CN1774668B - 包括用于沉浸式光刻装置的传送区的环境系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制光学组件(16)与器件(30)之间间隙(246)内的环境的环境系统(26)包括：流体屏障(254)，沉浸流体系统(252)，和传送区(256)。流体屏障(254)位于器件(30)附近，并且将传送区(256)保持在间隙(246)附近。沉浸流体系统(252)输送填充间隙(246)的沉浸流体(248)。传送区(256)将至少一部分邻近流体屏障(254)和器件(30)的沉浸流体(248)输送离开器件(30)。沉浸流体系统(252)能包括流体清除系统(282)，其与传送区(256)流体相连。传送区(256)能够用多孔金属制成。

Description

包括用于沉浸式光刻装置的传送区的环境系统
相关专利申请
本申请要求获得如下专利申请的优先权，即临时专利申请系列No.60/462,112，其于2003年4月10日提出申请，题目为“用于沉浸式光刻的真空环系统和灯芯环系统”(VACUUM RING SYSTEM ANDWICK RING SYSTEM FOR IMMERSION LITHOGRAPHY)，和临时专利申请系列No.60/485,033，其于2003年7月2日提出申请，题目为“围绕透镜周围为沉浸式光刻清除和检查沉浸流体的泵和灯芯的多中心布局”(MULTIPLE CONCENTRIC ARRANGEMENT OFPUMPS AND WICKS AROUND PERIPHERY OF LENS TOREMOVE AND INSPECT IMMERSION LIQUID FORIMMERSION LITHOGRPHY)。在允许的范围内，本文引用临时专利申请系列Nos.60/462,112和60/485,033的内容作为参考。
背景技术
在半导体处理期间，曝光装置通常用于将图像从刻线板(reticle)转移到半导体晶片上。典型的曝光装置包括一个照射源，一个定位刻线板的刻线板台组件(reticle stage assembly)，一个光学组件，一个定位半导体晶片的晶片台组件，和一个精确监视刻线板和晶片位置的测量系统。
沉浸式光刻系统利用一层充满光学组件与晶片之间间隙的沉浸流体。晶片在典型的光刻系统中快速移动，并可预期会将沉浸流体从间隙中携带出去。脱离间隙的沉浸流体会干扰光刻系统其它部分的工作。例如，沉浸流体会干扰监视晶体位置的测量系统。
发明内容
本发明涉及一种环境系统，其用于控制位于光学组件与保持在器件台上的器件之间的间隙内的环境。该环境系统包括沉浸流体源和位于器件附近的传送区。该沉浸流体源输送进入间隙的沉浸流体。该传送区俘获离开间隙的沉浸流体。利用该设计，在某些实施例中，本发明可避免对器件使用直接真空吸引，直接真空吸引会潜在影响器件和/或光学组件。
在一个实施例中，环境系统包括流体屏障，其位于器件附近并包围间隙。而且，流体屏障能够将传送区保持在器件附近。
在一个实施例中，环境系统包括一个流体清除系统，其将沉浸流体从传送区附近清除出去。在另一个实施例中，该流体清除系统能够引导清除流体，从而将沉浸流体从传送区清除出去。在该实施例中，清除流体的清除流体温度可高于沉浸流体的沉浸流体温度。
在一个实施例中，传送区是一个包括多个用于收集传送区附近沉浸流体的通道的基片。作为一个实例，传送区能够用通过毛细作用输送沉浸流体的材料制成。在该实施例中，通道能够是多个孔。在可替换实施例中，通道能够是多个延伸通过传送区的相互间隔的传送孔(transport aperture)。
本发明还涉及一种曝光装置，一种晶片，一种器件，一种用于控制间隙内环境的方法，一种用于制造曝光装置的方法，一种用于制造器件的方法和一种用于制造晶片的方法。
附图说明
图1是具有本发明特征的曝光装置的侧视图；
图2A是图1曝光装置一部分的透视图；
图2B是沿着图2A的2B-2B线获得的剖面图；
图2C是沿着图2B的2C-2C线获得的放大图；
图2D是曝光装置一部分另一个实施例的放大图；
图3A是具有本发明特征的沉浸流体源的侧视图；
图3B是具有本发明特征的流体清除系统的侧视图；
图3C是具有本发明特征的流体清除系统另一个实施例的侧视图；
图3D是具有本发明特征的流体清除系统再一个实施例的侧视图；
图4是曝光装置另一个实施例的放大剖面图；
图5A是曝光装置再一个实施例一部分的放大剖面图；
图5B是沿着图5A的5B-5B线获得的放大图；
图6A是描述根据本发明的器件的制造处理的流程图；
图6B是更详细地描述器件处理的流程图。
具体实施方式
图1是精密组件的示意图，即具有本发明特征的曝光装置10。曝光装置10包括装置框12，照射系统14(辐射装置)，光学组件16，刻线板台组件18，器件台组件20，测量系统22，控制系统24，和流体环境系统26。曝光装置10各部分的设计可以变化，以便适合于曝光装置10的设计要求。
多个附图都包括坐标系统，表示X轴、与X轴正交的Y轴和与X轴及Y轴都正交的Z轴。应当注意，这些轴也能够称作第一、第二和第三轴。
曝光装置10特别有利于用作将集成电路的图形(未显示)从刻线板28转移到半导体晶片30(如幻灯所示)上的光刻器件。晶片30也一般地称作器件或者工件。曝光装置10安装在一个安装基础32上，例如地面、基架或者地板以及其它的支撑结构。
