光刻装置是一种向基底靶部提供需要的图形的装置。光刻装置可用 于，例如，制作集成电路(IC)中，在此情况下，一构图部件，例如一掩 膜，可被用于产生相应于IC某一层的电路图案，且该图样可被成像在具有 一层辐射敏感材料(抗蚀剂)的基底(如硅晶片)靶部(如包括一个或很 多电路小片)上。通常，单层基底将包含连续曝光的临近靶部的网络。已 知光刻装置包括所谓的步进器，在其中，通过将整个图形一次都曝光到靶 部上而照射每个靶部，还包括所谓扫描器，在其中，通过投射光束在给定 方向(该“扫描”方向)上扫描该图形，同时在平行或反平行于该方向上 同步扫描该基底而照射每个靶部。
在所谓“基因芯片”和其它生化或流体MEMS(微机电系统)中，在 基底上的特定区域掺入特定生物或化学化合物是必要的，在某些场合可能 需要在基底上构建特定的DNA序列。为了得到小型的可完成大量测试的器 件，必须将相应的大量不同的化合物掺加到它们各自的区域中，其也许需 要定制在1-100μm级别的尺寸中。现存的光刻装置在先进半导体制作或制 作大面积基片，如平板显示中使用有优势，但用于此类制作却不是最佳 的。
为了在基底的某部分上构建DNA序列，用于通过选择反应中的光催化 剂而制作基因芯片的器件已经在US2002/0041420、《Nature Biotechnology》 1999年10月出版的第117卷第974-978页由S.Singh-gasson等人著的文章 “Maskless fabrication of light-directed oligonulceotide microarrays using a digital micromirror array”、及《Microelectronic Enginerring》2002年第61-62期第 33-40页中由F.Cerrina等人著的“Biololcal lithography：development of a maskless microarray synthesizer for DNA chips”中公开。然而，其中描述的器 件不适合以可接受的产量大规模生产。

本发明的一个目标是提供一光刻投射装置，其通过局部选择化学反 应，适合微米或更小尺寸的器件的制作，而且具有高产量。
本发明的这个及其它目标通过一光刻投射装置完成，该光刻投射装置 包括：
一辐射系统，以提供辐射投射光束；
一构图部件，以按照需要的图形对该投射光束进行构图；
一基底台，以支撑该基底；及
一投射系统，以将该已构图的光束投射到该基底的一靶部；
一流体处理单元，其和保持在所述基底台上的基片的一表面流体连 接，其中，一种流体能接触到所述基底并与所述靶部相互作用；
其特征在于：
所述流体处理单元包括与保持在基底台上的基底的各自区域流体连接 的若干个分离的小室，因此基底的不同区域可能同时遇到不同的流体或曝 光处理。
该提供在基底台上的流体处理单元可在基底上完成处理，并且在曝光 过程之前和之后都没有将基底从装置中移开。例如，该基底的已构图照射 选择激活其表面以至于例如在溶液中的该化合物，结合到被激活的表面而 不是到处都是。流体室中的多个分离小室能够在曝光的同时完成流体处 理，大大增加了产量，尤其是在流体处理进程和该小室的冲洗占用重要的 时段时。
所述流体处理单元的至少一个表面具有抗反射涂层。选择每个所述小 室的高度以至于当流体出现在所述小室中时，将所述辐射的反射最小化。
接触到所述基底的流体可包括气体，蒸汽或液体，例如，溶液、悬浊 液、乳浊液。与基底的相互作用可以包括：与基底表面或其上的化合物发 生的化学反应；除掉部分基底或其上的化合物；在基底上添加化合物；冲 洗；或修正该基底的表面或原子或电子结构或附于其上的化合物。流体处 理进程可在曝光之前完成，例如，预先准备一层该基底或沉积一辐射敏感 层，在曝光期间完成，例如通过辐射进行光催化反应，或在曝光之后完 成，例如，可选择地与经曝光辐射而敏化的部分靶部反应。
