光刻设备和操作光刻设备的方法

专利名称：光刻设备和操作光刻设备的方法
技术领域：
本发明涉及一种浸没式光刻设备和保持浸没设备清洁的方法。
技术背景
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集成电路(IC)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。这可能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。在一实施例中， 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。在一实施例中，流体处理 系统可以至少部分地限制浸没流体，从而可以是流体限制系统。在一实施例中，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，例如流体限制结构。在一实施例 中，流体处理系统可以产生或使用气体流，例如用以帮助控制所述流和/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。在一实施例中，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。
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，通过引用将上述 每一文献的内容并入本文中。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。在一种布置中，所述设备具有两个台，其中的一个台被配置以支撑衬底且可以被称为衬 底台。另一台可以被称为测量台且可以支撑传感器，例如用于感测投影系统和/或清洁部 件的性质。在另一布置中，所述设备仅具有一个台。
在浸没式光刻设备中曝光衬底之后，将衬底台从其曝光位置移动至衬底可以被移 除且被不同的衬底替代的位置。这被称为衬底交换。在两平台光刻设备中，可以在投影系 统下面进行衬底台的交换。
在公开号为WO 2005/064405的PCT专利申请出版物中公开了浸没液体不受限制 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。这可能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。设置一构件，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。
在流体处理系统或液体限制结构中，液体被限制在例如由所述结构的主体构成的 限制结构内的空间中、下面的表面处(例如衬底台、被衬底台支撑的衬底、遮蔽构件和/或 测量台)，以及在局部区域浸没系统的情形下，是在流体处理系统或液体限制结构与下面结 构之间的液体弯液面中(即在浸没空间中)。在全润湿系统的情形中，允许液体从浸没空间 流到衬底和/或衬底台的顶表面上。发明内容
需要解决光刻设备中的污染问题。例如，可以通过移除顶涂层材料、抗蚀剂或上述 两者和/或包括BARC的后续的加工材料的颗粒，来产生污染。具有不同类型的污染，光刻 设备应当被清洁的程度和应当使用的清洁剂的类型可能依赖于出现的污染的类型。
一种被提出的清洁液体包括具有至少部分地不可溶合的成分的基础液体或由具 有至少部分地不可溶合的成分的基础液体构成，所述基础液体可以与浸没液体相同且可以 是水。清洁液体可以被用作乳状液，其中在基础液体中存在有作为溶质的成分和以基本上 纯的形式存在的作为基础液体中的悬浮的液滴的成分。因此，所述成分作为与基础液体分 离的液体(即，成分液体)以及基础液体中的溶质存在。
在使用作为乳状液的清洁液体时，确保基础液体和所述部分地不可溶合的成分液 体之间的比例在期望的工作范围内可能是重要的，从而使得清洁液体是乳状液以便可以实 现所述清洁，但是作为至少部分地不可溶合的成分的清洁液体的比例不能太大以致可能引起对浸没系统的表面的损害。
因此，期望例如至少部分地缓解上述的问题，例如通过提供流体供给系统，以帮助 确保将在基础液体和乳化的成分的比例的期望的工作范围内的清洁液体供给至将被清洁 的浸没系统。
在一个方面中，提供了一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括投影系 统；液体限制结构，所述液体限制结构被配置成至少部分地将浸没液体限制至由所述投影 系统、所述液体限制结构以及衬底和/或衬底台所限定的浸没空间；液体供给装置，所述液 体供给装置包括混合器和导管，所述混合器被配置以将来自第一液体源的液体与来自第二 液体源的活性清洁剂液体混合，以形成乳化的清洁流体，所述导管被配置成将来自所述混 合器的乳化的清洁流体提供至所述液体限制结构，所述乳化的清洁流体包括第一液体成分 和第二液体成分；传感器系统，所述传感器系统被配置成感测乳化的清洁流体的性质；和 控制器，所述控制器被配置以控制来自所述第一液体源和/或所述第二液体源的液体至所 述混合器的供给，以便控制所述乳化的清洁流体的性质。
在一实施例中，液体供给装置包括第一液体源和/或第二液体源。
在一个方面中，提供了 一种流体供给设备，所述流体供给设备被配置以将乳化的 清洁流体供给至浸没式光刻设备，所述流体供给设备包括混合器、传感器系统以及控制器， 所述混合器被配置成混合来自添加剂流体供给装置的添加剂流体和来自浸没液体供给装 置的浸没液体，以形成所述乳化的清洁流体，所述传感器系统被配置以感测所述乳化的清 洁流体的物理性质，所述控制器被连接至所述传感器和所述混合器，所述控制器被配置以 控制所述添加剂流体从所述添加剂流体供给装置至所述混合器的供给；和所述乳化的清 洁流体的物理性质。
在一种实施例中，液体供给装置包括添加剂流体供给装置和/或浸没液体供给装置。
在一个方面中，提供了一种流体供给设备，所述流体供给设备被配置成将清洁乳 状液流体供给至浸没式光刻设备，所述流体供给设备包括混合器、传感器和控制器，所述混 合器被配置成混合清洁成分和基础液体以提供所述清洁乳状液流体，所述传感器被配置以 感测在所述清洁乳状液流体中的清洁成分的比例的浓度，所述控制器被连接至所述传感器 和所述混合器，所述控制器被配置成控制所述清洁成分至所述混合器的供给；和所述清 洁成分在所述清洁乳状液流体中的浓度。
在一种实施例中，液体供给装置包括清洁成分供给装置和/或基础液体供给装置。
在一个方面中，提供了一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括液体供给 装置，所述液体供给装置包括混合器，所述混合器被配置成混合第一液体和活性清洁剂液 体以形成乳化的清洁流体，其中所述混合器是被动式混合器，所述被动式混合器被配置成 将所述活性清洁剂液体的液滴尺寸保持在特定范围内。
在一个方面中，提供了一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括液体限制 结构，所述液体限制结构被配置成至少部分地将浸没液体限制至由投影系统、所述液体限 制结构以及衬底和/或衬底台所限定的浸没空间；和液体供给装置，所述液体供给装置被 配置成将乳化的清洁流体供给至所述液体限制结构，所述液体供给装置包括在所述液体限制结构上游的高频激励器。
在一个方面中，提供了一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括液体限制 结构，所述液体限制结构被配置成至少部分地将浸没液体限制至在投影系统、所述液体限 制结构以及衬底和/或衬底台之间所限定的浸没空间；液体供给装置，所述液体供给装置 被配置成将清洁剂供给至所述液体限制结构；和控制器，所述控制器被配置以在清洁期间 控制所述液体供给装置且调节所述液体限制结构的操作条件，使得与成像操作相比，所述 空间的尺寸相对于所述投影系统的光轴在径向方向上被增大。
在一个方面中，提供了一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括液体供 给装置，所述液体供给装置被配置以将乳化的清洁流体供给至将被清洁的部件，其中所述 液体供给装置被配置成使得第一和第二液体被推动通过混合器，且被推动至将被清洁的部 件，所述混合器被配置以混合所述第一和第二液体以形成所述乳化的清洁流体。
在一个方面中，提供了一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括液体供给 装置，所述液体供给装置包括机械混合器，所述机械混合器将浸没液体与清洁流体混合以 形成提供至液体限制结构的乳状液，其中，浸没液体和/或清洁流体和/或乳状液被通过彼 此相对移动的所述混合器的两个表面相接触的区域进行冲洗，且从至所述液体限制结构的 路径被转向。
在一个方面中，提供了一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括液体供给 装置，所述液体供给装置包括机械混合器、冷却器以及加热器，所述机械混合器混合浸没液 体和清洁流体以形成乳化的清洁流体，所述冷却器位于所述混合器的上游，用于冷却浸没 液体和/或清洁流体和/或乳化的清洁流体，所述加热器位于所述混合器的下游，用于加热 乳化的清洁流体至特定的温度。
在一个方面中，提供一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括液体限制结 构，所述液体限制结构被配置以至少部分地将浸没液体限制到投影系统、所述液体限制结 构以及衬底和/或衬底台之间限定的浸没空间，其中，在清洁期间将与清洁液体接触的所 述液体限制结构的表面具有50mJ/m2以上的表面能量。
在一个方面中，提供了一种清洁浸没式光刻设备的方法，包括步骤将浸没液体和 清洁流体的乳状液在将被清洁的表面上通过，用不同于所述清洁流体且不同于所述浸没液 体的漂洗流体来漂洗将被清洁的所述表面，和将所述浸没液体再次引导至所述清洁表面。
在一个方面中，提供了一种浸没式光刻设备，包括液体供给装置，所述液体供给 装置包括混合器，所述混合器被配置成混合第一液体和活性清洁剂液体以形成乳化的清洁 流体，其中所述活性清洁剂液体被通过隔膜引入到所述第一液体中。
在一个方面中，提供了一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括液体供给 装置，所述液体供给装置包括加热器和冷却器，所述加热器加热混合有活性清洁剂的第一 液体以将所述活性清洁剂溶解到所述第一液体中，所述冷却器用于冷却所述具有溶解的活 性清洁剂的第一液体以形成乳化的清洁流体。
在一个方面中，提供了一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括投影系 统；液体限制结构，所述液体限制结构被配置成至少部分地将浸没液体限制到由所述投影 系统、所述液体限制结构以及衬底和/或衬底台所限定的浸没空间；液体供给装置，所述液 体供给装置包括导管，所述导管被配置以将来自乳化的清洁流体源的乳化的清洁流体提供至所述浸没空间，所述乳化的清洁流体至少包括第一液体成分和第二液体成分；传感器系 统，所述传感器系统被配置以感测所述乳化的清洁流体的性质；和控制器，所述控制器被配 置以控制乳化的清洁流体至所述浸没空间的供给。
在一个方面中，提供了一种液体供给装置，所述液体供给装置包括混合器，所述混 合器被配置以混合来自第一液体源的液体和来自第二液体源的活性清洁剂液体，以形成乳化 的清洁流体；导管，所述导管被配置以提供来自所述混合器的乳化的清洁流体，所述乳化的 清洁流体至少包括第一液体成分和第二液体成分；传感器系统，所述传感器系统被配置以感 测所述乳化的清洁流体的性质；和控制器，所述控制器被配置以控制从第一液体源和/或所 述第二液体源的液体至所述混合器的供给，以便控制所述乳化的清洁流体的性质。


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示出了根据本发明的实施例的光刻设备；
图2和3示出了用于光刻投影设备中的作为液体供给系统的流体处理结构；
图4示出了用于光刻投影设备中的另一液体供给系统；
图5示出了可以用在本发明的实施例中的作为液体供给系统的液体限制结构的 横截面；
图6示出了根据本发明的实施例的液体限制结构和投影系统的横截面
图7示意性地示出了液体供给装置；
图8示意性地示出了清洁液体供给系统的另一实施例；
图9示意性地示出了混合器；
图10示意性地显示出清洁液体供给系统的另一实施例；
图11示意性地示出了清洁液体供给系统的另一实施例；
图12示意性地示出了混合器；
