專利名稱：流體處理結(jié)構(gòu)、光刻設(shè)備和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體處理結(jié)構(gòu)、 一種光刻設(shè)備和一種制造器件的方法。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上，通常是襯底的目標部分上
的機器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(ic)的制造中。在這種情 況下，可以將可選地稱為掩模或掩模版的圖案形成裝置用于生成在所述ic
的單層上待形成的電路圖案?？梢詫⒃搱D案成像到襯底(例如，硅晶片) 上的目標部分(例如，包括一部分管芯、 一個或多個管芯)上。通常，圖 案的轉(zhuǎn)移是通過把圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層 上進行的。通常，單獨的襯底將包含被連續(xù)形成圖案的相鄰目標部分的網(wǎng)
絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包括所謂步進機，在所述步進機中，通過將全部圖 案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個目標部分；以及所謂掃描器， 在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向("掃描"方向)掃描所述圖案、 同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來輻射每一個目標 部分。也能夠以通過將圖案壓印(imprinting)到襯底的方式從圖案形成裝 置將圖案轉(zhuǎn)移到襯底上。
己經(jīng)提出將光刻投影設(shè)備中的襯底浸入到具有相對高的折射率的液 體(例如水)中，以便填充投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的空間。在一 個實施例中液體為蒸餾水，盡管可以應(yīng)用其他液體。本發(fā)明的實施例將參 考液體進行描述。然而，其他流體可能也是合適的，尤其是潤濕性流體、 不能壓縮的流體和/或具有比空氣高的折射率的流體，期望地是具有比水高 的折射率的流體。除氣體之外的流體尤其是期望的。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)更小特 征的成像，因為曝光輻射在液體中將會具有更短的波長。(液體的作用也 可以看作提高系統(tǒng)的有效數(shù)值孔徑(NA)并且也增加了焦深。)還提出了 其他浸沒液體，包括其中懸浮有固體顆粒(例如石英)的水，或具有納米懸浮顆粒(例如具有最大尺寸達lOnm的顆粒)的液體。這種懸浮的顆粒 可以具有或不具有與它們懸浮所在的液體相似或相同的折射率。其他可能 合適的液體包括烴(例如芳香烴、氟化烴和/或水溶液)。
將襯底或襯底和襯底臺浸入液體浴器(參見，例如美國專利 US4,509，852)意味著在掃描曝光過程中需要加速很大體積的液體。這需要 額外的或更大功率的電動機，而液體中的湍流可能會導致不希望的或不能 預期的效果。
提出來的布置方案之一是液體供給系統(tǒng)通過使用液體限制系統(tǒng)只將 液體提供在襯底的局部區(qū)域上(通常襯底具有比投影系統(tǒng)的最終元件更大 的表面積)和在投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間。提出來的一種用于設(shè)置 上述布置方案的方法在公開號為WO99/49504的PCT專利申請出版物中公 開了。如圖2和圖3所示，液體優(yōu)選地沿著襯底相對于最終元件移動的方 向，通過至少一個入口供給到襯底上，并且在己經(jīng)通過投影系統(tǒng)下面后， 液體通過至少一個出口去除。也就是說，當襯底在所述元件下沿著一X方 向掃描時，液體在元件的+X—側(cè)供給并且在一X—側(cè)去除。圖2是所述 布置的示意圖，其中液體通過入口供給，并在元件的另一側(cè)通過與低壓源 相連的出口去除。在圖2的示圖中，液體沿著襯底相對于最終元件的移動 方向供給，盡管這并不是必須的。可以在最終元件周圍設(shè)置各種方向和數(shù) 目的入口和出口，圖3示出了一個實例，其中在最終元件的周圍在每側(cè)上 以規(guī)則的重復方式設(shè)置了四組入口和出口。圖2及圖3中液體流動的方向 由箭頭所表示。
在圖4中示出了另一個采用液體局部供給系統(tǒng)的浸沒式光刻方案。液 體由位于投影系統(tǒng)PS每一側(cè)上的兩個槽狀入口供給，由布置在入口沿徑 向向外的位置上的多個離散的出口去除。所述入口和出口可以布置在板 上，所述板在其中心有孔，投影束通過該孔投影。液體由位于投影系統(tǒng)PS 的一側(cè)上的一個槽狀入口提供，而由位于投影系統(tǒng)PS的另一側(cè)上的多個 離散的出口去除，這造成投影系統(tǒng)PS和襯底W之間的液體薄膜流。選擇 使用哪組入口和出口組合可以依賴于襯底W的移動方向(另外的入口和 出口組合是不起作用的)。圖4中液體流動及襯底W的方向由箭頭所表示。
在歐洲專利申請公開出版物No. EP1420300和美國專利申請公開出版
5物No.US2004-0136494中，公開了一種成對的或雙臺浸沒式光刻設(shè)備的方 案。這種設(shè)備具有兩個用于支撐襯底的臺。調(diào)平(levelling)測量在沒有 浸沒液體的工作臺的第一位置處進行，曝光在存在浸沒液體的工作臺的第 二位置處進行?？蛇x的是，所述設(shè)備僅具有一個臺。
PCT專利申請公開出版物WO 2005/064405公開一種全浸濕布置，其 中浸沒液體是不受限制的。在這種系統(tǒng)中，襯底的整個頂部表面覆蓋在液 體中。這可以是有利的，因為襯底的整個頂部表面基本上在相同條件下進 行曝光。這對于襯底的溫度控制和處理是有利的。在WO 2005/064405中， 液體供給系統(tǒng)提供液體到投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的間隙。允許該 液體泄露到襯底的其他部分。襯底臺的邊緣處的阻擋件防止液體溢出，使 得液體可以從襯底臺的頂部表面上以受控制的方式去除。雖然這樣的系統(tǒng) 改善了襯底的溫度控制和處理，但是浸沒液體的蒸發(fā)仍然可能出現(xiàn)。幫助 緩解這個問題的一種方法在美國專利申請公開出版物No. US 2006/0119809中有記載。設(shè)置構(gòu)件，其覆蓋襯底W的所有位置，并且布 置成使浸沒液體在所述構(gòu)件和襯底和/或保持襯底的襯底臺的頂部表面之 間延伸。
發(fā)明內(nèi)容
浸沒光刻術(shù)中(尤其是在全浸濕光刻術(shù)中)的困難在于襯底臺的一個 或更多個部分的反浸濕風險。反浸濕是自發(fā)產(chǎn)生的或誘發(fā)產(chǎn)生在襯底和/ 或襯底臺上的流體層中的干斑點，以及隨后形成在襯底和/或襯底臺上的流 體層中的干斑點的生長。反浸濕會導致熱控制的損失、受擾動的總體液體 流離開襯底臺而引起飛濺、以及抽取問題和/或引入不想要的動態(tài)力和缺陷 (干燥污漬和氣泡)。
本發(fā)明旨在例如提供一種流體處理結(jié)構(gòu)，其中采用措施以解決上面提 到的困難中的一個或更多個，或解決這里沒有說到的一個或更多個其他困 難。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種流體處理結(jié)構(gòu)，其配置用于提供流體 到(i)投影系統(tǒng)和襯底和/或襯底臺之間的空間，禾B (ii)提供到在所述空 間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底的頂部表面，所述流體處理結(jié)構(gòu)包括通
