專利名稱：浸沒曝光設備以及浸沒曝光方法
技術領域：
本發(fā)明涉及保持平板印刷投射透鏡下面的浸沒流體的設備和方法。
背景技術：
在進行半導體加工期間，通常采用平板印刷系統(tǒng)將光柵上的圖像傳送到半導體晶 片上。典型的平板印刷系統(tǒng)包括光學組件；固定光柵的光柵臺，該光柵確定圖案；定位半 導體晶片的晶片臺組件；測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)準確檢測光柵和晶片的位置。在操作期間，由光 柵上的圖像由光學組件投射到晶片上。投射的圖像其大小通常是晶片上的一個器件小區(qū)域 或多個小區(qū)域的大小。在曝光后，晶片臺組件移動晶片，然后進行另一次曝光，重復這一操 作，一直到使晶片上的所有區(qū)域曝光。然后取下晶片，在其位置上換上新的晶片。浸沒式平板印刷系統(tǒng)采用一層浸沒流體，該流體在晶片曝光期間完全充滿光學組 件和晶片之間的間隙。浸沒流體的光學特性隨同光學組件一起允許采用標準的光學平板印 刷方法投射比現(xiàn)在更小尺寸特征。例如，對于下一代的包含65nm、45nm和超過這一限度的 半導體工藝，現(xiàn)在正考慮采用浸沒式平板印刷方法。因此，在可預見的未來一段時間中，浸沒 式平板印刷技術代表了很顯著的工藝成果，這種成果使得可以繼續(xù)采用光學平板印刷方法。在晶片曝光后，除去該晶片，并用新的晶片替換。如在浸沒式系統(tǒng)中現(xiàn)在看到的， 浸沒流體可能從間隙中流走，隨后在替換晶片后再進行補充。具體是，在需要替換晶片時， 將供給間隙的流體關掉，并將流體從該間隙中除去(即用真空法除去)，然后取下已加工的 晶片，使新的晶片對準放在光學組件的下面，然后用新的浸沒流體再充滿該間隙。一當上述 所有步驟完成后，開始曝光新的晶片。上述浸沒式平板印刷方法的晶片更換，因為許多原因，是存在問題的。不斷充滿和 排放間隙中的流體可能造成浸沒流體的變化，并可能造成在浸沒流體中形成氣泡。這種氣 泡和不穩(wěn)定的流體可能影響將光柵上的圖像投射到晶片上，因而降低了生產(chǎn)率。整個工藝 還包括很多步驟，因此，是費時間的，這樣便降低了機器的總產(chǎn)量。因此需要一種在晶片臺移離投射透鏡時例如更換晶片時將浸沒流體保持在鄰接 投射透鏡間隙中的設備和方法。
發(fā)明內容
公開一種設備和方法，這種設備和方法用于將浸沒流體保持在靠近浸沒平板印刷機投射透鏡的間隙中。這種設備和方法包括光學組件和臺組件，前者作成為可以將圖像投 射到工件上，后者包括工件座，該工件座作成為可以支承鄰接光學組件的工件。提供一種外 圍系統(tǒng)，用于向該間隙輸送浸沒流體，和除去該間隙中的浸沒流體。在工件完成曝光后，更 換系統(tǒng)將工件取下，用第二工件代替該工件。提供一種浸沒流體系統(tǒng)，用于在工件臺移離投 射透鏡時，保持該間隙中的浸沒流體。因此，在用第二工件替換第一工件時，該間隙不需要 用浸沒流體重新充滿。
圖1示出具有本發(fā)明特征的平板印刷機；圖2是本發(fā)明一個實施例浸沒式平板印刷機的橫截面圖；圖3A和3B分別是橫截面圖和頂視圖，示出本發(fā)明另一實施例的浸沒式平板印刷 機；圖4A和4B分別是橫截面圖和頂視圖，示出本發(fā)明另一實施例的浸沒式平板印刷 機；圖5A和5B是頂視圖，示出本發(fā)明其他實施例的兩個不同的雙晶片臺；圖6A是頂視圖，示出本發(fā)明另一實施例的雙臺平板印刷機；圖6B-6E是一系列示意圖，示出本發(fā)明的晶片替換；圖7A是流程圖，簡要概括了按照本發(fā)明加工工件的工藝；圖7B是流程圖，更詳細示出工件的處理。附圖中相同的參考編號是指相同的部件。
具體實施例方式圖1是示意圖，示出具有本發(fā)明特征的平板印刷機10。該平板印刷機10包括支架 12、照明系統(tǒng)14(照射裝置)、光學組件16、光柵臺組件18、工件臺組件20、測量系統(tǒng)22、控 制系統(tǒng)24和外圍流體系統(tǒng)26。為適應平板印刷機10的設計要求，可以改變平板印刷機10 部件的設計。在一個實施例中，采用該平板印刷機10，將光柵(reticle) 28上的集成電路圖案 (未示出)投射到半導體晶片30 (用虛線示出)上。該平板印刷機10裝在安裝座32上，例 如裝在地面、底座、或者樓板或者其他另外的支承構件上。在本發(fā)明的各種實施例中，可以用平板印刷機10作掃描式光刻系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以 使光柵28上的圖案曝光在晶片30上，而光柵28和晶片30可以同步移動。在一種掃描式 平板印刷機中，該光柵28利用光柵臺組件18，可作垂直于光學組件16光軸的運動，而晶片 30利用晶片臺組件20可作垂直于光學組件16光軸的運動，在光柵28和晶片30同步移動 期間，掃描該光柵28和晶片30。