TWI482986B - 具防水塗層之浸入微影光學裝置、含此之投影曝光裝置以及用於浸入微影的方法 - Google Patents

Description

具防水塗層之浸入微影光學裝置、含此之投影曝光裝置以及用於浸入微影的方法 【相關申請案交互參考】

本申請案申請2006年12月29日提出申請之美國臨時申請案第60/877,743號的優先權。2006年12月29日提出申請之美國臨時申請案第60/877,743號的揭示，係被視為本申請案的部分及併入其揭示做參考。本申請案進一步申請2006年12月28日提出申請之德國專利申請案第10 2006 062 480.7號的優先權，其全部內容在此併入參考。

本發明係有關浸入微影光學裝置，包含：施加防水塗層的至少一組件，該防水塗層係於投影鏡片操作期間暴露至紫外線，該至少一組件係於投影鏡片操作期間至少部分被浸入流體浸濕。本發明進一步有關包含該光學裝置的一投影曝光裝置。

通常，以流體，特別是以水浸濕光學組件會對其光學特性有負面影響。例如，浸濕會形成如其表面上之鹽的污染物。為了防止水浸濕光學元件，或為了從該光學元件快速移除水，已知提供防水塗層給光學元件。本申請案脈絡中，例如”防水塗層”項係涉及表面包覆與水呈90度或更大角度的一塗層。

JP 2003－161806 A說明防水層於玻璃基板之非塗佈區域中形成，具有一抗反射塗層的一光學元件。此裝置中，該防水塗層可鄰接該抗反射塗層或該玻璃基板側緣形成。 以此法，可避免該光學元件及相關固定結構之間空隙存在濕氣。

US 5,494,712說明施加聚合物層至基板以降低其被水浸濕的方法。該層較佳包含一個或若干有機矽化合物，如矽烷或矽氧烷，且藉由電漿強化化學氣相沉積(PECVD)施加。

浸濕議題於微影，特別是浸入微影中亦很明顯。微影中，為了製造半導體組件，係以縮減尺寸藉由投影透鏡將遮罩結構映射至光敏感基板。為了達成該申請案所需之高解析度，係使用通常低於250奈米之紫外線波長範圍的照明輻射。為了增加浸入微影之解析度及場深度，通常為蒸餾水的浸入流體，係安置於該投影透鏡最後光學元件及該光敏感基板之間以增加折射率。此安置中，該投影透鏡之最後光學元件係至少被水部分浸濕，而可以增加頻率來使用防水浸入微影及防水塗層。

JP 2005-268759 A已知一光學元件，其係安置於用於浸入微影之投影曝光裝置中，而至少一表面暴露至該照明輻射。該表面包含由施加包含非晶氟聚合物之防水層的二氧化矽(SiO₂ )，氟化鎂(MgF₂ )或氟化鈣(CaF₂ )製成的結合層。

JP11-149812說明較佳包含施加氟碳聚合物之防水保護層至反射增加或反射降低多層系統，以提供防止周圍濕氣浸入的光學系統。該保護層厚度係介於1奈米及10奈米，以避免小於250奈米波長之氟碳聚合物的超額輻射吸收。

EP 0895113 A2係說明包含一固定裝置及藉由黏著劑 黏上之一元件的一組件，其中該組件可以紫外線光譜範圍傳送輻射。該黏著劑係藉由紫外線加工而介於透通組件(transparent component)及該黏著劑之間，可以適用於加工該黏著劑之一光譜範圍傳送光線，且可在該透通組件傳送之光譜範圍內，從有用光譜範圍反射或吸收高度紫外光線的一薄層施加於該黏著劑區域中，結果可以此波長範圍保護該黏著劑不受到紫外線輻射。

水敏感透鏡元件保護方法可從印刷出版US 2006/0240365得知。此法中，可吸收紫外線輻射且包含一金屬氧化物之一薄抗紫外線層，係於該透鏡表面的一邊緣區域處產生。另一保護層可被施加至該金屬氧化物層，例如該另一層可為聚氨酯層。該兩層係被期待可保護如包含水敏感氟化鈣的該透鏡元件不受浸入流體的溶解。

