專利名稱：曝光設備和裝置制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造電子裝置—諸如半導體裝置、液晶顯示裝置、成像裝置(電荷耦合裝置等)以及薄膜磁頭-時所使用的曝光設備，并且還涉及裝置制造方法。
背景技術(shù)：
在通過光刻工藝制造電子裝置-諸如半導體裝置和液晶顯示裝置-時，使用投影掩?；驑司€片(下文通稱為標線片)的圖案圖像的投影膝光設備，其中圖案是通過投影光學系統(tǒng)在涂有感光材料(抗蝕劑)的襯底上的各投影(拍攝(shot))區(qū)上形成的。通過將襯底用上述投影膝光設備曝光并然后執(zhí)行后處理，使得電路圖案被轉(zhuǎn)移到將被爆光的襯底上，從而形成電子裝置的電路。
近年來，集成電路的集成水平，即電路圖案的精細度一直在不斷提高。因此，投影啄光設備中所使用的曝光照明光束(曝光光)的波長有變短的趨勢。也就是，開始使用短波長光源，諸如KrF受激準分子激光(248 nm波長)代替最近之前一直是主流光源的汞燈，使用更短波長ArF受激準分子激光(193 nm )的曝光設備正進入商品化的最后階段。此外，正在開發(fā)使用Fr激光(157nm)的曝光設備，以實現(xiàn)更高集成水平。
波長小于約190 nm的光束屬于真空紫外區(qū)，這樣的光束不通過空氣傳播。這是因為該光束的能量被空氣中所包含的物質(zhì)(下文通稱
4為光吸收物質(zhì))-諸如氧、水和二氧化碳分子-吸收。
在使用真空紫外區(qū)的曝光光束的曝光設備中，沿曝光光束光程的空間中，光吸收物質(zhì)必須被減少或消除，以實現(xiàn)曝光光束在將被曝光的襯底上的足夠照明強度。因此，在曝光設備中，沿光程的空間被封如外殼中，向外殼內(nèi)部提供傳播曝光光束的傳播氣體。在此情況下，
如果光程的總長為例如1000mm,那么為了實踐的目的，沿光程的空間內(nèi)光吸收物質(zhì)的含量少于約lppm。
然而，由于頻繁的調(diào)換村底，在沿光程的空間以及投影光學系統(tǒng)與村底之間的空間中消除光吸收物質(zhì)是很難的。例如，為了用外殼封住該空間，可以想到這樣的構(gòu)造，其中安裝大型外殼，使得調(diào)換村底的機構(gòu)也能被封入。但是，在這種構(gòu)造中，外殼越大，供應外殼內(nèi)部所消耗的氣體量就越大，并且成本負擔也越大。
因而，對于曝光設備，從沿光程的空間中消除光吸收物質(zhì)的技術(shù)正在考慮之中，其中形成本地氣體氣氛的氣氛形成機構(gòu)被設置在投影光學系統(tǒng)與襯底之間。通過該構(gòu)造，氣氛形成機構(gòu)被設置在投影光學系統(tǒng)和襯底之間，其中相對于襯底的間距為幾個毫米數(shù)量級(參照日本公開No. 2001-210587 )。
在這樣的曝光設備中，用于安裝襯底的載臺和投影光學系統(tǒng)分別由不同的支承平臺支承。為載臺側(cè)的支承平臺與投影光學系統(tǒng)側(cè)的支承平臺分別提供抑制底面振動的有效振動消除設備，通過獨立地驅(qū)動這些有效振動消除設備，將載臺與投影光學系統(tǒng)之間的間距保持在規(guī)定狀態(tài)中。如果有效振動消除設備出現(xiàn)某種故障，并且發(fā)生位移，其中投影光學系統(tǒng)和載臺相互移近，則將出現(xiàn)特別嚴重問題的可能性很小，因為如果在投影光學系統(tǒng)和襯底之間沒有設置氣氛形成機構(gòu)，該位移量與投影光學系統(tǒng)和襯底之間的間距相比足夠小。但是，如果將以上討論類型的氣氛形成機構(gòu)設置在村底和投影光學系統(tǒng)之間，那么不幸地，襯底和氣氛形成機構(gòu)之間的間距將小于上述位移量。此外，如果有效振動消除設備出現(xiàn)某種故障，并且投影光學系統(tǒng)和載臺相互移近，那么載臺或襯底有可能接觸到氣氛形成機構(gòu)。如果載臺或襯底以這種方式接觸到氣氛形成機構(gòu)，那么該接觸所產(chǎn)生的力將通過氣氛形成機構(gòu)傳輸至投影光學系統(tǒng)，這對投影光學系統(tǒng)的成像性能將產(chǎn)生負面影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述問題而做出的，.其目的是防止因載臺或村底
系統(tǒng)的:像性能變化。 ' '' ^ ''"
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面采用的曝光設備的構(gòu)造具有
將掩模(R)的圖像投影到栽臺(45)所支撐的襯底(W)上的投影光學系統(tǒng)(PL)，包括在投影光學系統(tǒng)和栽臺間形成特定流體氣氛的氣氛形成機構(gòu)，其中氣氛形成機構(gòu)具有緩沖部件，用于削弱由與載臺或襯底接觸而產(chǎn)生的力并抑制該力向投影光學系統(tǒng)的傳播。
在根據(jù)本發(fā)明的曝光設備類型中，即使氣氛形成機構(gòu)接觸栽臺或襯底，緩沖部件抑制因該接觸引起的力向投影光學系統(tǒng)的傳輸。
本發(fā)明的第二方面采用的構(gòu)造中，緩沖部件(71a， 71b)包括伸展和收縮機構(gòu)，其通過伸展和收縮，使得氣氛形成機構(gòu)的投影光學系統(tǒng)側(cè)與載臺側(cè)相對接近。