图13示意性地示出了混合器；
图14示意性地示出了混合器；
图15示意性地示出了混合器；
图16示意性地示出了混合器；
图17示意性地示出了混合器；
图18示意性地示出了混合器；
图19示意性地显示出流体供给系统和光刻工具的一部分；
图20示意性地示出了被配置以感测乳状液流体流的乳状液稳定性和寸分布的传感器的实施例；和
图21示意性地示出了被配置以感测乳状液流体流的乳状液稳定性的传感器的实 施例。
具体实施方式
图1示意地示出了根据本发明的一实施例的光刻设备。所述光刻设备包括8
-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IL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PS)。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。投影 系统的类型可以包括折射型、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。投影系统的选择或组合是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。类似于源S0，可以将照射器IL认为是或不是形成光 刻设备的一部分。例如，照射器IL可以是光刻设备的组成部分或可以是与光刻设备分立的 实体。在后者的情形中，光刻设备可以配置成允许照射器IL被安装到其上。可选择地，照 射器IL是可拆卸的且可以被单独地提供(例如，由光刻设备制造商或另一供应商提供)。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)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
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。
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)。
在另一种模式中，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B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。
在一种布置中，液体供给系统可以将液体仅提供到下面的表面的局部区域，所述 下面的表面可以是衬底和/或衬底台。通过使用液体限制系统，可以将液体限制在投影系 统PS的最终光学元件和例如衬底等所述下面的表面(所述衬底通常具有比投影系统PS的 最终光学元件大的表面积)之间。
将液体提供到投影系统PS的最终元件和衬底之间的布置是所谓的局部浸没系统 IH。在这一系统中使用了液体处理系统，其中仅将液体提供至衬底的局部区域。由液体填 充的空间在平面视图中小于衬底的顶表面，且在由液体填充的区域相对于投影系统PS保 持大致静止的同时，衬底W在所述区域下面移动。图2-5中示出了四种不同类型的液体局 部供给系统。
在公开号为W099/49504的PCT专利申请中公开了已经提出的用于上述布置的一 种方式。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。在已经在投影系统PS下面通过后，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 的另一侧通过与低压源相连的出口去除。在图2的图示中，液体沿着衬底W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示出了一个示例，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，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的最终元件和衬底台WT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。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与衬底台WT两者的所述下面的表面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，但是液体限制构件在XY平面内相对于投影系统基本上是静止的。在一实施例中，在液体限制 结构12和衬底W的表面之间形成密封。所述密封可以是无接触密封，例如流体密封(例如 气体密封或毛细力密封)。在公开号为US2004-02078M的美国专利申请公开出版物中公开 了这样的系统，在此通过参考将其全部内容并入本文中。
液体限制结构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 的浸没空间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。所述浸没空间至少部分地由位 于投影系统PS的最终元件下面且围绕投影系统PS的所述最终元件的液体限制结构12形 成。经液体入口 13使液体进入到在投影系统下面且在液体限制结构12内的空间中。可通 过液体出口 13移除所述液体。所述液体限制结构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。在一实施例中，所 述液体限制结构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。
在一实施例中，液体被气体密封16保持在浸没空间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。其它类型的密封(例如依赖于毛细力 和弯液面钉扎的密封)是可以的，也可以没有密封(例如在全润湿实施例中)。所述气体密 封由气体(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 气体密封中的所述气体经由入口 15在压力作用下被提供到介于液体限制结构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 用于液体限制结构12和衬底W之间的液体上的力把液体保持在浸没空间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US2004-02078M的美国专利申请中公开 了这样的系统。
其它布置是可以的，且如从下述的描述清楚得知，本发明的实施例可以使用任何 类型的液体局部供给系统作为液体供给系统。
图6示出了液体限制结构12，其是液体供给系统的一部分。液体限制结构12围绕 投影系统PS的最终元件的周边(例如圆周)延伸。
液体限制结构12的功能至少部分是将液体限制在投影系统PS和衬底W之间的空 间11中，使得投影束可以穿过液体。
限定空间11的表面中的多个开口 20，将液体提供至空间11。在进入空间11之前， 液体分别穿过侧壁观、22中的开口四、20。
密封设置在液体限制结构12的底部和衬底W之间。在图6中，密封装置被配置成 提供无接触密封，且由几个部件构成。在投影系统PS的光轴的径向向外位置处，设置了(可 选的)流量控制板50，其延伸到空间11中。在面对衬底W或衬底台WT的液体限制结构12 的底表面上、流量控制板50的径向向外位置处可以具有开口 180。开口 180可以在朝向衬 底W的方向上提供液体。在成像期间，通过用液体填充衬底W和衬底台WT之间的间隙，这 可以用于防止在浸没液体中形成气泡。
在开口 180的径向向外位置处可以设置有抽取器组件70，以从液体限制结构12与 衬底W和/衬底台WT之间抽取液体。抽取器组件70可以作为单相或两相抽取器进行操作。
在抽取器组件70的径向向外位置处，可以设置有凹陷80。凹陷80通过入口 82连 接至周围气体环境。凹陷80经由出口 84连接至低压源。在凹陷80的径向向外位置处可 以有气刀90。在公开号US 2006/0158627的美国专利申请公开出版物中详细地公开了抽取 器组件、凹陷和气刀的布置，在此处通过引用将其全部内容并入本文中。注意到，在一种实 施例中没有气刀。
抽取器组件70包括液体移除装置或抽取器或入口，例如在公开号为US 2006-0038968的美国专利申请公开出版物中所公开的那样，在此处通过引用将其全部内容 并入本文中。在一实施例中，液体移除装置70包括用多孔材料110覆盖的入口，其用于将液 体与气体分离，以能够进行单液相液体抽取。腔120中的负压被选择，使得在多孔材料110 的孔中形成的弯液面防止周围气体被吸入到液体移除装置70的腔120中。然而，在多孔材 料110的表面接触液体时，不存在限制流的弯液面，且液体可以自由地流动到液体移除装 置70的腔120中。
多孔材料110具有大量的小孔，每一孔的尺寸(例如宽度，如直径)(^在5至50μπι 范围内。多孔材料Iio可以保持在将移除液体的所述表面(例如衬底W的表面)上方50 至300 μ m的范围内的高度上。在一实施例中，多孔材料110至少是略微亲液的，即具有与 浸没液体(例如水)成小于90°的动态接触角，期望小于85°或期望小于80°。
投影系统PS和液体限制结构12之间的浸没液体的液面可以波动。浸没液体可以 保持在投影系统PS的表面上，其可以施加影响投影系统的聚焦的热负载。液体可以流到液 体限制结构12上，从空间11溢出。虽然未在图6中具体地示出，疏液(例如疏水)表面可 以设置在投影系统PS、液体限制结构12或这两者上。所述表面可以成涂层的形式。疏液表 面可以形成围绕在开口周围的液体限制结构12的顶部和/或围绕投影系统PS的最后的光 学元件的带。疏液表面可以在投影系统PS的光轴的径向外侧。疏液(例如疏水)表面帮 助将浸没液体保持在空间11中。
图5和6的示例是所谓的局部区域布置，其中仅将液体在任一时间供给至衬底W 的顶表面的局部区域。其它布置是可以的，包括可以利用气体拖曳原理的流体处理系统。所 谓的气体拖曳原理已经在例如公开号为US 2008-0212046的美国专利申请公开出版物和 于2009年5月6日递交的申请号为US 12/436，6 的美国专利申请中进行了描述。在所 述系统中，抽取孔被布置成期望具有角的形状。所述角可以与步进和扫描方向对准。与两 个出口被垂直于扫描方向对准的情形相比，对于在步进或扫描方向上的给定的速度，这减 小了在流体处理结构的表面中的两个开口之间的弯液面上的力。可以将本发明的实施例应 用至在全润湿浸没设备中所使用的流体处理结构。在全润湿实施例中，例如通过允许液体 泄漏到将液体限制在投影系统的最终元件和衬底之间的限制结构外面，而允许流体大致覆 盖衬底台的整个顶表面。可以在于2008年9月2日递交的申请号为US61/136，380的美国 专利申请中找到用于全润湿实施例的流体处理结构的一个例子。
将参考具有上述结构的液体限制结构12对本发明的实施例进行描述。然而，应当 理解，提供液体至投影系统PS的最终元件和衬底W之间的浸没空间的任何其它类型的液体 限制结构或液体处理系统可以应用到本发明的实施例中。局部区域浸没式光刻设备和全润13湿布置的液体限制结构或流体处理系统可以应用到本发明的实施例中。
在光刻设备中，如果没有被移除，一个或更多的表面(例如浸没空间的表面，诸如 液体限制结构和/或衬底台WT的表面)的污染物可能随着时间流逝而累积。这样的污染 物可以包括诸如顶涂层和/或抗蚀剂的薄片等颗粒。所述颗粒通常包括取代基丙烯酸聚合 物，例如氟化的聚甲基丙烯酸甲酯树脂。可以将清洁液体供给至表面，用于移除存在的污染 物。
本发明的实施例旨在帮助解决浸没式光刻设备中的污染物的问题。这样的污染物 不仅可能导致衬底上的缺陷，而且还可能导致液体限制结构12的性能的损失(例如当液体 移除装置70的多孔材料110被污染物阻塞时)。这可能导致液体限制结构12和衬底W和 /或衬底台WT之间的密封破损和导致液体流出空间11的不期望的损失。
公开号为US 2009-0195761的美国专利申请和于2008年10月21日申请的申请 号为No. 61/193，003的美国专利申请涉及可以用于浸没式光刻设备的清洁方法和典型的 清洁方案。
在公开号为No. US 2009-0195761的美国专利申请中，公开了一种清洁方案，其中 光刻设备不需要为了清洁而被拆卸。美国专利申请No. 61/193，003涉及清洁液体且尤其涉 及不会不利地影响光刻设备的部件的清洁液体。
