CN101859072A - 流体处理装置、浸没式光刻设备以及器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流体处理装置、浸没式光刻设备以及器件制造方法。具体地，公开了一种用于浸没式光刻设备的流体处理***，其具有用以从浸没空间中去除浸没液体的流体去除装置，和用以去除浸没液体的液滴的液滴去除装置，其中：液滴去除装置比流体去除装置远离光学轴线，并且液滴去除装置包括面对例如被曝光的衬底和/或衬底台的多孔部件。

Description

流体处理装置、浸没式光刻设备以及器件制造方法
技术领域
本发明涉及一种流体处理装置、一种浸没式光刻设备以及器件制造方法。
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，可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。
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***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***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10nm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)意味着在扫描曝光过程中需要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。
在浸没设备中，浸没流体由流体处理***、装置、结构或设备来处理。在一实施例中，流体处理***可以供给浸没流体，因而是流体供给***。在一实施例中，流体处理***可以至少部分地限制浸没流体，因而是流体限制***。在一实施例中，流体处理***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***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。在一实施例中，浸没液体被用作浸没流体。在这种情况下，流体处理***可以是液体处理***。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。
提出来的解决方法之一是液体供给***，用以通过使用液体限制***将液体仅提供到衬底的局部区域并且在投影***的最终元件和衬底之间(通常衬底具有比投影***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WO99/49504的PCT专利申请出版物中公开了。如图2和图3所示，液体优选地沿着衬底相对于最终元件移动的方向，通过至少一个入口供给到衬底上，并且在已经通过投影***下面之后，通过至少一个出口去除。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一侧供给并且在-X一侧去除。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。衬底W上面的箭头表示液体流动的方向，而衬底W下面的箭头表示衬底台的移动方向。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。液体供给和液体回收装置中的箭头表示液体流动的方向。
在图4中示意地示出了另一个根据本发明实施例的示例性的用于光刻投影设备中的液体供给***。液体由位于投影***PS每一侧上的两个槽状入口供给，由设置在入口的径向向外的位置上的多个离散的出口去除。在图4中的实施例中，所述入口和出口可以布置在板上，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***PS的一侧上的一个槽状入口提供，而由位于投影***PS的另一侧上的多个离散的出口去除，由此造成投影***PS和衬底W之间的液体薄膜流。在液体供给***内部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)。图4中的横截面图中，板中的箭头表示液体流入入口和流出出口的方向。
在欧洲专利申请公开出版物EP1420300和美国专利申请公开出版物US2004-0136494中，公开了一种成对的或双台浸没式光刻设备的方案，这里以参考的方式全文并入本文。这种设备设置有两个台用以支撑衬底。调平(levelling)测量在没有浸没液体的工作台的第一位置处进行，曝光在存在浸没液体的工作台的第二位置处进行。可选的是，设备仅具有一个台用以支撑衬底，其中在该台上发生调平和曝光。在还一布置中，存在两个台，一个台配置用以支撑衬底；另一个台是用以保持浸没液体、以在例如衬底交换期间与投影***接触。
PCT专利申请公开出版物WO 2005/064405公开了一种全浸湿布置，其中浸没液体是不受限制的。在这种***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WO2005/064405中，液体供给***提供液体到投影***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***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.US 2006/0119809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。
发明内容
在使用浸没液体的浸没式光刻设备中，浸没液体，例如液滴，会留在衬底、衬底台或两者上。液滴存在于这些位置上是不希望的。(要注意的是，这里所称的液滴包括液体膜)。液滴可以与形成在液体限制结构和面对的表面(例如衬底、衬底台或两者)之间的弯液面碰撞。在碰撞中，气泡会形成在由液体限制结构限定的浸没液体中。气泡会移动通过浸没液体并且干扰曝光辐射而在形成在衬底上的图案中形成缺陷。液滴会蒸发，从而施加热负载到液滴所处的表面。通过蒸发和/或形成干燥的斑点，液滴会成为衬底在曝光过程中的缺陷源。
期望地，例如提供一种设备，通过所述设备可以更有效地并且充分地从衬底和/或衬底台的表面去除不想要的液体液滴。液滴的去除会发生在液滴成为缺陷源之前，例如在与被限定的浸没液体的弯液面碰撞之前或者蒸发之前去除液滴。
根据本发明的一方面，提供一种浸没式光刻设备，包括：
投影***，其具有光学轴线；
衬底台，其配置用于保持衬底，所述衬底、台或两者限定面对的表面；和
流体处理结构，其配置成供给浸没液体到限定在所述投影***和所述面对的表面之间的浸没空间，所述流体处理结构包括：
流体去除装置，其布置成去除来自所述浸没空间的浸没液体；和
液滴去除装置，其布置成去除浸没液体的液滴，其中：
所述液滴去除装置较所述流体去除装置远离所述光学轴线，并且
