TWI486718B - 微影裝置 - Google Patents

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TWI486718B TW100122979A TW100122979A TWI486718B TW I486718 B TWI486718 B TW I486718B TW 100122979 A TW100122979 A TW 100122979A TW 100122979 A TW100122979 A TW 100122979A TW I486718 B TWI486718 B TW I486718B
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Nicolaas Rudolf Kemper
Martinus Hendrikus Antonius Leenders
Johannes Petrus Maria Smeulers
Marcel Beckers
Sergei Shulepov
Kate Nicolaas Ten
Michel Riepen
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Asml Netherlands Bv
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Description

微影裝置
本發明係關於一種微影裝置。
微影裝置係將所要之圖案施加至一基板上(通常施加至基板之一目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，可使用一圖案化器件(其或者被稱為光罩或主光罩)以產生一待形成於IC之一個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至一基板(例如，矽晶圓)上之一目標部分(例如，包含部分、一或若干晶粒)上。圖案之轉印通常經由成像至提供於基板上之一層輻射敏感材料(光阻劑)上而進行。一般而言，單一基板將含有被連續地圖案化之相鄰目標部分之一網路。已知之微影裝置包括：所謂之步進器，其中藉由一次將整個圖案曝光至目標部分上來照射每一目標部分；及所謂之掃描器，其中藉由在一給定方向("掃描"方向)上經由輻射光束掃描圖案同時平行於或反平行於此方向同步地掃描基板來照射每一目標部分。亦可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
已提議將微影投影裝置中之基板浸沒於一具有相對較高折射率之液體(例如水)中，以便填充投影系統之最終元件與基板之間的一空間。因為在液體中曝光輻射將具有一較短波長，所以此之要點係能夠使較小特徵成像。(亦可認為液體之效應係增大系統之有效NA且亦增大聚焦深度。)已提議了其他浸液，包括具有懸浮於其中之固體顆粒(例如石英)的水。
然而，將基板或基板與基板台浸沒於一液浴中(例如，見美國專利US 4,509,852)意謂在掃描曝光期間存在必須加速的大量液體。此需要額外或更強大的馬達且液體中之紊流可導致不良的及不可預知的效應。
所提議之其中一種解決方案係藉由使用一液體限制系統而使一液體供應系統僅在基板之一局部區域上及在投影系統之最終元件與基板之間提供液體(該基板一般具有一比投影系統之最終元件大的表面區域)。一種已提議之用於配置此的方式揭示於PCT專利申請公開案WO 99/49504中。如圖2及圖3中所說明，液體藉由至少一入口IN而被供應至基板上(較佳沿基板相對於最終元件之移動的方向)，且在已經過投影系統下方之後藉由至少一出口OUT而被移除。亦即，隨著在-X方向上於元件之下掃描基板，在元件之+X側處供應液體且在-X側處吸收該液體。圖2示意性地展示了該配置，其中經由入口IN供應液體且藉由連接至一低壓力源之出口OUT而在元件之另一側吸收該液體。在圖2之說明中，液體係沿基板相對於最終元件之移動的方向而供應，但是並不需要為此狀況。定位於最終元件周圍之入口及出口的各種定向及數目係可能的，在圖3中說明了一實例，其中在最終元件周圍以規則圖案提供了四組，在任一側上具有一入口與一出口。
圖4中展示了具有一局部液體供應系統之另一浸沒式微影解決方案。液體藉由位於投影系統PL之任一側上的兩個槽入口IN來供應且藉由徑向地配置於入口IN之外部的複數個離散出口OUT而移除。入口IN及出口OUT可配置於在其中心具有一孔之板中且經由該孔來投影該投影光束。液體藉由位於投影系統PL之一側上的一個槽入口IN來供應且藉由位於投影系統PL之另一側上的複數個離散出口OUT而移除，從而引起在投影系統PL與基板W之間的一液體薄膜之流動。對將使用入口IN及出口OUT之何種組合的選擇可視基板W之移動方向而定(入口IN及出口OUT之其他組合係無效的)。
在歐洲專利申請公開案第EP 1420300號及美國專利申請公開案第US 2004-0136494號(每一者之全部內容以引用的方式併入本文中)中，揭示了一成對或雙平臺浸沒式微影裝置之觀念。此裝置具備用於支撐基板之兩個台。藉由在無浸液之第一位置處的台執行調平量測，且藉由在存在浸液之第二位置處的台執行曝光。或者，該裝置僅具有一個台。
需要提供一種液體供應系統，其中氣體被包括於定位於基板與投影系統之間的液體貯器中及/或自該液體貯器之液體損失的機率得以降低。
根據本發明之一態樣，提供了一種微影裝置，其包含一障壁構件，該障壁構件經組態以包圍一投影系統與一基板之間的空間且至少部分地將液體限制於該空間中，該障壁構件包含：一提取器，其經組態以自障壁構件與基板之間移除液體；及一板，其位於該提取器與基板之間，使得一對該空間開放之第一通道形成於該提取器與該板之間，且一對該空間開放之第二徑向延伸通道形成於該板與該基板之間。
根據本發明之一態樣，提供了一種微影裝置，其包含一液體供應系統，該液體供應系統經組態以在一投影系統與一基板之間的空間中提供液體，該液體供應系統包括一經組態以在該液體供應系統與該基板之間產生一密封的結構，該結構包括一間隔物，該間隔物經組態以將該液體供應系統與該基板之間的間隙分成兩部分，使得在使用中該液體形成兩個彎液面，一個彎液面在該間隔物上方，且一個彎液面在該間隔物下方。