有多种不同类型的光刻器件。例如，曝光装置10能够用作扫描型平板印刷系统，其同步地移动刻线板28和晶片30，将图形从刻线板28曝光到晶片30上。在扫描型光刻装置中，刻线板28通过刻线板台组件18垂直于光学组件16的光轴移动，晶片30通过晶片台组件20垂直于光学组件16的光轴移动。刻线板28和晶片30的扫描与刻线板28和晶片30的同步移动同时发生。
选择地，曝光装置10能够是步进重复型(step-and-repeat type)平板印刷系统，其在固定刻线板28和晶片30的同时曝光刻线板。在步进和重复处理中，在曝光一个单独的区期间，晶片30相对于刻线板28和光学组件16处于恒定的位置。随后，在连续的曝光步骤之间，晶片30与晶片台组件20垂直于光学组16的光轴连续地移动，从而将晶片30的下一个区带到相对于光学组件16和刻线板28的位置进行曝光。遵循这个处理，刻线板28上图形顺序地曝光到晶片30的各个区上，然后晶片30的下一个区被带到相对于光学组件16和刻线板28的位置。
然而，这里提供的曝光装置10的使用不仅限于用于半导体制造的光刻系统。曝光装置10还能够用作，例如将液晶显示器件图形曝光到矩形玻璃板的LCD光刻系统，或者用于制造薄膜磁头的平板印刷系统。
装置框12支持曝光装置10的部件。图1所示的装置框12将刻线板台组件18、晶片台组件20、光学组件16和照射系统14支持在安装基础32之上。
照射系统14包括照射源34和照射光学组件36。照射源34发射(照射)一束光。照射光学组件36将光束从照射源34引导到光学组件16。光束选择地照射刻线板28的不同部分，并曝光晶片30。在图1中，照射源34被图解支持在刻线板台组件18之上。然而典型地，照射源34固定在装置框12的一侧，并且照射源34的能量束通过照射光学组件36引导到刻线板台组件18上。
照射源34可以是g线源(436nm)，i线源(365nm)，KrF受激准分子激光器(248nm)，ArF受激准分子激光器(193nm)或者F2受激准分子激光器(157nm)。选择地，照射源34能够产生带电粒子束，例如X-射线或电子束。例如，在使用电子束的实例中，能够使用热电子发射型六硼化镧(LaB6)或钽(Ta)作为电子枪的阴极。而且，在使用电子束的实例中，其结构可以是，或者使用掩模，或者不使用掩模直接在基片上形成图形。
光学组件16将通过刻线板28的光线投射和/或聚焦在晶片30上。取决于曝光装置10的设计，光学组件16能够放大或缩小照射在刻线板28上的图形。光学组件16并非必需限制于缩小系统。还能够是1x或者放大系统。
当使用远紫外线，例如受激准分子激光器时，光学组件16能够使用透射远紫外线或X-射线的玻璃材料，例如石英和萤石。当使用F2受激准分子激光器或者X-射线时，光学组件16能够是反射折射的或者折射的(刻线板也应当优选地为折射型)，而当使用电子束时，电子光学系统能够由电子透镜和偏转器构成。电子束的光学路径应当在真空中。
此外，利用波长为200nm或者更短的真空紫外辐射(VUV)的曝光器件，可以考虑使用反射折射型光学系统。反射折射光学系统的实例包括，待审查专利申请官方公报中公布的日本专利申请公开No.8-171054及其相应的美国专利No.5,668,672，以及日本专利申请公布No.10-20195及其相应的美国专利No.5,835,275。在这些实例中，折射光学器件能够是具有波束分割器和凹面镜的反射折射光学系统。待审查专利申请官方公报中公布的日本专利申请公布No.8-334695及其相应的美国专利No.5,689,377以及日本专利申请公布No.10-3039及其相应的美国专利No.873,605(公布日期：6-12-97)也使用具有凹面镜等当没有波束分割器的反射-折射型光学系统，并且也能够在本发明中使用。在允许的范围内，本文引用上述美国专利以及待审查专利申请官方公报中公布的日本专利申请作为参考。
在一个实施例中，光学组件16利用一个或多个光学安装隔离器37固定于装置框12。光学安装隔离器37防止装置框12的振动导致光学组件16振动。每个光学安装隔离器37都能够包括一个隔离振动的气压缸(未显示)和一个隔离振动并以至少两种程度的运动控制位置的致动器(未显示)。合适的光学安装隔离器37由位于Woburn，MA的集成动态工艺公司(Integrated Dynamics Engineering)出售。为了说明简单，显示了两个相间的光学安装隔离器37用于将光学组件16固定于装置框12。然而，例如，相间的光学安装隔离器37能够用于将光学组件16运动地固定于装置框12。
刻线板台组件18保持并相对于光学组件16和晶片30定位刻线板28。在一个实施例中，刻线板台组件18包括一个保持刻线板28的刻线板台38，和一个移动并定位刻线板台38和刻线板28的刻线板台移动器组件40。
类似地，器件台组件20相对于刻线板28被照射部分的投影图像保持和定位晶片30。在一个实施例中，器件台组件20包括一个保持晶片30的器件台42，一个相对于光学组件16移动和定位器件台42和晶片30的器件台移动器组件44，和器件台基架43。器件台42在下文将有更详细的说明。
