CN101482701B - 光刻设备和器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光刻设备和一种器件制造方法。所述光刻设备包括配置用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上的投影系统。所述设备还包括阻挡构件，所述阻挡构件在使用中包围在投影系统和衬底之间的空隙，以部分地与投影系统限定液体的贮液器。面对投影系统的一部分的阻挡构件的径向外表面和面对阻挡构件的投影系统的所述部分的径向外表面中的每个具有疏液外表面。阻挡构件的疏液外表面和/或投影系统的所述部分的疏液外表面具有内边缘，所述内边缘部分地限定该贮液器。

Description

光刻设备和器件制造方法
技术领域
本申请涉及一种光刻设备和一种用于制造器件的方法。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常到所述衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版(reticle)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。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单独的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：所谓步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印(imprinting)到所述衬底上，将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。
已提出将光刻投影设备中的衬底浸没在具有相对高的折射率的液体(例如，水)中，以填充介于投影系统的最终元件和衬底之间的空隙。所述液体可以是蒸馏水(超纯水)，但是也可以采用其它的高折射率液体。本发明的实施例将参照诸如基本不可压缩和/或润湿流体等的液体进行描述。然而，其它的流体也可能是合适的，尤其是折射率高于空气的流体，例如烃，例如氢氟碳(hydrofluorocarbon)。由于曝光辐射在所述液体中具有更短的波长，所以上述做法的关键在于能够使更小的特征成像。(液体的作用还可以看作是增加系统的有效NA并且增大焦深)。还推荐使用其他浸没液体，包括其中悬浮固体微粒(例如，石英)的水。
然而，将衬底或者衬底和衬底台浸没在液体溶池中(例如，见美国专利No.4509852，在此以引用的方式将该专利的内容并入本文中)意味着在扫描曝光过程中必须要加速大体积的液体。这需要另外的或者更大功率的电动机，并且液体中的湍流可能导致不期望的或者不可预料的影响。
提出来的解决方法之一是液体供给系统通过使用液体限制系统只将液体提供在衬底的局部区域上(通常衬底具有比投影系统的最终元件更大的表面积)以及投影系统的最终元件和衬底之间。提出来的一种用于设置上述设备的方法在PCT专利申请公开出版物WO99/49504中公开了，在此以引用的方式将该专利的内容并入本文中。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IN供给到衬底上，在已经在投影系统下面通过后，液体通过至少一个出口OUT去除。也就是说，当衬底在所述元件下沿着-X方向被扫描时，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IN供给，并在元件的另一侧通过出口OUT去除，所述出口OUT与低压力源相连。在图2的展示中，液体沿着衬底相对于最终元件的移动方向供给，但这不是必需的。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一侧以规则的图案设置了四个入口和出口。
在图4中示出了另一个采用局部液体供给系统的浸没光刻方案。液体由位于投影系统PL任一侧上的两个槽状入口IN供给，由设置在入口IN沿径向向外的位置上的多个离散的出口OUT去除。所述入口IN和出口OUT可以设置在板上，所述板在其中心有孔，投影束通过该孔投影。液体由位于投影系统PL的一侧上的一个槽状入口IN供给，由位于投影系统PL的另一侧上的多个离散的出口OUT去除，这导致投影系统PL和衬底W之间的液体薄膜流。选择使用哪组入口IN和出口OUT组合可能依赖于衬底W的移动方向(另外的入口IN和出口OUT组合是未被激活的)。
已经提出的另一种解决方案是提供具有阻挡构件的液体供给系统，所述阻挡构件沿着在投影系统的最终元件和衬底台之间的空隙的边界的至少一部分延伸。所述阻挡构件相对于投影系统在XY平面中是基本静止的，尽管其在Z方向上(在光轴的方向上)有一定的相对移动。在所述阻挡构件和衬底的表面之间形成密封。在实施例中，所述密封是非接触密封，例如气体密封。这种具有气体密封的系统在美国专利申请公开出版物No.2004-0207824中公开，在此引用的方式将所述专利申请的内容并入本文中。
在公开号为1420300的欧洲专利申请和公开号为2004-0136494的美国专利申请(在此以引用的方式将两个申请的内容整体并入本文中)中公开了成对或者双台浸没式光刻设备的方案。这样的设备设置有两个用于支撑衬底的工作台。调平测量在没有浸没液体的情况下以第一位置上的工作台进行。曝光在存在浸没液体的情况下以第二位置上的工作台进行。可替换地，所述设备可以只有一个工作台，所述工作台能够在曝光和测量位置之间移动。
对于在投影系统和衬底之间提供浸没液并使图案化的辐射束通过存在特殊的挑战。例如，对于具有阻挡构件的方案，空隙中的液面的控制可能是困难的。太多的液体可能造成溢出。而液体太少，则在投影系统和衬底之间的液体(贮液器)中形成气泡的可能性增加。
发明内容
在一些浸没式光刻设备中，在浸没系统结构和投影系统(也称为韦勒(WELLE)透镜)之间存在间隙。冷却气流在投影系统上流过，以维持投影系统的温度。所述气流的一部分在浸没系统(即液体限制系统)上流入所述间隙。外阻挡件可以被用于浸没系统中，以防止气流进入所述间隙，但是在一些设备中，可能不设置外阻挡件。然而，所述气流可能不利地造成浸没液体的蒸发，由此将热载荷施加到浸没系统和投影系统的最终元件上。热载荷也可能由最终投影元件的下侧上的气体运动形成。所述热载荷可能造成在投影系统的最终元件中的热(例如冷)斑。所述热斑可以被作为光学像差检测到，所述光学像差与预期的像差测量值不同。附加地或可选地，浸没液体可能通过在投影系统的最终元件和浸没系统之间的该间隙，且一些浸没液体可能通过所述间隙逃逸。
在曝光过程中，相对于浸没系统(和投影系统)移动衬底台。这可能造成浸没系统内的浸没液体向上移动到该间隙，例如沿着衬底的移动方向。于是，当通过扫描或步进运动移动衬底时，改变衬底的运动方向。因为在该间隙中的浸没液体随着衬底的运动移动，所以所述运动造成间隙中的浸没液体的液面改变，这可能造成压力差。浸没液体的运动被称为晃动。如果该运动足够大，则浸没液体上的压力可能足以造成液体溢出到液体限制系统的顶表面上。当所述压力降低时，液体流回到该间隙中，能够将液体限制系统的表面上存在的不希望的污染物颗粒带走。该液体可能是产生缺陷率和缺陷的源。液体也可能残留在液体限制系统的顶表面上以及投影系统的最终元件的表面上。残留的液体能够蒸发，并将热载荷施加到各个表面上。
另外，在液体限制系统的顶表面上存在浸没液体可能造成当浸没系统沿着朝向投影系统的方向被移动时在液体限制系统和投影系统之间的衰减。这种衰减也被称作搭桥(bridging)，是不希望存在的，因为它会降低设备的性能。
