專利名稱：移動用于浸液光刻的透鏡的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及光刻，更具體而言涉及在一種浸液環(huán)境(immersionliquid environment)中實現(xiàn)的光刻。
背景技術：
用于解決復雜問題的計算機系統(tǒng)的廣泛使用已經(jīng)產(chǎn)生了對于被設計用于使用更復雜算法來產(chǎn)生解決方案的應用的需要。隨著所述問題的復雜性提高，用于解決這些問題的應用程序的計算要求也提高。通過應用程序設計和運行所述應用程序的計算機系統(tǒng)硬件，來確定用于以有效的方式來產(chǎn)生精確的結(jié)果的計算機系統(tǒng)的能力。
計算機硬件性能的提高受到推動包括計算機芯片的材料的物理屬性的設計規(guī)范持續(xù)地牽制。提高性能的要求需要具有在更多層上的更多線的計算機芯片來在可接受的時間范圍內(nèi)執(zhí)行復雜的計算。滿足這些要求所需要的計算機芯片上的部件和線的數(shù)量一直持續(xù)地增加，迫使計算機芯片設計人員建立更密集的芯片布局或提高芯片的物理尺寸。在很長一段時間，芯片制造商選擇保持芯片尺寸相對不變，而提高在芯片上的部件的密度。
隨著線、部件和層密度在計算機芯片上增加，制造商努力保持用于常用操作的必要精度。為了滿足越來越高的精度要求，使用光來實現(xiàn)光刻的方法以在芯片層上印刷器件和線的圖形。光刻使用光投射器件，其中包括透鏡系統(tǒng)，用于將特定波長的光集中在晶片上。所述晶片首先被涂敷對曝光敏感的光刻膠材料。當光掃描晶片時，圖像被印刷到晶片上?；蛘撸皰呙琛笨梢灾傅氖恰俺上瘛?，并且在光刻領域內(nèi)可交換地使用。然后，晶片被化學清洗，以去除對光掃描曝光的正像成像作用的光刻膠材料。在1990年代早期，光刻能夠在制造時產(chǎn)生0.35微米的線寬，而當前的光刻技術可以在制造時產(chǎn)生100-150納米的線寬?？梢援a(chǎn)生更小的線來用于開發(fā)和樣機目的。
光刻的基礎主要基于瑞利的兩個方程。這些方程定義了分辨率(W)和焦深(DOF)對于圖像系統(tǒng)的波長和數(shù)值孔徑(NA)的依賴性，其中數(shù)值孔徑被定義為透鏡的聚光能能力的度量{Lin，B.J.“New λ/NA scaling equationsfor resolution and depth-of-focus.”O(jiān)ptical Microlithography XIII(2000)759(Lin，B.J.“用于分辨率和焦深的新的λ/NA定標方程”，光微刻XIII(2000)759)}。成像的分辨率被定義在瑞利方程W＝k1·λv/NA中。分辨率是可以使用光刻技術印刷的最小特征(feature)，并且確定圖案轉(zhuǎn)移的保真度。焦深可以被定義為圖像看起來清晰的、圍繞圖像平面的區(qū)域。(“Depth of field anddepth of focus”，25 July 2000 at URL http//www.matter.org.uk/tern/depth of field.htm(“景深和焦深”，2000年7月25日，在URL http//www.matter.org.uk/tern/depth_of_field.htm)。根據(jù)瑞利的工作，焦深被定義為對于旁軸的情況得出的DOF＝k2·λv/NA2，其中λv是在真空中的波長，NA＝n sinθ，其中n是折射率，并且θ是透鏡的受光角。
為了在高NA浸入情況中的一致，Burn Lin已經(jīng)定義了分辨率為W＝k1·λ/sinθ，其中λ＝λv/n。Burn Lin也已經(jīng)示出了對于浸液光刻，DOF＝k3·λ/sin2(θ/2)，其中λ＝(λv/n)，k3是對于光刻處理特定的工程常數(shù)，θ是用于定義NA的角度，λ是在浸入媒體中的波長(λv/n)。這個第二種形式對于高NA和浸液光刻較少不明確。