每个台移动器组件40、44都能够以3个自由度、小于3个自由度或者多于3个自由度地移动相应的台38，42。例如，在可选择实施例中，每个台移动器组件40、44能够以1、2、3、4、5或6个自由度移动相应的台38、42。刻线板台移动器组件40和器件台移动器组件44的每一个都能够包括一个或多个移动器，例如旋转马达、音圈马达、利用洛仑兹力产生驱动力的线性马达、电磁马达、平面马达或者其它的力移动器。
在照相光刻系统中，当在晶片台组件或者刻线板台组件中使用线性马达时(见美国专利Nos.5,623,853或者5,528,118)，线性马达能够是采用空气轴承的空气悬浮型，也能够是采用洛仑兹力或电抗力的磁悬浮型。此外，台能沿着导轨移动，或者能够是不使用导轨的无导轨型台。在允许的范围内，本文引用美国专利Nos.5,623,853和5,528,118的内容作为参考。
选择地，其中一个台能够由平面马达驱动，该马达通过磁体单元和电枢线圈产生的电磁力驱动台，其中该磁体单元具有二维布置的磁体，该电枢线圈具有在相对位置二维布置的线圈。利用这种类型的驱动系统，磁体单元或者电枢线圈的一个与台基架相连，并且在台的移动平面侧安装另一个单元。
台的如上所述地移动，产生能够影响照相光刻系统性能的反作用力。由晶片(基片)台运动产生的反作用力能够通过框元件机械地传递给地板(地面)，框元件如美国专利No.5,528,100和日本专利申请公布No.8-136475中公开的。此外，由刻线板(掩模)台运动产生的反作用力能够通过框元件机械地传递给地板(地面)，框元件如美国专利No.5,874,820和日本专利申请公布No.8-330224中公开的。在允许的范围内，本文引用美国专利申请Nos.5,528,100和5,874,820以及日本专利申请公布No.8-330224的内容作为参考。
测量系统22监视刻线板28和晶片30相对于光学组件16或者其它参照物的运动。利用该信息，控制系统24能够控制刻线板台组件18以精确地定位刻线板28，以及控制器件台组件20以精确地定位晶片30。测量系统22的设计可以不同。例如，测量系统22能够采用多个激光干涉计、编码器、反射镜和/或其它测量器件。
控制系统24从测量系统22接收信息，并控制台移动器组件18、20从而精确地定位刻线板28和晶片30。此外，控制系统24能够控制环境系统26的部件的工作。控制系统24能够包括一个或多个处理器和电路。
环境系统26控制光学组件16和晶片30之间间隙246(如图2B所示)的环境。间隙246包括一个成像区。成像区包括与晶片的曝光区相邻的区域以及光学组件16与晶片30之间通过光束的区域。利用这种设计，环境系统26能够控制成像区内的环境。
间隙246中由环境系统26产生和/或控制的理想环境能够根据晶片30和曝光装置10其余部件，包括照射系统14，的设计而改变。例如，理想的受控环境能够是流体，例如水。选择地，理想的受控环境能够是其它类型的流体。
图2A是晶片30和图1所示曝光装置一部分的透视图，包括光学组件16、器件台42和环境系统26。
图2B是图2A曝光装置10一部分的剖面图，包括光学组件16、器件台42和环境系统26。图2B图解的光学组件16包括光学外罩250A、最后一个光学元件(last optical element)250B和元件保持器250C，其将最后光学元件250B固定于光学外罩250A。此外，图2B图解了最后一个光学元件250B与晶片30之间的间隙246。在一个实施例中，间隙246大约为1mm。
在一个实施例中，环境系统26用沉浸流体248填充成像区和间隙246的其他区域(如圆所示)。环境系统26和环境系统26各部件的设计能够不同。在图2B所示的实施例中，环境系统26包括沉浸流体系统252，流体屏障254和传送区256。在该实施例中，(i)沉浸流体系统252将沉浸流体248输送和/或注射到间隙246中，清除传送区256或者其附近的沉浸流体248，和/或便于沉浸流体248通过传送区256，(ii)流体屏障254阻止沉浸流体248离开间隙246附近，且(iii)传送区256转移和/或输送流自间隙246的沉浸流体248。流体屏障254还在间隙246附近形成一个室257。
沉浸流体系统252的设计能够不同。例如，沉浸流体系统252能够在如下的一个或多个位置注射沉浸流体248：间隙246和室257或其附近，光学组件16的边缘，和/或直接在光学组件16与晶片30之间。而且，沉浸流体系统252能够在如下的一个或多个位置辅助清除和/或排泄沉浸流体248：器件30或其附近、间隙246和/或光学组件16的边缘。
在图2B所示的实施例中，沉浸流体系统252包括一个或多个位于光学组件16和沉浸流体源260周缘附近的注射喷嘴258(只显示了一个)。图2C更详细地图解了一个注射喷嘴。在该实施例中，每个注射喷嘴258都包括一个喷嘴出口262，其与沉浸流体源260流体相连。在合适的时刻，沉浸流体源260向一个或多个开口于室257内的喷嘴出口262提供沉浸流体248。
图2B和2C还图解了位于晶片30上方的室257内的沉浸流体248。沉浸流体流入间隙246中。而且，随着晶片30在光学组件16下移动，基片30将晶片30上表面附近的沉浸流体拖带到间隙246中。
