光刻设备和器件制造方法

专利名称：光刻设备和器件制造方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻设备、一种液体限制系统以及一种器件制造方法。
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，同以将光刻设备用在集成电路(ICs)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；和所谓的扫描器，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同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标 部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移 到衬底上。在欧洲专利申请出版物EP1420300和美国专利申请出版物US2004-0136494中，公 开了一种双台或两个台式浸没光刻设备的方案，这里通过参考全文并入。这样的设备设置 有至少一个台，在一个实施例中设置有两个台，用于支撑衬底。在一个实施例中，在第一位 置在没有浸没液体的情况下用一个台执行调平测量，并且在第二位置在存在浸没液体的情 况下用一个台执行曝光。在另一实施例中，设备具有仅一个台。在浸没光刻设备中衬底曝光之后，衬底台从其曝光位置移动至衬底可以被移除并 用不同的衬底替换的位置。这就是已知的衬底交换。在具有两个台的光刻设备中，例如ASML 的“双扫描⑧”光刻设备，在投影系统下面进行衬底台的交换。已经提出将光刻投影设备中的衬底浸入到具有相对高折射率的液体(例如水) 中，以便充满投影系统的最终元件和衬底之间的空间。在一实施例中，液体是蒸馏水，但是 可以使用其他液体。本发明的实施例将参考液体进行描述。然而，其它流体也可能是适合 的，尤其是润湿性流体、不能压缩的流体和/或具有比空气折射率高的折射率的流体，期望 是具有比水的折射率高的折射率。除气体以外的流体是尤其希望的。这样能够实现更小特 征的成像，因为在液体中曝光辐射将会具有更短的波长。(液体的影响也可以被看成提高 系统的有效数值孔径(NA)，并且也增加焦深)。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。将衬底或衬底与衬底台浸入液体浴器(参见，例如美国专利No. US4, 509，852)是 一种浸没系统布置的形式。这种布置需要在扫描曝光过程中加速很大体积的液体。这需要 额外的或更大功率的电动机，而液体中的湍流可能会导致不希望的或不能预期的效果。
提出来的解决方法之一是液体供给系统，用以通过使用液体限制系统将液体仅 提供到衬底的局部区域并且在投影系统的最终元件和衬底之间(通常衬底具有比投影系 统的最终元件更大的表面积)。提出来的一种用于设置上述解决方案的方法在公开号为 W099/49504的PCT专利中请出版物中公开了。这种类型的布置可以称为局部浸没系统布置。PCT专利申请公开出版物WO 2005/064405公开了另一种类型的光刻系统布置，称 为全浸湿布置，其中浸没液体是不受限制的。在这种系统中，衬底的整个顶部表面覆盖在液 体中。这可以是有利的，因为衬底的整个顶部表面在基本上相同的条件下进行曝光。这对 于衬底的温度控制和处理是有利的。在WO 2005/064405中，液体供给系统提供液体到投影 系统的最终元件和衬底之间的间隙。液体被允许泄露到衬底的其他部分。衬底台的边缘处 的液体控制器，例如阻挡件，防止液体溢出，使得液体可以从衬底台的顶部表面上以受控制 的方式去除。虽然这样的系统改善了衬底的温度控制和处理，但仍然可能发生浸没液体的 蒸发。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. US2006/0119809中有 记载。设置一种构件覆盖衬底W的所有位置，并且配置成使浸没液体在所述构件和衬底和 /或保持衬底的衬底台的顶部表面之间延伸。在一种浸没设备中，通过流体处理系统、结构或设备处理浸没流体。在一个实施 例中，流体处理系统可以供给浸没流体，并因此是流体供给系统。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，因而是可以包括流体限制部件的流体限制系统。在一 实施例中，流体处理系统可以提供阻挡件给浸没流体，因而是阻挡构件(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流，例如以便帮助控制浸没流体的流 动和/或位置。气流可以形成密封以限制浸没流体，因而流体处理结构可以称为密封构件； 这种密封构件可以是流体限制结构。流体处理系统可以位于投影系统和例如衬底台等台之 间。在一个实施例中，浸没液体被用作浸没流体。在这种情况下，流体处理系统可以是液体 处理系统。参照前面提到的内容，在本段落中提到的有关流体的限定特征可以被理解成包 括有关液体的限定特征。在流体处理系统或液体限制结构中，液体被限制到空间，即浸没空间。通过结构的 主体、投影系统的表面和下面的表面(例如衬底台、支撑在衬底台上的衬底、遮蔽部件和/ 或测量台)，液体例如被限制到限制结构内。在局部浸没系统的情形中，液体被流体处理系 统或液体限制结构和下面的结构之间的液体弯液面部分地限制在浸没空间内。在全浸湿系 统的情形中，液体被允许流出浸没空间到衬底和/或衬底台的顶部表面上。在浸没光刻设备中，如果气泡在成像期间通过投影束，则能够形成成像缺陷。由气 泡引起的缺陷可能是严重的，这导致形成有缺陷的器件，尤其是如果气泡足够大以至于影 响多于一个的成像器件。

发明内容
期望提供一种光刻设备，其中在成像期间气泡被阻止进入投影束。在本发明的一个方面中，提供一种光刻设备，包括衬底台，布置成保持衬底和沿 扫描方向扫描衬底；投影系统，布置成将图像投影到衬底上的同时，通过衬底台扫描衬底； 和液体限制系统，布置成将液体限制到投影系统和衬底之间的空间；其中投影系统具有光轴并且布置成将图像投影到像场，所述像场在垂直于光轴和扫描方向的方向上具有比在所 述方向上所述空间的最大尺寸小的最大尺寸；和所述液体限制系统具有与所述空间边界邻 接的液体限制部件，所述液体限制部件限定布置用以引导液体朝向所述衬底的连续的、细 长的液体供给开口，所述细长的液体供给开口在所述方向上具有大于所述像场的最大尺寸 且小于所述空间的最大尺寸的尺寸。根据本发明的一方面，提供一种用于将图像通过由液体限制系统限制在衬底的表 面上的液体主体投影到衬底上、同时沿扫描方向扫描衬底的浸没光刻设备，其中液体限制 系统具有细长的液体供给开口，所述细长的液体供给开口布置成在液体主体中形成具有相 对高的压力的区域，以便将液体中的气体气泡引导离开所述图像。根据本发明的一方面，提供一种使用光刻设备的器件制造方法，所述方法包括步 骤将液体主体限制到与衬底的表面接触的空间；通过所述液体主体将图像投影到所述衬 底上，同时沿扫描方向移动所述衬底；在扫描方向上图像前面的液体主体内形成具有相对 高的压力的细长区域，由此具有相对高的压力的区域有效地将液体主体内的气体气泡转移 离开所述图像。根据本发明的一方面，提供一种浸没光刻设备，其用于将图像通过由液体限制系 统限制在衬底的表面上的液体主体投影到衬底上的同时沿扫描方向扫描衬底；其中所述 液体限制系统具有液体限制部件，该液体限制部件具有与扫描方向对齐的至少一个角部并 且在面对衬底的表面内限定细长的液体供给开口，所述细长的液体供给开口位于所述角部 处。根据本发明的一方面，提供一种浸没光刻设备，其用于将图像通过由液体限制系 统限制在衬底的表面上的液体主体投影到衬底上、同时沿扫描方向扫描衬底；其中液体限 制系统具有液体限制部件，该液体限制部件具有面对衬底的表面，细长的液体供给开口限 定在该表面内且在扫描方向上定位在像场前面。根据本发明的一方面，提供一种液体限制系统，布置用以将液体限制到投影系统 和正对表面之间的空间，所述正对表面是衬底和/或配置用以支撑衬底的台，液体限制系 统包括与所述空间的边界邻接的液体限制部件，投影系统具有光轴并且布置成将图像投影 到像场中，所述像场在垂直于光轴和扫描方向的方向上具有小于在所述方向上所述空间的 最大尺寸的最大尺寸；液体限制部件限定布置用以引导液体朝向所述正对表面的连续的、 细长的液体供给开口，所述细长的液体供给开口在所述方向上具有大于所述像场的最大尺 寸且小于所述空间的最大尺寸的尺寸。根据本发明的一方面，提供一种用于浸没光刻设备的液体限制系统，液体限制系 统配置成将浸没液体限制到衬底的表面上的同时沿扫描方向扫描衬底，其中所述液体限制 系统具有细长的液体供给开口，所述细长的液体供给开口布置成在液体中形成具有相对高 的切变和压力梯度的区域，以便将液体中的气体气泡转移离开通过液体投影到衬底上的图像。根据本发明的一方面，提供一种用于浸没光刻设备的液体限制系统，所述液体限 制系统配置成将浸没液体限制到衬底的表面上，并且具有包括多个形成在面对衬底的表 面上的液体供给开口的液体限制部件，所述多个液体供给开口包括至少两个不同长度的开
