專利名稱：光刻設(shè)備和光刻設(shè)備清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻設(shè)備和用于清洗光刻設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將想要的圖案施加到襯底上、通常施加到襯底的目標(biāo)部分上的機器。光刻設(shè)備可用于例如集成電路(IC)的制造。在那種情況下，可利用另外被稱為掩?；蜓谀Ｔ娴膱D案形成裝置生成將在IC的單個層上形成的電路圖案。該圖案可被轉(zhuǎn)移到襯底(例如硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如包括管芯的一部分、一個或幾個管芯)上。圖案的轉(zhuǎn)移通常借助于在提供在襯底上的輻射敏感材料(光刻膠)層上的成像。一般地，單個襯底將包含被連續(xù)圖案化的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。已知的光刻設(shè)備包括所謂的步進型和所謂的掃描型，在步進型中，通過一次使整個圖案曝光到目標(biāo)部分上而使各目標(biāo)部分被照射；在掃描型中，通過輻射射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描圖案并同時與這個方向平行或反平行地同步掃描襯底而使各目標(biāo)部分被照射。還可能的是，通過在襯底上壓印圖案將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移至襯底。
曾經(jīng)建議將光刻投射設(shè)備中的襯底浸入具有相對較高折射率的、例如水的液體中，以便填充投射系統(tǒng)的最后元件和襯底之間的空間。因為曝光輻射在液體中將具有更短的波長，所以這一點使得更小的特征能夠成像。(液體的作用還可以被認(rèn)為是增加了系統(tǒng)的有效NA并且還增加了焦深。)還推薦了其他的浸液，包括具有懸浮其中的固體粒子(例如石英)的水。
然而，在液體槽中浸沒襯底或襯底和襯底臺(參見例如美國專利No.4,509,852)意味著大量液體在掃描曝光期間必須要加速。這需要額外的或更強大的電動機并且液體中的湍流可導(dǎo)致不期望的以及無法預(yù)測的效應(yīng)。
所建議的解決方案之一是液體供應(yīng)系統(tǒng)，該液體供應(yīng)系統(tǒng)利用液體限制系統(tǒng)僅在襯底的局部面積上以及在投射系統(tǒng)的最后元件和襯底之間供給液體(襯底通常具有比投射系統(tǒng)的最后元件更大的表面面積)。建議用來進行這種布置的一種方式在申請?zhí)枮镹o.WO99/49504的PCT專利申請公布中被公開。如圖2和3所說明的，液體通過襯底上的至少一個入口IN、優(yōu)選地沿襯底相對于最后元件的移動方向被供給并且于投射系統(tǒng)下方經(jīng)過之后通過至少一個出口OUT被移去。也就是，當(dāng)襯底在X方向上于元件下方被掃描時，液體在元件的+X一側(cè)被供給并且在-X一側(cè)被吸收。圖2示意性示出了該布置，其中液體通過入口IN被供給并且在元件的另外一側(cè)通過連接到低壓源的出口OUT被吸收。在圖2的說明中，液體沿著襯底相對于最后元件的移動方向被供給，盡管不必是這種情形。位于最后元件周圍的入口和出口的各種取向和數(shù)量都是可能的，圖3說明了一個實例，其中在任一側(cè)上的四組入口加出口在最后元件的周圍以規(guī)則的圖案來設(shè)置。
圖4示出了利用局部液體供應(yīng)系統(tǒng)的另外的浸沒式光刻解決方案。液體通過投射系統(tǒng)PL的任一側(cè)上的兩個凹槽入口IN來供給并且通過沿入口IN外徑向布置的多個離散的出口OUT被移去。入口IN和出口OUT被布置在板上，所述的板具有位于其中心的孔并且通過該孔投射投影射束。液體通過投射系統(tǒng)PL的一側(cè)上的一個凹槽入口IN被供給并且通過投射系統(tǒng)PL的另外一側(cè)上的多個離散的出口OUT被移去，導(dǎo)致投射系統(tǒng)PL和襯底W之間的流體薄膜的流動。選擇使用哪一對入口IN和出口OUT組合可能取決于襯底W的移動方向(另外的入口IN和出口OUT組合不起作用)。
在歐洲專利申請公布No.EP 1420300和美國專利申請公布No.US 2004-0136494中，公開了一對或雙臺浸沒式光刻設(shè)備的概念，每個申請的內(nèi)容通過引用而被結(jié)合于此。這樣的設(shè)備提供了用于支撐襯底的兩個臺。在沒有浸液的情況下利用第一位置的臺實施水準(zhǔn)測量，并且在存在浸液之處利用第二位置的臺實施曝光?；蛘?，該設(shè)備僅具有一個臺。
浸液可使(例如由制造過程留下的)碎片或粒子從光刻設(shè)備的若干部分和/或襯底或腐蝕成分中提升以致引入粒子。接著在成像之后可能使這種碎片留在襯底上或者這種碎片在懸浮于投射系統(tǒng)和襯底之間的液體中時可能會干擾成像。因此，應(yīng)當(dāng)解決浸沒式光刻設(shè)備中的污染問題。

發(fā)明內(nèi)容
