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光刻设备和器件制造方法

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Abstract

一种光刻设备包括:调节辐射束的照明系统;支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐射束;支撑衬底的衬底台;把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统;利用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的液体供应系统;在投影系统的所述最后元件和述衬底之间的所述间隙中基本包含所述液体的密封构件;和控制和/或补偿浸渍液体从所述衬底蒸发的元件。

Description

光刻设备和器件制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光刻设备和用于制造器件的方法。 背景技术

[0002] 光刻设备是把希望的图案应用到衬底上,通常是在衬底的目标部分上的机器。光 刻设备可以在例如集成电路(IC)的制造中使用。在那种情况下,可以使用构图器件,其选 择性地称作掩模或标线,以产生要在IC的单独层上形成的电路图案。这个图案可以转移到 衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如,包括一个或几个管芯的部分)。图案的转移典型 地是通过成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层。通常,单个衬底会包含成功 构图的邻接目标部分的电路。已知的光刻设备包括所谓的分档器(St印per),其中每个目 标部分通过同时曝光整个图案到目标部分而被辐照,和所谓的扫描器,其中通过在给定方 向(扫描方向)上的辐射束扫描图案来照射每个目标部分,并同时地扫描平行或反平行这 个方向的衬底。也可能通过在衬底上印下图案,把图案从构图器件转移到衬底上。

[0003] 建议使在光刻投影设备中的衬底浸渍到具有相对高的折射率的液体中,例如水, 以填充在投影系统最后元件和衬底之间的间隔。由于曝光辐照在液体中具有更短波长,这 一点的目的是使得更小特征成像。(液体的效果也可以认为增加系统的有效NA和也增加聚 焦深度。)已经提出其他的浸渍液体,包括具有悬浮在其中的固体颗粒(例如石英)的水。

[0004] 然而,把衬底或衬底与衬底台浸渍到液体容器中(见例如US4509852,这里引入其 整个内容作为参考),意为存在在扫描曝光期间必须被加速的大量液体。这需要附加的或更 加有力的发动机,和液体中的紊流可以导致不希望和不可预料的影响。

[0005] 其中一个建议的解决方法是对于液体供应系统,仅在衬底的局部区域上和在投影 系统的最后元件和衬底之间使用液体限定系统提供液体(衬底通常具有比投影系统的最 后元件更大的表面区域)。已经提出的用于它的设置的一种方式在W099/49504中公开了, 这里引入其整个内容作为参考。如图2和3中所述,通过至少一个进口 IN把液体供应到衬 底上,优选沿着衬底相对于最后元件移动的方向,并在已经在投影系统下通过之后,通过至 少一个出口 OUT去除。即,由于在X方向上的元件下扫描衬底,液体在元件的+X侧供应并 在-X侧取走。图2概略地示出了液体经过进口 IN供应并且通过出口 OUT在元件的另一侧 取出的设置,该出口 OUT连接到低压源。在图2的图解中,液体沿着衬底相对于最后元件的 移动方向供应,虽然这并不需要是这种情况。位于在最后元件周围的多个方向和数量的进 口和出口都是可能的,一个例子是在图3中说明的,在最后元件的周围以规则图案提供四 组在任一侧具有出口的进口。

[0006] 提出的另一解决方案是为液体供应系统提供密封构件,该密封构件沿着投影系统 的最后元件和衬底台之间间隔的至少一部分界限延伸。在图4a和4b中说明了这样的解决 方法。封装构件相对于在XY平面中的投影系统基本上是固定的,虽然在Z方向(在光学轴 的方向)有一些相对移动。密封形成在密封构件和衬底表面之间。优选地,密封可以是无 接触密封,如气体密封。在欧洲专利申请No. 03252955. 4中公开了这样的具有气体密封的系统,这里引入其整个内容作为参考。

[0007] 图4b示出了用于密封构件12的示例设置,设置该密封构件12以在投影透镜PL下 的局部区域25中包含浸渍液体。密封构件12具有设置成通过滤网GZ从局部区域25萃取 液体的萃取器EX。该萃取器EX可以提取液体和气体或仅仅提取液体。凹陷RE呈放射状地 提供在萃取器EX的外部,气体密封27呈放射状地提供在凹陷RE的外部。气体密封27形 成用于干燥衬底W表面和/或减少从密封构件12透出的液体的量的一股气体JE。

