專利名稱：光刻裝置、濕浸式投影裝置和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻裝置、濕浸式投影裝置和一種制造器件的方法。
背景技術(shù)：
光刻裝置是將期望的圖案應(yīng)用于基底上通常是基底靶部上的一種裝置。光刻裝置可以用于例如集成電路(IC)的制造。在這種情況下，構(gòu)圖裝置或者可稱為掩?；蛑虚g掩模版，它可用于產(chǎn)生形成在IC的一個單獨層上的電路圖案。該圖案可以被轉(zhuǎn)移到基底(例如硅晶片)的靶部上(例如包括部分，一個或者多個管芯)。通常這種圖案的轉(zhuǎn)移是通過成像在涂敷于基底的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般地，單一的基底將包含相繼構(gòu)圖的相鄰靶部的網(wǎng)格。已知的光刻裝置包括所謂的步進器，它通過將整個圖案一次曝光到靶部上而輻射每一靶部，已知的光刻裝置還包括所謂的掃描器，它通過在輻射光束下沿給定的方向(“掃描”方向)掃描所述圖案，并同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底來輻射每一靶部。還可以通過將圖案壓印到基底上把圖案從構(gòu)圖裝置傳送到基底上。
已經(jīng)有人提議將光刻投影裝置中的基底浸入具有相對較高折射率的液體中，如水，從而填充投影系統(tǒng)的最后一個元件與基底之間的空間。由于曝光輻射在該液體中具有更短的波長，從而能夠?qū)Ω〉奶卣鬟M行成像。(液體的作用也可以認為是增加了系統(tǒng)的有效NA(數(shù)值孔徑)和增加了焦深。)也有人提議其它浸液，包括其中懸浮有固體微粒(如石英)的水。
但是，將基底或基底和基底臺浸在液體浴槽(例如參見U.S.專利No.4,509,852，在此將該文獻全文引入作為參考)中意味著在掃描曝光過程中必須加速大量的液體。這需要附加的或功率更大的電機，并且液體中的紊流可能導(dǎo)致不期望和不可預(yù)料的結(jié)果。
提出的一種用于液體供給系統(tǒng)的技術(shù)方案是使用限制系統(tǒng)僅在基底的局部區(qū)域上以及投影系統(tǒng)的最后一個元件和基底(通常該基底具有比投影系統(tǒng)的最后一個元件更大的表面區(qū)域)之間提供液體。在WO99/49504中公開了一種已經(jīng)提出的用于該方案的方式，在此將該文獻全文引入作為參考。如圖2和3所示，通過至少一個入口IN將液體提供到基底上，例如沿基底相對于最后一個元件的移動方向提供，并且在經(jīng)過投影系統(tǒng)之后通過至少一個出口OUT去除液體。也就是說，當(dāng)沿-X方向在該元件下方掃描基底時，在元件的+X方向提供液體，并在-X方向接收。圖2示出了示意性的布置，其中通過入口IN提供液體，和通過與低壓源相連接的出OUT在元件的另一側(cè)接收。在圖2的說明中，沿基底相對于最后一個元件的移動方向提供液體，盡管可以不必這樣。圍繞最后一個元件定位的入口和出口的各種定向和數(shù)量都是可能的，圖3示出了一個實例，其中在圍繞最后一個元件以規(guī)則圖案提供了四組入口以及位于另一側(cè)的出口。
已經(jīng)提出的另一種技術(shù)方案是具有密封元件的液體供給系統(tǒng)，該密封元件沿投影系統(tǒng)的最后一個元件和基底臺之間的空間的邊界的至少一部分延伸。圖4示出了一種技術(shù)方案。該密封元件在XY平面中基本上相對于投影系統(tǒng)靜止，但是在Z方向(光軸方向)可以有一些相對移動。在密封元件和基底表面之間形成密封。在某些實施例中，該密封是非接觸密封，如氣密封。歐洲專利No.03252955.4公開了這樣一種具有氣密封的系統(tǒng)，在此將該文獻全文引入作為參考。
在如圖5所示的另一種技術(shù)方案中，容器10在投影系統(tǒng)的成像區(qū)域周圍形成對基底的非接觸式密封，使得液體被限定成填充基底表面和投影系統(tǒng)的最后一個元件之間的空間。該容器由定位在投影系統(tǒng)PS的最后一個元件的下方并圍繞其的密封元件12形成。使液體流入投影系統(tǒng)下面的空間并進入到密封元件12中。該密封元件12稍微延伸高于投影系統(tǒng)的最后一個元件，液面升高超過該最后一個元件，從而提供了一個液體緩沖器。密封元件12具有一內(nèi)周邊，其在上端部例如非常接近投影系統(tǒng)或其最后一個元件的形狀，例如可以是圓形。在底部，該內(nèi)周邊非常接近成像區(qū)域的形狀，例如是矩形，當(dāng)然也可以不必這樣。
液體由密封元件12的底部和基底W的表面之間的氣封16限定在容器中。該氣封可由氣體形成，所述氣體例如是空氣、人工氣體、在一些情況下是N2或惰性氣體，其可通過入口15在壓力下提供到密封元件12和基底之間的間隙，然后從第一出口14抽出。如此布置作用在氣體入口15上的過壓力、作用在第一出口14上的真空水平以及間隙的幾何尺寸，使得存在向內(nèi)限定液體的高速氣流。
在歐洲專利申請No.03257072.3中，公開了一種雙臺或二臺濕浸式光刻裝置的思想。這種裝置具有兩個支撐基底的臺。不使用浸液在第一位置用一個臺進行水準(zhǔn)測量，而在提供了浸液的第二位置使用一個臺進行曝光?？商鎿Q地，該裝置僅有一個臺。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的情況，可以利用氣體軸承相對基底導(dǎo)向液體供給系統(tǒng)。該氣體軸承用于液體供給系統(tǒng)相對基底的導(dǎo)向，和在基底表面和液體供給系統(tǒng)或至少是液體容器之間提供一間距。
現(xiàn)有技術(shù)中另一種已知的是使用致動裝置代替使用氣體軸承導(dǎo)向來定位液體供給系統(tǒng)。該致動裝置通常由控制裝置驅(qū)動，該控制裝置用于液體供給系統(tǒng)的定位。在操作中，如此定位基底使得其表面保持在光刻裝置投影系統(tǒng)的焦平面中。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的情況，使液體供給相對焦平面定位在某一高度，以便在液體供給系統(tǒng)(或者至少其中的液體容器)和焦平面之間留出預(yù)定的間隙。當(dāng)如此定位基底使得其表面盡可能地與焦平面重合時，將在基底表面和液體供給系統(tǒng)或至少其中的液體容器之間產(chǎn)生一間距，該間距大體上等于焦平面和液體供給系統(tǒng)(或其液體容器)之間的間隙。
