光刻设备和清洁光刻设备的方法

专利名称：光刻设备和清洁光刻设备的方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻设备和清洁这种设备的方法。
技术背景光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情 况下，可以将可选地称为掩模或掩模版(retide)的图案形成装置用于生成在 所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案成像到衬底(例如， 硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、 一个或多个管芯)上。 通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗 蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标 部分的网络。公知的光刻设备包括所谓步进机，在所述步进机中，通过 将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓 扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向("扫描"方向)扫描 所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每 一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案 形成装置将图案转移到衬底上。曾有提议将光刻投影设备中的衬底浸没到具有相对高的折射系数的 液体中(例如水)，这样在投影系统的最终元件和衬底之间的位置上填充 流体。所述液体可以是蒸馏水，也可以采用其他液体。这里用液体来描述。 别的流体也是合适的，尤其是浸湿流体、不能压缩的流体和/或具有比空气 更高折射率的流体，最好折射率高于水。这种方法的关键在于能够形成更 小特征尺寸的像，因为曝光辐射在液体中具有更短的波长。(液体的效果 也可以认为是提高系统的有效孔径同时增加了焦深)其他的浸没流体也有
提到，包括含有悬浮的固体颗粒(例如石英)的水。然而，将衬底或者衬底和衬底台浸入到液体溶池(参见，例如美国专利US4,509，852，在此以引用的方式并入本文中)意味着在扫描曝光过程 中需要加速很大体积的液体。这需要额外的或更大功率的电动机，而流体 中的湍流可能会导致不希望的或不能预期的效果。提出来的解决方法之一是液体供给系统通过使用液体限制系统只将 液体提供在衬底的局部区域上(通常衬底具有比投影系统最终元件更大的 表面积)以及投影系统的最终元件和衬底之间。提出来的一种用于设置上 述设备的方法在申请号为WO99/49504的专利申请中公开了，在此该专利 申请的内容以引用方式并入本文中。如图2和图3所示，液体优选地沿着 衬底相对于最终元件移动的方向，通过至少一个入口 IN供给到衬底上， 并在已经通过投影系统下面后，液体通过至少一个出口 OUT去除。也就 是说，当衬底在所述元件下沿着一X方向扫描时，液体在元件的+X —侧 供给并且在一X—侧去除。图2是所述配置的示意图，其中流体通过入口 IN供给，并在元件的另一侧通过出口 OUT去除，所述出口OUT与低压 力源相连。在图2中，虽然液体沿着衬底相对于最终元件的移动方向供给， 但这不是必需的。可以在最终元件周围设置各种方向和数目的入口和出 口，图3示出了一个实施例，其中在最终元件的周围在每侧上以规则的图 案设置了四个入口和出口。在图4中示出了另一个采用液体局部供给系统的浸没光刻方案。液体 由位于投影系统PL每一侧上的两个槽状入口 IN供给，由设置在入口 IN 沿径向向外的位置上的多个离散的出口 OUT去除。所述入口 IN和出口 OUT可以设置在板上，所述板在其中心有孔，投影束通过该孔投影。液体 由位于投影系统PL的一侧上的一个槽状入口 IN提供，由位于投影系统 PL的另一侧上的多个离散的出口 OUT去除，这引起投影系统PL和衬底 W之间的液体薄膜流。选择使用哪组入口 IN和出口 OUT组合可能依赖于 衬底W的移动方向(另外的入口 IN和出口 OUT组合是不被激活的)。在欧洲专利申请公开出版物No.1420300和美国专利申请公开出版物 No.2004-0136494中(在此以引用的方式将该两个申请的内容整体并入本 文中)，公开了一种成对的或双台浸没光刻设备的方案。这种设备具有两 个台用以支撑衬底。在第一位置以台进行水平测量，但没有浸没流体。在^ 第二位置以台进行曝光，其中设置浸没液体。可选的是，设备仅具有一个 可在曝光和位置测量之间移动的台。光刻设备的污染是一个问题。在衬底的表面上或衬底台的上表面上的 表面涂层、抗蚀剂和残留颗粒等会进入例如浸没光刻设备的浸没液体中。 如果这样的颗粒进入到投影系统和衬底之间的浸没液体中，则许多缺陷会 成像到衬底上，并且导致浸没光刻设备部件的损坏。发明内容本发明旨在，例如，设法减少浸没液体中的污染物，并因此减少成像 缺陷同时延长浸没光刻设备的部件的预期寿命。根据本发明的一方面，提供一种光刻设备，包括衬底台，所述衬底 台构造成支撑衬底；衬底台内的凹部，所述凹部构造成容纳对象物体；和 清洁流体供给装置，其构造成供给清洁流体到至少凹部的外部区域。根据本发明的一方面，提供一种浸没光刻设备，包括衬底台，所述 衬底台构造成支撑衬底；衬底台内的排液装置，所述排液装置构造成容纳 使用时泄漏进入衬底台的边缘和衬底台上对象物体之间的间隙的浸没流 体；和邻近延长构件端部的入口，所述延长构件构造成提供清洁流体到(i) 所述间隙，或(ii)所述排液装置的入口,或(iii)所述排液装置，或(iv)任何选自 (i)-(iii)的组合。根据本发明的一方面，提供一种清洁衬底台内凹部的至少一部分的方 法，该凹部构造成容纳一个对象物体，所述方法包括提供清洁流体到至 少所述凹部的外部区域；和从所述凹部抽取所述清洁流体。根据本发明的一方面，提供一种光刻投影设备，包括投影系统，所 述投影系统配置成将图案投影到衬底台；液体供给系统，所述液体供给系 统配置成当衬底存在时提供清洁流体到被限定在衬底台的边缘和衬底之 间的间隙；入口，所述入口配置成移除多余的流体，其中使用时所述入口 设置在所述间隙内并且连接到负压源以从间隙移除液体。