本發(fā)明的第三方面采用第二方面所述曝光設備的構(gòu)造，其中氣氛形成機構(gòu)包括形成特定流體氣氛的氣氛形成部件；并且緩沖部件還包括將氣氛形成機構(gòu)連接到固定投影光學系統(tǒng)的筒體的柔性材料。
本發(fā)明的第四方面采用了第二方面所述曝光設備的構(gòu)造，其中氣氛形成機構(gòu)包括形成特定流體氣氛的氣氛形成部件，和支承氣氛形成機構(gòu)到支承平臺的支承部件；支承部件也用作伸展和收縮機構(gòu)。
本發(fā)明的第五方面采用第四方面所述曝光設備的構(gòu)造，其中支承部件包括第一支承部件，包括一個附于支承平臺的末端；以及第二支承部件，包括嚙合第一支承部件另一末端的末端，和附于氣氛形成部件的另一末端；當氣氛形成部件接觸栽臺或村底時，第一支承部件的另一末端和第二支承部件的一個末端脫離。本發(fā)明的第六方面采用了第五方面所述曝光設備的構(gòu)造，其中第一支承部件的另一末端包括在背離投影光學系統(tǒng)的方向中形成的笫一
凸緣部件；第二支承部件的一個末端包括第二凸緣部件，其朝向投影光學系統(tǒng)形成；第一支承部件和第二支承部件通過將第二凸緣部件固
定到第一凸緣部件而嚙合。
本發(fā)明的第七方面采用第二方面所述曝光設備的構(gòu)造，其中氣氛
形成機構(gòu)包括形成特定流體氣氛的氣氛形成部件；伸展和收縮機構(gòu)的—個末端附于支承平臺，伸展和收縮機構(gòu)的另一末端包括附于氣氛形成部件的線形構(gòu)件。
本發(fā)明的第八方面采用的構(gòu)造中，緩沖部件(120， 121和72)
包括可變形部件，其通過變形使氣氛形成機構(gòu)的投影光學系統(tǒng)側(cè)和載臺側(cè)相對接近。
本發(fā)明的第九方面采用的構(gòu)造中，在可變形部件中使用彈性可變形構(gòu)件(120)。
本發(fā)明的第十方面采用的構(gòu)造中，在可變形部件中使用塑性可變形構(gòu)件(121)。
本發(fā)明的第十一方面采用第一方面所述曝光設備的構(gòu)造，其中氣氛形成機構(gòu)包括形成特定流體氣氛的氣氛形成部件；并且為氣氛形成部件的一個部分提供緩沖部件。
本發(fā)明的第十二方面采用第十一方面所述曝光設備的構(gòu)造，其中氣氛形成機構(gòu)通過緩沖部件支承氣氛形成部件。
本發(fā)明的第十三方面采用第十一方面所述曝光設備的構(gòu)造，其中為氣氛形成部件在載臺或襯底側(cè)上的部分提供緩沖部件。
本發(fā)明的第十四方面采用第十三方面所述曝光設備的構(gòu)造，其中緩沖部件是由塑性可變形構(gòu)件或彈性可變形構(gòu)件制成。
本發(fā)明的第十五方面采用第一方面所述曝光設備的構(gòu)造，其中氣氛形成機構(gòu)包括形成特定流體氣氛的氣氛形成部件；緩沖部件至少形成氣氛形成部件的部分，并包括脆性材料。
本發(fā)明的第十六方面采用的構(gòu)造中，在氣氛形成部件和投影光學
7系統(tǒng)之間提供一個間距(d)，其至少為當載臺或襯底接觸氣氛形成機構(gòu)時氣氛形成部件移動的距離。
本發(fā)明的第十七方面采用的構(gòu)造包括使用本專利申請發(fā)明的曝光設備的工藝，用于將掩模上所形成的裝置圖案轉(zhuǎn)移到襯底上。


圖l是本發(fā)明適用的曝光設備IO的構(gòu)造示意圖。
圖2是說明曝光設備10中投影光學系統(tǒng)PL和晶片載臺46的示意圖。
圖3示出的方面中放大了根據(jù)第一實施例的曝光設備10的工作距離部件WD區(qū)域。
圖4示出的方面中放大了根據(jù)第一實施例的曝光設備10的工作3巨離部件WD區(qū)域。
圖5示出的方面中放大了根據(jù)第一實施例的曝光設備10的工作JE巨離部件WD區(qū)域。
圖6示出的根據(jù)第一實施例的曝光設備10的方面中，晶片W與氣氛形成部件70已接觸。
圖7示出的方面中放大了根據(jù)第二實施例的曝光設備10的工作3巨離部件WD區(qū)域。
圖8示出的根據(jù)第二實施例的詠光設備10的方面中，晶片W與氣氛形成部件70已接觸。
圖9示出的方面中放大了根據(jù)第三實施例的曝光設備10的工作距離部件WD區(qū)域。
圖10示出的根據(jù)第三實施例的膝光設備10的方面中，晶片W與氣氛形成部件70已接觸。
圖11示出的方面中放大了根據(jù)第四實施例的曝光設備10的工作距離部件WD區(qū)域。
圖12示出的方面中放大了根據(jù)第五實施例的曝光設備10的工作距離部件WD區(qū)域。圖13示出的根據(jù)第五實施例的曝光設備10的方面中，晶片W 與氣氛形成部件70已接觸。
圖14示出了浸沒啄光設備的氣氛形成部件100的構(gòu)造。 圖15是示出一個示例的裝置制造過程的流程圖。
具體實施例方式
以下參照

根據(jù)本發(fā)明的啄光設備和裝置制造方法的實 施例。此外，在下述實施例中，本發(fā)明被應用于使用真空紫外光作為 膝光能量束的步進和掃描(step-and-scan )系統(tǒng)投影曝光設備中。 (第一實施例)