所述液滴去除装置包括面对所述面对的表面的多孔构件。
根据本发明的一方面，提供一种浸没式光刻设备，包括：
投影***，其具有光学轴线；
衬底台，其配置成保持衬底，所述衬底、台或两者限定面对的表面；和
流体处理结构，其配置成供给浸没液体到限定在所述投影***和所述面对的表面之间的浸没空间，所述流体处理结构包括：
流体去除装置，其布置成去除来自所述浸没空间的浸没液体；和
液滴去除装置，其面对所述面对的表面并布置成去除浸没液体的液滴，其中：
所述液滴去除装置较所述流体去除装置远离所述光学轴线，并且
所述液体去除装置的至少一部分和所述面对的表面之间的距离随离开所述光学轴线的距离增大而增大。
根据本发明的一方面，提供一种浸没式光刻设备，包括：
投影***，其具有光学轴线；
衬底台，其配置成保持衬底，所述衬底、台或两者限定面对的表面；和
流体处理结构，其配置成供给浸没液体到限定在所述投影***和所述面对的表面之间的浸没空间，所述流体处理结构包括：
流体去除装置，其配置成去除来自所述浸没空间的浸没液体；和
液滴去除装置，其面对所述面对的表面并配置成去除浸没液体的液滴，其中：
所述液滴去除装置布置成当所述面对的表面相对于所述液滴去除装置移动时通过接触所述液滴去除位于所述面对的表面上的已经从所述浸没空间中的所述浸没液体脱离的浸没液体的液滴。
根据本发明的一方面，提供一种制造器件的方法，所述方法包括：
将浸没流体限制在限定在投影***、由衬底和/或台限定的面对的表面、流体处理结构以及在所述流体处理结构和所述面对的表面之间延伸以便形成浸没流体的主体的浸没流体的弯液面之间，所述投影***配置成将图案化的辐射束投影到所述衬底和配置成保持所述衬底的所述衬底台的目标部分处的成像区域上；
引起所述投影***和所述衬底和/或衬底台之间的相对移动，以便曝光所述衬底的不同的目标部分；和
在浸没液体的液滴再结合到所述浸没流体的主体之前采用液滴去除装置去除形成在所述衬底和/或衬底台的表面上的浸没液体的液滴，所述液滴去除装置包括面对所述面对的表面的多孔构件。
附图说明
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，且其中：
图1示出了根据本发明实施例的光刻设备；
图2和3示出用于光刻投影设备中的液体供给***；
图4示出用于光刻投影设备中的液体供给***；
图5示出用于光刻投影设备中的液体限制结构；
图6示出用于光刻投影设备中的液体限制结构的平面图，液体限制结构具有多个离散的开口；
图7示出通过图6中示出的液体供给***的离散的开口中的一个开口的横截面；
图8示出图7中示出的液体限制结构，其中衬底上存在不想要的浸没液体液滴；
图9示出图8中的液体液滴与浸没液体的主体相互作用；
图10示出由于与浸没液体液滴相互作用，包含在浸没空间中的浸没液体内的气泡的形成；
图11示出包括根据本发明的液滴去除装置的液体限制结构；
图12示出包括图11中示出的液滴去除装置的液体限制结构，其中通过液滴去除装置去除液滴；
图13示出包括根据本发明的另一液体去除装置的液体限制结构；
图14示出包括根据本发明的另一液体去除装置的液体限制结构；
图15示出包括根据本发明的还一液体去除装置的液体限制结构；
图16示出包括根据本发明的还一液体去除装置的液体限制结构；
图17示出相对于衬底由包括根据本发明实施例的液滴去除装置的液体限制结构采用的路径的平面图；和
图18示出相对于衬底由包括根据本发明实施例的液滴去除装置的可选的液体限制结构采用的路径的平面图。
具体实施方式
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***(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***(例如折射式投影透镜***)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***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***)。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***”应该广义地解释为包括任意类型的投影***，投影***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***、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***”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***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***BD一起称作辐射***。
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，例如积分器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。类似源SO，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实体。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***PS，所述投影***将辐射束聚焦到所述衬底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M1、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C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：
1.在步进模式中，在将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构MT的速度和方向可以通过所述投影***PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分C的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分C的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一个模式中，将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。
也可以附加地或可选地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***的最终元件和衬底之间提供液体的布置可以分成至少两种一般类型。它们是浴器类型布置和局部浸没***。在浴器类型布置中，基本上整个衬底和可选地衬底台的一部分浸入到液体浴器中。在所谓的局部浸没***中使用液体供给***，以将液体仅提供到衬底的局部区域。在局部浸没***中，由液体填满的空间在平面图中小于衬底的顶部表面。当衬底在所述空间下面移动的时候，所述空间内的液体，优选与衬底接触的所述空间内的液体，相对于投影***基本上保持静止。由浸没液体填充的区域可以称为局部液体区域。
