TWI375132B - Optical imaging with reduced immersion liquid evaporation effects - Google Patents

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TWI375132B TW099114179A TW99114179A TWI375132B TW I375132 B TWI375132 B TW I375132B TW 099114179 A TW099114179 A TW 099114179A TW 99114179 A TW99114179 A TW 99114179A TW I375132 B TWI375132 B TW I375132B
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Description

、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於光學成像配置（optical imaging arrangement)。本發明可用於製造微電子電路之微影範圍。 因此^發明更關於光學成像裝置㈣⑷邮㈣^⑶）， 其尤其可實施成使用此光學成像配置。 【先前技術】 特別是在微影領域，除了使用具有高精準的^件，還需 要在操作朗儘可能地保持成像裝置組件(例如透鏡(I·)、 反射鏡(mirror)、及光柵(grating)等之光學元件)的位置及幾何 結構不變，以達到對應的高成像品¥。_精確性的嚴厲要 求(在幾奈¥大小或更低)減是長久需要降低祕製造微電 子電路之光學緖騎度的結果，⑽要生產的 推向争傲刑仆。 马了違到增進的解析度，可降低所用的光波長，例如作 用於工作波長在5nm至2Gnm(典型約13nm)之極紫外 ㈣賴e UV，EUV)範圍的系統案例，或者可增加所用投射 糸統的數值孔徑(n_ical aperture)。顯著將數值孔徑增加 超過1的值的-種可能手段為所謂的浸潤系統 system)，其中具有折射率大於丨❸浸潤媒介(im_i〇n medium)典型放在投㈣統的最後—個光學元件轉曝 基板(substrate)之間。進一步增加數值孔徑可 里 定高折射率的光學元件。 阳^、名符 將?認f、在所謂的卜浸濁系統(一e im贿sion system)巾’制讀(即在制絲下至少 介的光學元件)典型是«近要曝光絲的最後 件。於此，浸潤齡通常翻最後—個光學元件與基板。於 13751.32 根據以下方程式，點狀電 荷Q在距離d產生電場£ :
E
Q 4 κ0〆 (2) 其中ε〇 = 8.85.10· c/(v.m)為電當勃 (vac_ permittivity))。因此，^數(亦稱為真空介電常數 根據以下方裎式計算電場梯 度 dE/dr :
dE _ Q dr 2·π·ε0 r (3) 於粗略近似中，電場Ε中的水滴根據以下方程式 極化(electric polarization)P : 歷經電 Ρ==εο.(^·-Ή (4) ’丨包吊數(chelectric constant))。因此，以具有相對靜介電a 數4 = 80的水滴而言’利用方程式(2)至(4)，根據以下方二 式計算作用於電極化水滴上的力： 王 dr 8 u〇. r5 (5) 兩#因此，Q =： ] nC (=L9.1〇i〇 e，其中e為基本電荷)之點狀 兒荷’在距離d = 0.1 m處激發電場E = 900V/m以及電場梯 12 13751,32 义Γ】·8 10 v/m。因此’於第—近似中，水滴歷經 迕· _ Cm，偶極矩(dip〇le m〇mem)。结果施加於水滴的力 ’ F 1110 N。因此’較佳具有介於l〇〇V/m2至l〇〇〇〇V/m2 之間的電場梯度，較佳介於，v/m^5麵亀2之間。 有二應二解在本發财他實_ ’浸潤媒介本身可具 糟由適當的手段），以達到所需的驅除力卜 擇導電几件的電荷為浸潤媒介電荷的函數(反之亦