圖1是應用本發(fā)明的曝光設備10的構(gòu)造示意圖。圖中，曝光設 備10的機構(gòu)單元包括照明光學系統(tǒng)21、標線片操作單元22、投影光 學系統(tǒng)PL以及晶片操作單元23。照明光學系統(tǒng)21、標線片操作單元 22和投影光學系統(tǒng)PL分別位于照明系統(tǒng)室25、標線片室26和筒體 27內(nèi)，處于具有增強的氣密性的與外界空氣(這里是位于之后所述環(huán) 境控制室內(nèi)的氣體)的隔絕狀態(tài)中。另外，爆光設備10整體位于環(huán)境 控制室(未示出)內(nèi)，其中內(nèi)部氣體溫度被控制，使得其被維持在規(guī) 定的目標范圍內(nèi)。
本實施例中，曝光光源20使用在真空紫外區(qū)生成波長157 nm的 脈沖激光的F2激光光源。爆光設備20的出口端附于照明系統(tǒng)室25的 較低部分。在曝光中，從曝光光源20射入照明系統(tǒng)室25的曝光光IL (能量束)被鏡30向上反射，通過用于校準因振動等原因而偏移的光 軸的自動跟蹤部件(未示出)，并通過用于成形來自照明系統(tǒng)的光的 截面形狀并控制其量的光束成形光學系統(tǒng)31，之后進入用作光學積分 器(勻化器)的復眼(fly-eye)透鏡(或棒透鏡rod lens) 32?？讖?光闌(未示出)位于復眼透鏡32的出口表面，通過復眼透鏡32和孔 徑光闌的曝光光IL被鏡34基本偏轉(zhuǎn)到水平方向，通過中繼鏡35，到 達視場光闌(標線片遮簾reticle blind ) 36。
視場光闌36所在的表面與標線片R的圖案表面基本光學共輒(conjugate)，視場光闌36包括在圖案表面確定細長矩形照明區(qū)域 形狀的固定遮簾，和限制照明區(qū)域的可動遮簾，以避免在掃描啄光開 始和接尾處不必要部分的曝光。通過視場光闌36的曝光光IL然后通 過中繼鏡37、鏡38以及固定于照明系統(tǒng)室25尖端部分的聚光透鏡系 統(tǒng)39，并且以一致的照明強度分布照明標線片R的圖案表面上矩形
(狹縫狀)照明區(qū)域。照明光學系統(tǒng)21包括通過聚光透鏡系統(tǒng)39的 曝光光源20,并且照明光學系統(tǒng)21內(nèi)的曝光光IL的光程，即從爆光 光源20通過聚光透鏡系統(tǒng)39的光程，被照明系統(tǒng)室25密封。
基于來自照明光學系統(tǒng)21的曝光光，照明區(qū)域內(nèi)標線片R的圖 案圖像通過投影光學系統(tǒng)PL以投影放大率(5( p是例如1/4、 1/5等等) 被投影到涂有感光材料(光致抗蝕劑)的晶片W(襯底)上。晶片W 是盤形村底，例如半導體(硅等)、SOI(絕緣體硅silicon-on-insulator) 等。
標線片R被固定在標線片操作單元22的標線片臺40上。標線片 臺40與之后討論的晶片臺同步地在Y方向上微驅(qū)動標線片底座(未 示出)上的標線片R。標線片臺40的位置和旋轉(zhuǎn)角度由高精度的激光 千涉儀(未示出)測量，基于來自主控系統(tǒng)24的控制信號驅(qū)動標線片 臺40，主控系統(tǒng)24包括執(zhí)行該測量值的監(jiān)控以及整個設備運行的計 算機。標線片臺40和曝光光IL (未示出)的光程部分，即從聚光透 鏡系統(tǒng)39通過投影光學系統(tǒng)PL的光程，被標線片室26密封。
組成投影光學系統(tǒng)PL的多個光學元件被放置在筒體27內(nèi)，從 投影光學系統(tǒng)PL的標線片側(cè)的光學元件通過晶片側(cè)的光學元件的光 程被密封在筒體27內(nèi)。
此處，如果曝光光IL是F2激光，如本實施例，那么具有滿意透 射率的光學玻璃材料限于氟石(CaF2晶體)；摻氟、氫等的石英玻 璃；氟化鎂(MgF2);等等。因而，折射光學系統(tǒng)可使用具有滿意透 射率的光學玻璃材料構(gòu)成。另外，如果因為高透射光學材料類型受限 而難以獲得期望的成像特征(色差特征等)，那么可以采用組合折光 元件和反射鏡的反射折射光學系統(tǒng)。在晶片操作單元23中，晶片W通過吸力被固定于晶片架45的 固定表面上，晶片架45被固定于晶片臺46上。晶片臺46同步于之后 將討論的標線片臺地在Y方向上持續(xù)移動之后將討論的晶片底盤上的 晶片W，并逐步在X方向和Y方向移動晶片W。另外，晶片臺46使 用自動聚焦系統(tǒng)，從而基于自動聚焦傳感器(未示出)所測量的光軸 AX方向上晶片W表面位置(焦點位置)相關(guān)信息來校準晶片W表 面與投影光學系統(tǒng)PL的圖像平面。激光干涉儀47高精度地測量X方 向和Y方向上的晶片W位置、繞X軸的旋轉(zhuǎn)角度(傾斜量)、繞Y 軸的旋轉(zhuǎn)角度(旋轉(zhuǎn)量)以及繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角度(偏航量)，并且載 臺驅(qū)動系統(tǒng)48基于這些測量值和主控系統(tǒng)24的控制信號來驅(qū)動晶片 臺46。此外，附于晶片臺46 (晶片架45)的反射鏡47a反射來自激 光干涉儀47的激光光束(長度測量光束)，并且可用各種構(gòu)造，諸如 分開的棱鏡、集成的L形鏡，或其中晶片臺46 (晶片架45)的側(cè)表 面被處理為鏡面并用作鏡的構(gòu)造。另外，晶片操作單元23包括晶片架 45、晶片臺46、晶片底盤等；另外，用作傳送系統(tǒng)的晶片裝載器等(未 示出)位于晶片操作單元23的一側(cè)。
