光刻设备和制造光刻设备的方法与流程

本申请主张2014年7月1日提交的欧洲申请14175307.9的权益，其通过引用而全文合并到本文中。

技术领域

本发明涉及一种光刻设备和一种制造光刻设备的方法。

背景技术：

光刻设备是将所需图案施加至衬底上(通常施加至衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可(例如)用于集成电路(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待形成在所述IC的单层上的电路图案。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。所述图案的转移通常是通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现的。通常，单个衬底将包含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，通过将整个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同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。

在浸没设备中，通过液体限制结构将液体限制至浸没空间。浸没空间在投影系统的最终透镜元件与衬底或衬底台之间，其中图案通过投影系统的最终透镜元件而被成像，图案传递至衬底上，衬底保持在衬底台上。可以通过流体密封将液体限制至浸没空间。液体限制结构可以产生或使用气体流，例如以帮助控制液体在浸没空间中的流动和/或位置。气体流可以形成密封，以将液体限制至浸没空间。

来自浸没空间的液滴或液体薄膜(下文中涉及液滴的内容也包括薄膜；薄膜是覆盖较大表面面积的液滴)可能会溅到最终透镜元件的露出的底表面上的、通常不与浸没空间中的液体接触的任意/随机位置处。这种液滴会蒸发。如果这种液滴蒸发，就会将冷却热负载局部地施加到最终透镜元件上。施加在最终透镜元件上的非预定(或随机)位置处的局部冷却负载会导致光学误差，诸如像差、其他非可校正成像或聚焦误差中的一项或多项，这样的光学误差在许多衬底之间是不稳定的。结果，在使用周期(诸如很多衬底)光学性质就会不可预料地出现不一致。

技术实现要素：

例如期望提供一种能够减小最终透镜元件上的液滴的影响或基本上能够避免形成这种液滴的系统。

根据一方面，提供一种浸没光刻设备，所述浸没光刻设备包括：投影系统，用于通过投影系统的最终透镜元件的光学上有效(optically active)的部分将图案化的辐射束朝向由衬底台支撑的衬底投影；液体限制结构，被配置用于将浸没液体供给至浸没空间并限制在浸没空间中，所述浸没空间在投影系统的最终透镜元件与由衬底和衬底台中的至少一个形成的表面之间；和处于投影系统与液体限制结构之间的通路形成件，以及在通路形成件与最终透镜元件的光学上有效的部分之间的通路，所述通路通过开口与浸没空间液体连通，以允许液体流通过所述通路流至浸没空间或者从浸没空间流动通过所述通路。在一实施例中，液体流调节最终透镜元件在热学上是有效的。

根据一方面，提供一种浸没光刻设备，包括：投影系统，用于通过投影系统的最终透镜元件的光学上有效的部分将图案化的辐射束朝向由衬底台支撑的衬底投影，所述最终透镜元件具有露出的底部表面；液体限制结构，被配置用于将浸没液体供给至浸没空间并限制在浸没空间中，所述浸没空间在投影系统的最终透镜元件与由衬底和衬底台中的至少一个形成的表面之间；和处于投影系统与液体限制结构之间的通路形成件，以及在通路形成件与最终透镜元件的光学上有效的部分之间的通路，所述通路通过开口与浸没空间液体连通，并且相对于投影系统的光轴沿径向向外延伸至少至最终透镜元件的露出的底部表面的边缘，所述通路被构造和配置成使得在使用时通过毛细作用、由来自浸没空间的液体填充所述通路。

根据一方面，提供一种浸没光刻设备，所述浸没光刻设备包括：投影系统，用于通过投影系统的最终透镜元件的光学上有效的底部表面将图案化的辐射束朝向由衬底台支撑的衬底投影；处于投影系统与衬底和衬底台中的至少一个之间的液体限制结构，所述液体限制结构被配置用于将浸没液体供给至浸没空间并限制在浸没空间中，所述浸没空间在投影系统的最终透镜元件与由衬底和衬底台中的至少一个形成的表面之间；和液体供给开口，所述液体供给开口沿径向在最终透镜元件的光学上有效的底部表面的外侧，适于使通过其中的液体流过最终透镜元件的露出的底部表面、流向最终透镜元件的光学上有效的底部表面且流入浸没空间。

根据一方面，提供一种浸没光刻设备，所述浸没光刻设备包括：投影系统，用于通过投影系统的最终透镜元件将图案化的辐射束朝向由衬底台支撑的衬底投影；液体限制结构，被配置用于将浸没液体供给至浸没空间并限制在浸没空间中，所述浸没空间在投影系统的最终透镜元件与由衬底和衬底台中的至少一个形成的表面之间；和处于投影系统与液体限制结构之间的通路形成件，以及在通路形成件与最终透镜元件之间的通路，所述通路与浸没空间液体连通，以允许被热调节的液体流通过所述通路流至浸没空间或者从浸没空间流动通过所述通路，从而热调节最终透镜元件。

在第一方面中，本发明涉及一种浸没光刻设备，包括：投影系统，用于通过投影系统的最终透镜元件的光学上有效的部分将图案化的辐射束朝向由衬底台支撑的衬底投影，所述最终透镜元件具有露出的底部表面；液体限制结构，被配置用于将浸没液体供给至浸没空间并限制在浸没空间中，所述浸没空间在投影系统的最终透镜元件与由衬底和衬底台中的至少一个形成的表面之间；和处于投影系统与液体限制结构之间的通路形成件，以及在通路形成件与最终透镜元件的光学上有效的部分之间的通路，所述通路通过开口与浸没空间液体连通，并且相对于投影系统的光轴沿径向向外延伸至少至最终透镜元件的露出的底部表面的边缘，所述通路被构造和配置成使得在使用时通过毛细作用、由来自浸没空间的液体填充所述通路。