本发明实施例指出的另一布置是全浸湿浸没***，在全浸湿浸没***中，液体是非限制的。在这种布置中，基本上整个衬底顶部表面和衬底台的全部或一部分被浸没液体覆盖。至少覆盖衬底的液体的深度小。液体可以是位于衬底上的液体膜、例如液体薄膜。图2-5中的任何液体供给装置也用于这种***中；然而，密封特征不存在、没有起作用、不如正常状态有效，或者以其它方式不能有效地仅将液体密封在局部区域。
图2-5中示出了四种不同类型的局部液体供给***。上面描述了在图2-4中公开的液体供给***。已经提出另一种布置，以提供具有流体限制结构的液体供给***。液体限制结构沿投影***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。尽管可以在Z方向(在光轴的方向)上存在一些相对移动，但是所述流体限制结构在XY平面内相对于投影***基本上是静止的。在一实施例中，在流体限制结构和衬底的表面之间形成密封，并且密封可以是非接触密封，例如气体密封。在美国专利申请出版物第US 2004-0207824号中公开了这种***。
图5示意地示出了具有实体12的流体处理结构或装置或者液体局部供给***，所述实体12形成阻挡构件或液体限制结构，其沿投影***PS的最终元件和衬底台WT或衬底W或两者所限定的面对的表面之间的空间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。提到面对的表面可以指衬底W面对液体限制结构的实体的表面，因此可以指衬底台WT面对液体限制结构的实体的表面)。尽管可以在Z方向上存在一些相对移动(在光轴的方向上)，但是流体限制结构在XY平面内相对于投影***PS基本上是静止的。在一实施例中，密封被形成在实体12和衬底W的表面之间，并且可以是非接触密封，例如气体密封或流体密封或毛细管密封。
流体处理装置至少部分地将液体限制在投影***PS的最终元件和衬底W之间的空间11内。到衬底W的非接触密封，例如气体密封16，可以形成在投影***的像场周围，使得液体被限制在衬底W表面和投影***PS的最终元件之间的空间内。该空间11至少部分地由位于投影***PS的最终元件的下面和周围的实体12形成。液体通过液体入口开口13被引入到投影***PS下面和实体12内的所述空间11中。液体可以通过液体出口开口13被去除。所述实体12在投影***PS的最终元件上面一点延伸。液面高于最终元件，使得能提供流体的缓冲器。在一个实施例中，所述实体12的内周的上端处的形状与投影***PS的形状或投影***的最终元件的形状一致，例如可以是圆形。在底部，内周与像场的形状大致一致，例如矩形，虽然并不是必须的。
液体通过在使用时实体12的底部和衬底W的表面之间形成的密封(例如，气体密封16)被限制在空间11中。气体密封16由气体形成，例如空气或合成空气，但是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提供到实体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的限制液体的高速气流16。气体作用在实体12和衬底W之间的液体上的力将液体限制在空间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。
图5中的示例是所谓的局部区域布置，其中液体每一次仅被提供到衬底W的顶部表面的局部区域。其他布置是可以的，包括流体处理***，其使用单相抽取器(不管其是否以两相模式工作)，例如在美国专利申请出版物第US 2006-0038968号中公开的。在一实施例中，单相抽取器可以包括由多孔材料覆盖的入口，多孔材料被用来将液体和气体隔离开以实现单液体相液体抽取。多孔材料的下游的室被保持在轻微的负压下并且充满液体。室内的负压使得在多孔材料的孔中形成的弯液面阻止周围的气体被抽入室内。然而，当多孔表面与液体接触时，不存在弯液面限制流动并且液体可以自由地流入到室内。多孔材料具有大量的小孔，例如直径范围在5-50μm。在一实施例中，多孔材料是至少轻微的亲液性的(例如亲水性的)，也就是与浸没液体(例如水)具有小于90°的接触角。
本发明的实施例可以应用于在全浸湿浸没设备中使用的流体处理结构。在全浸湿实施例中，流体例如通过允许液体从将液体限制在投影***的最终元件和衬底之间的限制结构中泄露出去而被允许覆盖衬底台的整个顶部表面。用于全浸湿实施例的流体处理结构的示例可以在2008年9月2日递交的美国专利申请出版物第US 61/136,380号中找到，其以参考的方式全文并入本文。
许多类型的流体处理结构被布置成允许流体沿特定的方向流过投影***PS的最终元件和衬底W之间的空间11。例如，在流体处理***中，通过在围绕所述空间11的表面内限定的多个开口(例如入口和出口)来实现流动。通过选择地通过这些开口提供液体和/或抽取液体，可以调节流动来产生所需的流动。流量(flow rate)可以通过改变通过一个或更多个开口的流量来进行改变。因此在与图5所示实施例相类似的实施例中，液体开口13可以包括用于实体12所限定的所述空间内的液体流过其中的多个开口。所述开口被限定在围绕所述空间11的表面内。液体可以通过这些开口被提供或去除，以便提供沿所需方向的例如经过空间11的流动。通过其中提供液体到所述空间的开口可以称为一组供给开口。通过其中去除液体的所述开口可以称为一组去除开口。正如在图2和3所示的实施例中，每一组开口可以被看作多个实体，每一个具有表面，其设置用于液体流过的开口。
图6示出一种类型的流体处理结构130的平面图，其是以气体拖曳原理工作(gas drag principle)的实施例。所谓的气体拖曳原理已经在例如2008年5月8日递交的美国专利申请出版物第US 2008-0212046号和美国专利申请出版物第US 61/071,621号中描述，两篇专利都以参考的方式全部并入本文。在那些***中，期望地，抽取孔布置成在平面上的形状中具有角部。该角部可以与步进和扫描方向对齐。与两个出口沿与扫描方向相垂直的方向被对齐的情形相比，该布置的形状减小了沿步进或扫描方向的给定速度情况下作用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。
在实际使用中，流体处理结构可以用作密封件并且例如可以代替密封件14、15、16被使用，如参考图5中所示的实施例所述的。图6中示出的密封件用作弯液面钉扎装置。液体可以通过所述装置限制在空间(也称为浸没空间11)11内。所述装置包括多个离散的开口50。所述开口50可以用作由所述装置例如限制在空间11内的浸没液体的出口50。示出的开口50是圆形的，但是这并不是必须的。出口50可以例如是方形的、直线形的(例如矩形的)、三角形的、或菱形的或细长的狭缝。
