CN1983034B - 防止或者降低浸没式光刻投影设备的污染的方法 - Google Patents

防止或者降低浸没式光刻投影设备的污染的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防止或者降低浸没式投影设备的污染的方法。所述设备包括至少一个浸没空间，当所述设备将辐射束投射到衬底上时，用液体至少部分地填充所述浸没空间。所述方法包括在利用所述设备将辐射束投射到衬底上之前用漂洗液漂洗至少部分浸没空间。

Description

防止或者降低浸没式光刻投影设备的污染的方法
技术领域
本发明涉及一种防止或者降低浸没式投影设备的污染的方法。本发明还涉及一种浸没式光刻设备。 
背景技术
熟知的投影设备是光刻设备。光刻设备是将所需图形施加到衬底上，通常为衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可称为掩模、标线(reticle)的构图装置可以用于产生将形成在IC单层上的电路图形。该图形可以转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括包括部分、一个、或多个管芯的部分)上。通常通过在提供于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上成像来转移图形。通常，单个衬底包括依次构图的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括通过将整个图形一次曝光在目标部分上来辐射每个目标部分的所谓的步进机和通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图形来辐射每个目标部分同时同步地平行或反平行于该方向扫描衬底的所谓的扫描器。还可以通过将图形刻印在衬底上把图形从构图装置转移到衬底。 
已经提出利用浸没式光刻，例如使用浸没式光刻设备。举个例子，已经提出将光刻投影设备中的衬底浸没在具有相对较高的折射率的液体(比如水)中，以填充投影透镜的最终光学元件与衬底之间的空间。这种方法的意义在于，能够进行更小特征的成像，因为曝光辐射在液体中比在空气中或者比在真空中具有更短的波长。(所述液体的效果也可以被认为增强了系统的有效NA)。 
将衬底或者衬底和衬底台(substrate table)浸没在液体池内(例如参见US4,509,852)意味着，在扫描曝光过程中有大量的液体必须被加速。这需要另外的或者更强劲动力的马达，而且液体中的涡流会导致不希望出现的及不可预测的效果。 
也有人提出应用液体供应系统以只在衬底的局部区域上以及在投影系统的最终光学元件与衬底之间提供液体(所述衬底通常具有比投影系统的最终光学 元件更大的表面积)。已经提出的为此目的布置的方法公开在例如WO99/49504和EP1429188A2中。 
发明内容
因此希望防止或者减少浸没式投影设备中的污染。 
按照本发明的一个实施例，提供了一种用于防止或者减少浸没式投影设备的污染的方法。所述设备包括至少一个浸没空间，当所述设备将辐射束投射到衬底上时，所述浸没空间至少部分地被液体填充。所述方法包括在使用所述设备将辐射束投射到衬底上之前，利用漂洗液漂洗至少部分浸没空间。 
按照本发明的另一实施例，提供来了一种用于防止或者减少光刻投影设备的污染的方法。所述设备包括用来保持衬底的衬底支架、用来保持构图装置的构图装置支架、投影系统、和用来用液体至少部分地填充所述设备的浸没空间的浸没系统。所述方法包括使至少一个浸没系统和至少部分设备彼此相对移动，以及在利用所述设备将构图的辐射束投射到衬底的目标部分上之前，用液体漂洗至少部分设备。 
按照另一个实施例，提供了一种用于防止或者减少光刻投影设备的污染的方法。所述设备包括浸没空间。所述方法包括用浸没液体填充至少部分浸没空间至少一分钟。 
按照一个实施例，提供了一种用于防止或者减少光刻投影设备的污染的方法。所述设备包括构造来保持衬底的衬底支架、构造来保持构图装置的构图装置支架、投影系统、和浸没空间。所述方法包括在所述设备的空闲时间期间用漂洗液填充至少部分浸没空间，以防止或减少在所述设备的至少一个随后启动运行期间的衬底污染。 
按照一个实施例，提供了一种浸没式光刻设备，其包括至少一个浸没空间、和构造来用液体至少部分填充浸没空间的浸没系统。所述设备被构造来在使用所述设备将构图的辐射束投射到衬底上之前用漂洗液漂洗至少部分浸没空间。 
按照一个实施例，提供了一种浸没式光刻设备，其包括至少一个存储空间或者存储室，以存储在原位(in-situ)的至少一个模拟(dummy)衬底或衬底形状的物体。 
按照一个实施例，提供了一种浸没式光刻设备，其包括至少一个存储空间 或者存储室，以存储在原位的至少一个模拟构图装置或构图装置形状的物体。 
按照一个实施例，提供了一种计算机程序，其包含一个或多个机器可读指令序列，当所述计算机程序由计算机执行时，所述指令执行用于防止或者减少浸没式投影设备的污染的方法。所述设备包括至少一个浸没空间，当所述设备将辐射束投射到衬底上时，用液体至少部分地填充所述浸没空间。所述方法包括在利用所述设备将辐射束投射到衬底上之前用漂洗液漂洗至少部分浸没空间。 
按照一个实施例，提供了一种用于防止或者减少光刻投影设备的污染的方法。所述设备包括将被提供有辐射束能通过其传送的液体的空间。所述方法包括操纵光刻设备，并且随后用漂洗液漂洗至少部分所述空间。 
附图说明
现在仅仅是通过举例的方式，参照所附的示意图，说明本发明的各个实施例，其中对应的附图标记指示对应的部分，而且其中： 
图1示出了按照本发明的一个实施例的光刻设备； 
图2示意性地示出了图1实施例的细节； 
图3示意性地示出了图1实施例的衬底及衬底支架的顶视图，其中示出了不同的浸没空间位置； 
图4示出了一个可选实施例的细节；和 
图5示出了涉及不同试运行的粒子计数的结果。 
