TWI254189B - Lithographic apparatus and device manufacturing method - Google Patents

Description

1254189 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種微影裝置及一種用於製造一元件之方 法。 【先前技術】 微影裝置得、一種可將一所自f之圖案施加於一基板上 (通常施加於該基板之一目標部分上）之機器。微影裝置可用 於（例如）積體電路（ic)之製造。在彼情形下，可使用一亦可 稱作光罩（mask)或主光罩（reticle)之圖案化元件來産生—欲 形成於一1C之個別層上之電路圖案。此圖案可轉印至一基 板（例如一石夕晶圓）之一目標部分（例如&含—或若干個晶二 之部分）上。圖案之轉印通常藉由成像至設置於基板上之輕 射感應材料（光阻）來達成。一般而言，一單個基板將包含— 由相鄰可依次圖案化之目標部分構成之網路。習知之微影 裝置包括：所謂步進機，在該裝置中藉由—次性將整個圖7 案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂掃描 機，在該裝置中藉由一輕射光束沿一既定方向（「掃描」方 向）掃描圖案且同時沿平行或反平行於該方向同步掃描基 板來輻照每一目標部分。亦可藉由將圖案印刻至基板上來 將圖案自圖案化元件轉印至基板上。 一人們已建議：將微影投影裝置中之基板浸沒於-具有較 商折射率之液體（例如水）中，以填充投影系統之最終元件與 基板之間的間隙。此種做法之關鍵係能夠成像較小形貌 (features) ’此乃因曝光輻射之波長在液體中變短。（亦可將 95335.doc 1254189 液體之效用視爲增大系統之有效ΝΑ且同時增加聚焦深戶。、 人們已建議使用包括其中懸浮有固體顆粒（例如石英）之水 在内的其他浸沒液體。 然而’將基板或基板和基板平臺浸沒於一浴槽中（例如， 可參見美國專利第4,509,852，該專利申請案之全文以引用 之方式併入本文中）意味著在掃描曝光期間必須對大部分 液體進行加速。此需要額外或更強勁的馬達且液體内之擾 動可導致非吾人所期望及不可預料之影響。 建議的解決方法之一係液體供應系統使用一液體封閉系 統僅在基板的-局部區域内及在投影系統之最終器件與基 板：間提供液體(基板之表面區域通常大於投影系統之最 、，’、态件）。一建4進行此種佈置之方法揭示於w〇 99Μ95〇4 中，該專利申請案以引用之方式併入本文中。如圖2及圖3 所示’液體較佳沿基板相料最終元件之移動方向經由至 少-進πΙΝ供應至基板内，且在流經投影系統下方之後經 由至：一出口贿排出。亦即，當基板沿-X方向於該器件 下方又掃4田R ’液體於該器件之+乂側供人並於·χ側排 出。圖2顯示液體經由進⑽供人並於器件之另—側經由一 連接至低壓源的出口 0UT排出之示意性佈置。如圖2所示， 液體係沿基板相對於最終元件之移動方向供應，但是並非 义須如此。可在最終器件周圍設置各種定向及數量的進口 及出口’圖3展示一每如 . 貝例，其中在最終器件周圍按一規則圖 ，、置四、’且進口及出口’每_側各有一個進口及出口。 另一所建議之解決方法係在液體供應系、統内提供一密封 95335.doc 1254189 構件，該密封構件沿投影系統之最終元件與基板平臺之間 間隙的至少-部分邊界延伸。此一解決方法展示於圖4中。 雖然密封構件可能會在z方向（光軸方向）上存在少許相對 移動，但該密封構件於χγ平面内相對於投影系統基本上呈 靜止狀態。一密封形成於密封構件與基板表面之間。較佳 之情形爲’該密封係非接觸型密封，例如氣封。此種帶— 氣封之系統揭示於歐洲專利申請案第03252955·4號中，該 專利申請案之全文以引用之方式併入本文中。 在歐洲專射請案第G3257G72 3號中揭示雙台或兩臺式 浸沒微影裝置。此一裝置設置有兩個用於支承基板之台。 在無浸沒液體時，一個台在第一位置處實施水準測量，而 當存在浸沒液體時，一個台在第二位置處實施曝光。另一 選擇爲，裝置可僅具有一個台。 在投影系統之最終元件與基板之間使用浸沒液體意味著 投影系統之最終元件（例如一可密封投影系統的 ’abschlussplatte’或投影系統之最終光學元件）和基板平臺皆 接觸浸沒液體。此可導致投影系統或基板平臺之各組件在 浸沒液體中發生反應或溶解之問題。 【發明内容】 需要提供一種可減少因接觸浸沒液體而導致組件劣化之 微影投影裝置。 根據本發明之一態樣，提供一微影投影裝置，該微影投 景> 裝置設置用於··使用一投影系統將一圖案自一圖案化元 件投影至一基板上並具有一至少可部分地在該投影系統之 95335.doc 1254189 最、、、兀件與该基板之間一間隙内土真充一浸沒液體之液體供 應系$，其中該最終元件在一接觸該浸沒液體之表面上具 有 κ貝上不溶解於該浸沒液體之保護塗層。 