在本发明的一优选实施例中，该流体处理单元包括一盘状部件，其具 有从其上突出的壁面，以接触所述基底以定义所述若干小室。这种结构容 易制作并且使该分离小室互相尽可能接近并隔开。该盘状部件可被容易地 集成到基底台中，例如形成一个突起台，或在某一工序中将其简单地放置 于基底台上的基底上以形成所有的小室。
在该盘状部件中，具有大量与所述小室连通的流体通道，避免了为了连 接该小室所需的独立管道，并使该小室的连接简单化。在该盘状部件中的 通道可表达为集成在基底台中的流体通道，使可靠的、免漏的连接变得很 简单。
该流体处理单元可位于基底下面的基底台中，即在投射系统的相反 端，以与透明的基底一同使用。可选择的，该流体处理单元可位于基底上 端并具有一个透明上壁面。如果该流体处理单元在基底上面，该上壁面可 以省略而使用对空气不敏感的液体，利用重力将液体限制在小室中。
在该设备中，优选地将该流体处理单元集成到基底台上并且将基底加载 于其上。在这种结构中，可使用已知的基底处理器件和技术。可替换的， 该流体处理单元可以是从基底台上可分离的，由此在该单元及基底一起加 载到基底台上之前，可将基片附于流体处理单元上。该基底的离线安装， 使得形成了对流体处理单元的改进的密封。另一个可选的是还可将该基片 安装在基底上，然后将流体处理单元放置在基底和/或基底台上。
在本发明的一优选实施例中，该流体处理单元具有一流体入口和流体 出口，并且该单元的高度从入口到出口减小，由此毛细作用帮助了单元中 流体的外流。
按照本发明的另一方面，提供了一器件制作方法包括：
在光刻投射系统中将一基底提供到基底台上；
利用辐射系统提供一辐射投射光束；
利用构图部件使投射光束在横截面上具有一图形；
将该带图形的光束投射到辐射敏感材料层的靶部上；并
处理所述基底的一个区域，当该基底被所述基底保持器保持时，通过将 其暴露给一流体，与之相互作用从而实现处理进程；特征在于：
所述基底的所述区域不包括所述靶部，至少部分同步实施所述投射和 处理进程。
尽管本文中光刻装置的使用被特指在制作基因芯片中，但其应该被理解 为这里描述的光刻装置还适用于其他方面，诸如制造MEMS、MOEMS，生 物-MEMS，IC，集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶 显示器(LCD)、薄膜磁头等等。本领域技术人员将理解，在这种可选择 应用内容中，认为这里的任何术语“晶片”、或“电路小片”分别与更普 通的术语“基底”或“靶部”同义。这里所指的基底可在曝光之前或之 后，在例如一轨道(track)(一种典型用于将抗蚀膜层提供到基底上并显 影该被曝光的抗蚀膜层的工具)中或一度量衡(metrology)或检测工具中 被处理。同样适用的，本文公开的内容可提供到这样或其它基底处理工具 中。进一步，该基底可被不止一次的处理，例如为了制作多层IC，以至于 用于此处的术语基底也指已包括多个处理层的基底。
本文中使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括 紫外(UV)辐射(例如具有435、410、365、248、193、157或126nm波 长)和远紫外(EUV)辐射(例如具有波长范围为5-20nm)，及粒子束， 如离子束或电子束。
本文中术语“构图部件”应广泛地理解为能够给投射光束赋予带图案 的截面的部件，诸如在基底的靶部形成图案。应该注意，赋予投射光束的 图案可能不严密地相应于在基底靶部上需要的图案。通常，该赋予投射光 束的图案将相应于器件中的创建在靶部中的特定功能层，诸如集成电路。
