專(zhuān)利名稱(chēng)：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(jī) 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(chēng)為掩?；?掩模原版的圖案形成裝置生成將在IC的單個(gè)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(gè)或幾個(gè)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(gè)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(jìn)型和所謂 的掃描型，在步進(jìn)型中，通過(guò)一次使整個(gè)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(guò)輻射射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描圖案并同時(shí)與這個(gè)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(guò)在襯底上壓印圖案將圖案 從而按形成裝置轉(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(duì)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?yàn)槠毓廨椛湓谝后w中將具有更短 的波長(zhǎng)，所以這一點(diǎn)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(méi)襯底或襯底和襯底臺(tái)(參見(jiàn)例如美國(guó)專(zhuān)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(qiáng)大的電動(dòng)機(jī)并且液體中 的湍流可導(dǎo)致不期望的以及無(wú)法預(yù)測(cè)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(lái)進(jìn)行這種布置的一種方式在申請(qǐng)?zhí)枮?No. W099/49504的PCT專(zhuān)利申請(qǐng)公布中被公開(kāi)。如圖2和3所說(shuō)明的，液體通過(guò)襯底上的至 少一個(gè)入口 IN、優(yōu)選地沿襯底相對(duì)于最后元件的移動(dòng)方向被供給并且于投射系統(tǒng)下方經(jīng)過(guò) 之后通過(guò)至少一個(gè)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(shí)，液體 在元件的+X —側(cè)被供給并且在-X —側(cè)被吸收。圖2示意性示出了該布置，其中液體通過(guò) 入口 IN被供給并且在元件的另外一側(cè)通過(guò)連接到低壓源的出口 OUT被吸收。在圖2的說(shuō) 明中，液體沿著襯底相對(duì)于最后元件的移動(dòng)方向被供給，盡管不必是這種情形。位于最后元 件周?chē)娜肟诤统隹诘母鞣N取向和數(shù)量都是可能的，圖3說(shuō)明了一個(gè)實(shí)例，其中在任一側(cè) 上的四組入口加出口在最后元件的周?chē)砸?guī)則的圖案來(lái)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(méi)式光刻解決方案。液體通過(guò)投射 系統(tǒng)PL的任一側(cè)上的兩個(gè)凹槽入口 IN來(lái)供給并且通過(guò)沿入口 IN外徑向布置的多個(gè)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(guò)該孔投射投影射束。液體通過(guò)投射系統(tǒng)PL的一側(cè)上的一個(gè)凹槽入口 IN被供給并且通 過(guò)投射系統(tǒng)PL的另外一側(cè)上的多個(gè)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(dòng)。選擇使用哪一對(duì)入口 IN和出口 OUT組合可能取決于襯底W的移動(dòng) 方向(另外的入口 IN和出口 OUT組合不起作用)。在歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)公布No. EP 1420300和美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布No. US 2004-0136494 中，公開(kāi)了一對(duì)或雙臺(tái)浸沒(méi)式光刻設(shè)備的概念，每個(gè)申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)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(gè)臺(tái)。在沒(méi)有浸液的情況下利用第一位置的臺(tái)實(shí)施水準(zhǔn) 測(cè)量，并且在存在浸液之處利用第二位置的臺(tái)實(shí)施曝光。或者，該設(shè)備僅具有一個(gè)臺(tái)。浸液可使(例如由制造過(guò)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(shí)可能會(huì)干擾成像。因此，應(yīng)當(dāng)解決浸沒(méi)式光 刻設(shè)備中的污染問(wèn)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(méi)式光刻設(shè)備的方法。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種浸沒(méi)式光刻投射設(shè)備，該設(shè)備包括襯底臺(tái)，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(gè)方面，提供一種浸沒(méi)式光刻投射設(shè)備，該設(shè)備包括襯底臺(tái)，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(duì)于表面是可移動(dòng)的，以使在清洗模式 下通過(guò)液體的直接直線(xiàn)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(gè)方面，提供一種清洗浸沒(méi)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(guò)舉例并參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)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(shí)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(gè)液體供應(yīng)系統(tǒng)；圖5以截面圖描述了供浸沒(méi)式光刻設(shè)備使用的另一個(gè)液體供應(yīng)系統(tǒng)；圖6以截面圖說(shuō)明了用來(lái)清洗襯底臺(tái)的本發(fā)明的第一實(shí)施例；