、 方式才又衫糸統之隶終元件可由一因光學性質優良 而k定之材料製成且無需考慮元件材料與浸沒液體之間的 活性。若保護塗層保持低厚度，則保護塗層對投影光束之 影響降至最低。 、一金屬氧化物或氮化物，例 已發現，此等材料既透明於浸 該保護塗層較佳係一金屬 如丁1N、鑽石、DLC或 Si02。 /又微〜所用投影輻射光束亦不溶於浸沒液體或在浸沒液體 中具惰性，其中浸沒液體較佳基本上由水組成。 史，據本I明之_態樣，提供—微影投影裝置，該微影投 P衣置π置用於使用一投影系統將一圖案自一圖案化元件 投影至一基板上並具有一可至少部分地在該投影系統之最 終元件與該基板n隙内填充_浸沒液體之液體供應 系充其中δ亥液體供應系統包含用於在該間隙内提供一接 觸该取終元件之第—浸沒液體及—接觸該基板之第二浸沒 液體之構件。 ^ m許選擇的第—浸沒液體進行須使投影系統之I 終:件之材料不溶於彼液體中（及/或在彼液體令具惰性 另方面，可選擇不同於第一液體之第二液體，使第二洛 體具有適當的光學性質或所需的其他性質。較佳之情形 爲保持第-液體與第二液體隔離以保證僅第一液體可接 觸到元件。 95335.doc 1254189 液體供應系統較佳具有一用於隔離第一浸沒液體與第二 浸沒液體之隔膜。此係衆多可使兩種浸沒液體相對於最終 兀件及基板受到正確約束之方法之一。可製成隔膜之材料 係石英且厚度較佳介於〇· 1至5毫米之間。以此方式，可保 濩投影系統之最終元件免受第二浸沒液體之影響，且對投 影光束品質之不利效應甚小。亦可使用其他解決方法。 根據本發明之一態樣，提供一微影投影裝置，該微影投 影裝置設置用於使用一投影系統將一圖案自一圖案化元件 投影至一基板上並具有一可至少部分地在該投影系統之最 終兀件與該基板之間一間隙内填充一浸沒液體之液體供應 系統，其中該最終元件係由第'组件及第二組件構成，^ -者皆由CaF^SiC^兩種材料之組合構成，該等組件佈 置成遠投影光束穿過該第一組件後穿過該第二組件。 在此佈置中，僅提及具有光功率的最終光學元件及/或 abschlussplatte。以此方式，⑽㈣良光學性質可得到利 用，此乃因可使用由CaF2構成之第一組件及第二組件來抵 消其他組件之固有雙折射效用。一種做法係使第一組件及 弟二組件具有彼此對準之晶軸，以便該第二組件之固有雙 折射可補償該第一組件之固有雙折射。 較佳之情形爲，第一組件盥 卞乐一組件同心。此係一小幾 何形狀，其中穿過第一組件 — 、、件之先路徑大致等於穿過第二组 件之光路徑。在此佈置中，第― 弟一組件大致位於第一組件之 凹P曰内，藉此，若最終透鏡 、、牛大致呈半球形，則第二 透鏡組件大致呈半球形且第一 弟、、且件亦大致呈半球形，但直 95335.doc -10- 1254189 在非球形表面内具有一（大致半球形）凹陷。 較佳之情形爲，僅投影系統之最終元件由CaF〗製成而投 影系統之其他元件可由除CaF2之外的其他材料製成。 根據本發明之一態樣，提供一微影投影裝置，該微影投 影裝置設置用於使用一投影系統將一圖案自一圖案化元件 投影至一基板上並具有一可至少部分地在該投影系統之最 終元件與該基板之間一間隙内填充一浸沒液體之液體供應 系統，其中該液體供應系統在該間隙上游之浸沒液體内包 含至少一個用於溶解於該浸沒液體中之犧牲體，藉此降低 忒杈衫系統及/或該基板平臺及/或液體供應系統之至少一 組件之溶解率。 本發明之此態樣係藉由犧牲體溶解於浸沒液體中來降低 犧牲體下游各組件上浸沒液體之活性而達成。舉例而言， 右犧牲體與其欲保護之組件皆由相同之材料製成，則浸沒 液體會在犧牲體材料内實質上變得飽和，由此浸沒液體不 月匕再/夺解此種材料，藉此保護由此材料製成之組件。此種 材料之一實例係石英。 若犧牲體之形狀具有一高表面面積對體積之比例（例 如，知、官、纖維），則其將會特別迅速地溶解於浸沒液體 中，此種情形較爲有利。 根據本發明之'態樣，提供一元件製造方法，其包含將 -經圖案化輻射光束經由一設置於一投影系統之一最終元 牛人4基板之間一間隙中的浸沒液體投射至一基板上，其 中5質上不溶於該浸沒液體中之保護塗層設置於該最終 95335.doc 1254189 元件的一接觸該浸沒液體的表面上。 根據本發明之一態樣，提供一元件製造方法，其包含將 一經圖案化輻射光束經由一設置於一投影系統之一最終元 件與該基板之間一間隙中的一第一浸沒液體及一第二浸沒 液體投射至一基板上，其中該第一浸沒液體接觸該最終元 件且該第二浸沒液體接觸該基板。 根據本發明之一態樣，提供一元件製造方法，其包含將