由于基底的不平整，會產(chǎn)生與如上所述的液體供給系統(tǒng)的定位相關(guān)聯(lián)的問題。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的情況，為了解決基底的不平整，基底臺和其定位系統(tǒng)構(gòu)造成使基底臺傾斜，以便在某一時刻保持待輻射的基底部分局部地處于焦點處，從而盡可能局部地與投影系統(tǒng)的焦平面重合。但是液體供給系統(tǒng)的尺寸明顯地大于利用投影系統(tǒng)輻射的基底靶部。因此，液體供給系統(tǒng)的邊緣和基底表面之間的間距可能會明顯地變化，在實際實施中觀察到的是30微米數(shù)量級的變化。這種在液體供給系統(tǒng)和基底表面之間的間距變化可能導(dǎo)致液體供給系統(tǒng)與基底發(fā)生碰撞，或者導(dǎo)致因間距過大而使浸液泄露。
除了上面的不利影響，在基底邊緣還會產(chǎn)生另一個問題。在現(xiàn)有技術(shù)實施的通常情況中，當(dāng)基底定位在基底臺上時，其被包括傳感器、封閉盤等等的結(jié)構(gòu)圍繞。如上所述，液體供給系統(tǒng)的尺寸可以明顯地大于基底靶部的尺寸，該基底靶部將在某一時刻被輻射。這樣，當(dāng)在基底邊緣附近的一部分基底被輻射時，液體供給系統(tǒng)將部分地與圍繞基底的結(jié)構(gòu)重疊，所述基底定位在基底臺上。這樣基底厚度的容差可能在圍繞結(jié)構(gòu)和基底表面之間導(dǎo)致高度差，從而在圍繞結(jié)構(gòu)和液體供給系統(tǒng)之間形成間距，所述間距可能大于或小于待輻射的基底靶部和液體供給系統(tǒng)之間的間距。與如上所述的間距偏差類似，這在間距過小的情況下可能導(dǎo)致碰撞，或者在間距過大的情況下可能導(dǎo)致浸液泄露。

發(fā)明內(nèi)容
期望的是提供用于液體供給系統(tǒng)的改進定位。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種光刻投影裝置，包括配置成保持基底的基底臺，配置成將帶圖案的輻射光束投影到基底靶部的投影系統(tǒng)，構(gòu)造成在基底和投影系統(tǒng)的下游端之間提供流體的流體供給系統(tǒng)，和控制該流體供給系統(tǒng)的位置的位置控制裝置，將基底的位置量提供給該位置控制裝置，其中該位置控制裝置布置成通過在基底的位置量上增加位置偏差來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置，然后根據(jù)該期望位置定位該流體供給系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種將光束投影到基底上的濕浸式投影裝置，包括配置成保持基底的基底臺，配置成將帶圖案的輻射光束投影到基底靶部的投影系統(tǒng)，構(gòu)造成在基底和投影系統(tǒng)的下游端之間提供流體的流體供給系統(tǒng)，和控制該流體供給系統(tǒng)的位置的位置控制裝置，將基底的位置量提供給該位置控制裝置，其中該位置控制裝置布置成通過在基底的位置量上增加位置偏差來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置，然后根據(jù)該期望位置定位該流體供給系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種器件制造方法，包括使用投影系統(tǒng)將帶圖案的輻射光束投影到基底靶部，使用流體供給系統(tǒng)在基底和投影系統(tǒng)的下游端之間提供流體，和控制該流體供給系統(tǒng)的位置，其中該方法還包括獲得基底的位置量，通過在基底的位置量上增加位置偏差來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置，然后根據(jù)該期望位置定位該流體供給系統(tǒng)。


現(xiàn)在僅僅通過實例的方式，參考隨附的示意圖描述本發(fā)明的各個實施例，附圖中相應(yīng)的參考標(biāo)記表示相應(yīng)的部件，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻裝置；
圖2和3示出了一種在現(xiàn)有技術(shù)的光刻投影裝置中使用的液體供給系統(tǒng)；圖4示出了另一種在現(xiàn)有技術(shù)的光刻投影裝置中使用的液體供給系統(tǒng)；圖5示出了另一種在現(xiàn)有技術(shù)的光刻投影裝置中使用的液體供給系統(tǒng)；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的光刻裝置的基底臺和液體供給系統(tǒng)；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的基底臺和液體供給系統(tǒng)以及定位該液體供給系統(tǒng)的控制裝置的示意圖；圖8A-F示出了根據(jù)本發(fā)明的光刻裝置、方法和投影裝置的實施例的流程圖；圖9A-D示出了根據(jù)圖8A-D的流程圖的實例。
具體實施例方式
圖1示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻裝置。該裝置包括照明系統(tǒng)(照明器)IL，其配置成調(diào)節(jié)輻射光束B(例如UV輻射或DUV輻射)；支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，其配置成支撐構(gòu)圖裝置(例如掩模)MA，并與配置成依照某些參數(shù)將該構(gòu)圖裝置精確定位的第一定位裝置PM連接；基底臺(例如晶片臺)WT，其配置成保持基底(例如涂敷抗蝕劑的晶片)W，并與配置成依照某些參數(shù)將基底精確定位的第二定位裝置PW連接；以及投影系統(tǒng)(例如折射投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置成利用構(gòu)圖裝置MA將賦予給輻射光束B的圖案投影到基底W的靶部C(例如包括一個或多個管芯)上。