圖7以截面圖說(shuō)明了用來(lái)清洗液體供應(yīng)系統(tǒng)的本發(fā)明的第二實(shí)施例；以及圖8以截面圖說(shuō)明了用來(lái)清洗襯底臺(tái)的本發(fā)明的第三實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1示意性地描述了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)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(niǎo)(例如UV輻射或DUV輻射)；支持結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))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(tái)(例如晶片臺(tái))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(niǎo)的圖案投射到襯底W的目標(biāo)部分C (例如包括一個(gè)或多個(gè)管芯)上。照明系統(tǒng)可包括對(duì)輻射進(jìn)行導(dǎo)向、成形和/或控制的各種類(lèi)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(lèi)型的光 學(xué)部件或者其任何組合。支持結(jié)構(gòu)以依賴(lài)于圖案形成裝置的取向、光刻設(shè)備的設(shè)計(jì)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(jī)械 的、真空的、靜電的或其他的夾緊技術(shù)來(lái)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(dòng)的框架或者臺(tái)。支持結(jié)構(gòu)可確保圖案形成裝置位于例如相對(duì)投射系統(tǒng) 來(lái)說(shuō)所期望的位置。在本文，術(shù)語(yǔ)“掩模原版”或“掩?！钡娜魏斡梅杀徽J(rèn)為與更通用的 術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”是同義的。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“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(duì)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(duì)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(shí)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(lèi)型以及各種混合掩模類(lèi)型?？删幊嚏R面陣列的實(shí)例使用小鏡面的矩陣布置，可 以個(gè)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(yǔ)“投射系統(tǒng)”應(yīng)當(dāng)被廣義地解釋為包含任何類(lèi)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(yǔ)“投射透鏡”的任何用法可被認(rèn)為與更通用的術(shù)語(yǔ)“投射系統(tǒng)”是 同義的。正如這里所述，該設(shè)備是透射類(lèi)型的(例如使用透射掩模)?；蛘撸撛O(shè)備可以是 反射類(lèi)型的(例如使用上文提到的類(lèi)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(gè)(雙臺(tái))或更多個(gè)襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或更多個(gè)支持結(jié)構(gòu))的類(lèi)型。在這種“多臺(tái)”機(jī)器中，附加的臺(tái)或支持體可被并行使用，或者可以在一個(gè)或 多個(gè)臺(tái)上實(shí)施準(zhǔn)備工序而一個(gè)或多個(gè)其他臺(tái)用于曝光。參考圖1，照明器IL接收來(lái)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(shí)體，例如當(dāng)該源是受激準(zhǔn)分子激光器時(shí)。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(kuò)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(shí)。源SO和照明器IL，如果需要的話(huà)連同射束輸送系統(tǒng)BD，可被稱(chēng)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(qiáng)度分布。一般地， 可以調(diào)整照明器的光瞳平面上強(qiáng)度分布的至少外和/或內(nèi)徑向范圍(通常分別被稱(chēng)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(qiáng)度分布。輻射射束B(niǎo)入射到在支持結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái)MT)上被支撐的圖案形成裝置(例如 掩模MA)上并且通過(guò)圖案形成裝置被圖案化。輻射射束B(niǎo)穿過(guò)圖案形成裝置MA后，經(jīng)過(guò)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(xiàn)性編碼器或電容傳感器)，襯底臺(tái)WT可準(zhǔn)確地移動(dòng)，例如 以便將不同的目標(biāo)部分C定位在輻射射束B(niǎo)的路徑上。類(lèi)似地，第一定位裝置PM和另一位 置傳感器(圖1中沒(méi)有明確示出)可用于相對(duì)于輻射射束B(niǎo)的路徑準(zhǔn)確定位圖案形成裝置 MA，例如在從掩模庫(kù)中機(jī)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(zhǎng)行程模塊(粗糙定位)和短行程模塊(精細(xì)定位)可實(shí)現(xiàn)支持結(jié)構(gòu)MT的移動(dòng)。 類(lèi)似地，利用構(gòu)成第二定位裝置PW的部分的長(zhǎng)行程模塊和短行程模塊可實(shí)現(xiàn)襯底臺(tái)WT的 移動(dòng)。在步進(jìn)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?？梢允褂脠D案形成裝置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2和襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2對(duì)準(zhǔn)圖案形成 裝置MA和襯底W。