构图部件可透射或反射。构图部件的例子包括掩膜、程控反射镜阵 列、及程控LCD板。掩膜在光刻中是熟知的，且包括掩膜种类有二进制 型、交替相移型、衰减相移型以及各种混合掩膜类型。一个程控反射镜阵 列的例子使用了微反射镜矩阵排列，每个反射镜都能够独立地倾斜以在不 同的方向反射一引入的辐射光束；在这种方式下，对该反射光束进行构 图。在构图部件的每个例子中，该支撑结构可为一框架或台架，例如，其 可按需要固定或可移动并且其可确保该构图装置在一个需要的位置，例如 关于投射系统的位置。本文中术语“分划板”或“掩膜”看作和更普通的 术语“构图部件”同义。
本文中术语“投射系统”应广泛地理解为包含各种类型的投射系统， 包括折射光学系统，反射光学系统和反折射系统，适合于所使用的曝光辐 射的例子，或适合于诸如利用浸没流体或利用真空的其它因素。本文中任 何地方使用的术语“镜头”可理解为与更通常的术语“投射系统”同义。
照明系统也包含各种种类的光学组件，包括折射、反射及反折射光学 组件以导向、成形或控制该辐射投射光束，并且这样的组件下面也可共同 地或单独地称为“镜头”。
光刻装置可以是一种具有两个(二级)或更多个基底台(和/或两个或 更多个掩膜台)。在这样的“多级”机械中，可同时使用附加的载台，或 当一个或更多其它台用于曝光时，可以在一个或更多台上进行准备步骤。
附图说明
下面将参照相应附图仅对本发明的一个实施例进行描述：
图1描述本发明一个实施例的光刻投射装置；
图2更详细描述图1中装置的流体处理单元；
图3描述图1中装置的流体管理系统；
图4是图2中流体处理单元的横截面视图；
图5描述另一种流体管理系统；
图6和图7描述本发明的第二实施例的流体处理单元；
图8描述本发明的第三实施例的流体处理单元；
图9描述本发明的第四实施例的流体处理单元；
在这些附图中，相应的附图标记表示相同的部分。

实施例1
图1示意性地描述本发明一个特定实施例的光刻投射装置。该装置包 括：
一个辐射系统IL，以提供辐射投射光束PB(例如UV辐射)，其在该 特定情况中也包括一辐射源LA；
一构图部件PM(例如可变形微反射镜阵列)，以将需要的图形赋予投 射光束上。
一目标台(基底台)，设有保持基底W(例如涂敷抗蚀剂的硅晶片) 的基底保持器，并与用于将基底相对于图中PL或PB精确定位的第二定位 装置(未示出)连接；
一投射系统(“镜头”)PL(例如一折射镜头系统)，以用于将构图 部件的辐射部分成像在基底W的靶部(例如包括一个或多个电路小片) 上。
如这里描述的，该装置是一种反射类型(例如具有一反射构图部件) 的。然而，其通常也可例如是透射类型(如具有一透射构图部件如一LCD 阵列)。
该辐射源LA(例如汞灯)产生一辐射光束。该光束直接或经过诸如扩 束器的调节装置后，再被供给到照明系统(照射器)IL上。照明器IL包括 用于滤除不需要的波长的滤光器FI及一个聚光器CO。在这种方式下，照 射到构图部件PM上的光束PB在其横截面具有需要的一致性和强度分布。
应该注意，按照图1，该辐射源LA可置于光刻投射装置的壳体中(例 如当辐射源LA是汞灯时经常是这种情况)，但也可远离光刻投射装置，其 产生的辐射光束被(例如通过合适的定向反射镜的帮助)引导至该装置 中；当辐射源LA是准分子激光器时通常是后面的那种情况。还可使用在欧 洲专利EP1256848A中描述的汞灯或液光导。本发明和权利要求包括所有的 情况。
被构图部件PM选择反射过后，该光束PB通过镜头PL，其将PB聚焦 到基底W的靶部。在定位装置的辅助下，该基底台WT可精确地移动，例 如在光束PB的光路中定位不同的靶部C。通常，在图1中未明确显示的长 冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(精确定位)的辅助下，可实现目标 台WT的移动。该构图部件可仅与短冲程致动器连接，或者固定。