照明系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)裝置，例如包括用于引導(dǎo)、整形或者控制輻射的折射光學(xué)裝置、反射光學(xué)裝置、磁性光學(xué)裝置、電磁光學(xué)裝置、靜電光學(xué)裝置或其它類型的光學(xué)裝置，或者其任意組合。
支撐結(jié)構(gòu)支撐即承受了構(gòu)圖裝置的重量。它以一種方式保持構(gòu)圖裝置，該方式取決于構(gòu)圖裝置的定向、光刻裝置的設(shè)計以及其它條件，例如構(gòu)圖裝置是否保持在真空環(huán)境中。支撐結(jié)構(gòu)可以使用機械、真空、靜電或其它夾緊技術(shù)來保持構(gòu)圖裝置。支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺，例如所述結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以是固定的或者是可移動的。支撐結(jié)構(gòu)可以確保構(gòu)圖裝置例如相對于投影系統(tǒng)位于期望的位置。這里任何術(shù)語“中間掩模版”或者“掩?！钡氖褂每梢哉J為與更普通的術(shù)語“構(gòu)圖裝置”同義。
這里使用的術(shù)語“構(gòu)圖裝置”應(yīng)廣義地解釋為能夠給輻射光束在其截面賦予圖案從而在基底的靶部中形成圖案的任何裝置。應(yīng)該注意，賦予給輻射光束的圖案可以不與基底靶部中的期望圖案精確重合，例如如果該圖案包括相移特征或所謂的輔助特征。一般地，賦予給輻射光束的圖案與在靶部中形成的器件如集成電路的特殊功能層相對應(yīng)。
構(gòu)圖裝置可以是透射的或者反射的。構(gòu)圖裝置的實例包括掩模，可編程反射鏡陣列，以及可編程LCD板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二進制型、交替相移型、和衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的一個實例采用微小反射鏡的矩陣排列，每個反射鏡能夠獨立地傾斜，從而沿不同的方向反射入射的輻射光束。傾斜的反射鏡可以在由反射鏡矩陣反射的輻射光束中賦予圖案。
這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)廣義地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，包括折射光學(xué)系統(tǒng)，反射光學(xué)系統(tǒng)、反折射光學(xué)系統(tǒng)、磁性光學(xué)系統(tǒng)、電磁光學(xué)系統(tǒng)和靜電光學(xué)系統(tǒng)，或其任何組合，如適合于所用的曝光輻射，或者適合于其他方面，如浸液的使用或真空的使用。這里任何術(shù)語“投影透鏡”的使用可以認為與更普通的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。
如這里所指出的，該裝置是透射型(例如采用透射掩模)?；蛘?，該裝置可以是反射型(例如采用上面提到的可編程反射鏡陣列，或采用反射掩模)。
光刻裝置可以具有兩個(雙臺)或者多個基底臺(和/或兩個或者多個掩模臺)。在這種“多臺式”裝置中，可以并行使用這些附加臺，或者可以在一個或者多個臺上進行準(zhǔn)備步驟，而一個或者多個其它臺用于曝光。
參考圖1，照明器IL接收來自輻射源SO的輻射光束。輻射源和光刻裝置可以是獨立的機構(gòu)，例如當(dāng)輻射源是受激準(zhǔn)分子激光器時。在這種情況下，不認為輻射源構(gòu)成了光刻裝置的一部分，輻射光束借助于光束輸送系統(tǒng)BD從源SO傳輸?shù)秸彰髌鱅L，所述光束輸送系統(tǒng)包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器。在其它情況下，輻射源可以是光刻裝置的組成部分，例如當(dāng)源是汞燈時。源SO和照明器IL，如果需要連同光束輸送系統(tǒng)BD一起可以稱作輻射系統(tǒng)。
照明器IL可以包括調(diào)節(jié)裝置AD(未示出)，用于調(diào)節(jié)輻射光束的角強度分布。一般地，至少可以調(diào)節(jié)在照明器光瞳平面上強度分布的外和/或內(nèi)徑向范圍(通常分別稱為σ-外和σ-內(nèi))。此外，照明器IL可以包括各種其它裝置，如積分器IN和聚光器CO。照明器可以用于調(diào)節(jié)輻射光束，從而該光束在其橫截面上具有期望的均勻度和強度分布。
輻射光束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(如掩模臺MT)上的構(gòu)圖裝置(如掩模MA)上，并由構(gòu)圖裝置進行構(gòu)圖。橫向穿過掩模MA后，輻射光束B通過投影系統(tǒng)PS，該投影系統(tǒng)將光束聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如干涉測量器件、線性編碼器或電容傳感器)的輔助下，可以精確地移動基底臺WT，從而在輻射光束B的光路中定位不同的靶部C。類似地，例如在從掩模庫中機械取出掩模MA后或在掃描期間，可以使用第一定位裝置PM和另一個位置傳感器(圖1中未明確示出)來使掩模MA相對于輻射光束B的光路精確定位。一般地，借助于長行程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精確定位)，可以實現(xiàn)掩模臺MT的移動，其中長行程模塊和短行程模塊構(gòu)成第一定位裝置PW的一部分。在步進器(與掃描裝置相對)的情況下，掩模臺MT可以只與短行程致動裝置連接，或者固定?？梢允褂醚谀?zhǔn)標(biāo)記M1、M2和基底對準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2對準(zhǔn)掩模MA與基底W。盡管如所示出的基底對準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了指定的靶部，它們也可以設(shè)置在各個靶部(這些標(biāo)記是公知的劃線對準(zhǔn)標(biāo)記)之間的空間中。類似地，在其中在掩膜MA上提供了超過一個管芯的情況下，可以在各個管芯之間設(shè)置掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記。