根据本发明的一方面，提供一种用于浸没光刻设备的液体限制系统，所述液体限 制系统配置成将浸没液体限制到衬底的表面上，并且具有液体限制部件，所述液体限制部 件具有与扫描衬底所在的扫描方向对齐的至少一个角部，并且包括形成在该表面上的细长 的液体供给开口，所述细长的液体供给开口位于所述角部处。根据本发明的一方面，提供一种用于浸没光刻设备的液体限制系统，液体限制系 统配置成将浸没液体限制到衬底的表面上并且具有液体限制部件，所述液体限制部件包括 面对衬底的正对表面、形成在该表面中且沿扫描衬底所在的扫描方向定位在投影到衬底表 面上的像场前面的细长的液体供给开口。


现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附 图中相应的附图标记表示相应的部件，其中图1示出了根据本发明实施例的光刻设备；图2和3示出在光刻投影设备中用作液体供给系统的流体处理结构；图4示出用于光刻投影设备中的另一液体供给系统；图5示出流体处理结构的横截面；图6示出根据本发明的一个实施例的流体处理结构的平面图；图7示出图6中的流体处理结构的一部分的平面图；图8是沿图7中的第三处理结构的线I-I取的横截面图；图9是与图8类似的视图，示出根据本发明一个实施例的另一流体处理结构。图10是与图8类似的视图，示出根据本发明一个实施例的另一流体处理结构。图11和12是根据本发明实施例的流体处理结构的平面图；以及图13和14分别是根据本发明另一实施例的流体处理结构的平面图和截面图。
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，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)。光刻设备可以是具有两个(双台)或更多诸如衬底台等台(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 备可以是分立的主体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO看 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，以在其横截面中 具有所需的均勻性和强度分布。类似源S0，照射器IL可以被看成或可不被看成形成光刻设 备的一部分。例如，照射器IL可以是光刻设备的一部分或是与光刻设备分立的主体。在后 一种情形中，光刻设备可以配置成允许照射器IL安装在其上。可选地，照射器IL是可拆卸 的并且可以单独地设置(例如，通过光刻设备制造商或其他提供者)。
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 P1、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可以位于 所述管芯之间。可以将所示的设备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)。在另一个模式中，将用于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。用于在投影系统PS的最终元件和衬底之间提供液体的布置是所谓的局部浸没系 统。在这种系统中，使用流体处理结构，其中液体仅被提供至衬底的局部区域。由液体填满 的空间在平面图中小于衬底的顶部表面，并且填充液体的区域相对于投影系统PS基本上 保持静止，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流体处理结 构。如图2-3所示，液体优选沿衬底相对于最终元件的移动方向通过至少一个入口被供给至衬底上。液体在已经通过投影系统下面之后通过至少一个出口被去除。也就是说， 当衬底在所述元件下沿着-X方向扫描时，液体在元件的+X —侧供给并且在-X —侧去除。 图2是所述配置的示意图，其中液体通过入口供给，并在元件的另一侧通过与低压源相连 的出口去除。在图2中，虽然液体沿着衬底相对于最终元件的移动方向供给，但这并不是必 须的。可以在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 在最终元件的周围在每侧上以规则的重复方式设置了四组入口和出口。在图4中示意地示出了另一种具有液体局部供给系统的浸没光刻方案。液体由位 于投影系统PS任一侧上的两个槽状入口供给，由设置在入口 IN的径向向外的位置上的多 个离散的出口去除。入口可以布置在板上，所述板在其中心有孔，辐射束通过该孔投影。液 体由位于投影系统PS的一侧上的一个槽状入口提供，而由位于投影系统PS的另一侧上的 多个离散的出口去除，由此造成投影系统PS和衬底W之间的液体薄膜流。选择使用哪组入 口和出口组合可以依赖于衬底W的移动方向(另外的入口和出口组合是不起作用的)。另一种已经提出的布置是提供具有液体限制部件的液体供给系统，液体限制部件 沿投影系统的最终元件和衬底台之间的空间的至少一部分边界延伸。这种布置在图5中示 出ο图5示意地示出了具有流体处理结构12的液体局部供给系统。所述流体处理结 构12沿投影系统PS的最终元件和期望是基本上平的表面的正对表面(例如衬底台WT或 衬底W)之间的空间11的边界的至少一部分延伸。(要说明的是，在下文中提到的衬底W的 表面如果没有特别地规定，也附加地或可选地表示衬底台WT的表面。)尽管可以在Z方向 上存在一些相对移动(在光轴的方向上)，但是流体处理结构12在XY平面内相对于投影系 统PS基本上是静止的。在一实施例中，密封被形成在流体处理结构12和衬底W的表面之 间，并且可以是非接触密封，诸如流体密封，例如液体密封，期望是气体密封。这种系统在美 国专利申请出版物第US2004-02078M号中公开，这里通过参考全文并入。流体处理结构12至少部分地将液体限制在投影系统PS的最终元件和衬底W之间 的浸没空间11内。到衬底W的非接触密封16可以形成在投影系统PS的像场周围的流体 处理结构12的下表面40中，使得液体被限制在衬底W表面和投影系统PS的最终元件之间 的空间11内。期望地，下表面40基本上平行于正对表面。浸没空间11至少部分地由位于 投影系统PS的最终元件的下面和周围的流体处理结构12形成。液体通过液体入口 13被 引入到投影系统PS下面和流体处理结构12内的所述空间11中。液体可以通过液体出口 13被去除。所述流体处理结构12在投影系统PS的最终元件上面一点延伸。液面高于最 终元件，使得能提供液体的缓冲器。在一个实施例中，所述流体处理结构12的内周的上端 处的形状与投影系统PS的形状或投影系统的最终元件的形状一致，例如可以是圆形。在底 部，由下表面40的边缘20限定的内周与像场的形状接近一致，例如矩形，虽然并不是必须 的。下表面40具有外部边缘45或边缘。气体密封16由气体形成，例如空气或合成空气，在一个实施例中为氮气N2或其他 惰性气体。该气体密封16中的气体在压力下通过入口 15提供到流体处理结构12和衬底 W之间的间隙。该气体通过出口 14抽取。气体入口 15处的过压、出口 14处的真空水平和 间隙的几何形状布置成使得形成向内流动的限制液体的高速气流。气体作用在流体处理结 构12和衬底W之间的液体上的力将液体限制在浸没空间11内。入口 /出口可以是围绕空间11的环形槽。环形槽可以是连续的或非连续的。气流有效地将液体限制在空间11中。 这种系统在美国专利申请出版物第US2004-02078M号中公开。