專利名稱：光刻裝置和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻投射裝置，包括-用于提供輻射投射光束的輻射系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖部件用于根據(jù)理想的圖案對(duì)投射光束進(jìn)行構(gòu)圖；-用于保持基底的基底臺(tái)；-用于將帶圖案的光束投射到基底的靶部上的投射系統(tǒng)；-用于至少部分地將所述投射系統(tǒng)末端元件和所述基底之間的間隙填充液體的液體供給系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
這里使用的術(shù)語“構(gòu)圖部件”應(yīng)廣義地解釋為能夠給入射的輻射光束賦予帶圖案的截面的部件，其中所述圖案與要在基底的靶部上形成的圖案一致；本文中也使用術(shù)語“光閥”。一般地，所述圖案與在靶部中形成的器件的特殊功能層相應(yīng)，如集成電路或者其它器件(如下文)。這種構(gòu)圖部件的示例包括■掩模。掩模的概念在光刻中是公知的。它包括如二進(jìn)制型、交替相移型、和衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型。這種掩模在輻射光束中的布置使入射到掩模上的輻射能夠根據(jù)掩模上的圖案而選擇性的被透射(在透射掩模的情況下)或者被反射(在反射掩模的情況下)。在使用掩模的情況下，支撐結(jié)構(gòu)一般是一個(gè)掩模臺(tái)，它能夠保證掩模被保持在入射光束中的理想位置，并且如果需要該臺(tái)會(huì)相對(duì)光束移動(dòng)。
■程控反射鏡陣列。這種設(shè)備的一個(gè)例子是具有一粘彈性控制層和一反射表面的矩陣可尋址表面。這種裝置的理論基礎(chǔ)是(例如)反射表面的尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇檠苌涔?，而非可尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇榉茄苌涔?。用一個(gè)適當(dāng)?shù)臑V光器，從反射的光束中過濾所述非衍射光，只保留衍射光；按照這種方式，光束根據(jù)矩陣可尋址表面的尋址圖案而產(chǎn)生圖案。程控反射鏡陣列的另一實(shí)施例利用微小反射鏡的矩陣排列，通過使用適當(dāng)?shù)木植侩妶?chǎng)，或者通過使用壓電致動(dòng)器裝置，使得每個(gè)反射鏡能夠獨(dú)立地關(guān)于一軸傾斜。再者，反射鏡是矩陣可尋址的，由此已定址的反射鏡以不同的方向?qū)⑷肷涞妮椛涔馐瓷涞綗o地址的反射鏡上；按照這種方式，根據(jù)矩陣可尋址反射鏡的定址圖案對(duì)反射光束進(jìn)行構(gòu)圖?？梢杂眠m當(dāng)?shù)碾娮友b置進(jìn)行該所需的矩陣尋址。在上述兩種情況中，構(gòu)圖部件可包括一個(gè)或者多個(gè)程控反射鏡陣列。反射鏡陣列的更多信息可以從例如美國(guó)專利US5,296,891、美國(guó)專利US5,523,193、PCT專利申請(qǐng)WO98/38597和WO 98/33096中獲得，這些文獻(xiàn)在這里引入作為參照。在程控反射鏡陣列的情況中，所述支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺(tái)，例如所述結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以是固定的或者是可移動(dòng)的。
■程控LCD陣列，例如由美國(guó)專利US 5,229,872給出的這種結(jié)構(gòu)，它在這里引入作為參照。如上所述，在這種情況下支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺(tái)，例如所述結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以是固定的或者是可移動(dòng)的。
為簡(jiǎn)單起見，本文的其余部分在一定的情況下具體以掩模和掩模臺(tái)為例；可是，在這樣的例子中所討論的一般原理應(yīng)適用于上述更寬范圍的構(gòu)圖部件。
光刻投影裝置可以用于例如集成電路(IC)的制造。在這種情況下，構(gòu)圖部件可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于IC每一層的電路圖案，該圖案可以成像在已涂敷輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基底(硅片)的靶部上(例如包括一個(gè)或者多個(gè)電路小片(die))。一般的，單一的晶片將包含相鄰靶部的整個(gè)網(wǎng)格，該相鄰靶部由投影系統(tǒng)逐個(gè)相繼輻射。在目前采用掩模臺(tái)上的掩模進(jìn)行構(gòu)圖的裝置中，有兩種不同類型的機(jī)器。一類光刻投影裝置是，通過一次曝光靶部上的全部掩模圖案而輻射每一靶部；這種裝置通常稱作晶片分檔器。另一種裝置(通常稱作分步掃描裝置)通過在投射光束下沿給定的參考方向(“掃描”方向)依次掃描掩模圖案、并同時(shí)沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底臺(tái)來輻射每一靶部；因?yàn)橐话銇碚f，投影系統(tǒng)有一個(gè)放大系數(shù)M(通常＜1)，因此對(duì)基底臺(tái)的掃描速度V是對(duì)掩模臺(tái)掃描速度的M倍。如這里描述的關(guān)于光刻設(shè)備的更多信息可以從例如美國(guó)專利US6,046,729中獲得，該文獻(xiàn)這里作為參考引入。
在用光刻投影裝置的制造方法中，(例如在掩模中的)圖案成像在至少部分由一層輻射敏感材料(抗蝕劑)覆蓋的基底上。在這種成像步驟之前，可以對(duì)基底可進(jìn)行各種處理，如涂底漆、涂敷抗蝕劑和軟烘烤。在曝光后，可以對(duì)基底進(jìn)行其它的處理，如曝光后烘烤(PEB)，顯影，硬烘烤和測(cè)量/檢查成像特征。以這一系列工藝為基礎(chǔ)，對(duì)例如IC的器件的單層形成圖案。這種圖案層然后可進(jìn)行任何不同的處理，如蝕刻、離子注入(摻雜)、鍍金屬、氧化、化學(xué)-機(jī)械拋光等完成一單層所需的所有處理。如果需要多層，那么對(duì)每一新層重復(fù)全部步驟或者其變化。最終，在基底(晶片)上出現(xiàn)器件陣列。然后采用例如切割或者鋸斷的技術(shù)將這些器件彼此分開，單個(gè)器件可以安裝在載體上，與管腳等連接。關(guān)于這些步驟的進(jìn)一步信息可從例如Peter van Zant的“微型集成電路片制造半導(dǎo)體加工實(shí)踐入門(Microchip FabricationA Practical Guide toSemiconductor Processing)”一書(第三版，McGraw Hill Publishing Co.，1997，ISBN0-07-067250-4)中獲得，這里作為參考引入。