然而，如上述，防水塗層不僅可用來防止光學表面浸濕。此外，亦可將防水塗層施加至一組件上，如為了製造本質為半月水柱(meniscal water column)而不可避免被水浸濕的一位置。針對用於微影之投影透鏡之光學映射特性及任何映射誤差的干涉測量例中，係可有利地於使用該透鏡之前施加該塗層。針對該測量，投影透鏡係安置於對應測量裝置上，而浸入流體置於該測量裝置及該投影透鏡之間，得於實際應用中所經歷的情況下測量。大多數例中，超純水係當作浸入流體，具有環繞可防止該超純水流失之該測量裝置之光學組件的一環。此環必須具有一防水表面，以製造一凸面及向上彎曲水半月。重要是，係可永遠 可靠地確保與面對該測量裝置之該透鏡最後光學組件的完美接頭。

使用浸入系統中之防水塗層的常見問題，係包含緊密接觸該塗層之投影透鏡操作期間，該塗層被紫外輻射損害或破壞的機率。再者，因紫外線輻射的結果，該塗層之防水特性可能降級，使得極端例中，該塗層可發展防水特性。特別是，考量其表面特性，實際應用顯示在此建構具防水表面之該環所使用的材料(material)在短期之後已改變，因輻射持續期間增加而降低其防水特性的效應。此特別有關使用如193奈米且更短波長之逐漸更短波長的雷射輻射。此意指短暫操作期間之後，不再可提供穩定凸面水半月，而導致透鏡及測量裝置之間的浸入柱破裂，而必須中斷測量。

【發明目的】

本發明目的係於介紹中提及的該類型光學裝置中，提供具有甚至可於密集及持久紫外線輻射下，仍可維持其防水特性之防水塗層的一組件。

此目的可藉由該防水塗層包含吸收及/或反射小於260奈米波長之紫外線輻射的至少一抗紫外線層而得到滿足。例如，此裝置中，該防水塗層僅包含額外包含防水特性的一單抗紫外線，吸收及/或反射層，或該抗紫外線吸收及/ 或反射層可保護該塗層之另一防水層，不受到該投影透鏡的紫外線輻射。

具優勢實施例中，該組件係為由紫外線波長範圍之透通材料製成，該光學元件較佳可形成該投影透鏡的一端元件。此例中，該光學元件係被浸入流體浸溼至少部分區域，此裝置中之防水塗層通常被施加至此部分區域外側之該光學元件表面，以保護該光學元件另一部分不致浸濕，該部分通常直接鄰接至該浸濕部分區域，且該部分不浸入該浸入流體。

較佳改良中，該防水塗層係於該光學元件光學清晰直徑外側形成。光學元件之”光學清晰直徑”係涉及以訂定目標方式傳送輻射通過之區域，也就是如透鏡例中對映射有貢獻的區域。該光學清晰直徑特別可由該透鏡表面光亮的該表面區域來決定，而此直徑以外的區域具有不亮，褪光及粗糙表面。通常，該光學清晰直徑內的區域本質上係對應投影透鏡之一端元件浸入該浸入流體的區域。

發明人明瞭甚至該光學清晰直徑外側的任何光學元件浸濕，均可能對其光學特性有負面影響，亦即因該浸濕形成之蒸發所產生的冷。因此，例如光學元件的透鏡例中，對該光學元件溫度均衡有負面影響之散熱片所產生的浸濕區域中，係可能產生非預期映射誤差。因為液體亦不如從光亮表面流失般地從粗糙表面流失，所以此問題特別發生於褪光表面上，也就是特別於該光學清晰直徑外側。

再者，發明人明瞭紫外線甚至會對該清晰光學直徑外 側的防水塗層造成損害，亦即當產生投影透鏡時於該光學元件中產生散射光的結果；其係為該防水塗層包含至少一抗紫外線層的原因。此安置中，該防水塗層可僅包含一單抗紫外線防水層，或較佳藉由吸收紫外線之一抗紫外線層，可保護另一防水層不受來自該光學元件內部的紫外線輻射。

具優勢改良中，降低反射塗層係施加於該光學元件，其中該防水塗層係安置於該光學元件之非塗佈區域中，較佳鄰接該降低反射塗層。通常，抗反射塗層係至少施加於一透鏡之清晰光學直徑的區域中；該抗反射塗層通常包含高低折射率材料交替的若干層。申請者的PCT/EP2006/005630係說明該抗反射塗層的較佳例，參考其結果之該出版係由本申請案部分內容構成。

特定較佳改良中，一防水層係施加於該抗紫外層頂部。如上述，抗紫外線且吸收紫外線輻射之層，係可保護該防水層不受到紫外線輻射。此法中，可避免該防水層降級(有關與水之接觸角度，塗層附著及過濾行為)。