不同的布置可以用作还可以用作液体抽取器的密封布置的替换。一种布置是单相 抽取器，其可选地具有气体密封，例如在2006年2月23日递交的美国专利申请出版物第US 2006-0038968号中公开的，这里通过参考并入本文。单相抽取器可以具有位于流体处理结 构12的表面上的多孔板，在多孔板上面液体可以在轻微的负压下被供给，例如在多孔板的 气泡点以下，并且在多孔板下面在流体处理结构和正对表面之间是弯液面，使得是液体而 不是气体通过多孔板被抽取。在多孔板中，可以形成最大尺寸在1-100 μ m,期望是5-50 μ m 范围内的开口。多孔板可以由亲液材料形成或涂敷有亲液材料。图6示出另一种布置，其可以替换图5的密封布置14、15、16，其中包括本发明的一 个实施例的弯液面钉扎装置。图6中的弯液面钉扎装置包括多个离散(抽取)开口 50。每 个开口 50显示为圆形的，但是这并不是必须的。事实上，开口 50中的一个或多个的形状可 以是选自由下面的形状组成的组中的一个或多个方形、圆形、直线形状、矩形、椭园形、三 角形、细长形状，例如狭缝等。每个开口 50在平面上具有最大的横截面尺寸(例如直径)， 可能具有大于0. 5mm的最大尺寸，优选大于1mm。因此，开口 50不太受污染物的影响。图6中的弯液面钉扎装置的开口 50中的每一个可以连接至分开的负压源。替换 地或附加地，每个或多个开口 50可以连接至本身保持在负压下的公共的室51 (其可以是环 形的)。在这种方式中，可以在每个或多个开口 50处实现均勻的负压。开口 50可以连接至 真空源和/或围绕液体供给系统的周围气体环境的压力可以升高以便产生所需的负压。每个开口 50被设计成抽取液体和气体的混合物，例如两相流的形式。液体从空间 11中被抽取，而气体从开口 50的另一侧处的周围气体环境中被抽取到液体中。这形成如箭 头100所示的气流。气流有效地将弯液面90钉扎在开口 50之间的适当位置处，如图6中 所示，例如在相邻的开口 50之间。通过气流诱发的压力梯度和/或作用在液体上的气流的 拖曳(剪切)，气流有助于保持通过动量阻塞限制的液体。如图6所示，开口 50被定位成以便形成在平面上为多边形的形状。在图6的情形 中，是具有主轴110、120的菱形的形状，其主轴与衬底W在投影系统PS下面移动的主方向 对齐。这有助于确保最大扫描速度比开口 50布置成圆形时的快。这是因为作用在两个开 口 50之间的弯液面上的力以因子cos θ被减小，其中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。通过使得开口 50的形状的主轴110与衬底的移动主方向(通常 是扫描方向)对齐并且使得第二轴线120与衬底的移动的另一移动主方向(通常是步进方 向)对齐，可以优化产量。应该认识到，θ不等于90°的任何布置将是有利的。主轴与移 动的主方向的精确对准不是必需的。还应该认识到，如果形状是圆形的，则总是存在两个开 口 50垂直地对准移动的方向，使得这两个出口之间的弯液面接收衬底W移动带来的最大可 用力。从上面可以知道，即使使用侧边与衬底的移动主方向以大约45°对准的正方形也可 以得到很好的效果。然而，本发明可以应用于由开口 50形成的在平面图中的任何形状，例 如圆形。开口的径向外侧可以是气刀开口，在操作期间可以通过气刀开口提供气流。这种 布置在2009年5月25日递交的US61/181，158中描述，其通过参考全文并入。开口 50和流体处理结构12的更多的细节可以在US 2008/0212046中找到，其通过参考全文并入。在下表面40中形成的是另一供给开口 70，其用于从流体处理结构12供给(或者 引出)流体(例如液体，诸如浸没液体)。供给开口 70可以被看作引入液体进入空间11。 相对于投影系统PS的光轴，供给开口 70位于抽取开口 50的径向外侧。离开流体处理系统 12的供给开口 70的液体被引导朝向衬底W。设置这种类型的供给开口 70，以便减小在浸没 液体中产生气泡的机会。气体可以被捕获在衬底W的边缘和衬底台WT之间的间隙内。在 流体处理结构12的下表面的相对于衬底移动方向的前部，流体处理结构可以相对于衬底W 的正对表面充分快地移动，使得液体不能够从空间11流到开口 50。边缘20和开口 50之间 的流体处理结构12的下表面的一部分可能会去浸湿(dewet)，这影响开口 50的弯液面钉扎 的有效性。期望是在开口 50的附近，通过供给开口 70供给液体可以减小在浸没液体中包 含气泡和一个或多个开口 50去浸湿的风险。供给开口 70的几何形状对流体处理结构12限制液体的有效性具有影响。具体地，期望在平面图中有角的供给开口 70的形状在平面图中与开口 50的形状 类似。在一个实施例中，供给开口 70和开口 50的有角的形状期望是基本上相同的。在一 个实施例中，每个形状的每个角部的顶点处是供给开口 70或开口 50。期望地，供给开口 70 每一个在IOmm内，期望5mm的开口 50。由开口 50形成的形状的所有部分期望在由供给开 口 70形成的形状的一部分的IOmm内。有关抽取开口 50和供给开口 70的更多内容可以在2009年5月6日递交的USSN 12/436，626中找到，这里通过参考全文并入。如图7和8更详细地示出的，在位于主轴110上的液体处理结构12的角部处，用基 本上连续的V形狭缝71替代多个离散的例如圆形的供给开口 70。供给开口 70和狭缝71 连接至可以是环形的室72，通过室72供给液体。V形狭缝71沿垂直于主轴110的方向具 有尺寸或宽度Li，其大于像场130的宽度L3 (如图6所示)。像场130的宽度L3等于可以 通过设备成像的管芯的最大宽度。宽度Ll等于狭缝到垂直于扫描方向的轴线的投影。狭 缝71的宽度Ll小于由液体处理结构12限制的浸没液体的主体的宽度。在一个实施例中， 宽度Ll小于流体处理结构12的中心开口的宽度L2。在操作时，通过液体开口狭缝71供给的液体在其与衬底W之间形成具有相对高的 压力的连续区域73。通过该高压区域73形成的压力梯度和剪切流用作在扫描曝光期间偏 转在流体处理结构12的前端角部附近的弯液面处可能产生的气泡。这种气泡可能以不同 的方式产生。例如，如果衬底上的液滴与前进弯液面碰撞或当被限制的浸没液体的主体通 过一定高度的台阶(例如衬底边缘和衬底台之间的间隙或凹槽)时，可以由两相流出情况 下的湍流产生气泡。一旦在浸没液体中存在气泡，气泡倾向于相对于衬底保持静止，并因此 可以被衬底的扫描移动扫描进入投影束。通过将所有这种气泡从像场130转移离开，即使 不能完全避免，也可以减少由气泡的印刷带来的缺陷。由从狭缝71发射的液体形成的高压 区域可以看成形成用于像场130的气泡屏蔽。在一个实施例中，宽度Ll大于或等于像场130的宽度L3的三倍。在这种布置中， 高压区域还扫过下一个目标部分，同时对当前的目标部分成像。这帮助在目标部分曝光之 前清洁该目标部分。高压区域等于或大于三个管芯的宽度，使得在利底沿任何方向移动 (例如，如果当前的移动是扫描，则衬底步进)时可以实现这个优点。
可以通过由从狭缝71发射的液体形成的高压区域偏转的气泡的尺寸依赖于设备 的不同的参数，包括液体的流速、流体处理结构12在晶片W上面的高度以及狭缝71的宽 度。为了偏转已经连接至流体处理结构下面的表面的气泡，其他的参数是有关联的，包括狭 缝71下面的表面的接触角的滞后(hysteresis ofcontact angle)以及狭缝71下面的表 面的接触角(SACA)。在本发明的一个实施例中，通过狭缝71和供给开口 70的液体供给速率等于或大 于11/min (升/分钟)，等于或大于1. 251/min,等于或大于1. 51/min,或者等于或大于21/ min0在本发明的一个实施例中，通过狭缝71和供给开口 70的液体供给速率以及通过开口 50的液体流出速率被选择成使得存在来自由液体处理结构限制的，例如限制在液体处理结 构12的中心开口内的液体的主体的净流出液体。液体通过液体入口 13被供给至浸没空间。 以此方式，可以确保不存在不同温度的液体的混合。在一个实施例中，狭缝71具有小于或等于大约100 μ m、小于或等于大约70 μ m、小 于或等于大约50 μ m、小于或等于大约30 μ m、小于或等于大约20 μ m的宽度。在一个实施 例中，狭缝71具有大于或等于大约10 μ m的宽度。离散的液体供给开口 70和连续的狭缝 71 一起形成围绕液体处理结构12的完整的回路。