根據本發明之一態樣，提供了一種微影裝置，其包含：一液體供應系統，其包括一包圍一投影系統與一基板之間的空間的障壁構件，且該液體供應系統經組態以在該障壁構件與該基板之間形成一無接觸密封；一液體移除器件，其經組態以移除液體，且其包圍該空間並具有一在徑向方向上延伸之入口，該液體移除器件之移除容量視被液體覆蓋之入口的量而定；及一徑向向內延伸之突出物，其定位於入口與基板之間以將入口與基板之間的區域分成兩部分。
根據另一態樣，提供了一種微影裝置，其包含：一障壁構件，其經組態以包圍一投影系統與一基板之間的空間從而至少部分地將液體限制於該空間中，該障壁構件包含一可移動表面且經組態使得在使用中該空間中之液體的彎液面在該表面與該基板之間延伸；及一控制器，其經調適以在該基板之至少一部分移動期間以一在與該基板相對於該投影系統移動的大體上相同之方向上的組件而在一方向上且以一速度控制該可移動表面之移動，該速度等於或小於該基板之速度的兩倍。
根據另一態樣，提供了一種微影裝置，其包含：一障壁構件，其經組態以包圍一投影系統與一基板之間的空間且經組態以至少部分地將液體限制於該空間中，該障壁構件包含一板，該板可在一大體上平行於基板之頂面的平面中移動且被偏置朝向一中立位置，且經組態使得在使用中該空間中之液體的彎液面在該板與該基板之間延伸。
根據另一態樣，提供了一種器件製造方法，其包含：使用一障壁構件將液體限制於一投影系統與一基板之間的空間中；相對於該投影系統而移動該基板；以一在與基板移動大體上相同之方向上的組件而在一方向上並以一等於或小於基板速度之兩倍的速度來移動該障壁構件之一表面，使得在該表面與該基板之間的液體之彎液面在其上具有力，該等力在基板之至少一部分移動期間已自在無該表面移動之情況下所具有的力而減小；及將一圖案自一圖案化器件轉印至一基板上。
圖1示意性地描繪了根據本發明之一實施例之微影裝置。該裝置包含：一照明系統(照明器)IL，其經組態以調節一輻射光束B(例如UV輻射或DUV輻射)；一支撐結構(例如光罩台)MT，其經建構以支撐一圖案化器件(例如光罩)MA且連接至一第一定位器PM，該第一定位器PM經組態以根據某些參數來準確定位該圖案化器件；一基板台(例如晶圓臺)WT，其經建構以固持一基板(例如塗覆有光阻劑之晶圓)W且連接至一第二定位器PW，該第二定位器PW經組態以根據某些參數來準確定位該基板；及一投影系統(例如一折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將一由圖案化器件MA賦予該輻射光束B之圖案投影至該基板W之一目標部分C(例如包含一或多個晶粒)上。
該照明系統可包括用於導引、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任一組合。
該支撐結構以視圖案化器件之定向、微影裝置之設計及諸如圖案化器件是否被固持於真空環境中之其他條件而定的方式來固持該圖案化器件。該支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。該支撐結構可為(例如)框架或台，其可視需要為固定或可移動的。該支撐結構可確保圖案化器件處於(例如)相對於投影系統之所要位置處。本文中術語"主光罩"或"光罩"之任何使用可認為與更常用之術語"圖案化器件"同義。
本文中所使用之術語"圖案化器件"應廣泛地理解為係指可用於在輻射光束之截面中賦予其一圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何器件。應注意，賦予輻射光束之圖案可能不完全地與基板之目標部分中之所要圖案對應，例如若圖案包括相移特徵或所謂之輔助特徵。一般，賦予該輻射光束之圖案將對應於正於目標部分中產生之器件中一特定功能層，諸如一積體電路。
圖案化器件可為透射型或反射型。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。光罩在微影術中已為吾人所熟知，且包括諸如二進位型、交替相移型及衰減相移型之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，每一鏡面可個別地傾斜以便在不同方向上反射一入射輻射光束。該等傾斜之鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予一圖案。
本文中所使用之術語"投影系統"應廣泛地理解為涵蓋任何類型之投影系統，包括對所使用之曝光輻射而言適當或對諸如浸液之使用或真空之使用的其他因素而言適當的折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任一組合。本文中術語"投影透鏡"之任何使用可認為與更常用之術語"投影系統"同義。
如此處所描繪，該裝置為透射類型(例如使用透射光罩)。或者，該裝置可為反射類型(例如使用如上文所提及之可程式化鏡面陣列類型，或使用反射光罩)。
該微影裝置可為具有兩個(雙平臺)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上支撐結構)之類型。在此等"多平臺"機器中，可並行使用額外台，或可在一或多個臺上執行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。輻射源及微影裝置可為單獨之實體，例如當輻射源為準分子雷射器時。在此等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之部分，且借助於包含(例如)適合之導向鏡及/或光束放大器之光束傳遞系統BD而將輻射光束自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如當輻射源為汞燈時，該輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳遞系統BD(若需要)一起可被稱為輻射系統。
