專利名稱：光刻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和一種器件制造方法。
背景技術(shù)：
光刻投影裝置是一種將期望的圖案投射到基底的靶部的裝置。該光刻裝置可以用 于例如集成電路(IC)的制造。在這種情況下，構(gòu)圖裝置例如掩?？捎糜诋a(chǎn)生對應(yīng)于IC一 個單獨(dú)層的電路圖案，該圖案可以成像在已涂敷輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基底(硅晶 片)的靶部上(例如包括一個或者多個管芯)。一般的，單一的基底將包含相鄰靶部的整個 網(wǎng)格，該相鄰靶部由投影系統(tǒng)逐個相繼輻射。已知的光刻裝置包括所謂的步進(jìn)器，其中通過 將整個圖案一次曝光于靶部上來輻射每一靶部，和所謂的掃描器，其中通過投射光束沿給 定方向(“掃描”方向)掃描圖案、并同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底 臺來輻射每一靶部。已經(jīng)提出將基底浸沒在光刻投影裝置中具有較高折射率的液體中，例如水，從而 填充在投射系統(tǒng)的最終元件和基底之間的空間。由于曝光輻射在水中具有更短的波長(也 可以認(rèn)為液體的作用是增加了系統(tǒng)的有效NA和增加了焦深)，因此這樣能夠得到更小特征 的成像。已經(jīng)提出了其它的浸液，包括有固體(例如石英)微粒懸浮于其中的水。然而，將基底或基底和基底臺浸沒在液體池中(參見例如US4，509，852，其在此以 全文引入并作為參考)意味著在曝光掃描過程中必須使一大體積的液體加速。這需要附加 的或者更多的大功率電機(jī)并且在液體中的擾動會導(dǎo)致不需要的和不可預(yù)見的結(jié)果。提出的一個解決方案是僅在基底的局部區(qū)域以及在投射系統(tǒng)的最終元件與使用 了液體限定系統(tǒng)(基底通常具有比投射系統(tǒng)的最終元件更大的表面區(qū)域)的基底之間為液 體供給系統(tǒng)提供液體。在W099/49504中已經(jīng)提出了一種布置方式，該文件在此以全文引入 并作為參。如圖2和3a所示，優(yōu)選地相對于最終元件沿基底的移動方向，通過至少一個入 口 IN將液體提供給基底，并且在其已經(jīng)穿過了投射系統(tǒng)之后通過至少一個出口 OUT除去 液體。也就是說，當(dāng)沿-χ方向在元件的的下面掃描基底時，液體被提供到元件的+X側(cè)并被 吸收到-X側(cè)。圖2示出了示意性的布置，其中液體通過入口 IN被提供并在元件的另一側(cè) 通過一個與低壓方源連接的出口 OUT吸收。在圖2中相對于最終元件沿基底的移動方向提 供液體，盡管這樣不是必須的。圍繞最終元件設(shè)置的入口和出口的各種定位和數(shù)量是可能 的，一個實例是在圖3a中示出的，其中在圍繞最終元件的矩形圖案中在任何一側(cè)設(shè)置了四 組入口和一個出口。提出的另一個方案是為液體供給系統(tǒng)提供一個密封元件，該密封元件沿在投射系 統(tǒng)的最終元件和基底臺之間的空間的邊界的至少一部分延伸。在圖北中示出了這種方案。 該密封元件在XY平面大體上相對于投射系統(tǒng)靜止，雖然其可在Z方向(在光軸的方向)有 些相對移動。在該密封元件和基底的表面之間形成密封。優(yōu)選地該密封是非接觸的密封例 如氣封。在歐洲專利申請No. 03252955. 4中公開了這種具有氣封的系統(tǒng)，其在此以全文引 入并作為參考。
在歐洲專利申請No. 03257072. 3中公開了一種雙或二級浸漬光刻裝置。這種裝置 具有兩級以支撐基底。利用沒有浸液的處于第一位置的一級進(jìn)行高度測定，利用存在浸液 的處于第二位置的一級進(jìn)行曝光?；蛘撸撗b置只有一級。該發(fā)明可以應(yīng)用于任何浸漬光刻裝置，特別地但不是唯一的包括上述類型的裝置。當(dāng)與在曝光輻射通路中沒有液體的系統(tǒng)比較時該新技術(shù)會產(chǎn)生不期望的缺點(diǎn)。特 別地，盡管提高了成像分辨率，液體在其它方面傾向于降低圖象的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是改善裝置的成像特性，該裝置具有填充在投射系統(tǒng)的最終元 件和基底之間的空間的液體。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種光刻裝置，包括-用于提供輻射光束的照明系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖裝置的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖裝置能夠使輻射光束的橫截面具有圖 案，由此提供帶圖案的輻射光束；-用于保持基底的基底臺；-用于將帶圖案的輻射光束投射到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；-用于以液體至少部分地填充所述投射系統(tǒng)的最終元件和所述基底之間的空間的 液體供給系統(tǒng)，其中所述液體供給系統(tǒng)包括氣泡減少裝置，且所述氣泡減少裝置包括氣泡檢測裝置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個圖像變劣的重要因素是在液體中來自氣泡的成像輻射的散射。通過 減小這些氣泡的尺寸和濃度能夠降低這種散射和相關(guān)聯(lián)的到達(dá)基底的圖象失真，從而降低 在基底上印制的圖案中的缺陷的頻率和數(shù)量。典型地當(dāng)來自大氣的溶解的氣體或者來自光 刻裝置的放氣裝置例如在基底上的感光層的溶解氣體由于某種類型的干擾逸出溶液時形 成氣泡。因此形成的氣泡在數(shù)量密度和尺寸分布方面根據(jù)涉及的液體、氣體和干擾可以有 多種變化。非常細(xì)小的氣泡易于導(dǎo)致特殊的問題，因為它們難以使用常規(guī)的方法檢測到并 去除，此外還影響在基底上形成的圖像。為了在文中類型的光刻裝置中使用，例如氣泡繼續(xù) 使特性在直徑上降低到大約10nm。包含的氣泡檢測裝置可將反饋提供給氣泡檢測裝置，從 而允許調(diào)整并使氣泡減少過程最佳化。氣泡減少裝置可以包括氣泡檢測裝置。優(yōu)選地該氣泡檢測裝置包括一個或多個超 聲傳感器。這些超聲傳感器可以發(fā)出超聲波和接收超聲波，該超聲波是在液體中傳播并由 于液體中存在氣泡而受到影響。由超聲傳感器得到的信息可以包括有關(guān)氣泡尺寸的分布和 它們的數(shù)量密度的信息。該超聲傳感器還可以測量作為頻率的函數(shù)的超聲衰減。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠檢 測具有比超聲波的波長還要小的尺寸的氣泡。僅僅使用信號的幅值就能將該測量方法限制 成相同尺寸的氣泡或比超聲波的波長更大的氣泡。該氣泡減少裝置的另一個特征是還包括一個氣泡去除裝置。該氣泡去除裝置可以包括除氣裝置，該除氣裝置包括一個隔離室，其中在隔離室中液體上方的空間保持在低于大氣壓的壓力，以促使早先溶解的氣體從溶液逸出并泵送排 出。由于溶解的大氣氣體從溶液中逸出，這種除氣方法極大地減少了氣泡的產(chǎn)生。在除氣 過程之后，優(yōu)選地將液體盡可能地與大氣保持隔離。氣泡去除裝置的另一個特征是在投射系統(tǒng)的最終元件和基底之上提供液體的連 續(xù)流動，以將氣泡排出成像區(qū)域。這一步對于去除從光刻裝置的放氣裝置中產(chǎn)生的氣體特 別地有效。此外，氣泡減少裝置可以將液體加壓到大氣壓之上，以將氣泡的尺寸減到最小并 促使氣泡形成氣體溶解到液體中。液體的成分還可以選擇成具有比水更小的表面張力。這降低了氣泡粘滯在基底上 的傾向，在基底上氣泡對成像特別有害，并傾向于阻礙去除措施(removal measures)。通過 控制與浸液相接觸的表面光潔度可以降低氣泡粘滯在基底和其他元件上的傾向。特別地， 表面光潔度可以拋光成或布置成具有最小的表面粗糙度，優(yōu)選地具有小于0.5μπι的長度 尺寸特征。