光刻设备和器件制造方法技术

一种光刻设备包括：调节辐射束的照明系统；支撑构图器件的支架，该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐射束；支撑衬底的衬底台；把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统；利用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的液体供应系统；在投影系统的所述最后元件和述衬底之间的所述间隙中基本包含所述液体的密封构件；和控制和／或补偿浸渍液体从所述衬底蒸发的元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光刻设备和用于制造器件的方法。
技术介绍
光刻设备是把希望的图案应用到衬底上，通常是在衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以在例如集成电路(IC)的制造中使用。在那种情况下，可以使用构图器件，其选择性地称作掩模或标线，以产生要在IC的单独层上形成的电路图案。这个图案可以转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或几个管芯的部分)。图案的转移典型地是通过成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层。通常，单个衬底会包含成功构图的邻接目标部分的电路。已知的光刻设备包括所谓的分档器(stepper)，其中每个目标部分通过同时曝光整个图案到目标部分而被辐照，和所谓的扫描器，其中通过在给定方向(扫描方向)上的辐射束扫描图案来照射每个目标部分，并同时地扫描平行或反平行这个方向的衬底。也可能通过在衬底上印下图案，把图案从构图器件转移到衬底上。建议使在光刻投影设备中的衬底浸渍到具有相对高的折射率的液体中，例如水，以填充在投影系统最后元件和衬底之间的间隔。由于曝光辐照在液体中具有更短波长，这一点的目的是使得更小特征成像。(液体的效果也可以认为增加系统的有效NA和也增加聚焦深度。)已经提出其他的浸渍液体，包括具有悬浮在其中的固体颗粒(例如石英)的水。然而，把衬底或衬底与衬底台浸渍到液体容器中(见例如US4509852，这里引入其整个内容作为参考)，意为存在在扫描曝光期间必须被加速的大量液体。这需要附加的或更加有力的发动机，和液体中的紊流可以导致不希望和不可预料的影响。其中一个建议的解决方法是对于液体供应系统，仅在衬底的局部区域上和在投影系统的最后元件和衬底之间使用液体限定系统提供液体(衬底通常具有比投影系统的最后元件更大的表面区域)。已经提出的用于它的设置的一种方式在WO99/49504中公开了，这里引入其整个内容作为参考。如图2和3中所述，通过至少一个进口IN把液体供应到衬底上，优选沿着衬底相对于最后元件移动的方向，并在已经在投影系统下通过之后，通过至少一个出口OUT去除。即，由于在X方向上的元件下扫描衬底，液体在元件的+X侧供应并在-X侧取走。图2概略地示出了液体经过进口IN供应并且通过出口OUT在元件的另一侧取出的设置，该出口OUT连接到低压源。在图2的图解中，液体沿着衬底相对于最后元件的移动方向供应，虽然这并不需要是这种情况。位于在最后元件周围的多个方向和数量的进口和出口都是可能的，一个例子是在图3中说明的，在最后元件的周围以规则图案提供四组在任一侧具有出口的进口。提出的另一解决方案是为液体供应系统提供密封构件，该密封构件沿着投影系统的最后元件和衬底台之间间隔的至少一部分界限延伸。在图4a和4b中说明了这样的解决方法。封装构件相对于在XY平面中的投影系统基本上是固定的，虽然在Z方向(在光学轴的方向)有一些相对移动。密封形成在密封构件和衬底表面之间。优选地，密封可以是无接触密封，如气体密封。在欧洲专利申请No.03252955.4中公开了这样的具有气体密封的系统，这里引入其整个内容作为参考。图4b示出了用于密封构件12的示例设置，设置该密封构件12以在投影透镜PL下的局部区域25中包含浸渍液体。密封构件12具有设置成通过滤网GZ从局部区域25萃取液体的萃取器EX。该萃取器EX可以提取液体和气体或仅仅提取液体。凹陷RE呈放射状地提供在萃取器EX的外部，气体密封27呈放射状地提供在凹陷RE的外部。气体密封27形成用于干燥衬底W表面和/或减少从密封构件12透出的液体的量的一股气体JE。在欧洲专利申请No.03257072.3中公开了孪生或双台浸渍光刻装置的构思。这种设备具有用于支撑衬底的两个台。利用一个台在第一位置处在没有浸渍液体的情况下进沙水准测量，利用一个台在存在浸渍液体的第二位置处进行曝光。可选择地，该装置仅具有一个台。虽然提供了改良的解决方法，但是已经发现浸渍液体的引入在衬底上产生的图像中导致了误差，包括在一层和下一层之间的对准误差(即覆盖错误)、散焦和偏差。
技术实现思路