在第二方面中，第一方面的所述通路形成件与投影系统的最终透镜元件集成。

在第三方面中，第一或第二方面的浸没光刻设备还包括处于通路形成件与最终透镜元件的光学上有效的部分之间的至少一个另一通路。

在第四方面中，本发明涉及一种浸没光刻设备，包括：投影系统，用于通过投影系统的最终透镜元件的光学上有效的部分将图案化的辐射束朝向由衬底台支撑的衬底投影；液体限制结构，被配置用于将浸没液体供给至浸没空间并限制在浸没空间中，所述浸没空间在投影系统的最终透镜元件与由衬底和衬底台中的至少一个形成的表面之间；和处于投影系统与液体限制结构之间的通路形成件，以及在通路形成件与最终透镜元件的光学上有效的部分之间的通路，所述通路通过开口与浸没空间液体连通，以允许液体流通过所述通路流至浸没空间或者从浸没空间流动通过所述通道。

在第五方面中，第四方面的通路相对于投影系统的光轴沿径向延伸至最终透镜元件的露出的底部表面的边缘的外侧。

在第六方面中，第四或第五方面的通路形成件与投影系统的最终透镜元件集成。

在第七方面中，第四或第五方面的通路形成件与投影系统的最终透镜元件分离开。

在第八方面中，第四、第五或第七方面的通路在通路形成件与最终透镜元件的非光学上有效的部分之间，其中图案化的辐射束不通过所述最终透镜元件的非光学上有效部分。

在第九方面中，第四、第五、第七或第八方面的通路形成件由投影系统支撑。

在第十方面中，第九方面的通路形成件附连至最终透镜元件。

在第十一方面中，第九方面的通路形成件附连至支撑最终透镜元件的最终透镜元件支撑件。

在第十二方面中，第四、第五、第七或第八方面的通路形成件被液体限制结构支撑。

在第十三方面中，第四、第五、第七或第八方面的通路形成件被独立于投影系统和液体限制结构支撑。

在第十四方面中，第七至第十三方面中的任一方面的通路形成件包括在面对最终透镜元件的上表面中的多个分隔件，分隔件的端部与最终透镜元件接触。

在第十五方面中，第七至第十四方面中的任一方面的浸没光刻设备还包括负压源，与通路形成件的一侧上的环境压力相比，所述负压源适于将负压施加至通路形成件的相对一侧上，从而朝向投影系统将吸力施加至通路形成件。

在第十六方面中，第四、第五和第七至第十五方面中的任一方面的通路形成件相对于投影系统的光轴、在其径向最靠内的位置处延伸至低于最终透镜元件的光学上有效的部分。

在第十七方面中，第四至第十六方面中的任一方面的通路被构造和配置成在使用中通过毛细作用由来自浸没空间的液体填充所述通路。

在第十八方面中，第一至第十七方面中的任一方面的浸没光刻设备还包括在与浸没空间液体连通的开口相对的通路的端部处与通路液体连通的另一开口，所述另一开口适于将液体供给至通路和/或从通路接收液体。

在第十九方面中，第十八方面的浸没光刻设备还包括适于控制通过所述另一开口的液体流量的另一开口控制器。

在第二十方面中，第十九方面的所述另一开口控制器适于通过控制液体经由所述另一开口进入通路和/或经由所述另一开口离开通路而周期性地补充通路中的液体。

在第二十一方面中，第十九或二十方面的另一开口控制器适于控制施加至所述另一开口的负压。

在第二十二方面中，第一至第二十一方面中的任一方面的浸没光刻设备还包括衬底台控制器，所述衬底台控制器适于以这样的方式、相对于投影系统周期性地移动衬底台：即，迫使来自浸没空间的液体进入通路，从而补充通路中的液体。

在第二十三方面中，第一至第二十二方面中的任一方面的浸没空间中的液体具有在通路形成件的面对液体限制结构的面对表面上的大于90度的接触角。

在第二十四方面中，第二十三方面的接触角大于95度。

在第二十五方面中，第二十三或第二十四方面的液体是水，所述表面相对于水是疏液性的。

在第二十六方面中，第一至第二十五方面中的任一方面的浸没空间中的液体具有在形成通路的表面的至少一部分上的小于90度的接触角。

在第二十七方面中，第二十六方面的接触角小于85度，期望地小于70度，更期望地小于50度或甚至更期望地小于30。

在第二十八方面中，第二十七方面的液体是水，所述表面是亲水性的。

在第二十九方面中，第一至第二十八方面中的任一方面的浸没光刻设备还包括在通路中的沟槽，所述沟槽沿径向延伸，以便朝向浸没空间引导液体或者引导液体离开浸没空间。

在第三十方面中，提供一种浸没光刻设备，包括投影系统，用于通过投影系统的最终透镜元件的光学上有效的底部表面将图案化的辐射束朝向由衬底台支撑的衬底投影；处于投影系统与衬底和衬底台中的至少一个之间的液体限制结构，所述液体限制结构被配置用于将浸没液体供给至浸没空间并限制在浸没空间，所述浸没空间在投影系统的最终透镜元件与由衬底和衬底台中的至少一个形成的表面之间；和液体供给开口，所述液体供给开口沿径向在最终透镜元件的光学上有效的底部表面的外侧，适于使流过其中的液体流通过最终透镜元件的露出的底部表面、流向最终透镜元件的光学上有效的底部表面且流入浸没空间。

在第三十一方面中，第三十方面的浸没空间中的液体在相对于投影系统的光轴沿径向处于光学上有效的底部表面外侧的最终透镜元件的底部表面的一部分上具有小于90度的接触角。

在第三十二方面中，第三十一方面的接触角小于85度，期望地小于70度。

在第三十三方面中，第三十一或第三十二方面的液体是水，所述表面是疏水性的。

在第三十四方面中，第三十至第三十三方面中的任一方面的液体供给开口相对于投影系统的光轴沿径向处于最终透镜元件的露出的底部表面的边缘的外侧。

在第三十五方面中，第三十至第三十四方面中的任一方面的浸没光刻设备还包括在最终透镜元件的露出的底部表面中的至少一个沟槽，所述沟槽沿径向延伸、以便引导液体朝向浸没空间离开液体供给开口。