*、、\ J 雷π til田應用以下基本考量。於荷電浸潤媒介中，在 程I計曾.於具有電荷Q的液滴之力F是根據以下方
F
EQ ⑹ 需 =’為 了在，=H〇3v/ 要電荷 Q = l.l〇-6C。 要了解導電元件11U的電科可描担μ , 統的使用麟中沒有實質的電;^料供一次’只要在系 電接觸導電元件圓膨曝光之間） 需程度。 麟導電辑nu的靜電荷在所 為了避免導電元件111 1访+ 於導電元件m丨之面电，電絕緣元件m·3提供 mi電絕緣元件llu可由任何可用於區域 特定光學成像應用之合適材料 ；咸置01執行的 微影應用的其他電絕緣㈣）。》成(於此即：任何可用於 電絕緣元件⑴.3由一層形成於導電元件⑴.1之外表 勺入门成。塗層U1.3由電絕緣材料所製成， u(早縣任心合的)二氧切(si〇2)、氧化_丨2〇3)、 =化給_2)、五氧化KTaA)、或任何其他合適的電絕 要了解二 material)祕赴，石夕卿2)也具有親水材料(hydr()phUic 所 ）、I.·,而在濕表面區域108.1造成良好的濕潤性 貝。然而，要了解在本發明其他實關巾，’緣 件選擇至少-輕絕緣層與至少—層親水層的組巴紅
更要了解在本發明其他實施例中，導電元件亦可 入此類$絕緣㈣，以儘可能地避免放電。 、 導电元件Η】.1結束在浸潤槽的自由表面109.4理想上 所在的區域’即在濕表面區域·!與乾表面區域2之 間的過渡區。因此’有助於藉由驅除力F從乾表面區域1〇82 移除浸潤㈣科。 -半Ξ圖2可知’於所示實施财，光學元件本體祖4進 乂共有疏水性塗層(hydrophobic coating)〗〗2於乾表面區
提升從乾表面區域體移除秘意的浸驗 '刀：、、丨而，在本發明其他實施例，可省略此類疏水性塗 要了解在本發明其他實施例，取代或除了導電元件 111.1外，亦可在浸潤元件外的位置提供導電元 驅除力F的電場），例如在圖2虛線輪廓113所S 的位置。此類導電元件113的實施及操作原理 Μ件1lu的相同，而於此僅參考上述相關說明。 要了解在本發明其他實施例，取代單一導電元件 1^11/ ’可使用複數導電元件於液體驅除裝置中。再者，尤其 ^可根據要產生的電場，針對這些導電元件選擇不同的^ 寸、及/或形狀、及/或材料(實際上的任意組合）。 14 13751.32 微影應用的其他電絕緣材料）。 電絕緣元件2旧由一層形成於導電元件2丨】 面211.4上的塗層所形成。塗】 #」表 勿合r显猸七/工立/ a 由电、，·巴緣材抖所製成， 己3 (早獨或任思組合的）疏水材料，例如 _麵峨e·⑽on，DLC)、或鐵氣龍類的材料或親条^ 材料’例如一氧化石夕(Si〇2)、氧化紹(Α1Λ)、或五氧化 输画餘何其他 和要絕緣材料較佳為疏水性材料’而在乾表面區域 108.2 w成良好的液體移除性質。然而，要了解在本發明t 他實施例中，可針對電絕緣元件選擇至少—層電層Μ 少一層疏水層的組合。 日/、王
更要了解在本發明其他實施例中，導電元件亦可完全々 入此類電絕緣材料，以儘可能地避免放電。 凡王I 導電元件211.1結束在浸潤槽的自由表面1〇94理智上 所在的區域，即在濕表面區域108J與乾表面區域ι〇87之 間的過渡區。因此，有助於藉由驅除力F從乾表面區 移除浸潤液體部分。 一 由圖4可知，於所示實施例中，光學元件本體1〇8 4進 一步提供有親水性塗層(hydrophilic coating)212於濕表面區 域108.1 ’更提升濕表面⑺&丨的良好濕潤。然而本二 明其他實施例，可省略此類親水性塗層。 χ 要了解在本發明其他實施例，取代或除了導電元件 211.1外’亦可在例如在圖4虛線輪廓214所示的位置，提 供如同第一實施例之脈絡中所描述的導電元件(產生或造成 激發驅除力F的電場）。此類導電元件214的實施及操/^原 理與導電元件1Π.1的相同，而於此僅參考上述相關說明。 要了解利用本發明實施例，可使用複數個導電元件於液 13751,32 體驅除裝置，而非單一帝 根據要產生的電場，針對°再者’尤其是可 形狀、及域崎際擇侧尺寸、及/或 達到更ί:解^ 索ϋ當Pam換 使在以重力為基礎之解決方 二 牝詖供4要結果的條件下，利
