TW480372B - Lithographic projection apparatus, method of manufacturing a device using the apparatus, and device manufactured according to the method - Google Patents

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480372 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明關於一種用於微影投影裝置之氣體沖洗系統，該 微影投影裝置包含： · 一照射系統，其用於供應一投影輻射束； 一第一物件檯，其用來支承一光罩； 一第二物件檯，其用來支承一基體；及 一投影系統，其用於將該光罩之一輻照部分映照在該基 體之一標的部分上。 為求簡化，該投影系統在下文中可簡稱為”透鏡（lens) ’’ ； 但該詞應廣義解釋為包含各種類型投影系統，例如包括折 射光學件、反射光學件以及折射反射系統等。該照射系統 亦可包括依據指向、造型、或控制投影束等任一項原理運 作之元件，且此等元件在下文中亦可集體或單獨稱為”透鏡 (lens) ”。此外，該第一和第二物件檯可分別稱為”光罩檯” 和”基體檯π。 微影投影裝置舉例來說能用在積體電路（ICs)之製造中。 在此種案例中，光罩（標線）可含有相當於積體電路一單獨 層之電路圖案，且此圖案能映照在已塗佈一層輕射敏感材 料（抗蝕劑）之基體（矽晶圓）之一標的區（包含一或多個晶粒 )上。一般而言，一單一晶圓會含有完整之相鄰標的區網絡 ，該等標的區一次一個地接續經過光罩輻照。在某一型微 影投影裝置中，每一標的區藉由在單次行程中使整個光罩 圖案形成於標的區上之方式受輻照；此種裝置通常稱為晶 圓步進器（wafer stepper)。在另一種一般稱為步進掃描（step-and-scan)裝置之裝置中，藉由在投射束下以一給定參考方 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 480372 A7 B7 五、發明説明（2 ) 向（掃描方向）逐漸掃過光罩圖案同時同步以平行或平行反 向於該婦描方向掃動基體楼而使每·一標的區受輪照；因為 ，一般而言，該投影系統會有一放大因子Μ (通常Μ < 1 )， 基體檯之掃描速度V會是光罩檯掃描速度之Μ倍。更多關於 此處所述微影裝置之資訊舉例來說能自世界專利申請案 WO97/33205號中得知，該專利在此納入參考。 一般而言，微影裝置僅含有單一光罩檯及單一基體檯。 不過現在已有具備至少二個獨立可動基體檯之機器；例如 世界專利申請案W098/28665號和WO98/40791號所揭示之多 平台裝置。此等多平台裝置之基本操作原理為··當一第一 基體檯處於投影系統下方就曝光位置以讓該檯上之一第一 基體曝光的同時，一第二基體檯得運行至一裝載位置，釋 出一已於先前曝光之基體，取得一新基體，在該新基體上 進行一些起始測量然後待命一旦該第一基體完成曝光即將 該新基體送至該投影系統下方之曝光位置；然後重複此循 環。依此方式有可能實質提升機器生產力，從而提高該機 器之所有權價值。應了解到相同原理可應用於在曝光位置 與測量位置間移動之單一基體檯。 為了縮小能成像之形貌大小，期望使照射輻射的波長減 短。因此目前考慮使用小於180毫微米之波長，例如157毫 微米或126亳微米。然而，此等波長會受一般大氣大量吸收 ，在輻射束穿越裝置時造成不可接受強度損失。此外，污 染物（例如可能在基體上之光阻層除氣時引入）可能吸附於 某些光學元件上，例如最接近基體之（投影系統的）透鏡元 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂

480372 A7 B7 五、發明説明（3 ) 件。此等污染物之有害吸收通常也會造成不利強度損失。 為了解決這些問題，過去就提出以氣體流沖洗該裝置，所 用氣體為對照射波長實質透明之氣體如氮氣（N2)。然而， 要避免吸收曝照輻射所需之氮氣純度以及沖洗整個裝置所 需之氮氣量相當昂貴。 本發明之一目的為提出一種微影投影裝置，特別是使用 實質上受大氣吸收之輻射的裝置，其中沖洗氣體的消耗量 減少。 依據本發明提出一種微影投影裝置，其包含： 一照射系統，其用於供應一投影輻射束； 一第一物件檯，其用來支承一光罩； 一第二物件檯，其用來支承一基體；及 一投影系統，其用於將該光罩之一輻照部分映照在該基 體之一標的部分上；其特徵在於： 一隔間近距離包圍該第一和第二物件檯至少其中之一但 不包圍該照射系統和投影系統任一者，該隔間在工作中受 一沖洗氣體供應，該氣體比空氣更可讓該投影束之輻射穿 透。 依據本發明亦提出一種微影投影裝置，其包含： 一照射系統，其用於供應一投影輻射束； 一第一物件檯，其用來支承一光罩； 一第二物件檯，其用來支承一基體；及 一投影系統，其用於將該光罩之一輻照部分映照在該基 體之一標的部分上；其特徵在於： -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 480372