照明器IL可包含一用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD。一般，至少可調整照明器之光瞳平面中強度分佈的外部及/或內部徑向範圍(通常分別被稱為σ-外部及σ-內部)。另外，照明器IL可包含諸如積光器IN及聚光器CO之各種其他組件。照明器可用於調節輻射光束以使輻射光束在其截面中具有所要之均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如光罩台)MT上之圖案化器件(例如光罩)MA上，且藉由圖案化器件而圖案化。在已橫穿過圖案化器件MA後，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二定位器PW及位置感應器IF(例如干涉量測器件、線性編碼器或電容式感應器)，基板台WT可被準確移動，(例如)以便將不同的目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，(例如)在自一光罩庫以機械方式取得後或在掃描期間，第一定位器PM及另一位置感應器(其在圖1中未明確地描繪)可用於相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化器件MA。一般而言，可借助於形成第一定位器PM之部分的長衝程模組(粗定位)及短衝程模組(精定位)來實現支撐結構MT的移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT的移動。在步進器(與掃描器相對)之情況下，可將支撐結構MT僅連接至短衝程致動器，或可將其固定。圖案化器件MA及基板W可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2而得以對準。雖然如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但是其可位於目標部分之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。
類似地，在其中於圖案化器件MA上提供一個以上晶粒之情況下，圖案化器件對準標記可位於晶粒之間。
所描繪之裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1.在步進模式中，使支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止，同時將賦予輻射光束之整個圖案一次投影至一目標部分C上(意即單一靜態曝光)。接著在X及/或Y方向上移位基板台WT，使得可曝光一不同的目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大尺寸可限制單一靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，對支撐結構MT及基板台WT同步掃描，同時將賦予輻射光束之圖案投影至一目標部分C上(意即單一動態曝光)。基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向可由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性判定。在掃描模式中，曝光場之最大尺寸可限制單一動態曝光中目標部分之寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度可判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，使支撐結構MT保持基本上靜止從而固持一可程式化之圖案化器件，且使基板台WT移動或被掃描，同時將賦予輻射光束之圖案投影至一目標部分C上。在此模式中，一般使用一脈衝輻射源，且在基板台WT之每一移動後或在一掃描期間的連續輻射脈衝之間，視需要更新可程式化之圖案化器件。此操作模式可容易地應用於利用可程式化之圖案化器件(諸如上文所提及之可程式化鏡面陣列類型)的無光罩微影術中。
亦可使用上文所描述的使用模式之組合及/或變化型式，或者使用完全不同的使用模式。
已提議之具有一局部液體供應系統解決方案的另一浸沒式微影解決方案係提供具有一障壁構件之液體供應系統，該障壁構件沿投影系統之最終元件與基板台之間的空間之一邊界的至少一部分延伸。圖5中說明了此解決方案。該障壁構件在XY平面中相對於投影系統係大體上靜止的，但是在Z方向上(在光軸方向上)可存在某相對移動。
障壁構件12在投影系統PL之一最終元件與基板W之間的空間11中至少部分地含有液體。可在投影系統之影像場周圍形成一至基板之無接觸密封16，使得液體被限制於基板表面與投影系統之最終元件之間的空間內。該空間至少部分地由定位於投影系統PL之最終元件下方且包圍投影系統PL之最終元件的障壁構件12形成。液體藉由液體入口13而被帶入在投影系統下方及在障壁構件12內的空間，且可藉由液體出口13而移除。障壁構件12可延伸略微高於投影系統之最終元件且液面上升至最終元件上方使得提供一液體緩衝。障壁構件12具有一內部周邊，在一實施例中，該內部周邊在上端處與投影系統或其最終元件之形狀精密地一致且其可(例如)係圓的。在底部，內部周邊與影像場之形狀精密地一致，例如為矩形，但是並不需要為此狀況。
液體藉由在使用期間形成於障壁構件12之底部與基板W之表面之間的氣體密封16而被包含於空間11中。該氣體密封由在壓力下經由入口15提供至障壁構件12與基板之間的間隙且經由出口14被提取之氣體(例如空氣或合成空氣，但在一實施例中為N2 或另一惰性氣體)而形成。配置氣體入口15上之過壓、出口14上之真空能級及間隙之幾何結構，使得存在一限制液體之向內的高速氣流。彼等入口/出口可為包圍空間11之環形槽，且氣流16可有效約束空間11中之液體。此系統揭示於美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中，該專利之全部內容以引用的方式併入本文中。