例如，期望提供一種可以容易且有效清洗的光刻設(shè)備并且提供一種用于有效清洗浸沒式光刻設(shè)備的方法。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種浸沒式光刻投射設(shè)備，該設(shè)備包括襯底臺，其被構(gòu)造并被布置為支撐襯底；投射系統(tǒng)，其被配置為將圖案化的輻射射束投射到襯底上；兆聲換能器，其被配置為清洗表面；以及液體供應(yīng)系統(tǒng)，其被構(gòu)造并被布置為在兆聲換能器和將要清洗的表面之間供給液體。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種浸沒式光刻投射設(shè)備，該設(shè)備包括襯底臺，其被構(gòu)造并被布置為支撐襯底；投射系統(tǒng)，其被配置為將圖案化的輻射射束投射到襯底上；兆聲換能器，其被配置為清洗表面，該兆聲換能器相對于表面是可移動的，以使在清洗模式下通過液體的直接直線路徑存在于兆聲換能器和表面之間；以及液體供應(yīng)系統(tǒng)，其被配置為在換能器和表面之間供給液體。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種清洗浸沒式光刻投射設(shè)備的表面的方法，該方法包括在液體中覆蓋將要清洗的表面的至少一部分；以及將兆聲波引入液體中。


現(xiàn)在將僅僅通過舉例并參考附圖來描述本發(fā)明的實施例，在附圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部分，并且其中圖1描述了按照本發(fā)明實施例的光刻設(shè)備；圖2和圖3描述了供光刻投射設(shè)備使用的液體供應(yīng)系統(tǒng)；圖4描述了供光刻投射設(shè)備使用的另一個液體供應(yīng)系統(tǒng)；圖5以截面圖描述了供浸沒式光刻設(shè)備使用的另一個液體供應(yīng)系統(tǒng)；圖6以截面圖說明了用來清洗襯底臺的本發(fā)明的第一實施例；圖7以截面圖說明了用來清洗液體供應(yīng)系統(tǒng)的本發(fā)明的第二實施例；以及圖8以截面圖說明了用來清洗襯底臺的本發(fā)明的第三實施例。
具體實施例方式
圖1示意性地描述了按照本發(fā)明一個實施例的光刻設(shè)備。該設(shè)備包括照明系統(tǒng)(照明器)IL，其被配置為調(diào)節(jié)輻射射束B(例如UV輻射或DUV輻射)；支持結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，其被構(gòu)造為支持圖案形成裝置(例如掩模)MA并且與被配置為依照某些參數(shù)準(zhǔn)確定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；襯底臺(例如晶片臺)WT，其被構(gòu)造為支撐襯底(例如光刻膠涂敷的晶片)W并且與被配置為依照某些參數(shù)準(zhǔn)確定位襯底的第二定位裝置PW相連；以及投射系統(tǒng)(例如折射式投射透鏡系統(tǒng))PS，其被配置為將由圖案形成裝置MA賦予輻射射束B的圖案投射到襯底W的目標(biāo)部分C(例如包括一個或多個管芯)上。
照明系統(tǒng)可包括對輻射進行導(dǎo)向、成形和/或控制的各種類型的光學(xué)部件，例如折射光學(xué)部件、反射光學(xué)部件、磁光學(xué)部件、電磁光學(xué)部件、靜電光學(xué)部件或其他類型的光學(xué)部件或者其任何組合。
支持結(jié)構(gòu)以依賴于圖案形成裝置的取向、光刻設(shè)備的設(shè)計以及其他條件(例如，是否在真空環(huán)境中支撐圖案形成裝置)的方式支撐著圖案形成裝置。支持結(jié)構(gòu)可使用機械的、真空的、靜電的或其他的夾緊技術(shù)來支撐圖案形成裝置。支持結(jié)構(gòu)可以是例如可根據(jù)需要而被固定或可移動的框架或者臺。支持結(jié)構(gòu)可確保圖案形成裝置位于例如相對投射系統(tǒng)來說所期望的位置。在本文，術(shù)語“掩模原版”或“掩?！钡娜魏斡梅杀徽J(rèn)為與更通用的術(shù)語“圖案形成裝置”是同義的。
本文所使用的術(shù)語“圖案形成裝置”應(yīng)當(dāng)被廣義地解釋為指可用于將圖案賦予輻射射束的截面以便在襯底的目標(biāo)部分形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意的是，例如如果圖案包括相移特征或所謂的輔助特征，則賦予輻射射束的圖案可能不是恰好對應(yīng)于襯底的目標(biāo)部分中想要的圖案。一般地，賦予輻射射束的圖案將對應(yīng)于正在目標(biāo)部分中形成的裝置中的某功能層，例如集成電路。
圖案形成裝置可以是透射式或反射式。圖案形成裝置的實例包括掩模、可編程鏡面陣列和可編程LCD面板。掩模在光刻領(lǐng)域中是公知的，并包括如二元、交變相移和衰減相移的掩模類型以及各種混合掩模類型?？删幊嚏R面陣列的實例使用小鏡面的矩陣布置，可以個別地使各鏡面傾斜，以便以不同的方向反射入射的輻射射束。傾斜的鏡面在被鏡面矩陣反射的輻射射束中賦予圖案。
本文所使用的術(shù)語“投射系統(tǒng)”應(yīng)當(dāng)被廣義地解釋為包含任何類型的投射系統(tǒng)，包括折射光學(xué)系統(tǒng)、反射光學(xué)系統(tǒng)、折反射光學(xué)系統(tǒng)、磁光學(xué)系統(tǒng)、電磁光學(xué)系統(tǒng)和靜電光學(xué)系統(tǒng)或者其任何組合，它們適于正使用的曝光輻射或者適于其他因素，如浸液的使用或真空的使用。在本文，術(shù)語“投射透鏡”的任何用法可被認(rèn)為與更通用的術(shù)語“投射系統(tǒng)”是同義的。
正如這里所述，該設(shè)備是透射類型的(例如使用透射掩模)?；蛘?，該設(shè)備可以是反射類型的(例如使用上文提到的類型的可編程鏡面陣列或者使用反射掩模)。