所示的裝置可以按照下面模式中的至少一種使用1.在步進模式中，掩模臺MT和基底臺WT基本保持不動，而賦予輻射光束的整個圖案被一次投影到靶部C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后沿X和/或Y方向移動基底臺WT，使得可以曝光不同的靶部C。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中成像的靶部C的尺寸。
2.在掃描模式中，當(dāng)賦予輻射光束的圖案被投影到靶部C時，同步掃描掩模臺MT和基底臺WT(即單次動態(tài)曝光)?；着_WT相對于掩模臺MT的速度和方向通過投影系統(tǒng)PS的放大(縮小)和圖像反轉(zhuǎn)特性來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次動態(tài)曝光中靶部的寬度(沿非掃描方向)，而掃描移動的長度確定了靶部的高度(沿掃描方向)。
3.在其他模式中，當(dāng)賦予輻射光束的圖案被投影到靶部C上時，掩模臺MT基本保持不動，支撐可編程構(gòu)圖裝置，同時移動或掃描基底臺WT。在該模式中，一般采用脈沖輻射源，并且在每次移動基底臺WT之后，或者在掃描期間兩個相繼的輻射脈沖之間根據(jù)需要更新可編程構(gòu)圖裝置。這種操作模式可以容易地應(yīng)用于采用可編程構(gòu)圖裝置的無掩模光刻中，所述可編程構(gòu)圖裝置例如是上面提到的可編程反射鏡陣列型。
還可以采用上述使用模式的組合和/或變化，或者采用完全不同的使用模式。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的部分光刻裝置的細節(jié)視圖。特別地，圖6示意性地示出了部分投影系統(tǒng)PS、計量學(xué)框架MF(其用作機械參考系)、表示為LS的液體供給系統(tǒng)、由基底臺WT保持的基底W和表示為WS-SS的晶片臺短行程機構(gòu)。基底W的圍繞結(jié)構(gòu)由覆蓋板CP形成，該覆蓋板覆蓋了基底W和其他圍繞元件如TIS(影像傳輸傳感器)傳感器、封閉盤CD等等之間的間隙。如此定位基底W使得通過投影系統(tǒng)PS照明其表面的靶部TP。液體供給系統(tǒng)LS可在投影系統(tǒng)PS(更精確的是投影系統(tǒng)PS的最后一個投影透鏡)和部分基底W的表面之間提供浸液。應(yīng)該注意的是，圖6沒有按比例繪制，其僅僅提供了示意性的表示。因此，各個元件之間的距離以及其比例可能與實際不對應(yīng)。此外，應(yīng)該注意的是，盡管在上面的描述中已經(jīng)提到液體供給系統(tǒng)LS，通常這種液體供給系統(tǒng)可以提供任何類型的流體，包括液體和氣體，因此液體供給系統(tǒng)用更普遍的術(shù)語來說也可以認為是流體供給系統(tǒng)。因此，除了在該文獻中所提到的浸液，可以應(yīng)用包括液體和氣體的任何合適的流體。
如上所述，如此定位基底臺WT以便定位基底W的靶部TP，使得靶部盡可能地與投影系統(tǒng)的焦平面重合。根據(jù)本發(fā)明的實施例，如圖6所示，使液體供給系統(tǒng)相對投影系統(tǒng)傾斜，以便隨著基底臺WT和基底W傾斜。在有利的實施例中，當(dāng)使液體供給系統(tǒng)LS傾斜以便跟隨基底臺WT傾斜時，基底W的表面和液體供給系統(tǒng)LS之間的間隙能夠充分地保持不變，從而避免在液體供給系統(tǒng)一側(cè)間距過大而導(dǎo)致泄漏，并且同時避免在液體供給系統(tǒng)另一側(cè)間距過小，和導(dǎo)致的液體供給系統(tǒng)和基底之間的碰撞。根據(jù)本發(fā)明，除了傾斜之外或者代替傾斜，可以應(yīng)用定位液體供給系統(tǒng)的其他或另外的標(biāo)準(zhǔn)。下面將描述其實例。
現(xiàn)在參考圖7描述根據(jù)本發(fā)明的光刻裝置的操作。
圖7示意性地示出了投影系統(tǒng)PS、液體供給系統(tǒng)LS、基底W和基底臺WT，它們與參考圖6示出和描述的相同。利用位置控制回路控制基底臺WT的位置，更加精確地在一些實施例中控制基底臺短行程WS-SS相對例如計量學(xué)框架MF或投影系統(tǒng)PS的位置，所述位置控制回路包括用于感測基底臺WT的位置的位置傳感器PS和驅(qū)動致動裝置(未示出)以定位基底的基底臺位置控制裝置CONw。在該實施例中控制裝置CONw和位置傳感器PS形成封閉回路的控制回路。提供位置設(shè)定點SETw給控制回路，從而提供設(shè)定點即基底臺WT的期望位置。在一個有利的實施例中，通過確定基底W的水平高度(高度)圖可以確定位置設(shè)定點，從而在基底的多個位置處測量基底W的高度。然后可以使用該高度圖確定用于定位基底W的合適設(shè)定點，以便能夠匹配基底靶部的位置，該位置將和投影系統(tǒng)PS的焦平面一起盡可能好地被照射?；譝的這種定位包括在垂直方向例如Z方向(如圖7所指示的)的平移，和/或包括在與該垂直方向垂直的平面中基底w.r.t.的傾斜，這樣w.r.t.有利地處在大體上平行于投影系統(tǒng)和/或圍繞垂直于投影系統(tǒng)光軸的軸的平面內(nèi)。圖7還示出了控制液體供給系統(tǒng)的位置的位置控制裝置。在該實施例中，位置控制裝置包括確定液體供給系統(tǒng)的位置的位置傳感器PSL和驅(qū)動致動裝置(未示出)以定位液體供給系統(tǒng)的控制裝置CONL。在根據(jù)本發(fā)明的位置控制裝置的有利實施例中所包括的位置傳感器PSL和控制裝置CONL在該實施例中形成封閉回路的控制回路。