浸潤液體膜、_污潰、或液滴的清除。相此類 更應了解重力可幫助本發明之液體驅除裝置川 力的之’驅除力F足以觸發或引致浸潤液體部 ;分oZf11以下程度就已足夠:不想要的浸潤液體 ΐ ρΛΙ—/至少在重力的協助下，或者超越過某一點 f08.2 全部藉由重力，產生移動_開乾區域 上述參考圖3的方法亦可以第二實施例執行，而 於此僅參考上述的說明。
’本發明已利用範例說明，其中激發驅除力的電 \ %。然而，應了解本發明亦可利用電動場 峨，嫩峨㈣地產生所需 於前述，本發明已利用範例說明，其中光學元件组獨獨 由折射式光學元件所構L，應注意尤其在執行不同波 ，下的成像過程的狀況中，本發明當然可使用包含單獨或任 意組合的折射式、反射式、或繞射式光學元件(牆^ optical element)等之光學元件組。 再者需注意’於前述，本發明已利用微影領域作為範 例。然而，應了解本發明亦可驗任何其他應用與絲過程。 19 1375132 【圖式簡單說明】 圖，據本發明之光學成像裝置較佳實施例之示意 ;庳^=、可執行本發賴少在光學元件表面之液體蒸發 效應之方法較佳實施例； =為圖1之部分成像裝置之部分截面示意圖； 鹿之根據本發明減少在光學元件表面之液體蒸發效 i行佳實施例之方塊圖，其可以圖1之光學成像裝置
部分本發明之光學成像裝置另—較佳實施例之 【主要元件符號說明】 ιοί :微影裝置 102 :照射系統 103 :光罩檯 103·1 :光罩 川4 :物鏡 104.1 :光學軸. 104·2 :殼體 105 :基板裝置 105·1 :晶圓 105.2:晶圓檯 106 :光學元件組 107 :光學元件 108 :光學元件 108.1 :第一表面區域 1〇8.2 :第二表面區域 108·3 :外表面 20

Claims (1)

  1. 丄375132 案號：妁〗14179 101年06月13日修正-替換頁 七、申請專利範圍： 1.種肖於-光學成像過程巾的光學系統包含： 一光學元件； 一浸潤區；以及 一液體驅除裝置； 於該光學成像過程期間，該浸润區位於鄰近該光學元件且 填充有一浸_液體； 該光學元件具有一第一表面區域及一第二表面區域； 於該光學成像過程期間，該第一表面區域由該浸潤液體濕 _ 潤；其中 至；暫時於該光學成像過程期間，該液體驅除裝置在該第 一表面區域的區域内產生一電場； 該電場適於對該浸潤液體中響應該電場且不經意 (inadvertently)觸及該第二表面區域之部分造成一驅除力； 該驅除力具有一方向，而從該第二表面區域驅除該浸潤液 體之該部分。 2·如申請專利範圍第1項所述之光學系統’其中該電場為一靜 9 電場。 3. 如申請專利範圍第1或2項所述之光學系統，其中： 該液體驅除裝置包含至少一導電元件； 該至少一導電元件位於鄰近該光學元件。 4. 如申請專利範圍第3項所述之光學系統，其中該至少一導電 元件機械連接該光學元件及/或機械連接除了該光學元件外之另 一元件。 22 1375132
    案號：99114179 年06月13日修正-替換頁 , L·· __叫午 U 如申請專利範圍第4項所述之光學系統，其中 該至少一導電元件位在該第一表面區域之區域； 該電場使該驅除力作用為該浸潤液體中不經意觸及該第 二表面區域之該部分及該至少一導電元件之間的一吸引力。 5. 6. 如申請專利範圍第5項所述之光學系統，其中： 該至少一導電元件具有一第三表面區域； 於該成像過程期間，該第三表面區域面對該浸潤液體； 至少一覆蓋元件至少覆蓋該第三表面區域； • 該至少一覆蓋元件為電絕緣的及/或親水性的。 7. 如申請專利範圍第6項所述之光學系統，其中該至少一覆蓋 元件包含選自以下材料群組之至少其中之一材料：二氧化矽 (si〇2)、氧化鋁(Ai2〇3)、氧化铪(Hf〇2)、五氧化钽(Ta2〇5)。 