具優勢改良中，該防水層材料係由包含以下之群組選出：二氧化鉻(CrO₂ )，矽烷，矽氧烷，氟化物，DLC，防水漆及膠，聚合物，較佳為氟碳聚合物，特別是光導發光元件，WR1及鐵孚龍AF。光導發光元件係為由Merck製造的一類型塗層；鐵孚龍AF係由Cytop經銷。矽氧烷可以紫外線加工，或其可熱加工(如有機修飾醇鹽)，或其可藉由化學氣相沉積方法施加。當上述材料暴露於微影中常見輻射 強度的紫外線，至少當該防水層用於包含氧的大氣中時，長期下其均不穩定。此脈絡中，”長期下穩定”名詞係涉及通常七年或更少的服務壽命。此外，若干上述材料中，暴露於紫外線下會阻礙基板黏著及防水特性。然而，可藉由提供如氮(N₂ )，稀有氣體或其混合之惰性氣體，以增加這些材料的長期穩定性。適用於該防水層之另外材料，係包含氫化熒光素，如聚四氟乙烯的氟基樹脂材料，壓克力纖維樹脂材料，或矽基樹脂材料。CYTOP(ASAHI GLASS有限公司製造)亦可當作防水層。

較佳改良中，透通材料係由包含以下之群組選出：氟化鈣(CaF₂ )，石英玻璃(SiO₂ )，及二氧化鍺(GeO₂ )。特別是，氟化鈣及石英玻璃係為微影中使用的典型透鏡材料。

一改良中，900奈米或更大波長的輻射係可穿透該抗紫外線層。處理鏈中必須發出，也就是如用於雷射焊接之940奈米，或用於高溫計測量之1微米以上的波長因此可穿透該抗紫外線層。

較佳改良中，該光學元件係被設計為平凸透鏡(plano-convex lens)，其中該平面係包含一圓錐形透鏡部件。以此方式成形的一光學元件係較佳當作浸入微影投影透鏡的一端元件。

較佳實施例中，係提供防水塗層於該圓錐形透鏡部件之圓錐側向表面及/或平面上。特別是圓錐側向表面例中，因為該圓錐形透鏡部件係至少部分與該浸入流體接觸，所以會有該浸入流體浸濕該圓錐側向表面的危險，其中浸濕 可從該位置延伸至該平面。藉由防水塗層，係可避免此區域中的該光學元件浸濕及溫度下降。此外或可替代，亦可施加防水塗層於該透鏡之一邊緣區域，如一側向表面上，該透鏡可於該邊緣區域上與一支架連接；以此法可以防止水對該透鏡及承座間之間隙的任何浸入。

另一具優勢改良中，該光學元件之圓錐形透鏡部件的至少一正面浸入該浸入流體，結果可有高解析度及大深度場的投影透鏡數值孔徑及最小結構映射。

本發明高度較佳實施例中，光學裝置係包含可決定投影透鏡之光學特性的一光學測量裝置，其中一浸入流體係安置於該投影透鏡及該光學測量裝置之間，而其中用於形成一本質上為半月水柱，包含防水塗層之一組件，係安置於該浸入流體的區域中。如介紹中說明，此例中之該防水塗層並不用來防止水浸濕該組件，而用來產生向上突出彎曲的水半月。包含該測量裝置的該光學裝置並不需形成部分投影曝光裝置，而可當作用於不同投影曝光裝置製程期間，特徵化投影透鏡光學效能的一單獨測量裝置。

本實施例具優勢改良中，包含防水塗層之組件係可形成測量裝置的部分外殼，或為該測量裝置的一組件，該組件係被連接至該測量裝置，浸入流體放置該組件上面。

另一具優勢改良中，包含防水塗層的組件係包含一外殼環(enclosure ring)，其可限制該浸入流體防止該浸入流體流失。

另一具優勢改良中，包含防水塗層的組件係由貴金屬 製成。當然，其他材料亦可用於此。

例如，若將被測量之透鏡為使用中的透鏡，其中一晶圓係安置於該透鏡之下，則將被塗佈之該組件亦可由陶瓷玻璃(Zerodur)，石英或用於投影曝光裝置中的類似材料製成。

較佳實施例中，水，特別是超純水係被提供為一浸入流體。除了使用水之外，亦可使用如油的其他浸入流體。

即使在該透鏡操作，偶而能量測量期間，均必須執行傳輸測量及類似者，使得各種測量裝置因此安置於晶圓周圍。此安置中，透鏡之最後光學元件及測量裝置之間必須呈現封閉流體接觸。因此於此安置中，亦需提供在實際應用中經歷之情況下加強輻射期間，可確保凸面水半月形成的一組件。