具体实施方式
在本申请中，相同的或者类似的特征通常由相同的或者类似的附图标记指示。 
图1示意性地示出了根据本发明一个实施例的投影设备1。 
按照本发明的一个实施例，设备1是光刻设备，而且被布置为将来自构图装置MA的图形投射到衬底W上。 
该设备包括：用于调节辐射束B(例如，UV辐射或其他辐射)的照明系统(照明器)IL；用于支持构图装置(例如，掩模)MA并连接到根据特定参数精确定位构图装置的第一定位器PM的支撑结构(例如，掩模台)MT；保 持衬底(例如，涂有抗蚀剂的晶片)W并连接到根据特定参数精确定位衬底的第二定位器PW的衬底台(例如，晶片台)WT；以及用于将通过构图装置MA赋予到辐射束PB的图形投射到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上的投影系统(例如，折射投影透镜系统)PL。 
照明系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射的、反射的、磁的、电磁的、静电的或其他类型的光学部件，或者它们的任意组合，用于引导、成形或控制辐射。 
支撑结构支撑，即，承担构图装置的重量。支撑结构以依赖于构图装置的定向、光刻设备的设计和诸如构图装置是否被保持在真空环境中的其他条件的方式保持构图装置。支撑结构可以利用机械、真空、静电或其他夹紧技术来保持构图装置。支撑结构可以是框架或平台，例如，如果需要其可以是固定的或可动的。支撑结构确保构图装置处于期望位置上，例如，相对于投影系统。在此任意使用的术语“标线”或“掩模”可以认为与更普通的术语“构图装置”同义。 
在此使用的术语“构图装置”应当广泛地解释为表示可以用来在辐射束的横截面中赋予辐射束图形以便在衬底的目标部分中产生图形的任何装置。应当注意到赋予到辐射束的图形可以不完全与衬底的目标部分中期望的图形相应，例如如果该图形包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，赋予到辐射束的图形将与目标部分中制造的器件的特定功能层例如集成电路相对应。 
构图装置可以是透射的或反射的。构图装置的例子包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模是光刻中众所周知的，且包括诸如二元的、交替相移的和衰减相移的掩模类型以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的例子采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以单独倾斜以便在不同方向上反射入射的辐射束。倾斜反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图形。 
在此使用的术语“投影系统”应当广泛地解释为包括任何类型的投影系统，包括折射的、反射的、反折射的、磁的、电磁的和静电光学系统，或者它们的任意组合，只要其适于所用的曝光辐射或用于诸如使用浸没液体或使用真空的其他因素。在此任意使用的术语“投影透镜”可以认为与更普通的术语“投影系统”同义。 
如在此所述的，设备是透射型的(例如，采用透射掩模)。可选地，设备 可以是反射型的(例如，采用上述所称类型的可编程反射镜阵列，或者采用反射掩模)。 
光刻设备可以是具有两个(双级)或更多衬底台(和/或两个或更多掩模台)的类型。在这种“多级”机器中其他平台可以并行使用，或者在一个或多个平台上进行预备步骤，同时一个或多个其他平台用于曝光。 
参考图1，照明器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如当源为受激准分子激光器时，源和光刻设备可以是独立实体。在这种情况下，认为源不形成光刻设备的一部分，且辐射束借助束传送系统BD从源SO传递到照明器IL，该束传送系统BD例如包括合适的引导反射镜和/或束扩展器。在其他情况下，例如当源为汞灯时，源可以是光刻设备的整体部分。如果需要，可以将源SO和照明器IL与束传送系统BD一起称为辐射系统。 
照明器IL可以包括用于调节辐射束角强度分布的调节器AM。通常，至少可以调节照明器光瞳平面中强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称作σ-外和σ-内)。此外，照明器IL可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。照明器可以用于调节辐射束，使其在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。 
辐射束PB入射到保持于支撑结构(例如，掩模台MT)上的构图装置(例如MA)上，并由构图装置构图。横穿掩模MA，辐射束PB穿过投影系统PS，该投影系统PS将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉测量装置IF、线性编码器或电容传感器)，衬底台WT可以精确地移动，例如，在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器(未在图1中明确示出)可以用于相对于辐射束B的路径来精确定位掩模MA，例如，在从掩模库中机械检索之后，或在扫描期间。通常，掩模台MT的移动可以借助于构成第一定位器PM一部分的长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(细定位)来实现。类似地，衬底台WT的移动可以使用构成第二定位器PW一部分的长冲程模块和短冲程模块来实现。在步进机(与扫描器相对)的情况下，掩模台MT可以只连接到短冲程调节器或者是固定的。掩模MA和衬底W可以利用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。虽然所示的衬底对准标记占据专用目标部分，但它们可以位于目标部分之间的空间中(这就是已知的划片线对准标记)。类 似地，在多于一个的管芯提供在掩模MA上的情况下，掩模对准标记可以位于管芯之间。 