根據(jù)本發(fā)明，通過在基底的位置量上增加偏差來確定設(shè)定點，也就是液體供給系統(tǒng)的期望位置。圖7中用PO示意性地表示該位置偏差。將位置偏差增加到位置量PQ上，該位置量由用于為基底臺產(chǎn)生設(shè)定點SETW的設(shè)定點發(fā)生裝置提供。位置量包括基底或基底臺的傾斜，該傾斜例如是相對投影系統(tǒng)的焦平面。上面已經(jīng)描述了這種傾斜的優(yōu)點。此外，基底臺的位置量PQ包括基底臺在垂直于投影系統(tǒng)的焦平面的方向也就是在Z方向上的位置。這對于一些測量和/或照射可能是有用的，其中在操作中沿與所述軸至少部分重合的方向移動基底臺，例如使基底表面在用于某些測量的焦點之外，并避免液體供給系統(tǒng)LS和基底W之間的間隙過大或過小。偏差包括位移(例如在大體上垂直于投影系統(tǒng)的焦平面的方向)，但是也可以包括任何傾斜。在偏差包括例如位移的情況下，基底的位置量包括位置和傾斜，從而可以根據(jù)本發(fā)明的一個方面定位液體供給系統(tǒng)，使得其例如在垂直方向(例如Z方向)相對基底偏置，同時跟隨基底傾斜，從而獲得參考圖6所描述的有利效果。還應(yīng)該注意，該偏差取決于一些參數(shù)如掃描速度或掃描方向。作為實例，位置偏差例如可以包括根據(jù)掃描方向和/或速度在Z方向的傾斜或偏差。這種偏差通過補償因掃描處理導(dǎo)致流體邊界的變形來幫助控制流體。
在一個實施例中，位置偏差包括在掃描基底期間大體上不變的偏差值，從而用于液體供給系統(tǒng)LS準(zhǔn)確地跟隨基底W表面，同時防止對位置相關(guān)的偏差等等的復(fù)雜計算。該大體上不變的偏差值包括在Z方向上大體上不變的偏差值，有利地是在垂直于投影系統(tǒng)的焦平面的方向上，從而確保液體供給系統(tǒng)和基底之間不變的預(yù)定間隙。該有利的實施例有利地組合了包括旋轉(zhuǎn)位置的位置量，從而用于Z方向上的偏差，也就是在Z方向上的間隙，同時由液體供給系統(tǒng)跟隨基底臺傾斜；因此不僅把不變的差值平均在面對液體供給系統(tǒng)的部分基底表面上，而且盡可能地消除了在液體供給系統(tǒng)的邊緣處的間隙差。換句話說，位置量包括圍繞垂直于Z軸的X軸和Y軸的旋轉(zhuǎn)位置；同時使Z軸本身保持固定。這樣，面對液體供給系統(tǒng)的部分基底表面和液體供給系統(tǒng)之間的間距在Z方向保持不變，液體供給系統(tǒng)隨著基底臺傾斜。通過這種方式，在晶片上局部傾斜的變化不會導(dǎo)致液體供給系統(tǒng)邊緣處的間距變化。在液體供給系統(tǒng)和基底之間的相關(guān)Z間距保持不變，液體供給系統(tǒng)跟隨的僅僅是基底的(平均)綜合Rx/Ry傾斜。與小的狹縫有關(guān)、但高頻的基底形貌不被液體供給系統(tǒng)跟隨，因為這會導(dǎo)致液體供給系統(tǒng)產(chǎn)生大的間距變化(ca.100×100)，該液體供給系統(tǒng)具有比狹縫更大的尺寸(ca.20×32mm)。
在一個有利的實施例中，其中投影偏差包括在掃描基底期間大體上不變的偏差值，還可能的是通過在標(biāo)稱偏差值上增加至少部分基底的厚度參數(shù)，為基底確定大體上不變的偏差值。通過這種方式，當(dāng)位置量還包括基底臺在Z方向的位置時提供一補償，因為在這種情況下對基底臺來說，較厚的基底將導(dǎo)致較低的設(shè)定點，從而在液體供給系統(tǒng)和基底臺之間形成更小的間隙。為了補償這種作用，將至少部分基底的厚度參數(shù)增加到標(biāo)稱偏差值上，從而在較厚基底的情況下例如增大了在Z方向的偏差，而在較薄基底的情況下減小了偏差。對于厚基底和薄基底來說，該有利的實施例都會在液體供給系統(tǒng)和基底之間形成同樣的間隙。在實際的實施例中，基底的厚度參數(shù)包括例如基底最大厚度和最小厚度的平均值。
位置控制裝置可以布置成在掃描基底期間使流體供給系統(tǒng)保持在固定位置。在該有利的實施例中，基底的位置量包括基底臺在垂直于投影系統(tǒng)的焦平面的方向也就是在Z方向上的平均位置。一個優(yōu)點是在掃描期間液體供給系統(tǒng)不會相對投影系統(tǒng)移動。因此，不會將因液體供給系統(tǒng)的移動而產(chǎn)生的擾動力傳遞給投影系統(tǒng)，以及傳遞給與投影系統(tǒng)連接的任何參考系，如計量學(xué)框架。這樣，可以避免因這種擾動力產(chǎn)生的任何位置誤差和投影誤差。另一個優(yōu)點是在掃描期間由于液體供給系統(tǒng)的移動，沒有或者僅有有限的力作用在計量學(xué)框架MF上。在實際的實施例中，定位液體供給系統(tǒng)的一個或多個致動裝置可對計量學(xué)框架MF作用，從而當(dāng)移動液體供給系統(tǒng)或者致動致動裝置時，產(chǎn)生對計量學(xué)框架MF的反作用力。
在另一個有利的實施例中，位置控制裝置配置成確定液體供給系統(tǒng)的下緣和基底表面之間的瞬間間距。此外，在該實施例中，位置控制裝置配置成當(dāng)該間距達到預(yù)定的期望間距范圍的極值時臨時調(diào)節(jié)偏差。該期望間距范圍設(shè)定成使得確保一最小間距，該最小間距可在液體供給系統(tǒng)和基底之間提供最小安全間距，同時確保一最大間距，該最大間距不超過一間距(也就是液體供給系統(tǒng)和基底之間的間隙)，如果超過該間距，將潛在地導(dǎo)致諸如泄漏等的問題。在一個實施例中，可以使用任何間距測量設(shè)備確定該瞬間間距，由基底或基底臺的位置和液體供給系統(tǒng)的位置之間的差值可以確定該瞬間間距。通過這種方式，可以實施一簡單的位置控制裝置，因為在該實施例中僅要求位置控制裝置在間距達到預(yù)定的期望范圍的極值時調(diào)節(jié)偏差。
在另一個有利的實施例中，位置控制裝置配置成確定液體供給系統(tǒng)和基底之間的間距，并在該間距超過預(yù)定的安全間距范圍時發(fā)出警報信息。該警報信息包括任何類型的信息，包括計算機網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字代碼以及任何類型的光學(xué)或聲學(xué)警報或任何其他指示。這樣，當(dāng)超過預(yù)定的安全間距范圍時產(chǎn)生一安全信息。