按照另一種方式，平板印刷機10可以是重復步進式光刻系統(tǒng)，在光柵28和晶片30 不動時，該光刻系統(tǒng)曝光光柵28。在重復式步進工藝中，在曝光各個區(qū)域時，晶片30相對于 光柵28和光學組件16位于恒定位置。因此，在接連的曝光操作步驟期間，該晶片隨晶片臺 組件20接連地垂直于光學組件16的光軸移動，使得晶片30的下一區(qū)域相對于光學組件16 和光柵28固定就位，以便曝光。在此操作之后，光柵28上的圖像順序地曝光在晶片的區(qū)域上，然后再使晶片30的下一區(qū)域相對于光學組件16和光柵28固定就位。使用本文提供的平板印刷機10不一定限于制造半導體的光刻系統(tǒng)。例如，平板印 刷機10可以用作為LCD(液晶顯示器)光刻系統(tǒng)，該系統(tǒng)將液晶顯示工件圖案曝光在長方 形的玻璃板上，或者用作制造薄膜磁頭的光刻系統(tǒng)。因此，本文中所用術語“工件”是指一 種器件，在該器件上用平板印刷方法形成圖像，例如在晶片或者LCD底襯上形成圖案，但不 限于晶片和IXD。設備支架12支承平板印刷機10的部件，示于圖1的設備支架12支承位于安裝底 座32上面的光柵臺組件18、晶片臺組件20、光學組件16和照明系統(tǒng)14。照明系統(tǒng)14包括照明光源34和照明光學組件36。該照明光源34發(fā)射光能光束 (輻射光束)，該照明光學組件36將照明光源34的光能光束投射到光學組件16上，該光束 選擇性照明光柵28的不同部分，并使晶片30曝光。在圖1中，照明光源34示出為支承在 光柵臺組件18的上面。然而，照明光源34通常固定在設備支架12兩側的一個側上，而照 明光源34的光能光束利用照明光學組件36射到光柵臺組件18的上面。該照明光源34可以是g譜線光源(436nm)、i譜線光源(365nm)、KrF激光(248nm)、 ArF激光(193nm)或者F2激光(157nm)。按照另一種方式，照射光源34可以發(fā)射X射線。光學組件16將穿過光柵28的光投射和/或聚焦在晶片30上。取決于平板印刷 機10的設計，該光學組件16可以放大或者縮小光柵28上照明的圖像。該光學組件不一定 限于縮小系統(tǒng)。該系統(tǒng)還可以是1倍放大或者多倍放大的系統(tǒng)。另外，采用波長為200nm或者更小的真空紫外線曝光工件時，可以考慮應用反折 射式光學系統(tǒng)。反折射式光學系統(tǒng)的例子包括公開專利申請公報中公布的日本專利申請 No. 8-171054和其對應的美國專利No. 5668672以及日本專利申請No. 10-20195和其對應美 國專利No. 5835275。在這些情況下，反射光學工件可以是反折射式光學系統(tǒng)，包括光束分裂 器和凹面反射鏡。在公開專利申請公告上公布的日本專利申請No. 8-334695和其對應的美 國專利No. 5689377以及日本專利申請No. 10-3039和其對應美國專利申請No. 873605 (申 請日期1997年12月6日)，還應用反射折射式光學系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括凹面反射鏡等，但是 沒有光束分裂器，這些專利均可以用于本發(fā)明。經(jīng)允許，上述美國專利以及公開專利申請公 告中分布的日本專利申請的內容均作為參考包含在本文中。光柵臺組件18相對于光學組件16和晶片30保持和定位光柵28。在一個實施例 中，光柵臺組件18包括保持光柵28的光柵臺38和光柵臺運動組件40，該組件移動和定位 光柵臺38和光柵28。各個臺運動組件40、44可以以三個自由度移動相應的臺38和42。例如，在另一實 施例中，各個臺運動組件40、44可以以一個自由度、兩個自由度、三個自由度、四個自由度、 五個自由度或者六個由度移動相應的臺38和42。光柵臺運動組件40和工件臺運動組件 44分別包括一個或者多個驅動器，例如轉動馬達、音圈馬達、利用羅侖茲力產(chǎn)生驅動力的線 性馬達、電磁驅動器、平面馬達或者其他另外的加力驅動器。在光刻系統(tǒng)中，在晶片臺組件或者光柵臺組件中采用線性馬達(見美國專利 No. 5623853或者5528118，已作為參考包含在本文中)時，該線性馬達可以是應用氣墊的氣 懸式馬達，或者是利用羅侖茲力或者磁抗力的磁懸式馬達。另外，這種臺可以沿導向件運 動，或者這種臺可以是不用任何導向件的無導向式臺。