一經圖案化輻射光束經由一設置於一投影系統之一最終元 件與該基板之間一間隙中的一第一浸沒液體及一第二浸沒 液體奴射至一基板上，其中至少一用於溶解於該浸沒液體 中的犧牲體設置於該間隙上游的該浸沒液體内，藉此降低 該投影系統及/或該基板平臺及/或液體供應系統之至少一 組件之溶解率。 【實施方式】 圖1不思性展不一本發明之一實施例之微影投影裝置。該 裝置包括：

-一構造用於調節一輻射光束B(例如，uv賴射或Duv秦 射）之照射系統（照射器）IL。 1 支承結構（例如_光罩平臺）MT，其構造用於支承一 圖案化το件MA(例如—光罩）並連接至—構造用於依 參數精確定位該圖宰化亓杜> » 象符^ 一基板平臺（例如 木化兀件之弟一定位器PM ; 晶圓平臺）WT，其構造用於夹持 基板W(例如一塗覆右 、 0數M 晶圓）並連接至一用於依— 精確疋位该基板之第二定位器PW;及 95335.doc -12- 1254189 w系統（例如-折射投影透鏡系$ _由圖案化元件MA將—賦予輪射光束投= 板y的”一目標部分c(例如包括—或多個晶粒）上。“基 6亥知、射糸統可包括各種類切 射的光學組件，例如折射、'反Π引導、成形或控制輕 類型之光學組件，或其任電磁 '靜電或其他 曰該支承結構支承圖案化元件，即承載㈣化 置。該支承結構夹持圖案化元件之方式取決於圖幸化元件 =向、微影裝置之設計及諸如圖案化元件是否夾持於一 …衣境"其他條件。支承結構可使用機械、直空、靜 2或其他夾持技術來夹持圖案化元件。支承結構可係⑽如） ::架或平臺，且可根據需要爲固定式或可移動式。支承 ::=證圖案化元件位於一(例如)相對於投影系統之期 :^處。本文所使用術語「主光罩」或「光罩」皆應視 爲與更通用之術語「圖案化元件」具有相同含義。 本文所用術語「圖案化元件」應廣義解釋爲係指可用於 在-輻照光束截面上賦予一圖案以(例如)在基板之一目標 部分上形成-圖案之任一元件。應注意，職予輕射光束之 圖案可能不完全對應於基板之目標部分上所期望之圖案， 若圖案包括移相形貌或所謂的辅助形貌時即如此。 2而吕’賦予輕射光束之圖案將對應於一形成於該目標 4刀中之7C件（例如—積體電路）中的一特定功能層。 圖案化元件可爲透射型或反射型，圖案化元件之實例包 括光罩、可程式化鏡陣列及可程式化LCD面板。光罩在微 95335.doc 1254189 影術中已衆所習知，且包括諸如二進制、交替移 移相等光單類型及各種混合光罩類型。可程式化鏡陣狀 一實例採用一小鏡矩陣佈置，其中每一小鏡皆可單獨傾斜 以沿不同方向反射一入射輻射光束。此等傾斜鏡可賦予一 自鏡矩陣反射之輻射光束一圖案。 不又所用術語「圖案化元件 電磁及靜電光學系統，或其任一 影透鏡」應視爲與更通用之術語 義。 ，」❿/貝我胛枰爲曩括任一舞 型的投m包括適合於利絲射或諸如浸沒液體之 使用或真空之使用等其它因素的折射、反射、折反射、磁、

組合。本文所用術語「投 「投影系統」具有相同含 如本文所述’該裝置係一透射型裝置(例如，使用一透射 光罩)。另-選擇爲，該裝置可係一反射型裝置(例如，使用 -上文所述類型之可程式化鏡陣列，或使用—反射光罩 微影裳置可爲-種具有兩個（雙台）或多個基板平臺（及/ 或兩個或多個光罩平臺)之類型。在該等「多臺式」機器中，馨 可並行使用其他平臺’或者在一或多個平臺正用於曝光之 同時，可在一或多個其他平臺上實施準備步驟。 >圖卜知、射為IL自輻射源s〇接收一輻射光束。該輻射 ’ 源與技影心置可爲分立實體，例如當輻射源係一準分子雷 4㈣情形中’輕射源不應視爲構成微影 裝置之一部分且輻射光束藉助一包含適當導向鏡及/或一 光束擴張器之光束遞送系統BD自輻射源s〇傳送至照射器 IL。在其他情形中，輻射源可係微影裝置之—組成部分， 95335.doc -14· 1254189 例如當輻射源係一汞燈時即如此。輻射源3〇及照射器1£連 同光束遞送系統BD(若需要）可統稱作一輻射系統。 該照射器IL可包含一用於調整輻射光束之強度分佈角度 的調整器AD。一般而言，可調整照射器之光瞳平面内強度 刀佈之至y外及/或内控向範圍（通常分別稱爲卜外部及心 内邛）此外，知射裔IL可包含各種其他元件，例如一積分 器IN及一聚光器c〇。可使用照射器^來調節輻射光束，以 在輻射光束橫截面中具有一所期望的均勻度及強度分佈。 幸田射光束B入射至夾持於支承平台（例如光罩平臺mt)上 的圖案化元件（例如光覃MA)並被圖案化元件圖案化。在橫 穿過光罩MA之後，輻射光束b穿過投影系統ps，該投影系 統PS將光束聚焦於基板w的一目標部分c上。借助於第二定 位器PW及位置感測器IF(例如，一干涉量測裝置、線性編碼 叩或電谷感測器）’可精確地移動基板平臺wt，以便（例如） 將不同目標部分c定位於輻射光束B之路徑中。