為了簡(jiǎn)單起見，投影系統(tǒng)在下文稱為“鏡頭”；可是，該術(shù)語應(yīng)廣義地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，包括例如折射光學(xué)裝置，反射光學(xué)裝置，和反折射系統(tǒng)。輻射系統(tǒng)還可以包括根據(jù)這些設(shè)計(jì)類型中任一設(shè)計(jì)的操作部件，該操作部件用于操縱、整形或者控制輻射的投射光束，這種部件在下文還可共同地或者單獨(dú)地稱作“鏡頭”。另外，光刻裝置可以具有兩個(gè)或者多個(gè)基底臺(tái)(和/或兩個(gè)或者多個(gè)掩模臺(tái))。在這種“多級(jí)式”器件中，可以并行使用這些附加臺(tái)，或者可以在一個(gè)或者多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行準(zhǔn)備步驟，而一個(gè)或者多個(gè)其它臺(tái)用于曝光。例如在美國(guó)專利US5,969,441和WO98/40791中描述的二級(jí)光刻裝置，這里作為參考引入。
已經(jīng)提出了將光刻投射裝置中的基底浸沒在一種具有比較高折射率的液體中，比如水，以使其填充投射系統(tǒng)末端元件和基底之間的空間。這樣做的目的是由于曝光射線在液體中具有更短的波長(zhǎng)，從而能夠?qū)Ω〉奶卣鞒上瘛?也可以將液體的作用看作提高系統(tǒng)的有效NA。)然而，將基底臺(tái)浸入液體中意味著在掃描曝光過程中，必須加速大量的液體。這就需要附加的或者更強(qiáng)勁的馬達(dá)，并且液體中的紊流會(huì)導(dǎo)致不良的和不可預(yù)知的影響。
在光刻投射裝置中存在液體會(huì)隨之產(chǎn)生一些問題。比如，溢出的液體將引起干擾干涉計(jì)的問題，以及如果光刻投射裝置需要光束保持在真空中，那么將會(huì)破壞真空。此外，除非采取恰當(dāng)?shù)念A(yù)防措施否則液體會(huì)很快用完。
浸沒光刻術(shù)產(chǎn)生的更多的問題包括保持液體的深度恒定的難點(diǎn)以及將基底移至在末端投射系統(tǒng)元件之下的成像位置以及從成像位置移開的難點(diǎn)。并且，液體的污染(化學(xué)物質(zhì)溶解其中引起的)以及液體溫度的升高不利地影響了可實(shí)現(xiàn)的成像質(zhì)量。
如果發(fā)生由于某種原因引起的計(jì)算機(jī)故障或者能源故障或者設(shè)備的失控的情況，需要采取一些手段以保護(hù)，特別是投射系統(tǒng)的光學(xué)元件。必須采取措施避免液體溢出到裝置的其他組件上。
如果所使用的液體供給系統(tǒng)中液體具有自由表面的，需要采取措施以避免由于施加給液體供給系統(tǒng)的力而引起的在該自由表面上的波動(dòng)的產(chǎn)生。波動(dòng)會(huì)從移動(dòng)的基底向投射系統(tǒng)傳遞振動(dòng)。
WO99/49504公開了一種光刻裝置，其中向投射透鏡和晶片之間的間隙供給液體。當(dāng)晶片在透鏡之下-X方向上被掃描時(shí)，在透鏡的+X側(cè)供給液體，并且在-X側(cè)排出液體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種光刻投射裝置，其中在將平臺(tái)(stage)移動(dòng)過程中所必須加速的液體的容積最小化的同時(shí)，在基底和投射系統(tǒng)之間的間隙填充液體。
依照本發(fā)明在開始段中說明的光刻裝置實(shí)現(xiàn)上述及其他發(fā)明目的，其特征在于所述液體供給系統(tǒng)包括■密封構(gòu)件，沿所述投射系統(tǒng)末端元件和所述基底臺(tái)之間所述間隙的邊緣的至少一部分延伸；■氣密封裝置，用于在所述密封構(gòu)件和所述基底的表面之間形成氣密封。
從而氣密封裝置在密封構(gòu)件和基底之間形成非接觸密封，使液體容納在投射系統(tǒng)末端元件和基底之間的間隙中，甚至在掃描曝光過程中，基底在投射系統(tǒng)下移動(dòng)的時(shí)候。
密封構(gòu)件可以圍繞間隙以閉合環(huán)路的形式提供，無論是圓形、矩形、或者其他形狀，或者可以是不完全的，例如形成U形或甚至僅沿著間隙的一邊延伸。如果密封構(gòu)件是不完全的，當(dāng)基底在投射系統(tǒng)下掃描時(shí)，應(yīng)定位密封構(gòu)件以封閉液體。
優(yōu)選地，氣密封裝置是用于支撐所述密封構(gòu)件的氣體軸承。這具有液體供給系統(tǒng)的同一部分既可以用于軸承也可以用于密封投射系統(tǒng)末端元件和基底之間的間隙中的液體的優(yōu)點(diǎn)，因此減少了密封構(gòu)件的復(fù)雜性和重量。同樣，能夠繼續(xù)應(yīng)用先前在真空環(huán)境下使用氣體軸承獲得的經(jīng)驗(yàn)。
優(yōu)選地，氣密封裝置包括形成在與所述基底相對(duì)的所述密封構(gòu)件的一個(gè)面上的氣體入口以及第一氣體出口，向所述氣體入口供給有壓力氣體的裝置以及用來從所述第一氣體出口抽取氣體的真空裝置。更有選地，氣體入口位于比所述第一氣體出口從所述投射系統(tǒng)的光軸向外更遠(yuǎn)的位置。這樣，在氣體密封中的氣體流動(dòng)是向內(nèi)的并且最有效地容納液體。在這種情況下，氣密封裝置有利地還包括形成在密封構(gòu)件與基底相對(duì)的表面中的第二氣體出口，第一和第二氣體出口形成在氣體入口相對(duì)的兩側(cè)上。第二氣體出口確保氣體最小程度地從氣體入口溢出到密封構(gòu)件周圍的環(huán)境中。這樣就將光刻裝置中氣體溢出和對(duì)干涉計(jì)的干擾或者降低真空的風(fēng)險(xiǎn)減少到最小。
液體供給系統(tǒng)也可以包括用來測(cè)量密封構(gòu)件的表面和基底之間的距離和/或基底上表面的外表構(gòu)形的傳感器。這樣，控制裝置可用于通過控制例如正向輸送或反向輸送方式的氣密封裝置，來改變密封構(gòu)件表面和基底之間的距離。
裝置還可以包括改變相對(duì)于表面的其余部分第一氣體出口和最靠近光軸的表面的邊緣之間的所述密封構(gòu)件的所述表面的一部分的水平高度(level)的裝置。這就使在容納間隙中液體的壓力，能夠獨(dú)立地受到入口下的壓力的控制，使得基底上的密封構(gòu)件的高度能夠在不破壞保持間隙中液體的力的平衡下得到校正。另一種確保這個(gè)的方法是使用用于改變相對(duì)于表面的其余部分處于第一或第二氣體出口和氣體入口之間的表面的一部分的水平高度的裝置。那三個(gè)系統(tǒng)可以以任何的組合方式使用。
另一種分開氣密封裝置的密封功能和負(fù)荷功能的方法是提供一個(gè)形成于密封構(gòu)件比第一氣體出口更靠近投射系統(tǒng)光軸的表面上的通道。該通道中的壓力可以變化以容納間隙中液體，然而進(jìn)和出的氣體可以用來改變密封構(gòu)件在基底上的高度，這樣，它們僅僅起到支撐密封構(gòu)件的作用，并且即便需要，也只有很少的密封功能。
另一個(gè)有利的特征是在氣體入口上設(shè)置多孔部件，用來均勻地分布流過氣體入口區(qū)域的氣體。
形成氣體出入口是很便利的，所以每個(gè)氣體出入口包含一個(gè)在所述密封構(gòu)件相對(duì)于所述基底的所述表面上的凹槽和多個(gè)在間隔位置上通向所述凹槽的管道。
同樣，優(yōu)選所述密封構(gòu)件和所述氣密封裝置內(nèi)部的所述基底的表面之間的很小，以至于毛細(xì)管作用將液體吸入和/或阻止來自氣密封裝置的氣體進(jìn)入間隙。密封構(gòu)件下面吸液體的毛細(xì)管力和將它推出去的氣流之間的平衡形成了特別穩(wěn)定的密封。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種光刻投射裝置，其中基底和投射系統(tǒng)之間的間隙充滿了液體，同時(shí)將基底和投射系統(tǒng)之間的擾動(dòng)力的傳播最小化。