參考圖8和9描述另一組實施例。在這些實施例中，位置量包括基底高度的高度函數(shù)。該高度函數(shù)由包括基底上各個位置的相應(yīng)高度的表格組成，或者高度函數(shù)包括數(shù)學(xué)函數(shù)。術(shù)語高度應(yīng)理解為當(dāng)基底在大體上平行于上面提到的Z軸的方向上定位在基底臺上時其表面水平高度。在實際的實施例中，無論如何已經(jīng)對每個基底確定了高度函數(shù)，因為需要確定用于定位基底靶部的基底臺的最佳位置，使得其與投影系統(tǒng)的焦平面盡可能地重合。下面，將論述包括在這組實施例中的一些有利實施例。
如圖8A所示，在一個實施例中，位置控制裝置在步驟800中配置成利用高度函數(shù)確定在被液體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的最合適平面。然后，在步驟801中，通過在最合適平面的高度上增加預(yù)定的高度確定液體供給系統(tǒng)的期望位置。該預(yù)定高度包括任何偏差，有利地它包括在基底表面完全為平坦的情況下對應(yīng)于最佳高度的高度偏差，該最佳高度的范圍是30-150微米。通過這種方式，液體供給系統(tǒng)和基底之間的間隙可以盡可能地保持處于該最佳值不變。圖9A中還用圖形的方式示出了該實施例，其中LS表示液體供給系統(tǒng)，W表示基底表面，WBF表示用于該基底表面的最合適平面。
應(yīng)該注意，在參考圖8A-8F中任何一幅圖描述的實施例中，在本文獻中描述的任何其他實施例也是這樣，術(shù)語高度或高度差應(yīng)理解為在大體上垂直于投影系統(tǒng)的焦平面的軸上的位置或位置差。此外，應(yīng)該注意，不僅可以確定和使用最合適平面的高度，而且可以確定和使用最合適平面的局部傾斜。這不僅可應(yīng)用于圖8A的實施例，而且可應(yīng)用于其他實施例，特別地但不限于圖8B-8F的實施例。
在一個實施例中，位置控制裝置配置成在步驟810中利用高度函數(shù)確定在被液體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的一個平面，所述平面使高度函數(shù)的最小值保持為正。然后在步驟811中，通過在使高度函數(shù)的最小值保持為正的所述平面上增加預(yù)定高度來確定液體供給系統(tǒng)的期望位置。從而執(zhí)行一計算，其與上面參考圖8A描述的實施例的計算類似，但是替代最合適平面的是，計算使高度函數(shù)的最小值保持為正的平面，因此得到至少保持最小間隙的位置，也就是液體供給系統(tǒng)和基底表面之間的最小間距。圖9B中用圖形的方式示出了該實施例，其中WPOS表示計算為高度函數(shù)的最小值是正的平面。
在如圖8C所示的實施例中，位置控制裝置配置成在步驟820中利用高度函數(shù)對部分基底表面上的高度求和，所述部分基底表面被液體供給系統(tǒng)覆蓋；在步驟821中將求和的高度除以部分基底表面的表面積，以獲得除得的求和高度，所述部分基底表面被液體供給系統(tǒng)覆蓋；然后在步驟822中通過在除得的求和高度上增加預(yù)定高度來確定液體供給系統(tǒng)的期望位置。因此，可以得到不變的量。作為對高度求和的可替換方案，也可以進行積分。利用該實施例，可以確定液體供給系統(tǒng)的位置和定向，其使液體供給系統(tǒng)和基底之間的間隙中的液體量大體上保持不變。在另一個實施例中，如參考圖8D所描述的，位置控制裝置配置成在步驟830中利用高度函數(shù)確定在部分基底表面上的平均高度，所述部分基底表面被液體供給系統(tǒng)覆蓋；然后在步驟831中通過在平均高度上增加預(yù)定高度來確定液體供給系統(tǒng)的期望位置。因此，可以獲得最小常態(tài)擠壓(normal squeezing)，從而使包含在間隙中的量保持不變，同時忽略傾斜。圖8D也示出了該實施例。
在一個如圖8E所示的實施例中，位置控制裝置配置成在步驟840中確定在被液體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的擾動力函數(shù)，該擾動力函數(shù)表示根據(jù)基底和液體供給系統(tǒng)之間的間距在基底和液體供給系統(tǒng)之間的力；在步驟841中利用高度函數(shù)對被液體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的擾動力函數(shù)積分；然后在步驟842中確定液體供給系統(tǒng)的期望位置為這樣一個位置，在該位置在被液體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上被積分的擾動力函數(shù)是常量，例如在基底相對液體供給系統(tǒng)的水平移動的應(yīng)用中。利用該實施例，可以獲得基底臺擾動力最小的基底。本發(fā)明人想到在基底或基底臺和液體供給系統(tǒng)之間的力在很大程度上非線性地取決于這些裝置之間的間距，也就是取決于間隙。因此，在如本實施例中所應(yīng)用的計算中，應(yīng)考慮這些非線性特性。
在另一個實施例中，如圖8F所示，位置控制裝置配置成在步驟850中確定在被液體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的擾動力函數(shù)，該擾動力函數(shù)表示取決于基底和流體供給系統(tǒng)之間的間距的基底和流體供給系統(tǒng)之間的力；在步驟851中從擾動力函數(shù)確定位置相關(guān)的高度偏差；在步驟852中利用高度函數(shù)確定在被流體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的最合適平面；然后在步驟853中通過在最合適平面的高度上增加位置相關(guān)的高度偏差來確定液體供給系統(tǒng)的期望位置。在該實施例中，可以獲得最小加速力。對于跟隨不平坦基底臺或不平坦高度輪廓的液體供給系統(tǒng)，需要作用在液體供給系統(tǒng)上的力使其加速。在該實施例中，減小了致動力，因為單一值矢量可以用于液體供給系統(tǒng)的位置或位置圖。從而需要該液體供給系統(tǒng)跟隨基底和/或基底臺的移動。