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按照另一種方式，可以用平面馬達驅動這些臺中的一個臺，該平面馬達利用由永 磁體單元和電樞線圈單元產(chǎn)生的電磁力驅動該臺，該永磁體單元具有兩維配置的永磁體， 該電樞線圈具有兩維配置的位于相對位置的線圈。采用這種驅動系統(tǒng)時，永磁體單元或者 電樞線圈單元連接于臺的底座，而其中另一單元裝在該臺的運動側平面上。上述臺子的運動產(chǎn)生反作用力，該作用力可能影響光刻系統(tǒng)的操作性能。由晶片 (底襯)臺運動產(chǎn)生的反作用力可由所用支架部件通過機械作用傳送到樓板(地板)上， 如美國專利No. 5528100和公布的日本專利申請No. 8-136475所述。另外，光柵(掩模) 臺運動產(chǎn)生的反作用力在機械上由使用的支架部件傳送到樓板(底板)上，如美國專利 No. 8574820和公布日本專利申請No. 8-330224。經(jīng)允許，美國專利No. 5528100,5874820以 及日本專利申請No. 8-330224的內容已作為參考包含在本文中。測量系統(tǒng)22檢測光柵28和晶片30相對于光學組件16或者其他一些參照物的運 動?？刂葡到y(tǒng)24可以根據(jù)這些信息控制光柵臺組件18和工件臺組件20，以便分別準確定 位光柵28和晶片30?？梢愿淖儨y量系統(tǒng)22的設計。例如，測量系統(tǒng)22可以采用多激光干 涉計、編碼器、反射鏡和/或者其他測量器件。該控制裝置24接收測量系統(tǒng)22來的信息，控制臺的運動組件18和20，以便準確 定位光柵28和晶片30。另外，控制系統(tǒng)24可以控制外圍系統(tǒng)26部件的操作。該控制系統(tǒng) 24包括一個或者多個處理器和電路。該外圍系統(tǒng)26控制位于光學組件16和晶片30之間間隙中的環(huán)境。該間隙包括 成像場。該成像場包括鄰接晶片30要曝光部位的區(qū)域和光能光束在光學組件16和晶片 30之間通過的區(qū)域。對于這種設計，外圍系統(tǒng)26可以控制成像場中的環(huán)境?？梢愿鶕?jù)晶 片30和平板印刷機其余部件的設計，改變由外圍系統(tǒng)26在間隙中產(chǎn)生和/或可控制的要 求環(huán)境，該平板印刷機10的部件包括照明系統(tǒng)14。例如，要求的可控環(huán)境可以是流體例如 水。按照另一種方式，要求的可控環(huán)境可以是另一種流體例如氣體。在各種實施例中，該間 隙在晶片30的頂表面和光學組件16的最后一個光學組件之間的高度在0. I-IOmm之間。在一個實施例中，該外圍系統(tǒng)26用浸沒流體充滿成像場和間隙的其余部分?？梢?改變外圍系統(tǒng)26和該外圍系統(tǒng)26部件的設計。在不同的實施例中，該外圍系統(tǒng)26用噴嘴、 電動海綿、多孔材料等將浸沒流體輸送到和/或注入到該間隙中，并采用真空泵、海綿等除 去該間隙中的流體?？梢愿淖兺鈬到y(tǒng)26的設計。例如，該系統(tǒng)可以在間隙或者靠近間隙 的一個或者多個位置注入浸沒流體。另外，該浸沒流體系統(tǒng)有助于在工件30、該間隙和/ 或光學組件16邊緣的，或者靠近這些部件的一個和多個位置除去和/或者清除這些浸沒流 體。對于各種外圍系統(tǒng)的進一步細節(jié)，可參考2003年4月9日提出的題為“浸沒式平板印 刷流體控制系統(tǒng)”的美國臨時專利申請60/462142、2003年4月10日提出的題為“浸沒式 平板印刷機的真空環(huán)系統(tǒng)和吸液環(huán)系統(tǒng)”的美國臨時申請60/462112、2003年9月3日提出 的“具有多孔材料的無噪音流體回收裝置”的美國臨時專利申請60/500312和2004年4月 2日提出的題為“浸沒式平板印刷噴頭設計”的美國臨時專利申請60/541329，所有這些專 利均作為參考包括在本文中。參考圖2，圖中示出本發(fā)明一個實施例平板印刷機的橫截面圖。該平板印刷機200 包括光學組件16和臺組件202，該臺組件包括晶片座204和晶片臺206。該晶片座204作 成為可以將晶片208 (或者任何其他類型的工件)支承在光學組件16的下面。圍繞該光學組件16的外圍系統(tǒng)26用于向晶片208和光學組件16最后一個光學部件之間的間隙輸送 浸沒流體212，并除去該間隙中的浸沒流體。工件更換系統(tǒng)216包括晶片裝載器218 (即機 械手)和準直工具220 (即顯微CCD照相機)，該更換系統(tǒng)作成為可以從晶片座204上取下 晶片208，并用第二晶片替換該晶片。完成這一操作通常采用晶片裝載器218，將晶片座204 上的晶片208升高，并取下該晶片。隨后將第二晶片(未示出)放在晶片卡盤218上，并用 準直工具220對準，然后定位在位于光學組件16下面的晶片座204上。