所述设备可以用于以下模式的至少一种中： 
1.在步进模式中，掩模台MT和衬底台WT基本保持固定，同时将赋予辐射束的整个图形一次投射到目标部分C上(，即，单静态曝光)。然后衬底台WT在X和/或Y方向上移动以便可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了单静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。 
2.在扫描模式中，掩模台MT和衬底台WT被同步扫描，同时将赋予辐射束的图形投射到目标部分C上(即，单动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以由投影系统PS的放大率(缩小率)((de-)magnification)和图像翻转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定了目标部分的高度(在扫描方向上)。 
3.在其他模式中，掩模台MT基本保持固定地保持可编程构图装置，且衬底台WT被移动或扫描同时将赋予辐射束的图形投射到目标部分C上。在该模式中，通常采用脉冲辐射源，在衬底台WT每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间需要更新可编程构图装置。这种模式的操作容易应用于利用可编程构图装置的无掩模光刻，例如上述所称类型的可编程镜面阵列。 
还可以采用上述模式的组合和/或变形或者完全不同的模式。 
在本发明的一个实施例中，投影设备1为这样的类型，其中衬底的至少一部分被具有相对较高折射率的液体比如水或者其它合适的液体所覆盖，以填充投影系统和衬底之间的浸没空间10(见图2)。浸没液体也可应用到光刻设备1的其它空间10′，例如掩模MA和投影系统PS之间的空间(见图4)。象这样的浸没技术在本领域中公知的是为了增加投影系统的数值孔径。此处使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底这样的结构必须被浸没在液体中，而是通常仅仅意味着在曝光过程中液体被定位在位于一侧的投影系统与位于另一侧的衬底和/或掩模MA之间。例如，所述设备能具有和EP1429188A2中公开的设备类似的结构，该专利的全部内容通过参考被引入在本申请中，或者具有不同的结构。 
图2示出了图1所示设备的细节。图2示出了紧邻投影系统PS的至少一 部分的浸没空间10。具体地，在图2中，浸没空间10在投影系统PS的最终光学元件PL和定位在衬底台WT上的衬底W或者衬底形状的物体W之间延伸。所述设备1包括包含入口/出口管道13的浸没系统。在使用中，浸没系统通过入口/出口管道13用具有相对较高折射率的液体11(比如水)填充浸没空间10。所述液体具有这样的效果，即投影束的辐射在液体中比在空气或者比在真空中具有更短的波长，使得能够分辨更小的特征。公知的是，尤其通过投影束的波长和所述系统的数值孔径来确定投影系统的分辨极限。所述液体的存在也可认为增加了有效数值孔径。此外，在固定的数值孔径时，液体能有效地增加视场的深度。 
所述设备的结构可以是这样的，以使得对于衬底W，在最终光学元件PL的象场周围形成基本上无接触的密封，于是液体就被限制来填充面向投影系统PS的衬底的主(primary)表面与投影系统PS的最终光学元件PL之间的空间。提供浸没空间10的容池能由密封件12形成，所述密封件比如是放置在投影系统PS的最终光学元件PL下面并围绕该最终光学元件PL的“浸没罩(hood)”。因此，浸没系统能布置来只在衬底W的局部区域上提供浸没液体。密封件12能构成用于使用液体填充投影系统PS的最终光学元件PL与衬底W之间的空间的液体供应系统的一部分。所述液体被带进最终光学元件PL下面的空间以及密封件12的内部。密封件12优选地在投影系统PS的最终光学元件PL上方延伸一点，并且液体上升超过最终光学元件PL以便提供液体的缓冲。密封件12可以具有在上部与投影系统PS的形状或者其最终光学元件PL的形状接近一致的内圆周，并且可以比如为圆形。在底部，内圆周与象场的形状(比如矩形)接近一致，虽然这不是必要的。密封件12可以相对于投影系统PS在XY平面内基本上静止，虽然在Z方向(在光轴方向)可存在一些相对运动。在密封件12和衬底W表面之间形成密封以限制浸没空间10内的浸没液体11。这种密封优选为无接触密封，而且可以为气密封(没有示出)。 
而且，衬底台WT可设有盖板或者边缘密封件17。这样的边缘密封件17能具有与衬底W的上部主表面基本上共面的上部主表面(如图所示)，而且紧密地靠近衬底W的边缘，以便当衬底的边缘在最终光学元件PL的下方移动时，没有液体的突然损失。但是仍然会出现到间隙的一些液体损失。 
当然有这样的布置，其中图2所示的整个结构被颠倒放置，于是边缘密封 件和衬底的下表面面向投影系统而且基本上共面。因此所述下表面而不是上表面被称作面向投影系统PS的主表面。此处涉及的上表面和下表面也可以适合地分别视为颠倒结构中的下表面和上表面。 
具有这样的设备，液体供应系统(例如浸没空间10)能放置在衬底W的边缘上方，并且甚至能够彻底离开衬底W。这使得在设备制造方法中要成像的衬底W的边缘部分由所述设备实现。 
边缘密封件17能以各种方式提供，并且例如其可构成衬底台WT的整体部分或者相对于衬底台的其它部分利用例如真空抽吸或者通过使用电磁力暂时安装。而且，边缘密封件17可以由几个单独部件构成，每一个部件围绕衬底W的边缘的一部分。 