依照本發(fā)明在開始段中說明的光刻裝置實(shí)現(xiàn)上述及其他發(fā)明目的，其特征在于所述間隙通過輸送管與貯液器以液體方式連接，并且在垂直于液體流動(dòng)方向的平面中，所述輸送管的最小橫截面面積至少是 其中ΔV是時(shí)間tmin內(nèi)必須從所述間隙清除的液體的容積，L是輸送管的長(zhǎng)度，η是在所述間隙中液體的粘度，以及ΔPmax是在所述末端元件上的最大允許壓力。
這個(gè)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)，能夠完全地封閉液體，從而沒有適合于產(chǎn)生波動(dòng)的很大的自由表面，即間隙或者貯液器在頂部封閉并且貯液器中充滿液體。這是因?yàn)樵诮o定時(shí)間(用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量的撞擊時(shí)間)內(nèi)能夠流過輸送管的流體的量很大，足以避免當(dāng)裝置撞擊時(shí)對(duì)投射系統(tǒng)的末端元件的破壞，因?yàn)樵陂g隙中的壓力增加到毀壞發(fā)生的水平之前，液體能夠從輸送管中溢出。當(dāng)密封構(gòu)件相對(duì)末端元件移動(dòng)時(shí)，液體必須溢出，否則在末端元件向密封構(gòu)件相對(duì)移動(dòng)過程中，施加于末端元件上的流體靜壓會(huì)毀壞末端元件。
本發(fā)明的另一方面，提供一種在開始段中說明的光刻裝置，特征在于液體供給系統(tǒng)還包括一個(gè)在所述液體供給系統(tǒng)中液體的上表面上的抑制裝置，用于抑制波動(dòng)的產(chǎn)生，并且包括壓力釋放裝置。
這樣，波動(dòng)的產(chǎn)生能夠通過抑制裝置與液體上表面的接觸而得到抑制。然而一旦發(fā)生撞擊，液體仍舊能夠從溢出以避免毀壞末端元件。
一種提供抑制裝置的方法是通過彈性薄膜或者可替代地在間隙中液體的上表面放置與間隙中的液體不融和的高粘度液體。在每一個(gè)例子中壓力釋放功能性是通過抑制裝置的彈性提供的。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種器件制造方法，包括以下步驟
-提供至少部分覆蓋一層輻射敏感材料的基底；-利用輻射系統(tǒng)提供輻射投射射束；-利用構(gòu)圖部件使該投射射束在橫截面上具有圖案；-在輻射敏感材料層的靶部上投射該帶有圖案的輻射投射射束；-提供液體充滿基底和所述投射步驟中使用的投射系統(tǒng)末端元件之間的間隙；或者特征在于-在沿所述間隙邊界的至少一部分延伸的密封構(gòu)件和所述基底的表面之間形成氣密封；或者-提供通過輸送管與所述間隙以液體方式連接的貯液器；以及-確保在垂直于液體流動(dòng)方向的平面中所述輸送管的最小橫截面面積為 其中ΔV是時(shí)間tmin內(nèi)必須從所述間隙清除的液體的容積，L是輸送管的長(zhǎng)度，η是在所述間隙中液體的粘度，以及ΔPmax是在所述末端元件上的最大允許壓力；或者其特征在于-用抑制裝置抑制在所述液體上波動(dòng)的產(chǎn)生并且允許釋放所述液體的壓力。
在本申請(qǐng)中，本發(fā)明的裝置具體用于制造IC，但是應(yīng)該明確理解這些裝置可能具有其它應(yīng)用。例如，它可用于制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲(chǔ)器、液晶顯示板、薄膜磁頭等的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在這種可替換的用途范圍中，在說明書中任何術(shù)語“劃線板”、“晶片”或者“電路小片(die)”的使用應(yīng)認(rèn)為分別可以由更普通的術(shù)語“掩?！?、“基底”和“靶部”代替。
在本文件中，使用的術(shù)語“輻射”和“光束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外輻射(例如具有365、248、193、157或者126nm的波長(zhǎng))和EUV(遠(yuǎn)紫外輻射，例如具有5-20nm的波長(zhǎng)范圍)。


現(xiàn)在僅通過舉例的方式，參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中
圖1表示本發(fā)明實(shí)施方案的光刻投射裝置；圖2表示本發(fā)明第一實(shí)施方案的貯液器；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方案的貯液器的局部放大圖；圖4表示本發(fā)明第二實(shí)施方案的貯液器；圖5是本發(fā)明第二實(shí)施方案的貯液器的局部放大圖；圖6是本發(fā)明第三實(shí)施方案的貯液器的放大圖；圖7表示本發(fā)明第四實(shí)施方案的貯液器；圖8是本發(fā)明第四實(shí)施方案的貯液器的局部放大圖；圖9表示本發(fā)明第五實(shí)施方案的貯液器；圖10表示本發(fā)明第六實(shí)施方案的貯液器；圖11表示第六實(shí)施方案的密封構(gòu)件下側(cè)的平面圖；圖12表示第七實(shí)施方案的密封構(gòu)件下側(cè)的平面圖；圖13表示第七實(shí)施方案的貯液器的橫截面；圖14表示第八實(shí)施方案的貯液器的橫截面；圖15表示第九實(shí)施方案的貯液器的橫截面；圖16表示第九實(shí)施方案另一種貯液器的橫截面；圖17表示第十實(shí)施方案的貯液器的橫截面。
在圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方案1圖1示意性地表示了本發(fā)明一具體實(shí)施方案的一光刻投影裝置。該裝置包括輻射系統(tǒng)Ex，IL，用于提供輻射投射光束PB(例如DUV輻射)，在該具體的例子中該輻射系統(tǒng)也包括輻射源LA；第一目標(biāo)臺(tái)(掩模臺(tái))MT，設(shè)有用于保持掩模MA(例如劃線板)的掩模保持器，并與用于將該掩模相對(duì)于物體PL精確定位的第一定位裝置連接；第二目標(biāo)臺(tái)(基底臺(tái))WT，設(shè)有用于保持基底W(例如涂敷抗蝕劑的硅晶片)的基底保持器，并與用于將基底相對(duì)于物體PL精確定位的第二定位裝置連接；
投射系統(tǒng)(“鏡頭”)PL(例如，折射透鏡系統(tǒng))，用于將掩模MA的輻射部分成像在基底W的靶部C(例如包括一個(gè)或多個(gè)電路小片(die))上。
如上所述，該裝置是透射型的(即具有透射掩模)。但是該裝置通常也可以例如是折射型的(具有折射掩模)?；蛘咴撗b置可以采用其他類型的構(gòu)圖部件，例如上述程控反射鏡陣列類型。
輻射源LA(例如受激準(zhǔn)分子激光器)產(chǎn)生輻射束。該光束直接或經(jīng)過如擴(kuò)束器Ex的調(diào)節(jié)裝置后，再照射到照射系統(tǒng)(照射器)IL上。照射器IL包括調(diào)節(jié)裝置AM，用于設(shè)定光束強(qiáng)度分布的外和/或內(nèi)徑向量(通常分別稱為σ-外和σ-內(nèi))。另外，它一般包括各種其它部件，如積分器IN和聚光器CO。按照這種方式，照射到掩模MA上的光束PB在其橫截面具有理想的均勻性和強(qiáng)度分布。
應(yīng)該注意，圖1中的輻射源LA可以置于光刻投射裝置的殼體中(例如當(dāng)源是汞燈時(shí)經(jīng)常是這種情況)，但也可以遠(yuǎn)離光刻投射裝置，其產(chǎn)生的輻射光束被(例如通過適當(dāng)?shù)亩ㄏ蚍瓷溏R的幫助)引導(dǎo)至該裝置中；當(dāng)光源LA是準(zhǔn)分子激光器時(shí)通常是后面的那種情況。本發(fā)明和權(quán)利要求包含這兩種方案。