光刻已經(jīng)被擴展為使用193納米來用于制造圖案，但是在這個波長之下問題開始發(fā)生。當部件和線尺寸變得更小時，光的波長和部件之間在尺寸方面的差別縮小。在一些臨界點上部件和線變?yōu)榕c光的波長具有相同的大小或比其更小。在這種點，所實現(xiàn)的波長不再能以足夠的保真度來印刷芯片設計。為了克服這個問題，必須使用更短的光波長，但是，當使用更短的波長時產(chǎn)生新的問題。諸如x射線的更短的波長已經(jīng)用于實現(xiàn)更小的線寬，但是能夠產(chǎn)生x射線的設備的采用已經(jīng)受到與制造能夠與當x射線使用時產(chǎn)生足夠的成像質(zhì)量的透鏡相關聯(lián)的困難的阻礙。這些困難導致由從過去的光刻設備到x射線光刻設備的昂貴的遷移途徑引起的高透鏡成本。更短的波長也是更高能量的波長，因此高劑量的x射線具有破壞固體芯片材料、尤其是電介質(zhì)的更大的可能。而且，在光刻膠中的光敏化合物僅僅吸收在特定波長范圍上的光，并且替代材料可能不總是表現(xiàn)得像所需要的那樣良好。參見“OpticalLithography”，Craig Friedrich，1998 at URL http//www.me.mtu.edu/～microweb/chap1/ch1-4-1.htm(“光刻”，Craig Friedrich，1998，在URL http//www.me.mtu.edu/～microweb/chap1/ch1-4-1.htm)。
改善光刻的分辨率的一種方式是控制在瑞利方程中的數(shù)值孔徑變量或在Burn Lin的方程中的sinθ/2。在傳統(tǒng)的干光刻方法中的數(shù)值孔徑的最大可獲得值是1；但是，從光學顯微術和E.Abbe(1878)的工作知道，通過將在末級透鏡和晶片之間的空間填充高折射率液，在其他情況下將全部被內(nèi)部反射的光能夠通過液體到達晶片表面{Switkes，M.，M.Rothschild“ResolutionEnhancement of 157nm Lithography by Liquid Immersion.”O(jiān)pticalMicrolithography XV(2002)459(Switkes，M.，M.Rothschild“通過液體浸入的157納米光刻的分辨率增強”，光微刻XV(2002)459)}。有可能獲得大于一和與浸液的折射率一樣高的數(shù)值孔徑。當NA保持不變時，在光刻中使用液體將焦深提高了等于浸液的折射率的因子，因此提高了處理中的可容許誤差。
浸液光刻允許光刻曝光設備制造商可以將它們當前的光刻設備的使用擴展到具有最小開發(fā)成本的下一代芯片設計。使用可能的數(shù)值孔徑1.25或更高和50納米的分辨率，可以使用現(xiàn)代浸液光刻技術來生產(chǎn)未來的芯片，而不帶來在更短波長所需要的新主要設備和光刻膠材料上的高風險昂貴的花銷。因為水的屬性使得它是用于193納米成像的理想浸液，并且對于現(xiàn)有設備需要較小的修改，因此從干光刻向浸液光刻的過渡是經(jīng)濟上可行的和低風險的決定。新的光源和新的光刻膠也不必要。