按照一个实施例，投影设备包括至少一个所述的浸没空间10和构造来利用浸没液体11至少部分地填充浸没空间10的相应浸没系统。在用所述设备将构图的辐射束投射到衬底W上之前，所述设备能被构造来用漂洗液11漂洗至少一部分浸没空间10。例如，在一个实施例中，在所述设备的相对长的空闲操作模式期间，该设备被构造来漂洗至少一部分浸没空间。所述设备能被构造来基本上持续地漂洗浸没空间，直到该设备将构图的辐射束投射到衬底上。 
有利的是所述设备被构造来利用所述浸没液体11来漂洗浸没空间。那么，浸没液体和漂洗液简单地采用同样的液体11，于是所述设备不必被提供有特定的清洁装置以向浸没空间提供特定的清洁液体。 
在一个实施例中，所述设备能被构造来在浸没空间10的漂洗期间将一个物体提供在所述浸没空间10内和/或者该空间10的相邻位置处，以及在利用该设备将构图的辐射束投射到衬底的目标部分上之前，移走所述物体。所述物体能包括例如空白(没有涂覆的)晶片、模拟晶片或者晶片形的物体。例如，如图1所示，所述设备能包括至少一个存储空间或者存储室22、H以在利用所述设备将构图的辐射束投射到标准(抗蚀剂涂覆的)的衬底的目标部分上时存储所述物体。所述存储空间或存储室22、H能设置在设备的不同位置或者靠近该设备处。例如，这样的存储空间或存储室能放置在所述设备的衬底台2中或者其附近，如图1中由框体22所示意性地示出的。这样的存储空间或存储室能以不同的方式布置，并且能包括可封闭的容器、衬底存储盒、衬底机器人机械爪或者任意其它适当的衬底支架或者衬底存储设备。这样的存储空间或者存储 室优选地放置在设备1内，例如靠近所述浸没系统(衬底的处理器在下面进行说明)。 
可选择地，所述存储空间或者存储室能包括衬底处理器H或者是它的一部分，衬底处理器被放置在设备1的衬底台2的外部。这样的衬底处理器H对于本领域普通技术人员是公知的。通常，这样的衬底处理器H能给构造来接收来自设备1环境的一个或者多个衬底，以暂时存储所述的一个或者多个衬底以及将所述的一个或者多个衬底传送到衬底支架WT，以便依次被投影系统PS照射。在本实施例中，例如，衬底处理器H能被构造来在漂洗过程中，例如在设备1的空闲操作期间内，在将一个或者多个衬底、模拟衬底和/或衬底形状的物体放置在对应的衬底台WT上之前，在所需时间期间保持或者存储所述一个或者多个衬底、模拟衬底和/或衬底形状的物体。 
除此之外，设备1能包括被布置或者构造来将衬底W从此类存储空间或者存储室22、H运送到衬底支架WT(反之亦然)的机构(没有具体画出)。这样的机构对于本领域普通技术人员是公知的。例如，衬底处理器H和衬底支架WT能以多种方式布置或者构造以在两者之间传送衬底。例如，可以提供一个或者多个机械臂、传送带、传送装置或者其它传送机构以便从希望的衬底位置移动衬底，模拟衬底或者衬底形状的物体和将其移动到希望的衬底位置。 
而且，所述设备能包括至少一个紫外线辐射源，以在实际使用该设备将构图的辐射束传送到标准(抗蚀剂涂覆的)衬底上之前，在漂洗浸没空间10的过程中用紫外线辐射照射所述空间。例如，可以将上述辐射源SO布置和构造为这样的紫外线辐射源。另一方面，能设置一个或者多个不同的辐射源以在漂洗过程中用紫外线辐射照射浸没空间10。 
在图1和2所示的实施例中，在使用过程中，所述浸没空间10在位于一侧的衬底、模拟衬底、衬底形状的物体W和/或衬底台或衬底支架WT、17的至少一部分与位于相对侧的投影系统PS之间延伸。所述模拟衬底可以例如是空白硅晶片，不带有抗蚀剂涂层。例如，如上所述，所述设备能被构造来将模拟衬底或者衬底形状的物体放置在所述衬底支架WT上，以及依次漂洗相应的浸没空间10。而且，所述设备能被构造为具有在漂洗过程中至少达到或者包括被所述衬底支架WT所保持的衬底、模拟衬底或衬底形状的物体W的外部轮廓的浸没空间10。这在图3中可以看到。例如，所述设备能被构造来漂洗衬底 支架WT的至少一部分区域(使用所述漂洗液)，所述区域沿着和/或围绕被衬底支架WT保持的衬底、模拟衬底或衬底形状的物体W的边缘延伸。在这种情况下，作为光刻处理的一部分，当使用所述设备随后照射标准衬底时，能够获得相对低的每衬底粒子数(particle)。例如，在使用所述浸没空间10和所述漂洗液时，所述设备能被构造来漂洗衬底支架WT的至少部分表面和/或衬底支架WT的衬底边缘密封件17的至少部分表面。 
此外，在一个实施例中，所述设备能被构造来在漂洗或者清洁过程期间相对于所述投影系统PS移动所述衬底支架WT，以便在漂洗过程中浸没空间10的位置相对于衬底支架发生变化。这在图2和3中由箭头Q和R可以看出。在图2中，箭头Q指示衬底支架WT相对于投影系统PS和浸没空间10的侧向运动。 
在图3中，箭头R指示浸没空间10沿着衬底或衬底形状的物体W的边缘相对于衬底或衬底形状的物体W周向地从浸没空间10的第一位置101扫描到第二位置102来扫描浸没空间。由此，在所述设备的光刻应用中靠近衬底W延伸的、衬底支架WT表面的内部或者相应衬底边缘密封件17的表面的内部，能被漂洗液所漂洗。而且，因此，能够相对较好地将污染物从边缘缝隙E内清除，所述边缘缝隙在位于一侧的衬底或衬底形状的物体W和位于相对一侧的衬底支架或可选的边缘密封件17之间延伸。 
除此之外，衬底支架WT在使用时围绕衬底W的表面能包括其它组件21，诸如传感器、定位装置、反射镜元件和/或其它组件，如图3示意地所示。在本发明的实施例中，浸没空间的扫描是这样的，即那些组件21也能被浸没系统所达到，以漂洗这些组件21的外表面。 
移动衬底支架WT以相对于衬底支架WT扫描浸没空间10能在各个方向上进行，例如在图2和3所示的方向Q、R和/或本领域技术人员能想到的其它扫描方向。 
