用于沉浸式光刻光学系统的清洗方法技术方案

一种用于沉浸式光刻光学系统的清洗方法，涉及的沉浸式光刻装置具有用于保持刻线板的刻线板台，用于保持工件的工件台，和位于工件对面、由照射源和光学元件组成的光学系统，用于通过照射源的辐射投影刻线板的图像。在光学元件和工件之间限定一个间隙，并且一个流体供应器件用于向该间隙内提供沉浸流体，从而在沉浸式光刻处理中使供应的沉浸流体与光学元件和工件均接触。具有一个清洗器件，其用于在清洗处理期间从光学元件除去吸附的液体。该清洗器件可以使用与被吸附液体具有亲和力的清洗液体、加热、真空条件、超声波振荡或者空化泡来除去吸附的液体。清洗液体可以通过相同的具有切换器件例如阀的流体施加器件加以提供。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种沉浸式光刻系统，更特别地，除了系统之外，还涉及一种用于清洗 在沉浸式光刻处理中接触并吸附水的光学元件的方法。
技术介绍
沉浸式光刻系统用于向工件，例如晶片，和光学系统最后一级光学元件之间的空 间内提供液体，用于将刻线板的图像投影到工件上面，这种沉浸式光刻系统如W099/49504 中公开的，本文引用其内容，用于说明该技术的一般背景以及与之有关的一些大体考虑。如 此提供的液体能够提高光学系统的性能和曝光的品质。用于波长为193nm的光线的待提供液体可以是水，尽管对于具有其它波长的光线 可能需要不同的液体。因为光学系统最后一级光学元件暴露于液体，所以有可能会吸附一 些液体。如果光学系统的最后一级光学元件是透镜，则这种可能性特别高，因为氟化钙是用 于光刻系统的普通透镜材料，而它是易吸湿的材料，容易从周围环境中吸附水分。被吸附的水分会导致多种问题。首先，它会改变透镜的折射性能或者使透镜膨胀 从而改变透镜的几何尺寸，从而恶化由透镜投射的图像。其次，它可能由于化学效应导致透 镜发生长期恶化。传统的空气沉浸式曝光光刻系统要求光学元件可以拆卸，以便进行维护工作，例 如进行清洗。然而，除去光学元件以及在清洗之后重置它或者用新的光学元件替换该光学元件 是一个繁琐而耗时的操作。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种系统和方法，其能够反复地清除透镜上的水 从而使被吸附的水量不会达到临界值，进而防止图像恶化和透镜的长期破坏。本专利技术的另一个目的是提供一种系统和方法，其使得维护沉浸式光刻装置的光学 元件更容易，借此提供光学元件的可用寿命。本专利技术的沉浸式光刻装置包括一个用于保持刻线板的刻线板台，一个用于保持工 件的工作台，一个光学系统，其包括一个照射源和一个位于工件对面并通过照射源的辐射 将刻线板的图像投影在工件上面的光学元件，同时在光学元件和工件之间限定一个间隙，和一个流体提供器件，其在沉浸式光刻处理期间，在光学元件和工件之间提供沉浸流体并 使之相互接触。该装置还包括一个用于清洗光学元件的清洗器件。在本文中，术语“清洗” 既用于表示清除吸附到光学元件中的液体，也用于表示清除灰尘、碎屑、盐等。在本专利技术的范围内可以使用许多与前述不同类型的清洗器件。例如，它可以包括 与待和光学元件接触的沉浸流体具有亲和力的清洗液体。如果沉浸液体是水，则可以使用 乙醇作为清洗液体。作为另一个实例，清洗器件可以包括用于加热光学元件的发热器件和 /或用于在光学元件上产生真空条件的真空器件。超声波振荡可以用于清除被吸附液体。可以将超声波振荡器，例如压电换能器，附 着在光学元件的外罩上或者放置在光学元件的对面，从而通过保持在间隙中的液体向光学 元件发射振动。选择地，可以使用空化泡(cavitating buble)清除被吸附的液体。一个有翼 (fin)的衬垫用于在保持在衬垫和光学元件之间的间隙内的液体中产生空化泡。根据本专利技术的再一个实施例，通过提供一个流路切换器件(flowroute-switching device)，例如切换阀门，可以选择地使用喷嘴提供清洗液体，通过该喷嘴将沉浸液体供应 到工件和光学元件之间的间隙内。利用本专利技术的相同和方法，清洗处理变得相当容易而快速，因为不再需要拆卸待 清洗的光学元件，并且该清洗处理提高了光学元件的使用寿命。附图说明通过联系附图参考下面的说明，可以最佳地理解本专利技术及其进一步的目的和优；^^，I .