也就是，如在于2009年5月14日申请的美国专利申请No. 61/178，432中所描述 的，可以在对衬底成像期间，在浸没液体中使用添加剂(例如活性清洁剂)，以清洁和/或 防止污染物累积。可以在保持浸没液体(在一个实施例中为超纯水)的高透射率且不损坏 光刻设备的部件的同时，实现防止污染。在一种实施例中，提供了被添加至浸没液体的添加 剂，其稀释浓度例如为Ippm或更小。
在一种实施例中，浸没式光刻设备自身混合来自第一和第二液体源的液体。第一 液体源可以是基础液体源，例如正常的浸没液体源(例如超纯水的源)，第二液体源是添加 剂(例如清洁剂)的源，所述添加剂被混合到来自第一液体源的液体中。另外的液体源可 以设置有另外的添加剂。
衬底通常涂覆有底部抗反射涂层(BARC)、抗蚀剂和顶涂层。顶涂层通常用于保护 光敏抗蚀剂，例如保护其不受与浸没流体的太长期的接触而带来的负面作用的影响。另外 地或可替代地，顶涂层可以用于在与浸没液体接触时实现被涂覆的衬底顶表面的期望的接 触角。已经被显影的抗蚀剂可以在浸没曝光过程中使用，而没有顶涂层。这样的抗蚀剂有 时称为“无顶涂层的抗蚀剂”。这样的无顶涂层的抗蚀剂具有比需要使用顶涂层的抗蚀剂高 的接触角。这样的抗蚀剂具有与顶涂层不同的化学组成。因此，由无顶涂层抗蚀剂涂覆的 衬底产生的污染颗粒的组成不同于涂覆有顶涂层的衬底产生的污染颗粒的组成。因此，研 制出不同的清洁液体，用于清洁在浸没系统中曝光涂覆有无顶涂层的抗蚀剂的衬底时产生 的不同类型的污染物。本发明的实施例设想了清洁全部的BARC、抗蚀剂(无顶涂层的或其 它的)和/或顶涂层。
一种这样的清洁液体是乳状液。该乳状液清洁液体包括基础液体(其可以与浸没 液体相同和可以是水)与至少部分不能溶合的成分(例如活性清洁剂液体)，或由这些成分 组成。所述至少部分不能溶合的成分可能作为基础液体中的溶质出现和可能以基本上呈液 体形式作为在基础液体中悬浮的液滴出现。
虽然就清洁而言，使用纯清洁液体或仅略微被稀释的清洁液体可能会是有利的， 但是这可能具有一个或更多的缺点。首先，对于清洁液体与光刻设备的一个或更多的部件 的材料的化学相容性存在困难。此外，可能存在与高浓度的清洁液体相关的安全问题。在太 低的浓度下，清洁进行得太慢不能满足要求。浸没式光刻设备的一些零件可以由全氟烷基 (PFA)或不锈钢制成，并且因此将能够耐受纯清洁流体。然而，并不是浸没式光刻设备的全 部零件都可以由能够耐受清洁液体的材料制成，且为此进行布置时将需要重新设计和进行 升级。对于特定部件(例如，单相抽取器的多孔构件或围绕衬底的边缘的衬底台的部件)， 因为这样的材料不能满足诸如机械硬度和与浸没液体的接触角的改变等其它要求，所以也 没有实际可行的方案。因此，由于可以实现足够的清洁效率而没有材料相容性和/或安全 问题，所以期望在成乳化形式的液体中使用活性清洁剂。此外，与使用纯清洁流体的情形相 比，可能需要较少的清洁流体。然而，如果活性剂的浓度太高，可能会在乳状液中形成大的 液滴，且这可能损坏光刻设备。在一实施例中，可能期望将PFA、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯四 氟乙烯(ETFE)、氟化乙丙烯(FEP)和不锈钢用于可能预期出现清洁流体的所有位置。
在使用作为乳状液的清洁液体时，确保基础液体和部分不能溶合的(或部分可溶 合)成分之间的比例处于期望的工作范围、使得清洁液体为乳状液可能是重要的。当在清 洁液体中存在了足够大量的所述成分时，可以进行清洁。然而，当作为分离的部分不能溶合 的成分的清洁液体的比例足够大时，可能导致对浸没系统的表面，例如诸如疏液涂层等脆 弱表面的损坏。
所述乳状液清洁液体包括至少两种成分作为在溶液中具有一定量的部分不能溶 合的(或部分可溶合)的成分的基础液体的液体；和作为乳状液的与基础液体分离的和悬 浮在基础液体中的至少部分不能溶合的成分的液滴。以给定比例的基础液体和至少部分不 能溶合的成分，形成液滴的成分的数量依赖于在非限制性列表中包括温度、液体的流量和/ 或压力以及混合基础液体和至少部分不能溶合的成分的过程的效率的参数。
可以通过依赖于一个或更多的参数的动态平衡，来确定清洁液体中的基础液体和 分离的成分的比例。因此，在混合和供给清洁液体的步骤之间，可以在混合之后改变乳状液 的条件。例如可以改变基础液体中的成分的液滴的平均尺寸和/或数量密度；可以改变未 溶在清洁液体的基础液体中的分离的成分的体积比例；可以改变基础液体中的作为溶质的 成分的浓度。乳状液可以是不稳定的；它可能需要建立时间，以获得稳定的相对比例的基础 液体和成分液体。也就是，可能发生乳状液粗化。这意味着，例如液滴的聚结、絮凝和/或 沉淀(和/或乳状液分层，依赖于密度比)。
如果在被供给至浸没系统的清洁液体中存在的成分液体的比例大于特定的阈值， 可能损坏浸没系统的表面。例如，如果第二成分的液滴的尺寸变得太大，那么可能损坏所述 设备的敏感部分。为避免这样，在使用了高体积分数的成分的情况下，可能在混合期间需要 更多的剪变或更多的表面活性剂。成液体形式的成分可以具有足够的化学强度，以溶解在 浸没系统的表面上存在的材料。没有基础液体的成分的清洁作用对于独自地使用所述成分 来说，可能太大了。期望确保分离的成分液体的比例高于最小阈值，从而确保它不是太低。 如果清洁液体的清洁作用太低，那么所述清洁可能比所期望的持续更长时间。停机时间可 能增加。
因此，期望具有清洁液体供给系统，该清洁液体供给系统在它们被混合时控制基础液体和上述成分的流量；和/或监控乳状液或乳化的清洁流体的状态(例如分散的相的 分数和/或液滴的尺寸分布)以确保被供给的乳状液能够有效地进行清洁而不造成损坏。 在监控乳状液清洁液体时，可以使用传感器或传感器系统来感测乳状液的物理性质，例如 乳状液的光学性质。所述传感器可以是光学传感器。所述传感器可以连接至清洁液体供给 系统中的一个或更多的控制装置，例如(在非限制性列表中)热控制装置、液体供给装置、 混合控制装置和/或压力控制装置。
压力控制装置可以控制例如在清洁液体供给系统中的基础液体和/或成分液体 在它们被供给至混合器时的压力、在乳状液清洁液体被供给至浸没系统时的压力或这两 者。热控制装置可以用于控制在清洁液体供给系统中基础液体和/或成分液体在混合之前 的温度和混合后的清洁液体的温度(甚至是在混合器中)。液体供给装置可以用于控制基 础液体和/或上述成分在它们被供给至混合器时的流量。混合控制装置可以控制混合的一 个或更多的参数(例如数量)，并且因此控制被供给至混合器的基础液体和/或上述成分的 比例。
图7和8示意性地示出了根据本发明的实施例的浸没式光刻设备的清洁液体供给 系统10的实施例。图7示出了传统的浸没液体供给装置212和清洁剂流体/混合物供给 装置2M并联的实施例。图8示出了传统的浸没液体供给装置212和清洁剂流体/混合物 供给装置224串联的实施例。清洁剂流体/混合物供给装置2M可以被改进，用于包括传 统的浸没液体供给装置212的已有的浸没式光刻设备。
图7示出了处于控制器200的控制之下的浸没式光刻设备的部件。控制器200控 制所述设备，使得清洁液体供给系统10将浸没液体和至少一种添加剂混合。清洁液体供给 系统10包括第一液体源210。第一液体源210典型地提供浸没液体，例如超纯水。例如在 半导体制造车间(‘fab’)中，第一液体源自身可以连接至浸没液体源，例如超纯水的供给直ο
还设置了作为添加剂(诸如上述成分，例如液体成分)源的第二液体源220。第 二液体源自身可以连接至添加剂源，例如车间中的添加剂的容器。来自第二液体源220的 添加剂可以仅是一种类型的添加剂、可以是添加剂的稀释溶液、可以是两种或更多种类型 的添加剂的混合物或可以是两种或更多种类型的添加剂的溶液。还可以设置另外的第三和 第四液体源221、222。另外的液体源221、222可以包括另外的添加剂，其可以在控制器200 的控制下可选择地混合到浸没液体中。在另外的液体源221、222中的添加剂可以是上述的 任意液体。来自另外的液体源的液体可以用作形成基础液体中的乳状液的成分。
在一实施例中，第二源或另外的源中的至少一个可以包括添加剂，诸如表面活性 剂、洗涤剂、肥皂、酸、碱、溶剂(诸如非极性有机溶剂或极性有机溶剂)、稳定剂、用于光刻 设备的任何其它的适合的清洁剂或上述的任意组合。期望的添加剂是表面活性剂，诸如肥 皂。另一期望的添加剂是溶剂。表面活性剂和溶剂的组合是尤其期望的。所述清洁剂可以 包括二甘醇一丁醚和/或乙氧基化的仲C12-14-醇(例如烷氧基聚乙烯氧基乙醇(alkylo xypolyethyleneoxyethanol))。在一实施例中，清洁剂可以是水、二甘醇一丁醚和乙氧基化 的仲 C12-14-醇(诸如 TLDR-AOO1 或 TLDR-AOO1-C4)的混合物，其由 Tokyo Ohko Kogyo 公 司制造。
在一实施例中，清洁剂可以包括水、从包括乙二醇醚、酯、乙醇或酮的组中选择的一种或更多种溶剂以及表面活性剂。在一实施例中，水是清洁的，例如水可以是超纯 水。应当选择溶剂以使得与将要被除去的污染物具有合理的匹配。这可以例如通过使用 汉森(Hansen)理论(参见，例如 Hansen Solubility Parameters, Charles Μ. Hansen, 2nd edition, CRC press, ISBN 0-8493-7248)进行确定。通常，通过使用汉森理论进行确定，溶 剂将至少具有50%的匹配(即，它将位于汉森溶解度球的中心附近)。所使用的溶剂还将 通常可完全混合到水中。在一实施例中，溶剂可以在水中具有大于10wt% (重量百分比) 的溶解度。在一实施例中，溶剂可以具有38°C以上的闪点，例如70°C以上或93°C以上。
在清洁流体中使用的二元醇醚可以包括丙二醇醚，如丙二醇甲醚(PGME)，二丙 二醇甲醚(DPGME)，三丙二醇甲醚(TPGME)，丙二醇乙醚(PGEE)，丙二醇正丙醚(PGPE)，二 丙二醇正丙醚(DPGPE)，丙二醇正丁醚(PGBE)，二丙二醇正丁醚(DPGBE)，三丙二醇正丁 醚(TPGBE)或丙二醇叔丁醚(PGTBE)；或者乙二醇醚，如二甘醇甲醚(DEGME)，二甘醇乙醚 (DEGEE)，二甘醇丙醚(DEGPE)，乙二醇丁醚(EGBE)或二甘醇丁醚(DEGBE)；丙二醇醚乙酸 酯，如丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)或二丙二醇甲醚乙酸酯(DPGMEA)；或者乙二醇醚乙酸酯， 如乙二醇丁醚乙酸酯(EGBEA)或二甘醇丁醚乙酸酯(DEGEA)。在一种实施例中，二元醇醚可 以选自DEGBE，DEGPE, PGME和DPGME。在一种实施例中，二元醇醚是DEGBE。
在清洁流体中使用的酯可以包括具有酯官能团的化合物。合适的化合物包括乳 酸甲酯，乳酸乙酯，乳酸丙酯，乳酸丁酯，Y -丁内酯，乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸丙酯，乙酸丁 酯，乙酸异丁酯，乙酸叔丁酯或Y-丁酰基(butyrol)乙酸酯。在一种实施例中，所述的酯 是二元酯。在一种实施例中，所述的酯是乳酸乙酯或丁内酯(butyrolactate)。在一种实施 例中，所述的酯是环状酯。
清洁流体中使用的酮可以包括环己酮或双丙酮醇。
清洁流体中使用的醇可以包括甲醇，乙醇，丙醇(如异丙醇)，叔丁醇，4-甲 基-2-戊醇或环己醇。
在一种实施例中，所述溶剂选自一种或多种二元醇醚或酯。在一种实施例中，所述 溶剂选自一种或多种二元醇。
在一种实施例中，所述溶剂选自DEGBE或乳酸乙酯。在一种实施例中，溶剂是 DEGBE。
在一种实施例中，表面活性剂选自一种或多种非离子、阳离子或阴离子表面活性 剂。在一种实施例中，表面活性剂选自一种或多种非离子表面活性剂。在一种实施例中， 表面活性剂包括非离子表面活性剂，其是分子量为1000至3000的环氧乙烷/环氧丙烷 嵌段共聚物。一种合适的这种表面活性剂是来自BASF的以伯羟基为端基的Pluronic L61双官能嵌段共聚物表面活性剂。在一种实施例中，表面活性剂包括消泡润湿剂，如来自 AirProductS 的Envirogem ADOl。
在一实施例中，添加剂还可以包括PH值调节化学制剂。如果存在，则PH值调节可 以用于帮助确保清洁流体的PH值是从7至10，例如从8至10，或从9至10。适合的pH值 调节化学制剂可以包括无机碱，诸如氢氧化钠、氢氧化钾或磷酸(盐)缓冲剂。增加溶液的 PH值可以降低在污染物和所述表面之间的附着力，并且因此可以导致更有效的清洁。然而， 通常应当避免PH值超过10，这是因为其可能导致对光刻设备的零件(例如投影系统的光学 元件)的损坏。