光束PB然后與保持在掩膜臺(tái)MT上的程控構(gòu)圖部件MA相交。經(jīng)過掩模MA之后的光束PB通過鏡頭PL，該鏡頭將光束PB聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位裝置(和干涉測(cè)量裝置IF)的輔助下，基底臺(tái)WT可以精確地移動(dòng)，例如在光束PB的光路中定位不同的靶部C。類似的，例如在從掩模庫(kù)中機(jī)械取出掩模MA后或在掃描期間，可以使用第一定位裝置將掩模MA相對(duì)光束PB的光路進(jìn)行精確定位。一般地，用圖1中未明確顯示的長(zhǎng)沖程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精確定位)，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)臺(tái)MT、WT的移動(dòng)?？墒牵诰謾n器中(與分步掃描裝置相對(duì))，掩膜臺(tái)MT可僅與短沖程執(zhí)行裝置連接，或者固定。
所示的裝置可以按照二種不同模式使用在步進(jìn)模式中，掩模臺(tái)MT基本保持不動(dòng)，整個(gè)掩模圖像被一次投射(即單“閃”)到靶部C上。然后基底臺(tái)WT沿x和/或y方向移動(dòng)，以使不同的靶部C能夠由光束PB照射。
在掃描模式中，基本為相同的情況，但是所給的靶部C沒有暴露在單“閃”中。取而代之的是，掩模臺(tái)MT沿給定的方向(所謂的“掃描方向，例如y方向”)以速度v移動(dòng)，以使投射光束PB掃描整個(gè)掩模圖像；同時(shí)，基底臺(tái)WT沿相同或者相反的方向以速度V＝Mv同時(shí)移動(dòng)，其中M是鏡頭PL的放大率(通常M＝1/4或1/5)。在這種方式中，可以曝光相當(dāng)大的靶部C，而沒有犧牲分辨率。
圖2示出了在投射系統(tǒng)和基底臺(tái)之間的貯液器10。貯液器10充滿了通過入口/出口輸送管13提供的具有比較高折射率的液體11，例如水。液體具有使投射束的輻射在液體中比在空氣中或真空中具有更短的波長(zhǎng)，可以分辨更小的特征的作用。眾所周知，投射系統(tǒng)的分辨率極限，特別地，由投射光束的波長(zhǎng)和系統(tǒng)的數(shù)值孔徑?jīng)Q定。液體的存在也可以看作提高了有效數(shù)值孔徑。此外，對(duì)于確定的數(shù)值孔徑，液體對(duì)增加景深有效。
貯液器10在投射系統(tǒng)像場(chǎng)周圍形成對(duì)基底的非接觸式密封，從而限制液體充滿基底表面和投射系統(tǒng)末端元件之間的空間。貯液器由位于投射系統(tǒng)PL末端元件下方并且環(huán)繞該元件的密封構(gòu)件12形成。液體進(jìn)入投射系統(tǒng)下方并且在密封構(gòu)件構(gòu)件12之內(nèi)的空間。密封構(gòu)件12在投射系統(tǒng)末端元件之上略微延伸，并且液體水平面升至末端元件之上從而提供了液體緩沖區(qū)。密封構(gòu)件12具有在其上端部最好嚴(yán)密符合投射系統(tǒng)或者其末端元件的形狀的內(nèi)邊緣，并且可以是例如圓形。在底部，內(nèi)邊緣嚴(yán)密符合像場(chǎng)的形狀，例如矩形，盡管并不必需這樣。
通過在密封構(gòu)件12底部和基底W表面之間的氣密封16將液體封閉在貯液器中。氣密封由氣體形成，比如空氣或者人造空氣，但優(yōu)選N2或者另一種惰性氣體，在壓力下，經(jīng)由入口15提供給密封構(gòu)件12和基底之間的間隙，并由第一出口14排出。設(shè)置在氣體入口15的過壓，第一出口14的真空級(jí)以及縫隙的幾何形狀，從而具有向內(nèi)的高速空氣流封閉液體。更詳細(xì)的示于圖3中。
氣密封由兩個(gè)環(huán)形凹槽18、19形成，環(huán)形凹槽通過一系列圍繞凹槽間隔開的小通道分別與第一入口15和第一出口14相連接。入口和出口14，15可以是圍繞密封構(gòu)件24圓周的多個(gè)不連續(xù)的漏孔，也可以是連續(xù)的槽或縫。在密封構(gòu)件中，可以在每個(gè)入口和出口提供很大的環(huán)形腔從而形成歧管(manifold)。氣密封通過當(dāng)作氣體軸承使用也可以有效支撐密封構(gòu)件12。
氣體入口15外側(cè)上的縫隙G1，最好是小而長(zhǎng)的為氣體向外流動(dòng)提供阻力，但是不必需這樣。在入口15徑向的縫隙G2稍大以確保圍繞密封構(gòu)件足夠的氣體分布，入口15由圍繞密封構(gòu)件的許多小孔組成。選擇縫隙G3以控制流過密封的氣體?？p隙G4更大以提供良好的真空分布，出口14由和入口15相同方式的多個(gè)小孔組成?？p隙G5很小從而阻止氣體/氧氣擴(kuò)散到間隙中的液體中，以阻止大容量液體進(jìn)入并破壞真空，并且確保毛細(xì)管起作用一直將它充滿液體。
氣密封因此是將液體抽入縫隙的毛細(xì)管力和將液體推出的氣流之間的平衡。由于縫隙從G5到G4變寬，毛細(xì)管力減少而氣流增加以使液體邊界處于這個(gè)區(qū)域中并且甚至當(dāng)基底在投射系統(tǒng)PL之下移動(dòng)的時(shí)候液體邊界也將穩(wěn)定。
在G2處的入口和在G4處的出口之間的壓力差以及縫隙G3的大小和幾何形狀，決定了流過密封構(gòu)件16的氣體并且根據(jù)特定的實(shí)施方案決定。然而，如果縫隙G3的長(zhǎng)度短并且在G2處的絕對(duì)壓力是在G4處的兩倍，就會(huì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)可能的優(yōu)點(diǎn)，在這種情況下，氣體速度將是氣體中聲音的速度并且不能再升高了。從而獲得穩(wěn)定的氣流。
通過減少氣體入口壓力，并且使液體進(jìn)入縫隙G4并由真空系統(tǒng)吸出，氣體出口系統(tǒng)也能用來將液體完全從系統(tǒng)中清除，可以很容易地設(shè)置真空系統(tǒng)以處理液體以及用來形成封層的氣體。控制氣密封中的壓力也能夠用來確保通過縫隙G5的液體的流動(dòng)，以至于在該縫隙中，當(dāng)基底移動(dòng)時(shí)由于摩擦而加熱的液體不會(huì)擾亂在投射系統(tǒng)下的空間中液體的溫度。
應(yīng)當(dāng)選擇環(huán)繞氣體入口和出口的密封構(gòu)件的形狀以盡可能地提供層流從而減少紊流和振動(dòng)。同樣，應(yīng)對(duì)氣流進(jìn)行設(shè)置以使在液體界面上流動(dòng)方向的改變盡可能地大以提供最大的封閉液體的力。
液體供給系統(tǒng)循環(huán)貯液器10中的液體以使新鮮的液體供應(yīng)到貯液器10中。
氣密封16能夠產(chǎn)生足夠大的力以支撐密封構(gòu)件12。的確，向基底傾斜密封構(gòu)件12，以使由密封構(gòu)件12支撐的有效重量更大可能是必要的。密封構(gòu)件12無論如何都會(huì)保持在XY平面(垂直于光軸)內(nèi)一個(gè)相對(duì)于投射系統(tǒng)并在其之下，但與投射系統(tǒng)分離的基本上固定的位置。密封構(gòu)件12可以在Z方向和Rx和Ry自由地移動(dòng)。
實(shí)施方案2
第二實(shí)施方案示于圖4和圖5中，除了以下描述的之外均與第一實(shí)施方案相同。
在本實(shí)施方案中，相對(duì)于第一氣體出口14，在氣體入口15另一側(cè)提供第二氣體出口216。這樣任何從氣體入口15向外遠(yuǎn)離裝置的光軸方向溢出的氣體被與真空源相連接的第二氣體出口216吸收。這樣就防止了氣體從氣密封溢出，所以就不會(huì)干擾例如干涉計(jì)讀數(shù)或者干擾投射系統(tǒng)和/或基底所在的真空。
