流体处理结构、光刻设备和器件制造方法

专利名称：流体处理结构、光刻设备和器件制造方法
技术领域：
本发明涉及一种流体处理结构、一种光刻设备和一种制造器件的方法。
背景技术：
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例 如，可以将光刻设备用在例如集成电路(IC)等器件的制造中。在这种情况下，可以将可选 地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可 以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多 个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀 剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知 的光刻设备包括所谓的步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部 分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向 (“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐 射每一个目标部分。也能够以通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成 装置将图案转移到衬底上。已经提出将光刻投影设备中的衬底浸入到具有相对高的折射率的液体(例如水) 中，以便填充投影系统的最终元件和衬底之间的空间。在一个实施例中，液体为蒸馏水，尽 管也可以应用其他液体。本发明的实施例将参考液体进行描述。然而，其他流体可能也是合 适的，尤其是润湿性流体、不能压缩的流体和/或具有比空气高的折射率的流体，期望地是 折射率比水高的流体。除气体之外的流体尤其是期望的。这样能够实现更小特征的成像， 因为曝光辐射在液体中将会具有更短的波长。(液体的作用也可以看作提高系统的有效数 值孔径(NA)并且也增加了焦深。)还提出了其他浸没液体，包括其中悬浮有固体颗粒(例 如石英)的水，或具有纳米悬浮颗粒(例如具有最大尺寸达IOnm的颗粒)的液体。这种悬 浮的颗粒可以具有或不具有与它们悬浮所在的液体相似或相同的折射率。其他可能合适的 液体包括烃(例如芳香烃、氟化烃和/或水溶液)。将衬底或衬底和衬底台浸入液体浴器(参见，例如美国专利US4，509，852)意味着 在扫描曝光过程中应当加速很大体积的液体。这需要额外的或更大功率的电动机，而且液 体中的湍流可能会导致不希望的或不能预期的效果。在浸没式设备中，由流体处理系统、结构或设备来处理浸没流体。流体处理系统可 以供给浸没流体，并且因此可以是流体供给系统。流体处理系统可以限制浸没流体，从而可 以是流体限制系统。流体处理系统可以为浸没流体提供阻挡件，且因此可以是阻挡构件，例 如液体限制结构。流体处理系统可以产生或使用流体流(例如气体)，例如用以帮助处理液 体(例如控制所述流和/或控制浸没流体的位置)。气体流可以形成用于限制浸没流体的 密封，使得流体处理结构可以被称作为密封构件，这样的密封构件可以是流体限制结构。浸 没液体可以用作浸没流体。在这种情况下，流体处理系统可以是液体处理系统。关于上述 的描述，可以理解在这一段落中所提及的针对流体所限定的特征可以包括针对液体所限定的特征。提出来的布置方案之一是液体供给系统通过使用液体限制系统仅将液体提供在 衬底的局部区域上(通常衬底具有比投影系统的最终元件更大的表面积)和在投影系统的 最终元件与衬底之间。提出来的一种用于设置上述布置方案的方法在公开号为W099/49504 的PCT专利申请出版物中公开了。另一种布置方案是如在公开号为WO 2005/064405的PCT专利申请出版物中公开 的浸没液体不受限制的全润湿布置。在这样的系统中，衬底的整个顶表面被覆盖在液体中。 这可能是有利的，因为之后所述衬底的整个顶表面被暴露于大致相同的条件。这有利于衬 底的温度控制和加工。在WO 2005/064405中，液体供给系统提供液体至投影系统的最终元 件和衬底之间的间隙中。所述液体被允许泄漏在衬底的其余部分上。在衬底台的边缘处的 阻挡件防止液体流走，使得可以以一种可控制的方式从衬底台的所述顶表面移除液体。虽 然这样的系统改善了衬底的温度控制和处理，但是浸没液体的蒸发仍然可能出现。帮助缓 解这个问题的一种方法在美国专利申请公开出版物No. US 2006/0119809中有记载。设置 构件，其覆盖衬底W的所有位置，并且布置成使浸没液体在所述构件与衬底和/或用于保持 衬底的衬底台的顶部表面之间延伸。在欧洲专利申请公开出版物No. EP1420300和美国专利申请公开出版物 NO.US2004-0136494中，公开了一种成对的或双台浸没式光刻设备的方案，通过引用将其全 部内容并入本文中。这种设备设置有两个用于支撑衬底的台。调平(levelling)测量在没 有浸没液体的台的第一位置处进行，曝光在存在浸没液体的台的第二位置处进行。可选的 是，所述设备仅具有一个台。

发明内容
期望能够在投影系统下面尽可能快速地移动衬底。为此，流体处理系统，尤其是对 于局部区域流体处理系统，应当被设计以允许相对高速度的运动，而没有显著的液体损失 或气泡的形成。期望如果没有大致相同的速度，那么可以以接近或类似的速度执行步进和 扫描运动。例如期望提供一种流体处理系统，所述流体处理系统保持液体位于投影系统的最 终元件和衬底之间的空间中。根据一个方面，提供了一种用于光刻设备的流体处理结构，所述流体处理结构具 有多个开口，所述流体处理结构被配置使得多个开口在使用中被弓I导朝向衬底和/或被配 置以支撑衬底的衬底台，流体处理结构还包括气刀装置，所述气刀装置具有细长孔或被布 置成一条线的多个孔，所述细长孔或所述多个孔被布置成与所述多个开口的距离在从Imm 至5mm的范围内。根据一个方面，提供一种光刻设备，所述光刻设备包括用于光刻设备的流体处理 结构，所述流体处理结构具有多个开口，所述流体处理结构被配置使得所述多个开口在使 用中被引导朝向衬底和/或被配置以支撑衬底的衬底台，流体处理结构还包括气刀装置， 所述气刀装置具有细长孔或被布置成一条线的多个孔，所述细长孔或多个孔被布置成与所 述多个开口的距离在从Imm至5mm的范围内。根据一方面，提供一种光刻设备，所述光刻设备包括被配置以支撑衬底的衬底台和流体处理结构，所述流体处理结构具有多个开口，所述多个开口被配置用于两相流体流 的通道，且所述流体处理结构包括气刀装置，所述气刀装置包括远离所述多个开口 一距离 而设置的孔，其中流体处理结构被配置使得所述多个开口在使用中被引导朝向衬底和/或 衬底台，使得所述多个开口被配置以从流体处理结构和衬底、流体处理结构和衬底台或流 体处理结构和衬底及衬底台两者之间移除液体，且使得来自气刀装置的大部分气体流流过 所述多个开口。根据一个方面，提供了一种用于光刻设备的流体处理结构，流体处理结构具有多 个弯液面钉扎开口，流体处理结构被配置使得多个开口在使用中被引导朝向衬底和/或被 配置以支撑衬底的衬底台，流体处理结构还包括具有细长孔或被布置成一条线的多个孔的 气刀装置，和被布置在所述细长孔或所述多个孔与所述多个开口之间的阻尼器。根据一个方面，提供了一种器件制造方法，该方法包括在投影系统的最终元件和衬底之间提供流体；通过将负压连接至流体处理结构中的多个开口以从最终元件和投影系统之间收 回液体；和通过多个孔供给气体以朝向所述多个开口推动液体，所述多个开口和所述多个孔 之间的距离在从Imm至5mm的范围内。根据一个方面，提供了一种光刻设备，所述光刻设备包括流体处理结构，所述流体 处理结构具有多个开口，所述流体处理结构被配置使得所述多个开口在使用中被弓I导朝向 衬底和/或被配置以支撑衬底的衬底台，所述流体处理结构还包括气刀装置，所述气刀装 置具有至少一个细长孔，所述细长孔具有角。