采用此實施例，晶片臺206包括浸沒流體約束系統(tǒng)214，該系統(tǒng)作成為，可以在更 換晶片期間，可以將浸沒流體212保持在靠近光學組件16最后一個光學部件的間隙中。該 浸沒流體約束系統(tǒng)214包括靠近晶片座204的墊板222。采用配置在墊板222和晶片臺206 之間的支承部件224來支承墊板222。該晶片座204具有上部平表面，該表面與晶片208的 表面共平面。該墊板222也具有上部平的表面，該表面與晶片座204的上表面和晶片表面共 平面。該墊板222靠近晶片座204配置，其間具有很小的間隙(例如0. 1-1. OOmm)，使得浸 沒流體212可以在晶片座和墊板222之間流動，而不會滲漏。在更換晶片期間，晶片臺206 沿箭頭226的方向移動，使得墊板222代替晶片臺204定位在光學組件16的下面，從而保 持間隙中的流體，或者保持該流體間隙的大小。在已經(jīng)對準新晶片后，將晶片臺往后移動到 其原來的位置，因而在第二晶片定位在光學組件16的下面時，墊板222移離該間隙。在各 種實施例中，墊板222可以接著晶片臺204配置，在其間不形成任何間隙?？梢哉{節(jié)晶片座 204的垂直位置和/或傾斜度，使得在晶片臺204從光學組件16的下面移出之前，該晶片臺 表面與墊板表面共平面。保持墊板222和光學組件16之間間隙不限于上述更換晶片操作。 在對準操作或者測量操作期間，墊板222可以大到足以將浸沒流體212保持在墊板222和 光學組件16之間的空間中。在這些操作中，由浸沒流體212占據(jù)的那部分區(qū)域位于晶片臺 204的上表面上。參考圖3A和3B，圖中示出本發(fā)明另一實施例的另一種浸沒式平板印刷機的橫截 面圖和頂視圖。該平板印刷機300包括光學組件16和臺組件302，該臺組件包括晶片座304 和晶片臺306。該晶片座304作成為可以將晶片308 (或者任何其他類型的工件)支承在光 學組件16的下面。包圍光學組件16的外圍系統(tǒng)26用于向晶片308和光學組件16最下面 一個光學部件之間的間隙輸送浸沒流體312，并除去該間隙中的浸沒流體。工件更換系統(tǒng) 316包括晶片裝載器318和準直工具320，該更換系統(tǒng)作成為可以從晶片座304上取下晶片 308，并用第二晶片代替該晶片。完成這一操作是采用晶片裝載器將晶片308從晶片座上取 下來。隨后，將第二晶片(未示出)裝在晶片卡盤318上，用準直工具320對準，然后定位 在光學組件16的下面。如圖3B清楚示出的，在操作期間，采用一組馬達322以兩個自由度 (X和Y)移動臺組件302，該臺組件包括晶片座304和晶片臺306。如上所述，該馬達322可 以是任何類型的馬達，例如，旋轉馬達、線性馬達、音圈馬達等。浸沒式平板印刷機300還包括浸沒流體約束系統(tǒng)324，該系統(tǒng)作成為，在晶片座 304從光學組件下面的移出時，可以將浸沒流體312保持在該光學組件16下面的空間中。 該浸沒流體約束系統(tǒng)324包括墊板326、馬達328和控制系統(tǒng)330。該墊板326鄰接光學組 件16和晶片臺204配置。該晶片座304具有上部平表面，該表面與晶片308的表面共平面。 該墊板326具有上部平表面，該表面與晶片座304的上表面和晶片表面共平面。該墊板326 可以用馬達328在X和Y方向移動。該馬達328由控制系統(tǒng)330控制。馬達328可以是任何類型的馬達以及馬達322。當晶片座304(晶片臺306)從光學組件16的下面移走時，墊 板326便定位在光學組件16的下面。在替換晶片時，晶片座304移離光學組件16。同時， 控制系統(tǒng)330操縱馬達328，將墊板326移到光學組件的下面，代替晶片座304。墊板326 因此將浸沒流體312保持在光學組件16下面的間隙中。在用準直工具320對準新的晶片 后，將晶片臺304重新定位在光學組件16的下面。在同時，控制系統(tǒng)330操縱馬達328，使 墊板326從間隙退回，以便防止浸沒流體312溢出。在晶片更換操作時，控制系統(tǒng)330移動 晶片座304和墊板326，在該晶片臺304和墊板326之間具有小的間隙，而光學組件下面的 浸沒流體312在晶片座304和墊板326之間流動。因此，浸沒流體約束系統(tǒng)324在替換晶片 期間可以保持間隙中的浸沒流體312。在此實施例中，晶片座304(晶片臺306)和墊板326 是單獨運動的。因此，晶片座304可以自由移動，而浸沒流體312保持在墊板326和光學組 件16之間的空間中。在本發(fā)明的各種實施例中，控制系統(tǒng)330可以是單獨的控制系統(tǒng)，或 者還可以合并到用于定位晶片臺306和晶片座304的馬達322的控制系統(tǒng)中。