浸液光刻的到來也導致多個附加的問題。為了實現(xiàn)在數(shù)值孔徑尺寸上的最大增益，在末級透鏡和浸液之間不能有空氣。這需要末級透鏡元件被浸入在液體中。在所述處理的整個過程中，晶片被固定到能夠在x、y和z方向中移動的水平支撐表面。在掃描期間，當掃描晶片表面時，末級透鏡和/或水平支撐表面被移動。當透鏡移過液體時，透鏡的運動將能量從透鏡轉(zhuǎn)移到液體中，因此產(chǎn)生波紋、湍流和液體環(huán)境的破壞?？諝夂蜌馀菘赡茏兂杀幌拗?trap)在液體中或附著到透鏡表面，導致光散射和不良的成像。因此，需要一種器件，它能夠?qū)⑴c在透鏡的運動和液體環(huán)境之間的能量轉(zhuǎn)移相關聯(lián)的所述波紋和湍流最小化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明減少了與在浸液光刻環(huán)境中的末級透鏡元件的相對運動相關聯(lián)的湍流和氣泡。透鏡裝置連接到能夠調(diào)整末級透鏡相對于晶片的角定向的運動控制器件。本發(fā)明使得透鏡裝置能夠移動以便一部分末級透鏡元件相對于晶片表面的水平速度實質(zhì)地最小化了當掃描晶片時對于成像質(zhì)量有害的所述液體的氣泡、湍流和其他破壞。


圖1是浸液光刻裝置的側(cè)視圖；圖2A、2B、2C和2D是末級透鏡元件的不同變化；圖3是末級透鏡元件和第二運動控制器件的、與圖1正交的簡化側(cè)視圖；圖4A、4B和4C是末級透鏡元件當在掃描處理期間移動時的示意圖；圖5A是球面末級透鏡元件和在掃描期間末級透鏡的運動的幾何表示；圖5B是末級透鏡元件和末級透鏡元件在掃描期間將跟隨的路徑的幾何表示；圖6是電子表格和從所述電子表格產(chǎn)生的x-y圖，用于示出在角度θ和長度h之間的關系；和圖7是光刻處理的流程圖。
具體實施例方式
將參照附圖來詳細說明本發(fā)明。可以明白，本說明書和這些附圖僅僅用于說明的目的，而不意欲限制本發(fā)明的范圍。具體地說，本發(fā)明的適用性、用途和優(yōu)點的說明和圖解僅僅是例證性的，不限定本發(fā)明的范圍。因此，必須僅僅從在本公開中其他位置給出的權利要求來解決范圍的所有問題。
圖1是整體發(fā)明的一個實施例的側(cè)視圖。框100作為用于支撐各種相關聯(lián)的部件的支撐結(jié)構。光源104被附加在框100上，并且通過光掩模113和透鏡系統(tǒng)101投射光，所述透鏡系統(tǒng)101具有透鏡元件101a、101b、101c和末級透鏡元件103。光源104的光源示例是準分子激光器和水銀燈。透鏡系統(tǒng)101a、101b、101c和末級透鏡103用于控制由光源104投射的光。透鏡101a、101b、101c的透鏡形狀在圖解中被示出為具有圓形截面，但是不限于這種形狀，并且可以具有球形或非球面和凹形或凸形的曲度(curvature)。透鏡101a、101b、101c通常具有透鏡狀。晶片111被緊固到水平支撐表面102，并且經(jīng)由掃描由光源104曝光。使用掩模113在晶片上印刷指定的圖形，通過掩模113，來投射來自光源104的光。通過第一運動控制器件106來控制水平支撐表面102的運動，所述第一運動控制器件106用于控制水平支撐表面相對于框100在x、y和z方向中的運動。第一運動控制器件106被緊固到第一靜止表面108。晶片111被浸入在作為光刻處理的一部分的、諸如去離子水或全氟聚醚之類的液體112中。
圖1的末級透鏡元件103在一個或多個連接點110連接到第二運動控制器件105。然后，當所述裝置正在運行時，末級透鏡103繞由連接點110限定的軸旋轉(zhuǎn)。通過使用計算機控制的軸、具有適當?shù)呐ぞ嗪途鹊碾姍C、凸輪、齒輪系統(tǒng)、皮帶系統(tǒng)或操作員的手動控制來控制第二運動控制器件105而實現(xiàn)所述旋轉(zhuǎn)。周圍的氣體環(huán)境可能包括下列的一個或組合空氣、氬、干氮或其他惰性光透明氣體。
