光刻设备和方法

专利名称：光刻设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻设备和用于清洁衬底台和/或位于衬底台上的物 体的顶部表面的受限制区域或局域化区域的方法。
背景技术：
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。
已经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率的 液体(例如水)中，以便充满投影系统的最终元件和衬底之间的空隙。虽 然可以应用其他液体，但液体优选为蒸馏水。本发明将参考液体进行描述。 然而，流体是合适的，尤其地是浸湿流体、不能压缩的流体和/或具有比空 气高的折射率的流体，优选地具有比水高的折射率的流体。尤其优选不含 气体的流体。选择这样的流体的出发点是能够获得更小特征的成像，因为 曝光辐射在液体中将会具有更短的波长。(液体的这种效应也可以看作提高系统的有效数值孔径且还提高了焦深)其他浸没液体己经被提出来，包 括含有固体颗粒(例如石英)悬浮其中的水，或具有纳米颗粒悬浮物(例
如具有最大尺寸达lOnm的颗粒)的液体。悬浮颗粒可以具有或可以不具
有与它们所在的液体的折射率类似或相同的折射率。其他的可能合适的液 体是例如具有芳基的碳氢化合物、氟代烃和水溶液。
然而，将衬底或衬底和衬底台浸没到液体浴池中(见示例us
4，509，852)意味着在扫描过程中必须加速巨大的液体主体。这需要附加的 或更大功率的马达并且液体中的湍流会导致不希望的和不能预期的效应。
所提出的结构中的一种是通过液体供给系统、使用液体限制系统将液 体仅提供在衬底的局域化区域上并且在投影系统的最终元件和衬底之间 (衬底通常具有比投影系统的最终元件大的表面面积)。己经提出的配置 这种结构的方法在WO 99/49504中公开。如图2和3示出的，液体通过至 少一个入口 IN供给到衬底上，优选地，沿着衬底相对于最终元件的移动 方向，并且在通过投影系统下面后由至少一个出口 OUT去除。也就是说， 当衬底在所述元件下面沿X方向被扫描时，在所述元件的+X侧处供给液 体并且在-X侧吸收液体。图2示意地示出这种结构，在这种结构中液体通 过入口 IN供给并且在所述元件的另一侧通过连接到低压源的出口 OUT吸 取。在图2的例子中，液体沿着衬底相对于最终元件的移动方向供给，虽 然这不是必需的。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一侧以规则的图 案设置了四个入口和出口。
另一种已经提出的结构是提供具有密封元件的液体供给系统，该密封 元件沿着投影系统的最终元件和衬底台之间的空隙的边界的至少一部分 延伸。这样的结构在图4中示出。密封元件相对于投影系统在XY平面内 是基本上静止的，尽管在Z方向(在光轴方向上)上可以有一点相对移动。 密封是在密封元件和衬底表面之间形成的。优选地，密封是非接触密封， 例如气体密封。在EP-A-l,420,298中公开了具有气体密封的这种系统，并 且图5中示出了这种系统。
在EP-A-1420300中，公开了一种具有成对的或双台的浸没光刻设备 的方案。这种设备设置有两个台用以支撑衬底。调平测量在没有浸没液体的工作台的第一位置处进行，曝光在具有浸没液体的工作台的第二位置处 进行。可选的是，设备仅具有一个台。
浸没光刻技术的一个困难是物品会在浸没液体中被污染。污染物可能 来自(例如)衬底表面上的顶层涂层。尤其地，如果这种污染物沉积到位 于衬底台上的传感器上，将会导致由于衬底台定位、和/或对准、和/或调 平测量的精确度降低带来的重叠误差。
在美国申请US 2007/01277001和US 2007/0258072中更普遍地处理了 浸没光刻中污染物的问题。在美国专利申请US 2007/01277001中，在用紫 外辐射照射穿过投影系统的同时冲洗充满浸没液体的空隙。在美国专利申 请US 2007/0258072中，公开了在清洁过程中使用分离的照射源的辐射。

发明内容
