TW200848946A - Exposure apparatus - Google Patents

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200848946 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種曝光設備，其構成透過一注入基板 與一投影光學系統之一最後光學元件間之間隙之液體，將 一基板曝光，該投影光學系統構成透過一原片將光線投射 於基板。 【先前技術】 傳統上，運用光微刻技術，使用一縮小投影曝光設 備，製造諸如半導體記憶體或邏輯電路或液晶顯示裝置之 精密半導體裝置。縮小投影曝光設備藉一投影光學系統， 將一形成於原片上之電路圖案投影於一基板，並轉印電路 圖案。原片係光罩、掩模等。基板係半導體晶圓、玻璃基 板等。 可藉縮小投影曝光設備轉印於基板之最小圖案尺寸 (亦即’縮小投影曝光設備之解析度）與用於曝光之光波 長成正比，惟與投影光學系統之一數値孔徑（NA )成反 比。如此，藉由減少波長或藉由增加NA，可達到更高的 解析度。最近幾年來，根據較高密度電路圖案之漸增需 要’更高解析能力變得很重要。因此，期望投影光學系統 之增加N A以及曝光光線之減少波長之實施。目前，具有 較高NA之投影光學系統之開發高速進展，且具有超過 〇·9之NA之光學系統的實施於最近的將來開始。 另一方面’使用193 nm波長的氬氟（ArF )雷射光源 -4 - 200848946 來替代248 nm波長的氪氟（KrF)雷射光源。 157nm波長的分子氟（F2)雷射光源或13.5η 外線（EUV )雷射光源作爲下一代光源。 於以上情況下，浸沒曝光技術作爲不改變 即增加解析度的方法受到注意。浸沒曝光技術 體作爲媒體，於投影光學系統之晶圓側上： ΝΑ。亦即，將液體注入投影光學系統之一最 表面間之一間隙。由於N A = η · s i η 0 ，其中 折射率，因此，投影光學系統之ΝΑ可藉由以 空氣之折射率，亦即η > 1，之媒體注入間隙 大。由於Ν Α可增加，因此，解析度可如上述3 浸沒曝光方法包含一方法：一局部注入方 一晶圓之局部區域浸沒於液體中；以及一全 此，在曝光期間，一晶圓表面完全浸沒於液體 係有關局部注入型曝光設備。 於局部注入方法之浸沒曝光中，重要的是 注入投影光學系統之最後面或最後光學元件與 之晶圓）表面中一曝光區域間，並在曝光期間 態。諸如矽晶圓之曝光基板大致圓形，惟曝光 形，諸如積體電路1C或大型積體電路LSI之 由此矽晶圓製成。如此，當曝光區域因晶圓之 位於晶圓之周邊時，難以獲得上述理想浸沒狀 於以下說明中，曝光區域可稱爲曝光目標投射 投射區域。 目前正開發 m波長極紫 光源之波長 藉由使用液 竇現增加之 後面與晶圓 η爲媒體之 一具有高於 ，增至η倍 ί(進。 法，其中將 場方法，藉 中。本發明 以液體完全 基板（曝光 ，維持此狀 區域大致矩 半導體晶片 弧形構造而 態。須知， 或曝光目標 -5- 200848946 例如，相較於當曝光區位於晶圓之中央區域時，當曝 光區域位於晶圓之周邊時，注入投影光學系統之最後光學 元件與晶圓間所需液體量大幅變化。因此，除非供至曝光 投射區域之液體量根據其位置改變，否則，普通浸沒液體 供應機構於晶圓周邊之曝光中不實際。換言之，於習知浸 沒曝光設備中，在浸沒鄰近晶圓之一周邊部之曝光投射區 域方面需要某些補充功能。 