NL2004506A

NL2004506A - IMMERSION - LITHOGRAPHY SYSTEM USING A SEALED WAFER BOTTOM.

Info

Publication number: NL2004506A
Application number: NL2004506A
Authority: NL
Inventors: Burn-Jeng Lin; Ching-Yu Chang
Original assignee: Taiwan Semiconductor Mfg
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2010-06-09
Also published as: NL2004506C2

Description

IMMERSIE-LITHOGRAFIESYSTEEM MET GEBRUIKMAKING VAN EEN AFGEDICHTE WAFERBODEMIMMERSION LITHOGRAPHY SYSTEM USING A SEALED WAFER BOTTOM

VerwijzirigReference

[0001] De onderhavige aanvrage claimt prioriteit van Amerikaanse provisionele octrooiaanvrage serienr. 60/864.204, ingediend op 3 november 2006, die hierbij in zijn geheel als verwijzing is opgenomen.The present application claims priority of U.S. provisional patent application serial no. 60 / 864,204, filed November 3, 2006, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

AchtergrondBackground

[0002] De onderhavige openbaring heeft in het algemeen betrekking op immersie-fotolithografie en meer in het bijzonder op een immersie-fotolithografiesysteem met gebruikmaking van een afgedichte waferbodem.The present disclosure relates generally to immersion photolithography and more particularly to an immersion photolithography system using a sealed wafer bottom.

[0003] Immersielithografie is een relatief nieuwe vooruitgang in fotolithografie, waarbij de belichtingsprocedure wordt uitgevoerd met een vloeistof die de ruimte tussen het oppervlak van de wafer en de lens vult. Door gebruik te maken van immersie-fotolithografie kunnen hogere numerieke aperturen worden gebouwd dan wanneer lenzen in lucht worden gebruikt, wat leidt tot een verbeterde resolutie. Verder verschaft immersie een verbeterde focusdiepte (depth-of-focus = DOF) voor het printen van nog kleinere structuurelementen. Het zal duidelijk zijn dat de onderhavige openbaring niet beperkt is tot immersie-lithografïe, maar immersie-lithografie verschaft een voorbeeld van een halfgclcidcrproccs dat voordeel kan behalen uit dc uitvinding die hieronder in meer detail wordt beschreven.Immersion lithography is a relatively new advance in photolithography, where the exposure procedure is performed with a liquid that fills the space between the surface of the wafer and the lens. By using immersion photolithography, higher numerical apertures can be built than when lenses are used in air, which leads to improved resolution. Furthermore, immersion provides an improved focus depth (depth-of-focus = DOF) for printing even smaller structural elements. It will be understood that the present disclosure is not limited to immersion lithography, but immersion lithography provides an example of a semi-circular process that can take advantage of the invention described in more detail below.

Korte beschrijving van de tekeningenBrief description of the drawings

[0004] De onderhavige openbaring zal het best worden begrepen aan de hand van de volgende gedetailleerde beschrijving samen met de begeleidende figuren. Benadrukt wordt dat, overeenkomstig de standaardpraktijk in de industrie, diverse elementen niet op schaal zijn getekend. In feite kunnen de dimensies van de diverse elementen willekeurig zijn vergroot of verkleind voor een duidelijkere uiteenzetting.The present disclosure will be best understood with reference to the following detailed description together with the accompanying figures. It is emphasized that, in accordance with standard industry practice, various elements are not drawn to scale. In fact, the dimensions of the various elements can be arbitrarily enlarged or reduced for a clearer explanation.

[0005] Figuur IA illustreert een LBC-immersiesysteem.Figure 1A illustrates an LBC immersion system.

[0006] Figuur IB illustreert een alternatief ontwerp van een LBC-immersiesysteem.Figure IB illustrates an alternative design of an LBC immersion system.

[0007] Figuur 2 illustreert een WBC-immersiesysteem.Figure 2 illustrates a WBC immersion system.

[0008] Figuur 3 illustreert een bovenaanzicht van een volledig-immersie-lithografiesysteem, waarbij een afdichtingsring is aangebracht in contact met een bodemrand van een wafer overeenkomstig één uitvoeringsvorm.Figure 3 illustrates a top view of a full immersion lithography system, with a sealing ring arranged in contact with a bottom edge of a wafer according to one embodiment.

[0009] Figuur 4 illustreert een zijaanzicht van het volledige-immersie-lithografiesysteem van figuur 3.Figure 4 illustrates a side view of the full immersion lithography system of Figure 3.

[0010] Figuur 5 is een vergroot zijaanzicht van het volledige-immersie-lithografiesysteem van figuur 3.Figure 5 is an enlarged side view of the full immersion lithography system of Figure 3.

[0011] Figuur 6 illustreert het volledige-immersie-lithografïesysteem van figuur 3 nadat de keerwand daarvan is verlaagd om de immersievloeistof daaruit af te voeren.Figure 6 illustrates the full immersion lithography system of Figure 3 after the retaining wall thereof has been lowered to drain the immersion fluid therefrom.

[0012] Figuur 7 illustreert een droogkop voor gebruik bij het verwijderen van rest-vloeistof uit een wafer.Figure 7 illustrates a drying head for use in removing residual liquid from a wafer.

[0013] Figuur 8A en 8B illustreren één implementatie van een nabijheidsdeksel dat richtingsbesturende vloeistofinlaten omvat.Figures 8A and 8B illustrate one implementation of a proximity cover that includes directional fluid inlets.