本发明旨在提供一种用于清洁衬底台或位于衬底台顶部表面上的物 体的顶部表面的区域的方法和设备。
根据本发明的第一方面，提供一种清洁在光刻设备中的衬底台或位于
衬底台上的物体的顶部表面的区域的方法，所述方法包括在所述区域和 所述光刻设备的光学系统的最终元件之间提供液体，其中光学系统在正常 的运行中用于产生并投影图案化的辐射束到衬底上；和用所述光学系统将 清洁辐射束穿过所述液体投影到所述区域上；其中所述投影包括调整所述 光学系统以相对于所述图案化的辐射束限制投射到所述区域上的所述清 洁辐射束的横截面面积。
根据本发明的第二方面，提供一种清洁在光刻设备中位于衬底台上的
传感器的区域的方法，所述方法包括在所述区域和所述光刻设备的光学
系统的最终元件之间提供液体，其中光学系统在正常的运行中用于产生并
投影图案化的辐射束到衬底上；和用所述光学系统将清洁的辐射束穿过所 述液体仅投影到所述传感器上，其中所述清洁辐射束基本上是未图案化 的。
根据本发明的第三方面，提供一种清洁在光刻设备中的衬底台或位于 衬底台上的物体的顶部表面的区域的方法，所述方法包括
在所述区域和所述光刻设备的光学系统的最终元件之间提供液体，其中光学系统在正常的运行中用于产生并投影图案化的辐射束到衬底上；和
用所述光学系统将清洁辐射束穿过所述液体投影到所述区域上； 其中所述投影包括调整所述光学系统以调整投射到所述顶部表面上 的所述清洁辐射束的横截面尺寸，使得所述辐射束被限制到所述区域。
根据本发明的第四方面，提供一种光刻投影设备，其包括用于保持
衬底的衬底台；用于将图案化的辐射束投影到衬底上的光学系统；和用于 根据所述第一、第二或第三方面的所述方法控制所述设备的控制器。


下面仅通过例子，结合附图对本发明的实施例进行描述，其中相应的
附图标记表示相应的部件，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3示出用在现有技术中的光刻投影设备中的液体供给系统； 图4示出根据另一现有技术的光刻投影设备的液体供给系统； 图5示出可以用在本发明的实施例中作为液体供给系统的阻挡件的横 截面；
图6示出衬底台的顶部表面的平面视图7示出TIS传感器的顶部表面的平面视图；和
图8示出本发明的照射和投影系统的截面视图，其中该照射和投影系 统已经进行优化以用在本发明中。
具体实施例方式
图1示意地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设 备包括
照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B (例如，紫外(UV)
辐射或远紫外(EUV)辐射)；
支撑结构(例如掩模台)MT，其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，其配置用于支撑衬底(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；和
投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其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。
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。
所述支撑结构支撑图案形成装置，即承载图案形成装置的重量。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，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，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 示例釆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，所述设备可以是透射型的(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 多的掩模台)的类型。在这种"多台"机器中，可以并行地使用附加的台， .或可以在将一个或更多个其它台用于曝光的同时，在一个或更多个台上执 行预备步骤。