可以調節(jié)晶 片座304和墊板326中至少一個部件的垂直位置和/或傾斜度，使得晶片座表面與墊板表 面共平面，然后再使晶片座從光學組件16的下面移出。從光學組件16的下面移出晶片座 304的操作不一定限于晶片替換操作。例如，在將浸沒流體保持在墊板326和光學組件16 之間的空間中時，可以執(zhí)行準直操作、測量操作或者其他操作。參照圖4A和4B，圖中示出浸沒式平板印刷機的兩個橫截面圖。該平板印刷機400 包括光學組件16和臺組件402，該臺組件包括晶片座404和晶片臺406。該晶片座404作 成為可以將晶片408 (或者任何其他類型的工件)支承在光學組件16的下面。包圍該光學 組件16的外部系統(tǒng)26用于向晶片408和光學組件最下部光學部件之間的間隙輸送浸沒流 體412，并用于除去該間隙中的浸沒流體。工件更換系統(tǒng)416包括晶片裝載器418和準直 工具420，該更換系統(tǒng)作成為可以從晶片座404上取下晶片408，并用第二晶片代替該晶片。 完成這一操作是用晶片裝載器418，從晶片座404上取下晶片408。隨后，將第二晶片(未 示出)放在晶片卡盤418上，用準直工具420準直，然后定位在光學組件16的下面，如圖4A 所示。浸沒式平板印刷機400還包括浸沒流體約束系統(tǒng)424，該系統(tǒng)作成為，在晶片座 404從光學組件16的下面移出時，將浸沒流體412保持在光學組件16下面的空間中。該浸 沒流體約束系統(tǒng)424包括墊板426、形成在光學組件16上的第一夾具428和形成在晶片座 404上的第二夾具430。當浸沒流體412保持在光學組件16和晶片座404 (或者晶片408) 之間時，該墊板426由第二夾具430固定在晶片座404上的位置。當晶片座404例如在更 換晶片操作期間移離光學組件16時，墊板426便與晶片座404脫開，并由第一夾具428固 定，從而將浸沒流體412保持在光學組件16和墊板426之間。該晶片座404具有平的上表 面，該表面與晶片408的表面共平面。固定在晶片座404上的墊板426也具有上部平表面， 該表面與晶片座404的上表面和晶片表面共平面。因此，可以將墊板426和晶片408移到 光學組件的下面，而不發(fā)生浸沒流體滲漏。在各種實施例中，夾具428和430可以是真空夾 具、磁夾具、靜電夾具或者機械夾具。如圖4A清楚示出的，墊板426在晶408曝光時，定位在晶片座404上。在晶片曝 光期間，采用第二夾具430使墊板426就位于晶片座404上的位置。在如圖4B所示的替換 晶片期間，使晶片座404沿箭頭432的方向移動，使得墊板定位在光學組件16的下面，代替
10晶片408。在進行這種操作時，將墊板426固定于晶片座404的第二夾具松開，而第一夾具 428將墊板426固定于光學組件16。結果，浸沒流體412在更換晶片408時，可以保持在光 學組件的下面。在準直晶片后，使晶片座404沿箭頭432的反方向移動，將新的晶片定位在 光學組件的下面。在此運動之前，第一夾具428松開，而第二夾具430重新將墊板426固定 于晶片座404。在此實施例中，在墊板426由第一夾具428固定時，晶片座404可以自由移 動。在各種實施例中，由第一夾具428固定墊板426的操作不僅僅限于晶片替換操作。 在浸沒流體312保持在光學組件16和第一夾具428固定的墊板426之間形成的空間時，還 可以進行準直操作、測量操作或者任何其他操作。另外，夾具428配置在支架12或者其他 支承部件上，而夾具430配置在晶片臺406上。墊板426可以保持在除臺組件420外的活 動部件上。圖5A和5B是頂視圖，示出本發(fā)明其他實施例的兩個不同雙臺式浸沒平板印刷系 統(tǒng)。對于這種雙臺式浸沒平板印刷系統(tǒng)的基本結構和操作，請參看美國專利No. 6262796和 6341007。經(jīng)允許，該美國專利No. 6262796和6341007的內容已作為參考包含在本文中。在 兩個實施例中，示出一對晶片臺WSl和WS2。應用馬達502在水平方向移動或者定位兩個臺 WSl和WS2，而用馬達504在垂直方向移動和定位WSl和WS2。采用馬達502和504將一個 臺交替地定位在光學組件16的下面，同時在另一個臺上進行晶片更換和準直操作。在光學 組件16下面的晶片完成曝光后，使兩個臺子交換，并重復上述操作。對于其中任何一種結 構，可以將本發(fā)明的上面參照圖2-4所述的各種實施例用于其中任一種雙臺式裝置，將浸 沒流體保持在光學組件16下面的間隙中。對于例如圖2所示的實施例，可以改變圖5A或 者5B所示的各個晶片臺WSl和WS2，改變成包括墊板222和支承部件224。而對于圖3所 示的實施例，可以采用靠近光學組件16的單一墊板326、馬達328和控制系統(tǒng)330。