在一个实施例中，狭缝的宽度和供给开 口 70的尺寸和间隔被选择成使得每单位长度的总的开口面积围绕该回路是恒定的。换句 话说，狭缝71的宽度w等于供给开口的布置的每单位长度的供给开口 70的数量乘以每个 供给开口 70的面积。在一个实施例中，在操作期间在形成狭缝71的正对表面和衬底或衬底台之间的 距离，已知为阶梯高度，小于或等于大约200 μ m、小于或等于大约180 μ m、小于或等于大约 150 μ m、小于或等于大约130 μ m。在一个实施例中，阶梯高度大于或等于大约100 μ m。在狭缝71下面的表面可以具有大于或等于大约60°的接触角、大于或等于大约 70°的接触角、大于或等于大约80°的接触角、大于或等于大约90°的接触角、大于或等 于大约100°的接触角、大于或等于大约110°的接触角。在狭缝下面的表面可以具有小 于或等于大约20°的对液体的接触角滞后、小于或等于大约15°的、小于或等于大约10° 的、小于或等于大约5°的接触角滞后。期望地，接触角滞后(接触角和后退接触角之间的 差值)尽可能地小。滞后越小，则越容易通过气泡偏转装置从衬底移去所有气泡。在较小 的滞后的情况下，需要较小的力移动气泡。由狭缝71形成的高压区域可以有效地偏转尺寸大于或等于大约30 μ m、或大于或 等于大约20 μ m、大于或等于大约15 μ m、大于或等于大约10 μ m、或者大于或等于大约5 μ m 的气泡。在本发明的一个实施例中，小气泡可能被允许通过高压区域，因为它们在到达投影 束之前将会溶解在具有非常低的被溶解气体水平的浸没液体内。将要在一定时间内溶解的 气泡的尺寸依赖于高压区域和像场之间的距离，以及衬底和浸没液体的移动速率。在一个 实施例中，直径小于5 μ m的气泡将在到达投影束之前溶解。气泡偏转装置偏转粘附在流体处理结构下面的表面的给定直径的气泡的能力可 以通过考虑下面限定的毛细管数量来确定。发明人已经确定，当大于零时，气泡将被 偏转，其中ACa = Ca-Cacritical^fc Journal of Fluid Mechanics vol. 377, pp. 189-222, 1998 中 的Dimitrakopoulos 禾口 Higdon 的文章 iOn the displacement ofthree-dimensionalfluid droplets from solid surfaces in 1 ow-Reyno 1 ds-number shear flows'中限定了 Ca。Hti。al。毛细管部件Ca的定义是基于总的剪切速率，总的剪切速率考虑了所有不一致的 剪切和压力梯度。使用用于具体应用的计算流体动力(CPD)，考虑相关的参数，例如狭缝宽 度、流量、浮动高度(flyingheight)、扫描速度、接触角滞后等，计算总的剪切速率。毛细管部件Ca定义为Ca = c^-
Y其中，a是当量气泡半径(S卩，与所考虑的气泡具有相同体积的球形气泡的半径)， Y 是表面张力，Gtot 是:G">' = [Τ-2R.Gradp\^。其中R是气泡T基部的半径(壁剪切应力)，梯度ρ (壁处的压力梯度)用CFO模 型计算；并且，ν是扫描速度。然后，毛细管部件Ca定义为
” Glnl aCa =
7其中a是当量气泡半径(即，与所考虑的气泡具有相同体积的球形气泡的半径)， Y是表面张力。例如在90°前进接触角和20°滞后的表面上的气泡的Caraitieal的典型体积是 0. 11。基于这样的示例和0. 75m/s的扫描速度，发明人已经确定，对应本发明实施例的合适 的参数值是浮动高度 100-130 μ m狭缝宽度为20to 30 μ m流速为 1. 5to 21/min发明人已经确定，期望的值可以是浮动高度120 μ m狭缝宽度为20 μ m流量为21/min应该注意的是，一个实施例的气泡偏转装置将不必分离已经粘附到流体处理结构 下面的表面上的气泡，而可以仅将气泡从像场中移出。如果气泡是分开的或开始就是浮动 的，很显然，偏转这种气泡将远比偏转粘附到表面的气泡容易。图9示出根据本发明另一个实施例的液体处理结构12的一部分的横截面。本发 明的该实施例与前面描述的相同，除了下面讨论的以外，因此为了简明而省略对共同的特 征的描述。如图9所示，距离hi是液体处理结构12的下表面和狭缝71内侧的衬底W之间 的距离。距离h2是液体处理结构12的下表面和狭缝71外侧的衬底W之间的距离。距离 hi大于距离h2。在液体处理结构12的下表面，在狭缝71处存在台阶。通过所述台阶，附 壁效应(Coanda effect)意味着离开狭缝71的液体倾向于围绕台阶流动，因此离开投影系 统PS的光轴朝外流动。液体从狭缝71向外流出是期望的，因为这可以改善气泡偏转效果。图10是根据本发明另一实施例的液体处理结构的横截面图。该实施例的特征和 用途与上面描述的第一实施例相同，为了简明，下面描述不同之处。如图10所示，在该实施例中，通过液体处理结构12的下表面的狭缝71通路与衬底W的表面成锐角，使得从狭缝71 排出的液体向下和向外流动。与图9的实施例类似，液体的附加向外流动可以改善气泡偏 转效果。细长的狭缝71可以设置在平面图中为任何形状的流体处理结构中，包括例如圆 形液体限制结构。在圆形或弯曲的液体限制结构中，细长的狭缝可以是弯曲的或直的。在一个实施例中，细长的狭缝71设置在四边形液体处理结构12的所有四个角部 上。细长的狭缝71可以设置在相对于衬底移动期间(例如当步进以及扫描时)领先液体 处理结构12的每个角部上，如图11所示。在另一实施例中，如图12所示，细长的狭缝71 仅设置在扫描时领先的角部上。狭缝71可以具有直的或弯曲的形状，例如相对于投影系统 的光轴具有正的曲率半径，并且可以包括一个或多个角部或弯曲部。如果狭缝71具有角 部，例如与衬底的步进和/或扫描方向对齐，这些角部可以是具有正的曲率半径的圆形或 曲线。细长的狭缝71可以看成是气泡偏转装置。在一个实施例中，在两个相邻狭缝平行的情况下，两个或多个狭缝可以设置在液 体处理结构的一个角部处，以形成偏转气泡的两个或多个高压区域。以此方式，通过第一高 压区域的所有气泡将遭受到第二或连续的高压区域，并且可能被其偏转。每个连续的高压 区域可能偏转一定量的气泡，但不足以避免像场。然而，组合的偏转可以充分阻止气泡进入 像场。在一个实施例中，两个相邻的狭缝不必要精确地平行，例如在平行的5度内、期望是 3度内或1度内。图13和14示出根据本发明一个实施例的另一液体处理结构。图13是从液体处理 结构312下面看的视图。图14是在使用期间沿图13中的线II-II取的液体处理结构312 的横截面图。液体处理结构312是大体矩形，并且具有中心孔312a，投影束B可以通过中 心孔照射像场130。液体处理结构312被分成围绕中心孔312的多个同心的区域。第一区 域313具有薄板的形式，称为流量板，其在使用时定位在投影系统PS的底部和晶片W之间。 区域313的面对衬底W的表面具有形成于其中的、在中心开口 31 的每一边上的V形狭缝 370。在使用时，通过位于液体处理结构312内的管道(未示出)供给液体，以便从V形狭 缝370发射液体，以便在浸没液体11内形成用于偏转气泡的高压区域，如在上面的实施例 中那样。流量板313的外侧是过渡区域314，其形状形成为使得衬底W和液体处理结构312 的下表面之间的距离在该区域增大。过渡区域314的外侧是主液体抽取区域315。在该区 域，液体处理结构312的下表面间隔离开衬底W的距离比间隔离开流量板区域313的下表 面的距离更远。在液体抽取区域315中的下表面设置有连接至液体处理结构312内的管道 (未示出)的多个开口，例如多孔板的形式，管道连接至负压源以便抽取例如单相流中的液 体和/或气体。最外面是密封区域316，其下表面与衬底W间隔开分的距离与到流量板313的下表 面的距离接近。密封区域316用来限制浸没流体的损失，并且还可以限制经由液体处理结 构312内的管道(未示出)连接用以抽取液体和/或气体的开口，例如多孔板形式的开口。 依赖于衬底的移动的速度和方向，浸没液体11的弯液面可以位于主抽取区域315或密封区 域316内部。在该实施例中，可以采用在上面的实施例中使用的影响气泡偏转的不同参数 的类似值。
