TWI713786B - 微影裝置及製造器件之方法 - Google Patents

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Abstract

一種浸潤微影裝置，其包含：一支撐台，其經組態以支撐具有至少一個目標部分之一物件；一投影系統，其經組態以將一經圖案化光束投影至該物件上；一定位器，其經組態以相對於該投影系統移動該支撐台；一液體限制結構，其經組態以將一液體侷限於該投影系統與該物件及/或該支撐台之一表面之間的一浸潤空間；以及一控制器，其經組態以控制該定位器從而遵循由一系列運動組成之一路線而移動該支撐台，該控制器經調適以：當在該路線之該系列運動中之至少一個運動期間該浸潤空間之一邊緣越過該物件之一邊緣時預測該浸潤空間之該邊緣相對於該物件之該邊緣之一速度；比較該速度與一預定參數且在該速度大於該預定參數之情況下預測在該至少一個運動期間自該浸潤空間之液體損耗；以及若預測到自該浸潤空間之液體損耗，則相應地修改在該至少一個運動期間該路線之一或多個參數。

Description

微影裝置及製造器件之方法
本發明係關於微影裝置及使用微影裝置製造器件之方法。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在此狀況下，圖案化器件(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分的網路。習知微影裝置包括：所謂步進器，其中藉由同時將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。
在浸潤微影裝置中，藉由液體限制結構將液體侷限於浸潤空間。浸潤空間係在使圖案成像經由之投影系統之最終光學元件與圖案經轉印至其上之基板或基板被固持於其上之基板台之間。液體可由流體密封件侷限於 浸潤空間。液體限制結構可產生或使用氣流，例如以幫助控制液體在浸潤空間中之流動及/或位置。氣流可幫助形成密封以將液體侷限於浸潤空間。
施加至基板之圖案中之缺陷不理想，此係因為其縮減良率，亦即，每基板可用器件之數目。由於製造器件需要許多圖案化步驟，因此每曝光甚至極低缺陷速率亦可顯著縮減良率。存在為浸潤微影裝置所特有的兩種類型之缺陷。
來自浸潤空間之液體小滴或液體膜(在下文中對小滴之參考亦涵蓋膜；膜為覆蓋較大表面積之小滴)可在目標部分之曝光之後留在基板上。若小滴與抗蝕劑接觸達一顯著週期，則其可藉由瀝濾使抗蝕劑降級。若小滴蒸發，則其可留下殘渣及/或可引發局部冷卻。由留在基板上之小滴引起的缺陷(無論藉由抗蝕劑降級抑或蒸發)在本文中被稱作尾隨缺陷。
若氣泡形成於浸潤液體中，則出現為浸潤微影裝置所特有的第二形式之缺陷。若氣泡移動至用以將圖案化器件之影像投影至基板上之投影光束之路徑中，則經投影影像將失真。由氣泡造成之缺陷在本文中被稱作曝光缺陷。
尾隨缺陷及曝光缺陷可引起除基板之外的物件(諸如感測器)之問題。
舉例而言，需要提供一種用以縮減為浸潤微影裝置所特有的缺陷之效應之系統。
根據一態樣，提供有一種浸潤微影裝置，包含：一支撐台，其經組態以支撐具有至少一個目標部分之一物件；一投影系統，其經組態以將一經圖案化光束投影至該物件上；一定位器，其經組態以相對於該投影系統 移動該支撐台；一液體限制結構，其經組態以將一液體侷限於該投影系統與該物件及/或該支撐台之一表面之間的一浸潤空間；以及一控制器，其經組態以控制該定位器以遵循由一系列運動組成之一路線移動該支撐台，該控制器經調適以：當在該路線之該系列運動中之至少一個運動期間該浸潤空間之一邊緣越過該物件之一邊緣時預測該浸潤空間之該邊緣相對於該物件之該邊緣之一速度；比較該速度與一預定參數且在該速度大於該預定參數之情況下預測在該至少一個運動期間自該浸潤空間之液體損耗；以及若預測到自該浸潤空間之液體損耗，則相應地修改在該至少一個運動期間該路線之一或多個參數。
根據一態樣，提供有一種使用一浸潤微影裝置以將一經圖案化光束投影至具有複數個目標部分之一基板上之器件製造方法，該方法包含：使用一液體限制結構將一液體侷限於一投影系統與一支撐台上之一物件及/或該支撐台之一對向表面之間的一浸潤空間；以及沿著包含一系列運動之一路線移動該支撐台；當在該路線之該系列運動中之至少一個運動期間該浸潤空間之一邊緣越過該物件之一邊緣時預測該浸潤空間之該邊緣相對於該物件之該邊緣之一速度；比較該速度與一預定參數且在該速度大於該預定參數之情況下預測在該至少一個運動期間自該浸潤空間之液體損耗；以及若預測到自該浸潤空間之液體損耗，則在執行該至少一個運動之前相應地修改在該至少一個運動期間該路線之一或多個參數。
10:浸潤空間
12:液體限制結構
13:液體開口
13a:開口
13b:開口
14:氣體出口
15:氣體入口
16:氣體密封件
17:彎液面
50:抽取開口
53:主體部件
72:供應通口
73:回收通口
74:通路
75:液體供應裝置
79:通路
80:液體回收裝置
81:回收腔室
83:多孔部件
84:孔
100:最終光學元件
500:微影裝置控制單元
1000:步驟
2000:步驟
2002:運動
2004:法線方向
2005:切線
2006:法線方向
2010:所得向量
2500:迴圈
3000:步驟/比較步驟
4000:步驟
AD:調整器
B:投影光束
BD:光束遞送系統
C:目標部分
CO:聚光器
IF:位置感測器
IL:照明系統/照明器
IN:積光器
M1:圖案化器件對準標記
M2:圖案化器件對準標記
MA:圖案化器件
MT:支撐結構
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
PM:第一定位器件
PS:投影系統
PW:第二定位器件