該墊板 326可以單獨地移離臺WSl和WS2。在晶片臺WSl和WS2交換期間，可以將墊板326移到光 學組件16的下面，以便將浸沒流體312保持在光學組件16的下面。最后對于圖4所示的 實施例，可以采用可脫開的單一墊板。在晶片臺WSl和WS2交換時，可以應用墊板426將浸 沒流體保持在圖4B所示的間隙中。另一方面，在曝光期間，可以將墊板固定在正曝光的晶 片臺的晶片座上。按照這種方式，兩個晶片臺WSl和WS2只需要一個墊板。按照另一種方 式，如下所述，也可以用第二臺作墊板。參考圖6A，圖中示出實施本發(fā)明一個實施例的雙臺式平板印刷機。在此實施例中， 浸沒式平板印刷系統(tǒng)600包括第一臺604和第二臺606。這兩個臺可以通過馬達602驅動 在X和Y方向移動。在此實施例中，可以應用臺604和606本身來保持間隙中的浸沒流體。 例如，如圖所示，第一臺604定位在光學組件16的下面，在要替換工件時，用馬達602定位 裝有第二工件的第二臺606，使其鄰接第一臺604。對于并排配置的兩個臺，它們基本上形 成連續(xù)的表面。然后，應用馬達602 —致地移動這兩個臺，使得第二臺606定位在光學組件 16的下面，而第一臺不再位于光學組件16的下面，利用第二臺606保持間隙中的浸沒流體， 該第二臺與第一臺形成基本上連續(xù)的表面。在各種其他實施例中，第二臺606也可以是裝 有墊板的“墊板臺”，在第二工件放在第一臺604上時，可以用該墊板臺將浸沒流體保持在 間隙中。同樣，可以采用圖5A或者5B中所示的馬達裝置。圖6B-6E是一系列示意圖，示出本發(fā)明一個實施例的工件更換。圖6B示出在完成曝光后，位于臺604上的晶片。圖6C示出與光學組件16下面的第一臺604接觸(或者緊 靠)的第二臺606。圖6D示出發(fā)生的轉移，即將第二臺606定位在光學組件16的下面。最 后在圖6E中，第一臺604已移離光學組件16。如圖6C和6D清楚示出的，這兩個臺604和 606在轉移期間，形成在光學組件16下面的連續(xù)表面，因此可以將浸沒流體保持在間隙中。 在示出的實施例中，第二臺606是墊板臺。然而，該臺也可以是如上所述的工件臺。在上述各種實施例中，該墊板可以用許多不同的材料制造，例如陶瓷材料、金屬材 料、塑料。這些材料按照其他實施例可以涂一層特氟隆。墊板的尺寸還應當充分大，以便覆 蓋由浸沒流體占據(jù)的區(qū)域。在上述各種實施例中，光學組件16最后一個光學部件的表面總 是處于浸沒流體環(huán)境的狀態(tài)下，從而可防止流體斑的形成(例如“水斑”)。采用上述系統(tǒng)時，可以利用總的示于圖7A的工藝制造半導體晶片。在步驟701中， 設計工件的功能和操作性能。接著在步驟702中，按照先前的設計步驟設計具有圖案的掩 模(光柵)，而在并列的步驟703中，用硅材料制造晶片。在步驟704中，采用上述本發(fā)明的 光刻系統(tǒng)將步驟702設計的掩模圖案曝光在步驟703中形成的晶片上。在步驟705中，組 裝半導體晶片(包括切割操作、焊接操作和包裝操作)，最后在步驟706中檢驗該工件。圖7B示出在制造半導體工件時，詳細的流程圖，示出上述步驟704的細節(jié)。在圖7B 的步驟711(氧化步驟)中，氧化晶片表面。在步驟712(CVD步驟)中，在晶片表面上形成絕 緣膜。在步驟713 (電極形成步驟)中，用蒸汽沉積法在晶片上形成電極。在步驟714(離 子注入步驟)中，將離子注入到晶片中。上述步驟711-714是處理晶片期間，晶片的預處理 步驟?？梢园凑仗幚硪?，選擇各個步驟。在完成上述預處理步驟以后，在晶片處理的各個臺上完成以下的后處理步驟。在 后處理期間，首先在步驟715 (光致抗蝕劑形成步驟)中，將光致抗蝕劑涂在晶片上，然后在 步驟716(曝光步驟)中，曝光上述工件，將掩模(光柵)電路圖案轉移到晶片上。在步驟 717(顯影步驟)中，顯影已曝光的晶片，在步驟718(腐蝕步驟)中，用腐蝕方法除去不是剩 余光致抗蝕劑(已曝光的材料表面)的部分。在步驟719 (光致抗蝕劑除去步驟)中，將腐 蝕后留下的不需要的光致抗蝕劑除去。重復這些預處理和后處理步驟可以形成多個電路圖案。盡管上述公開的特殊平板印刷機完全能夠達到要求的目的和得到上述的優(yōu)點，但 是應當明白，這些具體的印刷機僅僅例示出本發(fā)明現(xiàn)在優(yōu)選的實施例，而且不會限制權利 要求書以外本文所示的結構或者設計細節(jié)。
權利要求
