[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器件制造方法。

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。该液体期望是蒸馏水，但是也可以使用一种或更多种其他液体。本法明的实施例将参照液体进行描述。然而，流体也是合适的，尤其是折射率高于空气的流体，优选折射率高于水的流体。由于曝光辐射在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数值孔径并且增大焦深)。还可以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US4509852)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IH通过使用液体限制系统将液体只提供在衬底的局部区域上以及投影系统的最终元件和衬底之间(通常衬底具有比投影系统的最终元件更大的表面积)。提出来的一种用于设置上述设备的方法在公开号为WO99/49504的PCT专利申请中公开了。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，在已经通过投影系统下面后，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，虽然液体沿着衬底相对于最终元件的移动方向供给，但不是必需的。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示出了一个实施例，其中在最终元件的周围在任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液体局部供给系统IH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，由设置在从入口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提供，由位于投影系统PL的另一侧上的多个离散的出口OUT去除，这引起投影系统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(其他的入口IN和出口OUT组合是不被激活的)。

已经提出的另一种具有局部液体供给系统方案的浸没光刻方案是提供具有液体限制结构的液体供给系统，所述液体限制结构沿着投影系统的最终元件和衬底台之间的空隙的至少一部分边界延伸。这种方案如图5所示。液体限制结构IH相对于投影系统在XY平面中是基本静止的，尽管在Z方向上(在光轴的方向上)可能有一些相对运动。在实施例中，在液体限制结构和衬底表面之间形成密封。所述密封可能是非接触式的，例如气体密封。