【發明內容】 本發明著眼於一種可有利地將一鄰近基板周邊之曝光 投射區域浸沒於液體中的曝光設備。 根據本發明之一態樣，一種透過一液體使一基板上之 複數投射區域曝光之曝光設備包含：一活動載台，其包含 一構成夾持基板之夾頭以及一繞夾頭配置之板；一投影光 學系統，構成透過一原片，將一光線投射於夾頭所夾持之 基板；一第1液體供應噴嘴，沿投影光學系統之一最後光 學元件之周邊配置；以及複數個第2液體供應噴嘴，配置 於載台上。曝光設備透過第1液體供應噴嘴，將液體供至 最後光學元件與基板間之一間隙。曝光設備根據基板上一 曝光投射區域之位置，或基板上一曝光投射區域之位置及 載台之一驅動狀態（方向），從複數個第2液體供應噴嘴 間選擇一個用來供應液體之噴嘴，並使用所選擇第2液體 供應噴嘴，將液體供至夾頭與板間之一間隙。 由以下參考附圖所作例示性實施例之詳細說明，本發 -6 - 200848946 明之進一步特點及態樣將很清楚。 【實施方式】 以下將參考圖式，說明本發明之種種例示性實施例、 特點及態樣。 根據本發明之例示性實施例，一曝光設備包含：一夾 頭，構成夾持一晶圓（基板），·以及一活動載台，包含一 板，該板繞夾頭配置，並具有一實質上與夾頭所夾持之晶 圓齊平之表面。曝光設備進一步包含：一投影光學系統， 其構成自一光罩（原片）將一光線投射至夾頭所夾持之晶 圓；以及一第1液體供應噴嘴，沿最後光學元件之周邊配 置。一液體透過第1液體供應噴嘴供至最後光學元件與晶 圓間之間隙。透過注入間隙之液體，將夾頭所夾持之晶圓 曝光。進而，曝光設備包含一設在載台上之第2液體供應 噴嘴。一液體透過第2液體供應噴嘴供至夾頭與板間之間 隙。較佳地，複數個第2液體供應噴嘴繞夾頭配置。 當位於晶圓周邊之區域藉本發明之曝光設備曝光時， 透過配置於投射區域附近之晶圓周邊之第2液體供應噴嘴 供應浸沒液體。透過第2液體供應噴嘴供應浸沒液體，以 調整注入間隙之浸沒液體量。由於覆蓋晶圓周邊之投射區 域所需浸沒液體量大於位在晶圓之中央區域者，因此這有 效。 根據晶圓（基板）上曝光投射位置及載台之一驅動狀 態，控制透過第2液體供應噴嘴所作液體供應。根據晶圓 200848946 上曝光投射區域及載台之一驅動狀態，自複數個第2液體 供應噴嘴選擇一用來供應液體之第2液體供應噴嘴。根據 晶圓上曝光投射區域之位置及載台之驅動狀態，事先計算 須透過第2液體供應噴嘴供應之液體量，亦即，供至投射 區域之浸沒液體量與供至晶圓之中央區域者的浸沒液體量 間的差。進一步由於藉曝光設備獲得曝光投射區域於晶圓 上之配置及晶圓載台之驅動狀態，因此，可自動控制液體 量及時序。 進一步由於當晶圓載台之之速度改變時，浸沒液面之 水平改變，因此，液體計放置於夾頭與板之間之間隙中。 該液體計構成測量間隙中液體的水平。透過第2液體供應 噴嘴供應之液體可根據所測量液體水平控制。 根據本發明，曝光設備進一步包含：一第1液體回收 噴嘴，配置於投影光學系統之最後光學元件之周邊；以及 一第2液體回收噴嘴，配置於載台上。液體透過第1液體 回收噴嘴，自最後光學元件與夾頭所夾持晶圓間之間隙回 收。液體亦透過第2液體回收噴嘴，自夾頭與板間之間隙 回收。於此情況下，根據曝光投射區域於晶圓上之位置及 晶圓載台之驅動狀態，控制自第2液體回收噴嘴之液體回 收。例如，於晶圓自晶圓之外側朝內側曝光情況下，隨著 最後光學元件接近晶圓之內側，不必要的液體量藉第2液 體回收噴嘴回收。 