下面仅通过例子，结合附图对本发明的典型的实施例进行描述，其中 附图标记对应于所述的部件，在附图中图1示出根据本发明的实施例的光刻设备；图2和图3示出用于光刻投影设备的液体供给系统；图4示出了另一种用于光刻投影设备的液体供给系统；图5示出液体供给系统局部区域；图6示出根据本发明的实施例的衬底台的截面图；图7示出根据本发明的实施例的衬底台的截面图；图8示出根据本发明的实施例的衬底台的截面图。
具体实施方式
图1示意示出光刻设备。所述设备包括.-參照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B (例如，紫外(UV)辐射或深紫外(DUV)辐射)； *支撑结构(例如掩模台)MT，配置用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连； *衬底台(例如晶片台)WT,配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；以及 *投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统PS配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C (例如包括一根或多根管芯)上。 所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、 磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、 成形、或控制辐射。支撑结构以依赖于图案形成装置的取向、光刻设备的设计以及诸如图 案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。
所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其他夹持技术保持图案 形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固 定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语"掩模版"或"掩模" 都可以认为与更上位的术语"图案形成装置"同义。这里所使用的术语"图案形成装置"应该被广义地理解为表示能够用 于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成 图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标 部分上所需的图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特 征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定 的功能层相对应，例如集成电路。图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻 中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型 相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的 示例采用小反射镜的矩阵布置，可以独立地倾斜每一个小反射镜，以便沿 不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射 镜矩阵反射的辐射束。应该将这里使用的术语"投影系统"广义地解释为包括任意类型的投 影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光 学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如 使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的任何术语 "投影透镜"可以认为是与更上位的术语"投影系统"同义。如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替 代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射 镜阵列，或采用反射式掩模)。所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或 更多的图案形成装置支撑结构)的类型。在这种"多台"机器中，可以并 行地使用附加的台和/或支撑结构，或可以在将一个或更多个其它台和/或 支撑结构用于曝光的同时，在一个或更多个台和/或支撑结构上执行预备步骤。参照图l，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和所述 光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情 况下，不会将该源考虑成光刻设备的组成部分，并且通过包括例如合适的 定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源 SO传到所述照射器IL。