[0008] 在欧州专利申请No. 03257072. 3中公开了孪生或双台浸渍光刻装置的构思。这种 设备具有用于支撑衬底的两个台。利用一个台在第一位置处在没有浸渍液体的情况下进行 水准测量,利用一个台在存在浸渍液体的第二位置处进行曝光。可选择地,该装置仅具有一 个台。

[0009] 虽然提供了改良的解决方法,但是已经发现浸渍液体的引入在衬底上产生的图像 中导致了误差,包括在一层和下一层之间的对准误差(即覆盖错误)、散焦和偏差。

发明内容

[0010] 希望提供一种减小由于浸渍液体产生的光刻误差的系统。

[0011] 根据本发明的一个方面,提供一种光刻设备包括:设置以调节辐射束的照明系统; 支撑构图器件的支持物,构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图的辐 射束;构造以支撑衬底的衬底台;设置以把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分上的投 影系统;设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统和所述衬底之间间隙的液体供应系 统;设置以在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙内基本地包含所述液体 的密封构件;和设置以控制由所述液体供应系统提供的液体蒸发净速率的液体蒸发控制

O

[0012] 根据本发明的另一方面,提供一种光刻设备,包括:设置以调节辐射束的照明系 统;支撑构图器件的支持物,构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图 的辐射束;构造以支撑衬底的衬底台;设置以把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分上 的投影系统;设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统的最后元件和所述衬底之间间 隙的液体供应系统;设置以在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙内基本 地包含所述液体的密封构件;衬底台扫描系统,设置以相对于所述密封构件沿着预定扫描 路径移动所述衬底台,由此在所述衬底的表面上扫描所述目标部分;和设置以依照位置、速 度、加速度和所述衬底台相对于所述密封构件的扫描路径、局部衬底温度和局部衬底台温 度的至少一个加热所述衬底的至少一部分的衬底加热器。

[0013] 根据本发明的另一方面,提供一种光刻设备包括:设置以调节辐射束的照明系统; 支撑构图器件的支持物,构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图的辐 射束;构造以支撑衬底的衬底台;设置以把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分上的投 影系统;设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统的最后元件和所述衬底之间间隙的 液体供应系统;设置以在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙内基本地包 含所述液体的密封构件;设置以控制从所述密封构件经过缝隙逃出的液体的量的气体密 封,该缝隙限定在所述密封构件的边界的一侧面上和在所述衬底的第二侧面上,所述气体 密封包括气体出口,通过它气体供应到所述缝隙内的区,和真空排气进口,通过它将由所述气体出口供应的气体从所述缝隙内的区去除,所述气体出口和真空排气进口分别连接到嵌 入到所述密封构件中的气体出口管和真空排气进口管,其中所述密封构件进一步包括密封 构件温度稳定器。

[0014] 根据本发明的另一方面,提供一种光刻设备包括:设置以调节辐射束的照明系统; 支撑构图器件的支持物,构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图的辐 射束;构造以支撑衬底的衬底台;设置以把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分上的投 影系统;设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统的最后元件和所述衬底之间间隙的 液体供应系统;设置以在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙内基本地包 含所述液体的密封构件;用于控制设置成流过嵌入在所述衬底台中的沟道网络的热交换液 体的温度和的流速的衬底台热交换液体控制器。

[0015] 根据本发明的另一方面,提供一种光刻设备包括:设置以调节辐射束的照明系统; 支撑构图器件的支持物,构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图的辐 射束;构造以支撑衬底的衬底台;设置以把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分上的投 影系统,其中所述衬底台包括至少一个集成的局部温度控制系统,该控制系统包括:与加热 器耦合的温度传感器,设置所述加热器以当通过所述温度传感器测量的局部温度低于预定 参考值时产生热量,当所述局部温度升高到所述预定参考值以上时停止产生热量。