由於浸沒液體隨著時間過去而劣化，間隙中之浸沒液 體可在更換時回收，俾新的浸沒液體可供至次一晶圓。 -8- 200848946 第1例示性實施例 圖1顯示根據本發明之第1例示性 光設備之橫剖視圖。噴嘴1 a及1 b係負 噴嘴’其爲普通的液體供應/回收噴嘴 係一晶圓之周邊時，供應浸沒液體。進 包含：一浸沒液體3、一晶圓（基板）4 影光學系統）5、一板（平板）6、一構 頭7及一晶圓載台1 〇。晶圓載台i 〇活 及板6。一A 〃部標示一位於晶圓4與 相較於當晶圓之中央區域曝光時， 圓之周邊時，因圖1中諸如一留空部A 緣的影響，須浸沒量增加。當更換晶圓 於透過噴嘴2a供應浸沒液體，因此， 量，並維持適當的浸沒狀態。噴嘴2a 體供應/回收噴嘴之噴嘴la及lb，具有 能。 第2例示性實施例 由於曝光區域及晶圓載台之驅動狀 速及方向藉曝光設備獲得，因此，透過 液體供應噴嘴）供應液體之時序及量可 噴嘴2a所作液體供應可在曝光設備中 進行。由於噴嘴2b遠離曝光區域（曝 實施例，一浸沒曝 I 1液體供應/回收 ，構成當曝光區域 而，浸沒曝光設備 〖、一投影透鏡（投 成夾持晶圓4之夾 「動，並包含夾頭7 板6間之間隙。 當曝光區域係一晶 之間隙以及晶圓邊 時，使用部A。由 補充待浸沒之增減 類似屬於普通的液 供應浸沒液體之功 態，例如速度、加 賁嘴2a (亦即第2 計算。因此，透過 的軟體控制下自動 光投射區域），因 -9- 200848946 此，浸沒液體不透過噴嘴2b供應。 提供使用複數噴嘴2a及2b之另一實施例。 圖2係圖1之一橫剖視例子（垂直平面所剖斷之橫剖 視圖），其中圖1係俯視。隨著晶圓載台1 0正對光線自 投影透鏡5投射之曝光部（部C )移動，掃瞄一位於晶圓 周邊之曝光區域（部B )。於晶圓載台1 0上安裝晶圓4、 夾頭7及板6。 於圖2中，晶圓載台1 0沿一方向Ya掃瞄。當晶圓載 台1 〇沿方向Ya掃瞄時，曝光部（部C )移動至晶圓4之 周邊。由於部A注入液體，因此，透過噴嘴2a供應浸沒 液體。由於噴嘴2b遠離曝光區域，因此，浸沒液體不透 過噴嘴2b供應。以此方式，可容易根據晶圓載台1 0之驅 動狀態，決定部A浸沒於液體中之情況。如此，浸沒液體 即可自位於部A附近之諸噴嘴選擇性供至部A。 進一步根據晶圓載台1 0之驅動狀態，決定不用於浸 沒液體供應之諸噴嘴。因此，不再需要的浸沒液體可選擇 性自不使用的噴嘴回收。須知，一噴嘴可具有供應功能及 浸沒液體之回收功能，惟，一僅供應噴嘴及一僅回收噴嘴 亦可因浸沒液體的污染而配置於複數位置。 第3例示性實施例 圖3顯示根據本發明之第3例示性實施例，一浸沒曝 光設備之一浸沒機構構造例。該構造於晶圓4表面與板6 表面不同高之情況下特別有效。於本例示性實施例中，沿 -10- 200848946

Yb方向驅動晶圓載台1 〇，其使位於投影透鏡5下方之曝 光區域自外側，相對於晶圓4之內側移動。於此情況下， 首先，相較於當晶圓4之中央部分曝光時，浸沒所需液體 量快速增加。因此，浸沒液體須透過噴嘴2 a及噴嘴1 a供 應。惟，當投影透鏡5移動至晶圓4之內側時，浸沒所需 液體量減少。接著，不必要液體藉一噴嘴2c (第2液體回 收噴嘴）及屬於普通浸沒液體供應/回收噴嘴之噴嘴1 b (第1液體回收噴嘴）回收。爲避免液體漏出板6之外 部，噴嘴2c可配置於板之外側。 第4例示性實施例 圖4顯示根據本發明之第4例示性實施例，一浸沒曝 光設備之一浸沒機構構造例。該構造於晶圓4之表面與板 6表面同高之情況下特別有效。