在一实施例中，添加剂可以是没有含氮化合物的添加剂。在一实施例中，清洁流体 可以是没有氨和胺类的清洁流体。这些化合物是挥发性碱，可能对光致抗蚀剂的处理造成 负面影响。
溶剂通常被认为是主要通过化学溶解除去污染物。
在一种实施例中，添加剂是TLDR-A001或TLDR-A001-C4。
在一种实施例中，添加剂是肥皂和溶剂的混合物。在一种实施例中，添加剂包括表 面活性剂。
在一种实施例中，添加剂包括乙二醇醚、酯、乙醇和/或酮。
在一种实施例中，添加剂包括顶涂层清洁剂。
如果添加剂是表面活性剂，那么这降低了颗粒粘结至润湿表面(例如多孔构件 110)的机会。因此，可以将颗粒冲洗到抽吸系统中。
注意到，在上述清洁液体中的一种或多种以足够浓度出现在另一液体(例如基础 液体(诸如浸没液体，例如水))中时，可以形成乳状液。在这样的基础液体中，清洁液体可 以被认为是清洁成分。
选择适合的清洁液体作为形成乳状液的成分是需要知道关于用作基础液体的液 体中的溶解度的。在基础液体是诸如水等公知的溶剂时，可以通过查询公知的化学资料 (例如 CRC Handbook of Chemistry and Physics (ISBN :0-8493-0479-2))来获得这样的 信息。这种资料提供有关溶解度的相对尺度的信息1是不溶解的；2是略微溶解的；3是可 溶解的；4是易溶的；5是易混溶的；以及6是分解。用作乳状液中的成分的适合的清洁液 体将在分类2或3中，尽管分类2是优选的。在分类1、4或5中的清洁液体可能是不期望 的。这样的信息可以从每一具体的商业销售的清洁液体的材料安全数据表(MSDS)获得。
来自第一液体源210的液体被提供至浸没液体供给装置212，浸没液体供给装置 212调节所述供给。浸没液体从浸没液体供给装置212经由导管被供给至清洁剂供给装置 224。在此处，调节器225调节从第一液体源210至调节单元242的浸没液体的流量。在一 实施例中，调节单元242包括一种或更多种过滤器、热交换器等，用于调节浸没液体。在一 实施例中，设置过滤器用于过滤从一个或更多的流体源供给的流体。所述过滤器可以是过 滤液体的过滤器。在一实施例中，例如液体源的每一流体源将流体(例如液体)在流体被 混合之前通过过滤器供给。在这种情况下，可能出现在被供给的流体中的颗粒在流体被混 合以形成清洁液体之前被移除。清洁液体可以至少是基本上没有颗粒。
调节器225提供浸没液体至注射点223。在点223处，来自第二液体源220和/或 另外的液体源221、222的流体(例如成分液体)被添加至来自第一液体源210的浸没液体 中。浸没液体过滤器可以位于在注射点223之前的液体源210、220、221、222中的一个或更 多个的液体流动路径中。
在一实施例中，采用流量调节器226，来调节到达注射点223的浸没液体的流量。 来自液体源220、221、222中至少一个的添加剂(诸如液体成分)在浸没液体中被稀释，以 形成混合物。之后混合物沿着导管2 通到混合器300。图9示出混合器的一个实施例。 在一实施例中，可以使用混合器在浸没液体中实现非常低的添加剂浓度。在一实施例中，混 合器是被动式混合器。
来自调节单元242的浸没液体传到混合器300。在控制器200的控制下，两种液体在混合器300处混合。将参考图9在下文对注射点223和/或混合器300的实施例进行描 述。
导管310从混合器300引导至液体限制结构12。这样，已经添加了来自第二液体 源220和/或另外的液体源221、222的添加剂(诸如成分液体)的浸没液体被提供至液体 限制结构12。
在一种实施例中，具有添加剂的液体仅被提供至在液体限制结构12的下表面中 限定的开口 180，该开口面对衬底台WT上的衬底W。在另一实施例中，已经添加了添加剂的 浸没液体也可以被提供至浸没空间11的开口 20中，通过该开口投射投影束PB。为此目的， 可以设置阀M8以调节流量。
在以点线显示的实施例中，可以设置另外的导管213。另外的导管213将还没有 与来自第二液体源220或另外的液体源221、222的液体混合的浸没液体供给至液体限制结 构12。调节器246可以用于控制这样的供给。平行于具有添加剂的液体的浸没液体的这 种供给可以用于使得流出(浸没液体供给)开口 20。因为之后投影束穿过的液体其中将 不具有任何添加剂，所以这可能是有利的。因此，投影束PB的透射率将根本不会被添加剂 降低。另外地或可替代地，在诸如最终光学元件等浸没系统的表面上的沉积物的风险可能 被缓解。该沉积物可能来源于清洁液体、清洁液体的清洁动作的产物或这两者，其可能是含 碳的。在这一实施例中，确实具有添加剂的液体将是可能接触多孔构件110的液体，该多孔 构件是浸没系统的构件，该构件可能特别易于遭受污染物。在一种实施例中，液体限制结构 12被配置以帮助确保两种类型的液体出口开口 20和180基本上保持分开。
除了下文所述的内容之外，图8示出的实施例与图7的实施例相同。在图8的实 施例中，浸没液体供给装置212和清洁剂供给装置2M是串联的。来自第二和/或另外的 液体源220、221、222的添加剂(例如成分液体)通过清洁剂供给装置224中的混合器300 与基础液体(例如浸没液体)进行混合。单个导管310从清洁剂供给装置2M离开，进入 液体调节器对2。
如与所有的其它实施例相同的，乳状液可以被预混合地供给(例如在储存容器 中)。在这种情况下，可以在现场外地或离线地制备乳状液，例如使用清洁液体供给系统10 至混合器300的部件和将混合器300的下游的乳状液收集到储存容器中。之后乳状液可以 被提供至包括刚好在混合器300的上游或下游的部件的系统，以便被提供至液体限制结构 12。
可以设置可选的导管M5，其类似于图7实施例的导管213。导管245可以可选地 具有类似于调节器242的液体调节器。调节器246可以被用于控制通过导管213至液体限 制结构的供给。
图9示出了注射点223或混合器300的一种实施例。在一实施例中，用于形成乳 状液清洁液体的被添加至基础液体(例如浸没液体)的添加剂(例如上述成分)的体积比 例在1 5至1 30的比例范围内，其中较大体积的是基础液体。在一实施例中，例如依 赖于在基础液体中的添加剂(例如有机溶剂)的混溶性，比例的范围为1 10至1 20， 例如从1 10至1 15。可能难以简单地连续测量进入流动的浸没液体的管线中的低的 添加剂流量。因为所述设备使用的液体的量很大，所以提供与添加剂预先混合的清洁液体 的单一流体源可能是不实际的。如果保持很长时间例如在储存期间，清洁液体可能是不稳定的。
在图9中，设置了与第一液体源210流体连通的管线400，即基础液体(例如诸如 超纯水等浸没液体)。来自第一液体源210的液体可以被计量到第一、第二、第三和第四贮 液器410、420、430、440中。来自第二液体源220 (和/或另外的液体源221、22幻的液体 (诸如液体成分)可以被计量通过导管450进入到第一贮液器中。与通过导管450进入到 贮液器410中的来自第二或另外的液体源220、221、222的液体量相比，通过计量进入到贮 液器410中的来自第一液体源210的大量的液体，在贮液器410中可以获得在来自第一液 体源210的液体中的来自第二或另外的液体源220、221、222的低浓度的液体。
一旦充分地填充了第一贮液器410，来自第一贮液器410的液体就可以被计量经 由导管451进入到第二贮液器420中。来自第一液体源的液体还可以被计量经由导管400 进入到第二贮液器420中。通过确保来自第一液体源210的液体的量远大于来自第一贮液 器410的液体的量，可使得在第二贮液器420中的添加剂的浓度远小于在第一贮液器410 中的添加剂的浓度。
通过计量从第二贮液器420进入第三贮液器430和从第三贮液器430进入到第四 贮液器440，可以以第三贮液器430和第四贮液器440重复类似的过程。自第四贮液器440 的液体之后浓度将非常低，但浓度被精确地确定，且可以经由导管310从混合器223、300提 供至液体限制结构12。
这一系统通过首先填充第一贮液器410来工作，第一贮液器410将在需要重新补 充之前长时间地包含液体。第二贮液器420将比第一贮液器410更快地重新补充，第三和 第四贮液器430、440依次类推。可以以这种方式使用任何数量的贮液器。期望的数量是至 少两个。来自第二或另外的液体源220、221、222的液体可以已经是稀释的形式。
为了帮助确保连续操作，另外的贮液器(例如最终的贮液器)可以被提供(在图 9中是第四贮液器441)。该另外的贮液器441可以设置有穿过导管400的来自第一液体供 给装置210的基础液体和来自第三贮液器430的液体，同时来自第四贮液器440的液体被 供给至液体限制结构12。当第四贮液器440是空的时，液体至液体限制结构12的供给可以 继续，不间断地来自于另外的贮液器441。当另外的贮液器被用完时，在这一期间第四贮液 器440可以再次填满，以准备使用。
图9中的混合器仅是一种混合器。其它类型的适合的混合器在图11至15中显示 出。在图11至15中显示出的每一混合器是被动式混合装置。每一混合器300具有两端 一端152用于液体进入，且另一端巧4用于液体流出。在图11至15显示的实施例中，液体 彼此已经被引入。混合器的目的是确保混合的液体被充分地混合，使得形成稳定的乳状液。 所述混合可能需要确保液滴的尺寸不超过特定的阈值。混合器确保混合的液体被充分地搅 拌。在被动式布置中，这通过使混合的液体遵循蜿蜒的路径来实现。根据图9中所显示的 布置可以搅拌混合的液体，以提供用于清洁液体的期望的稳定的乳状液。
图10示出了清洁液体供给系统10的另外的实施例。图10的实施例被特殊设计 用于供给乳状液。在图10的实施例中，基础液体和至少部分地不可溶合的成分被一起提供 至容器500中。在容器500传递至光刻设备的位置时，基础液体和至少部分地不可溶合的 成分可以被设置在容器500中。可替代地，基础液体和至少部分地不可溶合的成分可以在 原位被混合在一起，且被放置在容器500中。在一实施例中，基础液体和至少部分地不可溶合的成分可被设置成分别通过流量控制阀和可选地通过过滤器来自各自的容器，例如以类 似于图7和8的实施例所显示的方式相类似的方式。
在容器500中两相混合物与泵510流体连通。泵510位于清洁液体供给系统10 除一个或更多的液体源(例如容器500或分离的容器、一个或更多的流量控制阀和一个或 更多的过滤器)之外的所有部件的上游。也就是，混合器300、温度传感器520、过滤器530、 压力传感器535、检测器350、阀M0、化学制剂排出口 M5、多路阀550、旁路组件513以及高 频激励器560全都在泵510的下游。
泵510用于克服压力损失，所述压力损失由混合器300和过滤器530以及在液体 供给装置10中的泵510的下游的其它部件引入。因此，泵510推动乳状液通过清洁液体供 给系统10，而不是拉动液体通过清洁液体供给系统10。
在一实施例中，容器500可以用气体进行加压，从而推动乳状液通过清洁液体供 给系统10。在这种情形下，泵510可能是不需要的。
在控制器200的控制下，基础液体、至少部分地不可溶合的成分或混合的乳状液 的流量的量可以通过液体流量控制器或另一类型的流量控制装置进行确定。在Hbarg压 力下的1-5升/分钟的流量是典型的取值。
泵510的下游是混合器300。期望混合器300被优化，以产生乳状液的一个或更 多的期望的性质。混合装置的类型可以通过在乳状液中的至少部分地不可溶合的成分的期 望的液滴尺寸来确定。具体地，混合器300可以被优化以控制乳状液中的液滴尺寸。图11 至15显示出混合器300的一些实施例。混合器300被设计以摇勻乳状液。乳状液在储存 容器500中具有沉淀的趋势，使得发生分层。混合器300意图是产生液滴尺寸的均勻分布 且还生长液滴尺寸，以落入到特定的(例如预定的)范围中。在一种实施例中，混合器300 在流体中产生大的剪切应力，以破碎引入的乳状液液滴。在一实施例中，混合器300是被动 式混合器。
温度传感器520设置在混合器300的下游。来自温度传感器520的信号被传递至 控制器200。如果乳状液的温度升高至高于如由温度传感器520测量的特定水平(例如高 于预定的水平)，那么可以降低由混合器300提供的混合作用。这将帮助防止乳状液的温度 太高。控制器200降低了混合器300的混合作用(例如通过降低通过泵510的流量)，从而 降低乳状液的温度。如果由温度传感器520测量的乳状液的温度太高，那么可以防止乳状 液到达液体限制结构12。例如，乳状液的流动可以通过下文所述的阀540被切换至排出口 5450在一种实施例中，控制器200可以基于来自温度传感器520的信号以反馈方式控制混 合器300和/或流量。