在一个实施例中，流体屏障254形成围绕间隙246的室257，限制沉浸流体248流出间隙246，帮助保持间隙246内充满沉浸流体248，并有利于回收脱离间隙246的沉浸流体248。在一个实施例中，流体屏障254包围并整个围绕间隙246和光学组件16的底部。而且，在一个实施例中，流体屏障254将沉浸流体248限制在居中于光学组件16的晶片30和器件台42上的区域内。选择地，例如，流体屏障254能够只围绕间隙246的一部分，并且流体屏障254能够偏心于光学组件16。
在图2B和2C所示的实施例中，流体屏障254包括防泄漏框264和框支架268。在该实施例中，防泄漏框264一般呈环形，并且包围间隙246。此外，在该实施例中，防泄漏框264包括顶侧面270A、面对晶片30的相对底侧面270B、面对间隙246的内侧面270C和外侧面270D。而且，在该实施例中，流体屏障254包括用于接收传送区256的通道272。作为一个实例，通道272能够呈环形。
应当注意，术语顶和底只是出于方便的目的，且防泄漏框264的取向能够旋转。还应当注意，防泄漏框264能够为其它的形状。例如，防泄漏框264能够是矩形框、八角形框、椭圆形框、或者其它合适的形状。
框支架268将支持防泄漏框264并将其连接于位于晶片30和器件台42上方的装置框12(另一个结构)和/或光学组件16。在一个实施例中，框支架268支持防泄漏框264的全部重量。选择地，例如，框支架268只支持防泄漏框264一部分的重量。在一个实施例中，框支架268能够包括一个或多个支持组件274。例如，框支架268能够包括3个相间的支持组件274(图2B只显示了2个)。在该实施例中，每个支持组件274都在光学组件16与防泄漏框264的内侧面270C之间延伸。
在一个实施例中，每个支持组件274都是一个牢固地将防泄漏框264固定于光学组件16上的底座(mount)。选择地，例如，每个支持组件都能够是以灵活的方式支持防泄漏框264的活动部件(flexture)。如这里所使用的，术语“活动部件”应当是指在某些方向上具有相对高的刚度，而在其它方向上具有相对低的刚度的部件。在一个实施例中，活动部件合作使得(i)沿着X轴和Y轴相对刚直，(ii)而沿着Z轴相对灵活。在该实施例中，活动部件能够允许防泄漏框264沿着Z轴移动，防止防泄漏框264沿着X轴和Y轴移动。
选择地，例如，每个支持组件274都能够是一个制动器，其能够用于调节防泄漏框264相对于晶片30和器件台42的位置。在该实施例中，框支架268还能够包括一个框测量系统(未显示)，其监视防泄漏框264的位置。例如，框测量系统能够监视防泄漏框264沿着Z轴、关于X轴和关于Y轴的位置。利用该信息，支持组件274能够用于调节防泄漏框264的位置。在该实施例中，支持组件274能够有效地调节防泄漏框264的位置。
图2B和2C还更详细地图解了传送区256。在该实施例中，传送区256是一个基片275，其基本上为圆盘形，包围间隙246，并基本上居中于光学组件16。选择地，例如，基片275能够是其它的形状，包括椭圆型框、矩形框或八角形框。再选择地，例如，传送区256能够包括多个协同包围间隙246一部分的基片片断，和/或多个基本上同心的基片。
传送区256的尺寸能够加以选择，以便获得期望的沉浸流体回收速度。
而且，在该实施例中，传送区256在防泄漏框264的底侧面或其附近被固定于防泄漏框264，并且与防泄漏框协同形成紧邻或者位于传送区256上面的清除室276。而且，如图2C所示，传送区256包括邻近清除室276的第一表面278A和邻近器件30和间隙246的相对第二表面278B。
在该实施例中，传送区256俘获、保持和/或吸附在防泄漏框264和晶片30和/或器件台42之间流动的沉浸流体248的至少一部分。传送区256采用的材料类型能够不同。在一个实施例中，基片275包括多个通道280。例如，通道280能够相对小并紧密封装。
作为一个实例，传送区256能够是具有多个通过毛细作用输送沉浸流体248的孔和/或裂缝的多孔材料。在该实施例中，通道280能够足够的小，以便使毛细作用将沉浸流体248拖到孔内。合适的材料的实例包括用金属、玻璃或陶瓷制成的灯芯型结构。合适的灯芯型结构的实例包括任何具有互连的小通道的网络的材料，包括但不仅限于，编织玻璃纤维、烧结金属粉、筛网、丝线网、或任何材料的凹槽。传送区256能够是亲水的。
在一个实施例中，传送区256的孔尺寸为大约20-200微米。选择地，非唯一实施例，传送区256的孔隙率能够为至少大约40、80、100、140、160或180。
在某些实施例中，需要相对较高的流量。为了容纳更高的流动，传送区256需要更大孔隙率的材料。传送区256的孔隙率的选择取决于传送区256所需的整体流速。通过使用具有更大孔隙率的传送区256，减小传送区256的厚度，或者增加传送区256的表面积，能够获得更大的整体流速。在一个实施例中，沉浸式光刻中需要的流速为0.3-1.0L/min，可以使用尺寸为40-150μm的孔覆盖30-150cm2的区域，用于回收沉浸流体。多孔材料的类型和规格还取决于沉浸流体248的应用和性能。