氣泡減少裝置可以在液體引入到投射系統(tǒng)的最終元件和基底之間的空間中之前 處理液體。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是改善了空間因素和設(shè)計的自由。這些因素使得更容易大量地 處理液體以用于許多光刻裝置中，或者用于循環(huán)系統(tǒng)中或者那些頻繁地改變液體的地方。 處理之后，可以通過使液體在真空下保存，或者暴露于一種氣體例如氮?dú)?、氬或氦這些不溶 于液體的氣體，從而使液體不與大氣氣體接觸。氣泡檢測裝置的超聲傳感器可以布置在脈沖反射波裝置中，其中相同的傳感器發(fā) 出波，然后在從邊界反射后，接收通過液體傳播而衰減的波。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是需要更少的 傳感器并且更容易布置相對長的信號通路經(jīng)過液體。或者，氣泡檢測裝置可以包括兩個空間分離的超聲傳感器，第一個布置成發(fā)出波， 第二個布置成接收波。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是在接收傳感器中接收的波可以更容易譯碼，可以 經(jīng)受更少的來自反常信號的損失，該損失例如由來自邊界的非鏡面反射導(dǎo)致。視需要地，氣體去除裝置可以包括兩個空間分離的超聲傳感器，其布置成在液體 中產(chǎn)生可在波節(jié)區(qū)域捕捉氣泡的超聲駐波。該氣泡去除裝置布置成利用與傳感器連接的相 位調(diào)節(jié)裝置移動所述氣泡，該相位調(diào)節(jié)裝置能夠空間移動波節(jié)和被其所捕獲的氣泡。這個 方法可以用來將氣泡完全排出到液體容器的一側(cè)，這里將氣泡隔離并從系統(tǒng)中去除。超聲傳感器優(yōu)選地可以在兆頻超音速(megasonic)頻率(在IMHz的區(qū)域)下工 作。兆頻超音波避免了常規(guī)(較低頻率)超聲波的一些缺點(diǎn)，例如氣穴和與固體表面的氣 泡碰撞，這導(dǎo)致細(xì)小微粒被移動并污染了液體。氣體去除裝置可以包括一個電場發(fā)生器，用于提供電場給液體，其中該電場能夠 排除附著在液體中分界面上的氣泡。這個特征特別地有用，在此討論的分界面是基底，因為 附著于此的氣泡位于光刻投影裝置的焦點(diǎn)處，由此而導(dǎo)致更加嚴(yán)重的圖象失真。電力線在 氣泡的附近被扭曲，使得其具有與周圍液體不同的介電常數(shù)。該方案基于當(dāng)氣泡靠近或接 觸分界面時工作，電場分布可以迫使氣泡遠(yuǎn)離表面并進(jìn)入液體中。只要處于液體中，氣泡對 成像質(zhì)量就具有更小的有害作用，并可以很容易地去除。這種方法可應(yīng)用于甚至在氣泡所 附著的表面是疏水性的地方，并減少了在基底上涂敷特定親水性涂層的需要。氣泡去除裝置可以包括選擇的加熱器，用于選擇地控制溫度，由此根據(jù)他們的成分控制氣泡的尺寸。通過選擇僅加熱氣泡而不加熱周圍液體，能夠?qū)⒃谝后w溫度方面的不 必要的變化降到最小。增加氣泡的溫度導(dǎo)致氣泡在尺寸上膨脹，因此更易于去除。該選擇 的加熱器可以包括一個微波源，其在對應(yīng)于形成氣泡的氣體分子(通常是氮?dú)夂脱鯕?的 共振頻率的頻率下工作。在基底區(qū)域中給定光刻裝置的溫度敏感性，如果液體和氣泡必須 同時加熱，該方法允許在氣泡中比原來更廣泛地加熱氣體。結(jié)果是一個用于從液體去除氣 泡的花費(fèi)更多的能量和時間的有效方法。氣泡去除裝置可以包括用于將微粒引入到液體中的微粒輸入器件，和用于從液體 中去除微粒的微粒去除器件。該方法工作的原理是，將微粒選擇成使得氣泡傾向于附著在 液體中的微粒的表面上在能源方面或其它方面是這有利的。累積地，微粒提供大的表面區(qū) 域給液體，這就增加了微粒和氣泡之間接觸的機(jī)會。該討論的表面可以包括外表面，如果微 粒是多孔的，還包括具有多孔的內(nèi)表面。因此多孔微粒提供了比非多孔微粒更大的接觸液 體的微粒表面。當(dāng)將微粒布置成具有排出液體的表面(即具有和液體的高分界面能的表 面)時該實施方案尤其有效。在液體包括水的情況下，這種表面可以描述為疏水性的。這 種布置有利于附著氣泡，因為他們可以減少與液體接觸的微粒表面區(qū)域，從而將表面能降 到最小。此外在氣泡和微粒之間還有靜電吸引，或者其他有利于附著氣泡的微粒的表面特 征。當(dāng)利用微粒去除器件從液體中去除微粒時就從液體中去除了附著在微粒上的氣 泡。該微粒去除器件可以包括一個微粒過濾器。一般地，微粒的尺寸選擇成使他們易于去 除，該方法提供了一種去除甚至是非常細(xì)小的氣泡的有效裝置。氣泡檢測裝置可以包括光源、光檢測器和光比較器。所述光源和所述光檢測器布 置成由所述光源發(fā)出的光在所述光源和所述光檢測器之間傳播并經(jīng)過所述液體的一部分， 所述光比較器布置成檢測在傳播經(jīng)過一部分所述液體之后到達(dá)所述檢測器的按所述出射 光的比例的變化。在液體中存在的氣泡導(dǎo)致光被散射。根據(jù)光源和光檢測器的布置，該散射 會導(dǎo)致在檢測器中檢測到的信號增加或減少，并且可以對其進(jìn)行分析以提供有關(guān)氣泡數(shù)量 的信息。這種布置的一個優(yōu)點(diǎn)是其可以連續(xù)地工作，甚至在投影裝置處于正常操作中。當(dāng) 產(chǎn)生氣泡時，可以在一早期階段檢測到他們，然后暫停曝光直到液體再次清潔。因此這種特 性將損失的時間降到最小，還減少了產(chǎn)生的不良曝光的基底的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種光刻投影系統(tǒng)，包括-用于提供輻射光束的照明系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖裝置的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖裝置能夠使輻射光束的橫截面具有圖 案，由此提供帶圖案的輻射光束；-用于保持基底的基底臺；-用于將帶圖案的輻射光束投射到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；-用于以液體至少部分地填充所述投射系統(tǒng)的最終元件和所述基底之間的空間的 液體供給系統(tǒng)，和-用于檢測在所述液體中的雜質(zhì)的液體檢測系統(tǒng)，其包括光源、光檢測器和光比較 器，所述光源和所述光檢測器布置成由所述光源發(fā)出的光在所述光源和所述光檢測器之間 傳播并經(jīng)過所述液體的一部分，所述光比較器布置成檢測在傳播經(jīng)過一部分所述液體之后 到達(dá)所述檢測器的所述出射光的比例的變化。
檢測系統(tǒng)可以布置成檢測在投射系統(tǒng)的最終元件和基底之間的液體中的微粒。可 以特意地將該微粒引入，以便控制液體的光學(xué)特性和增強(qiáng)光刻裝置的特性。例如可以利用 細(xì)小的懸浮石英微粒來實現(xiàn)。在這種情況下，該檢測系統(tǒng)可以用于驗證微粒以期望的比例 存在?；蛘?，損壞的微粒偶爾可以進(jìn)入系統(tǒng)中，例如那些遠(yuǎn)離與浸液接觸的表面的微粒。在 這種情況下，當(dāng)微粒的濃度和/或尺寸分布超過了預(yù)定閥值，該檢測系統(tǒng)可以用于檢測這 些微粒并啟動警報程序。早期的問題(是否缺乏期望的微?；蛘哌^量的不期望的微粒)檢 測能夠采取適當(dāng)?shù)匦Ｕ齽幼鳎⒂兄趯⑴c不合標(biāo)準(zhǔn)的成像相關(guān)聯(lián)的時間和材料的損失降 到最小。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種器件制造方法，包括-提供至少部分地覆蓋有一層輻射敏感材料的基底；-采用照明系統(tǒng)提供輻射光束；-利用構(gòu)圖裝置來使輻射光束的橫截面具有圖案，由此提供帶圖案的輻射光束；-在具有該層輻射敏感材料的靶部上投射帶圖案的輻射光束；-提供用于以液體至少部分地填充所述投射系統(tǒng)的最終元件和所述基底之間的空 間的液體供給系統(tǒng)，-檢測和減少在所述液體供給系統(tǒng)中的氣泡。