現(xiàn)在將參照圖2所示示意圖，簡要說明投影光學系統(tǒng)PL和晶片 臺46的支承結(jié)構(gòu)。與筒體27—體的凸緣部件101位于投影光學系統(tǒng) PL的筒體27的外圓周。另外，通過從上方或從側(cè)面將筒體27插入筒 體底盤104，并且嚙合凸緣部件101，筒體27被筒體底盤104支承， 筒體底盤104通過有效振動消除設備103被第一支承平臺102基本水 平地支承。另外，筒體底盤104是鑄件。
有效振動消除設備103之一位于筒體底盤104的各拐角部分(注 意，在紙平面遠端的有效振動消除設備未示出)，且每個包括其中內(nèi) 壓可調(diào)的空氣支架(air mount) 105以及音圏馬達106和9?？諝庵?架105和音圏馬達106串連設置在第一支承平臺102上。
在根據(jù)本實施例的啄光設備10中，這些有效振動消除設備103 在微G水平隔離振動至投影光學系統(tǒng)PL的傳輸，該振動通過第 一支 承平臺102被外部地傳輸。晶片底盤107被提供并位于晶片臺46下方。該晶片底盤107通 過與上述第一支承平臺102分開形成的第二支承平臺108上方的有效 振動消除設備109被基本水平地支承。有效振動消除設備109位于晶 片底盤107的各拐角處(另外，在紙面遠端的有效振動消除設備未示 出)，且每個都包括平行位于第二支承平臺108上的空氣支架110以 及音圏馬達lll。另外，多個為非接觸式軸承的空氣軸承112被安裝 于晶片臺46的底面上，并將晶片臺46懸浮支承在晶片底盤107上方， 其間距例如約為幾微米。另外，借助根據(jù)本發(fā)明的曝光設備IO,有效 振動消除設備109在微G水平隔離振動至晶片臺46的傳輸，該振動 通過第二支承平臺108被外部地傳輸。
回到圖1，因為本實施例的曝光光IL是波長157nm的紫外光， 所以對于詠光光IL的光吸收物質(zhì)包括氧氣(02)、水(水汽H20)、 一氧化碳(CO)、碳酸氣(二氧化碳C02)、有機物質(zhì)、囟化物等。 但是，傳輸曝光光IL的氣體(實際上不吸收能量的物質(zhì))包括氮氣 (N2)、氫(H2)以及包含氦(He )、氖(Ne )、氬(Ar)、氪(Kr)、 氙(Xe)和氡(Rn)的惰性氣體。下文通稱氮氣與惰性氣體為"傳輸 氣體"。
本實施例的曝光設備IO包括氣體供排氣系統(tǒng)50，其向沿光程的 空間-即向照明系統(tǒng)室25、標線片室26以及筒體27內(nèi)部-供應并 填充對真空紫外區(qū)光束能量吸收低的傳輸氣體，并將其壓力設定為與
大氣壓同水平或高于大氣壓(例如，在高于大氣壓0.001-10%的范圍 內(nèi))。供排氣系統(tǒng)50包括用于排氣的真空泵51A、 51B和51C;其中 以高純度狀態(tài)存儲、壓縮或液化傳輸氣體的氣瓶53，受控以便打開和 關(guān)閉的閥52A、 52B和52C，等等。另外，其數(shù)目和安裝位置不限于 附圖所示。氮氣用作波長小于約150 nm的光的光吸收物質(zhì)，氦氣可 用作波長約100 nm以下的傳輸氣體。另外，由于氦氣的導熱率約為 氮氣導熱率的六倍，并且相對于氣壓變化其折射率的波動量約為氮氣 的1/8，所以由于其高透射率、光學系統(tǒng)的成像特征穩(wěn)定性以及冷卻特 征而特別優(yōu)越。另外，由于氦氣成本高，所以如果曝光光IL的波長等
12于或大于150 nm，如F2激光，那么為了降低運行成本，可使用氮氣 作為傳輸氣體。
此外，氣氛形成機構(gòu)在工作距離部件WD -即投影光學設備PL 前部(出口端)和晶片W之間的空間-中形成特定流體氣氛。另外， 本文的說明是基于使用上述傳輸氣體作為特定流體的。氣氛形成機構(gòu) 包括位于工作距離部件WD的氣氛形成部件70;供氣管62，其一 個末端連接于流體供排氣系統(tǒng)50的氣瓶53,另一末端連接于氣氛形 成部件70;閥63，其被提供并位于沿供氣管62的位置上；以及第一 排氣管61和第二排氣管64，其一個末端連接到用于排氣的真空泵60， 另一末端連接到氣氛形成部件70。另外，在本實施例中，氣氛形成部 件70由支承投影光學設系統(tǒng)PL的筒體27通過之后討論的支承部件 71支承。另外，本實施例中的筒體27用作支承氣氛形成部件70的支 承平臺。
圖3至圖5示出的方面中，放大了工作距離部件WD區(qū)域。另夕卜， 圖3示出了圖1中X方向上看到的工作距離部件WD區(qū)域方面，圖4 示出了 Y方向上看到的工作距離部件WD區(qū)域方面，圖5示出了從上 方看到的工作i 巨離部件WD區(qū)域方面。
如圖3至圖5所示，氣氛形成部件70被提供并位于工作距離部 件WD中，使得其封住膝光光IL的光程。與供氣管62的另一末端連 接的供氣口 65以及與第一排氣管61的另一末端連接的第一進氣口 66 被提供并位于該氣氛形成部件70內(nèi)。供氣口 65和第一進氣口 66各自 分別具有大于供氣管62和第一排氣管61管道直徑的開口端，以使工 作距離部件WD中的傳輸氣流均勻，供氣口 65和第一進氣口 66被提 供并相對放置，使得投影光學系統(tǒng)PL的光軸AX插入在其間。
另外，氣氛形成部件70包括第二進氣口 67，其被設置圍繞曝光 光IL的光程，并位于供氣口 65和第一進氣口 66外側(cè)，并且第二排氣 管64的另一末端與其連接。因而，通過在供氣口 65和第一進氣口 66 的外側(cè)上形成第二進氣口 67,使得其圍繞曝光光IL的光程，從而從 晶片W和氣氛形成部件70間流出的傳輸氣體被吸入，而不會泄露到工作距離部件WD外部，而且，試圖從外部重新滲入工作距離部件 WD內(nèi)部的氣體在到達啄光光IL的光程前被第二進氣口 67吸入。因 此，根據(jù)本實施例的曝光設備10能可靠地將膝光光IL的光程變?yōu)閭?輸氣體氣氛，并能防止傳輸氣體泄漏到工作距離部件WD外部。
