶剂所用的喷嘴相同的喷嘴进行涂敷的方式形成对比。在一个实施例中，喷头施加方式可以与基于 喷墨打印机原理的计算机打印机相似，虽然这在本案中并不是必须的。利用喷射的衬底W以低于化学EBR中所使用的速度的较低速度移动，例如，在较低旋涂速度下旋转。因此降低了喷溅的风险。喷射还允许对工艺的更好的控制，且可以应用与如上所述的用于密封涂层106的相同材料。 
可以使用任何类型的喷嘴。例如，一个或多个压电或机械喷头是合适的。液滴尺寸在150μm和400μm之间是适当的，希望在200μm和300μm之间。可以以每1/2到5秒进行一次循环的方式来旋涂衬底，希望是两秒。典型地，喷头每小时产生50000-200000个液滴。该设备可以设有传感器，以检测液滴是否被恰当地施加。来自这个传感器的反馈可以供给到控制器，控制器可以控制衬底W的速度(例如，旋涂速度)或据此的喷头的工艺参数。该传感器可以包括光学检测器，例如视频相机。以下所描述的图17和18就示出了这种系统。 
其他施加密封涂层106的方式可为刷涂、具有连续喷头的针分配等等。然而，因为下述(或其他)的一个或多个原因，喷射技术是有利的。喷头可以以这种方式设置(以一定角度)：即，来自喷头的材料不能够到达衬底W的下表面。这一点对于针分配的方式来说是很难实现的。与衬底W之间的不直接接触是必须的，这能够降低交叉污染的风险，交叉污染是密封涂层106的刷涂应用造成的一个问题。喷射技术使用少量的材料，使得可以通过最小量材料的使用而实现一定的效率。因为使用少量的材料和对工艺的良好控制，所以不必包括衬底W的背面清洗步骤。这进一步节省了时间和材料。喷射技术具有高精确度。而且，衬底W通常在其外周中具有凹口，以有助于衬底的预对准。凹口周围的区域难以用其他技术涂覆。然而，借助于喷射可以容易地实现，因为其具有良好的控制性。 
图8-12示出了根据本发明的一些方面的密封涂层106的实施例。其他几何形状也是可能的，特别是有关密封涂层106的形状。图11示出一个可选例，其中不存在外涂层104。抗蚀剂102可以是无外涂层抗蚀剂。不应当将本发明看作局限于衬底W上的层100、102、104的类型或数量，或看作局限于衬底W的边缘的细节。例如，本发明的一个实施例可以具 有不总是在抗蚀剂102上延伸的外涂层104。在该实例中，密封涂层106可以位于外涂层104和抗蚀剂102之间的界面处，以及或可替换地位于抗蚀剂102和BARC层100之间和/或BARC层100和衬底W之间的界面上。在一个实施例中，可以不存在BARC层100。而且，各种层的边缘的设置可以围绕衬底W的边缘变化。在本发明的一个实施例中，不是非要让外涂层和抗蚀剂位于BARC上或使外涂层在抗蚀剂上延伸。这是因为密封涂层足够坚固且具有足够优良的附着力，即使抗蚀剂和外涂层没有粘附到BARC，密封涂层也可以防止抗蚀剂或外涂层的边缘剥落。 
密封涂层106可以位于以下任意两个元件之间的界面之上：BARC/衬底；抗蚀剂/衬底；外涂层/衬底；BARC/抗蚀剂；BARC/外涂层；和抗蚀剂/外涂层。这个列表是非穷举的且不应理解为仅限于此。 
图7示出了一个实施例，其中外涂层104的边缘延伸超过抗蚀剂层102的边缘，以便外涂层位于BARC层100上。然而，外涂层104没有延伸超过BARC层100的边缘。在这个实施例中，密封涂层106存在于衬底W的边缘处。密封涂层106覆盖BARC层100和衬底W之间的界面。密封涂层106还覆盖BARC层100和外涂层104之间的界面。应用于密封涂层106(以单一带的形式)中的材料的量是最小化的。 
如图7中所示的密封涂层显示为单片或单带(其围绕衬底的整个外围延伸)。这不是必须的。例如，可以围绕衬底的外围存在两条密封涂层带。即，一条带可以存在于衬底W和BARC层100之间的界面上。另一条带可以存在于BARC层100和外涂层104之间。而且，密封涂层106可以是围绕外围非连续地存在。例如，无需在衬底的某方向上具有密封层。例如，密封涂层106无需存在于层的边缘垂直于非扫描方向的位置处。 
图8示出一个实施例，其中密封涂层中的材料的量大于图7中所示的实施例中的材料量。这就允许衬底边缘的截面轮廓是平滑的。这可以有助于衬底上的浸没液体的流动。 