圖6說明了一為一液體供應系統之部分的障壁構件10。該障壁構件10圍繞投影系統PL之最終元件的周邊而延伸，使得在一實施例中該障壁構件之總體形狀係大體上環形。投影系統PL可並非為圓形，且障壁構件10之外邊緣亦可並非為圓形，使得障壁構件無需為環形，且其亦可為其他形狀，只要該障壁構件具有一中心開口且經由該中心開口可讓投影光束穿過中心開口中所含有之液體而離開投影系統PL之最終元件並至基板W上即可。將障壁構件描述為圓形(此為製造起來簡單之形狀)且進行徑向參考(亦即，朝向光軸之向內及向外)。然而，應將該術語更一般地解釋為涵蓋以其他幾何形狀大致遠離及朝向光軸之移動，但在其他幾何形狀中，該等方向可能不完全地穿過光軸。
障壁構件10之功能係將液體保持或限制於投影系統PL與基板W之間的空間中，使得投影光束可穿過液體。由於存在障壁構件而簡單地含有液體頂面，且保持空間中之液面，使得液體不會溢出障壁構件10之頂部。在一實施例中，在障壁構件10之底部與基板W之間提供一密封。在圖6中，該密封為一無接觸密封且由若干組件構成。自投影系統PL之光軸徑向向外工作，提供了一流動板50，其延伸進入該空間(但是並不進入投影光束之路徑中)，此有助於保持浸液跨越該空間並行流出入口20。流控制板在其中具有通孔55以降低對在障壁構件10之光軸方向上相對於投影系統PL及/或基板W之移動的抗力。沿障壁構件10之底部徑向向外移動，接著提供了一入口60，其在一大體上平行於光軸的方向上提供了一朝向基板之液體流。此液體流用於幫助填充在基板W之邊緣與支撐基板之基板台WT之間的任何間隙。若並未使用液體來填充此間隙，則當基板W之一邊緣與密封交叉時，在投影系統PL與基板W之間的空間中的液體中可包括氣泡。此係不良的，因為其可導致影像品質退化。
一提取器總成70位於入口60之徑向向外處，該提取器總成70經組態以自障壁構件10與基板W之間提取液體。將在下文更詳細地描述提取器70，且其形成經組態以在障壁構件10與基板W之間產生無接觸密封之結構的部分。
一凹座80位於提取器總成之徑向向外處，該凹座80經由入口82而連接至大氣且經由出口84而連接至一低壓力源。一氣刀90位於凹座80之徑向向外處。提取器、凹座及氣刀之一配置詳細揭示於在2005年1月14日申請之美國專利申請案第60/643,626中，該專利申請案之全部內容以引用的方式併入本文中。然而，在彼申請案中，提取器總成之配置係不同的。
提取器總成70包含一液體移除器件或提取器或出口100，諸如在美國專利申請公開案US 2006-0038968中所揭示之液體移除器件或提取器或出口，該專利申請公開案之全部內容以引用的方式併入本文中。可使用任何類型之液體提取器。在一實施例中，液體移除器件100包含一被覆蓋於多孔材料110中之出口，該多孔材料110用以將液體與氣體分離以使單液相液體提取成為可能。將多孔材料110下游之腔室120保持於一微小之負壓下，且使用液體來填充該腔室120。腔室120中之負壓使得形成於多孔材料之孔中的彎液面防止周圍氣體(例如，空氣)被拉入液體移除器件100之腔室120中。然而，當多孔材料110接觸液體時，不存在限制流動之彎液面，且液體可自由地流入液體移除器件100之腔室120中。多孔材料110沿障壁構件10(以及圍繞該空間)徑向向內延伸，且其提取速率根據液體覆蓋多孔材料110之程度而變化。
需要控制障壁構件10與基板W之間的液體的彎液面。在掃描基板W期間(在此期間，基板在障壁構件10及投影系統PL下方移動)，可藉由因移動基板W所施加之阻力而將彎液面拉向光軸或拉離光軸。此可導致液體損失，從而可導致液體蒸發且藉此導致基板冷卻及因此之收縮及覆蓋誤差。其他或另外，可由於液滴與光阻劑光化學之間的相互作用而留下液體污點。另一潛在問題可為當彎液面被拖曳入該空間中時將氣體(例如，空氣)包括於投影系統PL與基板W之間的空間中，其可導致氣泡及投影影像之品質的退化。在一實施例中，在液體移除器件100與基板W之間提供板200，使得液體提取之功能及彎液面控制之功能可彼此分離，且障壁構件10可針對每一者而被最佳化。
黏性拖曳長度、在空間起點(亦即，自流控制板50之徑向最內部邊緣)與在障壁構件10與基板W之間的彎液面之間的距離在無彼彎液面毀壞的情況下對可能之最大掃描速度具有嚴重影響。可藉由將黏性拖曳長度保持為低以降低或最小化該彎液面上之阻力而降低或最小化黏性阻力之累積。然而，該黏性拖曳長度亦產生一強迫流進入上通道220(描述於下文)中之抗力。部分地由於空間限制，使得不可能將提取器總成70配置為更靠近空間邊緣。障壁構件10之底部與基板W之間的間隙高度亦影響抗力。因此，可藉由間隙尺寸所判定之抗力、黏性摩擦(較小間隙=較大速度梯度=較大黏性摩擦)、動壓力(較大間隙=較大轉動之液體量)與毛細壓力(較大間隙=用以承受負載之較小毛細壓力)之間的一平衡來判定一最佳間隙高度及長度。為處理此等考慮因素，將板200定位於液體移除器件100與基板W之間。板200可呈一突出物之形式，其自在提取器總成70之徑向向外處的障壁構件10之一垂直表面而徑向向內突出。突出物或板200為一間隔物或具有將液體移除器件100與基板W之間的空間分成兩個通道(上通道220及下通道230，其中上通道220在板200之上表面與液體移除器件100之間且下通道230在板200之下表面與基板W之間)之功能的任何其他元件。每一通道在其徑向最內端處對該空間係開放的。板厚度並不重要。儘管如圖6中所說明，上通道220水平延伸，但是並不需要為此狀況。在圖6中使上通道220水平延伸之原因係由於組件之結構配置。然而，上通道220亦可垂直延伸或介於水平延伸與垂直延伸之間。在上通道220中之液體上的重力壓力非常低，且必要時該重力壓力可藉由(例如)經由液體移除器件100自身或經由另一通路(諸如下文所描述之通氣孔250)施加一負壓而抵消。