在其他情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成 部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及 如果需要时的所述束传递系统BD—起称作辐射系统。所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器 AD。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和 /或内部径向范围(一般分别称为C7-外部和cr-内部)进行调整。此外，所 述照射器IL可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所 述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度 分布。所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的所述图 案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。 己经穿过图案形成装置MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述PS将 辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和定位传感 器IF (例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确 地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的 路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以 将所述第一定位装置PM和另一个定位传感器(图l中未明确示出)用于将 图案形成装置MA相对于所述辐射束B的路径精确地定位。通常，可以通过 形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块 (精定位)的帮助来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以采用形成所述 第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台 WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述支撑结构MT可以仅 与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记 Ml、 M2和衬底对准标记P1、 P2来对准图案形成装置MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是他们可以位于目标部分之间的
空间(这些公知为划线对齐标记)上。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置MA上的情况下，所述图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。可以将所述设备用于以下模式的至少一种1. 在步进模式中，在将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上的同时，将图案形成装置支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静 止(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动， 使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制 了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。2. 在扫描模式中，在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上 的同时，对图案形成装置支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描(即， 单一的动态曝光)。衬底台WT相对于图案形成装置支撑结构MT的速度和 方向可以通过所述投影系统PS的(縮小)放大率和图像反转特征来确定。 在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一的动态曝光中的所述目标部 分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描移动的长度确定了所述目标部分 的高度(沿所述扫描方向)。3. 在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的图案形成装 置支撑结构MT保持为基本静止状态，并且在将赋予所述辐射束的图案投 影到目标部分C上的同时，对所述衬底台WT进行移动或扫描。在这种模 式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、 或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装 置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所 述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻中。也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。 