6入所述空間以將流體流從流體處理結(jié)構(gòu)提供入所述空間的第一開口、用于 阻擋流體流出所述流體處理結(jié)構(gòu)和所述襯底之間的所述空間的阻擋件和 相對于所述投影系統(tǒng)的光軸位于所述阻擋件的徑向外側(cè)處的第二開口，所 述第二開口用于將流體流從流體處理結(jié)構(gòu)提供到在所述空間的徑向外側(cè) 處的襯底臺和/或襯底的頂部表面上。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種流體處理結(jié)構(gòu)，其配置用于將流體提 供到投影系統(tǒng)和襯底之間的空間和在所述空間徑向外側(cè)處的所述襯底臺 和/或襯底的頂部表面，所述流體處理結(jié)構(gòu)包括開口，所述開口用于將流 體從所述流體處理結(jié)構(gòu)提供到所述頂部表面上；和控制器，其配置用于控 制流出所述開口的流體的流動，使流體在朝向襯底臺中心的方向上的流量 大于在離開襯底臺中心的方向上的流量。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種器件制造方法，包括步驟通過經(jīng)由 流體處理結(jié)構(gòu)的第一開口提供到投影系統(tǒng)和襯底之間的空間的浸沒液體， 將輻射束投影到襯底臺上的所述襯底的頂部表面上，其中所述流體處理結(jié) 構(gòu)的阻擋件阻擋液體從流體處理結(jié)構(gòu)和襯底之間的空間流出，并且所述流 體處理結(jié)構(gòu)中的第二開口將流體提供到在所述空間的徑向外側(cè)處的襯底 和/或襯底臺的頂部表面上。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種器件制造方法，包括步驟通過由流 體處理結(jié)構(gòu)提供到投影系統(tǒng)和襯底之間的空間的浸沒液體，將輻射束投影 到襯底臺上的襯底的頂部表面上；和將流體提供到在所述空間的徑向外側(cè) 處的襯底和/或襯底臺的頂部表面上，使得沿朝向襯底臺中心的方向的流體 的流量大于沿遠離所述中心的方向的流體的流量。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于浸沒式光刻設(shè)備的流體處理結(jié) 構(gòu)，所述流體處理結(jié)構(gòu)在使用時限定投影系統(tǒng)和襯底和/或襯底臺之間的空 間，所述流體處理結(jié)構(gòu)包括限定所述流體處理結(jié)構(gòu)的外表面的表面；限 定在所述外表面中的開口，所述開口配置用于將流體供給到在所述空間的 徑向外側(cè)的襯底臺和/或襯底的表面的頂部表面；和位于所述外表面和所述 空間之間的阻擋件，所述阻擋件配置用于阻擋所述流體流入到所述空間。
下面僅通過示例的方式，參考附圖對本發(fā)明的實施例進行描述，其中 示意性附圖中相應(yīng)的參考標記表示相應(yīng)的部件，在附圖中 圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的光刻設(shè)備； 圖2和3示出用在光刻投影設(shè)備中的液體供給系統(tǒng)； 圖4示出用在光刻投影設(shè)備中的另一液體供給系統(tǒng)； 圖5示出用在光刻投影設(shè)備中的另一液體供給系統(tǒng)； 圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的流體處理結(jié)構(gòu)的橫截面視圖； 圖7示出圖6中的流體處理結(jié)構(gòu)的局部橫截面視圖； 圖8a-c以橫截面視圖的方式示出了從第二開口流出的流量對液體行 為的影響；
圖9a和9b用平面圖示出了流體處理結(jié)構(gòu)和襯底臺； 圖IO用平面圖示出了流體處理結(jié)構(gòu)的一個實施例； 圖11用平面圖示出了流體處理結(jié)構(gòu)的另一實施例；和 圖12用平面圖示出了流體處理結(jié)構(gòu)的還一實施例。
具體實施例方式
圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻設(shè)備。所述光刻設(shè)
備包括
-照射系統(tǒng)(照射器)IL，其配置用于調(diào)節(jié)輻射束B (例如，紫外(UV) 輻射或深紫外(DUV)輻射)；.
-支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，其構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置(例如 掩模)MA，并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位圖案形成裝置MA 的第一定位裝置PM相連；
-襯底臺(例如晶片臺)WT，其構(gòu)造用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕 劑的晶片)W，并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位襯底W的第二 定位裝置PW相連；和
投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置用于將由圖案形成 裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標部分C (例如包括一 根或多根管芯)上。
照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電型或其它類型的光學部件、或其任意組合，以引導、成 形、或控制輻射。
所述支撐結(jié)構(gòu)MT保持圖案形成裝置MA。支撐結(jié)構(gòu)MT以依賴于圖 案形成裝置MA的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計以及諸如圖案形成裝置MA是否 保持在真空環(huán)境中等其他條件的方式保持圖案形成裝置MA。所述支撐結(jié) 構(gòu)MT可以采用機械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成 裝置MA。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需要成 為固定的或可移動的。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以確保圖案形成裝置MA位于 所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。在這里任何使用的術(shù)語"掩模版" 或"掩模"都可以認為與更上位的術(shù)語"圖案形成裝置"同義。
這里所使用的術(shù)語"圖案形成裝置"應(yīng)該被廣義地理解為表示能夠用 于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上形成 圖案的任何裝置。應(yīng)當注意，被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標 部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特征或所謂的輔助 特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成的器件中的特 定的功能層相對應(yīng)，例如集成電路。
圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括 掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻 術(shù)中是公知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減 型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列 的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨立地傾斜，以便 沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反 射鏡矩陣反射的輻射束。
這里使用的術(shù)語"投影系統(tǒng)"應(yīng)該廣義地解釋為包括任意類型的投影 系統(tǒng)，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學 系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使 用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。這里使用的術(shù)語"投影透 鏡"可以認為是與更上位的術(shù)語"投影系統(tǒng)"同義。