[0014] Figuren 9-11 illustreren vloeistofrichtingsbesturing die wordt geïmplementeerd met gebruikmaking van de richtingsbesturende vloeistofinlaten van de figuren 8A en 8B.Figures 9-11 illustrate fluid direction control that is implemented using the direction control fluid inlets of Figures 8A and 8B.

[0015] Figuren 12A en 12B illustreren een alternatieve implementatie van een na-bijheidsdeksel dat richtingsbesturende vloeistofinlaten omvat.Figures 12A and 12B illustrate an alternative implementation of a proximity cover that includes directional fluid inlets.

[0016] Figuur 13 illustreert een alternatieve configuratie van het volledige-immcrsic-lithografïcsystccm van figuur 3.Figure 13 illustrates an alternative configuration of the full immune lithography system of Figure 3.

[0017] Figuur 14 illustreert een volledig-immersie-lithografïesysteem volgens een andere alternatieve uitvoeringsvorm.Figure 14 illustrates a full immersion lithography system according to another alternative embodiment.

[0018] Figuur 15 illustreert een volledig-immersie-lithografiesysteem volgens nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm.Figure 15 illustrates a full immersion lithography system according to yet another alternative embodiment.

[0019] Figuur 16 illustreert een richtingsbesturende vloeistofinlaat-inrichting met dubbel mondstuk.Figure 16 illustrates a dual nozzle directional fluid inlet device.

[0020] Figuur 17 illustreert de richtingsbesturende vloeistofinlaat-inrichting met dubbel mondstuk van figuur 16 die is aangebracht op het volledige-immersie-lithografiesysteem van figuur 13.Figure 17 illustrates the dual nozzle directional fluid inlet device of Figure 16 mounted on the full immersion lithography system of Figure 13.

Gedetailleerde beschrijvingDetailed description

[0021] De onderhavige openbaring heeft in het algemeen betrekking op de vloei-stofimmersie-fotolithografiesystemen en meer in het bijzonder op een immersie-fotolithografiesysteem met gebruikmaking van een afgedichte waferbodem. Het zal echter duidelijk zijn dat specifieke uitvoeringsvormen zijn verschaft als voorbeelden om het bredere inventieve concept te leren, en een vakman met gebruikelijke vakkennis kan de leer van de onderhavige openbaring eenvoudig toepassen op andere werkwijzen en systemen. Het zal tevens duidelijk zijn dat de werkwijzen en systemen die in de onderhavige openbaring zijn besproken een aantal conventionele structuren en/of stappen omvatten. Aangezien deze structuren en stappen uit de stand van de techniek welbekend zijn zullen ze alleen in een algemene mate van detail worden besproken. Verder worden overal in de tekeningen verwijzingscijfers gemakshalve en als voorbeeld herhaald, en een dergelijke herhaling duidt niet op enige vereiste combinatie van kenmerken of stappen in de tekeningen,The present disclosure relates generally to the liquid-immobilized photolithography systems and more particularly to an immersion-photolithography system using a sealed wafer bottom. It will be understood, however, that specific embodiments have been provided as examples to teach the broader inventive concept, and one of ordinary skill in the art can easily apply the teachings of the present disclosure to other methods and systems. It will also be appreciated that the methods and systems discussed in the present disclosure include a number of conventional structures and / or steps. Since these structures and steps are well known in the art, they will only be discussed in a general degree of detail. Furthermore, reference numerals are repeated throughout the drawings for the sake of convenience and as an example, and such a repetition does not indicate any required combination of features or steps in the drawings,

[0022] In het algemeen zijn er twee systeemconfiguraties in immersie-lithografie, waaronder lensgebaseerde (“LBC”) systemen en wafergebaseerde (“WBC”) systemen. Met LBC-systemen wordt immersievloeistof selectief toegevoerd aan en geëxtraheerd uit een klein gebied tussen de lens en de wafer en het immersiesamenstel is stationair met betrekking tot de lens als de wafer stapsgewijs wordt verplaatst of wordt gescand.In general, there are two system configurations in immersion lithography, including lens-based ("LBC") systems and wafer-based ("WBC") systems. With LBC systems, immersion fluid is selectively supplied to and extracted from a small area between the lens and the wafer, and the immersion assembly is stationary with respect to the lens as the wafer is moved or scanned step by step.

[0023] Met verwijzing naar figuur IA omvat één uitvoeringsvorm van een LBC-systeem 100 een immersiekop 102 die een beeldvormingslens 104, een vloeistofïnlaat 106 en een vlocistof-uitlaat 108 omvat. Zoals getoond in figuur IA wordt immcrsic-vloeistof aangebracht in een gebied 110 onder de beeldvormingslens 104 en boven een wafer 112, die is bevestigd aan een wafertafel 114 via een vacuümsysteem 116. De vloeistof wordt in het gebied 110 geïnjecteerd via de vloeistofïnlaat 106 en wordt uitgedreven via de vloeistofuitlaat 108, welk proces kan leiden tot vloeistoftemperatuur-regelingskwesties en vloeistofverdampingsproblemen.With reference to Figure 1A, one embodiment of an LBC system 100 includes an immersion head 102 that includes an imaging lens 104, a fluid inlet 106, and a fluid outlet 108. As shown in Figure 1A, immune fluid is applied to an area 110 below the imaging lens 104 and above a wafer 112 attached to a wafer table 114 via a vacuum system 116. The fluid is injected into the area 110 through the fluid inlet 106 and is driven out through the fluid outlet 108, which process can lead to fluid temperature control issues and fluid evaporation problems.