在參考8A-8F所描述的實施例中，對多個基底的位置計算相對投影系統(tǒng)的期望位置，從而得到多個位置，所述位置能以表格、函數(shù)、水平圖等等的形式表示?？梢詫﹄x散的基底臺位置等級計算期望位置，但是也可以用連續(xù)的函數(shù)來表示。在參考圖8A-8F描述的實施例中的期望位置包括液體供給系統(tǒng)的位置和/或傾斜。
在該實施例中，術(shù)語位置控制裝置表示包括例如微型電子計算機、微處理器的任何類型的控制裝置或具有合適軟件指令的任何其他類型的數(shù)字處理設(shè)備。此外，位置控制裝置包括專用硬件如執(zhí)行所述功能的專用電子設(shè)備。
此外，在該文獻中，術(shù)語基底的位置量包括任何與位置有關(guān)的量，包括例如基底和/或基底臺的一部分、速度和加速度、基底和/或基底臺的傾斜、角速度或角加速度。該位置量可以是相對任何合適的參考系，如投影系統(tǒng)、投影系統(tǒng)的焦平面、計量學(xué)框架或投影系統(tǒng)中任何其他固定或可動的參考系。該參考系可以是可感知的(即包括物理結(jié)構(gòu))或包括任何數(shù)學(xué)或光學(xué)參考系，如焦平面。
同樣，液體供給系統(tǒng)的期望位置包括相對任何參考系的位置和/或相對任何參考系的傾斜。
可以在基底曝光開始之前完全或部分地確定期望位置，但是也可以部分地或完全地“在進行中”即在基底臺的曝光和/或移動期間確定。
盡管在本申請中可以具體參考使用該光刻裝置制造IC，但是應(yīng)該理解這里描述的光刻裝置可能具有其它應(yīng)用，例如，它可用于制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在這種可替換的用途范圍中，這里任何術(shù)語“晶片”或者“管芯”的使用應(yīng)認為分別可以與更普通的術(shù)語“基底”或“靶部”同義。在曝光之前或之后，可以在例如光刻膠涂布-顯影裝置(通常將抗蝕劑層應(yīng)用于基底并將已曝光的抗蝕劑顯影的一種工具)、計量工具和/或檢驗工具中對這里提到的基底進行處理。在可應(yīng)用的地方，這里的公開可應(yīng)用于這種和其他基底處理工具。另外，例如為了形成多層IC，可以對基底進行多次處理，因此這里所用的術(shù)語基底也可以指已經(jīng)包含多個已處理的層的基底。
這里使用的術(shù)語“輻射”和“光束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有大約365，248，193，157或者126nm的波長)。
在本申請中術(shù)語“透鏡”可以表示任何一個各種類型的光學(xué)裝置或其組合，包括折射和反射光學(xué)裝置。
盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施例，但是應(yīng)該理解可以不同于所描述的實施本發(fā)明。例如，本發(fā)明可以采取計算機程序的形式，該計算機程序包含一個或多個序列的描述了上面所公開的方法的機器可讀指令，或者包含其中存儲有這種計算機程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(例如半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)。
本發(fā)明可以應(yīng)用于任何濕浸式光刻裝置，特別地但不唯一的，可以應(yīng)用于上面提到的那些類型的光刻裝置。
上面的描述是為了說明，而不是限制。因此，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離下面描述的權(quán)利要求書的范圍的條件下，可以對所描述的發(fā)明進行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種光刻裝置，包括配置成保持基底的基底臺；配置成將帶圖案的輻射光束投影到基底靶部的投影系統(tǒng)；構(gòu)造成在基底和投影系統(tǒng)之間提供流體的流體供給系統(tǒng)；和位置控制裝置，用于控制該流體供給系統(tǒng)的位置，和接收作為輸入的基底的位置量，其中該位置控制裝置進一步配置成通過在基底的位置量上增加位置偏差來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置；以及根據(jù)該期望位置定位該流體供給系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中基底的位置量包括與基底臺相對投影系統(tǒng)的焦平面的傾斜相關(guān)的量。
3.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中基底的位置量包括基底臺在垂直于投影系統(tǒng)的焦平面的方向上的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中位置偏差包括在掃描基底期間大體上不變的偏差值。
5.如權(quán)利要求4所述的光刻裝置，其中大體上不變的偏差值包括在垂直于投影系統(tǒng)的焦平面的方向上大體上不變的偏差值。
6.如權(quán)利要求4所述的光刻裝置，其中通過在標(biāo)稱偏差值上增加至少部分基底的厚度參數(shù)，確定基底的大體上不變的偏差值。
7.如權(quán)利要求6所述的光刻裝置，其中基底的厚度參數(shù)包括基底的最大厚度和最小厚度的平均值。
8.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中位置控制裝置配置成在掃描基底期間使流體供給系統(tǒng)保持在固定位置，基底的位置量包括基底臺在垂直于投影系統(tǒng)的焦平面的方向上的平均位置。
9.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中位置控制裝置進一步配置成確定流體供給系統(tǒng)和基底之間的瞬間間距，并且當(dāng)該間距達到預(yù)定的期望間距范圍的極值時臨時調(diào)節(jié)偏差。
