TW594426B - Lithographic projection apparatus, integrated circuit manufacturing method and integrated circuit made thereby - Google Patents

Description

594426 A7 __ B7 五、發明説明（1 " 本發明係關於一種微影投影裝置，包括： •一輻射系統，供應輻射之投影光束（p B ); • 一光罩平台，其配有一光罩支撐架支撐一光罩； •一基片台，其配有一基片支撐架支撐一基片； •一投影系統（PL)，將光罩的照明部分成像至基片的目 標部分， 基片支撐架具有一支撐表面支撐一基片。 本型式之裝置可使用在製造積體電路（ICs )的一例，在 此例中光罩（光柵）包含一相當於個別積體電路（〗C )層的電 路圖案，此圖案於是顯像至基片（矽晶圓）的目標區（晶 粒），該目標區已塗佈一層對輻射靈敏的材料（防蝕塗 層）。一般說來，一個別的晶圓是包含相鄰晶粒的一完整 的網絡，經由光柵連續地幅照，一次一個。在微影投影裝 置的一種型式中，每個晶粒藉著將整個光柵圖案一次一個 地曝光在晶粒上，該一裝置通常被稱為晶圓分節器。在一 替代裝置中一其通常被稱為步進掃描裝置一藉著在一特定 參考方向（”掃描”方向）的投影光束下，日益增加掃描光柵 圖案以幅照每一個晶粒，且同時在平行或反平行於此方向 同步地掃描晶圓台；一般來說，因為投影系統具有一放大 係數Μ (通常小於1)，晶圓台掃描的速度^將是由光柵掃 描的速度乘上係數Μ。有關此等微影投影裝置的更多資 料，可從國際專利申請書W0 97/33205中收集。 直到最近，本型式之裝置包含一個別的光罩平台和—個 別的基片台。然而，現在亦已有至少具有二個可單獨移動 -4-

594426 A7 B7 五、發明説明（2 基片台之裝置的；例如，國際專利申請案w〇 98/28665及 W0 98/40791中所描述的多級裝置等。該多級裝置之基本 操作原則為：使第一基片台位在投影系統下方的以便容許 第一基片曝光在第一基片台上，第二基片台運轉至裝載位 置，卸放一曝光的基片、拾起一個新的基片、在新基片上 執行一些初始的校準測量，然後待命準備在第一基片完成 曝光’就將此新的基片傳送至在投影系統下方的曝光位 置’以此方式本身重複循環，因此能夠在實質上達到增加 機器的生產量，改善機器物主之成本。 微影裝置可利用不同型式的投影輻射，諸如紫外光 (U V )、極紫外光、X光、離子束或電子束。視使用的輻 射型式及裝置特別的設計需求，投影系統可以是折射的、 反射的或反射折射的；可包括玻璃的元件、切線入射鏡、 選擇性多層塗層、磁性及/或靜電場透鏡等；為了簡明易 懂’在本文中這些元件可單獨或共同地視為是一透鏡。此 等裝置可包括以真空及真空相容狀況下操作的元件。如同 先前段落所提，本裝置可具有一個以上基片台及/或光罩 平台。 在很多的應用中，基片支撐架的支撐表面包括一個配有 哭出壓模佈置的下表面，其每一個突出物具有一與下表面 相隔很遠的末端，並使這些末端全被置於一單獨而的大致 平坦的平面内。再者，基片支撐架大體上包括一突出於下 表面的真空壁，其將壓模佈置封閉於内，並具有大致上一 致的高度。在真空壁内部之下表面典型地配置有一孔徑， -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 594426 A7 __ _ B7 五、(1 ~~)~~ ' " -- 該孔徑延伸到該基片支撐架，而到達真空壁所封閉的區 域，以便容許其至少部分被清除。這樣的清除動作可使置 於支撐表面上的基片，靠著突出物被吸引，藉此基片可牢 牢地固定住。 由於對於基片台之機械穩定的及熱穩定性具有高度迫切 的而求，基片台一般是由陶瓷或破璃的材料製成。在本文 中最適當的材料之一例為技羅杜而（ZER0DUR)，其由史 考特（SCHOTT)銷售，主要是由二氧化矽與三氧化二鋁之 混合物組成，並附帶混合其他的金屬氧化物。 本發明的一個目標在於提供一種具有改良的基片支撐架 之微影投影裝置。 本裝置上述及其他所欲達成的目標，於開頭的段落中已 明確說明，其特徵在於該支撐表面至少部分塗佈一層導電 材料。 在本發明之試驗中，發明人使用玻璃的基片支撐架及選 擇半導體晶圓做為基片來從事試驗。在很多的例子中，發 現晶圓具有黏附在基片支撐架的惱人的習性，以至在晶圓 f持 < 真空狀態釋除後，晶圓無法立即移開。若強制將該 晶2從基片支撐架上移開，常常會導致晶圓及/或支撐架 <精密機械加工的支撐表面的損傷，這是在大多數的應用 中所無法接受的。 更進一步的分析顯示，這個惱人的現象僅發生在所謂背 邵=光的晶圓上，換言之晶圓其兩個主要的表面需拋光至 光子表面的質程度。最初認為黏附可能是由於，，安斯普 -6 - 594426 A7 B7