为了进一步减少气泡进入空间11，本发明的一个实施例还包括气体供给装置，配 置成供给气体至邻近空间11的区域(例如一定容积或朝向一个区域)。这种气体供给装 置在2010年12月7日递交的USSN12/961，586中公开，其通过参考全文并入。流体处理系 统的局部的区域，例如上面描述的那些区域，可能遭受气泡进入到空间11中的麻烦。当在 流体处理系统12和流体处理系统12下面的表面之间延伸的弯液面(如图5示出的弯液面 320)和液滴(例如已经逃逸出空间11的液体的液滴)在表面上碰撞时，气体的气泡可能会 进入空间11。气泡进入空间11是有害的，因为气体的气泡可能导致成像误差。液滴通常在 至少三种情形中的一种情况下被留下来(a)当液体处理装置和衬底W之间存在相对移动， 液体处理装置位于衬底W的边缘的情况；(b)当液体处理装置和正对表面之间存在相对移 动，液体处理装置位于面对液体限制结构的正对表面的高度发生改变的台阶上的情况；和 /或(c)由于液体处理装置和正对表面之间的太高的相对速度，例如当弯液面变得不稳定， 例如通过超过正对表面的临界扫描速度时。气泡还可以包含在如图5示出的液体限制结构 12和投影系统PS之间延伸的弯液面400处。这里，通过从位于液体处理系统12的正对表 面的径向内侧上的液体入口(图5中的入口 13)供给的液体，从投影系统PS和液体处理装 置12之间夹杂气体，可以产生气体的气泡。已经观察到，非常小的气体气泡可以在它们到达空间11的像场130之前(如图6 所示)溶解到浸没液体中。本发明的一个实施例使用这个事实，即溶解速度依赖于截留的 气体的类型和浸没液体的性质。二氧化碳(CO2)的气泡通常比空气的气泡溶解更快。二氧化碳(CO2)的气泡具有 比氮气大五十五倍(5 的溶解度，而扩散率是氮气的0.86倍，通常二氧化碳(CO2)的气泡 的溶解时间比相同尺寸的氮气气泡的溶解时间短三十七倍(37)。在已经通过沸腾脱气的超纯水中进行一个实验。然后，水被冷却并且施 加-950mbar的真空。环境空气和CO2的气泡被放置在放置在水中的衬底的边缘上。气泡 尺寸在0. 5到Imm之间。在30秒之后，(X)2的气泡尺寸减小到0. Imm到0. 3mm之间，并且在 1分钟之后ω2的气泡尺寸不大于0. 1mm。在这个时间期间，空气的气泡尺寸没有明显的变 化。气泡直径随时间变化的解析关系式为dDhub_ Sh-Diff-Sol-RTjPhyd
dtk PhydDbub+^σ其中R是通用气体常数；T是温度；Diff是扩散率；Sol是溶解度；t是时间；Dbub 是气泡直径；证是舍伍德数(kd/Diff，其中k是质量传递系数，d是特征尺寸)；Phyd是液 压；σ是表面张力。关系式显示，直径小于Imm的(X)2气泡将在1或2分钟的时间量级内溶解。相比， 氮气的气泡将在小时时间量级内溶解。这与上面提到的实验是相符的。另一分析模型涉及溶解时间τ与气泡直径、扩散率、溶解度、通用气体常数和温 度之间的关系。
D 2τ =-^-
6Sh-Diff'-Sol-RT第二个关系式示出，直径Imm的(X)2气泡将在大约70秒内溶解，相对比，通过第一个分析模型预测为110秒。因此，实验结果大致地与上面两个分析模型一致。较高的溶解度和/或较高的质 量传递系数实现较快的溶解。对于给定的流动条件和几何条件组，对于第一级近似，舍伍德 数与相关的气体或液体无关。这说明，质量传递系数和扩散率基本上成比例。因此，虽然在 第一个关系式线上面和第二个关系式线下面的扩散率约去，因为质量传递系数与扩散率成 比例，所以较高的扩散率导致较快的溶解。因此，合适的气体可以具有较高的溶解度和/或 较高的扩散率。合适的气体在浸没液体中可以具有比空气大的扩散率和溶解度的乘积。使用分析模型获得的结果，可以确定特定气体的气泡可以期望如何迅速地溶解在 液体中。包含在弯液面320处的气泡可以相对于正对表面是静止的，并且可以定位在衬底 上。气泡可以朝向像场130移动通过空间。为了不发生成像缺陷，期望包含的气泡在其到 达将要通过投影束B曝光的像场130之前溶解。对于给定的流体处理系统，弯液面320的 期望位置和像场130之间的距离是已知的。气泡的行进距离可以等于衬底W的行进距离， 以在投影系统PS下面从气泡进入液体处的位置行进到气泡达到曝光区域中的位置。因此， 对于高扫描速度，气泡将需要比慢的扫描速度较快地溶解，因为气泡从弯液面320到达像 场130所花费的时间将比慢速扫描少。如果气体的气泡是在浸没液体中具有高的扩散率、溶解度或扩散率和溶解度乘积 的气体，根据上面的两个分析模型，气泡将非常快地溶解到浸没液体中。因此，使用本发明 的一个实施例将减少成像缺陷的数量，由此允许较高的产出(例如，衬底W相对于液体处理 系统12的较高的速度)和较低的缺陷率。因此，本发明的一个实施例提供气体供给装置，配置成供给气体至邻近空间11的 区域(例如至一体积，或朝向一个区域)。具体地，提供气体，使得其存在于邻近在正对表面 和液体处理装置12之间延伸的弯液面320的区域中和/或邻近在液体处理装置12和投影 系统PS之间延伸的弯液面400的区域中。合适的气体是例如在浸没液体(例如水)中在20°C和Iatm总压力的条件下具有 大于1X10—3的溶解度(在Iatm总压力(气体分压和浸没液体分压的和)的条件下的每单 位浸没液体质量的气体质量)的气体。气体体积而不是气体重量可能是更重要的，因为气 体的特定体积而不是重量需要填充邻近空间的区域。因此，溶解度可以更好地以每千克液 体的气体摩尔(mol)数(S卩，mol/kg)表示。在这种情形中，溶解度应该大于^cl0_3mol/kg、 期望大于 1 Ox 1 (T3Hio 1/kg、15x 1 (T3Hio 1/kg、20x1 (T3Hio 1/kg 或 25xl(T3mol/kg。合适的气体可以是例如在20°C和Iatm总压力的条件下具有大于3xl0_5 Cm2iT1的 扩散率的气体。这是与扩散率为2. 3x 10_5 cm2。的空气相比。期望地，扩散率大于8x 10_5、 Ix 10_4或切IO-4Cm2s-10大多数气体具有1- KT5Cm2iT1之间的扩散率。氧气和氮气都具 有2. 3x IO-5Cm2s-1的扩散率，并且二氧化碳为1. 6xl0"5cm2s^o氦气具有3. 8x lO—Ws—1的 扩散率(和1. 6x 10_6kg/kg或4x lO—W/kg的溶解度)。氢气具有5. 8x lO-Ws-1的扩 散率(和 1. 6x 10_6kg/kg 或 8x lO—W/kg 的溶解度)。具体地，期望是在20 °C和Iatm总压力的条件下具有大于Ix l(T3kg/kg或3x 10_3mOl/kg的溶解度和/或在20°C和Iatm总压力的条件下具有大于3x lO^cm^"1的扩散 率的气体。在一个实施例中，气体是具有大于空气的扩散率和溶解度乘积的气体。例如，扩 散率和溶解度乘积应该大于IxKT9Cm2iT1 (使用溶解度质量比)或& 10_8mol cm2。kg—1 (使用溶解度的mol/kg)。期望地，扩散率和溶解度乘积大于切10_9、lx 10_8或3x S—cm、-1 (使 用溶解度质量比)或 4χ 1(Γ8、10χ 1(Γ8、20χ 1(Γ8、40χ 1(Γ8 或 50x lO^cm's^mol kg—1 (使用 溶解度的mol/kg)。示例的气体是二氧化碳。在一个实施例中，使用具有比空气大的扩散率和溶解度乘积(在20°C和Iatm总压 力的条件下)的气体。溶解度可以以kg/kg或mol/kg测量。具有这些性质的气体将比空 气快地溶解在浸没液体中，由此允许以较高的扫描速度使用，而没有包含在弯液面320、400 处的气泡仍然在曝光时间存在于曝光区域的风险。一种示例气体是二氧化碳，其可以是期望的，因为二氧化碳可容易利用，并且可以 用在浸没系统中用于其他用途。二氧化碳在20°C和Iatm总压力的条件下在水中具有1. 69x l(T3kg/kg或37x 10_3mol/kg的溶解度。其他合适的气体可以是氯气(7. Ox 10_3kg/kg或 98x 1(Γ3 mol/kg)、硫化氢(3. 85x 10_3kg/kg 或 113x l(T3mol/kg)、氯化氢(0.721kg/kg 或 19753x l(T3mol/kg)、氨水(0. 531 kg/kg 或 312;35xl(T3mol/kg)、或二氧化硫(0. 113kg/kg 或1765x 10_3mol/kg)。这些气体的一部分可以具有一个或多个优点。例如，这些气体的一 部分可能与浸没光刻设备中的部件反应和/或可能是有毒的，因而可能较难以处理和不如 二氧化碳理想。任何容易溶解于浸没液体的非反应气体是合适的。用在本发明的一个实施例的这些气体与在20°C和Iatm总压力的条件下在水中分 别具有 4. 34x 1 (Tlg/kg 或 1. 36x 1(Γ3 mol/kg 和 1.90x l(T5kg/kg 或 0. 68χ l(T3mol/kg 的 溶解度的氧气和氮气比照。因此，氧气或氮气或空气(其中两种气体形成主要部分)中的 一个不可能在到达空间11的像场130之前溶解。气体供给装置供给在20°C和Iatm总压力的条件下在浸没液体中具有大于Ix