圖2A、2B、2C和2D是末級透鏡元件103形狀的示意變化。在圖2A中，透鏡元件103的一個實施例具有第一彎曲區(qū)域201A和第二彎曲區(qū)域201B。分離第一彎曲區(qū)域201A和第二彎曲區(qū)域201B的水平線僅僅用于說明性目的，并且不存在于實際的實施例中。第一彎曲區(qū)域201A的曲度大于第二彎曲區(qū)域201B的彎曲度。第二彎曲區(qū)域201B在末級透鏡元件103的這種變形中實質(zhì)上面向水平支撐表面102，以有效地掃描晶片111。末級透鏡元件103繞連接點110旋轉(zhuǎn)。在第二種變形圖2B中，第一彎曲區(qū)域201A的彎曲度小于第二彎曲區(qū)域201B的彎曲度。第二彎曲區(qū)域201B在這種變形中實質(zhì)上面向水平支撐表面102，以有效地掃描晶片111。在圖2C所示的末級透鏡元件103的第三示范形狀中，末級透鏡元件103具有一致的曲度。末級透鏡元件103繞連接點110旋轉(zhuǎn)。晶片111被緊固到水平支撐表面102，并且在所述處理期間被掃描。圖2D是末級透鏡元件103的第四示范形狀。在圖2D中，第二彎曲區(qū)域201B具有大大小于第一彎曲區(qū)域201A的半徑，如圖所示。
圖3是圖1的簡化的側(cè)視圖，用于圖解被示出為圓柱透鏡的末級透鏡元件103、擴展連接器302和第二運動控制器件105。擴展連接器的示例包括有螺紋的實心軸、一個或多個類屈肌物(flexor)或?qū)嵭妮S和粘合材料的組合。末級透鏡元件103包括端蓋301A和301B，它們使得擴展連接器302能夠?qū)⒛┘壨哥R元件103連接到第二運動控制器件105。末級透鏡元件103有效地繞由擴展連接器302建立的軸旋轉(zhuǎn)，擴展連接器302的運動由第二運動控制器件105驅(qū)動。
圖4A、4B和4C圖解了末級透鏡元件103的相對運動。在圖4A中，末級透鏡元件103第二運動控制器件105(圖3所示)定位到開始位置，所述第二運動控制器件105連接到連接點110，能夠繞軸旋轉(zhuǎn)。末級透鏡元件103部分浸沒在液體112中，并且被定位在晶片111之上。晶片111被緊固到水平支撐表面102，水平支撐表面102能夠在第一運動控制器件106的控制下在x(附圖中的水平)、y(進入附圖的紙中)和z(附圖中的垂直)方向中移動。在點401A和401B之間的透鏡上存在近端透鏡表面。近端透鏡表面401A、401 B是在晶片的掃描期間最接近晶片的在末級透鏡元件103上的表面的那部分。注意，當末級透鏡元件103移動(例如圍繞一個軸旋轉(zhuǎn))時，近端透鏡表面401A、401B沿著末級透鏡元件103的表面移動。當晶片111被掃描并且近端透鏡表面401A、401B和水平支撐表面102在相同方向中的同步運動發(fā)生時，末級透鏡元件103和/或水平支撐表面102的速度被調(diào)整，以便在近端透鏡表面401A、401B和晶片111之間的相對速度實質(zhì)地最小化了對于成像質(zhì)量有害的所述液體的氣泡、湍流和其他破壞。
當發(fā)生掃描晶片111時，如從圖4A的開始到圖4B的中間所示，末級透鏡元件103移動，以便實質(zhì)地最小化與從移動通過液體112的末級透鏡元件103的能量轉(zhuǎn)移傳送相關聯(lián)的湍流和氣泡。在這個掃描處理期間，近端透鏡表面401A、401B和/或水平支撐表面102的速度被調(diào)整，將在近端透鏡表面401A、401B和晶片111之間的相對速度保持為足夠低以最小化對于成像質(zhì)量有害的所述液體的氣泡、湍流和其他破壞。水平支撐表面102也可以在z方向中移動以改變在末級透鏡元件103和晶片111之間的距離，因此優(yōu)化圖像聚焦和圖像分辨率。第一運動控制器件106響應于來自自動聚焦器件(未示出)的信號，在z方向移動水平表面102以優(yōu)化圖像聚焦。在z方向上移動的自動聚焦機構是本領域內(nèi)公知的。因此，存在三種可能的調(diào)整情況。在第一種情況下，水平支撐表面102以不變的速度移動，而末級透鏡元件103在相對運動中以變化的速度移動。在第二種情況下，末級透鏡元件103以不變的角速度移動，而水平支撐表面102在水平方向以變化的速度移動。在第三種情況下，末級透鏡元件103和水平支撐表面102都以變化的速度移動，以便相對運動足以減少對于成像質(zhì)量有害的所述液體的氣泡、湍流和其他破壞，以防止它們嚴重地干擾成像。圖4C圖解了接近相對運動終止的末級透鏡元件103的運動，其中末級透鏡元件103在最后的位置。依賴于相對運動的程度和透鏡的形狀，水平支撐表面102的不變的角速度和不變的水平速度可以給出足夠小的相對速度來足夠地降低氣泡和湍流的形成以防止它們干擾成像。