图9示出一个实施例，其中密封涂层106仅存在于外涂层104和BARC层100之间的界面上。在这个实施例中，构造密封涂层106的轮廓，使BARC层100和外涂层104之间的台阶变得平滑。而且，密封涂 层106延伸，至少部分达到外涂层104的边缘。事实上，密封涂层106总是延伸到达外涂层104的边缘。 
图10示出一个实施例，其中密封涂层106仅覆盖BARC层100和衬底W之间的界面。密封涂层106形成为与BARC层100具有相同的高度。在制造图10的实施例期间，密封涂层106可以在BARC层100之后立即施加，或者在施加抗蚀剂层102或外涂层104之前立即施加。密封涂层106可以在最后一步中施加，或在施加抗蚀剂层102或外涂层104之后就施加。 
图11示出一个实施例，其中不存在外涂层，使得抗蚀剂102可以是无外涂层抗蚀剂。这种抗蚀剂对于浸没液体具有高度疏液的，例如疏水的表面。在这个实施例中，密封涂层106存在于BARC层100和衬底W之间的界面之上。密封涂层106还存在于抗蚀剂层102和BARC层100之间的界面上。如可以看到的，密封涂层106延伸超过抗蚀剂层102的顶表面。 
图12示出一个实施例，其相似于图7和图8的实施例。如图12中所能看到的，密封涂层106向下沿着衬底W的边缘以一个好的路径延伸。例如，密封涂层106可以向下沿着衬底W的边缘在路径的十分之一长度和一半长度的范围之间延伸。在一个实施例中，密封涂层106向下沿着衬底W的边缘在路径的五分之一到五分之二长度范围之间延伸。在一个实施例中，密封涂层大致覆盖衬底W的边缘。在一个实施例中的密封涂层可以覆盖沿着衬底W的边缘向下的任意距离，且这个距离可以与围绕衬底的整个外周边缘的长度相同或不同。 
在图12的实施例中，在其截面上，密封涂层106的厚度是变化的。而且，密封涂层106没有延伸到外涂层104的顶部且没有与抗蚀剂层102的顶部一样高。然而，从衬底W到外涂层104的过渡要比没有密封涂层时存在的台阶轮廓更平滑。 
如以上探讨的，本发明的一个实施例允许非理想的层边缘设置。如图13中所示，外涂层104可以在衬底W上的抗蚀剂层102和BARC层100上延伸。这是没问题的，因为密封涂层106施加到衬底W和外涂层104之间的界面上。因此，正如所看到的，在施加BARC层100、抗蚀剂 层102和外涂层104时，无须考虑得太多。层的边缘的其他设置也是可行的。 
图14到16示出其他一些设置，其示出了密封涂层106的一些实施例。这些实施例中的每个实施例都是图11中所示的实施例的变型，其中密封涂层延伸到衬底W的边缘。然而，如图14中所示，密封涂层106是如图14中所示的抗蚀剂的一体部分。该密封涂层106是抗蚀剂且可以是无外涂层抗蚀剂。密封涂层可以是疏液的，例如，是疏水的。图15中，密封涂层106延伸到衬底W的边缘上。在图16中，密封涂层106延伸到衬底W的边缘上，以实质上覆盖整个边缘。在变型例中，边缘的任何中间范围可以被覆盖。在图14到16示出的实施例的一个变型例中，密封涂层实质上覆盖衬底的一侧，以覆盖衬底的中心部。在一个实施例中，抗蚀剂形式的密封涂层包括具有不同工艺处理的不同区域。例如，相对于抗蚀剂的中心区域，处理抗蚀剂的密封涂层区域来增加抗蚀剂与衬底W和/或BARC层100的粘附性。这种处理可以是较低烘烤温度。这种处理可以添加一种化学添加剂。例如，烘烤在与用于抗蚀剂和/或外涂层的温度相同的温度下进行，该温度通常在90到100摄氏度的范围内。 
图17和18示意性示出了如何使用喷头来施加密封涂层106。图17和18还示出了密封涂层测量设备如何检查是否存在密封涂层106，且如果存在密封涂层106，则其是否被正确地施加(即，其是否存在任何缺陷)。 
图17示出了一个独立(离线)的实施例，其中设置了一种独立的密封涂层涂敷器和测量单元30。轨道35从衬底预处理单元通向涂敷器和测量单元30。另一轨道36将衬底W从涂敷器和测量单元30带到光刻设备LA。末级轨道37将衬底W带离光刻设备LA。 