再参考图2B，在某些实施例中，传送区256具有有限的吸收沉浸流体248的容量。在一个实施例中，沉浸流体系统252包括流体清除系统282，其从传送区256或其附近清除沉浸流体248并且与传送区256和清除室276流体相连。利用该设计，沉浸流体248能够被传送区256俘获，并通过流体清除系统276加以清除。
在一个实施例中，流体清除系统282从传送区256的上(第一)表面278A清除沉浸流体248，允许附加的沉浸流体248流入传送区256的下(第二)表面。例如，流体清除系统282能够产生跨传送区256的压力差。在一个实施例中，流体清除系统282使得第一表面278A处的压力低于第二表面278B处的压力。
沉浸流体的清除能够以多种不同的方法实现，下面说明流体清除系统282的多个实施例。
图2C图解的框间隙284存在于(i)防泄漏框264的下侧面270B和传送区256的第二表面278B和(ii)晶片30和/或器件台42之间，从而允许器件台42和晶片30相对于防泄漏框264容易地移动。框间隙284的尺寸能够不同。在一个实施例中，框间隙284为大约0.1-2mm。在可选择实施例中，框间隙284能够为大约0.05、0.1、0.2、0.5、1、1.5、2、3或5mm。
利用该实施例，大多数沉浸流体248被限制在流体屏障254内，大多数围绕外周的泄漏都通过传送区256排泄到窄框间隙284内。在该实例中，党沉浸流体248接触传送区256时，它被拖带进入传送区256并被吸附。这样，传送区256防止任何沉浸流体流出环。
图2D图解了与图2C所示实施例有些相似的曝光装置10D另一个实施例的一部分的剖面图。然而，在图2D中，器件30D和/或台42D比传送区256D的第二表面278DB更接近防泄漏框264D内侧面270CD和/或外侧面270DD的下侧面270BD。换言之，下侧面278BD与器件30D和/或台42D之间的距离小于第二表面278DB与器件30D和/或台42D之间的距离。
图3A图解了沉浸流体源260的一个实施例。在该实施例中，沉浸流体源260包括(i)保持沉浸流体248的流体贮存器386A，(ii)与流体贮存器386A流体相连用于过滤沉浸流体248的过滤器386B，(iii)与过滤器386B流体相连用于从沉浸流体248中去除气体、污染物或者气体的通风装置386C，(iv)与通风装置386C流体相连用于控制沉浸流体248温度的温度控制器386D，例如热交换器或者冷却器，(v)与温度控制器386D流体相连的压力源386E，例如泵，和(vi)具有与压力源386E流体相连的入口和与喷嘴出口262(如图2C所示)流体相连的出口的流动控制器386F，该流体控制器386F控制压力和向喷嘴出口262的流动。
此外，沉浸流体源260能够包括(i)测量输送到喷嘴出口262的沉浸流体248的压力的压力传感器386G，和测量到喷嘴出口262的沉浸流体248的温度的温度传感器386I。这些部件的工作能够通过控制系统(图1所示)加以控制，从而控制到喷嘴出口262的沉浸流体的流速、温度和/或压力。这些传感器386G-386I的信息能够转移到控制系统24，从而控制系统24能够合适地调节沉浸流体源360A的其他部件，以便获得沉浸流体248的期望温度、流速和/或压力。
应当注意，沉浸流体源260的部件的取向可以不同。而且，可以不需要其中的一个或多个部件，和/或能够加倍某些部件。例如，沉浸流体源260能够包括多个泵，多个贮存器，温度控制器或其他部件。而且，环境系统26能够包括多个沉浸流体源260。
沉浸流体248泵入间隙246(图2B所示)的速度能够不同。在一个实施例中，沉浸流体248通过喷嘴出口262以大约0.5L/min-2L/min的速度供应到间隙246。然而，该速度能够大于或者小于这些量。
沉浸流体248的类型能够变化，以便适合装置10的设计要求。在一个实施例中，沉浸流体248是例如脱气的去离子水。选择地，例如，沉浸流体248能够是另一种类型的流体，例如预加氟聚乙醚(per-fluorinated poly ether)(PFPE)，例如Fomblin油。
图3B图解了流体清除系统282B的第一实施例，并图解了流体屏障254的一部分，传送区256，晶片30和沉浸流体248。流体清除系统382B在这里还称作压力系统。在一个实施例中，流体清除系统382B产生和/或向传送区256的第一表面278A提供传送压力。在该实施例中，流体清除系统382B保持传送区256第一表面278A的传送压力，从而第一表面278A预第二表面278B之间存在压力差。选择地，非唯一实施例，流体清除系统382B控制清除室276内的压力，从而第一表面278A的传送压力为大约-10、-100、-500、-1000、-2000、-5000、-7000或者-10,000Pa/页(page)。
在图3B中，流体沉浸系统382B包括(i)在清除室276中产生低室压的低压源390BA，和(ii)俘获来自清除室276的沉浸流体248的回收贮存器390BC。在该实施例中，低压源390BA能够包括泵或真空源390BD，和用于精确控制室276内室压的室压调节器390BE。选择地，例如非唯一实施例，室压被控制为大约-10、-100、-500、-1000、-2000、-5000、-7000或者-10,000Pa/页。室压调节器390BE能够通过控制系统24加以控制来控制室压。