参照图l，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的福射。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。 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cx-外部和a-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。所述照射器 可以用来调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀度和强度分 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。己经穿过掩模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和位置传感 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和另一个位置传感器IF (在图l中未明确示出)
用于将掩模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)的帮助来实现掩模台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)，所述掩模台MT可以仅 与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、 M2 和衬底对准标记P1、 P2来对准掩模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掩模MA上 的情况下，所述掩模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，将掩模台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，对掩模台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相对于掩模台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 最大尺寸限制了在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掩模台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，通常釆用脉 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。 传统的用于在投影系统PS的最终元件和衬底之间提供液体的结构分
成两种总的类型。它们是浴池类型结构和所谓的局域化浸没系统。在浴池
类型结构中，整个衬底W和(可选地)部分衬底台WT被浸没到液体浴
池中。在局域化浸没系统中，提供液体到衬底的局部区域的液体供给系统 被使用。在后一种类型中，充满液体的空隙在平面上比衬底的顶部表面小，
并且充满液体的区域相对于投影系统PS保持静止，同时衬底w在所述区
域下面移动。还一结构是全浸湿的方案，其中液体是非限制的。在这种结 构中，衬底的整个顶部表面和衬底台的全部或部分覆盖在浸没液体中。至 少覆盖衬底的液体的深度是小的。液体可以是位于晶片上的液体膜，例如
位于晶片上的液体薄膜D图2-5的任何液体供给装置也可以用于这种系统； 但是，它们的密封特性没有呈现出来，没有被激活(activated),不象正常 状态下一样有效，或者就是不能将液体仅仅密封到局部区域。在图2-5中 示出了四种不同类型的局域化的液体供给系统。上面描述了在图2-4中公 开的液体供给系统。