在本发明的实施例中，所述设备被构造来在设备的预定量的空闲时间之后自动启动所述漂洗。而且，所述设备能被构造来在预定数目的光刻衬底曝光之后(当将构图的辐射束投影到衬底上时)自动启动所述漂洗。此外，在一个实施例中，所述设备能被构造来确定或者估计所述设备的至少一部分是否已经到达特定阈值量的污染，并且当已经确定或者估计设备部分已经到达阈值量的污 染时，漂洗所述设备的所述部分。另外，如图1示意所示，所述设备能包括控制该设备或者至少控制所述漂洗的计算机控制器CC。这样的计算机控制器CC被构造来例如控制漂洗处理的启动时间，以计数衬底曝光的数量以便启动漂洗处理和/或估计或确定特定的设备部分已经到达所述阈值量的污染。计算机控制器能由适当的计算机软件提供。例如，本发明的一个实施例提供了包括一个或多个机器可读指令序列的计算机程序，当由计算机执行所述计算机程序时所述指令被用来执行本专利申请中公开的方法。 
在可选实施例中，图4示意地所示，浸没空间10′至少在位于一侧的构图装置MA和/或构图装置支架MT和位于相对一侧的投影系统之间延伸。在这种情况下，例如，所述设备能被构造来将模拟构图装置或者构图装置形状的物体放置在所述构图装置支架上，而且随后漂洗各个浸没空间。应当认识到，所述设备还能包括比如通过组合图2和4的实施例得到的在晶片级的浸没空间和在构图装置级的浸没级。 
而且，在实施例中，所述设备包括至少两个衬底支架WT。那么，所述设备能被构造来将每一个衬底支架WT至少移动到第一位置，其中所述浸没空间在位于一侧的至少部分衬底支架和位于相对侧的投影系统PS之间延伸，并移动到远离所述投影系统PS的相应第二位置。所述第二位置例如靠近所述衬底处理器H，以在各个衬底支架和衬底处理器H(见图1)之间传送衬底。按照另一实施例，所述设备能被构造来将所述不同的衬底支架WT依次移动到所述第一位置，在该位置或者靠近该位置处被所述漂洗液至少部分地漂洗。可选地，所述设备能包括一个或多个清洁装置，这些装置能被构造来在衬底支架处于所述第二位置时至少部分地清洁衬底支架。这样的清洁装置20在图1中示意地示出，并且例如可被布置为当衬底架在所述第二位置或者靠近该位置时利用漂洗液漂洗衬底支架。通过形成和应用相应的浸没空间，或者采用不同方式，这样的清洁装置20能与所述浸没系统类似地起作用。此外，这样的清洁装置20可以布置来将相应的衬底支架彻底浸没在适当的清洁液内。 
此外，所述设备能被构造来确定所述各个衬底支架的哪个最可能被污染，并且首先进行漂洗或清洁，其中所述设备被构造来漂洗或者清洁那个首先被发现为最可能被污染的衬底支架。 
在使用过程中，图1-3所示的浸没式投影设备能执行防止或者减少污染的 方法。为此目的，在应用所述设备将构图的辐射束投射到抗蚀剂涂覆的衬底上之前，至少部分浸没空间10被漂洗液漂洗，优选地被所述浸没液体漂洗。如此，在设备的空闲操作模式期间，浸没空间10能简单地基本上连续地漂洗，直到所述设备被用来执行光刻处理以将构图的辐射束传送到衬底的目标部分。可选地，至少部分浸没空间和/或漂洗液被紫外线辐射照射，例如以破坏或者杀死细菌。在一个实施例中，浸没液体能被转换成超声波清洁池。在另一实施例中，浸没液体不被转换成超声波清洁池，即其中设备1不包括用来将浸没液体转换为超声波清洁液体的超声波发射器的实施例。 
所述设备1的空闲操作模式包括各种空闲时间。例如，由于各种因素，比如工厂的瞬时衬底生产量、向设备1供应衬底的暂时停止、工厂的停产时间、设备的特定维修周期和/或不同周期，所述设备在设备制造工厂中是空闲的。 
如图2和3所示，当浸没空间被所述漂洗液漂洗，例如以至少漂洗部分衬底架WT时，模拟衬底或者衬底形状的物体W能设置在所述衬底架WT上。例如，在使用时，在启动漂洗之前，所述模拟衬底或衬底形状的物体W能被从处于原位的存储室22或者可选地从衬底处理器H运送到衬底架WT。 
而且，衬底支架WT能设有所述边缘密封件17。在这种情况下，衬底支架WT的边缘密封件17的上表面或者该表面的一部分能被浸没系统漂洗。 
在这样的漂洗之后，模拟衬底或者衬底形状的物体能被真正的衬底代替，真正的衬底在光刻制造方法中被投影系统PS照射。例如，在所述光刻制造方法过程中，模拟衬底或者衬底形状的物体W能被存储在适当的存储室，比如所述处于原位的存储室22或者所述衬底处理器H。在光刻制造方法之后，例如当所述设备被置于相对长的空闲操作模式时，能再次将模拟衬底或者衬底形状的物体放置在衬底支架WT上，并且能重复基本连续的漂洗。 
而且，浸没空间10的位置在漂洗处理过程中可以变化。例如，所述设备能够相对于浸没系统和/或投影系统PS移动衬底支架WT，以使浸没空间10依次到达衬底支架(和/或衬底边缘密封17或其它元件21)的不同位置，以便清除污染。由此，至少部分设备能被浸没系统清洗或者漂洗，优选地只利用也在设备的光刻应用中使用的浸没液体。如此，在一个实施例中，浸没系统能够良好地清洗或者漂洗在衬底支架WT内或者其附近延伸的至少一个狭缝或者孔径E，特别是在位于一侧的衬底或者衬底形状的物体W和位于相对一侧的衬底支 架或可选的边缘密封件17之间延伸的所述边缘缝隙E。 
在一个实施例中，浸没空间至少部分地被漂洗液，优选地被所述浸没液体填充或者冲洗(flushed)例如至少一分钟、至少一个小时、或者其它不同的时间周期。例如，浸没空间10至少部分被漂洗液基本连续地填充或者冲洗至少一天，包括至少一个空闲操作周期或者其一部分。而且，如果需要，可以利用不同的漂洗周期。而且，浸没空间10在设备的空闲时间内能至少部分被漂洗液填充或者冲洗，以在设备的至少一个随后的启动运行过程中防止或者减少衬底污染。此外，所述方法能包括将浸没液体循环通过设备的浸没空间。为了提供基本无污染的浸没液体，能以适当的方式过滤和/或处理浸没液体，这对于本领域技术人员是显而易见的。 
当所述设备包括至少两个衬底支架WT时，例如见欧洲专利申请No.03257072.3，衬底支架WT可依次被移动到所述第一位置，以便由浸没系统进行清洁。可选择地，当衬底支架处于所述第二位置时，可以用所述可选择的清洁设备20清洁一个或者多个这样的衬底支架。而且，在空闲时间内，一个或者多个衬底支架被彻底浸没在合适的液体内，以清洁衬底支架和/或保持衬底支架不受污染。此外，计算机控制器CC和/或所述软件可确定多个支架中的哪个最可能被污染并首先进行漂洗或者清洁或浸没。 