同樣，亦可 在（例如）自一光罩庫進行機械擷取之後或在掃描期間使用 第一疋位器PM及另一位置感測器（圖1中未明確繪示）來相 對於輕射光束B之路徑精確定位光罩MA。一般而言，可借 助於構成第一定位器PM之一部分的一長行程模組（粗定位） 及一短行程模組（精定位）來達成光罩平臺MT之移動。同 樣’可使用構成第二定位器PW之一部分的一長行程模組及 一短行程模組來達成基板平臺WT之移動。倘若係一步進機 (不同於一掃描機），則光罩平臺MT僅可連接至一短行程致 動器，或者可固定。光罩MA及基板W可使用光罩對準標記 95335.doc 1254189 μ』及基扳對準標 Α柘斟、隹^ 个只他蚵平。僵管如圖所示 =!標記佔用了專屬目標部分，但基板對準標記可位 :、刀之間的空隙内(此等對準標記稱作劃線對準桿 §己)。同樣’在光罩财上設置有-個以上晶粒之情形中:、 光罩對準標記可位於各個晶粒之間。 可以至少下列模式之一使用所述裝置： 1.在步進模式中，使光罩平臺Μτ及基板平臺⑽基本上伴 ㈣賦予㈣光束之完整圖案—次性投影 (亦即一單一靜止' j'先）至一目標部分C上。爾後於X及/或 二：移動基板平量WT ’以使不同的目標部分 先轉在步進模式中，曝絲域的最A尺寸會限制於一單 靜止曝光中成像的目標部分C的尺寸。 2.::带描模中，對光罩平臺Μτ及基板平臺wt實施同步 T田同4將―料輻射光束之圖案投影（亦即—單一動 態曝幻至-目標部分C上。投影系統PS之放 及影像反轉特徵可確定基板平臺相對於光罩^ΜΤ 之速度及方向。在掃描模式中，曝光區域的最大尺寸备 =-單-動態曝光中目標部分的寬度，而掃描運動二 又可〜目標部分之（在掃描方向上的）高度。 式中’使夹持—可程式化圖案化元件的光罩平 至i上保持靜止，並移動或掃描基板平臺WT，同 =賦予Ϊ射光束之圖案投影至-目標部分C上。在此 平i：WT十使肖脈動輪射源’且在—掃描期間基板 至母二人移動之後或連續輕射脈衝之間，根據需要對 95335.doc -16- 1254189 可程式化圖案化元件進行更新。此運作模式可容易地應 用於使用可程式化圖案化元件（例如一上文所提及類型 的可程式規劃鏡陣列）的無光罩微影中。 亦可使用上述使用模式之組合及/或變體或完全不同的 使用模式。 圖5顯示一投影系統pl與一位於基板平臺WT上的基板w 之間的貯液器10。貯液器1()中充滿—具有較高折射率且經 由進口 /出π管13提供的液體U，例如水。該液體之效用在 於使投影光束在該液體中的輻射波長較在空氣或真空中爲 短’以容許解析較小的形貌。衆所’―投影系統之解 析度限制完全由投影光束之波長及系統之數值孔徑決定。 液體之存在亦可視爲增大有效數值孔徑。此外，在數值孔 控固定時，該液體可有效增大區域之深度。 貯液器1〇圍繞投影透鏡PL之成像區域對基板㈣成一較 佳無接觸型密封，藉此限制封閉液體充注至基板面向投影 系統P L的主表面與投影系統p L之最終元件（例如，一用於密 封投影系統的’abschlusspatte，或投影系統之最終元件）之間 的間隙内。該貯液器係由位於投影系統1^之最終元件下= 及周圍的-密封構件12構成。因此，液體容納系統⑽僅 :液體提供至基板的一局部區域上。密封構件⑽成液體 容納系統LCS的-部分，該系統用於將1體充入投影系 統之最終元件與貯液器10(或基板w)之間的間隙内。此液體 將進入位於投影透鏡下方的間隙及密封構件12内部。Μ 構㈣略微自投影透鏡之底部元件上伸出且液面高於^ 95335.doc -17- 1254189 元件，由此達成一液體緩衝。 該内周邊之上端完全吻合投影 密封構件12具有一内周邊， 系統或其最終元件之形狀且 可呈(例如)圓形。一兀全吻合影像區域形狀之孔形成於該内 周邊底部，，該孔可呈矩形’但亦並非一定如此。投 影光束穿過此孔。 液體u由-密封裝置16封閉於貯液器1〇内。如圖5所示， 該密封裝置16係一非接觸型密封，亦即氣封。該氣封係藉 由在壓力下料如线^成空氣等氣龍由進口15提供 至密封構件12與基板之間的間隙並經由第—出口 14排出而 形成。進氣口 15處的超壓、第一出口 14處的真空度及間隙 的幾何形片大皆設置成可產生一朝内沿封閉液體i工的裝置之 光轴流動的高速氣流。如同使用任何密封，皆會有少許液 體自（例如）第一出口 14逸出。 圖2及圖3亦繪示一由（若干）進口 IN、（若干）出口 〇υτ、基 板w及投影系統PL之最終元件所界定的貯液器。如同圖5之 液體容納系統，圖2及圖3所示之液體容納系統包括（若干） 進口 IN及（若干）出口 〇υτ，可將液體供應至投影系統之最終 元件與基板主表面的一局部區域之間的一間隙内。 圖2、圖3及圖4所示之液體容納系統LCS及諸如一可浸沒 基板W或整個基板平臺WT之浴槽等其他解決方案皆可用 於上文所述之本發明。 圖6詳細綠示投影系統PL之最終元件20。