間距"d"位于氣氛形成部件70的上部和投影光學系統(tǒng)PL的前部 之間，并且至少為在晶片臺46 (晶片架45)或晶片W因上述有效振 動消除設備各自獨立驅(qū)動而接觸氣氛形成部件70時氣氛形成部件70 移動的距離，另外，盡管晶片臺46 (晶片架45)或晶片W在曝光設 備的正常運行中不接觸氣氛形成部件70，但是在存在問題時-諸如 大的外部振動被引入到曝光設備IO中—它們可能因上述有效振動消 除設備103、 109的獨立驅(qū)動而接觸。
在根據(jù)本實施例的曝光設備10中，用于防止傳輸氣體從間距"d" 泄露的膜形構(gòu)件68被安裝于氣氛形成部件70的上部和筒體27的尖端 部分之間，使得其封住投影光學系統(tǒng)PL的光軸AX。該膜形構(gòu)件68 由傳輸氣體不穿透的柔性材料制成，例如EVAL (商標名)等。由于 膜形構(gòu)件68是柔性的，所以可以抑制振動通過氣氛形成部件70傳輸 至投影光學系統(tǒng)PL。另外，膜形構(gòu)件68組成根據(jù)本發(fā)明的緩沖機構(gòu) 的一部分。
支承部件71的目的是使筒體27支承氣氛形成部件70，并且多個 支承部件71位于筒體27和氣氛形成部件70之間。各支承部件71包 括第一支承部件71a，其一個末端固定于筒體27;以及第二支承部件 71b，其一個末端固定于氣氛形成部件70。在背離投影光學系統(tǒng)PL 的方向上突出的第一凸緣部件71al被形成在第一支承部件71a的另一 末端，朝向投影光學系統(tǒng)PL光軸AX突出并從上方嚙合第一凸緣部 件71al的第二凸緣部件71bl形成在第二支承部件71b的另一末端。 另外，通過在第一凸緣部件71al上固定第二凸緣部件71bl，第一凸 緣部件71al和第二凸緣部件71bl嚙合，因而用筒體27支承氣氛形成 部件70。另外，借助根據(jù)本實施例的曝光設備IO，支承部件71起根 據(jù)本發(fā)明的一些緩沖部件以及伸展和收縮機構(gòu)的作用。在本實施例中，膜形構(gòu)件68和支承部件71，通過其相互作用，用作本發(fā)明的緩沖部 件。
因而，如圖6所示，如果晶片臺46 (晶片架45)或晶片W接觸 氣氛形成部件70,并因此在圖1所示Z方向上移動它，那么通過第一 凸緣部件71al和第二凸緣部件71bl的脫離，支承部件70在Z方向 上伸展和收縮。另外，在第一凸緣部件71al和第二凸緣部件71bl之 間設置阻尼器，該阻尼器可以在Z方向上伸展和收縮。借助根據(jù)本實 施例的曝光設備10，支承部件71和膜形構(gòu)件68的伸展和收縮引起晶 片臺46 (晶片架45)或晶片W (根據(jù)本發(fā)明的曝光設備的載臺側(cè)) 以及氣氛形成部件70(根據(jù)本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)側(cè))相對彼此接近， 因而抑制因晶片臺46(晶片架45)或晶片W與氣氛形成部件70接觸 所引起的力向投影光學系統(tǒng)PL的傳遞。因而，在根據(jù)本實施例的曝 光設備10中，因晶片臺46 (晶片架45)或晶片W與氣氛形成部件 70接觸而引起的力通過支承部件71和膜形構(gòu)件68的伸展和收縮而被 緩沖，因此能夠防止投影光學系統(tǒng)PL成像性能發(fā)生變化。此外，如 果晶片臺46 (晶片架45)或晶片W不接觸氣氛形成部件70，如上所 述，那么氣氛形成部件70的重量被添加到晶片臺46上，由于氣氛形 成部件70重量并不特別大，所以晶片臺46不被損壞。
另外，如上所述，第一支承部件71a的一個末端不固定到筒體27 是可以接受的，例如，其可固定到筒體底盤104。換句話說，筒體底 盤104用作本發(fā)明的支承平臺。
另外，氣氛形成部件70在上述實施例中由多個支承部件71支承， 但本發(fā)明并不限于此，例如，氣氛形成部件70可由圍繞曝光光IL光 程的單筒支承部件(unitary cylindrical support part)支承。
如上所述，借助根據(jù)本實施例的曝光設備10,標線片R的圖案 圖像在正常操作中經(jīng)過其中含有傳輸氣體氣氛的光程被投影到晶片 W上的各拍攝區(qū)。
(第二實施例)
以下將參照圖7和圖8說明根據(jù)本發(fā)明的曝光設備的第二實施
15例。另外，第二實施例說明的模式中，在氣氛形成部件70的部分中設置有可變形部件120。此外，第二實施例中與第一實施例的元件功能相同的元件將用同樣符號表示，其說明被省去或簡化。
圖7示出的方面是從第一實施例中說明的圖1中X方向看到的工作距離部件WD區(qū)域。圖7中，可變形部件120由傳輸氣體不透過的彈性體構(gòu)件(例如橡膠、彈性塑料等等)制成，并且組成氣氛形成部件70的上部，即至少是供氣口 65的上部和第一進氣口 66的上部的一部分。
借助根據(jù)第二實施例的曝光設備IO，可變形部件120組合伸展和收縮機構(gòu)以及膜形構(gòu)件68的功能，這些功能被提供給根據(jù)上述第一實施例的曝光設備IO。另外，在第二實施例中，可變形部件120起根據(jù)本發(fā)明的緩沖部件和支承部件的作用。