使用兩個(gè)氣體出口的實(shí)施方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是這種設(shè)計(jì)與在先前用于光刻投射裝置中的空氣軸承的設(shè)計(jì)非常相似。因此在那些空氣軸承中所獲得的經(jīng)驗(yàn)可以直接應(yīng)用于該實(shí)施方案的氣密封。第二實(shí)施方案中的氣密封特別適合用作空氣軸承，也可用作密封裝置，以至于它能夠用來支撐密封構(gòu)件12的重量。
更有利的是，可以提供傳感器用來測(cè)量密封構(gòu)件12的底面和基底W之間的距離，或者基底W上表面的外表構(gòu)形(topography)。然后可以使用控制裝置改變應(yīng)用于氣體出入口14、15、216的壓力從而改變封閉貯液器中液體11的壓力P2和支撐密封構(gòu)件12的壓力P1和P3。因此可以改變密封構(gòu)件12和基底W之間的距離D或者將其保持在恒定距離上。相同的控制裝置也可以用來保持密封構(gòu)件12水平?？刂蒲b置可以通過前饋或反饋控制回路控制。
圖5詳細(xì)地示出了如何調(diào)節(jié)氣密封以獨(dú)立地控制保持貯液器中液體11的壓力P2以及支撐密封構(gòu)件12的壓力P3。這種附加的控制是有利的，因?yàn)樗峁┝艘环N在工作過程中將液體損失減到最小的方法。第二實(shí)施方案允許獨(dú)立地控制壓力P2和P3以解決在曝光過程中的不同的條件。不同的條件可能是單位時(shí)間內(nèi)不同的液體損失水平，這是由于不同掃描速度或者可能由于基底W的邊緣被密封構(gòu)件12重疊造成的。這可以通過提供改變密封構(gòu)件12面對(duì)基底W的表面的離散部分到基底W的距離的裝置來實(shí)現(xiàn)。這些部分包括第一氣體出口14和密封構(gòu)件12距離光軸最近的邊緣之間的部分220，氣體入口15和第一氣體出口14之間的部分230，以及第二氣體出口216和氣體入口15之間的部分240?？梢岳帽热鐗弘婒?qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)這些部分向著或者遠(yuǎn)離基底W移動(dòng)。也就是說密封構(gòu)件12的底面可以包括壓電驅(qū)動(dòng)器(優(yōu)選堆疊(stacks)的)，該壓電驅(qū)動(dòng)器通過利用它們之間的電壓差能夠伸長(zhǎng)/縮短。也可以使用其他的機(jī)械裝置。
在氣體入口15下產(chǎn)生的壓力P3由施加于氣體入口15的氣體壓力P5、分別施加于第一和第二氣體出口14和216的氣體壓力P6和P4、以及基底W和密封構(gòu)件12面對(duì)基底W的底面之間的距離D決定。同樣氣體入口和出口之間的水平距離也有影響。
用壓力P3補(bǔ)償密封構(gòu)件12的重量，以使密封構(gòu)件12停留在離晶片W為D的距離上。D的減小導(dǎo)致P3的增加，并且D的增加將導(dǎo)致P3的減小。因此這是一個(gè)自調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
由于壓力P3為恒定推力，只能通過壓力P4、P5、P6調(diào)節(jié)距離D。然而，P5、P6和D的組合產(chǎn)生將液體11保持在貯液器中的壓力P2。在給定的壓力水平下，能夠計(jì)算從液體容器中溢出的液體的量并且液體中的壓力PLIQ也同樣重要。如果PLIQ大于P2，液體從貯液器中溢出，如果PLIQ小于P2，在液體中就會(huì)出現(xiàn)不想要的氣泡。期望試圖將P2保持在一個(gè)稍微小于PLIQ的值，以確保沒有氣泡在液體中形成，但也確保了當(dāng)這些液體需要替換時(shí)沒有太多的液體溢出。優(yōu)選利用恒定值D就能全部實(shí)現(xiàn)。如果部分220和晶片W之間的距離D1改變，從貯液器中溢出的液體的量就會(huì)顯著改變，溢出液體的量的改變與距離D1的平方相對(duì)應(yīng)。所需的距離變化僅僅是1mm量級(jí)的，優(yōu)選10μm，并且能夠輕易地由具有100V量級(jí)或更高的工作電壓的壓電堆疊(piezoelectricstack)提供。
另外，通過在部分230的底部放置壓電元件可以調(diào)整能夠溢出的液體的量。改變距離D2有效地改變了壓力P2。但是，為了保持D恒定，這種解決方案需要調(diào)整氣體入口15處的壓力P5。
當(dāng)然，部分240較低部分和基底W之間的距離D3也能夠通過類似的方法改變，并且能夠用于獨(dú)立地調(diào)整P2和P3?？梢岳斫?，壓力P4、P5和P6以及距離D1、D2和D3都能夠獨(dú)立地或組合在一起被調(diào)整，以達(dá)到所需要的P2和P3的變化。
的確第二實(shí)施方案用于對(duì)貯液器10中液體量的有效管理特別的有效。沒有基底W被成像的投射裝置的備用狀態(tài)，可以是貯液器10中沒有液體，但氣密封是起作用的從而支撐密封構(gòu)件12。在基底W放好之后，液體注入貯液器10。繼而使基底W成像。在基底W移開之前，就能將來自貯液器的液體清除。在最后的基底曝光之后，貯液器10中的液體將會(huì)清除。只要清除了液體，必須實(shí)施氣體凈化以干燥先前液體占據(jù)的區(qū)域。如上所述，在根據(jù)第二實(shí)施方案的裝置中，通過改變P2同時(shí)保持P3恒定，顯然能夠輕易地清除液體。在其他實(shí)施方案中通過改變P5和P6(如果必要或合適的話還有P4)也能夠達(dá)到相似的效果。
實(shí)施方案3如圖6所示，作為第二實(shí)施方案可選擇的或更進(jìn)一步的發(fā)展，可以在密封構(gòu)件12面對(duì)基底W的面上，第一氣體出口14內(nèi)部(即距離投射系統(tǒng)的光軸更近)提供通道320。通道320可以具有與氣體出入口14、15、216相同的結(jié)構(gòu)。
利用通道320，壓力P2可以與壓力P3相獨(dú)立地改變?；蛘撸ㄟ^將通道向貯液器10中液體液位之上的環(huán)境壓力開放，在工作過程中貯液器的液體消耗大大地減少。已經(jīng)結(jié)合第二實(shí)施方案對(duì)本實(shí)施方案進(jìn)行了闡述，然而通道320可以結(jié)合任何的其他實(shí)施方案使用，特別是第一實(shí)施方案。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是氣體入口15和氣體出口14(以及對(duì)于某些實(shí)施方案的第二氣體出口216)不會(huì)被干擾。
此外，盡管僅僅解釋了三個(gè)元件，但任何數(shù)量的通道能夠并入密封構(gòu)件12與基底W相對(duì)的面中，每個(gè)通道有一個(gè)壓力，以改進(jìn)剛度，液體消耗，穩(wěn)定性或者液體供給系統(tǒng)的其他性質(zhì)。
實(shí)施方案4如圖7和8所示的第四實(shí)施方案除了以下描述的均與第一實(shí)施方案相同。然而，第四實(shí)施方案也可以有利地與描述過的任何其他實(shí)施方案共同使用。
在第四實(shí)施方案中，多孔部件410，優(yōu)選多孔碳素或者多孔陶瓷部件，貼附于氣體離開密封構(gòu)件12底面的氣體入口15。多孔部件的底部最好與密封構(gòu)件的底部共面。這種多孔碳素部件410對(duì)于不完全平坦的表面(本例中指基底W)不靈敏，并且離開入口14的氣體在整個(gè)入口的出口上很好地分布。當(dāng)密封構(gòu)件12部分地位于基底邊緣之上時(shí)，由于在該點(diǎn)氣封層所遇到的表面是不平坦的，通過使用多孔部件410而獲得的優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的。