在第三十六方面中，浸没光刻设备包括：投影系统，用于通过投影系统的最终透镜元件将图案化的辐射束朝向由衬底台支撑的衬底投影；液体限制结构，被配置用于将浸没液体供给至浸没空间并限制在浸没空间中，所述浸没空间在投影系统的最终透镜元件与由衬底和衬底台中的至少一个形成的表面之间；和处于投影系统与液体限制结构之间的通路形成件，以及在通路形成件与最终透镜元件之间的通路，所述通路与浸没空间液体连通，以允许被热调节的液体流通过所述通路流至浸没空间或者从浸没空间流动通过所述通路，从而热调节最终透镜元件。

附图说明

现在将参看所附的示意图而仅作为实例来描述本发明，在所述图中，对应附图标记表示对应的部件，且在所述图中：

图1描绘光刻设备；

图2描绘用在光刻投影设备中的液体限制结构；

图3描绘根据本发明实施例的通路形成件的横截面图；

图4描绘根据本发明实施例的通路形成件的平面图；

图5描绘根据本发明实施例的通路形成件的横截面图；

图6描绘根据本发明实施例的通路形成件的横截面图；

图7描绘根据本发明实施例的通路形成件的横截面图；

图8描绘根据本发明实施例的最终透镜元件的横截面图；

图9描绘根据本发明实施例的最终透镜元件的横截面图；

图10描绘根据本发明实施例的最终透镜元件的横截面图。

具体实施方式

图1示意性地描绘根据本发明的一实施例的光刻设备。光刻设备包括：照射系统(照射器)IL，其被配置成调节辐射束B(例如，UV辐射或任何其它合适辐射)；掩模支撑结构(例如，掩模台)MT，其被构造成用以支撑图案形成装置(例如，掩模)MA，且连接到被配置成用以根据特定参数而准确地定位图案形成装置的第一定位装置PM。光刻设备也包括衬底台(例如，晶片台)WT或“衬底支撑件”，其被构造成用以保持衬底(例如，抗蚀剂涂覆的晶片)W，且连接到被配置成根据特定参数而准确地定位衬底的第二定位装置PW。光刻设备进一步包括投影系统(例如，折射式投影透镜系统)PS，其被配置成用以将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)上。

照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，例如折射型部件、反射型部件、磁性型部件、电磁型部件、静电型部件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。

掩模支撑结构支撑(即，承载)图案形成装置的重量。掩模支撑结构以取决于图案形成装置的定向、光刻设备的设计及其它条件(诸如，以图案形成装置是否被保持于真空环境中为例)的方式来保持图案形成装置。掩模支撑结构可使用机械、真空、静电或其它夹持技术来保持图案形成装置。掩模支撑结构可以是(例如)框架或台，其可根据需要是固定的或可移动的。掩模支撑结构可确保图案形成装置例如相对于投影系统处于所需位置。这里使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以看作与更上位的术语“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W的目标部分上形成图案的任何装置。应该注意的是，赋予辐射束B的图案可能不与衬底W的目标部分上的所需图案精确地对应(例如，如果所述图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予至辐射束B的图案将对应于目标部分中产生的器件(诸如，集成电路)中的特定功能。

图案形成装置可以是透射型的或反射型的。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LCD面板。掩模在光刻术中是熟知的，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”可以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。这里使用的任何术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。

如此处所描绘，光刻设备是透射型的(例如，使用透射掩模)。替代地，光刻设备可以是反射型(例如，使用如上文所提及的类型的可编程反射镜阵列，或使用反射掩模)。

光刻设备可以是具有两个(双台)或更多台或平台的类型。所述台中的至少一个具有能够保持衬底的衬底支撑件。在一实施例中，所述台中的两个或多个台均具有衬底支撑件。光刻设备可以具有两个或更多的掩模台或“掩模支撑件”。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用附加的台或支撑件，或可以在一个或更多个台WT或支撑件上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台或支撑件用于曝光。

所述光刻设备是其中衬底的至少一部分可以被具有相对高的折射率的液体(例如水，诸如超纯水(UPW))覆盖、以便填充投影系统PS与衬底W之间的浸没空间的类型。浸没液体还可以应用至光刻设备中的其他空间，例如在掩模MT与投影系统PS之间。浸没技术可以用于增大投影系统的数值孔径。文中所使用的术语“浸没”不意味着诸如衬底W等结构必须浸没在液体中，相反“浸没”仅仅意味着在曝光期间液体位于投影系统PS与衬底W之间。图案化的辐射束从投影系统至衬底的路径是整个通过液体。

参看图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如，当源为准分子激光器时，源与光刻设备可以是分立的实体。在这些情况下，源不被被认为形成所述光刻设备的一部分。在源与光刻设备分离的设置中，辐射束借助于束传递系统BD而从源SO传递至照射系统IL，例如束传递系统BD包括合适的定向反射镜和/或扩束器。在其它情况下，例如，当源是汞灯时，源可以是光刻设备的组成部分。可以将所述源SO和所述照射系统IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。

所述照射器IL可以包括被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σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如整合器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。与源SO类似，照射器IL可被或可不被认为形成光刻设备的一部分。举例而言，照射器IL可以是光刻设备的整体组成部分，或可以是与光刻设备分离的实体。在后者的情况下，光刻设备可被配置成允许照射器IL安装于其上。可选地，照射器IL为可拆卸式，且可被分离地提供(例如，由光刻设备制造商或另一供应商提供)。