在一實施例中，液體移除器件100與板200之間的上通道220窄於板200與基板W之間的下通道230。該下通道之高度視設計(自流型之黏性拖曳長度)、流體參數(黏度、密度、表面張力)及/或表面性質(因結合能量表面/液體及液體表面張力而產生之接觸角)而定而在250 mm與50 μm之間，或在100 μm與60 μm之間。上通道220(例如)藉由使其比下通道230窄2至3倍而具有一較強之毛細作用。其他或另外，可使上通道220之一表面比下通道更具親液性。然而，上通道220亦可比下通道230寬。若上通道220過窄，則液體不會在彼通道中流動，因為摩擦抗力過大且板200與提取器120之間的彎液面滿載有流體動力。因此，若使上通道220比下通道230(其可能為60 μm)寬(例如，在150 μm左右)，則可克服此等困難。在250 μm之通道寬度上方，毛細作用得以降低。為促進毛細作用，可使上通道220具有親液性或可產生一靠近彎液面之高度階梯，使得通道之徑向向內處比徑向向外處寬。
可在上通道220中施加一負壓，而非使其經由通氣孔250(例如，經由孔250)而對大氣開放。以此方式，可使上通道220較寬。
因此，存在兩個彎液面310、320。一第一彎液面310定位於板200上方且在多孔材料110與板200之頂面之間延伸，且一第二彎液面320定位於板200下方且在板200與基板W之間延伸。可最佳化提取器總成70以針對液體之最佳提取而控制第一彎液面且控制第二彎液面320之位置，使得該第二彎液面之黏性拖曳長度得以減小。又，特性(詳言之，板200之特性、提取器總成70之特性)可經最佳化以使彎液面320保持黏附至板200為積極有利的，從而使得在障壁構件10下方基板W之掃描速度可增加。作用於第二彎液面320上之毛細力係向外的且藉由鄰近於該彎液面之液體中的負壓而得以平衡，使得彎液面可保持大體上靜止。彎液面上之較高負載(例如，由於黏性拖曳及慣性)可藉由降低彎液面與表面之接觸角來適應。
在圖6中，說明了基本提取器總成70。在板200之徑向最外端處提供通氣孔250，使得第一彎液面310在多孔材料110下方可自由地向內及向外移動，從而使得液體移除器件100之提取速率可根據液體覆蓋多孔材料110之程度而變化。如圖6中所說明，第二彎液面320黏附至板200之下方最內部邊緣。
在圖6中，板200之最內部底部邊緣具備一銳利邊緣以便將第二彎液面320大體上固定於適當位置。在一實施例中，該邊緣之半徑小於0.1 mm、小於50 μm、小於20 μm或約為10 μm。
一大體上固定第二彎液面320之替代方式為改變黏附有第二彎液面320的板200之表面的表面性質。舉例而言，在板200上在一徑向向外方向上自親液性表面至疏液性表面之改變亦可導致在發生彼改變時固定第二彎液面320，因為第二彎液面之形狀由於其自親液性表面變化至疏液性表面而將需要反轉。另一替代實施例為將板200之表面自粗糙表面改變為平滑表面。當完全被弄濕時，粗糙表面可充當一彎液面阱(meniscus trap)。若表面並未被完全弄濕且液體僅在粗糙度峰值上，則一粗糙表面可表現為疏液性，諸如呈所謂之蓮花效應。亦可使用電子濕潤法以局部收集彎液面。此具有一優勢，因為其可接通或切斷。
在圖7及圖8中說明了可用於防止第二彎液面320向外移動的兩個另外之實施例。在圖7中，使板200之底面成角度，使得其自基板W之距離在一向外方向(遠離光軸)上增大。因此，第二彎液面320之長度將需要增大以使該彎液面向外移動且此係極為不利的。相反，板200具有一相對於液體移除器件成角度之頂面，使得板200之頂面與液體移除器件100之間的距離減小而進一步遠離光軸。此促使第一彎液面310向外移動，使得液體移除器件之提取容量得以增加。
將第二彎液面320大體上固定於適當位置的另一或替代方式係在板200之底面與基板W之間的距離中提供一階梯改變，使得為移動經過階梯280，第二彎液面320之長度將必須顯著增加。第二彎液面320之長度的此增加需要能量且因此可用於固定第二彎液面320之位置。
圖9說明了一實施例，除了以下所描述之內容以外，其與上文所描述之該等實施例中的一或多者相同。在此實施例中，板200可在一大體上平行於基板W之平面中平移。當基板如由箭頭410所說明而移動至右手側時，板200如由箭頭400所指示亦移動至右手側，其速度等於或小於基板W之速度的兩倍。此藉由圖9中箭頭之不同尺寸來表示。當然，此等移動皆相對於投影系統PL及障壁構件10。在此相對速度範圍中，基板W與板200之間的速度差異得以降低。舉例而言，若板以基板W之速度的一半移動，則此意謂最大掃描速度(在此速度下，第二彎液面320損壞)被增加2倍，因為基板對該板之相對速度被減半。第一彎液面310僅經歷板移動，可有必要在障壁構件之側壁中提供相當於通氣孔250之通氣孔而非經由板200來提供。板之較低速度(假定高達等於基板之速度)提供了與較高速度(高達基板速度之兩倍)相同之益處，但更易於實施。
實務上，板可以任何速度移動，此降低了板200之密封表面相對於基板W之相對速度。在掃描期間，為防止某一方向上之累積移動，僅在基板W之快速移動期間移動板，且接著在減慢移動期間或在不存在移動之週期期間可逐漸使該板返回至一中心位置。因此，在Y次掃描期間，板可僅向上移動，且在曲流作用期間向下移動，且在X個步進期間，板可與基板一起移動。在Y次掃描期間，板可移動返回至其原始位置以防止X方向上之累積移動。
板之移動可為主動的或被動的。在一主動板之情況下，提供一控制系統，其與來自微影裝置之總體控制器的資料相互作用以協調板200之移動與基板W之移動。板200可藉由(例如)一壓電致動器、一線性馬達等等來致動。在其中板係被動移動之實施例中，板可藉由彈簧將其定位於X-Y方向上而得以附著至障壁構件10。可移動板200與基板W之間的摩擦將提供足夠力以使該板在與基板W相同之方向上移動。藉由在板200之一邊緣處添加一疏液塗層，由基板W經由液體而施加於該板上之力得以增大。選擇彈簧之強度，使得板僅在高速之步進移動期間移動。
圖10及圖11展示了上文所描述之移動板的兩個實際實例，其中板之移動係主動的，亦即，其藉由致動器而移動。圖10a展示了在投影系統PL下方基板W之移動，且圖10b展示了在靜止之障壁構件10及投影系統PL下方板200之移動。在投影系統PL下方自位置1至位置2(圖10a)掃描基板，使得在掃描穿過圖案化器件時照明陰影方形框。在此掃描期間，板200遵循(緩慢地)自位置1至位置2(圖10b)之對角路徑。在步進運動(2-3-4)期間，為降低該步進運動期間之板200及基板W的相對速度，如圖10b中所說明(2-3-4)，亦可接著將板自左邊移動至右邊。在自4至5之掃描期間，板200緩慢地橫穿過另一對角路徑，以便板在彼掃描結束時處於一位置以在X方向上再次移動從而在X步進期間降低基板對板之相對速度。圖10c說明了基板W及板200之絕對速度以及基板W對板200之相對速度。自此圖形可不難看出，可移動板實施例係如何降低基板W相對於板200之相對速度的，且藉此允許基板W之更大速度，從而導致在彎液面損壞前通過量得以增加。