下面仅通过示例的方式，参考示意性附图对本发明的实施例进行描述，其中示意 性附图中相应的参考标记表示相应的部件，在附图中图1示出根据本发明实施例的光刻设备；图2和图3示出用于光刻投影设备中的液体供给系统；图4示出用于光刻投影设备中的另一液体供给系统；图5示出用于光刻投影设备中的另一液体供给系统；图6是根据本发明实施例的弯液面钉扎系统的平面示意图；图7示出根据本发明实施例的弯液面钉扎系统在大致平行于投影系统的光轴的 平面中在图6中的线Vn-Vn处的横截面视图；图8示出根据本发明实施例的流体处理结构的实际的实施例的平面视图；图9-15示出图8的实施例的各种变体；图16示出根据本发明实施例的气刀的平面示意图；图17示出根据本发明实施例的气刀开口的平面示意图；图18示出根据本发明实施例的流体处理结构的实施例的特定特征的平面视图；图19示出根据本发明实施例的流体处理结构的实施例的特定特征的平面视图； 和图20示出根据本发明实施例的流体处理结构的实施例的特定特征的平面视图。
具体实施例方式图1示意地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括-照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或深紫 外(DUV)辐射)；-支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与 配置用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置MA的第一定位装置PM相连；-衬底台(例如晶片台)WT，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W， 并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底W的第二定位装置PW相连；和-投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置用于将由图案形成装置MA赋 予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静 电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。所述支撑结构MT保持图案形成装置MA。支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的 方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置MA是否保持在真空环境中等其他条件的方 式来保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持 技术来保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成 为固定的或可移动的。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置MA位于所需的位置上(例 如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的 术语“图案形成装置”同义。这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在 辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意， 被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图 案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的 器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。图案形成装置MA可以是透射式的或反射式的。图案形成装置MA的示例包括掩模、 可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括 诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类 的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独 立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反 射镜矩阵反射的辐射束。这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折 射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使 用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这 里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备 可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的图案 形成装置台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源SO和所述光刻设 备可以是分立的实体(例如当该源SO为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO 考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传 递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源 SO可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源SO是汞灯时)。可以将所述源SO和所 述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD —起称作辐射系统。所述照射器IL可以包括配置用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通 常，可以对所述照射器IL的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围 (一般分别称为σ-外部和ο-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它 部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器IL用于调节所述辐射束B，以在其横 截面中具有所需的均勻性和强度分布。所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，支撑结构MT)上的所述图案形成装 置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置MA来形成图案。已经穿过图案形成装 置MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束B聚焦到所述衬底W 的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器 或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定 位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可 以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐 射束B的路径精确地定位图案形成装置MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的 一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现支撑结构MT的移 动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实 现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，支撑结构MT可以仅与短 行程致动器相连，或者可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记Ml、M2和衬底对准 标记PI、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标 部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在 将多于一个的管芯设置在图案形成装置MA上的情况下，所述图案形成装置对准标记M1、M2 可以位于所述管芯之间。