如上組成的根據(jù)第二實施例的曝光設備10中，如果晶片臺46(晶片架45)或晶片W接觸氣氛形成部件70并因此在圖1的Z方向上移動它，則可變形部件120自己變形，如圖8所示。因而，由于晶片臺46 (晶片架45)或晶片W接觸氣氛形成部件70所產(chǎn)生的力被緩沖，所以根據(jù)第二實施例的曝光設備10可以達到與根據(jù)第一實施例的曝*設備10同樣的效果。(第三實施例)
以下將參照圖9和圖IO說明根據(jù)本發(fā)明的曝光設備的第三實施例。圖9示出的方面是根據(jù)第三實施例的曝光設備中工作距離部件WD區(qū)域，從第一實施例中說明的圖1的X方向看。圖9中可變形部件121由塑性可變形構(gòu)件(例如玻璃、金屬等)制成，根據(jù)第三實施例的曝光設備10的構(gòu)造的其他方面與第二實施例中的相同。
根據(jù)第三實施例構(gòu)造的曝光設備IO中，如果晶片臺46 (晶片架45)或晶片W接觸氣氛形成部件70并因此在圖1的Z方向上移動它，則可變形部件121塑性變形。例如，如果可變形部件121由玻璃制成，那么，可變形部件121將因塑性變形而毀壞，如圖10所示。因而，由于晶片臺46(晶片架45)或晶片W接觸氣氛形成部件70所產(chǎn)生的力被緩沖，所以根據(jù)第三實施例的膝光設備10可以達到與根據(jù)第 一 實施例的啄光設備10同樣的效果。另外，如果如上所述毀壞了可變形部件121，則有必要更換氣氛形成部件70;但是，與投影光學系統(tǒng)PL相比，氣氛形成部件70可以低成本制造。因而，與更換投影光學系統(tǒng)PL相比，曝光設備可以更容易返回使用。
另外，由Teflon (注冊商標)等制成的薄金屬盤可用作可變形部件121;在該情形中，晶片臺46 (晶片架45)或晶片W接觸氣氛形成部件70所產(chǎn)生的力通過例如可變形部件121的彎曲而被緩沖。
另外，可變形部件121可由無塑性變形而破碎的脆性材料制成。陶瓷，諸如氧化鋁、氧化鋯和氮化鋁可用作脆性材料。(第四實施例)
以下將參照圖11說明根據(jù)本發(fā)明的曝光設備的第四實施例。圖11示出的方面是根據(jù)第四實施例的曝光設備中的工作距離部件WD區(qū)域，從第一實施例中說明的圖1的X方向看。如圖所示，借助根據(jù)第四實施例的爆光設備10，在根據(jù)第二和第三實施例的曝光設備10中說明的可變形部件120 (121)被提供在氣氛形成部件70的下部部分，即至少供氣口 65的下部和第一進氣口 66的下部部分。另外，在第四實施例中，氣氛形成部件70的上部直接固定于筒體27，因而具有支承氣氛形成部件70的結(jié)構(gòu)；另外，氣氛形成部件70的上部具有根據(jù)本發(fā)明的支承部件的功能。此外，可變形部件120 (121)起根據(jù)本發(fā)明的緩沖部件的作用。另外，上述組成元件之外，根據(jù)第四實施例的曝光設備的構(gòu)造與第一實施例的相同。
根據(jù)第四實施例構(gòu)造的曝光設備IO中，如果晶片臺46 (晶片架45)或晶片W接觸氣氛形成部件70并因此在圖1的Z方向上移動它，則可變形部件121彈性變形或塑性變形。因而，由于晶片臺46(晶片架45)或晶片W接觸氣氛形成部件70所產(chǎn)生的力被緩沖，所以根據(jù)第四實施例的曝光設備10可以達到與根據(jù)第一實施例的曝光設備10同樣的效果。
(第五實施例)以下將參照圖12和圖13說明根據(jù)本發(fā)明的曝光設備的第五實施例。另外，第五實施例說明的模式中，根據(jù)本發(fā)明的曝光設備具有與氣氛形成部件70分離的可變形支承部件72。
圖12示出的方面是根據(jù)第五實施例的曝光設備的工作距離部件WD區(qū)域，從第一實施例中說明的圖1中X方向看。如圖12.所示，根據(jù)第五實施例的矚光設備具有可變形支承部件72，而不是第一實施例中說明的支承部件71，構(gòu)造的其他方面與第一實施例中相同。線形構(gòu)件，例如鏈條，可用作可變形支承部件72。
根據(jù)第五實施例構(gòu)造的曝光設備IO中，如果晶片臺46 (晶片架45)或晶片W接觸氣氛形成部件70并因此在圖1的Z方向上移動它，則支承部件72變形，如圖13所示。因而，由于晶片臺46(晶片架45)或晶片W接觸氣氛形成部件70所產(chǎn)生的力被緩沖，所以根據(jù)第五實施例的曝光設備10可以達到與根據(jù)第一實施例的膝光設備10同樣的效果。
以上參照

了根據(jù)本發(fā)明的爆光設備的實施例，但本發(fā)明當然并不限于上述的實施例。很明顯，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求書所述的技術(shù)概念范圍內(nèi)想到各種修改或修正，可以理解這些修改或修正當然屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
另外，上述實施例說明的示例中，晶片臺46 (晶片架45)或晶片W與氣氛形成部件70垂直接觸。但是，即使該接觸是傾斜的，晶片臺46(晶片架45)或晶片W接觸氣氛形成部件70所產(chǎn)生的力也被