另一較佳實施例中，低於260奈米，較佳低於200奈米波長的紫外線輻射無法穿透抗紫外線層。通常，由於可用光源，用於浸入曝光設備的紫外線輻射波長係為248奈米或193奈米。該抗紫外線層的吸收緣係在該曝光設備的操作波長之上，結果可保護施加於此層頂部且不完全抗紫外線且防水的一層不受到此輻射。再者，當施加於一光學元件時，該無法穿透層亦可於所謂對向透鏡表面”紫外線燃燒”期間提供抗紫外線輻射的保護，該透鏡表面係於此清潔方法期間受到加強紫外線輻射以移除任何被吸收雜質。可提供該光學元件的處理鏈中，係於各種塗佈，測量及裝設步驟中提供紫外線燃燒。由於提供該防水層，係可於該處 理鏈中非常早時點處施加該吸收層。

抗紫外線層較佳包含從以下的群組選出：二氧化鈦(TiO₂ )，五氧化鉭(Ta₂ O₅ )，二氧化鉿(HfO₂ )，二氧化鋯(ZrO₂ )，及鈦-鋯混合氧化物，其可特別有利用於塗佈包含石英玻璃，氟化鈣或二氧化鍺的一組件。特別是，二氧化鈦及五氧化鉭適合當作用於抗紫外線層的材料，因為其在低於280奈米波長下具有高度吸收性，且甚至顯示至少較石英玻璃為佳的防水特性，使施加於其頂部之防水層的部分損害，對該元件元件之光學特性不致具有太負面效應。若需要，則該防水塗層亦可單獨包含上述材料之一的一層。再者，該上述材料可當作該防水塗層的接合媒介，也就是該防水層黏著至這些材料係較其黏著至該組件基板為佳。具有不小於1之光學密度，適用於抗紫外線層的另外金屬氧化物係為如氧化矽或三氧化二鉻。應了解上述材料混合物亦可用於形成抗紫外線層。

另一較佳實施例中，該抗紫外線層測出厚度至少為200奈米。有了該厚度，大多數該吸收材料，係可確保紫外線輻射不會穿透該吸收層。然而，為了防止該層分離，該吸收層厚度不應太厚。五氧化鉭及二氧化鈦當作層材料的例子中，不應超過1微米的最大層厚度。

另一具優勢實施例中，該抗紫外線層係為一貴金屬層。

廣泛嘗試係顯示如包含金，銥，鈀，鉑，汞，鋨，錸，銠，釕，銀，鈷，銅或其合金的貴金屬塗層，甚至於擴展及加強輻射之後仍可維持其防水表面特性。

亦有非常抵抗性之防水塗層的第二解，係包含使用化學元素週期系統中之第三至第七族的金屬層，如鉻，鉬，鎢，釩，鈮，鉭，鈦，鋯，鉿，鈧，釔，錳，鉈及其合金。應了解，亦可使用如矽(Si)，具有不小於1之光學密度的其他金屬。

當使用如本發明的貴金屬或金屬層時，係顯示短波長雷射輻射為基礎的所述嚴峻情況下，從該塗層發出之物質(substance)不會對於該浸入流體產生污染。

實際應用時，係顯示包含亦已知為黑鉻之氧化鉻的一塗層特別適合。黑鉻係為包含二氧化鉻及金屬鉻的一化合物，且足以用於微影應用，特別是當該塗層安置於浸入流體中時，呈現暴露於紫外線輻射下的持續能力。

再者，係顯示10及200奈米，較佳15及100奈米間之抗紫外線貴金屬或金屬層的層厚度特別有利。

較佳是，該抗紫外線層及/或該防水層係藉由選自包含以下之群組來施加：濺射，物理氣相沉積(PVD)，化學氣相沉積(CVD)，電漿加強化學氣相沉積(PECVD)，冷氣體噴塗(cold-gas spraying)，旋轉塗佈，電漿噴塗，浸沾式塗佈及人工塗佈，特別是使用刷子或海綿的施加。亦已知為陰極濺射的濺射，係為層的沉澱方法，可以非常薄的層厚度達成將被施加之該層的高品質。該三個連續提及的方法係有關藉由氣相沉積於將被塗佈基板上來塗佈基板的技術。冷氣體噴塗例中，係以非常高速施加塗佈材料至粉狀基本材料。旋轉塗佈例中，係施加或旋轉薄及同質層於一旋轉基 板上。電漿噴塗例中，係添加粉末至噴射式電漿，該粉末係因高電漿溫度而融化，且以該噴射式電漿投入將被塗佈的工作件。浸沾式塗佈可均勻地施加該塗佈。最後，使用刷子或海綿的施加係提供人工塗佈的選擇。