在圖6所示實施 例中，最終元件係一包含一第一組件25及一第二組件”之 最終光學元件20。投影系統PL之最終元件2〇係由第一組件 95335.doc -18- 1254189 25及第二組件27構成，因此，該元件可由一呈現雔折射之 材料製成。一適於15 7奈米波長輪射之較佳材料係◦ a?2，其 在此波長下可透射且亦可呈現雙折射性質。在157奈米波長 下，石英幾乎不可透射。儘管在193奈米波長下亦可使用^ 英’但在此波長下亦較佳使用CaF2。然而，在此等波長下， 石英透鏡會遭受壓縮，此會導致輻射聚焦於透鏡的諸多小 點上，從而使其變色（變黑）並吸收更多熱量，並由此會切斷 一通道。 以第一組件及第二組件或若干部件之形式提供最終元件 20，可保迅弟一組件及弟一組件之晶體取向彼此對準，以 使第二組件27所呈現之固有雙折射抵消第一組件乃所呈現 之固有雙折射，藉此可補償CaF:在157奈米波長下所呈現之 雙折射。以此方式，穿過第一組件25後穿過第二組件27並 自第二組件27射出的投影PB基本上無雙折射現象。 投影系統PL中之其餘光學元件可由除CaI?2之外的材料構 成。最終元件係最小，但在該最小元件處投影光束強度亦 最大，因此，若此元件由石英製成，則其最可能遭受壓縮。 如圖6所示，投影系統PL之最終元件2〇大致爲半球形。因 此，第二組件27呈半球形並位於第一組件25之一凹陷内， 而第一組件25具有一半球形外表面且在其非彎曲表面具有 一凹陷。 已發現，CaF2可溶解於一浸沒液體微影投影裝置所用浸 ，沒液體11内或可與之發生反應。目前，對於248奈米及193 奈米波長，所設想的浸沒液體基本上包含水。對於157奈米 95335.doc 1254189 波長，所設想的浸沒液體爲全氟碳氫化合物。 保護投影系統之最終元件20免受浸沒液體11侵蝕之一方 法係在最終元件20的一接觸浸沒液體的表面上提供一保護 塗層40。保護塗層之材料在浸沒液體n中較佳具有惰性且 不溶解。如圖6所示，保護塗層40黏合至投影系統PL之第二 組件27之底（如圖所示）表面上。 較佳之情形爲，在仍對投影系統PL之最終元件2〇提供保 護之同時，使保護層盡可能薄。保護塗層之厚度較佳介於5 至500奈米之間，更佳之情形爲介於1〇至2〇〇奈米之間。保 護塗層40之材料較佳係一金屬、一金屬氧化物或氮化物或

Si〇2 ’此等材料與浸沒液體具有一小接觸角從而可限制内 含氣泡。該層可藉由（例如）蒸發、濺鍍等方法沈積於元件2〇 上。 保護塗層40之使用並非僅限於投影系統Pl之最終元件2〇 由CaF2構成之情形。舉例而言，若最終元件係由石英構成 (通常在abschlussplatte作爲最終元件之情形中），則亦可能 存在因石英與浸沒液體1丨溶解或發生反應而引發之問題。 在此狀況下，亦可能需要一保護層4〇。 保護塗層40應當盡可能薄，以使傳輸損耗最小化。保護 塗層40之折射率可因沈積製程及沈積參數而有局部差異。 可有效利用在EUV塗層沈積中所獲得的經驗來使此製程最 佳化。 圖7展示本發明之一第二實施例，除下文所述内容外，該

第二實施例與第一實施例相同。 X 95335.doc -20- 1254189 /在此實施例中，液體供應系統包含用於提供—接觸投影 系統之最終元件20的第一浸沒液體7〇之構件。同時提供： 接觸基板w的第二浸沒液體75。 可對第一浸沒液體70加以選擇，以使其僅與最終元件川 之材料發生極其緩慢之反應或溶解，或者根本不發生反 應。然後，可選擇第二浸沒液體75，該浸沒液體具有優良 的光學性質，因此不因其接觸最終元件20而對其施加任何 活性限制。 存在若干可將浸沒液體70、75提供至間隙之正確區域並 保持其實質分離之方法。舉例而言，可提供兩組進口及出 以產生兩個液體流，尤其是第一浸沒液體與第二浸沒 液體不可混溶或不易於混合時。 在圖7所示實施例中，提供一隔膜50,用於隔離第一浸沒 液體70與第二浸沒液體75。然後，可在隔膜兩側分別提供 浸沒液體70、75。 該隔膜厚度較佳介於〇.1至5毫米之間，以提供所需之硬 度且不對投影光束PB之品質産生嚴重的不利影響。因此， 製造隔膜50之適當材料係si〇2。隔膜5〇可更換。 圖8繪不一可用於上述兩個實施例之液體供應系統。液體 供應系統1〇〇將液體自一進口 102提供至液體容納系統LCS 内，其中液體容納系統LCS可爲任一類型，尤其可爲圖2至 圖5所示之類型。在圖8所示實施例中，浸沒液體係提供於 abschlussplatte90與基板W之間。然後，浸沒液體經由排放 管104排出。 95335.doc -21 - 1254189 液版合納系統、投影系統PL及基板平臺WT之組件皆接觸 /又/又液體。右彼等組件全部係由一可溶解於未經處理之浸