光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或更多個襯底臺(和/或兩個或更多個支持結(jié)構(gòu))的類型。在這種“多臺”機器中，附加的臺或支持體可被并行使用，或者可以在一個或多個臺上實施準(zhǔn)備工序而一個或多個其他臺用于曝光。
參考圖1，照明器IL接收來自輻射源SO的輻射射束。該源和光刻設(shè)備可以是不同的實體，例如當(dāng)該源是受激準(zhǔn)分子激光器時。在這樣的情況中，不認(rèn)為該源構(gòu)成光刻設(shè)備的一部分，并且借助于包括例如合適的導(dǎo)向鏡面和/或射束擴展器的射束輸送系統(tǒng)BD，將輻射射束從源SO傳遞至照明器IL。在其他情況中，該源可以是光刻設(shè)備的組成部分，例如當(dāng)該源是水銀燈時。源SO和照明器IL，如果需要的話連同射束輸送系統(tǒng)BD，可被稱為輻射系統(tǒng)。
照明器IL可包括調(diào)整裝置AD，其被配置為調(diào)整輻射射束的角強度分布。一般地，可以調(diào)整照明器的光瞳平面上強度分布的至少外和/或內(nèi)徑向范圍(通常分別被稱為σ外和σ內(nèi))。另外，照明器IL可包括各種其他部件，如積分器IN和聚光器CO。照明器可用于調(diào)節(jié)輻射射束，以在其截面上具有想要的均勻性和強度分布。
輻射射束B入射到在支持結(jié)構(gòu)(例如掩模臺MT)上被支撐的圖案形成裝置(例如掩模MA)上并且通過圖案形成裝置被圖案化。輻射射束B穿過圖案形成裝置MA后，經(jīng)過投射系統(tǒng)PS，投射系統(tǒng)PS將射束聚焦到襯底W的目標(biāo)部分C上。借助于第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如干涉裝置、線性編碼器或電容傳感器)，襯底臺WT可準(zhǔn)確地移動，例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位在輻射射束B的路徑上。類似地，第一定位裝置PM和另一位置傳感器(圖1中沒有明確示出)可用于相對于輻射射束B的路徑準(zhǔn)確定位圖案形成裝置MA，例如在從掩模庫中機械取出之后或在掃描期間。一般地，借助于構(gòu)成第一定位裝置PM的部分的長行程模塊(粗糙定位)和短行程模塊(精細定位)可實現(xiàn)支持結(jié)構(gòu)MT的移動。類似地，利用構(gòu)成第二定位裝置PW的部分的長行程模塊和短行程模塊可實現(xiàn)襯底臺WT的移動。在步進型的情形中(與掃描型相反)，支持結(jié)構(gòu)MT可以只和短行程執(zhí)行器相連或者可以被固定。可以使用圖案形成裝置對準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2和襯底對準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2對準(zhǔn)圖案形成裝置MA和襯底W。盡管如圖所示的襯底對準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)專用目標(biāo)部分，但是可使它們位于目標(biāo)部分之間的空間(這些被稱為劃道對準(zhǔn)標(biāo)記)。類似地，在圖案形成裝置MA上提供不止一個管芯的情形中，可使圖案形成裝置對準(zhǔn)標(biāo)記位于管芯之間。
所描述的設(shè)備可用于下列模式中的至少一種1.在步進模式中，支持結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WT基本上保持不動，而使賦予輻射射束的整個圖案一次投射在目標(biāo)部分C上(即單次靜態(tài)曝光)。接著，襯底臺WT在X和/或Y方向上移動，以使不同的目標(biāo)部分C可被曝光。在步進模式中，曝光區(qū)的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中成像的目標(biāo)部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，同步掃描支持結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WT，而使賦予輻射射束的圖案投射在目標(biāo)部分C上(即單次動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于支持結(jié)構(gòu)MT的速度和方向可通過投射系統(tǒng)PS的(退)放大和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在掃描模式中，曝光區(qū)的最大尺寸限制了在單次動態(tài)曝光中目標(biāo)部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描移動的長度確定了目標(biāo)部分的高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，支撐可編程圖案形成裝置的支持結(jié)構(gòu)MT基本上保持不動，移動或掃描襯底臺WT，而使賦予輻射射束的圖案投射在目標(biāo)部分C上。在這種模式中，一般地，使用脈沖輻射源并且在襯底臺WT每次移動之后或者在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間根據(jù)需要對可編程圖案形成裝置進行更新?？梢匀菀椎貙⑦@種操作模式應(yīng)用于利用如上面提到的類型的可編程鏡面陣列的可編程圖案形成裝置的無掩模光刻。