辐射束B入射到保持在掩模支撑结构(例如掩模台MT)上的图案形成装置(例如掩模MA)上并且被图案形成装置图案化。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B穿过投影系统PS，其将辐射束B聚焦到衬底W的目标部分C上。在第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪测量装置、线性编码器或电容传感器)的辅助下，衬底台WT可以精确地移动，例如以便在辐射束B的路径上定位不同的目标部分C。类似地，例如在从掩模库机械获取之后或在扫描期间，第一定位装置PM和另一位置传感器(未在图1中明确地示出)可以用于相对于辐射束B的路径精确地定位掩模MA。通常，在形成第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的辅助下，将实现掩模台MT的移动。类似地，使用形成第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块，可以实现衬底台WT或“衬底支撑件”的移动。在步进机的情形中(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅仅连接至短行程致动器或可以是固定的。可使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管如所说明的衬底对准标记占据专用目标部分，但它们可被定位于目标部分之间的空间中(这些对准标记被称为划线对准标记)。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情形中，掩模对准标记可定位于所述管芯之间。

可将用于在投影系统PS的最终透镜元件与衬底之间提供液体的布置分类成三个大类。它们是浴器类型结构、所谓局部浸没系统和全湿润浸没系统。本发明尤其涉及局部浸没系统。

在已经建议用于局部浸没系统的布置中，液体限制结构12沿着介于投影系统PS的最终透镜元件与台或平台的面对投影系统的面对表面之间的浸没空间的边界的至少一部分延伸。台的面对表面被这样表述是因为在使用期间台被移动且几乎不静止。通常，台的面对表面是衬底W的表面、围绕衬底的衬底台WT的表面或者两者的表面。这种布置示出在图2中。图2所示以及下文所描述的布置可以应用于上文所述且图1所示的光刻设备中。

图2示意性地描绘了液体限制结构12。液体限制结构12沿着介于投影系统PS的最终透镜元件100与衬底台WT或衬底W之间的浸没空间10的边界的至少一部分延伸。在一实施例中，密封被形成于液体限制结构12与衬底W/衬底台WT的表面之间。密封可以是诸如气体密封等无接触密封(欧洲专利申请公开号EP-A-1，420,298中披露了具有气体密封件的这样的系统)或液体密封。

液体限制结构12被配置为将浸没液体供给和限制至浸没空间10。通过液体入口13将液体引入浸没空间10。液体可以被液体出口13移除。

可以通过气体密封16将液体控制在浸没空间10中，其中在使用期间气体密封形成在液体限制结构12的底部与台的面对表面(即，衬底W的表面和/或衬底台WT的表面)之间。在气体密封16中的气体处于负压下经由入口15而被提供至介于液体限制结构12与衬底W和/或衬底台WT之间的间隙。经由与出口14相关的通道而抽取气体。气体入口15上的过压、出口14上的真空水平以及间隙的几何形状被布置成使得存在有限制液体的向内的高速气体流。气体作用在介于液体限制结构12与衬底W和/或衬底台WT之间的液体上的力将液体控制在浸没空间10中。美国专利申请公开号US2004-0207824中披露了这样的系统。其他液体限制系统12可以与本发明一起使用。

图3中示出了投影系统PS的最终透镜元件100的横截面图。在顶表面110处，最终透镜元件100引入图案化的辐射束B。图案化的辐射束B被最终透镜元件100聚焦。图案化的辐射束B通过光学上有效的底部表面120离开最终透镜元件100。图案化的辐射束B通过最终透镜元件100的主体的光学上有效的部分130。光学上有效的部分130是被顶表面110、光学上有效的底部表面120和图3中所示的虚线包围的部分。光学上有效的底部表面120是最终透镜元件10的底部表面的、图案化的投影束B通过的那部分。

最终透镜元件100的沿径向处于光学上有效的部分130外侧的那部分是最终透镜元件100的主体的非光学上有效的部分140。图案化的辐射束B不通过最终透镜元件100的主体的非光学上有效的部分140。因此，图案化的辐射束B不通过底部表面的一部分。底部表面的没有图案化的辐射束B通过的那部分是最终透镜元件100的非光学上有效的底部表面150。光学上有效的底部表面120和非光学上有效的底部表面150一起构成最终透镜元件100的露出的底部表面。最终透镜元件100的露出的底部表面被暴露出来(裸露出来)，因为它暴露于外部环境中。最终透镜元件100的露出的底部表面是未覆盖(或裸露的)表面，因为它没有被投影系统PS的部件覆盖，例如没有被最终透镜元件支撑件600覆盖。

最终透镜元件100的露出的底部表面是最终透镜元件100的这样的底部表面：即，可以具有从顶表面20、通过最终透镜元件100的材料而通至该底部表面的直接的未被打断的路径。可替换地或附加地，最终透镜元件100的底部表面的一部分可能不会暴露于外部环境中。底部表面的一部分可能例如被支撑部件覆盖。最终透镜元件100的露出的底部表面不被投影系统PS的最终透镜元件支撑件600覆盖。

在浸没空间中的液体与最终透镜元件100的露出的底部表面的一部分接触。露出的底部表面的该部分是底部表面的最低部分。浸没空间10中的液体与光学上有效的底部表面120的全部接触。浸没空间10中的液体与非光学上有效的底部表面140的最低部分接触。

如图3中所示，通路形成件200定位在投影系统PS与液体限制结构12之间。通路形成件200具有形成件面对表面220，该形成件面对表面220是面对液体限制结构12的表面。通路形成件200具有上表面210。上表面210面对最终透镜元件100。液体的弯液面22在液体限制结构12与形成件面对表面220之间延伸。弯液面22限制浸没空间10的边界的一部分。间隙存在于形成件面对表面220与液体限制结构12之间，尤其是液体限制结构12的顶表面与形成件面对表面220之间。