图3C图解了流体清除系统382C的另一个实施例，描绘了流体清除系统254的一部分、传送区256、晶片30、和沉浸流体248。在该实施例中，流体清除系统382C驱动干燥清除流体396(如三角所示)，例如空气，通过清除室276，并通过传送区256的上表面278A。清除流体396将干燥传送区256的上表面278A，泵唧沉浸流体248离开传送区256。清除流体396在能够某些情况下可以被加热，以提高沉浸流体248进入干燥流体396的流速。换言之，在一个实施例中，清除流体396的清除流体温度高于沉浸流体248的沉浸流体温度。
在图3C中，流体清除系统382C包括(i)加压干燥清除流体396的流体源396A，(ii)控制干燥清除流体396的温度的温度控制器396B，(iii)测量干燥清除流体396的流动的流动传感器396C，和(iv)测量干燥清除流体396的温度的温度传感器396D。流体源396A能够包括由控制系统控制的泵，并且温度控制器396B能够是由控制系统24控制的加热器。
图3D图解了流体清除系统382D的另一个实施例，描绘了流体屏障254的一部分，传送区256、晶片30和沉浸流体248。在该实施例中，传送区256延伸超出流体屏障254。进一步，流体清除系统382C包括一个热源397，其将加热的流体396G(如三角所示)导向到传送区256的第一表面378A，并使沉浸流体248汽化出传送区256并被俘获。
应当注意，图3B-3D所示流体清除系统382B和382C的部件取向可以不同。而且，可以不需要其中的一个或多个部件，和/或能够加倍某些部件。例如，流气清楚系统382B，382C，382D的每一个能够包括多个泵，多个贮存器，阀，或其他部件。而且，环境系统26能够包括多个流体清除系统382B，382C，382D。
图4是环境系统426另一个实施例一部分、晶片30的一部分和器件台42的一部分的放大图。在该实施例中，环境系统426与图2A-2C所示相应的部分有些相似。然而，在本实施例中，传送区456有少许不同。特别地，在该实施例中，传送区456的基片475中的通道480(只显示了2个)是多个相间的传送孔径，其基本上延伸横穿第一表面478A和第二表面478B之间的基片475。
在该实施例中，例如，基片475能够用例如玻璃或其它亲水性材料制成。在一个实施例中，传送孔径480的直径为大约0.1-0.2mm。然而，在某些实施例中，传送孔径能够比这些数值更大或更小。
利用该设计，例如，可以使用一个或多个流体清除系统382B，382C，382D(如图3B和3C所示)在传送孔径480上施加真空或部分真空。部分真空拖带沉浸流体248通过传送区456。
图5A是曝光装置510另一个实施例一部分的实施例，其包括光学组件516、器件台542和环境系统526。图5A还图解了晶片30、间隙546和充满间隙546的沉浸流体548。图5B图解了沿图5A中5B-5B线的放大部分。
在该实施例中，环境系统526依然包括与上述相应部件有些相似的沉浸流体系统552、流体屏障554和传送区556。在该实施例中，流体屏障554包括围绕间隙546形成一个室557的防泄漏框564，和支持并将防泄漏框546连接于装置框12的框支架568。然而，在该实施例中，防泄漏框564包括(i)环形第一沟道581，其限定与沉浸流体系统552的沉浸流体源560流体相连的喷嘴出口562；(ii)环形第二沟道583，(iii)环形第三沟道585，和(iv)用于接收传送区556的环形第四沟道587。在该实施例中，沟道581、583、585和587近似同心并且在光学组件516周围生成。而且，在该实施例中，第二沟道583围绕第一沟道581，第三沟道585围绕第二沟道583，第四沟道587围绕第三沟道585。然而，这些沟道581，583，585，587的形状、取向和/或位置可以改变。
在一个实施例中，沉浸流体系统552向第一沟道581和开口于室557内的喷嘴出口562提供沉浸流体548。传送区556与防泄漏框564一起形成邻近并位于传送区556上方的清除室576。而且，传送区556包括邻近清除室576的第一表面578A和邻近器件40和间隙546的相对第二表面。
在该实施例中，第三沟道585与第一清除系统582A流体相连。在一个实施例中，第一清除系统582A在第三沟道585内产生一个真空或半真空，其拖带和/或牵引沉浸流体548进入第三沟道585。例如，在可选择非唯一实施例中，第一清除系统582A能够将第三沟道585内的压力保持在大约-10、-100、-500、-1000、-2000、-5000、-7000或者-10,000Pa/页。
而且在该实施例中，第四沟道587与第二清除系统582B流体相连。在该实施例中，第二清除系统582将沉浸流体548清除出传送区556的上(第一)表面578A，从而允许附加的沉浸流体548流入传送区556的下(第二)表面578B。
在一个实施例中，第一清除系统582A的设计能够与图3B-3D所示清除系统382B，382C其中之一的设计有些相似，和/或第二清除系统582B的设计能够与图3B-3D所示清除系统382B，382C其中之一的设计有些相似。