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種光刻投影裝置，包括-用于提供輻射光束的照明系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖裝置的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖裝置能夠使輻射光束的橫截面具有圖 案，由此提供帶圖案的輻射光束；-用于保持基底的基底臺；-用于將帶圖案的輻射光束投射到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；-用于以液體至少部分地填充所述投射系統(tǒng)的最終元件和所述基底之間的空間的 液體供給系統(tǒng)；和-能夠在激活狀態(tài)和中止?fàn)顟B(tài)之間切換投影裝置的工作狀態(tài)的液體質(zhì)量監(jiān)測器， 當(dāng)確定液體質(zhì)量在預(yù)定閥值之上時選擇所述激活狀態(tài)，當(dāng)確定液體質(zhì)量在預(yù)定閥值之下時 選擇所述中止?fàn)顟B(tài)。這一特征能夠早期檢測到缺陷，并避免由于有缺陷的基底曝光導(dǎo)致的不必要的時 間和材料的損失。預(yù)定閥值可以基于例如一些參數(shù)例如利用氣泡檢測裝置檢測到的氣泡尺 寸和/或數(shù)量分布的極限。或者，預(yù)定閥值可以是關(guān)于液體中其他微粒的尺寸和/數(shù)量分 布的極限。在本申請中，本發(fā)明的光刻裝置具體用于制造IC，但是應(yīng)該明確理解這些光刻裝 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、液晶顯示板(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，這里的任何術(shù)語“晶片”或者“管芯(die) ”的使用可認(rèn)為分別與更普通的術(shù)語“基底” 或者“靶部”同義。這里提到的基底可以在曝光前或后在例如軌道(track)(—種工具，通 常對基底施加一層抗蝕劑，并顯影已經(jīng)曝光的抗蝕劑)或計量或檢驗工具中進(jìn)行處理。在 可適用的地方，這里的公開可以應(yīng)用于這種或者其他基底處理工具。此外，例如為了形成多 層IC，可以對基底進(jìn)行多次處理，因此這里使用的術(shù)語基底也可以表示已經(jīng)包含多個處理層的基底。在提到“超音波”或“超聲波”的地方，除非另外指出，都將其解釋為大于人感知的 上限的任何頻率的聲波也就是大于20KHz。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365，248，193，157或者126nm的波長)。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賦予帶圖案的截面 的裝置，以便在基底的靶部上形成圖案。應(yīng)該注意，賦予投射光束的圖案可以不與在基底的 靶部上的所需圖案精確對應(yīng)。一般地，賦予投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)圖裝置可以是投影的或反射的。構(gòu)圖裝置的示例包括掩模，可編程反射鏡陣列 和可編程LCD控制板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二進(jìn)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，可編程反射鏡陣列的一個例子是利用微小反射 鏡的矩陣排列，每個反射鏡能夠獨(dú)立地傾斜，從而沿不同方向反射入射的輻射光束；按照這 種方式，對反射光束進(jìn)行構(gòu)圖。在構(gòu)圖裝置的每個實施例中，支撐結(jié)構(gòu)可以是一個框架或工 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，并且可以確保構(gòu)圖裝置位于 例如相對于投影系統(tǒng)的所需位置處。這里的任何術(shù)語“初縮掩模版”或者“掩模”的使用可 認(rèn)為與更普通的術(shù)語“構(gòu)圖裝置”同義。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)，和反折射光學(xué)系統(tǒng)，例如適用于所用的曝光輻射，或者適用于其 他因素，如使用浸液或使用真空。這里的任何術(shù)語“鏡頭”的使用應(yīng)認(rèn)為與更普通的術(shù)語“投 影系統(tǒng)”同義。照明系統(tǒng)還可以包括各種類型的光學(xué)裝置，包括折射，反射，和反折射光學(xué)裝置， 這些裝置用于引導(dǎo)、整形或者控制輻射投射光束，這種裝置在下文還可共同地或者單獨(dú)地 稱作“鏡頭”。光刻裝置可以是具有兩個(二級)或者多個基底臺(和/或兩個或者多個掩模 臺)的類型。在這種“多級式”器件中，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(jìn)行準(zhǔn)備步驟，而一個或者多個其它臺用于曝光。


現(xiàn)在僅通過舉例的方式，參照附圖描述本發(fā)明的實施方案，在圖中相應(yīng)的附圖標(biāo) 記表示相應(yīng)的裝置，其中圖1表示根據(jù)本發(fā)明一實施方案的光刻投影裝置；圖2表示根據(jù)本發(fā)明一實施方案用于將液體提供給投射系統(tǒng)的最終元件周圍區(qū) 域的液體供給系統(tǒng)；圖3a表示根據(jù)本發(fā)明一實施方案在投射系統(tǒng)的最終元件周圍圖2的液體供給系 統(tǒng)的入口和出口的布置；圖北表示根據(jù)本發(fā)明一實施方案的密封元件；圖4表示根據(jù)本發(fā)明一實施方案具有氣泡減少裝置的液體供給系統(tǒng)；圖5表示根據(jù)本發(fā)明兩個實施方案在氣泡檢測裝置中的超聲傳感器的兩種可能布置；圖6表示根據(jù)本發(fā)明一實施方案在氣泡去除裝置中的超聲傳感器和駐波的布置；圖7表示根據(jù)本發(fā)明一實施方案的除氣裝置；圖8表示根據(jù)本發(fā)明一實施方案的液體加壓裝置；圖9表示氣泡去除裝置的實施方案，其中示出了兩個保護(hù)電極和相關(guān)聯(lián)的電場發(fā) 生器；圖10表示具有在圖2和3中示出的不同液體供給系統(tǒng)的本發(fā)明的幾個不同實施
方案；圖Ila和lib表示布置成通過微波輻射源選擇地加熱氣泡的氣泡去除裝置的實施 方案；圖12表示包括微粒輸入器件和微粒去除器件的氣泡去除裝置的實施方案；圖13表示氣泡檢測裝置的實施方案，其中示出了光源和光檢測器和示例性的軌 道，該軌道用于在液體中從光束通路散射出來的光束經(jīng)過投射透鏡到達(dá)光檢測器；圖14表示在圖13中示出的所述布置的基底區(qū)域的更大比例的視圖，其示出了根 據(jù)第一實施方案的光源將光從光源引入投射透鏡的最終元件和基底之間的區(qū)域；圖15表示的視圖與圖14相同，但是其示出了根據(jù)第二實施方案的光源將光從光 源引入投射透鏡的最終元件和基底之間的區(qū)域；圖16表示包括光源、光檢測器、光比較器、液體質(zhì)量監(jiān)測器和報警器的氣泡檢測 裝置的實施方案；和圖17表示根據(jù)本發(fā)明一實施方案在投射透鏡的最終元件區(qū)域和基底中的超聲傳 感器的布置。在圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的裝置。
