專利名稱：光刻設備和制造器件的方法
技術領域：
本發明涉及光刻設備和制造器件的方法，且涉及由此制造的器件。
背景技術：
光刻設備是將所需圖形施加到襯底上，通常為襯底的目標部分上的機器。例如，光刻設備可以用于集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可稱為掩模或標線的構圖裝置可以用于產生將形成在IC單層上的電路圖形。該圖形可以轉移到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一個或幾個管芯的部分)上。通常通過在提供于襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上成像來轉移圖形。通常，單個襯底包括依次構圖的相鄰目標部分的網絡。已知的光刻設備包括所謂的步進機和所謂的掃描器，在步進機中通過將整個圖形一次曝光在目標部分上來輻射每個目標部分，在掃描器中通過在給定方向(“掃描”方向)上通過輻射束掃描圖形來輻射每個目標部分同時同步地平行或反平行于該方向掃描襯底。還可以通過將圖形刻印在襯底上把圖形從構圖裝置轉移到襯底。
在已知設備中，襯底可以通過襯底臺保持在測量位置中，以便測量襯底的某些方面，例如檢測襯底的位置和/或定向。例如，襯底的測量或檢測可以使用一個或多個測量束，通過一個或多個傳感器來遠程進行。在測量襯底的某些方面之后，襯底臺可以移動以便將襯底傳送到可以通過構圖的輻射束來輻射襯底的位置。一個或多個襯底方面(例如襯底相對于襯底臺的位置和/或定向)的測量結果例如可以用于將構圖的輻射束聚焦和/或引導到襯底的所需部分上，以便相對于輻射束定位襯底臺，和/或以不同方式。
發明內容
需要改善設備，其中該設備可以以高精確度制造具有小特征的器件。
根據本發明的實施例，提供一種光刻設備，其包括保持襯底的襯底臺。襯底臺是可移動的，以便在襯底測量位置和襯底處理位置之間傳送襯底。測量系統用于在襯底臺將襯底保持在測量位置中時測量襯底的至少一個方面和/或特性。測量系統用于將至少一個測量束和/或測量場向襯底的表面引導。投影系統用于在襯底臺將襯底保持在襯底處理位置中時將已構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上。調節系統用于將調節流體提供到測量系統的測量束和/或測量場路徑的至少一部分，以調節該部分路徑。
根據本發明的實施例，提供一種光刻投影設備，其包括用于保持襯底的襯底臺。襯底臺是可移動的，以便在襯底測量位置和襯底處理位置之間傳送襯底。測量系統用于在襯底臺將襯底保持在測量位置中時測量襯底的至少一個方面和/或特性。測量系統用于將至少一個測量束和/或測量場向襯底的表面引導。投影系統用于在襯底臺將襯底保持在襯底處理位置中時將已構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上。該設備還包括空間填充體和/或空間密封體，其包括與襯底測量位置相對并在測量位置附近延伸的流體流動控制表面。流體流動控制表面基本上平行于保持在襯底測量位置中的襯底的襯底表面延伸。空間填充體和/或空間密封體用于將調節流體引導到測量系統的測量束和/或測量場路徑的至少一部分。該路徑部分在流體流動控制表面和襯底表面之間延伸。
根據本發明的實施例，提供一種器件制造方法，包括將襯底保持在測量位置，使用向襯底表面發射的至少一個測量束和/或測量場檢測保持在測量位置的襯底的至少一個方面、特性、位置和/或定向。該方法還包括將調節流體引導到測量束和/或測量場路徑的至少一部分以調節路徑的該部分，并移動襯底臺以便在檢測襯底的至少一個方面、特性、位置和/或定向之后將襯底從測量位置傳送到處理位置。
并且，本發明的實施例提供一種光刻設備，其包括用于保持襯底的襯底臺。襯底臺是可移動的，以便在襯底測量位置和襯底處理位置之間傳送襯底。測量系統用于在襯底臺將襯底保持在測量位置中時測量襯底的至少一個方面和/或特性。測量系統用于將至少一個測量束和/或測量場向襯底的表面發射。投影系統用于在襯底臺將襯底保持在襯底處理位置中時將已構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上。該設備還包括空間填充體和/或空間密封體，其包括與襯底測量位置相對并在測量位置附近延伸的流體流動控制表面。該設備進一步包括熱調節空間填充體和/或空間密封體的系統。
并且，本發明的實施例提供一種使用根據本發明實施例的設備或方法制造的器件。
現在將參考示意附圖，僅以示例方式描述本發明的實施例，其中相應的參考符號表示相應的部分，且其中圖1示意性地示出了根據本發明實施例的光刻設備；圖2示意性地示出了圖1所示設備一部分的橫截面；圖3示意性地示出了圖1和2所示設備的空間填充體和/或空間密封體的底視圖；圖4示意性地示出了通過圖3的線IV-IV的橫截面；圖5示出了圖4的細節Q；以及圖6是可選實施例的類似于圖3的圖。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了根據本發明實施例的光刻設備。該設備包括用于調節輻射束PB(例如，UV輻射或其他輻射)的照明系統(照明器)IL；用于支持構圖裝置(例如，掩模)MA并連接到根據特定參數精確定位構圖裝置的第一定位器PM的支撐結構(例如，掩模臺)MT；保持襯底(例如，涂有抗蝕劑的晶片)W并連接到根據特定參數精確定位襯底的第二定位器PW的襯底臺(例如，晶片臺)；以及用于將通過構圖裝置MA賦予到輻射束PB的圖形投射到襯底W的目標部分C(例如，包括一個或多個管芯)上的投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PL。
