TWI263261B - Lithographic apparatus and device manufacturing method - Google Patents

Description

1263261 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。 【先前技術】

_'μ /係將所而圖案應用到基板之目標部分的機 二U衫裝置可用於，例如，積體電路（1C)的製造。在此情 形中’圖案化構件，例如光罩，可用以產生對應於狀_ j曰之t路圖案’而且可將此圖案成像到基板(如一矽 晶圓）上之一目標部分（如包含-或多個晶粒之部分）上，該 基板具有-層轄射敏感材料(光阻)。一般而言，單一基板將 包含連續接受曝光之鄰近目標部分的網路。已知的《I 括所Μ的步進機’其中每—目標部分係藉由一次性將 =圖案曝露於該目標部分而受到照射，以及一所謂的掃 /、中每目；^部分係藉由透過該投影光束沿一給定 方向（「掃描」方向）掃晦該圖案同時平行或反平行於此方向 同步掃描該基板而受到照射。 ^經有人提出將微影投„置中的基板浸泡在—折射率 較南的液體（例如水）中’以便填充該投影系統之最終元件與 該基板間的空間。此觀點可成像較小的特徵圖形，因為該 曝光輕射於該液體中將會具有較短的波長。（液體的該項Z 應亦可視為提高該系統的有效N A以及提高聚焦深度） "、不過’將該基板或基板與基板台沈入一液體盆中（舉例來 況，參見US 4,509,852，本文以引用的方式將其全文併入） 意謂著必須於掃描曝光期間加速大量的液體。如此便需要 96508.doc 1263261 ^卜或功率更強的馬達，而且該液體中的擾動可能會造成 不希差發生且無法預期的效應。 針對液體供應系、統所提出的其中—種解決方式便係使用 ^體偶限系統僅於該基板的局部區域上及該投影系統之 最:兀件與δ亥基板（該基板的表面積通常大於該投影系統 之取終兀件）之間提供液體。於W0 99/49504中便對此揭示 —種配置方式’本文以引用的方式將其全文併入。如圖2 及3所示，液體係藉由至少一個入口工Ν供應至基板上，較佳 的係沿基板相對於最終元件之移動方向，穿過投影系統下 =後再藉由至少—個出σ〇υτ移除。亦即，當在元件下方 /口 _Χ方向掃描該基板時，液體係於元件的+χ側供應，並 於-X側流逝。圖2示意性顯示該配置，其中液體係透過入口 IN供應，並且經由出π〇υτ(其係被連接至—低壓源）從該元 件的另-側流逝。於圖2的圖式中’係沿著該基板相對於該 最終元件之移動方向來供應該液體，不過並非一定為此種 情況不可。位於最終元件周圍的人口及出口可有各種方位 及數量，圖3顯示一個範例，其中任一側面上的四組—入口 及一出口以矩形圖案提供在最終元件周圍。 有人提出的另-種解決方式係讓該液體供應系統具備一 名封4件’ s亥雄封部件會沿著該投影系統之最終元件與該 基板台間的空間的至少部分邊界延伸。實質上，該密封部 件於XY平面中相對於該投影系統係、靜止的，不過，於Z方 向中（於光軸的方向中）則可能會有少許的相對移動。於該密 封部件及該基板表面之間會形成一密封體。較佳的係，該 96508.doc 1263261 =體係-無接觸式密封體，例如氣體密封體。歐洲專利 全文併入本文中。 &統’«係以引用方式 所存在的液體使周圍的空氣變得非常潮濕。已 :=達到_濕度。空氣中的濕氣可能進入該裝置 ㈣=因而污染其他機器零件與測量組件，以致影 曰口亥4置的操作與精確的測量。* ^ 機器零件生銹，因此扩……的濕氣可能會?丨起 氣的*氣、“敕、、’"、的使用壽命。為防止充滿濕 夺：：遍佈整個裝置，使用金屬薄膜將濕空氣限於投影 _環來限制液體。然而，：等=：；用類似橡膠的 力在投影系統與密封部件之間傳遞。/均會導致振動 【發明内容】 ::明之—目的係提供一種限制濕空氣的方法。 