具體實施例方式實施例1圖1示意性地表示了本發(fā)明一具體實施方案的光刻裝置。該裝置包括-照明系統(tǒng)(照明器)IL，用于提供輻射投射光束PB(例如UV輻射或DUV輻射)。-第一支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，用于支撐構(gòu)圖裝置(例如掩模)MA，并與用于將 該構(gòu)圖裝置相對于物體PL精確定位的第一定位裝置PM連接；-基底臺(例如晶片臺)WT，用于保持基底(例如涂敷抗蝕劑的晶片)W，并與用于 將基底相對于物體PL精確定位的第二定位裝置PW連接；-投影系統(tǒng)(例如折射投影透鏡)PL，用于通過構(gòu)圖裝置MA將賦予投射光束PB的 圖案成像在基底W的靶部C(例如包括一個或多個電路小片(die))上。如這里指出的，該裝置屬于投影型(例如采用投影掩模)。另外，該裝置可以是反 射型(例如采用如上面涉及的可編程反射鏡陣列型)。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分開的機(jī)構(gòu)， 例如當(dāng)輻射源是準(zhǔn)分子激光器時。在這種情況下，不把輻射源看作構(gòu)成光刻裝置的一部分， 輻射光束借助于例如包括適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向反射鏡和/或擴(kuò)束器的光束輸送系統(tǒng)BD從源SO傳送 到照明器IL。在其他情況下，輻射源可以是裝置的整體部分，例如當(dāng)輻射源是汞燈時。源
9SO和照明器IL，如果需要和光束輸送系統(tǒng)BD —起，稱作輻射系統(tǒng)。照明器IL可以包括調(diào)節(jié)裝置AM，用于調(diào)節(jié)光束的角的強(qiáng)度分布一般地，至少可以 調(diào)節(jié)照明器光瞳平面內(nèi)強(qiáng)度分布的外和/或內(nèi)徑向量(通常分別稱為ο-外和ο-內(nèi))。 另外，照明器IL 一般包括各種其它裝置，如積分器IN和聚光器CO。照明器提供輻射的調(diào)節(jié) 光束，稱作投射光束PB，在該光束的橫截面具有所需的均勻度和強(qiáng)度分布。投射光束PB入射到保持在掩模臺MT上的掩模MA上。橫向穿過掩模MA后，投射 光束PB通過鏡頭PL，該鏡頭將光束聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位裝置PW和位置 傳感器IF (例如干涉測量裝置)的輔助下，基底臺WT可以精確地移動，例如在光束PB的光 路中定位不同的靶部C。類似地，例如在從掩模庫中機(jī)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)將掩模MA相對光束PB 的光路進(jìn)行精確定位。一般地，借助于長沖程模塊(粗略定位)和短沖程模塊(精確定位) 來實現(xiàn)目標(biāo)臺MT和WT的移動，所述目標(biāo)臺MT和WT構(gòu)成定位裝置PM和PW的一部分?？?是，在步進(jìn)器的情況下(與掃描裝置相對)，掩模臺MT可以只與短沖程致動裝置連接，或者 固定。掩模MA與基底W可以利用掩模對準(zhǔn)標(biāo)記Ml，M2和基底對準(zhǔn)標(biāo)記Pl，P2進(jìn)行對準(zhǔn)。所示的裝置可以按照下面優(yōu)選的模式使用1.在步進(jìn)模式中，掩模臺MT和基底臺WT基本保持不動，賦予投射光束的整個圖案 被一次投射到靶部C上(即單次靜態(tài)曝光(single static exposure))。然后基底臺WT沿 X和/或Y方向移動，以便能夠曝光不同的靶部C。在步進(jìn)模式中，曝光區(qū)(exposure field) 的最大尺寸限制在單次靜態(tài)曝光中成像的靶部C的尺寸。2.在掃描模式中，同時掃描掩模臺MT和基底臺WT，并將賦予投射光束的圖案投射 到靶部C上(S卩，單次動態(tài)曝光(single dynamic exposure))，基底臺WT相對于掩模臺MT 的速度和方向由投影系統(tǒng)PL的放大(縮小)和圖像反轉(zhuǎn)特性來確定。在掃描模式中，曝光 區(qū)的最大尺寸限制單次動態(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 靶部的高度(沿掃描方向)。3.在其他模式中，掩模臺MT基本上保持靜止，并保持可編程構(gòu)圖裝置，并且在將 賦予投射光束的圖案投射到靶部C上時移動或掃描基底臺WT。在這種模式中，一般采用脈 沖輻射源，并且在基底臺WT的每次移動之后或者在掃描期間連續(xù)的兩次輻射脈沖中間，根 據(jù)需要更新可編程的構(gòu)圖裝置。這種操作方式可以很容易地應(yīng)用于無掩模光刻中，所述無 掩模光刻利用如上面涉及的可編程反射鏡陣列型的可編程構(gòu)圖裝置。還可以采用在上述所用模式基礎(chǔ)上的組合和/或變化，或者采用與所用的完全不 同的模式。圖2，3a和北表示根據(jù)本發(fā)明一個實施方案并且在上面已經(jīng)描述過的液體供給 系統(tǒng)?？梢圆捎酶鶕?jù)本發(fā)明實施方案的其他液體供給系統(tǒng)，包括不限于上述液體池(bath of liquid)和密封元件。圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的液體供給系統(tǒng)1和氣泡減少裝置3a/3b。氣 泡減少裝置3a/;3b可以位于投影透鏡3a下面或者成像鈾外面。液體供給系統(tǒng)1向投影透 鏡PL和晶片W之間的容器13提供液體。最好選擇具有遠(yuǎn)大于1的折射率的液體，意味著 投射光束在液體中的波長比在空氣中或者在真空中要短，允許更小的裝置被分辨出來。眾 所周知，通過投射光束的波長和系統(tǒng)的數(shù)值孔徑來確定投影系統(tǒng)的分辨率和其他方面。液體的存在也可以被認(rèn)為是增大有效的數(shù)值孔徑。如果液體暴露于大氣，那么一些大氣中的氣體溶解于液體中。流體的擾動(以任 何方式)可導(dǎo)致氣泡形成，這取決于涉及的液體，氣體和擾動，氣泡可能非常細(xì)小。細(xì)小的 氣泡，小至直徑大約lOnm，用標(biāo)準(zhǔn)的方法非常難以檢測，但是仍然干擾曝光輻射的成像性生 能，使圖像失真，并導(dǎo)致晶片上的印制缺陷。氣泡還可以由于放氣作用從光刻裝置的元件進(jìn) 入容器13，所述元件如曝光時基底W上的感光層。容器至少部分地由密封元件17形成邊界，密封元件17位于投影透鏡孔的最終元 件下面且圍繞該元件。密封元件17延伸到略微高于投影透鏡PL最終元件，液面升到投影 透鏡PL的最終元件的底端之上。密封元件"具有一內(nèi)邊緣，該內(nèi)邊緣在其上端緊密地配合 投影系統(tǒng)的臺階(st印)或投影系統(tǒng)的最后元件，并且可以例如是同形的，在底部，內(nèi)邊緣 精密地配合成像區(qū)的形狀，例如矩形，但也可以是任何形狀。在元件17和晶片W之間，可以通過無接觸密封16將液體限制在容器中，這種無接 觸密封如通過氣體，例如氮，氬，氦或者不容易溶解于該液體中的類似氣體來形成的氣封， 在壓力下向密封元件17和基底W之間的間隙提供液體。在密封元件17和投影透鏡PL之 間，可隨意由密封元件14限制液體，從而保持液體加壓。另外，可以省略密封元件14，通過 重力限制液體。氣泡減少裝置3可包括氣泡去除裝置。圖4示出氣泡去除裝置的一個方面，其中 使液體連續(xù)流過投影透鏡PL和基底W。這一動作對于將氣泡從容器13中產(chǎn)生的氣體中排 出特別有效，例如那些由于從基底W放氣而產(chǎn)生的氣體。液體通過至少部分形成在密封元 件17中的管道23引入容器13。這些管道23可以與提供無接觸密封13的管道合作，其由 用于氣體和/或液體的入口和出口構(gòu)成。例如，可以通過氣體出口從最接近無接觸密封16 的容器區(qū)域吸取液體并布置成提供連續(xù)的流動。氣泡減少裝置3可以包括氣泡檢測裝置4。圖5示出在氣泡檢測裝置4中的兩種 超聲傳感器的布置。這里所用的檢測原理是由于液體中氣泡的瑞利散射使超聲波振幅衰 減。超聲衰減是氣泡的尺寸分布和數(shù)量密度(即每單位體積的數(shù)量)的函數(shù)。在左圖中， 超聲傳感器發(fā)射一脈沖，該脈沖在穿過浸液并從容器(容器13或者某個其他容器，例如成 像軸的外部)內(nèi)部的界面反射之后，由同一個傳感器如接收。傳感器5a的這種布置稱為 “脈沖反射”布置。