照明系統可以包括各種類型的光學部件，例如折射的、反射的、磁的、電磁的、靜電的或其他類型的光學部件，或者它們的任意組合，用于引導、成形或控制輻射。
支撐結構支撐，即，承擔構圖裝置的重量。支撐結構以依賴于構圖裝置的定向、光刻設備的設計和諸如構圖裝置是否被保持在真空環境中的其他條件的方式保持構圖裝置。支撐結構可以利用機械、真空、靜電或其他夾緊技術來保持構圖裝置。支撐結構可以是框架或平臺，例如，如果需要其可以是固定的或可動的。支撐結構確保構圖裝置處于期望位置上，例如，相對于投影系統。在此任意使用的術語“標線”或“掩模”可以認為與更普通的術語“構圖裝置”同義。
在此使用的術語“構圖裝置”應當廣泛地解釋為表示可以用來在輻射束的橫截面中賦予圖形以便在襯底的目標部分中產生圖形的任何裝置。應當注意到賦予到輻射束的圖形可以不完全與襯底的目標部分中期望的圖形相應，例如該圖形包括相移特征或所謂的輔助特征。通常，賦予到輻射束的圖形將與目標部分中制造的器件的特定功能層例如集成電路相對應。
構圖裝置可以是透射的或反射的。構圖裝置的例子包括掩模、可編程鏡面陣列和可編程LCD面板。掩模是光刻中眾所周知的，且包括諸如二元的、交替相移的和衰減相移的掩模類型以及各種混合掩模類型。可編程鏡面陣列的例子采用小鏡面的矩陣布置，每個小鏡面可以單獨傾斜以便在不同方向上反射入射的輻射束。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射的輻射束中賦予圖形。
在此使用的術語“投影系統”應當廣泛地解釋為包括任何類型的投影系統，包括折射的、反射的、反折射的、磁的、電磁的和靜電光學系統，或者它們的任意組合，只要其適于所用的曝光輻射或用于諸如使用浸沒液體或使用真空的其他因素。在此任意使用的術語“投影透鏡”可以認為與更普通的術語“投影系統”同義。
如在此所述的，設備是透射型的(例如，采用透射掩模)。可選地，設備可以是反射型的(例如，采用上述所稱類型的可編程鏡面陣列，或者采用反射掩模)。
光刻設備可以是具有兩個(雙級)或更多襯底臺(和/或兩個或更多掩模臺)的類型。在這種“多級”機器中其他平臺可以并行使用，或者在一個或多個平臺上進行預備步驟，同時一個或多個其他平臺用于曝光。
光刻設備還可以是以下類型，其中至少部分襯底可以被具有相對高折射率的液體覆蓋，例如，水，以便填充投影系統和襯底之間的空間。浸沒液體還可以應用于光刻設備的其他空間，例如，掩模和投影系統之間。浸沒技術在用于提高投影系統數值孔徑的領域中是公知的。在此使用的術語“浸沒”不是指結構例如襯底必須淹沒在液體中，，而是僅指液體在曝光期間位于投影系統和襯底之間。
參考圖1，照明器IL接收來自輻射源SO的輻射束。例如當源為受激準分子激光器時，源和光刻設備可以是獨立實體。在這種情況下，認為源不形成光刻設備的一部分，且輻射束借助束傳送系統BD從源SO傳遞到照明器IL，該束傳送系統BD例如包括合適的引導鏡面和/或束擴展器。在其他情況下，例如當源為汞燈時，源可以是光刻設備的整體部分。如果需要，可以將源SO和照明器IL與束傳送系統BD一起稱為輻射系統。
照明器IL可以包括用于調節輻射束角強度分布的調節器AM。通常，至少可以調節照明器光瞳平面中強度分布的外部和/或內部徑向范圍(通常分別稱作s-外和s-內)。此外，照明器IL可以包括各種其他部件，例如積分器IN和聚光器CO。照明器可以用于調節輻射束，使其在其橫截面中具有期望的均勻性和強度分布。
輻射束PB入射到保持于支撐結構(例如，掩模臺MT)上的構圖裝置MA上，并由構圖裝置構圖。橫穿掩模MA，輻射束PB穿過投影系統PL，該投影系統PL將束聚焦到襯底W的目標部分C上。借助于第二定位器PW和位置傳感器IF(例如，干涉測量裝置IF、線性編碼器或電容傳感器)，襯底臺WT可以精確地移動，例如，在輻射束PB的路徑中定位不同的目標部分C。類似地，第一定位器PM和另一位置傳感器(未在圖1中明確示出)可以用于相對于輻射束PB的路徑來精確定位掩模MA，例如，在從掩模庫中機械檢索之后，或在掃描期間。通常，掩模臺MT的移動可以借助于構成第一定位器PM一部分的長沖程模塊(粗定位)和短沖程模塊(細定位)來實現。類似地，襯底臺WT的移動可以使用構成第二定位器PW一部分的長沖程模塊和短沖程模塊來實現。在步進機(與掃描器相對)的情況下，掩模臺MT可以只連接到短沖程調節器或者是固定的。掩模MA和襯底W可以利用掩模對準標記M1、M2和襯底對準標記P1、P2來對準。
雖然所示的襯底對準標記占據專用目標部分，但它們可以位于目標部分之間的空間中(這就是已知的劃片線對準標記)。類似地，在多于一個的管芯提供在掩模MA上的情況下，掩模對準標記可以位于管芯之間。
所述設備可以用于以下模式的至少一種中1.在步進模式中，掩模臺MT和襯底臺WT基本保持固定，同時將賦予輻射束的整個圖形一次投射到目標部分C上(，即，單靜態曝光)。然后襯底臺WT在X和/或Y方向上移動以便可以曝光不同的目標部分C。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了單靜態曝光中成像的目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，掩模臺MT和襯底臺WT被同步掃描，同時將賦予輻射束的圖形投射到目標部分C上(即，單動態曝光)。襯底臺WT相對于掩模臺MT的速度和方向可以由投影系統PS的放大率(縮小率)((de-)magnification)和圖像翻轉特性來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單動態曝光中目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動的長度確定了目標部分的高度(在掃描方向上)。