图5示意地示出了一种具有阻挡件12的局域化液体供给系统，阻挡 件沿着投影系统的最终元件和衬底台、衬底W或两者之间的空隙的边界 的至少一部分延伸。虽然在Z方向上(在光学轴向方向上)存在一些相对 移动，阻挡件12相对于投影系统在XY平面是基本上静止的。所述密封 可以是非接触密封，例如气体密封或流体密封。在实施例中，在阻挡件和 衬底的表面之间形成密封。这里提到衬底W的表面和描述的全部其他部 分都可以理解为衬底w的表面、衬底台WT的表面或它们两者。
阻挡件12至少部分地将液体限制在投影系统PL的最终元件和衬底W 之间的空隙ll中。对衬底的非接触密封16可以围绕投影系统的像场形成， 使得液体被限制在衬底表面和投影系统的阻挡件之间的空隙内。所述空隙 至少部分地由位于投影系统PL的最终元件的下面和周围的阻挡件12形 成。液体通过液体入口 13引入到位于投影系统下面和阻挡件12内的空隙 中，并且通过液体出口 13去除。阻挡件12可以在投影系统的最终元件之 上一点点的位置处延伸并且液面在最终元件之上，使得能够提供液体的缓
1冲。阻挡件12具有内部周缘，在一个实施例中所述内部周缘在上端处与 投影系统或其最终元件的形状接近一致，并且可以是例如圆形的。在底端， 所述内部周缘与像场的形状接近一致，例如矩形，但不是必须这样。
液体通过气体密封16限制在空隙11内，所述气体密封在使用过程中 形成在阻挡件12的底部和衬底W的表面之间。通过气体(例如，空气或 合成空气，然而在一个实施例中也可以是氮气或其他惰性气体)形成气体
密封，所述气体在压力下从入口 15提供到阻挡件12和衬底之间的间隙以 及通过出口 14去除。加在气体入口 15上的过压、出口 14上的真空水平 和间隙的几何形状配置成使得存在向内的、限制所述液体的高速气流16。 气体作用在阻挡件12和衬底W之间的液体上的力将液体限制在空隙11 内。那些入口/出口可以是环形槽，它们围绕空隙11。环形槽可以是连续 的或不连续的。气流16有效地将液体限制在空隙11内。这样的系统在美 国专利申请出版物No. US 2004-0207824中公开。
其他的结构是可能的(从下面的叙述中将会清楚)，并且对于本发明 的用途来说，这种系统的精密结构是什么类型的、液体供给系统或液体限 制系统是什么类型的并不重要。图6示出了衬底台WT的顶部表面的平面 视图。衬底台WT支撑衬底W。衬底台WT还可以支撑闭合的圆盘或伪衬 底80。闭合的圆盘80具有大于阻挡件12的横截面面积的尺寸。这使得能 够通过将阻挡件定位在闭合的圆盘80上来阻挡阻挡件12的孔。闭合的圆 盘80可以从衬底台WT上释放或不可以从衬底台WT上释放。以这种方 法，在交换衬底过程中就有可能保持液体流过空隙10。这样，闭合的圆盘 作为快门元件运行。快门元件可以包括分离的衬底台，或具有在衬底交换 过程中连接两个衬底台表面的表面的组件。在衬底台WT的顶部表面还存 在几个传感器50、 60、 70。
在使用浸没光刻设备过程中，安装在衬底台WT的顶部表面上的传感 器50、 60、 70被用来进行特定的测量。传感器50、 60、 70包括TIS、 ILIAS、 点传感器等。通常这些传感器通过浸没液体成像。在那种情况下，污染物 会粘附到传感器的表面。这会有害地影响到它们的测量性能。其他的部件 也会遭受被这样污染的麻烦。
为了使衬底台的顶部表面对浸没液体形成憎液性，可以施加涂层到衬底台的顶部表面。这样的顶部表面对于紫外辐射敏感(例如，用在浸没光
刻技术中的波长是193nm并且这样的憎液性涂层对那种波长的辐射敏 感)。将憎液性涂层提供到衬底台的顶部表面的理由是为了提高衬底台和 投影系统PS与限制结构12之间的相对速度。在扫描过程中，衬底台WT 可以在投影透镜和液体限制系统12下面并相对于投影透镜和液体限制系 统12移动。浸没液体的弯月面在具有更高的憎液性性能的表面上具有更 高的后退接触角。较高的后退接触角表示更好的弯月面稳定性。更好的弯 月面稳定性允许更快的衬底台WT和/或衬底W与限制在空隙11中的限制 结构12内的液体之间的相对移动速度。憎液性涂层有助于保持弯月面稳 定性。因而在衬底上形成液滴的风险和在投影系统PS与衬底W之间的储 液装置11中形成气泡的风险被减小了。因而，使用憎液性涂层有助于获 得更高的扫描速度。