图6中的弯液面钉扎装置的每个开口50可以连接到单独的或分离的负压源。可选地，每个开口50可以连接到公共室(可以是环形的)。该室可以保持在负压下。在这种方式中，在每个出口处可以实现均匀的负压。开口50可以是例如管或细长通路55的开口。期望地，开口被定位成使得其面对衬底。在一实施例中，开口50可以被限制在例如液体限制结构的下表面等表面内。
每个开口50被设计成抽取液体和气体的混合物，即两相流体的混合物。液体从空间11中被抽取，而气体(例如空气)从开口50的另一侧上的大气中被抽取到液体中。气体的抽取形成气流，如图中箭头100所示。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。
正如从图6看到的，开口50可以被定位成以便形成在平面上多边形的形状。在图6中的情形中，是具有主轴110、120的菱形的形状，其主轴与衬底W在投影***下面移动的主方向对齐。开口50可以布置成以便形成任何合适的形状，例如圆形、或星形，例如四点星。
开口50可以设置在从液体限制结构12的底部表面40突出的突出物中。然而，这并不是必须的，开口50可以被限定在液体限制结构12的主底部表面内，如图7所示。在这种情况下，液体将紧靠主底部表面，并因此没有倾向于产生不希望的波的自由顶表面(free top surface)。
如参考图7提到的，箭头100示出从液体限制结构12的外侧进入与出口50相关的通路55中的气流。箭头150示出液体从空间11进入出口50的通道。通路55和出口50被设计成使得发生两相抽取(即气相和液相)。两相流动可以是环形的。这意味着气体流过通路55的中心，而液体沿通路55的壁流动。这将导致不会产生震动的平滑的流动。
所述空间11内的液面可以布置成使得即使在开口50的径向内侧，其也不会接触液体限制结构12的底部表面40。然而，这并不是必须的，如图7中所示的示例。径向最内侧的弯液面钉扎特征可以是开口50。开口50可以是径向最外侧的部件或弯液面钉扎特征。因此，在这样的实施例中，与图5中的液体供给***相比，可以没有气体入口15或类似结构。出口14作为多个离散的开口50存在，每一个连接到负压源。弯液面被流入开口50的气流诱发的拖曳力钉扎在开口50之间，其中在运行过程中所述开口50用作出口50。大于大约15m/s，期望地大于20m/s的气体(例如，空气)拖曳速度(drag velocity)是足够的。通过避免在其他液体限制***中存在气刀的需要，可以减少从衬底上蒸发的液体量，由此减少液体的溅射和热膨胀/收缩效应。在一实施例中，气刀的特征可以在开口50的径向外侧，例如作为用于气体通道的气刀开口，该气刀开口被限定在液体限制结构12的下表面40内。通过开口的气流可以用来协助将液体限制在所述空间内和将液体钉扎在开口50之间。
仅作为示例，36个离散的出口、每一个具有1mm的直径并间隔开3.9mm可以有效地钉扎弯液面。在这样的***中的总的气流是100l/min量级。
在浸没式光刻设备的运行过程中，浸没液体会从空间11中漏出。与所使用的液体供给***的类型无关，这都会发生。因此，当使用如图6和7所示的弯液面钉扎装置时，例如浸没液体的液滴会从所述空间11中漏出来。
液滴可以例如在局部液体区域已经通过表面上之后形成在所述表面上。当例如曝光后衬底从衬底台上移除时，液滴会形成在衬底的表面上。形成浸没流体的液滴的一种途径是，例如当液体限制结构和衬底的面对的表面之间的浸没液体的弯液面跨过衬底的外周边缘时。当横跨外周边缘时，弯液面变得不稳定，这引起液滴的形成。依赖于例如扫描方向，液滴可以形成在衬底的表面或衬底台上。
在随后的液体限制结构和例如衬底和/或衬底台等面对的表面之间的相对移动过程中，不想要的浸没液体的液滴可能与液体限制结构和面对的表面之间的弯液面碰撞。弯液面可以是由液体限制结构限定的浸没液体的主体的弯液面。所述碰撞会导致在浸没液体的主体内部形成气泡。这种气泡可以移动通过浸没液体，例如进入曝光辐射束的路径中。气泡可能与曝光束相互作用。气泡可以是存在于被曝光的衬底上的缺陷的源头。在面对的表面和液体限制结构之间的相对运动的方向改变之后，位于面对的表面上的液滴和弯液面之间发生碰撞的风险会增大。在例如扫面方向改变时、步进运动过程中或用于曝光的衬底的新的目标部分移动过程中可能发生这种情况。
尽管上述布置用以限制液体，但是在任何时候少量的液体会从所述空间11中漏出，例如当液体限制结构12(和其限制的浸没液体)跨过衬底W的边缘。如果浸没液体从所述空间11中漏出，则会在衬底W的表面上和/或衬底台WT的表面上形成液滴。
在图8中示出的示例中，浸没液体已经从空间11中漏出，以在衬底W的表面上形成浸没液体的液滴200。如果液滴200不从衬底W的表面上去除，则液滴会对衬底的曝光精确度带来负面的影响。这是由于液滴接触浸没空间11内的浸没液体的主体，如下面说明。
图8中的箭头A表示衬底W和衬底台WT相对于空间11的移动方向。所述移动是朝向空间11内的浸没液体(下文称为液体主体)。液滴200与衬底W一起移动。如果液滴200没有从衬底W的表面上去除，液滴200与衬底W一起移动朝向空间11。
正如图9所示，一旦衬底W和衬底台WT相对于浸没空间11沿箭头A的方向移动足够远，液滴200与空间11内的浸没液体接触。液滴200会与浸没液体主体的弯液面90接触。弯液面90形成在衬底W和开口50之间。当衬底台(和衬底W)相对于液体限制结构12以相对高的速率移动，弯液面和液滴200之间的接触时刻发生碰撞。
图10示出衬底W和衬底台WT继续沿箭头A的方向从图9中示出的位置进一步移动的情况。正如图10中看到的，浸没液体的液滴200接触限制在空间11内的浸没流体的主体，但是这并不是必须的。一些液体会散开以形成其他液滴。然而，在接触气泡300之后，例如一个或更多个空气气泡会形成在浸没空间11内的浸没液体内。气泡300可以移动通过浸没空间，使得其可以位于曝光束的路径内。在衬底随后的曝光过程中，曝光辐射束会随后通过气泡300。辐射通过气泡影响曝光辐射束的性质，例如所述束会变弱，因此降低了曝光的精确度和可重复性。在这情况下，液滴会增多曝光过程中引起的缺陷。
从上面图8-10的描述将会理解到，期望能够在液滴与浸没空间11内的浸没液体主体接触和/或相互作用之前去除所有从空间11中漏出的浸没液体的液滴200。根据一实施例，提供液滴去除装置400以在浸没液体液滴200与空间11内的浸没液体，尤其是弯液面90接触之前去除所有浸没液体液滴200。
图11示出包括根据本发明实施例的液滴去除装置400的流体处理结构的一部分。液滴去除装置400包括多孔部件450。液滴去除装置400配置成在液滴与空间11内的浸没液体的主体接触(例如再结合)之前去除浸没液体液滴200。在一实施例中，液滴去除装置400布置成基本上面对面对的表面(例如衬底W(即被曝光的表面))的上表面。通常，多孔部件450具有开口，通过开口形成浸没液体液滴200的浸没液体可以被抽取。开口可以被形成在板内。板的厚度可以选自以下范围：例如10μm-200μm、或25μm-100μm。例如，在一实施例中，板的厚度接近50μm。