一種以光束曝光基板的浸沒曝光設備，包括光學組件，所述光束透過所述光學組件照射到所述基板上；基板座，所述基板座支撐所述基板并且可相對所述光學組件移動；以及墊板組件，所述墊板組件可相對所述基板座移動，其中所述基板座和所述墊板組件在從第一狀態(tài)轉變到第二狀態(tài)的期間一起移動，所述第一狀態(tài)是指浸沒流體維持在所述光學組件和所述基板座之間的空間中，所述第二狀態(tài)是指所述浸沒流體維持在所述光學組件和所述墊板組件之間的空間中，所述光學組件在轉變期間保持與所述浸沒流體接觸。
2.如權利要求1所述的浸沒曝光設備，其中所述基板座和所述墊板組件以彼此相當接 近的配置狀態(tài)進行移動，致使所述浸沒流體實質上維持在直接位于所述光學組件下方的空 間中。
3.如權利要求2所述的浸沒曝光設備，其中所述基板座和所述墊板組件實質上同時移動。
4.如權利要求2所述的浸沒曝光設備，其中當保持所述第一狀態(tài)時，所述基板和所述 墊板組件朝向彼此相對地移動，致使所述基板座和所述墊板組件彼此相當接近地配置。
5.如權利要求1所述的浸沒曝光設備，其中所述墊板組件代替所述基板座而與所述光 學組件相向地定位，以當所述基板座遠離所述光學組件下方移動時，實質上維持所述浸沒 流體在所述光學組件下方的空間中。
6.如權利要求1所述的浸沒曝光設備，其中在所述基板座遠離所述光學組件下方移動 之前，所述基板座和所述墊板組件相對地傾斜及/或在垂直方向移動。
7.如權利要求1所述的浸沒曝光設備，其中所述墊板組件包括與所述基板座不同的載臺。
8.如權利要求1所述的浸沒曝光設備，其中在由所述基板座支撐的所述基板的曝光期 間，所述墊板組件遠離所述光學組件下方地定位。
9.如權利要求1所述的浸沒曝光設備，其中在所述轉變期間，所述基板座和所述墊板 組件形成實質上連續(xù)的表面。
10.如權利要求1所述的浸沒曝光設備，進一步包括基板更換系統(tǒng)，所述基板更換系 統(tǒng)配置成在所述第二狀態(tài)中更換處在所述基板座上的基板。
11.如權利要求10所述的浸沒曝光設備，進一步包括準直系統(tǒng)，所述準直系統(tǒng)配置成 執(zhí)行由更換而支撐在所述基板座上的基板的準直。
12.一種以光束曝光基板的浸沒曝光設備，包括光學組件，所述光束透過所述光學組件照射到所述基板上；第一載臺，所述第一載臺支撐所述基板并且可相對所述光學組件移動；以及第二載臺，所述第二載臺可相對所述第一載臺移動，其中所述第一載臺和所述第二載臺在從第一狀態(tài)轉變到第二狀態(tài)的期間一起移動，所 述第一狀態(tài)是指浸沒流體維持在所述光學組件和所述第一載臺與所述第二載臺中的一個 載臺之間的空間中，所述第二狀態(tài)是指所述浸沒流體維持在所述光學組件和所述第一載臺 與所述第二載臺中的另一個載臺之間的空間中，所述光學組件在轉變期間保持與所述浸沒 流體接觸。
13.如權利要求12所述的浸沒曝光設備，其中所述第一載臺和所述第二載臺以彼此相 當接近的配置狀態(tài)進行移動，致使所述浸沒流體實質上維持在直接位于所述光學組件下方 的空間中。
14.如權利要求13所述的浸沒曝光設備，其中所述第一載臺和所述第二載臺實質上同 時移動。
15.如權利要求13所述的浸沒曝光設備，其中當保持所述第一狀態(tài)時，所述第一載臺 和所述第二載臺朝向彼此地相對移動，致使所述第一載臺和所述第二載臺彼此相當接近地配置。
16.如權利要求12所述的浸沒曝光設備，其中所述第二載臺代替所述第一載臺而與所 述光學組件相向地定位，以當所述第一載臺遠離所述光學組件下方地移動時，實質上維持 所述浸沒流體在所述光學組件下方的空間中。
17.如權利要求12所述的浸沒曝光設備，其中在所述第一載臺遠離所述光學組件下方 地移動之前，所述第一載臺和所述第二載臺相對地傾斜及/或在垂直方向移動。
18.如權利要求12所述的浸沒曝光設備，其中在由所述第一載臺支撐的所述基板的曝 光期間，所述第二載臺遠離所述光學組件下方地定位。
19.如權利要求12所述的浸沒曝光設備，進一步包括基板更換系統(tǒng)，所述基板更換系 統(tǒng)配置成在所述第二狀態(tài)中更換處在所述第一載臺上的基板。
20.如權利要求19所述的浸沒曝光設備，進一步包括準直系統(tǒng)，所述準直系統(tǒng)配置成 執(zhí)行由更換而支撐在所述第一載臺上的基板的準直。
21.一種以光束曝光基板的浸沒曝光方法，包括如下步驟將所述基板放置在基板座上；透過光學組件和浸沒流體將所述光束照射至位于所述基板座上的所述基板；以及當保持所述光學組件和所述浸沒流體之間接觸時，將所述基板座和墊板組件沿著彼此 進行移動，以便從第一狀態(tài)轉變成第二狀態(tài)，所述基板座和所述墊板組件能夠相對地移動， 所述第一狀態(tài)是指所述浸沒流體維持在所述光學組件和所述基板座之間的空間中，所述第 二狀態(tài)是指所述浸沒流體維持在所述光學組件和所述墊板組件之間的空間中。