進一步以包含：一照明系統，一投影透鏡及上述一光學裝置之浸入微影的投影曝光裝置來實施本發明。該光學裝置可包含當作具有一防水塗層之該投影透鏡一端元件的一光學元件，及/或其可包含為了製造本質上半月水柱，包含一防水塗層的一組件。

本發明以下說明實施例係說明本發明進一步特性及優點，圖式顯示本發明及申請專利範圍脈絡中很明顯的細節。可以本發明變異中任何組合本質上個別或若干一起實施個別特性。

第1a，b圖顯示包含石英玻璃(SiO₂ )，被設計為平凸透鏡的一光學元件1，而於一平面2上，係包含一截斷圓錐形狀的一圓錐透鏡部件3。圓錐透鏡部件3包含具不同孔徑角度之兩子區域，且包含一面4，其上可施加包含如石英玻璃或鐵孚龍(無圖式)製成，已知為覆蓋層之一最上層，以提供不被水降級之保護的一抗反射塗層9。再者，若需要，係可於該抗反射塗層上形成一防水塗層，其中此例中，必須選擇同時可以操作波長之紫外線輻射穿透的抗紫外線塗層。操作期間，僅部分紫外線輻射被用來貢獻映射，該部分進 入面4，使該面4之直徑大約可決定清晰光學直徑。應了解特別由於使用浸入微影中的光學元件1，係可不需抗反射塗層9。

一防水塗層6，7(第1b圖式)係施加於鄰接該抗反射塗層之圓錐透鏡部件3的圓錐側面5上，其進一步延伸於平面透鏡表面2上，且其包含由可抗紫外線且可以吸收小於280奈米波長之紫外線之二氧化鈦製成的一第一層6。可替代是，第一層6亦可包含其他材料，例如五氧化鉭(Ta₂ O₅ )，二氧化鉿(HfO₂ )，二氧化鋯(ZrO₂ )，或包含鈦-鋯混合氧化物。除了所示區域外，該透鏡亦可包含一透鏡邊緣，如圓柱側面上的一防水塗層。以此法，係可防止任何水浸入透鏡及承座之間的間隙，該間隙係於光學元件1裝設時產生。

本光導發光元件例中，一防水第二層7係施加於第一層6上，該第二層7係包含氟碳聚合物。第二層7並不抗紫外線輻射，因此可能被進入圓錐透鏡部件3之側面5或通過平面4的散射光損害。為了保護第二層7不受到散射光，第一層6係包含大於200奈米，足使紫外線無法穿透的一厚度。第二層7亦可由若干其他防水及非抗紫外線材料製成，例如二氧化鉻(CrO₂ )，矽烷，矽氧烷，聚合物，如WR1或鐵孚龍AF，DLC，氟化物或防水漆及膠的氟化聚合物。第一層6額外可當作第二層7的接合媒介，而針對此與第二層7相較下具有一晶格結構。

準備光學元件1以裝設於光學裝置中的處理鏈中，係以早期階段施加防水塗層6，7。第二層7係由第一層6保 護抵抗紫外線輻射穿透該透鏡，該紫外線輻射係使用於紫外線燃燒凸透鏡8期間，如處理鏈中的接續塗佈步驟期間。二氧化鈦之第一層6係於900奈米以上透通，使得亦可執行該處理鏈中，如雷射焊接期間必須以輻射透照光學元件1的步驟。

用於第二及第一層7，6之層材料的其他適當組合係包含(括號中為層厚度)：氫化熒光素(1.0微米)/矽(200奈米)，氫化熒光素(1.0微米)/鉭(200奈米)，氫化熒光素(0.5微米)/三氧化二鉻(50奈米)/鉻(150奈米)，氫化熒光素(0.5微米)/鎢(100奈米)/鉻(1.00奈米)等。任何這些組合中，係可提供不小於1的光學密度。