在一实施例中，液滴去除装置400是两相去除装置，其还从围绕漏出的液滴200的空间去除气体。液滴去除装置400的多孔部件可以被称为微筛。
在一实施例中，至少一部分多孔部件450是有角的或成角度的。多孔部件的表面可以形成角度，使得其离面对的表面(例如衬底W的表面)的距离随离开浸没空间11的距离增大而增大。多孔部件和衬底W之间的距离布置成在多孔部件的至少一部分上随离开投影***PS的光学轴线的距离增大而增大。在图11示出的实施例中，多孔部件和衬底W之间的距离被显示成沿多孔部件的整个部分随离开投影***PS的光学轴线的距离增大而增大。
正如从图12中示出的布置中看到的，当衬底W和衬底台WT沿箭头A的方向移动(即图12中示出的衬底W的边缘移动朝向浸没空间11)时，浸没液体液滴200移动朝向液滴去除装置400。当液滴200相对于液滴去除装置400接近到达图12中示出的位置时，开始通过液滴去除装置400去除液滴。在这个位置上，液滴200接触液滴去除装置400。在使用时液滴去除装置400接触液滴的部分至少离开面对的表面(即衬底W的表面)的距离为液滴的高度。在一实施例中，液滴200通过液滴去除装置400的多孔部件450中的开口例如沿图12中箭头B所示的方向被去除。
通常，多孔部件450中的开口形成孔，通过该孔浸没液体液滴200被去除。这些孔可以采用任何合适的形式。例如，它们可以是方形的、矩形、三角形、圆形或任何其他合适的形状。例如，液滴去除装置400的多孔部件中的开口可以是圆形孔。
多孔部件450中的开口可以具有选自5μm-100μm范围的直径。在一实施例中，开口可以是圆形的孔。这些孔可以具有选自10μm-50μm范围的直径。这些孔可以具有大约20μm的直径。上述给出的开口直径的值还可以应用于其他形状(例如方形的、矩形、三角形)的开口的主要尺寸。开口和开口之间的空间的精确面积可以设定成以便提供足够的抽取力，以去除形成在衬底W的表面上的选自可能尺寸范围的液滴200。
在一实施例中，例如图11和12中示出的，液滴去除装置400中的多孔部件450中的开口的间距可以是均匀的。此外，开口本身的面积和形状在整个液滴去除装置400上是统一的。然而，在可选或替换的实施例中，开口的尺寸和/或形状，和/或开口之间的间隙在整个液滴去除装置400上可以变化。
例如，在一实施例中，例如图15中示出的实施例，液滴去除装置400可以包括多孔部件460。限定在多孔部件460中的开口之间的间距随离开浸没式光刻设备的投影***PS的光学轴线的距离增大而增大。在一实施例中，多孔部件460的开口之间的间距随离开流体处理***的出口50的距离增大而增大。该变化可以是连续发生，或被布置在开口的横截面面积、开口之间的间隔(即开口密度)或两者基本上是一致的两个或更多个带中。所述带的特性可以随离开开口50和/或投影***的光学轴线的距离增大而改变。参见下面所述实施例，它们中的每一个可以作为连续变化发生，或作为一系列的多于两个的带、每一个带具有一致的特性进行变化。
在一实施例中，例如图15中，多孔部件的开口之间的间隔或间隙可以随着面对的表面(例如衬底W)和液滴去除装置400之间的距离增大而增大。
在一实施例中，液滴去除装置400的多孔部件中的开口的尺寸(即每个开口的面积)可以附加地或替换地随着液滴去除装置400的多孔部件离开例如衬底W等面对的表面的距离增大而改变。在一实施例中，每个开口的面积可以随着衬底W和液滴去除装置400之间的距离增大而减小。在一实施例中，每个开口的面积可以随着离开浸没式光刻设备的光学轴线的距离增大而减小。在一实施例中，每个开口的面积可以随着离开流体处理***的开口50的距离增大而减小。
由于液滴200的不同尺寸，液滴去除装置400的多孔部件的开口之间的间距和/或开口的出口面积可以如上述随着离开例如衬底W等面对的表面的距离增大而改变，液滴将在液滴去除装置400的不同高度(即衬底W上的高度)处被去除。因此，例如相对于通过位于较靠近衬底W的多孔部件上的开口去除的液滴，较大的液滴可以通过位于较远离衬底W位置上的多孔部件上的开口去除。较大的液滴将在液滴去除装置400的较大面积上延伸。这意味着在去除这种较大的液滴时开口之间的间距可以增大，同时仍然确保较大液滴接触液滴去除装置400时较大的液滴200覆盖至少一个开口(或至少两个、三个、四个、五个、六个或更多个开口)。类似地，多孔部件的开口的出口面积可以减小，同时仍然确保提供足够的开口面积给较大液滴200用于去除液滴。
在一实施例中，液滴去除装置400和面对液滴去除装置400的面对的表面(例如衬底W和/或衬底台WT)之间的距离随离开光刻设备的光学轴线的距离增大而增大。在一些实施例中，液滴去除装置400和衬底W之间的距离在整个范围内或液滴去除装置400的宽度上，随离开浸没式光刻设备的光学轴线的距离增大而增大。这样的实施例参照图11和12进行介绍。
在其他实施例中，液滴去除装置400和面对的表面(例如衬底W)之间的距离在整个液滴去除装置400范围内不随离开浸没式光刻设备的光学轴线的距离增大而增大。例如，在一实施例(例如图13和14示出的那些实施例)中，液滴去除装置400和面对的表面(例如衬底W)之间的距离仅在液滴去除装置400的一部分范围上随离开浸没式光刻设备的光学轴线的距离增大而增大。
在一实施例中，例如图13和14中示出的，液滴去除装置400和面对的表面(例如衬底W)之间的距离仅对于液滴去除装置400的外侧部分(即对于较液滴去除装置400的其他部分远离浸没式光刻设备的光学轴线的液滴去除装置400的部分)随离开浸没式光刻设备的光学轴线的距离增大而增大。例如，图13中的部分410或图14中的部分430，在所述部分上液滴去除装置400和衬底W之间的间距随离开浸没式光刻设备的光学轴线的距离增大而增大，所述部分相对于浸没式光刻设备的光学轴线可以是液滴去除装置400的外侧部分10％(或小于10％)到外侧部分90％(或大于90％)之间。例如，部分410或部分430可以相对于光学轴线是液滴去除装置400的外侧部分20％、30％、40％、50％、60％、70％或80％。
在一实施例(例如图13或图14中所述的实施例)中，液滴去除装置400和衬底W之间的距离相对于光学轴线在液滴去除装置400的整个范围的一部分(并且不是其整个范围)上增大。内侧部分420可以在离面对的表面(例如衬底W)基本上距离恒定的位置处。这样的实施例在图13中示出。液滴去除装置400的内侧部分440与面对的表面(例如衬底W)之间的距离可以随离开光学轴线的距离增大而减小。图14示出这样的实施例。在图14中的实施例中，液滴去除装置400和衬底W之间的最小距离可以小于图13中示出的实施例。这是因为随着离开光学轴线的距离增大，液滴去除装置400的内侧部分440可以靠近面对的表面(例如衬底W)。这样的优点在于，较小的液滴200可以通过液滴去除装置400去除。