SO:輻射源
W:基板
WT:支撐台
現將參考隨附示意性圖式僅憑藉實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應零件，且在該等圖式中：圖1示意性地描繪微影裝置； 圖2示意性地描繪用於微影投影裝置中之液體限制結構；圖3為示意性地描繪根據一實施例之另一液體供應系統的側橫截面圖；圖4為控制器所遵循之程式之流程圖；圖5為浸潤空間之邊緣及基板之邊緣之呈平面圖之示意性說明；以及圖6說明在實施例中由控制器執行之向量分析。
圖1示意性地描繪根據本發明之一個實施例之微影裝置。該裝置包括經組態以調節投影光束B之照明系統(照明器)IL(例如，UV輻射或任何其他適合輻射)、經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數準確地定位圖案化器件之第一定位器件PM之支撐結構(例如，光罩台)MT。該裝置亦包括經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數準確地定位基板之第二定位器件PW之支撐台(例如，晶圓台)WT或「基板支撐件」或「基板台」。該裝置進一步包括經組態以將圖案化器件MA賦予至投影光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包括一或多個晶粒)上之投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS。
照明系統IL可包括用於導向、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如，折射組件、反射組件、磁性組件、電磁組件、靜電組件或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構MT支撐圖案化器件MA，亦即，承載圖案化器件MA之重量。支撐結構MT以取決於圖案化器件MA之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件MA是否被固持於真空環境中)之方式來固持圖 案化器件MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構MT可確保圖案化器件MA(例如)相對於投影系統PS處於所要位置。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。
本文中所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板W之目標部分C中產生圖案的任何器件。應注意，舉例而言，若被賦予至投影光束B之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該圖案可不確切地對應於基板W之目標部分C中之所要圖案。一般而言，被賦予至投影光束B之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件MA可為透射的或反射的。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。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之實例採用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中每一者可個別地傾斜，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用與更一般術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，採用透射性光罩)。或者， 裝置可屬於反射類型(例如，採用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或採用反射性光罩)。
微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個載物台或台之類型。該等台中之至少一者具有可固持基板之基板支撐件。該等台中之至少一者可為未經組態以固持基板之量測台。在一實施例中，該等台中之兩者或多於兩者各自具有基板支撐件。微影裝置可具有兩個或多於兩個圖案化器件台或「光罩支撐件」。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台或支撐件，或可對一或多個台或支撐件進行預備步驟，同時將一或多個其他台或支撐件用於曝光。
微影裝置屬於如下類型：其中基板W之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如，水，諸如超純水(UPW))覆蓋，以便填充投影系統PS與基板W之間的浸潤空間。亦可將浸潤液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，圖案化器件MA與投影系統PS之間的空間。浸潤技術可用以增大投影系統之數值孔徑。本文所使用之術語「浸潤」不意謂諸如基板W之結構必須浸沒於液體中；而是「浸潤」僅意謂液體在曝光期間位於投影系統PS與基板W之間。經圖案化輻射光束自投影系統PS至基板W之路徑完全通過液體。
參考圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源及微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影裝置之零件。在輻射源與微影裝置分離之配置中，輻射光束係憑藉包括(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體零件。源SO及照明器IL連同光 束遞送系統BD在需要時可被稱為輻射系統。