使用化學氣相沉積技術將防水塗層6，7塗佈於光學元件1。應了解作為此替代，亦可使用如物理氣相沉積(PVD)，電漿加強化學氣相沉積(PECVD)，冷氣體噴塗，旋轉塗佈，電漿噴塗，浸沾式塗佈及人工塗佈，特別是使用刷子或海綿之施加的其他塗佈技術。

再者，除了使用包含第一層6及第二層7的塗層6，7，亦可使用具有更多或更少層的塗層。若需要，可施加兩層以上，且可於第一及第二層6，7之間及/或表面5，2及第一層6之間分別提供另外功能層。該功能層可為一保護層，改良第一層6及第二層7之間緊密接觸效能的一層，或強化機械強度的一層。然而，因為與石英玻璃相較下，如二氧化鈦或五氧化鉭之一單抗紫外線材料層，係具有較佳防水特性而可提供若干抗浸濕保護，所以僅施加這些材料亦 足夠。

特別是，該塗層亦可為由貴金屬，如金，銥，鈀，鉑，汞，鋨，錸，銠，釕，銀，鈷，銅或其合金，或化學元素週期系統中之第三至第七族的金屬，如鉻，鉬，鎢，釩，鈮，鉭，鈦，鋯，鉿，鈧，釔，錳，鉈及其合金製成的抗紫外線層。已顯示這些材料特別抗紫外線輻射，且該塗層發出的物質不會污染該浸入流體。此安置中，可使用僅包含一單該層的一塗層，防水層可藉由金屬層或貴金屬層保護紫外線輻射的一塗層。應了解如上述，為了改善黏著，該塗層亦可包含若干貴金屬或第三至第七主族的金屬層。

如第2圖以製造高度積體半導體組件之晶圓掃描器型式顯示，用於微影之投影曝光裝置10的曝光操作脈落中，係適時說明光學元件1的功能。

投影曝光裝置10包含當作光源，具有193奈米操作波長的準分子雷射11，其中亦可用如248奈米的其他操作波長。下游安置之一照明系統12係可於其出口平面中製造一個大的、銳利定義的、非常均勻照明的影像場，該影像場可匹配下游安置之投影透鏡13的遠心要求。

可固定及操縱光罩(無圖式)之裝置14係安置於照明系統12後面，使該光罩可置於投影透鏡13的物鏡15中，且用於掃描操作時，可以箭頭16標示之運行方向於此平面移動。

投影透鏡13跟隨亦稱為光罩面的平面15之後，係可以如4：1或5：1或10：1度量之縮減度量，將該光罩的 一影像映射至施加光阻劑層的晶圓17。可當作光敏感基板的晶圓17，係被安置使具有該光阻劑層的平面基板平面18，本質上可符合投影透鏡13的影像平面19。晶圓17係藉由包含一掃描驅動器，可與該光罩同步且與該光罩反平行移動晶圓17的一裝置20固定。裝置20亦包含機械手，不僅可於平行投影透鏡13之一光軸21平行的z方向，亦可於垂直該軸的x及y方向移動晶圓17。

投影透鏡13係包含可當作鄰接影像平面19之端元件的第1a，b的光學元件1，也就是面4可形成投影透鏡13之最後光學表面，且其以基板表面18以上之一工作距離安置，具有一圓錐透鏡部件3的一透通平凸透鏡。水係安置於面4及基板表面18之間當作浸入流體22，其可增加投影透鏡13之輸入端上的數值孔徑。因此，當以如水之較小折射率的媒介來填充光學元件1及晶圓17之間空隙時，係可以較大解析度及景深映射該光罩上的結構。

應了解，不僅光學元件被給予可保護該元件不浸濕該清晰光學直徑的一防水塗層，組件亦被給予該塗層，其中策劃該防水塗層及該浸入流體之間具有永久接觸，也就是如第3圖所示之一光學裝置中，必須測量投影透鏡102且用於浸入系統之半導體微影的投影透鏡102，係可藉由測量裝置101安置於小間隙處。最後以穿透投影透鏡102之輻射傳遞方向安置的光學元件103，係安置於測量裝置101之上的短間隙處。

提供用於干擾測量，當作一光學組件的一格柵104係 位於測量裝置101中或上。環形之組件105係安置於格柵104周圍。該環至少於面對格柵104之內部處包含一防水塗層108。該防水塗層係為一貴金屬層，或藉由濺射施加於該環表面的金屬層。實施例中，氧化鉻係當作防水金屬塗層。實際應用中，係顯示此材料對箭頭106方向之紫外線輻射非常有抵抗性，而可維持其防水特性。實際應用中，沒有可完全填充最後光學元件103及測量裝置101之間間隙，如超純水107之一浸入流體污染的證據。