所示的设备可以用于以下模式中的至少一种中1.在步进模式中，在将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所 述辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后，将所述衬 底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场 的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。2.在扫描模式中，在对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所 述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结 构MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。 在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分C的宽度(沿非扫 描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分C的高度(沿所述扫描方向)。3.在另一个模式中，将保持可编程图案形成装置的支撑结构MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部 分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或 在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式 可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无 掩模光刻术中。也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。在投影系统PS的最终元件和衬底W之间提供液体的布置可以分成三种主要类别。 它们是浴器型布置、所谓的局部浸没系统和全润湿浸没系统。在浴器类型的布置中，基本 上整个衬底W和(任选地)一部分衬底台WT浸入到液体浴器中。局部浸没系统采用仅将液体提供到衬底W的局部区域的液体供给系统。在平面视 图中，液体所填充的空间小于衬底W的顶部表面，并且在液体所填充的区域相对于投影系 统PS基本上保持静止的同时，衬底W在所述区域下面移动。在全润湿布置中，液体是不受限制的。衬底W的整个顶部表面和衬底台WT的全部 或一部分被浸没液体覆盖。覆盖至少衬底W的液体的深度小。所述液体可以是位于衬底W 上的液体膜，例如位于衬底上的液体薄膜。浸没液体可以被供给至投影系统PS和面对所述 投影系统PS的正对表面的部位或被供给在投影系统PS和面对所述投影系统PS的正对表 面的部位中(该正对表面可以是衬底和/或衬底台的表面)。图2-5中的任何液体供给装 置也可以用于这种系统。然而，密封特征并不存在，不起作用，不如正常状态有效，或者以其 它方式不能有效地仅将液体密封在局部区域。图2-5中示出了四种不同类型的液体局部供给系统。如图2和图3所示，液体优 选地沿着衬底W相对于所述最终元件的移动方向，通过至少一个入口供给到衬底上，并且 在已经在投影系统下面通过后，所述液体通过至少一个出口去除。也就是说，当衬底在所述 元件下面沿着-X方向被扫描时，液体在所述元件的+X —侧供给并且在-X —侧去除。图2 是所述布置的示意图，其中液体通过入口供给，并在所述元件的另一侧通过出口去除，所述 出口与低压源相连。在图2的图示中，虽然液体沿着衬底相对于所述最终元件的移动方向 供给，但这不是必需的。可以在所述最终元件周围设置各种方向和数目的入口和出口，图3 示出了一个实例，其中在所述最终元件的周围在每一侧上以规则的重复方式设置了四组入 口和出口。注意到，图2及图3中的箭头显示出液体的流动方向。在图4中示出了另一个采用液体局部供给系统的浸没式光刻方案。液体由位于投 影系统PS每一侧上的两个槽状入口供给，由设置在入口沿径向向外的位置上的多个离散 的出口去除。所述入口和出口可以设置在板上，所述板在其中心有孔，投影束通过该孔投 影。液体由位于投影系统PS的一侧上的一个槽状入口提供，由位于投影系统PS的另一侧 上的多个离散的出口去除，这造成投影系统PS和衬底W之间的液体薄膜流。选择使用哪组 入口和出口组合可能依赖于衬底W的移动方向(另外的入口和出口组合是不起作用的)。 注意到，由图4中的箭头显示出液体的流动方向。已经提出的另一种布置是为液体供给系统设置液体限制构件，所述液体限制构件 沿投影系统PS的最终元件和衬底W、衬底台WT或衬底W及衬底台WT两者的下表面之间的 空间的边界的至少一部分延伸。图5中示出了这种布置。浸没系统具有设置有液体限制 结构的液体局部供给系统，该液体局部供给系统将液体供给至例如衬底W的受限制的区域上。图5示意性地描述具有阻挡构件12的液体局部供给系统或流体处理结构，所述阻 挡构件12沿投影系统的最终元件和衬底台WT或衬底W之间的空间的边界的至少一部分延 伸。(请注意，在下文中提及的衬底W的表面也另外地或可替换地表示衬底台的表面，除非 特别指出。)尽管可以在Z方向上(在光轴的方向上)存在一些相对移动，但是阻挡构件 12在XY平面内相对于投影系统基本上是静止的。在一个实施例中，在阻挡构件12和衬底 W的表面之间形成密封，且所述密封可以是无接触密封(例如气体密封或流体密封)。阻挡构件12至少部分地将液体保持在投影系统PS的最终元件和衬底W之间的空 间11中。对衬底W的无接触密封16可围绕投影系统的像场形成，使得液体被限制在衬底W 的表面和投影系统PS的最终元件之间的空间内。所述空间至少部分地由位于投影系统PS 的最终元件下且围绕投影系统PS的所述最终元件的阻挡构件12形成。经液体入口 13使 液体进入到在投影系统下面且在阻挡构件12内的空间中。可通过液体出口 13移除所述液 体。所述阻挡构件12可延伸到略微高于投影系统的最终元件的位置上。液面升高至所述 最终元件的上方，使得提供了液体的缓冲。在一个实施例中，所述阻挡构件12具有内周，其 在上端部处与投影系统或其最终元件的形状紧密地一致，且例如可以是圆的。在底部处，所 述内周与像场的形状紧密地一致(例如是矩形的)，但这不是必需的。液体被气体密封16保持在空间11中，在使用中所述气体密封16形成于阻挡构件 12的底部和衬底W的表面之间。所述气体密封16由气体(例如空气或者合成空气，但在一 实施例中，是N2或者其他惰性气体)形成。在气体密封16中的所述气体经由入口 15在压 力作用下被提供到介于阻挡构件12和衬底W之间的间隙。所述气体通过出口 14被抽取。 在气体入口 15上的过压、出口 14上的真空水平以及所述间隙的几何形状被布置成使得形 成限制所述液体的向内的高速气流16。气体作用于阻挡构件12和衬底W之间的液体上的 力把液体保持在空间11中。所述入口 /出口可以是围绕空间11的环形槽。所述环形槽可 以是连续的或不连续的。气流16能够有效地将液体保持在空间11中。已经在公开号为 US2004-0207824的美国专利申请公开物中公开了这样的系统，在此处通过引用将其全部内 容并入本文中。本发明的实施例涉及用于流体处理结构中的特定类型的抽取器，该抽取器基本上 防止弯液面前进超过特定点。也就是，本发明的实施例涉及弯液面钉扎装置，其将投影系统 PS的最终元件与衬底和/或衬底台之间的空间中的液体的边缘基本上钉扎在适当的位置 上。弯液面钉扎布置依赖于已经在例如公开号为No. 2008/0212046的美国专利公开出版物 中描述的所谓的气体拖曳抽取器原理，在此处通过引用将其全部内容并入本文中。在所述 系统中，抽取孔可以设置成有角的形状。所述角与所述步进和扫描方向对准。与两个出口 垂直于扫描方向对准的情形相比，这帮助减小了在步进或扫描方向上对于给定的速度在两 个出口之间的弯液面上的力。然而，本发明的实施例可以应用于流体处理系统，在平面视图 中，该流体处理系统具有任意形状，或具有诸如被布置成任意形状(例如闭合形状)的抽取 开口等部件。在非限制性的列表中的这样的闭合形状可以包括椭圆形(例如圆形)、直线形 状(例如矩形(例如方形)或平行四边形(例如菱形))或具有多于4个角的有角的形状 (例如四角或更多角的星形)。