冲洗隔間，其位在遠投影系統與第二物件楼之間且相 對於該投影系統固定。 藉由提供一隔間近距離包圍該等物件檯其中之一或是位 在投影系統與基體檯間之空間内，必㈣洗之容積比沖洗 整個裝置為小。又’因待沖洗容積縮小直接節省了沖洗氣 體消耗量’ ％此能因沖洗氣體的污染度減小容許額外的再 /入使用以及使冲洗氣體的漏洩量減少而進一步減少用量。 此外，在孩裝置曾停機或打開（例如進行維護）之後將系統 冲洗回復至一充分潔淨工作狀態所用的時間縮短。 特足额外優點能在步進掃描裝置中達成，其中隔間配置 為包圍物件且與物件一同運動而非包圍整個基體或光罩檯 、傳動系及相關組件如感測器。此能利用一構成物件楼之 局部的框架在固足平行板間運動之組合達成，或藉由物件 檯造型為一實質包圍物件之箱體達成。由於隔間係形成於 投影系統與基體（晶圓）之間，這些單元得以其自身構成隔 間之相反面，然後其得由相對於投影透鏡為固定之導管定 我並形成一框架圍繞投影束穿越之空間。一優先實施例利 用足以芫全或部分避免污染物（例如因抗蝕劑除氣而引入） 吸附於裝置内光學元件上之氣流速度。此等速度舉例來說 可為約1公尺/秒或為此級。 本發明亦提出一種利用投影印刷裝置製造儀器（device)之 方法，該裝置包含： 一照射系統，其用於供應一投影輻射束； 一第一物件檯，其用來支承一光罩； -7- 本紙張尺度❹1悄时解(CNS)A4規g(21Q環公董)

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480372 A7 B7 五、發明説明（5 ) 一第二物件檯，其用來支承一基體；及 一投影系統，其用於將該光罩之一輻照部分映照在該基 體之一標的部分上；該方法包含以下步驟·· 對該第一物件檯提供載有一圖案之一光罩； 對該第二物件檯提供有一輻射敏感層之一基體； 照射該光罩之部分使該光罩之輻照部分映照在該基體之 標的部分上；其特徵在於： 對一隔間供應沖洗氣體，該隔間近距離包圍該第一和第 二物件檯至少其中之一但不包圍該照射系統和投影系統任 一者，該沖洗氣體比空氣更可讓該投影束之輻射穿透。 在一使用依據本發明微影投影裝置之製造程序中，一光 罩内之圖案映照在一基體上，該基體至少局部受一層輻射 敏感材料（抗蝕劑）覆蓋。在此映照步騾之前，基體可能經 過各種處理.，例如上底漆（priming)、塗佈抗姓劑和軟烘 (soft bake)。基體在曝光後可能經過其他處理，例如曝光後 烘烤（post-exposure bake, PEB)、顯像、硬烘（hard bake)及成 像後圖案測量/檢驗。此系列處理過程係作為對一儀器（如 積體電路）之單獨層形成圖案之基礎。然後此等有圖案層可 能經過各種處理，例如蝕刻、離子植入（掺雜）、金屬化處 理、氧化處理、化學機械研磨處理等，所有程序均要將一 單獨層磨掉。若要求有數層，則必須將整個程序或其變異 對每一新層重複。最後會在基體（晶圓）上出現一系列儀器（ 晶粒）。然後以切粒或分鋸方式使該等儀器各自分開，單獨 儀器自此可安裝到載體上或連接之插腳等。更多關於此種 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

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480372 A7 B7 五、發明説明（6 ) 程序之資訊舉例來說可參見McGraw Hill出版公司所出版之 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing” 一書，作者為 Peter van Zant，1997 年第三版， ISBN 0-07-067250-4。 雖然前文已對依據本發明裝置在製造積體電路上之使用 作說明，但應了解到此種裝置具有許多其他可行用途。舉 例來說，其可用於製造整合光學系統、磁區記憶體用之導 引及檢測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等。習於此技藝 者會了解到在此類他種用途之内涵中，本文中所用之字詞 如”標線”、”晶圓"或”晶粒”應考慮分別換作更廣義字詞”光 罩”、’’基體”和”曝光區”或”標的部分”。 作為投影束之輻射不應侷限於前文所述實例之波長157毫 微米或126毫微米輻射；可想見其他波長或類型亦可用於本 發明。 以下參照範例實施例及所附簡圖進一步說明本發明及其 附屬優點，圖式中： 圖1為一依據本發明第一實施例之微影投影裝置； 圖2為圖1微影裝置之光罩台座的平面圖，圖中顯示主要 組件； 圖3為圖1微影裝置之光罩台座的剖面圖，圖中顯示主要 組件； 圖4為本發明第一實施例之氣體沖洗系統的流程圖； 圖5為依據本發明第一實施例之一變型之氣體沖洗系統的 流程圖； -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 480372

圖6為依據本發明第二實施例之微影投影裝置之光罩台座 平行於Z X平面的剖面圖； 圖7為圖6光罩台座平行於ζγ平面之剖面圖； 圖8為圖6光罩台座之局部剖面圖，其中繪出上沖洗板之 安裝； 圖9為圖6光罩台座之光罩檯的剖面圖，其中繪出蓋板； 圖10為圖6光罩台座之光罩檯之一變型的剖面圖，其中緣 出一經修改蓋板； 圖1 1為圖6光罩台座之光罩檯的剖面圖，其中顯示該檯底 部的形狀； 圖1 2為圖6光罩檯之局部剖面圖，其中顯示排氣佈置； 圖13為一用來調節圖6光罩台座内干涉儀之光束路徑的佈 置的剖面圖； 圖1 4為圖6光罩台座之剖面圖，其中顯示一，，信箱”佈置讓 一干涉儀光束進入沖洗隔間内； 圖15為圖6光罩台座之局部剖面圖，其中顯示下沖洗板安 裝於投影透鏡； 圖16為圖6光罩台座之局邵剖面圖，其中顯示將下沖洗板 安裝於投影透鏡之另一種佈置； 圖17為圖6光罩台座之局部剖面圖，其中顯示光罩更換之 佈置； 圖18為圖6光罩台座之上沖洗板的局部平面圖，其中顯示 光罩更換口； 圖1 9為依據本發明第三實施例之微影投影裝置之光罩台 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