) 五、發明説明（4 林根（AnSprengen) ”現象（也可稱為凡德瓦（Van der Waals ) 結合或原子的結合）或靜真空產生所造成的。然而，在經 過許多後續的研究之後，推斷實際上所觀察到的是靜電效 應，藉此晶圓及支撐表面發展相反的電荷，並藉著庫侖力 互相吸引。在傳統的（即，，單邊的”）晶圓中，因為晶圓背面 之自然的表面粗糙度，迫使晶圓與支撐表面造成一相對顯 著的分離，庫侖力（其為距離的函數會迅速地減小）相對地 幸又弱。然而，在背面搬光晶圓的例子中，晶圓背面的光學 的拋光可容許晶圓與支撐表面間更多的緊密接觸，故此種 明顯降低的分離現象會導致庫侖吸引力大大地增加。 為測試此構想，發明人在測試的基片支撐架之支撐表面 上以汽相澱積一薄層的鉻。接下來在這鍍絡基片支撐架的 實驗中，可觀察到之前所述之晶圓黏附的現象完全不會發 生。發明人於是論結該現象確實是靜電的效應，這是因 為’舉例而言，在晶圓配置於支撐架上時，晶圓/支撐架 產生微小的相對運動所引起的。根據本發明，任何在晶圓 與支撐表面間之接合界面上，由於靜電效應導致之電荷的 分離，因導電層保持（導電的）晶圓背面與支撐表面Z相同 的電位而能有效地阻止。 根據本發明，沈積在基片支撐架之支撐表面上的導電材 料層不需非常的厚，例I，據觀察，一層大約跳3〇〇毫 微米的厚度時即可獲得良好的結果。再者，原則上導電層 不需包含鉻，諸如鋁、鉑及金等多種不同的金屬，及雙元 素的金屬和合金均可以使用。使用可傳導的聚合物取代金 本紙張尺度適用^國國家鮮(CNS) A4規格(210X297公董） ------一 — 裝 訂

594426 A7 B7 五、發明説明（5 屬也是可允許的’如同使用諸如氮化鉻或氮化鉈等可傳導 的無機化合物。不論如何，可傳導材料的選擇主要取決於 在特疋的製造應用中對耐久性及基片純度的需求。熟知此 技藝之人士將會察知，該層可藉由多種不同的方法提供， 包括諸如在金屬和無機化合物的例子中的噴鍍沈澱法、 MB E及化學汽相澱積法（CVD)及在可傳導聚合物的例子 中的旋塗、噴塗及化學汽相澱積法（CVD )等技術。假若可 傳導層涵蓋支撐表面的大部分面積，可獲得最佳的結果， 理想狀況是涵蓋大多數或全部的面積。 在本發明之一個特別的具體實施例中，可傳導層至少部 分鍍上一層介電薄膜。介電薄膜應相當的薄以容許在薄膜 的垂直方向有顯著的導電性；例如，一般來說大約20 — 70 毫微米的厚度是令人滿意的。如此一種介電塗佈法有助於 改良在底下可傳導層的耐久性，及藉由可傳導層材料與基 片污染對抗。儘管其他材料諸如三氧化二鋁（Al2〇3)或氮 化矽（SiN)等也可使用於特定的應用，但為此目的介電材 料之一適當的例予為Si〇x (二氧化矽，包括石英）。 本發明也係有關於一種元件製造方法，包括下列步騾： •提供一基片，其至少部分覆蓋一層輻射敏感材料；τ •提供一光罩，其包含一個圖案； •使用輻射投影光束，將光罩圖案的至少—部份投影成像 在輻射敏感材料層之目標區域上。 根據本發明，此方法特徵在於在投影階段期間，基片被 支撐在基片支撐架的支撐表面上，該支撐表面至少^部分 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) " ---—- A7