另外，根據(jù)上述實施例的曝光設備可以配備有用于檢測晶片臺46(晶片架45 )或晶片W接觸氣氛形成部件70所產(chǎn)生的力被緩沖的傳感器。另外，可提供緊急停止裝置，其基于從該傳感器所獲得的信息，暫時停止膝光設備的運行。
另外，根據(jù)上述實施例的整個氣氛形成部件可由第二、第三和第四實施例中說明的可變形部件120 (121)組成。
另外，根據(jù)本發(fā)明的氣氛形成機構(gòu)可調(diào)整適用于浸沒曝光設備。
18上述模式說明的構(gòu)造中，向投影光學系統(tǒng)PL的前端和晶片W之間的空間中供應傳輸氣體作為特定流體。但是，如果本發(fā)明被調(diào)整用于浸沒曝光設備，則供應浸沒曝光的液體，代替?zhèn)鬏敋怏w。如果供應了浸沒曝光的液體，那么使用供液管代替供氣管62，使用第一排水管和第二排水管代替第一排氣管61和第二排氣管64。
另外，現(xiàn)在將參照圖14說明另一實施例，其中根據(jù)本發(fā)明的氣氛形成機構(gòu)被調(diào)整用于浸沒曝光設備。借助浸沒膝光設備，作為構(gòu)成投影光學系統(tǒng)PL的前部的光學元件2F比筒體27被曝光更多，并接觸浸沒區(qū)AR中的液體LQ。氣氛形成部件150包括連接到供液機構(gòu)(未示出)并向工作距離部件WD供應液體LQ的供液通道151、以及連接到液體回收機構(gòu)(未示出)并從工作距離部件WD回收液體LQ的液體回收通道152。供液通道151包括被設置使得其相對于村底W表面的供液口 151A，液體回收通道152包括被設置使得其相對于襯底W表面的液體回收口 152A。供液口 151A位于X軸兩側(cè)位置處，使得投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)AR位于其間，液體回收口 152A位于供液口 151A相對于投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)AR的外側(cè)，使得其圍繞投影區(qū)AR。這樣構(gòu)成的氣氛形成部件150能在投影光學系統(tǒng)PL和晶片W之間在包括投影區(qū)AR的部分襯底W上形成大于投影區(qū)AR并小于襯底W的液體氣氛。因而，形成液體氣氛的氣氛形成部件150可由第一實施例中說明的支承部件71支承，或可以由第二和第三實施例中說明的可變形部件120、 121構(gòu)成。另外，整個或至少部分氣氛形成部件150 (例如晶片臺46側(cè))可由比構(gòu)成筒體27、晶片臺46 (晶片架45)等的材料更容易破碎的脆性材料(例如玻璃或陶瓷，諸如氧化鋁、氧化鋯和氮化鋁)制成，使得當晶片臺46 (晶片架45)與氣氛形成部件100接觸時氣氛形成部件100的部分碎裂。
另外，如果調(diào)整本發(fā)明以適應浸沒曝光設備，可采用在組成投影光學系統(tǒng)的光學元件的圖像平面(晶片)側(cè)光學元件(平面平行盤)與物體平面(標線片)側(cè)上的光程的空間中填充液體的投影光學系統(tǒng)，如PCT國際公開No. WO2004/019128所公開的。另外，晶片臺46包括日本公開No. H11-135400中所公開類型的測量臺。
另外，各實施例說明了使用筒體27作為支承氣氛形成部件70、 150的支承平臺的示例，但本發(fā)明不限于此構(gòu)造。例如，筒體底盤104 可用作支承平臺。在這種情況下，氣氛形成部件可以這樣的狀態(tài)附于 筒體底盤104，其中振動被隔離，使得在供應或吸入傳輸氣體時所產(chǎn) 生的氣氛形成部件70自身的振動或在供應或回收液體時所產(chǎn)生的氣 氛形成部件150自身的振動不對投影光學系統(tǒng)PL產(chǎn)生不良影響。
如果ArF受激準分子激光(193 nm波長)被用作浸沒膝光設備 中的曝光光，那么供應純水作為浸沒曝光的液體LQ。對于波長約為 193 nm的啄光光，純水(水)的折射率n據(jù)說大約為1.44,波長被縮 短l/n的因子，即約為134nm，并且在襯底上獲得高分辨率。在半導 體制造工廠等地可容易地獲得大量純水，而且純水的好處在于其對襯 底(晶片)上的光致抗蝕劑、光學元件(透鏡)等沒有不良影響。另 外，因為純水對環(huán)境沒有不良影響，而且雜質(zhì)含量百分比極低，所以 也可以期望具有清洗襯底表面和位于投影光學系統(tǒng)前表面的光學元件 表面的效果。
因此，如果使用ArF受激準分子激光作為膝光光的光源，那么 景深可提高約n倍，即約為空氣中景深的1.44倍。
另外，也可使用相對于啄光光可傳播的、具有盡可能高折射率的、 相對投影光學系統(tǒng)與襯底表面上所涂覆的光致抗蝕劑穩(wěn)定的液體。
另外，如果使用IV激光作為曝光光，那么可以使用能傳播F2激 光的氟基液體(fluorine based liquid ),如氟基油(fluorine based oil)、 全氟聚醚油(PFPE)等作為液體LQ。
另夕卜，根據(jù)本發(fā)明的曝光設備不僅能調(diào)整適用于掃描曝光類型投 影曝光設備，也適用于整晶片(full-wafer )曝光類型(步進類型stepper type)投影曝光設備等。另外，投影光學系統(tǒng)的放大率不僅可為縮放， 也可一致放大或擴放。
另外，根據(jù)本發(fā)明的膝光設備也可調(diào)整使用以下光作為能量束 ArF受激準分子激光(193 nm波長)、Kiv激光(146 nm波長)、 Ar2激光(126nm波長)以及波長約為200 - 100 nm的真空紫外光，