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480372 A7 B7 五、發明説明（8 ) 座的剖面圖； 圖20為圖.19光罩台座之平面圖，其中光罩檯處於其掃掠 運動之二個極端位置； 圖2 1為依據本發明第四實施例之微影投影裝置之光罩台 座的剖面圖； 圖22為圖21光罩台座之剖面圖（垂直於圖21); 圖23為圖21光罩台座内之一支承佈置的剖面圖； 圖2 4至2 6為第四實施例之變型之光罩台座的剖面圖，其 中光罩檀處於不同位置； 圖2 7為依據本發明第五實施例之微影投影裝置之基體層 内氣體沖洗系統的水平剖面圖； 圖2 8為沿圖2 7中線Q - Q取得之本發明第五實施例基體層 的剖面圖；且 圖2 9為圖2 7氣體沖洗系統之侧面圖。 在圖式中相同部分標以相同參考數字。 元件符號說明 100 光罩台座隔間 143 熱交換器 101 沖洗氣體出口 144 純化器 105 板 150 沖洗氣體供應站 110 平衡重物隔間 151 純化器 120 迷宮式密封 152 熱交換器 130 沖洗氣體排氣管 210 頂沖洗板 140 空氣控制室 211 噴口 141 系/風扇 220 底沖洗板 142 過濾器 221 噴口 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 480372 A7 B7 五、發明説明（9 ) 222 平坦表面 330 短行程框架 223 沖洗板 331 膜片 224 切除部分 340 夾頭 225 孔 347 井 226 透鏡冷卻器 351 排氣管 230 短行程框架 352 排氣管 240 夾頭 353 排氣管 241 蓋板 355 氣體軸承 242 短行程致動器 360 沖洗氣體供應站 243 蓋板 361 沖洗氣體供應站 244 孔 362 氣體軸承 245 凹口 382 空氣淋浴器 246 安裝構件 411 上排氣艙 247 中央井 411' 沖洗板 251 排氣管 412 下排氣艙 252 排氣管 412’ 沖洗板 253 排氣管 413 氣體軸承 254 排氣管 413’ 氣體軸承 260 水平感測器 414 供氣導管 271 平衡重物隔間 415 排氣導管 272 平衡重物隔間 430 短行程框架 273 凸緣 430’ 短行程框架 274 凸緣 431 孔 281 延長管 432 窗口 282 空氣淋浴器 440 夾頭 283 調節區域 450 排氣管 284 未受調節長度 460 Z感測益 285 開口 500 基體檯沖洗箱 290 光罩托架 501 中央區 291 隔間 510 導管圍蔽物 292 電動門 511 主供氣管 293 沖洗氣體出口 512 排氣管