脈沖反射布置是很有效的，這是因為其只需要單個傳感器fe，相對容易 地具有在發(fā)射和檢測之間的大傳播路徑，由此有助于使對氣泡的敏感性達(dá)到最大。然而，可能發(fā)生導(dǎo)致信號損失的異常反射。采樣率也可以由下面的事實來限定，即 在發(fā)射下一個脈沖之前必須等待脈沖返回。設(shè)置傳感器fe使其能夠連續(xù)發(fā)射和接收可以 避免這一問題。另一種布置示于圖5右邊，該布置使用兩個傳感器恥，每一個都專門用于發(fā) 射或者接收超聲波。在這里可以發(fā)射快速脈沖序列，并且由于波脈沖直接在傳感器恥之間 傳送，因此這種布置不能遭受異常反射作用。測得作為頻率的函數(shù)的衰減，以便檢測遠(yuǎn)小于超聲信號波長的氣泡。這可以利用 寬帶傳感器和激勵來完成。僅僅測量單一頻率處的衰減限制檢測那些直徑的尺寸數(shù)量級與 超聲信號波長相同或者稍大的氣泡。圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的氣泡去除裝置的另一方面，其中設(shè)置由信號 發(fā)生器9提供動力，并且由相位調(diào)整裝置8使彼此相對發(fā)生相移的兩個超聲傳感器5c，從而在兩個傳感器5c表面之間的液體中產(chǎn)生駐波圖案。圖6示出由干涉正弦波組成的駐波，但 是駐波可以具有任何周期形式(例如方波或者鋸齒形)。上面的圖表示第一瞬間的布置， 下面的圖表示在隨后瞬間的相同布置。液體中存在的氣泡(例如2)趨向于位于駐波6的 波節(jié)區(qū)域7附近。相位調(diào)整裝置8用于如箭頭25所示朝兩個超聲傳感器5c的一個或另一 個移動波節(jié)的位置。捕獲的氣泡2與移動波節(jié)一起朝所討論的傳感器5c移動，并因此被運(yùn) 送到液體容器的邊緣。在圖6中，這種移動是如箭頭沈所示的向左移動，示例的捕捉到的 氣泡2的移動由連續(xù)兩次穿過被捕捉的氣泡2的中心的偏移垂直虛線表示。一旦在傳感器 5c附近積累了一定濃度的氣泡，那么可以隔離該區(qū)域中的液體，并從容器中排出，液體攜 帶著氣泡。這種氣泡去除裝置可以用歐洲專利申請No. 03253694. 8中描述的超聲波來工作， 該申請的全部內(nèi)容在此引入作為參考，或者按照類似的原理使用通常所說的兆頻超音波 (大約IMHz)的高頻率波，這種波避免常規(guī)超聲波的一些缺點(diǎn)(能夠?qū)е驴昭ìF(xiàn)象和氣泡碰 撞壁，導(dǎo)致微粒打破壁，并污染液體)。作為另一個方案，可以控制超聲波能量，甚至利用低 頻率超聲波，來降低氣泡成穴的可能性或者程度。另外，超聲波可以用于使小氣泡聚結(jié)成大 氣泡，大氣泡更快地上升，并且可以更容易地除去。其他減少氣泡裝置也是可能的，例如在 上述歐洲專利申請中描述的裝置，以及利用可能與真空結(jié)合的薄膜，或者通過利用低可溶 性氣體，如氦來吹洗液體。薄膜一直用于在如微電子學(xué)，藥物和電力應(yīng)用等領(lǐng)域中除去液體 中的氣體。通過一捆半孔隙的薄膜導(dǎo)管來抽取液體。制定薄膜孔隙的大小并選擇材料，使 液體不能穿過而氣體可以從中排出。這樣從液體中除去氣體。該過程可以通過在導(dǎo)管外面 應(yīng)用一個低壓而加速。從Membrana-Charlotte，美國北卡羅來納州Charlotte的Celgard 有限公司的一部門得到的Liqui-Cel (TM)Membrane Contractors適合于該目的。吹入低溶解度的氣體是公知的應(yīng)用于高特性的色譜法的技術(shù)，其防止了空氣泡在 往復(fù)的泵壓頭中被捕獲。當(dāng)將低溶解度的氣體吹入液體中時，它將排出其它氣體例如二氧 化碳和氧氣。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一實施方案的氣泡去除裝置的除氣裝置10。該除氣裝置 10包括一個隔離室11。該除氣裝置10還可以包括布置成從隔離室11抽取氣體并最終使 隔離室達(dá)到低壓狀態(tài)的泵12。該最小壓力優(yōu)選地選擇成大于使用的液體的飽和蒸汽壓力， 從而防止沸騰，例如在室溫下的水大約是23毫巴。只要處于降低的壓力下，溶解于液體中 的氣體就會離開溶液并由泵12泵送排出。升高液體的溫度能夠有助于這個過程。例如，典 型地在40至50°C之間工作會增加大約10倍的除氣速度。當(dāng)完成除氣過程時，即不再有溶 解的氣體從液體中抽出時，可以利用在液體上方的關(guān)閉門15將隔離室11隔離。液體仍然 保持與大氣隔離直到被輸送到容器13中供使用。液體可以在真空或者在不容易溶解于液 體的氣體例如氮?dú)?、氬或氦中保存。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一實施方案用于將容器中的液體加壓超過大氣壓力的液 體加壓器件22。高壓力具有使氣泡的尺寸降到最小的作用，并能促使氣泡溶解于液體中。 在圖8中示出的裝置包括活塞19和氣缸筒21。將活塞推入氣缸筒可以給液體加壓。在氣 缸筒的較低端，設(shè)置一個閥門18以允許輸送液體，例如輸送到液體供給系統(tǒng)1中。為了監(jiān) 測目的，設(shè)置一個包括安全釋放閥的壓力計20。氣泡減少裝置3可以包括在如圖4所示的容器13和在圖4中分別以3a和北表示的容器13外部中的元件。具有這些在曝光空間13外部的元件的優(yōu)點(diǎn)是顯著地放松了 工程學(xué)的考慮，該工程學(xué)的考慮是例如可利用的空間的大小或者允許的振動和熱消散的水 平。這個因素不僅使得其更加便宜地設(shè)計處理元件而且具有批量處理的可能性。這種批量 處理可以允許單個站制備液體供多個光刻裝置使用，或者提供大量的經(jīng)調(diào)整處理的液體供 那些具有連續(xù)的液體通過量的系統(tǒng)使用，或者供那些頻繁改變液體的系統(tǒng)使用。對于處理在容器13中不可避免地產(chǎn)生的氣泡，例如由于放氣作用產(chǎn)生的氣泡，設(shè) 置在容器13中的氣泡減少裝置3特別有效。液體的組成可以選擇成具有比水更低的表面張力。這會降低氣泡粘滯在基底(尤 其是對小氣泡敏銳的基底)上的傾向性，在基底上氣泡對成像特別有害，并傾向于阻礙去 除措施的程度。這可以通過選擇具有較低表面張力的純液體或者向液體中添加組分例如表 明活性劑降低其表面張力來實現(xiàn)。附著在基底W的表面的氣泡尤其有害，因為他們靠近投射系統(tǒng)的焦點(diǎn)。因此由于 衍射圖像易于嚴(yán)重地失真。本發(fā)明的一個實施方案提供一種裝置，用于去除這種氣泡，更一 般地，去除附著在浸液中任何分界面上的氣泡。圖9示出了一個這樣的實施方案，在這種情 況下從基底W去除氣泡。這里，兩個電極27a和27b布置在投射系統(tǒng)PL的最終元件和基底 W之間的區(qū)域，并且都與電源觀的端子連接。或者，可以利用部分現(xiàn)有的裝置作為電極。例 如，基底W可以形成與第二電極例如27a對應(yīng)的一個電極。當(dāng)通電時，這種布置產(chǎn)生一個大 體上平行于投射透鏡PL的軸的均勻電場，該軸延伸到非常靠近目標(biāo)界面的液體區(qū)域。氣泡 具有不同于周圍液體的介電常數(shù)，這導(dǎo)致電力線在圍繞氣泡的區(qū)域發(fā)生扭曲。當(dāng)氣泡靠近 分界面例如基底(W)時，場力線以這種方式發(fā)生扭曲使得氣泡經(jīng)受一個力，其指向遠(yuǎn)離所 示所述的表面，并使氣泡變形最終破裂離開表面進(jìn)入到液體中。在圖9中，電場的大小可 以布置成克服由于處于其上的液體和其它由一些因素例如表面張力產(chǎn)生的反作用力施加 在氣泡上的壓力。在一個優(yōu)選的實施方案中電極27a和27b之間的勢差為100伏的直流電 壓。然而，也可以使用交流電源或交流與直流電壓的組合。關(guān)鍵的參數(shù)是電場強(qiáng)度，這取決 于勢差的大小和電極之間的間隔。此外，不均勻的和不同取向的電場也是有效地。該方法 可以應(yīng)用于甚至當(dāng)基底W的表面是疏水性的，使氣泡變形并從表面脫離有一個能障。這種 裝置不必特別地對基底W的表面進(jìn)行處理，例如用親水性涂層涂敷在所述表面上。需要考慮許多設(shè)計因素。液體的電導(dǎo)率需要小心地控制。