将要成像到基底上的图形供给到构图部件中，在可变形微反射镜阵列 的情况下，其按照图形，设定它的反射镜以选择地将光线导向投射系统 PL。
所描述的装置可以按照两种不同的模式使用：
1、在步进模式中，构图部件显示的图形基本保持不动，并且整个图形 被一次(即单“闪”)投射到靶部C上。该基底台WT然后沿着X或Y方 向移动，以使不同的靶部C能够由光束PB照射。
2、在扫描模式下，基本为相同的情况，但是所给的靶部C没有暴露在 单“闪”中。取而代之的是，构图部件显示一个在扫描方向上带有速度v 的扫描图形；同时，基底台WT沿着相同或相反的方向以速度V＝M v同时 移动，其中M是镜头PL的放大率(M通常是从1-1/10)。在这种方式下， 可以曝光相对较大的靶部C，而没有牺牲分辨率。
在本发明的实施例中，该基底台WT另外还包括一流体处理单元FC (也称为流体室)，通过它，可在基底W上实施化学处理——这在图2中 更详细的显示了出来。在每次曝光之后，一种流体冲洗流体室。例如，该 流体可包含构建DNA中的一种含氮的碱：腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤或硫 胺。这样需要的DNA序列可被装配在基底上。为了去除流体，该流体室用 干氩冲洗。在构建DNA序列过程中，任何基底暴露在气体中都是不允许 的；气体包括水蒸汽，其可扰乱DNA构建进程。
图2表示了流体处理单元FC，其形成了基底保持器10及基底W的一 部分，图中显示的是部分被切开的视图。基底W将它的边缘保持在壁17 上，其限定该通过抽吸将该基底保持在该基底台上的真空区域13。突起16 以已知方式支撑该基底。在真空区域中有一些流体小室11，由与壁面17相 同高度的直立壁面15形成，使得基底W封闭了流体小室以形成流体处理 单元。该流体小室的壁面、突起和外壁面17的高度和平面度被如此决定， 以至于基底W在由上端空气和下端真空之间的压差而施加的力的作用下， 对流体小室壁形成了足够的密封，且没有过度破坏基底。该流体小室呈长 条状，在这种情况下从基底一端附近延伸到相反端附近，并包括一些靶部 C。为了流体消耗最小，它们最好很浅。在一端具有流体入口12(参见图 4)而在另一端有流体出口14。为了实现需要的过程，流体通过入口供给到 流体小室，并经出口排出。为防止污染，设置预先的流体小室泄漏。
产生真空以将基底保持于流体处理单元上的真空系统也可用来去除任何 从流体小室中泄漏的流体及任何可能进入单元的空气。
在本实施例中，该流体处理单元被集成到基底台WT上，并且用已知设 备将基底加载于其上，简化了基底的处理。可选择地，该流体处理单元可 从基底台分离——基底在该装置之外安装在流体处理单元上，然后将该单 元和基底一起加载到基底台上。这种设计在使基底和流体小室之间获得更 好的密封中可占有优势。
图3展示了流体管理系统20。通过单个组合流体/气体入口将流体处理 单元提供到该流体处理单元中。这样，对接近流体室的管道系统的氩气冲 洗可与对流体室自身的冲洗结合在一起。这样将“非可冲洗”小室的势能 最小化。为了使晶片载台WT的质量、在载台上的热量的产生及连接晶片 载台WT的电缆和软管的数量最小化，其需要以微米的精度定位，通过连 接流体处理单元FP中的每个流体小室11的流体供给和流体抽出管道，该 流体管理系统大部分远离载台。