圖5A是作為球體或具有圖2C所示的圓柱截面的圓柱的末級透鏡元件103的示意情況。當掃描晶片111時，末級透鏡元件103的近端透鏡表面401A、401B移動距離XL，并且被緊固到水平支撐表面102的晶片111移動距離XW。當透鏡以角速度 移動時，最接近晶片的末級透鏡元件103的近端透鏡表面401A、401B的速度向量的x分量是dxLdt=r1dθdt.]]>為了足以減少與在末級透鏡元件103和晶片111之間的相對運動相關聯(lián)的湍流和氣泡，水平支撐表面102的速度向量的x分量 應當足夠地接近 以減少湍流和氣泡形成到它們嚴重干擾成像的程度。應當明白，為了簡明，以下的方程示出了等于水平支撐表面102(其上緊固了晶片111)的水平速度的近端透鏡表面401A、401B的速度的水平分量，本發(fā)明考慮了足夠低以降低湍流和氣泡的任何相對速度差，以便湍流和氣泡不嚴重地干擾成像。
在此參照圖5B說明了末級透鏡元件103(如圖2A和圖4A、4B、4C所示)的近端透鏡表面401A、401B的相對運動和水平支撐表面102運動的x維速度調(diào)整的數(shù)學處理。雖然下面的數(shù)學處理被圖解來用于示意的目的，并且考慮了其他產(chǎn)生類似或相同最終結(jié)果的數(shù)學處理，但是本討論不被看作對于本發(fā)明的范圍和精神是限定性的。θ是圍繞連接點110(O1)的末級透鏡元件103的角旋轉(zhuǎn)，當在順時針方向中移動時被定義為正，因此用于在x方向中的末級透鏡元件103的近端透鏡表面401A、401B的速度。O1是半徑為r1的第一球形或圓柱表面的中心(圖5A所示，圖5B未示出)。O2是半徑為r2的第二球形或圓柱表面的中心。
是在末級透鏡元件103上的近端透鏡表面401A、401B當其在圖5B所示的x方向(水平)中移動時的x方向速度分量。距離h是在中心O1和在中心為O2的圓周上的點x1，y1之間建立的半徑。 可以通過下列方式來計算首先注意對于近端透鏡表面401A、401B，dxLdt=hdθdt.]]>注意在本示例中，h是角θ的函數(shù)，因此當末級透鏡元件103旋轉(zhuǎn)時改變。
(h+c1)2+(c2)2＝r22，然后替換c1和c2
(h+ccosθ)2+(csinθ)2＝r22，因此(1)h=-ccosθ+r22-c2sin2θ]]>其中r2＞c距離h表示在末級透鏡元件103的連接點110(即，O1連接到連接到點110)和在與射線v1(即近端透鏡表面401A、401B)相交的末級透鏡元件103上的點之間的z方向(垂直)距離，射線v1在末級透鏡元件103的浸液部分中，來自光源104的光通過它曝光晶片111。
在掃描的一部分期間，晶片111在時間t中運動距離XW。末級透鏡元件103的近端透鏡表面401A、401B和晶片111以足夠小的相對速度來在相同的方向中移動，以便降低或消除在液體112中的湍流和/或氣泡形成(方程(2)被示出為“等效”，但是可以明白，本發(fā)明考慮在近端透鏡表面401A、401B和水平支撐表面102之間的任何相對速度足夠低以將湍流和氣泡減少到湍流和氣泡不嚴重干擾成像的程度)。
(2)dxWdt=hdθdt]]>雖然已經(jīng)使用圖2A所示的末級透鏡元件103形狀的示意情況來計算了前面的數(shù)學解釋，但是所述裝置和運動不限于這個示例情況。其他透鏡形狀也可以被實現(xiàn)，并且在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