特別地，該電導(dǎo)率不應(yīng) 過高，因為這會導(dǎo)致很難產(chǎn)生電場。例如可以使用電阻率大約為0. 8至18. 2Mohm*cm的水。 此外，優(yōu)選地利用可以防止電解和隨后的材料擊穿的隔離材料四將電極27a和27b保護(hù)以 防擊穿。電極自身的電導(dǎo)率和/或介電常數(shù)應(yīng)該比浸液高。這樣做的一個結(jié)果是確保在導(dǎo) 體材料中沒有明顯的電勢下降，這有助于在電極之間產(chǎn)生均勻的場。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)電力還會引起氣泡和分散在液體中的固體微粒之間的粘附。液體中的氣 泡在其表面上具有動電勢(或ζ )，這會在氣泡的表面和在液體本體中完全分離的離子濃 度之間產(chǎn)生電勢差。這也可適用于細(xì)小微粒。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，電源或電壓源V(或電荷、電壓、電場或電勢差發(fā)生 器或供給器)可以用于將電勢施加到一個或多個在浸漬裝置中的物體。工作的原理是如果 需要斥力就在液體中完全分離的離子濃度和物體之間產(chǎn)生電勢差，該電勢差的極性與在液 體本體中完全分離的離子濃度和在氣泡的表面之間的電勢差的極性相同。如果在物體和氣
13泡之間需要引力，則電勢差應(yīng)該具有相同的極性。通過這種方式可以在氣泡上產(chǎn)生朝向或 者遠(yuǎn)離與浸液相接觸的物體(電極)的力。在圖10中幾個不同的物體具有施加于其上的電勢或電荷。該實施方案將只使用 一個這樣的物體工作，也可以使用物體的任何組合，實際上其它沒有示出的物體也可以或 者交替地使用。在純水中，其是用作浸液的在193nm的投射光束波長上最期望的選擇，已經(jīng)發(fā)現(xiàn) μπι級的氣泡的表面電勢大約為-50mV。該電勢會隨著氣泡尺寸和浸液的類型而變化。然 而，對于其它的浸液和氣泡尺寸可以使用這里描述的相同的原理，本發(fā)明完全適用于這些。 可以將添加劑添加到浸液中以改變電勢的作用。為此CaCl2或妝(1是適宜的候選添加劑。在圖10中示出了六個不同的物體，其上施加有電勢或電壓或電荷。優(yōu)選地物體與 浸液相接觸。雖然原則上這是不必要的。這些物體中的一個是基底W，優(yōu)選地該基底上帶有 與氣泡表面的電勢相同極性的電勢。通過這種方式氣泡上具有一個使其直接遠(yuǎn)離基底W的 力，使得氣泡對投射圖像的作用減到最小。結(jié)合在基底W上的負(fù)電勢，或其自身，投射系統(tǒng) 的最終元件或靠近投射系統(tǒng)PL的最終元件的物體可以帶電具有與氣泡表面的電勢極性相 反的電勢。這將具有使氣泡朝投射系統(tǒng)的最終元件吸引的作用從而使其遠(yuǎn)離基底。靠近投 射系統(tǒng)PL的最終元件的物體50 (電極)的形狀可以是任何形狀。其可以是板狀的或環(huán)形 的，使得投射光束PB經(jīng)過電極50的中心?；蛘撸矬w帶有電荷或具有施加于其上的電壓，并固定在密封元件17的表面。在 圖10中，這些物體固定在密封元件17的內(nèi)表面。如所顯示的，兩個電極5254設(shè)置在屏障 元件的兩相對側(cè)，并帶有相反電勢的電荷。通過這種方式可從一個或其它的物體上也許沿 浸液出口的方向吸出氣泡?；蛘?，可以在密封元件17 (與浸液相接觸)的內(nèi)側(cè)周圍設(shè)置一 個物體或多個物體，該物體帶電成與氣泡表面的電勢的極性不同的電勢。通過這種方式在 浸液中投射系統(tǒng)PL的最終元件和基底W之間的空間36中的氣泡將排出遠(yuǎn)離裝置的光軸， 從而使投射光束PB到基底W的通路大體上不會被氣泡阻礙。使用該實施方案的另一個位置是在液體供給系統(tǒng)中投射系統(tǒng)PL的最終元件和基 底W之間的空間36的上游。在這種情況下，當(dāng)浸液沿管道56流動并穿過外殼58時，相反 電荷的、相對板62、64對氣泡產(chǎn)生一個可有效地移動氣泡的力，當(dāng)浸液在空間36中時，不用 在空間36的上游施加電場氣泡就比他們原來更加遠(yuǎn)離基底W。甚至能夠去除具有高濃度氣 泡(也就是靠近電極64)的浸液而不提供給空間36。去除的液體在使其在液體供給系統(tǒng)中 循環(huán)之前使去除的液體經(jīng)過氣泡去除過程。在所有的上述實例中，由電壓發(fā)生器V施加的電壓越高，作用在氣泡上的力越大。 作用在物體上的電勢不應(yīng)該過高而導(dǎo)致浸液離解，但是該電勢應(yīng)該足夠高以提供作用在氣 泡上的力從而本發(fā)明是有效的。對于主要包括的是水的浸液，根據(jù)該實施方案典型的施加 到物體上的電勢差是5mV至5V，優(yōu)選地是IOmV至500mV。由于施加了電勢5mV至500mV的 電場是優(yōu)選的。圖11示出了氣泡去除裝置的實施方案，其有助于顯著地增大氣泡去除率而不會 對浸液產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)挠绊?。利用加熱來增加在液體中的氣泡的尺寸從而實現(xiàn)改善的去除 率。氣泡尺寸增大使其更適合大多數(shù)氣泡去除方法。通過使用微波輻射源30，產(chǎn)生僅與氣 泡中的氣體耦合而不與浸液自身耦合的輻射，可以實現(xiàn)這一點(diǎn)且對浸液或者周圍的溫度敏感元件沒有不利的加熱效果。圖Ila示出了浸液的示意性放大視圖，以及示出了該過程是 如何工作的。微波光子32由在溫度Tl的實例氣泡31a吸收，然后將其加熱使其在溫度T2 變成更大的氣泡31b。只要?dú)馀莸臏囟壬叱^周圍浸液的溫度，浸液的溫度將不可避免地 在每個氣泡的附近有一些升高。然而，氣泡的組合熱容量和浸液的導(dǎo)熱性可能會足夠小使 得對浸液的加熱能夠保持在可接受的限度。一般地，微波輻射的頻率成分選擇成與共振頻 率或者在氣泡中存在的物質(zhì)的激勵模式相一致。對于各種情況，形成氣泡的大部分氣體可 以是氮?dú)夂脱鯕?，在這種情況下這些分子的共振模式規(guī)定了要使用的微波頻率。圖12示出了氣泡去除裝置的另一中實施方案。這里，微粒輸入器件33將微粒引 入浸液用于將氣泡吸引到微粒的表面。利用自然分散或人為的攪動使微粒于浸液混合在一 起。根據(jù)氣泡的濃度可以使微粒在浸液中保持一段時間。例如，當(dāng)氣泡濃度非常高，微粒將 迅速地變得飽和，就需要在一個相對較短的時間之后將其更新。另一方面，如果氣泡濃度很 低，微粒就可以在更長的時間里保持活性。只要微粒的活性，或者氣泡濃度下降到某一閥值 水平之下，利用微粒去除器件34將微粒從液體中去除，該微粒去除器件可以包括例如一個 微粒過濾器。根據(jù)圖11的實施方案，微粒輸入器件33和微粒去除器件34與通道23連接， 用于使浸液通過箭頭37和38所示的循環(huán)循環(huán)通過區(qū)域36。該討論的循環(huán)可以是封閉的， 如箭頭38所示，或者包括連接到總管的入口和出口，或者其它的如箭頭37所示的水供給 器。使用的微?？梢栽谖⒘Ｑh(huán)器件35中進(jìn)行處理以從微粒上去除氣泡。例如通過泵送 含有微粒的溶液，或者通過直接將微粒本身泵送可以實現(xiàn)該除氣過程。然后將清潔的微粒 通過微粒輸入器件33再次引入浸液，在這里微粒將再次有效地工作捕捉氣泡。優(yōu)選地微粒布置成具有利于將氣泡附著在表面的表面特征，例如為了降低它們的 表面能。此外，還優(yōu)選的是將微粒布置成具有盡可能大的表面區(qū)域。通過使用多孔微粒可 以實現(xiàn)這點(diǎn)，從而氣泡可以附著在微粒內(nèi)部的表面上。通常通過控制微粒的尺寸、數(shù)量分布 和多孔性來改變該參數(shù)。在孔徑大小方面需要達(dá)到一個平衡，因為盡管越細(xì)小的孔可以提 供更大的附加表面區(qū)域，但是它們會將相同量級尺寸的氣泡或比孔大的氣泡(這些孔也會 被這種氣泡擋住)排除在外?？梢允褂迷S多不同的微粒組成，例如硅、沸石、鋁、活性炭或碳 分子篩。還可以使用某種聚合物成分。微粒尺寸不是關(guān)鍵因素(與表面區(qū)域相比)，典型地 尺寸范圍是直徑為5至1000 μ m。