CN101676804B - 光刻设备和运行该设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光刻设备和运行该光刻设备的方法。所述光刻设备包括投影系统，和液体限制结构，该液体限制结构配置用以至少部分地将浸没液体限制到由投影系统、所述液体限制结构和衬底和/或衬底台所限定的浸没空间，其中在投影系统、液体限制结构和浸没空间内的浸没液体之间限定湿润气体空间，该湿润气体空间配置用以限制湿润气体。

Description

光刻设备和运行该设备的方法

技术领域

本发明涉及一种浸没光刻设备。

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(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，以便充满投影系统的最终元件和衬底之间的空间。在实施例中，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、不可压缩的流体和/或具有比空气高的折射率的流体，期望地，其为具有比水高的折射率的流体。除气体之外的流体尤其是希望的。这样能够实现更小特征的成像，因为在液体中曝光辐射将会具有更短的波长。(液体的影响也可以被看成提高系统的有效数值孔径(NA)，并且也增加焦深)。还提出了其他浸没液体，包括其中悬浮有固体颗粒(例如石英)的水，或具有纳米悬浮颗粒(例如具有最大尺寸达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。这可能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，浸没流体通过流体处理系统、结果或设备进行处理。在实施例中，流体处理系统可以供给浸没流体，因而是流体供给系统。在实施例中，流体处理系统可以至少部分地限制浸没流体，因而是流体限制系统。在实施例中，流体处理系统可以提供浸没流体的阻挡件，因而是阻挡构件，例如流体限制结构。在实施例中，流体处理系统可以形成或使用气流，例如帮助控制浸没流体的流量和/或位置。气流可以形成密封以限制浸没流体，使得流体处理结构可以被称为密封部件；这种密封部件可以是流体限制结构。在实施例中，浸没液体被用作浸没流体。在这种情况中，流体处理系统可以是液体处理系统。关于前面的介绍，在本文中相对于流体进行限定的特征可以被理解为包括相对于液体进行限定的特征。

所提出的布置的一种是用于液体供给系统，用以使用液体限制系统将液体提供到衬底的仅局部区域和投影系统的最终元件和衬底之间(通常衬底具有比投影系统的最终元件大的表面积)。已经提出用以布置这种结构/系统的一种方法在PCT专利申请出版物第WO99/49504号中公开了。正如图2和3示出的，通过至少一个入口IN，优选地沿着衬底相对于最终元件的移动方向将液体供给到衬底上。在已经通过投影系统下面后，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是所述布置的示意图，其中液体通过入口IN供给，并在元件的另一侧通过与低压源相连的出口OUT去除。在图2的示图中，液体沿着衬底相对于最终元件的移动方向供给，但是这并不是必须的。可以在最终元件周围设置各种方向和数目的入口和出口，图3示出了一个实例，其中在最终元件的周围在每侧上以规则的重复方式设置了四组入口和出口。

在图4中示出了另一个采用液体局部供给系统的浸没式光刻方案。液体由位于投影系统PS每一侧上的两个槽状入口IN供给，由布置在入口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可以布置在板上，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PS的一侧上的一个槽状入口IN提供，而由位于投影系统PS的另一侧上的多个离散的出口OUT去除，这形成投影系统PS和衬底W之间的液体薄膜流。选择使用哪组入口IN和出口OUT组合可以依赖于衬底W的移动方向(另外的入口IN和出口OUT组合是不起作用的)。

已经提出的另一种布置是提供具有液体限制构件的液体供给系统，液体限制构件沿投影系统的最终元件和衬底台之间的空间的边界的至少一部分延伸。这样的布置在图5中示出了。液体限制构件相对于投影系统在XY平面内是基本上静止的，但是在Z方向上(光轴的方向)可以存在一些相对移动。在液体限制和衬底表面之间形成密封。在实施例中，在液体限制结构和衬底的表面之间形成密封，并且可以是例如气体密封的无接触密封。这样的系统在美国专利申请出版物第US 2004-0207824号中公开，这里以引用的方式全文并入本申请。

在欧洲专利申请出版物第EP 1420300号和美国专利申请出版物第US2004-0136494号中，公开了成对的或双台浸没光刻设备的方案，每一个文献都以引用的方式全文并入本申请。这种设备设置有两个用于支撑衬底的台。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，所述设备仅具有一个台。

在浸没光刻设备中的衬底曝光之后，衬底台从其曝光位置离开移动到可以移除衬底和更换不同衬底的位置。这称为衬底交换。在两个台的光刻设备中，例如ASML的“Twinscan”的光刻设备中，衬底台交换在投影系统下面进行。

PCT专利申请公开出版物WO 2005/064405公开一种全浸湿布置，其中浸没液体是不受限制的。在这种系统中，衬底的整个顶部表面覆盖在液体中。这可以是有利的，因为衬底的整个顶部表面基本上在相同条件下进行曝光。这对于衬底的温度控制和处理可能是有利的。在WO 2005/064405中，液体供给系统提供液体到投影系统的最终元件和衬底之间的间隙。允许该液体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逸出，使得液体可以从衬底台的顶部表面上以受控制的方式去除。虽然这样的系统改善了衬底的温度控制和处理，但是浸没液体的蒸发仍然可能出现。帮助缓解这个问题的一种方法在美国专利申请公开出版物No.US2006/0119809中有记载。设置构件，其覆盖衬底W的所有位置，并且布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。

浸没系统可以是流体处理系统或设备。在一个实施例中，流体处理系统可以提供浸没流体或液体，因而存在流体或液体供给系统。在实施例中，流体处理系统可以限制流体或液体，因而是流体或液体限制系统。在实施例中，流体处理系统可以提供流体或液体的阻挡件，因而是阻挡构件。在实施例中，流体处理系统可以产生或使用气流以(例如)帮助处理流体。在实施例中，使用浸没液体而不是浸没流体。在那种情况下，流体处理系统可以是液体处理系统。流体处理系统位于投影系统和衬底台之间。

在流体处理系统或液体限制结构中，液体被限制到空间中，例如被限制到由所述结构的实体、(例如衬底台、支撑在衬底台上的衬底、遮蔽构件和/或测量台)下表面，以及在局部区域浸没系统的情形中的流体处理系统或流体限制结构和下面的结构(也就是浸没空间中)之间的液体弯液面所限定的结构内。在全浸湿系统的情形中，液体被允许从浸没空间中流出到衬底和/或衬底台的顶部表面。

发明内容

液滴可以飞溅到投影系统的最终元件的通常不与浸没空间中的浸没液体接触的部分上。然后这种液滴能够蒸发在最终光学元件(例如透镜)上形成冷点，导致成像误差和/或聚焦误差。