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-12-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 480372 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 513 排氣管 C 曝光區 514 臂狀部 CO 聚光器 515 臂狀部 Ex 光束成型光學件 516 一系列噴口 IF 干涉位移測量裝置 517 噴口 IL 照射系統 518 氣體軸承 IN 累積器 519 喷口 LA 光源 520 導管圍蔽物 MA 光罩 521 排氣管 MA， 替換用光罩 522 供氣管 MH 光罩托架 523 供氣管 MT 光罩檯 524 排氣管 Mi 對齊記號 525 排氣管 m2 對齊記號 527 喷口 PB 投影輻射束 528 氣體軸承 PL 投影系統 529 噴口 Pi 對齊記號 530 對角管道 P2 對齊記號 531 窗口 Q 剖面線 540 外圍邊 RF 參考框架 AS 空氣淋浴器 W 基體 BF 基礎框架 WT 基體檯 BM1 平衡重物 X-IF X干涉儀光束 BM2 平衡重物 Y-IF Y干涉儀光束 BP 底板 實施例1 圖1簡略繪出一依據本發明之微影投影裝置。該裝置包含 -一輻射系統，其包含光源LA和照射系統IL(Ex，IN，CO ) 用於供應一投影輻射束P B (例如波長為157毫微米或126 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 五、發明説明（11 ) 耄微米之紫外線輻射）； -一第一物件檯（光罩檯）MT，其具備一光罩（或第一物件） 支架以支承一光罩MA(例如一標線），且連接至第一定位 裝置以使該光罩相對於單元PL精確定位； _ 一第二物件檯（基體檯或晶圓檯）w τ，其具備一基體（或 第二物件）支架以支承一基體w(例如一塗佈抗蝕1劑8^夕 晶圓），且連接至第二定位裝置以使該基體相對於單元 P L·精確定位，· -一投影系統（”透鏡”）P L (例如一折射或反射折射系統或 鏡面群組），其用以將該光罩MAi一輻照部分映照在該 基體檯WT所支承之一基體W的曝光區（：（標的部分）上。 如本文所述，該裝置為一透射型裝置（亦即具有一透射光 罩）。然而其例如亦可為反射型裝置。 該輻射系統包含一光源LA (例如一水銀燈或準分子雷射） 產生一紫外線輻射束。該光束受影響穿越該照射系統J L内 所包含之各個光學組件-例如光束成型光學件Ε χ、一累積器 IN和一聚光器C0-使所成光束pB在其橫斷面内有一期望形 狀及強度分佈。該光束PB隨後攔截光罩MA，該光罩支承 在光罩檯MT之光罩支架上。光束PB穿越光罩“八後通過透 鏡PL ’ #亥透鏡將光束pb聚焦在基體w之曝光區c上。藉由 干涉位移測量裝置IF之協助，基體檯WT得以藉由第二定位 裝置精確移動，例如藉此將不同曝光區C定位於光束p b之 路徑内。相似地，第一定位裝置例如能在光罩ΜA自一光罩 庫機械性回收後或在光罩之掃掠運動中將光罩MA相對於光 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 480372 五、發明説明（12 束P B <路徑精確定位。整體來說， 能以一長行程模組（路線定位） 至T和WT之移動 協助了解，此在圖〗中並未詳細營：7模組(精細定位) !=裝置相反)之案例中，光罩檯可僅連接至一短上 :位=以做出光Μ向和位置之細微調整（或者其可為固 /置《大多數組件（包括所有振動產生組件）為安裝 和基礎框架BF上或自此安裝。然而，投影透鏡以 及干涉^移測量裝置和其他感測器之必要組件為安裝於參 考（或I度）框架RF ’此框架以機械方式與該裝置之其他部 分隔絕以提供一穩定參考。 所述裝置能以兩種不同模式使用： 1. 在步進-重複（步進）模式中，光罩檯“了保持為實質靜止 ’且整個光罩影像一次（亦即單次”閃光"）投射在一曝光 區C上。然後基體檯界丁以又及/或丫方向移位使一不同曝 光區c能受光束PB輻照； 2. 在步進掃描（掃描）模式中，本質上運用相同方案，差別 在於一給定曝光區C並非單次”閃光”曝光。取而代之為 光罩檯Μ T可在一給定參考方向（習稱之”掃描方向”，例 如Υ方向）以一速度ν移動，使得投影束ΡΒ掃過一光罩影 像，在此同時，基體楼W Τ沿相同或相反方向以速度 V = Mv移動，其中Μ為透鏡PL之放大率（通常M=l/4或 1 / 5 )。依此方式讓較大曝光區c能受到曝光而無須犧牲 解析度。 圖2和3更為詳細地顯示依據第一實施例之微影裝置的光 -15 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210Χ 297公釐) 480372 A7 __B7 五、發明説明（13 ) 罩台座（包括光罩檯MT)。 如圖2和3 _所示，第一實施例的整個光罩台座都包在沖洗 隔間100内受一對投影束輻射為透明之沖洗氣體沖洗。沖洗 氣體之合適成分在本說明書的最後提出。光罩檯1^丁由長行 权傳動系連接至包在各自的隔間1丨〇内之平衡重物i和 BM2。長行程傳動系帶動光罩檯以γ方向在照射系統il下 方掃掠，且移動至光罩托架MH下方之一光罩更換位置。光 罩檯之位置持續受干涉儀IF監控，該干涉儀對安裝於光罩 檯ΜΤ侧面上的鏡面（圖中未示）發出測量光束。一空氣淋浴 器A S位在該等測量光束穿越之區域上方以供干涉儀調節。 泫空氣淋浴器以恆溫供應具已知恆定折射率之氣體（例如沖 洗氣體）以確保干涉儀測量不因折射率之差異而出現不精確 〇 如圖J所示、’光罩台座隔間1〇〇在上表面有開口圍繞照射 系統IL且在下表面有開口圍繞投影透鏡PL。平衡重物隔間 110内之空隙係為長行程馬達與光罩檯MT間之界面做準備。 為了封閉光罩台座隔間1〇〇之下部，一附加板1〇5安裝於投 影系統PL，在板1〇5與隔間1〇〇間具備迷宮式密封12〇。迷宮 式密封120在光罩台座隔間1〇〇上提供一勝任密封但不涉及 板105與光罩台座隔間1〇〇間之實際接觸以避免將振動傳遞 至投影系統PL。不過沖洗氣體可能自迷宮式密封12〇周圍漏 出光罩台座隔間之外，因此沖洗氣體排氣管13〇就在附近以 收集任何此等漏洩沖洗氣體。 在光罩檯MT附近之光線路徑用沖洗氣體係由鄰近光罩檯 -16-

五、發明説明（14 )~一~ Μτ<冲洗氣體出口 101供應。用來沖洗光罩台座隔間100之 〔、他部分的氣體由γ干涉儀光束用空氣淋浴器導入。主要 冲洗氣to排氣管（圖中未示）位在該隔間下部之一便利位置。 此為避免過量消耗沖洗氣體，在此大量地將其回收使用。 ’、£及再利用系統示於圖4。乾淨的沖洗氣體以所要速率 自冲洗氣體供應站150供應且主要用在對吸收最敏感的區域 (浚技〜束附近），且因此其通向光罩台座隔間100内之適當 出二101。用於光罩台座隔間1〇〇内之較非關鍵氣體〔例如 長仃私和短行程傳動系内氣體軸承（空氣軸承）以及光罩檯 内重力補償器（垂直致動器）〕得以較低純度的回收使用沖 2氣to供應。其藉由泵/風扇141自光罩台座隔間以一較 回速率排出。絕大部分排放的沖洗氣體在回到光罩台座隔 間100之前經過一過濾器142和熱交換器143。一定比例的排 出文>了染’’沖洗氣體配合乾淨的沖洗氣體供應而排放掉或 轉往儲存槽進行重建。過漉器142自沖洗氣體去除冷染物而 邊熱父換器確保氣體以正確溫度回到光罩台座隔間。過濾 2 142及新鮮/回收使用沖洗氣體之比率經選擇為確保光罩 台厘隔間内之氧氣和水污染物的濃度保持在可接受範圍内 ’例如小於200 ppm或較佳為小於2〇 ppm。 為了將乾淨的沖洗氣體的用量減至最少，光罩台座隔間 100内I閒置芝間要保持盡可能的小，且為了避免從隔間漏 洩至機器之其他部分或其所用潔淨室内，隔間100可施作為 雙重壁型。在隔間以内，污染源如塑膠組件、黏著劑、電 子組件等減至最少且明顯污染源可獨立封閉並加以沖洗。 -17-