在一个实施例中，大部分离开间隙546的沉浸流体548通过第三沟道585回收。例如，第三沟道585能够回收从间隙546回收的沉浸流体的大约80-90％。在可选择实施例中，第三沟道585能够回收从间隙546回收的沉浸流体548的至少大约50、60、70、80或90％。利用该设计，第四沟道587能够用于俘获不能被第三沟道585俘获的沉浸流体548。
此外，在一个实施例中，环境系统526包括压力控制器591，其能够用于控制间隙546内的压力。在一个实施例中，压力控制器591能够使间隙546内的压力大约等于间隙546外部的压力。例如，在一个实施例中，第二沟道583限定该压力控制器591。在该实施例中，第二沟道583向大气压开放，并且位于第三沟道585的周缘内部。利用该设计，第三沟道585内的负压(真空或部分真空)不会强烈影响光学组件516和晶片30之间的压力。
选择地，例如，控制压力源583能够向开口与间隙546内的第二沟道583输送控制流体595(如三角所示)。在一个实施例中，控制流体595能够是不容易被沉浸流体548吸附的气体。例如，如果沉浸流体546是水，那么控制流体595能够是水。如果沉浸流体548不吸附控制流体595或者与之反应，就能够减少在晶片30的表面上形成气泡的机会。
再一个实施例中，环境系统526能够包括一个用于在防泄漏框564和晶片30和/或器件台542之间产生流体轴承(bearing)的器件(未显示)。例如，防泄漏框564能够包括一个或多个与轴承流体(未显示)的轴承流体源(未显示)流体相连的轴承出口(未显示)。在该实施例中，轴承流体源向轴承出口提供加压流体，从而产生空气静力学轴承。流体轴承能够支持防泄漏框564的全部或部分重量。
应当注意，在每个实施例中，能够根据需要添加附加传送区。
利用上述系统通过图6A大概显示的处理能够制造半导体器件。在步骤601，设计器件的功能和性能特征。接着，在步骤602，根据先前的设计步骤设计具有图形的掩模(刻线板)，并且在平行的步骤603中，用硅材料制造晶片。在步骤604，通过上文说明的根据本发明的照相光刻系统将步骤602中设计的掩模图形曝光到在步骤603中制造的晶片上。在步骤605中，最终组装半导体器件(包括切片处理、键合处理和封装处理)，然后在步骤606中对器件进行检查。
图6B图解了制造半导体器件的上述步骤604的详细流程图。在图6B中，在步骤611(氧化步骤)，氧化晶片表面。在步骤612(CVD步骤)，在晶片表面上形成绝缘膜。在步骤613(电极形成步骤)，通过气相沉积在晶片上形成电极。在步骤614(离子注入步骤)，在晶片中注入离子。上述步骤611-614形成晶片处理期间的处理步骤，并且根据处理需要在每个步骤处进行选择。
在晶片处理的每个阶段，当上述处理步骤结束时，可以实现如下的后处理步骤。在后处理期间，首先，在步骤615(光刻胶形成步骤)，向晶片施加光刻胶。接着，在步骤616(曝光步骤)，使用上述的曝光器件将掩模(刻线板)上的电路图转移到晶片上。然后，在步骤617(显影步骤)，显影经过曝光的晶片，并且在步骤618(腐蚀步骤)，通过腐蚀除残余光刻胶(经过曝光的材料表面)之外的部分。在步骤619(光刻胶清除步骤)，除去腐蚀之后残余的不必要光刻胶。
通过重复这些预处理和后处理步骤能够形成多个电路图。
尽管本文显示和公开的特殊曝光装置10完全能够获得前述的目标和提供本文之前描述的优点，当时应当理解，它只是本发明当前优选实施例的示例，并不对这里所设计的结构的细节具有限制，限制由附加的权利要求设定。

Claims (40)

1.一种沉浸式光刻装置，包括：
台，用于保持工件；
刻线板台，用于保持限定图像的刻线板；
投影系统，其包括照射源和光学元件，该投影系统用于将由刻线板限定的图像投影到工件上的曝光区，间隙被限定在光学元件和工件之间，并且被设置为被沉浸流体充满；和
多孔材料，其邻近间隙放置，该多孔材料包括多个用于收集离开间隙的沉浸流体的通道。
2.根据权利要求1的沉浸式光刻装置，其中多孔材料包围间隙。
3.根据权利要求1的沉浸式光刻装置，进一步包括一个用于产生跨多孔材料压力差的压力系统，该压力差用于将沉浸流体牵引通过多孔材料。
4.根据权利要求1的沉浸式光刻装置，其中多孔材料包括网孔材料。
5.根据权利要求1的沉浸式光刻装置，其中多孔材料包括灯芯结构，该灯芯结构具有互连的小通道的网络。
6.根据权利要求1的沉浸式光刻装置，其中多孔材料的多个通道利用毛细作用收集离开间隙的沉浸流体。
7.根据权利要求1的沉浸式光刻装置，进一步包括一个流体清除系统，其清除多孔材料附近的沉浸流体。
8.根据权利要求7的沉浸式光刻装置，其中多孔材料具有第一表面和位于工件附近的第二表面，并且其中流体清除系统控制第一表面的压力，从而使第一表面的压力低于第二表面的压力。
9.根据权利要求1的沉浸式光刻装置，进一步包括一个压力控制器，用于控制间隙内的压力。
10.根据权利要求1的沉浸式光刻装置，进一步包括一个控制压力源，其向间隙输送不容易被沉浸流体吸附的控制流体。
11.一种沉浸式光刻装置，包括：
台，用于保持工件；
刻线板台，用于保持限定图像的刻线板；
投影系统，其包括照射源和光学元件，该投影系统用于将由刻线板限定的图像投影到工件上的曝光区，间隙被限定在光学元件和工件之间，并且被设置为被沉浸流体充满；和
传送区，其邻近间隙放置，该传送区具有第一表面、位于工件附近的第二表面、和多个在第一表面和第二表面之间延伸用于收集离开间隙的沉浸流体的通道。