在美国专利申请2008/0212046的系统的变形中(本发明的实施例涉及该变形)，其中开口被布置成有角的形状的几何构型允许在扫描方向和步进方向上被对准的角设置 成尖锐的角(从约60° -90°的范围内选出的，期望地是从75° -90°的范围内选出的，更 期望是从75° -85°的范围内选出的)。这可以允许在每个对准的角的方向上的速度增加。 这是因为由于在扫描方向上具有不稳定的弯液面，抑制了液滴的产生。在角与扫描方向和 步进方向对准时，可以在这些方向上实现速度的增加。期望地，在扫描和步进方向上的运动 的速度是大致相等的。图6示出本发明实施例的流体处理结构或系统的弯液面钉扎特征的示意平面视 图。所示出的弯液面钉扎装置的特征可以例如替换图5中的弯液面钉扎布置14、15、16。 图6中的弯液面钉扎装置包括多个离散的开口 50。虽然每个开口 50被显示为圆形，但是 这不是必须的。实际上，开口 50中的一个或多个可以是从圆形、方形、矩形、长椭圆形、三角 形、细长的狭缝等中选出的一个或更多个。在平面视图中，每个开口的长度尺寸(即在从一 个开口至相邻的开口的方向上)大于0. 2mm，期望大于0. 5mm或1mm，在一个实施例中被从 0. Imm至IOmm范围中选择，在一个实施例中被从0. 25mm至2mm范围内选出。在一个实施例 中，长度尺寸被从0. 2mm至0. 5mm范围中选择，期望地是从0. 2mm至0. 3mm范围中选择。在 一个实施例中，每个开口的宽度从0. Imm至2mm范围中选择。在一个实施例中，每个开口的 宽度是从0. 2mm至Imm范围中选择。图6的弯液面钉扎装置中的每个开口 50可以连接至分立的负压源。可替代地或 另外地，每个或多个开口 50可以连接至自身保持处于负压下的共有的腔或岐管(其可以是 环形的)。这样，可以在每个或多个开口 50上实现均勻的负压。开口 50可以连接至真空 源，和/或围绕流体处理结构或系统(或阻挡构件或液体供给系统)的周围气体环境可以 增加压力，以产生期望的压力差。在图6的实施例中，开口是流体抽取开口。也就是，它们是气体和/或液体进入流 体处理结构的通道的入口。也就是，入口可以被认为是空间11的出口。将在下文对此进行 更加详细地描述。开口 50形成在流体处理结构12的表面中。所述表面在使用中面对衬底和/或衬 底台。在一个实施例中，开口位于流体处理结构的平坦表面中。在另一实施例中，脊可以设 置在衬底构件的底表面上。在所述实施例中，开口可以位于脊中。在一个实施例中，开口 50 可以由针或管来限定。一些针(例如相邻的针)的本体可以连接在一起。针可以连接在一 起，形成单个本体。单个本体可以形成有角形状。如图7可见，开口 50例如是管或细长通路55的末端。期望地，开口被定位使得它 们在使用中面对衬底W。开口 50的边缘(即表面的出口)大致平行于衬底W的顶表面。在 使用中，开口被引导朝向衬底和/或被配置以支撑衬底的衬底台。对此的另一想法是开口 50连接的通路55的细长轴线大致垂直(在与垂直成+/-45°角的范围内，期望地在与垂直 成35°、25°或甚至15°角的范围内)于衬底W的顶表面。每个开口 50被设计以抽取液体和气体的混合物。从空间11抽取液体，而气体被 从开口 50的另一侧上的周围气体环境抽取至所述液体。这产生了如箭头100所显示的气 流，且如图6所示这种气流有效地将开口 50之间的弯液面90基本上钉扎在适当的位置上。 气流帮助保持由动量阻塞、由气流引入的压力梯度和/或由液体上的气流的拖曳(剪切) 所限定的液体。
开口 50围绕流体处理结构供给液体所至的空间。也就是，开口 50可以分布在流体 处理结构的下表面中。开口可以被围绕所述空间大致连续地间隔开(尽管相邻开口 50之 间的间距可以改变)。在一个实施例中，总是围绕闭合形状(例如有角的形状)抽取液体， 且基本上在液体冲击到有角的形状上的所在点处抽取液体。因为开口 50总是被形成在空 间(成有角的形状)周围，所以这可以被实现。这样，液体可以被限制在空间11中。弯液 面在操作期间可以被开口 50所钉扎。如图6所见，开口 50被定位以便(在平面视图中)形成有角的形状(即具有角52 的形状)。在图6中的情形中，是具有弯曲边缘或边54的方形。边缘54具有负半径。边缘 54在远离角52的区域中朝向所述有角的形状的中心弯曲。方形具有与衬底W在投影系统下面行进的主要方向对准的主轴线110、120。这帮 助确保最大扫描速度快于开口 50被布置成圆形的情形。这是因为两个开口 50之间的弯液 面上的力随着因子cose减小。在此处，θ是连接两个开口 50的线相对于衬底W移动的 方向的角度。方形形状的使用允许在步进和扫描方向上的运动具有大致相等的最大速度。这可 以通过使所述形状的每个角52与扫描和步进方向110、120对准来实现。如果在一个方向 (例如扫描方向)上的运动优选地比在步进方向上的运动快，那么可以使用菱形形状。在这 种布置中，菱形的主轴线可以与扫描方向对准。对于菱形形状，虽然每个角可以是锐角，但 是菱形的两个相邻边之间(例如在步进方向上)的角度可以是钝角，即大于90° (例如从 约90°至120°的范围选择的，在一个实施例中是从90°至105°的范围选择的，在一个实 施例中是从85°至105°的范围选择的)。可以通过使得开口 50的形状的主轴线与衬底行进的主要方向(通常是扫描方向) 对准且使得第二轴线与衬底行进的另一主要方向(通常是步进方向)对准，来优化生产量。 应当认识到，θ不同于90°的任意布置将在运动的至少一个方向上提供优势。因此，主轴 线与行进的主要方向的精确对准不是至关重要的。提供具有负半径的边缘的优点是可以使得角更尖锐。从75至85°或甚至更低的 范围选择的角度，对于与扫描方向对准的角52和与步进方向对准的角52都是可以实现的。 如果对于这样的特征是不能实现的，那么为了在两个方向上对准的角52具有相同的角度， 这些角将必须为90°。如果期望小于90°，那么将需要选择一个方向具有小于90°的角 度，结果另一角将具有大于90°的角度。如关于图13和图15所描述的，将可以具有星形的开口，其中，替代提供弯曲的边 缘，所述边缘是直的，但在位于两个角之间的直线的径向向内位置上的点处相交。然而，这 种布置可能不像连接开口的线是平滑的情形，即其中由开口 50限定的且用于限定有角的 形状的线是连续的且具有连续变化的方向的情形那样成功。在星形实施例中，沿着所述形 状的边的角将钉扎所述弯液面。对于尖锐的角，用于钉扎弯液面的力聚集到所述角上，即所 述形状的短长度边缘。弯曲角越平滑，例如具有大的曲率半径的角沿着角的曲线的更大的 长度(即围绕所述角)分布钉扎力。因此，对于衬底和流体处理结构之间的特定的相对速 度，应用至两个角的有效弯液面钉扎力是相同的。然而，对于限定长度的边缘，尖锐角的有 效钉扎力比平滑地弯曲的角的有效钉扎力大。这使得与由平滑地弯曲的角所钉扎的弯液面 相比，在衬底和流体处理结构之间以较低的相对速度被钉扎在尖锐角处的弯液面不稳定。
虽然每个开口 50被显示为圆形，但是这不是必须的。实际上，开口 50中的一个或 多个可以是从圆形、方形、矩形、长椭圆、三角形、细长狭缝等选择出的一个或更多个开口。 在平面视图中，每个开口(即从一个开口至相邻的开口的方向上)的长度尺寸大于0. 2mm， 期望大于0. 5mm或1mm，在一个实施例中是从0. Imm至IOmm的范围中选择出的，在一个实 施例中是从0. 25mm至2mm的范围中选择出的。在一个实施例中，所述长度尺寸是从0. 2mm 至0. 5mm的范围中选择出的，期望地是从0. 2mm至0. 3mm的范围中选择出的。在一个实施 例中，每个开口的宽度是从0. Imm至2mm的范围中选择出的。在一个实施例中，每个开口的 宽度是从0. 2mm至Imm的范围中选择出的。图7示出开口 50设置在流体处理结构的底表面40中。然而这不是必须的，且开 口 50可以位于从流体处理结构的底表面的突起中。箭头100显示出从流体处理结构的外 面进入到与开口 50相关联的通路55中的气体流，且箭头150显示出从所述空间进入到开 口 50中的液体的通道。通路55和开口 50期望被设计成使得两相抽取(即气体和液体) 期望以环形流模式发生，其中气体大致流过通路55的中心且液体大致沿着通路55的壁流 动。这导致具有低脉动产生的平滑流。可能在开口 50的径向向内的位置上没有弯液面钉扎特征。弯液面被用由气流进 入开口 50中所引入的拖曳力钉扎在开口 50之间。