在第四實(shí)施方案的另一種形式中，多孔部件410可以設(shè)置在真空通道14中。應(yīng)當(dāng)選擇多孔部件410具有的多孔性以保持處于壓力之下同時(shí)防止無法接受的壓力損失。當(dāng)對(duì)基底W的邊緣成像時(shí)以及氣體軸承在基底W的邊緣上移動(dòng)時(shí)這是有利的，因?yàn)楸M管在邊緣位置的預(yù)載力可能會(huì)損失，然而真空通道不會(huì)被大量及可變的氣體污染，大大地減少了在預(yù)載中的變化，因而減少了間隙和臺(tái)上的力的變化。
實(shí)施方案5所有上面描述的實(shí)施方案典型地具有貯液器10中的具有自由表面的液體，該液體暴露于氣體，比如空氣。這是為了防止投射系統(tǒng)PL的末端元件在投射系統(tǒng)的流體靜壓力增大引起撞擊的情況下造成的損壞。在撞擊過程中，貯液器10中的液體是不封閉的，以至于當(dāng)投射系統(tǒng)PL對(duì)著液體移動(dòng)時(shí)，液體將輕易地讓步，即被迫上升。這種解決方案的缺點(diǎn)是工作過程中會(huì)在自由表面出現(xiàn)表面波動(dòng)，從而自基底W向投射系統(tǒng)PL傳遞不想要的干擾力。
解決這個(gè)問題的一個(gè)方法是確保貯液器10完全地容納在密封構(gòu)件中，特別是上表面。然后通過輸送管從輔助貯液器向貯液器10供應(yīng)液體。輔助貯液器可以具有不封閉的上表面，在撞擊過程中促使液體通過輸送管進(jìn)入輔助貯液器，從而可以避免投射系統(tǒng)上的第一貯液器10中巨大流體靜壓力的增長(zhǎng)。
在這樣一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，通過確保連接貯液器的輸送管具有與半徑為以下等式的輸送管相等的橫截面積，避免了投射系統(tǒng)上液體壓力的局部增長(zhǎng)，R=π(8ΔVηLπΔPt)1/4]]>其中R是輸送管半徑，ΔV是在時(shí)間t內(nèi)必須從貯液器10中清除的液體的容積，L是輸送管的長(zhǎng)度，η是液體的粘度，以及ΔP是輔助貯液器和主貯液器10之間的壓力差。假設(shè)基底臺(tái)能以0.2米/秒(實(shí)驗(yàn)測(cè)量)的速度撞擊，并且ΔPmax為104Pa(大約是投射系統(tǒng)的末端元件在毀壞之前能夠經(jīng)受的最大壓力)，對(duì)于0.2m的輸送管長(zhǎng)度，所需導(dǎo)管半徑約為2.5毫米。優(yōu)選輸送管的有效半徑是公式所給的最小值的至少兩倍。
另一種避免貯液器液體中波動(dòng)形成同時(shí)仍然確保在撞擊中投射系統(tǒng)PL得到保護(hù)的方法是在貯液器10中液體的頂面上為液體的自由表面提供抑制薄膜510。這個(gè)解決方案需要安全裝置515以在沒有過高的壓力產(chǎn)生的撞擊情況下允許液體溢出。一個(gè)解決方案如圖9所示。抑制薄膜可以以這樣的方法由貼附于密封構(gòu)件12壁或者投射系統(tǒng)的彈性材料制成在液體中的壓力達(dá)到預(yù)定允許的最大值之前，液體可以使彈性抑制薄膜510變形，這樣液體能夠分別從投射系統(tǒng)PL和抑制薄膜510之間或者抑制薄膜和密封構(gòu)件之間溢出。因此在撞擊中，不破壞投射系統(tǒng)PL液體就能從安全薄膜上溢出。對(duì)于這個(gè)實(shí)施方案，顯然優(yōu)選在抑制薄膜之上具有一個(gè)至少為貯液器10容積的空間。這樣彈性薄膜足夠硬以阻止貯液器10中液體上表面的波動(dòng)的形成，但不足以硬到一旦液體達(dá)到預(yù)定流體靜壓力時(shí)阻止液體溢出的程度。通過使用壓力閥515與更硬的抑制薄膜結(jié)合能夠達(dá)到相同的效果，該壓力閥在預(yù)定壓力之上允許液體自由流動(dòng)。
抑制裝置的另一種形式是在貯液器10中液體的上自由表面放置高粘度液體。這將會(huì)抑制表面波動(dòng)的形成同時(shí)在撞擊情況下允許液體溢出不阻擋投射系統(tǒng)PL。顯而易見，高粘度液體必須不能和空間10中使用的液體融和。
另一個(gè)可供選擇的液體抑制裝置510是它包括網(wǎng)孔。這樣能將液體上表面分為具有更小面積的幾部分。這樣，就可以避免由于共振而增大并且干擾投射系統(tǒng)的大表面波動(dòng)的產(chǎn)生，因?yàn)閹撞糠值谋砻娣e和網(wǎng)孔開口相等使大表面波動(dòng)的產(chǎn)生得到了有效的抑制。同樣，由于網(wǎng)孔允許液體流過它的開口，為在撞擊情況下投射系統(tǒng)的保護(hù)提供了一種有效的壓力釋放機(jī)構(gòu)。
實(shí)施方案6如圖10和11所示的第六實(shí)施方案除了以下描述的均與第一實(shí)施方案相同。第六實(shí)施方案利用了先前實(shí)施方案中的幾個(gè)思想。
如其他實(shí)施方案中，浸沒液體11由位于投射系統(tǒng)末端元件之下并將其圍繞的密封構(gòu)件12封閉在投射系統(tǒng)PL之下的區(qū)域。
密封構(gòu)件12和基底W之間的氣密封由三種形式的出入口形成。密封構(gòu)件一般由出口614、入口615和附加入口617組成。這些出入口放置成出口614距離投射系統(tǒng)PL最近，在出口614外的附加入口617以及離投射系統(tǒng)PL最遠(yuǎn)的入口615。入口615包括空氣軸承，該空氣軸承通過環(huán)形腔622向面對(duì)基底W的密封構(gòu)件12表面上的多個(gè)出口孔620提供氣體。離開出口620的空氣的力既支撐密封構(gòu)件12至少部分重量，并且也提供朝向出口614的空氣流以幫助密封浸沒液體，以將其封閉在投射系統(tǒng)PL下局部區(qū)域。腔622的作用是使離散的氣體供給孔625以均勻的壓力在出口孔620提供氣體。出口孔620直徑約為0.25mm并且近似有54個(gè)出口孔620。封閉在出口孔620和腔622之間的流動(dòng)中存在量級(jí)差，以確保均勻流動(dòng)流出所有出口洞620，盡管僅提供少數(shù)量或者甚至只有一個(gè)主供給孔625。
離開出口620的空氣既向內(nèi)徑向流動(dòng)又向外徑向流動(dòng)。向內(nèi)徑向流動(dòng)到出口614的空氣有效地在密封構(gòu)件12和基底W之間形成密封。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果由附加入口617提供附加空氣流，就會(huì)改進(jìn)密封。通道630連接到氣體源，比如大氣。來自入口615向內(nèi)徑向流動(dòng)的空氣流有效地把來自附加入口617的附加氣體向出口614拉。
在通道630末端提供的環(huán)形凹槽633(而不是一連串離散的入口)確保在凹槽633的最里面的邊緣和出口614之間的密封氣流均勻圍繞整個(gè)圓周。凹槽典型地為2.5mm寬并且高度也近似。
凹槽633的最里面邊緣635如圖所示，具有半徑以確保氣體通過通道630向出口614平滑流動(dòng)。
出口614也具有連續(xù)的凹槽640，大約0.7mm高，6～7mm寬。凹槽640最外部邊緣642為有棱角的，基本上90度的邊，使氣體的流動(dòng)，特別是附加入口630外的氣體的流動(dòng)加速，以加強(qiáng)氣密封的效果。凹槽640具有多個(gè)通入環(huán)形腔647，并由此達(dá)到離散出口通道649的出口孔645。多個(gè)出口孔645直徑約為1mm，以使通過出口孔645的水滴分解為更小的水滴。