3.在其他模式中，掩模臺MT基本保持固定地保持可編程構圖裝置，且襯底臺WT被移動或掃描同時將賦予輻射束的圖形投射到目標部分C上。在該模式中，通常采用脈沖輻射源，在襯底臺WT每次移動之后或在掃描期間的連續輻射脈沖之間需要更新可編程構圖裝置。這種模式的操作容易應用于利用可編程構圖裝置的無掩模光刻，例如上述所稱類型的可編程鏡面陣列。
還可以采用上述模式的組合和/或變形或者完全不同的模式。
在圖1所示的實施例中，襯底臺WT是可移動的，以便將由臺WT保持的襯底W至少從襯底測量位置傳送到襯底處理位置。在圖1中，將襯底W保持在處理位置的襯底臺位置由WT(P)表示。將襯底W保持在襯底測量位置的襯底臺位置由WT(M)表示。作為示例，測量位置可以遠離投影系統的下游端E，而處理位置可以在投影系統的下游端E附近或與其相對。
當襯底臺WT將襯底保持在由WT(P)表示的處理位置時，可以通過投影系統照射襯底W。特別地，當襯底在由WT(M)表示的測量位置時，不能通過投影系統曝光襯底。優選地，在襯底臺從各個襯底測量區移動到各個襯底投影區期間，襯底W保持在襯底臺WT上的相同位置中。
例如，襯底的測量位置和處理位置可以位于設備的相同內部部分或室中，例如，在設備的襯底區WZ中。作為示例，設備的中間框架部分3(例如度量框架部分)可以基本上將此內部設備區WZ與一個或多個其他設備區分開，例如，與投影系統區PZ分開。可選地，襯底的測量位置和處理位置位于不同區，例如，在測量位置位于設備外部的情況中。
所期望的襯底臺位置WT(M)和WT(P)之間的襯底臺WT的移動可以通過各種方式來進行，如本領域技術人員所清楚的。例如，這種移動的至少一部分可以借助于第二定位器PW、襯底臺傳送器和/或通過一個或多個其他輸送機制來提供。在又一實施例中，襯底WT基本可以在單個虛平面或水平面(level)中從襯底測量位置移動到襯底處理位置。作為非限制性示例，在圖1中，襯底臺WT在基本水平的方向H或XY平面中是可移動的，以便在基本水平的方向上或沿XY平面將襯底從測量位置移動到處理位置，反之亦然。
在實施例中，設備可以提供有測量系統10、11、12，用于或能夠在襯底臺WT將襯底W保持在測量位置時測量襯底的至少一個方面和/或特性。已經在圖中示意性地示出的這種測量系統可以以各種方式構造。在又一實施例中，測量系統10、11、12可以用于使用一個或多個測量束和/或測量場來測量或監控襯底。例如，在又一實施例中，測量系統10、11、12能夠將一個或多個測量光束8、9向襯底W的表面引導或發射。例如，在該情況中，測量系統還可以用于檢測由襯底表面反射的光束8、9的一個或多個部分。
應當注意，本申請中的術語“測量束和/或測量場”必須廣泛解釋。術語“測量束”可以包括電磁束、電子束、光束、粒子束、聲束和/或不同類型的測量束。例如，測量場可以是電磁場或適于測量襯底的一個或多個方面的不同場。
例如，使用例如電磁、聲學、電學和/或電容測量方法或不同類型的測量方法，測量系統可以用于測量襯底的至少一個方面和/或特性。類似地，術語“引導或發射”測量束和/或測量場應當廣泛解釋，與以上術語“測量束和/或測量場”的廣泛解釋一致。例如，測量系統可以包括電容調平(levelling)系統，和/或聲學襯底高度監測系統。
在又一實施例中，測量束8、9的每一個可以是光束。這里，術語“光束”應當廣泛解釋。測量(光)束可以是合適的輻射束，其可以被要測量的襯底W的表面至少部分地反射。例如，測量束可以包括可見光范圍內一個或多個波長的輻射光束，和/或具有一個或多個不同輻射波長的光束。
例如，測量系統可以用于測量襯底W相對于襯底支持器(或臺)WT的位置和/或定向。襯底W的這種位置和/或定向可以包括襯底相對于襯底臺的某種對準或未對準、在平行于襯底表面的方向上測量的一個或多個襯底位置、襯底的某種傾斜、某種旋轉的襯底位置、相對于襯底表面垂直測量的襯底的水平、厚度和/或高度位置、以及/或其他襯底位置和/或定向。例如，測量系統可以用于提供數據，其可以用于以6個不同自由度檢測襯底相對于襯底臺的位置。并且，測量系統可以用于在臺WT將襯底W保持在測量位置時檢測襯底臺WT的位置。此外，當臺將襯底保持在測量位置時，測量系統可以提供有關于襯底臺WT精確位置的(預定的)信息。設備可以包括控制裝置，其可以控制測量系統，并可以利用測量結果計算或評估襯底的某些方面。這種控制裝置未示出，對于本領域技術人員來說，怎樣構造這種控制裝置是顯而易見的。
在實施例中，測量系統可以提供有一個或多個對準傳感器12以檢測提供在襯底W上的特定對準標記，用于檢測襯底在特定平面(例如圖1中的XY平面)中的位置。在圖2中，示意性地示出了對準傳感器12的實施例。對準傳感器12可以用于向保持在測量位置的襯底W的表面發射一個或多個對準測量束9，并檢測對準測量束9的反射部分。
并且，例如，測量系統可以提供有一個或多個水平傳感器(levelsensor)10、11，用于檢測保持在測量位置的襯底W的特定調平。在圖2的實施例中，水平傳感器包括多個水平測量束發射器10，用于發射多個基本平行的水平校準測量束8；和一個或多個水平測量束檢測器11以檢測水平測量束8的反射部分。如圖2所示，對準測量束9和水平測量束8可以通過各個傳感器10、11、12基本向襯底表面的相同部分引導。可選地，各測量束8、9可以向不同襯底部分引導。此外，如圖2所示，所述水平測量束的入射角度(接近90°)可以顯著大于所述對準測量束的入射角度(相對于襯底表面的法線測量入射角度)。