在图11-16中示出的实施例中，液滴去除装置400相对于浸没式光刻设备的光学轴线的内边缘480离面对的表面的距离与液体限制结构12的下表面40到面对的表面(例如最靠近面对的表面的下表面40的部分)的距离相等。然而，在一实施例中，面对的表面与液滴去除装置400之间的距离在液滴去除装置400的内边缘480(相对于光学轴线)处可以是不同的，例如小于面对的表面和液滴限制结构12的下表面40(或，在液滴去除装置是液体限制结构12的一部分的情况下的液体限制结构12的另一部分)之间的距离。这实现在液滴200接触浸没空间11中的浸没液体的主体之前通过液滴去除装置400回收的较小液滴200。
液滴去除装置400与面对的表面之间的距离可以选自范围50μm-500μm。液滴去除装置400与面对的表面之间的距离可以选自范围75μm-300μm或范围100μm-200μm。例如，在一实施例中，面对的表面与液滴去除装置400之间的距离接近150μm、或160μm、或170μm，或180μm。这些值表示液滴去除装置400和面对的表面之间的最短距离，或当液滴去除装置是液体限制结构12的一部分时表示液体限制结构12和面对的表面之间的最短距离。可选地，这些值可以表示面对的表面与液滴去除装置400之间的平均距离。
在平面形式中，液滴去除装置400的形状可以与用于限制浸没空间11内的浸没液体的主体的流体处理结构130的开口50所形成的形状相同或类似。例如，这可以意味着液滴去除装置400在平面上的形状与液体出口的实际形状相同。附加地或替换地，这可以意味着其与浸没液体的弯液面90(在平面视图中)的形状相同。同样，流体处理结构的液体开口50(和/或由出口形成的浸没液体的弯液面90)可以在平面视图中具有与液滴去除装置400相同的形状。然而，它们可以是不同的尺寸。
在一实施例中，由液体开口50(和/或由开口50形成的浸没液体的弯液面)和液滴去除装置400形成的平面形式的形状可以都是环形。在其他实施例中，由液体开口50(和/或由开口50形成的浸没液体的弯液面)和液滴去除装置400形成的平面形式的形状可以都至少具有四个边。例如，它们都形成四点星形，或具有基本上钻石形状。
液滴去除装置400的横截面形状(即在图11-16中示出的)可以与液滴去除装置400在平面视图中的形状无关。同样，这里公开的横截面、平面和开口分布/尺寸布置的组合可以与本发明其他不同的实施例彼此组合或结合。
在一实施例中，液滴去除装置400可以仅位于在平面上由开口50限定的形状的一个或更多部分附近。一个这样的部分是所述形状的角部。液滴去除装置400可以位于与所述形状的每个角部相关的位置。所述角部与期望的扫描和/或步进方向对齐。当面对的表面相对于液体限制结构移动时，液滴去除装置400可以在相对于移动的相对方向(例如扫描或步进方向)的尾部角部处从面对的表面去除液滴。液滴去除装置400可以去除在前面角部处的液滴，因而会在液滴接触液体限制结构和面对的表面之间的前面弯液面90之前液滴去除装置400去除靠近浸没液体的主体的液滴。
由液体限制结构的开口50形成的平面形式的形状(或由流体处理结构的开口50形成的弯液面90)到液滴去除装置400在平面视图中可以具有不同的尺寸。在本发明的一实施例中，液滴去除装置400相对于浸没式光刻设备的光学轴线位于液体限制结构的开口50的外侧，或较大半径处。在一实施例中，开口50的外边缘(相对于光学轴线)(或由开口50形成的所述空间11内的浸没液体的弯液面90)和液滴去除装置400的内边缘480(相对于光学轴线)之间的距离可以选自范围0.1mm-10mm。在一实施例中，所述距离可以选自范围0.5mm-5mm。在一实施例中，所述距离可以是2.5mm。该距离可以称为径向宽度。在一实施例中，围绕液滴去除装置的范围、或沿所需方向(例如扫描和/或步进方向)，该距离可以是基本上恒定的。替换地，上面给出的距离可以表示围绕外周围或沿所需方向(例如扫描和/或步进方向)的平均值。在一实施例中，液滴去除装置400在平面上沿所需方向(例如扫描和/或步进方向)中一个方向的径向宽度大于沿其他方向上的径向宽度。
在一实施例中，沿经过衬底W的表面的直线连续地扫描目标部分。扫描运动垂直于所述直线，使得在扫描每个目标部分之间步进衬底W和衬底台WT。在一实施例中，沿垂直于扫描方向的方向，液滴去除装置400的径向宽度尺寸形成为在一个或更多个目标部分上延伸。因此，当扫描每个新的目标部分，液滴去除装置400通过刚刚已经曝光的目标部分，从目标部分的表面上去除液体。因此，液体液滴可以在液体蒸发之前并在液滴与空间11内的浸没液体的主体的弯液面接触之前被去除。
在一实施例中，液滴去除装置400的径向宽度的尺寸可以形成为使得在扫描目标部分结束时，液滴去除装置可以覆盖基本上是目标部分的整个部分的部分，或覆盖基本上是多于一个的目标部分的整个部分的部分。在这种布置中，在扫描，即曝光后，或在扫描以及曝光之前存在于目标部分上的任何液体都被去除。
以这些方法中的一个或更多个方法增大液滴去除装置400的径向宽度可以在较少影响弯液面的稳定性的情况下实现投影***和面对的表面之间的较大的相对速度，例如扫描和/或步进速度。因此减小了在通过液滴去除装置400的下面之后液体液滴残留的机会或可能性。
图17示出一实施例，其中液滴去除装置400围绕由开口50形成的浸没空间11延伸。在图17中示出了八个目标部分(0-7)。路径98示出在目标部分1和2的曝光过程中，衬底W相对于浸没空间11(例如浸没空间11的中心)的运动。在该实施例中，液滴去除装置400沿步进方向的径向宽度X(即，从目标部分1到目标部分2的方向)大于沿扫描方向的径向宽度Y。
图18示出类似图17中的布置的布置，但在图18中液滴去除装置400沿步进方向的径向宽度X′小于液滴去除装置400沿扫描方向的径向宽度Y′。结果，在图18的实施例中，由衬底W采取的、用以从曝光目标部分1移动到曝光目标部分2的相对路径99与图17中的实施例中采取的路径98不同(即，沿扫描方向进一步延伸)。
在图17和18所示的实施例中，液滴去除装置400的表面随离开口50的线的距离增大而与面对的表面成角度地离开。在一实施例中，液滴去除装置400的表面具有基本上平行于面对的表面的至少一部分。整个表面可以平行于面对的表面。在一实施例中，液滴去除装置400的表面的至少一部分(甚至整个表面)随离开口50的线的距离增大而朝向面对的表面形成角度。
在图17和18中示出的实施例中，由液滴去除装置的外边缘404限定的角部402的角度与由开口50的线限定的角部52的角度相同。在一实施例中，与扫描方向、步进方向或两者对齐的开口50的线的角部52的角度与液滴去除装置400的外边缘404的角部402的角度不同。
在图17示出的实施例的变体中，与扫描方向对齐的开口50的线的角部52的角度小于液滴去除装置400的外边缘404的角部402的角度。由开口50的线限定的角部52可以是90度或可以是90到75度之间的锐角，或小于80度的锐角。与步进方向对齐的开口50的线限定的角部52的角度可以大于液滴去除装置400的外边缘404的角部402的角度。开口50的线限定的角部52的角度可以是90度，或钝角，即大于90度，例如90到105度之间，或大于105度。