圖6是按照在圖2A中所示的實施例的末級透鏡元件103的相對運動建立的長度h對角大小的曲線圖，其中使用上述的方程(1)且示范參數(shù)R2＝2和C＝1.5，并且設θ從-30度向+30度改變。當末級透鏡元件103在從圖4A所示的第一位置向圖4B所示的中間掃描位置的相對運動中移動并且θ降低時，h也降低，減少了近端透鏡表面401A、401B的水平速度。當末級透鏡元件103繼續(xù)在從圖4B所示的中間掃描位置向圖4C所示的最后位置的相對運動中移動時，h提高，并且在近端透鏡表面401A、401B的水平速度中有成比例的提高。如上所述，可以通過改變作為角速度函數(shù)的θ來補償改變的長度h來保持近端透鏡表面401A、401B的水平速度。如上所述，末級透鏡元件103的角速度可以被保持不變，并且第一運動控制器件106以變化的速率來控制水平支撐表面102的水平速度以考慮近端透鏡表面401A、401B的變化的水平速度。本發(fā)明考慮水平支撐表面102和末級透鏡元件103的角速度的變化運動來作為替代結(jié)構，以保持近端透鏡表面401A、401B的相對速度基本上等于水平支撐表面102的水平速度。或者，作為本發(fā)明的一個實施例，如果當末級透鏡元件103的角速度不變并且水平支撐表面102的水平速度不變的時候湍流和氣泡最小，則這樣的不變角速度和水平速度可以被接受。
圖7是包括光刻處理的方法步驟的圖示。在步驟701，半導體晶片被置于能夠在x、y和z維中運動的水平支撐表面上。在步驟702，晶片被緊固到所述水平支撐表面，以便晶片和水平支撐表面的水平和垂直運動是相同的。步驟703涉及通過在水平支撐表面上建立液體庫來將晶片浸入到液體中。液體一般是去離子水或全氟聚醚。在步驟704通過將末級透鏡元件降低到液體中、向末級透鏡元件抬高水平支撐表面或兩者，末級透鏡元件被浸入在接近晶片上表面的液體環(huán)境中。晶片的上表面是要掃描的晶片的表面，它當位于水平支撐表面上時面向末級透鏡元件。在步驟705，末級透鏡元件被連接到末級透鏡元件的運動控制器件定位到開始位置。計算機系統(tǒng)、具有適當?shù)呐ぞ睾途鹊碾姍C、凸輪系統(tǒng)、齒輪系統(tǒng)或操作員的手動控制控制末級透鏡元件的運動。
步驟706涉及通過與水平支撐表面同步地移動末級透鏡元件來掃描晶片，因此實質(zhì)地降低了與末級透鏡元件通過液體的運動相關聯(lián)的湍流和氣泡。在處理期間進行對于末級透鏡速度和水平支撐表面速度的調(diào)整，以保證在晶片和近端透鏡表面之間的相對速度實質(zhì)小。可以使用計算機系統(tǒng)、一個或多個精密電機、凸輪系統(tǒng)或操作員的手動控制來進行適當?shù)恼{(diào)整。
在步驟707中，對于晶片的每個區(qū)域重復掃描的處理，直到完成晶片的必要掃描。在掃描每個區(qū)域后，末級透鏡元件可以從液體中取出和重新定位到下一個區(qū)域，或者末級透鏡元件可以被重新定位而不從液體中取出末級透鏡元件。在每個新掃描的開始，末級透鏡元件和掩模被重新定位回開始位置，并且重復所述處理。在晶片上掃描一個區(qū)域后，末級透鏡元件在終端位置，它也可以變?yōu)樵谟糜谙乱粋€新區(qū)域的相反方向中的掃描的開始位置。當所有掃描結(jié)束時，在步驟708，末級透鏡元件被從液體環(huán)境中取出，并且通過吸取或排放液體來消除所述液體環(huán)境。晶片然后在步驟709被釋放和取出。在步驟710，可以通過各種方法來清潔末級透鏡元件，所述各種方法包括但是不限于布、氣壓或液體清潔劑。
權利要求