如這里所示的，所述設(shè)備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替 代地，所述設(shè)備可以是反射型的(例如，釆用如上所述類型的可編程反射鏡陣列，或采用反射式掩模)。
所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或更 多的圖案形成裝置臺)的類型。在這種"多臺"機器中，可以并行地使用 附加的臺，或可以在一個或更多個臺上執(zhí)行預備步驟的同時，將一個或更 多個其它臺用于曝光。
參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源SO 和所述光刻設(shè)備可以是分立的實體(例如當該源為準分子激光器時)。在 這種情況下，不會將該源SO考慮成形成光刻設(shè)備的一部分，并且通過包 括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻 射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源SO可以是 所述光刻設(shè)備的組成部分(例如當所述源是汞燈時)。可以將所述源SO和 所述照射器IL、以及如果需要時設(shè)置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射 系統(tǒng)。
所述照射器IL可以包括配置用于調(diào)整所述輻射束的角強度分布的調(diào) 整器AD。通常，可以對所述照射器IL的光瞳平面中的強度分布的至少所 述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別稱為a-外部和cj-內(nèi)部)進行調(diào)整。 此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件，例如積分器IN和聚光器 CO?？梢詫⑺稣丈淦鱅L用于調(diào)節(jié)所述輻射束B，以在其橫截面中具有
所需的均勻性和強度分布。
所述輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺)MT上的所述 圖案形成裝置(例如，掩模)MA上，并且通過所述圖案形成裝置MA來 形成圖案。已經(jīng)穿過圖案形成裝置MA之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng) PS，所述投影系統(tǒng)PS將輻射束B聚焦到所述襯底W的目標部分C上。 通過第二定位裝置PW和位置傳感器IF (例如，干涉儀器件、線性編碼器 或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不 同的目標部分C定位于所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫 的機械獲取之后，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個 位置傳感器(圖1中未明確示出)用于相對于所述輻射束B的路徑精確地 定位圖案形成裝置MA。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一 部分的長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實現(xiàn)支撐
10結(jié)構(gòu)MT的移動。類似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分 的長行程模塊和短行程模塊來實現(xiàn)所述襯底臺WT的移動。在步進機的情 況下(與掃描器相反)，支撐結(jié)構(gòu)MT可以僅與短行程致動器相連，或者 可以是固定的。可以使用圖案形成裝置對準標記M1、 M2和襯底對準標記 Pl、 P2來對準圖案形成裝置MA和襯底W。盡管所示的襯底對準標記占 據(jù)了專用目標部分，但是它們可以位于目標部分之間的空間(這些公知為 劃線對齊標記)中。類似地，在將多于一個的管芯設(shè)置在圖案形成裝置 MA上的情況下，所述圖案形成裝置對準標記可以位于所述管芯之間。 所示的設(shè)備可以用于以下模式中的至少一種中-
1. 在步進模式中，在將支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WT保持為基本靜止的 同時，將賦予所述輻射束B的整個圖案一次投影到目標部分C上(即，單 一的靜態(tài)曝光)。然后，將所述襯底臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可 以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單 一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標部分C的尺寸。
2. 在掃描模式中，在對支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WT同步地進行掃描的 同時，將賦予所述輻射束B的圖案投影到目標部分C上(即，單一的動態(tài) 曝光)。襯底臺WT相對于支撐結(jié)構(gòu)MT的速度和方向可以通過所述投影 系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在掃描模式中，曝光 場的最大尺寸限制了單一動態(tài)曝光中所述目標部分C的寬度(沿非掃描方 向)，而所述掃描運動的長度確定了所述目標部分C的高度(沿所述掃描 方向)。
3. 在另一個模式中，將保持可編程圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)MT保持 為基本靜止，并且在對所述襯底臺WT進行移動或掃描的同時，將賦予所 述輻射束的圖案投影到目標部分C上。在這種模式中，通常采用脈沖輻射 源，并且在所述襯底臺WT的每一次移動之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射 脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易于 應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣 列)的無掩模光刻術(shù)中。
也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。 在投影系統(tǒng)PS的最終元件和襯底W之間提供液體的布置可以分成兩種主要類別。它們是浴器型布置，在這種類型的布置中整個襯底W和 (任選地)一部分襯底臺WT浸入到液體浴器中；和所謂的局部浸沒系統(tǒng)， 這種系統(tǒng)采用僅將液體提供到襯底W的局部區(qū)域的液體供給系統(tǒng)。在后 一種類別中，液體填滿的空間ll在平面中小于襯底W的頂部表面，并且 填滿液體的區(qū)域相對于投影系統(tǒng)PS基本上保持靜止，同時，襯底W在所 述區(qū)域下面移動。本發(fā)明實施例涉及的另一種布置是全浸濕方案，其中液 體是不受限制的。在這種布置中，襯底W的基本上整個頂部表面和襯底
臺WT的全部或一部分被浸沒液體覆蓋。至少覆蓋襯底W的液體的深度 小。所述液體可以是位于襯底w上的液體膜，例如位于襯底上的液體薄
膜。圖2-5中的任何液體供給裝置都可以用于這種系統(tǒng)；然而，密封特征
并不存在，不起作用，不如正常狀態(tài)有效，或者以其它方式不能有效地僅
將液體密封在局部區(qū)域。圖2-5中示出了四種不同類型的液體局部供給系 統(tǒng)。以上描述了圖2-4中公開的液體供給系統(tǒng)。
已經(jīng)提出的另一種布置是提供液體限制構(gòu)件12給液體供給系統(tǒng)，所 述液體限制構(gòu)件12沿投影系統(tǒng)PS的最終元件和襯底臺WT之間的空間 11的邊界的至少一部分延伸。圖5中示出了這種布置，其中示意地示出了 具有阻擋構(gòu)件或液體限制構(gòu)件12 (IH)的液體局部供給系統(tǒng)或液體處理結(jié) 構(gòu)。盡管可以在Z方向上存在一些相對移動(在光軸的方向上)，但是液 體限制構(gòu)件12相對于投影系統(tǒng)PS在XY平面內(nèi)基本上是靜止的。在一個 實施例中，在液體限制構(gòu)件12 (IH)和襯底W的表面之間形成密封，并 且可以是非接觸密封，例如流體密封，期望地是氣體密封。(要注意的是， 如果沒有特意聲明，下文中指的"襯底W的表面"也附加地或可選地指 "襯底臺WT的表面")。