[0016] 根据本发明的另一方面,提供一种光刻设备包括:设置以调节辐射束的照明系统; 支撑构图器件的支持物,构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图的辐 射束;构造以支撑衬底的衬底台;设置以把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分上的投 影系统;设置以测量所述衬底、所述衬底台和衬底固定器的至少一个的至少一部分的温度 的至少一个温度传感器;和投影系统控制器,设置以响应由所述至少一个温度传感器测量 的所述温度来调节所述已构图辐射束的属性。

[0017] 根据本发明的另一方面,提供一种光刻设备,包括:设置以调节辐射束的照明系 统;支撑构图器件的支持物,构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图 的辐射束;构造以支撑衬底的衬底台;设置以把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分上 的投影系统;设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统的最后元件和所述衬底之间间 隙的液体供应系统;设置以在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙内基本 地包含所述液体的密封构件;衬底台转移系统,设置以沿着相对于所述密封构件的预定路 径移动所述衬底,由此在所述衬底的表面上移动所述目标部分;和微波源和微波容器器件 (microwavecontainmentdevice),一起设置以向在所述衬底表面上的液体供热。

[0018] 根据本发明的另一方面,提供一种器件的制造方法,包括:提供设置以调节辐射束 的照明系统;提供支撑构图器件的支持物,该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射 束以形成已构图的辐射束;提供构造以支撑衬底的衬底台;提供设置以把已构图的辐射束 投影到衬底的目标部分上的投影系统;提供设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统 的最后元件和所述衬底之间间隙的液体供应系统;提供设置以在投影系统的所述最后元件 和所述衬底之间的所述间隙内基本包含所述液体的密封构件;和控制由所述液体供应系统 提供的液体蒸发的净速率。

[0019] 根据本发明的另一方面,提供一种器件的制造方法,包括:提供设置以调节辐射束 的照明系统;提供支撑构图器件的支持物,该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束以形成已构图的辐射束;提供构造以支撑衬底的衬底台;提供设置以把已构图的辐射束 投影到衬底的目标部分上的投影系统;提供设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统 的最后元件和所述衬底之间间隙的液体供应系统;提供设置以在投影系统的所述最后元件 和所述衬底之间的所述间隙内基本包含所述液体的密封构件;提供衬底台移位系统,设置 以相对于所述密封构件沿着预定扫描路径移动所述衬底台,由此在所述衬底的表面上移动 所述目标部分;和依照位置、速度、加速度和所述衬底台相对于所述密封构件的预定路径、 局部衬底温度和局部衬底台温度的至少一个来加热所述衬底的一部分。

[0020] 根据本发明的另一方面,提供一种器件的制造方法,包括:提供设置以调节辐射束 的照明系统;提供支撑构图器件的支持物,该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射 束以形成已构图的辐射束;提供构造以支撑衬底的衬底台;提供设置以把已构图的辐射束 投影到衬底的目标部分上的投影系统;提供设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统 的最后元件和所述衬底之间间隙的液体供应系统;提供设置以在投影系统的所述最后元件 和所述衬底之间的所述间隙内基本包含所述液体的密封构件;提供设置以控制从所述密封 构件经过缝隙逃出的液体的量的气体密封,该缝隙限定在所述密封构件的边界的一侧和在 所述衬底的第二测面上,提供气体密封,其包括气体进口,通过它气体供应到所述缝隙内的 区,和真空排气出口,通过它由所述气体进口供应的气体从所述缝隙内的区去除,所述气体 进口和所述真空排气出口分别连接到嵌入到所述密封构件中的气体进口管和真空排气出 口管,并稳定所述密封构件的温度。

[0021] 根据本发明的另一方面,提供一种光刻器件的制造方法,包括:提供设置以调节辐 射束的照明系统;提供支撑构图器件的支持物,该构图器件能够将在其截面上的图案赋予 辐射束以形成已构图的辐射束;提供构造以支撑衬底的衬底台;提供设置以把已构图的辐 射束投影到衬底的目标部分上的投影系统;提供设置以利用液体至少部分地填充所述投影 系统的最后元件和所述衬底之间间隙的液体供应系统;提供设置以在投影系统的所述最后 元件和所述衬底之间的所述间隙内基本包含所述液体的密封构件;提供嵌入在所述衬底 台中的沟道网络,并控制设置成流过所属沟道网络的热交换液体的温度和热交换液体的流 速。