因而，期望提供一种系统用以减少最终光学元件上的液滴的这种效应，或基本上避免这种液滴的形成。

在本发明的一方面，提供一种光刻设备，其包括投影系统和液体限制结构，所述液体限制结构配置成至少部分地将浸没液体限制到由投影系统、液体限制结构和衬底和/或衬底台所限定的浸没空间，其中湿润气体空间被限定在投影系统、液体限制结构和浸没空间中的浸没液体之间，所述湿润气体空间配置用以限制湿润气体。

根据本发明的实施例，提供一种减少来自浸没光刻设备中投影系统的最终元件上液滴的蒸发负荷的方法，其中液体限制结构配置成至少部分地将浸没液体限制到由投影系统、液体限制结构和衬底和/或衬底台所限定的浸没空间，所述方法包括步骤：将湿润气体限制到限定在投影系统、液体限制结构和浸没空间中的浸没液体的湿润气体空间内。

在本发明的一方面，提供一种光刻设备，包括：投影系统；液体限制结构，所述液体限制结构用以至少部分地将浸没液体限制到由投影系统、液体限制结构和衬底和/或衬底台所限定的浸没空间；和装置，所述装置用于沿径向向外的方向施加作用力到浸没液体并与投影系统的最终光学元件的面向下的表面接触。

在本发明的一方面，提供一种减少浸没光刻设备中投影系统上的蒸发负荷的方法，其中液体限制结构至少部分地将浸没液体限制到由投影系统、液体限制结构和衬底和/或衬底台所限定的浸没空间，所述方法包括步骤：沿径向向外的方向施加作用力到浸没液体并与投影系统的最终光学元件的面向下的表面接触。

根据本发明的一个实施例，提供一种光刻设备，其中光学元件绝热器位于投影系统和液体限制结构之间。

附图说明

下面仅通过示例的方式，参考附图对本发明的实施例进行描述，其中示意性附图中相应的参考标记表示相应的部件，在附图中：

图1示出根据本发明实施例的光刻设备；

图2和图3示出用在光刻投影设备中的流体供给系统；

图4示出用在光刻投影设备中的另一液体供给系统；

图5示出可用在本发明实施例中作为液体供给系统的阻挡构件的横截面；

图6示出根据本发明实施例的液体限制结构和投影系统的横截面；

图7示出根据本发明另一实施例的液体限制结构和投影系统的横截面；

图8示出根据本发明另一实施例的液体限制结构和投影系统的横截面；

图9示出根据本发明另一实施例的液体限制结构和投影系统的横截面；

图10示出根据本发明再一实施例的液体限制结构和投影系统的横截面；

图11示出根据本发明还一实施例的液体限制结构和投影系统的横截面；和

图12示出根据本发明又一实施例的液体限制结构和投影系统的横截面。

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：

-照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或深紫外(DUV)辐射)；

-支撑结构(例如掩模台)MT，其构建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，其构建用于保持衬底(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；和

投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。

照射系统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来保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置MA位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。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。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。

这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统。投影系统的类型可以包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合。投影系统的选择或组合是如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。

如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。

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考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源SO可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。

所述照射器IL可以包括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MA来形成图案。已经穿过图案形成装置MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS。所述投影系统PS将辐射束B聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或者可以是固定的。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。

所示的设备可以用于以下模式中的至少一种中：

在步进模式中，在将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。

在扫描模式中，在对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分C的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分C的高度(沿所述扫描方向)。

在另一个模式中，将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。

在投影系统PS的最终元件和衬底之间提供液体的布置是所谓的局部浸没系统IH。在这种系统中，使用液体处理系统，在液体处理系统中液体仅被提供到衬底的局部区域。由液体填充的空间在平面图上比衬底的顶部表面小，并且充满液体的区域相对于投影系统PS保持基本上静止，同时衬底W在所述区域下面移动。在图2-5中示出了局部液体供给系统的四种不同类型。上面介绍了在图2-4中公开的液体供给系统。

图5示意地示出了具有液体限制结构12的局部液体供给系统。液体限制结构沿投影系统的最终元件和衬底台WT或衬底W之间的空间的边界的至少一部分延伸。(请注意的是，如果没有特意声明下文中指的衬底W的表面还附加地或可选地，指的是衬底台WT的表面)。液体限制结构12相对于投影系统在XY平面内基本上是静止的，但是可以在Z方向上存在一些相对移动(沿光轴的方向)。在实施例中，在液体限制结构和衬底W的表面之间形成密封，该密封可以是无接触密封，例如液体密封，优选是气体密封。

液体限制结构12将液体至少部分地限制在投影系统PS的最终元件和衬底W之间的浸没空间11中。可以围绕投影系统的像场形成对衬底W的无接触密封16，使得液体被限制在衬底W表面和投影系统PS的最终元件之间的空间内部。通过位于投影系统PS的最终元件下面和最终元件的周围的液体限制结构12至少部分地形成浸没空间。通过液体入口13，液体被引入到投影系统下面的空间和液体限制结构12的内部。可以通过液体出口13去除液体。液体限制结构12可以延伸到稍稍超出投影系统PS的最终元件上方的位置上。液面上升到最终元件上方，使得提供液体的缓冲。在一个实施例中，液体限制结构12具有内部周缘，所述内部周缘在上端处与投影系统PS或其最终元件的形状接近一致，并且可以是例如圆形的。在底端，所述内部周缘与像场的形状接近一致，例如矩形，但不是必须这样。

在实施例中，液体由在使用期间形成在阻挡构件12的底部和衬底W表面之间的气体密封16限制浸没空间11中。其他类型的密封是可以的，例如没有密封设置(例如在全浸湿实施例中)。通过气体(例如，空气或合成空气，然而在一个实施例中也可以是氮气或其他惰性气体)形成气体密封。所述气体在压力下经由入口15提供到液体限制结构12和衬底W之间的间隙。气体通过出口14去除。加在气体入口15上的过压、出口14上的真空水平和间隙的几何形状配置成使得存在向内的、限制所述液体的高速气流16。气体作用在液体限制结构12和衬底W之间的液体上的力将液体限制在浸没空间11内。那些入口/出口可以是环形槽，它们围绕空间11。环形槽可以是连续的或不连续的。气流16有效地将液体限制在空间11内。这样的系统在美国专利申请出版物No.US 2004-0207824中公开。

其他布置是可以的，通过下面的描述将变得清楚，本发明的实施例可以使用任何类型的局部液体供给系统作为液体供给系统。

一个或更多个局部的液体供给系统在液体供给系统的一部分和衬底W之间密封。该密封可以由液体供给系统的该部分和衬底W之间的液体的弯液面限定。液体供给系统的该部分和衬底W的相对移动可以导致密封的破坏，例如弯液面的破坏，因而导致液体泄漏。在高的扫描速度的情况下这个问题可能会更加显著。然而为了提高产量，是希望提高扫描速度的。