8. 如申請專利範圍第4項所述之光學系統，其中： 該至少一導電元件位在該第二表面區域之區域； 該電％使該驅除力作用為該浸潤液體中不經意觸及該第 0 二表面區域之該部分及該至少一導電元件之間的一排斥力。 9. 如申請專利範圍第8項所述之光學系統，其中： 該至少一導電元件具有一第三表面區域； 於該成像過程期間，該第三表面區域面對該浸潤液體； 至少一覆蓋元件至少覆蓋該第三表面區域； 該至少一覆蓋元件為電絕緣的及/或疏水性的。 10·如申請專利範圍第3項所述之光學系統，其中該至少一導電 元件包含選自以下材料群組之至少其中之一材料：鉻(Cr)、銘 23 1375132 ___ |°1 年。6 月 1¾¾ • f命fe月1}日修正替換頁 (A1)、給(Hf)、鈦(Ti)、鎳(Ni)。 11.如申請專利範圍第3項所述之光學系統，其中： 該液體驅除裝置包含至少一電場產生裝置； 該電場產生裝置至少暫時電接觸該至少一導電元件 12.如申請專利範圍第1或2項所述之光學系統，其中. 5亥電場為一第一電場； 該液體驅除裝置包含至少一電場產生裝置；
    々 該曰電場產生裝置至少暫時於該光學成像過裎期間產生一 該第二電場至少加強該浸潤液體對該第一電場的響應提 供一第一效應及/或一第二效應； 該第一效應為至少該浸潤液體中不經意觸及該第二表面 區域之該部分的一電極化； 該第二效應為至少該浸潤液體中不經意觸及該第二表面 區域之該部分的一靜電荷。 • I3. 一種用於一光學成像過程中的光學元件，包含： 一光學元件本體； 一第一表面區域；以及 一第二表面區域； 於該光學成像過程期間，該第一表面區域適於受到響應一 電場之一浸潤液體濕潤； 於該光學成像過程期間，在理想情況下，該第二表面區域 不與該浸潤液體接觸；其中 U 至少一導電元件在該第一表面區域及/或該第二表面區域 之區域中機械連接該光學元件本體； 24 1375132 娜'月/曰修正替換頁 案號：99114179 101年03月15日修正-替換頁 該至少一導電元件適於參與產生該電場；以及 該電場用於施加一驅除力於該浸潤液體中觸及該第二表 面區域之部分’以將該部分自該第二表面區域驅除。 14. 如申請專利範圍第13項所述之光學元件，其中該至少一導 電元件充電以產生一靜電場作為該電場。 15. 如申請專利範圍第13或14項所述之光學元件，其中： 該至少一導電元件位在該第一表面區域之區域； • 該電場使該驅除力作用為該浸潤液體中不經意觸及該第 二表面區域之該部分及該至少一導電元件之間的一吸引力。 16. 如申請專利範圍第15項所述之光學元件，其中： 該至少一導電元件具有一第三表面區域； 於該成像過程期間，該第三表面區域面對該浸潤液體； 至少一覆蓋元件至少覆蓋該第三表面區域； 該至少一覆蓋元件為電絕緣的及/或親水性的。 • 17.如申請專利範圍第16項所述之光學元件，其中該至少一覆 蓋元件包含選自以下材料群組之至少其中之一材料：二氧化矽 (si〇2)、氧化銘(ai2〇3)、氧化給(Hf〇2)、五氧化组(Ta2〇5)。 18. 如申請專利範圍第13或14項所述之光學元件，其中： 該至=一導電元件位在該第二表面區域之區域 =電場使該驅除力作用為該浸潤液體中不經意觸及該第 一表面區域之該部分及該至少一導電元件之間的一排斥力。 19. 如申請專利範圍第18項所述之光學元件，其中： 25 1375132 士 巴，修正鎌頁I 101年。M 该至少一導電元件具有一第三表面區域； 案號：99114179 门曰修正-替換頁 於该成像，程期間’該第三表面區域面對該浸潤液體； 至少-覆蓋元件至少覆蓋該第三表面區域； 該至少一覆蓋元件為電絕緣的及/或疏水性的。 20. 如申請專利範圍第13或14項所述之光學元件其中該 -導電7L件包含選自以下材料群组之至少其中之-材料：絡 (Cr)、IS(A1)、給(Hf)、鈦(Ti)、鎳^^)。