20諸如YAG激光等的更高諧波以及半導體激光等的更高諧波。
另外，代替受激準分子激光、F2激光等，可以通過使用摻有例如
鉺(Er)(或鉺和鐿(Yb))的光纖放大器來放大紅外區(qū)或可見區(qū)中、
由DFB (分布反饋)半導體激光器或光纖激光器激發(fā)的單波長激光，
并之后使用非線性光學晶體將波長轉(zhuǎn)換為紫外光，使用更高諧波。
另外，曝光設備的應用不限于用于半導體制造的爆光設備，并且
可廣泛運用于例如用于液晶的曝光設備，其中用液晶顯示裝置圖案爆
光矩形玻璃盤，以及用于制造薄膜磁頭的膝光設備。
本實施例的曝光設備，如上所述，是通過組裝各種子系統(tǒng)制造的，
包括本申請權(quán)利要求中陳述的各組成元件，以保持規(guī)定的機械、電子
和光學精度。為了確保保持這些不同精度，在組裝前后執(zhí)行以下調(diào)整 調(diào)整以實現(xiàn)各光學系統(tǒng)的電子精度、調(diào)整以實現(xiàn)各機器系統(tǒng)的機械精 度、以及調(diào)整以實現(xiàn)各電氣系統(tǒng)的電氣精度。由各子系統(tǒng)組裝膝光設 備的過程包括多個子系統(tǒng)間的機械連接、電子電路布線、氣氛壓力線 路的鋪管等。當然，在由多個子系統(tǒng)組裝曝光設備的過程前，存在組 裝各獨立子系統(tǒng)的過程。在完成由多個子系統(tǒng)組裝曝光設備后，執(zhí)行 整體調(diào)整從而確保膝光設備作為整體的各精度。另外，優(yōu)選地潔凈的 場所制造曝光設備，其中控制溫度、潔凈度等。
另外，如圖15所示，按以下步驟制造裝置，諸如半導體裝置 設計裝置的功能和性能的步驟201;基于設計步驟制造掩模(標線片) 的步驟202;用硅材料制造晶片的步驟203;晶片處理步驟204，其中 根據(jù)本發(fā)明的曝光設備用標線片的圖案曝光晶片；裝置組裝步驟205 (包括切片過程、粘結(jié)過程以及封裝過程)；檢驗步驟206;等等。
工業(yè)實用性
根據(jù)本實施例，即使氣氛形成機構(gòu)接觸載臺或襯底，也可以防止 因載臺或襯底與氣氛形成機構(gòu)接觸所產(chǎn)生的力傳輸至投影光學系統(tǒng)而 改變投影光學系統(tǒng)的性能。
權(quán)利要求
1. 一種曝光設備，其中襯底經(jīng)由其上形成有圖案的掩模并經(jīng)由投影光學系統(tǒng)而被曝光，所述曝光設備包括支撐所述襯底的載臺；位于所述載臺和所述投影光學系統(tǒng)之間的氣氛形成部件，所述氣氛形成部件在所述投影光學系統(tǒng)和所述載臺或所述襯底之間形成特定流體氣氛，和可變形部件，其中經(jīng)由所述可變形部件，所述氣氛形成部件被支承部件支承。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的曝光設備，其中 在所述可變形部件中使用彈性體構(gòu)件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的曝光設備，其中 在所述可變形部件中使用塑性可變形構(gòu)件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的曝光設備，其中 在所述可變形部件中使用脆性材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的曝光設備，其中 在所述可變形部件中使用線形構(gòu)件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的曝光設備，其中 所述線形構(gòu)件是鏈條。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的曝光設備，其中 所述支承部件是支撐所述投影光學系統(tǒng)的筒體或支承所述筒體的筒體底盤。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的啄光設備，其中 所述氣氛形成部件在所述投影光學系統(tǒng)和所述襯底或所述載臺之間形成浸沒區(qū)。
9. 一種裝置制造方法，包括使用根據(jù)權(quán)利要求8的曝光設備，并將形成在所述掩模上的裝置 圖案轉(zhuǎn)移到所述襯底上。
全文摘要
一種曝光裝置，其包括將掩模的圖像投影至載臺支承的襯底W上的投影光學系統(tǒng)，以及在投影光學系統(tǒng)和載臺間形成特定氣體氣氛的氣氛形成機構(gòu)70、71，其中氣氛形成機構(gòu)70、71具有緩沖部件71a、71b，其削弱由載臺或襯底W與氣氛形成機構(gòu)接觸所產(chǎn)生的力，并抑制該力向投影光學系統(tǒng)PL的傳遞。該構(gòu)造能防止因載臺或襯底W與氣氛形成機構(gòu)70、71接觸所產(chǎn)生的力傳遞至投影光學系統(tǒng)而損壞投影光學系統(tǒng)PL。
文檔編號G03F7/20GK101477312SQ20091000572
公開日2009年7月8日 申請日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月3日
發(fā)明者大和壯一, 長坂博之 申請人:株式會社尼康