10_3mol/kg的溶解度的气体以排出其他气体。因此，气体供给装置排出的 所有气体可以具有大于Ix 10_31^/1^或切10_3mol/kg的溶解度。因此，这种气体供给装 置与供给空气(包括二氧化碳)的气体供给装置是可区分的，因为空气包括溶解度低于Ix l(T3kg/kg 或 5x l(T3mol/kg 的氧气和氮气。这里描述的本发明的一个实施例可以在浸没液体的弯液面320、400周围形成(X)2 气氛，使得包含在浸没液体中的气体形成溶解在浸没液体中的气体包含。在供给浸没液体 到空间之前在浸没液体中溶解CO2(例如改变浸没液体的电阻率)会提供作为溶质而不是 气体的co2。供给(X)2溶质将不与本发明的一个实施例以相同的方式起作用，因为(X)2是在 浸没液体内提供的。在浸没液体中提供(X)2作为溶质代替在弯液面区域提供气体气氛的方 式中，(X)2已经溶解在空间内的液体中。CO2不存在于所包含的气泡的气体中，因此浸没液体 中(X)2的存在将不便于减小所包含的气泡的尺寸。这种布置可以看作与本发明的一个实施 例的工作方式。在一个实施例中，浸没液体在被提供到空间11之前被脱气。在一个实施例中，在 脱气之后和供给到空间11之前期望在浸没液体中溶解最少量的气体，期望没有气体。具 体地，没有特意用来在浸没液体脱气和供给到所述空间11之间在浸没液体中溶解气体的 部件。前面已经提出在将浸没液体提供至空间11、以便改变浸没液体的酸性或电导率之前 将二氧化碳溶解在浸没液体中，例如以便帮助防止一个或多个与浸没液体接触的部件的腐 蚀。然而，二氧化碳的加入量仅需要增加到足以防止腐蚀，在本发明的一个实施例对所包含 的气泡影响不明显的二氧化碳浓度之下。在本发明的一个实施例中，溶解在浸没液体中的二氧化碳的高浓度是不期望的，因为故意地溶解气体进入浸没液体至一定浓度以上将减小 该气体在浸没液体中的溶解度。溶液中该气体的存在(至少高于特定阀值)由此可以减小 所包含的气泡的气体迅速地溶解到足以帮助减小(如果不能避免)成像缺陷机会的可能 性。在一个实施例中，在液体弯液面320、400处形成气体氛围。这可以包括用气体包 围浸没光刻设备的曝光区域。曝光区域是围绕投影系统PS的末端的整个区域。在一个实 施例中，设备的整个内部具有供给其中的气体。在一个实施例中，提供至弯液面320、400的 气体的局部供给。例如，可以在液体处理系统12内提供单独的开口，以提供气体至弯液面 320,400.在一个实施例中，可以通过气刀提供气体，如下面所述。在一个实施例中，气体可 以供给至阻挡部件的区域，例如作为清洗气体。通常，气体供给装置包括气体源和经由管道连接至气体源的开口。在一个实施例 中，在流体处理系统内提供气体，使得具有高溶解度的气体的气体氛围围绕整个液体处理 装置12。液体限制结构12处于在流体处理系统的区域内供给的、例如作为清洗气体的气体 氛围内，例如被气体云笼罩。可以通过与液体限制结构12分离(例如邻近)的气体开口提 供气体。开口可以位于在气体开口和气体源之间延伸的管道的末端。气体开口可以是液体 限制结构12的外周周围的一个或多个开口。开口可以围绕液体限制结构12。在一个实施例中，用于高溶解度的气体的开口可以形成在流体处理系统12内。例 如可以参考在2010年12月7日递交的USSN 12/961，586中描述的气体供给装置，其通过 参考全文并入。例如，气体开口可以是形成在液体限制结构12的表面内的一体的开口。从 气体开口排出的在浸没液体内具有高溶解度的气体因此可以邻近弯液面320，如图5所示。 从开口排出的气体通过液体液滴与弯液面320的碰撞可以包含到空间11内的浸没液体中 气体气泡内。由于气体容易被吸收进入浸没液体，可以期望，气体在到达空间11内的光学 路径之前将被吸收进入浸没液体。所描述的气体开口 200可以应用到任何类型的例如位于 邻近抽取器的位置处的流体处理系统12。此外，参照图5，另一气体开口可以布置成在液体 限制结构12和投影系统PS之间延伸的弯液面400附近提供气体。优选地，该另一开口定 位在弯液面400的期望的位置的径向外侧处。先存在的气体供给特征，例如图5中示出的例如气刀，可以用在气体供给装置中， 以供给这里描述的在浸没液体中具有高溶解度的气体。从图5中的开口 15排出的气体可 以由在20°C和Iatm总压力的条件下在浸没液体中具有大于Ix 10_3 kg/kg或切10_3mol/ kg的溶解度的气体组成。在这种情况下，开口 15可以连接至气体源。因此，可以应用流体 处理系统12的排出设计。在使用流体处理系统12的排出设计的情况下，如果没有最小化， 至少可以保持系统12的尺寸。以这种方式供给气体，使得环境气体(例如空气)被极大地从液体/气体分离线 (例如在弯液面320、400处)的环境中排出。可以在弯液面320、400处或其径向外侧供给 气体。在一个实施例中，供给气体作为清洗气体，以将弯液面与周围环境气体屏蔽分开。在 一个实施例中，供给气体以将液体限制在贮液器内或浸没空间内。可以在液体处理系统和 正对表面(例如衬底台和/或衬底)之间供给气体以在其之间形成密封。供给的气体可以 在浸没液体的弯液面和例如空气的周围气氛之间形成阻挡件。弯液面320、400暴露于其中的周围气体环境主要是供给的气体。因此，在没有气泡形成的情况下，在弯液面320、400处气体溶解到浸没液体中。在一段时间之后，供给的气 体的浓度可以上升。因此在弯液面处的液体主要受供给的气体的影响。供给的气体的增大 的浓度可以影响浸没液体的光学性质，例如其折射率。然而，在弯液面处从空间11连续地 抽取液体有助于防止弯液面径向外侧的液体受到气体增大的浓度的影响。然而，形成在弯液面处的、例如与液滴碰撞的所有气泡容易包含至少大多数是所 供给的气体的气体气泡。在例如出口 14或开口 50的抽取区域之外，气泡因为其包含供给 的气体而容易溶解于浸没液体。因为期望气泡在其到达像场130，即投影束通过空间11的 路径，之前溶解，所以气泡的大部分气体在其到达像场130之前溶解到浸没液体中。因为在 气泡的路径中的大部分液体在弯液面附近被抽取，供给的气体溶解所在的液体在其显著地 影响空间内的浸没液体的光学性质之前被可靠地抽取。通过使用气态的CO2，可以减少(如果不能避免)与弯液面320同液体液滴碰撞相 关的问题。通常300微米的液滴将产生30微米直径的气泡(即尺寸的十分之一)。这种二 氧化碳的气泡通常在到达曝光区域之前溶解在浸没液体中(要注意的是，这种尺寸的液滴 可能引起一个或多个其他问题)。因此，由液滴引起的问题将不会更严重。浸没系统将对与 已经从所述空间中逃逸出的浸没液体的相互作用更具有耐受能力。当气体供给系统与所述的气泡偏转系统(即，设置有连续的、细长的布置成引导 液体朝向衬底的液体供给开口的液体限制部件)结合使用时，要注意的是，可以减小通过 细长的液体供给开口供给的偏转临界气泡所需的液体的量。换言之，需要通过细长的液体 供给开口供给较少的液体，以偏转临界的气泡，在使用气体供给系统的情况下，气体供给系 统在限制的液体的弯液面附近的区域中提供在浸没液体中具有高溶解度的气体。在一个实施例中，提供一种光刻设备，包括衬底台，布置成保持衬底并沿扫描方向扫描衬底；投影系统，布置成将图像投影到衬底上，同时通过衬底台扫描衬底；和液体限制系统，布置成将液体限制到投影系统和衬底之间的空间；其中投影系统具有光轴，并布置成将所述图像投影到像场中，所述像场在垂直于光轴 和扫描方向的方向上具有小于所述空间在所述方向上的最大尺寸的最大尺寸；和所述液体限制系统具有在所述空间边界处的液体限制部件，所述液体限制部件限 定布置用以引导液体朝向所述衬底的连续的、细长的液体供给开口，所述细长的液体供给 开口在所述方向上具有大于所述像场的最大尺寸且小于所述空间的最大尺寸的尺寸。液体限制系统还可以限定多个其他液体供给开口，所述其他液体供给开口沿至少 一条线布置并且具有比细长的液体供给开口的最大尺寸小的最大尺寸。相对于所述细长的液体供给开口，所述液体限制部件还在所述空间的另一侧限定 第二细长液体供给开口。在一个实施例中，细长的液体供给开口是V形的或弯曲的。液体限制系统还可以包括液体供给装置，其布置成供给液体至所述空间并且供给 量等于或大于大约11/min、等于或大于大约1. 251/min、等于或大于大约1. 51/min、或者等 于或大于大约21/min。在一个实施例中，所述细长的液体供给开口具有小于或等于大约ΙΟΟμπι的宽度、 小于或等于大约70 μ m的宽度、小于或等于大约50 μ m的宽度、小于或等于大约30 μ m的宽 度、或者小于或等于大约20 μ m的宽度。