還可以使用上述使用模式的組合和/或變形或者完全不同的使用模式。
曾經(jīng)建議的利用局部液體供應(yīng)系統(tǒng)解決方案的另一個浸沒式光刻解決方案是為液體供應(yīng)系統(tǒng)提供至少沿投射系統(tǒng)的最后元件和襯底臺之間的空間的邊界的至少一部分延伸的阻擋構(gòu)件。這種解決方案在圖5中進行說明。阻擋構(gòu)件在XY平面上相對于投射系統(tǒng)基本上是不動的，盡管在Z方向上(在光軸方向上)可能存在有某一相對移動。在一個實施例中，在阻擋構(gòu)件和襯底的表面之間構(gòu)成了密封并且可能是例如氣封的非接觸密封。
阻擋構(gòu)件12至少部分包含投射系統(tǒng)PS的最后元件和襯底W之間的空間11中的液體。對襯底的非接觸密封16可以在投射系統(tǒng)的像場周圍形成以使液體被限制在襯底表面和投射系統(tǒng)的最后元件之間的空間內(nèi)。該空間至少部分地由位于投射系統(tǒng)PS的最后元件下面并環(huán)繞該元件的阻擋構(gòu)件12形成。通過液體入口13將液體引入投射系統(tǒng)下方以及阻擋構(gòu)件12內(nèi)的空間并且通過液體出口13可以將液體移去。阻擋構(gòu)件12可在投射系統(tǒng)的最后元件上方少許延伸并且液體水平升到最后元件上方以使提供了液體緩沖。阻擋構(gòu)件12具有內(nèi)部邊緣，在一個實施例中該內(nèi)部邊緣在上端與投射系統(tǒng)或其最后元件的形狀緊密相符并且可能例如是圓的。在底部，內(nèi)部邊緣與像場的形狀緊密相符，例如為矩形，盡管不必是這種情形。
通過使用期間于阻擋構(gòu)件12的底部和襯底W的表面之間形成的氣封16使液體包含在空間11中。氣封由在壓力下通過入口15提供至阻擋構(gòu)件12和襯底之間的空隙的并且通過出口14抽取的氣體形成，例如空氣和合成空氣，但是在一個實施例中為N2或另一種惰性氣體。氣體入口15上的過壓、出口14上的真空水平和空隙的幾何形狀被布置以使存在有限制液體的向內(nèi)的高速氣流。那些入口/出口可以是環(huán)繞空間11的環(huán)狀凹槽并且氣流16有效地使液體包含于空間11中。這種系統(tǒng)在美國專利申請公布No.US 2004-0207824中公開，該專利申請的全部內(nèi)容通過引用而結(jié)合于此。
如上面注意到的，浸沒式光刻設(shè)備是一種其中襯底通過液體成像的設(shè)備。也就是，浸液設(shè)置在投射系統(tǒng)PS的最后元件和襯底之間。這種布置可能引起一個或多個特殊問題。具體地，應(yīng)當(dāng)將液體限制在設(shè)備中并且同樣地應(yīng)當(dāng)使液體保持盡可能不含在成像期間可能導(dǎo)致缺陷的和/或在成像之后以及下游處理之前留在襯底表面上的外物粒子。有時，浸液故意包括懸浮的粒子。
本發(fā)明的一個或多個實施例通過提供用來清洗浸沒式光刻投射設(shè)備的設(shè)備和方法解決了外物粒子問題，其中將清洗液施加于將要清洗的表面并且將兆聲波引入液體以清洗表面。清洗液可能與浸液相同或可能與浸液不同。它可以例如是超純水。
與超聲波相比，兆聲波產(chǎn)生非常小的空化氣泡(其爆裂或振動)并且因此可以非常接近將要清洗的表面。然而，存在有對可利用兆聲引入液體的能量的限制。一般地，盡管可將超聲能量引入液體中的任何地方并且使之遍布整個液體，但是兆聲能量僅僅是局部高并且因此必須直接射向?qū)⒁逑吹谋砻?。也就是，直接路?瞄準(zhǔn)線/筆直)必須存在于引入兆聲波的換能器和將要清洗的表面之間。該路徑的整個長度應(yīng)當(dāng)充滿液體。
兆聲頻率通常被認(rèn)為是在750kHz至3MHz之間。對目前的實際應(yīng)用來說，使用大約750kHz以上、1MHz以上或1.5MHz以上的頻率。
當(dāng)引入的聲能的頻率增加時，接近將要清洗的物體表面的、清洗流體中的滯止邊界層變得更薄。在兆聲頻率下，清洗部分地由清洗流體中具有高速壓力波的聲流以及氣泡振動和更小程度上由空化和氣泡爆裂來完成。
在兆聲頻率下，可移去直徑小于0.5μm的粒子，而不損壞正在清洗的表面。如上所述，從換能器到正被清洗的表面(瞄準(zhǔn)線)必須存在有毫無障礙的路徑。為了進一步提高清洗效率，可使氣體溶解到液體中以促進空化(氣泡形成)。合適的氣體是氮、二氧化碳或氧，但是其他氣體可能同樣是適合的，例如臭氧或氫(含水的)。液體中表面活性劑的使用可進一步提高清洗效率。其他提高清洗效率的可能性包括在清洗液中使用除垢劑或溶劑或者添加H2O2溶液。
可能想要在浸沒式光刻設(shè)備中清洗的物體包括但不限于支撐襯底W的襯底臺WT(其頂面)、在成像期間浸沒在浸液中的投射系統(tǒng)PS的最后元件以及在成像期間于投射系統(tǒng)PS的最后元件和襯底W之間供給液體的液體限制系統(tǒng)的若干部分(例如在圖2-5中說明的那些)。
在一個實施例中，提供液體供應(yīng)系統(tǒng)以在兆聲換能器和將要清洗的表面之間供給液體。在該實施例中，液體供應(yīng)系統(tǒng)提供液流以使在清洗表面時移去液體，從而將自表面移去的粒子運走。一種合適的液體是超純形式的水。然而，其他類型的液體可能是合適的。此外，如上所述，例如表面活性劑的液體的添加劑同樣可能具有優(yōu)點。其他清洗液是例如水/過氧化氫、水/乙醇、水/異丙醇(IPA)、水/氨或水/丙酮混合物。可用作添加劑的其他化學(xué)物質(zhì)包括TMAH和SC-1或SC-2。