图18示出了一个实施例，其中施加密封涂层并在光刻设备LA中测量。这个实施例可以看作是在线的。 
也可采用其他设置。例如，密封涂层106可以施加到轨道35的上游，且在进入光刻设备LA之前测量或在光刻设备LA中测量。 
在图17中，衬底W安装在衬底操纵装置50上，衬底操纵装置50适于在控制器51的控制下，在与衬底W共面的平面中旋涂衬底W(通过箭头52表示)。当衬底W在衬底操纵装置50上旋转时，喷头40将材 料的液滴施加到衬底W的边缘上，以形成使用前述喷射技术的密封涂层106。喷头40由控制器41控制。控制器41还可以从衬底操纵装置50的控制器51发送控制信号(或接收信号)。喷头40的控制器41还从传感器42接收信息。传感器42检测由喷头40发射的液滴。可以设置辐射源43来照射液滴。辐射源43可以是光源。传感器42可以是视频相机。来自传感器42的信号反馈到控制器41。如果需要的话，控制器41可以控制喷头40或给衬底操纵装置50的控制器51下指令，或同时控制喷头40和给衬底操纵装置50的控制器51下指令来改变参数。例如，可以使用反馈回路。如果衬底操纵装置50的控制器51提供信息给控制器41，则可替换地或可以另外使用前馈回路。可以提供用户界面70用于工艺的全面用户控制。 
密封涂层涂敷器和测量单元30中还可以存在检测器60和辐射源61。辐射源61可以是光源。源61照射密封涂层106，以便检测器60可以测量反射的辐射。检测器60检测衬底W的边缘上是否存在密封涂层106。检测器60可以检测密封涂层106中的缺陷。例如，可以已经施加了密封涂层106，以致其不覆盖衬底W的整个外缘周围的校正层100、102、104的边缘。设置控制器62来控制检测器60且从检测器60接收信号。控制器62包括存储器63和处理器64。处理器64可以为用户指示密封涂层106的存在、不存在或有缺陷，或在没有检测到密封涂层106的存在或检测到密封涂层106中存在缺陷时采取其他动作(例如遗弃衬底W)。控制器62向衬底操纵装置50的控制器51发出信号或从其接收信号。而且，控制器62连接到用户界面70。检测器60可以包括视频相机。可以使用的另一传感器是暗/亮场检测器、电容传感器、CCD传感器或近程传感器。 
辐射源43和61可以是任意波长的，只要不曝光抗蚀剂102。例如可以使用可见光。 
检测器60的优点在于没有被恰当加工的衬底W可以被遗弃，因此避免了光刻设备LA的污染。来自检测器60的消极的结果(例如不存在密封涂层106或密封涂层106有缺陷)可能导致例如衬底被测量离开光刻设备LA的方向改变以及新衬底W的选择。可替换地或另外地，衬底W可以指向用于施加密封涂0层106的密封涂层涂敷器站。 
图18示出一个实施例，其中密封涂层涂敷器和测量单元30设置在光刻设备LA本身中。检测器60和喷头40与图17实施例描述的有关装置相同。然而，衬底操纵装置50可以是预对准单元，其无论如何都存在于光刻设备LA中。预对准(以及施加和/或测量密封涂层106)之后，衬底W转移到第一衬底台WT1。衬底W被第一衬底台WT1带到测量单元MS，该测量单元MS用于再被带到投影系统PS和液体限制结构IH之下被曝光之前，对衬底W测量(调平)。例如在曝光期间，第二衬底可以在第二衬底台WT2上在测量阶段MS被测量。 
在一个实施例中，添加剂可以添加到密封涂层106的材料中，以便可以较容易地检测密封涂层106的存在。 
在第一方面中，提供一种用于光刻投影设备中的衬底，该衬底包括密封涂层，其覆盖衬底上的两层之间或衬底和层之间的第一界面的至少一部分，且不延伸到衬底的中心部。任选地，在第一方面中，密封涂层进一步覆盖衬底上的两层之间或衬底和层之间的第二界面的至少一部分，该第二界面与第一界面不同。任选地，在第一方面中，作为外部层，衬底包括外涂层。所希望的是，第一界面位于外涂层和直接位于外涂层之下的层之间或外涂层和衬底之间。任选地，在第一方面中，层的其中一个包括抗蚀剂层。所希望的是，第一界面位于抗蚀剂层和与抗蚀剂层直接相邻的层之间或抗蚀剂层和衬底之间。任选地，在第一方面中，层的其中一个包括底部抗反射涂层。所希望的是，第一界面位于底部抗反射涂层和衬底之间或底部抗反射涂层和底部抗反射涂层之上的层之间。