480372 A7 B7 五、發明説明（15 ) 在機器開動且光罩台座隔間100之任何維護用開口關閉之後 ’以新鮮沖洗氣體進行一次完整沖洗以將污染程度降低至 所要水準。在此過程中，沖洗氣體因其較高度污染而不回 收使用。 在圖5所示之沖洗氣體供應系統變型中，藉由純化排放的 沖洗氣體而免除新鮮沖洗氣體供應。在此案例中，在位於 微影裝置内或與微影裝置一同之空氣控制室丨4〇内提供一純 化器144且所有由泵/風扇141抽出之排放沖洗氣體都經過此 純化器、過滤器142和熱交換器143。但從熱交換器143輸出 的沖洗氣體並不直接回到裝置内而是送到微影裝置附近之 另一純化器151和熱交換器152。純化器144、151及風扇141 會產生大量的熱、電氣雜訊及振動且因此較佳盡可能與微 影裝置之其他部分遠離隔絕。 實施例2 本發明之第二實施例示於圖6至丨8，該實施例除以下所述 外可與第一實施例相同。在第二實施例中，光罩台座隔間 藉由固定的頂沖洗板210和底沖洗板220封閉，此二板緊密 配合光罩檯Μ T之形狀。僅有投影束路徑（不含干擾儀光束 路徑）受沖洗。 如圖6所示（其為以掃描方向γ觀看之剖面圖），光罩檯包 含一短行程框架230(其由長行程傳動系帶動，圖中未示）及 夾頭240。夹頭240包含光罩ΜΑ之光罩托架且藉由短行程定 位裝置（圖中未示）相對於短行程框架23〇帶動。上沖洗板 210固足於基礎框架β F (如圖1所示）且有一孔隙圍繞照射系 18- 本紙張尺度適用中® S家標準(CNS) Α4規格(2ι〇Χ297公f) *---

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▲ 五、發明説明（16 ) 統IL。下沖洗板220固定於投射系統支撐結構且包括一孔 圍繞投影系統PL内頂部元件。頂部沖洗板21〇和底部沖洗板 220白可為中空且可包括供應沖洗氣體之導管（圖中未示） 此為經由圍繞照射系統況和投影系統pL之孔隙内的嘴^ 211和221供應至光罩台座隔間。因此，沖洗氣體直接排到 夾頭240内之中央井247，其為投影束穿越之區域。排氣管 ^ 252 253、254位在方便的位置，例如在夹頭24〇與短 仃程框架230之間以確保一遠離光罩―之沖洗氣體流。此 佈置確保排放的氣體僅能透過短行程框架23〇與沖洗板2⑺ 、220間之一狹缝擴散至沖洗隔間内且會在到達投影束之前 由排氣管25 1-254將其排出。 圖7為垂直於掃描方向觀看之第二實施例光罩台座剖面圖 p其中顯示頂部和底部沖洗板21〇、22〇沿照射系統况和投 2系統PL的兩側延伸以確保光罩檯在其運動範圍内皆受涵 蓋。此圖亦顯示安裝於投影透鏡ρ[上之水平感測器26〇。 圖8顯示上沖洗板21〇如何經由凸緣273、274安裝於平衡 重物BM1、BM2之隔間271、272和長行程傳動系。圖中亦可 見上冲洗板210以一預定間隙（例如丨公董）依循短行程框架 230之輪廓。頂部沖洗板210與凸緣273、274間之連接結合容 許調整此間隙之佈置。 j下沖洗板210、220舉例來說可由不銹鋼蜂巢板製成。此 材料為非磁性以避免因長短行程傳動系内電動機磁鐵造成 擾動力。 為了減少閒置空間並改進光罩檯掃掠時之氣流，夾頭24〇 480372 A7 B7 五、發明説明（17 ) 之上表面最好盡可能為光滑。圖9和10繪出針對於此之替 代選項。在周9中，夾頭240之頂部除光罩孔外整個受蓋板 241覆蓋。蓋板241可由一鍍鋁複合材料構成。在圖10之變 型中，僅有垂直短行程致動器242上方之區域受一蓋板243 覆蓋，其也可為複合材料構成。 為了均衡夾頭240之頂部與底部間的壓力差，提供穿透孔 244，如圖1 0所示。穿透孔之數量和大小應足以容許任何可 能發生之壓力差快速均衡化。此外，如圖1 1所示，得在夾 頭240之下表面内銑出一凹口 245使其有一盡可能符合上表 面之形狀。其用於平衡在夾頭240運動中可能發生之任何流 動差異和壓力差。 圖1 2更為詳細地繪出排氣管252、254之位置。如圖所示 ，此二排氣管位在蓋板210、220之傾斜部分確保在其附近 有充分容積去平衡壓力差。即使是在橫跨於短行程框架230 與安裝於夾頭240上之重力補償器（垂直致動器）242^之安 裝構件246附近亦為如此。 如前所述，必須確保用來測量夾頭240位置之干涉儀光束 所穿越的空間受到一恆定折射率氣體佔據。如圖1 3所示， 一延長管281接於短行程框架230。Y干涉儀光束Y-IF通過 延長管281及短行程框架230内之一孔且受安裝在夾頭240之 侧面上的鏡面（圖中未示）或回射器反射。在短行程框架230 之孔及延長管281内之光束路徑由自光罩台座中央隔間流出 之乾淨沖洗氣體調節而在短行程框架外之較大部分光束路 徑由空氣淋浴器282調節。空氣淋浴器282可以一角度朝短 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