照明器IL可包括經組態以調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。一般而言，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈之至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作-外部及-內部)。另外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。照明器可用於調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。類似於輻射源SO，可能認為或可能不認為照明器IL形成微影裝置之零件。舉例而言，照明器IL可為微影裝置之整體零件，或可為與微影裝置分離之實體。在後一狀況下，微影裝置可經組態以允許照明器IL安裝於其上。視情況，照明器IL可拆卸且可分離地提供照明器IL(例如，由微影裝置製造商或另一供應商提供)。
投影光束B入射於圖案化器件MA(例如，光罩)上且由圖案化器件MA圖案化，該圖案化器件MA固持於支撐結構MT(例如，光罩台)上。已藉由圖案化器件而圖案化之投影光束可被稱作經圖案化光束。在已橫穿圖案化器件之情況下，投影光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器件PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、編碼器或電容式感測器)，可準確地移動支撐台WT，例如以便將不同目標部分C定位在投影光束B之路徑中。類似地，第一定位器件PM及另一位置感測器(其在圖1中並未明確地描繪)可用於例如在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於投影光束B之路徑準確地定位圖案化器件。
一般而言，可憑藉形成第一定位器件PM之一部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。類似地，可使 用形成第二定位器件PW之一部分之長衝程模組及短衝程模組來實現支撐台WT或「基板支撐件」之移動。
可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件及基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地，在多於一個晶粒被提供於圖案化器件上之情形中，圖案化器件對準標記可位於該等晶粒之間。
微影裝置進一步包括控制所描述之各種致動器及感測器之所有移動及量測的微影裝置控制單元。微影裝置控制單元亦包括供實施與微影裝置之操作相關的所要計算之信號處理及資料處理能力。實務上，微影裝置控制單元將被實現為許多子單元之系統，每一子單元處置微影裝置內之子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。舉例而言，一個處理子系統可專用於第二定位器件PW之伺服控制。分離單元可處置不同致動器或不同軸線。另一子單元可專用於位置感測器IF之讀出。微影裝置之總控制可受到中央處理單元控制。中央處理單元可與子單元通信，與操作員通信，且與微影製造程序中所涉及之其他裝置通信。
用於在投影系統PS之最終光學元件與基板之間提供液體之配置可分類成三個一般類別。此等類別為浴類型配置、所謂局域化浸潤系統及全濕潤浸潤系統。本發明之一實施例尤其係關於局域化浸潤系統。
在已針對局域化浸潤系統提議之配置中，液體限制結構12沿著投影系統PS之最終光學元件100與載物台或台之面對投影系統PS之對向表面之間的浸潤空間10之邊界之至少一部分延伸。台之對向表面如此被提及，此係因為台在使用期間移動且很少靜止。一般而言，台之對向表面為基板 W、支撐台WT(例如，環繞基板W之基板台)或兩者之表面。在圖2中說明此配置。圖2中所說明且在下文所描述之配置可應用於上文所描述且圖1中所說明之微影裝置。
圖2示意性地描繪液體限制結構12。液體限制結構12沿著投影系統PS之最終光學元件100與支撐台WT或基板W之間的浸潤空間10之邊界之至少一部分延伸。在一實施例中，密封件形成於液體限制結構12與基板W/支撐台WT之表面之間。密封件可為無接觸密封件，諸如，氣體密封件16(歐洲專利申請公開案第EP-A-1,420,298號中揭示具有氣體密封件之此系統)或液體密封件。
液體限制結構12經組態以將浸潤液體供應至浸潤空間10且將浸潤液體侷限於浸潤空間10。浸潤液體係藉由液體開口13中之一者(例如，開口13a)而引入至浸潤空間10中。可藉由液體開口13中之一者(例如，開口13b)而移除浸潤液體。浸潤液體可藉由至少兩個液體開口13(例如，開口13a及開口13b)而引入至浸潤空間10中。液體開口13中之哪一者係用以供應浸潤液體且視情況哪一者係用以移除浸潤液體可取決於支撐台WT之運動方向。
浸潤液體可藉由在使用期間形成於液體限制結構12之底部與該台之對向表面(亦即，基板W之表面及/或支撐台WT之表面)之間的氣體密封件16而含於浸潤空間10中。氣體密封件16中之氣體在壓力下經由氣體入口15而提供至液體限制結構12與基板W及/或支撐台WT之間的間隙。經由與氣體出口14相關聯之通道來抽取氣體。氣體入口15上之過壓、氣體出口14上之真空位準及間隙之幾何形狀經配置成使得在內部存在限制液體之高速氣流。液體限制結構12與基板W及/或支撐台WT之間的液體上之氣體之 力使在浸潤空間10中含有液體。彎液面17形成在浸潤液體之邊界處。在美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示此系統。其他液體限制結構12可供本發明之實施例使用。