通過連接于附加入口617的校正閥638可以調(diào)整密封構(gòu)件12的液體移動(dòng)的效果。閥638有效地校正調(diào)整通過附加入口617的流動(dòng)從而改變通過出口614的氣密封12的液體移動(dòng)的效果。
密封構(gòu)件的整個(gè)直徑為100mm量級(jí)。
圖11示出了圖10的密封構(gòu)件12下側(cè)的平面圖?？梢钥闯觯肟?15以多個(gè)離散入口孔620的方式提供。優(yōu)點(diǎn)在于利用主入口615的凹槽，由于凹槽作為空氣軸承具有容量(由于氣體可壓縮的性質(zhì))，使得在這樣的系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。小直徑入口孔620在其中具有更低的氣體量，并且因此更少遇到由于容量引起的問題。
使用凹槽633形式的附加入口617可以用來確保圍繞密封構(gòu)件12整個(gè)圓周的連續(xù)的氣流，當(dāng)僅使用離散入口孔620時(shí)可能不是必需的。由于提供了能夠有效均勻排出氣流的凹槽640，如腔647和622，提供如離散實(shí)體的出口645也不是問題了。
液體的入口沒有在圖10和11的密封構(gòu)件12中示出。液體可以以如在前實(shí)施方案中所闡述的相同方式提供，或者可以選擇在歐洲專利申請(qǐng)No.03256820.6和03256809.9中所描述的任何液體入口和出口。
實(shí)施方案7第七實(shí)施方案中除了以下描述的均與第六實(shí)施方案相同。圖12是與示于圖11中的密封構(gòu)件相似的密封構(gòu)件12下側(cè)的平面圖。在圖12中，密封構(gòu)件沒有提供如在第六實(shí)施方案中的附加入口，盡管可以選擇加上。
第七實(shí)施方案的密封構(gòu)件12包括由入口孔720形成的氣體軸承715，該氣體軸承的整體設(shè)計(jì)和第六實(shí)施方案中的一樣。入口714包括僅有兩個(gè)分別通向氣體源和真空源的通道745、747的環(huán)形凹槽740。這樣就建立了從連接到通道745的氣體源向連接到通道747的真空源的高速氣體流。通過這種高速氣體流，浸沒液體能夠更有效地排出。此外，通過在真空腔中建立更大受限制的真空流動(dòng)，由于基底W之上的密封構(gòu)件12的高度變化或者表面上其他泄漏源引起的流量波動(dòng)將不會(huì)影響為氣體軸承提供預(yù)載的真空腔壓力。
實(shí)施方案8將聯(lián)系附圖14對(duì)第八實(shí)施方案進(jìn)行描述，除以下描述的均與第一實(shí)施方案相同。
從圖14中看出，第八實(shí)施方案和第一實(shí)施方案一樣，密封構(gòu)件12具有入口815和出口814。但是，提供了設(shè)置成可以形成氣體噴射流的附加入口817，該氣體噴射可以提高在出口14之下或在出口14向外徑向邊緣上基底W表面上的氣體速度，使浸沒液體能夠更有效地從基底W的表面清除。附加入口817具有由噴嘴所提供的出口，該噴嘴以一個(gè)朝投射系統(tǒng)PL向內(nèi)徑向的角度直接朝向基底W。這樣，由于附加入口817確保了具有更高空氣速度的氣體與基底表面相接觸，改善了在入口815和出口814之間并且基底表面具有速度為0的簡(jiǎn)單拋物線速度分布的不能從晶片移除最后的幾微米液體的不同的氣層流動(dòng)(具有大約300的雷諾茲(Reynolds)數(shù))。
從圖14中可以看出，附加入口817的出口噴嘴在出口814徑向向外，但距離出口814比距離入口815更近。
實(shí)施方案9圖15和16示出了第九實(shí)施方案，除以下描述的均與第一實(shí)施方案相同。
在第九實(shí)施方案中，改變面對(duì)基底W的密封構(gòu)件12的底表面中的出口914的口以提高進(jìn)入出口914中的空氣速度。這是通過減少入口915的口的大小同時(shí)保持出口914的通道大小不變來實(shí)現(xiàn)的。這是通過將密封構(gòu)件12的材料向通道的中心延伸以形成外部附加部分940以及內(nèi)部附加部分950從而提供更小的口來實(shí)現(xiàn)的。外部附加部分940小于內(nèi)部附加部分950并且在兩個(gè)部分940，950之間的間隙大約比出口914其余部分小20倍?？趯挻蠹s為100～300um。
圖16中示出了第九實(shí)施方案另一種可供選擇的形式，其中給出了與第八實(shí)施方案中的附加入口817相似的附加入口917。然而，在這個(gè)例子中，附加入口917提供了基本上與基底W的表面平行的氣流噴射，因此加速了進(jìn)入出口914的口的氣體。
實(shí)施方案10圖17示出第十實(shí)施方案，除以下描述的均與第一實(shí)施方案相同。
在第十實(shí)施方案中，依照與第八實(shí)施方案中相同的原理，通過增加在基底W表面上氣體的速度，改進(jìn)液體清除的效率。離開入口1015并且朝出口1014向內(nèi)徑向移動(dòng)的氣體在環(huán)形凹槽1018的下面通過。如所述的，凹槽的作用是使氣體在它的徑向最外側(cè)進(jìn)入凹槽并且在徑向向內(nèi)側(cè)以一個(gè)朝向基底W的角度離開凹槽，因此增加了在出口1014入口處的基底的表面上氣體的速度并且提高了液體清除的效率。
需要明確的是任何一個(gè)實(shí)施方案中的特征都能夠與任何其他實(shí)施方案中的一些或全部特征結(jié)合使用。
以上已描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明除上述之外，可以采用其他方式進(jìn)行實(shí)施。本說明不作為本發(fā)明的限定。
權(quán)利要求
1.一種光刻投射裝置，包括-用于提供輻射投射光束的輻射系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖部件用于根據(jù)理想的圖案對(duì)投射光束進(jìn)行構(gòu)圖；-用于保持基底的基底臺(tái)；-用于將帶圖案的光束投射到基底的靶部上的投射系統(tǒng)；-用于至少部分地將所述投射系統(tǒng)的末端元件和所述基底之間的間隙填充液體的液體供給系統(tǒng)，特征在于所述液體供給系統(tǒng)包括-在沿所述投射系統(tǒng)末端元件和所述基底臺(tái)之間的所述間隙的邊緣的至少一部分延伸的密封構(gòu)件；-用于在所述密封構(gòu)件和所述基底表面之間形成氣密封的氣密封裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述氣密封裝置是用來在所述基底上支撐所述密封構(gòu)件的氣體軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其中所述氣密封裝置包括在所述密封構(gòu)件與所述基底相對(duì)的一個(gè)面中形成的氣體入口和第一氣體出口，用于向所述氣體入口供給有壓強(qiáng)氣體的裝置以及用于從所述第一氣體出口抽取氣體的真空裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，還包括位于所述第一氣體出口和所述氣體入口之間并連接到氣體源的附加入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中所述附加入口包括在所述密封構(gòu)件面對(duì)所述基底的表面中的連續(xù)環(huán)形凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中所述凹槽徑向最里面的角具有半徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-6中的任一裝置，其中所述第一氣體出口包括在所述密封構(gòu)件面對(duì)所述基底的表面中的連續(xù)環(huán)形凹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-7中的任一裝置，其中所述第一氣體出口和/或所述氣體入口包括分別在所述供給裝置和所述真空裝置之間的腔，以及在所述表面上的所述入口或出口的開口，在所述表面上，腔提供比所述開口更低的流動(dòng)限制。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-8中的任一裝置，其中所述氣體入口包括在所述密封構(gòu)件面對(duì)所述基底的表面中的一連串離散開口。