22.如權利要求21所述的浸沒曝光方法，其中所述基板座和所述墊板組件以彼此相當 接近的配置狀態(tài)進行移動，致使所述浸沒流體實質上維持在直接位于所述光學組件下方的 空間中。
23.如權利要求22所述的浸沒曝光方法，其中所述基板座和所述墊板組件實質上同時 移動。
24.如權利要求22所述的浸沒曝光方法，其中當保持所述第一狀態(tài)時，所述基板和所 述墊板組件朝向彼此相對地移動，致使所述基板座和所述墊板組件彼此相當接近地配置。
25.如權利要求21所述的浸沒曝光方法，其中所述墊板組件代替所述基板座而與所述 光學組件相向地定位，以當所述基板座遠離所述光學組件下方地移動時，實質上維持所述 浸沒流體在所述光學組件下方的空間中。
26.如權利要求21所述的浸沒曝光方法，其中在所述基板座遠離所述光學組件下方地 移動之前，所述基板座和所述墊板組件相對地傾斜及/或在垂直方向移動。
27.如權利要求21所述的浸沒曝光方法，其中所述墊板組件包括與所述基板座不同的3載臺。
28.如權利要求21所述的浸沒曝光方法，其中在由所述基板座支撐的所述基板的曝光 期間，所述墊板組件遠離所述光學組件下方地定位。
29.如權利要求21所述的浸沒曝光方法，其中在所述轉變期間，所述基板座和所述墊 板組件形成實質上連續(xù)的表面。
30.如權利要求21所述的浸沒曝光方法，進一步包括如下步驟配置基板更換系統(tǒng)以 在所述第二狀態(tài)中更換處在所述基板座上的基板。
31.如權利要求30所述的浸沒曝光方法，進一步包括如下步驟配置準直系統(tǒng)以執(zhí)行 由更換而支撐在所述基板座上的基板的準直。
32.一種以光束曝光基板的浸沒曝光方法，包括如下步驟將所述基板放置在第一載臺上；透過光學組件和浸沒流體將所述光束照射至位于所述第一載臺上的所述基板；以及當保持所述光學組件和所述浸沒流體之間接觸時，將所述第一載臺和第二載臺沿著彼 此移動，以便從第一狀態(tài)轉變成第二狀態(tài)，所述第一載臺和所述第二載臺能夠相對地移動， 所述第一狀態(tài)是指所述浸沒流體維持在所述光學組件和所述第一載臺與所述第二載臺中 的一個載臺之間的空間中，所述第二狀態(tài)是指所述浸沒流體維持在所述光學組件和所述第 一載臺與所述第二載臺中的另一個載臺之間的空間中。
33.如權利要求32所述的浸沒曝光方法，其中所述第一載臺和所述第二載臺以彼此相 當接近的配置狀態(tài)進行移動，致使所述浸沒流體實質上維持在直接位于所述光學組件下方 的空間中。
34.如權利要求33所述的浸沒曝光方法，其中所述第一載臺和所述第二載臺實質上同 時移動。
35.如權利要求33所述的浸沒曝光方法，其中當保持所述第一狀態(tài)時，所述第一載臺 和所述第二載臺朝向彼此相對地移動，致使所述第一載臺和所述第二載臺彼此相當接近地配置。
36.如權利要求32所述的浸沒曝光方法，其中所述第二載臺代替所述第一載臺而與所 述光學組件相向地定位，以當所述第一載臺遠離所述光學組件下方地移動時，實質上維持 所述浸沒流體在所述光學組件下方的空間中。
37.如權利要求32所述的浸沒曝光方法，其中在所述第一載臺遠離所述光學組件下方 地移動之前，所述第一載臺和所述第二載臺相對地傾斜及/或在垂直方向移動。
38.如權利要求32所述的浸沒曝光方法，其中在由所述第一載臺支撐的所述基板的曝 光期間，所述第二載臺遠離所述光學組件下方地定位。
39.如權利要求32所述的浸沒曝光方法，進一步包括如下步驟配置基板更換系統(tǒng)以 在所述第二狀態(tài)中更換處在所述第一載臺上的基板。
40.如權利要求39所述的浸沒曝光方法，進一步包括如下步驟配置準直系統(tǒng)以執(zhí)行 由更換而支撐在所述第一載臺上的基板的準直。
全文摘要
本發(fā)明公開浸沒曝光設備和浸沒曝光方法，用于在更換平板印刷機(10)中工件(208)期間，將浸沒流體(212)保持在鄰接投射透鏡(16)的間隙。該設備和方法包括光學組件(16)和臺組件(202)，前者作成為可以將圖像投射到工件(208)，后者包括工件座(204)，該工件座作成為可以支承鄰接光學組件(16)的工件(208)。配置外圍系統(tǒng)(26)，以便向臺組件(202)光學組件(16)和工件(208)之間形成的間隙輸送浸沒流體(212)，從該間隙中除去該浸沒流體(212)。在完成工件(208)曝光后，更換系統(tǒng)(216)取下工件(208)，用第二工件替換該工件。配置浸沒流體約束系統(tǒng)(214)，在取下第一工件(208)，用第二工件代替時，可以將浸沒流體(212)保持在該間隙中。
文檔編號G03B27/58GK101980086SQ201010510290
公開日2011年2月23日 申請日期2004年3月17日 優(yōu)先權日2003年4月11日
發(fā)明者M·賓納德 申請人:株式會社尼康