颗粒过滤器530设置在温度传感器520的下游。颗粒过滤器530过滤太大的所述 至少部分地不可溶合的成分的任何液滴。也就是，过滤器530被设计以过滤掉大于特定尺 寸(例如大于预定的尺寸)的所述至少部分不可溶合的成分的任何液滴。例如，过滤器530 可以用以过滤所述至少部分地不可溶合的成分的液滴，否则所述液滴将会粘在在清洁液体 供给系统10中的下游的一个或更多的浸没液体颗粒过滤器中或在清洁流体将穿过的液体 限制结构12中形成的导管或开口中。浸没液体过滤器典型地过滤尺寸低至30 μ m的颗粒， 而在图6中显示的多孔构件110中的抽取器70中的孔的孔尺寸可能例如是在10-20 μ m的 量级。因此，在一种实施例中，过滤器530适合于过滤掉所述至少部分不可溶合的成分的直径大于5 μ m的液滴。
在所有的实施例中，期望的液滴尺寸的范围在0. 5-5 μ m,例如直径小于5 μ m或在 0.5-2.0μπι的范围中。在一实施例中，使用的液滴尺寸为2 μ m。另外地，如果液滴尺寸太 大，则在乳状液到达液体限制结构12之前或在清洁液体限制结构12期间，可能出现相分 离。在一种实施例中，最大液滴尺寸为lOym。
在上述的所谓的气体拖曳原理的流体处理系统中所使用的开口的直径可能在 20 μ m的量级，且可能在20至100 μ m的范围内。因此，20 μ m和更大的液滴尺寸在尺寸上 与这些开口在相同的数量级上，并且因此这样大的液滴尺寸对于所述类型的流体处理系统 是不期望的。即使开口较大，为了使液滴穿过而不闭塞开口的大部分和可能堵塞它，例如液 滴直径可能期望小于开口的最大直径的一半。
在一实施例中，浸没式光刻设备包括液体供给装置，该液体供给装置包括乳化的 清洁液体的源和过滤器。过滤器被配置成过滤具有大于特定直径的直径的乳化的清洁流体 的第二液体的流体液滴。在一实施例中，浸没式光刻设备还包括压力传感器，以测量过滤器 上的压降。在一实施例中，浸没式光刻设备还包括在压力传感器测量的压降大于特定水平 时被配置产生信号的控制器。压力传感器可以以与下文所述的图15的筛相同的方式使用。
过滤器530不同于在浸没液体是水时用于浸没液体的过滤器。在一种实施例中， 过滤器530未被提供，而是如例如在图11的实施例中一样，在这两种液体是分离的相(即， 在它们被在容器500的上游合到一起之前)时，过滤基础液体(例如水)和所述至少部分 地不可溶合的成分。在这样的实施例中，因为在混合期间主动式混合器可能产生更多的颗 粒且这些颗粒之后将不必在被提供至液体限制结构12之前穿过过滤器530，所以期望混合 器300是被动式混合器。在一种实施例中，几(例如1-5)巴的压力可以被应用至液体，以 迫使液体通过过滤器530。
应当监控过滤器530的堵塞(或至少部分阻塞)。为此目的，设置压力传感器535， 以测量过滤器530上的压降。来自压力传感器535的信号被馈送至控制器200。因此该控 制器可以确定当过滤器530被阻塞的时间，并产生关于所述效果的信号。在一种实施例中， 控制器200可以指示使用者例如需要更换过滤器530。
检测器350位于过滤器530的下游。检测器350发送信号至控制器200，它们一起 形成乳状液诊断单元。检测器350检测乳状液的一种或更多的性质，尤其是一个或更多的 品质参数。例如，检测器350通过散射仪测量液滴的尺寸和/或液体的尺寸分布。例如，如 果液滴尺寸是不可接受的，那么可以调节阀M0，以将乳状液转向至排出口 M5。另外地或 可替代地，在这些可行的实施例中，控制器200可以改变基础液体与至少部分地不可溶合 的成分的比例，且另外地或可替代地可以控制泵510和/或混合器300的参数。
阀540位于检测器350的下游。阀540处于控制器200的控制之下。阀540可以 被用于将乳状液的流转向至排出口 M5，在排出口 545处，乳状液因从下述选择的至少一种 目的而被收集处理掉、再循环或如为了之后的使用作为预混合物储存(例如如果在光刻 设备之外进行所述混合)。如果乳状液的测量性质是不可接受的，那么激活阀M0。例如如 果组成、温度、液滴尺寸或液滴尺寸分布中的一个或更多个落入到特定参数之外，例如在预 定的参数外面，那么分流阀540可以被切换成将乳状液转向至排出口 M5。如果例如基础液 体与至少部分地不可溶合的成分的比例未在特定范围内，例如未在预定范围内，那么控制器200可以启动阀540以将乳状液转向至排出口 545。在一实施例中，允许乳状液被转向至 排出口 M5，而因为乳状液不是有害的物质所以没有采取任何额外的安全措施。
设置了多路阀550，如下文所述可选地设置在分流阀540的下游和旁路组件513的 上游。多路阀550允许在乳状液到达分流阀540之间或在可以设置的一个或更多的可替代 的清洁流体221、220之间进行切换。清洁流体221、220可以与诸如水等浸没液体混合，如 在图7和8的实施例中所描述的，或可以设置成纯的(或它们可以已经被预先混合)。多 路阀550的特征在于它是相互排他的。也就是，它仅使来自可替代的清洁流体220、221中 的一个或来自阀540的流穿过。多路阀550混合来自各个源220、221、540的流体是不可能 的。
多路阀550设置在一实施例中，是因为浸没设备的使用者可能期望使用特定应用 的清洁流体。因此，使用者可能不期望用乳状液进行清洁，而是可能期望用不同类型的流体 进行清洁，而多路阀550允许这样的情形。在一实施例中，额外的清洁流体220、221事实上 可以通过清洁液体供给系统10被提供至多路阀550，诸如在图7或8的实施例中所显示的。
旁路组件513位于多路阀550的下游。旁路组件513确保乳状液绕开被配置以提 供浸没液体至液体限制结构12的否则会被乳状液损坏的常规的液体供给系统的部件。例 如，一个或更多的浸没液体过滤器和/或热交换器可能被乳状液损坏。可替代地，在清洁之 后从这样的部件冲洗掉乳状液可能会花费长的时间，使得期望在第一位置通过采用旁路组 件513将其绕开。旁路组件513类似于图7和8的实施例的旁路组件213。
可选地将高频激励器560设置在旁路组件513的下游和直接在液体限制结构12 的上游。高频激励器560进一步降低了所述至少部分地不可溶合的成分的液滴尺寸。激励 频率可以与所述至少部分地不可溶合的成分液滴的表面张力相匹配，用以使得这些液滴共 振/振动且将它们破碎成更小的液滴。例如，高频激励器560的管路可以由一个或更多的 压电致动器激励。在一种实施例中，省略了高频激励器560。
乳状液被提供至在高频激励器560的下游的液体限制结构12，在该位置它以与关 于图7和8的实施例所描述的相同的方式清洁液体限制结构12。
另外，可以降低液体限制结构12的抽取器70的抽取率。这样，在多孔构件110和 位于液体限制结构12下面的表面(诸如衬底W)之间延伸的弯液面的所在位置相对于投影 系统PS的光轴径向向外地移动。这意味着在清洁期间构成弯液面的清洁流体将与在使用 期间与浸没液体接触的多孔构件110的所有部分接触。也就是，在清洁期间，弯液面与在正 常的成像操作期间相比被设置成位于径向上更加向外的位置上。类似的效果可以用于所谓 的气体拖曳原理的流体处理系统上。抽取液体和气体的开口被暴露给的负压可以被降低。 被供给至液体限制结构12的液体的量(即流量)可以被改变以改变在液体限制结构和例 如衬底W、伪衬底和/或衬底台WT的面对表面之间的弯液面的位置。被供给至液体限制结 构12的液体的流量可以被改变以改变液体限制结构12和所述面对表面之间的距离。
在清洁过程中，小液滴的聚结可能是不希望的。如果小液滴变得太大或清洁流体 成为单相的清洁流体，那么除了特氟隆(Teflon)和特氟隆相关材料以及不锈钢外的所有 材料(如PFA, PTFE, ETFE, FEP，聚丙烯(PP)，乙烯丙烯二烯单体(EPDM)，Kalrez 4079全氟 弹性体和Kalrez 6375UP全氟弹性体)可能被损坏。
在一种实施例中，在清洁之后，清洁剂被使用浸没液体冲洗掉，以在系统中产生一定浓度的液体，所述浓度在被切换到投影束且连续曝光衬底之前足够低。用浸没液体漂洗 15分钟可能导致清洁流体的浓度小于IOppb或更小。两个小时的漂洗可能导致浓度小于 Ippb0
可以用多种方式加速漂洗。对于大多数材料，在它粘结至表面而不是在乳状液中 时，清洁流体是更加稳定的(由于表面张力作用)。如果用不是浸没液体或浸没液体和清洁 流体的乳状液的第三流体进行漂洗，那么可以加速所述漂洗。例如具有在浸没液体和清洁 乳状液的性质之间的性质的流体可能是有利的。这样的实例是H2A或水、二甘醇一丁醚和 乙氧基化的仲C12-14-醇的混合物，其通常称作TLDR，如TLDR-A001或TLDR-A001-C4，它们 是由 Tokyo Ohko Kogyo Co.，Ltd.制造的。
在一实施例中，与清洁乳状液接触的设备的一个或更多的表面具有涂层或包括使 得表面能量高(例如约50、60或70mJ/m2以上)的材料。例如，石英涂层可以被应用至许多 部件。在一实施例中，液体限制结构被用SiO2或TiO2涂覆或使用经表面处理的不锈钢(例 如AISI304)。表面处理可以是氧化物等离子体或蚀刻浴处理。之后氧化物(例如氧化铬) 形成在钢的表面上。
降低或最小化其中没有液体循环的乳状液的流体路径中的体积(也被称为流体 路径的“死空间”)能够降低冲洗时间。所述死空间可以例如是角落和盲端(dead end)。可 能期望避免具有死空间的特征。
图11示意性地显示出清洁液体供给系统的实施例。这一实施例除了下述的内容 之外，与图7、8和10的实施例相同。图11的实施例的任何特征可能与图7至10的实施例 的特征以任何组合形式进行组合。
在图11的实施例中，设置了分离的第一和第二液体源1210、1220。第一液体源 1210可以是在正常操作期间使用的浸没液体(例如纯水)的源。第二液体源1220可以是 将在浸没液体中被乳化的清洁流体。
每一液体源1210、1220具有相关的调节器1225、1226，用于调节各液体的流量。来 自每一源1210、1220的液体流过位于各个调节器1225、12 下游的各个过滤器1530、1531。 过滤器1530、1531仅过滤各自的液体。过滤器1530仅过滤来自第一液体源1210的液体和 过滤器1531仅过滤来自第二液体源1220的液体。这意味着过滤器1530、1531可以被优化， 以过滤它们各自的液体。提供分离的液体源1210、1220意味着在在容器中发生乳状物沉淀 的可能性较低。
混合装置1300位于过滤器1530、1531的下游。混合装置1300可以是在此处其它 地方描述的任何混合装置。检测器1350位于混合装置1300的下游。检测器1350发送信 号至控制器200，它们一起形成乳状液诊断单元。例如如在图10的实施例中，检测器1350 可以检测乳状液的一个或更多的性质，尤其是表示乳状液的品质的一个或更多的参数，诸 如成分、液滴尺寸和/或液滴分布。
阀1540和化学制剂排出口 1545位于检测器1350的下游。阀1540和排出口 1545 可以以与图10的实施例的阀540和排出口 545相同的方式进行操作。
互连软管将阀1540连接至主光刻设备。阀1540和阀1540的上游的部件可以是 清洁乳状液发生器的一部分，所述清洁乳状液发生器可以是与主光刻设备分离的。在一实 施例中，乳状液可以在互连软管未与光刻设备连接时产生。所产生的乳状液可以被作为预混合物储存。
互连软管将乳状液引导至阀1610、1630。在正常操作中，阀1610保持打开，浸没液 体流过阀1610、流过阀1610下游的过滤器1620且进入到流体处理结构12中。在清洁期 间，阀1610被关闭，使得没有液体流过过滤器1620。替代地，阀1630被打开，使得清洁乳状 液流过其中设置了阀1630的旁路通路。在液体已经穿过阀1630之后，它流至液体处理结 构12。
乳状液(例如混合的浸没液体和清洁液体)流过浸没系统中的开口，例如液体限 制结构12的表面。液体可以流到面对液体限制结构12的下侧的表面上。所述面对表面可 以是衬底台WT的表面，例如可以将衬底支撑于其中的凹陷。边缘凹陷可以在衬底台WT的 表面中形成开口。当支撑衬底时，开口围绕衬底的边缘和可以施加负压到所述开口。可以 将乳状液供给至围绕凹陷的边缘的衬底台。可以通过液体收集系统1800收集乳状液，且被 返回至排出口 1810，或被再循环，视情况而定。收集系统可以具有形成在液体限制结构的表 面或提供面对表面(诸如衬底台)的部件的表面中的用于乳状液进入的开口。
提供旁路阀1630降低了在已经完成清洁之后和在光刻设备的正常操作可以被恢 复之前的冲洗/漂洗系统的停机时间。
图12至17显示出混合器300的一些实施例。这些属于几个不同的类别。一种类 型的混合器300可以是如图15显示的筛。所述筛可以被设计有特定的孔尺寸，以产生正确 的液滴尺寸。