置包又含本發明的一個方面’提供一種微影裝置’該微影裝 2系、、’先，其用以提供一輻射投影光束； -支撐結構，其用以支撐 用以:予該投影光束一圖案化剖面；牛㈣化構件 * =基板台，其用以固持一基板丨以及 目標2影系統’用以將該圖案化光束投影至該基板的- 投影系統’其使用浸泡液體至少部分地填充該 取、、、ς元件與該基板之間的空間； 96508.doc 1263261 、/'H為’有-氣流構件用以提供氣流至該浸泡液體， ^防止在m夜體±方並與該浸泡液體接觸的氣體逸出 該氣流構件之外。 而將液體上方的濕空氣(其中，向下係投影光束的傳 播方向）限於—相對於該投影光束的小體積’並且在該襄置 的各零件之間無剛性連接，故該裝置各零件之間可以自由 地相對移動。所用氣體應該係清潔並且乾燥的，以避免裝 置損壞並吸收濕氣。 乳流構件較佳係包含—真空源，該真空源亦可從該系统 移除污染物。所移除的污染物可以係固體顆粒(該等固體顆 粒1能會藉由刮擦而損壞裝置）、液體顆粒或氣態顆粒，而 非氣體本身。該真空源可包含一具有環形入口的真空室， 該投影系統係配置於該環形的中心。 該氣流構件包含—通道’該氣流流過該通道。該通道因 此限制濕氣的體積，並且流過通道之清潔、乾燥的氣體可 二广氣逃逸。可藉由該投影系統之一部分與該氣流構 件來至少部分地形成該通道。 該投影系統進—步包含—透鏡蓋，該透鏡蓋形成該通道 Z部分，該透鏡蓋係藉由-透鏡密封體而與該投影系統 /餘部分接合。該透鏡蓋因而提供—氣密蓋至該投影系 :，從而防止濕空氣進入該投影系統。該透鏡密封體應該 I可撓性的’並較佳係膠。因此，該裝置各零件之間的相 對移動不會受到影響。 該液體供應系統可包含一密封部件，其沿該投影系統之 96508.doc 1263261 :終::與該基板台之間該空間的至少—部分 ”中^流構件係配置成使該氣1 該投影系統之間。由於在/绿<法 於^亥抢封部件與 投影系統之間可相對移 構件，該密封部件與該 流構件位於該投…… 將該裝置配置成使該氣 需要可包含-氣：=該密封部件之間。該密封部件視 之表面之πΓ射，^在該密料件與該基板 t間形成-氣體密封體。該濕空氣因此由 軋體密封構件、密封部 5亥基板、 兮一^ 構件與投影系統限制。脾 4封部件安裝於該微影投影裝置的底部， 部件較佳俏名7 〇 Λ η 木上。该雄、封 車乂佳係在z、Rx#Ry方向上可相對於該底部㈣ 八，该2方向係該投影光束之傳播方向），彳 方向則固定。 ）仁在所有其他 依據本發明的另一方面’提供一種元件製造方法 含以下步驟： ，、匕 -提供一基板； -使用一照明系統提供一輻射投影光束； _使用圖案化構件賦予該投影光束一圖案化剖面· -在該投影步财利的投影“之—最終元件與該基 板之間提供一液體；以及 -將該圖案化的輻射光束投影至該基板的一目標部分 上， π 0刀 其特徵為，在該浸泡液體上方的空間中流動的氣體用以 防止在该浸泡液體上方並與該浸泡液體接觸的氣體逸出今 流動的氣體之外。 96508.doc -10- 1263261 本^明可合易地結合圖2與3中所述之液體供應系統來使 用。配置於該浸泡液體上方空間中的額外入口與出口將產 生一氣流，該氣流將從該浸泡液體上方的氣態空間中吸收 浸泡流體。 儘管本文中特別參考了微影裝置在1C製造中之使用，但 應瞭解，本文所述微影裝置可具有其他應用，例如製造積 體光學系統、磁域記憶體之導引與伯測圖案、液晶顯示器 (LCD)、薄膜磁頭等。專業人士應瞭解，在此類替代性應用 方面’本文所使用的㈣「晶圓」或「晶粒」必須分別視 為與更-般的術語「基板」*「目標部分」同義。本㈣ 參考的基板可在曝光之前或之後，在如軌跡工具（通常可將 光阻層塗到基板上並顯影曝光光阻的工具）或度量衡或檢 驗工具中進行處理。只要適用，本文之揭示内容可應用於 此類及其他基板處理工具。此外，例如為了建立多層 可對該基板進行多於一次的處理’因而本文所用術：「基 板」亦可指已包含多個處理層的基板。 本文所用的術語「輻射」與「光束」包含所有類型的電 磁輻射，包括紫外線（UV)輕射（例如，具有365、248、⑼、 157或126 nm之波長）。 本文所用術語「圖案化構件」應歧地解料指可用以 賦予-投影光束-圖案化剖面以在基板的目標部 圖案之構件。