將氣體(或一些溶劑)引入液體的一個原因是，這促進穩(wěn)定的空化。這導(dǎo)致穩(wěn)定的氣泡在液體中形成。這些氣泡接著由于兆聲波而振動，這導(dǎo)致的清洗比起所謂的瞬時空化可能對正在清洗的表面的損害更小，所謂的瞬時空化是其中溶劑蒸發(fā)成氣泡并且接著內(nèi)爆或破裂的空化。這些激烈的內(nèi)爆可導(dǎo)致表面的損害并且典型地在超聲波頻率下是可見的而在兆聲頻率下不太顯著，在兆聲頻率下產(chǎn)生的氣泡往往比超聲波頻率下產(chǎn)生的氣泡更小。然而，如上所注意到的，需要在將要清洗的表面的瞄準(zhǔn)線上提供兆聲波。
多達100秒的處理時間可導(dǎo)致大約1MHz頻率下多達100％的粒子移除效率。如果聲頻超過3MHz很多，則粒子移除效率在剛剛超過1MHz的頻率上顯著減少。將氣體引入液體主要影響粒子移除效率。隨著氧以20ppm的水平引入液體中，34nm直徑的SiO2粒子的移除可使移除效率從零增加到30％。因此，超過大約5ppm的氣體濃度可能是有用的。
溫度同樣可能是重要的，并且在高溫(比方說55℃)下溶解的氣體越少、高溫下反應(yīng)時間越快之間應(yīng)當(dāng)達到平衡。
還存在有液體的pH值的影響。在低pH值下，液體中存在有許多H+離子，其產(chǎn)生正表面電荷。同樣地，在高pH值下，液體包含許多OH-離子，其產(chǎn)生負(fù)表面電荷。因此，保證液體的pH值遠離pH7確保了已經(jīng)移除粒子之后粒子的再次沉積不會發(fā)生。此外，當(dāng)粒子和表面帶有相等電荷(或正或負(fù))時，粒子和表面之間的靜電排斥有助于自表面提升粒子。
換能器的功率應(yīng)當(dāng)在0.2和5W/cm2之間，照射距離應(yīng)當(dāng)在5和20mm之間，并且清洗時間應(yīng)當(dāng)在10和90秒之間。對于由兆聲換能器穿過直接路徑到達將要清洗的表面的來自兆聲換能器的聲波來說，推薦了用來清洗浸沒式光刻設(shè)備的不同部分的若干設(shè)計。
圖6說明了第一實施例，其可用來例如清洗襯底臺WT的頂面。在這個實施例中，液體供應(yīng)系統(tǒng)包括環(huán)繞換能器20的阻擋構(gòu)件12。阻擋構(gòu)件12可能類似于圖5的液體限制系統(tǒng)的阻擋構(gòu)件，因為其包括氣封裝置14、15，氣封裝置14、15利用氣流16產(chǎn)生阻擋構(gòu)件12的底部和襯底臺WT的頂面之間的密封。安裝在阻擋構(gòu)件12內(nèi)的換能器20可因此被放置得非常靠近襯底臺WT的表面。這是有利的，因為換能器20應(yīng)當(dāng)非常小，以便于安裝在阻擋構(gòu)件12內(nèi)，并且因此應(yīng)當(dāng)將其放置得相對靠近正進行清洗的襯底臺WT的頂面(因為它具有低功率)。在一個實施例中，兆聲換能器20距正在清洗的表面的距離小于1.5mm或小于1.6mm。所提供的液體流穿過阻擋構(gòu)件12，并且換能器20的底部在液體中被覆蓋。
襯底臺WT和/或阻擋構(gòu)件12和換能器20相對于另一個進行移動，以使可以清洗襯底臺WT的所有頂面。清洗可以自動的方式發(fā)生于光刻設(shè)備內(nèi)，或者可以繞過阻擋構(gòu)件12和換能器20在襯底臺WT的頂面上方以手或某些工具手工實施。
如果清洗過程是自動的，則安排這些的一種方式是提供阻擋構(gòu)件12和換能器20布置，以便自固定的儲存位置可移動至(固定的)清洗位置，并且當(dāng)換能器20處在(固定的)清洗位置時相對于換能器20移動襯底臺WT。可能需要在起動清洗裝置的液體供應(yīng)系統(tǒng)之前在Z軸上移動襯底臺WT。一旦氣流16已經(jīng)產(chǎn)生，則阻擋構(gòu)件12就供給液體，并且在X-Y平面上移動襯底臺WT，以使期望進行清洗的表面可得以清洗。
圖7說明了利用之以便清洗如圖2-5中說明的液體限制系統(tǒng)LCS的第二實施例，所述液體限制系統(tǒng)LCS位于投射系統(tǒng)PS的最后元件的附近。在圖7中，作為一個實例說明了依照圖5所示的液體限制系統(tǒng)。
在這個實施例中，設(shè)置了可移動槽50，可移動槽50在其底部表面具有兆聲換能器20。因為沒有特定的尺寸約束，第二實施例的兆聲換能器20可大于第一實施例的兆聲換能器。因此，兆聲換能器和將要清洗的表面(液體限制系統(tǒng)的底面)之間的距離可以作得更大，并且可多達50mm。在一個實施例中，該距離小于40mm，或小于30mm。
控制器控制槽50的位置，它在儲存位置和清洗位置(如圖所示)之間是可移動的，并且控制槽50中的流體水平。在一個實施例中，控制液體水平，以便覆蓋液體限制系統(tǒng)LCS的底面但是未覆蓋投射系統(tǒng)PS的最后元件。因此，空隙75未充滿液體。這是為了保護投射系統(tǒng)的最后元件免遭聲波和/或清洗液對它的損害。另外或另一方面，屏蔽(也許是板的形式)可用來保護投射系統(tǒng)的最后元件不受兆聲波和/或液體的影響。在一個實施例中，這種槽布置可用來清洗投射系統(tǒng)PS的最后元件，并且在這種情況中，控制器增加槽50中的液體水平，以使投射系統(tǒng)PS的最后元件在液體中被覆蓋。
在圖7所說明的第二實施例中，槽50和/或換能器20相對于清洗位置的投射系統(tǒng)PS以及液體限制系統(tǒng)LCS是可移動的，以使液體限制系統(tǒng)LCS的表面下的整體可得以清洗。當(dāng)然，如果換能器20大到足以清洗未移動情況下的液體限制系統(tǒng)LCS的整個底面(或者剛好是其期望的部分)，則不必執(zhí)行這個過程。