混合器300可以在湍流混合的基础上进行混合。混合装置可以具有在特定范围内 (例如预定范围内)的雷诺数(Reynolds number) 0雷诺数的预定范围可以通过试验来确 定。对于给定类型的混合器300和给定的流体，在特定剪切速率之上(其可以被表达成雷 诺数)，液滴将会形成。液滴的尺寸将随着雷诺数的增加而减少。湍流混合器300在图12 至15和图17中示出。
混合器300可以基于剪切流，且这样的实施例被在图16中显示出。
在另外的实施例中，混合器300可以包括超声混合器。超声换能器设置在靠近乳 状液将流动的位置处。如上文关于高频激励器所描述的，在特定频率，气泡将会振动，并且 因此破碎成更小的液滴。超声混合器的频率被选择成在特定的范围中，例如在预定的范围 中，以确保特定尺寸的液滴破碎。
其它类型的混合器300包括机械混合器，其中不可溶合的流体通过喷嘴被喷射到 基础流体流中。所述喷射的量很小，以获得期望的液滴尺寸。喷嘴可能例如可以是诸如喷 墨打印机所使用的压电喷嘴。类似地，可以使用喷洒器。类似地，可以使用挤压机，其中挤 压机包括去稳定器，所述去稳定器可以从挤压出的不可溶合的液体流产生液滴。例如，筛可 以在挤压流中移动或例如可以通过超声搅拌挤压流。
在一种实施例中，考虑到在混合器300和液体限制结构12之间的流体路径上的液 滴的聚结，在混合器300处实现的液滴尺寸小于期望的尺寸。这可能导致不再需要高频激 励器560。
例如，图12显示出具有入口 152和出口 154的混合容器150。多个遮流板156从 混合容器150的壁突出。遮流板156交替地从混合容器150的相对壁158突出。每一遮流 板可以具有从遮流板156突出的次遮流板162。在流过混合容器150时，混合液体遵循蜿蜒的路径。如果液体流量足够快，则在它沿着蜿蜒的路径流动时施加至液体的力使得上述成 分和基础液体的液体乳化。
图13和14中的混合器300每个具有与图12的混合器相同的特征。图13的遮流 板156垂直于壁158，而不是相对于壁成一角度。图13和14的遮流板156是简化的它们 没有次遮流板162。
在图15中显示的混合器300中，由具有多个孔166的板164替代遮流板。相邻的 板164之间的孔166未被对准。用于混合液体的流动路径实际上是多个互连的蜿蜒的路径， 所述流动路径是并联的(如相对于串联来说)。在一实施例中，孔166可以很小，使得板实 际上是过滤器。孔的尺寸依赖于由基础液体中的成分液体形成的乳状液液滴的尺寸。平均 液滴尺寸依赖于已选择的乳状液(因此也依赖于上述成分液体和基础液体)。在一实施例 中，孔的尺寸可以在从1微米至1毫米之间的范围中进行选择，期望地从5至500微米的范 围中进行选择。
为了使液滴破碎，对于特定粘度比来说，毛细管数应当大于临界毛细管数。对于给 定的基础液体和给定的成分，为了建立需要的条件(诸如剪切速率)，可以查询“格瑞斯曲 线(Grace curve)”。对于在筛中破碎的液滴，典型地液滴尺寸和孔尺寸之间的比例是2_10 倍，依赖于流动条件和流体粘度。在孔上的压降和所形成的液滴尺寸之间存在理论关联。在 2巴和10巴之间的压降，期望是在3至8巴的压降，在一实施例中是约5巴的压力降，导致 适合的液滴尺寸。
混合容器150和因此用于液体流的蜿蜒路径可以在三维上流动，且例如可以是如 图16所示的螺旋结构。螺旋路径的曲率半径可以足够大，使得施加至混合液体上的(剪 切)力使得它们随着穿过蜿蜒的流动路径进行混合，使得上述成分液体和基础液体乳化。
在一实施例中，被动式混合器300可以包括具有任何一个或更多的此处描述的特 征的蜿蜒的液体流动路径。
在一实施例中，在使用中，上述成分的溶解度在基础液体中随着温度变化。如果 上述成分和基础液体的混合在高温下进行，那么可以产生上述成分在基础液体中形成的溶 液。这样的溶液可以被过滤。在冷却高温溶液时，将形成乳状液。液滴尺寸依赖于冷却速 率。这一实施例可以结合任何其它的实施例使用，或可以被使用来替代混合器300。包含这 一实施例的设备包括加热器和冷却器，以及可选地包括位于加热器下游和冷却器上游的过1 ' O
在一实施例中，所述混合器可以是主动式混合器。然而，主动式混合器具有移动的 部件。移动的部件相对于混合器中的另一部件移动，使得表面彼此相对地移动。如果相对移 动的表面接触到另外一个表面，则可能产生颗粒。这样的颗粒可能是缺陷源。因此期望使 用被动式混合器而不是主动式混合器，这是因为被动式混合器具有基本上静止的部件。期 望地降低了产生颗粒的风险。
图17是混合器300的另外的实施例。图17的混合器300是主动式混合器。在图 17的实施例中，采取了措施，以防止在将乳化的液体提供至液体限制结构12时一起摩擦两 个部件而产生的颗粒。
图17的实施例的混合器300是研磨型混合器。两种液体被在粗混合器2010中混 合，以产生粗乳状液。粗混合器2010可以使用转子来搅拌分别提供的基础液体和成分液26体。之后粗乳状液前进至精混合器2020。在此处，粗乳状液在两个转子2030、2040之间穿 过。两个转子2030、2040可以正在旋转或者一个可以相对于壳体2022是静止的。移动的 转子由各自的轴2035、2045支撑。可以在轴2035、2045和其中容纳了轴的壳体2022之间 产生。为了防止任何这样的颗粒被供给至流体处理结构12，使流体冲洗通过驱动轴2035、 2045接触和相对于围绕各自的轴2035、2045的各自的支撑管2036、2046移动所在的区域。 之后流体被从至流体处理结构的路径转向至例如排出口。这样，所产生的颗粒被用穿过管 2036、2046的乳状液冲洗掉。
在图17的实施例中，乳状液的温度也被谨慎地控制。温度传感器2520将信号传 递至位于加热器2050上游的冷却器2000。冷却器2000可以定位在粗混合器2010的上游， 在基础液体和上述成分已经被混合之前或之后。加热器2050定位在精混合器2020的下游 和温度传感器2520的上游。在粗混合器2010和精混合器2020中混合期间，将增加乳状液 的温度。冷却器2000充分地冷却乳状液，使得在加热器2050上游的乳状液的温度低于期 望值。加热器2050之后加热乳状液至目标值。这一实施例也仅用一个混合器进行工作，且 可以被添加至任何另外的实施例。
在一种实施例中，混合器300包括高剪切混合器，其中一个转子相对于另一个转 子移动。适合的混合器是由IKA Wilmington, North Carolina, USA商业销售的，商标为 Turraxο
在图18中示出了混合器300的另外的实施例。通过泵MOO迫使来自第一液体 源2210的基础液体通过腔2500。该基础液体通过隔膜2550被限制至腔2500的中心部 分。来自第二源2220的液体(即上述成分)被引入到位于从隔膜2550径向向外位置上的 腔2500的径向外部中。在压力下引入上述成分，且因此上述成分穿过隔膜2550，以在隔膜 2550内部的基础液体中形成乳状液。所述乳状液出离腔2500。如果更多的成分被分散到 基础液体中，则可以采用再循环路径2600，由此在腔2500的下游的乳状液被再次再循环通 过腔2500(如果需要的话，具有适合的阀)，使得更多的成分可以被引入通过隔膜2550。
在图8和10中示出的是如何控制添加剂(例如成分液体)的浓度的实施例。这 可以通过提供检测器(或传感器)350、351以检测在期望位置处乳状液中的成分液体的比 例来实现。传感器可以用于监控使清洁液体供给系统中的混合器供给浸没系统的供给路径 上的任何位置之间的乳状液的状态。检测器350的可能的位置可以在混合器300和液体调 节器或在图10的实施例的情形中直接在过滤器530的下游)、在液体调节器242中、 在液体调节器和液体限制结构之间(诸如在液体限制结构12中)、刚好在液体调节器的下 游或刚好在液体限制结构12的上游。
在任何的这些情形中，来自检测器350、351中至少一个的信号的结果被发送至控 制器200。响应于该信号，控制器200调整基础液体、成分液体或这两者的量(即供给速 率)，其刚好在混合器300的入口 152之前或在混合器300的入口 152处被引导到流动路径 中。例如在乳状液离开清洁液体供给系统10时或在乳状液被供给至浸没系统时，在供给路 径中单个传感器可能是足够的。在一实施例中，传感器定位在限制结构12中。
位于清洁液体供给系统中的传感器将能够检测混合器中的混合的效率。例如经由 控制单元连接至混合控制装置的这样的传感器可以设置有足够快的反馈，以确保乳状液处 在期望的工作范围中。
位于浸没系统(例如液体限制结构12)中或附近的传感器将检测刚好在它被使用 之前的乳状液的状态。如果乳状液在期望的工作范围之外，那么信号可以被引导至清洁液 体供给系统10中的适合的控制装置。该控制装置可以控制清洁液体供给系统，以确保一个 或更多的参数被改变，使得被供给至浸没系统的乳状液返回至其工作范围。然而，在传感器 位于供给路径的下游较远位置时，反馈时间可能很长，也许太长。
可能看起来期望具有在清洁液体供给系统10附近或在其中的传感器。然而，随着 乳状液沿着供给路径行进，乳状液的条件可能改变。因此期望具有在清洁液体供给系统中 或附近的传感器。然而，这样的传感器可能不能检测乳状液在被供给至浸没系统时的状态。 期望具有靠近浸没系统的传感器，以检测乳状液在被供给至浸没系统时的状态。
在一实施例中，可以具有两个传感器如图19所示，一个位于另一个的上游。这些 传感器中的一个可以位于清洁液体供给系统10中或附近；这些传感器中的一个可以位于 浸没系统中或附近。
图19显示出清洁液体供给系统10和包括液体限制结构12的浸没系统的互连的 示意图。互连浸没系统和清洁液体供给系统是具有两个传感器350、351的流动路径，尽管 可以仅设置一个传感器。注意到传感器350的位置位于混合器300的下游的任何位置。因 此，调节器例如诸如在关于图7和8的描述的)或包括在图10中的检测器350的下 游显示的部件的其它部件可以位于传感器350的下游，但未在图19中显示出。虽然它未被 显示出，但是可以有用于浸没液体的第二流动路径213445，以与至浸没系统的清洁流动路 径平行流动。
在一实施例中，出现了两个传感器350、351。在使用这样的系统时，来自两个传感 器的信号可以进行比较。在比较信号时，可以确定乳状液的稳定性。在测量乳状液的稳定 性时，清洁液体控制系统可以被控制以便确保乳状液是稳定的使得来自每一传感器的信 号在特定时间点处，或对于在穿过每一传感器350、351时体积相同的液体，例如在流动路 径的结束和开始时，或上述两者，是基本上一致的。
传感器350、351可以检测表示乳状液的状态的乳状液的物理性质。物理性质可以 是上述成分的体积的比例。为了检测它，传感器可以是流量传感器，用于检测液体成分在基 础液体中的液滴的流量。可以通过传感器来使用的适合的感测技术包括(在非限制性列表 中)例如使用超声频率(例如超声传感器)的声流量计、动态辐射(例如光)散射和/或 光学发射感测。流量计可以应用多普勒效应。
在一实施例中，诸如超声流量计等传感器被校准用于调整测量的流体的声学性 质。为此目的，在包含参考流体(期望是通过传感器感测的乳状液)情况下，传感器调零。 因此，使用期望的清洁乳状液校准传感器。已经被校准之后，与基础液体(例如如超纯水等 水)和成分液体的已知流速的和相比，已测量的流量的偏差表示乳状液是否具有期望的性 质。
在一实施例中，声流量传感器可以位于如图20显示的流动路径上。所述传感器包 括两个传感器单元168。每个传感器单元168放置在流动路径的一侧上，但是在流动方向 170上彼此偏置。在一实施例中，传感器单元168位于流动路径的不同侧上。在流动路径 上，一个传感器单元可以设置在比另一传感器单元更下游的位置上。传感器单元168中至 少一个是声换能器；传感器单元168中至少一个是在与声换能器相同的频率范围中操作的声接收器。在一实施例中，传感器单元168中至少一个是可以发射和接收声信号的收发器。
发射传感器单元168发射信号172，该信号172沿着路径且可能跨过流动路径朝向 接收传感器单元168行进。随着信号172行进穿过清洁液体，它行进穿过成多个液滴174 形式的成分液体和液滴174悬浮所在的基础液体176。成液滴形式的成分液体和基础液体 的物理性质是不同的，因此影响了声信号的速度。通过测量与流过流动路径的纯基础液体 176(期望在相同条件下，例如温度、压力和流量)相比的频率变化(即信号上的多普勒效应 的作用)，成分液体和基本液体在清洁液体中的比例可以被确定。
声信号可以包含关于液滴的数量密度和/或液滴的平均尺寸的额外的信息。通过 将来自接收传感器的信号引导至处理器，这一信息可以被在检测到的声信号中进行编码。 额外的信息可以提供关于清洁液体的稳定性的另外的信息。稳定性可能涉及清洁液体中的 液滴的尺寸和/或数量密度以及作为成分液体的清洁液体的比例。