因此，旨在通过采用限制该间隙中的浸没液体的运动和减少通过该间隙逃逸出浸没系统的浸没液体的数量的方式，缓解一个或更多个上述问题或者一个或更多个其它问题。
本发明的一个方面是提供一种光刻设备，所述光刻设备包括：投影系统，所述投影系统配置用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上。所述设备还包括：阻挡构件，所述阻挡构件在使用中包围在投影系统和衬底之间的空隙，以部分地与投影系统一起限定液体的贮液器。面对投影系统的一部分的阻挡构件的径向外表面和面对阻挡构件的投影系统的所述部分的径向外表面均为疏液外表面。阻挡构件的疏液外表面和/或投影系统的所述部分的疏液外表面具有内边缘，所述内边缘部分地限定贮液器。
本发明的一个方面是提供一种阻挡构件，所述阻挡构件配置用于在使用中包围在光刻设备的投影系统和衬底之间的空隙，以部分地与投影系统一起限定液体的贮液器。投影系统的一部分具有径向外表面，所述径向外表面具有疏液外层。阻挡构件的径向外表面配置成面对投影系统的所述部分的疏液外层，并具有疏液外层。阻挡构件的疏液外层具有内边缘，所述内边缘部分地限定贮液器。
本发明的一个方面是提供一种光刻设备，所述光刻设备包括投影系统，所述投影系统配置用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上。面对衬底的投影系统的一部分的径向外表面具有紫外吸收层，且在该紫外吸收层的一部分上具有疏液外层。投影系统的所述部分的径向外表面的疏液性质为阶跃函数。所述阶跃函数由在该疏液外层和紫外吸收层之间的边界所限定。所述阶跃函数在投影系统和衬底之间的空隙中部分地限定液体的贮液器。
本发明的一个方面是提供一种器件制造方法，所述方法包括步骤：将图案化的辐射束从投影系统通过液体投影到衬底的目标部分上。所述方法还包括步骤：通过包围空隙的阻挡构件、面对投影系统的一部分的阻挡构件的疏液的径向外表面的内边缘、以及面对该阻挡构件的投影系统的所述部分的疏液的径向外表面的内边缘，将液体限制在投影系统和衬底之间的空隙中。
本发明的一个方面是提供一种器件制造方法，所述方法包括步骤：将图案化的辐射束从投影系统通过液体投影到衬底的目标部分上；以及至少通过投影系统的一部分的疏液的径向外表面的内边缘，将液体限制在投影系统和衬底之间的空隙中。所述方法还包括步骤：通过在投影系统的所述部分和疏液的径向外表面之间的紫外吸收层，保护投影系统的所述部分的疏液的径向外表面。
附图说明
在此仅借助示例，参照所附示意图对本发明的实施例进行描述，在所附示意图中，相同的附图标记表示相同的部分，且其中：
图1示出根据本发明的实施例的光刻设备；
图2和图3示出用于光刻投影设备的液体供给系统；
图4示出了另一种用于光刻投影设备的液体供给系统；
图5示出了根据本发明的实施例的液体供给系统的剖视图；
图6示出了根据本发明的另一实施例的液体供给系统的剖视图；
图7示出了根据本发明的另一实施例的液体供给系统的剖视图；
图8示出了根据本发明的实施例的液体限制系统和投影系统的一部分的剖视图；
图9示出了根据本发明的实施例的液体限制系统和投影系统的一部分的剖视图；
图10示出了根据本发明的实施例的液体限制系统和投影系统的一部分的剖视图；
图11示出了在具有低接触角的表面上的液体弯月面的行为的示意图；
图12示出了根据本发明的实施例的液体限制系统和投影系统的一部分的剖视图；
图13示出了根据本发明的实施例的液体限制系统和投影系统的一部分的剖视图；
图14示出了根据本发明的实施例的液体限制系统和投影系统的一部分的剖视图；以及
图15示出了根据本发明的实施例的液体限制系统和投影系统的一部分的剖视图。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，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，配置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的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台)WT，配置用于保持衬底(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的第二定位装置PW相连；以及投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统PS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。
所述照射系统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、静电型或其他类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
支撑结构以依赖于图案形成装置的取向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置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。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其他夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。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所需的图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。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，可以独立地倾斜每一个小反射镜，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。
应该将这里使用的术语“投影系统”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。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的支撑结构)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在将一个或更多个其他台用于曝光的同时，在一个或更多个台上执行预备步骤。
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，不会将该源考虑成光刻设备的组成部分，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。在其他情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。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可以包括各种其他部件，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。