该流体管理系统的供给装置包括为在该装置中使用的每种流体的供给仓 21a、b、c等及一冲洗气体仓，22a。该冲洗气体，例如氩气或氦气，用于 在每种液体处理之后冲洗该流体小室11，也用于取代从供给仓21a、b、c 等泵出的流体。在自供给仓21a-c的每一个的出口种提供单通阀27a-c，以 防止任何分配出的流体回流至所述仓体。该冲洗气体仓22a装配有一压力 调整器22b，其将压力调整为一个标准压力，例如12巴。提供一压力传感 器22c检测该压力，同时提供用于将容器与该系统外面密封的一个阀22d。    为了过滤掉颗粒及冷凝物，该冲洗气体被导向通过一个过滤单元23a。 该过滤单元和一压力调整器23b以及一压力计23c集成在一起。该压力调 整器进一步减少压力以使该冲洗气体可安全地用于冲洗流体小室11。作为 最后一个清洗步骤，该冲洗气体被导向通过活性炭过滤器24，以截住比 0.003微米大的颗粒。提供一进一步可调整压力调整单元25以控制用于取代 从流体供给仓22a、b、c等取出的流体的气体压力。
为将不同的流体供给装置选择连接到该流体处理单元FP，使用了一系 列电气控制的3/2阀26a-c，其通常处于允许该冲洗气体通过并流到流体处 理单元FP的位置。为输送液体到流体室，每个3/2阀对流体都是畅通的。 对该电气控制可以提供手工操纵。
如果需要，例如如果一个处理过程需要液体与基底保持接触一段延长期 间，则流体供给线和排出线中的2/2阀29、32使该流体处理单元密封。一 压力计29监控到该流体处理单元FP的供给线中的压力并可测量液体和气 体的压力。在该流体管理系统的输出端，一同样的压力计30监控自该流体 处理单元FP的排出线中的压力。一流体检测器31也用于检测流体是否流 经该系统，由此能够检测供给仓是否是空的。该检测器给出一个表明流体 存在的电信号。它的精确度依赖于被检测的流体，例如碳氢化合物。
和供给端的设置相对应，通常对氩气敞开的3/2阀33a-c使该已经冲洗 过该流体处理单元的流体分开收集在分别的废液仓36a-c中，以允许再利用 及恰当的处理。如果没有必要分开收集，可只用一个废液仓并且可以省略 这些阀。利用真空泵将用于冲洗的氩气和从废液仓36a-c移除的空气经用于 收集任何蒸发液体的冷凝器38排出。在废液仓的出口提供单通阀37 a-c， 以防止外界空气进入该废液仓。
在本实施例中，通过各自的液体泵34a-c及冲洗气体泵35，将流体抽吸 并流经流体处理单元FP。这样使污染的机会最小化。可选择的，可由一个 或若干位于供给端上的泵或供给仓中的的气体压力来推动该流体。
当该流体处理单元具有几个流体小室时，可能有不同的设计。最简单 的，所有流体小室可平行连接，以使该同样的液体在同一时间都被供给到 那里。能够独立地将流体提供到小室，例如以对不同的靶部区域提供不同 处理，或使流体处理进程与曝光同时发生，是无论如何是想得到的。在那 种情况下，在流体处理单元中设置一开关装置，以控制从单个供给管道到 选定的某些流体小室的流体输送。可选择的，可提供一些每个流体小室都 有一个的流体管理系统。这提供了在向载台提供的所需附加供给和排出线 的费用上最大的灵活性。
图4是流体小室11的横截面图。如所看到的，在流体小室11的底板 11a和流体入口附近的基底之间的沟槽G1比在出口附近的沟槽G2大些。 两沟槽都为0.1mm级或更小些。在这种方式下，在液体和流体小室和基底 之间的毛细力将流体朝出口吸引，改善在流体处理进程之后流体的排出。 优选地，该流体小室和基底选择使该流体具有高附着力和低内聚力的材 料。例如，如果该流体是醇基的，该流体室和基底可使用玻璃材料。