12.根据权利要求11的沉浸式光刻装置，其中传送区包围间隙。
13.根据权利要求11的沉浸式光刻装置，进一步包括一个产生跨传送区的压力差的流体清除系统，该压力差用于将沉浸流体牵引通过传送区。
14.根据权利要求13的沉浸式光刻装置，其中流体清除系统控制第一表面的压力，从而使第一表面的压力低于第二表面的压力。
15.根据权利要求11的沉浸式光刻装置，进一步包括一个压力控制器，其用于控制间隙内的压力。
16.根据权利要求11的沉浸式光刻装置，进一步包括一个控制压力源，其向间隙输送不容易被沉浸流体吸附的控制流体。
17.一种沉浸式光刻装置，包括：
台，用于保持工件；
刻线板台，用于保持限定图像的刻线板；
投影系统，其包括照射源和光学元件，该投影系统用于将由刻线板限定的图像投影到工件上的曝光区，间隙被限定在光学元件和工件之间，并且被设置为被沉浸流体充满；
传送区，其邻近间隙放置，该传送区具有背离工件的第一表面，邻近工件安置的第二表面，和多个用于收集离开间隙的沉浸流体的通道；和
流体清除系统，其与传送区流体相连，该流体清除系统保持跨第一表面和第二表面之间的传送区的压力差。
18.根据权利要求17的沉浸式光刻装置，其中传送区包围间隙。
19.根据权利要求17的沉浸式光刻装置，其中传送区包括一种通过毛细作用收集沉浸流体的多孔材料。
20.根据权利要求19的沉浸式光刻装置，其中多孔材料包括网孔材料。
21.根据权利要求19的沉浸式光刻装置，其中多孔材料包括灯芯结构，该灯芯结构具有互连的小通道的网络。
22.根据权利要求17的沉浸式光刻装置，其中流体清除系统保持第一表面附近的压力低于第二表面的压力。
23.根据权利要求17的沉浸式光刻装置，其中传送区包括多个相间的传送孔径，其延伸通过第一表面和第二表面之间的传送区。
24.一种用于以沉浸式光刻将图像转移到工件上的方法，该方法包括如下步骤：
用刻线板台保持刻线板；
用一个台保持工件，该工件与光学组件间隔一个间隙；
引导沉浸流体进入该间隙；
通过光学组件将图像投影到工件上，和
收集通过多孔材料离开间隙的沉浸流体，该多孔材料邻近间隙放置，该多孔材料包括多个用于收集离开间隙的沉浸流体的通道。
25.根据权利要求24的方法，进一步包括如下步骤：用压力系统产生跨多孔材料的压力差，该压力差用于牵引沉浸流体通过多孔材料。
26.根据权利要求24的方法，其中多孔材料的多个通道通过毛细作用收集离开间隙的沉浸流体。
27.一种用于以沉浸式光刻将图像转移到工件上的方法，该方法包括如下步骤：
用刻线板台保持刻线板；
用一个台保持工件，该工件与光学组件间隔一个间隙；
引导沉浸流体进入该间隙；
通过光学组件将图像投影到工件上，和
收集通过传送区离开间隙的沉浸流体，该传送区邻近间隙放置，该传送区包括背离工件的第一表面，邻近工件的第二表面，和多个在第一表面和第二表面之间延伸用于收集离开间隙的沉浸流体的通道。
28.根据权利要求27的方法，进一步包括如下步骤：用压力系统产生跨所述传送区的压力差，该压力差用于牵引沉浸流体通过该传送区。
29.一种用于以沉浸式光刻将图像转移到工件上的方法，该方法包括如下步骤：
用刻线板台保持刻线板；
用一个台保持工件，该工件与光学组件间隔一个间隙；
引导沉浸流体进入该间隙；
通过光学组件将图像投影到工件上，和
收集通过传送区离开间隙的沉浸流体，该传送区邻近间隙放置，该传送区包括背离工件的第一表面，邻近工件的第二表面，和多个用于收集离开间隙的沉浸流体的通道；和
跨位于第一表面和第二表面之间的传送区来产生压力差。
30.一种沉浸式光刻装置，包括：
台，其用于保持工件；
投影系统，其包括照射源和光学元件，在光刻处理中，该投影系统用于将图像投影到工件上的曝光区，间隙被限定在光学元件和工件之间，并且被设置为在光刻处理中被沉浸流体充满；和
传送区，其邻近间隙放置，该传送区具有灯芯结构，用于收集间隙中的沉浸流体，该灯芯结构具有互连的小通道的网络。
31.根据权利要求30的沉浸式光刻装置，其中传送区包括多孔材料。
32.根据权利要求30的沉浸式光刻装置，其中沉浸流体利用毛细力牵引进入传送区。
33.根据权利要求32的沉浸式光刻装置，其中传送区具有足够小从而能够用毛细力将沉浸流体牵引进入传送区的通道。
34.根据权利要求30的沉浸式光刻装置，其中传送区具有足够小从而能够用毛细力将沉浸流体牵引进入传送区的通道。
35.根据权利要求30的沉浸式光刻装置，其中传送区包围间隙。
36.根据权利要求35的沉浸式光刻装置，其中传送区防止沉浸流体泄漏。
37.根据权利要求35的沉浸式光刻装置，进一步包括一个用于供应沉浸流体的供应喷嘴，该供应喷嘴布置在传送区内部。
38.根据权利要求30的沉浸式光刻装置，进一步包括一个流体清除系统，用于将沉浸流体牵引通过传送区。
39.一种用光刻处理制造微器件的器件制造方法，包括：
通过权利要求1、11、17和30中任一项的装置曝光衬底，以及
显影经过曝光的衬底。
40.一种用光刻处理制造微器件的器件制造方法，包括：
通过权利要求24、27和29中任一项的方法曝光衬底，以及
显影经过曝光的衬底。
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