例如，透鏡測量可被執行為間斷測量，其中浸入流體係置於該間隙中。半月柱形成之後，後者係相當地維持穩定幾小時，而可執行預期測量。若使用超純水，則較佳可於20度水溫之氣壓下操作。

然而，除了間斷方法，亦可以如每分鐘若干公厘之流速，連續汲取水通過該間隙。此例中，係形成一穩定半月柱。

大致而言，測量期間係具有與測量裝置101約2至4公厘，較佳3公厘的工作距離。

除了當作組件105之該環內部的防水塗層，或除了上述之外，亦可提供該防水塗層於面對投影透鏡102的測量裝置101外殼頂部，或格柵104周圍，放置於測量裝置101頂部的一板件。

再者，亦可將第3圖所示之測量裝置用於如第2圖所示之投影曝光裝置中。此例中，第2圖之投影曝光裝置10中之投影透鏡13的最後光學元件1及測量裝置101之間間 隙係填充水，且與包含該防水塗層之上述組件105一起用來形成一半月水柱。此例中，係形成一光學裝置，其中光學元件1及組件105均分別包含抗紫外線防水塗層6，7及108。

已舉例做上述較佳實施例的說明。熟練技術人士從給定揭示不僅了解本發明及其附帶優點，亦可發現揭示結構及方法的各種顯著改變及修改。因此，申請人尋求涵蓋附帶申請專利範圍及其同等物所定義，本發明精神及範圍內的所有該改變及修改。

1、103．．．光學元件

2．．．平面

3．．．圓錐透鏡部件

4．．．面

5．．．圓錐側面

6、7、108．．．防水塗層

8．．．凸透鏡

9．．．抗反射塗層

10．．．投影曝光裝置

11．．．準分子雷射

12．．．照明系統

13、102．．．投影透鏡

15．．．物鏡

16、106．．．箭頭

17．．．晶圓

18．．．平面基板平面

19．．．影像平面

20．．．裝置

21．．．光軸

22．．．浸入流體

101．．．測量裝置

104．．．格柵

105．．．組件

107．．．超純水

14．．．可固定及操縱光罩之裝置

實施例係於圖式中顯示且於以下說明中解釋。顯示下列：第1a，b圖，具有一防水塗層之一光學元件圖式(a)透視圖，及(b)橫斷面圖；第2圖，用於微影的投影曝光裝置實施例圖式，包含如第1a，b圖當作一投影透鏡之一端元件的一光學元件；及第3圖，可用於測量一投影透鏡之光學裝置實施例圖式。

1．．．光學元件

3．．．圓錐透鏡部件

6、7．．．防水塗層

8．．．凸透鏡

9．．．抗反射塗層

Claims (27)