希望提供一种减小由于浸渍液体产生的光刻误差的系统。根据本专利技术的一个方面，提供一种光刻设备包括设置以调节辐射束的照明系统；支撑构图器件的支持物，构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图的辐射束；构造以支撑衬底的衬底台；设置以把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分上的投影系统；设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统和所述衬底之间间隙的液体供应系统；设置以在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙内基本地包含所述液体的密封构件；和设置以控制由所述液体供应系统提供的液体蒸发净速率的液体蒸发控制器。根据本专利技术的另一方面，提供一种光刻设备，包括设置以调节辐射束的照明系统；支撑构图器件的支持物，构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图的辐射束；构造以支撑衬底的衬底台；设置以把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分上的投影系统；设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统的最后元件和所述衬底之间间隙的液体供应系统；设置以在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙内基本地包含所述液体的密封构件；衬底台扫描系统，设置以相对于所述密封构件沿着预定扫描路径移动所述衬底台，由此在所述衬底的表面上扫描所述目标部分；和设置以依照位置、速度、加速度和所述衬底台相对于所述密封构件的扫描路径、局部衬底温度和局部衬底台温度的至少一个加热所述衬底的至少一部分的衬底加热器。根据本专利技术的另一方面，提供一种光刻设备包括设置以调节辐射束的照明系统；支撑构图器件的支持物，构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图的辐射束；构造以支撑衬底的衬底台；设置以把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分上的投影系统；设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统的最后元件和所述衬底之间间隙的液体供应系统；设置以在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙内基本地包含所述液体的密封构件；设置以控制从所述密封构件经过缝隙逃出的液体的量的气体密封，该缝隙限定在所述密封构件的边界的一侧面上和在所述衬底的第二侧面上，所述气体密封包括气体出口，通过它气体供应到所述缝隙内的区，和真空排气进口，通过它将由所述气体出口供应的气体从所述缝隙内的区去除，所述气体出口和真空排气进口分别连接到嵌入到所述密封构件中的气体出口管和真空排气进口管，其中所述密封构件进一步包括密封构件温度稳定器。根据本专利技术的另一方面，提供一种光刻设备包括设置以调节辐射束的照明系统；支撑构图器件的支持物，构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图的辐射束；构造以支撑衬底的衬底台；设置以把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分上的投影系统；设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统的最后元件和所述衬底之间间隙的液体供应系统；设置以在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙内基本地包含所述液体的密封构件；用于控制设置成流过嵌入在所述衬底台中的沟道网络的热交换液体的温度和的流速的衬底台热交换液体控制器。根据本专利技术的另一方面，提供一种光刻设备包括设置以调节辐射束的照明系统；支撑构图器件的支持物，构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图的辐射束；构造以支撑衬底的衬底台；设置以把已构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻设备，包括：调节辐射束的照明系统；支撑构图器件的支架，该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐射束；支撑衬底的衬底台；将已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统；用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的液体供应系统；在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的间隙基本包含所述液体的密封构件；和控制由所述液体供应系统提供的液体蒸发的净速率的液体蒸发控制器。

【技术特征摘要】
