[发明专利]为浸没光刻提供流体的装置和方法

说明书

本申请是中国专利申请No.200480023888.5(申请日：2004年7月16日；发明名称：为浸没光刻提供流体的装置和方法)的分案申请。

本申请基于下面美国临时专利申请，并要求享有这些美国临时专利申请的权益，这些美国临时专利申请为：2003年9月3日提交的No.60/500312和2004年2月2日提交的No.60/541329。在此引用这些美国临时专利申请的全文作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及一种为浸没光刻(immersion lithography)提供流体的系统和方法，更具体地说，是一种控制流体流量和压力以便为浸没光刻提供稳定条件的系统和方法。

背景技术

曝光装置是一种精密组件，在半导体处理期间，它通常被用于把图像从一分划板转移到半导体晶片上。一种典型的曝光装置包括：一照明源；一分划板台组件，用于保持着一分划板；一光学组件；一晶片台组件，用于保持着半导体晶片；一测量系统；一控制系统。涂敷有抗蚀剂的晶片被放置在从一形成图案的掩膜发射的辐射路径中，并且被这种辐射曝光。当抗蚀剂被显影时，掩膜图案被转移到晶片上。在显微镜方法中，超紫外线(EUV)辐射通过一薄的样本而被传递到一个涂敷有抗蚀剂的板上。当抗蚀剂被显影时，就留下与样本结构相关的剖析形状。

浸没光刻是这样一种技术，它可以利用数值孔径大于1地进行曝光，从而能提高投射光刻的分辨率，这种分辨率要大于传统的“干式”系统的分辨率的理论最大值。通过对最终光学元件和涂敷有抗蚀剂的目标(即，晶片)之间的空间进行填充，浸没光刻就可以利用那些如果用其它方式就会在光-空气分界面处被在内部全部反射的光线进行曝光。采用与浸没流体(或抗蚀剂或透镜材料，最少的那一个)的折射率(index)一样高的数值孔径是可以的。与具有相同数值孔径的干式系统相比，通过浸没流体的折射率，流体浸没还增大了晶片的焦点深度，即在晶片的竖直位置的可容忍误差。因此，浸没光刻能提高分辨率，能从248nm转变为193nm。然而，不象曝光波长中的转变，采用浸没方式就无需研发新的光源、光学材料或涂敷层，并且允许在相同的波长采用与传统的光刻相同或相似的抗蚀剂。在只有最终光学元件和它的支座和晶片(以及可能还有支撑台)与浸没流体相接触的浸没系统中，在诸如污染控制的领域中已经为传统的工具研制了许多技术和设计，直接应用到浸没光刻。

浸没光刻的一个难题在于设计一个用于在最终光学元件和晶片之间输送和回收诸如水的流体的系统，以便为浸没光刻提供一个稳定的条件。

发明内容

本发明的实施例是针对控制流体流量和压力以便为浸没光刻提供稳定条件的系统和方法。在浸没光刻过程期间，向透镜和基片之间的一空间提供一流体。流体被供给到所说空间，并通过一个与所说空间流体连通的一个多孔元件从所说空间回收流体。把多孔元件中的压力保持在多孔元件的起泡点以下，就能消除在流体回收期间由空气与流体相混合所产生的噪音。起泡点是多孔元件的一个特征，它取决于多孔元件中的孔(最大孔)的尺寸大小以及流体与多孔元件所形成的接触角(它是基于多孔材料特性和流体特性的一个参数)。由于起泡点通常是一个非常低的压力，因此，这种低压的控制就成为一个重要的问题。

本发明的一个方面是针对一种在浸没光刻系统中从一透镜和一基片之间的一个空间回收流体的方法。该方法包括：通过一个多孔元件经由一条回收流线路从所说空间抽吸流体；在从所说空间吸取流体期间，把多孔元件中的压力保持在多孔元件的起泡点以下。

在某些实施例中，保持压力的步骤包括：提供一个被保持在一预定压力的溢流容器；把通过多孔元件经由回收流线路从所说空间回收的流体引导到溢流容器内。保持压力的步骤还包括：把流体从溢流容器虹吸到一收集箱内。流体在重力作用下被向下虹吸到设置在溢流容器下面的收集箱内。在另外一些实施例中，保持压力的步骤包括：提供一流体液位缓冲件；通过多孔元件经由一缓冲流线路把流体从所说空间吸到流体液位缓冲件；感测流体液位缓冲件处的压力或流体液位；根据所感测到的流体液位缓冲件处的压力或流体液位，对通过多孔元件经由回收流线路从所说空间吸取的流体进行控制。控制流体流的步骤包括：控制一个被设置在回收流线路中位于多孔元件下游的可变阀。在另外一些实施中，保持压力的步骤包括：提供一流体液位缓冲件；通过多孔元件经由一缓冲流线路把流体从所说空间抽吸到流体液位缓冲件；感测流体液位缓冲件处的压力或流体液位；根据所感测到的流体液位缓冲件处的压力或流体液位，控制通过多孔元件的回收流线路出口处的真空压力。控制真空压力的步骤包括：控制回收流线路出口处的一收集箱中的一真空调节器。