圖3為描繪根據一實施例之另一液體供應系統或流體處置系統的側橫截面圖。圖3中所說明且在下文所描述之配置可應用於上文所描述且圖1中所說明之微影裝置。液體供應系統具備液體限制結構12，其沿著投影系統PS之最終元件與支撐台WT或基板W之間的空間之邊界之至少一部分延伸。(除非另外明確陳述，否則在以下文字中對基板W之表面之參考亦係指除支撐台WT之表面之外或支撐台WT之表面之替代物。)
液體限制結構12至少部分地使液體含於投影系統PS之最終元件與基板W及/或支撐台WT之間的浸潤空間10中。空間10係藉由定位於投影系統PS之最終元件下方且環繞投影系統PS之最終元件的液體限制結構12而至少部分地形成。在實施例中，液體限制結構12包含主體部件53及多孔部件83。多孔部件83成板形且具有複數個孔84(亦即，開口或微孔)。在實施例中，多孔部件83為網目板，其中眾多小孔84以網目形成。在美國專利申請公開案第US 2010/0045949 A1號中揭示此系統。
主體部件53包含：一或多個供應通口72，其能夠將液體供應至浸潤空間10；及一回收通口73，其能夠自浸潤空間10回收液體。一或多個供應通口72係經由通路74而連接至液體供應裝置75。液體供應裝置75能夠將液體供應至一或多個供應通口72。自液體供應裝置75饋入之液體經由對應通路74而供應至該一或多個供應通口72。一或多個供應通口72係在主體部件53之面對光學路徑之各別規定位置處安置於光學路徑附近。回收通口73能夠自浸潤空間10回收液體。回收通口73經由通路79連接至液體 回收裝置80。液體回收裝置80包含真空系統且能夠藉由經由回收通口73抽吸液體而回收液體。液體回收裝置80經由通路79回收經由回收通口73回收的液體。多孔部件83安置於回收通口73中。
在實施例中，為了形成在投影系統PS與一側上之液體限制結構12及另一側上之基板W之間具有液體之浸潤空間10，將液體自一或多個供應通口72供應至浸潤空間10且將液體限制結構12中之回收腔室81中之壓力調整至負壓以便經由多孔部件83之孔84(亦即，回收通口73)來回收液體。使用該一或多個供應通口72執行液體供應操作及使用多孔部件83執行液體回收操作在投影系統PS與液體限制結構12及基板W之間形成浸潤空間10。
為了減小或最小化微影裝置之擁有成本，需要使產出率及良率最大化。產出率為曝光基板之速率。良率為藉由在浸潤微影工具中之曝光形成於基板上之器件正常運行之比例。由於為產生器件可需要許多曝光步驟，因此每曝光之甚至低缺陷速率亦可引起良率之顯著縮減。
尾隨缺陷及曝光缺陷兩者之出現頻率趨向於隨支撐台WT與液體限制結構12之間的相對運動之速度的增大而提高。在掃描曝光期間之相對運動速度被稱作掃描速度。為提高產出率，需要掃描速度之增大。掃描速度之增大可導致缺陷增加，此係由於較難以將浸潤液體有效地侷限於浸潤空間10。在增大速度之情況下，在浸潤罩蓋與對向表面之間的彎液面中存在提高風險之不穩定性。尾隨缺陷及曝光缺陷趨向於並未跨越經曝光基板之區域隨機地或均一地分佈，而是在某些部位中以較高機率出現尾隨缺陷及曝光缺陷。尾隨缺陷及曝光缺陷之分佈可根據曝光配方，詳言之根據目標部分之曝光次序(亦即支撐台WT遵循之由一系列運動組成之路線)而變化。 為了減少缺陷之出現，可在曝光基板W之某些目標部分時減小掃描速度。然而，掃描速度之減小不理想，此係由於掃描速度之減小會縮減產出率。
應注意，在微影裝置中，通常支撐台WT移動，而投影系統PS及液體限制結構12靜止。然而，常常便於描述支撐台WT之運動，如同支撐台WT靜止且投影系統PS及液體限制結構12移動一般。無論支撐台WT及/或投影系統PS/液體限制結構12是否移動，本發明之實施例皆適用。
微影裝置可具備用以防止氣泡形成、防止氣泡雜散至投影光束之路徑中或自浸潤空間10移除氣泡之措施。此等措施可並非完全有效。將藉由在浸潤空間之外之液流及時自浸潤空間10移除氣泡；或氣泡內之氣體可溶解至浸潤液體中以使得氣泡消失。然而，此氣泡在曝光期間仍可雜散至投影光束中且產生缺陷。該缺陷可出現在形成氣泡(亦即，氣泡進入浸潤空間)之後經曝光之前幾個目標部分中之任一者中之不可預測部位處。因此，難以判定曝光缺陷之原因；詳言之，可難以判定何時產生造成特定曝光缺陷的氣泡。
為了曝光一系列目標部分，通常預先計算出由一系列運動組成之路線。該路線可基於沿著跨越基板W表面呈依序列之相繼場跨越支撐台WT之表面之曲折運動。其包括針對待曝光之每一目標部分之支撐台WT之掃描運動及掃描運動之間的轉移運動以排列支撐台WT以供下一掃描運動。通常，依次曝光在非掃描方向(例如，X方向)上延伸之目標部分行中之每一目標部分。在曝光期間，支撐台WT在掃描方向(例如，+Y方向)上移動，該掃描方向實質上垂直於非掃描方向或反轉掃描方向(例如，-Y方向)。以序列形式之曝光在掃描方向與反轉掃描方向之間交替。因此，曝光運動及轉移運動一共同形成該路線。該路線亦可包括供在曝光序列之 前、期間或之後執行量測之運動。在路線期間，基板W可自液體限制結構12下方部分或完全移出，使得浸潤液體不與基板W重疊。此尤其在曝光邊緣目標部分(亦即鄰近於基板W之邊緣或與基板W之邊緣重疊之場之邊緣目標部分)時發生。