大于约15m/s(期望地是大于20m/s)的 气体拖曳速度是足够的。液体从衬底的蒸发量可以被减小，从而减小液体的飞溅以及热膨 胀/收缩作用。例如至少36个离散的针可以有效地钉扎弯液面，其中每个针具有Imm的直径且被 分离开3. 9mm。在一个实施例中，设置了 112个开口 50。开口 50可以是方形的，且边的长 度为0. 5mm、0. 3mm、0. 2mm或0. 1mm。这样的系统中的总的气体流量是100升/分钟的量级。 在一个实施例中，总的气体流量是从70升/分钟至130升/分钟的范围中选择的。流体处理结构的底部其它的几何构型也是可以的。例如，可以将在美国专利申请 公开出版物No. US 2004-0207824中公开的任意结构用于本发明的实施例中。如图6所见，孔61设置在开口 50的外面。孔61可以大致平行于连接开口 50的 线。孔61可以是细长的且可以是成狭缝的形式。在一个实施例中，一系列离散的孔61可 以被沿着所述形状的边54设置。在使用中，细长的孔61(或多个孔61)被连接至过压源， 且形成围绕由开口 50形成的弯液面钉扎系统的气刀60。将在下文描述这种气刀的功能。在衬底台移动使得在如上文所述的但缺少气刀60的液体处理装置中，浸没液体 的弯液面跨过亲液部位或相对低的疏液性的部位(即与衬底或衬底台表面的其它部分相 比，具有与浸没液体的较低的接触角)时，浸没液体可以在低疏液性的部位上伸展成薄膜。 薄膜的形成可以依赖于液体弯液面和衬底或衬底台的相对运动的速度(“扫描速度”)是否 大于临界速度。相对于由开口 50钉扎的弯液面，临界速度是流体处理结构12和衬底和/ 或衬底台的正对表面之间的相对速度，超过所述相对速度，则弯液面可能不再稳定。临界速 度依赖于所述正对表面的一个或更多的性质。所述表面的接触角越大，通常临界速度越大。 一旦已经开始形成薄膜，那么即使衬底现在已经被移动，它也可以继续生长，使得弯液面在 一区域上具有更大的接触角，以便临界速度对于所述区域来说比此时的扫描速度大。在一 些情形中在短暂的延迟之后，所述薄膜可以分散成大的不期望的液滴。在一些情形中，衬底 台的后续运动可以导致液滴与弯液面相撞，这可能在浸没液体中产生气泡。具有相对低的疏液性的部位可以包括衬底的边缘、衬底台上的可移除的特征(例如贴布)、定位特征(例 如编码器网格)和传感器(例如剂量传感器、图像传感器或斑传感器)。在一个实施例中， 相对低疏液性的部位可能是由表面处理或涂层的劣化形成的。涂层或表面处理可以被设 置，用于增加它被设置所在的表面的疏液性。在本发明的实施例中的气刀60的功能是减小衬底或衬底台上残留的任何液体薄 膜的厚度，使得它不会破碎成液滴而是液体被朝向开口 50驱动且被抽取。在一个实施例 中，气刀60操作以帮助防止薄膜的形成。为了实现这一目的，期望弯液面钉扎开口 50和气 刀的中心线之间的距离是从1. 5mm至4mm的范围中选出的，期望地是从2mm至3mm的范围 中选出的。布置孔61 (或细长孔61)所沿的线大致遵循开口 50的线，使得孔61 (或细长孔 61)中的相邻的孔和开口 50之间的距离在上述的范围内。在开口的线上的点处，孔61(或 细长孔61)的线的方向平行于开口 50的线。当开口的线是直线时，开口 50的线可以平行 于孔61(或细长孔61)的线。在开口 50的线是弯曲的时，孔61(或细长孔61)的线可以是 弯曲的。开口的线和孔61(或细长孔61)的线可以形成不同尺寸的类似形状的轮廓。期望 保持孔61(或细长孔61)中的相邻孔和开口 50之间的恒定间隔。在一个实施例中，期望沿 着气刀的每个中心线的长度。在一个实施例中，恒定的间隔可以位于流体处理装置的一个 或更多的角中的部位中。期望气刀足够靠近开口 50，以跨过它们之间的空间产生压力梯度。期望地，没有液 体层或液滴可以在其中积聚的滞留区。在一个实施例中，阻挡构件12的连续的下表面形成 阻尼器67，该阻尼器67帮助形成压力梯度。期望所述下表面大致平行于衬底或衬底台的 相对表面。在一个实施例中，阻尼器67的存在允许开口 50被布置成与气刀孔61 (或细长 孔61)不同或不相类似的形状。例如，由开口 50形成的形状可以是星形，气刀的孔61(或 细长孔61)可以形成方形。在一个实施例中，气刀孔61(或细长孔61)可以形成椭圆形，且 其长轴和短轴具有不同的长度，开口 50可以形成圆形。在一个实施例中，控制器被设置用以帮助确保通过气刀60的气体的流量对于长 度是从200mm至400mm的范围中选择出的气刀，是从100升/分钟至200升/分钟的范围 中选出的。在一个实施例中，控制器还控制通过开口 50的气体的流量，以大致与通过气刀 60的气体流量相同。来自气刀60的气体流量可以与通过开口 50的气体流量相关联。在 一实施例中，通过气刀60的气体流量达到或等于与通过开口 50的总流量相差20%的流量 值，或达到或等于与通过开口 50的总流量相差10%的流量值。在一实施例中，通过气刀60 的气体流量比通过开口 50的总流量高大约10%。这是指从气刀60流出的所有气体基本 上都流入到开口 50中。而孤立的气刀产生大致对称的压力峰，且气流在两个方向上流动远 离所述峰，这是因为在一实施例中气流被平衡，替代地气刀60在气刀60和弯液面钉扎开口 50之间形成压力梯度。气刀60的外面具有很小的气流或没有气流(图7的右侧)。控制 器控制过压源(例如泵)和/或负压源(例如泵，可以与提供过压的泵是相同的泵)以实 现期望的流量。在一实施例中，控制器控制气刀60的激励，使得在它是需要的或可能是需要的 时，它是起作用的。或者说，当扫描速度可靠地低于临界速度时关闭气刀60，且在扫描速度 大于目前位于弯液面下面的或接近弯液面的所述表面的临界速度或可能大于该临界速度 时，打开气刀60。
在流体处理系统的弯液面钉扎装置外面的传统的气刀可以用作为“推动装置 (bulldozer)",收集保留在衬底和衬底台上的液体，直到它形成可以突破气刀或与弯液面 相撞的大液滴为止。这样的大液滴可以在与弯液面相撞时产生气泡。在本发明的实施例中 的气刀的布置不是以这种方式起作用。反而是，它防止在液体处理装置的后缘处遗留在衬 底上的任何薄膜生长到足够厚以破碎成液滴。过量的液体被驱动返回至开口 50。在液体处 理结构的前缘处，遗留在衬底或衬底台上的任何液体薄膜或液滴类似地被朝向开口 50驱 动。可以通过开口 50抽取这种液体，而不通过与弯液面相撞产生气泡。因此，可以保持高 的扫描速度。因为不是在气刀的出口的对面产生压力峰，而是在气刀和开口 50之间产生连 续的压力梯度，所以可以相信产生了改善的效果。期望地，开口 50和孔61之间的阻挡构件12的下侧上没有开口。阻挡构件的底表 面期望在开口 50和孔61之间是连续的和/或是平滑的。在下文参考图8-15描述弯液面钉扎开口的各种不同的布置。开口 50还可以被布 置成其它形状，例如方形、矩形或圆形。在每一情形中，气刀装置60具有与开口 50的布置 大致或完全相同的形状，使得开口 50和气刀60之间的间隔在上述的范围内，且期望是恒定 的。图8显示出本发明的实际实施例的平面视图。在图8中，开口 50设置成与图6的 形状相类似的有角的形状。然而，在图8中设置了略微不同的几何构型。也就是，开口 50 更稠密且直径更小。在图8的实施例中，每一边具有27个开口。在一实施例中，每一边的 长度是从50mm-90mm的范围中选出的。每一开口 50的形状是大致方形，且每一边的长度为 0. 5mmο如同图6的实施例一样，在图8的实施例中在每个角的顶点处设置一个开口。这 帮助确保角52的顶部开口 50在每一边上具有相邻的开口，其位于不垂直于扫描或步进方 向的方向上。如果两个开口 50在所述角的顶点的每一边上被相等地间隔，则所述两个开 口 50之间的线将垂直于扫描或步进方向，从而导致全部的力都位于所述两个开口 50之间 的液体的弯液面上。在一实施例中，每个角的半径是从0. 05mm至4. Omm的范围中选出的。 在一实施例中，所述半径是从0. 5mm至4. Omm的范围中选出的。在一实施例中，所述半径是 从Imm至3mm的范围中选出的，或是从1. 5mm至2. 5mm的范围中选出的。如果半径太大，则 这可能降低液体限制性能，这是因为可能出现弯液面的不稳定而导致泄漏。虽然尖锐的角 (根本不具有半径)不会使限制性能降低，但是半径非常小的角可能导致较不稳定的弯液 面。期望地，有角的形状具有至少一个这样的平滑的弯曲角。在一实施例中，所述角可以没 有半径，或具有从Omm至4. Omm的范围中选出的半径。