图5展示另一流体管理系统，其在流体处理单元中提供四个分离的流 体小室。四种流体和一种冲洗气体分别被储存在供给仓41a-d和42中。如 第一种流体管理系统一样，该冲洗气体容器42具有一个压力调整器42b， 其将压力调整为12巴。还具有一个压力计42c和阀42d。该冲洗气体供给 装置还具有一个过滤器和压力调整器单元43，该压力调整器单元43包括一 个带有压力调整器43b和压力计43c的过滤器单元43a，其进一步减少冲洗 气体压力，以使该冲洗气体供给装置可用于冲洗该流体小室。该氩气也被 过滤器44过滤。为了在流体容器41a到41d中占据由于流体泵出而腾出的 空间，该冲洗气体压力必须进一步减少，并且这是由压力调整器45完成 的，该45包括一可调整压力调整器45a和压力计45b。该冲洗气体经过单 通阀47a至47d进入该流体供给仓41a到41d。从流体供给仓41a到41d供 给的流体经过单通阀48a至48d及将流体供给到流体处理单元上的每个流体 小室有一个的四个多向阀46a-46d的分配模块49a-49d离开。每个多向阀允 许在四种流体和冲洗气体之间独立的选择。
在废液端上，每个流体小室的废液线具有一能够使流体小室关闭的双 向阀50a-50d，例如需要延长接触流体的处理时使用。在每条废液线上还具 有流体检测器51a至51d。该废弃的流体被收集在废液容器52中，然而也 可使用独立的废液容器。泵53吸取通过系统的冲洗气体和流体。
实施例2
本发明的第二实施例使用了一个不同的流体处理单元，如图6、7所 示。该装置的其余部分，尤其该流体管理系统，和第一实施例中的相同。
在第二实施例流体处理单元60中，该流体小室62形成于盘状部件61 和基底W之间，其中，该盘状部件61由对于投射光束的辐射是透明的材 料诸如玻璃或石英制成。该盘状部件61具有从其内表面下垂的定义了流体 小室的壁面63——图6、7仅展示了环形的壁，还可具有为便于特定应用而 提供的细分基底区域的壁面，或省略掉。围绕盘片61的外周是边缘67，其 位于基底W外的基底台WT上。该边缘67内部具有与流体小室61连通的 流体通道64作为入口和出口。该流体通道64的其它端表现为位于基底台 WT中的通道65，其依次连接到上述的流体管理系统。围绕通道64的末端 或通道65的末端可提供O-形密封圈。
为了装配该流体单元，该基底W首先通过传统基底处理机械手被加载 到基底台WT上，并通过传统装置保持在适当的位置，例如一突起台或静 电盘。然后，该盘状部件61被加载到基底W上。该基底处理机械手可用 于这个或提供一种独立的专用设备。在盘状部件61中该通道64、65和基底 台WT的准确对齐，能够通过该机械手或安置装置的固有精度保证，如果 需要，由导向或键控配置辅助。如果使用一突起台和真空将该基底保持在 适当的位置，该盘状部件61也可通过在在外壁63外且在边缘67内的空间 中提供部分真空，而被保持在适当的位置。可选择地，可使用机械、电磁 或静电的夹具。
为适应不同尺寸或厚度的基底，盘状部件61可具有不同高度的壁面63 和/或边缘67。
实施例3
本发明的第三实施例设计为适应不同厚度的基底。它是第二实施例中的 变型，并显示在图8中。在该图中，与实施例2中相似或相应的部分的附 图标记加上10来表示。
在该第三实施例中，该基底台WT具有一个井(well)78，其具有足够 的深度来适应所期望的最厚的基底，例如连接载台的基底。当使用薄些的 基底时，使用一个合适厚度的桥体或垫块79以将基底W的顶面升至所使 用的合适的高度。
实施例4
本发明的第四实施例如图9所示，它是第二实施例的另一个变型。与实 施例2中相似的部分的附图标记加上20来表示。
该第四实施例为了简化忽略了外壁面63并适应基底厚度的变化。允许 流体流过基底的边缘，所以如果突起台和真空用于将基底保持在适当的位 置，该真空系统必须能够承受可能发生在基底下的任何流体的泄漏。
以上已经描述了本发明的具体实施例，但应理解除上述之外还可以采 用其他方式进行实施。本说明书不作为本发明的限定。