沒液體的材料製成且未對其進行保護，則會對袭置W 成有害影響。 可T 爲解決此問題，在液體供應系統10时的液體容納系统 LCS上游提供一犧牲單元8〇。在犧牲單元8〇中至少設置一 個犧牲體85。該犧牲體85係擬溶解於浸沒液體中，藉此降 低浸沒液體對投影系統及/或基板平臺及/或下游液體容納 糸統之欲保護組件之活性。 舉例而言，若投影系統PL之最終元件（例如 abSChlUssplatte 90(最後透鏡元件））係由石英構成且接觸浸 沒液體，且若至少-犧牲體係由石英構成，則當浸沒液： (其可係水）流經犧牲單元80時會飽含石英，從而在到達液體 容納系統LCS及abSchlussplatte 90之後，其對石英之活性得 到降低。 ' 犧牲單元8G可包含複數個未必皆爲同—材料之犧牲體。 此等犧牲體亦可由一不同於彼等欲保護材料之材料製成。 舉例而言，-犧牲體可設計用於將浸沒液體之阳值減小至 一使犧牲單元80下游需保護組件之材料不溶解之位準。另 一選擇爲，可將一緩衝劑添加於液體中。 較爲有利的是，犧牲體85具有一盡可能大的表面面積對 體積之比例。其實例性形狀爲桿、管等1而，报明顯， 可使用任一形狀。 ^ 藉由一溶融矽板45 在圖9所示本發明之另一實施例中 95335.doc -22- 1254189 來保護投影l统之最終元件2Ge該板可具有—介於5〇微米 至5宅米之間的厚度且可藉接觸接合或藉膠黏合至最終元 件20 °在接觸接合中’不使用朦·而是將接合表面整理平滑 及足夠清潔以便直接接合在一起。在接合至最終元件之 後，可將熔融矽板碾磨並抛光至所需厚度，以避免在處理 -甚薄之板時所固有之困難。可圍繞接合處周邊提供一液 體密封46。 若最終元件與熔融矽板接觸接合於一起，則圍繞最終元 件與熔融矽保護板之接合處設置一密封牝尤其有益。儘管 此種形式之接合可提供一異常堅固之接合，但若不同材料 (例如CaF與熔矽）彼此接合，溫度變化且熱梯度可導致接合 發生「呼吸」_兩種材料的不同熱膨脹或收縮可導致兩種材 料彼此刀離直至應力消除。儘管在熱分離情況下接合通常 會十分迅速地重整，但若此情況發生在最終元件接觸一液 體牯，例如在對保護層進行抛光或礙磨或裝置使用期間， 液體會被抽入間隙中。 一可用之密封形式係一 Si0層，其藉由如下方法形成：施 加一適當前體（例如矽氧液（亦即包含各種長度的帶有各種 烴側鏈之Si-Ο鏈）、原矽酸四乙酯、十曱基四矽氧烷及原矽 酸四丁酯）並使用DUV光對該前體進行輻照以將其光轉化 爲SiO。此種密封形式的優點在於其與熔融矽具有相同之硬 度及因此可以一相同速率進行拋光。 另一可用之密封形式係一設置於一氧化鈦層上的矽氧填 隙物。氧化鈦係藉由塗覆一前體於密封上並將該前體光轉 95335.doc -23- 1254189 化爲氧化欽而施加，且負介斜用 ^ 且虱化鈦用於在裝置運作期間保護矽 氧填縫物免受UV光之影響。 再-密封形式係藉由如下方式形成：在接合處周圍塗覆 原石夕酸四乙醋’然I，原石夕酸四乙酿在室溫下分解形成一 薄層構成密封的熔融矽。然而’此密封相當脆弱，因此處 理時需要小心。 在圖10所示圖9之構造的—變型中，—諸如油之液體47 設置於最終透鏡元件20與保護板45之間。液體47較佳具有 -盡可能接近浸沒液體丨丨（可爲水）之折射率，但液體47不能 對最終透鏡元件20之材料（可爲CaF2)造成損害。此可藉由實 質性降低保護板45定位所必需之精確度要求來達成保護板 之可互換性，其原因在於保護板上下的液體具有相同的折 射率。 本發明之再一變型顯示於圖丨丨中，其使用一由内層“及 外層49構成之雙層保護塗層。形成一無針孔之保護塗層甚 爲困難。即使一施加於一CaF體上的保護塗層中存在最小之 針孔，其亦會在CaF體浸沒於水中時導致CaF發生溶解，從 而造成對元件之光學性質極其有害的空洞現象。藉由使用 一雙層保護塗層，可使一層中的針孔不與另一層中的針孔 重合，從而使保蠖層中不存在貫通路徑。最佳之情形爲， 藉由不同方法來施加兩個保護層可最佳地保證兩層之針孔 不相互重合。 本發明之一較佳貫施例具有一藉由濺鑛而施加的第一 SiO層48及一藉由旋塗一前體並將其光轉化爲Si〇而施加的 95335.doc -24- 1254189 整體Si〇層 第二層49。已發現，此方法較濺鍍形成兩個層更爲有效， 此乃因第二濺鍍層之針孔有可能與第一層之針孔對齊。令 人驚訝的是，人們已發現藉由旋塗及光轉化方法可提供一 &體及隨後將其 而非多孔SiO層。一藉由旋塗一 光轉化爲SiO而形成的層亦可獨自用作一密封声