通路形成件200一路围绕最终透镜元件100(在平面中)延伸。在一实施例中，通路形成件200与最终透镜元件100共轴。通路形成件200可以看成是一杯子。

通路300在通路形成件200与最终透镜元件100的光学上有效的部分130之间。通路300限定在上表面210与非光学上有效的表面150的至少一部分之间。通路300可以在平面中平行于衬底台WT的面对表面且围绕最终透镜元件100的外围延伸。在这样的布置中，有一个通路限定在上表面210与非光学上有效的底部表面150的至少一部分之间。如下所述，在另一布置中，可以具有多于一个的通路300(在平面中)。这些通路300一起大致一直围绕最终透镜元件100(在平面中)延伸。

通路300具有开口310。开口310相对于光学上有效的底部表面120，例如相对于投影系统PS的光轴O，位于通路300的沿径向最内侧的端部处。开口310使得通路300与浸没空间10液体连通。

在使用中使用液体填充通路300。在通路300中存在液体意味着：与缺少通路形成件200和通路300的情形相比，施加在弯液面22的径向外侧处的通路形成件200上的任何热负载将较低的热负载给予光学上有效的部分130。这种热负载例如可以通过使液体液滴存在于通路形成件200的形成件面对表面220上而被施加至通路形成件200。

在一实施例中，通路300(和通路形成件200)沿径向在最终透镜元件100的露出的底部表面的边缘160的外侧延伸。这样，整个最终透镜元件100会受保护而免受可能源于露出的底部表面上的液滴的热负载。如果用液体填充整个通路300，则将会没有在上表面210与非光学上有效的表面150之间的通路300中延伸的液体的弯液面(或通路弯液面)。通路弯液面的存在可能会由于在非光学上有效的表面150上的通路弯液面的位置处的液体的蒸发而导致热负载施加在最终透镜元件100上。

在一实施例中，通路300与最终透镜元件100共轴。在一实施例中，通路300使得除了在以下所描述的分隔件或肋的部位处，在通路300或浸没空间10中的液体与最终透镜元件100的所有的露出的底部表面接触。在一实施例中，没有肋，仅仅一个通路300一直延伸围绕光学上有效的部分130。

通路300具有两个端部：远端和近端。近端是两个端部中更靠近光学上有效的底部表面120的那个。在近端处的开口是开口310。在远端处的开口是另一个开口或远端开口。另一开口320在通路300的与开口310相对的端部处。另一开口320沿径向处于开口310的外侧。在一实施例中，另一开口320是通路300的沿径向最外侧的开口。

另一开口320可以是细长的(在平面中)并且一直延伸围绕最终透镜元件100。可替代地，可以有多个另一开口320。多个另一开口320中的每一个可以与通路300相关。多个通路300可以是离散的并且在平面中围绕最终透镜元件100以规则或不规则的距离周期性地间隔开。

在一实施例中，通路300被构造和配置成使得在使用中通过毛细作用用来自浸没空间10的液体填充。在一实施例中，通路300被定尺寸以允许毛细作用将液体沿径向向外的方向抽出(或吸出)浸没空间10。在一实施例中，通路300在横截面中具有0.75mm或更小的最小尺寸。这个尺寸允许产生足够的毛细力。通过毛细作用从浸没空间10去除的液体可以通过另一开口320离开通路300。

在一实施例中，可以设置另一开口控制器400。另一开口控制器400控制液体供给和/或回收系统450。液体供给和/或回收系统450供给液体和/或从另一开口320回收液体。另一开口控制器400、液体供给系统和液体回收系统中的一个或多个可以从投影系统PS移除。它们可以容装在液体箱中，与投影系统PS或者甚至是与光刻设备分离开。液体供给和/或回收系统450可以将负压施加至另一开口320。除了毛细力之外，还可以使用负压，以将液体从浸没空间10移除。可替换地，可以使用被液体供给和/或回收系统300施加的负压作为毛细作用的替代方案，以通过通路300从浸没空间10移除液体。施加至液体的负压可以是比将被施加的毛细力大的力，使得有效的毛细力相比于负压的力是可以忽略的。

另一开口控制器400可以适于例如以周期性的方式控制通过另一开口320的连续或不连续的液体供给和/或回收。例如，另一开口控制器400可以适于周期性地补充通路300中的液体。为了避免由于通路300中的液体流而引起的振动有害地影响衬底W的成像，另一开口控制器400可以适于在衬底W的成像或很多衬底的成像之间补充通路300中的液体。在一实施例中，另一开口控制器400可以适于例如每几个小时一次或每天一次地补充通路300中的液体。补充通路300中的液体帮助将通路300中的液体维持在恒定温度。补充通路300中的液体还帮助防止藻类在通路300中的液体里生长，否则这可以就是污染源。

液体供给和/回收单元450可以将液体供给至另一开口320，并且通过通路300、流出通路300、通过开口310进入浸没空间10。液体供给和/或回收单元450可以用于通过开口310、通过通路300并且通过另一开口320流出通路300而从浸没空间10回收液体。在一实施例中，另一开口控制器400可以用于改变浸没空间10中的液体流模式。例如，另一开口控制器400可以横跨浸没空间10从浸没空间10的一侧将液体流引至浸没空间10的另一侧。这可以通过提供两个或多个通路300来实现，其中液体流通过所述两个或多个通路300可以被另一开口控制器400独立地控制。例如，第一通路300可以通过开口310将液体流供至浸没空间10中。例如在浸没空间10的与第一通路300相对的一侧上的第二通路300可以用于通过开口310从浸没空间10移除液体。这样，可以实现横跨浸没空间10从浸没空间10的一侧至浸没空间10的另一侧的液体流。在一布置中，通过通路300的液体流可以集成到浸没空间10中的液体主体的流动路径中。该流动路径可以在曝光期间垂直于衬底台WT的扫描移动横跨浸没空间。下面描述的图4示出具有多个通路300的实施例，通过这个实施例可以实现这种流。