1.一種能夠投射光的裝置，包括框；被布置在所述框內(nèi)的透鏡系統(tǒng)；水平支撐表面，與能夠支撐半導體晶片的所述框一般地相關聯(lián)；在所述透鏡系統(tǒng)中的末級透鏡元件，位于靠近所述框的第一端，所述末級透鏡元件具有末級透鏡元件表面，所述末級透鏡元件表面能夠被定位接近所述半導體晶片；以及光源，位于接近所述框的第二端，所述光源能夠通過所述透鏡系統(tǒng)傳輸光；其中所述末級透鏡元件能夠相對于所述框移動。
2.按照權利要求1的裝置，其中，當在可操作位置時，在所述末級透鏡元件表面上的近端透鏡表面部分地或全部地被浸入在液體中。
3.按照權利要求2的裝置，還包括第一運動控制器件，它能夠產(chǎn)生在所述水平支撐表面相對于所述框之間的x、y和z維的運動。
4.按照權利要求3的裝置，其中所述末級透鏡元件連接到第二運動控制器件，所述第二運動控制器件能夠?qū)⑺瞿┘壨哥R元件相對于所述框移動。
5.按照權利要求4的裝置，其中所述末級透鏡元件能夠圍繞軸進行角運動。
6.按照權利要求4的裝置，其中所述末級透鏡元件能夠圍繞單個軸進行角運動。
7.按照權利要求4的裝置，其中一個或多個連接點通過擴展連接器連接到所述末級透鏡元件。
8.按照權利要求3的裝置，其中所述第一運動控制器件是從由下列構成的組的一個或多個選擇的計算機系統(tǒng)、電機、皮帶系統(tǒng)、有螺紋或鍵控軸(keyed shaft)、齒輪系統(tǒng)、凸輪機構和由操作員控制的手動機構。
9.按照權利要求4的裝置，其中在所述近端透鏡表面和所述水平支撐表面之間的相對水平速度足夠小以保證由所述相對水平速度建立的湍流和氣泡不引起所述裝置的成像質(zhì)量的大大變差。
10.按照權利要求9的裝置，其中所述末級透鏡元件以不變的角速度圍繞連接到所述框的軸旋轉(zhuǎn)，并且相對于所述框的所述水平支撐表面的水平速度是不變的。
11.按照權利要求9的裝置，其中所述末級透鏡元件以可變的角速度圍繞連接到所述框的軸旋轉(zhuǎn)，并且相對于所述框的所述水平支撐表面的水平速度是不變的。
12.按照權利要求9的裝置，其中所述末級透鏡元件以不變的角速度圍繞連接到所述框的軸旋轉(zhuǎn)，并且相對于所述框的所述水平支撐表面的水平速度是可變的。
13.按照權利要求9的裝置，其中所述末級透鏡元件以可變的角速度圍繞連接到所述框的軸旋轉(zhuǎn)，并且相對于所述框的所述水平支撐表面的水平速度是可變的。
14.按照權利要求2的裝置，其中從由下列構成的組中選擇所述液體去離子水，全氟聚醚。
15.按照權利要求1的裝置，其中所述裝置存在于封閉環(huán)境中，其中所述封閉環(huán)境的空氣主要由從由下列構成的組中選擇的一個或多個元素或成分構成氬，干氮，和空氣。
16.按照權利要求1的裝置，其中所述裝置存在于封閉環(huán)境中，其中所述封閉環(huán)境的空氣包括一個或多個惰性光透明氣體。
17.按照權利要求1的裝置，其中所述末級透鏡元件的截面實質(zhì)上是圓柱形的。
18.按照權利要求1的裝置，其中所述末級透鏡元件包括第一彎曲區(qū)域和第二曲線區(qū)域，其中所述第一彎曲區(qū)域的曲度大于所述第二彎曲區(qū)域的曲度，并且所述第二彎曲區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上面向所述水平支撐表面。
19.按照權利要求1的裝置，其中所述末級透鏡元件還包括第一彎曲區(qū)域和第二曲線區(qū)域，其中所述第一彎曲區(qū)域的曲度小于所述第二彎曲區(qū)域的曲度，并且所述第二彎曲區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上面向所述水平支撐表面。
20.按照權利要求1的裝置，其中所述末級透鏡的截面是圓柱形的。