在圖8所說明的、用來清洗例如襯底臺WT的頂面的第三實施例中，襯底臺WT設(shè)有可伸縮的阻擋物80，在其清洗位置阻擋物80在將要清洗的襯底臺WT的頂面上方和附近伸展。一旦阻擋物80已經(jīng)升到其清洗位置時，就可在將要清洗的表面上提供液體，并且可使兆聲換能器20在襯底臺WT的表面上方移動(其中換能器20的底面被液體覆蓋)和/或可使襯底臺WT在換能器20的下方移動，從而清洗襯底臺WT的頂面。當(dāng)然，類似的實施例是可能的，其中阻擋物80是不可伸縮的并且永久地連接到襯底臺WT，或者是可拆卸部分。換能器20可以是固定的或者是可拆卸的(特別是在Z方向上)，和/或在清洗操作期間在X/Y軸上還是可移動的。
在清洗襯底臺WT的頂面時，還可能同時清洗設(shè)于襯底臺WT的頂面上的一個或多個傳感器。傳感器類型的實例包括傳輸圖像傳感器、透鏡干涉儀和/或光點傳感器。
在一個實施例中，確保由換能器產(chǎn)生的聲波以90°入射到將要清洗的表面可能是有用的。出于這個目的，可設(shè)置測微計，以便相對于將要清洗的表面調(diào)節(jié)換能器20的傾斜。在一個實施例中，設(shè)置相對于表面傾斜的換能器可能是有利的，并且可再次利用測微計對其進行調(diào)節(jié)。測微計還可用來調(diào)節(jié)換能器至將要清洗的表面的距離。在所有實施例中，穿過換能器和將要清洗的表面之間距離的液體流是所期望的，盡管并不是必需的。
上述兆聲清洗器非常適合于自表面移除粒子。然而，一旦已經(jīng)移除了這些粒子，它們有時又會自己重新附著于表面上，除非將其中懸浮有粒子的液體快速移走。因此，期望在兆聲換能器和正在清洗的表面之間提供液體流。具體地說，期望設(shè)計設(shè)備以使不存在零流速的位置(滯流帶)。
阻止或至少減少粒子再附著于表面的另一種方法是改變換能器和表面之間液體的特性，以確保粒子的ζ電勢和表面的ζ電勢使得粒子不會附著于該表面上，優(yōu)選地使得它們從表面被排除出去。
ζ電勢是液體中表面的電勢。ζ電勢通常隨著距表面的距離而減小。給定類型的材料具有針對特定類型液體的給定的ζ電勢。一種改變表面的ζ電勢的方法是改變液體中電解質(zhì)的濃度，并且另一種改變ζ電勢的方法是改變液體的pH值。通過仔細選擇液體中電解質(zhì)(例如鹽)的濃度或液體的pH值，可以選擇(i)由此移除粒子的表面(和/或其中將避免附著的任何其他表面)的ζ電勢和(ii)粒子的ζ電勢。優(yōu)選地，選擇這兩個ζ電勢，以使它們具有相同的極性并且因此推斥。
利用制成正在清洗的表面的材料的知識和利用材料類型的知識選擇液體的pH值和/或電解質(zhì)濃度是可能的。如果材料是相同的，則應(yīng)當(dāng)容易選擇pH值或電解質(zhì)濃度，在該pH值或電解質(zhì)濃度下，對表面和粒子來說，ζ電勢是非零的。在該情況下，對表面和粒子來說，電勢將是正的或負(fù)的，以使它們將互相推斥，并且粒子將不能再附著于該表面上。如果材料是不同的，pH值或電解質(zhì)濃度可能更難以選擇，但是可能將存在有至少一個pH值和/或濃度，在該pH值和/或濃度下，對兩種材料來說，ζ電勢將具有相同的極性。
由于改變液體pH值可能對材料的溶解性具有負(fù)面影響，這可自己導(dǎo)致污染或材料完整性的損失，因此最好改變電解質(zhì)濃度。如果通過添加鹽(NaCl)來改變電解質(zhì)濃度，則這不會對液體的pH值產(chǎn)生大的影響(即液體保持中性)。
所有上述技術(shù)組合的使用(具體為改變pH值和電解質(zhì)濃度以改變ζ電勢以及使用表面活性劑)可能是最好的方法。
盡管在本文中可能具體提到了在IC制造中使用光刻設(shè)備，但是應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的光刻設(shè)備可具有其他應(yīng)用，例如，制造集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲器的制導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)和薄膜磁頭等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，在這種可選用的應(yīng)用情況中，本文中術(shù)語“晶片”或“管芯”的任何用法可被認(rèn)為分別與更通用的術(shù)語“襯底”或“目標(biāo)部分”是同義的。本文提到的襯底可在曝光之前或之后在例如涂膠顯影機(track)(一種通常將光刻膠層施加于襯底并顯影曝光的光刻膠的工具)、計量工具和/或檢查工具中被處理。在可適用的地方，本文的公開內(nèi)容可適用于這種和其他襯底處理工具。另外，例如為了形成多層IC，襯底可經(jīng)過不止一次的處理，以使本文所使用的術(shù)語“襯底”還可指已經(jīng)包含多個經(jīng)過處理的層的襯底。
本文所使用的術(shù)語“輻射”和“射束”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126nm的波長)。
在情況允許的地方，術(shù)語“透鏡”可指各種類型的光學(xué)部件的任何一種或組合，包括折射光學(xué)部件和反射光學(xué)部件。
雖然在上面對本發(fā)明的具體實施例進行了描述，但是將意識到，可以與所述的不同的方式來實施本發(fā)明。例如，本發(fā)明可采用描述上面公開的方法的、包含一個或多個機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或者采用將這樣的計算機程序存儲在其中的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(例如半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)的形式。
