[发明专利]光刻设备和器件制造方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种光刻设备和一种用于制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常到所述衬底的目标部 分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在 这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版(reticle)的图案形成装置用于 生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例 如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯) 上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材 料(抗蚀剂)层上。通常，单独的衬底将包含连续形成图案的相邻目标部 分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将 全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫 描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所 述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一 个目标部分。还可以通过将所述图案压印(imprinting)到所述衬底上，将 所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

已提出将光刻投影设备中的衬底浸没在具有相对高的折射率的液体 (例如，水)中，以填充介于投影系统的最终元件和衬底之间的空隙。所 述液体可以是蒸馏水(超纯水)，但是也可以采用其它的高折射率液体。 本发明的实施例将参照诸如基本不可压缩和/或润湿流体等的液体进行描 述。然而，其它的流体也可能是合适的，尤其是折射率高于空气的流体， 例如烃，例如氢氟碳(hydrofluorocarbon)。由于曝光辐射在所述液体中具 有更短的波长，所以上述做法的关键在于能够使更小的特征成像。(液体 的作用还可以看作是增加系统的有效NA并且增大焦深)。还推荐使用其他 浸没液体，包括其中悬浮固体微粒(例如，石英)的水。

然而，将衬底或者衬底和衬底台浸没在液体溶池中(例如，见美国专 利No.4509852，在此以引用的方式将该专利的内容并入本文中)意味着在 扫描曝光过程中必须要加速大体积的液体。这需要另外的或者更大功率的 电动机，并且液体中的湍流可能导致不期望的或者不可预料的影响。

提出来的解决方法之一是液体供给系统通过使用液体限制系统只将 液体提供在衬底的局部区域上(通常衬底具有比投影系统的最终元件更大 的表面积)以及投影系统的最终元件和衬底之间。提出来的一种用于设置 上述设备的方法在PCT专利申请公开出版物WO99/49504中公开了，在此 以引用的方式将该专利的内容并入本文中。如图2和图3所示，液体优选地 沿着衬底相对于最终元件移动的方向，通过至少一个入口IN供给到衬底 上，在已经在投影系统下面通过后，液体通过至少一个出口OUT去除。也 就是说，当衬底在所述元件下沿着-X方向被扫描时，液体在元件的+X一 侧供给并且在-X一侧去除。图2是所述配置的示意图，其中液体通过入口 IN供给，并在元件的另一侧通过出口OUT去除，所述出口OUT与低压力源 相连。在图2的展示中，液体沿着衬底相对于最终元件的移动方向供给， 但这不是必需的。可以在最终元件周围设置各种方向和数目的入口和出 口，图3示出了一个实例，其中在最终元件的周围在每一侧以规则的图案 设置了四个入口和出口。

在图4中示出了另一个采用局部液体供给系统的浸没光刻方案。液体 由位于投影系统PL任一侧上的两个槽状入口IN供给，由设置在入口IN沿 径向向外的位置上的多个离散的出口OUT去除。所述入口IN和出口OUT 可以设置在板上，所述板在其中心有孔，投影束通过该孔投影。液体由位 于投影系统PL的一侧上的一个槽状入口IN供给，由位于投影系统PL的另 一侧上的多个离散的出口OUT去除，这导致投影系统PL和衬底W之间的液 体薄膜流。选择使用哪组入口IN和出口OUT组合可能依赖于衬底W的移动 方向(另外的入口IN和出口OUT组合是未被激活的)。

已经提出的另一种解决方案是提供具有阻挡构件的液体供给系统，所 述阻挡构件沿着在投影系统的最终元件和衬底台之间的空隙的边界的至 少一部分延伸。所述阻挡构件相对于投影系统在XY平面中是基本静止的， 尽管其在Z方向上(在光轴的方向上)有一定的相对移动。在所述阻挡构 件和衬底的表面之间形成密封。在实施例中，所述密封是非接触密封，例 如气体密封。这种具有气体密封的系统在美国专利申请公开出版物 No.2004-0207824中公开，在此引用的方式将所述专利申请的内容并入本 文中。