在實施例中，液體限制結構12經組態以將浸潤液體侷限於具有呈平面之隅角形狀(亦即實質上平行於對向表面)之浸潤空間10。浸潤空間之彎液面17具有隅角形狀。舉例而言，成隅角形狀可成具有圓化隅角之大體上菱形。側可稍微為凹的。在掃描(Y)方向上及非掃描(X)方向上之隅角點係使得成隅角形狀之主軸實質上正交且分別實質上平行於掃描方向及非掃描方向。支撐台WT之主要移動係在掃描方向上及非掃描方向上。對應於浸潤空間與對向表面之間的介面之濕潤區域有時被稱作「佔據面積」。在如所描述之實施例中，液體限制結構12在操作中具有成隅角形狀之佔據面積。在另一實施例中，該佔據面積不具有隅角且其實質上可為例如橢圓形或圓形，但該佔據面積可為任何形狀。
將參考跨越基板W之邊緣移動之浸潤空間10而給出以下描述。然而，本發明同樣適用於浸潤空間10越過支撐台WT上之其他物件，例如越過感測器(諸如感測器邊緣)之狀況。本發明適用於任何類型之液體限制結構12，無論液體如何被侷限於佔據面積。舉例而言，本發明適用於在液體限制結構12之外不具有氣流以幫助限制液體之液體限制結構12且亦適用於具有用於抽取液體及/或氣體(例如，經由多孔部件抽取)之開口之二維陣列之液體限制結構12。
已發現，在執行路線期間，當支撐台WT上基板W之邊緣在由彎液面17界定之浸潤空間10之邊緣下方移動時，最可能發生來自浸潤空間10之 浸潤液體損耗。留下之液體可導致尾隨缺陷或曝光缺陷。舉例而言，若液體留在基板W上之單個位置中，則此可導致瀝濾缺陷。另外或替代地，若液體留在單個位置處太久，則剩餘液體可蒸發，從而導致該位置處之有害冷卻負載。另外或替代地，若路線之隨後運動導致彎液面17與自先前運動留下之漏洩液體碰撞，則此可導致在浸潤空間10中形成氣泡。此氣泡形成可導致曝光缺陷。
當浸潤空間10之邊緣越過基板W之邊緣時減小運動之速度降低了來自浸潤空間10之液體損耗之可能性。然而，此系統可由於跨越邊緣之某些運動沒有必要在減小速度下執行而不會使產出率最佳化，此就不會產生液體損耗了。終端使用者可具有不同要求。一些終端使用者可偏好產出率之降低以交換較低缺陷度；而其他消費者可需要以較多缺陷為代價之較高產出率。
本發明人已證實存在浸潤空間10之邊緣相對於基板W之邊緣之可以實驗方式量測相對速度，超過該速度將發生來自浸潤空間之液體損耗且低於該速度將不會發生來自浸潤空間10之液體損耗。此以實驗方式量測參數取決於許多變數，包括但不限於：所使用之液體限制結構12之類型及其操作所根據之參數(例如流體流動速度、流體體積流率及液體限制結構12之底部表面與基板W之間的距離)以及基板W之特徵，諸如邊緣之圓度、基板W邊緣斜角、局部溫度變化、基板W上之任何光阻之邊緣已經處理之方式(所謂的邊緣珠粒移除策略)、所使用之光阻類型及基板W之頂部表面上之浸潤液體之靜態後退接觸角。
圖4為說明微影裝置控制單元如何使用以上領悟控制支撐台WT之定位器PW之流程圖。圖4之流程圖表明逐步地遵循程序。然而，事實可能並 非如此，但在下文中以此方式描述以輔助理解。在實施例中，舉例而言，使用矩陣運算同時計算迴圈2000至4000中之所有步驟。此實施例可較佳，由於可較快地執行該等計算。此實施例可最適合於在路線之實施期間執行該程序之狀況(下文描述)。
在步驟1000處將所要路線之細節發送至微影裝置控制單元。關於該路線之資訊包括關於在運動開始時浸潤空間10相對於物件之部位、在運動結束時浸潤空間10相對於物件之部位及在運動開始時之部位與運動結束時之部位之間的移動速度及方向的資訊。微影裝置控制單元繼續進行至步驟2000以針對路線中浸潤空間10之邊緣越過物件之邊緣的運動。微影裝置控制單元在步驟2000中判定浸潤空間10之邊緣相對於物件之邊緣之速度。在步驟3000中，微影裝置控制單元預測該運動是否很可能產生液體損耗。微影裝置控制單元藉由比較在步驟2000中判定之速度與預定參數而進行此操作。若在步驟2000中判定之速度大於預定參數，則作出液體損耗之預測。
在實施例中，預定參數表示速度。預定參數可為以實驗方式判定之速度，在該速度下發生來自浸潤空間10之液體損耗。
在步驟4000中，對於在步驟3000中預測有液體損耗之彼等運動，在已經預測有液體損耗之至少一個運動期間路線之一或多個參數可經修改。該修改可減小在運動期間損耗之液體之量，或可實質上嘗試避免任何液體損耗。
在步驟4000之後，微影裝置控制單元可經由迴圈2500返回至步驟2000。在實施例中，微影裝置控制單元可或可不對微影裝置控制單元剛剛修改了的運動重複步驟2000及3000(及視情況4000)。可執行重複以便 檢查其是否適於更進一步避免或減少經預測水損耗。此可被視為查看在步驟4000中所作之修改對於實現來自浸潤空間10之液體損耗之所要減少是否有效的檢查。
可以實驗方式判定預定參數。舉例而言，預定參數可為當浸潤空間之邊緣越過物件之邊緣時浸潤空間10之邊緣在垂直於物件之邊緣之方向上之速度，超過該速度發現液體會自液體限制結構12逸出。可藉由在浸潤空間10之邊緣在垂直於物件之邊緣之方向上之複數個不同速度下在浸潤空間10之邊緣下方移動測試物件之邊緣而判定預定參數。可接著將預定參數設定成實質上自浸潤空間10未損耗液體時之速度與自浸潤空間10損耗液體時之速度之間的值。在替代實施例中，預定參數可為最小速度，浸潤空間10中在液體限制結構12之表面與基板W之表面之間延伸之液體之彎液面在該速度下在測試物件之邊緣處不穩定。
在實施例中，預定參數可不以實驗方式判定。舉例而言，操作者可選擇任意預定參數。操作者可接著基於所達成之產出率及缺陷率而決定是否增大或減小預定參數。預定參數之增大將導致較高產出率，但當然亦可導致較高缺陷度。預定參數之量值之減小將意謂路線之該系列運動中之較多運動具有減小速度，從而意謂較低產出率但有可能較低缺陷率。