盡管如圖所示的襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)專(zhuān)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(chēng)為劃道對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記)。類(lèi)似地，在圖案形成裝置MA上提供不止 一個(gè)管芯的情形中，可使圖案形成裝置對(duì)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(jìn)模式中，支持結(jié)構(gòu)MT和襯底臺(tái)WT基本上保持不動(dòng)，而使賦予輻射射束的 整個(gè)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(tái)WT在X和/或Y方 向上移動(dòng)，以使不同的目標(biāo)部分C可被曝光。在步進(jìn)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(tái)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(dòng)態(tài)曝光)。襯底臺(tái)WT相對(duì)于支持結(jié)構(gòu)MT的速度和方向可通 過(guò)投射系統(tǒng)PS的(退)放大和圖像反轉(zhuǎn)特征來(lái)確定。在掃描模式中，曝光區(qū)的最大尺寸限 制了在單次動(dòng)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(dòng)的長(zhǎng)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(dòng)，移動(dòng) 或掃描襯底臺(tái)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(tái)WT每次移動(dòng)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(duì)可編程圖案形成裝置進(jìn)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(lèi)型的可編程鏡面陣列的可編程圖案形成裝置的無(wú)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(gè)浸沒(méi)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(tái)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(jìn)行說(shuō)明。阻擋構(gòu)件在XY平面上相對(duì)于投射系 統(tǒng)基本上是不動(dòng)的，盡管在Z方向上(在光軸方向上)可能存在有某一相對(duì)移動(dòng)。在一個(gè) 實(shí)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(duì)襯底的非接觸密封16可以在投射系統(tǒng)的像場(chǎng)周?chē)纬梢允挂后w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(guò)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(guò)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(gè)實(shí)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(chǎng)的形狀緊密相符，例如為矩形，盡管不 必是這種情形。通過(guò)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(guò)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(guò)出口 14抽取的氣體形成，例如空氣和合成空氣，但是在一個(gè)實(shí)施例中為N2或另一種 惰性氣體。氣體入口 15上的過(guò)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(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布No. US 2004-0207824 中公開(kāi)，該專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用而結(jié)合于此。如上面注意到的，浸沒(méi)式光刻設(shè)備是一種其中襯底通過(guò)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(gè)或多個(gè)特殊問(wèn)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(shí)，浸液 故意包括懸浮的粒子。本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例通過(guò)提供用來(lái)清洗浸沒(méi)式光刻投射設(shè)備的設(shè)備和方 法解決了外物粒子問(wèn)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(dòng))并且因此可以非 常接近將要清洗的表面。然而，存在有對(duì)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(gè)液體，但是兆聲能量?jī)H僅是局部高 并且因此必須直接射向?qū)⒁逑吹谋砻妗Ｒ簿褪?，直接路?瞄準(zhǔn)線(xiàn)/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(gè)長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)充滿(mǎn)液體。兆聲頻率通常被認(rèn)為是在750kHz至3MHz之間。對(duì)目前的實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)，使用大 約750kHz以上、IMHz以上或1. 5MHz以上的頻率。