在圖12中，微粒輸入器件33和微粒去除器件34都位于區(qū)域36的外側(cè)。然而，這 些元件也可以布置成設(shè)置在該區(qū)域中并直接去除微粒。另一種將微粒引入液體的方法是偶爾使用超聲攪動和未除氣液體。由于氣泡的空 穴，微粒將從暴露于液體的固體表面釋放。圖13示出了在掩模MA和基底W之間的光刻投影裝置的一部分的示意性圖像。該 視圖示出了本發(fā)明的幾個可能實施方案，其中氣泡檢測裝置或者是檢測系統(tǒng)布置成在光源 39和檢測器40之間傳播光。通過增加或減少到達(dá)檢測器40的光的強(qiáng)度確定氣泡(在氣 泡檢測系統(tǒng)的情況下)或微粒(在氣泡檢測系統(tǒng)的情況下)的存在，其中光強(qiáng)度的增減是 由液體中的氣泡或微粒對光的散射引起的。圖13示出了一種可能的布置，其中光源39布 置成經(jīng)過光纖41將光線引導(dǎo)到浸液中。光傳播通過液體，如果存在氣泡或微粒，光就會由 它們散射。箭頭42表示一個散射光線的實例通路，表示傳播經(jīng)過投射透鏡系統(tǒng)到達(dá)檢測器 40。優(yōu)選地，選擇波長使得光致抗蝕劑對光不敏感。圖14和15示出了基底區(qū)域的放大視圖，其中示出了如何將光饋送給浸液。在圖14中，光纖41穿過密封元件17饋送，并使其或 者直接或者經(jīng)過多次反射之后進(jìn)入?yún)^(qū)域36。圖15示出了另一種布置，由此可以將光引入 到基底W和密封元件17之間。在圖14和15中，示出的(通過箭頭43a和43b)光從單一方 向進(jìn)入并水平地橫過區(qū)域36。然而，可以將光從任何方向提供給液體，并采取不同的通路， 該通路包括一個或多個離開投射系統(tǒng)PL的最終元件和/或基底W的反射。根據(jù)在圖13至 15中示出的實施方案，在光檢測器中檢測的信號強(qiáng)度隨著液體中的氣泡濃度或微粒的增加 而增加，這是由于總體的散射增加了。然而，光源39和檢測器40可以布置成使得增加的散 射導(dǎo)致到達(dá)檢測器40的信號強(qiáng)度減小。作為另一種變化，光纖41可以與照明源和檢測器 連接，氣泡或微粒的存在可以由反射進(jìn)入光纖41的光量的變化來檢測。在圖13至15示出的布置中，通常將其描述為光散射儀，這種布置具有的優(yōu)點(diǎn)是允 許對氣泡濃度或浸液中的微粒進(jìn)行連續(xù)的和非破壞性的監(jiān)測。圖16示意性地示出了如何 實現(xiàn)這種布置，其中光源39和檢測器40與光比較器44相配合。該光比較器44將由光源 39發(fā)出的光與到達(dá)檢測器40的信號水平進(jìn)行比較，然后根據(jù)光源和檢測器的布置，確定有 關(guān)氣泡數(shù)量或在浸液中的微粒的信息。光比較器44可以與液體質(zhì)量監(jiān)測器45相配合，這可以利用合適的可編程計算機(jī) 實現(xiàn)。該液體質(zhì)量監(jiān)測器45可以布置成確保液體總是適當(dāng)?shù)那鍧嵥?，從而確保被寫入到 基底W上的成像質(zhì)量不會下降到最小的閥值水平以下。除了氣泡濃度或微粒，該液體質(zhì)量 監(jiān)測器45還可以考慮其它因素例如液體的化學(xué)成分。該液體質(zhì)量監(jiān)測器45還可以與報警 系統(tǒng)46連接，當(dāng)浸液的狀態(tài)下降到預(yù)定參數(shù)以外時，該報警系統(tǒng)使系統(tǒng)從激活狀態(tài)關(guān)閉成 暫停狀態(tài)，或者可以采取其它適宜的動作。這種早期對液體中問題的反應(yīng)允許適當(dāng)?shù)夭扇?校正動作，并將與由低質(zhì)量浸液導(dǎo)致的與標(biāo)準(zhǔn)曝光相關(guān)聯(lián)的材料和時間的損失降到最小。光刻系統(tǒng)的成像特性還會受到在透鏡PL的底部部分上的污染物的負(fù)面影響(導(dǎo) 致雜散光)。這種污染物包括例如主要由化學(xué)抗蝕劑或氧化物例如S^2引起的鹽的形成。 通過機(jī)械或化學(xué)清洗可以減少污染物，但是這種過程包括昂貴的停機(jī)和服務(wù)人員的工時， 因此不能總是完全有效并且還有損壞透鏡的危險。根據(jù)上面描述的本發(fā)明的某一實施方 案，提供一個或多個超聲傳感器以檢測或從浸液中去除氣泡。這些器件可以定位和設(shè)置成 從投射透鏡PL的最終元件和基底或晶片吸盤去除污染物。圖17示出了一個可能的實施方 案，其中超聲傳感器47位于密封元件17上，并直接與在投射透鏡PL的最終元件和基底之 間的液體接觸。為了在清洗過程中將改變透鏡自己的位置的危險降到最小，可以機(jī)械地將 該傳感器47與密封元件17隔離，或者至少與密封元件17濕連接。例如，傳感器47可以位 于密封元件17附近，而不是在密封元件17上?；蛘?，當(dāng)產(chǎn)生高頻率時可以機(jī)械地釋放連接 透鏡PL的器件。在文中的透鏡或晶片吸盤清洗器件中，可以使用更多種類的高頻率發(fā)生器 來產(chǎn)生超聲波與浸液共振。實際上，可以自動進(jìn)行超聲透鏡和晶片吸盤清洗動作，并根據(jù)污 染物的等級布置成循環(huán)開和關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種光刻投影裝置，包括-用于提供輻射光束的照明系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖裝置的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖裝置能夠使輻射光束的橫截面具有圖 案，由此提供帶圖案的輻射光束；-用于保持基底的基底臺；
-用于將帶圖案的輻射光束投射到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；-用于以液體至少部分地填充所述投射系統(tǒng)的最終元件和所述基底之間的空間的 液體供給系統(tǒng)，其特征在于所述液體供給系統(tǒng)包括氣泡減少裝置，且所述氣泡減少裝置包括氣泡檢測裝置。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的第二方面中，所述氣泡檢測裝置包括至少一個超聲傳感 器，通過所述傳感器測量所述液體中的超聲波衰減，從而得到有關(guān)存在于液體中的氣泡的 fn息ο在根據(jù)本發(fā)明第二方面的第三方面中，所述超聲傳感器測量作為頻率的函數(shù)的超 聲衰減。在根據(jù)本發(fā)明第一至第三方面中的任一方面中，所述氣泡減少裝置包括氣泡去除
直ο在根據(jù)本發(fā)明第四方面的第五方面中，所述氣泡去除裝置包括除氣裝置，所述除 氣裝置包括一個隔離室，其中在隔離室中液體上方的空間保持在低于大氣壓的壓力，以促 使早先溶解的氣體從溶液逸出并泵送排出。在根據(jù)本發(fā)明第四或第五方面的第六方面中，所述氣泡去除裝置在所述投射系統(tǒng) 的最終元件和所述基底之上提供液體的連續(xù)流動，以將所述液體中的氣泡輸送出所述投射 系統(tǒng)的最終元件和所述基底之間的所述空間。在根據(jù)前述任一方面的第七方面中，中所述氣泡減少裝置包括液體加壓器件以將 所述液體加壓到大氣壓之上，從而將氣泡的尺寸減到最小并促使形成氣泡的氣體溶解到所 述液體中。在根據(jù)前述任一方面的第八方面中，所述液體的組成選擇成具有比水更小的表面 張力。在根據(jù)前述任一方面的第九方面中，所述氣泡減少裝置在所述液體供應(yīng)到所述投 射系統(tǒng)的最終元件和所述基底之間的空間中之前處理所述液體。在根據(jù)本發(fā)明第九方面的第十方面中，該處理過的液體被保存在密封容器中，在 所述密封容器中的剩余空間填充有下面氣體中的一種或多種氮?dú)?、氬氣、氦氣或者真空。在根?jù)本發(fā)明第二或第三方面的第十一方面中，超聲傳感器布置在脈沖反射波裝 置中，所述傳感器用來發(fā)出超聲波，然后在反射之后，接收沿通過所述液體的通路傳播過程 中衰減的超聲波。在根據(jù)本發(fā)明第二或第三方面的第十二方面中，所述氣泡檢測裝置包括兩個空間 分離的超聲傳感器，第一個布置成發(fā)出超聲波，第二個布置成接收在沿通過兩個傳感器之 間的所述液體的通路傳播過程中衰減的超聲波。在根據(jù)本發(fā)明第四、第五或第六方面的第十三方面中，所述氣泡去除裝置包括兩 個空間分離的超聲傳感器，其布置成在所述液體中產(chǎn)生在波節(jié)區(qū)域內(nèi)捕捉氣泡的超聲駐波 圖案，所述氣泡去除裝置布置成利用與所述傳感器連接的相位調(diào)整裝置移動所述氣泡，所 述相位調(diào)整裝置能夠空間移動波節(jié)區(qū)域和被其所捕獲的氣泡。在根據(jù)本發(fā)明第四、第五、第六或第十三方面的第十四方面中，所述氣泡去除裝置 包括一個電場發(fā)生器，用于提供電場給所述液體，所述電場能夠去除附著在所述基底上的 氣泡。