在可选的方法中，如上所述及如图4所示，相应的浸没空间至少在位于一侧的构图装置、模拟构图装置或者构图装置形状的物体MA和/或构图装置支架MT和位于相对一侧的投影系统PS之间延伸。例如，模拟构图装置或构图装置形状的物体MA能放置在构图装置支架MT上，随后比如在设备的空闲模式过程中漂洗相应的浸没空间10′。优选地，所述设备包括原位存储空间或存储室(没有示出)以便在构图装置或者物体没有放置在构图装置支架上时存储这样的模拟构图装置或构图装置形状的物体MA。在漂洗以后，模拟构图装置或构图装置形状的物体能被真正的构图装置替换，所述真正的构图装置用来在辐射进入投影系统PS之前构图辐射。例如，所述浸没系统能清洗或者漂洗构图装置支架的至少一部分。而且，所述浸没系统能清洗或者漂洗在构图装置支架MT内或者其附近延伸的至少一个缝隙或孔径E′(见图4)。在设备包括至少两个构图装置支架的情况下，为了防止或者减少相对于多个衬底支架WT的污染，各个构图装置支架能类似于上述方法进行处理。
在设备1包括至少两个构图装置支架MT的情况下，类似于上述至少两个衬底支架WT的处理，衬底支架WT可被依次移动到相应第一位置，由相应的浸没系统清洁。而且，当这些衬底架WT在相应第二位置时，由可选的清洁设备(没有示出)清洁一个或多个这样的构图装置支架MT。此外，计算机控制器CC和/或软件确定所述构图装置支架MT的哪个最可能被污染并首先进行漂洗或清洁。 
本发明的目的在于减少光刻设备的启动过程中的污染，和/或减少一批衬底的第一个衬底上的污染。例如，在机器的空闲时间之后被所述设备处理的第一个衬底，可能例如在粒子数量方面表现出污染峰值。所述数量被表达为“每晶片通过后的粒子”(“Particle per Wafer Pass”(PWP))数。此外，本发明能够实现降低潜在细菌的生长。例如，所述漂洗能在相应的设备部分(例如衬底支架)上提供连续的流体流动，这能防止细菌的生长。此外，通过施加可选的原位紫外线清洁过程，能够避免用于清除细菌的H2O2清洁方法的使用。使用H2O2与可能在设备的某些部件中存在的TiN不兼容。 
通常，在设备制造方法中，抗蚀剂涂覆的晶片将被所述设备照射。例如根据抗蚀剂和它应用到衬底上的方式，抗蚀剂涂覆的晶片的应用会增加PWP污染水平。这已经在图5中画出。图5示出了与浸没式设备的衬底级相关地运行的不同试验性试运行的结果。首先，使用空白的硅晶片确定PWP值，所述晶片被加载到设备的衬底支架WT并从其卸下。相应的值较低，并在图5中由圆圈AA画出。 
稍后，由所述设备曝光一批抗蚀剂涂覆的晶片(零剂量)。接着，再次使用另外8个空白硅晶片测试PWP。相应的8个结果在图5中由菱形BB表示，显示PWP增加。 
然后，利用浸没系统和浸没液体，在随后的大约9.5小时的设备空闲期间内，启动浸没空间的漂洗。之后，再次使用另外5个空白晶片测试PWP。结果在图5中由三角形CC表示，显示浸没空间10的漂洗导致所需的低PWP。 
具体地，在设备的操作期间内将被曝光的第一个晶片的PWP通常比随后曝光的任一晶片PWP的都高。根据本发明，由浸没系统对衬底支架WT和/或构图装置支架MT、和/或其部件比如所述边缘密封件17、缝隙E，E′、传感器和其它部件进行的长时间的或者基本连续的加湿覆盖，已经显示出降低了 PWP。 
在一个实施例中，所述设备能被构造来将空白硅晶片加载到衬底支架或多个衬底支架(或其部件的卡盘)上，并对(多个)衬底支架启动加湿覆盖。例如，这样的漂洗在最小数量的封闭盘更换(Closing Disk Exchange)之下执行，前提是所述设备带有所谓的封闭盘或者适当的封闭元件来封闭所述浸没系统的流体供应13。在给定的“机器空闲”(与“屏幕保护程序”相对比)时间之后和/或在一定数量的曝光之后，自动启动所述漂洗工艺。比如，大量存储在晶片处理器H的“比萨箱形状的容器”或者其它位置的空白晶片能用于这样的清洁操作。 
当所述设备包括两个或者多个衬底支架或卡盘时，每一个衬底支架或者卡盘在一定时间帧之后通过交换衬底支架或者卡盘得到清洗。另外，所述计算机控制器CC和/或所述软件可以记住最后被清洗的衬底支架或卡盘，并且下次用另一个启动。 
而且，优选地在设备的空闲时间期间，为了防止衬底支架或者卡盘上或者其附近的细菌生长，利用浸没液体，比如超纯水(UPW)连续地冲洗衬底架或卡盘。优选地，避免暴露在空气中的不流动的水的水坑(puddle)。另外，在用水冲洗的过程中，打开所述辐射源SO一定的时间周期，这能够提供紫外线光引起的对衬底支架或卡盘的臭氧清洁。这样的臭氧清洁对于带有有机特性比如溢出的抗蚀剂的化学污染是有效的，而且对于“杀死”细菌是有效的。在这样的清洁过程中，优选地，空白衬底或者衬底形状的物体呈现在待处理的衬底支架上。 
例如，在所述设备的空闲时间内，每一个衬底支架或者卡盘被UPW水连续冲洗以降低粒子污染和避免细菌生长。优选地，浸没液体一直在流动。 
而且，在空闲时间内，辐射源SO可被用来执行原位置的清洁，特别是当辐射源是紫外光辐射源时。在水中产生的臭氧是消除有机物和细菌生长的有效手段。 
而且，空白模拟衬底或者和空白晶片几何形状类似的物体在所述空闲时间的清洁过程中能被放置在衬底支架WT上。所述浸没式设备能配有用于模拟衬底的专用原位存储室22。 
虽然在本文中具体参考了IC制造中光刻设备的使用，但应当理解在此描 述的光刻设备可以具有其他应用，例如，集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和探测图形、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员将意识到，在这些可选应用的范围中，在此任意使用的术语“晶片”或“管芯”可以认为分别与更普通的术语“衬底”或“目标部分”同义。在这里衬底指在曝光之前或之后，可以在例如轨道系统(track)(通常将抗蚀剂层涂覆到衬底并显影已曝光抗蚀剂的工具)、度量工具和/或检验工具中被处理。在应用中，这里的描述可以应用于这些和其他衬底处理工具。此外，衬底可以被处理一次以上，例如为了制造多层IC，因此在此使用的术语衬底还可以指已经包括多个已处理层的衬底。 