當(dāng)引入的聲能的頻率增加時(shí)，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(dòng)和更小程度上由空化和氣泡爆裂來(lái)完成。在兆聲頻率下，可移去直徑小于0. 5 μ m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(xiàn))必須存在有毫無(wú)障礙的路徑。為了進(jìn)一步提 高清洗效率，可使氣體溶解到液體中以促進(jìn)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(jìn)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H2A溶液。可能想要在浸沒(méi)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(tái) WT(其頂面)、在成像期間浸沒(méi)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(shuō)明的那些)。在一個(gè)實(shí)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(shí)施例中，液體供應(yīng)系統(tǒng)提供液流以使在清洗表面時(shí)移去液體，從而將自表面移 去的粒子運(yùn)走。一種合適的液體是超純形式的水。然而，其他類(lèi)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(diǎn)。其他清洗液是例如水/ 過(guò)氧化氫、水/乙醇、水/異丙醇(IPA)、水/氨或水/丙酮混合物?？捎米魈砑觿┑钠渌?學(xué)物質(zhì)包括TMAH和SC-I或SC-2。將氣體(或一些溶劑)引入液體的一個(gè)原因是，這促進(jìn)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(dòng)，這導(dǎo)致的清洗比起所謂的瞬時(shí)空 化可能對(duì)正在清洗的表面的損害更小，所謂的瞬時(shí)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(jiàn) 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(xiàn)上提供兆聲波。多達(dá)100秒的處理時(shí)間可導(dǎo)致大約IMHz頻率下多達(dá)100%的粒子移除效率。如果 聲頻超過(guò)3MHz很多，則粒子移除效率在剛剛超過(guò)IMHz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SiO2S子的移 除可使移除效率從零增加到30%。因此，超過(guò)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(shuō)55°C)下溶解的氣體越少、高溫下反 應(yīng)時(shí)間越快之間應(yīng)當(dāng)達(dá)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0H_離子，其產(chǎn)生負(fù)表面電荷。因此，保證 液體的PH值遠(yuǎn)離pH7確保了已經(jīng)移除粒子之后粒子的再次沉積不會(huì)發(fā)生。此外，當(dāng)粒子和 表面帶有相等電荷(或正或負(fù))時(shí)，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(shí)間應(yīng)當(dāng)在10和90秒之間。對(duì)于由兆聲換能器穿過(guò)直接路徑到達(dá)將要清洗的表面的來(lái) 自兆聲換能器的聲波來(lái)說(shuō)，推薦了用來(lái)清洗浸沒(méi)式光刻設(shè)備的不同部分的若干設(shè)計(jì)。圖6說(shuō)明了第一實(shí)施例，其可用來(lái)例如清洗襯底臺(tái)WT的頂面。在這個(gè)實(shí)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(lèi)似于圖5的液體限制 系統(tǒng)的阻擋構(gòu)件，因?yàn)槠浒夥庋b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(tái)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?？拷r底臺(tái)WT的表面。這是有利的，因?yàn)閾Q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(duì)靠近正進(jìn)行清洗的襯底臺(tái)WT的頂面(因?yàn)樗?具有低功率)。在一個(gè)實(shí)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(guò)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(tái)WT和/或阻擋構(gòu)件12和換能器20相對(duì)于另一個(gè)進(jìn)行移動(dòng)，以使可以清洗 襯底臺(tái)WT的所有頂面。清洗可以自動(dòng)的方式發(fā)生于光刻設(shè)備內(nèi)，或者可以繞過(guò)阻擋構(gòu)件12 和換能器20在襯底臺(tái)WT的頂面上方以手或某些工具手工實(shí)施。如果清洗過(guò)程是自動(dòng)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(chǔ)存位置可移動(dòng)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(shí)相對(duì)于換能器20移動(dòng)襯底臺(tái)WT?？赡苄枰谄饎?dòng)清洗裝置的液體供應(yīng)系 統(tǒng)之前在Z軸上移動(dòng)襯底臺(tái)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(dòng)襯底臺(tái)WT，以使期望進(jìn)行清洗的表面可得以清洗。圖7說(shuō)明了利用之以便清洗如圖2-5中說(shuō)明的液體限制系統(tǒng)LCS的第二實(shí)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(gè)實(shí)例說(shuō)明 了依照?qǐng)D5所示的液體限制系統(tǒng)。在這個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置了可移動(dòng)槽50，可移動(dòng)槽50在其底部表面具有兆聲換能器 20。因?yàn)闆](méi)有特定的尺寸約束，第二實(shí)施例的兆聲換能器20可大于第一實(shí)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(dá)50mm。在一個(gè)實(shí)施例中，該距離小于40mm，或小于30mm?？刂破骺刂撇?0的位置，它在儲(chǔ)存位置和清洗位置(如圖所示)之間是可移動(dòng) 的，并且控制槽50中的流體水平。在一個(gè)實(shí)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(mǎn)液體。這是為了保護(hù) 投射系統(tǒng)的最后元件免遭聲波和/或清洗液對(duì)它的損害。