期望每一边缘的负半径为零或更小。依赖于在所述角处的期望的角度(60-90° ) 和所述角之间的距离(在一实施例中是50mm-150mm)来选择所述负半径。因此，具有负半 径的边以连续的方式沿着其长度的至少一部分改变方向。也就是，在方向上没有阶跃变化。 所能预见的可替代的方式是与开口 50相交的线是平滑的。这帮助确保可以实现角的角度 位于期望的范围中的优点。应当认识到，如果使用的半径太小，则靠近没有与行进方向对准 的角的两个开口 50之间的切线将比直边缘的情形更接近于与行进方向垂直。然而，尖锐的 角的作用不仅仅能补偿这种缺陷。在一实施例中，有角的形状的开口具有4个角和4个边，每个边具有负的曲率半径。然而，其它的有角的形状可能也是适合的。例如，8边形的优点是例如以有限的布局空 间改善扫描速度。图13和15的实施例可以被认为是8边的。在图8中，显示出中心开口 200。这一中心开口 200限定了浸没流体11被限制所 在的空间。在图8的实施例中，在平面视图中，所述中心开口 200是圆形的。然而，可以使 用其它的形状，例如与由开口 50形成的闭合的形状相同的形状。在一实施例中，在平面视 图中，中心开口 200的形状可以具有与另外的开口 190相同的形状，液体在流体处理结构下 面被通过所述另外的开口 190进行供给。其它的形状也是适合的。这可应用至所有的实施 例。所述另外的开口 190可以具有与由开口 50、气刀孔61或开口 50及气刀孔61两者 所形成的闭合的形状相类似的线性布置。所述另外的开口 190可以位于由开口 50所形成 的形状中。期望气刀孔61和相邻的另外的开口 190的中心线之间的距离被沿着气刀孔61 的中心线保持大致恒定的间隔。在一实施例中，所述恒定的间隔沿着气刀中心线的一部分， 例如在角的部位中。在一实施例中，例如在气刀孔61的线上的点处，气刀孔61的线大致平 行于开口 190的线。图9-12显示出开口 50的有角的形状的几个不同的实施例。每个有角的形状具有 曲率半径为负的至少一边的至少一部分。然而，每个边还具有曲率半径为正的部分。具有 正半径的部分的顶点可以被看作是角，使得所述形状是八边的或有角的形状。这导致每个 所述形状沿着每一边缘具有中心部分或角59。中心部分或角59可以比边缘的其它部分更 靠近连接两个角52的直线58。与其它部分相比，所述中心部分或角59可以位于从所述直 线更为径向向外的位置上。由于没有设置直线58，所以直线58可以被认为是虚拟线，但是 它是被设置以连接两个相邻的角52的线。在图9中，中心部分59突出，使得它实际上位于两个角52之间的直线58上。在图10中，中心部分59延伸超过两个角52之间的直线58，使得它比直线58在 径向上距离中心轴线更远。在图11中，所有的边缘都比直线58在径向上更远离中心轴线。 图11的实施例是具有最小幅度的负半径(即大致为零)的形状。如果对于所述形状的空 间是有限的，那么这一实施例是有用的。在图12中，除了中心部分59没有突出足够远而使 得它比两个角52之间的虚拟的直线58更靠近中心轴线之外，其类似于图9的实施例。这 示出了大幅度的负半径。图13示出与图8的实施例相类似的实施例。每个角52具有从两个相邻角52之 间的直线径向向内突出的边缘。然而，在图13中，每个边缘具有两个平直部分(且没有弯 曲部分)。所述平直部分会聚至从两个角52之间的直线径向向内的点上。因此，与其中方 向上的变化连续的图8的实施例相比，在边缘的方向上的变化是陡峭的(即在某一点处)。 这种形状可能具有尤其是在直线的径向向内的点处的弯液面，该弯液面与由具有平滑的弯 曲边缘的形状所钉扎的弯液面相比是较不稳定的。图14和15分别显示的实施例，除了每个角的角度是60°而不是像图8和13的角 度那样为75°之外，与图8和图13所示的实施例相类似。这显示出本发明的实施例可以 在所述角处具有不同的角度。然而，可以用具有从60°至90°的范围中选择出的角度或从 75°至90°的范围中选择出的角度或从75°至85°的范围中选择出的角度的角来实现最 好的性能。
在上述的描述中，气刀60可以具有不连续的孔61。所述气刀60可以具有多个孔 61。孔61可以遵循平直的路径，该平直的路径具有小的曲率，如果可以的话具有最小的曲 率。所以，为了适应方向上的变化，在气刀中出现了不连续性，使得它具有至少两个开口，每 个开口在不同的方向上被对准，每一边具有气刀改变方向所在的位置(例如在角44处)。 然而，如图16所示，气刀可以在角处具有连续的孔。所以在气刀60改变方向的情形中，单 个孔61可以与线性孔一起使用，该线性孔弯曲，且具有孔角44。连续的孔可以为具有尖角 的、尖锐的和/或圆形的角44的任何形状。在一实施例中，气刀孔61可以形成闭合的形状， 例如图17所显示的方形或四个尖角的星形。连续的气刀孔可以出现在参考图6-15描述的 任意实施例中。在流体处理结构12的实施例中，气刀60具有如在图18中显示的由开口 50形成 的(在平面视图中的)形状相类似的但更大的(在平面视图中的)形状。如在此处描述 的，由开口 50和气刀61形成的形状可以具有一个或更多的薄弱部64。相对于所述形状的 周边的其它部分，薄弱部64具有较低的临界扫描速度。所述周边可以对应于由气刀孔61 和/或开口 50所限定的有角的形状。参见，例如于2009年7月21日申请的美国专利申请 No. 12/506，565，在此通过引用将其全部内容并入本文中。在每一薄弱部处，一旦实现了对 应的临界扫描速度，那么就存在弯液面不稳定且液滴损失的风险。从弯液面损失的液滴可 以具有如在此处描述的一个或更多的作用。薄弱部的位置可以是位于由开口 50所限定的所述形状的角52或气刀60的角44 处。薄弱部64由开口 50所形成的形状的周边的一部分形成，或是由各个角44、52之间的 气刀孔61所形成的形状的周边的一部分。这样的位置可以是气刀60的边缘70的一部 分，或由开口 50所限定的形状的边缘54的一部分。边缘54、71的所述部分至少可以具有 曲率半径为负的部分或可以具有可对应于边缘54、71中的钝角的角66。负的曲率半径可以 位于两个相邻角44、52之间的边缘54、71的中点处。在一实施例中，具有负曲率半径的部 分具有一曲率，该曲率如此大和/或如此平滑地变化使得角66可能几乎是觉察不到的。在 这样的情形中，在此处对角66的提及可以包括对具有负曲率半径的部分和/或边缘54、71 的中点的提及。为了降低在薄弱部64处液滴损失的机会，可以增加所述部分的操作临界扫描速 度。这可以通过增加阻尼器67的尺寸(例如阻尼器宽度68)来实现。阻尼器宽度68可以 被相对于运动方向进行限定，在该运动方向上，临界扫描速度是最低的。增加阻尼器宽度意 味着，在特定扫描速度下，液体在阻尼器67下面穿过所花费的持续时间增加。随着从气刀 60至开口 50的气流在阻尼器67下面穿过，气流使液滴停止所需的时间量增加(与较短的 阻尼器相比)。另外地，液滴可以在运动方向(例如扫描方向)上行进超过阻尼器67和气 刀孔61。较宽的阻尼器增加了液滴对气刀流的暴露时间。图19显示出流体处理系统12的实施例，其中阻尼器宽度68在位于有角的形状的 边缘上的角66的部位中被增加。气刀孔61具有方形形状，开口 50的有角的形状是菱形， 例如方形。这样的布置可以增加没有与例如扫描和步进的行进的主要方向对准的方向上的 临界扫描速度。可以增加相对于扫描、步进或扫描及步进两者成一角度的方向上的扫描速 度。因为对于薄弱部64，它可以提供在整个流体处理结构12的临界扫描速度上的显著的增 加，所以所述布置是期望的。