虽然本发明的一个或更多的实施例可以应用到任何类型的液体供给 系统，但这里讨论的设计方案是针对应用到任何类型的局部区域流体供给 系统的情况进行优化的。在这种类型的液体供给系统中，液体每次仅供给 到衬底整个上表面的小区域上。下面简单的说明一个局部区域液体供给系 统的操作。参照图5，所述的局部区域液体供给系统包括具有液体限制结构的液体供给系统，该液体限制结构在投影系统的最终元件和衬底台之间的空间 边界的至少一部分上延伸。所述的液体限制结构相对于所述投影系统在XY平面内基本固定，虽然在z方向上可能有一些相对移动(在光轴的方向上)。在一个实施例中，在液体限制结构和所述衬底表面之间形成密封，并且该 密封可以是非接触密封，如气体密封。液体限制结构12至少部分限定浸没液体在所述投影系统PL的最终元 件和衬底W之间的空间11中。在投影系统的图像区域周围形成对衬底的 非接触密封16，以使得液体限制在所述衬底表面和所述投影系统的所述最 终元件之间的空间内。所述空间至少部分地由位于所述投影系统PL的所 述最终元件的下方和周围的液体限制结构12形成。液体通过液体入口 13 引入到投影系统下面以及液体限制结构12内的所述空间中，并且可以通 过流体出口 13移除。液体限制结构12可以略微延伸到投影系统的最终元 件上方，并且液面高于所述最终元件，以使得能提供液体缓冲。液体限制 结构12的最上端具有内周缘，在实施例中，该内周缘接近与所述投影系 统或其中的所述最终元件形状一致，可以是例如圆形。而在底部，所述内 周缘接近与像场形状一致，例如矩形，但这不是必需的。液体通过气体密封16限制在所述空间11中，该气体密封在使用过程 中形成在液体限制结构12的所述底部和衬底W表面之间。气体密封由气 体形成，例如空气或合成气体，(在一个实施例中)是氮气或其它惰性气 体，通过入口 15提供负压给液体限制结构12和衬底之间的所述空隙并且 通过出口 14抽取液体。气体入口 15上的过压，出口 14上的真空度和所 述间隙的几何形状配置成使得形成向内的高速气流，用于限制所述液体。 这些入口/出口可以是连续的或不连续环状槽，所述环状槽环绕所述空间 11并且所述气流16有效的限制所述空间11内的液体。这样的系统在美国 专利文献US2004-0207824中公开。其他方案是可能的，并且本发明的至少一个实施例与它们的应用等 价。例如，可以用仅能抽取液体或气体的单相抽取器或者用于抽取气体和 液体的混合物的双相抽取器替代气体密封16。这种在径向的外部的单相抽 取器可以是至少一个特征，所述特征用于产生气流以帮助将液体限制在所 述空间内。 一种这样类型的特征可以称为气刀，气刀中薄的高压喷射气流
被向下引导到衬底w上。在所述投影系统和所述液体供给系统下面扫描所. 述衬底的运动过程中，会产生液体静力和液体动力，它们会导致所述液体 上的压力向下施加给所述衬底。和局部区域液体供给系统一起，衬底W在所述投影系统PL和所述液体供给系统下面移动。当衬底w的边缘被成像时，或当衬底台上的传感器被成像时，或所述衬底台移动至使得关闭板(有时称为伪衬底)能位于液体供给系统下面交换衬底，所述衬底W的边缘将会通过所述空间11下面。 这时，液体会泄露到衬底W和衬底台WT之间的间隙。这些液体会受到气 刀或其他气体或液体流形成设备的液体静力或液体动力的压力或作用力 的作用。虽然下述的本发明的至少一个实施例是涉及在衬底W的边缘周围设置 排液装置，但是至少一个实施例同样可应用于置于衬底台上的至少一个其 它对象物体。这些对象物体包括(但不限于)闭合板和/或至少一个传感 器，该闭合板用于在例如更换衬底过程中通过将其依附在所述液体供给系 统的底部以将液体保持在液体供给系统内。因此，下面任何提到的所述衬 底W应当认为是任何对象物体的同义词，例如传感器，或闭合板。图6示出本发明的实施例。图6是衬底台WT和衬底W的截面图。间 隙5位于衬底W的边缘和衬底台W的边缘之间。所述间隙5是凹部的外部 区域或边缘，在成像过程中衬底位于该位置。在浸没光刻设备中，当所述 衬底W的所述边缘成像时或在其他时候，例如当所述衬底W第一次在所述 投影系统PS (如上述)下面移动时，衬底W的边缘和衬底台W的边缘之间 的间隙5将会通过，例如，被液体供给系统12充满液体的所述空间11下 面。这会导致液体从空间ll进入到该间隙。为了处理进入所述间隙的所述液体，在衬底W的所述边缘设置至少一 个排液装置10用以移除任何进入所述间隙5的液体。在图6的实施例中， 仅示出一个排液装置10，但这里可以是仅两个或多于两个排液装置。所述 排液装置10是例如环形的，使得其能环绕所述衬底W的整个外周。所述排液装置10的功能是阻止气泡进入液体供给系统12的所述液体 11中。任何这样的气泡可能对所述衬底的成像有害。另外的排液装置可能 设置用来阻止任何从间隙5进入所述衬底W下面的流体对成像后从所述衬 底台FT有效地释放所述衬底W造成损害。正如常规方法，衬底W用突起 台30支撑，该突起台30包括多个凸出32。通过突起台30在所述衬底W 和所述衬底台WT之间施加负压，使得衬底W被牢固的固定在合适的位置 上。但是，如果液体进入所述衬底W和所述突起台30之间，将会带来困 难，尤其是在卸载所述衬底W的时候。在突起台30的下面设置第二个排 液装置可以减少或排除这种由于液体进入衬底W下面引发的问题。所述排液装置10以负压的方法移除液体。也就是说，所述排液装置 是通过出口 142连接到负压源。负压源有效地移除任何进入排液装置的液 体。负压源通过所述排液装置有效地从衬底台上方的所述间隙5的外侧将 气体拉入，并且通过所述出口排出。当存在液体进入间隙5的时候，可能 仅需将所述142连接到负压源上。配置的难点在于所述间隙5，即到所述排液装置10的入口，排液装置 入口和所述衬底和/或所述衬底W的外部部分下面的区域之间的间隙能够 收集例如颗粒的污染物。沉淀在那里的污染物很容易冲洗掉并且回到所述 衬底W表面上或所述衬底边缘的下面或所述衬底台的上表面上或进入所述浸没液体。结果这些污染物引起成像缺陷。