另外或另一方面，屏蔽(也許是 板的形式)可用來(lái)保護(hù)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(gè)實(shí)施例 中，這種槽布置可用來(lái)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(shuō)明的第二實(shí)施例中，槽50和/或換能器20相對(duì)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(dòng)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(dòng)情況下的液體限制系統(tǒng)LCS的整個(gè)底面(或 者剛好是其期望的部分)，則不必執(zhí)行這個(gè)過(guò)程。在圖8所說(shuō)明的、用來(lái)清洗例如襯底臺(tái)WT的頂面的第三實(shí)施例中，襯底臺(tái)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(tái)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(shí)，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(tái)WT的表面上方移動(dòng)(其中換能器20的底面被液體覆蓋)和/或 可使襯底臺(tái)WT在換能器20的下方移動(dòng)，從而清洗襯底臺(tái)WT的頂面。當(dāng)然，類(lèi)似的實(shí)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(tái)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(dòng)的。在清洗襯底臺(tái)WT的頂面時(shí)，還可能同時(shí)清洗設(shè)于襯底臺(tái)WT的頂面上的一個(gè)或多 個(gè)傳感器。傳感器類(lèi)型的實(shí)例包括傳輸圖像傳感器、透鏡干涉儀和/或光點(diǎn)傳感器。在一個(gè)實(shí)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(gè)目的，可設(shè)置測(cè)微計(jì)，以便相對(duì)于將要清洗的表面調(diào)節(jié)換能器20的傾斜。 在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置相對(duì)于表面傾斜的換能器可能是有利的，并且可再次利用測(cè)微計(jì)對(duì) 其進(jìn)行調(diào)節(jié)。測(cè)微計(jì)還可用來(lái)調(diào)節(jié)換能器至將要清洗的表面的距離。在所有實(shí)施例中，穿 過(guò)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(shí)又會(huì)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(shuō)，期望設(shè)計(jì)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(shì)和表面的ζ電勢(shì)使得粒子不會(huì)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(shì)是液體中表面的電勢(shì)。ζ電勢(shì)通常隨著距表面的距離而減小。給定類(lèi)型 的材料具有針對(duì)特定類(lèi)型液體的給定的ζ電勢(shì)。一種改變表面的ζ電勢(shì)的方法是改變液 體中電解質(zhì)的濃度，并且另一種改變?chǔ)齐妱?shì)的方法是改變液體的PH值。通過(guò)仔細(xì)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(shì)和(ii)粒子的ζ電勢(shì)。優(yōu)選地，選擇這兩個(gè) ζ電勢(shì)，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(shí)和利用材料類(lèi)型的知識(shí)選擇液體的ρΗ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P(yáng)H值或電解質(zhì)濃度下，對(duì)表面和粒子來(lái)說(shuō)，ζ電勢(shì)是非零的。在該情況下，對(duì)表面和粒子 來(lái)說(shuō)，電勢(shì)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(gè)PH值和 /或濃度，在該P(yáng)H值和/或濃度下，對(duì)兩種材料來(lái)說(shuō)，ζ電勢(shì)將具有相同的極性。由于改變液體ρΗ值可能對(duì)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(guò)添加鹽(NaCl)來(lái)改變電解質(zhì)濃度， 則這不會(huì)對(duì)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?chǔ)齐妱?shì)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(chǔ)器的制導(dǎo)和檢測(cè)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(shí)到，在這種可選 用的應(yīng)用情況中，本文中術(shù)語(yǔ)“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(yǔ) “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(jī) (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(jì)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(kāi)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(guò)不止一次的處理，以使本文所使用的術(shù)語(yǔ)“襯底”還 可指已經(jīng)包含多個(gè)經(jīng)過(guò)處理的層的襯底。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“輻射”和“射束”包含所有類(lèi)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(zhǎng))。在情況允許的地方，術(shù)語(yǔ)“透鏡”可指各種類(lèi)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(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是將意識(shí)到，可以與所述的不 同的方式來(lái)實(shí)施本發(fā)明。例如，本發(fā)明可采用描述上面公開(kāi)的方法的、包含一個(gè)或多個(gè)機(jī)器 可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形式，或者采用將這樣的計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 介質(zhì)(例如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤(pán)或光盤(pán))的形式。