[发明专利]光刻装置和器件制造方法

说明书

本申请是申请号为200610107688.9、申请日为2006年6月20日、 发明名称为：光刻装置和器件制造方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种光刻装置和一种器件制造方法。尤其是涉及一种包 括液体限制系统的光刻装置，该液体限制系统用于在该光刻装置中密封 投影系统和将由该投影系统图案化的基板之间的液体。

背景技术

光刻装置是将期望的图案应用于基板上，通常是应用于该基板的靶 部上的装置。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情 况下，构图部件，也称作掩模或中间掩模版，可用于产生电路图案以形 成在IC的一个单独层上。该图案能转印到基板的(例如硅晶片)靶部上 (例如包括部分、一个或者多个管芯)。这种图案的转印典型地通过成像 到基板上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)上。一般的，单个基板包含连 续图案化的相邻靶部的整个网格。公知的光刻装置包括肺胃的晶片步进 器，其通过将全部图案一次曝光在靶部上而辐射每一靶部，和所谓的扫 描器，其通过在辐射束下沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案、同时沿 与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基板来辐照每一靶部。也能通 过在基板上压印图案而将构图部件的图案转印至基板上。

现已提出，将光刻装置中的基板浸入具有相对高的折射率的液体如 水中，以填满基板和投影系统末端元件之间的空间。这使得更小的特征 能够成像，因为曝光辐射在液体中具有更短的波长。(液体的这种作用也 可以认为是增大了系统的有效NA和提高了焦深)。也有人建议其它的浸 液，包括其中悬浮着固体微粒(如石英)的水。

然而，将基板或者基板和基板台浸没在液体浴槽中(例如参见美国 专利US4,509,852，这里全部引入作为参考)意味着在扫描曝光期间要 将大量液体加速。这需要额外的或者更大功率的电动机，且液体内的紊 流会导致不期望和不可预知的影响。

对液体供给系统，所提出的解决方法之一是使用液体限制系统仅在 基板的局部区域以及投影系统末端元件和基板之间提供液体(基板的表 面积通常比投影系统末端元件的要大)。WO99/49504中公开了一种采用 这种设置的方法，这里全部引入作为参考。如图2和图3所示，液体通 过至少一个入口IN提供给到基板上，优选沿着基板相对于末端元件移动 的方向供给，并且在经过了投影系统下方后由至少一个出口OUT除去。 即，当沿。-X方向在元件下面扫描基板时，在该元件的+X一侧供给液体 并在-X一侧将其吸走。图2示意性说明了该设置，其中液体通过入口IN 供给，并且由连接到低压源的出口OUT从元件另一侧吸走。图2示出了 液体是沿着基板相对于末端元件的移动方向供给的，尽管不是必须要这 样。可以在末端元件周围的多个方向上设置多个入口和出口，图3示出 了一个例子，其中围绕末端元件以规则图案设置了四组位于任一边入口 和出口。

提出的另一种解决方法是，提供带有密封元件的液体供给系统，该 密封元件沿着位于投影系统末端元件和基板台之间的空间的至少部分边 界延伸。这种解决方式在图4中示出。尽管密封元件相对于投影系统在2 方向(光轴方向河以有一定的相对运动，但它在XY平面内基本上保持不 动。密封是在密封元件和基板表面之间形成的。密封优选是诸如气封这 样的非接触密封。

欧洲专利申请No.03257072.3公开了两或双工作台浸没光刻装置的 构思。提供了一种具有两个支承基板的工作台装置。用一个工作台在没 有浸液的第一位置进行水准测量，并用一个工作台在存在浸液的第二位 置进行曝光。或者，该装置仅有一个工作台。

如上所述的在浸没系统中具有液体的问题在于存在有浸液蒸发的风 险。这种浸液蒸发会导致一些后果。首先是基板的局部冷却的问题，其 导致基板收缩，并由此导致了由基板和基板台之间的热膨胀系数差导致 的双金属的弯曲所引起的重叠和聚焦误差。即使基板和基板台具有同样 的热膨胀系数，z平面内的温度梯度也能导致弯曲，并由此产生聚焦误差。 其次是在基板表面上会出现干燥的污点。第三个后果是液体限制系统的 冷却，其间接冷却了投影系统内的透镜，并导致投影光束的球面象差。 此外，蒸发导致的温度的变化会导致基板台或基板架的尺寸和形状发生 变化。如果基片台改变了形状，则基板台上的传感器的位置稳定性以及 该传感器的信号可能会产生偏差。最终，由冷却的液体限制系统造成的 浸液的间接冷却会导致液体内的折射率变化，这种变化又导致投影曝光 束以及图案的聚焦偏移和变形。