液體限制構(gòu)件12至少部分地將液體保持在投影系統(tǒng)PS的最終元件和 襯底W之間的空間11內(nèi)。在投影系統(tǒng)PS的像場周圍可以形成對襯底W 的非接觸密封，例如氣體密封16，使得液體被限制在襯底W的表面和投 影系統(tǒng)PS的最終元件之間的空間11內(nèi)。所述空間11至少部分地由位于 投影系統(tǒng)PS的最終元件下面并圍繞投影系統(tǒng)PS的所述最終元件的液體限 制構(gòu)件12所形成。液體通過液體入口 13被引入到投影系統(tǒng)PS下面和液 體限制構(gòu)件12內(nèi)的所述空間11。液體可以通過液體出口 13去除。液體限制構(gòu)件12可以延伸略微超過投影系統(tǒng)PS的最終元件上方。液面高于最終 元件，從而提供液體的緩沖。在一個實施例中，液體限制構(gòu)件12具有內(nèi) 周，所述內(nèi)周在上端處與投影系統(tǒng)PS或其最終元件的形狀接近一致，并 且可以是例如圓形的。在底部，所述內(nèi)周與像場的形狀接近一致，例如矩 形，但這不是必需的。
液體通過在使用過程中形成在液體限制構(gòu)件12的底部和襯底W的表 面之間的氣體密封16而被限制在空間11中。氣體密封16由氣體形成， 例如空氣或合成空氣，但是在一個實施例中是由氮氣或其他惰性氣體形 成。氣體密封16中的氣體在壓力下通過入口 15提供到液體限制構(gòu)件12 和襯底W之間的間隙。氣體通過出口 14被抽取。在氣體入口 15上的過 壓、出口 14上的真空水平和間隙的幾何形狀布置成使得存在向內(nèi)的、限 制所述液體的高速氣流。氣體作用在液體限制構(gòu)件12和襯底W之間的液 體上的力將液體限制在空間11中。入口/出口可以是圍繞空間11的環(huán)形槽。 環(huán)形槽可以是連續(xù)的或非連續(xù)的。氣流有效地將液體限制在空間11中。 這樣的系統(tǒng)在美國專利申請公開出版物No. US 2004-0207824中公開。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的流體處理結(jié)構(gòu)100的橫截面視圖。流 體處理結(jié)構(gòu)100設(shè)計用于全浸濕(或非限制的)布置。在全浸濕布置中， 流體處理結(jié)構(gòu)100將液體提供到投影系統(tǒng)PS的最終元件和襯底W和/或襯 底臺WT之間的空間11，這依賴于襯底W和襯底臺WT中哪一個在投影 系統(tǒng)PS下面。流體處理結(jié)構(gòu)100還將液體提供到不在投影系統(tǒng)PS下面的 襯底臺WT和/或襯底W的頂部表面上。換一種描述方式，即，流體處理 結(jié)構(gòu)100還將液體提供到在空間11的徑向外側(cè)處的襯底臺WT和/或襯底 W的頂部表面上。因而，在曝光過程中基本上襯底W和襯底臺WT的整 個頂部表面總是被浸沒液體覆蓋。
不在投影系統(tǒng)PS下面的襯底臺WT和/或襯底W的頂部表面上的液 體高度(或?qū)雍穸?的變化可能有助于液體指狀物不穩(wěn)定性(liquid fmger instabilities)的增長。這種不穩(wěn)定性會導致液體飛濺出和/或濺出襯底臺 WT的邊緣和/或形成干斑點(也就是反浸濕)。流體處理結(jié)構(gòu)100解決這 些問題中的一個或更多個問題。
首先，流體處理結(jié)構(gòu)100被設(shè)計使得投影系統(tǒng)PS和襯底W和/或襯底
13臺WT之間的空間11中的浸沒液體流(所謂的局部供給)和在不處于投
影系統(tǒng)PS下面的襯底臺WT和/或襯底W的頂部表面上的液體流(所謂 的總體供給(bulk supply))基本上是分隔開的或是不耦合的。這樣的優(yōu)點 在于兩個液體不混合。結(jié)果，防止在總體流中獲取的污染物轉(zhuǎn)移到空間11 中去，這些污染物可能會產(chǎn)生缺陷。通過設(shè)置至少一個第一開口 110以將 液體提供到空間11中和設(shè)置至少一個第二開口 120以將液體提供到不在 投影系統(tǒng)PS下面的襯底W和/或襯底臺WT的頂部表面上，可以部分地 獲得這種不耦合。流體處理結(jié)構(gòu)IOO設(shè)置有阻擋件130，以阻擋液體流出 流體處理結(jié)構(gòu)100和襯底W之間的空間ll(也就是在阻擋件130的下面)。 第一和第二開口 110、 120位于阻擋件130的相對側(cè)。也就是說，相對于 投影系統(tǒng)的光軸，第二開口 120位于阻擋件130的徑向外側(cè)處。
因為局部流和總體流基本上是不耦合的，所以第一開口 IIO專門地提 供液體到空間11中。類似地，第二開口 120基本上專門地提供液體到不 位于投影系統(tǒng)PS下面的襯底W和/或襯底臺WT的頂部表面。
這種不耦合例如通過控制通過第一開口 IIO和通過第二開口 120的液 體流來部分地實現(xiàn)。控制這些液體流，使得空間11內(nèi)的液體的壓力基本 上等于空間11外側(cè)和鄰近流體處理結(jié)構(gòu)100的區(qū)域(即，在不處于投影 系統(tǒng)PS下面的襯底W和/或襯底臺WT的頂部表面上)內(nèi)的液體壓力。 如果沒有壓力梯度，就不會有混合兩種液體的驅(qū)動力。
第二，流體處理結(jié)構(gòu)IOO被控制以能夠減少總體供給中產(chǎn)生高度差或 厚度差的機會。這可以通過使用下面將要描述的控制器140控制從第二開 口 120流出的液體流來實現(xiàn)。如果總體供給中的液體的水平流的弗勞德數(shù) 保持在0到2之間，期望地在0到1之間，則基本上可以避免總體流中的 高度階躍變化(也就是水躍(hydraulicjump))。
使流體處理結(jié)構(gòu)IOO能夠避免出現(xiàn)高度差的第三種方式是確保總體 流中朝向襯底臺WT的中心P (見圖9a和b)的液體流量大于沿遠離襯底 臺WT的中心P的方向的液體流量。下面參考圖9a到12詳細描述這種方 式。
上面三種方法中的每一種方法的特征可以單獨地應(yīng)用，也可以組合起 來應(yīng)用。下面結(jié)合另一流體處理結(jié)構(gòu)100的改進詳細描述這些方法。在圖6中示出的流體處理結(jié)構(gòu)100包括主體105。主體105存在形成 空間11的表面的內(nèi)表面106。也就是說，空間11在頂部處由投影系統(tǒng)PS 的最終元件形成邊界，在底部處由襯底W (或襯底臺WT或遮蔽構(gòu)件)形 成邊界，而在側(cè)部處由主體105的表面106形成邊界。因而，主體105可 以看作阻擋構(gòu)件或者液體限制構(gòu)件12 (IH)。主體105還具有阻擋件130， 阻擋件130是流體處理結(jié)構(gòu)100最靠近襯底W的部分。阻擋件130可以 是阻擋來自內(nèi)部第一開口 110 (進入投影系統(tǒng)PS、襯底臺WT和液體限制 構(gòu)件12的主體105之間的浸沒空間11)的流體(即浸沒液體)沿徑向向 外(相對于通過液體限制構(gòu)件12的光軸)流動的阻擋件(即，具有阻止 所述流體沿徑向向外流動的限制作用)。期望地，阻擋件130配置成基本 上阻止從第二開口 120供給的液體流入空間11。期望地，阻擋件130配置 成限制/阻擋供給到空間11的浸沒流體沿徑向向外流出阻擋件130和襯底 W和/或襯底臺WT之間的空間11。在阻擋件130的底部和襯底W之間存 在間隙107。通過阻擋件130產(chǎn)生高的流阻。這可以通過使所述間隙107 的高度在50-250 pm之間來實現(xiàn)。期望地，該間隙107高度為0.1-0.2mm。 這與投影系統(tǒng)PS的最終元件和襯底W之間的大約3mm的間距相比較。 將間隙107保持小，以限制液體流出空間ll。也就是說，主體105形成阻 擋液體從流體處理結(jié)構(gòu)IOO和襯底W之間的空間11流出的阻擋件130。