[0024] Voordelen van LBC-systemen omvatten het feit dat de wafertafel daarvan in hoofdzaak identiek is aan die van een droog systeem, waardoor ontwikkelingstijd en kosten worden bespaard. Verder is het met LBC-systemen mogelijk om dezelfde uitlij-ning, focus en richtinstelling te behouden zoals die worden gebruikt in droge systemen. Tenslotte is bij LBC-systemen het volume van gebruikte immersievloeistof klein, zodat het opvullen van de vloeistofkerende holte zeer snel kan worden uitgevoerd, waardoor een hoog waferdoorvoervolume wordt behouden.Advantages of LBC systems include the fact that the wafer table thereof is substantially identical to that of a dry system, thereby saving development time and costs. Furthermore, with LBC systems, it is possible to maintain the same alignment, focus, and alignment as those used in dry systems. Finally, with LBC systems, the volume of used immersion fluid is small, so that filling up of the liquid-retaining cavity can be performed very quickly, thereby maintaining a high wafer throughput volume.

[0025] Problemen die zijn verbonden met LBC-systemen omvatten het feit dat, nabij de rand van de wafer, het immersiegebied de wafer en gebieden buiten de klauw-plaat omvat, zodat het handhaven van de hydrodynamica in de vloeistofholte en het beheren van vloeistofextractie moeilijker kan zijn. Een ander probleem is dat deeltjes aan de achterkant van de wafer de neiging hebben om naar het oppervlak gespoeld te worden. Verder heeft de LBC-immersiekop de neiging om sporen van vloeistof achter te laten op het waferoppervlak wanneer de wafer tijdens het verplaats-en-scan-bedrijf beweegt. Dit is een grondoorzaak van vloeistofvlekken op de wafer. Nog een ander probleem dat is verbonden met LBC-systemen is dat de fotolak een inconsistente vloei-stof-contact-geschiedenis op verschillende locaties zal hebben. In het bijzonder worden, wanneer de wafer van veld tot veld stapsgewijs wordt verplaatst, de aangrenzende velden, of delen daarvan, bedekt door vloeistof. Dit kan meerdere malen bij hetzelfde veld optreden en niet noodzakelijkerwijs in dezelfde volgorde of hetzelfde aantal malen voor elk veld. Tenslotte stroomt in een aantal LBC-systeemontwerpen, zoals geïllustreerd in figuur IB, immersievloeistof over de waferrand in een vloeistof-afvoer 120 die zich langs de rand van de wafer 112 bevindt. Terwijl dit deeltjes-invanging reduceert, leidt het tot wafer-afkoeling aan de rand, waardoor de wafer wordt vervormd en de overlay-nauwkeurigheid wordt verslechterd.Problems associated with LBC systems include the fact that, near the edge of the wafer, the immersion area includes the wafer and areas outside the jaw plate, so that maintaining hydrodynamics in the fluid cavity and managing fluid extraction can be harder. Another problem is that particles on the back of the wafer tend to be flushed to the surface. Furthermore, the LBC immersion head tends to leave traces of liquid on the wafer surface as the wafer moves during the move and scan operation. This is a root cause of fluid stains on the wafer. Yet another problem associated with LBC systems is that the photoresist will have an inconsistent liquid-contact history at different locations. In particular, when the wafer is moved step by step from field to field, the adjacent fields, or parts thereof, are covered by liquid. This can occur several times at the same field and not necessarily in the same order or the same number of times for each field. Finally, in a number of LBC system designs, as illustrated in Figure IB, immersion fluid flows over the wafer edge into a fluid drain 120 that is located along the edge of the wafer 112. While reducing particle capture, it leads to wafer cooling at the edge, thereby distorting the wafer and degrading the overlay accuracy.

[0026] Met verwijzing naar figuur 2 wordt, in tegenstelling tot LBC-systemen, in WBC-systemen de wafer volledig ondergedompeld in immersievloeistof in een circula-tictank in de wafcrtafcl. In een WBC-systccm 200 wordt immersievloeistof selectief ingevoerd in en uitgedreven uit een klein gebied 204 tussen een lens 206 en een wafer 208 via een vloeistofinlaat 210 respectievelijk een vloeistofuitlaat 212. De immersievloeistof circuleert continu in het gebied 204 onder en boven de wafertafel en wordt gefilterd en temperatuur-geregeld wanneer deze over het oppervlaktegebied van de wafer 208 beweegt. De vloeistof kan volledig worden afgevoerd uit het gebied 204 om aanbrenging en verwijdering van de wafer 208 mogelijk te maken. Een deksel 214 verhindert dat immersievloeistof 202 overstroomt en dat vreemde deeltjes in de vloeistof vallen.With reference to Figure 2, unlike LBC systems, in WBC systems the wafer is completely immersed in immersion fluid in a circulating tank in the wafer filter. In a WBC system 200, immersion fluid is selectively introduced into and expelled from a small area 204 between a lens 206 and a wafer 208 through a fluid inlet 210 and fluid outlet 212, respectively. The immersion fluid continuously circulates in the area 204 below and above the wafer table and filtered and temperature controlled as it moves across the surface area of the wafer 208. The liquid can be completely discharged from the area 204 to allow application and removal of the wafer 208. A lid 214 prevents immersion fluid 202 from overflowing and foreign particles from falling into the fluid.