任选地，在第一方面中，密封涂层包括选自以下的至少一种材料：保形涂层、丙烯酸涂层、硅酮基的涂层、改性外涂层(modified topcoat coating)、改性抗蚀剂涂层(modified resist coating)或底层涂料。任选地，在第一方面中，密封涂层的边缘延伸到衬底的边缘。所希望的是，密封涂层的边缘延伸到衬底的边缘上。所希望的是，密封涂层的边缘延伸到大致覆盖衬底边缘。任选地，在第一方面中，密封涂层使衬底的截面轮廓平滑。任选地，在第一方面中，密封涂层对衬底具有比所述层更好的粘附性。任选地，在第一方面中，密封涂层是可移除的，而不损坏上述层。 
在第二方面中，提供一种制备用于光刻的衬底的方法，该方法包括： 在衬底上施加一个或多个层；以及施加密封涂层来覆盖衬底上两层之间或衬底和层之间的界面的至少一部分，而不延伸到衬底的中心部。所希望的是，施加是通过对衬底施加非连续流体流来实施。 
在第三方面中，提供一种器件制造方法，其包括：施加密封涂层来覆盖衬底上两层之间或衬底和层之间的界面的至少一部分，而不延伸到衬底的中心部；以及在衬底的目标部分上投影图案化辐射束。所希望的是，所述方法进一步包括在投影之前，检测密封涂层的存在和/或密封涂层中的缺陷。所希望的是，辐射束通过衬底的顶表面上的浸没液体。 
在第四方面中，提供一种用于光刻投影设备中的衬底，该衬底包括密封涂层，所述密封涂层覆盖该衬底和层之间的第一界面的至少一部分，其中该密封涂层延伸到该衬底的边缘。任选地，在第四方面中，密封涂层延伸到该衬底的边缘上。所希望的是，密封涂层延伸以大致覆盖衬底的所有边缘。任选地，在第四方面中，密封涂层包括抗蚀剂。所希望的是，密封涂层包括无外涂层抗蚀剂。任选地，在第四方面中，密封涂层大致覆盖衬底的一侧。任选地，在第四方面中，密封涂层具有70到90度之间的后退接触角。所希望的是，后退接触角是在80到85度之间。 
在第五方面中，提供一种制备用于光刻的衬底的方法，该方法包括：在衬底上施加层；以及施加密封涂层来覆盖该衬底和该层之间的界面的至少一部分，该密封涂层延伸到该衬底的边缘。 
在第六方面中，提供一种器件制造方法，该方法包括：施加密封涂层来覆盖该衬底和层之间的界面的至少一部分，该密封涂层延伸到该衬底的边缘；以及在该衬底的目标部分上投影图案化的辐射束。 
在第七方面中，提供一种密封涂层涂敷器，以施加密封涂层来覆盖衬底上的层和该衬底之间的界面的至少一部分，以便该密封涂层延伸到该衬底的边缘，该密封涂层涂敷器包括：喷头，其分配非连续流体流来形成该密封涂层；以及衬底操纵装置，用于移动该衬底。 
在第八方面中，提供一种密封涂层测量设备，用于检测衬底的密封涂层的存在和/或衬底的密封涂层中的缺陷，该密封涂层测量设备包括：检测器，用于检测被密封涂层反射的辐射；以及衬底操纵装置，用于移动该衬底。 
虽然本文详述了光刻设备在制造ICs中的应用，应该理解到，这里描述的光刻设备可以有其它的应用，例如制造集成光电系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该看到，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。 
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)。 
这里使用的术语“透镜”可以认为是一个或多种光学元件的组合体，包括折射型和反射型光学部件。 
上面已经描述了本发明的特定的实施例，但应该理解本发明可以应用到除上面所述以外的情形。例如，本发明可以具有至少一个包含至少一个可机读的指令序列的计算机程序描述以上公开的方法，或一个存储所述的计算机程序的数据存储媒介(例如半导体存储器、磁盘或光盘)，至少一个控制器用于控制设备。当设置在光刻设备的至少一个组件内的至少一个计算机处理器读取至少一个计算机程序时，至少一个不同的所述控制器是可运行的。至少一个处理器构造成和至少一个控制器通信连接；这样控制器可以根据至少一个计算机程序的可机读的指令进行运行。每个控制器可以根据实施本发明的至少一个计算机程序操作设备的至少一个部件。 