图1是可以采用本专利技术的方法和系统的沉浸式光刻装置的示意性剖面图；图2是图解根据本专利技术使用图1所示装置制造半导体器件的示例性处理的处理流 程图；图3是在根据本专利技术制造半导体器件时，图2所示晶片处理步骤的流程图；图4是显示图1所示沉浸式光刻装置一部分的侧视图；图5是具有超声换能器作为清洗器件的另一个沉浸式光刻装置一部分的示意性 侧视图；图6是在光学系统下面具有压电清洗器件的另一个沉浸式光刻装置一部分的示 意性侧视图；图7是压电器件一个实例的示意图；图8是具有两个相互固定的压电平面元件作为清洗器件的再一个沉浸式光刻装 置一部分的示意性侧视图；图9是具有发泡衬垫作为清洗器件的再一个沉浸式光刻装置一部分的示意性侧 视图；和图10是在流体供应器件内具有切换器件的另一个沉浸式光刻装置一部分的示意 性侧视图。在全部附图中，类似的或等价的部件在不同的附图中用相同的符号或数字表示， 并且出于简化说明的目的，可以不再重复解释。具体实施例方式图1显示了沉浸式光刻装置100，在其上面可以应用本专利技术的方法和系统。如图1所示，沉浸式光刻装置100包括一个照射光学单元1，其包括一个光源例如 受激准分子激光器单元，一个光学积分器(或者均化器)和一个透镜，该照射光学单元用于 发射波长为248nm的紫外光IL，从而入射刻线板R上的图形。刻线板R上的图形通过远心 光投影单元(telecentric light projection unit) PL以指定的放大率(例如1/4或1/5) 投影到涂覆有光刻胶的晶片W上。脉冲光线IL可以选择的是波长为193nm的ArF受激准分 子激光器激光，波长为157nm的F2受激准分子激光器激光，或者波长为365nm的汞灯i线。 随后，在说明光刻装置100的结构和功能时，用图1所示的X-，Y-和Z-轴坐标系表示方向。 为了便于公开和说明，在图1中，光投影单元PL仅图解了位于晶片W对面的最后一级光学 元件(例如透镜)4和包含其余部件的圆柱形外罩3。刻线板R支持在刻线板台RST上，该刻线板台包括一个用于沿着X方向和Y方向 移动刻线板R并围绕Z轴旋转的机构。刻线板R在刻线板台RST上的二维位置和取向由激 光干涉计(未显示)实时地检测，并且刻线板R的定位由主控制单元14根据该检测加以影 响。晶片W通过晶片固定器(未显示)固定在Z台9上，用于控制晶片W的聚焦位置 (沿着Z轴)和倾角。Z台9固定在XY台上，该XY台适合于在基本上平行于光投影单元PL 的成像表面的XY平面上移动。XY台10设定在基座11上。这样，Z台9通过自动聚焦和 自动对准(leveling)方法调节晶片W的聚焦位置(沿着Z轴)和倾角，用于使晶片表面与 光投影单元PL的图像表面相匹配，并且XY台10用于沿着X方向和Y方向调节晶片W的位 置。Z台9 (因此也称作晶片W)的二维位置和取向通过另一个激光干涉仪13并参考固 定于Z台9上的可动反射镜实时地加以监视。基于该监视的控制数据从主控制单元14发 送到台驱动单元15，该台驱动单元适合于根据所接收的控制数据控制Z台9和XY台10的 运动。在曝光时，投影光线根据刻线板R上的图形以步进-重复(st印-and-r印eat)的程 序或者以步进_扫描的(st印-and-scan)程序顺序地从晶片W上的一个曝光位置移动到另 一个曝光位置。参考图1说明的光刻装置100是一个沉浸式光刻装置，因此至少在将刻线板R上 的图形投影到晶片W上时，其适合于用特殊种类的液体(或者“沉浸液体”)7，例如水，充满 晶片W的表面与光投影单元PL最后一级光学元件4的下表面之间的空间(“间隙”)。光投影单元PL的最后一级光学元件4可以可拆卸地固定在圆柱形外罩3上，并被 设计成使液体7只接触最后一级光学元件4而不接触圆柱形外罩3，因为外罩3典型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于沉浸式光刻装置的清洗方法，其中用于光刻的工件位于台上，在沉浸式光刻处理期间具有光学元件的投影光学系统被设置在所述工件的上方并与之相对，沉浸液体被从供应喷嘴供应到所述光学元件与所述工件之间的间隙，在沉浸式光刻处理期间，所述方法包括如下步骤：在清洗处理期间从所述供应喷嘴供应清洗液体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁J黑兹尔顿，川井秀实，道格拉斯C沃特森，托马斯W诺万克，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]