所述污染物可以溶解于液体或 不溶解于液体(例如水)。例如，所述污染物可能是所述衬底上表面上或 衬底台上表面的表面涂层，抗蚀剂，残余颗粒。 一种解决这个问题的方法 是增大液体通过所述排液装置10的流量。这可以通过例如增加施加到所 述出口 142上的负压来完成。但这种方法并不是必需的，因为增加施加到 衬底台上的热负荷，所以增大了通过所述排液装置10的流量。在一个实施例中，公开了一种非常有效的清洗所述间隙5的系统。该 系统不会将污染物冲回到衬底W或衬底台WT上。而且，该系统随意的不 需要将衬底台从光刻设备上移走。这里所述的每个实施例都有排液装置。所述排液装置在衬底台内。所 述排液装置10构造成容纳在使用过程中泄漏到衬底台上的对象物体的边 缘和衬底台之间的浸没流体。光刻设备包括清洁流体供给系统14，其构造 成供给清洁流体到所述排液装置。因而，所述光刻设备本身能直接供给清 洁流体到所述排液装置。本发明的实施例还提供了排液装置的其它的实施 例。
任何流体可以用作所述清洁流体。在实施例中，所述清洁流体与浸没 流体不同。清洁流体可以包括超纯水。清洁流体可以包含超纯水和添加剂 的组合。添加剂可以是表面活性剂、或预期类型的颗粒的溶剂、或清洁剂、 或液化气(例如二氧化碳)、或溶解气(例如氧气、臭氧或氮气)、非极性 有机溶剂或极性有机溶剂。溶剂可以是环状化合物(例如环己胺、苯等)、 或脂肪类(乙醇、丙酮、异丙基醇等)、或它们的组合。性质的区别是极 性(环状化合物=无极性，脂肪类=极性)，极性可以用于溶解/移除不同类 型的污染物。清洁剂可以是水基的或溶剂基的，可以是酸性的，碱性的(例如分别添加HCL或NH3到水中，和/或工业清洗剂)或中性的。预期类型 的污染物可以影响对一定系统的选择。可选择的或其他的，上面提到的添 加剂可以用作纯液体。除了溶剂或表面活性剂，还可以使用某种清洁剂， 所述清洁剂可以是酸或碱，这依靠所需移除的颗粒/污染物的类型来确定。 清洁剂可以是液体(水或溶剂)和表面活性剂的组合，同时可能还有一个 或更多的其他添加剂。本发明的实施例可以与任何种类的清洁流体一起使用。超纯水可以包含至少一个选自下面组分的组分臭氧、过氧化氢或氧气。所述清洁流体供给系统可以包括在所述排液装置中的清洁流体入口 。 可选择的附加的，所述清洁流体入口可以相对于所述衬底台移动。在一个实施例中，所述清洁流体入口 (在使用过程中)配置成使得从 所述入口进入排液装置的清洁流体的流动是至少部分沿径向向外的。这有 助于引导任意碎片离开所述衬底和所述衬底台的上表面而流向所述排液 装置的出口。在一个实施例中，所述清洁流体入口可以是液体限制系统的部分(如图5所示)。所述入口可以在液体限制系统内，或位于与液体限制系统相 关联或与所述液体限制系统相连的独立的基体上；其甚至可以是分立的组 件。在成像过程中，所述液体限制系统至少部分将浸没液体限制在投影系 统和所述衬底之间的空间。所述清洁流体入口可以是衬底台的一部分。可选择的或附加的是，所 述清洁流体入口可以形成在延长组件的端部的邻近位置上。例如，所述清 洁流体入口可以是针的形式。所述针容易进入所述间隙。
在实施例中，可以设置控制器用来控制清洁。所述控制器能够控制施 加到所述排液装置的负压和/或清洁流体流出所述清洁流体供给装置的流 量。在这种方式中，从所述排液装置被移除的清洁流体是可以控制的。所 述控制器可以控制一个或更多的致动装置以改变清洁流体入口和所述排 液装置的相对位置。在这种方式中，所述清洁流体可以供给到所述全部或 部分排液装置上。所述控制器可以例如通过控制阀门或限流装置，确保存 在持续的清洁流体流入所述排液装置，。这可以保证所述施加到所述衬底 台上的热载荷总是恒定的。所述光刻设备可以包括抽取器出口 ，所述抽取器出口构造成从所述排 液装置抽取出清洁流体。在这种方式中，所述清洁流体不需要通过所述排 液装置的所述出口 。所述抽取器出口可以形成在邻近延长组件的端部的位 置上。例如，所述抽取器出口可以是抽取针的形式。在实施例中，所述抽 取器出口可以位于所述衬底台内。所述光刻设备包括清洁流体的储液器，所述清洁流体供给系统连接在 储液器上。下面详细描述所述排液装置的结构特征。但，应该理解到这里所述原 理可以应用到因为使用而污染的浸没光刻设备中的任何排液装置。也应该理解到，用于将清洁流体供给到排液装置10的所述结构可以设置在任何位置，例如，只要满足所述清洁功能并且与所述设备的其它部件没有不良 的相互作用。应说明的是，这里描述的所述配置是可以应用到存在缺陷率 问题的干式光刻设备。在排液装置10中，通道110从衬底W和衬底台WT之间的间隙5导入 第一室120。所述通道IIO和所述室120可以是，例如环形的。所述通道 IIO希望是裂缝形式的。也就是说，它相对于其高度比较窄。它可以在任 何方向延伸。第二室140与第一室120通过多个贯通孔130进行流体连通。 所述贯通孔130位于所述衬底的外周周围，最好是均匀的。连接负压源的 所述出口 142与在第二室140的底部连通。可以理解到，对于各种工作横 截面形状和所需的室的不同面的表面性能，所述室120， 140的截面形状 可以与图6中示出的结构以及递交于2006年3月28日的日本专利申请文 件(JP 2007-072118)和美国专利申请号(11/390,427)中公开的多种截