測量系統還可以提供有一個或多個其他傳感器，例如提供有一個或多個平面編碼器(未示出)。并且，在測量系統使用一個或多個測量場的情況下，測量系統可以包括一個或多個合適的場發生器，例如在測量場為電磁場的情況下包括一個或多個電磁場發生器，這對于本領域技術人員來說是顯而易見的。
測量系統10、11、12可以提供遠程傳感裝置，以便在通過投影系統照射襯底之前檢測襯底W的位置和/或定向。特別地，襯底相對于襯底臺的位置和/或定向的測量結果可以用于將已構圖的輻射束聚焦和/或引導到襯底的期望部分上，以便相對于已構圖的輻射束定位襯底臺，或者以不同方式。在又一實施例中，在從測量或檢測襯底位置/定向的測量系統10、11、12運行到使輻射束投射到襯底W上的投影系統期間，襯底W不再相對于襯底臺WT重新定位。在這種情況下，本測量系統的測量結果因而不用于相對于襯底臺WT(重新)對準襯底W。
可選地，在已構圖的輻射束投射到襯底W上之前，測量系統的測量結果用于相對于襯底臺(重新)對準襯底W。
在實施例中，設備還包括用于調節測量系統的測量束和/或測量場的至少部分路徑的調節系統4、50。這種調節系統4的實施例在圖1-5中示意性地示出。
在圖1-5的實施例中，調節系統包括具有流體流動控制表面14的空間填充體和/或空間密封體4。流體流動控制表面14與襯底測量位置(參見圖2)相對地延伸。布置流體流動控制表面14以便提供或密封相對窄的狹縫S，該狹縫具有保持在襯底測量位置的襯底W的至少襯底表面部分，該襯底表面部分背向(face away)襯底臺WT并在使用期間接收測量系統的測量束8、9。在本實施例中，流體流動控制表面14基本平行于保持在襯底測量位置的襯底W的襯底表面延伸。在又一實施例中，流體流動控制表面14可以與位于測量位置的襯底的整個表面相對地延伸，并且可選地與相對的襯底臺WT的至少部分表面相對地延伸。通過該方式，可以在襯底表面和空間填充體和/或空間密封體4之間提供相對長而窄的狹縫S。
同樣，流體流動控制表面14可以以各種方式布置和構造。例如，除特別說明的其他情形之外(例如，涉及到應用用于發射和接收測量束的光孔和/或應用提供和/或去除或取出調節流體的流體出口和/或入口)，該表面可以是基本平坦、基本連續或不間斷的表面。可選地，流體流動控制表面14可以被構形(profiled)，包括小的流體引導凹槽和/或包括某種凸紋(relief)，例如用于沿該表面14向期望方向引導流體。
同樣，空間填充體和/或空間密封體4可以提供無源裝置或阻擋，以防止環境流體達到測量束8、9的路徑或減小環境流體到達這些路徑的機會。特別地，這種環境流體可以是諸如氣體或空氣的流體，其通常存在于設備的所述襯底區WZ中。例如，這種環境流體可以包括來自于一個或多個氣體噴頭30的氣體，該氣體噴頭30可以用于將氣體引導到除襯底測量位置區域之外的設備的某些其他區域。作為示例，可以提供這種一個或多個氣體噴頭30以調節所述干涉測量裝置IF(參見圖1和2)的一個或多個干涉束IFB。此外，這種環境氣體可以包括可以被拖曳(dragged)或吸入到襯底臺WT后面的渦區(wake)中的氣體或氣體混合物，該渦區可由襯底臺WT的某種快速移動(例如以一或多m/s的速度)引起。
空間填充體和/或空間密封體4可以以各種方式和各種材料構造。例如，該體4基本可以是固體、結構、板和/或元件，或者該體4可以是至少部分中空的體、結構、板和/或元件。并且，空間填充體和/或空間密封體4可以具有基本上流體密封的，或密封的外表面，除特別說明的其他情形外。在實施例中，空間填充體和/或空間密封體4安裝到設備的中間框架部分3，該框架部分將例如襯底區WZ的內部區與設備的其他內部區分隔開。例如，空間填充體和/或空間密封體4可以整體連接或固定到設備的框架部分3，或與此設備部分3整體(inone piece)制造。空間填充體和/或空間密封體4可以由一種或多種金屬、塑料、合金和/或這些或其他材料的組合構成。
在實施例中，在使用期間，體4的流體流動控制表面14和襯底表面之間的最近距離R(參見圖2)，或流體流動控制表面14和襯底表面之間狹縫S的寬度R，小于約5mm。例如，流體流動控制表面14和襯底表面之間的最近距離R，或狹縫寬度R可以小于約1mm，或小于約10mm，或大于約5mm。
空間填充體和/或空間密封體4可以提供有一個或多個測量系統的所述傳感器10、11、12和/或場發生器，如圖2所示。此外，例如，在本實施例中，空間填充體和/或空間密封體4可以包括一個或多個測量束通道和/或測量束導體，特別是光通道和/或光導體5，以便通過體4的至少一部分、在傳感器10、11、12和流動控制表面14之間傳輸測量系統的至少一個測量束。可選地，例如，在測量束不是光束而是例如聲束或電容測量束的情況下，導體可以包括聲或電容測量體，以便通過體的至少一部分和流動控制表面14傳輸至少一個測量束。對于本領域技術人員來說考慮相應的測量束如何構造測量束通道和/或測量束導體是顯而易見的。
優選地，在本實施例中，至少一個光通道和/或光導體5提供固定的光傳輸介質。例如每個光通道和/或光導體5可以是固體光導體，例如包括玻璃或透明塑料。可選地，光通道和/或光導體5可以是填充有一種或多種透明流體、液體、氣體或其混合物的中空通道，該通道在流動控制表面14處或附近被透明覆蓋物封閉。