[0027] Voordelen van WBC-systemen omvatten het feit dat belichting aan de rand van de wafer hetzelfde is als belichting in het midden daarvan. Bovendien maakt elk veld gedurende dezelfde tijdshoeveelheid contact met de wafer. Verder is er geen mogelijkheid van vloeistofvlekken die worden veroorzaakt door een immersiekop en is er geen sprake van bellengenerering door slechte hydrodynamica nabij de rand van de wafer. WBC-systemen lijden echter wel onder bepaalde tekortkomingen, waaronder het feit dat voor- en nabelichtings-indringtijden van elk belichtingsveld verschillend zijn. Verder kost het meer moeite of meer tijd om de immersievloeistof te vullen en af te voeren, en focusseren, hellen en uitlijnen dienen in de immersiemodus uitgevoerd te worden indien er geen dubbele tafel wordt gebruikt. Tenslotte is een aanzienlijk herontwerp van de wafertafel, vergeleken met een droog systeem, noodzakelijk.Advantages of WBC systems include the fact that exposure at the edge of the wafer is the same as exposure at the center thereof. In addition, each field contacts the wafer for the same amount of time. Furthermore, there is no possibility of liquid stains caused by an immersion head and there is no question of bubble generation due to poor hydrodynamics near the edge of the wafer. However, WBC systems suffer from certain shortcomings, including the fact that pre-exposure and post-exposure penetration times of each exposure field are different. Furthermore, it takes more effort or more time to fill and discharge the immersion fluid, and focusing, tilting and aligning should be performed in the immersion mode if no double table is used. Finally, a considerable redesign of the wafer table compared to a dry system is necessary.

[0028] Twee aanvullende problemen treffen zowel LBC- als WBC-systemen. Deze omvatten het feit dat de afdeklak aan de waferrand binnen enkele millimeter (de “rand-druppel”) gewoonlijk wordt verwijderd omdat deze dikker is dan de rest van de af-deklakbekleding. Dit laat de mogelijkheid open van gebroken afdeklakffagmenten door het spoelen van de vloeistof, wat derhalve bijdraagt tot corpusculaire defecten. Bovendien kan de vloeistof in de onderzijde van de wafer sijpelen, waardoor hij een bron van verontreiniging wordt en hij tevens vatbaar voor verontreiniging wordt gemaakt. De verdamping van deze vloeistof kan bijdragen aan ongelijkmatige afkoeling en overlay-fouten.Two additional problems affect both LBC and WBC systems. These include the fact that the resist on the wafer edge is usually removed within a few millimeters (the "edge drop") because it is thicker than the rest of the resist coating. This leaves open the possibility of broken coating varnishes by rinsing the liquid, thus contributing to particulate defects. In addition, the liquid can seep into the underside of the wafer, making it a source of contamination and also making it susceptible to contamination. The evaporation of this liquid can contribute to uneven cooling and overlay errors.

[0029] Met verwijzing nu naar de figuren 3 en 4 zijn hier boven- en zijaanzichten geïllustreerd van een volledig immersie-lithografiesysteem 300 waarin een afdichtings-ring zodanig is aangebracht dat deze in contact is met een onderrand van een wafer volgens één uitvoeringsvorm. Naar een dergelijk volledig-immersie-lithografiesysteem kan hier alternatief worden verwezen als een “WISBOT”-systccm. Zoals het best is getoond in figuur 4 omvat het systeem 300 een wafertafel 302 waarop een wafer 304 kan zijn bevestigd via een vacuümsysteem 306. Een lenssamenstel 308 is aangebracht over de wafer 304. Overeenkomstig één uitvoeringsvorm is immersievloeistof 309 aangebracht in een gebied, of tank, 310 over en rondom de wafer 304 tussen de wafer en het lenssamenstel 308. De immersievloeistof wordt binnen de tank 310 gehouden door een vloeistofkerende wand 311. In één uitvoeringsvorm is de brekingsindex van de immersievloeistof althans nagenoeg 1,34. Een afdichtingsring 312 die is geconstrueerd uit rubber of een soortgelijk materiaal is aangebracht op de wafertafel 302, zodat hij contact maakt met een onderrand van de wafer 304 die op de tafel is aangebracht. In één uitvoeringsvorm is de dikte van de afdichtingsring 312 tussen 1 en 10 millimeter.Referring now to Figures 3 and 4, top and side views of a full immersion lithography system 300 are illustrated here in which a sealing ring is arranged such that it is in contact with a bottom edge of a wafer according to one embodiment. Such a full-immersion lithography system can alternatively be referred to here as a "WISBOT" system. As best shown in Figure 4, the system 300 includes a wafer table 302 on which a wafer 304 can be mounted via a vacuum system 306. A lens assembly 308 is disposed over the wafer 304. According to one embodiment, immersion fluid 309 is disposed in an area, or tank 310 over and around the wafer 304 between the wafer and the lens assembly 308. The immersion fluid is held within the tank 310 by a fluid-retaining wall 311. In one embodiment, the refractive index of the immersion fluid is at least substantially 1.34. A sealing ring 312 constructed from rubber or similar material is provided on the wafer table 302 so that it contacts a lower edge of the wafer 304 mounted on the table. In one embodiment, the thickness of the seal ring 312 is between 1 and 10 millimeters.