圖11a至圖11c說明了一類似於圖10a至圖10c中所說明之原理的原理，除了用以允許雙重曝光之較長掃描之外。
儘管關於其中一彎液面存在於板上方及下方之情況而描述了此實施例，但是並不需要為此狀況，且此原理可用於其他應用(尤其是浸沒式微影領域中)。在一替代實施例中，免除板200且以與上文所描述之板相同之方式使用障壁構件10之底面。若在障壁構件10中提供一較大之中心開口(投影光束PB可經由該中心開口而投影至基板W上)，則障壁構件10在與基板W相同之方向上可自身移動以便降低基板W相對於障壁構件10之密封表面的相對速度。
在一實施例中，一控制器可預測未來由密封表面所要求之類似的移動，因為其具有關於基板將在曝光期間所經歷之移動的資料，使得其可在基板相對於投影系統之緩慢移動期間將該可移動板/構件移動靠近一極限位置(或返回至一中心位置)，以便為基板相對於投影系統之未來高速移動而最大化該板/構件之可用移動。
圖12說明了一實施例，除了以下所描述之內容以外，其與上文之該等實施例中的一或多者相同。在此實施例及下文相對於圖13所描述的實施例中，應用一措施以降低在板構件200與基板W之間的第二彎液面320之後的流動輪廓之流體動力負載。在板200與在該板200附近之基板W之間的液體中強加一逆流流動以在該彎液面之後產生一旋渦。此旋渦有助於自基板W提昇該彎液面。結果，彎液面毀壞之機率得以降低或最小化。
藉由在板、間隔物、突出物或面對基板W之可移動密封表面200之底面中提供一或多個出口埠500而誘發旋渦(由箭頭505說明)。藉由較空間中液體之壓力低0.5 atm至1.5 atm或0.5 atm至1.0 atm的一壓力下的一低壓力源而將出口埠500保持於一負壓下，使得液體被吸出板構件200與基板W之間的空間(如藉由箭頭515所說明)。因此，與上文所描述之該等實施例中的一或多者相比較，第二彎液面320被進一步定位於徑向向外處。該彎液面藉由一彎液面固定特徵510而被大體上固定於適當位置，該彎液面固定特徵510可呈任何形式，例如上文所描述之彼等形式。在一實施例中，特徵510為一銳利邊緣，其半徑約為10 μm。
在圖13中，說明了一實施例，其與相對於圖12所描述之實施例相同，除了以一或多個入口埠600來替代圖12之出口埠500之外。液體噴射經由入口埠600而供應且其會誘發可降低或最小化彎液面毀壞之機率的旋渦505。入口埠600與一徑向向內以及垂直向下朝向基板W之組件成角度，使得存在一液體分量徑向向內地進入空間。偏離垂直徑向向內10度與60度之間的角度範圍係合適的。
在上文所描述之實施例中，所產生之旋渦505為一用以穩定後退彎液面之旋渦。若基板W正在障壁構件10下方徑向向外移動至彎液面之位置處(亦即，將彎液面之底部部分徑向向外拖曳超出彎液面固定特徵510)，則該彎液面正後退。在一前進彎液面之情況下(其中附著至基板W的彎液面之底部部分正被拖曳得更朝向投影系統PL下方)，藉由將浸液經由出口埠500而排出或藉由經由入口埠600來吸入浸液而反向旋渦505之方向係有益的。
在圖14中，說明了一實施例，除了下文所概述之內容以外，其與上文所描述之該等實施例中的一或多者相同。在圖14中，僅說明板200及基板W。此係因為將僅論述一不同之彎液面固定特徵510。可將此彎液面固定特徵用於本文中所描述之任一實施例中。
在圖14中，在邊緣710處提供一氣體入口及/或出口埠700，第二彎液面320將被大體上固定於該邊緣710處。在圖14中所說明的情況中，基板W在該圖中正相對於板200自右側移動至左側。因此，歸因於與基板W之表面的摩擦力，使得可由該彎液面(一所謂之後退彎液面)感受到一阻力。為避免彎液面損壞，藉由將一負壓(例如，約10 mbar)施加至入口/出口埠700而產生一氣流750。此氣流750係徑向向內的且衝擊彎液面320，且接著被導向而使一垂直分量進入入口/出口埠700中。彎液面320上之摩擦力將一阻力施加於彎液面上而使彎液面之位置穩定。結果，彎液面損壞之速度得以顯著增大。因此，掃描速度可大大增加。
圖15展示了一實施例，其中彎液面係前進的。換言之，基板W在該圖中正相對於板200自左側移動至右側，藉此在彎液面320上誘發一力而試圖將該彎液面拖曳遠離邊緣710及入口/出口埠700。在此例子中，可將一過壓(例如，10 mbar)施加至入口/出口埠700，使得產生一向下且接著徑向向外而遠離彎液面320的氣流760。此亦可在彎液面前進時幫助穩定該彎液面。
可提供一控制器以控制何時一過壓或一負壓施加至入口/出口埠700。此控制器可接收(例如)控制信號而作為輸入，該等控制信號亦被發送至一用以將基板W定位於投影系統PL下方之定位器。基於此資訊，控制器可計算在障壁構件10之周邊周圍之任一點處的彎液面將為局部前進或是後退的，並視需要在局部區域處將一負壓或過壓施加至入口/出口埠以便穩定該彎液面。
圖16及圖17展示了一實施例，除了下文所概述之內容以外，其與上文所描述之該等實施例中的一或多者相同。在圖16及圖17中，僅說明了板200及基板W。此係因為將僅論述一不同之彎液面固定特徵510。可將此彎液面固定特徵用於本文中所描述之任一實施例中。
在此實施例中，使用被動構件以固定彎液面之位置且結合使用先前所提及之技術中之兩種。圖16展示了一後退彎液面之情況且圖17展示了一前進彎液面之情況。一階梯800係沿著板200之底部，使得板200之外底低於(亦即，更靠近基板W)板200之底面的徑向向內部分。
在板200之底面上、邊緣800之徑向向外處為一區域，其具有疏液性，意謂浸液與該表面之接觸角大於45°、70°、80°、90°、100°、110°或120°。因此，在圖16所示之後退情況中，正是疏液性區域810與邊緣800之組合將彎液面固定至板200的，且在圖17中所示之前進情況中，主要是邊緣800來固定該彎液面之位置的。