图6示出液体限制结构12，其是液体供给系统的一部分。液体限制结构12在平行于衬底台的顶部表面和/或垂直于光轴的平面内围绕投影系统PS的最终元件的周缘(例如圆周)延伸，使得液体限制结构(其有时被称为阻挡构件或密封部件)整体形状是(例如)基本上环形的。也就是说，阻挡构件包围最后的光学元件(例如透镜)。阻挡构件可以是环形的，和环状的。投影系统PS可以不是圆形的，并且液体限制结构12的外部边缘也可以不是圆形的，使得阻挡构件可以不必是环形的。液体限制结构还可以是其他形状，只要其具有开口，投影束可以通过该开口从投影系统PS的最终元件穿出去。该开口可以位于中央。因而，在曝光期间，投影束可以通过限制在液体限制结构的开口中的液体，到达衬底W上。液体限制结构12可以是(例如)基本上矩形的，并且可以不必与在液体限制结构12的高度上的投影系统PS的最终元件是相同的形状。

液体限制结构12的功能是至少部分地将液体保持或限制在投影系统PS和衬底W之间的空间内，使得投影束可以穿过液体。该空间称为浸没空间。顶部液面仅通过液体限制结构12的存在而被限制。所述空间内的液面被保持成使得液体不会在液体限制结构12的顶部上溢出。

通过液体限制结构12将浸没液体提供到空间11(因此阻挡构件可以看成流体处理结构)。浸没液体的通道或流动路径穿过液体限制结构12。流动路径的一部分被包含在腔26内。腔26具有两个侧壁28、22。液体从腔24穿过第一侧壁28流进腔26，然后穿过第二侧壁22流入空间11。多个出口20提供液体到空间11。液体在进入空间11之前分别流过侧壁28、22内的通孔29、20。通孔20、29的位置可以是不规则的。

在液体限制结构12的底部和衬底W之间设置密封(这种特征表明阻挡构件可以是流体处理结构)。在图6中，密封装置配置成提供无接触密封并且由几个部件形成。投影系统PS的光轴径向外侧，设置(可选地)延伸进入所述空间(但是没有进入投影系统的路径)帮助保持跨过所述空间从出口20流出的浸没液体的基本上平行流动的流动板(flow plate)50。在流动控制板中具有通孔55用以减小阻挡构件12相对于投影系统PS和/或衬底W沿光轴方向移动的阻力。

在液体限制结构12的底表面上的流动控制板50的径向外侧的位置上可以设置入口180。入口180可以沿朝向衬底的方向提供液体。在成像期间，这可能有助于通过用液体充满衬底W和衬底台WT之间的间隙来防止在浸没液体中的气泡形成。

入口180的径向外侧的位置上可以设置用以从液体限制结构12和衬底W和/或衬底台WT之间抽取液体的抽取器组件70。下面将会更详细地介绍抽取器组件70，并且抽取器组件70形成在液体限制结构12和衬底W之间形成的无接触密封的一部分。抽取器组件可以作为单相抽取器或两相抽取器运行。

抽取器组件70的径向外侧的位置上可以设置凹部80。凹部80通过入口80连接到周围气体环境。凹部80通过出口84连接到低压源。入口82可以相对于出口84定位在径向外侧的位置上。凹部80的径向外侧的位置上可以设置气刀90。抽取器、凹部和气刀的布置在美国专利申请出版物第US 2006/0158627号中详细地公开了。但是，在那篇文献中，抽取器组件的布置是不同。

抽取器组件70包括液体去除装置或抽取器或入口，例如在美国专利申请出版物第US 2006-0038968号中公开的，这里以引用的方式全部并入本文。任何类型的液体抽取器都可以使用。在实施例中，液体去除装置70包括被覆盖在多孔材料110中的入口，该多孔材料110用来将液体和气体分开以能够允许单液相液体抽取。多孔材料110下游的腔120被保持在轻微的负压下并且充满液体。腔120内的负压使得形成在多孔材料的孔中的弯液面阻止周围环境气体被抽取进入液体去除装置70的腔120。然而，当多孔表面110与液体接触时，不存在限制流动的弯液面，液体就能够自由地流入液体去除装置100的腔120内。多孔材料110的表面沿液体限制结构12(并围绕所述空间)沿径向向内延伸。通过多孔材料110的表面的抽取速率依据有多少多孔材料110被液体覆盖而变化。

多孔材料110具有大量的小孔，每一个孔具有尺寸，例如宽度(例如直径)d_hole在5到50μm范围内。可以将多孔材料维持在液体将要被去除的表面(例如衬底W的表面)上方50到300μm范围内的高度处。在实施例中，多孔材料110至少具有稍微的亲液性，也就是对浸没液体(例如水)具有小于90°的接触角，期望是小于85°，或期望是小于80°。

也不是总能够阻止气体被抽进液体去除装置中，但是多孔材料110将会阻止可能会引起振动的大的不均匀流动。由电铸、光刻和/或激光切割形成的微筛可以用作多孔材料110。合适的微筛由荷兰额比克(Eerbeek)的Stork Veco B.V.提供。只要孔的尺寸适于在使用时承受的压力差的情况下保持弯液面，则其他多孔板或多孔材料的固体块也是可以使用的。

在衬底W的扫描过程中(在衬底在液体限制结构12和投影系统PS下面移动的过程中)，在衬底W和液体限制结构12之间延伸的弯液面115可以通过由移动衬底施加的拉力被朝向或远离光轴拉动。这可能会导致液体流失，而液体流失可能会导致：液体的蒸发、衬底的冷却以及由此带来的收缩和重叠误差，如上所述。液渍也可以或可选地通过液体液滴与光致抗蚀剂光化学相互作用被遗留下来。

虽然在图6中没有详细地示出，液体供给系统具有用以处理液面变化的布置。这使得积聚在投影系统PS和液体限制结构12之间的液体能够被处理而不会溢出。在阻挡构件12和投影系统PS之间的相对移动过程中可以出现液体的这样的积聚，如下所述。处理这样的液体的一个方法是提供液体限制结构12使得其非常巨大，以致于在液体限制结构12和投影系统PS之间的相对移动期间在液体限制结构12的周缘(例如圆周)上几乎没有任何压力梯度。在可选的或附加的实施例中，液体可以使用(例如)类似抽取器组件70(诸如单相抽取器)的抽取器从液体限制结构12的顶部去除。一种可选的或附加的特征是疏液性(例如疏水性的)的涂层。该涂层可以形成一带，该带围绕包围开口的液体限制结构12的顶部和/或围绕投影系统PS的最终光学元件。该涂层可以在投影系统的光轴的径向外侧位置处。疏液性的(例如疏水性的)涂层有助于将浸没液体保持在空间中。