在本實施例中，調節系統4、50還用于通過講調節流體F提供到測量系統光束的至少部分路徑來提供有效調節，以便調節該路徑部分，特別是用熱方法、光學方法調節該路徑部分。例如，調節流體可以是受控的氣體或氣體混合物，例如，超凈空氣、一種或多種惰性氣體或不同流體，例如液體。并且，在又一實施例中，調節系統可以用于提供熱調節的調節流體F，特別是當系統用于熱調節該流體時。作為示例，調節系統可以包括加熱和/或冷卻調節流體F的加熱和/或冷卻系統、測量調節流體F溫度的一個或多個溫度傳感器和控制加熱和/或冷卻系統以便將調節流體F加熱和/或冷卻到期望的和/或預定的穩定調節溫度的控制系統。并且，調節系統可以包括一個或多個流體線路23、24和將調節流體泵送到期望位置和/或從這種位置去除或提取調節流體F的流體泵。可以包括所述加熱和/或冷卻系統、控制系統、溫度傳感器和泵的流體調節系統的一部分由圖1鐘的系統部分50示意性地示出。同樣，對本領域技術人員來說，如可構造和布置這種調節系統部分是顯而易見的。
在本實施例中，調節系統4、50可以用于將調節流體F基本向測量系統的光束8、9的至少部分路徑引導，以便光學調節該路徑部分。并且，調節系統可以用于將調節流體F至少基本上向和/或沿保持在測量位置的襯底W的表面部分引導，該表面部分在使用期間接收測量系統的至少一個光束8、9。由此，可以實現測量束路徑的良好受控熱調節，導致測量系統的精確測量結果，其結果可以被設備使用以便以高精確性制造具有小特征的器件。
在實施例中，調節系統4、50可以用于調節測量系統至少一個光束8、9的至少一個路徑部分，該路徑部分在使用期間在流體流動控制表面14和襯底表面之間延伸。例如，在本實施例中，在使用期間，當將測量束8、9被引導到襯底表面中時，無需將調節流體F提供到空間填充體和/或空間密封體4的所述光通道和/或光導體5中，因為這些光通道和/或光導體5的每一個同樣可以提供穩定的光傳輸介質。
在本實施例中，調節系統包括至少一個流體出口21，以便在使用期間將調節流體F提供到在流體控制表面14和襯底表面之間延伸的狹縫S。并且，調節系統包括至少一個流體入口22，以便從狹縫S去除或提取調節流體F。流體出口21和流體入口22可以布置在各種位置。在本實施例中，至少一個流體出口21和至少一個流體入口22提供在流體控制表面14中或作為它的一部分。出口21和入口22可以設置在與測量系統光束8、9的部分路徑基本相對的一側上(參見圖3和4)，以便將調節流體F提供到該路徑部分并從該路徑部分去除/提取出調節流體F。出口21和入口22還可以彼此之間或相對于光束8、9布置在不同位置上。此外，調節系統可以包括將調節流體F提供到流體出口21的一個或多個流體供給線路23，和從流體入口22去除流體的一個或多個流體吸取線路24。這種供給線和吸取線路23、24的至少一部分可以延伸通過空間填充體和/或空間密封體4，如圖4所示。此外，例如，調節流體出口21可以是氣體噴頭一部分和/或凈化罩(purge hood)。
每個流體出口21和流體入口22可以以各種方式構造。例如，出口21和入口22可以包括多孔材料、合適的氣體分散器、單絲布或纖維、具有氣孔的一個或多個薄片、或不同的流體分配器。圖5以橫截面示出了流體出口21的實施例部分。流體出口21可以包括多個傾斜的流體通道29，以便將流體從上游的流體供給線路或供給室23提供到所述相鄰狹縫S。在又一實施例中，流體出口21可以通過具有所述多個傾斜通道29的薄片26來提供。通道的每一個可以基本傾斜地延伸通過薄片26，參見圖5。在本發明的實施例中，所述薄片26的厚度(從本圖Z方向測量)可以小于約1mm。例如，所述厚度t可以是約0.5mm或更小。并且，所述薄片可以是金屬片或合金片，例如不銹鋼。在該情況下，可以使用激光鉆孔以高精度制造相對小的流體通道29。流體通道29還可以使用不同技術來制造。并且，薄片26可以由塑料、一種或多種不同材料構成。除激光鉆孔外，不同制造方法可以應用于提供所述通道29，例如蝕刻通道、通過電子放電機制制造通道、和/或與在掩模上淀積金屬類似的不同工藝。薄片26還可以稱作“微型篩”。薄片26可以包括一個或多個由一種或多種材料構成的層。薄片26還可以是、或提供空間填充體和/或空間密封體4的側壁或部分側壁。薄片26的通道29可以在各個方向上延伸。例如，通道29可以相對于所述流體控制表面14封閉角度β，該角度在約0°-60°范圍內。作為示例，所述角度可以在約20°-50°范圍內，或約20°-40°。此外，在實施例中，多個所述流體通道29基本上彼此相對平行延伸。通過該方式，流體可以由流體通道以基本相同的方向引導。優選地，將流體通道29布置得將調節流體F向測量束8、9的路徑引導。此外，在本實施例中，每個流體通道29以基本筆直的方向延伸通過薄片26。可選地，流體通道可以彎曲，或以其他方向延伸。流體通道29可以具有不同的直徑和尺寸。每個所述通道的直徑或寬度D例如可以小于約0.2mm。例如，所述直徑或寬度可以小于約0.1mm。當每個所述通道的所述直徑或寬度為約0.08mm，且調節流體為氣體或氣體混合物時，獲得了良好的結果。
在又一實施例中，空間填充體和/或空間密封體4包括熱調節該體的系統。例如，如已經在圖2和4中示出的，為此目的，空間填充體和/或密封體4可以包括多個流體通道40，以便通過該體4供給第二熱調節流體。這種第二熱調節流體可以是氣體或氣體混合物、或例如水的液體，或不同流體。所述流體通道40可以以各種方式成形并構造，并且可以沿和/或通過空間填充體和/或密封體4在各種方向上延伸，如圖2和4所示。并且，第二熱調節流體可以與用于光學調節測量束的部分路徑的調節流體F相同，或者可以是不同流體。