本發(fā)明的一個或多個實施例可用于任何浸沒式光刻設(shè)備，具體為但不是僅僅是上述這些類型以及是以槽的形式提供浸液還是僅僅在襯底的局部表面面積上提供浸液。如本文所預(yù)計的液體供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)被廣義地解釋。在某些實施例中，它可以是將液體提供至投射系統(tǒng)和襯底和/或襯底臺之間的空間的機構(gòu)或結(jié)構(gòu)組合。它可包括將液體提供至該空間的一種或多種結(jié)構(gòu)、一個或多個液體入口、一個或多個氣體入口、一個或多個氣體出口、和/或一個或多個液體出口的組合。在一個實施例中，空間的表面可以是襯底和/或襯底臺的一部分，或者空間的表面可完全覆蓋襯底和/或襯底臺的表面，或者該空間可包圍襯底和/或襯底臺。液體供應(yīng)系統(tǒng)還可任選地包括用來控制流體的位置、數(shù)量、質(zhì)量、形狀、流速或任何其他特征的一個或多個元件。
按照所期望的特性和所使用的曝光輻射的波長，在該設(shè)備中使用的浸液可具有不同的成分。對于193nm的曝光波長，可使用超純水或基于水的成分，并且出于這個原因，浸液有時被稱為水，并且可使用與水有關(guān)的術(shù)語，例如親水的、疏水的、濕度等。
上面的描述是用于說明而不是限制的。因而，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，只要未背離下面所陳述的權(quán)利要求書的范圍，可對所描述的本發(fā)明進行修改。
權(quán)利要求
1.一種浸沒式光刻投射設(shè)備，包括襯底臺，其被構(gòu)造并被布置為支撐襯底；投射系統(tǒng)，其被配置為將圖案化的輻射射束投射到所述襯底上；兆聲換能器，其被配置為清洗表面；以及液體供應(yīng)系統(tǒng)，其被構(gòu)造并被布置為在所述兆聲換能器和將要清洗的所述表面之間供給液體。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述兆聲換能器具有超過750Hz、優(yōu)選地超過1MHz的頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述液體供應(yīng)系統(tǒng)包括阻擋構(gòu)件，其環(huán)繞所述兆聲換能器的下端并且在所述阻擋構(gòu)件和將要清洗的所述表面之間形成密封，由此包含所述兆聲換能器和將要清洗的所述表面之間的液體。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述阻擋構(gòu)件、所述換能器或兩者相對于所述表面是可移動的。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述非接觸密封是氣封。
6.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述表面是所述襯底臺的頂面。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述液體供應(yīng)系統(tǒng)被構(gòu)造并被布置為在所述表面上方供給液體流。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中在清洗模式下，所述兆聲換能器被放置為面對所述表面以使聲波在瞄準(zhǔn)線路徑上射向?qū)⒁逑吹乃霰砻妗?br> 9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述表面是所述襯底臺的表面、被構(gòu)造為在所述投射系統(tǒng)和將要曝光的襯底之間供給液體的液體限制系統(tǒng)的表面或兩者。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述液體供應(yīng)系統(tǒng)包括槽和被配置為使液體填充所述槽達到某一水平的控制器。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述兆聲換能器被置于所述槽的底部以在所述槽內(nèi)的液體中感應(yīng)射離所述槽的底部的聲波。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述槽在所述投射系統(tǒng)的下方可移動至清洗位置并且至少部分地圍繞液體限制系統(tǒng)，所述液體限制系統(tǒng)被構(gòu)造為在使用時于所述投射系統(tǒng)和將要曝光的襯底之間供給液體，并且所述某一水平低于所述投射系統(tǒng)的底部但是高于所述液體限制系統(tǒng)的底面。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述液體供應(yīng)系統(tǒng)包括環(huán)繞所述襯底臺的頂面的阻擋物，以使可在所述頂面上供給液體并且通過所述阻擋物防止其逸出。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述阻擋物在清洗位置和非清洗位置之間是可移動的。
15.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述兆聲換能器相對于所述表面是可移動的。
16.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括用來保護所述投射系統(tǒng)的光學(xué)元件免受兆聲波、液體或兩者的影響的屏蔽。