虽然阻尼器宽度在角66处被增加，但是与例如扫描和步进的行进的主要方向对 准的角44、52可以具有阻尼器宽度69，该阻尼器宽度69可以限制以稳定的弯液面(即基本 上没有任何液滴损失)所能够达到的最大扫描速度。也就是，在角44、52处的小的阻尼器 宽度69可以限制例如行进的主要方向上的临界扫描速度。可期望解决这种对于由开口 50 所形成的有角的形状的角54和气刀角44上的相关联的薄弱部64来说是不被期望的功能。图20显示出本发明的一个实施例，其中相对于图19所显示的阻尼器宽度，所述阻 尼器宽度69更大。在中点角66处由开口 50形成的有角形状的薄弱部64更强，这是因为 所述有角形状是菱形(例如方形)，其中角66被成大致180度的角度。因此，由于固有的弯 液面不稳定性已经不再存在，所以不需要具有与中点角66相关联的较大的阻尼器宽度68。气刀60的形状是四尖角的星形，每个锐角44与行进的主要方向对准。每个锐角 44对应于薄弱部64。类似地，由开口 50所形成的有角的形状的角52是每个薄弱部64。阻 尼器在阻尼器宽度69处是最宽的，该阻尼器宽度69对应于锐角44和角52。在具有这种布 置时，可以相对于具有大致恒定的阻尼器宽度的布置在所有方向上增加临界扫描速度。在 这种布置的优化中，围绕有角的形状的周边的阻尼器67的宽度被选择，使得临界扫描速度 相对于面对流体处理结构12的下表面的表面(例如衬底W和/或衬底台WT的表面)在任 意运动方向上是相同的。因为流体处理结构12的湿润的覆盖区(即在瞬时被润湿的所述正对表面的局部 表面)的尺寸是由开口 50所形成的形状来限定的，所以图20所示的布置可能是期望的。对 于相同尺寸的流体处理结构12，由开口 50所形成的有角的形状相比于图18和19在图20 的实施例中是最小的，这是因为图20的方形将具有比图18和19的星形更小的面积。这可 以假定在每一实施例中4个气刀角44中的每一气刀角之间的距离是相同的。在一时刻，在流体处理结构12下面运动之后，通过从衬底表面蒸发的液体施加热 负载。因此，流体处理结构的覆盖区应用特性热负载至衬底，这依赖于覆盖区的面积。因为 在图20中显示的实施例的湿覆盖区小，所以热负载与图18和19所显示的相同尺寸的流体 处理结构的实施例相比可以更小。较小的覆盖区可能需要较小的液体供给流量，从而减小 被引入到流体处理结构12的浸没液体的量，并且因此减小了可以被施加的最大热负载。因 为湿覆盖区相对小，所以可能具有额外的优点通过流体处理结构所施加到衬底上的力可 以被减小。注意到，如上文所述，所述布置的操作也可以提高临界扫描性能。本发明的实施例是用于光刻设备的流体处理结构。所述流体处理结构具有多个开 口。流体处理结构被配置使得在使用中所述多个开口被引导朝向衬底和/或衬底台。衬底 台被配置以支撑衬底。流体处理结构包括气刀装置，该气刀装置具有细长孔或被布置成一 条线的多个孔。所述细长孔或多个孔被布置成与所述多个开口的距离在从Imm至5mm的范 围内。在一实施例中，所述距离被从1. 5mm至4mm的范围中选出，期望地是从2mm至3mm 的范围中选出的。在一实施例中，在平面视图中，所述多个开口被布置成闭合的形状(例如有角的 形状)或椭圆形。在一实施例中，所述细长孔或所述多个孔大致围绕多个开口。在一实施例中，有角的形状具有4个角和4个边，每个边具有负的曲率半径。
在一实施例中，所述有角的形状具有平滑弯曲的角。在一实施例中，所述平滑弯曲的角具有从0. 5mm至4mm的范围选出的半径，期望地 是从Imm至3mm的范围选出的，或是从1. 5mm至2. 5mm的范围选出的。在一实施例中，所述细长孔的至少一部分或所述多个孔的所述线大致平行于用于 连接所述多个开口的中心的线。在一实施例中，大致平行于用于连接所述多个开口的中心的线的所述细长孔的所 述部分或所述多个孔的所述线包括与每个角相邻的所述有角的形状的每一边的长度的至 少 10%。在一实施例中，所述多个开口是用于气体和/或液体进入到流体处理结构的通道 的入口。在一实施例中，所述多个开口和所述细长孔或所述多个孔连接至泵。所述设备可 以包括被连接至所述泵且被布置用以控制所述泵的控制器，使得通过所述多个开口进入所 述流体处理结构的气体流量大于或等于从所述细长孔或所述多个孔流出的气体流量，以形 成气刀。在一实施例中，流体处理结构具有形成所述多个开口和所述细长孔或所述多个孔 所在的表面，在所述多个开口和所述细长孔或所述多个孔之间的所述表面中没有其它的开 口或孔。在一实施例中，流体处理结构具有形成所述多个开口和所述细长孔或所述多个孔 所在的表面，所述表面在所述多个开口和所述细长孔或所述多个孔之间是连续的。本发明的一个实施例是光刻设备，所述光刻设备包括用于光刻设备的流体处理结 构。所述流体处理结构具有多个开口。流体处理结构被配置使得在使用中多个开口被引导 朝向衬底和/或衬底台。所述衬底台被配置以支撑衬底。流体处理结构包括气刀装置，所 述气刀装置具有细长孔或被布置成一条线的多个孔。所述细长孔或多个孔被布置成与所述 多个开口的距离在从Imm至5mm的范围内。本发明的一个实施例是光刻设备，所述光刻设备包括被配置以支撑衬底的衬底台 和流体处理结构。流体处理结构具有多个开口，所述多个开口被配置用于两相流体流的通 道，且所述流体处理结构包括气刀装置，所述气刀装置包括以远离多个开口一距离设置的 孔。流体处理结构被配置使得所述多个开口在使用中被引导朝向衬底和/或衬底台，使得 所述多个开口被配置以从流体处理结构和衬底、流体处理结构和衬底台或流体处理结构和 衬底及衬底台两者之间移除液体，且使得来自所述气刀装置的大部分气体流流过所述多个 开口。在一实施例中，所述多个开口和所述气刀装置被配置使得平衡通过所述多个开口 和所述气刀孔的气体流。在一实施例中，光刻设备还包括连接至所述细长孔或多个孔的过压源和连接至所 述多个开口的负压源，所述过压和所述负压被使得通过所述细长孔或多个孔的气体的总流 量是从通过所述多个开口的气体的总流量的80%至120%的范围选出的。在一实施例中，在平面视图中，流体处理结构具有一形状，该形状具有与流体处理 结构和衬底台之间的相对运动的方向对准的角。 在一实施例中，所述相对运动的方向是扫描和/或步进方向。
在一实施例中，所述形状具有至少4个角。在一实施例中，所述光刻设备还包括投影系统，所述投影系统被配置以将图案化 的辐射束投影到衬底的目标部分上，且所述流体处理结构被配置以供给浸没液体和将浸没 液体限制到投影系统和衬底台、投影系统和衬底或投影系统和衬底台及衬底两者之间的空 间中。在一实施例中，所述多个开口被配置以限定液体主体的弯液面。本发明的一个实施例是用于光刻设备的流体处理结构。所述流体处理结构具有多 个弯液面钉扎开口。所述流体处理结构被配置使得所述多个开口在使用中被弓I导朝向衬底 和/或衬底台。所述衬底台被配置以支撑衬底。流体处理结构包括气刀装置，所述气刀装 置具有细长孔或被布置成一条线的多个孔，以及被布置在所述细长孔或多个孔和所述多个 开口之间的阻尼器。在一实施例中，阻尼器包括在使用中与衬底和/或衬底台相对的连续的表面。在一实施例中，所述连续的表面在使用中大致平行于衬底和/或衬底台。在一实施例中，在平面视图中，所述多个开口在流体处理结构的下侧中形成有角 形状。所述线可以在所述流体处理结构下侧中形成有角形状。所述形状中的至少一个形状 具有至少4个角。所述形状中的至少一个可以具有曲率半径为负的边缘。所述形状中的至 少一个可以具有钝角角度的角。所述形状中的至少一个可以是菱形、4尖角的星形或菱形及 4尖角的星形两者。所述线和所述多个开口的有角形状可以是基本上类似的。阻尼器的宽度可以是沿所述细长孔或沿多个孔的所述线大致为恒定的。阻尼器可以具有变化的宽度。所述阻尼器的宽度可以朝向多个孔的线或所述细长 孔的角加宽。本发明的一个实施例是一种器件制造方法，该方法包括步骤提供流体；收回液 体，以及推动液体。在提供流体的步骤中，流体被提供到投影系统的最终元件和衬底之间。 在收回液体的步骤中，通过将负压连接至流体处理结构中的多个开口来将液体从所述最终 元件和所述投影系统之间收回。在推动液体的步骤中，通过经由多个孔供给气体来朝向所 述多个开口推动液体。所述孔和所述多个开口之间的距离是从Imm至5mm的范围中选出的。在一实施例中，所述距离是从2mm至3mm的范围中选出的。在一实施例中，所述供应气体的步骤包括以从100升/分钟至200升/分钟的范 围中选出的流量供给气体。在一实施例中，所述负压使得通过所述多个开口进入流体处理结构的气体流量大 于或等于从所述孔流出的气体流量，以形成气刀。在一实施例中，提供了 一种光刻设备，所述光刻设备包括流体处理结构。所述流体 处理结构具有多个开口。所述流体处理结构被配置使得所述多个开口在使用中被弓I导朝向 衬底和/或被配置用以支撑衬底的衬底台。所述流体处理结构还包括气刀装置，所述气刀 装置具有至少一个细长孔，所述细长孔具有角。所述细长孔可以形成闭合的形状。所述闭合的形状可以是有角的形状。可以理解，上述的任何特征可以结合任何其它特征一起使用，且不仅是覆盖在本 申请中的被清楚地描述的这些结合。虽然在本文中详述了光刻设备用在例如IC(集成电路)器件的器件制造中，但是应该理解到这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如制造包含集成光学系统、磁畴存 储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等或制造用于以上器件 中的器件。