裝 訂

480372 A7 B7 五、發明説明（18 ) 行程框架230之掃描範圍送出乾淨的乾燥沖洗氣體以便調節 沖洗板210下方之一區域283。此及延長管281使Y干涉儀光 束路徑之未受調節長度284減至最小。 對X干涉儀光束而言，因測量夾頭240在其Y方向掃掠運 動之全部範圍内之X位置的需求而需要一不同佈置。如圖 1 4所示（此圖與圖6相似但為求清楚顯示故將某些組件去除） ，在短行程框架230内提供一矩形開口 285以容許X干涉儀光 束X-IF到達夾頭240。開口 285在短行程框架230内定義一狹 缝以Y方向延伸於短行程框架230之運動範圍的全長。X干 涉儀光束之調節空氣通過開口 285但此氣流藉由將信箱285 做成狹窄且延伸至接近夹頭240而減為最小。X干涉儀光束 之調節空氣在夾頭240與短行程框架230間之空間内與沖洗 氣體混合但藉由I力差使其不流到光罩所在之内部空間。 由於投影透鏡PL之頂部呈現一平坦表面222(如圖15所示） ，其本身能構成内部沖洗隔間之下部邊界。在此佈置Z其他 感測器260嵌入投影透鏡隔間之頂部内。然後下沖洗板220 區分成在投影系統PL兩侧之獨立部分。下沖洗板220之此二 部分安排為不與投影系統P L接觸以避免將振動傳遞至投影 系統P L。提供額外排氣管255以去除漏洩通過所造成之間隙 的沖洗氣體。這些舉例來說可處於投影透鏡PL之主罩殼與 一外部透鏡冷卻器226之間。 在一替代實施例中，如圖1 6所示，其中Z及其他感測器 260延伸至投影透鏡之頂部以上，下沖洗板223成形為在投 影透鏡頂上延伸且具備一投影束用中央孔（圖中未示）及感 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）

裝 訂

480372 A7 B7 五、發明説明（π ) 測器260用附加孔225。在沖洗板223下部之切除部分224得用 來與投影系統P L緊密配合同時避免實際接觸。 為免除在光罩更換後必須以乾淨沖洗氣體再次沖洗整個 光罩台座隔間之需求，將光罩更換安排為在沖洗氣體内發 生。為此，上下沖洗板21〇、220在光罩托架29〇下方延伸， 如圖17和18所示。圖17為光罩托架29〇之剖面圖且圖丨8為 此區域内之上沖洗板210平面圖。光罩托架29〇包括一封閉 隔間291，其中替換用光罩MA，得先於更換步驟提供。隔間 291得單獨以沖洗氣體沖洗且在上沖洗板21〇内提供一電動 門292以在光罩檯定位於其下方時進行更換。如圖丨8所示， 在電動門292附近提供额外沖洗氣體出口 293以在光罩更換 過私中提供沖洗氣體正壓差並藉此避免任何污染物到達沖 洗隔間。 實施例3 本發明之第三實施例示於圖Μ和2〇，該實施例除以下所 述外可與第一和第二實施例相同。在第三實施例中，短行 程框架330成形為一包圍夾頭34〇之大範圍封閉箱體。 短行程框架330由長行程馬達（圖中未示）帶動且因此造成 Y方向内大掃掠運動。在短行程框架330中，夹頭34〇由垂直 致動器（圖中未示）懸吊。此等致動器可能需要壓縮氣體供 應，然後應要沖洗氣體供應。主光罩台座隔間之沖洗氣體 供應站360、361安裝於照射系統IL*投影系統]?]^且因而為 靜止。排氣管351、352亦相對於照射系統IL和投影系統ρι 為固定且處於朝向由短行程框架330構成之封閉箱體的側向 '22- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 ------- 480372 A7 B7 五、發明説明（20 ) 邊緣。排氣管351、352自夾頭340邊緣與短行程框架330間之 空間透過短行程框架内的噴口（圖中未示）取得沖洗氣體， 是以有一來自封閉隔間内部區域（夾頭340内之井347)之向 外沖洗氣體流。在此註明除圖1 9所示排氣管351、352外亦 在短行程框架之其他侧提供排氣管，但這些排氣管在圖中 省略以求清楚顯示。由於沖洗氣體供應站360、36 1及排氣 管351、352為靜止而短行程框架330以Y方向掃掠，在供應 站360、361與短行程框架330間以及排氣管351、352與短行 程框架33 0間提供氣體軸承362、355。至少氣體軸承3 6 2具 備沖洗氣體以避免漏洩至内部隔間内。短行程框架330能小 幅垂直運動且此由氣體軸承362、355承擔。 圖20顯示短行程框架330、夹頭340和光罩MA在其向對於 沖洗氣體供應站360和排氣管351、352之掃掠運動極限。如 圖所示，在由短行程框架330構成之封閉箱體内緊密包圍光 罩ΜA輪廓之孔隙在其掃掠之中間部分自沖洗氣體供應站下 方經過（在曝光作用之時），但在運動極限處封閉。 為了能夠測量夾頭340之位置，一膜片33 1在由短行程框架 330構成之封閉箱體的一侧形成一窗口以容許X干涉儀測量 光束入射於位在夹頭一側上之鏡面（圖中未示）。膜片331以 Y方向充分延伸以容許在夾頭340與短行程框架330之整個掃 掠運動中測量夾頭340的X位置。得提供較小窗口以容許Y 干涉儀光束Y-IF進入，因為此僅需要容納夾頭340在X方向 内之較小運動範圍。調節Y干涉儀光束之空氣淋浴器382延 伸至短行程框架330上方且能在短行程框架330及夾頭340之 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 480372 A7