塗佈一層導電材料。 m，在使用—種微影投影裝置的製造方法中， :罩上的圖术成像到基片上，該基片至少有部分覆富著一 ==靈敏的材料(防蚀塗層)。在此成像步驟之；，基 ==的製程，諸如塗底漆、塗佈㈣塗層及輕微 +、後I片可再施以其他的製程，諸如曝光後 :乾㈣、顯影、強烈烘乾及顯像正片的測量和檢查 寺1些-系列的製程可使用作為對一元件（如積體電路） <固別層上圖案的基礎，例如積體電路。隨後此圖案層可 :接受不同之製程’諸如蚀刻、離子注入(攙雜）、鍍金 ，：軋化：化學機械拋光等等’皆是用來完成一個別層的 、^。假若需要數層，則所有的製程或其中之變體重複用 、均每個新層。最後，將會有一系列的元件呈現在基片 (阳圓）上這些元件隨後再藉由諸如切割或鋸開等技術彼 此分開，因此個別的元件可被安置在運送器上，連接至管 腳等等。有關於這些方法的更進一步的資訊可以從下列書 中獲得·· ’’微晶片製造··半導體加工之實務指導，，，第三 版，Peter van Zant 著，McGraw Hiu 出版公司，μ”， ISBN 0-07-067250-4 〇 儘=根據本發明在積體電路製造，對於裝置使用的明確 參考資料已於之前有所敘述，應更明確的了解此一裝置具 有其他可能的應用。例如，其可用於積體光學系統的製 造、磁疇記憶體之引導及探測圖案、液晶顯示板、薄膜磁 >員等。熟知此技藝之人士應會察知此可任擇應用的上下文 * 9 -本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 594426 A7 B7 五、發明説明 中’任何文中使用的專門名詞，，光柵，，、”晶圓，，或，，晶粒 被認為可分別以更普遍的專門名詞如”光罩”、”基片，，及 π目標區域”取代。 本發明及其優點，將借助示範的具體實施例及所附之概 要圖示加以更進一步說明，其中： 圖1係實施本發明的微影投影裝置示意圖； 圖2係本發明之基片支撐架之部分剖視圖。 具體實施例 圖1係本發明的微影投影裝置示意，本裝置包括： •一個韓射系統（L A、Ε X、IΝ、C 0 )，供應輻射之投影 光束（P B ; • 一個光罩平台（MT)，其配有一光罩支撐架支撐一光罩 (M A)(例如，光柵）； • 一個基片台（WT)，其配有一基片支撐架支撐一基片 (W )(例如，塗佈防蝕塗層的矽晶圓）； •一個投影系統（PL),將光罩（MA)的幅照部分顯像至基 片（W)的目標部分（c )(晶粒）。 在此例中，所描述之裝置包括數個折射元件。然而，其亦 可包括一個或更多個反射元件。 库田射系統包括-光源（LA)(例％,水銀燈或激態原子雷 射、熱離子槍或離子源、或一在儲存環或同步加速器中， 包子束之軌逍周圍的正弦式軌跡激勵磁鐵/波i器發出的 次級光源可產生輕射光束。光束沿著不同的光學元件 (例如，射束成型光學元件（Ex)、積分器（in)及聚光鏡 -10-

594426 A7 _______B7 五、發明説明（8 ) (C0))前進，使合成光束（PB)之橫截面能具有所需形狀 及密度分配。 光束（PB)接著截斷保持在光罩平台（MT)上光罩支撐架 上的光罩（MA)。穿過光罩（MA),光束（pB)通過投影系 統（PL) ’該系統可將光束（pB)聚焦在基片（w)的目標區 域（c)上。借助干涉位移測量構件（IF)，基片台（wt)可 以準確的移動，例如，以便移至光束（PB)路徑上的不同 目區域（C )。同樣地，光罩平台（μ τ )可以非常準確地 配置在相對於光束（ΡΒ)的位置。一般說來，光罩平台 (ΜΤ)及基片台（WT)的移動可借助於一長衝程模組（方向 走位）和一短衝程模組（微調定位）來達成，這在圖丨中並未 明確地描述。在石夕晶圓分節器的例子中，其與步進掃描裝 置不同’光罩平台（Μ T)僅能借助短衝程模組，或僅能被 固定。 以上描述之裝置可以在兩個不同的模態中使用： •在步進模態中，將光罩平台（ΜΤ)固定，一整個光罩圖 像一次一個地（換言之，一單一的"閃光，，）投影在目標區 域（C)。基片台（WT)於是在X方向及/或γ方向移動，因 此不同的目標區域（C)可藉（靜止的）光束（ΡΒ)輻照； •在掃描模態中，實質上是相同的應用，唯已知的目標區 域（C)並不是以單一的”閃光，，下曝光。取而代之的是， 光罩平台（Μ Τ)在已知的方向上（即所謂的，，掃描方向，，， 例如，X方向）以速度^移動，因此投影光束（ΡΒ)掃插 整個光罩圖像；在此時，基片台（WT )同時以速度V==M〉 -11 -