面形状不同。清洁流体(例如液体)入口 122邻近所述间隙5设置或设置在所述间 隙5内。所述入口 122可以喷射流体，如图所示，或可以供给连续的流体的流或任何其他的中间状态(例如恒定滴下的液滴)。所述清洁流体被设置在储液器150内，该储液器通过管道连接到所述入口 122。储液器150 可以处在衬底台内或远离衬底台WT而通过柔软的管道连接到衬底台WT。所述入口 122的位置使得当施加到出口 142的负压开始工作时，从入 口 122出来的清洁流体将会沿径向向外移动并且向下进入所述室120。在 这种方式中，清洁流体和包含或溶解在清洁流体中的碎片到达衬底W或衬 底台WT上表面的机会减少。所述入口 122可以是围绕所述排液装置10整个外周的、连续的或不 连续的沟槽。所述的排液装置的外周可以是圆周。如图6所示的入口 122 可以是位于围绕所述排液装置10外周的几个离散的清洁流体入口中的一 个。在一个实施例中，提供了足够的入口 122，使得清洁流体能到达所述 排液装置10的所有区域。清洁可以在任何时候进行。希望当所述衬底台在光刻设备中时进行清 洁。衬底W在突起台30上的合适的位置上时可以进行清洁。所述清洁甚 至可以在衬底W不在突起台30上时进行。在所述衬底成像时可以进行清 洁。在所述衬底成像时间以外的其他时间也可以进行清洁。例如，更换衬 底过程中、测量过程中或在其他任何其他时间，当衬底W从投影系统下面 移动时进行清洁。在实施例中，所述清洁流体是溶剂。所述清洁流体使得保留在所述间 隙5内和/或衬底W的边缘部分的下面的污染物和颗粒被冲洗掉。清洁流 体的作用可能会溶解或部分溶解污染物颗粒。可选择的或可附加的，清洁 流体的作用有助于从衬底上分离污染物颗粒。清洁流体可以是超纯水，所 述超纯净水具有至少一个选自下面组分的组分臭氧、过氧化氢或氧气。 应该避免使用会移除浸没系统部件覆盖物的溶剂或能溶解浸没系统的衬 底台和其他部件的粘合剂或其他部分的溶剂。所述清洁流体可以包括超纯 水，所述超纯水具有一个或多个选自下列组分的组分表面活性剂或用于 预期类型的颗粒的溶剂或清洁剂或液化气(例如二氧化碳)或溶解气体(例 如氧气、臭氧或氮气)、非极性有机溶剂或极性有机溶剂。溶剂可以是环 状化合物(例如环己胺、苯等)、或脂肪类(乙醇、丙酮、异丙基醇等)、 或它们的组合。行为的区别是极性(环状化合物二无极性，脂肪类=极性)， 极性可以用在溶解/移除不同类型的污染物。清洁剂可以是水基的或溶剂基的，可以是酸性的，碱性的(例如分别添加HCL或NH3到水中，禾tV或 工业清洁剂)或中性的。预期类型的污染物可能影响对一定系统的选择。 上面提到的添加剂可以是纯液体。除了溶剂或表面活性剂，还可以使用一 定的清洁剂，所述清洁剂可以是酸或碱，这依靠所需移除的颗粒/污染物 的类型来确定。清洁剂可以是液体(水或溶剂)和表面活性剂的组合，同 时可能还有一个或更多的其他添加剂。本发明的实施例可以应用于任何种类的清洁流体。超纯水可以包含至少一个选自下面组分的组分臭氧、过氧化氢或氧气。保持清洁流体随时间从入口 122流出是有利的。这有利于在衬底台WT 上保持恒定的热载荷。如果空间11不在所述间隙5上方，则液体不会进 入到所述的排液装置10中(至少不在空间11下面的所述排液装置的一个 部分)。因此，在那些区域中，供给清洁流体流过入口 122可能是有利的。 在这种方式中，流体的持续流动随时间通过排液装置10能带来恒定的热 载荷。因而，可以看到所述清洁液体供给装置构造成不管所述衬底台WT 位于哪里都一直供给第二液体到所述排液装置。控制器(未示出)设置用 于实现这个目的同时用于控制设备如上述的那样运行。在该实施例中，从储液器150到入口 122的所述供给是由阀155控制 的带阀的供给。所述阀可以由所述控制器控制。图7示出的实施例与上面图6中示出的实施例除了下面所述的以外是 相同的。在这个实施例中，所述清洁流体入口与衬底台WT分离设置。所 述清洁流体入口 122a设置在延长体端部。该延长体可以看作其端部具有 出口的针。在这种方式中清洁流体更容易引导。所述入口 122a通过阀155连接到清洁流体储液器150。可以设置多个 入口 122a或可以仅设置一个入口 122a。所述入口 122a可以是相对于投影系统PS固定的或相对于投影系统PS 是可移动的。两种情形中所述入口 122a都是可以相对于衬底台WT移动的。
致动器可以移动所述入口 122a到位。控制器可以控制致动器。使用时所 述入口 122a可能位于所述衬底W (或在衬底存在时所述衬底放置的位置) 和所述衬底台之间的所述间隙5内或附近。在这种配置中，清洁流体可以 通过所述间隙5引导到所述排液装置10和/或衬底表面和位于所述衬底边 缘部分下面的衬底台的能触及的所有部分。如图所示，在这个实施例中所述排液装置10具有不同的几何形状。 这不影响本发明。然而，通过图说明本发明可以应用到位于所述衬底台上 的对象物体和所述衬底台本身之间的任何类型的间隙5或排液装置10。在实施例中，所述入口 122a可以应用到液体限制系统，该液体限制 系统用于至少部分将流体限制在投影系统的最终元件和所述衬底之间的 空间。例如所述入口 122a依附在图5中所述阻挡元件12上。在实施例中， 所述入口 122a可以包含在所述阻挡元件12内。在实施例中，所述入口 122a可以是分立的部件。从入口 122a流出的所述清洁流体被引导成使得其能沿径向向外流入 所述排液装置内。沿径向向外的移动可以通过施加负压到所述排液装置上 来实现。图7中的设备可以在所述衬底在该位置时使用或所述衬底不在该 位置时使用。上述实施例的优点是在已经很拥挤的衬底台上不占据额外的空间。期 望的是使用低的抽取流量，尤其是对于冲洗可溶解的颗粒来说。高的流速 对于非溶解颗粒更合适。这个实施例也是或可选择的有利的，其中从所述 入口122a流出的液体的流动方向是远离所述衬底W和衬底台WT的上表面。图8示意性地示出的实施例和上述图7中的实施例除了下面所述的内 容之外是相同的。如图8所示，入口 122a、阀155和储液器(未在图8 中示出)如图7—样设置。此外，还设有抽取出口 124。抽取出口 124与 所述衬底台中的所述排液装置的出口不同。所述抽取出口 124在结构上与 所述入口 122a —样并且可以定位在所述入口 122a的径向向内的位置上 (如图所示)或定位在所述入口 122a的径向向外的位置上或径向相同的 位置上。所述出口 124可以相对于所述衬底台WT移动。例如，所述出口 124可以通过在控制器控制下的致动器移动。将负压施加到所述抽取出口 124上，同时所述入口 122a提供的清洁流体和任何污染物通过所述抽取出