[0022] 根据本发明的另一方面,提供一种器件的制造方法,包括:提供设置以调节辐射束 的照明系统;提供支撑构图器件的支持物,该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射 束以形成已构图的辐射束;提供构造以支撑衬底的衬底台;提供设置以把已构图的辐射束 投影到衬底的目标部分上的投影系统;其中所述衬底台包括至少一个集成的局部温度控制 系统,该控制系统包括:与加热器耦合的温度传感器,设置所述加热器以当如通过所述温度 传感器所测量的局部温度降到低于预定参考值时产生热量,和当所述局部温度升高到所述 预定参考值以上时停止产生热量。

[0023] 根据本发明的另一方面,提供一种器件的制造方法,包括:提供设置以调节辐射束 的照明系统;提供支撑构图器件的支持物,该构图器件能够利将在其截面上的图案赋予辐 射束以形成已构图的辐射束;提供构造以支撑衬底的衬底台;提供设置以把已构图的辐射 束投影到衬底的目标部分上的投影系统;提供至少一个温度传感器,该温度传感器测量所 述衬底、所述衬底台和衬底固定器的至少一个的至少一部分的温度;和响应由所述至少一 个温度传感器测量的所述温度来调节所述已构图辐射 的属性。[0024] 根据本发明的另一方面,提供一种器件的制造方法,包括:提供设置以调节辐射束 的照明系统;提供支撑构图器件的支持物,该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射 束以形成已构图的辐射束;提供构造以支撑衬底的衬底台;提供设置以把已构图的辐射束 投影到衬底的目标部分上的投影系统;提供设置以利用液体至少部分地填充所述投影系统 的最后元件和所述衬底之间间隙的液体供应系统;提供设置以在投影系统的所述最后元件 和所述衬底之间的所述间隙内基本包含所述液体的密封构件;提供衬底台转移系统,设置 以沿着相对于所述密封构件的预定路径移动所述衬底,由此在所述衬底的表面上移动所述 目标部分;并使用微波源和微波容器器件为在所述衬底表面上的液体供热。

附图说明

[0025] 下面将参考所附示意图仅通过示例的方式描述本发明的实施例,图中相应的参考 符号代表相应的部分,其中:

[0026] 图1描述了根据本发明实施例的光刻设备;

[0027] 图2和3描述了在现有技术的光刻投影设备中使用的液体供应系统;

[0028] 图4a和4b描述了根据另一个现有技术的光刻投影设备的液体供应系统;

[0029] 图5描述了根据本发明实施例的密封构件,示出了与加压气体湿度控制器的相互 作应,浸渍液体温度控制器和加压气体温度控制器;

[0030] 图6描述了根据本发明实施例的密封构件,气体簇射出口和气体簇射出口控制 器;

[0031] 图7描述了根据本发明实施例的包括局部加热器和衬底温度控制器的系统的衬 底台的顶视图;

[0032] 图8描述了图7的衬底台的侧视图,也示出了多个温度传感器,衬底台路径限定器 件和位于密封构件内的衬底加热器;

[0033] 图9描述了衬底台的顶视图,该顶视图示出了设置衬底加热器的几何尺寸以在衬 底台的下方区域比上方区域消耗更多的能量;

[0034] 图10描述了根据本发明实施例的独立可控制的衬底加热器阵列;

[0035] 图11描述了图10结构的侧视图,也示出了加热器阵列控制器和预定算法输入器 件的相互作用;

[0036] 图12描述了根据本发明实施例的密封构件的局部视图,示出了用于真空排气进 口和真空排气管的热隔离套管和密封构件加热器;

[0037] 图13描述了根据本发明实施例在密封构件和密封构件温度稳定器之间的相互作 用;

[0038] 图14描述了根据本发明实施例的包括液体运输沟道网络和液体供应系统的密封 构件;

[0039] 图15描述了密封构件和包括液体运输沟网络和独立可控制加热器阵列的衬底 台,该触立可控制加热器由衬底温度控制器控制,该衬底温度控制器包括衬底台热交换液 体控制器和衬底加热器控制器;