另一开口控制器400适于控制通过另一开口320的流体流量。在一实施例中，另一开口控制器400控制通路300中的液体的流量(或流速)。流速可以被控制为小于0.5m/s。在这样低的流量下，由通路300中的液体流而产生震动的可能性被最小化。

在一实施例中，提供衬底台控制器500。衬底台控制器500可以适于周期性地相对于投影系统PS移动衬底台WT。衬底台WT的周期性移动迫使液体进入间隙的处于通路形成件200与液体限制结构12之间的一部分或迫使液体离开所述间隙的这一部分，同时迫使液体同步地离开该同一间隙的不同部分或进入迫使液体同步地进入该同一间隙的不同部分。这使得弯液面22随着平台的周期性移动而振动，并且在间隙的两个不同部分中沿相反的方向移动。弯液面的这种运动有时称为“晃动(sloshing)”。在一实施例中，衬底台WT相对于投影系统PS的周期性移动是同样地迫使液体从浸没空间10进入通路300中。在迫使液体进入形成件面对表面220与液体限制结构12之间的间隙的同时，迫使液体进入通路300。这样，可以补充通路300中的液体。液体供给和/或回收系统450可以适于从另一开口320回收液体。这可以是将负压施加至另一开口320，如在别处所描述的。在可替换实施例中，从另一开口320回收液体可以是设置排放管、以获取和去除离开另一开口320的任何液体。这在以下描述的图6的实施例中尤其是有益的。

在图3的实施例中，通路形成件200与最终透镜元件100分离开。即，通路形成件200与最终透镜元件100不是集成的。通路300形成在通路形成件200的上表面210与最终透镜元件100的露出的底部表面之间。尤其地，通路300的内表面由最终透镜元件100的非光学上有效的底部表面150的至少一部分和通路形成件200的上表面210形成。

通路形成件200被成形为使得它与最终透镜元件100的露出的底部表面之间的距离大致恒定。通路形成件200的上表面210的横截面形状与最终透镜元件100的相应的露出的底部表面的形状大致相同。在一实施例中，通路形成件200具有恒定的厚度(例如大约200μm厚)。

在一实施例中，通路形成件200可以由具有高的导热系数的材料制成。通路形成件200的材料可以具有大于250Wm^-1k^-1的导热系数。例如，通路形成件200的材料可以金属(诸如银)或金刚石制成。在本实施例中局部施加至通路形成件200的任何热负载被通路形成件200中的沿所有方向(包括沿径向)的热导快速地耗散。这样，热负载被耗散。结果，到达最终透镜元件100的光学上有效的部分130的任何热负载将较小地被局部化，任何产生的像差或聚焦误差将更低。

在替换实施例中，通路形成件200的材料具有低的导热系数。在一个实施例中，通路形成件200的材料具有小于1Wm^-1k^-1的导热系数。例如，通路形成件200的材料可以是塑料。这具有这样的优点：即与采用具有高的导热系数的材料的情形相比，施加至通路形成件200的形成件面对表面220的任何热负载将被更加慢地传导至光学上有效的部分130。结果，较低的热冷却负载将到达最终透镜元件100的光学上有效的部分130。

在一实施例中，通路形成件200在其形成件面对表面220上可以设有具有高导热系数的涂层。这种涂层可以具有大于250Wm^-1k^-1的导热系数。这种涂层以与通路形成件200本身由具有高导热系数的材料制成的方案相同的方式起作用，如上所述。

通路形成件200可以以任何方式被支撑在最终透镜元件100与液体限制结构12之间。在图3的实施例中，通路形成件200被投影系统PS支撑。尤其地，通路形成件200附连至最终透镜元件支撑件600。最终透镜元件支撑件600是投影系统PS的框架。最终透镜元件支撑件600支撑最终透镜元件100。通路形成件200在其径向最外侧的端部处被最终透镜元件支撑件600支撑。在图3的实施例中，另一开口320通过形成在最终透镜元件支撑件600与最终透镜元件100之间的连接通路350而连接至液体供给和/或接收系统300。连接通路350可以位于一个或多个离散的部位处。即，它可能不是完全围绕最终透镜元件100延伸。可能具有多于一个的连接通路350，例如围绕最终透镜元件100沿径向均匀地或不均匀地间隔开。

作为被最终透镜元件支撑件600被支撑的替代方案或附加方案，液体供给和/或回收系统450将负压施加在通路形成件200与最终透镜元件100的露出的底部表面之间。与通路形成件200下面的环境压力相比，负压是通路形成件200上方的负压。负压的存在将吸力朝向透镜系统PS施加至通路形成件200，由此将通路形成件200保持至最终透镜元件100。

在一实施例中，在通路形成件200的上表面210上的一个或多个分隔件230(图4中所示)突入通路300中并且接触最终透镜元件100的露出的底部表面。分隔件230用于确保通路形成件200与最终透镜元件100之间的正确的距离。分隔件230可以例如以每2至5mm之间的距离周期性地间隔。分隔件230可以由与通路形成件200相同或不相同的材料制成。在一示例中，分隔件230的材料可以是具有比通路形成件200的材料的导热系数低的导热系数的材料。分隔件230可以用于将最终透镜元件100的主体与通路形成件200热隔离。

通路形成件200可以被液体限制结构12支撑。通路形成件200与液体限制结构12之间的任何连接可以是柔性和/或弹性连接。这种连接保护最终透镜元件100免于来自通路形成件200的碰撞损伤的风险。在这种碰撞中，液体限制结构12将以不期望的方式以及可能导致通路形成件200碰击最终透镜元件100的露出的底部表面的速度大小朝向投影系统PS移动。倘若发生碰撞，则具有柔性和/或弹性连接的通路形成件200可能朝向液体限制结构12移动，使得相比于连接是刚性的情形，对最终透镜元件100的损伤可以被减小。