口 124抽取掉。阀156和控制器160的组合操控所述抽取出口 124的阀以 控制抽取流量。所述控制器160与用于控制阀155的控制器可以是相同的 或不同的。所述出口在延长体的端部中。所述出口看起来为针的形式。可 以理解到，这种设置可以应用到间隙或通常不进行抽取的排液装置。也就 是说，此时不与图6中的抽取出口 142等价。因而，由于不需要所述排液 装置，该实施例可以用于清洁凹部的边缘，在该凹部内衬底位于非浸没(即 干式)光刻设备。在其他实施例中，当所述入口 122a (和出口 124)位于将清洁流体供 给到所述间隙5 (和抽取流体)的位置时，所述控制器有助于保证通过入 口 122a的供给和通过所述抽取出口 124的抽取。所述控制器也控制从所 述入口 122a和出口 124的流入或流出。正如所述，在这个实施例中，希望在没有衬底W时进行清洁。但是， 这种需要不是必需的。所述入口 122a和出口 124可以依附在液体限制系 统上，但在实施例中也可以在液体限制系统外部。虽然已经给出了不同的实施例，但是所述实施例的所有特征的组合都 是可能的。例如，图6中所述的实施例可以设置图8中实施例所述抽取出 口 124并且此时所述清洁流体不从所述排液装置10抽取。虽然本文给出了特定的有关光刻设备在ICs制造的应用参考，但应该 理解到这里所述的光刻设备可以有其他应用，例如集成光学系统、磁畴存 储器的引导及检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等 的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以 将其中使用的任意术语"晶片"和"管芯"分别认为是与更上位的术语"衬 底"或"目标部分"同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处 理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗 蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下， 可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底 可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语"衬底" 也可以表示己经包含多个已处理层的衬底。这里使用的术语"辐射"和"束"包含全部类型的电磁辐射，包括: 紫外辐射(例如具有约365、 248、 193、 157或126 nra的波长)。
在上下文允许的情况下，所述术语"透镜"可以表示各种类型的光学 部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式和反射式的光学部件。尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发 明可以以与上述不同的形式实现。例如，本发明可以采取包含用于描述上 述公开的方法的一个或多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者 采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式(例如，半 导体存储器、磁盘或光盘)。至少一个控制器用来控制所述设备。当所述 光刻设备中的至少一个部件中的至少一个计算机处理器读取所述至少一 个计算机程序时，这里提到的至少一个不同的控制器是可以运行的。至少 一个处理器构造成与所述控制器中的至少一个通讯；因而所述控制器根据至少一个计算机程序的机器可读指令运行。每个控制器可以根据体现本发 明的至少一个计算机程序操作设备的至少一个部件。本发明的一个或多个实施例可以用于任何浸没式光刻设备，尤其是 (但不限于)，上面提到的那些类型的浸没光刻设备，而不论浸没液体是 以溶池的形式设置，还是只应用到衬底的局部表面区域上，或者是不受限 制的。在不受限的布置中，浸没液体可以在衬底和/或衬底台的表面上流 动，以使得衬底台和/或衬底的几乎整个未覆盖表面被浸湿。在这种不受 限制的浸没系统中，液体供给系统可以不限制浸没流体，或可以提供一定 比例的浸没液体限制，而不是对浸没液体的几乎完全的限制。在本文中所设计的液体供给系统应当被广义地理解。在某些实施例 中，其可以是为介于投影系统与衬底和/或衬底台之间的空间提供液体的 一种机构或者结构的组合。它可以包括一个或多个结构、 一个或多个液体 入口、 一个或多个气体入口、 一个或多个气体出口和/或一个或多个液体 出口的组合，用于为所述空间提供液体。在实施例中，该空间的表面可以 是衬底和/或衬底台的一部分，或者该空间的表面可以完全覆盖衬底和/或 衬底台的表面，或者所述空间可以包围衬底和/或衬底台。所述液体供给 系统还可以进一步视情况地包括一个或多个元件，用于控制液体的位置， 数量，质量，形状，流量或者任何其他特征。所述一个或多个控制元件能 够设置用于控制设备。控制器可能具有处理器，所述处理器可以操作以执 行一个或多个计算机程序。
根据所希望的性能和所使用的曝光辐射的波长，用于所述设备中的浸没液体可以具有不同的成分。对于193nm的曝光波长，可以应用超纯水或 水基成分，并且因为这个原因所述浸没液体有时表示为水或水相关的术 语，例如亲水的、疏水的、湿度等，虽然它们本应该是更上位的。特别的， 这些术语应该也延伸到其它高折射率的液体，例如含氟烃。以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员 应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明 迸行修改。
权利要求