在一个实施例中，所述液体限制部件具有正对表面，其限定细长的液体供给开口。在这样的实施例中，在所述设备操作期间正对表面定位离开所述衬底的距离小于 或等于大约200 μ m、小于或等于大约180 μ m、或者小于或等于大约150 μ m.在一个实施例中，所述设备还可以包括气体供给装置，配置成供给在20°C和Iatm总压力的条件下在浸没液体中具有大 于hl0_3mol/kg的溶解度的气体至邻近所述空间的区域。在这样的实施例中，气体供给装 置可以包括在20°C和Iatm总压力的条件下在浸没液体中具有大于切10_3 mol/kg的溶解 度的气体源。本发明还可以是浸没光刻设备的形式，其用于将图像通过由液体限制系统限制在 衬底的表面上的液体主体投影到衬底上、同时沿扫描方向扫描衬底，其中液体限制系统具有细长的液体供给开口，所述液体供给开口布置成在液体主体中 形成具有相对高的剪切和压力梯度的区域，以便将液体中的气体气泡转移离开所述图像。在这种设备中，细长的液体供给开口可以具有20 μ m到30 μ m范围内的宽度。液体限制系统可以包括液体限制部件，所述液体限制部件具有在使用时面对衬 底的表面；和定位系统，配置成将液体限制部件定位成使得所述表面离开所述衬底预定 距离，其中在所述表面中形成所述液体供给开口并且所述预定距离在大约120 μ m到大约 180μπι的范围内。液体限制系统还可以包括液体供给装置，配置成供给液体以大约1. 251/ m到大约2. 01/min的量从液体供给开口流出。在一个实施例中，所述设备还可以包括流体处理系统，配置成将浸没液体限制到投影系统的最终元件和衬底和/或台之 间的局部空间；和气体供给装置，配置成供给在20°C和Iatm总压力的条件下在浸没液体中具有大 于切l(T3m0l/kg的溶解度的气体至邻近所述空间的区域。在这样的实施例中，气体供给装 置可以包括在20°C和Iatm总压力的条件下在浸没液体中具有大于切10_3mol/kg的溶解 度的气体源。本发明还可以是使用光刻设备的器件制造方法的形式，所述方法包括步骤将液体主体限制到与衬底的表面接触的空间；通过所述液体主体将图像投影到所述衬底上，同时沿扫描方向移动所述衬底；在沿扫描方向处于图像前面的液体主体内形成具有相对高的压力的细长区域，由 此具有相对高的压力的区域有效地将液体主体内的气体气泡转移离开所述图像。在该方法的一种实施方式中，高压区域有效地引导尺寸大于或等于大约30 μ m、尺 寸大于或等于大约20 μ m、尺寸大于或等于大约15 μ m、或者尺寸大于或等于大约12 μ m的 气泡。在这种方法中，衬底到所述液体的接触角大于或等于大约90°、大于或等于大约 100°、或者大于或等于大约110°。还可以是衬底到所述液体的接触角滞后小于或等于大约20°、小于或等于大约 15°、或者小于或等于大约10°。在一种实施方式中，形成的步骤包括通过在液体限制结构的表面内的细长的开口 供给液体，所述表面和衬底之间的距离在大约120 μ m到大约180 μ m范围内。在一个实施例中，形成的步骤包括通过宽度在大约20 μ m到大约30 μ m范围内的细长的开口供给液体。在一个实施例中，形成的步骤包括以大约1. 251/m到大约2. 01/m的流量供给液 体。在一个实施例中，所述方法还包括提供在20°C和Iatm总压力的条件下在浸没液体中 具有大于切10_3mOl/kg的溶解度的气体至邻近所述空间的区域。在一个实施例中，所述方法还包括提供在20°C和Iatm总压力的条件下在浸没液 体中的扩散率和溶解度的乘积大于空气的气体至邻近所述空间的区域。在一个实施例中，提供一种浸没光刻设备，其用于将图像通过由液体限制系统限 制在衬底的表面上的液体主体投影到衬底上、同时沿扫描方向扫描衬底，其中所述液体限制系统具有液体限制部件，液体限制部件在面对衬底的表面内限定多 个液体供给开口，所述多个液体供给开口包括具有至少两个不同的长度的开口。在一个实施例中，提供一种浸没光刻设备，其用于将图像通过由液体限制系统限 制在衬底的表面上的液体主体投影到衬底上、同时沿扫描方向扫描衬底，其中所述液体限制系统具有液体限制部件，该液体限制部件具有与扫描方向对齐的至 少一个角部，并且在面对衬底的表面内限定细长的液体供给开口，所述细长的液体供给开 口位于所述角部。在一个实施例中，提供一种浸没光刻设备，其用于将图像通过由液体限制系统限 制在衬底的表面上的液体主体投影到衬底上的像场上、同时沿扫描方向扫描衬底，其中所述液体限制系统具有液体限制部件，该液体限制部件具有面对衬底的表面，细 长的液体供给开口限定在该表面内且在扫描方向上定位在像场前面。在一个实施例中，提供一种液体限制系统，其布置用以将液体限制到投影系统和 正对表面之间的空间，所述正对表面是衬底和/或配置用以支撑衬底的台，液体限制系统 包括在所述空间边界上的液体限制部件，投影系统具有光轴并且布置成将图像投影到像场 上，所述像场在垂直于光轴和扫描方向的方向上具有小于在所述方向上所述空间的最大尺 寸的最大尺寸；液体限制部件限定布置用以引导液体朝向所述正对表面的连续的、细长的 液体供给开口，所述细长的液体供给开口在所述方向上具有大于所述像场的最大尺寸且小 于所述空间的最大尺寸的尺寸。在一个实施例中，提供一种用于浸没光刻设备的液体限制系统，液体限制系统配 置成将浸没液体限制到衬底的表面上、同时沿扫描方向扫描衬底，其中所述液体限制系统 具有细长的液体供给开口，所述液体供给开口布置成在液体中形成具有相对高的剪切和压 力梯度的区域，以便将液体中的气体气泡转移离开通过液体投影到衬底上的图像。在一个实施例中，提供一种用于浸没光刻设备的液体限制系统，所述液体限制系 统配置成将浸没液体限制到衬底的表面上并且具有包括形成在面对衬底的表面上的多个 液体供给开口的液体限制部件，所述多个液体供给开口包括至少两个不同长度的开口。在一个实施例中，提供一种用于浸没光刻设备的液体限制系统，液体限制系统配 置成将浸没液体限制到衬底的表面上并且具有液体限制部件，所述液体限制部件具有与 扫描衬底的扫描方向对齐的至少一个角部，并且包括形成在该表面上的细长的液体供给开 口，所述细长的液体供给开口位于所述角部。在一个实施例中，提供一种用于浸没光刻设备的液体限制系统，所述液体限制系 统配置成将浸没液体限制到衬底的表面上并且具有液体限制部件，所述液体限制部件包括面对衬底的正对表面、形成在该表面中且沿扫描衬底的扫描方向定位在投影到衬底表面上 的像场前面的细长的液体供给开口。所描述的这些实施例的液体限制系统还可以包括流体处理系统，所述流体处理系 统配置成将浸没液体限制到投影系统的最终元件和衬底和/或台之间的局部空间；和气体 供给装置，配置成供给在20°C和Iatm总压力的条件下在浸没液体中具有大于切10_3mol/ kg的溶解度的气体至邻近所述空间的区域。在这样的实施例中，气体供给装置可以包括在 20°C和Iatm总压力的条件下在浸没液体中具有大于切10_3 mol/kg的溶解度的气体源。虽然本申请详述了光刻设备在制造ICs中的应用，应该理解到，这里描述的光刻 设备可以有制造具有微米尺度、甚至纳米尺度的特征的部件的其他应用，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(LCDs)、薄膜磁头等。