De bovenrand van de afdichtingsring 312 strekt zich iets uit boven de onderkant van de wafer 304, zodat, wanneer de wafer is bevestigd aan de wafertafel 302 door middel van het vacuümsysteem 306, de rand van de wafer door de afdichtingsring is afgedicht ten opzichte van vloeistof-insijpeling. Met andere woorden, de afdichtingsring 312 dicht datgene af wat anders een tussenruimte tussen de wafer 304 en de wafertafel 302 zou kunnen zijn.The upper edge of the seal ring 312 extends slightly above the bottom of the wafer 304 so that when the wafer is attached to the wafer table 302 by means of the vacuum system 306, the edge of the wafer is sealed by the seal ring to liquid infusion. In other words, the sealing ring 312 seals what could otherwise be a gap between the wafer 304 and the wafer table 302.

[0030] Een nabijheidsdeksel 314 dat een veelheid vloeistofmlaten 316 daar doorheen omvat is verschaft om de immersievloeistof tot het gebied 310 te beperken en om de temperatuur van de immersievloeistof te handhaven. De vloeistofmlaten 316 zijn verschaft voor het regelen van de vloeistofstroming, zoals hieronder in meer detail beschreven zal worden. Het nabijheidsdeksel 314 is van een grootte die geschikt is om de vloeistof tussen de lens en de wafer homogeen te houden. In de onderhavige uitvoeringsvorm is dit deksel niet te groot om de grootte van het omhullende deksel onnodig te vergroten, omdat het niet te dicht naar de vloeistofkerende wand 311 dient te bewegen. Een omhullend deksel 318 is bevestigd aan een lenszuil van het lenssamenstel 308 om de tank 310 te omhullen en om een vloeistof-damp-rijke omgeving daarin tot stand te brengen.A proximity cover 314 that includes a plurality of fluid sizes 316 therethrough is provided to limit the immersion fluid to the area 310 and to maintain the temperature of the immersion fluid. The fluid sizes 316 are provided for controlling the fluid flow, as will be described in more detail below. The proximity cover 314 is of a size suitable for keeping the liquid homogeneous between the lens and the wafer. In the present embodiment, this lid is not too large to unnecessarily increase the size of the enveloping lid, since it should not move too close to the liquid-retaining wall 311. An envelope lid 318 is attached to a lens column of the lens assembly 308 to enclose the tank 310 and to create a liquid-vapor-rich environment therein.

[0031] Figuur 3 illustreert het best de verhouding tussen de afdichtingsring 312, de wafer 304, en het omhullende deksel 318. Zoals getoond in figuur 3 omvat de wafer 304 een veelheid gescande velden 320. Een gebied 322 vertegenwoordigt een lensveld van het lenssamenstel 308. Zoals eveneens het best is geïllustreerd in figuur 3 omvat de lens een deksel 322 dat een sleuf 324 omvat dat het scannings-belichtingsveld dicteert.Figure 3 best illustrates the relationship between the seal ring 312, the wafer 304, and the envelope lid 318. As shown in Figure 3, the wafer 304 comprises a plurality of scanned fields 320. An area 322 represents a lens field of the lens assembly 308. As also best illustrated in Figure 3, the lens comprises a cover 322 that includes a slot 324 that dictates the scanning exposure field.

[0032] Zoals het best is getoond in figuur 5, die een vergroot en uitgebreid aanzicht van het systeem 300 is, wordt damp van de immersievloeistof 309 opgesloten binnen het gebied 310, dat is begrensd door het omhullende deksel 318, de vloeistofkerende wand 311 en de wafertafel 302 met de wafer 304, die door middel van het vacuümsysteem 306 tegen de afdichtingsring 312 is gedrukt. Nadat een hoge concentratie van vloeistofdamp is bereikt in een tussenruimte boven de vloeistof 309 binnen het gebied 310, wordt voldoende immersievloeistof ingevoerd om het gehele oppervlak van de wafer 304 te bedekken. Overstromingsgaten 330 maken het mogelijk dat overtollige vloeistof in een vloeistofverzamelgeul 332 stroomt. De vloeistofdamp ontsnapt onvermijdelijk door een tussenruimte tussen de vloeistofkerende wand 311 en het omhullen de deksel 318 en moet periodiek worden bijgevuld. Deze tussenruimte is noodzakelijk om vrije beweging te waarborgen tussen de vloeistofkerende wand 311 en het omhullende deksel 318 en wordt klein en uniform gehouden om vloeistofdampverlies tot een minimum te houden.As best shown in Figure 5, which is an enlarged and expanded view of the system 300, vapor from the immersion fluid 309 is trapped within the area 310, which is bounded by the envelope lid 318, the fluid-retaining wall 311 and the wafer table 302 with the wafer 304, which is pressed against the sealing ring 312 by means of the vacuum system 306. After a high concentration of liquid vapor has been achieved in a gap above the liquid 309 within the area 310, sufficient immersion liquid is introduced to cover the entire surface of the wafer 304. Flood holes 330 allow excess liquid to flow into a liquid collection channel 332. The liquid vapor inevitably escapes through a gap between the liquid-retaining wall 311 and the cover 318 and must be topped up periodically. This gap is necessary to ensure free movement between the liquid-retaining wall 311 and the enveloping lid 318 and is kept small and uniform to minimize liquid vapor loss.