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PS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)用于将图案形成装置MA相对于所述辐射束B的路径精确地定位。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)，所述支撑结构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P1、P2占据了专用目标部分，但是他们可以位于目标部分之间的空隙(这些公知为划线对齐标记)上。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。
可以将所述设备用于以下模式的至少一种：
1.在步进模式中，在将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上的同时，将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止(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，在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描(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的动态曝光中的所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描移动的长度确定了所述目标部分的高度(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保持为基本静止状态，并且在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，对所述衬底台WT进行移动或扫描。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。
图5示出根据本发明的实施例的在图1中表示为IH的液体供给系统的剖视图。所述液体供给系统包括阻挡构件10，所述阻挡构件10至少部分地或完全地包围在投影系统PL和衬底W之间的空隙，并具有阻挡表面，所述阻挡表面与投影系统PL和衬底W(和/或衬底台WT)一起限定液体11的贮液器。以这种方式，液体11能够被设置在该空隙中，以使得图案化的辐射束通过液体11，所述图案化的辐射束通过投影系统PL被投影到衬底W上。
在实施例中，非接触密封可能在阻挡构件10和衬底W(或当衬底W的边缘被成像时为衬底台WT)之间形成。在所示的实施例中，所述非接触密封包括：液体去除装置30；凹槽40，所述凹槽40位于沿着液体去除装置径向向外的位置上，所述凹槽40在沿径向向内的顶表面上具有气体入口42，且在沿径向向外的表面上具有气体出口44。可选的气刀50还可能设置在凹槽40沿径向向外的位置上。阻挡构件10的底表面上的这三个部件的布置在美国专利申请公开出版物No.US2006-0158627中进行了详细描述，在此以引用的方式将该专利申请的内容整体并入本文中。液体去除装置30的细节在美国专利申请公开出版物No.US2006-0038968中公开，在此以引用的方式将该专利申请的内容整体并入本文中。替代非接触密封和气刀，或者除去非接触密封和气刀之外，所述阻挡构件可能具有一系列气体拖曳孔(gas drag aperture)。
如由图5表示的实施例所示(以示例的方式)，液体可能由阻挡构件10在高压下提供到室20。液体通过至少一个入口28沿着大致水平的方向(即，大致平行于由箭头29所表示的衬底W的顶表面)进入在投影系统PL和衬底W之间的空隙。液体还通过至少一个入口24流出室20，所述入口24如箭头25所示沿着远离投影系统PL的方向垂直向下(朝向衬底W)引导液流。尤其是在阻挡构件10下面扫描衬底W的过程中，该液流用于填充通常存在于衬底W和衬底台WT之间的间隙26，并将弯月面保持在阻挡构件10下面、液体去除装置30的内侧沿径向向外的位置上。以从入口24流出的液流填充该间隙26可能减小气泡在该间隙中出现的几率。
在实施例中，入口24包括位于圆(或围绕投影系统PL的像场的其它形状)上的一系列离散的孔。该入口和这些孔的目的在于：当衬底W的边缘被成像或者当扫描速度超过一定的值时，防止阻挡构件10和衬底W之间的弯月面被抽入投影系统PL和衬底W之间的空隙中。如果来自该弯月面外侧的气体(例如空气)在衬底W对投影系统PL的相对运动过程中被包含在投影系统下面，则这可能对成像质量产生负面影响。然而，在一系列的离散孔的情况下，气体能够在所述孔之间被俘获，并由此在衬底W和衬底台WT之间的间隙26中形成。然后，气泡可能进入在衬底W和投影系统PL之间的液体11。为此，至少一个出口27也被设置成邻近入口24，且气体和液体的混合物通过出口27被提取，以使得在间隙26中被俘获的气体能够逃逸，且液体能够在没有俘获气泡的条件下填充间隙26的孔。出口27可以被连接到室(未示出)，例如室20，以减小在出口27上的压力波动。出口27可能包括位于圆(或围绕投影系统PL的像场的其它形状)上的一系列的离散孔。在实施例中，提供形成孔的外周的入口24和形成孔的内周的出口27，以使得当在间隙26上通过时，间隙26首先通过入口24填充，之后气泡通过出口27提取。然而，只要能够实现功能，入口24和出口27的具体定位可以不同。出口27还可以被用于提取在投影系统下面、可能被溶解的抗蚀剂所污染的液体。在这种提取的情况下，在弯月面附近的液体(在液体去除装置30附近)将受到较少的污染。在扫描过程中残留在衬底W上的液体然后也可能受到较少的污染，并因此残留在衬底上的颗粒的量可能被减小，这是因为可以在液体去除之后干燥污点。
阻挡构件10的形状通常被形成为与投影系统PL的外形相符，以使得在投影系统PL和阻挡构件10之间存在大致恒定的间隙。间隙的存在使得投影系统PL和阻挡构件10能够进行独立的相对运动。
在实施例中，进行至少一个测量，以便处理贮液器的体积变化和从贮液器的液体供给/提取的变化。在正常的条件下，液体11的顶表面具有弯月面110，所述弯月面110相对于投影系统和阻挡构件10基本静止。阻挡构件10的顶表面90是平坦的水平表面，且液体仅仅被允许在紧急情况下存在于顶表面90上。为了处理紧急情况，在顶表面90中设置出口80。一旦弯月面110位于顶表面90上，则其能够容易地前进，而阻挡构件10能够溢出。为了防止该现象，可以在阻挡构件10的最内边缘上、在阻挡构件10的顶表面90上设置凸起100。凸起100可以在阻挡构件10周围延伸，并因此可以形成环形或其他封闭形状。凸起100可以比凸起100周围的阻挡构件10的部分更接近投影系统PL的表面，尤其是投影系统PL的水平表面200。
在实施例中，从凸起100和投影系统PL之间的距离到阻挡构件10和投影系统PL之间的距离存在阶跃变化。该阶跃变化能够在图5中的凸起100的左手侧看出。在实施例中，该阶跃变化在凸起100的沿径向向外侧上，但是也可以或视情况地存在于凸起100的沿径向向内侧上，如图5所示的情况。该几何形状意味着，为了液体11的顶部的弯月面110通过凸起100，弯月面110的长度将需要增加，这需要大量的能量。在实施例中，在该凸起的区域中的凸起100和投影系统PL的表面都由厌液或疏液材料制成(例如，该液体与那些表面形成的接触角通常大于90°，例如100°，110°，120°，130°，140°，150°，160°，170°，和180°)，以使得弯月面110的形状从该液体的外侧观察是凸起的。
于是，在投影系统PL的表面和阻挡构件10之间的距离在沿径向向外的方向上存在阶跃增长，可能显著地降低当采用阻挡构件10时的溢出的几率。
凸起100在阻挡构件10上示出。然而，这不是必要的情况，且所述凸起可能在投影系统上，只要满足相同的功能就行(即，提供能量屏障，以使该弯月面克服通过该凸起移动)。