[0040] 图16描述了根据本发明实施例的具有沟道网络和循环沟槽的衬底台;

[0041] 图17和18描述了根据图16的具有循环沟槽的衬底台,由根据本发明实施例的密封环密封;

[0042] 图19描述了示出了根据本发明实施例的衬底台中和密封构件中温度传感器位置 的光刻设备;

[0043] 图20描述了根据本发明实施例在示出了微观温度控制系统设置的衬底区域中的 衬底台的放大图;

[0044] 图21描述了根据本发明实施例的投影系统控制器和热感应形变计算器;

[0045] 图22描述了用于加热衬底表面上的浸渍液体的微波源和微波容器罩(microwave containment cage);

[0046] 图23描述了电阻加热带和有关的电流的设置;

[0047] 图24描述了用作用于局部加热器系统的局部温度传感器的单电阻带;

[0048] 图25描述了用于衬底台WT的感应加热的设置;

[0049] 图26描述了用于利用控制了的湿度级别来产生气流的设备;

[0050] 图27描述了用于控制气流温度的热交换器;

[0051] 图28描述了用于能够使得加湿器盒的操作稳定的通风系统;

具体实施方式

[0052] 图1简要描述了根据本发明的一实施例的光刻设备。该设备包括:

[0053] 设置的照明系统(照明装置)IL,以调节辐射束B (例如UV辐射或DUV辐射)。

[0054] 设置的支撑结构(例如掩模台)MT,以支持构图器件(例如掩模)MA并连接到根据 特定参数精确定位构图器件的第一定位器PM。

[0055] 设置的衬底台(例如晶片台)WT,以支撑衬底(例如涂敷抗蚀剂的晶片)W并连接 到根据特定参数精确定位衬底的第二定位器PW ;和

[0056] 设置的投影系统(例如折射投影透镜系统)PS,以把通过构图器件MA赋予到辐射 束B的图案投影到衬底W的目标部分C (例如包括一个或多个管芯)上。

[0057] 照明系统可以包括多种光学元件,例如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型的 光学元件,或任何它们的组合,用于导引、成形或控制辐射。

[0058] 支撑结构支撑构图器件,即承受构图器件的重量。它以依赖于构图器件的方向、光 刻设备的设计和其他条件的方式支撑构图器件,其它条件例如是否构图器件被固定在真空 环境中。该支撑结构可以使用机械、真空、静电或其他夹紧技术以固定构图器件。该支撑结 构可以是框架或台,例如,如需要其可以是固定的或可移动的。支撑结构可以保证构图器件 位于例如关于投影系统的所希望的位置。这里术语“标线”或“掩模”的任何使用可以认为 是与更通用的术语“构图器件”同义的。

[0059] 这里使用的术语“构图器件”应该广义地解释为指能够用于将它的截面中的图案 赋予到辐射束的任何器件,例如以在衬底的目标区域中产生图案。应该注意到,例如如果图 案包括相移特性或所谓的辅助特性,那么赋予到辐射束的图案可以不正好与衬底目标区域 中的图案对应。通常,赋予到辐射束的图案将对应于在目标部分中产生的器件中的特殊功 能层,如集成电路。

[0060] 构图器件可以是透射的或反射的。构图器件的例子包括掩模、可编程镜面阵列和 可编程LCD面板。掩模在光刻中是众所周知的,包括例如双元、交互相移和衰减相移和多种

11混合掩模型的掩模类型。可编程镜面阵列的例子采用小镜面矩阵排列,每个镜面可以单独 地倾斜以反射在不同方向上的入射辐射束。倾斜镜面在被镜面阵列反射的辐射束中赋予了 图案。

[0061] 这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包含任何类型的投影系统,包括如 适合于所使用的曝光辐射或适合于用于其他因素如浸渍液体的使用或者真空的使用的折 射、反射、折反射、磁、电磁和静电的光学系统,或者他们的任何组合。这里的术语“投影透 镜”的任何使用可以认为与更加通用的术语“投影系统”同义。