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五、發明説明（9 ) 沿同一方向或相反方向移動，其中Μ為投影系統（p L)的 放大倍數（一般，M=1M或I/5)。以此方式，可曝光一相 對較大的目標區域（C )，不必犧牲到解析度。 基片台（WT)具有一基片支撐架，其在圖1中並未明確描 述，但在圖2中顯示了部分部視圖。基片支撐架（2)包括一 個配有突出（6)壓模佈置的下表面（4)，其每一個突出物 (6)具有一與下表面相隔很遠的末端（6，）且被收入其中， 藉此這些末端（6 f)全被置於一個別的本質上平坦的平面 (6Π)内，這會使晶圓平面位於基片支撐架（2)上。再者， 基片支撐架（2)大體上包括一突出於下表面（4)的真空壁 (8) ’將壓模佈置封閉於其中，且具有大致一致的高度。 構造4、6、6 ’、8包括如申請專利範圍第丨項所述之支撐 表面（S)。 在此特別的具體實施例中，大部分的支撐架（2 )是由（不 具傳導的）玻璃的材料所構成。根據本發明，支撐表面（s ) 已塗佈可傳導材料之一薄層（1 〇 )，諸如絡。必要時，可傳 導層（1 0)可鍍一層非常薄的介電薄膜（圖中未描述），例 如，由SiOx組成。薄層（1〇)大約為2〇〇毫微米的厚度。 可傳導層（10)的存在阻止了藉由靜電效應導致基片支撐 架（2)的充電的現象，隨後也避免了如前所述的晶圓的黏 附現象。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 594426 A7 B7 五、發明説明（10 ) 元件標號對照 L A : 光源 2 :基片支撐架 EX : 射束成型光學元件 4 :下表面 IN : 積分器 6 :突出部分 CO : 聚光鏡 6, :末端 PB : 投影光束 6Π :平面 MA : 光罩 8 :真空壁 MT : 光罩平台 10 :薄層 PL : 投影系統 W : 基片 WT : 基片台 C : 目標區域 IF : 測量構件 S : 支撐表面

裝 η

-13-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)

Claims (1)

1. 594426 第βΑΐ10143號專利申請案 請專利範圍替換本(93年4月） C8 . D8 平請專利範圍 1· 一種微影投影裝置，包括·· •一個輻射系統（^[^，^，^，(^，供應輻射之投影 光束（P B ); • 一個光罩平台（MT)’其配有一光罩支撐架支撐一光 罩（MA); • 一個基片台（WT)，其配有一基片支撐架（2)支撐一 基片（W ); • 一個投影系統（PL)，將光罩（MA)的幅照部分顯像 至基片（W)的目標部分（C )， 基片支撐架具有一支撐表面（s)支撐一基片（w)，其特 徵在於該支撐表面（s)至少部分被塗佈一層（丨0)導電材 料0 2·如申請專利範圍第丨項之裝置，其特徵在於傳導材料包 括金屬。 3.如申請專利範圍第丨項或第2項之裝置，其特徵在於導 電材料層至少部份鍍以介電薄膜。 4·如申請專利範圍第3項之裝置，其特徵在於介電薄膜包 括二氧化矽，Si〇x。 5. 如申請專利範圍第丨項或第2項之裝置，其特徵在於基 片支撐架包括選自由玻璃材料及非良好傳導性的陶瓷 材料構成之材料群中，所選擇出之材料。 6. —種積體電路製造方法，包括下列步驟： •提供-1片至少部分覆蓋_層望"昌射敏感度高 的材料； 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2ι〇χ29γ公笼) 594426 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 • 提供一光罩，其包含一個圖案； • 使用輻射投影光束，將光罩圖案的至少一部份投影 顯現至對輻射敏感度高的材料層之目標區域， 其特徵在於在投影步驟期間，基片被支撐在基片支撐 架的支撐表面上，該支撐表面至少有部分塗佈一層 導電材料。 7. —種積體電路，其使用如申請專利範圍第6項之方法製 造而成的。 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）