整個掃掠範圍内調節γ干涉儀光束y_if。 實施例4 本發明之第四實施例示於圖21至23，該實施例除以下所 迷外可與第—至第三實施例相同。在第四實施例中，短行 程框架43G形成—開放移動沖洗箱體，其由固定供氣和排氣 艙411、412封閉。 圖2 1為以掃描方向（γ )觀看之第四實施例光罩台座的剖 面圖。短行程框架430形成一局部開放箱體包圍夾頭44〇。 短行程框架430由長行程傳動系（圖中未示)帶動掃掠，同時 夾頭440由垂直致動器（圖中未示）支撐於短行程框架43〇且 以所有自由度進行小幅運動。上排氣搶4 且對光罩MA上方之内部隔間供應沖洗氣 乳體向外流動工握短行程框架43〇與夾頭44〇間之約束且藉 由排氣管450自夹頭440侧面上方向上排出。下排氣艙412^ 似地相對於投影透鏡PL為固定且自投影系統？[之第一元件 周圍排放氣體以便沖洗光罩ΜA底下的空間。 如圖21所示，由短行程框架43〇形成之局部開放箱體留下 夾頭440之一侧為自由使其能由χ干涉儀光束又_11?直接測量 。如圖2 2所示（其為X向剖面圖），在短行程框架43 〇之一侧 #疋供一孔431以谷許γ干涉儀光束y_if通達夾頭440。 由於短行裎框架430會相對於上下供氣和排氣艙411、412 運動，在上下供氣和排氣艙411、412内提供氣體軸承413。 有一氣體軸承更為詳細地繪於圖2 3。如圖所示，沖洗氣體 經供氣導管414供應而在供應和排氣艙41丨與短行程框架43〇 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 480372 A7 ___B7 五、發明説明（22 ) 間I芝間内形成氣體軸承413。氣體軸承之沖洗氣體會向内 朝排氣管450及向外朝環境大氣漏洩。一附加排氣導管415 位在供氣導f 414與環境大氣之間以排出回收用漏洩沖洗氣 體並避免空氣向内漏洩。氣體軸承413例如可由環境大氣與 内邵沖洗隔間之間的壓力差、磁性方式、額外真空區域或 利用附加重物使其預受應力。 第四實施例使必須沖洗之容積減至最小。得提供位在短 行私框架430自身上之額外沖洗氣體出口，經由一簡單或雙 重壁管件將氮氣供應至短行程框架43 〇。安裝於投影透鏡之 Z感測器460得向外重新定位以便測量夾頭44〇在下供應和排 氣搶412以外的位置且在必要時穿過短行程框架43〇内之一 窗口 432。 第四實施例之一變型示於圖24、25和26。在第四實施例 之變型中，根本性改變在於氣體軸承413，移動為在短行程框 采43 0上而非沖洗板。因此氣體轴承4丨3，支承沖洗板411，、 412’之平坦内面。沖洗氣體得經由一撓性單壁或雙重壁管件 供應至短行程框架430作為軸承。在第四實施例中，必須準 備一個長度等於光罩檯Y方向之掃掠運動的平坦表面讓氣 體軸承413或413’支承。在圖24至25之變型中，此平坦表面 為在固足沖洗板上容許移動晶圓檯之大小縮減，減小運動 質量。 在第四實施例之其他變型中，下供氣和排氣艙412得整合 於投影系統PL之罩殼内或作為匕結構之一延伸部分。此外 ，得用夾頭440内穿透孔自上沖洗板取得排氣以確保夾頭 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公釐) 480372 A7 B7 五、發明説明（23 ) 440之各側間不發生壓力差。 實施例5 本發明之第五實施例示於圖27至29。第五實施例提出一 械影投影裝置基體（晶圓）檀用沖洗箱佈置且可與上述任一 實施例合併。 圖2 7顯示基體檯沖洗箱500之水平剖面圖，其包含第一和 第二導管圍蔽物5 10、520包圍位在投影透鏡PL最終元件下 方之中央區501。圖28為沿圖27中線卩-卩取得之垂直剖面 圖’其中垂直比例經誇大以清楚顯示。第一導管件5 1 〇提供 經主供氣管511送至中央區501之主要沖洗氣體供應。主供 氣管5 11之兩侧為排氣管5 12和5 13。主供氣管511終結於沿矩 形中央區501之第一和第二侧延件之二個臂狀部514、515。 臂狀部514、515之侧壁具備一系列喷口 516(示於圖28)，冲 洗氣體經該等噴口送入中央區501。臂狀部514、5 15之底面 亦具備噴口 5 17(示於圖2 8 )，沖洗氣體經該等噴口離開而形 成氣體軸承518保持導管件510不觸及基體W。排氣管5 12、 513在下表面有一系列較大噴口 5 19以自氣體軸承518排出沖 洗氣體及自外界漏入之任何空氣。 第二導管件520載有沿中央區501第三侧延伸之主排氣管 5 21且用來自中央區5 〇 1之一侧去除沖洗氣體。次要供氣管 522、52；3位於主排氣管521之兩側。次要供氣管522、523在 下表面有一系列噴口 527以便形成氣體軸承528綁持第二導 管件520不觸及基體W。在第二導管件520最外侧為次要排 氣管524、525，這些排氣管與第一導管件之排氣管512、5 13 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS) A4規格(210X297公爱) 480372 A7 B7 五、發明説明（Μ ) 相似在下表面有噴口 529用來將沖洗氣體排離氣體轴承528 並避免任何可能自第二導管件520底下漏洩之空氣到達中央 區501。圖25亦顯示一外圍邊54〇圍繞第一和第二導管件51〇 、520疋周圍。其用於限制第一和第二導管件5 10、520下方 之空氣漏洩流到中央區501。 如圖27所示，第一和第二導管件510、520不並會合而是 留下一無障礙對角管道530(其在中央區5〇1附近由窗口 531 封閉）供感測器如水平感測器使用，此等感測器必須觀測在 投影透鏡PL正下方之晶圓表面。倘若裝置内不需要此等感 測器，可免除無障礙管道53〇。 圖28為一侧面圖，其顯示第一和第二導管件51〇、52〇安 裝於參考（量度）框架RF。 沖洗氣體成分 在所有上述實施例中，沖洗氣體舉例來說可包含極高純 度氮氣（N2)或自1^6，"6，八1：，尺1：中選出之一氣體或以上氣體 中之任意二種或多種氣體的混合物。所用氣體成分的重點 在於對投影束之紫外線輻射波長為實質透明且最好折射率 與空氣大致相同〔以相同溫度和壓力條件（例如標準潔淨室 條件）下且利用相同波長輕射測量〕。在干涉位移測量裝置 Ϊ F所用輻射束之波長下，其折射率最好應與空氣相同。光 罩及/或基赠台座内之沖洗氣體壓力可為大氣壓力，或其可 為咼於大氣壓力使任何漏氣造成一氣體外流而非讓進入的 芝氣/亏染系統。適用沖洗氣體之進一步細節揭示於共同待 決之歐洲專利申請案第00306022. 5號（申請人之參考案號 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 480372 A7 B7 五、發明説明（25 ) P-0197.000-EP)。較佳氣體混合物包括： 97.3%容積百分比N2和2.7%容積百分比He 97.0%容積百分比N2和3.0%容積百分比Ne 59.0%容積百分比N2和41.0 %容積百分比Ar 97.5%容積百分比Ar和2.5%容積百分比Xe 92.9%容積百分比Ar和7. 1 %容積百分比Kr。 雖然以上說明本發明之指定實施例，應了解本發明可以 不同於上述之方式實施。以上說明不用於侷限本發明。 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)