本发明的实施例将参照具有上述结构的液体限制结构12进行描述。然而，很明显将液体提供到投影系统PS的最终元件和衬底W之间的浸没空间的其他类型的液体限制结构或液体处理系统可以应用在本发明的实施例中。局部区域浸没光刻设备和全浸湿布置两者的液体限制结构或流体处理系统可以应用在本发明的实施例中。

本发明的实施例旨在帮助解决由蒸发液滴引起的形成在最终光学元件上的冷点的问题。本发明的实施例可以防止湿润气体空间200内部的液滴205的蒸发，这种蒸发能够施加不期望的热负载给a)液体限制结构12(虽然这对于最终光学元件不是显著的问题)；和/或b)最终光学元件。一种解决方案是使得在投影系统PS的最终元件、液体限制结构12和浸没空间11之间的润湿气体空间200中具有润湿环境。润湿气体通过收缩部或气体流动限制装置230进行限制，该收缩部或气体流动限制装置230宽度可以小于3mm，期望地，小于10微米。实际宽度可以在0.2-0.3mm之间。这种气体流动限制装置可以看成可泄漏密封。也就是，不完全的密封。因而该可泄漏密封是非接触可泄漏密封，以在通过最终元件的表面和在液体限制结构12与最终元件之间的浸没空间11的弯液面210限定的湿润气体空间200内，保持湿润环境。

期望地，气体流动限制装置230相对于光轴进行合适的定位以使湿润容积空间的有益效果最大化。相对于限制装置径向外部的气体，限制该空间内的湿润气体。也就是说，该限制装置外部的气体可以被气流带走。因而，将该限制装置尽可能定位在径向外部可能是有利的。这将使液体限制结构12和投影系统的最终元件之间的容积空间的径向外侧部分最小。然而，如果湿润气体空间200太大，则这需要平衡产量中的可能的损失；需要时间来获得湿润气体空间200内的平衡，并且该空间越大，用来在扫描开始之前获得平衡的时间就越长。对于所有实施例，期望地，可以确保至少投影系统的最终光学元件的所有面向下的表面与高的热负荷隔离。因而，如图6所示，气体流动限制装置230设置在投影系统的最终光学元件的径向外侧边缘235的径向外侧位置上。可选地，防止蒸发或防止投影系统PS上的液滴形成的流动限制装置或其他装置可以设置在径向更外侧的位置上，例如如图9所示。图6-11的所有实施例的气体流动限制装置230或密封可以布置成使得在液体限制结构12和投影系统PS之间(几乎)没有力的传递，并且在图6-10的实施例中可以布置成使得液体限制结构12和投影系统PS之间(几乎)没有接触。该密封/限制装置将径向内部的气体环境与径向外部的气体环境分隔开。

对于与浸没液体接触的投影系统PS的最终光学元件，蒸发可能会引起光学元件的温度改变，这造成光学像差。其他可以使用的方案包括一个或更多个疏液性层和/或气体(N₂)过压来避免蒸发。通过将经受蒸发的整个光学部分放置在湿润的容积空间中可以避免蒸发。在U.S.专利申请出版物第US2006/0017894号中提出的可泄漏密封能够被用作气体流动限制装置230以将湿润气体保持在液体限制结构12区域内。

在相对湿度的特定阀值以下，浸没液体蒸发。液体的蒸发(例如作为液滴)会施加热负载到液体所在的表面上。如果蒸发没有停止，在相对湿度的特定阀值或以上，蒸发显著减小。浸没液体蒸汽使气体饱和。因而，通过确保一旦由蒸发在其上形成冷点就可能劣化光学性能的整个区域由湿润气体(相对湿度足够大足以避免流体的蒸发)包围，能够减少或抑制蒸发。可以通过使用液体限制结构12和投影系统PS的最终元件之间的可泄漏密封包围这个容积空间。因而，最终元件和液体限制结构12之间的间隙接近一毫米的几分之几(通常～0.3mm)。如果避免了蒸发，就避免了温度偏移，因而避免了光学像差。

因为湿润气体阻止了(例如)投影系统PS上的液滴的蒸发，因而湿润气体可以看作绝热器。也就是说，湿润气体的存在避免了蒸发性的热负荷施加到可应用表面，例如投影系统PS。因而湿润气体对例如投影系统PS的(尤其是投影系统PS的最终光学元件(与浸没液体接触))可应用表面具有绝热效应。因此，湿润气体是存在于投影系统PS和液体限制系统之间的绝热器。

在图6中，湿润气体空间200位于投影系统PS下方和液体限制结构12上方。湿润气体可以包含或限制在湿润气体空间200内部。湿润气体空间的径向内侧被浸没空间11的液体的弯液面210限定。湿润气体空间200的径向外侧由液体限制结构12的一部分220限定。由此，气体流动限制装置230被形成在液体限制结构12的部分220和投影系统PS的表面240之间。液体限制结构12的部分220的垂直表面245面向投影系统的表面240，并且靠近该表面定位以限定气体流动限制装置230。

形成流动限制装置的表面245、240可以基本上是垂直的表面。例如，这允许液体限制结构12相对于投影系统PS沿光轴的方向(Z方向)移动。

投影系统PS的几何形状尺寸，尤其是表面240的形状尺寸，以及液体限制结构12和液体限制结构的表面245的几何形状尺寸被调整使得流动限制装置230的尺寸小于3mm，优选小于2mm，优选小于1mm，优选小于0.5mm，优选小于0.3mm，优选小于0.2mm或优选小于0.1mm。流动限制装置230的尺寸是投影系统和液体限制结构12两个表面240、245各自分开的间距。在正常使用期间(也就是扫描期间)，两个表面240、245之间的重叠优选至少1mm，优选至少2mm，或期望是至少5mm。重叠的越长，密封的容积空间越大。

气体流动限制装置可以是限制结构12和投影系统PS之间的无接触密封。因而，在液体限制结构和投影系统之间(几乎)没有作用力传递，在两个实体之间也就没有垂直移动。期望地，气体流动限制装置配置成基本上阻碍通过气体限制装置的气体流动。期望地，限制沿径向向外的气体流动。期望地，限制沿径向向内的气体流动。液体限制结构12和投影系统PS是无接触的。期望地，该无接触密封阻止气体流动通过该气体限制装置230。尤其是基本上阻止沿径向向外(相对于光轴)的气体流动通过气体限制装置，带来两个或多或少地分离的气体环境。