在本发明中，平常用于衬底成像的投影束在清洁位于衬底台WT的顶 部表面上的物体的限制区域或物体(例如传感器50、 60、 70)的过程中也 使用。测量被操作成避免辐射投射到覆盖在紫外辐射敏感材料中的衬底台 的区域上。
平常投射到衬底W上或传感器50、 60、 70上的投影束具有(如果引 导朝向传感器50、 60、 70)覆盖全部传感器的横截面面积(或比传感器 50、 60、 70的、将要去除污染物的一部分大很多的面积)，并因此围绕覆 盖在紫外辐射敏感材料内的衬底台的顶部表面的区域。在正常成像过程中 用到的光学系统被调整成限制辐射束的横截面面积以形成清洁辐射束，清 洁辐射束投射到被限制的区域。光学系统包括照射系统IL (其一般包括叶 片，用来成形辐射束(掩模版遮蔽叶片))和投影系统PS。
图7示出通常安装在衬底台WT的顶部表面上的TIS传感器(直通图 像传感器(Through Image Sensor))的顶部表面。衬底台WT的顶部表面 具有凹槽20，传感器IOO安装在凹槽内。图7中的传感器100可以是图6 中的传感器50、 60、 70中的任何一种。密封110位于凹槽20的边缘和传 感器100的边缘之间的间隙之上。在这种方法中，可以防止浸没液体找到 进入间隙的路径。围绕传感器100的衬底台WT的区域包括紫外敏感涂层， 如上面所述。
14在传感器上存在几种不同结构的区域，它们用于不同的目的。 一般情
况下不使用标记120。区域130、 140和150的每一个包括两个标记。这些
标记在调平测量过程中使用。这些标记在调平测量过程中不用被通过投影
系统PS的辐射照射，但在调平操作过程中用红色激光和绿色激光成像。 另外两种标记155用于蓝色图像对准(掩模到传感器100的对准)。这些 标记用来自投影系统PS的图案化激光投影。也可以存在其他标记，例如 那些在区域160内的标记。这些标记可以用于例如校准的用途。它们用可 见光照射。为了简单，没有示出TIS传感器的顶部表面的所有特征。然而， 从上面的描述结合图7应该认识到，为了进行正确的测量，传感器的顶部 表面的仅小的区域需要进行清洁。也就是说，仅那些上面描述的区域120、 130、 140、 150、 155、 160才需要进行清洁。
已经发现，如果使用具有与用来成像衬底的投影束(具有波长193nm) 相同的波长的辐射成像那些区域120、 130、 140、 150、 160，这能够清洁 那些区域120、 130、 140、 150、 155、 160的表面。这种机制看来是这样 在投影束中的紫外光的光子具有足够的能量来与存在于将被清洁的表面 上的污染物的化学键相互作用并拆开污染物的化学键，例如有机污染物。 光子与污染物分子的相互作用将所述分子拆开成更小的分子。更小的分子 可以是有极性的。更小的分子，尤其是极性分子溶解于水。当水流走，流 出空隙ll，污染物就被去除了。通过这种机制，暴露到投影束的表面可以 被清洁。
优选地，清洁辐射束没有被图案化，意即没有将图案赋予到所述束的 横截面上。然而，所述束的横截面的形状和尺寸可以改变。应该认识到， 所述束在其横截面上的强度可以进行一些改变。因而，没有图案化可以看 成是所述束没有投影穿过掩模上的图案(虽然如通过以下内容将会理解 的，掩模可以用来改变所述束的横截面面积和/或形状)。
所需的剂量依赖于怎么实施频率清洁。如果实施日常的清洁或更频繁 地实施清洁，用等于25 J/cr^的小剂量就足够保持标记清洁。为了日常清 洁标记130、 140，四个TIS传感器的每个标记130、 140上的10秒清洁将 花费大约100秒，包括衬底台移动。这等同于大约50J/cii^日常剂量。因 而，日常25 J/cn^以上的等同剂量是优选的。对于不是很规律地进行清洁的标记，或被显著地污染的标记，为了获得良好的清洁效果，已经发现剂