图5还示出系统的实施例，在所述系统中，面对投影系统PL的阻挡构件10的内表面被有意地变形，以使得其更近似投影系统PL的外表面，其中投影系统PL的外表面也可以被有意地变形。以这种方式，液体11从衬底朝凸起100向上流动，以形成复杂路径，且这增加了流动限制，并由此降低了溢出的风险。于是，液体为在阻挡件10上溢出而需要遵循的路径是曲折的，并需要至少三次变向。在所示的实施例中，这可能通过在投影系统PL的侧壁中提供缺口220来实现。在阻挡构件10的内侧壁上(在阻挡表面中)可以设置凸起，并可以通过两个元件310和320来形成所述凸起。为了增加液体从投影系统PL和衬底W之间的位置到阻挡构件10的顶部所遵循的路径的曲折程度，还可以采用其它方式。缺口220和/或元件310、320可以与凸起100一起或不一起使用，也可以与在下文中更详细地讨论的疏液材料一起或不一起使用。
图6示出与图5所述的实施例大致相同的实施例，仅仅在以下所述的方面不同。
在该实施例中，没有提供至少一个入口28，所述入口28在投影系统的最终元件下面沿着大致水平的方向将液流提供到投影系统PL和衬底W之间的空隙中，而是提供至少一个入口400，所述入口400以低速相对投影系统PL的侧面提供均匀的液流。该液流由箭头514表示。流出入口400的液体从室21提供，室21与室20流体连通。设置两个室允许施加到入口400和入口24的液体压力是不同的。所述压力能够通过改变孔221的尺寸和/或数量来进行调整，所述孔221将室20和21连接。
在该实施例中凸起100类似于上面参照图5所述的凸起100，其中，液体11的弯月面110在凸起100和投影系统PL之间延伸。尽管在该实施例中的凸起100的结构是不同的，但是应用的原理相同。即，该凸起比在附近区域中的阻挡构件10的其它部分更接近投影系统PL，以使得为了使弯月面110通过凸起100，该弯月面的长度应当显著地增加。
通过在水平部分515的径向最内边缘上设置第二凸起520，防止水平的液流被朝向衬底W向下吸取，所述水平部分515位于入口400流出位置的下面。这使得水平液流514被投影系统PL的表面偏转，以形成从投影系统PL的底表面之上开始向下并沿径向向内的液流516。
该布置克服了参照图5所述的实施例的入口28形成强烈的向下流动的趋势的缺陷，所述强烈的向下流动能够将弯月面110向下抽取，由此导致可能不稳定的弯月面位置。由于当液体供给速率超过一定值时大量凸出的气体能够在投影系统PL下面延伸，所以不稳定的弯月面可能导致在液体供给中的气体滞留。避免这种缺陷可以在该实施例中实现，这是因为该实施例可能允许从入口400的流出速度降低到低于从入口28的流出速度。该实施例也可以允许阻挡构件10位于与投影系统PL更接近的位置上。凸起100可以帮助确保弯月面110尽可能短。于是，大量的能量将需要将弯月面110向下抽取，这将需要增加该弯月面的长度。
图7示出与参照图6所述的实施例基本相同的实施例，仅仅在以下所述的方面不同。
在该实施例中，入口的位置不同。在之前的实施例中，入口400的位置沿着大致水平的方向将液流提供到投影系统PL和衬底W之间的空隙中。在该实施例中，提供入口500，所述入口500沿着如箭头510所示的远离衬底W的方向(即，沿着与图案化的辐射束的传播方向相反的方向)将液流提供到被限定在衬底W、投影系统PL和阻挡构件10之间的空隙中。流出入口500的液体被从室21提供，所述室21与室20流体连通，如上面参照图6所述。
流出入口500的液流可能被凸起100偏转到沿径向向内并大致平行与衬底W的顶表面的方向，如在上面参照图6所述的实施例中所述。这通过箭头512、514表示。在该实施例中的凸起100类似于其它实施例中的凸起100，其中液体11的弯月面110可以在凸起100和投影系统PL之间延伸。尽管在该实施例中凸起100的结构与上面参照图5所述的实施例中的凸起100的结构不同，但是采用相同的原理，即，该凸起比在附近区域中的阻挡构件10的其它部分更接近投影系统PL，以使得为了使弯月面110通过凸起100，该弯月面的长度应当显著地增加。
在液流510被凸起100偏转之后，如在上面参照图6所述的实施例中所示对流动均匀化，并以相对较慢的速度大致水平地相对投影系统PL流动。凸起100可以帮助确保弯月面110尽可能短。于是，大量的能量将需要将弯月面110向下抽取，从而增加该弯月面的长度。该实施例可能比上面参照图6所述的实施例更有优势，这是因为其可以占用更少的空间。
在上述的所有实施例中，都给出了阻挡构件10的横截面。阻挡构件10在其整个外围周围不一定对称，它可能例如使得入口28、400、500仅仅被设置在阻挡构件10的外围的一部分周围，并且使得用于提取浸没液体的系统被设置在其他部分周围。这种布置能够导致液体11在投影系统PL和衬底W之间的空隙上沿着一个方向流动。也能够采用其他的布置，且也可以将与上述实施例相关的上述原理用于其它类型的液体供给系统。清楚地，在此任何实施例的特征可以与任何其他实施例的一些或全部特征结合使用。
图8示出液体限制系统800的实施例，所述液体限制系统800配置用于将浸没流体大致限制到在投影系统和衬底之间的所需体积。期望该浸没流体为折射率等于或大于纯水的折射率的液体。液体限制系统800包括具有径向外表面(即，位于从辐射束的投影轴线PA沿径向向外的位置上的表面，所述辐射束由投影系统PS投影)的阻挡构件810，如上面参照图1所述。阻挡构件810的径向外表面包括大致水平的顶表面814和倾斜的顶表面816，所述倾斜的顶表面816相对于水平的顶表面814和投影轴线PA倾斜。阻挡构件810与投影系统的一部分820间隔开，以便限定其间的间隙830。
投影系统的部分820可以是整个投影系统的最终元件，或者可以是与液体接触的中间投影系统的最终元件。投影系统的部分820包括径向外表面(即位于从投影轴线PA沿径向向外的位置上的表面)，所述径向外表面包括大致水平的表面824和倾斜表面826，所述大致水平的表面824与阻挡构件810的大致水平的顶表面814相反，且倾斜表面826与阻挡构件810的倾斜表面816相反。投影系统的部分820的下表面和阻挡构件810的顶表面的形状可以相互匹配。
在如图8所示的实施例中，浸没系统(例如，液体限制系统800的阻挡构件810)的顶表面可能具有厌液或疏液(例如当浸没液体为水时，是疏水的)外层840，所述外层840可以是涂层形式。在实施例中，阻挡构件810可以由疏液材料制成，所述疏液材料提供疏液或厌液表面。在此所使用的术语“层”应当被广泛地理解为包括作为构件的组成部分的表面以及以涂层形式提供并因此不一定是构件的组成部分的表面。疏液外层840随着其从投影轴线PA延伸可能是连续或不连续的环形。在实施例中，疏液外层840可以被图案化，以便形成疏液性质不连续的表面。
在晃动过程中，疏液外层840能够帮助防止浸没液体接触阻挡构件810的大致水平的顶表面814。该接触的防止可能减少在贮液器中的浸没液体中所发现的污染物颗粒的数量。由于在边缘842处表面性质的阶跃函数变化，浸没液体的弯月面860的一端可以被锁定到疏液外层840的边缘842上。换句话说，因为在浸没液体和疏液外层之间的接触角大于90度，例如在90度和180度之间，而在浸没液体与不包含疏液外层的阻挡构件810的表面之间的接触角小于大约90度，例如，在0度和90度之间，由此形成阶跃函数变化，弯月面860可能不上升到边缘842上面。在不偏离任何特定的物理结构或形状的情况下，在此所使用的术语“边缘”用于描述疏液外层840的、最接近浸没液体贮液器的端部，所述贮液器不包含在投影系统和衬底之间。