10.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中位置控制裝置進一步配置成確定流體供給系統(tǒng)和基底之間的間距，并且當(dāng)該間距超過預(yù)定的安全間距范圍時發(fā)出警報信息。
11.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中基底位置量包括基底高度的高度函數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的光刻裝置，其中位置控制裝置配置成利用所述高度函數(shù)確定在部分基底表面上的最合適平面，所述部分基底表面被流體供給系統(tǒng)覆蓋；以及通過在該最合適平面的高度上增加預(yù)定高度來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置。
13.如權(quán)利要求11所述的光刻裝置，其中位置控制裝置配置成利用所述高度函數(shù)確定在被流體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的這樣一個平面，所述平面使高度函數(shù)的最小值保持為正；以及通過在使高度函數(shù)的最小值保持為正的所述平面上增加預(yù)定高度來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置。
14.如權(quán)利要求11所述的光刻裝置，其中位置控制裝置配置成利用所述高度函數(shù)對被流體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的高度求和；將求和的高度除以被流體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面的表面積，以獲得除得的求和高度；以及通過在除得的求和高度上增加預(yù)定高度來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置。
15.如權(quán)利要求11所述的光刻裝置，其中位置控制裝置配置成利用高度函數(shù)確定被流體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的平均高度；以及通過在平均高度上增加預(yù)定高度來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置。
16.如權(quán)利要求11所述的光刻裝置，其中位置控制裝置配置成確定在被流體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的擾動力函數(shù)，該擾動力函數(shù)表示取決于基底和流體供給系統(tǒng)之間間距的基底和流體供給系統(tǒng)之間的力；利用所述高度函數(shù)對被流體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的擾動力函數(shù)積分；以及將流體供給系統(tǒng)的期望位置確定為這樣一個位置，在該位置在被流體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上被積分的擾動力函數(shù)是常量。
17.如權(quán)利要求11所述的光刻裝置，其中位置控制裝置配置成確定在被流體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的擾動力函數(shù)，該擾動力函數(shù)表示取決于基底和流體供給系統(tǒng)之間間距的基底和流體供給系統(tǒng)之間的力；由擾動力函數(shù)確定位置相關(guān)的高度偏差；利用所述高度函數(shù)確定在被流體供給系統(tǒng)覆蓋的部分基底表面上的最合適平面；以及通過在最合適平面的高度上增加位置相關(guān)的高度偏差來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置。
18.一種將光束投影到基底上的濕浸式投影裝置，包括配置成保持基底的基底臺；配置成將輻射光束投影到基底靶部的投影系統(tǒng)；構(gòu)造成在基底和投影系統(tǒng)之間提供流體的流體供給系統(tǒng)；和控制該流體供給系統(tǒng)的位置的位置控制裝置，將基底的位置量提供給該位置控制裝置，其中該位置控制裝置配置成通過在基底的位置量上增加位置偏差來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置；以及根據(jù)該期望位置定位該流體供給系統(tǒng)。
19.一種器件制造方法，包括使用投影系統(tǒng)將帶圖案的輻射光束投影到基底靶部；使用流體供給系統(tǒng)在基底和投影系統(tǒng)之間提供流體；和控制該流體供給系統(tǒng)的位置，該控制包括獲得基底的位置量，通過在基底的位置量上增加位置偏差來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置；以及根據(jù)該期望位置定位該流體供給系統(tǒng)。
全文摘要
一種光刻裝置，其包括保持基底的基底臺和將帶圖案的輻射光束投影到基底靶部的投影系統(tǒng)。該光刻裝置還包括流體供給系統(tǒng)，用于在基底和投影系統(tǒng)的最后一個透鏡元件之間提供流體，和位置控制裝置，用于控制該流體供給系統(tǒng)的位置。該位置控制裝置配置成在被提供基底的位置量時，通過在基底的位置量上增加位置偏差來確定流體供給系統(tǒng)的期望位置，然后根據(jù)該期望位置定位流體供給系統(tǒng)。該位置量包括基底臺的位置和/或旋轉(zhuǎn)位置和/或基底高度的高度函數(shù)。
文檔編號H01L21/027GK1841208SQ20061007153
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者J·-G·C·范德圖恩, H·布特勒, H·H·M·科西, E·H·J·德拉賈, N·坦卡特, F·范德穆倫, M·J·H·弗蘭坎, M·侯克斯, A·H·阿倫德斯, M·庫帕盧斯 申請人:Asml荷蘭有限公司