在根據(jù)本發(fā)明第四、第五、第六、第十三或第十四方面的第十五方面中，所述氣泡 去除裝置包括選擇的加熱器，用于選擇地控制溫度，由此控制特定組成的氣泡的尺寸。在根據(jù)本發(fā)明第十五方面的第十六方面中，其中所述選擇的加熱器可以包括一個 微波源。在根據(jù)本發(fā)明第四、第五、第六、第十三、第十四或第十五方面的第十七方面中，其 中所述氣泡去除裝置包括用于將微粒引入到所述液體中的微粒輸入裝置，和用于從所述液 體中去除所述微粒的微粒去除裝置。在根據(jù)本發(fā)明第十七方面的第十八方面中，所述微粒包括具有有利于氣泡附著 于其上的特性的表面。在根據(jù)前述任一方面所述的第十九方面中，所述氣泡檢測裝置包括光源、光檢測 器和光比較器，所述光源和所述光檢測器布置成由所述光源發(fā)出的光在所述光源和所述光 檢測器之間傳播并經(jīng)過所述液體的一部分，所述光比較器布置成檢測在經(jīng)過所述液體的一 部分傳播之后到達(dá)所述檢測器的所述出射光的比例的變化。根據(jù)本發(fā)明第二十方面，提供一種光刻投影系統(tǒng)，包括-用于提供輻射光束的輻射系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖裝置的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖裝置能夠使輻射光束的橫截面具有圖 案，由此提供帶圖案的輻射光束；-用于保持基底的基底臺；-用于將帶圖案的輻射光束投射到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；和-用于以液體至少部分地填充所述投射系統(tǒng)的最終元件和所述基底之間的空間的 液體供給系統(tǒng)，其特征在于還包括-用于檢測在所述液體中的雜質(zhì)的液體檢測系統(tǒng)，其包括光源、光檢測器和光比較 器，所述光源和所述光檢測器布置成由所述光源發(fā)出的光在所述光源和所述光檢測器之間 傳播并經(jīng)過所述液體的一部分，所述光比較器布置成檢測在傳播經(jīng)過所述液體的一部分之 后到達(dá)所述檢測器的所述出射光的比例的變化。在根據(jù)本發(fā)明第二十方面的第二十一方面中，所述檢測系統(tǒng)布置成檢測在所述投 射系統(tǒng)的最終元件和所述基底之間的所述液體中的微粒。根據(jù)本發(fā)明的第二十二方面，提供一種器件制造方法，包括以下步驟-提供至少部分地覆蓋有一層輻射敏感材料的基底；-采用照明系統(tǒng)提供輻射光束；-利用構(gòu)圖裝置來使輻射光束的橫截面具有圖案，由此提供帶圖案的輻射光束；-在具有該層輻射敏感材料的靶部上投射帶圖案的輻射光束；和-提供用于以液體至少部分地填充所述投射系統(tǒng)的最終元件和所述基底之間的空 間的液體供給系統(tǒng)，其特征在于還包括檢測和減少在所述液體供給系統(tǒng)中的氣泡。根據(jù)本發(fā)明的第二十三方面，提供一種光刻投影裝置，包括-用于提供輻射光束的照明系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖裝置的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖裝置能夠使輻射光束的橫截面具有圖 案，由此提供帶圖案的輻射光束；
-用于保持基底的基底臺；，-用于將帶圖案的輻射光束投射到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；和-用于以液體至少部分地填充所述投射系統(tǒng)的最終元件和所述基底之間的空間的 液體供給系統(tǒng)；其特征在于還包括能夠在激活狀態(tài)和中止?fàn)顟B(tài)之間切換投影裝置的工作狀態(tài)的液體質(zhì)量監(jiān)測器，當(dāng) 確定液體質(zhì)量在預(yù)定閾值狀態(tài)之上時選擇所述激活狀態(tài)，當(dāng)確定液體質(zhì)量在預(yù)定閾值狀態(tài) 之下時選擇所述中止?fàn)顟B(tài)。雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施方案，可以理解可以不同于上面所描述的 實施本發(fā)明。說明書不是要限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種光刻投影裝置，包括-用于保持基底的基底臺；-用于將帶圖案的輻射光束投射到所述基底的靶部上的投影系統(tǒng)；以及-用于以液體至少部分地填充所述投射系統(tǒng)和所述基底之間的空間的液體供給系統(tǒng)，其中，所述液體供給系統(tǒng)包括氣泡去除裝置，所述氣泡去除裝置包括除氣裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻投影裝置，其中所述液體供給系統(tǒng)包括密封元件，以用液 體至少部分地填充所述投射系統(tǒng)和所述基底之間的空間。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻投影裝置，其中所述密封元件包括非接觸密封，以在所述 密封元件與所述基底的表面之間形成密封。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的光刻投影裝置，其中所述除氣裝置包括一個隔離 室，用于容納將要被除氣的液體。
5.如權(quán)利要求4所述的光刻投影裝置，其中在所述隔離室中液體上方的空間保持在低 于大氣壓的壓力。
6.如前述任一項權(quán)利要求所述的光刻投影裝置，其中所述氣泡去除裝置包括用于從所 述液體中去除微粒的微粒去除裝置和用于將所述微粒引入到所述液體中的微粒輸入裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的光刻投影裝置，其中所述微粒包括具有有利于氣泡附著于其上 的特性的表面。
8.如前述任一項權(quán)利要求所述的光刻投影裝置，其中所述除氣裝置包括薄膜。
9.如權(quán)利要求8所述的光刻投影裝置，其中所述薄膜是半孔隙的，使得氣體能夠穿過 所述薄膜、而液體不能夠。
10.如權(quán)利要求8或9所述的光刻投影裝置，其中所述液體通過一捆薄膜導(dǎo)管來抽取。
全文摘要
一種光刻裝置和器件制造方法，其使用了限定在容器(13)中的高折射率的液體，該液體至少部分地填充投射透鏡的最終元件和基底之間的成像區(qū)域。對在溶解了大氣氣體的液體中形成的或者從暴露于液體的裝置元件中放氣形成的氣泡進(jìn)行檢測并去除，使得氣泡不會干涉曝光而導(dǎo)致在基底上的印刷缺陷。通過測量與液體中的超聲衰減有關(guān)的頻率來進(jìn)行檢測，通過對液體除氣和加壓、使液體與大氣隔離、使用低表面張力的液體、提供通過成像區(qū)域的液體的連續(xù)流動、和相位移動超聲駐波波節(jié)圖案來進(jìn)行氣泡去除。
文檔編號H01L21/027GK102063018SQ20101054387
公開日2011年5月18日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者J·T·德斯米特, M·M·T·M·迪里奇斯, T·H·J·比斯肖普斯, T·M·莫德曼, V·Y巴尼內(nèi) 申請人:Asml荷蘭有限公司