[0033] Figuur 6 illustreert het systeem 300 nadat de vloeistofkerende wand 311 is verlaagd om het gebied 310 te ledigen van vloeistof. Nadat de wafer 304 en wafertafel 302 zijn verwijderd van onder het lenssamenstel 308 kunnen restvloeistof en natheid op de wafer 304 worden verwijderd met gebruikmaking van een droogkop die een luchtmes omvat zoals is geïllustreerd in figuur 7 en is aangeduid met een verwijzingscijfer 340. De droogkop 340 omvat ten minste één vacuüm uitlaat 342 voor het afvoeren van immersievloeistof en ten minste één luchtinvoerinlaat 344 om gas in te voeren voor drogen. Aanvullende details met betrekking tot de droogkop 304 en alternatieve uitvoeringsvormen daarvan zijn verschaft in gerelateerde Amerikaanse octrooiaanvrage se-rienr. 60/864.241 (dossiernummer gemachtigde 2006-0682 / 2461.847) met de titel “IMMERSION LITHOGRAPHY SYSTEM USING A SEALED WAFER BATH”, die hierbij in zijn geheel als verwijzing is opgenomen.Figure 6 illustrates the system 300 after the liquid barrier wall 311 has been lowered to empty the area 310 of fluid. After the wafer 304 and wafer table 302 have been removed from beneath the lens assembly 308, residual liquid and wetness on the wafer 304 can be removed using a drying head which includes an air knife as illustrated in Figure 7 and is designated by a reference numeral 340. The drying head 340 comprises at least one vacuum outlet 342 for draining immersion fluid and at least one air inlet inlet 344 for introducing gas for drying. Additional details regarding the drying head 304 and alternative embodiments thereof are provided in related U.S. Patent Application Ser. 60 / 864.241 (file number authorized representative 2006-0682 / 2461.847) with the title “IMMERSION LITHOGRAPHY SYSTEM USING A SEALED WAFER BATH”, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

[0034] Figuren 8A-12B illustreren regeling van vloeistofstroming via vloeistofïnla-ten, zoals de vloeistofinlaten 316. Figuren 8A en 8B illustreren één implementatie van het gebruik van richtingsbesturende vloeistofinlaten 350a-350d die zijn aangebracht in een nabijheidsdeksel 352. Zoals getoond in de figuren 8A en 8B omgeven de vier inlaten 350a-350d een lenssamenstel 354 onder hoeken in incrementen van 90 graden. Elk van de inlaten 350a-350d leidt vloeistof naar het lenssamenstel 354 en de inlaat hier tegenover. In het bijzonder wordt dc inlaat tegenover dc rand van het nabijheidsdeksel 354 die het dichtst bij de rand van de wafer (niet getoond in de figuren 8A en 8B) ligt op een gegeven tijdstip geopend om stroming van vloeistof mogelijk te maken. Alle andere inlaten zijn gesloten via een vloeistofbesturingsklep die daarin is aangebracht. Op deze wijze stroomt altijd verse en uniform stromende vloeistof onder het lenssamenstel 354 om vrijheid van deeltjes en een homogeen immersiemedium voor aberra-tievrije beeldvorming te waarborgen. Elk willekeurig deeltje nabij de rand van de wafer wordt altijd gedragen door de vloeistof die afgevoerd moet worden. Opnieuw met verwijzing naar figuur 5 is het belangrijk dat de temperatuur van de vloeistof 309 strikt wordt geregeld om een isothermische omgeving te vormen in het beeldvormingsgebied, dat het lenssamenstel 308, het omhullende deksel 318, het nabijheidsdeksel 314, de immersievloeistof, de vloeistofdamp, de vloeistofkerende wand 311, de wafer 304, en de wafertafel 302 omvat. Het is overbodig om te zeggen dat de temperatuur van de inkomende vloeistofdamp eveneens met dezelfde mate van nauwkeurigheid geregeld moet worden.Figures 8A-12B illustrate control of fluid flow through fluid inlets, such as fluid inlets 316. Figures 8A and 8B illustrate one implementation of the use of directional fluid inlets 350a-350d mounted in a proximity cover 352. As shown in the figures 8A and 8B, the four inlets 350a-350d surround a lens assembly 354 at angles in increments of 90 degrees. Each of the inlets 350a-350d directs fluid to the lens assembly 354 and the inlet opposite. In particular, the inlet opposite the edge of the proximity cover 354 that is closest to the edge of the wafer (not shown in Figures 8A and 8B) is opened at a given time to allow flow of liquid. All other inlets are closed via a fluid control valve mounted therein. In this way, fresh and uniformly flowing liquid always flows under the lens assembly 354 to ensure particle freedom and a homogeneous immersion medium for aberration-free imaging. Any particle near the edge of the wafer is always carried by the liquid to be discharged. Again with reference to Figure 5, it is important that the temperature of the liquid 309 is strictly controlled to form an isothermal environment in the imaging area, comprising the lens assembly 308, the envelope lid 318, the proximity lid 314, the immersion fluid, the liquid vapor, the liquid-retaining wall 311, the wafer 304, and the wafer table 302. Needless to say, the temperature of the incoming liquid vapor must also be controlled with the same degree of accuracy.