如果例如在衬底台的运动过程中被应用于浸没液体的压力足够大，则液体能够破坏并摆脱其锁定，并且逃逸到疏液外层840上。然而，因为层840具有疏液性质，所以层840可能驱赶液体，并期望地返回超越层840的边缘842。实质上，没有浸没液体可以被允许保留到疏液外层840上，并因此减小蒸发以及施加于设备的热载荷。
如图8所示，投影系统的部分820的径向外表面的大致水平的表面824可能包括疏液外层850，所述疏液外层850配置用于驱赶液体。在所示的实施例中，疏液外层850具有位于投影系统的部分820的大致水平的表面824和倾斜表面826的相交部上或其附近的边缘852。投影系统的部分820的疏液外层850的边缘852相对于阻挡构件810的疏液外层840的边缘842的位置可能允许浸没液体的弯月面860被锁定在边缘852上。类似于疏液外层840，疏液外层850可能随着从投影轴线PA延伸而成为连续或不连续的环形。在实施例中，疏液外层850可以被图案化，以便形成疏液性质不连续的表面。
疏液外层840、850可以包括任何合适的疏液材料。例如，在实施例中，疏液外层840、850可以包括聚四氟乙烯，例如
Figure S2008101451807D00161
。疏液外层840、850可以被应用到涂层形式的其各个表面，或者可以与粘附物或包括这种涂层的层压材料一起应用。
图9示出液体限制系统900的实施例，所述实施例具有图8的液体限制系统800的一些特征，所述特征由相应的附图标记表示。液体限制系统900包括疏液外层940，所述疏液外层940可以被应用于阻挡构件810的顶表面，并可以覆盖大致水平的表面814以及阻挡构件810的倾斜的顶表面816的一部分。浸没液体的弯月面860的一端因此被锁定到疏液外层940的边缘942，所述边缘942位于倾斜的表面816上。
如上所述，例如在衬底台的运动过程中，如果施加于浸没液体的压力足够大，则液体仍旧能够破坏并摆脱其锁定。然而，因为层940具有疏液性质，所以实质上，没有浸没液体可以被允许保留在疏液外层940上，并减小蒸发和施加到设备上的热载荷。
如图9所示，大致水平的表面824以及投影系统的部分820的沿径向向外表面的倾斜表面826的一部分可能包括疏液外层950，所述疏液外层950配置用于驱赶液体。如图所示，疏液外层950具有边缘952，这允许浸没液体的弯月面860被锁定在边缘952上。在实施例中，边缘952位于与设置在阻挡构件810上的疏液外层940的边缘942大致相反(即在间隙830上)的位置上。这可以允许浸没液体的弯月面860被锁定在两个边缘942、952上。
图10示出液体限制系统1000的实施例，所述液体限制系统1000具有与图8的液体限制系统800的特征相同的特征，所述特征由相应的附图标记表示。液体限制系统1000包括用于阻挡构件810的顶表面的疏液外层1040，所述顶表面包括大致水平的表面814以及所有大致倾斜的顶表面816。浸没液体的弯月面860的一端可以被锁定到疏液外层1040的边缘1042，如果浸没液体的液面足够低，则边缘1042位于倾斜表面816的底部。否则，弯月面860的一端可以向上移动倾斜表面816，但是接触角将使得浸没液体的薄膜不能在表面816上形成。
如图10所示，大致水平的表面824以及投影系统的部分820的沿径向向外表面的所有倾斜表面826可以包括疏液外层1050，所述疏液外层1050配置用于驱赶液体。如图所示，疏液外层1050具有边缘1052，所述边缘1052位于投影系统的部分820的倾斜表面826的底端上。类似于设置在阻挡构件810上的疏液外层1040，设置在投影系统的部分820上的疏液外层1050可以防止浸没液体的薄膜在投影系统的部分820的倾斜表面826上形成，这可以减少浸没液体的量，所述浸没液体可能蒸发并因此减少投影系统的部分820上的冷斑。
如上所述，所述疏液外层的边缘可能如图8所示位于阻挡构件810的大致水平的顶表面的内边缘上，或者如图9所示位于倾斜表面的附近。该疏液外层可能覆盖整个倾斜表面(或锥表面)，如图10所示。该疏液外层的边缘可能位于这三个实施例中的任何两个的位置的任何中间位置上；该边缘可能位于阻挡构件810的水平顶表面814上。期望地，所述疏液外层覆盖该顶表面的所有水平部分，且能够覆盖在水平表面的边缘和亲液(例如亲水)表面之间的整个表面。该表面可能是被施加到液体限制系统的本体上的涂层，所述液体限制系统包括但不限于上述阻挡构件。该本体或者其一个或更多个部分可能由亲液的和/或疏液的材料制成。在此对疏液和/或亲液层或疏液和/或亲液涂层的引用应当被理解为包括由疏液和/或亲液材料制成的表面。在疏液表面的边缘下面的倾斜表面可能是该本体的被曝光的材料，并因此是亲液的。
图11示出液体限制系统110，所述液体限制系统110具有本体1110，所述本体1110具有亲液表面1112(即，与液体形成大约0度和大约90度之间的接触角，通常在大约40度和大约50度之间)。亲液表面1112被表示为与另一个亲液表面1114相对，亲液表面1114可以被设置在设备的另一个部分1115上，例如投影系统的最终元件，以便限定间隙1130。如图所示，本体1110的亲液表面1112将浸没液体1118的弯月面1116的边缘1116a抽取到液体限制系统1100的表面1112。类似地，亲液表面1114将浸没液体1118的弯月面1116的边缘1116b抽取到表面1114。如图11所示，亲液表面1112、1114使得在它们之间与它们接触的浸没液体1118变薄成为各自的薄膜，这使得由弯月面1116所限定的、暴露给气体1120(例如空气)的液体的表面增加。这可以使得蒸发速率加快，蒸发速率的加快可以增加被施加于液体限制系统1100和/或包括亲液表面1114的设备的其它部分的热载荷。在一些情况下，蒸发速率可能很大，以使得例如通过毛细作用停止蒸发液体，并因此补充液体薄膜。于是，在晃动过程中可能出现的问题在衬底台相对于投影系统静止时也可能出现。通过疏液表面的边缘锁定，或者简单地提供疏液表面自身，可能帮助减少施加于浸没系统和/或投影系统的热载荷，即使在设备的各个部件处于静止时也是如此。
图12示出液体限制系统1200的实施例，所述液体限制系统1200具有图8的液体限制系统800的特征中的一些特征，所述特征由相应的附图标记表示。液体限制系统1200包括阻挡构件810的顶表面的疏液外层1240，具体地，所述顶表面包括大致水平的表面814以及倾斜顶表面816的一部分。浸没液体的弯月面860的一端可以被锁定到疏液外层1240的边缘1242，边缘1242位于倾斜表面816上。
如果例如在衬底台的移动过程中被施加到浸没液体的压力足够大，则液体可能仍然能够破坏并摆脱其锁定，并逃逸到疏液外层1240上。然而，因为层1240具有疏液性质，所以层1240可能驱赶液体，期望地使液体返回并超过层1240的边缘1242。期望地，大体上不允许浸没液体保留在疏液外层1240上，并因此减少了蒸发和降低了施加于设备的热载荷。如果施加于浸没液体的压力足够大和/或贮液器中浸没液体的液面使得弯月面860将上升到间隙830中，则接触角可能足够大，以便防止薄膜在阻挡构件810的倾斜表面816上生长。
如图12所示，大致水平的表面824以及投影系统的部分820的沿径向向外表面的倾斜表面826的一部分可能包括配置用于驱赶液体的疏液外层1250。如图所示，疏液外层1250具有边缘1252，该边缘1252配置用于将弯月面860锁定在边缘1252上。在实施例中，边缘1252位于与间隙830大致相对的位置上，所述间隙830可离开或大致水平地到达阻挡构件810的疏液外层1240的边缘1242。与如图9所示的实施例相比，该布置提供在倾斜表面826上的疏液外层1250的更大的覆盖。这可能允许浸没液体的弯月面860被锁定到两个边缘1242、1252。依赖于间隙830中的浸没液体的液面，浸没液体能够不被锁定在边缘1252上，而是替代地上升到边缘1252上方。然而，由于疏液外层1250的疏液性质，浸没液体可能不能附着到疏液外层1250上。