用於形成保護層49之前體可係任一由有機矽化合物構成 或包含有機矽化合物之適當液體。適當的實例係矽氧液（亦 即其包含各種長度的帶有各種烴側鏈之Si_〇鏈）、原矽酸四 乙酯、十曱基四矽氧烷及原矽酸四丁酯。可選擇一具有所 期望黏度之材料，以便能夠藉由旋轉塗佈來提供一適當的 均勻層。若有必要，可使用若干溶劑，較佳爲揮發性有機 溶劑，來調整黏度。 可使用各種波長（例如，184奈米或172奈米）之duv光以 :確定可避免元件内之熱梯度引起任何有害影響之速率來 幸备知達成前體光轉化至丨〇。

保護塗層中兩層之每一層厚度皆介於5〇至2〇〇奈米之間。 儘管本文會特別提及微影裝置在IC製造巾n然而 應清楚瞭解，本文所述微影褒置亦具有許多其他的可能應 用，舉例而言，其可用於製造積體光學系統、用於磁域記 :體的引導及偵測圖案、平面顯示器、液晶顯示器 薄膜磁頭寻。熟習此項技術者應瞭解，赛於該等其他應用 本文中所用術晶圓」或「晶粒」應視爲可分別爲更i 用的術語「基板」Λ「目標部分」所代替。可在曝光之前 或之後在（例如）一執道（track)(_通常用於將一層光阻施 95335.doc -25- 1254189 加於一基板上並使已曝光之綠顯影之工 心或一檢驗工具中對本文所述之基板進行處理=具 =本二所揭'内容應用於此等或其他基板處理工且中。 理因可對基板進行—次以上之處 之基板。文所用衡語基板亦可指-已包含多個處理層 本文所用術語「輻照」及「光束 果」囊括所有類型的電磁 輪射，包括紫外線（uv)輕射（例如具有（約爲）365、248、193、 157或126奈米之波長）。 當上下文容許時，術語「透鏡」可指任一光學元件或多 種光學元件之組合，包括折射及反射光學元件。 雖然上文已闡述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以 不同於本文所述之方式來實踐本發明。舉例而言，本發明 可採用如下形式：一包含描述一上文所揭示方法之一 ^多 個機器可讀指令序列之電腦程序，或一儲存有此一電腦裎 式之資料儲存媒體。 本發明可應用於任一浸沒微影系統，尤可應用於但並非 僅可應用於上文所述彼等類型之浸沒微影系統。 上文所述内容旨在進行闡釋而非限制。因此，熟習此項 技術者易於瞭解，可對所述本發明進行修改而不背離下文 所述申請專利範圍之範疇。 【圖式簡單說明】 上文結合示意性附圖僅以實例方式闡述了本發明之各實 施例，附圖中對應之參考符號指示對應之部件，附圖如下： 95335.doc -26- 1254189 圖1顯示本發明之一實施例之微影裝置； =及圖3顯示先前技術之微影投影農置所❹的一液體 圖4顯示先前技術之另一微影 • 仅〜展置的一液體供應糸 θ顯示本發明之-實施例之另_ 圖6% + 一目士 h應糸、、充， 、：一-有-保護塗層之投影系統之最終元件； 沒：骰'員不投广系統之一最終元件及一用於提供-第-浸 …—及一第二浸沒液體之液體供應系統； 圖8 _示本發明的一實施例之液體供應系統； 護Γ顯示本發明的—應用於—投影系統之最終元件之保 圖1 〇顯示本發明 護板及液體層；及 的一應用於一 投影系統之最終元件之保 圖π顯示本發明的 層包含塗層。 一應用於一投影系統之最終元件之雙 【主要元件符號說明】 MA 圖案化元件 Ml 光罩對準標記 M2 光罩對準標記 C 目標部分 W 基板 P1 基板對準標記 P2 基板對準標記 95335.doc 1254189 SO 輻射源 BD 光束遞送系統 IL 照射器 AM 調整器 IN 積分器 CO 聚光器 PB 投影 MT 支承結構 PM 第一定位器 PL 投影系統 WT 基板平臺 PW 第二定位器 IF 位置感測器 IN 進口 OUT 出〇 10 貯液器 11 液體 12 密封構件 13 進口 /出口管 14 第一出口 15 進氣口 16 密封裝置 20 最終元件 25 第一組件 95335.doc -28 第二組件 保護塗層 隔膜 第一浸沒液體 第二浸沒液體 犧牲單元 犧牲體 abschlussplatte 液體供應糸統 進口 排放管 熔融矽板 防水密封 液體 内層 外層 -29

Claims (1)

1254189 十、申請專利範圍： ，裝置’其設置用於使用—投影系統將一圖案 二一圖；化元件投影至一基板，並具有-用於至少部分地 」杈影系統之最終元件與該基板之間一間隙内填充一 體之液體供應系統，其中該最終元件在—接觸該浸 之表面上具有―實質上不溶解於該浸沒液體之保 5隻塗清。 2·根據請求項1之微影投影裝置，其中該保護塗層之厚度等 於或大於5奈米。 裙據明求項1或2之微影投影裝置，其中該保護塗層之厚度 小於或專於500奈米。 據明求項1或2之微影投影裝置，其中該保護塗層係一金 屬、一金屬氧化物或氮化物、CaF2、Si02、Si〇4-此等 材料之組合塗層。 根據π求項i之微影投影裝置，其中該保護塗層係一熔融 碎板。 6.根據請求項5之微影投影裝置，其中該熔融石夕板之厚度位 於自50微米至5毫米之範圍内。 