浸沒曝光設備包含屬於第 2液體供應噴嘴之噴嘴2a及2d以及一水平監視器8。透 過配置於晶圓4周邊之噴嘴2a及2d供應之浸沒液體量根 據水平監視器8之測量結果控制。因此，覆蓋晶圓4之液 體之液面恆與覆蓋板6之液體之液面同高。如此，覆蓋板 6、部A及晶圓4之液體之液面同高。因此，晶圓4可不 管晶圓4上曝光區域部B之位置如何，適當並容易浸沒於 液體中。 根據上述例示性實施例，甚至當曝光區域係晶圓之周 邊時，且不管晶圓周邊或晶圓附近之狀態如何，可於局部 注入型浸沒曝光設備中維持一適當浸沒狀態。 -11 - 200848946 第5例示性實施例 其次，將說明使用上述曝光設備，製造一微型裝置 (諸如1C及LSI、液晶顯示面板、CCD (電荷耦合裝 置）、薄膜磁頭、微型機器等）之程序。 圖5係顯示一半導體裝置之例示性實製程之流程圖。 步驟S 1係一用來設計半導體裝置之電路之電路設計 程序。步驟S2係一根據所設計電路圖案製造掩模之程 序，該掩模可稱爲原片或光罩。 步驟S 3係一由矽或類似材料製造晶圓之晶圓製造程 序’該晶圓可稱爲基板。步驟S 4係一根據光微刻技術， 使用具有上述製備之掩模，形成一實際電路於一晶圓上之 晶圓程序，該程序可稱爲'\預處理〃。 步驟S 5係一使用於步驟S 4中製造之晶圓形成一半導 體晶片之組裝程序，該程序可稱爲、、後處理〃。後處理包 含一組裝程序（例如切割、接合等）以及一封裝程序（晶 片密封）。步驟S6係一檢驗於步驟S5中製造之半導體裝 置之檢驗程序。檢驗包含一操作確認測試及一持久測試。 步驟S3係一將透過上述程序完成之半導體裝置出貨之出 貨程序。 上述步驟S4中之晶圓程序包含：一氧化步驟，用來 氧化一晶圓表面；一化學蒸汽沉積（CVD )步驟，用來形 成一絕緣膜於晶圓表面上；以及一電極形成步驟，用來藉 由蒸發’形成諸電極於晶圓上。進而，步驟S4中之晶圓 -12- 200848946 程序包含：一離子注入，用來將離子注入晶圓；一光阻處 理步驟，用來塗布光敏材料；以及一曝光步驟，使用具備 形成有電路圖案之掩模之上述曝光設備，將接受光阻處理 步驟之晶圓曝光。進而，步驟s 4中之晶圓程序包含：一 顯影步驟，用來將於曝光步驟曝光之晶圓顯影；一鈾刻步 驟’用來蝕除異於在顯影步驟中顯影之光阻影像之部分； 以及一光阻剝離步驟，用來將於蝕刻步驟後殘留的不必要 光阻移除。反覆上述諸步驟之處理可形成多數電路圖案於 一晶圓上。 雖然業已參考例示性實施例說明本發明，惟須知，本 發明不限於所揭示之例示性實施例。以下申請專利範圍之 範疇須根據最廣闊的解釋，以涵蓋所有變更、均等構造及 功能。 【圖式簡單說明】 加入本文構成說明書之一部分之附圖顯示本發明之例 示性實施例、特點及態樣，且與說明書一起解釋本發明之 原理。 圖1顯不根據本發明之第1例示性實施例，一浸沒曝 光設備之一浸沒機構構造例。 圖2係圖1所示一晶圓載台之俯視圖。 圖3顯示根據本發明之第3例示性實施例，一浸沒曝 光設備之一浸沒機構構造例。 一浸沒曝 圖4顯不根據本發明之第4例示性實施例 -13- 200848946 光設備之一浸沒機構構造例。 圖5顯示裝置之製程例。 【主要元件符號說明】 la，lb，2a，2b，2c:噴嘴 3 :浸沒液體 4 :晶圓 5 :投影透鏡（投影光學系統） 6 :板 7 :夾頭 8 :水平面監視器 1 〇 ·晶圓載台 A ··部 B :曝光區域（部） C =曝光部（部） -14-