在一个实施例中，可以设置湿润气体源250，其通过液体限制结构12中的孔255提供气体到湿润气体空间200。由此，可以将湿润气体补充到湿润气体空间200内。例如在液体限制结构12内可以有开口，以从湿润气体空间200抽取气体。该开口还可以用以从浸没空间11去除液体。这样的优点在于，因为任何存在的气体将会被湿润，因而将能阻止流体去除系统中的蒸发。被抽取的气体还可以通过湿润气体源250再次供给到湿润气体空间200。可选地，所述开口可以单独地用于气体抽取，并且可以设置一个或更多个分离的开口用于从浸没空间11去除液体。

正如看到的，流动限制装置230将投影系统PS和液体限制结构12之间的空间分隔成用于湿润气体的径向内侧空间(也就是湿润气体空间200)，和与液体限制结构12和投影系统PS的径向外侧的外部气体环境流体连通的径向外侧部分。

图7示出另一实施例，其中流动限制装置230设置在液体限制结构12的部分220的顶部表面265和投影系统PS的面向下的表面260之间。因此，限定流动限制装置230的两个表面260、265都是水平的表面。在流动限制装置230是水平的情形中，间隙可以是1-4mm。这允许液体限制结构12和投影系统PS之间的沿基本上垂直于投影系统PS的光轴的方向上的相对移动。

在图8中的另一实施例中，突出物300设置在投影系统PS的面向下的表面上。然而，突出物300可以设置在垂直表面上。突出物提供面向下的表面280，其与液体限制结构12的表面285相互作用以在两者之间形成气体流动限制装置230。可以使用投影系统的最终元件的不同表面，而可以不必具有突出物300。

图8中的实施例可以变更，使得投影系统PS的垂直表面和液体限制结构12形成气体流动限制装置230，而不是或附加地与图8中示出的水平表面形成气体流动限制装置230。这种结构与允许投影系统PS和液体限制结构12之间沿光轴的方向的相对移动的图6中的实施例具有相同的优点。

上述实施例的流动限制装置230减少了从湿润气体空间200向外流出的气流。由此能够将流体气体空间200内的气体环境保持湿润，因而避免通常不覆盖在液体中的投影系统PS的最终元件的部分上的液滴205的蒸发。因而，本发明的实施例可以看成位于投影系统PS和液体限制结构(浸没罩)之间的光学元件绝热器。本发明的实施例的效果是为了防止通过投影系统的最终元件的表面上的液滴的蒸发引起的施加到光学元件的局部热负荷。当液滴在最终元件上不能形成或蒸发时，实际的实施例使投影系统与这种局部热负荷隔离。

美国专利申请出版物第US2006/0017894号公开一种无接触密封。在本发明的一个实施例中，这种密封可以设置为流动限制装置230。气体流动限制装置可以被看成在湿润气体空间200的径向外侧的周围气体环境气体和湿润气体空间200内的湿润气体之间提供扩散阻挡装置。在这个方面，扩散阻挡装置由细长的窄的气体通道或流动限制装置230形成，该气体通道或流动限制装置230提供湿润气体空间200与周围气体环境的湿润气体的连通。

具体地，气体流动限制装置230的尺寸设计成阻碍或防止湿润气体从湿润气体空间200逃逸。为了防止周围气体环境的污染，气体抽取装置350可以安装在气体流动限制装置230的流出开口附近以排出泄漏的湿润气体。这可以应到任何实施例。如果周围气体环境的气压基本上等于湿润气体空间200内的湿润气体的压力，将会存在小的驱动力作用于湿润气体以使其离开湿润气体空间200。

图9示出本发明的还一实施例。图9中的实施例与图6中示出的实施例相同，但以下所述除外。

在图9的实施例中，代替具有从液体限制结构12形成为突出物的部分220，在投影系统PS上形成突出物220a。突出物220a向下朝向液体限制结构12延伸。气体流动限制装置230形成在突出物220a的垂直表面和液体限制结构12的垂直表面之间。在图9的情形中，所使用的液体限制结构12的垂直表面是液体限制结构12的径向外边缘。然而，并不必是这样，并且可以在液体限制结构12上(例如图6所示)形成类似部分220的部分来在该部分与投影系统PS的突出物220a之间限定气体流动限制装置230。如上所述，图6中的布置导致湿润气体空间200延伸到投影系统PS的最终光学元件的边缘235以外。光学元件是束PB所穿过的元件，期望地是改变束的特性的元件(也就是，其不是在垂直束PB的平面内的平板)。在图9中的实施例中，可以看到湿润气体空间200延伸到投影系统PS的最终光学元件的边缘235径向向外的更外侧的位置(如图6所示)。然而，这并不是必须的。类似地，图6中的布置可以使得湿润气体空间200延伸到投影系统PS的最终光学元件的边缘235的径向更外侧的位置。

图10中示出又一实施例。图10中的实施例与图6中的实施例相同，但下面几点除外。在图10的实施例中，在投影系统PS和液体限制结构12之间形成迷宫式(labyrinth)密封或多重密封。迷宫式密封是为穿过其中的流体流动提供曲折路径的密封。也就是说，为了通过迷宫式密封，流体必须经历至少两次方向改变，优选至少三次方向改变。迷宫式密封的一部分可以形成如上述实施例中的气体流动限制装置230。气体流动限制装置可以由基本上垂直和/或水平表面形成。气体流动限制装置还可以由基本上垂直或平行于投影系统和液体限制结构表面之间的移动方向的表面形成。

如图10所示，在一个实施例中，迷宫式密封包括一个从投影系统PS向下延伸的突出物221和从液体限制结构12向上延伸的两个突出物222、223。突出物221、222、223布置用以形成迷宫式密封(例如为穿过其中的流体流动提供曲折路径的密封)。在这个实施例中(对于所有其他实施例也可以)，邻近弯液面210形成具有最小化的气体流动的容积空间或基本上静止的气体的容积空间。在具有最小化气体流动的容积空间中，存在更低的气体速度。这意味着弯液面210附近的气体速度低于较远离弯液面210处的气体速度。这意味着，将要邻接弯液面形成的平衡不会受到影响或很少受到影响，因而减少需要从周围环境中扣除/减去的蒸发能量的量。这种结构的优点在于，在弯液面210的附近比远离弯液面210处存在更小的蒸发作用力。期望具有最小化气体流动的容积空间，还因为其减小了迷宫式密封的径向内侧的气体容积空间的更新，被动地导致气体容积空间的更高的相对湿度。在没有具有最小化气体流动的容积空间的情况下，气体容积空间可能会被来自于气刀的气体更新。