設備可以提供有熱調節空間填充體和/或密封體4的系統，該系統可與用于將調節流體提供到測量系統的測量束的至少部分路徑以便光學調節該路徑部分的所述調節系統組合或者不組合。
例如，在設備僅提供有熱調節空間填充體和/或密封體4的系統，且沒有將調節流體提供到測量系統的測量束的至少部分路徑的調節系統的情況下，空間填充體和/或密封體4仍然可以例如在測量束的路徑附近提供其環境的相對良好的熱調節。這在襯底臺在使用期間可移動的情況下是非常有利的，其可以使氣體或空氣在襯底之上流過測量束的路徑。在該情況下，這種氣體或空氣流可以通過熱調節的空間填充體和/或密封體而被簡單且有效地熱調節，例如，通過熱傳導、輻射和/或對流，從而得到測量束路徑更均勻的溫度。
在又一實施例中，設備用于檢測襯底W的溫度。作為示例，空間填充體和/或密封體4以及/或襯底臺WT可以包括襯底溫度檢測器或監測器80(圖2中示意性地示出了一個這種檢測器80)。設備可以用于提供調節流體F，其具有與檢測的襯底溫度有關的調節溫度。例如，當襯底保持在測量位置或將襯底保持在預定的襯底溫度時，調節流體F可以用于熱調節襯底W。作為示例，設備可以用于提供調節流體F，其具有與所檢測的襯底溫度相同的調節溫度。
并且，在又一實施例中，設備可以用于檢測襯底W的溫度，并將空間填充體和/或密封體4熱調節到與所檢測的襯底溫度相關的溫度。例如，可以使空間填充體和/或密封體4進入或保持在與所檢測的襯底溫度相同的溫度。
在使用圖1-5的實施例期間，設備可以進行器件制造方法，包括利用襯底臺WT，將襯底W保持在測量位置；檢測保持在測量位置的襯底W的至少一個方面、特性、位置和/或定向，其中測量束8、9向襯底W的表面發射且其中檢測被襯底W的表面反射的測量束部分；將調節流體F引導到測量束8、9的至少部分路徑，延伸通過狹縫S，以便光學調節該路徑部分；在檢測襯底的至少一個方面、特性、位置和/或定向之后，移動襯底臺WT，以便將襯底W傳送到處理位置。
例如，在襯底W的測量期間，襯底W可以相對于測量系統移動，例如，以便在襯底表面上掃描測量束8、9。
至少在測量某些襯底方面和/或特性期間，如上所述，優選地，例如通過饋送熱調節流體通過該體的流體通道40來熱調節空間填充體和/或密封體4，和/或以其他方式。通過該方式，可以抵消空間填充體和/或密封體4可能的由熱引起的體積和/或尺寸的變化。并且，熱調節的空間填充體和/或密封體4可以提供測量區域附近的特定溫度調節，例如通過對流和/或輻射的熱交換。
在空間填充體和/或密封體4與晶片表面之間延伸的窄狹縫S也可以利用本方法進行熱調節。首先，空間填充體和/或密封體4同樣可以防止或減小較少調節或混合的襯底區WZ的流體到達測量束8、9的機會。此外，熱調節的空間填充體和/或密封體4可以熱調節相鄰的狹縫S。而且，可以凈化至少部分狹縫S的調節流體F可以提供各狹縫部分直接且有效的熱調節。由此，可以導致測量束8、9不期望的光路長度改變的熱波動可以減小或避免。這保持了通過狹縫S傳送的束的路徑，以及通過空間填充體和/或密封體4延伸的束部分(通過各通道和/或導體5)。
在晶片測量工藝之后，可以將襯底傳送到處理位置，并將由構圖裝置MA構圖的輻射的構圖束投射到襯底上。在此，襯底的至少一個方面、特性、位置和/或定向的檢測結果可以用于將構圖的輻射束精確地投射到襯底上。
并且，在又一實施例中，襯底的至少一個方面、特性、位置和/或定向的檢測結果可以用于相對于投影系統來對準襯底，以將構圖的輻射束投射到襯底上。此外，在又一實施例中，襯底的位置和/或定向的檢測或測量結果可以用于相對于用于支撐構圖裝置MA的所述支撐結構或相對于構圖裝置MA來對準襯底。
通過該方式，測量系統的測量誤差可以減小，且可以高精確性制造器件。如上所述，在又一實施例中，在從測量或檢測襯底位置/定向的測量系統運行到將輻射束投射到襯底W上的投影系統期間，襯底W不必相對于襯底臺WT重新定位。
圖6示出了設備的可選實施例，其與圖2-5所示的實施例的區別在于，流體出口121和流體入口122不是流體控制表面14的一部分。例如，在圖6的實施例中，流體出口121和流體入口122設置得靠近提供在流體控制表面14和襯底表面(圖6未示出)之間狹縫S的相對端，以便將調節流體F引導到該狹縫S并通過它，從而調節通過狹縫S延伸的測量束路徑的一部分。在圖6的實施例中，調節流體F可以基本上平行于虛平面引導，測量束8、9沿該虛平面發射。圖6實施例的操作基本上與關于圖1-5實施例的上述運行相同；然而，在圖6的實施例中，在流體控制表面14和襯底表面之間延伸的狹縫S的絕大部分可以通過調節流體F有效地調節。
本設備和方法可以提高測量系統的再現性(reproducibility)，例如調平傳感器、對準傳感器和/或其他傳感器的再現性。設備和方法可以提供用于相關光學恒定的介質/媒體，這些傳感器的可見光束通過該介質/媒體傳輸，特別是在溫度和壓力方面是恒定的。由此，可以避免密度的改變和由此引起的折射率改變。此外，作為示例，在測量系統使用一個或多個場的情況下，例如在該系統包括電容測量系統的情況下，可以避免或減小通過其傳送各個測量場的一個或多個介質的介電常數的改變。并且，在實現聲學測量系統的情況下，可以避免或減小通過其傳送各個聲學測量束或信號的一個或多個介質中聲速的改變。