量在2kJ/cm2附近是合适的。然而，以0.3 kJ/cm2以上剂量清洁是有效的。 优选地，剂量在0.4kJ/cr^之上、在0.5kJ/cr^之上、在0.75 kJ/cm2之上、 在lkJ/cm2之上、在1.25 kJ/cm2之上、或在1.5 kJ/cm2之上。最为优选的 剂量是2 kJ/cn^或3 kJ/cn^之上的剂量。这与通常用于在区域155精确对 准的大约0.25kJ/cn^的剂量具有可比性。应该认识到，投影束包括在大约 5,000 mW/cm2以6kHz运行的脉冲束。因而，每个脉冲具有大约0.84mJ/cm2 能量(虽然对于利用区域155的精确对准，能量减小大约75%，也就是大 约0.21mJ/脉冲/cm2)。对于清洁，脉冲能量的减小可以被忽略。因而，可 以在大约100秒内对每个区域实施清洁，期望地，少于100秒，少于90 秒或少于80秒。
优选地，在衬底或伪衬底存在于用于衬底台WT上的衬底W的凹槽 内的情况下进行传感器的清洁。这是因为，为了在液体供给系统12被激 活时防止浸没液体泄流进入凹槽，衬底保持在凹槽中是必要的。然而，也 可以是不必要让衬底存在的结构。然而，那样可能是以增加复杂性为代价。
在每个衬底成像后清洁TIS传感器是不必要的。通常， 一批衬底包括 大约25个衬底。在每批处理后，进行所谓的"LOT"校正。这涉及在区 域155中的标记的照射。为了对准标记，那些标记155也对每个衬底进行 成像。在常规操作中，即使有用投影束成像其他标记的情况，也是极少发 生的。那些标记120、 130、 140、 150、 160在每次LOT校正过程中能够 用投影束进行清洁。可以实施预防性清洁，这需要周期性地曝光到投影束。 预防性清洁可以例如在每次LOT校正过程中或对于每个衬底一天实施一 次，并且包括照射需要清洁的传感器的区域。清洁的频率并不重要，只要 传感器使用时它的区域是清洁的。这种清洁照射是对于通过传感器进行的 不同测量所需的照射以外的区域的额外照射。然而，对于传感器上的每个 标记，预防性清洁的曝光时间比全部清洁的曝光时间短，例如50毫秒或 200到400个脉冲之间，更期望的是300个脉冲。
应该认识到， 一些区域的清洁与其他区域的清洁一样频繁是不必要的。
为了成功地仅照射那些所需的区域，限制清洁辐射束的横截面面积是必要的。特别地，为了避免照射上面所述的位于衬底台顶部表面上的紫外 敏感材料的区域，这样的限制是必要的。因而，光学系统包括用于限制投 射到清洁区域上的相对于用于衬底成像的投影束的清洁辐射束的横截面 面积的调整器。因而清洁区域可以看成是受限制的区域。可以设置控制器 用于控制所述调整器。控制器可以连接到处理器。通过处理器遵照计算机 程序的指令，清洁处理可以自动地运行。
通常调整器将清洁辐射束的横截面面积调整成具有10 x 10 mm量级 的尺寸。这与在衬底曝光过程中使用的狭缝尺寸8x26mm有可比性。这 个面积允许完成传感器100的顶部表面上的不同区域的目标化清洁。传感 器具有大约60mm的直径，使得能够理解，照射大约l(bdOmm的面积将 允许每个所述区域120、 130、 140、 150、 155、 160选择地被清洁。
图8示出包括光刻设备的照射系统和投影系统的光学系统。示出了两 种调整清洁辐射束的横截面面积的方法。第一种方法是通过使用所谓的掩 模版边缘掩模组件叶片(REMA叶片)100。在任何情况下，这些叶片100 存在于光刻设备中。它们被用来限制投影束PB的横截面面积。理论上， 它们可以用来将横截面面积限制到任何所需的尺寸。如果REMA叶片100 被用来调整清洁辐射束的横截面面积，那么在掩模台MT上合适位置设置 掩模MA是不必要的。
另一个可选方法是设置其中具有孔的掩模MA，掩模MA有效地调整 清洁辐射束的横截面面积。掩模将被放置在掩模台MT上。优选地，掩模 将不在清洁辐射束的横截面上赋予任何图案。
上面的两种方法中的任一个将会使投影束P縮小成如图8中掩模台 MT下面所示的清洁辐射束CP。
其他调整清洁辐射束的横截面面积的方法是可能的。例如，有可能在 投影系统的下面插入具有穿过其中的孔的遮蔽件。也可能在掩模台或光学 系统中的其他位置下面利用遮蔽件来减小横截面面积。事实上掩模和 REMA叶片IOO可以看作是这样的遮蔽件。另一种方法，例如利用具有多
个特征的掩模是要使掩模不聚焦。