在实施例中，该疏液外层期望地被设置在至少投影系统的所述部分的整个表面上，该疏液外层与设置在浸没系统的液体限制结构上的疏液外层相对。如上述实施例所示，由投影系统的所述部分的每个疏液表面和液体限制表面所覆盖的程度可能不同，以使得相对的疏液表面的边缘可能不在液体限制系统和投影系统之间的间隙上相对应。这可能具有弯月面稳定的优点，并可能最小化暴露给气流的弯月面的面积。选择边缘以优化(例如，最小化)液体蒸发和施加于投影系统和/或浸没系统的热载荷。
在实施例中，疏液外层的边缘可能不同，需要提供突变的不连续的接触角。如上所述，该边缘可以被考虑为各个表面的疏液性质的阶跃函数，即各个表面的接触角。
在实施例中，该边缘可能被定义为在非疏液(即亲液)的区域和具有大致恒定的疏液接触角的区域之间的接触角的渐变。例如，该边缘区域可能具有渐变的接触角，所述接触角随着远离光路的光轴(即投影轴线PA)的距离的增加而增加。期望地，接触角从非疏液表面的接触角改变为设置在疏液表面上的接触角。具有渐变的接触角的表面区域可能具有定义明确的边缘，或可能具有粗糙表面，所述粗糙表面提供在液体和疏液外层之间的接触表面中的破裂。通过具有定义明确的边缘，可以实现对弯月面锁定的更好的控制。该边缘的定义明确的边界可以被考虑为与光轴存在偏移的表面的疏液性质的变化率的阶跃函数，如上所述。
在实施例中，如上所述，液体限制系统的阻挡构件可能具有投影。然而，通过借助合适的疏液表面控制液体弯月面可以实现足够的性能。如上所述，该表面可能是被直接施加于阻挡构件和/或投影系统的所述部分的涂层，或者该表面可能是具有外疏液表面的粘附物。该粘附物可以被直接施加于投影系统和/或浸没系统(例如液体限制系统)的表面。所述粘附物的形状能够与所应用的表面相配合。期望地，该疏液表面具有90度或更大的接触角，即在90度和180度之间。例如，接触角可以是90度、100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度、170度、180度等。通过采用接触角为100度或更大的表面，能够实现锁定性能的提高(例如在更快的扫描和步进速度条件下)。
如上所述，将疏液涂层应用于上述表面可以防止浸没液体的蒸发，尤其是从投影系统的最终元件的表面上蒸发。由最终元件的温度波动所造成的光学像差可以被减小。通过减小由于不期望的蒸发而施加于浸没系统的液体限制系统的顶表面上的热载荷，可以实现系统性能的增加。
应当注意，该疏液外层的定位可以使得液体大致进入在投影系统的部分820和阻挡构件810之间的间隙830。在实施例中，在上述实施例中供给液体的间隙的长宽比等于或小于10∶1，并优选等于或小于5∶1。这可以通过影响在曝光运动过程中所施加到液体上的压力来限制晃动量。
一些疏液表面被紫外辐射所影响是公知的。由于紫外辐射可以被用于例如光刻设备中的曝光中，所以疏液表面可以被这种辐射所毁坏，除非其被保护，例如被屏蔽。
图13示出液体限制系统1300的实施例，所述液体限制系统1300具有图8的液体限制系统800的特征中的一些特征，所述特征由相应的附图标记表示。液体限制系统1300包括疏液外层1340，所述疏液外层1340能够覆盖大致水平的表面814以及阻挡构件810的倾斜顶表面816的一部分。浸没液体的弯月面860的一端可以被锁定到疏液外层1340的边缘1342，边缘1342位于倾斜的表面816上。
如图13所示，大致水平的表面824以及投影系统的部分820的沿径向向外表面的倾斜表面826可能包括配置用于驱赶液体的疏液外层1350。如图所示，疏液外层1350具有边缘1352，该边缘1352位于沿径向向外的倾斜表面826和投影系统的部分820的大致水平的底表面828(即，在倾斜表面826的底部上)的相交部。如图13所示，投影系统的部分820还包括紫外吸收层1370，所述紫外吸收层1370被设置在投影系统自身的部分820的表面和疏液外层1350之间。在实施例中，部分820是投影系统的最终元件。在实施例中，部分820是透射式的(例如熔融石英或氟化钙)。在实施例中，部分820是投影系统的最终元件，且最终元件由透射式材料制成。
紫外吸收层1370优选设置为涂层。在施加疏液外层1350之前，紫外吸收层1370可以被施加于投影系统的部分820的表面，以使得紫外吸收层1370位于投影系统的部分820和疏液外层1350之间。该紫外吸收层可以分别防止不希望的辐射到达投影系统的部分820和阻挡构件810上的疏液外层1350、1340，并可以保护和延长疏液外层1340、1350的寿命，尤其是如果疏液外层1340、1350是易受紫外辐射影响的，则更是如此。紫外吸收层1370可能不是疏液的，或者可能不与设置在投影系统的部分820上的疏液外层1350的表面的疏液程度相同。在实施例中，该紫外吸收层可能具有亲液表面性质。在不使用该紫外吸收层的情况下，不受紫外辐射负面影响的疏液材料可以被直接应用到投影系统的所述部分，如上所述。
在如图13所示的实施例中，紫外吸收层1370至少覆盖与疏液外层1350相同的、投影系统的部分820的表面面积，以使得紫外吸收层1370的边缘1372位于与疏液外层1350的边缘1352相同的位置上。紫外吸收层1370可以被置于光刻设备的其它部分上，以保护疏液外层1340、1350。因为紫外辐射能够在投影系统和浸没系统内反射和折射，并作为杂散辐射而散射通过浸没液体，所以在不遮挡曝光束的路径的情况下，覆盖投影系统的部分820的最大可能的表面对于紫外吸收层1370是有益的，以防止被投影的辐射的不希望的反射和折射。另外，杂散辐射可能与疏液外层1340、1350相互作用，而可能导致疏液外层1340、1350的寿命缩短。如果紫外吸收层1370被提供到投影系统的部分820的大致水平的沿径向向外的表面824以及投影系统的部分820的倾斜的沿径向向外的表面826上，则可以最大化紫外吸收层1370的作用。
为了实现疏液外层的最大紫外防护，并使通过蒸发而施加到系统中的热载荷最小化，紫外吸收层可以覆盖比疏液外层更大的、投影系统的所述部分的面积，如图14所示，并将在下文中进一步描述。
图14示出液体限制系统1400的实施例，所述液体限制系统1400具有图8的液体限制系统800的特征中的一些特征，所述特征由相应的附图标记表示。液体限制系统1400包括疏液外层1440，所述疏液外层1440能够用于阻挡构件810的顶表面。在图14所示的实施例中，疏液外层1440覆盖大致水平的表面814以及阻挡构件810的倾斜顶表面816的一部分。浸没液体的弯月面860的一端可以被锁定到疏液外层1440的边缘1442，边缘1442位于倾斜表面816上。
大致水平的表面824以及投影系统的部分820的沿径向向外表面的倾斜表面826可能包括配置用于驱赶液体的疏液外层1450。疏液外层1450具有边缘1452，该边缘1452允许弯月面860的端部被锁定到边缘1452。在实施例中，且如图所示，疏液外层1450具有边缘1452，所述边缘1452位于与疏液外层1440的边缘1442相对的位置上，疏液外层1440被设置在阻挡构件810上。