10.根據(jù)權(quán)利要求3-9中的任一裝置，其中多孔構(gòu)件設(shè)置在所述氣體入口之上，用于均勻地分配在所述氣體入口區(qū)域上的氣流。
11.根據(jù)權(quán)利要求3-10中的任一裝置，其中所述密封構(gòu)件還包括在所述密封構(gòu)件與所述基底相對(duì)的所述面上形成的第二氣體出口，所述第一和第二氣體出口形成在所述氣體入口的相對(duì)兩側(cè)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求3-11中的任一裝置，還包括用于改變相對(duì)于所述面的其余部分所述第一氣體出口和所述氣體入口之間的所述面的一部分的高度的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求3-12中的任一裝置，還包括用于改變相對(duì)于所述面的其余部分所述第一氣體出口和距離所述光軸最近的所述面的邊緣之間的所述面的一部分的高度的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求3-13中的任一裝置，其中所述氣密封裝置包括形成在所述面上并位于比所述第一氣體出口更靠近投射系統(tǒng)光軸處的通道。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中所述通道是第二氣體入口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中所述通道向所述間隙中液體高度之上的環(huán)境敞開。
17.根據(jù)權(quán)利要求3-16中的任一裝置，其中所述氣體入口比所述第一氣體出口位于從所述投射系統(tǒng)光軸向外更遠(yuǎn)處。
18.根據(jù)權(quán)利要求3-17中的任一裝置，其中所述每個(gè)氣體入口和出口包括在所述密封構(gòu)件相對(duì)于所述基底的所述面上的凹槽，以及多個(gè)間隔放置的導(dǎo)入所述凹槽的的導(dǎo)管。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中的任一裝置，還包括用于測(cè)量所述密封構(gòu)件的所述面和所述基底之間距離，和/或所述基底的表面構(gòu)形的傳感器。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-19中的任一裝置，還包括控制所述氣密封裝置中的氣體壓力從而控制在所述密封構(gòu)件和所述基底之間的剛度，和/或所述密封構(gòu)件和所述基底之間的距離的控制裝置。
21.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求的裝置，其中在所述密封構(gòu)件和所述氣密封裝置內(nèi)部的所述基底表面之間的間隙很小，以致于毛細(xì)管作用將液體吸入間隙和/或阻止氣體從所述氣密封裝置進(jìn)入到所述投射系統(tǒng)和所述基底之間的所述間隙中。
22.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求的裝置，其中所述密封構(gòu)件圍繞所述投射系統(tǒng)和所述基底之間的所述間隙形成封閉環(huán)路。
23.一種光刻投射裝置，包括-用于提供輻射投射光束的輻射系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖部件用于根據(jù)理想的圖案對(duì)投射光束進(jìn)行構(gòu)圖；-用于保持基底的基底臺(tái)；-用于將帶圖案的光束投射到基底的靶部上的投射系統(tǒng)；-用于至少部分地將所述投射系統(tǒng)末端元件和所述基底之間的間隙填充液體的液體供給系統(tǒng)，其特征在于所述間隙通過輸送管與貯液器以液體方式連接，并且在垂直于液體流動(dòng)方向的平面中，所述輸送管的最小橫截面面積至少是 其中ΔV是時(shí)間tmin內(nèi)必須從所述間隙清除的液體的容積，L是輸送管的長(zhǎng)度，η是在所述間隙中液體的粘度，以及ΔPmax是在所述末端元件上的最大允許壓力。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中所述間隙是封閉的，所以當(dāng)液體出現(xiàn)在所述間隙中時(shí)，所述液體不具有自由上表面。
25.一種光刻投射裝置，包括-用于提供輻射投射光束的輻射系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖部件用于根據(jù)理想的圖案對(duì)投射光束進(jìn)行構(gòu)圖；-用于保持基底的基底臺(tái)；-用于將帶圖案的光束投射到基底的靶部上的投射系統(tǒng)；-用于至少部分地將所述投射系統(tǒng)末端元件和所述基底之間的間隙填充液體的液體供給系統(tǒng)，其特征在于所述液體供給系統(tǒng)還包括在所述液體供給系統(tǒng)中液體的頂面上，用于抑制波動(dòng)產(chǎn)生的抑制裝置并且包括壓力釋放裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中所述抑制裝置包括彈性薄膜。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26的裝置，其中所述抑制裝置包括網(wǎng)狀物，以使所述液體的所述頂面的最大面積與網(wǎng)狀物的開口相等。
28.根據(jù)權(quán)利要求25、26或27的裝置，其中所述抑制裝置包括允許其中的某個(gè)壓力之上的液體通過的安全閥。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中所述抑制裝置是不能與所述液體融和的高粘度液體。
全文摘要
在光刻投射裝置中，密封構(gòu)件圍繞投射系統(tǒng)的末端元件和光刻投射裝置基底臺(tái)之間間隙。氣密封在所述密封構(gòu)件和所述基底的表面之間形成，以容納間隙中的液體。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1501173SQ20031012095
公開日2004年6月2日 申請(qǐng)日期2003年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月12日
發(fā)明者J·洛夫, A·T·A·M·德克森, C·A·胡根達(dá)姆, A·科勒斯伊辰科, E·R·魯普斯特拉, T·M·默德曼, J·C·H·穆肯斯, R·A·S·里特塞馬, K·西蒙, J·T·德斯米特, A·斯特拉艾杰, B·斯特里夫克, H·范桑坦, A M 德克森, H 穆肯斯, J 洛夫, L, S 里特塞馬, 乩, 乩鋟蚩, 德斯米特, 胡根達(dá)姆, 賬掛臉?gòu)? 魯普斯特拉, 默德曼 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司