應注意，被賦予於該投影光 y 果中的圖案可能 不會確實對應到該基板之目標部分中的 言，被賦予於該投影光束中的圖案將一般而 9對應到欲產生於該 96508.doc 1263261 圖宰化構件了= 特殊功能層，例如積體電路。 括光單舞件可為透射式或反射式。圖案化構件的範例包 人可程式鏡陣列及可程式LCD面板。光罩在微影術 τ廣马人知，肖共4 — 位偏移算… —70式、父替式相位偏移及衰減式相 偏移U罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式鏡陣 係利由複數個小鏡所組叙—矩陣 別傾斜以便朝不同的方向來反射入射輕射光 ^式來圖案化經反射的光束。在圖案化構件的每 巳歹1 ，支樓結構可為一框架或台面，舉例而言，必要 ::可::！固定式或移動式，並且可確保該圖案化構件係 二；在：：、:相對於投影系統的預期位置處。本文所使用 光罩」或「光罩」可視為與更一般的術 案化構件」同義。 u 本文所用術語「投影系統」應廣泛地解釋為包含各種類 $的投m包括折射光學系統、反射光學系統與反折 射光學系統’視所用的曝光輻射而定，或視其他因素而定， 例如浸泡流體的使践真空的使用。本域使料術語「透 鏡」可視為與更一般的術語「投影系統」同義。 該照明系統亦可包含各種類型的光學組件，包括折射、 反射與反折射光學組件，用以引導、成型或控制該輕射投 影光束，並且此類組件在下文亦可統稱或單獨稱為「透 鏡」。 微影裝置的類型可具有兩個（雙級）或更多的基板台（及/ 或兩個或更多的光罩台）。在此類「多級」機器中，可以平 96508.doc > 12- 1263261 行使用額外基板台，或者在一或多個基板台上進行準備步 驟，而一或多個其他基板台則用於曝光。 【實施方式】 圖1示思性說明依據本發明之一特定具體實施例之一微 影装置。該裝置包括： -一照明系統（照明器）IL，其用以提供輻射（例如uv輻射） 投影光束PB。 -一第一支撐結構（例如光罩台）MT，其用以支撐圖案化 構件（例如光罩）MA並且連接至第一定位構件pM，其用以關 於項目PL精確定位圖案化構件； -一基板台（例如晶圓台）WT，其用以固持基板（例如塗佈 光阻的晶圓）W並連接至第二定位構件PW，其用以關於項目 PL精確定位基板；以及 -一投影系統（例如折射投影透鏡）P]L，其用以藉由圖案 化構件ΜA將賦予投景^光束pb的圖案成像至基板％的目標 部分C(例如包括一或多個晶粒）。 如此處所繪，該裝置係透射型（例如其會運用一透射光 罩）。或者，該裝置可能係反射型（例如其會運用上述類型的 可程式鏡陣列）。 裝 子 部 器 月IL接收來自輻射源s〇的輻射光束。輻射源及微影 置可以是分開的個n，例士口，當該輻射源為同核複合分 雷射時。在此種情況下，該_源不算形成微影裝置的 分及輻射光束會借助包含如合適導彡丨鏡及/或光束擴展 之光束輸送系統BD，從輻射源S0通到照明器江。在其他 96508.doc 1263261 的情形下’輕射源可為裝置的整體部分，例如，當輕射源 為水銀燈時。輻射源S0與照明器江，連同需要時的光束輪 送系統BD，可稱為輻射系統。 照明器IL可包含用以調整光束之強度角分佈的調整構件 AM。一般而言，可調整該照明器之一瞳孔平面中強度分佈 之至少外徑向範圍及/或内徑向範圍（通常分別稱為（7_外盥 ^内)。此外，該照明器IL—般包含各種其他組件，例如二 積分器IN與一聚力器⑶。該照明器提供—經調節的輕射光 束，稱為投影光束PB，其剖面具有所需的均勻性血強产八 佈。 ，、X刀 該投影光束PB係入射於該光罩财上，而該光罩MA係固 持於光罩台MT上。穿過光罩MA之後，投影MpB通過透 鏡PL，該透鏡PL將該光束聚焦於基板w之目標部分c上。 借助於第二定位構件PW與位置感測器抒（例如一干涉、、則旦 元件可精確地移動該基板台WT，例如藉以定位:束^ 之路徑中不同的目標部分C。同樣地，可使用第一定 刚及另外的位置感測器（圖i中未明確描綠）來相對於兮光 也定位該光罩MA，舉例來說，可在以機械 方式攸光罩庫中取出該光軍之後或是在掃描期間來進行。 :般而言’可在一長衝程模組(粗略定位)與短衝程模組(精確 疋位)的幫助下貫現物件台价與资的移動，該等模 定位構件PM與PW之部分。妒品 .^ Λ , 、、再风 丨刀然而，在步進機的情形中（鱼掃 描器相反），光罩台ΜΤ可能僅連接至短衝程驅動（是▼ 固定的。可使用光罩對準標咖、μ2及基板對準°標記^ 96508.doc 1263261 P2來對準光罩μα與基板W。 所述裝置可使用於下面的較佳模式中·· 1·在步進模式中，基本上光罩台MT及基板台WT係保持 靜止的，同時賦予於投影光束的整個圖案係一次（即單一靜 態曝光）投影到一目標部分C上。然後基板台▽丁往又及/或γ 方向偏移，從而可曝光不同的目標部分c。在步進模式中， 曝光視場的最大尺寸會限制目標部分C在單一靜態曝光中 成像的尺寸。 2. 在掃描模式中，同步掃描光罩台Μτ及基板台WT，同 時賦予於投影光束的圖案係投影到一目標部分C上（即單一 動態曝光基板台WT相對於光罩台Μτ之速率及方向係由 投影系統PL的（反）放大率及影像反轉特徵來決定。在掃描 模式中’曝光視場的最大尺寸會限制目標部分在單一動離 曝光中的寬度（在非掃描方向中），而掃描動作的長度可衫 目標部分的高度（在掃描方向中）。 3. 在另-模式中，將光罩台Μτ基本上保持靜止地固持_ 可程式化的圖案化構件，並且當將一賦予於投影光束的圖 案投影於—目標部分C上時，移動或掃描基板台WT。在此 模式中，-般㈣-脈衝㈣m根據需要在每次移 動基板台WT或在掃描期間的連續輻射脈衝之間，更新該可 私式化的圖案化構件。此你酱伊 干此作業杈式可容易地應用於採用一 可程式圖案化構件(例如上述類型的可程式鏡陣歹”的無光 罩微影術中。 另外也可以採用上述應用模式之組合及/或變化，或採用 96508.doc 1263261 元全不同的應用模式。 如圖4所不，藉由一在投影透鏡周圍形成一環形的氣體密 封體16來限制投影透鏡與基板之間的液體儲存庫U)。密封 體Μ ’較佳係氣體密封體’係、由氣體，例如空氣或合成氣 體形成，但較佳係化或另一惰,1 氣體，在壓力下經由入口 ^提供至密封部件12與基板之間的間隙並經由第-出口 Η 提取。氣體人π15的過度壓力、第—出口14的真空度以及 間隙的幾何形狀係配置成有一向内的高速氣流以限制該液 體。該氣體入口及出口與基板w之間的距離係小的。 /液體儲存庫藉*人口 22得到液體供應，並且延伸於投影 糸統PL之最終元件底部的上方。經由出口 14移除過量的液 體。 如圖4所示，投影系統亦包含一透鏡㈣，該透鏡蓋藉由 :密封體40附著於投影系統PL的主要部分上。密封體4〇應 係可撓性的，以容納投影系統pL之主要部分與透鏡蓋^之 間小幅度的相對移動。已發現，膠係特別有效的。 將具有入口 33的真空室34配置於儲存庫ι〇上方的真空 中。真空室34的外部與透鏡蓋35形成一通道^，氣流沿著 遠通道流向真空室34。除了沿通道32流動的氣體之外，來 自所有周圍區域的氣體都將流向真空室34。儲存㈣上方 ::中浸泡流體的蒸汽繼高的，並且氣體沿通道训 止濕现進入投影系統PL。另外，氣流將從周圍的氣 體吸收濕氣，故存在濕度梯度，氣體的濕度自儲存庫_ 始向外降低。因此，將裝置的精密零件，例如用於干涉測 96508.doc -16- 1263261 量光束的鏡，配置於裝置的乾燥部分中，如此一來，濕度 便不會影響測量。另外，如果將膠用作密封體4G，則乾燥二 流動的氣體將確保膠保持乾燥，因此保持氣密密封體。保 持膠40乾燥亦可防止㈣膨脹而產生使投影系統變形的 力。 該真空室34可獨立於投影系統，如在以上範例中或可 為投影系統PL的一部分’或為密封部件12的一部分並且 在任一此等情況下可在Z方向上驅動。可有複數個氣體通道 可將真空室34配置於投料統pL周圍，或替代地為— 具有狹縫入口的環形真空室。儘管此處的範例係… 室，即產生氣流的㈣，但氣流構件可等效地包含_高壓。 上述系統亦可結合圖2與3所示的液體供應系統來使用， 其中真空室34與通道32係配置於人ΠΙΝ與出dqut上方。 雖然以上已說明本發明的特定具體實施例，但應明白， 本發明可以上^卜的其他方法完成。