如图14所示，投影系统的部分820还包括紫外吸收层1470，所述紫外吸收层1470被设置在投影系统自身的部分820的表面和疏液外层1450之间。紫外吸收层1470优选设置为涂层。在施加疏液外层1450之前，紫外吸收层1470可以被施加于投影系统的部分820的表面，以使得紫外吸收层1470位于投影系统的部分820和疏液外层1450之间。如图14所示，紫外吸收层1470被设置在投影系统的部分820的几乎所有沿径向向外的表面上，即，在大致水平的表面824以及倾斜表面826上。于是，紫外吸收层1470的边缘1472(即端部)位于倾斜表面826和投影系统的部分820的底表面828的相交部处或大致位于所述相交部附近。如上所述，该紫外吸收层防止不希望的辐射到达疏液外层1440、1450中的每一个，并因此可以保护并延长疏液外层1440、1450的寿命。紫外吸收层1470可能不是疏液的，或者可能不与设置在投影系统的部分820上的疏液外层1450的表面的疏液程度相同，并可能是亲液的。
在疏液外层1450和紫外吸收层1470的表面的边缘1452处的边界上，存在疏液性质的阶跃函数。即，如上所述，接触角存在突变，或者从相对于到投影轴线PA(即光轴)的距离大致恒定的接触角改变为随着从投影系统的投影轴线PA的偏移而变化(期望地，接触角随着所述偏移的增加而增加)的接触角。因此，具有两个涂层的表面(例如投影系统的部分820的倾斜的表面826)，可能具有不连续的特征，所述不连续的特征可能用作控制浸没液体在表面826上运动的屏障，并可以防止紫外辐射的不希望的反射和折射。
图15示出液体限制系统1500的实施例，所述液体限制系统1500具有图8的液体限制系统800的特征中的一些特征，所述特征由相应的附图标记表示。液体限制系统1500包括疏液外层1540，所述疏液外层1540覆盖大致水平的表面814以及阻挡构件810的倾斜顶表面816的一部分。类似于上述实施例，该涂层1540能够防止浸没液体在晃动过程中接触阻挡构件810的大致水平的顶表面814。浸没液体的弯月面860的一端可以被锁定到疏液外层1540的边缘1542，边缘1542位于倾斜表面816上。
如图15所示，大致水平的表面824以及投影系统的部分820的沿径向向外表面的倾斜表面826可能包括疏液外层1550。疏液外层1550具有边缘1552，该边缘1552允许弯月面860的端部被锁定到边缘1552。在实施例中，且如图所示，疏液外层1550具有边缘1552，所述边缘1552位于与疏液外层1540的边缘1542相对的位置上，疏液外层1540被设置在阻挡构件810上。
投影系统的部分820还包括紫外吸收层1570，所述紫外吸收层1570被设置在投影系统自身的部分820的表面和疏液外层1550之间。如图15所示，紫外吸收层1570仅被设置在投影系统的部分820的几乎所有沿径向向外的表面上，所述表面也被疏液外层1550所覆盖；即，紫外吸收层1570仅被设置在大致水平的表面824和倾斜表面826的一部分上。因此，紫外吸收层1570的边缘1572位于疏液外层1550的边缘1552上。期望地，紫外吸收层1570防止不希望的辐射到达至少投影系统的部分820的疏液外层1550。
尽管疏液外层以及紫外吸收层的许多实施例已经在上面进行了阐述和描述，但是所示的实施例不用于以任何方式限制本发明。例如，阻挡构件和投影系统的所述部分的疏液外表面可能覆盖比在上面进行描述和在附图中所示出的表面积更大或更小的表面积。通过在间隙上的对应位置上提供阻挡构件和投影系统的所述部分的疏液外表面的边缘，可以基本控制弯月面的形状，其中所述间隙位于所述阻挡构件和所述投影系统的所述部分之间。通过控制弯月面的形状，例如使弯月面的表面积最小化，可以使在间隙中的液体的蒸发最小化。在一些实施例中，在阻挡构件和投影系统的所述部分之间的间隙的一部分可能不位于相对于投影轴线的斜面上。例如，该间隙可能位于阻挡构件和投影系统的所述部分的大致水平的表面和/或大致垂直的表面之间。
尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，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)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，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”和“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻的情况中使用本发明的实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，例如压印光刻，并且只要情况允许，不局限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
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(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围内的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。在上下文允许的情况下，所述术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式和静电式的光学部件。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发明可以以与上述不同的形式实现。例如，本发明可以采取包含用于描述上述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，或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。进而，所述机器可读指令可以在两个或更多个计算机程序中实现。所述两个或更多个计算机程序可以被存储在至少一个不同的存储器和/或数据存储介质上。
本发明的一个或多个实施例可以用于任何浸没式光刻设备，尤其是(但不限于)，上面提到的那些类型的浸没光刻设备，而不论浸没液体是以溶池的形式还是只应用到衬底的局部表面区域上，或者是不受限制的。在不受限的布置中，浸没液体可以在衬底和/或衬底台的表面上流动，以使得衬底台和/或衬底的几乎整个未覆盖表面被浸湿。在这种不受限制的浸没系统中，液体供给系统可以不限制浸没液体，或可以提供一定比例的浸没液体限制，而不是对浸没液体的几乎完全的限制。在本文中所设计的液体供给系统应当被广义地理解。
在某些实施例中，其可以是为介于投影系统以及衬底和/或衬底台之间的空隙提供液体的一种机构或者结构的组合。它可以包括一个或多个结构、一个或多个液体入口、一个或多个气体入口、一个或多个气体出口和/或一个或多个液体出口的组合，用于为所述空隙提供液体。在实施例中，该空隙的表面可以是衬底和/或衬底台的一部分，或者该空隙的表面可以完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者所述空隙可以包围衬底和/或衬底台。所述液体供给系统还可以进一步视情况地包括一个或多个元件，用于控制液体的位置、数量、质量、形状、流量或者其他特征。所述一个或多个控制元件能够设置用于控制设备。控制器可能具有处理器，所述处理器可以操作以执行一个或多个计算机程序。
根据一方面，本发明提供一种光刻设备，包括：
投影系统，所述投影系统配置用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；以及
阻挡构件，所述阻挡构件在使用中包围在投影系统和衬底之间的空隙，以部分地与投影系统一起限定液体的贮液器，
其中，面对投影系统的一部分的阻挡构件的径向外表面和面对阻挡构件的投影系统的所述部分的径向外表面均为疏液外表面，阻挡构件的疏液外表面和/或投影系统的所述部分的疏液外表面具有内边缘，所述内边缘部分地限定贮液器。