在一实施例中，可以使用光学传感器。在‘A Novel Fiber-OpticPhotometer for In Situ Stability Assessment of Concentrated Oil-in-ffaterEmulsions', Susen Oliczewski and Rolf Daniels, AAPS PharmSciTech 2007 ；8 (3)Article 70, August 312007中描述了适合的光学传感器，通过引用在此处将其全部内容并入本文中。此处描 述的技术适合于确定极性液体和非极性液体(诸如水(或水溶液)和油)的稀释乳状 液的不稳定性上的变化。所述技术能够测量透明和不透明分散物的时间分辨的透射率 (timeresolved transmissivity) 0分散体系(诸如乳状液)的光学密度可能是其稳定性 的指示。传感器布置包括光纤光度计，用于测量通过乳状液流的辐射透射率。由于例如来 自于液体成分的液滴的吸收和散射，透射的辐射强度会减少。诸如脉冲激光的辐射或发射 单一波长的其它辐射源的辐射，被引导通过液体流且被检测器接收，辐射强度被设定成使 得它超过检测器处的阈值水平。这用作参考值。辐射的检测强度与样品的光学密度成比 例，且因此与液滴尺寸分布相关。因此，通过比较两种不同的光学传感器或相对于阈值比较 检测的信号，可以观测乳状液的性质，例如其稳定性(例如所测量性质随时间的变化)。通 过监控用于检测伴随时间的透射和/或散射的辐射的信号，可以监控乳状液的稳定性的变 化。
在一实施例中，光学传感器包括发射器和检测器。光学传感器350、351可以位于 清洁流体供给系统10中或其附近，在液体限制结构12中或其附近，或同时在上述两者的位置处。
光学传感器的一个实施例可以如图21显示地布置。光学传感器具有发射器180 和检测器182、183、184。检测器可以是透射检测器或散射检测器。散射检测器可以作为衍 射检测器进行操作。散射检测器可以作为激光散射仪进行操作。散射仪检测器可以用于确 定液滴尺寸。已知两相的折射率，可以使用夫琅和费(Fraunhofer)和米氏(Mie)理论来确 定液滴尺寸分布。可以通过光纤将发射器连接至诸如激光器或发光二极管等辐射源(未示 出)。发射器180发射穿过乳状液174、176的流170的光学信号。透射检测器182可以被 设置以检测透射通过乳状液的光学信号。透射检测器182可以位于所述流的与发射器180 相对的一侧上与发射器180相距一已知距离处，使得它被配置以检测被引导径直通过乳状 液的辐射186。对于散射，散射检测器183、184不直接与发射器180相对，例如它可以放置 在相对于发射器182的交错位置处。它可以被放置在靠近发射器180的位置处。散射检测CN 器检测如由箭头189、190显示的由液滴174散射的辐射。
浑浊度探针是商业上销售的，其测量能够穿过样品的光。所述测量基于衰减度，且 可以被用于测量清洁液体的比例分数。
在一实施例中，光学传感器350、351、1350可以使用宽带红外(或UV)和检查吸 收。液滴尺寸分布可以由在不同的波长下的不同的吸收进行计算。可替代地或另外地，传 感器350、351、1350可以是超声检测器和/或现有的传感器。现有的传感器不能够测量液 滴尺寸，而可以给出关于在基础液体中溶解的成分的量的信息。
在一实施例中，如果在乳状液中的上述液体成分被检测出太高，那么安全特征被 提供以停止乳状液至液体限制结构的供给。对此，可以在乳状液被供给至浸没系统之前将 检测器350、351设置在液体流动路径中。
虽然此处描述的清洁流体供给装置被附着或连接至光刻设备的一部分，或就是光 刻设备的一部分，但是在一实施例中清洁流体供给系统是分离的装置。不是将液体直接供 给至光刻设备的浸没系统，而是可以将乳状液引导至储存容器以储存预先混合的乳状液。 如果乳状液具有足够的稳定性，且不需要在供给之前立即进行混合，那么可以将预先混合 的乳状液供给至光刻设备，用于清洁浸没系统。这样的布置可以具有传感器(如在此处描 述的)以检测表示乳状液的品质的至少一个参数，诸如其稳定性。
本发明还包括以下各个方面的技术方案
在本发明的第一方面中，提供一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括
投影系统；
液体限制结构，所述液体限制结构被配置成至少部分地将浸没液体限制至由所述 投影系统、所述液体限制结构以及衬底和/或衬底台所限定的浸没空间；
液体供给装置，所述液体供给装置包括混合器和导管，所述混合器被配置以混合 来自第一液体源的液体和来自第二液体源的活性清洁剂液体，以形成乳化的清洁流体，所 述导管被配置成将来自所述混合器的乳化的清洁流体提供至所述液体限制结构，所述乳化 的清洁流体至少包括第一液体成分和第二液体成分；
传感器系统，所述传感器系统被配置成感测所述乳化的清洁流体的性质；和
控制器，所述控制器被配置以控制来自所述第一液体源和/或所述第二液体源的 液体至所述混合器的供给，以便控制所述乳化的清洁流体的性质。
在根据本发明的上述第一方面的第二方面中，所述传感器系统被配置成感测所述 乳化的清洁流体的性质随时间的变化。
在根据本发明的上述第一方面或第二方面的第三方面中，所述传感器系统包括至 少两个传感器，其中一个传感器位于另一传感器的上游，所述传感器被连接至所述控制器， 且将信号弓I导至所述控制器，所述控制器被配置成处理来自所述传感器的信号。
在根据本发明的上述第一至第三方面中的任一方面的第四方面中，所述传感器系 统被配置成感测所述乳化的清洁流体中的所述第一液体成分相对于所述第二液体成分的 流量的流量。
在根据本发明的上述第一至第四方面中的任一方面的第五方面中，所述传感器系 统被配置以检测第一液体成分在所述乳化的清洁流体中相对于所述第二液体成分的比例。
在根据本发明的上述第四方面或第五方面的第六方面中，所述传感器系统被配置30成发射和接收通过所述乳化的清洁流体的流动路径的超声信号。
在根据本发明的上述第一至第六方面中的任一方面的第七方面中，所述控制器进 一步配置成控制所述液体供给装置的操作条件。
在根据本发明的上述第一至第七方面中的任一方面的第八方面中，所述第一液体 源的液体包括超纯水。
在根据本发明的上述第一至第八方面中的任一方面的第九方面中，所述第二液体 源的液体包括清洁剂，期望是抗蚀剂清洁剂，诸如清洁液体，以移除无顶涂层的抗蚀剂。
在根据本发明的上述第一至第九方面中的任一方面的第十方面中，所述混合器包 括阀，所述阀用于计量从一个液体源进入到另一液体源的液体中的液体。
在根据本发明的上述第一至第十方面中的任一方面的第十一方面中，所述混合器 进一步包括与所述第一液体源和所述第二液体源流体连通的第一贮液器。
在根据本发明的上述第十一方面的第十二方面中，所述混合器包括与所述第一贮 液器和所述第一液体源流体连通的另外的贮液器。
在根据本发明的上述第十一方面或第十二方面的第十三方面中，所述控制器被配 置以控制阀，以计量进入到贮液器中的液体。
在根据本发明的上述第一至第十三方面中的任一方面的第十四方面中，所述控制 器被配置成测量在被提供至所述液体限制结构的所述乳化的清洁流体中的来自所述第二 液体源的液体的浓度，且通过使用由所述传感器系统所提供的信号以反馈方式基于所述测 量来控制混合。
在根据本发明的上述第一至第十四方面中的任一方面的第十五方面中，所述导管 被配置成将乳化的清洁流体提供至面对所述衬底和/或衬底台的所述液体限制结构的表 面中的开口。
在根据本发明的上述第一至第十五方面中的任一方面的第十六方面中，所述浸没 式光刻设备还包括衬底，其中所述衬底具有抗蚀剂的表面涂层。
在根据本发明的上述第十六方面的第十七方面中，所述抗蚀剂是无顶涂层的抗蚀 剂。
在根据本发明的上述第十六方面的第十八方面中，所述衬底在所述抗蚀剂上具有 顶涂层和/或在所述抗蚀剂下面具有底部抗反射涂层。
在本发明的第十九方面中，提供一种流体供给设备，所述流体供给设备被配置以 将乳化的清洁流体供给至浸没式光刻设备，所述流体供给设备包括混合器和传感器系统以 及控制器，所述混合器被配置成将来自添加剂流体供给装置的添加剂流体和来自浸没液体 供给装置的浸没液体混合，以形成所述乳化的清洁流体，所述传感器系统被配置以感测所 述乳化的清洁流体的物理性质，所述控制器被连接至所述传感器和所述混合器，所述控制 器被配置以控制
所述添加剂流体从所述添加剂流体供给装置至所述混合器的供给；和
所述乳化的清洁流体的物理性质。
在根据本发明的上述第十九方面的第二十方面中，所述控制器被配置成控制与所 述乳化的清洁流体的供给并行的来自所述浸没液体供给装置的浸没液体的供给。
在本发明的第二十一方面中，提供一种流体供给设备，所述流体供给设备被配置成将清洁乳状液流体供给至浸没式光刻设备，所述流体供给设备包括混合器、传感器和控 制器，所述混合器被配置成将清洁成分和基础液体混合以提供所述清洁乳状液流体，所述 传感器被配置以感测在所述清洁乳状液流体中的所述清洁成分的比例的浓度，所述控制器 被连接至所述传感器和所述混合器，所述控制器被配置成控制所述清洁成分至所述混合 器的供给；和所述清洁成分在所述清洁乳状液流体中的浓度。
在本发明的第二十二方面中，提供一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包 括
液体供给装置，所述液体供给装置包括混合器，所述混合器被配置成将第一液体 与活性清洁剂液体混合以形成乳化的清洁流体，其中所述混合器是被动式混合器，所述被 动式混合器被配置成将所述活性清洁剂液体的液滴尺寸保持在特定范围内。
在根据本发明的上述第二十二方面的第二十三方面中，所述混合器包括混合容 器，所述混合容器具有从所述容器的侧壁突入所述容器中的多个遮流板。
在根据本发明的上述第二十三方面的第二十四方面中，所述多个遮流板中的至少 一个包括从其相关的遮流板突出的相关的次遮流板。
在根据本发明的上述第二十二至第二十四方面中任一方面的第二十五方面中，所 述混合器被配置成迫使流过它的液体遵循蜿蜒的路径。
在根据本发明的上述第二十二至第二十五方面中任一方面的第二十六方面中，所 述混合器包括过滤器，所述第一液体和所述活性清洁剂液体被迫使通过所述过滤器，以形 成具有所述期望的液滴尺寸的乳状液。
在根据本发明的上述第二十二至第二十六方面中任一方面的第二十七方面中，所 述混合器被配置成迫使液体沿螺旋路径流动，使得所述期望的液滴尺寸由于剪切力而被实 现。
在本发明的第二十八方面中，提供一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包 括
液体限制结构，所述液体限制结构被配置成至少部分地将浸没液体限制至由投影 系统、所述液体限制结构以及衬底和/或衬底台所限定的浸没空间；和
液体供给装置，所述液体供给装置被配置成将乳化的清洁流体供给至所述液体限 制结构，所述液体供给装置包括位于所述液体限制结构上游的高频激励器。
在根据本发明的上述第二十八方面的第二十九方面中，所述高频激励器的频率适 合于振动所述乳化的清洁流体中的活性清洁剂液体的液滴，以使所述活性清洁剂液体的液 滴破碎。
在本发明的第三十方面中，提供一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包 括
液体限制结构，所述液体限制结构被配置成至少部分地将浸没液体限制至在投影 系统、所述液体限制结构以及衬底和/或衬底台之间所限定的浸没空间；
液体供给装置，所述液体供给装置被配置成将清洁剂供给至所述液体限制结构； 和
控制器，所述控制器被配置以在清洁期间控制所述液体供给装置且调节所述液体 限制结构的操作条件，使得与成像操作相比，所述空间的尺寸相对于所述投影系统的光轴在径向方向上被增大。
在根据本发明的上述第三十方面的第三十一方面中，所述控制器被配置成与在成 像操作期间所使用的抽取负压相比，在清洁期间降低所述液体限制结构的抽取器的抽取负压。
在本发明的第三十二方面中，提供一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包 括
液体供给装置，所述液体供给装置被配置以将乳化的清洁流体供给至将被清洁的 部件，其中所述液体供给装置被配置成使得第一和第二液体被推动通过混合器，且被推动 至将被清洁的部件，所述混合器被配置以混合所述第一和第二液体以形成所述乳化的清洁 流体。
在根据本发明的上述第三十二方面的第三十三方面中，所述液体供给装置包括位 于所述混合器上游的泵，用于推动所述第一和第二液体通过所述混合器。