據明求項5或6之微影投影裝置，其中該熔融矽板藉由無 膠接觸接合方式附接至該最終元件。 根據明求項丨之微影投影裝置，其中該保護塗層具有兩個 不同層。 #據η月求項8之微影投影裝置，其中該#兩個《同層係由 同—材料構成但藉由不同方法形成。 95335.doc 1254189 1 〇.根據請求項9之料旦/ K貝9之锨影投影裝置，复 層係藉由_而形成，、中5亥寺兩個不同層之- > 攻而5亥寺兩個不同層之另一®将鸫士 將-前體旋轉塗佈 s之另層係精由 體而形成。 /、、（並使用紫外光輻照該前 11 ·根據請求項1 $外旦/ 〜α 負1之极衫投影裝置，其中該 -前體旋轉塗佈，…々 卞曼土層係猎由將 而形成。 、取4件並使用紫外光輻照該前體 12’根據明求項10或11之微影投影裝置，其中該前體包含-有 機矽化合物。 I 虞月求項12之微影投影裝置，其中該前體包含至少—化 合物，其係自下列各化合物組成之群中選出··石夕氧液、原 石夕酸四乙酉旨、十甲基四石夕氧烧及原石夕酸四丁醋。 14·種U讀影裝置，其設置用於使用—投影系統將一圖案 自一圖案化構件投影至一基板，並具有一用於至少部分地 在忒杈衫系統之最終元件與該基板之間一間隙内填充〜 浸沒液體之液體供應系統，其中該液體供應系統包含用於 在/門隙内^供一接觸該最終元件之第一浸沒液體及— 在該間隙内接觸該基板之第二浸沒液體之構件。 15.根據請求項14之微影投影裝置，其中該液體供應系統進— 步包括—用於隔離該第一浸沒液體及該第二浸沒液體之 薄膜。 16·根據請求項15之微影投影裝置，其中該隔膜係石英。 17·根據請求項15或16之微影投影裝置，其中該隔膜具有一介 於〇·1至5毫米範圍内之厚度。 95335.doc 1254189 18.根據請求項！之微影 構成。 ，、中忒取終凡件係由CaF 1 9.根據請求項丨8 一…一 i置，其中該最終元件係由-第 b^弟：組件構成，彼等兩個組件皆由CaF2構成， 二中：：影光束穿過該第一組件後穿過該第二組件。 2 0 · —種微影投影裝置苴 自m/ x置用於使用—投影系統將一圖案 自圖案化順影至—基板，並具有一用於至少部分地 在该投影系統之最終元件與該基板之間—間隙内填充一 浸沒液體之液體供應系統，其中該最終元件係由皆由⑽ 或s1〇2或兩種材料之組合構成的第一組件及第二组件所 構成，該等組件係設置成使該投影光束穿過該第一 穿過該第二組件。 、 21.根據請求項19或2G之微影投影裝置，其中該第—組件及★亥 第二組件皆具有已對準之晶軸，以便藉由該第二組件之： 有雙折射補償該第一組件之固有雙折射。 22·根據請求項19或20之微影投影裝置，其中該第一組件及該 第二組件同心。 23. 根據請求項19或20之微影投影裝置，其中該第二組件實質 上位於该弟"組件之一^凹陷内。 24. 根據請求項19或20之微影投影裝置，其中該投影系統中除 該最終元件外的各元件皆由除c a F 2之外的（一或多種）材 料製成。 25. —種微影投影裝置，其設置用於使用一投影系統將一圖案 自一圖案化元件投影至一基板並具有一用於至少部分地 95335.doc 1254189 在該投影系統之最終元件與該基板之間一間隙填充一浸 沒液體之液體供應系、統，其中該;夜體供應系統在該間隙上 游的浸沒液體包含至少n容解於該浸沒液體中之犧 牲體，藉此降低該投影系統及/或該基板平臺及/或液體供 應系統之至少一組件之溶解率。 26.根據請求項25之微影投影裝置，其中該至少一個犧牲體係 由貝貝上相同於5亥至少一個構件之材料製成。 27·根據請求項25或26之微影投影裝詈，i由 y nv衣置具肀该至少一個犧牲 體係由石英或CaF2製成。 28.根據請求項25或26之微影投影裝置，其中該至少一個犧牲 體之形狀具有一高表面面積對體積之比例。 29· —種元件製造方法，其包括將一已圖案化輻射光束經由一 設置於一投影系統之一最終元件與該基板之間一間隙中 的一浸沒液體投射至一基板上，其中一實質上不溶解於該 浸沒液體之保護塗層設置於該最終元件的一接觸該浸沒 液體之表面上。 30· —種元件製造方法，其包括將一已圖案化輻射光束經由一 設置於一投影系統之一最終元件與該基板之間一間隙中 的一第一浸沒液體及一第二浸沒液體投射至該基板上，其 中该弟一次 >又液體接觸該最終元件且該第二浸沒液體接 觸該基板。 3 1 · —種元件製k方法’其包括將一已圖案化輕射光束經由一 設置於一投影糸統之一最終元件與該基板之間一間隙中 的一第一浸沒液體及一第二浸沒液體投射至該基板上，其 95335.doc -4- 1254189 中至少一用於溶解於該浸沒液體中的犧牲體設置於該間 隙上游的該浸沒液體中，藉此降低該投影系統及/或該基 板平臺及/或液體供應系統之至少一構件之溶解率。 95335.doc