本发明的至少一个实施例可以应用到任何浸没光刻设备，尤其是但不限于上面提到的所述类型光刻设备以及那些以浸入溶池的形式、仅在衬底的局部表面区域或以非限制状态提供浸没液体的浸没光刻设备。在一非限制的配置中，浸没液体可以在所述衬底和/或衬底台的所述表面上流动，使得整个未覆盖的衬底和/或衬底台的表面都被浸湿。在这种非限 制浸没系统中，液体供给系统不限制浸没液体，或者提供一定比例的浸没液体限制，但基本上不是完全的浸没液体限制。 
这里提到的液体供给系统应该是广义的解释。在某些实施例中，液体供给系统是一种装置或者多个结构的组合，其提供液体到投影系统和衬底和/或衬底台之间的空隙。液体供给系统包括至少一个结构、至少一个液体入口、至少一个气体入口、至少一个气体出口和/或至少一个液体出口的组合，所述出口将液体提供到所述空隙。在一个实施例中，所述空隙的表面是衬底和/或衬底台的一部分，或者所述空隙的表面完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者所述空隙包围衬底和/或衬底台。液体供给系统可任意地进一步包括至少一个元件以控制位置、数量、质量、形状、流速或液体的其它任何特征。至少一个控制元件可以被设置用来控制所述设备。所述控制器可以具有一个处理器，其可以操作以执行一个或多个计算机程序。 
根据所需特性和所使用的曝光辐射的波长，应用于所述设备中的浸没液体可以具有不同的成分。对于193nm的曝光波长来说，可以使用超纯净水或水基成分，为此，浸没液体有时称作水，并且诸如亲水、疏水、湿度等等与水有关的术语可以被使用，尽管浸没液体应当被更一般地理解。这些术语也应当扩展到可以使用的其他高折射率液体，例如包含碳氢化合物的氟。 
上面描述的内容是例证性的，而不是限定的。因而，应该认识到，本领域的技术人员在不脱离给出本发明的权利要求的范围，可以对上述本发明进行更改。 

Claims (15)

1.一种用于光刻投影设备中的衬底，所述衬底包括密封涂层，所述密封涂层覆盖所述衬底和层之间的界面的至少一部分，其中所述密封涂层的边缘延伸到衬底的边缘，并且，其特征在于所述密封涂层是无外涂层抗蚀剂。
2.如权利要求1所述的衬底，其中所述层包括底部抗反射涂层。
3.如权利要求1所述的衬底，其中所述密封涂层的边缘延伸到所述衬底的边缘上。
4.如权利要求3所述的衬底，其中所述密封涂层的边缘延伸到覆盖所述衬底的边缘。
5.如权利要求1-4中任一项所述的衬底，其中所述密封涂层使所述衬底的截面轮廓平滑。
6.如权利要求1-4中任一项所述的衬底，其中所述密封涂层对衬底具有比对所述层更好的粘附性。
7.如权利要求1-4中任一项所述的衬底，其中所述密封涂层是抗蚀剂的一体部分并且覆盖了衬底的侧面。
8.如权利要求1-4中任一项所述的衬底，其中所述密封涂层是疏液的。
9.如权利要求1-4中任一项所述的衬底，其中所述密封涂层延伸到衬底的边缘上以覆盖整个边缘，或密封涂层覆盖衬底的一侧，以覆盖衬底的中心部。
10.如权利要求1-4中任一项所述的衬底，其中所述密封涂层覆盖衬底上的多个层之间的两个界面。
11.如权利要求1-4中任一项所述的衬底，其中所述密封涂层包括具有不同工艺处理的不同区域。
12.如权利要求11所述的衬底，其中所述不同工艺处理是较低的烘烤温度。
13.如权利要求11所述的衬底，其中所述不同工艺处理是添加一种化学添加剂。
14.一种制备用于光刻的衬底的方法，所述方法包括以下步骤：
在所述衬底上施加层；以及
施加密封涂层来覆盖衬底和层之间的界面的至少一部分，密封涂层延伸到所述衬底的边缘，
其特征在于所述密封涂层是无外涂层抗蚀剂。
15.一种器件制造方法，其包括步骤：
形成如权利要求1-4中任一项所述的衬底；以及
将图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上，所述方法还包括在投影步骤之前检测密封涂层的存在和/或密封涂层中的缺陷的存在。
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