液體通過第一開口 IIO提供到空間11。第一開口 110位于流體處理結(jié) 構(gòu)100的內(nèi)表面106中。第一開口 110可以包括多個開口。這些多個開口 可以是那些例如在2008年4月16日遞交的美國專利申請第61/071,161號 中公開的開口。
穿過空間11的液體流動是期望的。因此，在流體處理結(jié)構(gòu)100中相 對于投影系統(tǒng)PS的光軸在空間11的相對側(cè)上與第一開口 110相對的位置 處，設(shè)置至少一個另外的開口 112，其用于從所述空間11中抽取出液體。 通過控制器140控制液體從第一開口 110進入空間11以及控制通過另一 開口 112從空間11抽取出液體。控制器140所提供的控制使得通過第一 開口 110的流動是低速的，而通過另一開口 112的抽取是基于固定的體積 流量的。示例參數(shù)為從第一開口 110流出的流量在0.5到1.5升/分(lpm) (小于0.3 m/秒的速度)之間，而從另一出口 112抽取的固定體積抽取是2到4升/分。
設(shè)置第二開口 120用來將液體提供到不在投影系統(tǒng)PS下面的襯底W 和/或襯底臺WT的頂部表面上。也就是說，第二開口 120將液體提供到在 空間11的徑向外側(cè)處的襯底W和/或襯底臺WT的頂部表面。第二開口 120設(shè)置在限定流體處理結(jié)構(gòu)的外表面108的流體處理結(jié)構(gòu)100的表面上。 從第二開口 120流出的液體流通過控制器140來控制。第二開口 120將流 體提供到相對于投影系統(tǒng)PS的光軸處于阻擋件130徑向外側(cè)的位置處。 相反，第一開口 IIO將流體提供到相對于投影系統(tǒng)PS的光軸處于阻擋件 130徑向內(nèi)側(cè)的位置處。在一個實施例中，第二開口 120可以位于阻擋件 130的徑向外側(cè)處，和/或第一開口 110可以位于阻擋件130的徑向向內(nèi)位 置處。
正如所看到的，第二開口 120在流體處理結(jié)構(gòu)100的基本上面對襯底 W的外表面108中。該外表面108不是流體處理結(jié)構(gòu)100的最低的表面。 也就是說，該外表面108比形成間隙107的阻擋件130的底部表面遠離襯 底W。阻擋件130位于流體處理結(jié)構(gòu)100的外表面108和空間11之間。
在一個實施例中，期望地，第二開口 120離開襯底W的頂部表面的 距離是阻擋件130和襯底W和/或襯底臺WT之間的距離的至少五倍(即， 間隙107尺寸的五倍)。期望地，第二開口 120離開襯底W和/或襯底臺 WT的距離是間隙107尺寸的至少7倍、10倍或15倍。另一種看待這種 結(jié)構(gòu)的方式是流體處理結(jié)構(gòu)100的底部到襯底W和/或襯底臺WT的距 離是變化的。在一個實施例中，第二開口 120在基本上平行于襯底W和/ 或襯底臺WT的部分中，該部分比平行于襯底W和/或襯底臺WT的另一 部分更遠離襯底W和/或襯底臺WT。
第二開口 120可以包括多個第二開口 120。第二開口 120可以具有任 何形狀。例如，可以僅僅是圍繞流體處理結(jié)構(gòu)100的整周(例如，圓周) 延伸的單一狹縫?？蛇x地或附加地，兩個或更多個第二開口 120可以規(guī)則 地或不規(guī)則地圍繞流體處理結(jié)構(gòu)100的周邊定位。第二開口 120可以是圓 形孔、方形孔、狹槽的形式或任何其他形狀。多個開口 120可以以圍繞流 體處理結(jié)構(gòu)100的周邊的任何一維或兩維方式間隔設(shè)置。
阻擋件130 (或限制件)防止總體供給的液體和浸沒空間11內(nèi)的局部供給的液體發(fā)生混合。局部供給的液體(即，空間11內(nèi)的液體)具有更 加嚴格的熱調(diào)節(jié)和污染物控制。在實際應(yīng)用中，存在兩種液體的一些混合。 期望地，通過偏置總體供給和局部供給之間的壓力差，基本上阻止向內(nèi)的 流動，使得如果存在任何流動，則它都是從空間11到總體供給沿徑向向 外的。期望阻止向內(nèi)的流動。容易地限制了向外的流動。因而，阻擋件130 配置成限制流體流出空間11，并且期望地，基本上阻止流體流入空間11。 在一個實施例中，還可以基本上阻止流體流出所述空間11。 期望地，總體供給(是熱調(diào)節(jié)液體)與局部供給是分開的?；旌峡赡?造成污染物的轉(zhuǎn)移，而使空間11內(nèi)的液體的熱穩(wěn)定性更差。
從流體處理系統(tǒng)ioo供給的總體供給的液體應(yīng)該被控制用于幫助確保
襯底W和襯底臺WT上的液體薄膜的厚度是均勻的。襯底臺WT相對于 流體處理系統(tǒng)100的移動可能引起薄膜中的擾動。這種擾動引起可能發(fā)生 飛濺并且可能引起反浸濕的波；襯底W的熱調(diào)節(jié)將會被破壞。即使沒有 反浸濕和飛濺，膜厚度變化也會比膜厚度均勻的情況提供更差的熱調(diào)節(jié)； 膜的具有較薄深度的部分的蒸發(fā)將比深度更大處的膜部分的蒸發(fā)施加更 大的局部熱損失到襯底W。
正如圖6中示出的，可以設(shè)置至少一個第三開口 122。第三開口 122 可以設(shè)置用于從不在投影系統(tǒng)PS下面的襯底W和/或襯底臺WT的頂部 表面抽取液體。通過第三開口 122抽取液體能夠有助于控制總體流動的速 度。通過第三開口 122的抽取可以通過控制器140來控制。
在流體處理結(jié)構(gòu)100中可以設(shè)置氣體開口 125。氣體開口 125位于其 中形成第二開口 120的表面上方的流體處理結(jié)構(gòu)100的表面內(nèi)。被潤濕的 氣體可以通過氣體開口 125提供到位于不在投影系統(tǒng)PS下面的襯底W和 /或襯底臺WT的頂部表面上的液體的上方的區(qū)域。這種氣體可以具有至少 40%的所述液體的相對濕度，期望是至少70%，期望是至少90%,最期望 地是超過95%，而期望是小于99%，更期望是小于97%。在液體上方的氣 氛中提供潤濕的氣體能夠降低液體的蒸發(fā)(因而降低冷卻負載)。如果浸 沒液體是可降解的(例如類似用于高NA(數(shù)值孔徑)設(shè)備中的一些液體)， 則通過氣體開口 125供給的氣體可以是非氧化氣體，例如可以使用純凈的 惰性氣體。事實上，可能期望使用已經(jīng)用浸沒液體的蒸汽潤濕過的惰性氣體。為了容納潤濕過的氣體，可以在液體上方設(shè)置板。
圖7示出了流體處理結(jié)構(gòu)100的細節(jié)視圖。正如所看到的，其中形成
第二開口 120的表面135可以相對于襯底W和/或襯底臺WT的頂部表面 成角度。在流體處理結(jié)構(gòu)IOO是圓形的實施例中，其中形成第二幵口 120 的表面將是截頭錐形的形狀。期望地，表面135與襯底W和/或襯底臺 WT的平面所成的角度0在O到15°之間，期望地是在O到10°之間。表 面135的沿徑向方向處于最內(nèi)部的部分比表面135的沿徑向方向處于最外 部的部分更靠近襯底W。也就是說，表面135最靠近投影系統(tǒng)PS的光軸 的部分比表面135較遠離投影系統(tǒng)PS的光軸的部分更靠近襯底W和/或襯 底臺WT。
代替使其中形成第二開口 120的表面135成角度，第二開口 120本身 可以是成角度的(也就是，通過形成以一定角度穿過基本上與襯底W禾口/ 或襯底臺WT的頂部表面平行的表面135的通道)。開口 120 (或更精確地
說，是開口后面的通道的角度)還可以是角度e。
改變角度e可以影響在總體供給中以特定流量產(chǎn)生的壓力。因而，角 度e的選擇可以用來平衡空間ii內(nèi)的液體和空間ii外的液體之間的壓力。 正如上面所述，通過匹配這些壓力，可以減小或最小化兩種液體流之間的 混合。
期望地，第二開口 120被設(shè)計用于減小或最小化通過穿過第二開口 120的液體流動傳遞給襯底W和/或襯底臺WT的流體動力。實現(xiàn)這種功 能的一種方式是將第二開口 120的寬度(例如直徑)設(shè)置為小于間隙107 的尺寸除以6，期望地，小于間隙107的尺寸除以20。此外，期望地，流 出第二開口 120的液體的流動速度設(shè)置為小于重力常數(shù)g乘以間隙107的 尺寸的結(jié)果開平方根再乘以3，期望地小于重力常數(shù)g乘以間隙107的尺 寸的結(jié)果開平方根。