21.一種用于在光刻裝置中移動在框中的透鏡系統(tǒng)的末級透鏡元件的方法，包括步驟將晶片置于能夠相對于包括所述透鏡系統(tǒng)的框水平運動的水平支撐表面上，將所述晶片緊固到所述水平支撐表面上，將所述透鏡系統(tǒng)中的所述末級透鏡元件定位到開始位置，在所述晶片的掃描期間與所述水平支撐表面同步地移動所述末級透鏡元件。
22.按照權利要求21的方法，其中在將所述晶片緊固在所述水平支撐表面上之后，所述方法還包括步驟將所述晶片浸入在液體中；將所述末級透鏡元件的一部分浸入在接近所述晶片的上表面的所述液體中。
23.按照權利要求22的方法，與所述水平支撐表面同步地移動所述末級透鏡元件的步驟還包括步驟將在所述末級透鏡元件的近端透鏡表面和所述晶片的水平速度之間的相對水平速度保持為足夠小，以保證由所述相對水平速度在所述液體中建立的湍流和氣泡不引起所述裝置的成像質(zhì)量的大大變差。
24.按照權利要求23的方法，其中與所述水平支撐表面同步地移動所述末級透鏡元件的步驟包括步驟圍繞連接到所述框的軸旋轉(zhuǎn)所述末級透鏡元件。
25.按照權利要求24的方法，與所述水平支撐表面同步地移動所述末級透鏡元件的步驟還包括步驟以不變的角速度旋轉(zhuǎn)所述末級透鏡元件；以不變的水平速度相對于所述框移動所述水平支撐表面。
26.按照權利要求24的方法，與所述水平支撐表面同步地移動所述末級透鏡元件的步驟還包括步驟以可變的角速度旋轉(zhuǎn)所述末級透鏡元件；以相對于所述框不變的水平速度相對于所述框移動所述水平支撐表面。
27.按照權利要求24的方法，與所述水平支撐表面同步地移動所述末級透鏡元件的步驟還包括步驟以不變的角速度旋轉(zhuǎn)所述末級透鏡元件；以相對于所述框可變的水平速度相對于所述框移動所述水平支撐表面。
28.按照權利要求24的方法，與所述水平支撐表面同步地移動所述末級透鏡元件的步驟還包括步驟以可變的角速度旋轉(zhuǎn)所述末級透鏡元件；以相對于所述框可變的水平速度相對于所述框移動所述水平支撐表面。
29.按照權利要求21的方法，其中通過從由下列構成的組選擇的一個或多個控制機構建立同步的所述末級透鏡元件的運動計算機系統(tǒng)，電機，齒輪系統(tǒng)，凸輪，和操作員的手動控制。
30.按照權利要求21的方法，其中所述方法在掃描所述晶片和同步地移動所述末級透鏡元件后還包括步驟在掃描所述晶片的每個區(qū)域后將所述末級透鏡元件重新定位到所述晶片的下一個區(qū)域，直到完成所述晶片的必要掃描。
31.按照權利要求21的方法，其中所述方法在掃描所述晶片和同步地移動所述末級透鏡元件后還包括步驟從所述液體環(huán)境中取出所述末級透鏡元件；通過去除所述液體來消除所述液體環(huán)境；從所述液體環(huán)境取出所述晶片；釋放和取出所述晶片。
32.按照權利要求21的方法，其中所述方法在掃描所述晶片和同步地移動所述末級透鏡元件后還包括步驟清潔所述末級透鏡元件。
33.按照權利要求21的方法，其中所述方法在掃描所述晶片和同步地移動所述末級透鏡元件期間還包括步驟調(diào)整所述水平支撐表面的z維位置，以便掃描分辨率近乎最佳化。
全文摘要
一種用于浸液光刻的裝置，具有能夠與在液體環(huán)境中的半導體晶片的水平運動同步地相對運動的透鏡，在該液體環(huán)境中透鏡裝置和半導體晶片的同步運動有利于降低與液體環(huán)境相關聯(lián)的湍流和氣泡。所述透鏡和半導體晶片的相對運動當掃描處理發(fā)生時實質(zhì)上是相同的，這導致最佳圖像分辨率，并且具有液體環(huán)境的最小氣泡、湍流和破壞。
文檔編號H01L21/027GK1637612SQ200410095318
公開日2005年7月13日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權日2003年12月31日
發(fā)明者馬克·C·哈基, 戴維·V·霍拉克, 查爾斯·W·科伯格第三, 彼得·H·米切爾 申請人:國際商業(yè)機器公司