本领 域技术人员应该看到，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)、测量工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将这里公 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，包括紫外辐射(UV) (例如具有或约为365、248、193、157或126nm的波长)。在允许的情况下，术语“透镜”可以表示不同类型的光学构件中的任何一种或其组 合，包括折射式的和反射式的光学构件。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 更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的所述计算机程序的数据 存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。此外，机器可读的指令可以用两个或 更多个计算机程序实施。所述两个或更多个计算机程序可以存储在至少一个不同的存储器 和/或数据存储媒介中。上述的控制器可以具有任何合适的用于接收、处理以及发送信号 的结构。例如，每个控制器可以包括一个或更多个用于执行计算机程序的处理器，计算机程 序包括用于上述的方法的机器可读指令。控制器可以包括用于存储这种计算机程序的数据 存储介质，和/或用以接收这种介质的硬件。本发明的一个或更多个实施例可以应用于任何浸没式光刻设备，具体地但不排他 地，应用于上述的那些类型、浸没液体是否以浴器的形式提供的类型、仅衬底的局部表面区 域上提供浸没液体的类型或浸没液体在衬底和/或衬底台上是非限制的类型。在非限制布 置中，浸没液体可以流过衬底和/或衬底台的表面，使得基本上衬底和/或衬底台的整个未 覆盖表面被浸湿。在这种非限制的浸没系统中，液体供给系统可以不限制浸没液体，或其可 以提供一定比例的浸没液体限制，但是基本上不是完全的浸没液体限制。这里所述的液体供给系统应该广义地解释。在特定实施例中，其可以是提供液体 到投影系统和衬底和/或衬底台之间的空间的机构或结构的组合。其可以包括提供液体 到所述空间的一个或更多个结构、一个或更多个液体入口、一个或更多个气体入口、一个或 更多个气体出口和/或一个或更多个液体出口的组合。在一个实施例中，所述空间的表面是衬底和/或衬底台的一部分，或者所述空间的表面完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或 者所述空间包围衬底和/或衬底台。液体供给系统可以任意地进一步包括一个或更多个元 件，用以控制液体的位置、数量、品质、形状、流量或其他任何特征。此外，虽然本发明公开了在特定的情况下的实施例和示例，本领域技术人员将会 理解，本发明延伸到具体公开的实施例以外、到其他的替换的实施方式和/或本发明的应 用和其等价物的显而易见的修改。附加地，虽然已经详细地示出并描述了本发明的多种变 形，在所述公开的基础上，本发明范围内的其他修改对本领域技术人员将是显而易见的。例 如，可以认识到，可以实施这些实施例的具体特征和方面的不同组合或子组合并且仍然落 入本发明的范围。因此，应该理解，所公开的实施例的不同特征和方面可以彼此结合或替 换，以便形成所公开的发明的变化的模式。因此，应该清楚，这里公开的本发明的范围不应 该限于上面描述的具体公开的实施例，而应该由权利要求确定。上面描述的内容是例证性的，而不是限定的。因而，应该认识到，本领域的技术人 员在不脱离以下所述权利要求的范围的情况下，可以对上述本发明进行更改。
权利要求
1.一种光刻设备，包括衬底台，布置成保持衬底和沿扫描方向扫描衬底；投影系统，布置成将图像投影到衬底上，同时通过衬底台扫描衬底；和液体限制系统，布置成将液体限制到投影系统和衬底之间的空间；其中所述投影系统具有光轴并且布置成将图像投影到像场，所述像场在垂直于光轴和扫描 方向的方向上具有小于在所述方向上所述空间的最大尺寸的最大尺寸；和所述液体限制系统具有在所述空间边界上的液体限制部件，所述液体限制部件限定布 置用以引导液体朝向所述衬底的连续的、细长的液体供给开口，所述细长的液体供给开口 在所述方向上具有大于所述像场的最大尺寸且小于所述空间的最大尺寸的尺寸。
2.如权利要求1所述的光刻设备，其中，所述液体限制系统还限定多个其他液体供给 开口，所述其他液体供给开口沿至少一条线布置并且具有比细长的液体供给开口的最大尺 寸小的最大尺寸。
3.如权利要求1或2所述的光刻设备，其中，相对于所述细长的液体供给开口，所述液 体限制部件还在所述空间的另一侧限定第二细长液体供给开口。
4.如权利要求1或2或3所述的光刻设备，其中，所述细长的液体供给开口是V形的。
5.如权利要求1或2或3所述的光刻设备，其中，所述细长的液体供给开口是弯曲的。
6.如权利要求1-5中任一项所述的光刻设备，其中，所述液体限制系统还包括液体供 给装置，所述液体供给装置布置成供给液体至所述空间并且供给速率等于或大于大约11/ min、等于或大于大约1. 251/min、等于或大于大约1. 51/min、或者等于或大于大约21/min。
7.如权利要求1-6中任一项所述的光刻设备，其中，所述细长的液体供给开口具有小 于或等于大约100 μ m的宽度、小于或等于大约70 μ m的宽度、小于或等于大约50 μ m的宽 度、小于或等于大约30 μ m的宽度、或者小于或等于大约20 μ m的宽度。
8.如权利要求1-7中任一项所述的光刻设备，其中，所述液体限制部件具有正对表面， 所述正对表面限定细长的液体供给开口。
9.如权利要求8所述的光刻设备，其中，在所述设备操作期间，正对表面定位离开 所述衬底的距离小于或等于大约200μπκ小于或等于大约180μπκ或者小于或等于大约 150 μ m0
10.一种用于将图像通过由液体限制系统限制在衬底的表面上的液体主体投影到衬底 上、同时沿扫描方向扫描衬底的浸没光刻设备，其中液体限制系统具有细长的液体供给开口，所述液体供给开口布置成在液体主体中形成 具有相对高的剪切和压力梯度的区域，以便将液体中的气体气泡转移离开所述图像。
11.如权利要求10所述的光刻设备，其中，所述液体限制系统包括液体限制部件，所 述液体限制部件具有在使用时面对衬底的表面；和定位系统，配置成将液体限制部件定位 成使得所述表面离开所述衬底一预定距离，其中在所述表面中形成所述液体供给开口，并 且所述预定距离在大约120 μ m到大约180 μ m范围内。
12.一种使用光刻设备的器件制造方法，所述方法包括步骤将液体主体限制到与衬底的表面接触的空间；通过所述液体主体将图像投影到所述衬底上，同时沿扫描方向移动所述衬底；在扫描方向上图像前面的液体主体内形成具有相对高的压力的细长区域，由此具有相对高的压力的区域有效地将液体主体内的气体气泡转移离开所述图像。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述高压区域有效地引导尺寸大于或等于大约 30 μ m、尺寸大于或等于大约20 μ m、尺寸大于或等于大约15 μ m、或者尺寸大于或等于大约 12 μ m的气泡。
14.如权利要求12或13所述的方法，其中，所述衬底到所述液体的接触角大于或等于 大约90°、大于或等于大约100°、大于或等于大约110°，或其中衬底到所述液体的接触 角滞后小于或等于大约20°、小于或等于大约15°、或者小于或等于大约10°。
15.如权利要求12-14中任一项所述的方法，其中，所述在扫描方向上图像前面的液体 主体内形成具有相对高的压力的细长区域的步骤包括通过宽度在大约20 μ m到大约30 μ m 范围内的细长的开口供给液体，和/或其中所述形成包括以大约1.251/m到大约2.01/m的 速率供给液体。
全文摘要
本发明公开了一种光刻设备和器件制造方法。在浸没光刻设备的液体限制结构中，细长的连续的开口形成用于供给液体至投影系统下面的空间的出口。细长的狭缝形成具有高剪切和压力梯度的区域，其偏转气泡离开像场。
文档编号G03F7/20GK102141737SQ20111002934
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月24日 优先权日2010年2月2日
发明者C·J·G·范登顿根, D·J·M·迪莱克斯, D·毕塞姆斯, E·H·E·C·埃尤梅伦, M·A·C·斯奇皮尔斯, M·巴拉古拿, P·木尔德, S·舒勒波夫 申请人:Asml荷兰有限公司