在一实施例中，浸没空间10中的液体具有在形成通路300的表面中的至少一部分上的亲液表面性质(诸如当浸没液体是水时，为亲水的)。这种表面具有相对于浸没液体的小于90度的接触角。例如，非光学上有效的底部表面150和/或顶表面210相对于浸没空间10中的液体可以是亲液表面。在一实施例中，浸没空间10中的液体具有相对于形成通路300的表面中的至少一部分的小于85度的接触角、期望是小于70度的接触角、更期望是小于50度的接触角或甚至更期望是小于30度的接触角。在一实施例中，浸没空间10中的液体是水，形成通路300的表面中的至少一部分是亲水的。形成通路300的表面中的所述至少一部分上可以具有涂层，为其提供上述的性质，其中浸没液体相对于形成通路300的表面中的所述至少一部分具有小于90度的接触角。

在一实施例中，一个或多个沟槽存在于限定通路300的表面中。这种沟槽可以存在于通路形成件200的顶表面210中和/或在最终透镜元件100的非光学上有效的底部表面150中。沟槽沿径向延伸。沟槽的径向延伸在引导液体朝向浸没空间10或远离浸没空间10方面是有效的。即，沟槽促进液体沿径向相对于光学上有效的底部表面120流动。

在一实施例中，通路形成件200的形成件面对表面220是相对于浸没空间10中的液体为疏液性的表面(例如相对于液体具有大于90度的接触角的表面)。在一实施例中，浸没空间10中的液体与通路形成件200的形成件面对表面220的接触角大于95度。在一实施例中，浸没空间10中的液体是水，形成件面对表面220相对于水是疏液的(即，疏水的)。这样，液体将发现粘至通路形成件200的底部表面220是很难的。结果，由于底部表面220上的液滴而引起的冷却负载可能是较少的。形成件面对表面220上可以具有涂层，用于确保浸没液体具有与该涂层的大于90度的表面接触角。

如在图3中可以看到的，通路形成件200在其沿径向最内侧的位置处(参考光学上有效的底部表面120)延伸至低于最终透镜元件100的光学上有效的部分130。通路形成件200比最终透镜元件100的光学上有效的底部表面120更靠近由衬底W和衬底台WT中的至少一个形成的面对表面。使得开口130靠下能够确保即使弯液面22向下移动(例如在衬底台WT移动至如图所示右边的期间)，通路300中的液体也将一直与浸没空间10中的液体接触。当液体被毛细作用向上抽吸至通路300并且气体通过开口310被引入通路300时，引入的气体会减弱毛细作用在填充通路300方面的有效性。在通过通路300的液体流被用于控制浸没空间10中的液体流的情况中，通过延伸通路形成件200至光学上有效的部分130下方而使得开口31更靠近浸没空间10的中心能够允许改进对浸没空间10中的流的控制。

当通过通路300的液体流被用于控制浸没空间10中的液体流时，多于一个的通路300可以被提供，在平面中围绕光学上有效的表面120。在这种实施例中，通过使液体流经由通路300中被选出的通路而进入浸没空间10以及使液体流经由通路300中的特定其他的通路而流出浸没空间10，能够控制流过浸没空间10的流动方向。提供多个通路300可能导致具有至少两个肋240，每个肋240形成在相邻的通路300之间。这种肋240沿径向在通路300之间延伸。肋240可以与通路形成件200集成。肋240增大通路形成件200的刚性。它们可以给通路形成件200提供更强的结构。

图4示出通路形成件200的平面图。通路形成件具有四个通路300a、300b、300c和300d。通过通路300a-300d的液体流可以被另一开口控制器400独立地控制。四个通路300a-300d每个均通过肋240而彼此分离开，这些肋沿径向分隔开。肋240之间的距离可以是周期性的。相邻肋240之间的距离是等距的。肋240从开口310延伸至各个通路300a-300d的另一开口320。图4示出在上表面210与非光学上有效的表面150之间延伸的分隔件230。分隔件230在平面中可以具有任意尺寸并且可以成任意图案。在一实施例中，每个分隔件230在形状上是圆锥形的。每个分隔件230可以提供至露出的底部表面的接触点。(这与通过形成在衬底台WT的表面中的圆锥突节或凸起使衬底W与衬底台WT之间接触的方式相同。这种形状减小通路形成件200与最终透镜元件100之间接触的表面积，有效地将最终透镜元件100与通路形成件200热隔离。)

图4中的箭头260示出通路300a-300d中每个通路内的液体的流动方向。如所示，在通路300a和300d中的液体流是从另一开口320流入并且流出开口310而进入浸没空间10。在通路300b和300c中的液体流通过开口310流出浸没空间10，沿着通路300b、300c流出各自的另一开口320。这导致沿箭头270的方向经过浸没空间10的整个液体流。

图5示出本发明的另一实施例，除了以下描述的之外该实施例与图3中的实施例相同。

在图5的实施例中，通路形成件200不被最终透镜元件支撑件600支撑，而是被投影系统PS的另外的部件支撑。在图5的实施例中，通路形成件200被通路形成件支撑件700支撑。通路形成件支撑件700沿径向在最终透镜元件支撑件600的外侧。另一开口320形成在最终透镜元件支撑件600与通路形成件支撑件700之间。

除了以下描述的之外，图6中示出的实施例与图3中的实施例相同。

在图6的实施例中，独立于投影系统PS和独立于液体限制结构12支撑通路形成件200。通路形成件200的振动将很少被传递至投影系统PS，包括最终透镜元件100。通路形成件200可以以任何方式被支撑，并且可以与投影系统PS和/或液体限制结构12机械分离。通路形成件200与投影系统PS和液体限制结构12的分离可以使用弹簧和/或减振器来实现。