圖8a-c是沿Z方向(即，光軸)的橫截面示圖，示意地示出了流體處 理結(jié)構(gòu)100的外表面108的徑向外側(cè)的液體高度可以如何作為流體處理結(jié) 構(gòu)100下面平行于襯底W的頂部表面且沿徑向向外的流速v的函數(shù)進行 變化的。期望地，弗勞德數(shù)(等于重力常數(shù)g乘以襯底W和/或襯底臺 WT的頂部表面與第二開口之間的距離(h)的結(jié)果的平方根除液體速度v)
18小于1 (即0到1之間)。在弗勞德數(shù)為上述大小時，能夠使在流體處理結(jié)
構(gòu)100徑向外側(cè)的襯底W和/或襯底臺WT的頂部表面上的液體具有穩(wěn)定 的高度。在圖8a中示出這種情況。如果液體的速度v在第二開口 120到 襯底W的距離h保持恒定的情況下增大，就能夠預期流體處理結(jié)構(gòu)100 徑向外側(cè)的液體的高度發(fā)生改變。在外表面108處開始并沿徑向向外移動 的液體的高度的改變?yōu)槭紫雀叨葴p小，之后高度增大，在之后高度進一 步減小。如果弗勞德數(shù)保持小于2 (即0到2之間)，就能夠避免所謂的水 躍，見圖8b。如果速度使得弗勞德數(shù)高于2，則產(chǎn)生水躍。在圖8c中示 出了水躍。這是因為離開第二開口的液體的速度太高(或者距離h太低)。 水躍的存在能夠?qū)е職馀輮A雜和液體層的中斷(反浸濕)。這樣會導致帶 來缺陷的干斑點(干燥的污漬、痕跡、粘性泡等)。
看待這種情況的另一種方式是當存在水躍時，流速高于表面重力波 (surface gravity waves)。也就是說，液體的水平速度低于波的速度。
期望地，高度h在1至U4mm之間，期望地，高度h在1.5到3mm之 間，期望地高度是2mm。
可以增大液體的水平速度v，使得僅在襯底臺WT的外部發(fā)生水躍(也 就是，不在襯底臺WT的上方發(fā)生水躍)，也就是說，圖8c中示出的水躍 沿徑向被移動遠離流體處理結(jié)構(gòu)100，使得水躍不再發(fā)生。然而，在襯底 臺WT的邊緣處以這樣的速度收集流體可能會變得困難。
圖9a和9b示意地示出了襯底臺WT的平面圖并示出了本發(fā)明的實施 例的另一個原理。正如所示的那樣，不管流體處理結(jié)構(gòu)100在襯底臺WT 的頂部表面上的位置，在流體處理結(jié)構(gòu)100徑向外側(cè)，液體在朝向襯底臺 WT中心P的方向上的總體流量總是大于其他方向上的總體流量。在其他 方向可以存在流動，也可以不存在流動。
通過第三開口 122流入流體處理結(jié)構(gòu)100的流能夠用來調(diào)節(jié)總體液體 的壓力和/或用來調(diào)節(jié)總體液體中的流量和/或用來調(diào)節(jié)總體液面和/或用來 減小波幅和/或用來減小由于其他原因而作用在流體處理結(jié)構(gòu)100上的波 力。通過第三開口 122的流能夠用來調(diào)節(jié)沿給定方向上的流量。例如，僅 那些沿流體處理結(jié)構(gòu)100的周邊的一部分的第三開口 122 (或僅第三開口 122的部分)能夠使液體通過它們(或它)被抽取，以便減小從所述周邊的所述一部分流出的液體的流量。
正如圖9a示出的，如果流體處理結(jié)構(gòu)100和襯底臺WT的相對位置 使得流體處理結(jié)構(gòu)100位于襯底臺WT的右手下面區(qū)域的位置(從上向下 看)，朝向襯底臺WT的中心P的流體的流動(因而從上向下看，朝向襯 底臺WT的左手上角)被增強超過沿其他方向上的流動。類似地，如果從 上向下看，流體處理結(jié)構(gòu)100位于襯底臺WT的中心偏左(如圖9b所示)， 則如從上向下看到的沿朝向右邊的方向從流體處理結(jié)構(gòu)100流出的液體的
流量將會大于沿其他方向的液體的流量。
圖10-12示出能夠根據(jù)圍繞流體處理結(jié)構(gòu)100的周邊位置來改變從襯 底臺WT流出的液體流的流量的另外三種方式。在圖10中，第二開口 120 被分成兩個節(jié)段150、 152。每個節(jié)段可以包括一個第二開口或多個第二開 口 120。與第一節(jié)段150相關(guān)的第二開口 120能夠一起進行控制。類似地， 與第二節(jié)段152相關(guān)的第二開口 120能夠一起進行控制。可以通過控制器 140來進行控制。
因而，如果流體處理結(jié)構(gòu)IOO位于襯底臺WT的左手邊，則通過第二 節(jié)段152的第二開口 120的液體流量將會大于通過第一節(jié)段150中的第二 開口 120的液體流量。相反，如果流體處理結(jié)構(gòu)IOO位于襯底臺WT的右 手邊，則通過第一節(jié)段150中的第二開口 120流出的液體流量將會大于通 過第二節(jié)段152中的第二開口 120流出的液體流量。
圖11示出了流體處理結(jié)構(gòu)100的周邊被分成四個不同節(jié)段154、 156、 158、 160的情形。這些節(jié)段具有相同的尺寸，并且與每個節(jié)段相對應(yīng)的第 二開口 120 (和與每個節(jié)段相對應(yīng)的第三開口 122)能夠獨立于其他節(jié)段 的第二開口 120進行控制。在這種情形中，如果流體處理結(jié)構(gòu)IOO位于襯 底臺WT的右手上角處，從流體處理結(jié)構(gòu)100的左邊和底部上的節(jié)段154 和156流出的液體流將會比從其他兩個節(jié)段158和160流出的流體流量大。
應(yīng)當理解，流體處理結(jié)構(gòu)100的周邊可以被分成任何數(shù)量的節(jié)段，并 且這些節(jié)段可以沿該周邊的任何部分延伸。接著，控制器140能夠根據(jù)開 口在哪個節(jié)段中來控制所有第二開口 120和另外開口 122。
圖12示出了另一實施例。在這個實施例中，包括第二開口 120的流 體處理結(jié)構(gòu)IOO或流體處理結(jié)構(gòu)100的一部分是可旋轉(zhuǎn)的。這樣，僅需要沿流體處理結(jié)構(gòu)100的周邊的一部分162設(shè)置第二開口 120 (或能夠沿該周邊的一部分162增大開口 120的密度)。然后，流體處理結(jié)構(gòu)100或流體處理結(jié)構(gòu)100的所述部分能夠被旋轉(zhuǎn)，使得在朝向襯底臺WT的中心P的方向上從第二開口 120流出的較強的液體流能夠是其最大值。
在本發(fā)明第一方面中，提供一種流體處理結(jié)構(gòu)，所述流體處理結(jié)構(gòu)用于將流體提供到(i)投影系統(tǒng)的最終元件和襯底和/襯底臺之間的空間，和(ii)在所述空間的徑向外側(cè)處的襯底和/或襯底臺的頂部表面。所述流體處理結(jié)構(gòu)包括第一開口，所述第一開口通入所述空間并且用于將流體流從流體處理結(jié)構(gòu)提供到所述空間中；阻擋件，所述阻擋件用于阻擋流體從流體處理結(jié)構(gòu)和襯底之間的空間流出；和第二開口，所述第二開口相對于投影系統(tǒng)的光軸處于阻擋件的徑向外側(cè)，用于將流體流從流體處理結(jié)構(gòu)提供到所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底的頂部表面上。
在根據(jù)第一方面的本發(fā)明第二方面中，所述流體處理結(jié)構(gòu)還包括控制器， 其配置用于控制從第一開口和/或第二開口流出的流體的流動。
在根據(jù)第二方面的本發(fā)明第三方面中，所述控制器配置用于控制從第二開口流出的流體的流動，使得沿流體處理結(jié)構(gòu)徑向向外流動的流體具有0到2之間的弗勞德數(shù)，期望地，具有0到1之間的弗勞德數(shù)。
在根據(jù)第二或第三方面的本發(fā)明第四方面中，所述控制器配置成依賴于流體處理結(jié)構(gòu)相對于襯底臺的位置來改變從第二開口流出的流體的流
在根據(jù)第四方面的本發(fā)明第五方面中，所述控制器配置用于控制從第二開口流出的流動，使得沿朝向襯底臺中心的方向的流量大于沿遠離襯底臺中心的方向的流量。
在根據(jù)第二至第五方面中任一方面的本發(fā)明第六方面中，所述控制器配置用于通過第二開口和/或通向圍繞所述空間的區(qū)域的第三開口來控制流體處理結(jié)構(gòu)外部的流體的流動。
在根據(jù)第六方面的本發(fā)明第七方面中，所述控制器配置用于改變從流體處理結(jié)構(gòu)的周邊的一部分周圍去除流體的流量。
在根據(jù)第二至第七方面中任一方面的本發(fā)明第八方面中，所述控制器配置用于控制通過第一開口和通過第二開口的流體的流動，使得在所述空間中的流體壓力基本上等于所述空間外部和流體處理結(jié)構(gòu)鄰近的區(qū)域中的流體壓力。