1. 一种光刻设备，包括衬底台，其构造成支撑衬底；衬底台内的凹部，其构造成容纳对象物体；和清洁流体供给装置，其构造成供给清洁流体到凹部的至少一个外部区域。
2. 如权利要求1所述的光刻设备，还包括清洁流体的储液器。
3. 如权利要求1所述的光刻设备，其中所述清洁流体供给装置包含清 洁流体进入到凹部的入口。
4. 如权利要求3所述的光刻设备，其中所述清洁流体入口的位置是使 得来自所述入口的清洁流体流相对于所述对象物体中心至少部分地沿径 向向夕卜。
5. 如权利要求3所述的光刻设备，其中所述清洁流体入口相对于衬底 台是可移动的。
6. 如权利要求5所述的光刻设备，其中所述清洁流体入口在液体限制 系统内，所述液体限制系统构造成至少部分地将浸没液体限制到投影系统 和衬底台之间的空间。
7. 如权利要求3所述的光刻设备，其中所述清洁流体入口是衬底台的 一部分。
8. 如权利要求3所述的光刻设备，其中所述清洁流体入口在邻近延长 构件的端部的位置上形成。
9. 如权利要求8所述的光刻设备，其中所述延长构件是针。
10. 如权利要求1所述的光刻设备，还包括控制器，所述控制器配置 用于激活排液装置内的负压源以从所述排液装置移除清洁流体。
11. 如权利要求1所述的光刻设备，还包括控制器，所述控制器配置 用于控制至少部分所述清洁流体供给装置和排液装置的外部区域的相对 位置，使得清洁流体能供给到整个所述凹部的外周周围。
12. 如权利要求1所述的光刻设备，其中所述设备是浸没光刻设备, 并且包含衬底台内的排液装置,以容纳使用时通过所述对象物体的边缘泄 漏进入所述凹部的浸没液体。
13. 如权利要求12所述的光刻设备，其中所述排液装置是在所述凹部 的外部区域内。
14. 如权利要求12所述的光刻设备，还包括控制器，所述控制器构造成确保存在连续的清洁流体流进入所述排液装置。
15. 如权利要求12所述的光刻设备，其中所述浸没液体和清洁流体是不同的流体。
16. 如权利要求1所述的光刻设备，其中所述清洁流体供给装置配置 用于供给清洁流体，所述清洁流体包含超纯水和至少一种下列组分表面 活性剂、溶剂、清洁剂、液化气体、溶解气体、非极性有机溶剂或极性有 机溶剂。
17. 如权利要求16所述的光刻设备，其中所述液化气体包括二氧化碳。
18. 如权利要求16所述的光刻设备，其中所述溶解气体包括氧气、或 臭氧、或过氧化氢、或氮气、或其中的任何组合。
19. 如权利要求1所述的光刻设备，还包括抽取出口，该出口是和排 液装置的出口分离的出口。
20. 如权利要求19所述的光刻设备，其中所述抽取出口形成在邻近延 长构件的端部的位置上。
21. 如权利要求19所述的光刻设备，其中所述抽取出口相对于衬底台 是可移动的和/或所述抽取出口是液体限制系统的一部分，所述液体限制系 统构造成至少部分地限制投影系统和衬底台之间的浸没液体。
22. 如权利要求1所述的光刻设备，其中所述对象物体是衬底。
23. —种浸没光刻设备，包括 衬底台，构造成支撑衬底；衬底台内的排液装置，构造成容纳使用时泄漏进入衬底台的边缘和衬 底台上的对象物体之间的间隙中的浸没流体；和邻近延长构件端部的入口 ，所述延长构件配置用于供给清洁流体到(i)所述间隙，或(ii)所述排液装置的入口,或(iii)所述排液装置，或(iv)任何选自(i)-(m)的组合。
24. 如权利要求23所述的浸没光刻设备，其中所述入口位于使得从所 述入口进入到所述排液装置的清洁流体流至少部分地相对于所述的对象 物体中心沿径向向外。
25. 如权利要求23所述的浸没光刻设备，其中所述入口相对于所述衬 底台是可移动的。
26. 如权利要求25所述的浸没光刻设备，其中所述入口位于液体限制 系统上，所述液体限制系统构造成至少部分地将浸没液体限制在投影系统 和所述衬底台之间的空间。
27. 如权利要求23所述的浸没光刻设备，其中所述入口是针的形式。
28. 如权利要求23所述的浸没光刻设备，还包括抽取出口，该抽取出 口是与所述排液装置的出口分离的出口 。
29. 如权利要求28所述的浸没光刻设备，其中所述抽取出口形成在邻 近延长构件的端部的位置上。
30. 如权利要求23所述的浸没光刻设备，其中所述对象物体是衬底。
31. —种用于清洁衬底台内凹部的至少一部分的方法，该衬底台配置 用于容纳对象物体，所述方法包括提供清洁流体到所述凹部的至少外部区域；和 从所述凹部抽取所述清洁流体。
32. 如权利要求31所述的方法，其中所述方法在衬底存在于衬底台上 的所述凹部内时实施。
33. 如权利要求31所述的方法，其中所述方法在衬底不在衬底台上时 实施。
34. 如权利要求31所述的方法，其中所述衬底台是用于浸没光刻设备 的衬底台，并且包括位于凹部中的排液装置，所述凹部用于容纳使用时通 过所述对象物体的边缘泄漏进入到所述凹部的浸没液体。
35. 如权利要求34所述的方法，其中所述清洁流体与浸没液体不同。
36. 如权利要求31所述的方法，其中所述清洁流体通过入口供给到所 述凹部。
37. 如权利要求36所述的方法，其中所述入口是衬底台的一部分。
38. 如权利要求36所述的方法，其中所述入口相对于衬底台是可移动的。
39. 如权利要求38所述的方法，其中所述方法在浸没光刻设备内实施。
40. —种光刻投影设备，包括 投影系统，配置成将图案投影向衬底台；液体供给系统，配置用于当存在衬底时提供清洁流体到衬底台的边缘 和衬底之间的间隙；入口，配置成移除多余的流体，其中使用时所述入口设置在所述间隙 内并且连接到负压源，以便从间隙移除液体。
全文摘要
本发明描述了一种浸没光刻设备以及用于清洁光刻设备的方法，该光刻设备的一个入口设置成提供清洁流体到位于衬底台上的对象物体，例如衬底，和衬底台之间的空间上。
文档编号G03F7/20GK101398632SQ20081016107
公开日2009年4月1日 申请日期2008年9月26日 优先权日2007年9月27日
发明者D·L·安斯托特兹, E·C·凯德泽克, J·范德埃克 申请人:Asml荷兰有限公司