Claims (1)

1. 480372 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種微影投影裝置，其包含： 一照射系統，其用於供應一投影輻射束； 一第一物件檯，其用來支承一光罩； 一第二物件檯，其用來支承一基體；及 一投影系統，其用於將該光罩之一輻照部分映照在 該基體之一標的部分上；其特徵在於： 一隔間近距離包圍該第一和第二物件檯至少其中之 一但不包圍該照射系統和投影系統任一者，該隔間在 工作中受一沖洗氣體供應，該氣體比空氣更可讓該投 影束之輕射穿透。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該隔間包圍該第一 物件檯。 3. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該隔間安裝於一用 來定位該第一物件檯之定位裝置的長行程模組。 4. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該第一物件檯可相 對於該投影系統至少以一掃描方向運動且該隔間安排 為與該第一物件檯一起運動。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 5. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該第一物件檯之型 態為一框架包圍該物件檯，且該隔間由該框架及分別 緊密配合該第一物件楼之上表面和下表面的第一和第 二沖洗板形成。 6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該第一和第二沖洗 板分別具有對應於照射系統和投影系統之孔隙以及圍 繞該等孔隙之沖洗氣體供應噴口。 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） /Z

   .如申請專利範圍第5或6項之裝置，其中該第一和第二 沖洗板延伸至-光罩更換裝置附近以容許光軍在 洗後環境内更換。 V 8·:申請專利範圍第”頁之裝置，其中該第一物件檯之型 …、為鈿體大致包圍該第一物件檯以提供該隔間。 9·如申請專利範圍第4、5或8項之裝置，其中在該第_物 件内提供窗口以容許測量光束散佈至該第一物件檀上 如申請專利範圍第之裝置，其中該第一物 井部讓該光罩保持於其内且該第一物件接具有^展於 孩物件檯侧面上方之部分及延伸至該井部内之部分， 該裝置更包含上板和下板分別相對於該照射系統和投 影系統為固定以形成該隔間。 如申請專利範圍第10項之裝置，其更包含在該上板和 下板與該第一物件檯之間之氣體軸承。 12 · —種微影投影裝置，其包含·· 一照射系統，其用於供應一投影輻射束； 一第一物件檯，其用來支承一光罩； 一第二物件檯，其用來支承一基體；及 一投影系統，其用於將該光罩之一輻照部分映照在 該基體之一標的部分上；其特徵在於： 一沖洗隔間，其位在該投影系統與第二物件檯之間 且相對於該投影系統為固定。 13.如申请專利勒J圍第1、2、3、4、5或6項之裝置，其中 -30- 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規名（210X297公釐） (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印製 n 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 A8 B8 C8 — _______ D8、申請專利範圍 沖洗氣體包含自以下選出之一或多種氣體：N 2 , η e , Ar，Kr，Ne 和 Xe。 14. 如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6或12項之裝置， 其中孩投影輻射束之波長小於180毫微米，較佳為157土 5晕微米或126± 5毫微米。 15. —種利用微影投影裝置製造儀器（device)之方法，該裝 置包含： 一照射系統，其用於供應一投影輻射束； 一第一物件檯，其用來支承一光罩； 一第二物件檯，其用來支承一基體；及 一投影系統’其用於將該光罩之一輕照部分映照在 該基體之一標的部分上；該方法包含以下步騾： 對該第一物件檯提供載有一圖案之一光罩； 對該弟二物件檯提供有一輕射敏感層之一基體； 照射該光罩之部分使該光罩之輕照部分映照在該基 體之標的部分上；其特徵在於以下步騾： 對一隔間供應沖洗氣體，該隔間近距離包圍該第一 和第二物件檯至少其中之一但不包圍該照射系統和投 影系統任一者，該沖洗氣體比空氣更可讓該投影束之 輻射穿透。 1 6 . —種儀器，其利用申請專利範圍第1 5項之方法製造。 -31 - 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4現格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 -III —II - H