在根據(jù)第八方面的本發(fā)明第九方面中，所述控制器配置用于通過改變流量、和/或流動方向、和/或流動角度來控制壓力。
在根據(jù)前述任一方面的本發(fā)明第十方面中，所述第二開口位于與襯底臺和/或襯底的頂部表面平行的表面中或位于相對于襯底臺和/或襯底的平面以選自0-10°的角度傾斜的表面中，所述表面在投影系統(tǒng)的光軸附近位置上更靠近襯底和/或襯底臺，而在遠離投影系統(tǒng)處更遠離光軸。
在根據(jù)前述任一方面的本發(fā)明第十一方面中，所述流體處理結(jié)構(gòu)構(gòu)造和設(shè)置成使得己經(jīng)離開第一開口的流體與已經(jīng)離開第二流體開口的流體基本上是不耦合的。
在根據(jù)前述任一方面的本發(fā)明第十二方面中，所述流體處理結(jié)構(gòu)還包括氣體開口，所述氣體開口通向所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底
的頂部表面上的液體。
在根據(jù)第十二方面的本發(fā)明第十三方面中，所述氣體開口連接到潤濕的氣體源以將濕潤的氣體提供到所述頂部表面上方。
在本發(fā)明第十四方面中，提供一種浸沒式光刻設(shè)備，在使用時所述浸沒式光刻設(shè)備中基本上襯底臺和襯底的整個頂部表面被流體覆蓋，并且所述設(shè)備包括根據(jù)前述任一方面所述的流體處理結(jié)構(gòu)。
在根據(jù)第十四方面的本發(fā)明第十五方面中，所述阻擋件和襯底臺和/
或襯底的頂部表面之間的距離在50到250|im之間。
在根據(jù)第十四方面或第十五方面的本發(fā)明第十六方面中，第二開口和襯底和/或襯底臺之間的距離是阻擋件和襯底和/或襯底臺之間的距離的至少5倍。
在根據(jù)第十四至第十六方面中任一方面的本發(fā)明第十七方面中，第二開口的寬度至少大于所述開口和襯底和/襯底臺之間距離的6分之一，期望地大于所述距離的20分之一。
在根據(jù)第十四至第十七方面中任一方面的本發(fā)明第十八方面中，從第二開口流出的流體的流速小于g乘以所述開口到襯底和/或襯底臺的距離的積的平方根的3倍，其中g(shù)是重力常數(shù)。
22在根據(jù)第十四至第十八方面中任一方面的本發(fā)明第十九方面中，從第
二開口流出的流體的流量選自0.2-6.0升/分的范圍。
在本發(fā)明第二十方面中，提供一種流體處理結(jié)構(gòu)，所述流體處理結(jié)構(gòu)被配置用于將流體提供到所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底的頂
部表面。該流體處理結(jié)構(gòu)包括開口，所述開口用于將流體從流體處理結(jié)構(gòu)提供到所述頂部表面；和控制器，所述控制器配置用于控制從所述開口
流出的流體的流動，使得在朝向襯底臺中心的方向上的流量大于在遠離襯底臺中心的方向上的流量。
在根據(jù)第二十方面的本發(fā)明第二十一方面中，所述開口包括沿著流體處理結(jié)構(gòu)的周邊的多個開口，其中所述控制器配置成根據(jù)沿著流體處理結(jié)構(gòu)的周邊的開口的位置和根據(jù)流體處理結(jié)構(gòu)相對于襯底臺的位置來控制從一個或多個開口中流出的流體的流動。
在根據(jù)第二十方面的本發(fā)明第二十二方面中，所述流體處理結(jié)構(gòu)的周邊被分成多個節(jié)段，至少一個所述節(jié)段具有開口，通過控制器、根據(jù)流體處理結(jié)構(gòu)相對于襯底臺的位置來控制從每個節(jié)段的開口流出的流體。
在根據(jù)第二十方面的本發(fā)明第二十三方面中，沿著流體處理結(jié)構(gòu)的周邊以不同密度設(shè)置所述開口，并且所述開口是可旋轉(zhuǎn)地圍繞投影系統(tǒng)的光軸。
在本發(fā)明第二十四方面中，提供一種浸沒式光刻設(shè)備，在使用時所述浸沒式光刻設(shè)備中基本上襯底臺和襯底的整個頂部表面被流體覆蓋，所述設(shè)備包括前述第二十至二十三方面中所述的流體處理結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明第二十五方面中，提供一種器件制造方法，包括步驟通過經(jīng)由流體處理結(jié)構(gòu)的第一開口提供到投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的空間的浸沒液體，將輻射束投影到襯底臺上的襯底的頂部表面上，其中流體處理結(jié)構(gòu)的阻擋件阻擋液體從流體處理結(jié)構(gòu)和襯底之間的空間流出，并且流體處理結(jié)構(gòu)中的第二開口將流體提供到所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底的頂部表面上。
在本發(fā)明第二十六方面中，提供一種器件制造方法，包括步驟通過由流體處理結(jié)構(gòu)提供到投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的空間的浸沒液體，將輻射束投影到襯底臺上的襯底的頂部表面上；和將流體提供到所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底的頂部表面上，使得沿朝向襯底臺中心的方向的流體的流量大于沿遠離所述中心的方向的流體的流量。
在本發(fā)明第二十七方面中，提供一種用于浸沒式光刻設(shè)備的流體處理結(jié)構(gòu)，所述流體處理結(jié)構(gòu)在使用時限定投影系統(tǒng)和襯底和/或襯底臺之間的空間，所述流體處理結(jié)構(gòu)包括限定流體處理結(jié)構(gòu)的外表面的表面；限定在所述外表面內(nèi)的開口，所述開口配置用于將流體供給到所述空間徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底的表面的頂部表面；以及位于所述外表面和所述空間之間的阻擋件，其中所述阻擋件配置用于阻擋流體流入到所述空間中。
在根據(jù)第二十七方面的本發(fā)明第二十八方面中，所述流體處理結(jié)構(gòu)還包括限定在流體處理結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面中的內(nèi)部開口，所述內(nèi)部開口配置用于將流體供入所述空間中，所述流體處理結(jié)構(gòu)將供給到所述空間中的所述流體限制在所述空間。
在根據(jù)第二十八方面的本發(fā)明第二十九方面中，所述阻擋件配置用于限制和/或阻止供給到所述空間的流體沿徑向向外流出所述阻擋件和襯底和/或襯底臺之間的所述空間。
雖然在本文中詳述了光刻設(shè)備用在制造ICs (集成電路)，但是應(yīng)該理
解到這里所述的光刻設(shè)備可以有其他的應(yīng)用，例如制造集成光學系統(tǒng)、磁
疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCDs)、薄膜磁頭等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到，在這種替代應(yīng)用的情況中，可以將其中使用的任意術(shù)語"晶片"或"管芯"分別認為是與更上位的術(shù)語"襯底"或"目標部分"同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的抗蝕劑進行顯影的工具)、量測工具和/或檢驗工具中。在可應(yīng)用的情況下，可以將所述公開內(nèi)容應(yīng)用于這種和其他襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如為產(chǎn)生多層IC，使得這里使用的所述術(shù)語"襯底"也可以表示已經(jīng)包含多個己處理層的襯底。
這里使用的術(shù)語"輻射"和"束"包含全部類型的電磁輻射，包括