若特定運動具有大於預定參數的浸潤空間10之邊緣相對於物件之邊緣之經預測速度，則此產生來自浸潤空間10之液體損耗之預測。控制程式可修改在經預測有液體損耗之運動期間路線之一或多個參數。對路線之該一或多個參數之修改為將使得液體損耗不大可能之修改。舉例而言，可針對經預測有漏洩之運動修改以下參數中之一或多者或任何組合：減小路線之至少一個運動之速度；在路線之至少一個運動期間減小液體限制結構12 與支撐台WT之間的距離；在路線之至少一個運動期間增大進入或離開液體限制結構12之流體流動速率；以及在至少一個運動期間增大在支撐台WT之方向上之改變率。藉由選擇運動方向上之不同變化率，該路徑將具有不同半徑。彼等參數中之每一者有可能降低在經預測有液體損耗之運動期間來自浸潤空間10之液體損耗之可能性。在實施例中，若經預測有液體之漏洩，則微影裝置控制單元將導致液體損耗之運動速度減小至預定參數或更低。
本發明人已發現相對速度(超過該相對速度會發生來自浸潤空間10之液體損耗)亦取決於浸潤空間10及基板W之邊緣之相對定向。在實施例中，微影裝置控制單元判定在至少一個運動期間浸潤空間10之邊緣在垂直於基板W之邊緣之方向上之速度。此速度給出在運動期間液體是否有可能自浸潤空間10漏洩之甚至更準確判定。
為了判定在至少一個運動期間浸潤空間10之邊緣在垂直於基板W之邊緣之方向上之速度，微影裝置控制單元具備關於浸潤空間10之呈平面圖之有可能形狀之幾何資訊。另外，微影裝置控制單元具備與基板W之邊緣之形狀相關的資料。在實施例中，在步驟2000中，將浸潤空間10之邊緣處理為複數個離散浸潤空間邊緣部分。可以相同方式處理基板W之邊緣，亦即處理為複數個離散物件邊緣部分。
微影裝置控制單元判定離散浸潤空間邊緣部分在垂直於離散物件邊緣部分之邊緣之方向上之速度，離散浸潤空間邊緣部分越過離散物件邊緣部分。所判定速度可被稱為離散浸潤空間邊緣部分速度。接著在步驟3000中比較針對特定運動所計算之離散浸潤空間邊緣部分速度中之每一者與預定參數。在實施例中，若給定運動之離散浸潤空間邊緣部分速度中 之任一者大於預定參數，則微影裝置控制單元移動至步驟4000。若比較步驟3000展示經預測離散浸潤空間邊緣部分速度並不大於預定參數，則微影裝置控制單元經由迴圈2500返回至步驟2000以針對路線之該系列運動中之下一運動預測離散浸潤空間邊緣部分速度。在替代實施例中，僅在超過某一數目個離散浸潤空間邊緣部分速度超過預定參數之情況下微影裝置控制單元才前進至步驟4000。
在步驟4000中修改路線之該一或多個參數之後，微影裝置控制單元經由迴圈2500返回至步驟2000以針對路線之該系列運動中之下一運動預測浸潤空間邊緣部分速度。
將浸潤空間之邊緣分離為複數個離散浸潤空間邊緣部分亦為微影裝置控制單元判定浸潤空間10之邊緣是否越過基板W之邊緣的便利方式。舉例而言，若在路線之運動期間浸潤空間邊緣部分中之一者之一端或兩端越過物件邊緣部分，則微影裝置控制單元判定浸潤空間10之邊緣越過基板W之邊緣。在實施例中，僅在判定浸潤空間10之邊緣越過基板W之邊緣之情況下才預測浸潤空間10之邊緣相對於基板W之邊緣之速度。
在實施例中，如例如圖5中所說明，液體限制結構12在底部表面(亦即面向基板W之表面之表面)中包含複數個抽取開口50。抽取開口50用於自浸潤空間10外部抽取氣體及/或自浸潤空間10內部抽取浸潤液體。浸潤液體之彎液面17在鄰近抽取開口50之間延伸。藉由將離散浸潤空間邊緣部分指派為在一或多個依序抽取開口50之間(例如在鄰近抽取開口50之間)延伸，便於將浸潤空間10之邊緣分離為複數個離散浸潤空間邊緣部分。
如圖5中所說明，在實施例中，微影裝置控制單元計算離散浸潤空間邊緣部分之法線方向。藉由箭頭說明液體限制結構12之運動方向(即，運 動2002)。對於該圖中放大之浸潤空間邊緣部分，可計算法線方向2004。以相同方式，計算物件邊緣部分之法線方向2006(垂直於物件邊緣部分之切線2005)。
彎液面17歸因於基板W相對於液體限制結構12之運動2002而經歷在其法線方向2004上作用於其上之力。接著藉由求解液體限制結構12在彎液面17之法線方向2004上相對於基板W之速度而計算彎液面17相對於基板W所經歷之局部速度。接著計算在物件邊緣部分之法線方向2006上之局部速度之分量。此分量被稱作接觸線速度且與預定參數相比較。由此，計算浸潤空間之邊緣相對於物件之邊緣之速度。向量分析可用於計算此速度。因此，計算歸因於至少一個運動之兩個法線方向2004、2006之相對速度且將其量值與預定參數相比較。在圖6中說明兩個法線方向2004、2006及至少一個運動2002。計算表示離散浸潤空間邊緣部分之法線在垂直於離散物件邊緣部分之方向上之相對速度的所得向量2010。在實施例中，將相對速度之量值視為接著在步驟3000中與預定參數相比較之速度。
在實施例中，計算與預定參數相比較之速度與該預定參數之比率。在實施例中，此為液體限制結構12之運動速度由其減小以便計算速度從而避免液體損耗的比率。在實施例中，微影裝置控制單元藉由該比率減小經預測有液體損耗之運動的速度。在發現多於一個離散物件邊緣部分對於給定運動漏洩液體之狀況下，可在多個不同技術方案中之一者中選擇液體限制結構12之運動之減小速度。選擇速度之一種方式將為選擇所計算速度中之最低者以避免液體損耗。選擇速度之另一方式將為選擇等於所計算速度之中位值、均值、最小值、最大值、加權平均值、加權均值或某一百分點 (例如，最低10%)之速度以避免液體損耗。
在實施例中，若在步驟3000中預測有液體損耗，則微影裝置控制單元在步驟3000之後在決定是否繼續進行至步驟4000之前進行進一步計算。舉例而言，微影裝置控制單元可決定漏洩液體之位置、漏洩液體之量及/或在一個部位處漏洩液體耗費之時間造成由於浸潤液體損耗而產生任何缺陷之低風險。若判定缺陷之低風險，則液體損耗之風險可為可接受的且微影裝置控制單元返回至步驟2000而不在步驟4000中修改路線之一或多個參數。因此，判定是否適於避免或減小經預測液體損耗之步驟可在步驟3000之後在前進至步驟4000之前實施。若判定並不適於避免經預測水損耗，則微影裝置控制單元選擇迴圈2500而不前進至步驟4000。若判定適於減小經預測水損耗，則微影裝置控制單元繼續進行至步驟4000。