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任 意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所 指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底 上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情 况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一 次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已 处理层的衬底。这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射 (例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)。在允许的情况下，术语“透镜”可以指 的是不同类型的光学部件中的任何一个或组合，包括折射式的和反射式的光学部件。尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述 不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的一个或 更多的机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的这样的计算机程序的数 据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。另外，机器可读指令可以内嵌于两 个或更多的计算机程序中。两个或更多的计算机程序可以被储存在一个或更多的不同的存 储器和/或数据存储介质中。在一个或更多的计算机程序被位于光刻设备中的至少一个部件中的一个或更多 的计算机处理器读取时，此处所描述的控制器中的每个或它们的组合是可以操作的。每个 控制器或它们的组合具有任何适合的配置，用于接收、处理和发送信号。一个或更多的处理 器被配置以与所述控制器中的至少一个通信。例如，每个控制器可以包括一个或更多的处 理器，用于执行包括用于上文描述的方法的机器可读指令的计算机程序。控制器可以包括 用于存储这样的计算机程序的数据存储介质和/或容纳这样的介质的硬件。因此控制器可 以根据一个或更多的计算机程序中的机器可读指令操作。本发明的一个或更多的实施例可以应用到任何浸没式光刻设备，尤其是但不限于 上面提到的那些类型的光刻设备，而且不论浸没液体是否以浴器的形式提供，或仅在衬底 的局部表面区域上提供，或是非限制的。在非限制的布置中，浸没液体可以在所述衬底台和 /或衬底的表面上流动，使得基本上衬底台和/或衬底的整个未覆盖的表面都被浸湿。在这 种非限制浸没系统中，液体供给系统可以不限制浸没流体，或者其可以提供一定比例的浸 没液体限制，但不是基本上完全地对浸没液体进行限制。这里提到的液体供给系统应该被广义地解释。在某些实施例中，液体供给系统可 以是一种机构或多个结构的组合，其提供液体到投影系统和衬底和/或衬底台之间的空 间。液体供给系统可以包括一个或更多的结构、包括一个或更多的液体开口的一个或更多 的流体开口、一个或更多的气体开口、或用于两相流的一个或更多的开口的组合。每个开 口可以是进入浸没空间的入口(或从流体处理结构流出的出口)或从浸没空间流出的出口 (或进入流体处理结构的入口)。在一个实施例中，所述空间的表面可以是衬底和/或衬底 台的一部分，或者所述空间的表面可以完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者所述空间 可以包围衬底和/或衬底台。所述液体供给系统可以可选地进一步包括用于控制液体的位置、数量、品质、形状、流量或其它任何特征的一个或更多的元件。 以上描述旨在进行解释，而不是限制性的。因而，本领域普通技术人员可以理解， 在不背离所附权利要求的保护范围的前提下可以对所描述的本发明进行修改。
权利要求
一种用于光刻设备的流体处理结构，所述流体处理结构具有多个弯液面钉扎开口，所述流体处理结构被配置以使得所述多个开口在使用中被引导朝向衬底和/或被配置用于支撑所述衬底的衬底台，所述流体处理结构还包括气刀装置，所述气刀装置具有细长孔或被布置成一条线的多个孔，和被布置在所述细长孔或所述多个孔和所述多个开口之间的阻尼器。
2.根据权利要求1所述的流体处理结构，其中，所述阻尼器包括在使用中与所述衬底 和/或所述衬底台相对的连续的表面。
3.根据权利要求2所述的流体处理结构，其中，所述连续的表面在使用中大致平行于 所述衬底和/或衬底台。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的流体处理结构，其中，在平面视图中，所述多个 开口在所述流体处理结构的下侧中形成有角的形状。
5.根据权利要求4所述的流体处理结构，其中，所述线在所述流体处理结构的所述下 侧中形成有角的形状。
6.根据权利要求4或5所述的流体处理结构，其中，所述形状中的至少一个形状具有至 少4个角。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的流体处理结构，其中，所述形状中的至少一个形 状具有曲率半径为负的边缘。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的流体处理结构，其中，所述形状中的至少一个形 状具有角度为钝角的角。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的流体处理结构，其中，所述线的有角的形状基本 上类似于所述多个开口的有角的形状。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的流体处理结构，其中，所述阻尼器的宽度沿着 所述细长孔或沿着所述多个孔的线是大致恒定的。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的流体处理结构，其中，所述阻尼器具有可变的 宽度。
12.根据权利要求11所述的流体处理结构，其中，所述阻尼器的宽度朝向所述多个孔 的线或所述细长孔的角加宽。
13.一种用于光刻设备的流体处理结构，所述流体处理结构具有多个开口，所述流体处 理结构被配置使得所述多个开口在使用中被引导朝向衬底和/或被配置以支撑所述衬底 的衬底台，所述流体处理结构还包括气刀装置，所述气刀装置具有细长孔或被布置成一条 线的多个孔，所述细长孔或多个孔被布置成与所述多个开口的距离在从Imm至5mm的范围 内。
14.一种光刻设备，所述光刻设备包括衬底台，所述衬底台被配置以支撑衬底；和流体处理结构，所述流体处理结构具有多个开口，所述多个开口被配置用于两相流体 流的通道，且所述流体处理结构包括气刀装置，所述气刀装置包括远离所述多个开口 一距 离设置的孔，其中，所述流体处理结构被配置使得所述多个开口在使用中被引导朝向所述衬底和/ 或所述衬底台，使得所述多个开口被配置以从所述流体处理结构和所述衬底、所述流体处理结构和所述衬底台或所述流体处理结构和所述衬底及衬底台两者之间移除液体，且使得 来自所述气刀装置的所述气体流的大部分流过所述多个开口。
15. 一种光刻设备，所述光刻设备包括流体处理结构，所述流体处理结构具有多个开 口，所述流体处理结构被配置使得所述多个开口在使用中被弓I导朝向衬底/或被配置以支 撑所述衬底的衬底台，且所述流体处理结构还包括气刀装置，所述气刀装置具有至少一个 细长孔，所述细长孔具有角。
全文摘要
本发明公开了一种流体处理结构、光刻设备以及器件制造方法。所述流体处理结构具有用作根据气体拖曳原理操作的弯液面钉扎系统的多个开口和位于弯液面钉扎系统外面的气刀，以破碎遗留下的任何液体薄膜。气刀和弯液面钉扎系统之间的间隔是从1mm至5mm的范围中选出的。期望地，其中设置有气刀和弯液面钉扎系统的阻挡构件的下侧在气刀和弯液面钉扎系统之间是连续的，例如没有开口。
文档编号G03F7/20GK101900949SQ201010188208
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月25日 优先权日2009年5月26日
发明者M·里庞, N·R·凯姆普 申请人:Asml荷兰有限公司