紫外(UV)輻射(例如具有約365、 248、 193、 157或126 nm的波長)。在允許的情況下，術(shù)語"透鏡"可以指的是不同類型的光學部件中的任何一個或組合，包括折射式的和反射式的光學部件。盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施例，但應(yīng)該認識到，本發(fā)明可以以與上述不同的方式來實現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采用包含用于描述一種如上面公開的方法的至少一個機器可讀指令序列的至少一個計算機程序的形式，或具有存儲其中的所述至少一個計算機程序的至少一個數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(例如半導體存儲器、磁盤或光盤)的形式。當通過位于光刻設(shè)備的至少一個部件內(nèi)的至少一個計算機處理器讀取至少一個計算機程序時，這里提到的至少一個不同的控制器是可操作的。至少一個處理器配置成與所述控制器中的至少一個進行通信；因而所述控制器根據(jù)至少一個計算機程序的所述機器可讀指令運行。
本發(fā)明的至少一個實施例可以應(yīng)用到任何浸沒式光刻設(shè)備，尤其是但不限于上面提到的那些類型的光刻設(shè)備，而且不論浸沒液體是否以浴器的形式提供，或僅在襯底的局部表面區(qū)域上提供，或是非限制的。在非限制的布置中，浸沒液體可以在所述襯底臺和/或襯底的表面上流動，使得基本上襯底臺和/或襯底的整個未覆蓋的表面都被浸濕。在這種非限制浸沒系統(tǒng)中，液體供給系統(tǒng)可以不限制浸沒流體，或者其可以提供一定比例的浸沒液體限制，但不是基本上完全地對浸沒液體進行限制。
這里提到的液體供給系統(tǒng)應(yīng)該被廣義地解釋。在某些實施例中，液體供給系統(tǒng)可以是一種機構(gòu)或多個結(jié)構(gòu)的組合，其提供液體到投影系統(tǒng)和襯底和/或襯底臺之間的空間。液體供給系統(tǒng)可以包括至少一個結(jié)構(gòu)、至少一個液體入口、至少一個氣體入口、至少一個氣體出口和/或至少一個液體出口的組合，它們將液體提供到所述空間。在一個實施例中，所述空間的表面可以是襯底和/或襯底臺的一部分，或者所述空間的表面可以完全覆蓋襯底和/或襯底臺的表面，或者所述空間可以包圍襯底和/或襯底臺。所述液體供給系統(tǒng)可以可選地進一步包括用于控制液體的位置、數(shù)量、品質(zhì)、形狀、流率或其它任何特征的至少一個元件。
以上描述旨在進行解釋，而不是限制性的。因而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，在不脫離下述權(quán)利要求的保護范圍的前提下可以對所描述的發(fā)明進行變更。
2權(quán)利要求
1.一種流體處理結(jié)構(gòu)，其配置用于將流體提供到(i)投影系統(tǒng)和襯底和/或襯底臺之間的空間，和(ii)在所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底的頂部表面，所述流體處理結(jié)構(gòu)包括通入所述空間的第一開口，其用于將流體流從流體處理結(jié)構(gòu)提供到所述空間中；阻擋件，其用于阻擋流體從所述流體處理結(jié)構(gòu)和所述襯底之間的所述空間流出；和第二開口，其相對于所述投影系統(tǒng)的光軸位于所述阻擋件的徑向外側(cè)處，用于將流體流從流體處理結(jié)構(gòu)提供到在所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底的頂部表面上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體處理結(jié)構(gòu)，還包括控制器，所述控制器 配置用于控制從所述第一開口和/或所述第二開口流出的流體的流動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體處理結(jié)構(gòu)，其中，所述控制器配置用于 控制通過所述第一開口和通過所述第二開口的流體的流動，使得所述空間 內(nèi)的流體的壓力基本上等于所述空間外部以及鄰近所述流體處理結(jié)構(gòu)的 區(qū)域中的流體的壓力。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的流體處理結(jié)構(gòu)，其中，所述流體 處理結(jié)構(gòu)配置成使得已經(jīng)離開所述第一開口的流體與已經(jīng)離開所述第二 流體開口的流體基本上是不耦合的。
5. —種浸沒式光刻設(shè)備，在使用時所述浸沒式光刻設(shè)備中基本上襯底 臺和襯底的整個頂部表面被流體覆蓋，所述設(shè)備包括前述權(quán)利要求中任一 項所述的流體處理結(jié)構(gòu)。
6. —種流體處理結(jié)構(gòu)，其配置用于將流體提供到投影系統(tǒng)和襯底之間 的空間并且用于將流體提供到在所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯 底的頂部表面，所述流體處理結(jié)構(gòu)包括開口，其用于將流體從所述流體處理結(jié)構(gòu)提供到所述頂部表面上；和 控制器，其配置用于控制從所述開口流出的流體的流動，使所述流體 沿朝向所述襯底臺中心的方向的流動比沿遠離所述襯底臺中心的方向的流動具有更大的流量。
7. —種浸沒式光刻設(shè)備，在使用時所述浸沒式光刻設(shè)備中基本上襯底 臺和襯底的整個頂部表面被流體覆蓋，所述設(shè)備包括權(quán)利要求6所述的流 體處理結(jié)構(gòu)。
8. —種器件制造方法，包括步驟通過經(jīng)由流體處理結(jié)構(gòu)的第一開口 提供到投影系統(tǒng)和襯底之間的空間的浸沒液體，將輻射束投影到襯底臺上 的所述襯底的頂部表面上，其中所述流體處理結(jié)構(gòu)的阻擋件阻擋液體從流 體處理結(jié)構(gòu)和襯底之間的空間流出，并且所述流體處理結(jié)構(gòu)中的第二開口 將流體提供到在所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底的頂部表面上。
9. 一種器件制造方法，包括步驟通過由流體處理結(jié)構(gòu)提供到投影系 統(tǒng)和襯底之間的空間的浸沒液體，將輻射束投影到襯底臺上的所述襯底的 頂部表面上；和將流體提供到在所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底 的頂部表面上，使得沿朝向襯底臺中心的方向的流體的流量大于沿遠離所 述中心的方向的流體的流量。
10. —種用于浸沒式光刻設(shè)備的流體處理結(jié)構(gòu)，所述流體處理結(jié)構(gòu)在 使用時限定投影系統(tǒng)和襯底和/或襯底臺之間的空間，所述流體處理結(jié)構(gòu)包 括限定所述流體處理結(jié)構(gòu)的外表面的表面；限定在所述外表面中的開口 ，所述開口配置用于將流體供給到在所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底的表面的頂部表面；和位于所述外表面和所述空間之間的阻擋件，所述阻擋件配置用于阻擋 所述流體流入到所述空間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種流體處理結(jié)構(gòu)、一種光刻設(shè)備和一種器件制造方法。公開的流體處理結(jié)構(gòu)設(shè)計用于全浸濕浸沒光刻術(shù)。流體處理結(jié)構(gòu)具有用于將流體提供到投影系統(tǒng)和襯底和/或襯底臺之間的空間的第一開口、阻擋液體流出流體處理結(jié)構(gòu)和襯底之間的空間的阻擋件、以及第二開口，所述第二開口通入所述空間的徑向外側(cè)處的區(qū)域，用于將來自流體處理結(jié)構(gòu)的流體提供到在所述空間的徑向外側(cè)處的襯底臺和/或襯底的頂部表面上。控制器可以設(shè)置成使得朝向襯底臺中心的流體的流量大于在遠離襯底臺中心的方向上的流體的流量。
文檔編號G03F7/20GK101666983SQ200910168669
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日
發(fā)明者D·M·H·飛利浦, G·塔娜薩, J·P·M·B·沃繆倫, L·J·A·凡鮑克霍文, M·A·C·斯凱皮斯, N·騰凱特 申請人:Asml荷蘭有限公司