在图18示出的实施例的变体中，与步进方向对齐的开口50的线限定的角部52的角度小于液滴去除装置400的外边缘404的角部402的角度。开口50的线之间限定的角部52的角度可以是大致90度，或钝角，例如90到105度之间。与扫描方向对齐的开口50的线限定的角部52的角度大于液滴去除装置400的外边缘404的角部402的角度。由开口50的线限定的角部52的角度可以是大致90度，或期望地可以是75到90度之间的锐角。
在图11-15示出的实施例中，示出的液滴去除装置400的多孔部件连接到与流体处理结构的开口50相同的通路55。这意味着开口50和液滴去除装置400可以连接到相同的负压源，例如抽取装置，用于分别提供浸没液体主体和液滴200的抽取。抽取装置可以例如是泵。
在一实施例中，例如图16示出的实施例，液滴去除装置400的多孔部件可以经由通路500连接到其自己的负压源(例如抽取装置(未示出))。在这样的实施例中，液体限制结构的开口50经由通路55连接到与液滴去除装置400所连接的抽取装置不同的抽取装置。同样，经由通路500提供给液滴去除装置400的抽取可以与经由通路55提供给开口50的抽取不同。连接到通路55和500两者的抽取装置都是泵。这些泵可以不同。
上面的说明书已经结合浸没式光刻设备进行描述。然而，这里所述的液滴去除装置400可以设置成分离的实体，以加到已有的流体处理***或液体限制结构。还可替换地，这里所述的液滴去除装置400可以设置成为流体处理***或液体限制结构的一部分。因此，流体处理***或液体限制结构可以并入到浸没式光刻设备或其他设备。
虽然本专利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***、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一个或更多个计算机程序的形式，或具有存储其中的所述一个或更多个计算机程序的一个或更多个数据存储介质(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嵌入到两个或更多个计算机程序。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。
当一个或更多个计算机程序由位于光刻设备的至少一个部件内的一个或更多个计算机处理器读取时这里所述的控制器可以每一个或以组合的形式运行。控制器可以每一个或以组合的形式具有任何合适的用于接收、处理以及发送信号的结构。一个或更多个处理器配置成与至少一个控制器通信。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。因而，控制器可以根据一个或更多个计算机程序的机器可读指令运行。
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***中，液体供给***可以不限制浸没流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。
在一实施例中，提供一种浸没式光刻设备，包括具有光学轴线的投影***、衬底台以及流体处理结构。衬底台配置用以保持衬底。衬底、台或两者限定面对的表面。流体处理结构配置成供给浸没液体到限定在投影***和面对的表面之间的浸没空间。流体处理结构包括流体去除装置和液滴去除装置。流体去除装置布置成从浸没空间去除浸没液体。液滴去除装置布置成去除浸没液体的液滴并且位于比流体去除装置更远离光学轴线的位置。液滴去除装置包括面对面对的表面的多孔部件。
多孔部件的至少一部分和面对的表面之间的距离可以随着离光学轴线的距离增大而增大。该部分可以相对于光学轴线设置在多孔部件的外侧部分。
浸没式光刻设备可以具有多孔部件的内侧部分，其比该部分靠近光学轴线。所述内侧部分可以在离面对的表面距离基本上恒定的位置处。
比所述部分靠近光学轴线的多孔部件的内侧部分和面对的表面之间的距离可以随离光学轴线的距离增大而减小。
液滴去除装置相对于光学轴线的最内侧边缘与面对的表面之间的距离小于流体去除装置和面对的表面之间的距离。
流体去除装置可以是配置成抽取两相流体的两相抽取器。流体去除装置可以包括位于流体处理结构的表面内的多个离散的开口。所述开口可以以图案的形式限定在表面内并且配置成将浸没液体限定在浸没空间内。通过去除来自浸没空间的浸没液体和来自浸没液体外的大气中的气体的混合物而限制浸没液体。
流体去除装置的开口可以布置成以便通过形成气流来钉扎浸没空间中的浸没液体的弯液面。
多孔部件可以包括多个开口。开口之间的间距可以随离光学轴线的距离增大而增大。每个开口的出口面积可以随着离光学轴线的距离增大而减小。
液滴去除装置可以配置成去除已经脱离浸没空间中的浸没液体的浸没液体的液滴。
多孔部件可以配置成去除浸没液体和气体的混合物。
流体去除装置和液滴去除装置在平面中可以具有相同的几何形状，和不同的尺寸。流体去除装置和液滴去除装置在平面中可以都具有环形形状。流体去除装置和液滴去除装置可以都具有至少四个边。
浸没式光刻设备可以还包括连接到流体去除装置和液滴去除装置两者的抽取装置。抽取装置是为了减小在流体去除装置和液滴去除装置两者处的压力。
浸没式光刻设备可以还包括第一抽取装置和第二抽取装置。第一抽取装置配置成减小位于流体去除装置处的压力。第二抽取装置配置成减小位于液滴去除装置处的压力。
流体去除装置可以配置成基本上抑制浸没液体通过它。
在一实施例中，提供一种浸没式光刻设备，包括投影***、衬底台以及流体处理***。投影***具有光学轴线。衬底台配置成保持衬底。衬底、台或两者限定面对的表面。流体处理结构配置成供给浸没液体到限定在投影***和面对的表面之间的浸没空间。流体处理结构包括流体去除装置和液滴去除装置。流体去除装置配置成从浸没空间去除浸没液体。液滴去除装置面对面对的表面并且配置成去除浸没液体的液滴。液滴去除装置比流体去除装置远离光学轴线。液滴去除装置的至少一部分和面对的表面之间的距离随离开光学轴线的距离增大而增大。
所述部分设置在液滴去除装置的相对于光学轴线的外侧部分。
液滴去除装置的内侧部分可以比所述部分靠近光学轴线。所述内侧部分可以在离面对的表面基本上距离恒定的位置处。
比所述部分靠近光学轴线的液滴去除装置的内侧部分与面对的表面之间的距离可以随离开光学轴线的距离增大而减小。
液滴去除装置可以包括多孔部件，其面对面对的表面。
在一实施例中，提供一种浸没式光刻设备，其包括投影***、衬底台以及流体处理结构。投影***具有光学轴线。衬底台配置用以保持衬底。衬底、台或两者限定面对的表面。流体处理结构配置成供给浸没液体到限定在投影***和面对的表面之间的浸没空间。流体处理结构包括流体去除装置和液滴去除装置。流体去除装置配置成从浸没空间去除浸没液体。液滴去除装置面对面对的表面并且配置成去除浸没液体的液滴。液滴去除装置布置成去除面对的表面上的已经脱离浸没空间内的浸没液体的浸没液体液滴。当面对的表面相对于液滴去除装置移动时通过接触液滴去除液滴。