在實施例中，微影裝置控制單元預測在路線之隨後運動期間來自液體損耗之液體在基板W上之任何移動。舉例而言，可預測液體之漏洩貫穿運動發生或直到液體限制結構12改變方向(超過某一最小量)為止。亦可預測漏洩液體與液體限制結構12之相互作用。當液體限制結構12越過液體時，基板W上留下之液體可吸收至浸潤空間11中。另一方面，漏洩液體可例如藉由液體限制結構12之徑向外部氣刀組件而被推動至液體限制結構12前方(有時被稱為擠壓)。該液體可圍繞液體限制結構12外部以其方式起作用且被留在基板W上液體限制結構12後方以作為小滴之軌跡。小滴之軌跡亦由於初始漏洩而留下(被稱為尾隨小滴)。模擬考慮到兩種類型之小滴以及所吸收液體及經擠壓小滴稍後可變成例如尾隨小滴。液體之移動可為在隨後運動期間液體與液體限制結構12之相互作用之結果。舉例而言，對於一或多個隨後運動，判定保留在基板W上之液體是否在浸潤空間10之路 徑中。微影裝置控制單元可接著判定損耗液體之液體在基板W上之一個特定位置中耗費之時間之量。若判定損耗液體之液體在基板W上之一個位置中耗費之時間大於預定瀝濾界限或預定蒸發界限，則可判定應避免或減小液體損耗。預定瀝濾界限可被視為一時間，超過該時間可預期有瀝濾缺陷。預定蒸發界限可被視為一時間，超過該時間可預期有由蒸發(例如，顆粒物質或局部冷卻)產生之尾隨缺陷或局部冷卻缺陷。可藉由實施實驗以實驗方式判定預定瀝濾界限及預定蒸發界限以判定在多少時間週期之後出現瀝濾缺陷或何時出現蒸發缺陷。替代地或另外，可基於經歷而選擇彼等參數。
在實施例中，微影裝置控制單元可對在至少一個運動期間預期之液體損耗之數量進行估計。若損耗之液體之數量大於預定數量，則微影裝置控制單元可判定適於避免或減小液體損耗。在實施例中，可基於法線方向2004、2006之間的差而進行液體損耗之數量之估計。舉例而言，若法線方向2004、2006之間的角度較小，則此可指示較大液體損耗。
若該預測判定來自液體損耗之液體在路線結束時以違反一組預定規則之位置及/或數量保留在物件及/或支撐台上，則控制器500可判定適於避免或減小液體損耗。
微影裝置控制單元可在路線之實施期間執行上述程序(例如，預測、比較及修改)。亦即，微影裝置控制單元可執行步驟2000至4000，而液體限制結構12已經遵循該路線。在替代實施例中，微影裝置控制單元可在由浸潤裝置執行經修改路線之前離線對該路線執行步驟2000至4000。
在實施例中，計算或執行路線之指令可呈含有描述如上文所揭示之方法之機器可讀指令之一或多個序列之電腦程式或其中儲存有此電腦程式 之資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)形式。電腦程式可作為升級應用於現有微影裝置。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，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、用於磁疇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。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)自動化光阻塗佈及顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光之抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。在適用情況下，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理多於一次，例如，以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語「基板」亦可指已經含有多個經處理層之基板。
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，具有為或約為365、248、193、157或126奈米之波長)。
術語「透鏡」在內容背景允許的情況下可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
儘管上文已描述特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明之實施例。以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
10‧‧‧浸潤空間
12‧‧‧液體限制結構
13‧‧‧液體開口
13a‧‧‧開口
13b‧‧‧開口
14‧‧‧氣體出口
15‧‧‧氣體入口
16‧‧‧氣體密封件
17‧‧‧彎液面
100‧‧‧最終光學元件
W‧‧‧基板

Claims (17)

  1. 一種浸潤微影裝置，其包含：一支撐台，其經組態以支撐具有至少一個目標部分之一物件；一投影系統，其經組態以將一經圖案化光束投影至該物件上；一定位器，其經組態以相對於該投影系統移動該支撐台；一液體限制結構，其經組態以將一液體侷限於該投影系統與該物件及/或該支撐台之一表面之間的一浸潤空間；以及一控制器，其經組態以控制該定位器從而遵循(follow)由一系列運動(a series of motions)組成之一路線(route)而移動該支撐台，該控制器經調適以：當在該路線之該系列運動中之至少一個運動期間該浸潤空間之一邊緣越過(passes over)該物件之一邊緣時預測該浸潤空間之該邊緣相對於該物件之該邊緣之一速度；比較該速度與一預定參數且在該速度大於該預定參數之情況下預測在該至少一個運動期間自該浸潤空間之液體損耗(liquid loss)；以及若預測到自該浸潤空間之液體損耗，則相應地修改在該至少一個運動期間該路線之一或多個參數。