[0035] Figuur 9 illustreert een situatie waarin de inlaat 350c, die de inlaat van de inlaten 350-350d tegenover de rand van het nabijheidsdeksel 354 is die het dichtst bij de rand van een wafer 360 ligt, open is, terwijl de andere inlaten 350a, 350b en 350d gesloten zijn, zodat de stroming van immersievloeistof wordt geleid in een richting die is aangeduid door een pijl 362. De vloeistof loopt onder het lenssamenstel 354 en stroomt weg door de rand van de wafer 360 die het dichtst bij het lenssamenstel ligt. Figuur 10 illustreert een geval waarin de inlaat 350b, die de inlaat is van de inlaten 350a-350d tegenover de rand van het nabijheidsdeksel 354 die het dichtst bij de rand van de wafer 360 ligt, open is, terwijl de andere inlaten 350a, 350c en 350d gesloten zijn, zodat de stroming van immersievloeistof wordt geleid in een richting die is aangeduid door een pijl 364. Opnieuw loopt de vloeistof onder het lenssamenstel 354 en stroomt weg door een rand van de wafer 360 die het dichtst bij het lenssamenstel ligt. Figuur 11 illustreert een situatie waarin meerdere inlaten, in dit geval inlaten 350b en 350c, worden geopend om een schuine stroming tot stand te brengen in richtingen die zijn aangeduid door pijlen 366 en 368. Verder kan de stromingssnelheid van de inlaten 350b, 350c, in het geïllustreerde geval verschillend worden aangepast om een willekeurig schuine stromingsrichting tot stand te brengen.Figure 9 illustrates a situation where the inlet 350c, which is the inlet of the inlets 350-350d opposite the edge of the proximity cover 354 closest to the edge of a wafer 360, is open, while the other inlets 350a , 350b and 350d are closed so that the flow of immersion fluid is directed in a direction indicated by an arrow 362. The fluid runs under the lens assembly 354 and flows away through the edge of the wafer 360 closest to the lens assembly. Figure 10 illustrates a case where the inlet 350b, which is the inlet of the inlets 350a-350d opposite the edge of the proximity cover 354 closest to the edge of the wafer 360, is open, while the other inlets 350a, 350c and 350d are closed so that the flow of immersion fluid is directed in a direction indicated by an arrow 364. Again, the fluid runs under the lens assembly 354 and flows away through an edge of the wafer 360 that is closest to the lens assembly. Figure 11 illustrates a situation in which multiple inlets, in this case inlets 350b and 350c, are opened to create an oblique flow in directions indicated by arrows 366 and 368. Furthermore, the flow rate of the inlets 350b, 350c can in the illustrated case to be adjusted differently to create a random oblique flow direction.

[0036] Figuren 12A en 12B illustreren een alternatieve implementatie van rich-tings-bcsturcndc vlocistofinlatcn die toegepast kunnen worden in een WISBOT-systeem. Zoals het best is getoond in figuur 12A omvatten inlaten 370a-370h die zijn aangebracht in een nabijheidsdeksel 372 bogen, veeleer dan lijnen, en zij zijn aangebracht in twee cirkelvormige formaties, waarbij inlaten 370a-370d een buitencirkel vormen en inlaten 370e-370h een binnencirkel vormen rond een lenssamenstel 374. Deze configuratie maakt een grotere flexibiliteit mogelijk bij het besturen van de vloei-stofstroming doordat vloeistofstromingen mogelijk worden gemaakt in incrementen van 45 graden, in tegenstelling tot 90 graden.Figures 12A and 12B illustrate an alternative implementation of directional control mechanisms that can be used in a WISBOT system. As best shown in Figure 12A, inlets 370a-370h arranged in a proximity cover 372 include arches, rather than lines, and arranged in two circular formations, inlets 370a-370d forming an outer circle and inlets 370e-370h forming an inner circle forming around a lens assembly 374. This configuration allows greater flexibility in controlling the liquid flow by allowing liquid flows in increments of 45 degrees, as opposed to 90 degrees.

[0037] Figuur 13 illustreert het systeem 300 van figuur 5 waarin het gebied 310 is gevuld met vloeistof 309, waardoor de vloeistof-damp-rijke ruimte boven de vloeistof is geëlimineerd. In het voorbeeld dat in figuur 13 is geïllustreerd, is het geheel van het gebied dat is omsloten door het omhullende deksel 318, de vloeistofkerende wand 311, en de wafertafel 302 met de wafer 304 die daarop is bevestigd, gevuld met immersie-vloeistof 309. Een dampverzadigde omgeving is niet noodzakelijk om verdamping te verhinderen. Figuur 14 illustreert een WISBOT-systeem 390 dat verschilt van het systeem 300 doordat het geen nabijheidsdeksel omvat; in plaats daarvan worden vloeistof-richtings-besturingsfuncties uitgevoerd door het omhullende deksel 318. Figuur 15 illustreert een WISBOT-systeem 400 dat verschilt van het systeem 300 doordat het geen omhullend deksel omvat; veeleer is een stringente vloeistoftemperatuurregeling afgedwongen binnen het nabijheidsdeksel 314.Figure 13 illustrates the system 300 of Figure 5 in which the area 310 is filled with liquid 309, thereby eliminating the liquid-vapor-rich space above the liquid. In the example illustrated in Figure 13, the whole of the area enclosed by the enveloping lid 318, the liquid-retaining wall 311, and the wafer table 302 with the wafer 304 mounted thereon is filled with immersion fluid 309. A vapor-saturated environment is not necessary to prevent evaporation. Fig. 14 illustrates a WISBOT system 390 that differs from the system 300 in that it does not include a proximity cover; instead, fluid direction control functions are performed by the envelope lid 318. Figure 15 illustrates a WISBOT system 400 that differs from the system 300 in that it does not include an envelope lid; rather a stringent liquid temperature control is enforced within the proximity cover 314.