图6、9和10的实施例具有比图7和8的实施例更多的优点在于，气体流动限制装置230的宽度不依赖于液体限制结构12相对于图6、9和10的实施例中的投影系统PS的Z位置。在图6、9和10的实施例中，仅气体流动限制装置的长度依赖于Z位置。液体限制系统12的X-Y平面内的位置相对于投影系统是基本上固定的，但是在Z方向上可以允许一些相对移动。

图11示出本发明的还一实施例。图11是通过投影系统PS和液体限制结构12的横截面示意图。液体限制结构12可以是任何类型的液体限制结构，例如图6中示出的结构。图11中的实施例与图6中的实施例相同，但下面几点除外。

在图11的实施例中，气体空间200至少部分地由泡沫物700填充。泡沫物700在液体限制结构12和投影系统PS之间垂直地延伸。期望地，泡沫物700是非固体泡沫物。因而，在投影系统PS和液体限制结构12之间基本上没有作用力通过泡沫物700传递。在泡沫物700的径向内侧位置上，在液体的弯液面210或弯液面210可能接触泡沫物700之前，可以存在湿润气体空间200。

在实施例中，泡沫物700主要是与液体泡沫一起的气体。优选地，液体是肥皂或油。优选地，液体可以是包括肥皂、表面活性剂或任何其他具有形成泡沫倾向的表面活性物质的液体。适合的液体与浸没液体(可以是超纯水，高数值孔径NA的液体等)没有混溶性或具有非常有限的混溶性，以防止泡沫物被浸没液体带走。而且，低的混溶性具有浸没液体的纯度不会受到消极影响的效果。示例包括高分子量和/或非极性有机分子流体。

泡沫物700可以通过泡沫物输送装置710提供。液体限制结构12中的开口712将泡沫物供给装置710与气体空间200连接使得泡沫物700可以供给到气体空间200中。

如图所示，泡沫物700被设置到浸没空间11内的液体的弯液面210，浸没空间11的液体的弯液面在液体限制结构12和投影系统PS之间延伸。泡沫物700具有防止浸没液体从(例如)类似图6的实施例中的投影系统PS蒸发。与没有泡沫物存在的情形相比，泡沫物阻止/基本上减少蒸发。泡沫物的径向内侧的气体空间被动地湿润导致湿润气体空间并且减少蒸发。泡沫物中的气泡可以包括湿润气体，提供湿润气体空间。如图所示，泡沫物700基本上延伸到投影系统PS的边缘235a。边缘235a可以是作为整体的投影系统PS的边缘，或投影系统PS的最终光学元件的边缘。

泡沫物的存在是有益的，因为其能够有效地减少浸没液体与泡沫物层的另一侧的气体的自由地相互作用。这减少或甚至消除浸没液体蒸发及其伴随的冷却效应。期望地，实际上泡沫物700中的流体仅缓慢地蒸发或根本不蒸发。浸没液体不会通过泡沫物700，并且泡沫物700本身的液体比浸没液体蒸发少。因而，更低的热负荷被施加到投影系统。泡沫物可以允许气体通过。

因而，正如能够看到的，与图6-10的实施例中的湿润气体的方法一样，泡沫物700能够被看成投影系统PS和液体限制结构12之间的绝热器。可选地或附加地，泡沫物可以被看做非接触密封。也就是说，泡沫物阻碍或防止气体和/或液体沿径向向外的方向从其中通过，因而用作密封。这样的密封在其基本上没有在投影系统PS和液体限制系统12之间传递作用力的意义上是非接触的。

图12示出另一实施例。图12的实施例与图11中的实施例相同，但下面几点除外。

在图12的实施例中，浸没液体的弯液面210在径向向外的方向上(这里提到的所有径向方向以投影系统PS的光轴为起点)受到力作用。因而，弯液面210位于投影系统PS的基本上径向外侧边缘235a处或投影系统PS的最终光学元件的至少径向外侧边缘235a处。以这种方式，没有浸没液体可以从投影系统PS的最终光学元件的面向下的表面蒸发。通过保持浸没液体与投影系统的最终光学元件的面向下的表面接触，有效地阻止了浸没液体从所述面向下的表面的蒸发。因而，可以看到，浸没液体本身将投影系统PS与液体限制结构12热隔离，特别是因为浸没液体的相对高的热容和其低的热传导系数。

为了沿径向向外的方向施加作用力给浸没液体，可以使用毛细作用力和/或使用一个或更多个亲液的表面。例如，投影系统PS和液体限制结构12可以靠近在一起放置，并且可以具有分别形成用以配合的形状的底部表面和顶部表面，使得在两个部件之间形成毛细间隙820。这具有在毛细作用下驱使液体沿径向向外的效果。可选地或附加地，液体限制结构12的面向上的表面800和/投影系统PS的面向下的表面810可以由那些与浸没液体具有小于90°，优选小于80、70、60、50、40、30、20或10°的后退接触角(也就是亲液的)的材料形成，或具有符合上述条件的涂层。与那些表面不具有这些关于浸没液体的性质的情况相比，这种措施还具有沿径向向外的方向驱赶浸没液体的效果。

如图12所示，仅液体限制结构12和投影系统PS的水平表面对浸没液体是亲液性的。然而，其他布置是可以的。例如，仅部分水平表面对浸没液体可能是亲液性的。可选地或附加地，在示出的水平表面的径向内侧没有投影系统PS的面向下的水平表面和/或液体限制结构12的面向上的水平表面也可以被制成对浸没液体是亲液性的。期望地，到投影系统PS或投影系统PS的最终光学元件的边缘235a的至少部分表面被制造成对浸没液体是亲液性的。

期望地，光刻设备包括阻挡构件，该阻挡构件具有围绕浸没空间和至少部分限定浸没空间的边界的表面。期望地，阻挡构件相对于投影系统是基本上静止的。期望地，液体限制结构将液体限制到衬底的顶部表面的局部区域。

图6到11的实施例还可以用于类似图12的实施例的模式中。也就是说，来自于浸没空间11的浸没液体的弯液面210可以沿径向向外延伸到流动限制装置230的附近或到达流动限制装置230。弯液面210可以被钉扎在流动限制装置230。流动限制装置230可以在投影系统(例如投影系统的最终元件)的表面的边缘的径向外侧位置上或径向内侧位置上或与其平齐，这可能会受到与蒸发浸没液体相互作用导致的不规则的温度波动的负面影响。在实施例中，浸没液体与投影系统PS的整个表面接触，例如最终元件(例如最终元件的下表面)。浸没液体可以有助于保持与浸没液体相互作用和/或接触的投影系统的表面温度。优选地，浸没系统中的投影系统的表面温度可以被由此控制。即使不能防止可与浸没系统接触的投影系统的表面温度的波动，也能够使该波动减小。