  2. 如請求項1之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態使得該預測該速度包含：判定在該至少一個運動期間該浸潤空間之該邊緣在垂直於該物件之該邊緣之一方向上該速度。
  3. 如請求項1之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態使得該預測該速度包含：將該浸潤空間之該邊緣處理為複數個離散浸潤空間邊緣部分及將該物件之該邊緣處理為複數個離散物件邊緣部分且計算每一浸潤空間邊緣部分之該速度。
  4. 如請求項3之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態使得該預測該速度進一步包含：在該路線之該一個運動期間，若該等浸潤空間邊緣部分中之一者之一端或兩端越過一物件邊緣部分，則判定該浸潤空間之該邊緣越過該物件之該邊緣。
  5. 如請求項3之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態使得該預測該速度進一步包含：判定該等浸潤空間邊緣部分中之至少一者之一法線方向及該等浸潤空間邊緣部分中之該至少一者越過之該物件邊緣部分之一法線方向，且計算該兩個法線方向歸因於該路線之該至少一個運動之一相對速度，其中將該相對速度之一量值視為該速度。
  6. 如請求項3之浸潤微影裝置，其中該液體限制結構在面向該物件及/或該支撐台之該表面之一表面中包含複數個抽取開口，該等抽取開口用於自該浸潤空間抽取浸潤液體及/或用於自該浸潤空間外部抽取氣體，該複數 個離散浸潤空間邊緣部分中之每一者對應於一或多個依序抽取開口。
  7. 如請求項6之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態使得該預測該速度將該等離散浸潤空間邊緣部分處理為在鄰近抽取開口之間延伸之部分。
  8. 如請求項1、2或3之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態使得該修改一或多個參數包括選自包括以下各者之清單之一或多者：減小該路線之該至少一個運動之一速度；減小在該路線之該至少一個運動期間該液體限制結構與支撐台之間的距離；增大在該路線之該至少一個運動期間進入或離開該液體限制結構之一流體流動速率；以及增大在該至少一個運動期間在該支撐台之方向上之一變化率。
  9. 如請求項8之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態使得將該速度減小至該預定參數或更低。
  10. 如請求項1、2或3之浸潤微影裝置，其中該控制器進一步經組態以僅在判定適於避免或減小該經預測液體損耗之情況下才修改該一或多個參數。
  11. 如請求項10之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態使得該判定是否適合包含： 在該至少一個運動之後及/或之前預測該路線期間來自該液體損耗之液體在該物件上之任何移動。
  12. 如請求項10之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態使得該判定是否適合包含：在該至少一個運動之一隨後運動中預測該至少一個運動中存在於該浸潤空間之路徑中的損耗之液體。
  13. 一種使用一浸潤微影裝置以將一經圖案化光束投影至具有複數個目標部分之一基板上之器件製造方法，該方法包含：使用一液體限制結構將一液體侷限於一投影系統與一支撐台上之一物件及/或該支撐台之一對向表面之間的一浸潤空間；以及沿著包含一系列運動之一路線移動該支撐台；當在該路線之該系列運動中之至少一個運動期間該浸潤空間之一邊緣越過該物件之一邊緣時預測該浸潤空間之該邊緣相對於該物件之該邊緣之一速度；比較該速度與一預定參數且在該速度大於該預定參數之情況下預測在該至少一個運動期間自該浸潤空間之液體損耗；以及若預測到自該浸潤空間之液體損耗，則在執行該至少一個運動之前相應地修改在該至少一個運動期間該路線之一或多個參數。
  14. 如請求項13之方法，其中該預定參數為當該浸潤空間之一邊緣越過該物件之該邊緣時該浸潤空間之該邊緣在垂直於該物件之該邊緣之一方向 上之一速度，超過該速度液體會自該液體限制結構逸出。
  15. 如請求項13之方法，其中預測該速度包含：將該浸潤空間之該邊緣處理為複數個離散浸潤空間邊緣部分及將該物件之該邊緣處理為複數個離散物件邊緣部分且計算每一浸潤空間邊緣部分之該速度。
  16. 如請求項13之方法，其中該液體限制結構在面向該物件及/或該支撐台之該表面之一表面中包含複數個抽取開口，該等抽取開口用於自該浸潤空間抽取浸潤液體及/或用於自該浸潤空間外部抽取氣體，該複數個離散浸潤空間邊緣部分中之每一者對應於一或多個依序抽取開口，且其中預測該速度涉及將該等離散浸潤空間邊緣部分處理為在鄰近抽取開口之間延伸之部分。
  17. 如請求項13之方法，其中修改一或多個參數包括選自包括以下各者之清單之一或多者：減小該路線之該至少一個運動之一速度；減小在該路線之該至少一個運動期間該液體限制結構與支撐台之間的距離；增大在該路線之該至少一個運動期間進入或離開該液體限制結構之一流體流動速率；以及增大在該至少一個運動期間在該支撐台之方向上之一變化率。
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