US 2004-8-13 10/9175351.一种光刻设备，包括调节辐射束的照明系统；支撑构图器件的支架，该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐射束；支撑衬底的衬底台；将已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统；用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的液体供应系统；在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的间隙基本包含所述液体的密封构件；和控制由所述液体供应系统提供的液体蒸发的净速率的液体蒸发控制器。2.如权利要求1所述的光刻设备，进一步包括连接到气体源的气体密封，其控制通过所述密封构件的边界的一侧面上和所述衬底的第二侧面上的缝隙从所述密封构件逃出的液体的量，其中所述液体蒸发控制器包括与所述气体源相互作用以便为气体提供大于10％的受控制的相对湿度的气体湿度控制器。3.如权利要求2所述的光刻设备，其中所述气体湿度控制器被设置成以恒定的流速产生湿度受控的气体流，并且所述气体源包括气体密封流速控制器，其被设置成接收来自所述湿度控制器的恒定气流，并通过选择性地排出由所述湿度控制器提供的恒定气流的一部分到外部容器来改变气体流速。4.如权利要求2所述的光刻设备，其中所述湿度控制器包括使气体增湿到受控程度的增湿部件，所述增湿部件包括接收相对干躁的气体流并利用从至少一个槽蒸发的液体蒸汽至少部分地增湿所述气体流的蒸发容器；和冷却容器，被控制在基本低于蒸发容器的温度的温度，并接收和冷却所述至少部分潮湿的气体流以得到完全饱和的气体流。5.如权利要求4所述的光刻设备，其中所述增湿部件进一步包括可连接到所述凝结容器的饱和气体输出的干躁气体源，其中所述气体湿度控制器能调节干躁气体与从所述凝结容器输出的饱和气体流混合的比例，以得到具有受控制的相对湿度的气体流。6.如权利要求2所述的光刻设备，其中所述气体源包括与所述气体源相互作用以控制供应给所述气体密封的气体的温度的气体温度控制器，其中所述气体在进入密封之前的温度设置成比衬底的平均温度高。7.如权利要求6所述的光刻设备，其中所述气体在进入气体密封之前的温度设置在高于衬底的平均温度的1和5K之间。8.如权利要求6所述的光刻设备，其中供应到密封的所述潮湿气体的温度在该气体气体密封中膨胀后达到所希望的潮湿程度。9.如权利要求2所述的光刻设备，其中所述气体源提供大于40％的相对湿度的气体。10.根据权利要求2的光刻设备，进一步包括至少一个温度传感器，用于测量所述衬底、所述衬底台和衬底固定器的至少一个的至少一部分处的温度，其中所述湿度控制器能够调节由所述气体源提供的气体的相对湿度，以减小在由所述至少一个温度传感器测量的温度和至少一个目标温度之间的差。11.根据权利要求1的光刻设备，其中所述蒸发控制器包括向所述密封构件的外部区域提供超过10％的受控制的相对湿度的气体的气体簇射出口，该密封构件在所述衬底和所述投影系统的最后元件之间。12.根据权利要求11的光刻设备，其中所述气体簇射出口被设置成提供在40％至50％范围内的相对湿度的气体。13.根据权利要求11的光刻设备，进一步包括至少一个温度传感器，用于测量所述衬底、所述衬底台和衬底固定器的至少一个的至少一部分处的温度；和能够调节由气体簇射出口供应的气体的相对湿度以减小在由所述至少一个温度传感器测量的温度和至少一个目标温度之间的差的气体簇射出口控制器。14.根据权利要求1的光刻设备，进一步包括连接到气体源的气体密封，用于控制从所述密封构件经过缝隙逃出的液体量，该缝隙通过所述密封构件的边界限定在一个侧面上和通过所述衬底限定在第二侧面上，其中所述气体源提供超过10％的受控制的相对湿度的气体；和提供受控制的相对湿度的气体到在所述衬底和所述投影系统的最后元件之间的所述密封构件的外部区域的气体簇射出口，该相对湿度基本等于由所述气体源提供的气体的相对湿度。15.一种光刻设备，包括调节辐射束的照明系统；支撑构图器件的支架，该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐射束；支撑衬底的衬底台；把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统；用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的液体供应系统；在投影系统的所述最后元件和述衬底之间的所述间隙中基本包含所述液体的密封构件；和衬底台移位系统，沿着相对于所述密封构件的预定路径移动所述衬底台，由此在所述衬底的表面上移动所述目标部分；和微波源和微波容器器件，一起被设置成为所述衬底表面上的液体供热。16.根据权利要求15的光刻设备，其中所述微波容器器件包括金属罩并限定在其中所述微波源产生的微波辐射传播的体积。17.根据权利要求15的光刻设备，其中所述微波容器器件相对于所述密封构件是固定的，在任何时候所述体积延伸以仅仅覆盖所述密封构件周围的所述衬底表面的子区域。18.一种光刻设备，包括调节辐射束的照明系统；支撑构图器件的支架，该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐射束；支撑衬底的衬底台；把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统；利用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的液体供应系统；在投影系统的所述最后元件和述衬底之间的间隙基本包含所述液体的密封构件；和衬底台移位系统，沿着相对于所述密封构件的预定路径移动所述衬底台，由此在所述衬底的表面上移动所述目标部分；和根据位置、速度、加速度和所述衬底台相对于所述密封构件的预定路径、局部衬底温度、和局部衬底台温度的至少一个来加热所述衬底的至少一部分的衬底加热器。19.根据权利要求18的光刻设备，其中所述衬底加热器包括下面的至少一个感应加热器，可见光源、红外发射源、热灯丝电阻加热器和温度控制气体喷射器。