液滴去除装置包括多孔部件，其面对面对的表面。
液滴去除装置的至少一部分和面对的表面之间的距离随离开光学轴线的距离增大而增大。
在一实施例中，提供一种制造器件的方法。所述方法包括将浸没流体限制在限定在投影***、由衬底和/或台限定的面对的表面、流体处理结构以及在流体处理结构和面对的表面之间延伸的浸没流体的弯液面之间的空间内以便形成浸没流体的主体。投影***配置成将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分处的成像区域(imaging field)上。衬底台配置成保持衬底。
所述方法还包括引起投影***和衬底和/或衬底台之间的相对运动，以便曝光所述衬底的不同目标部分。所述方法还可以包括在液滴再结合到浸没流体的主体之前采用液滴去除装置去除形成在衬底和/或衬底台表面上的浸没液体的液滴。液滴去除装置可以包括多孔部件，所述多孔部件面对面对的表面。
所述方法还可以包括通过流体去除装置去除浸没流体的主体。投影***可以具有光学轴线并且液滴去除装置可以较流体去除装置远离光学轴线。
这里所述的液体供给***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***和衬底和/或衬底台之间的空间的机构或结构的组合。其可以包括一个或更多个结构的组合、一个或更多个包括一个或更多个液体开口的流体开口、一个或更多个气体开口或一个或更多个用于两相流动的开口。开口可以每一个是进入浸没空间的入口(或流体处理结构的出口)或浸没空间的出口(或进入流体处理结构的入口)。在一个实施例中，所述空间的表面是衬底和/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***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、质量、形状、流量或其他任何特征。
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。

Claims (15)

1.一种浸没式光刻设备，包括：
投影***，其具有光学轴线；
衬底台，其配置用于保持衬底，所述衬底、台或两者限定面对的表面；和
流体处理结构，其配置成供给浸没液体到限定在所述投影***和所述面对的表面之间的浸没空间，所述流体处理结构包括：
流体去除装置，其布置成去除来自所述浸没空间的浸没液体；和
液滴去除装置，其布置成去除浸没液体的液滴，其中：
所述液滴去除装置较所述流体去除装置远离所述光学轴线，并且
所述液滴去除装置包括面对所述面对的表面的多孔部件。
2.如权利要求1所述的浸没式光刻设备，其中，所述多孔部件的至少一部分和所述面对的表面之间的距离随离开所述光学轴线的距离增大而增大。
3.如权利要求2所述的浸没式光刻设备，其中，所述部分设置在所述多孔部件的相对于所述光学轴线的外侧部分。
4.如权利要求2或3所述的浸没式光刻设备，其中，比所述部分靠近所述光学轴线的所述多孔部件的内侧部分离开所述面对的表面的距离基本上恒定。
5.如权利要求2或3所述的浸没式光刻设备，其中，比所述部分靠近所述光学轴线的所述多孔部件的内侧部分与面对的表面之间的距离随离开所述光学轴线的距离增大而减小。
6.如前面权利要求中任一项所述的浸没式光刻设备，其中，所述液滴去除装置相对于所述光学轴线的最内侧边缘与所述面对的表面之间的距离小于所述流体去除装置与所述面对的表面之间的距离。
7.如前面权利要求中任一项所述的浸没式光刻设备，其中，所述流体去除装置是配置成抽取两相流体的两相抽取器。
8.如前面权利要求中任一项所述的浸没式光刻设备，其中，所述流体去除装置包括位于所述流体处理结构的表面内的多个离散的开口，所述开口以图案的形式限定在所述表面内并且配置成通过去除(i)来自所述浸没空间的浸没液体和(ii)来自所述浸没液体外部的大气中的气体的混合物而将所述浸没液体限制到所述浸没空间。
9.如前面权利要求中任一项所述的浸没式光刻设备，其中：
所述多孔部件包括多个开口，并且
所述开口之间的间距随离开所述光学轴线的距离增大而增大，和/或每个开口的出口面积随离开所述光学轴线的距离增大而减小。
10.如前面权利要求中任一项所述的浸没式光刻设备，其中，所述液滴去除装置配置成去除已经从所述浸没空间内的所述浸没液体脱离的浸没液体液滴。
11.如前面权利要求中任一项所述的浸没式光刻设备，其中，所述多孔部件配置成去除浸没液体和气体的混合物。
12.如前面权利要求中任一项所述的浸没式光刻设备，还包括抽取装置，所述抽取装置连接到所述流体去除装置和所述液滴去除装置，以便减小位于所述流体去除装置和所述液滴去除装置两者处的压力。
13.一种浸没式光刻设备，包括：
投影***，其具有光学轴线；
衬底台，其配置成保持衬底，所述衬底、台或两者限定面对的表面；和
流体处理结构，其配置成供给浸没液体到限定在所述投影***和所述面对的表面之间的浸没空间，所述流体处理结构包括：
流体去除装置，其布置成去除来自所述浸没空间的浸没液体；和
液滴去除装置，其面对所述面对的表面并配置成去除浸没液体的液滴，其中：
所述液滴去除装置较所述流体去除装置远离所述光学轴线，并且
所述液体去除装置的至少一部分和所述面对的表面之间的距离随离开所述光学轴线的距离增大而增大。
14.一种浸没式光刻设备，包括：
投影***，其具有光学轴线；
衬底台，其配置成保持衬底，所述衬底、台或两者限定面对的表面；和
流体处理结构，其配置成供给浸没液体到限定在所述投影***和所述面对的表面之间的浸没空间，所述流体处理结构包括：
流体去除装置，其配置成去除来自所述浸没空间的浸没液体；和
液滴去除装置，其面对所述面对的表面并配置成去除浸没液体的液滴，其中：
所述液滴去除装置布置成当所述面对的表面相对于所述液滴去除装置移动时通过接触所述液滴去除位于所述面对的表面上的已经从所述浸没空间中的所述浸没液体脱离的浸没液体液滴。
15.一种制造器件的方法，所述方法包括：
将浸没流体限制在限定在投影***、由衬底和/或台限定的面对的表面、流体处理结构以及在所述流体处理结构和所述面对的表面之间延伸以便形成浸没流体的主体的浸没流体的弯液面之间，所述投影***配置成将图案化的辐射束投影到所述衬底和配置成保持所述衬底的所述衬底台的目标部分处的成像区域上；
引起所述投影***和所述衬底和/或衬底台之间的相对移动以便曝光所述衬底的不同的目标部分；和
在浸没液体的液滴再结合到所述浸没流体的主体之前采用液滴去除装置去除形成在所述衬底和/或衬底台的表面上的浸没液体的液滴，所述液滴去除装置包括面对所述面对的表面的多孔部件。
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