例如，空間填充體和/或密封體4可以至少部分地填充至設備中的間隙，例如在襯底測量位置之上。如下所述，例如，空間填充體和/或密封體4可以從下面安裝到度量框架3，且該體可以具有用于傳輸測量束8、9的窗口。在又一實施例中，空間填充體和/或密封體4可以包括一個或多個用于干涉測量系統參考束的鏡面。在又一實施例中，空間填充體和/或密封體4可以稱作“流動板(flow plate)”，例如在使用期間該體的底部14包括平行于襯底W的平板的情況下。空間填充體和/或密封體4的優點在于該體可以例如替換襯底測量位置附近的大部分空氣。因此體4例如可以防止或減小測量系統的傳感器10、11、12和襯底W之間空氣循環模式的改變，例如在襯底臺WT移動期間。這可以使狹縫S中折射率的改變最小化并提高各傳感器的再現性。另一優點在于，空間填充體/或密封體4可以將晶片級的間隔室流體(compartment fluid)與度量框架3屏蔽，其可以防止襯底測量位置附近的熱污染。并且，優點在于空間填充體和/或密封體4可以為用于干涉測量裝置的參考束的鏡面提供界面。
此外，優選地，可以通過本方法和設備減小空間填充體和/密封體4、其光通道和/或光導體4以及其周圍的溫度分布變化。例如，如下所述，為了降低空間填充體和/或密封體4的溫度波動，體可以是液體或水調節的空間填充體和/或密封體4。已經發現，水調節的空間填充體和/或密封體4可以提供傳感測量束8、9中溫度波動的溫度穩定效果，該波動是由晶片臺移動引起的。由此，熱調節的空間填充體和/或密封體4可以提高測量系統10、11、12的性能。
雖然在本文中具體參考了IC制造中光刻設備的使用，但應當理解在此描述的光刻設備可以具有其他應用，例如，集成光學系統、用于磁疇存儲器的引導和探測圖形、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。本領域技術人員將意識到，在這些可選應用的范圍中，在此任意使用的術語“晶片”或“管芯”可以認為分別與更普通的術語“襯底”或“目標部分”同義。在這里襯底指在曝光之前或之后，可以在例如軌道系統(track)(通常將抗蝕劑層涂覆到襯底并顯影已曝光抗蝕劑的工具)、度量工具和/或檢驗工具中被處理。在應用中，這里的描述可以應用于這些和其他襯底處理工具。此外，襯底可以被處理一次以上，例如為了制造多層IC，因此在此使用的術語襯底還可以指已經包括多個已處理層的襯底。
雖然已經在上面具體參考了本文中本發明光刻的應用實施例，但意識到本發明可以用于其他應用，例如壓印光刻，且在本文允許的情況下不限于光刻。在壓印光刻中構圖裝置中的幾何圖形限定了在襯底上產生的圖形。構圖裝置的幾何圖形可以壓印到提供在襯底上的抗蝕劑層中，在襯底上通過施加電磁輻射、熱、壓力或其組合來硬化抗蝕劑。在抗蝕劑硬化之后，構圖裝置被移出抗蝕劑留下圖形在抗蝕劑中。
在此使用的術語“輻射”和“束”包括所有類型的電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有約365，355，248、193、157或126nm的波長)和遠紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5-20nm范圍內的波長)，和粒子束，諸如離子束和電子書。
術語“透鏡”在本文允許的情況下可以指各種光學部件的任何一種或組合，包括折射，反射，磁的，電磁的光學部件。
雖然已經在上面描述了本發明的具體實施例，但將意識到除上述外可以實現本發明。例如，在應用中，本發明可以采取包含描述上述方法的一個或多個連續機器可讀指令的計算機程序的形式，或者采取具有存儲其中的這種計算機程序的數據存儲介質(例如，半導體存儲器、磁盤或光盤)的形式。
以上描述意在說明，而非限制性的。因此，本領域技術人員將明白，在不脫離以下權利要求所述的范圍的情況下可以對所述本發明進行修改。
應當理解，在本申請中，術語“包括”不排除其他元件或步驟。并且，術語“一”和“一個”不排除多個。并且，單個處理器或其他單元可以實現權利要求中提及的多個裝置的功能。權利要求中的任何參考標記不解釋為對權利要求范圍的限制。
權利要求
1.一種光刻設備，包括保持襯底的襯底臺，該襯底臺是可移動的，以便在襯底測量位置和襯底處理位置之間傳送襯底；測量系統，用于在襯底臺將襯底保持在測量位置中時測量襯底的至少一個方面和/或特性，該測量系統用于向襯底的表面發射至少一個測量束和/或測量場；投影系統，用于在襯底臺將襯底保持在襯底處理位置中時將已構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上；以及調節系統，用于將調節流體提供到測量系統的測量束和/或測量場路徑的至少一部分，以調節該路徑部分。
2.根據權利要求1的設備，其中該調節系統用于將調節流體基本向該路徑部分引導。
3.根據權利要求1的設備，其中該調節系統用于將調節流體至少基本向和/或沿保持在測量位置的襯底表面的與接收該測量系統的至少一個測量束和/或測量場的表面部分相同的部分引導。
4.根據權利要求1的設備，其中該調節系統用于熱調節該調節流體。
5.根據權利要求1的設備，其中該調節系統包括與襯底測量位置相對地延伸的流體流動控制表面，布置該流體流動控制表面以便提供狹縫，該狹縫具有保持在襯底測量位置的襯底的至少一部分襯底表面，該襯底表面部分接收測量系統的至少一個測量束和/或測量場。
6.根據權利要求5的設備，其中該調節系統用于調節測量系統的至少一個測量束和/或測量場的至少一個路徑部分，該路徑部分在流體流動控制表面和襯底表面之間延伸。
7.根據權利要求5的設備，其中該流體流動控制表面基本上平行于保持在襯底測量位置的襯底的襯底表面延伸。
8.根據權利要求5的設備，其中流體流動控制表面與襯底表面之間的最近距離，或流體流動控制表面與襯底表面之間的狹縫寬度小于約5mm。