利用上面的方法允许在等于15分钟这样少的时间内清洁TIS传感器。 虽然本发明上面已经描述了有关TIS传感器区域的清洁，本发明能够用于清洁衬底台的其他部分或位于衬底台上的其他物体。例如，同样的方 法可以用来清洁其他类型的传感器。其他类型的可以利用本发明进行清洁 的传感器包括ILIAS传感器和点传感器。其他物体也可以从清洁中受益。
这包括所谓的伪衬底或闭合的圆盘80或其他快门元件。这样的快门元件
或闭合的圆盘，或这样的装置的零件容易污染。本发明适于清洁快门元件
的至少一部分，而不存在损坏紫外辐射敏感层或衬底台WT顶部表面的风险。
在清洁过程中，也有可能在投影系统PS下面移动衬底台WT。因而， 在一个清洁周期中能够清洁多于一个的区域。
虽然在本文中详述了光刻设备用在制造ICs (集成电路)，但是应该理 解到这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如制造集成光学系统、磁 畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁 头等。本领域技术人员应该认识到，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"或"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" 也可以表示已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(UV)辐射(例如具有约365、 248、 193、 157或126 nm的波长)。
这里使用的术语"透镜"可以认为是一个或多种光学元件的组合体， 包括折射型、反射型的光学部件。
虽然上面已经描述了本发明的特定的实施例，但应该理解本发明可以 以除上面所述以外的方式来实现。例如，本发明的实施例可以采用包含用 于描述一种如上面公开的方法的至少一个可机读的指令序列的计算机程 序的形式，或具有存储其中的所述计算机程序的数据存储媒介(例如半导 体存储器、磁盘或光盘)的形式。此外，机器可读指令可以嵌入到至少两 个计算机程序中。至少两个计算机程序存储在至少一个不同的存储器和/或数据存储媒介中。
上面所述的控制器可以具有合适的用于接收、处理和发送信号的结 构。例如，每个控制器可以包括至少一个处理器，用于执行包括用于上述 方法的机器可读指令的计算机程序。控制器还可以包括用于存储这样的计 算机程序的数据存储媒介和/或用以容纳这种媒介的硬件。
本发明可以应用到任何浸没光刻设备中，尤其是，但不排他地，那些 上面提到的类型。
本发明的至少一个实施例可以应用到任何浸没光刻设备，尤其是但不 限于上面提到的所述类型光刻设备，以及不管在浸没液体以浴池的形式设 置、仅在衬底的局部表面区域上的情况下还是在衬底和/或衬底台上不受限 制的情况下。在非限制的配置中，浸没液体可以流过衬底和/或衬底台的表 面，使得基本上浸湿整个衬底和/或衬底台的未覆盖的表面。在这样的未限 制的浸没系统中，液体供给系统可以不限制浸没液体或可以提供部分浸没 液体限制，但不是基本上全部的浸没液体限制。
这里提到的液体供给系统应该是广义的解释。在某些实施例中，液体 供给系统是一种装置或多个结构的组合，其提供液体到投影系统和衬底和 /或衬底台之间的空隙。液体供给系统包括至少一个结构、至少一个液体入 口 、至少一个气体入口 、至少一个气体出口和/或至少一个液体出口的组合， 所述出口将液体提供到所述空隙。在一个实施例中，所述空隙的表面是衬 底和/或衬底台的一部分，或者所述空隙的表面完全覆盖衬底和/或衬底台 的表面，或者所述空隙包围衬底和/或衬底台。液体供给系统可任意地进一 步包括至少一个元件以控制位置、数量、质量、形状、流速或液体的其它 任何特征。
上面描述的内容是示例性的，而不是限定的。因而，应该认识到，本 领域的技术人员在不脱离以下权利要求给出的范围的情况下，可以对上述 本发明进行更改。
权利要求