在根据本发明的上述第三十二或第三十三方面的第三十四方面中，所述第一和第 二液体设置在加压容器中，所述容器中的压力有效地推动所述第一和第二液体通过所述混 合器和到达所述液体限制结构。
在本发明的第三十五方面中，提供一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包 括
液体供给装置，所述液体供给装置包括机械混合器，所述机械混合器将浸没液体 与清洁流体混合以形成提供至液体限制结构的乳状液，其中，浸没液体和/或清洁流体和 /或乳状液被通过彼此相对移动的所述混合器的两个表面相接触的区域进行冲洗且从至所 述液体限制结构的路径被转向。
在本发明的第三十六方面中，提供一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包 括
液体供给装置，所述液体供给装置包括机械混合器、冷却器以及加热器，所述机械 混合器混合浸没液体和清洁流体以形成乳化的清洁流体，所述冷却器位于所述混合器的上 游，用于冷却浸没液体和/或清洁流体和/或乳化的清洁流体，所述加热器位于所述混合器 的下游，用于加热乳化的清洁流体至特定的温度。
在根据本发明的上述第三十六方面的第三十七方面中，所述浸没式光刻设备还包 括温度传感器，用于测量在所述加热器的下游的所述乳化的清洁流体的温度。
在根据本发明的上述第三十六或第三十七方面的第三十八方面中，所述浸没式光 刻设备还包括控制器，用于控制所述冷却器的冷却和所述加热器的加热，以确保由所述传 感器感测的温度是特定温度。
在本发明的第三十九方面中，提供一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包 括
液体限制结构，所述液体限制结构被配置以至少部分地将浸没液体限制到投影系 统、所述液体限制结构以及衬底和/或衬底台之间限定的浸没空间，其中，在清洁期间将与 清洁液体接触的所述液体限制结构的表面具有50mJ/m2以上的表面能量。
在本发明的第四十方面中，提供一种清洁浸没式光刻设备的方法，包括步骤使浸 没液体和清洁流体的乳状液在将被清洁的表面上通过，用不同于所述清洁流体且不同于所述浸没液体的漂洗流体来漂洗将被清洁的所述表面，且将所述浸没液体再次引导至所述清 洁表面上。
在根据本发明的上述第四十方面的第四十一方面中，所述漂洗流体是TLDR或 H2O2。
在本发明的第四十二方面中，提供一种浸没式光刻设备，包括
液体供给装置，所述液体供给装置包括混合器，所述混合器被配置成将第一液体 与活性清洁剂液体混合以形成乳化的清洁流体，其中所述活性清洁剂液体被通过隔膜引入 到所述第一液体中。
在本发明的第四十三方面中，提供一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包 括
液体供给装置，所述液体供给装置包括加热器和冷却器，所述加热器用于加热与 活性清洁剂混合的第一液体以将所述活性清洁剂溶解到所述第一液体中，所述冷却器用于 冷却溶解有活性清洁剂的所述第一液体以形成乳化的清洁流体。
在根据本发明的上述第四十三方面的第四十四方面中，所述浸没式光刻设备还包 括控制器，所述控制器控制所述冷却器的冷却速率，以确定所述乳化的清洁流体中的液滴 尺寸位于特定范围内。
在根据本发明的上述第四十三或第四十四方面的第四十五方面中，所述液体供给 装置还包括位于所述冷却器上游和位于所述加热器下游的过滤器，以过滤其中溶解有所述 活性清洁剂的第一液体。
在本发明的第四十六方面中，提供一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包 括
投影系统；
液体限制结构，所述液体限制结构被配置成至少部分地将浸没液体限制到由所述 投影系统、所述液体限制结构以及衬底和/或衬底台所限定的浸没空间；
液体供给装置，所述液体供给装置包括导管，所述导管被配置以提供来自乳化的 清洁液体流体的乳化的清洁流体至所述浸没空间，所述乳化的清洁流体至少包括第一液体 成分和第二液体成分；
传感器系统，所述传感器系统被配置以感测所述乳化的清洁流体的性质；和
控制器，所述控制器被配置以控制乳化的清洁流体至所述浸没空间的供给。
在本发明的第四十七方面中，一种液体供给装置，所述液体供给装置包括
混合器，所述混合器被配置以将来自第一液体源的液体与来自第二液体源的活性 清洁剂液体混合，以形成乳化的清洁流体；
导管，所述导管被配置以提供来自所述混合器的乳化的清洁流体，所述乳化的清 洁流体至少包括第一液体成分和第二液体成分；
传感器系统，所述传感器系统被配置以感测所述乳化的清洁流体的性质；和
控制器，所述控制器被配置以控制从第一液体源和/或所述第二液体源的液体至 所述混合器的供给，以便控制所述乳化的清洁流体的性质。
在根据本发明的上述第四十七方面的第四十八方面中，所述导管被布置成将所述 乳化的清洁流体供给至浸没空间或储存容器。
虽然在本文中详述了光刻设备用在例如IC的制造中，但是应该理解到这里所述 的光刻设备在制造具有微米尺度、甚至纳米尺度的特征的部件方面可以有其他的应用，例 如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(IXD)、薄膜 磁头等。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。所述两个或更多的计算机程序可以被储存在一个或更多个不同 的存储器和/或数据存储介质中。
上述的控制器可以具有任何适合的配置，用于接收、处理和发送信号。例如，每个 控制器可以包括一个或多个处理器，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。所述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。
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，或是在衬底和/或衬底台上是非限制的。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液体，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与衬底和/或衬底台之间的空 间。液体供给系统可以包括提供液体至空间的一个或更多的结构、一个或更多的液体入口、 一个或更多的气体入口、一个或更多的气体出口、和/或一个或更多的液体出口的组合。在 一实施例中，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。
此外，虽然已经在特定实施例和例子的情况下对本发明进行公开，但是本领域技术人员应当理解本发明延伸超过特定的公开的实施例至另外的可替代的实施例和/或使 用本发明以及本发明的显而易见的变体和等价物。另外，虽然本发明的诸多变化已经被详 细地进行显示和描述，但是落入本发明的范围内的其它变体基于本公开内容对于本领域技 术人员来说是容易明白的。例如，应当理解，本实施例的特定的特征和方面的各种组合或子 组合可以被实现且仍然落入到本发明的范围内。因此，应当理解，所公开的实施例的各种特 征和方面可以彼此结合或彼此替代，用于形成所公开的发明的变化模式。因此，意图是在此 处公开的本发明的范围不应当受上文描述的特定公开的实施例的限制，而是应当仅由随附 的权利要求的合理理解来确定。
以上描述旨在进行说明，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
1.一种流体供给设备，所述流体供给设备被配置以将乳化的清洁流体供给至浸没式光 刻设备，所述流体供给设备包括混合器和传感器系统以及控制器，所述混合器被配置成将 来自添加剂流体供给装置的添加剂流体和来自浸没液体供给装置的浸没液体混合，以形成 所述乳化的清洁流体，所述传感器系统被配置以感测所述乳化的清洁流体的物理性质，所 述控制器被连接至所述传感器和所述混合器，所述控制器被配置以控制所述添加剂流体从所述添加剂流体供给装置至所述混合器的供给；和 所述乳化的清洁流体的物理性质。
2.一种液体供给装置，所述液体供给装置包括混合器，所述混合器被配置以将来自第一液体源的液体与来自第二液体源的活性清洁 剂液体混合，以形成乳化的清洁流体；导管，所述导管被配置以提供来自所述混合器的乳化的清洁流体，所述乳化的清洁流 体至少包括第一液体成分和第二液体成分；传感器系统，所述传感器系统被配置以感测所述乳化的清洁流体的性质；和 控制器，所述控制器被配置以控制从第一液体源和/或所述第二液体源的液体至所述 混合器的供给，以便控制所述乳化的清洁流体的性质。
3.根据权利要求2所述的液体供给装置，其中所述导管被布置成将所述乳化的清洁流 体供给至浸没空间或储存容器。
4.一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括 投影系统；液体限制结构，所述液体限制结构被配置成至少部分地将浸没液体限制至由所述投影 系统、所述液体限制结构以及衬底和/或衬底台所限定的浸没空间；液体供给装置，所述液体供给装置包括混合器和导管，所述混合器被配置以混合来自 第一液体源的液体和来自第二液体源的活性清洁剂液体，以形成乳化的清洁流体，所述导 管被配置成将来自所述混合器的乳化的清洁流体提供至所述液体限制结构，所述乳化的清 洁流体至少包括第一液体成分和第二液体成分；传感器系统，所述传感器系统被配置成感测所述乳化的清洁流体的性质；和 控制器，所述控制器被配置以控制来自所述第一液体源和/或所述第二液体源的液体 至所述混合器的供给，以便控制所述乳化的清洁流体的性质。
5.根据权利要求4所述的浸没式光刻设备，其中所述传感器系统被配置成感测所述乳 化的清洁流体的性质随时间的变化。
6.根据权利要求4或5所述的浸没式光刻设备，其中，所述传感器系统包括至少两个传 感器，其中一个传感器位于另一传感器的上游，所述传感器被连接至所述控制器，且将信号 弓I导至所述控制器，所述控制器被配置成处理来自所述传感器的信号。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的浸没式光刻设备，其中，所述传感器系统被配置 成感测所述乳化的清洁流体中的所述第一液体成分相对于所述第二液体成分的流量的流 量。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的浸没式光刻设备，其中，所述传感器系统被配置 以检测第一液体成分在所述乳化的清洁流体中相对于所述第二液体成分的比例。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的浸没式光刻设备，其中所述第一液体源的液体包括超纯水。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的浸没式光刻设备，其中所述第二液体源的液体 包括清洁剂，期望是抗蚀剂清洁剂，诸如清洁液体，以移除无顶涂层的抗蚀剂。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的浸没式光刻设备，其中所述混合器包括阀，所 述阀用于计量从一个液体源进入到另一液体源的液体中的液体。
12.根据权利要求4至11中任一项所述的浸没式光刻设备，其中所述导管被配置成将 乳化的清洁流体提供至面对所述衬底和/或衬底台的所述液体限制结构的表面中的开口。
13.根据权利要求4至12中任一项所述的浸没式光刻设备，还包括衬底，其中所述衬底 具有抗蚀剂的表面涂层。
14.根据权利要求13所述的浸没式光刻设备，其中所述抗蚀剂是无顶涂层的抗蚀剂。
15.一种浸没式光刻设备，所述浸没式光刻设备包括液体供给装置，所述液体供给装置包括混合器，所述混合器被配置成将第一液体与活 性清洁剂液体混合以形成乳化的清洁流体，其中所述混合器是被动式混合器，所述被动式 混合器被配置成将所述活性清洁剂液体的液滴尺寸保持在特定范围内。
全文摘要
本发明公开了一种光刻设备和操作光刻设备的方法以及一种清洁液体供给系统。清洁液体供给系统可以供给乳化的清洁液体，以清洁浸没式光刻设备。
文档编号G03F7/20GK102033435SQ20101050146
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月30日 优先权日2009年10月2日
发明者A·H·J·A·马坦斯, A·J·范德奈特, A·V·帕迪瑞, A·昆吉皮尔, H·詹森, K·T·霍尔柯德, M·H·A·里德尔斯, P·J·克拉莫尔, R·F·德格拉夫, S·范德格拉夫 申请人:Asml荷兰有限公司