虽然已经在上面具体参考了本文中本发明光刻的应用实施例，但意识到本发明可以用于其他应用，例如压印光刻，且在本文允许的情况下不限于光刻。在压印光刻中构图装置中的几何图形限定了在衬底上产生的图形。构图装置的几何图形可以压印到提供在衬底上的抗蚀剂层中，在衬底上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来硬化抗蚀剂。在抗蚀剂硬化之后，构图装置被移出抗蚀剂留下图形在抗蚀剂中。 
在此使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，具有约365，355，248、193、157或126nm的波长)和远紫外线(EUV)辐射(例如，具有在5-20nm范围内的波长)，和粒子束，诸如离子束和电子束。 
术语“透镜”在本文允许的情况下可以指各种光学部件的任何一种或组合，包括折射，反射，磁的，电磁的和静电光学部件。 
虽然已经在上面描述了本发明的具体实施例，但将意识到除上述外可以实现本发明。例如，在应用中，本发明可以采取包含描述上述方法的一个或多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采取具有存储其中的这种计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。 
本发明的一个或者多个实施例可应用到任一浸没光刻设备，比如那些上述类型的设备，并且不论浸没液体以池的形式提供，还是只在衬底的局部表面区域上提供。浸没系统可以是任一在投影系统与衬底和/或衬底台之间的空间提供液体的机构。它可包括一个或多个机构、一个或多个液体入口、一个或多个气体入口、一个或多个气体出口、和/或一个或多个液体出口的任意组合，所述组 合提供浸没液体并将其限定在所述空间。在一个实施例中，所述空间的表面可被限定于衬底和/或衬底台的一部分，所述空间的表面完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者所述空间可包围衬底和/或衬底台。 
而且，浸没系统能够是向投影系统和构图装置和/或构图装置支架之间的空间提供液体的任意机构。 
以上描述意在说明，而非限制性的。因此，本领域技术人员将明白，在不脱离以下权利要求所述的范围的情况下可以对所述本发明进行修改。

Claims (46)

1.一种用于防止或者降低浸没式投影设备的污染的方法，所述设备包括至少一个浸没空间，当所述设备将辐射束投射到衬底上时，用液体至少部分地填充所述浸没空间，所述方法包括：
在使用所述设备将辐射束投射到衬底上之前，用漂洗液漂洗至少部分浸没空间以及在用漂洗液漂洗的过程中使浸没空间的位置发生变化时用漂洗液漂洗在衬底支架/构图装置支架内或其附近延伸的至少一个狭缝或者孔径。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述浸没空间的漂洗发生在所述设备的空闲操作模式期间。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述液体和所述漂洗液是同样的液体。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述浸没空间的漂洗基本上连续地发生直到所述设备被用来将辐射投射到衬底上。
5.如权利要求1所述的方法，还包括用紫外线辐射照射至少部分浸没空间和/或漂洗液。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述浸没空间至少在位于一侧的衬底、模拟衬底或衬底形状的物体和/或衬底支架的至少一部分与位于相对侧的投影系统之间延伸。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：
将所述模拟衬底或者衬底形状的物体放置在所述衬底支架上；和
在完成所述漂洗之后，将模拟衬底或衬底形状的物体替换为要被投影系统照射的衬底。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述浸没空间至少在位于一侧的构图装置、模拟构图装置或构图装置形状的物体和/或构图装置支架与位于相对侧的投影系统之间延伸。
9.如权利要求8所述的方法，还包括：
将模拟构图装置或构图装置形状的物体放置在所述构图装置支架上；和
在所述辐射进入投影系统之前，用将被用来构图辐射的构图装置替换模拟构图装置或者构图装置形状的物体。
10.如权利要求1所述的方法，所述设备是光刻投影设备。
11.如权利要求1所述的方法，还包括：
在浸没空间的漂洗期间，改变浸没空间的位置以清洁所述设备的不同部件和/或区域。
12.一种用于防止或者降低光刻投影设备的污染的方法，所述设备包括构造来保持衬底的衬底支架、构造来保持构图装置的构图装置支架、投影系统、和构造来利用液体至少部分地填充所述设备的浸没空间的浸没系统，所述方法包括：
使至少一个浸没系统和至少部分所述设备彼此相对移动；和
在利用所述设备将构图的辐射束投射到衬底的目标部分上之前，用所述液体漂洗至少部分所述设备，其中至少部分所述设备包括在衬底支架/构图装置支架内或其附近延伸的至少一个缝隙或孔径。
13.如权利要求12所述的方法，其中至少部分所述设备还包括至少部分衬底支架。
14.如权利要求12所述的方法，其中至少部分所述设备包括至少部分构图装置支架。
15.一种用于防止或者降低光刻投影设备的污染的方法，所述设备包括浸没空间，所述方法包括：