[0038] Figuren 16A en 16B illustreren een richtingsbesturende vloeistofmlaat-inrichting 410 met dubbel mondstuk. Zoals getoond in de figuren 16A en 16B omvat de inrichting 410 een inlaat 412 met dubbel mondstuk, omvattende een hoofdmondstuk 414 voor het leiden van vloeistof in een richting die is aangeduid door een pijl 415 en een secundair mondstuk 416 voor het leiden van vloeistof in een richting tegengesteld aan de richting van het hoofdmondstuk, zoals is aangeduid door een pijl 417. Op deze wijze stroomt altijd verse vloeistof vanuit de vloeistofinlaat naar de randen van de wafer (niet getoond). Vloeistofstroming vanuit het hoofdmondstuk 414 loopt onder een lens 418 om een schoon en homogeen medium daaronder te handhaven. Vloeistofstro-ming vanuit het secundaire mondstuk 416 wordt geleid naar de tegenoverliggende zijde van de wafer. Twee aanvullende mondstukken 422, 424, die zijn ingericht om vloeistof te leiden in richtingen die zijn aangeduid door pijlen 426, respectievelijk 428, naar de respectieve buitenranden van de wafer veranderen de richting van de vloeistofstroming op verschillende relatieve wafcr/lcns-positics. Figuur 17 illustreert de richtingsbesturende vloeistofinlaat-inrichting 410 van figuur 16 met dubbel mondstuk, die is geïmplementeerd in het WISBOT-systeem van figuur 13. De richtingsbesturende vloeistofinlaat 416 met dubbel mondstuk van figuur 16 kan eveneens worden geïmplementeerd in WISBOT-systemen zoals die zijn geïllustreerd in de figuren 5,14 en 15.Figs. 16A and 16B illustrate a directional fluid nozzle device 410 with dual nozzle. As shown in Figs. 16A and 16B, the device 410 includes a dual nozzle inlet 412, comprising a main nozzle 414 for guiding fluid in a direction indicated by an arrow 415 and a secondary nozzle 416 for guiding fluid into a direction opposite to the direction of the main nozzle, as indicated by an arrow 417. In this way, fresh liquid always flows from the liquid inlet to the edges of the wafer (not shown). Liquid flow from the main nozzle 414 runs under a lens 418 to maintain a clean and homogeneous medium beneath. Liquid flow from the secondary nozzle 416 is directed to the opposite side of the wafer. Two additional nozzles 422, 424, which are adapted to direct fluid in directions indicated by arrows 426 and 428, respectively, to the respective outer edges of the wafer change the direction of fluid flow at different relative wafer positions. Figure 17 illustrates the dual nozzle directional fluid inlet device 410 of Figure 16 implemented in the WISBOT system of Figure 13. The dual nozzle directional fluid inlet 416 of Figure 16 can also be implemented in WISBOT systems as illustrated in figures 5,14 and 15.

[0039] Hoewel slechts een paar voorbeelduitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding hierboven in detail zijn beschreven, zal de vakman eenvoudig begrijpen dat veel modificaties mogelijk zijn in de voorbeelduitvoeringsvormen zonder wezenlijk af te wijken van de nieuwe leer en voordelen van de onderhavige uitvinding.Although only a few exemplary embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will readily understand that many modifications are possible in the exemplary embodiments without substantially departing from the novel teachings and advantages of the present invention.

[0040] Het zal duidelijk zijn dat diverse verschillende combinaties van de hierboven genoemde uitvoeringsvormen en stappen gebruikt kunnen worden in verscheidene sequenties of parallel, en dat geen specifieke stap kritiek of vereist is. Verder kunnen eigenschappen die hierboven met betrekking tot een aantal uitvoeringsvormen zijn geïllustreerd en besproken worden gecombineerd met eigenschappen die hierboven met betrekking tot andere uitvoeringsvormen zijn geïllustreerd en besproken. Derhalve is het de bedoeling dat al dergelijke modificaties binnen de reikwijdte van de onderhavige uitvinding vallen.It will be appreciated that various different combinations of the above-mentioned embodiments and steps may be used in various sequences or in parallel, and that no specific step is critical or required. Furthermore, features illustrated and discussed above with respect to a number of embodiments can be combined with features illustrated and discussed above with respect to other embodiments. Therefore, all such modifications are intended to fall within the scope of the present invention.

Claims

A TM-version exposure apparatus comprising: means for holding a wafer under the imaging lens; means disposed on the retaining means for sealing a gap between a lower edge of the wafer and the retaining means, an upper edge of the means being substantially co-planar with and extending above the lower edge of the wafer when the wafer is secured to the retaining means; container means for including immersion fluid, wherein the retaining means is disposed within the container means so that the wafer is completely submerged within the immersion fluid; and means for covering at least a portion of the container means.

The apparatus of claim 1, wherein the retaining means comprises a wafer table.

The device of claim 1, wherein the sealing means comprises a sealing direction.

Apparatus as claimed in claim 1, wherein the container means comprises a liquid tank comprising a movable side wall, wherein the side wall can be lowered to remove the immersion liquid from the liquid tank.

The apparatus of claim 1, wherein the cover means comprises an envelope lid to cover a whole of the container means.

The device of claim 1, wherein the cover means comprises a proximity cover.