9.根據權利要求5的設備，其中該調節系統的流體控制表面包括至少一個流體出口，以便在各襯底處于測量位置時，將調節流體提供到由流體控制表面和襯底表面提供的狹縫中。
10.根據權利要求9的設備，其中至少一個流體出口被提供有具有多個傾斜的氣體通道的薄片。
11.根據權利要求9的設備，其中該至少一個流體出口和至少一個流體入口相對于測量系統的至少一個測量束和/或測量場的路徑部分位于基本上相對的側，以便將調節流體提供到該路徑部分并從該路徑部分去除或提取調節流體。
12.根據權利要求5的設備，進一步包括具有流體流動控制表面的空間填充體和/或空間密封體。
13.根據權利要求12的設備，其中該空間填充體和/或密封體包括熱調節該體的系統。
14.根據權利要求13的設備，其中該空間填充體和/或密封體包括將熱調節流體饋送通過該體的多個流體通道。
15.根據權利要求12的設備，其中該空間填充體和/或空間密封體包括至少一個光通道和/或光導體，以便將該測量系統的至少一個測量束和/或測量場傳輸通過該體的至少一部分。
16.根據權利要求15的設備，其中該至少一個光通道和/或光導體提供固定的光傳輸介質。
17.根據權利要求1的設備，其中該調節系統包括至少一個去除或提取調節流體的流體入口。
18.根據權利要求17的設備，其中該調節系統的流體控制表面提供有至少一個流體入口。
19.根據權利要求1的設備，其中該調節流體是氣體或氣體混合物。
20.根據權利要求1的設備，其中基本上在單個虛平面或水平面內將該襯底從襯底測量位置移動到襯底處理位置。
21.根據權利要求1的設備，其中該測量系統用于測量襯底相對于襯底臺的位置和/或定向。
22.一種光刻設備，包括用于保持襯底的襯底臺，襯底臺是可移動的，以便在襯底測量位置和襯底處理位置之間傳送襯底；測量系統，用于在襯底臺將襯底保持在測量位置中時測量襯底的至少一個方面和/或特性，測量系統用于向襯底的表面發射至少一個測量束和/或測量場；投影系統，用于在襯底臺將襯底保持在襯底處理位置中時將已構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上；以及空間填充體和/或空間密封體，其包括與襯底測量位置相對并在測量位置附近延伸的流體流動控制表面，流體流動控制表面基本上平行于保持在襯底測量位置中的襯底的襯底表面延伸，空間填充體和/或空間密封體用于將調節流體引導到測量系統的測量束和/或測量場路徑的至少一部分，該路徑部分在流體流動控制表面和襯底表面之間延伸。
23.一種器件制造方法，包括將襯底保持在測量位置；使用向襯底表面發射的至少一個測量束和/或測量場檢測保持在襯底測量位置的襯底的至少一個方面、特性、位置和/或定向；將調節流體引導到測量束和/或測量場路徑的至少一部分以調節路徑的該部分；并且在檢測襯底的至少一個方面、特性、位置和/或定向之后，將襯底從測量位置移動到處理位置。
24.根據權利要求23的方法，進一步包括在襯底保持在處理位置時將構圖的輻射束投射到襯底上。
25.根據權利要求24的方法，其中襯底的至少一個方面、特性、位置和/或定向的檢測的至少一個結果被用于將構的圖輻射束投射到襯底上。
26.根據權利要求24的方法，其中襯底的至少一個方面、特性、位置和/或定向的檢測的至少一個結果被用于在將構圖的輻射束投射到襯底上之前將襯底相對于投影系統對準。
27.根據權利要求24的方法，還包括使用構圖裝置構圖輻射束，其中襯底的位置和/或定向的檢測或測量的至少一個結果被用于將襯底相對于支撐該構圖裝置的支撐結構或相對于構圖裝置對準。
28.一種根據權利要求23的方法制造的器件。
29.一種根據權利要求24的方法制造的器件。
30.一種光刻設備，包括用于保持襯底的襯底臺，襯底臺是可移動的，以便在襯底測量位置和襯底處理位置之間傳送襯底；測量系統，用于在襯底臺將襯底保持在測量位置中時測量襯底的至少一個方面和/或特性，測量系統用于將至少一個測量束和/或測量場向襯底的表面發射；投影系統，用于在襯底臺將襯底保持在襯底處理位置中時將已構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上；空間填充體和/或空間密封體，其包括與襯底測量位置相對并在測量位置附近延伸的流體流動控制表面；以及熱調節空間填充體和/或空間密封體的系統。
全文摘要
公開了一種光刻設備。該設備包括保持襯底的襯底臺。襯底臺是可移動的，以便在襯底測量位置和襯底處理位置之間傳送襯底。該設備還包括測量系統，用于在襯底臺將襯底保持在測量位置中時測量襯底的至少一個方面或特性。測量系統用于將至少一個測量束和/或測量場向襯底的表面引導。投影系統用于在襯底臺將襯底保持在襯底處理位置中時將已構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上，并且調節系統用于將調節流體提供到測量系統的測量束和/或測量場路徑的至少一部分，以調節該部分路徑。
文檔編號H01L21/027GK1987657SQ200610169059
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月20日 優先權日2005年12月21日
發明者T·F·森杰斯, N·A·A·J·范阿斯坦, W·J·伯西, T·A·R·范恩佩爾, L·M·勒瓦斯爾, E·R·盧普斯特拉, M·J·E·H·穆特杰斯, L·奧維漢德, L·J·M·范登舒爾, M·貝克斯, R·詹森, E·范洛恩侯特 申請人:Asml荷蘭有限公司