[发明专利]光刻设备和器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光刻设备和使用光刻设备制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是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(ICs)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。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单个的衬底将包含被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：所谓的步进机，在步进机中，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；和所谓的扫描器，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同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。

已经提出将光刻投影设备中的衬底浸入到具有相对高折射率的液体(例如水)中，以便充满投影系统的最终元件和衬底之间的空间。在一实施例中，液体是蒸馏水，但是可以使用其他液体。本发明的实施例将参考液体进行描述。然而，其它流体也可能是适合的，尤其是润湿性流体、不能压缩的流体和/或具有比空气折射率高的折射率的流体，期望是具有比水的折射率高的折射率。除气体以外的流体是尤其希望的。这样能够实现更小特征的成像，因为在液体中曝光辐射将会具有更短的波长。(液体的影响也可以被看成提高系统的有效数值孔径(NA)，并且也增加焦深)。还提出了其他浸没液体，包括其中悬浮有固体颗粒(例如石英)的水，或具有纳米悬浮颗粒(例如具有最大尺寸达10nm的颗粒)的液体。这种悬浮的颗粒可以具有或不具有与它们悬浮所在的液体相似或相同的折射率。其他可能合适的液体包括烃，例如芳香烃、氟化烃和/或水溶液。

将衬底或衬底与衬底台浸入液体浴器(参见，例如美国专利No.US4,509,852)意味着在扫描曝光过程中需要加速很大体积的液体。这需要额外的或更大功率的电动机，而液体中的湍流可能会导致不希望的或不能预期的效果。

在浸没设备中，浸没流体由流体处理系统、装置结构或设备处理。在一个实施例中，流体处理系统可以供给浸没流体并因此可以是流体供给系统。在一个实施例中，流体处理系统可以至少部分地限制浸没流体并因此是流体限制系统。在一实施例中，流体处理系统可以提供阻挡件给浸没流体，因而是阻挡构件(例如流体限制结构)。在一实施例中，流体处理系统可以产生或使用气流，例如以便帮助控制浸没流体的流动和/或位置。气流可以形成密封以限制浸没流体，因而流体处理结构可以称为密封构件；这种密封构件可以是流体限制结构。在一实施例中，浸没液体被用作浸没流体。在这种情况下，流体处理系统可以是液体处理系统。参照前面提到的内容，在本段落中提到的有关流体的限定特征可以被理解成包括有关液体的限定特征。

发明内容

如果浸没液体被流体处理系统限制到位于投影系统下面的表面上的局部区域，则弯液面在流体处理系统和所述表面之间延伸。如果弯液面与所述表面上的液滴碰撞，将会导致在浸没液体中夹带气泡。所述液滴可能由于多种原因存在于所述表面上，包括由于从流体处理系统泄露。浸没液体中的气泡例如由于在衬底成像期间与投影束干扰会导致成像误差。

期望地，例如提供一种光刻设备，其中气泡夹带的可能性至少被减小。

根据本发明的一方面，提供一种浸没光刻设备，包括：流体处理系统，配置成将浸没液体限制到投影系统的最终元件和衬底和/或台之间的空间；和气体供给装置，配置成供给气体至邻近所述空间的区域，所述气体在20℃和1atm总压力的情况下在浸没液体中具有大于5×10^-3mol/kg的溶解度。

根据本发明的一方面，提供一种浸没光刻设备，包括：流体处理系统，配置成将浸没液体限制到投影系统的最终元件和衬底和/或台之间的空间；和气体供给装置，配置成供给气体至邻近所述空间的区域，所述气体在20℃和1atm总压力的情况下在浸没液体中具有大于3×10^-5cm²s^-1的扩散系数。