本發明 明所限制。 不說 【圖式簡單說明】 且^已僅藉由範例之方式’參考隨附示意圖對本發明的 貫轭例作說明，其中對應的參考符號指示對庫的邻 分，且其中·· 〜Μ 圖1說明依據本發明之一具體實施例之微影裝置； 圖2說明根據本發明之液體供應系統； 圖3係根據本發明的圖2之液體供應系統之替代圖，·以及 圖4顯示依據本發明一項具體實施例的一微影投影^ 96508.doc 1263261 之細節。 【主要元件符號說明】 10 儲存庫 12 密封部件 14 出π 15 入口 16 氣體密封體 22 入口 32 通道 33 入口 34 真空室 35 透鏡蓋 40 密封體 AM 調整構件 C 目標部分 CO 聚光器 IF 位置感測器 IL 照明系統（照明器） IN 積分器 Ml、M2 光罩對準標記 MA 圖案化構件 MT 第一支撐結構 PI、P2 基板對準標記 PB 投影光束 96508.doc -18- 1263261

PL W WT 項目 基板 基板台 96508.doc -19-

Claims (1)

1. η 1263雜去131422號專利申請案 卜 中文申μ專利範圍替換本(95年2月）L 十、申請專利範圍： 1. 一種微影裝置，其包含： 一 一照明系統，苴係用丨、；切 /、，、用从k供一輻射投影光束； 支撐結構，其係用以支 叉撐圖案化構件，该圖案化 構件係用以賦予該投影光束-圖案化剖面； -一基板台，其係用以固持—基板；以及 H统’其係用以將該圖案化光束投影至該基 板的一目標部分上； 液體供應系統，其使用浸泡液體至少部分地填充 該投影系統之最終元件與該基板之間的空間； 其特徵為有一氣流構件係用以提供一氣流至該浸泡液 體以防止在該浸泡液體上方並與該浸泡液體接觸的氣 體逸出該氣流構件之外。 2·如請求項1之微影裝置，其中該氣流構件包含一真空源。 3·如請求項2之微影裝置，其中該真空源移除與該浸泡液體 接觸的該氣體。 4·如請求項2或3之微影裝置，其中該真空源亦從與該浸泡 液體接觸的該氣體中移除污染物。 5 ·如請求項2至3中任一項之微影裝置，其中該真空源包含 一具有一環形入口的真空室，該投影系統係配置於該環 形的中心。 6 ·如請求項2至3中任一項之微影裝置，其中該氣流構件包 含一通道，該氣流流過該通道。 7.如請求項6之微影裝置，其中該通道係至少部分藉由該投 96508-950217.doc 影系統與該氣流構件形成。 如清求項7之微影裝置，其中該投影系統進一步包含一透 鏡盖’該透鏡蓋形成該通道之該部分，該透鏡蓋係藉由 透鏡密封體而與該投影系統的其餘部分接合。 如清求項8之微影裝置，其中該透鏡密封體係可撓性的。 •如明求項8之微影裝置，其中該透鏡密封體係膠。 •如％求項9之微影裝置，其中該透鏡密封體係膠。 1 汝明求項1之微影裝置，其進一步包含一密封部件，該密 封部件沿該投影系統之最終元件與該基板台之間的該空 間之至少一部分邊界延伸。 13. 14. 15. 尸:求項12之微影裝置，其中該氣流構件係配置成使該 氣机位於该密封部件與該投影系統之間。 ^月，項12或13之微影裝置，其中該密封部件進一步包 ㈣構件’該氣體密封構件係用以在該密封部 〃 μ基板之表面之間形成一氣體密封體。 :請求項14之微影裝置，編該密封部件安裝於一底 部框架上。 文衣％底 1 6 ·如請求項1 5之微影裝置，甘 — ,,L 其中该岔封部件在Z、RX^ Rv 則固定。 ^移動’而在所有其他方向上 1入一種元件製造方法，其包含· " 提供一基板； 96508-950217.doc 使用一照明系統提供 使用圖案化構件來|武 -2- 一幸S射投影光束 予該投影光束一 圖案化剖面 te63261

   - 在於該投影步驟中所用的一投影系統之最終元件 與該基板之間提供一液體，以及 - 將該圖案化的輻射光束投影到該基板之一目標部 分上， 其特徵為在該浸泡液體上方的空間中流動的氣體，其 係用以防止在該浸泡液體上方並與該浸泡液體接觸的氣 體逸出該流動的氣體之外。 96508-950217.doc 3-