1. 一種浸入微影的光學裝置，包含：一組件，具有一光學清晰直徑與一非光亮表面，其中該非光亮表面位於該光學清晰直徑外側；一防水塗層，施加於該組件之該非光亮表面，其中該防水塗層係用以暴露在紫外線輻射下，以及一浸入流體，至少部份地浸濕該組件，其中該防水塗層包含一抗紫外線層，該抗紫外線層用以吸收及/或反射低於260奈米波長的紫外線輻射。
2. 如申請專利範圍第1項的光學裝置，其中該組件係一光學元件，其中該光學元件包含一在紫外線範圍波長透通的一材料，且其中該光學元件是一投影透鏡的一端元件。
3. 如申請專利範圍第2項的光學裝置，更包含一反射降低塗層，係施加至該光學元件，其中該防水塗層係安置於該光學元件的未被該反射降低塗層塗佈的一區域中。
4. 如申請專利範圍第1項的光學裝置，其中該防水塗層更包含一防水層，係施加於該抗紫外線層上。
5. 如申請專利範圍第4項的光學裝置，其中該防水層的 材料係選自包含以下的群組：二氧化鉻(CrO₂ )，矽烷，矽氧烷，DLC，氟化物，防水漆，防水膠，聚合物，及氟碳聚合物。
6. 如申請專利範圍第2項的光學裝置，其中該透通材料係選自包含以下的群組：氟化鈣(CaF₂ )，石英玻璃(SiO₂ )，及二氧化鍺(GeO₂ )。
7. 如申請專利範圍第1項的光學裝置，其中該抗紫外線層可為900奈米或更大波長的輻射穿透。
8. 如申請專利範圍第2項的光學裝置，其中該光學元件為一平凸透鏡，其中一圓錐形透鏡部件係提供於該平面。
9. 如申請專利範圍第8項的光學裝置，其中該防水塗層係提供於該圓錐形透鏡部件的一圓錐側面上，及/或該平面上。
10. 如申請專利範圍第8項的光學裝置，其中該光學元件之該圓錐形透鏡部件的至少一正面浸入該浸入流體。
11. 如申請專利範圍第2項的光學裝置，其中該浸入流體為水。
12. 如申請專利範圍第1項的光學裝置，其中低於260奈米波長的紫外線輻射係無法穿透該抗紫外線層。
13. 如申請專利範圍第1項的光學裝置，其中該抗紫外線層係包含從以下組成的群組選出的一材料：二氧化鈦(TiO₂ )，五氧化鉭(Ta₂ O₅ )，二氧化鉿(HfO₂ )，二氧化鋯(ZrO₂ )，及鈦-鋯混合氧化物。
14. 如申請專利範圍第1項的光學裝置，其中該抗紫外線層的厚度是至少200奈米。
15. 如申請專利範圍第1項的光學裝置，其中該抗紫外線層係為一貴金屬層。
16. 如申請專利範圍第15項的光學裝置，其中該抗紫外線層係包含從以下組成的群組選出的一材料：金，銥，鈀，鉑，汞，鋨，錸，銠，釕，銀，鈷，銅及其合金。
17. 如申請專利範圍第1項的光學裝置，其中該抗紫外線層係為化學元素週期系統中之第三至第七族的一金屬層。
18. 如申請專利範圍第17項的光學裝置，其中該抗紫外線 層係包含從以下組成的群組選出的一材料：鉻，鉬，鎢，釩，鈮，鉭，鈦，鋯，鉿，鈧，釔，錳，鉈及其合金。
19. 如申請專利範圍第18項的光學裝置，其中該抗紫外線層係包含一氧化鉻。
20. 如申請專利範圍第1項的光學裝置，其中該抗紫外線層的塗層厚度係介於10及200奈米。
21. 一種用於浸入微影的投影曝光裝置，包含：一照明系統；一投影透鏡；以及一光學裝置，包含：一組件，具有一光學清晰直徑與一非光亮表面，其中該非光亮表面位於該光學清晰直徑外側；一防水塗層，施加於該組件之該非光亮表面，其中該防水塗層係用以暴露在紫外線輻射下，以及一浸入流體，至少部份地浸濕該組件，其中該防水塗層包含一抗紫外線層，該抗紫外線層用以吸收及/或反射低於260奈米波長的紫外線輻射。
22. 如申請專利範圍第21項的投影曝光裝置，進一步包含 用以決定該投影透鏡之光學特性的一光學測量裝置，其中該浸入流體係安置於該投影透鏡及該光學測量裝置之間，其中該組件係安置鄰近於該浸入流體，且其中該浸入流體用於形成接觸該防水塗層的一半月水柱。
23. 如申請專利範圍第22項的投影曝光裝置，其中該防水塗層所施加的該組件形成該測量裝置的一外殼的一部分，或為該測量裝置的安置鄰近於該浸入流體的一組件。
24. 如申請專利範圍第22項的投影曝光裝置，其中該防水塗層所施加的該組件係包含限制該浸入流體的一殼環。
25. 如申請專利範圍第22項的投影曝光裝置，其中該防水塗層所施加的該組件係由貴金屬製成。
26. 一種用於浸入微影的方法，包含：施加一防水塗層於一非光亮表面，其中該非光亮表面位於一浸入微影的光學裝置之一組件的一光學清晰直徑外側，其中該防水塗層包含一抗紫外線層，該抗紫外線層用以吸收及/或反射低於260奈米波長的紫外線輻射；以及 當該防水塗層暴露在紫外線輻射下時，以一浸入流體至少部分地浸濕該組件。
27. 如申請專利範圍第26項的方法，其中：該防水塗層更包含一防水層，該防水層被施加於該抗紫外線層上；以及該抗紫外線層及/或該防水層係藉由從包含以下之群組選出的一方法施加於該組件：濺射，物理氣相沉積(PVD)，化學氣相沉積(CVD)，電漿加強化學氣相沉積(PECVD)，冷氣體噴塗，旋轉塗佈，電漿噴塗，浸沾式塗佈及人工塗佈。