Claims (1)

1. 200848946 十、申請專利範圍 1 · 一種曝光設備，透過一液體使一基板上之複數投射 區域曝光，該設備包含： 一活動載台，其包含一構成夾持該基板之夾頭以及一 繞該夾頭配置之板； 一投影光學系統，構成透過一原片，將一光線投射於 該夾頭所夾持之該基板； 一第1液體供應噴嘴，沿該投影光學系統之一最後光 學元件之周邊配置；以及 複數個第2液體供應噴嘴’配置於該載台上； 其中，該曝光設備透過該第1液體供應噴嘴，將該液 體供至該最後光學兀件與該基板間之一間隙； 其中，該曝光設備根據該基板上一曝光投射區域之位 置，從複數個第2液體供應噴嘴間選擇一個用來供應該液 體之噴嘴，並使用所選擇第2液體供應噴嘴，將該液體供 至該夾頭與該板間之一間隙。 2.如申請專利範圍第1項之曝光設備，其中，複數個 該等第2液體供應噴嘴繞該等夾頭配置。 3 .如申請專利範圍第1項之曝光設備，其進一步包含 一水平計，其構成測量該夾頭與該板間之間隙中之液體水 平，其中，曝光設備根據所測量液體水平，控制透過第2 液體供應噴嘴所進行之液體供應。 4.如申請專利範圍第1項之曝光設備，其進一步包 括： -15- 200848946 一第1液體回收噴嘴，沿該投影光學系統之該最後光 學元件之周邊配置；以及複數個第2液體回收噴嘴，配置 於該載台上； 其中，該曝光設備透過該第1液體回收噴嘴，自該最 後光學元件與該夾頭所夾持之該基板間之該間隙回收該液 體；以及 其中，該曝光設備根據該基板上該曝光投射區域之位 置，或根據該基板上該曝光投射區域之位置及該載台之驅 動狀態，選擇一構成自複數個該等第2液體回收噴嘴回收 液體之噴嘴，並透過所選擇該第2液體回收噴嘴，自該夾 頭與該板間之該間隙回收液體。 5 ·如申請專利範圍第4項之曝光設備，其中，複數個 該等第2液體回收噴嘴繞該夾頭配置。 6 · —種裝置製造方法，係使用一曝光設備，透過一液 體，將一基板上之複數投射區域曝光，該設備包含： 一活動載台，其包含一構成夾持該基板之夾頭以及一 繞該夾頭配置之板； 一投影光學系統，構成透過一原片，將一光線投射於 該夾頭所夾持之該基板； 一第1液體供應噴嘴，沿該投影光學系統之一最後光 學元件之周邊配置；以及 複數個第2液體供應噴嘴，配置於該載台上； 其中，該曝光設備透過該第1液體供應噴嘴，將該液 體供至該最後光學元件與該基板間之一間隙； -16- 200848946 其中，該曝光設備根據該基板上一曝光投射區域之位 置，從複數個第2液體供應噴嘴間選擇一個用來供應該液 體之噴嘴，並使用所選擇第2液體供應噴嘴’將該液體供 至該夾頭與該板間之一間隙；該方法包含： 使用該曝光設備將一基板曝光；以及將該曝光之基板 顯影。 7. —種曝光設備，透過一液體，將一基板上之複數投 射區域曝光，該設備包括： 一活動載台’其包含一構成夾持該基板之夾頭以及一 繞該夾頭配置之板； 一投影光學系統，構成透過一原片’將一光線投射於 該夾頭所夾持之該基板； 一第1液體供應噴嘴，沿該投影光學系統之一最後光 學元件之周邊配置；以及 複數個第2液體供應噴嘴，配置於該載台上； 其中，該曝光設備透過該第1液體供應噴嘴’將該液 體供至該最後光學元件與該基板間之一間隙； 其中，該曝光設備根據該基板上一曝光投射區域之位 置以及該載台之驅動狀態，從複數個第2液體供應噴嘴間 選擇一個用來供應該液體之噴嘴，並使用所選擇第2液體 供應噴嘴，將該液體供至該夾頭與該板間之一間隙。 -17-