用漂洗液填充至少部分浸没空间以及在用漂洗液漂洗的过程中使浸没空间的位置发生变化时用漂洗液漂洗在衬底支架/构图装置支架内或其附近延伸的至少一个狭缝或者孔径至少一分钟。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述填充基本上连续地发生至少一天，包含所述设备或其一部分的至少一个空闲操作期间。
17.一种用于防止或者降低光刻投影设备的污染的方法，所述设备包括构造来保持衬底的衬底支架、构造来保持构图装置的构图装置支架、投影系统、和浸没空间，所述方法包括：
在所述设备的空闲时间期间用漂洗液填充至少部分浸没空间以及在用漂洗液漂洗的过程中使浸没空间的位置发生变化时用漂洗液漂洗在衬底支架/构图装置支架内或其附近延伸的至少一个狭缝或者孔径，以防止或者降低在设备的至少一个随后启动运行期间的衬底污染。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述漂洗液包括超纯水。
19.一种浸没式光刻设备包括：
至少一个浸没空间；和
构造来利用液体至少部分地填充浸没空间的浸没系统，
其中所述设备被构造来在利用所述设备将构图的辐射束投射到衬底上之前，用漂洗液漂洗至少部分浸没空间以及在用漂洗液漂洗的过程中使浸没空间的位置发生变化时用漂洗液漂洗在衬底支架/构图装置支架内或其附近延伸的至少一个狭缝或者孔径。
20.如权利要求19所述的设备，其中所述设备被构造来在设备的空闲操作模式期间漂洗至少部分浸没空间。
21.如权利要求19所述的设备，其中所述设备被构造来在浸没空间的漂洗期间在所述浸没空间内和/或浸没空间的邻近位置提供一个物体，并且在利用所述设备将辐射束投射到衬底的目标部分上之前将所述物体移走。
22.如权利要求21所述的设备，还包括至少一个存储空间或存储室，以在利用所述设备将辐射束投射到衬底的目标部分上时存储所述物体。
23.如权利要求19所述的设备，其中所述设备被构造来利用所述液体漂洗所述浸没空间。
24.如权利要求19所述的设备，其中所述设备被构造来基本上连续地漂洗浸没空间直到所述设备将辐射束投射到衬底上。
25.如权利要求19所述的设备，还包括至少一个紫外线辐射源，其被构造来在利用所述设备将辐射束投射到衬底的目标部分上之前，在所述空间的漂洗期间利用紫外线辐射照射所述浸没空间。
26.如权利要求19所述的设备，其中所述浸没空间在位于一侧的衬底、模拟衬底或衬底形状的物体和/或衬底支架的至少一部分与位于相对侧的设备的投影系统部分之间延伸。
27.如权利要求26所述的设备，其中所述设备被构造来将衬底或衬底形状的物体放置在所述衬底支架上，以及连续地漂洗相应的浸没空间。
28.如权利要求26所述的设备，其中在所述漂洗期间，所述设备被构造来使所述浸没空间至少到达或包含由所述衬底支架保持的衬底、模拟衬底或衬底形状的物体的外轮廓。
29.如权利要求19所述的设备，其中所述设备被构造来利用所述浸没空间和所述漂洗液，漂洗沿着由衬底支架保持的衬底、模拟衬底或衬底形状的物体的边缘延伸的至少一个区域。
30.如权利要求19所述的设备，所述设备被构造来利用所述浸没空间和所述漂洗液来漂洗至少部分衬底支架表面和/或位于所述表面上的一个或多个组件。
31.如权利要求30所述的设备，其中所述组件从边缘密封件、传感器、定位设备、和反射镜元件所组成的组中进行选择。
32.如权利要求19所述的设备，还包括至少两个衬底支架，其中所述浸没空间在位于一侧的至少一个衬底支架的至少一部分和位于相对侧的投影系统之间延伸，而且其中所述设备被构造来将每个衬底支架移动到第一位置和远离所述投影系统的相应的第二位置。
33.如权利要求32所述的设备，其中所述设备被构造来将所述衬底支架连续地移动到所述第一位置，以便由所述漂洗液在上述位置或者其附近至少部分地漂洗。
34.如权利要求32所述的设备，还包括至少一个清洁设备，其被构造来当衬底支架在所述第二位置时至少部分地清洁至少一个衬底支架。
35.如权利要求32所述的设备，其中所述设备被构造来确定哪一个衬底支架最可能被污染，并且首先漂洗或清洁被发现为最可能被污染的衬底支架。
36.如权利要求19所述的设备，其中所述浸没空间至少在位于一侧的构图装置和/或构图装置支架与位于相对侧的投影系统之间延伸。
37.如权利要求36所述的设备，其中所述设备被构造来将模拟构图装置或构图装置形状的物体放置在所述构图装置支架上，并且随后漂洗所述浸没空间。
38.如权利要求26所述的设备，其中所述设备被构造来在漂洗期间使所述衬底支架相对于所述投影系统移动，以使得浸没空间的位置在漂洗期间相对于衬底架变化。
39.如权利要求19所述的设备，其中所述设备被构造来在预定量的设备的空闲时间之后自动开始所述漂洗。
40.如权利要求19所述的设备，其中所述设备被构造来在预定数目的衬底曝光之后自动开始所述漂洗。
41.如权利要求19所述的设备，其中所述设备被构造来确定或者估计是否至少部分所述设备已经到达确定的阈值量的污染，并且当已经确定或估计所述设备部分已经达到所述阈值量的污染时，漂洗所述设备部分。
42.如权利要求19所述的设备，还包括控制所述漂洗的计算机控制器。
43.根据权利要求19-42中任一项所述的设备，包括至少一个存储空间或存储室，以存储在原位的至少一个模拟衬底或衬底形状的物体。
44.根据权利要求19-42中任一项所述的设备，包括至少一个存储空间或存储室，以存储在原位的至少一个模拟构图装置或构图装置形状的物体。
45.一种用于防止或降低光刻投影设备的污染的方法，包括将被提供有辐射束能通过其传送的液体的空间，所述方法包括：
操作所述光刻设备；和
随后用漂洗液漂洗至少部分所述空间以及在用漂洗液漂洗的过程中使浸没空间的位置发生变化时用漂洗液漂洗在衬底支架/构图装置支架内或其附近延伸的至少一个狭缝或者孔径。
46.如权利要求45所述的方法，其中所述液体和所述漂洗液是同样的液体。
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