示例地，所述阻挡构件的疏液外表面包括涂层。
示例地，所述疏液外表面包括粘附物。
示例地，在阻挡构件和投影系统的所述部分之间的间隙具有大致等于或小于10∶1的长宽比。
示例地，所述长宽比大致等于或小于5∶1。
示例地，所述投影系统上的所述部分的疏液外表面包括内边缘，所述内边缘部分地限定贮液器。
示例地，所述内边缘位于间隙内，所述间隙被限定在阻挡构件和最终元件之间。
示例地，阻挡构件的径向外表面包括大致水平的表面，且其中阻挡构件的疏液外表面大致覆盖该水平表面。
示例地，阻挡构件的径向外表面包括倾斜表面，且其中阻挡构件的疏液外表面至少部分地覆盖所述倾斜表面。
示例地，投影系统的所述部分的径向外表面包括大致水平的表面，且其中投影系统的所述部分的疏液外表面大致覆盖该水平表面。
示例地，投影系统的所述部分的径向外表面包括倾斜表面，且其中投影系统的所述部分的疏液外表面至少部分地覆盖该倾斜表面。
示例地，投影系统的所述部分为投影系统的最终元件。
根据另一方面，本发明提供一种阻挡构件，所述阻挡构件配置用于在使用中包围在光刻设备的投影系统和衬底之间的空隙，以部分地与投影系统一起限定液体的贮液器，投影系统的一部分具有径向外表面，所述径向外表面具有疏液外层，阻挡构件的径向外表面配置成面对投影系统的所述部分的疏液外层，并具有疏液外层，阻挡构件的疏液外层具有内边缘，所述内边缘部分地限定贮液器。
示例地，所述阻挡构件的疏液外表面包括涂层。
示例地，所述阻挡构件的疏液外表面包括粘附物。
示例地，阻挡构件的径向外表面包括大致水平的表面，且其中阻挡构件的疏液外表面大致覆盖该水平表面。
示例地，阻挡构件的径向外表面包括倾斜表面，且其中阻挡构件的疏液外表面至少部分地覆盖所述倾斜表面。
根据另一方面，本发明提供一种光刻设备，所述光刻设备包括：
投影系统，所述投影系统配置用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，
其中，面对衬底的投影系统的一部分的径向外表面具有紫外吸收层，且在该紫外吸收层的一部分上具有疏液外层，且其中投影系统的所述部分的径向外表面的疏液性质为阶跃函数，所述阶跃函数由在该疏液外层和紫外吸收层之间的边界所限定，所述阶跃函数在投影系统和衬底之间的空隙中部分地限定液体的贮液器。
示例地，疏液外层覆盖投影系统的所述部分的径向外表面的大致水平的表面。
示例地，疏液外层覆盖投影系统的所述部分的径向外表面的倾斜表面的至少一部分。
示例地，疏液外层覆盖投影系统的所述部分的径向外表面的所有倾斜表面。
示例地，所述紫外吸收层覆盖投影系统的所述部分的最大可能表面，并且不遮挡图案化的辐射束的路径
示例地，投影系统的所述部分是投影系统的最终元件。
根据还一方面，本发明提供一种器件制造方法，所述方法包括步骤：
将图案化的辐射束从投影系统通过液体投影到衬底的目标部分上；以及
通过包围空隙的阻挡构件、面对投影系统的一部分的阻挡构件的疏液的径向外表面的内边缘、以及面对该阻挡构件的投影系统的所述部分的疏液的径向外表面的内边缘，将液体限制在投影系统和衬底之间的空隙中。
根据还一方面，本发明提供一种器件制造方法，所述方法包括步骤：
将图案化的辐射束从投影系统通过液体投影到衬底的目标部分上；
至少通过投影系统的一部分的疏液的径向外表面的内边缘，将液体限制在投影系统和衬底之间的空隙中；以及
通过在投影系统的所述部分和疏液的径向外表面之间的紫外吸收层，保护投影系统的所述部分的疏液的径向外表面。
示例地，投影系统的所述部分是投影系统的最终元件。
以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明进行修改。

Claims (16)

1.一种光刻设备，包括：
投影系统，所述投影系统配置用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；以及
阻挡构件，所述阻挡构件在使用中包围在投影系统和衬底之间的空隙，以部分地与投影系统一起限定液体的贮液器，
其中，面对投影系统的一部分的阻挡构件的径向外表面和面对阻挡构件的投影系统的所述部分的径向外表面均为疏液外表面，阻挡构件的疏液外表面和/或投影系统的所述部分的疏液外表面具有内边缘，所述内边缘部分地限定贮液器；
其中，凸起设置在阻挡构件的顶表面上并且在阻挡构件的最内边缘处或者设置在投影系统上，由此提供在投影系统的表面与阻挡构件之间的距离在沿径向向外的方向上的阶跃增长。
2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述阻挡构件的疏液外表面包括涂层。
3.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述疏液外表面包括粘附物。
4.根据权利要求1所述的光刻设备，其中在阻挡构件和投影系统的所述部分之间的间隙具有等于或小于10:1的长宽比。
5.根据权利要求4所述的光刻设备，其中所述长宽比等于或小于5:1。
6.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述投影系统上的所述部分的疏液外表面包括内边缘，所述内边缘部分地限定贮液器。
7.根据权利要求6所述的光刻设备，其中所述内边缘位于间隙内，所述间隙被限定在阻挡构件和投影系统的最终元件之间。
8.根据权利要求1所述的光刻设备，其中阻挡构件的径向外表面包括大致水平的表面，且其中阻挡构件的疏液外表面大致覆盖该水平表面。
9.根据权利要求1所述的光刻设备，其中阻挡构件的径向外表面包括倾斜表面，且其中阻挡构件的疏液外表面至少部分地覆盖所述倾斜表面。
10.根据权利要求1所述的光刻设备，其中投影系统的所述部分的径向外表面包括大致水平的表面，且其中投影系统的所述部分的疏液外表面大致覆盖该水平表面。
11.根据权利要求10所述的光刻设备，其中投影系统的所述部分的径向外表面包括倾斜表面，且其中投影系统的所述部分的疏液外表面至少部分地覆盖该倾斜表面。
12.根据权利要求1所述的光刻设备，其中投影系统的所述部分为投影系统的最终元件。
13.一种阻挡构件，所述阻挡构件配置用于在使用中包围在光刻设备的投影系统和衬底之间的空隙，以部分地与投影系统一起限定液体的贮液器，投影系统的一部分具有径向外表面，所述径向外表面具有疏液外层，阻挡构件的径向外表面配置成面对投影系统的所述部分的疏液外层，并具有疏液外层，阻挡构件的疏液外层具有内边缘，所述内边缘部分地限定贮液器，
其中阻挡构件的径向外表面包括倾斜表面，且其中阻挡构件的疏液外层至少部分地覆盖该倾斜表面；
其中，凸起设置在阻挡构件的顶表面上并且在阻挡构件的最内边缘处，由此提供在投影系统的表面与阻挡构件之间的距离在沿径向向外的方向上的阶跃增长。
14.一种器件制造方法，所述方法包括步骤：
将图案化的辐射束从投影系统通过液体投影到衬底的目标部分上；以及
通过包围空隙的阻挡构件、面对投影系统的一部分的阻挡构件的疏液的径向外表面的内边缘、以及面对该阻挡构件的投影系统的所述部分的疏液的径向外表面的内边缘，将液体限制在投影系统和衬底之间的空隙中，其中凸起设置在阻挡构件的顶表面上并且在阻挡构件的最内边缘处或者设置在投影系统上，由此提供在投影系统的表面与阻挡构件之间的距离在沿径向向外的方向上的阶跃增长。
15.根据权利要求14所述的器件制造方法，还包括步骤：
通过在投影系统的所述部分和疏液的径向外表面之间的紫外吸收层，保护投影系统的所述部分的疏液的径向外表面。
16.根据权利要求15中所述的器件制造方法，其中，投影系统的所述部分是投影系统的最终元件。
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