虽然在本文中详述了光刻设备用在制造ICs(集成电路)，但是应该理解到这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该认识到，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)、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。

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(UV)辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)。

在允许的情况下，术语“透镜”可以指的是不同类型的光学部件中的任何一个或组合，包括折射式的和反射式的光学部件。

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，本发明的实施例可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的至少一个机器可读指令序列的至少一个计算机程序的形式，或具有存储其中的所述至少一个计算机程序的至少一个数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。此外，机器可读指令可以包含在两个或更多个计算机程序中。所述两个或更多个计算机程序可以存储在一个或更多个不同的存储器和/或数据存储介质。

上述控制器可以具有任何合适的用于接收、处理和发送信号的配置。例如，每个控制器可以包括一个或更多个用于执行包括上述方法的机器可读指令的计算机程序的处理器。所述控制器可以包括用于存储这种计算机程序的存储介质，和/或用以容纳这种介质的硬件。

本发明的至少一个实施例可以应用到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光刻设备，而且不论浸没液体是否以浴器的形式提供，或仅在衬底的局部表面区域上提供，或在衬底和/或衬底台上是非限制的。在非限制的布置中，浸没液体可以在所述衬底台和/或衬底的表面上流动，使得基本上衬底台和/或衬底的整个未覆盖的表面都被浸湿。在这种非限制浸没系统中，液体供给系统可以不限制浸没流体，或者其可以提供一定比例的浸没液体限制，但不是基本上完全地对浸没液体进行限制。

这里提到的液体供给系统应该被广义地解释。在某些实施例中，液体供给系统可以是一种机构或多个结构的组合，其提供液体到投影系统和衬底和/或衬底台之间的空间。液体供给系统可以包括至少一个结构、至少一个液体入口、至少一个气体入口、至少一个气体出口和/或至少一个液体出口的组合，它们将液体提供到所述空间。在实施例中，所述空间的表面可以是衬底和/或衬底台的一部分，或者所述空间的表面可以完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者所述空间可以包围衬底和/或衬底台。所述液体供给系统可以可选地进一步包括用于控制液体的位置、数量、品质、形状、流率或其它任何特征的至少一个元件。

此外，虽然本发明已经以特定的实施例和示例的形式公开，但是本领域技术人员应该理解本发明可以扩展到具体公开的实施例以外的其他可选的实施例和/或本发明的应用和显而易见的修改和其等价物。此外，虽然已经详细地示出和描述了本发明的多个不同情形，但是落入本发明的范围的其他修改在所公开的基础上对本领域技术人员来说是显而易见的。例如，可以认识到，实施例的具体特征和方面的不同组合或次组合可以获得，并且仍然落入本发明的保护范围。因此，应该理解到所公开的实施例的不同特征和方面能够与其他特征和方面进行相互组合或替换，以便形成所公开发明的不同模式。因而，这里公开的本发明保护范围不应该由上述具体公开的实施例限制，而应通过所附的权利要求的公正理解来确定。

以上描述旨在进行解释，而不是限制性的。因而，本领域普通技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求的保护范围的前提下可以对所描述的发明进行变更。

在实施例中，光刻设备可以包括投影系统和液体限制结构，所述液体限制结构配置用以至少部分地将浸没液体限制到由投影系统、液体限制结构和衬底和/或衬底台限定的浸没空间。湿润气体空间可以被限定在投影系统、液体限制结构和浸没空间内的浸没液体之间，并且所述湿润气体空间配置用以限制湿润气体。所述光刻设备可以进一步包括气体流动限制装置，其位于湿润气体空间的径向外侧位置上。

气体限制装置可以与外部气体环境以及湿润气体空间流体连通。气体流动限制装置可以是液体限制结构和投影系统之间的无接触密封，并且可以配置用以基本上阻止气体流过气体限制装置。该无接触密封可以阻止气体流过气体限制装置。气体流动限制装置可以配置用以阻碍或防止气体相对于所述设备的光轴通过气体限制装置沿径向向外流动。

气体流动限制装置可以将投影系统和液体限制结构分隔成用于湿润气体的径向内侧空间和与外部气体环境流体连通的径向外侧部分。气体流动限制装置可以形成在投影系统的基本上水平的表面和液体限制结构的基本上水平表面之间。气体流动限制装置可以形成在投影系统的基本上垂直的表面和液体限制结构的基本上垂直的表面之间。

突出物可以形成在投影系统上以限定投影系统的基本上垂直的表面。所述突出物可以形成在液体限制结构上，以限定液体限制结构的基本上垂直的表面。

气体流动限制装置可以是投影系统和液体限制结构之间的小于3mm、小于2mm、小于1mm或0.5mm或0.3mm或0.2mm或0.1mm的间隙。气体流动限制装置可以包括迷宫式密封。该迷宫式密封可以限定与在液体限制结构和投影系统之间延伸的弯液面相邻的死区容积空间。该死区容积空间可以导致在弯液面附近的气体速度低于其径向外侧处的气体速度。

在实施例中，光刻设备可以包括湿润气体源，其配置用以提供湿润气体到湿润气体空间。

液体限制结构可以允许在使用时液体流入到浸没空间的径向外侧位置处的衬底顶部表面上。液体限制结构可以包括用以形成与衬底的无接触密封的特征，以此将液体限定在浸没空间中。液体限制结构和投影系统可以不接触。在实施例中，可以没有部件位于液体限制结构的表面和用于限定气体流动限制装置的投影系统的表面之间。

湿润气体空间可以位于在投影系统和液体限制结构之间延伸的弯液面的径向外侧处。

在实施例中，光刻设备可以进一步包括用以限定湿润气体的无接触密封。该无接触密封可以包括泡沫物。湿润气体空间可以至少部分地由泡沫物填充。该泡沫物可以在液体限制结构和投影系统之间延伸，并且可以是液体的泡沫物。该泡沫物可以是或可以包括肥皂或油或表面活性剂或倾向于产生泡沫的任何其他表面活性物质。

在实施例中，湿润气体空间可以延伸到基本上投影系统的最终光学元件的径向外侧边缘位置处。

在实施例中，提供一种减小来自浸没光刻设备中投影系统的最终元件上的液滴的蒸发负荷的方法。液体限制结构可以配置成至少部分地将浸没液体限制到由投影系统、液体限制结构和衬底和/或衬底台限定的浸没空间。该方法可以包括步骤：将湿润气体限制在限定在投影系统、液体限制结构和浸没空间内的浸没液体之间的湿润气体空间内。该方法可以进一步包括步骤：使用将外部气体环境与湿润气体空间流体连通的气体流动限制装置来限制流出湿润气体空间的湿润气体。