若適當，則可將本文中所描述之一或多個實施例的一或多個特徵添加至、替代地用於或組合於本文中所描述之其他實施例中的一或多者中。
雖然在本文中可特定參考微影裝置在IC之製造中之使用，但是應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造整合式光學系統、磁域記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。熟習此項技術者將瞭解，在此等替代應用之情況中，本文中對術語"晶圓"或"晶粒"之任何使用可認為分別與更一般之術語"基板"或"目標部分"同義。本文所提及之基板可於曝光之前或之後在(例如)軌道(通常將一層光阻劑塗覆至基板並顯影經曝光之光阻劑的工具)、度量工具及/或檢驗工具中經處理。若適用，則可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。此外，可將基板處理一次以上(例如以便產生多層IC)，使得本文中使用之術語"基板"亦可指代一已含有多個經處理之層的基板。
雖然在上文中已特定參考了本發明之實施例在光學微影術之情況中的使用，但是應瞭解，本發明可用於其他應用(例如壓印微影術)，且在情況允許之情況下，其並不限於光學微影術。在壓印微影術中，圖案化器件中之構形界定產生於基板上之圖案。可將該圖案化器件之構形壓至被供應至基板的光阻劑層中，此後藉由應用電磁輻射、熱、壓力或其組合來固化光阻劑。將該圖案化器件自光阻劑移出，從而在光阻劑固化之後在其中留下一圖案。
本文中所使用之術語"輻射"及"光束"涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如具有為或約365、248、193、157或126 nm之波長)及遠紫外線(EUV)輻射(例如具有5至20 nm範圍內之波長)，以及諸如離子束或電子束之粒子束。
在情況允許之情況下，術語"透鏡"可指代各種類型之光學組件中的任何一者或組合，該等光學組件包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
雖然已在上文描述了本發明之特定實施例，但是應瞭解，本發明可以不同於所述之方式經實施。舉例而言，本發明可呈一電腦程式之形式，該電腦程式含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列，或者本發明可呈一資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)之形式，其具有儲存於其中之此電腦程式。
可將本發明之一或多個實施例應用於任何浸沒式微影裝置，詳言之(但不排除)上文所提及之彼等類型，且不管浸液是否以浸泡劑之形式提供或僅提供於基板之局部表面區域上。應廣泛解釋如本文中所預期之液體供應系統。在某些實施例中，其可為向投影系統與基板及/或基板台之間的空間提供液體之一機構或結構之組合。其可包含向該空間提供液體之一或多個結構、一或多個液體入口、一或多個氣體入口、一或多個氣體入口及/或一或多個液體出口的一組合。在一實施例中，該空間之一表面可為基板及/或基板台之一部分，或該空間之一表面可完全覆蓋基板及/或基板台之一表面，或該空間可包封基板及/或基板台。該液體供應系統可視需要進一步包括一或多個元件以控制液體之位置、數量、品質、形狀、流動速率或任何其他特徵。
裝置中所使用之浸液可根據所要之性質及所使用之曝光輻射的波長而具有不同組合物。對於193 nm之曝光波長而言，可使用超高純之水或基於水之組合物，且為此原因有時將浸液稱作水且可使用與水相關之術語，諸如親水性、疏水性、濕度等等。
上文之描述內容意欲為說明性的而非限制性的。因此，熟習此項技術者將顯而易見，在不偏離下文陳述之申請專利範圍之範疇的情況下，可對如所描述之本發明進行修改。
1．．．位置
2．．．位置
3．．．位置
4．．．位置
5．．．位置
6．．．位置
10．．．障壁構件
11．．．空間
12．．．障壁構件
13．．．液體入口
14．．．出口
15．．．入口
16．．．無接觸密封/氣體密封
20．．．入口
50．．．流動板
55．．．通孔
60．．．入口
70．．．提取器總成
80．．．凹座
82．．．入口
84．．．出口
90．．．氣刀
100．．．出口/液體移除器件
110．．．多孔材料
120．．．腔室
200．．．板
220．．．上通道
230．．．下通道
250．．．通氣孔
310．．．彎液面
320．．．彎液面
400．．．箭頭
410．．．箭頭
500．．．出口埠
505．．．旋渦
510．．．彎液面固定特徵
515．．．箭頭
600．．．入口埠
700．．．入口/出口埠
710．．．邊緣
750．．．氣流
760．．．氣流
800．．．邊緣
810．．．疏液性區域
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳遞系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IF．．．位置感應器
IL．．．照明系統/照明器
IN．．．積光器/入口
M1 、M2 ．．．圖案化器件對準標記
MA．．．圖案化器件
MT．．．支撐結構
OUT．．．出口
P1 、P2 ．．．基板對準標記
PL．．．投影系統
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
圖1描繪了根據本發明之一實施例之微影裝置；
圖2及圖3描繪了一供在一微影投影裝置中使用之液體供應系統；
圖4描繪了供在一微影投影裝置中使用之另一液體供應系統；
圖5以截面圖說明瞭一供在一微影裝置中使用之另一液體供應系統；
圖6以截面圖說明瞭本發明之一實施例；
圖7以截面圖說明瞭本發明之一實施例；
圖8以截面圖描繪了本發明之一實施例；
圖9以截面圖描繪了本發明之一實施例；
圖10a至圖10c示意性地描繪了在投影系統PL下方一基板W及一板200的移動；