除了以下描述的之外，图7中示出的实施例与图3中的实施例相同。

在图7的实施例中，通路形成件200与最终透镜元件100集成。最终透镜元件100和通路形成件200由相同的材料块体制成。通路300可以通过最终透镜元件100的主体。一个或多个通路300形成在材料块体中且沿径向在光学上有效的部分130的外侧。期望地，通路形成件200不需要分立的支撑件。从顶表面210延伸至非光学上有效的底部表面150(或反之)的任何分隔件230或肋240在通路形成件200与最终透镜元件100之间提供弹性连接。通路300可以通过钻孔形成。

图8、9和10示出本发明的另外的实施例。图8、9和10的实施例使用与图3的实施例类似的原理运行。图8、9和10的实施例除了以下描述的之外与图3的实施例相同。

在图8、9和10的实施例中没有通路300或通路形成件200。替代地，在使用期间提供附着于最终透镜元件100的露出的底部表面的液体流，以便获得与图3的实施例中的通路300内的液体相同的热调节。

图8、9和10的实施例彼此相同，除了如下所述液体供给开口800的位置不同之外。在所有的实施例中，液体供给开口800沿径向在光学上有效的底部表面120的外侧。

在图8的实施例中，液体供给开口800沿径向设置在最终透镜元件100的外侧且沿径向设置在最终透镜元件支撑件600的内侧。设置液体供给器900，以将液体供给至液体供给开口800。液体供给开口800可以包括连接至一个或多个液体供给通路820的凹槽810。在平面中，凹槽810可以一直围绕最终透镜元件100延伸。一个或多个液体供给通路820可以是离散的通路820，围绕最终透镜元件100规则或不规则地间隔排布(在平面中)。

可以有单个液体供给开口800，所述单个液体供给开口800大致围绕最终透镜元件100的圆周延伸。可替代地，多个液体供给开口800可以围绕最终透镜元件100规则或不规则地间隔排布。

在使用中，液体离开液体供给开口800，并且以沿着最终透镜元件100的露出的底部表面且与该露出的底部表面接触的方式沿径向向内流动。沿着最终透镜元件100的露出的底部表面流出液体供给开口800的液体流入浸没空间10中。由此，弯液面222在液体限制结构12与液体供给开口800之间延伸。

液体供给开口800沿径向在最终透镜元件的光学上有效的底部表面120的外侧且沿径向在最终透镜元件100的非光学上有效的底部表面150的外侧。即，液体供给开口800沿径向在最终透镜元件100的露出的底部表面的边缘160的外侧。任何液体液滴简单地被沿着最终透镜元件100的露出的底部表面吸收进入到所述液体流中，否则这些液体液滴可能会落到非光学上有效的表面150上。由于在露出的底部表面上的被隔离的液滴，不会形成局部冷却热负载。

在一实施例中，在浸没空间10中的液体在最终透镜元件100的底部表面的、沿径向处于光学上有效的底部表面120的外侧的部分上具有亲液表面性质(诸如当浸没液体是水时，具有亲水性)。这样的表面相对于浸没液体将具有小于90度的接触角。在一实施例中，接触角小于85度，期望地小于70度、更期望地小于50度或甚至更期望地小于30度。在浸没空间10中的液体是水的情况下，表面是亲水的。最终透镜元件100的底部表面的、沿径向处于光学上有效的底部表面120的外侧处的那部分上可以具有涂层、以为它提供下面的性质，即浸没液体与所述部分具有小于90度的接触角。

在一实施例中，至少一个沟槽呈现在最终透镜元件100的露出的底部表面中。沟槽相对于光轴O沿径向延伸。沟槽的径向延伸对于引导液体离开液体供给开口而朝向浸没空间10来说是有效的。

在图9的实施例中，液体供给开口800形成在最终透镜元件100中。

在图10的替代实施例中，供给通路820形成在最终透镜元件支撑件600中或者形成在最终透镜元件支撑件600的下面。液体供给通路820具有液体供给开口800，液体通过液体供给开口800被供给至最终透镜元件100的露出的底部表面。

在一实施例中，供给至通路300或者通过液体供给开口800供给至最终透镜元件100的露出的底部表面上的液体可以是被热调节的液体。通过存在于液体供给系统中的液体调节器来实现热调节。液体的温度可以设置在预定设定点温度的预定范围内。提供至通路300和/或通过液体供给开口800的液体的预定设定点温度可以与通过液体限制结构12供给至浸没空间10的液体的预定温度相同。这是便利的，因为与用于供给至通路300和液体供给开口800的液体的、用以调节液体温度的热调节单元相同的热力调节单元可以用于供给至液体限制结构12的液体。

在本说明书中，方向相对于光轴O被解释。假设围绕轴线O具有对称性，基于这样的假设还描述了本发明。然而，设备可以具有离轴对称性。出于这样的原因，对于光轴O的参考也可以包括或者可替代地可以是对于光学上有效的底部表面的位置的参考。

尽管在本文中可以对光刻设备在1C制造中的使用做出具体参考，但应理解，本发明中所描述的光刻设备可具有其它应用，诸如制造集成光学系统、用于磁畴存储器的导引和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等等。本领域技术人员应了解，在这些替代应用的情境中，可认为本发明中使用的任何术语“晶片”或”管芯”分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。可在曝光之前或之后在(例如)轨道(通常将抗蚀剂层施加至衬底且显影曝光后的抗蚀剂的工具)、量测工具和/或检测工具中处理本发明中所提及的衬底。在可应用的情况中，可将本发明中的披露内容应用于这些及其它衬底处理工具。另外，可将衬底处理一次以上，例如，以便产生多层IC，使得本文中所使用的术语衬底也可表示已经包含多个处理后的层的衬底。

本发明中所使用的术语“辐射”及“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，具有或是约365纳米、248纳米、193纳米、157纳米或126纳米的波长)。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以指各种类型的光学部件的任何一个或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学部件。

虽然上文已经描述本发明的具体实施例，但应了解，可以与所描述的方式不同的其它方式来实施本发明。以上描述旨在说明的而非限制性的。因此，对于本领域普通技术人员将明白，可在不背离下文所阐明的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。