1.一种清洁在光刻设备中的衬底台或位于衬底台上的物体的顶部表面的区域的方法，所述方法包括步骤在所述区域和所述光刻设备的光学系统的最终元件之间提供液体，其中光学系统在正常操作中用于产生图案化的辐射束并投影图案化的辐射束到衬底上；和用所述光学系统将清洁辐射束穿过所述液体投影到所述区域上；其中所述投影步骤包括调整所述光学系统以相对于所述图案化的辐射束限制投射到所述区域上的所述清洁辐射束的横截面面积。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述调整所述光学系统的步骤包括 调整孔的尺寸和/或形状，其中在衬底成像过程中在所述图案化的辐射束通 过掩模之前所述图案化的辐射束通过所述孔。
3. 如权利要求1所述的方法，其中所述调整步骤包括将掩模放置在所 述光学系统中。
4. 如权利要求1所述的方法，其中所述光学系统包括照射系统和投影系统，并且其中所述调整步骤发生在所述照射系统前的光学路径上、在所 述照射系统中、在所述照射系统和所述投影系统之间、在所述投影系统中 或所述投影系统之后。
5. 如权利要求1所述的方法，其中所述清洁辐射束基本上是未图案化的。
6. 如权利要求1所述的方法，其中所述清洁辐射束包括具有基本上大 约193nm波长的辐射。
7. 如权利要求1所述的方法，其中通过所述清洁辐射束将至少25J/cm2 的剂量施加到所述受限制的区域。
8. 如权利要求l所述的方法，其中所述区域位于所述物体上。
9. 如权利要求8所述的方法，其中所述物体是传感器。
10. 如权利要求9所述的方法，其中在所述清洁过程中所述传感器是不运行的。
11. 如权利要求9所述的方法，其中所述物体包括TIS传感器、ILIAS传感器和/或点传感器。
12. 如权利要求8所述的方法，其中所述物体是闭合的圆盘。
13. 如权利要求1所述的方法，其中所述清洁在衬底存在于衬底台上 时进行。
14. 一种清洁在光刻设备中的位于衬底台上的传感器的区域的方法，所述方法包括步骤在所述区域和所述光刻设备的光学系统的最终元件之间提供液体，其 中光学系统在正常操作中用于产生图案化的辐射束并投影图案化的辐射束到衬底上；和用所述光学系统将清洁辐射束穿过所述液体仅投影到所述传感器上， 其中所述清洁辐射束基本上是未图案化的。
15. 如权利要求14所述的方法，其中所述投影步骤包括将所述清洁辐射束仅投影到所述传感器的一部分上。
16. 如权利要求15所述的方法，其中所述一部分包括用于调平的对准 标记、用于对准掩模的对准标记、用于路线对准的对准标记和用于精细定 位的对准标记中的至少一个。
17. —种清洁在光刻设备中衬底台或位于衬底台上的物体的顶部表面的区域的方法，所述方法包括步骤在所述区域和所述光刻设备的光学系统的最终元件之间提供液体，其 中光学系统在正常操作中用于产生图案化的辐射束并投影图案化的辐射束到衬底上；和用所述光学系统将清洁辐射束穿过所述液体投影到所述区域上； 其中所述投影步骤包括调整所述光学系统以调整投射到所述顶部表面上的所述清洁辐射束的横截面尺寸，使得所述辐射束被限制到所述区域。
18. 如权利要求17所述的方法，其中所述横截面尺寸是所述清洁辐射 束的横截面的宽度。
19. 一种光刻投影设备，其包括-用于保持衬底的衬底台-，用于将图案化的辐射束投影到衬底上的光学系统；和用于根据权利要求1、 14或17所述的方法控制所述设备的控制器。
20. 如权利要求19所述的设备，其中所述衬底台的顶部表面包括紫外敏感涂层。
21. 如权利要求19所述的设备，还包括至少一个位于所述衬底台上的 传感器，其中所述控制器控制所述传感器的清洁，而不将所述清洁辐射束 投射到所述紫外敏感层。
全文摘要
本发明公开了一种光刻设备和方法。具体地，本发明提供一种用于清洁衬底台或位于衬底台的顶部表面的物体的顶部表面的受限制的区域的方法。在正常成像过程中使用的光学系统被调整用于限制辐射束的横截面面积，以形成投射到受限制的区域上的清洁辐射束。
文档编号G03F7/20GK101526756SQ20091011824
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月3日 优先权日2008年3月7日
发明者凯恩·基维特斯, 汉斯·詹森, 瓦斯科·米谷埃尔·马蒂阿斯·萨拉奥 申请人:Asml荷兰有限公司