    21. —種用於微影之光學成像裝置，包含： 一照射裝置； 一光罩裝置，用於接收包含一投射圖案之一光罩； 一光學投㈣置，包含-光學元件組；以及 一基板裝置，用於接收一基板； 該照射裝置照射該投射圖案； 該光學元件組將該投射圖案投射到該基板； 該光學投射裝置更包含如申請專利範圍第i至12項任一 項所述之光學系統。
    22.二種於-光學成像過程期間減少在—光學元件之一表面的 液體蒸發效應的方法，包含： 供該光學元件及一浸潤液體； 該光學7L件具有-第一表面區域及一第二表面區域； 於該光學成像過程期間，該第一表面區域由該浸潤液體;晶 潤；其中 … 至少暫時於該光學成像過程期間，在該第二表面區域的區 域内產生一電場 該電料該浸職體巾響應該電場且不經觸及該第二 26 1375132 案號：99丨14179 IOJ年03月15曰修正-替換頁 月f (日修正替換頁j ·' 1 "" " — f 表面£域之部分造成一驅除力； 除力具有-方向’峨該第二表面區域驅除該浸潤液 II之該部分。 如U#!/域第22項所述之方法，其中該電場為一靜電 24·如申請專利範圍第22或23項所述之方法，其中： 該電場係利用至少一導電元件所產生； δ玄至少一導電元件位於鄰近該光學元件。 25. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中： 該至少-導電元件位在該第一表面區域之區域； 雜㈣戶 1 產該電場使該驅除力作用為該浸職體中不經意 該弟二表面區域之該部分及該至少_導電元件之間的一吸 26. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中： 該至>、導電元件位在該第二表面區域之區域. 觸及4產Λ㈣電場使該‘赚力作㈣該制賴中不瘦意 =該第-表面區域之該部分及魅少—導電元件之間的^ 導電 7L 相細第24項所述之方法，其巾該至少-件至>暫時電捿觸以產生該電場。 28.如申請專利範圍第22或23項所述之方法，其中： 該電場為一第一電場； 八. 27 1375132 螓 月/日修正替換頁 案號：99114179 101年03月15曰修正-替換頁 至少暫時於該光學成像過程期間產生一第二電場； 該第二電場至少加強該浸潤液體對該第一電場的響應，提 供一第一效應及/或一第二效應； 該第一效應為至少該浸潤液體中不經意觸及該第二表面 區域之該部分的一電極化； 該第二效應為至少該浸潤液體中不經意觸及該第二表面 區域之該部分的一靜電荷。
    28 1375132 --- 案號：99114179 101年06月13日修正-替換頁 ' 4 &月ρ曰修正替換頁 四、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：圖2。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 104.1 :光學轴 108 :光學元件 108.2 :第二表面區域 108.4 :本體 109.1 :浸潤液體 109.3 :液滴 110 :光學系統 111.1 :導電元件 111.3 :電絕緣元件 112 :疏水性塗層 F :驅除力 101 :微影裝置 105.1 :晶圓 108.1 :第一表面區域 108.3 :外表面 109 :浸潤區 109.2 :浸潤框 109.4 :自由表面 111 :液體驅除裝置 111.2 :第一電場產生裝置 111.4 :第三表面區域 113 :導電元件 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式: 無0
TW099114179A 2009-05-04 2010-05-04 Optical imaging with reduced immersion liquid evaporation effects TWI375132B (en)

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