20.根据权利要求19的光刻设备，其中所述感应加热器被设置成经过与衬底台相关的并由适合于感应加热的材料形成的感应板来加热所述衬底。21.根据权利要求18的光刻设备，其中所述衬底加热器包括多个局部加热器，每一个都能够基本上加热衬底的单独部分，其中所述局部加热器被设置成当定位以加热所述密封构件已经经过的所述衬底的区域时切换到发热状态，而当定位以加热所述密封构件还未经过的所述衬底的区域时切换到非发热状态。22.根据权利要求18的光刻设备，进一步包括衬底台路径确定器件，用于确定位置、速度、加速度和所述衬底台的预定路径的至少一个。23.根据权利要求18的光刻设备，其中所述衬底加热器包括位于在所述密封构件的圆周周围的多个远程加热器。24.根据权利要求23的光刻设备，其中所述远程加热器的能量输出依靠所述密封构件相对于所述衬底台的移动方向来控制，与由衬底台路径确定器件所确定的相同。25.根据权利要求24的光刻设备，其中最靠近所述密封构件的前缘的位置处的远程加热器提供比最接近所述密封构件的尾缘的位置处的远程加热器更低的能量输出。26.根据权利要求23的光刻设备，进一步包括至少一个温度传感器，用于测量所述衬底、所述衬底台和衬底固定器的至少一个的至少一部分的温度；和衬底温度控制器，用于控制所述多个远程加热器的每一个的输出以便减小在由所述至少一个温度传感器测量的温度和至少一个目标温度之间的差。27.根据权利要求26的光刻设备，其中所述至少一个温度传感器中的至少一个包括能够确定在包括红外的波长范围中的俘获的辐射的强度谱的辐射俘获和分析器件。28.根据权利要求18的光刻设备，其中所述衬底加热器包括主要加热所述衬底的不同部分的至少一个局部加热器，所述光刻设备进一步包括至少一个温度传感器，用于测量所述衬底、所述衬底台和衬底固定器的至少一个的至少一部分的温度；和衬底温度控制器，用于控制所述至少一个局部加热器的输出，以减小在由所述至少一个温度传感器测量的温度和所述目标温度之间的差。29.根据权利要求18的光刻设备，其中所述衬底加热器包括浸渍液体温度控制器，其被设置成与所述液体供应系统相互作用以控制填充所述投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙的所述液体的温度，其中所述液体具有大于295K的温度。30.根据权利要求18的光刻设备，进一步包括气体密封，其被设置成控制从所述密封构件经过缝隙逃出的液体量，该缝隙通过所述密封构件的边界限定在一侧面上和通过所述衬底限定在第二侧面上，所述气体密封通过加压气体供应系统被提供加压气体，其中所述衬底加热器包括与所述加压气体供应系统相互作用以控制供应到所述气体密封的所述加压气体的温度的气体温度控制器，其中所述气体具有大于300K的温度。31.根据权利要求18的光刻设备，其中所述所述衬底加热器被设置成在其上投影系统第一次投影所述构图的辐射束的衬底上的目标区域处提供较高的加热量，在其上投影系统后来投影所述构图的辐射束的相同衬底上的目标区域处提供逐渐较低的加热量。32.根据权利要求28的光刻设备，其中所述至少一个局部加热器被设置成基本跟随所述密封构件相对于所述衬底台的预定路径。33.根据权利要求31的光刻设备，其中所述衬底加热器包括以基本平行的带设置的延长元件，所述带被定向成基本垂直于所述密封构件相对于所述衬底台的扫描方向，所述带的间隔被设置成从第一带到最后带逐渐增加，该第一带与在其中投影系统在第一时间期间投影所述辐射束的衬底区域相对应，该最后带与在其中投影系统在第一时间期间之后的时间期间投影所述辐射束的同样衬底的区域相对应。34.根据权利要求33的光刻设备，其中每个所述平行的带沿着其长度提供每单位长度均匀的能量。35.根据权利要求31的光刻设备，其中所述衬底加热器包括以基本平行的带设置的延长元件，所述带被定向为基本垂直于所述密封构件相对于所述衬底台的扫描方向，其中所述带被设置成提供从第一带到最后带的每单位长度逐渐减小的能量，该第一带与在其中投影系统在第一时间期间投影所述辐射束的衬底区域相对应，该最后带与投影系统在第一时间期间之后的时间期间投影所述辐射束的同样衬底的区域相对应。36.根据权利要求18的光刻设备，其中所述衬底加热器包括独立可寻址的局部加热器阵列和适于根据预定算法控制所述独立可寻址的局部加热器的启动的加热器阵列控制器，所述预定算法关于以下的至少一个来控制启动加热器位置、时间、产生的热量和产生热的比率。37.根据权利要求18的光刻设备，其中所述衬底加热器包括与所述衬底的一部分良好热接触的至少一个导电带；和使受控制量的电流经过所述至少一个导电带的电流源；其中选择所述导电带的电阻率以使从在所述衬底的相对冷的区域中的所述电流的电阻发热比在所述衬底的相对热的区域中的所述电流的电阻发热更高。38.根据权利要求37的光刻设备，其中所述电流量最小化由自衬底表面的液体蒸发引起的温度梯度。39.根据权利要求37...

【专利技术属性】
技术研发人员：TPM卡迪，JHW贾科布斯，N坦卡特，ER鲁普斯特拉，ALHJ范米尔，JJSM梅坦斯，CGM德莫，MJEH米特詹斯，AJ范德内特，JJ奥坦斯，JA夸伊达克斯，ME鲁曼休斯肯，MK斯塔温加，PAJ廷内曼斯，MCM维哈根，JJLH维斯帕，FE德荣格，K戈尔曼，B门奇奇科夫，H博姆，S尼蒂亚诺夫，R莫尔曼，MFP斯米特斯，BLP小恩德马克，FJJ詹斯森，M里伊彭，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]