17.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括被配置為將氣體引入所述液體的供氣裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述氣體包括N2、CO2、O2、O3、含水的H2或這些氣體的混合物。
19.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括用來向所述液體供給表面活性劑的表面活性劑供給裝置和/或向所述液體供給H2O2的過氧化氫供給裝置。
20.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括用于在所述兆聲換能器和將要清洗的所述表面之間產(chǎn)生所述液體流的泵。
21.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述液體供應(yīng)設(shè)備包括用于控制所述液體中的pH值和/或電解質(zhì)濃度的控制器。
22.一種浸沒式光刻投射設(shè)備，包括襯底臺，其被構(gòu)造并被布置為支撐襯底；投射系統(tǒng)，其被配置為將圖案化的輻射射束投射到所述襯底上；兆聲換能器，其被配置為清洗表面，所述兆聲換能器相對于所述表面是可移動的，以使在清洗模式下通過液體的直接直線路徑存在于所述兆聲換能器和所述表面之間；以及液體供應(yīng)系統(tǒng)，其被配置為在所述換能器和所述表面之間供給液體。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中在所述清洗模式下，所述兆聲換能器和所述表面以小于50mm的距離彼此面對。
24.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中在所述清洗模式下，所述兆聲換能器和所述表面以小于50mm的距離彼此面對，并且其中所述表面是被構(gòu)造為在所述投射系統(tǒng)和將要曝光的襯底之間供給液體的液體限制系統(tǒng)的表面。
25.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，還包括被配置為將氣體引入所述液體的供氣裝置。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述氣體選自N2、CO2、O2、O3、含水的H2或這些氣體的混合物。
27.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，還包括被配置為將表面活性劑供給所述液體的表面活性劑供給裝置。
28.一種清洗浸沒式光刻投射設(shè)備的表面的方法，所述方法包括在液體中覆蓋將要清洗的所述表面的至少一部分；以及將兆聲波引入所述液體中。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述兆聲換能器具有超過約750kHz的頻率。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述兆聲波利用所述兆聲換能器引入并且包括相對于將要清洗的所述表面移動所述兆聲換能器。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述兆聲波垂直入射到將要清洗的所述表面。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述兆聲波以某一角度入射到將要清洗的所述表面。
33.如權(quán)利要求28所述的方法，包括在所述表面上方移動覆蓋將要清洗的所述表面的至少一部分的所述液體。
34.如權(quán)利要求28所述的方法，包括在清洗模式下將兆聲換能器放置為面對所述表面以使所述兆聲波在瞄準(zhǔn)線路徑上射向?qū)⒁逑吹乃霰砻妗?br> 35.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括將氣體引入所述液體。
36.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括將表面活性劑引入所述液體。
37.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括在將要清洗的所述表面和所述兆聲換能器之間移動所述液體。
38.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括以預(yù)定的pH值和/或利用電解質(zhì)濃度提供所述液體。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其中所述預(yù)定的pH值和/或濃度使得將要清洗的所述表面和所述表面上將要移除的粒子的ζ電勢不是具有不同極性的。
全文摘要
公開了一種具有被配置為清洗表面的兆聲換能器的浸沒式光刻投射設(shè)備和一種利用兆聲波清洗浸沒式光刻投射設(shè)備的表面的方法。
文檔編號H01L21/027GK101078887SQ20071010920
公開日2007年11月28日 申請日期2007年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月22日
發(fā)明者M·K·斯塔文加, R·J·布魯爾斯, H·詹森, M·H·A·利恩德斯, P·F·萬滕, J·W·J·L·庫伊帕斯, R·G·M·比倫, A·M·C·P·德瓊格 申請人:Asml荷蘭有限公司