[发明专利]光刻设备及器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种浸没式光刻设备。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的 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的图案形成装置 用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。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，单个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，通过将整个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到所述衬底 上，而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间。 在一个实施例中，所述液体是蒸馏水，尽管也可使用另一种液体。将参 考液体对本发明的实施例进行描述。然而，另一种流体可以是适合的流 体，特别是润湿性流体、不可压缩的流体和/或其折射率比空气的折射率 更高的流体，期望地是其折射率比水的折射率更高的流体。尤其期望是 除气体之外的流体。由于曝光辐射在所述液体中具有更短的波长，所以 上述做法的要点在于能够使更小的特征成像。(所述液体的作用还可以 看作是增加了系统的有效的数值孔径(NA)并且增大焦深)。还提出了 使用其它浸没液体，包括其中悬浮有固体微粒(例如，石英)的水，或 具有纳米颗粒悬浮体(例如具有最大尺寸达10nm的颗粒)的液体。所述 悬浮的颗粒可能具有或可能不具有与它们悬浮所在的液体相似或相同的 折射率。包括烃(例如芳香烃、氟化烃和/或水溶液)的其它液体可能也 是适合的。

将衬底或衬底和衬底台浸没在液体浴器中(例如，见美国专利 US4,509,852)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。

提出来的一种布置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)。已经提出的一种用于设 置上述设备的方法在PCT专利申请WO99/49504中公开了。如图2和图 3所示，液体优选地沿着衬底相对于所述最终元件的移动方向，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，所述液体通 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，液体在所述元件的+X一侧供给并且在-X一侧去除。图2 是所述布置的示意图，其中液体通过入口IN供给，并在所述元件的另一 侧通过与低压源相连的出口OUT去除。在图2的显示中，虽然液体沿着 衬底相对于所述最终元件的移动方向供给，但这不是必需的。可以在所 述最终元件周围设置各种方向和数目的入口和出口，图3示出了一个示 例，其中在所述最终元件的周围在每一侧以规则的重复方式设置了四组 入口和出口。液体被如远离图3中的矩形特征指向的箭头所表示的方式 供给。液体被如朝所述矩形特征指向的箭头所表示的方向移除。

在图4中示出了另一个采用液体局部供给系统的浸没式光刻方案。 液体由位于投影系统PS每一侧上的两个槽状入口IN供给，由沿入口IN 径向向外设置的多个离散的出口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PS的一侧上的一个槽状入口IN提供，由位于投影系统PS的 另一侧上的多个离散的出口OUT去除，这造成投影系统PS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组合是不起作用的)。