对湿润气体流动的限制可以使用在液体限制结构和投影系统之间的无接触密封来实现，使得通过气体流动限制装置的气体流动被基本上阻止了。通过气体流动限制装置的气体流动可以使用无接触密封来阻止。

所述方法可以进一步包括，阻止气体通过气体流动限制装置相对于所述设备的光轴沿径向向外流动。气体流动限制装置可以将投影系统和液体限制结构之间的空间分隔成用于湿润气体的径向内侧空间和与外部气体环境流体连通的径向外侧部分。

气体流动限制装置可以形成在投影系统的基本上水平表面和液体限制结构的基本上水平表面之间。

气体流动限制装置可以形成在投影系统的基本上垂直表面和液体限制结构的基本上垂直表面之间。突出物可以形成在投影系统上，用以限定投影系统的基本上垂直表面。突出物可以形成在液体限制结构上，用以限定液体限制结构的基本上垂直表面。

气体流动限制装置可以是投影系统和液体限制结构之间的小于3mm、小于2mm、小于1mm或0.5mm或0.3mm或0.2mm或0.1mm的间隙。气体流动限制装置可以包括迷宫式密封。该迷宫式密封可以限定与在液体限制结构和投影系统之间延伸的弯液面相邻的死区容积空间。该死区容积空间可以导致在弯液面附近的气体速度低于其径向外侧的气体速度。

所述方法可以进一步包括步骤：从湿润气体源提供湿润气体到湿润气体空间。液体限制结构可以允许在使用时液体流到浸没空间的径向外侧处的衬底顶部表面上。

液体限制结构可以包括用以形成与衬底的无接触密封的特征以将液体限定在浸没空间中。液体限制结构和投影系统可以不接触。

湿润气体空间可以位于在投影系统和液体限制结构之间延伸的弯液面的径向外侧处。通过使用无接触密封可以实现湿润气体的限制。无接触密封可以包括泡沫物。

所述方法可以进一步包括用泡沫物部分地填充湿润气体空间。泡沫物可以在液体限制结构和投影系统之间延伸。泡沫物可以是液体泡沫物。该泡沫物可以是或可以包括肥皂或油或表面活性剂或倾向于产生泡沫的任何其他表面活性物质。

在实施例中，光刻设备可以包括投影系统和液体限制结构，所述液体限制结构用以至少部分地将浸没液体限制到由投影系统、液体限制结构和衬底和/或衬底台所限定的浸没空间中。所述光刻设备可以进一步包括用以沿径向向外的方向施加作用力给浸没液体并与投影系统的最终元件的面向下的表面接触的结构。所述结构可以包括与浸没液体具有小于90°、期望小于80、70、60、50、40、30、20、10°的后退接触角的表面。所述表面可以是投影系统的表面和/或液体限制结构的表面。所述表面至少可以包括投影系统的最终光学元件的表面。

所述结构可以布置成通过毛细作用施加作用力给浸没液体，期望地，其中毛细作用发生在液体限制结构的面向上的表面和投影系统的最终光学元件的面向下的表面之间。

在实施例中，提供一种减少浸没光刻设备中的投影系统上的蒸发负荷的方法，其中液体限制结构至少部分地将浸没液体限制到由投影系统、液体限制结构和衬底和/或衬底台所限定的浸没空间中。所述方法可以包括沿径向向外的方向施加作用力到浸没液体和与投影系统的最终光学元件的面向下的表面接触。

在实施例中，光刻设备包括位于投影系统和液体限制结构之间的光学元件绝热器。所述绝热器可以包括浸没液体。所述绝热器可以包括泡沫物。所述绝热器可以包括湿润气体。所述绝热器可以基本上延伸到投影系统的最终元件的径向外侧边缘。

Claims (17)

1.一种光刻设备，包括：投影系统和液体限制结构，所述液体限制结构配置用以至少部分地将浸没液体限制到由投影系统、所述液体限制结构和衬底和/或衬底台所限定的浸没空间，其中

在投影系统、液体限制结构和浸没空间内的浸没液体之间限定湿润气体空间，所述湿润气体空间配置用以限制湿润气体，

光刻设备还包括气体流动限制装置，所述气体流动限制装置位于所述湿润气体空间径向外侧的位置处，所述气体流动限制装置与外部气体环境以及所述湿润气体空间流体连通。

2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体流动限制装置是所述液体限制结构和所述投影系统之间的无接触密封，并且所述无接触密封配置成基本上阻挡通过所述气体流动限制装置的气体流动。

3.根据权利要求2所述的光刻设备，其中所述无接触密封用于防止通过所述气体流动限制装置的气体流动。

4.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体流动限制装置将所述投影系统和所述液体限制结构之间的空间分隔成用于湿润气体的径向内侧空间和与外部气体环境流体连通的径向外侧部分。

5.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体流动限制装置是所述投影系统和所述液体限制结构之间的小于3mm的间隙。

6.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体流动限制装置是所述投影系统和所述液体限制结构之间的小于2mm的间隙。

7.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体流动限制装置是所述投影系统和所述液体限制结构之间的小于1mm的间隙。

8.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体流动限制装置是所述投影系统和所述液体限制结构之间的小于0.5mm的间隙。

9.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体流动限制装置是所述投影系统和所述液体限制结构之间的小于0.3mm的间隙。

10.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体流动限制装置是所述投影系统和所述液体限制结构之间的小于0.2mm的间隙。

11.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体流动限制装置是所述投影系统和所述液体限制结构之间的小于0.1mm的间隙。

12.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体流动限制装置包括迷宫式密封。

13.根据权利要求12所述的光刻设备，其中所述迷宫式密封限定与在所述液体限制结构和所述投影系统之间延伸的弯液面相邻的死区容积空间，所述死区容积空间导致在所述弯液面附近的气体速度低于其径向外侧的气体速度。

14.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述液体限制结构包括用以与所述衬底形成无接触密封的特征，由此将液体限制到浸没空间。

15.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述湿润气体空间在所述投影系统和所述液体限制结构之间延伸的弯液面的径向外侧位置处。

16.根据权利要求1所述的光刻设备，还包括用以限制所述湿润气体的无接触密封。

17.一种减少来自浸没光刻设备中投影系统的最终元件上液滴的蒸发负荷的方法，其中液体限制结构配置成至少部分地将浸没液体限制到由投影系统、所述液体限制结构和衬底和/或衬底台所限定的浸没空间，所述方法包括步骤：

将湿润气体限制在限定在所述投影系统、所述液体限制结构和所述浸没空间内的浸没液体之间的湿润气体空间；

其中，光刻设备还包括气体流动限制装置，所述气体流动限制装置位于所述湿润气体空间径向外侧的位置处，所述气体流动限制装置与外部气体环境以及所述湿润气体空间流体连通。

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