圖11a至圖11c示意性地說明了在投影系統PL下方基板W及板200的移動；
圖12以截面圖描繪了本發明之一實施例；
圖13以截面圖描繪了本發明之一實施例；
圖14以截面圖描繪了本發明之一實施例；
圖15亦以截面圖描繪了圖14中所描繪之本發明之實施例；
圖16以截面圖描繪了本發明之一實施例；及
圖17亦以截面圖描繪了圖16中所描繪之本發明之實施例。
10．．．障壁構件
20．．．入口
50．．．流動板
55．．．通孔
60．．．入口
70．．．提取器總成
80．．．凹座
82．．．入口
84．．．出口
90．．．氣刀
100．．．出口/液體移除器件
110．．．多孔材料
120．．．腔室
200．．．板
220．．．上通道
230．．．下通道
250．．．通氣孔
310．．．彎液面
320．．．彎液面
PL．．．投影系統
W．．．基板

Claims (9)

  1. 一種微影裝置，其包含：一障壁構件(barrier member)，其經組態以包圍一投影系統與一基板之間的一空間從而至少部分地將液體限制於該空間中，該障壁構件包含一可移動表面，且經組態使得在使用中該空間中之該液體的一彎液面(meniscus of the liquid)在該表面與該基板之間延伸；及一控制器，其適於控制該可移動表面以具有一分量(component)之一方向移動，該分量在與該基板相對於該投影系統移動實質上相同之方向上，且在該基板的移動之至少一部分期間，該可移動表面速度等於或小於該基板之速度的兩倍，其中該可移動表面可相對於該障壁構件之一部分而移動。
  2. 一種微影裝置，其包含：一障壁構件，該障壁構件經組態以包圍一投影系統與一基板之間的一空間從而至少部分地將液體限制於該空間中，該障壁構件包含一可移動表面，且經組態使得在使用中該空間中之該液體的一彎液面在該表面與該基板之間延伸；及一控制器，其適於控制該可移動表面以具有一分量之一方向移動，該分量在與該基板相對於該投影系統移動實質上相同之方向上，且在該基板的移動之至少一部分期間，該可移動表面速度等於或小於該基板之速度的兩 倍，其中該表面屬於可在實質上平行於該基板之一上表面(top surface)的一平面(plane)中移動之一板(plate)，且該板被偏置朝向一中立位置(neutral position)，且經組態使得在使用中該空間中之該液體的一彎液面在該板與該基板之間延伸。
  3. 如請求項2之裝置，其中該偏置使得經由該液體自該基板傳輸至該板之力在該基板之高速移動期間足夠高以相對於該障壁構件之一部分來移動該板。
  4. 一種器件製造方法，其包含：使用一障壁構件將一液體限制於一投影系統與一基板之間的一空間中；相對於該投影系統而移動該基板；以具有一分量之一方向移動該障壁構件的一表面，該分量在與該基板之移動實質上相同方向上，並以等於或小於該基板之速度的兩倍的一速度來移動該障壁構件之該表面，使得在該表面與該基板之間的液體之一彎液面在其上具有力，該力自於該基板的移動之至少一部分期間而該表面無移動之情況下所具有的力減少；及將一圖案自一圖案化器件轉印(transferring)至一基板上，其中該可移動表面可相對於該障壁構件之一部分而移動。
  5. 一種器件製造方法，其包含： 使用一障壁構件將一液體限制於一投影系統與一基板之間的一空間中；相對於該投影系統而移動該基板；以具有一分量之一方向移動該障壁構件的一表面，該分量在與該基板之移動實質上相同方向上，並以等於或小於該基板之速度的兩倍的一速度來移動該障壁構件之該表面，使得在該表面與該基板之間的液體之一彎液面在其上具有力，該力自於該基板的移動之至少一部分期間該表面無移動之情況下所具有的力減少；及將一圖案自一圖案化器件轉印至一基板上，其中移動該表面包含以在該基板之一最高速度移動期間在與該基板實質上相同之方向上移動該表面。
  6. 一種器件製造方法，其包含：使用一障壁構件將一液體限制於一投影系統與一基板之間的一空間中；相對於該投影系統而移動該基板；以具有一分量之一方向移動該障壁構件的一表面，該分量在與該基板之移動實質上相同方向上，並以等於或小於該基板之速度的兩倍的一速度來移動該障壁構件之該表面，使得在該表面與該基板之間的液體之一彎液面在其上具有力，而該力自於該基板的移動之至少一部分期間該表面無移動之情況下所具有的力減少；及將一圖案自一圖案化器件轉印至一基板上，其中移動該表面包含以該基板在一方向之一低速度移 動之至少一部分期間，在與該基板之移動相抵(against)之該方向上移動該表面。
  7. 一種器件製造方法，其包含：使用一障壁構件將一液體限制於一投影系統與一基板之間的一空間中；相對於該投影系統而移動該基板；以具有一分量之一方向移動該障壁構件的一表面，該分量在與該基板之移動實質上相同方向上，並以等於或小於該基板之速度的兩倍的一速度來移動該障壁構件之該表面，使得在該表面與該基板之間的液體之一彎液面在其上具有力，而該力自於該基板的移動之至少一部分期間該表面無移動之情況下所具有的力減少；及將一圖案自一圖案化器件轉印至一基板上，其中移動該表面包含在該基板在一方向上係實質上靜止的時間之一部分期間，在該基板實質上靜止之該方向上移動該表面。
  8. 一種器件製造方法，其包含：使用一障壁構件將一液體限制於一投影系統與一基板之間的一空間中；相對於該投影系統而移動該基板；以具有一分量之一方向移動該障壁構件的一表面，該分量在與該基板之移動實質上相同方向上，並以等於或小於該基板之速度的兩倍的一速度來移動該障壁構件之該表面，使得在該表面與該基板之間的液體之一彎液面 在其上具有力，該力自於該基板的移動之至少一部分期間而該表面無移動之情況下所具有的力減少；及將一圖案自一圖案化器件轉印至一基板上，其中該表面屬於可在實質上平行於該基板之一上表面的一平面中移動的一板，其中該空間中的該液體的一彎液面在該板與該基板之間延伸，及該方法進一步包含將該板偏置朝向一中立位置。
  9. 如請求項8之方法，其中該偏置使得經由該液體自該基板傳輸至該板之力在該基板之高速移動期間足夠高以相對於該障壁構件之一部分來移動該板。
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