本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可用于任何浸沒(méi)式光刻設(shè)備，具體為但不是僅僅是上 述這些類(lèi)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(jì)的液體供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)被廣義地解釋。在某些實(shí)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(tái)之間的空間的機(jī)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(gè)或多個(gè)液體入口、一個(gè)或多個(gè)氣體入口、一個(gè)或多個(gè)氣體出口、和/ 或一個(gè)或多個(gè)液體出口的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，空間的表面可以是襯底和/或襯底臺(tái)的 一部分，或者空間的表面可完全覆蓋襯底和/或襯底臺(tái)的表面，或者該空間可包圍襯底和/ 或襯底臺(tái)。液體供應(yīng)系統(tǒng)還可任選地包括用來(lái)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(gè)或多個(gè)元件。按照所期望的特性和所使用的曝光輻射的波長(zhǎng)，在該設(shè)備中使用的浸液可具有不 同的成分。對(duì)于193nm的曝光波長(zhǎng)，可使用超純水或基于水的成分，并且出于這個(gè)原因，浸 液有時(shí)被稱(chēng)為水，并且可使用與水有關(guān)的術(shù)語(yǔ)，例如親水的、疏水的、濕度等。上面的描述是用于說(shuō)明而不是限制的。因而，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn) 的是，只要未背離下面所陳述的權(quán)利要求書(shū)的范圍，可對(duì)所描述的本發(fā)明進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種浸沒(méi)式光刻投射設(shè)備，包括襯底臺(tái)，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，所述投射系統(tǒng)具有最 后元件；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，其中所述最后元件被保護(hù)而免遭聲波和/或清洗液對(duì)它的損害。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括用來(lái)保護(hù)所述投射系統(tǒng)的所述最后元件不受兆聲 波和/或液體的影響的屏蔽。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述屏蔽包括板。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中液體供應(yīng)系統(tǒng)包括液體限制系統(tǒng)，用于 僅在所述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，其中，液體 水平被控制成覆蓋液體限制系統(tǒng)的底面但是未覆蓋投射系統(tǒng)的最后元件以便形成未充滿(mǎn) 液體的空隙。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中兆聲換能器具有750Hz以上的頻率。
6.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，由此將液體包含 在所述兆聲換能器和將要清洗的所述表面之間。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述阻擋構(gòu)件、所述換能器或這兩者相對(duì)于所述表 面是可移動(dòng)的。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述密封是氣封。
9.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述表面是所述襯底臺(tái)的頂面。
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)被構(gòu)造并被布置為在所述表面 上方供給液體流。
11.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(duì)所述 表面以使聲波在瞄準(zhǔn)線(xiàn)路徑上射向?qū)⒁逑吹乃霰砻妗?br> 12.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(tái)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)的表面或所述襯底臺(tái)的表面及液 體限制系統(tǒng)的表面兩者。
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)包括槽和被配置為使液體填充 所述槽達(dá)到某一水平的控制器。
14.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(tái)的頂面的 阻擋物，以使可在所述頂面上供給液體并且通過(guò)所述阻擋物防止其逸出。
15.一種清洗浸沒(méi)式光刻投射設(shè)備的表面的方法，所述方法包括步驟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，其中所述浸沒(méi)式光刻投射設(shè)備包括投射系統(tǒng)，所述投射系統(tǒng)的最后元件被保護(hù)而免遭 聲波和/或清洗液對(duì)它的損害。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光刻設(shè)備和一種光刻設(shè)備清洗方法，尤其公開(kāi)了一種具有被配置為清洗表面的兆聲換能器的浸沒(méi)式光刻投射設(shè)備和一種利用兆聲波清洗浸沒(méi)式光刻投射設(shè)備的表面的方法。
文檔編號(hào)H01L21/687GK102081310SQ20101055911
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2007年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月22日
發(fā)明者A·M·C·P·德瓊格, H·詹森, J·W·J·L·庫(kù)伊帕斯, M·H·A·利恩德斯, M·K·斯塔文加, P·F·萬(wàn)滕, R·G·M·比倫, R·J·布魯爾斯 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司