[0062] 如这里所述,设备是透射型(例如采用透射掩模)。可选择地,设备可以是反射型 (如采用如上所述的可编程镜面阵列,或采用反射掩模)。

[0063] 该光刻设备可以是具有两个(双台)或多个衬底台(和/或两个或更多掩模台) 的类型。在这样的“多台”机器中,当使用一个或多个其它的台用于曝光时,附加的台可以 平行地使用,或者可以在一个或多个台上进行准备性步骤。可以通过衬底台WT(有时称作 镜面块)直接固定衬底W且可以通过衬底固定器(有时称作节盘或卡盘)固定衬底W,其依 次由衬底台WT固定。

[0064] 参考图1,照明装置IL从辐射源SO接收辐射束。例如当源是准分子激光时,该源 和光刻设备可以是分开的机构。在这种情况下,不认为源形成了光刻设备的一部分,辐射束 借助于分束系统BD从源SO传送到照明装置IL,该分束系统包括例如,适当的导引镜和/或 束扩展器。在其他情况下源可以是光刻设备的集成部分,例如当源是汞灯时。源SO和照明 装置IL,如果需要的的话还有分束系统BD,一起可以称作辐射系统。

[0065] 照明装置IL可以包括用于调节辐射束的角强度分布的调节器AD。一般,至少可以 调整在照明装置射的光孔面中的强度分布的外部和/或内部辐射范围(通常分别指6-外 部和6-内部)。另外,照明装置IL可以包含多种其他元件,如积分器IN和聚光器CO。该 照明装置可以用作调节辐射束以在其截面具有所希望的均勻度和强度分布。

[0066] 辐射束B入射到构图器件(例如掩模MA)上,其固定在支撑结构(例如掩模台MT) 上,并通过构图器件构图。穿过掩模MA后,辐射束B经过投影系统PS,其把辐射束聚焦到 衬底W的目标部分C上。利用第二定位器PW和定位传感器IF (例如干涉仪器件、线性编码 器或电容传感器),可以精确地移动衬底台WT,例如在辐射束B的路径中定位不同的目标部 分C。类似地,例如在从掩模库机械修复后,或在扫描期间,可以使用第一定位器PM和另一 定位传感器(其没有在图1中明确地描述)以精确地使掩模MA对于辐射束B的路径定位。 通常,掩模台MT的移动可以利用长冲程组件(粗糙定位)和短冲程组件(精确定位)来实 现,其形成第一定位器PM的一部分。类似地,衬底台WT的移动可以使用长冲程组件和短冲 程组件实现,其形成第二定位器PW的一部分。在分档器(与扫描器相对)的情况下,掩模 台MT可以仅连接到短冲程激励器,或可以被固定。掩模MA和衬底W可以利用掩模对准标 记M1、M2和衬底对准标记P1、P2对准。虽然所述的衬底对准标记占用了专用的目标部分, 他们可以位于目标部分(这里是已知的划线对准标记)之间的间隙中。类似地,在掩模MA 上提供多于一个管芯的情况下,掩模对准标记可以位于管芯之间。

[0067] 在下述模式的至少一种中可以使用所述装置:

[0068] 1.在步进模式,掩模台MT和衬底台WT保持基本静止,而给予辐射束的整个图案同 时一次投影到目标部分C (即单个静态曝光)。然后该衬底台WT转移到X和/或Y方向,以

12使得可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中,曝光区域的最大尺寸限制了在单个静态曝 光中成像的目标部分C的尺寸。

[0069] 2.在扫描模式中,当给予辐射束的图案投影到目标部分C(即单动态曝光)上时, 同时扫描掩模台MT和衬底台WT。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以由投影系 统PS的放大(缩小)和反成像特性决定。在扫描模式中,曝光区域的最大尺寸限制了在单 动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向),反之扫描移动的长度确定了(在扫描方向 上)目标部分的高度。

[0070] 3.在其他模式中,当赋予辐射束的图案投影到目标部分C上时,支撑可编程构图 器件的掩模台MT保持基本静止,移动或扫描衬底台WT。在这个模式中,通常采用脉冲辐射 源,并且在衬底台WT的每个移动后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间,根据需要可以修正 可编程构图器件。这个操作模式可以很容易地应用到无掩模光刻中,该光刻利用可编程构 图器件,例如上述的可编程镜面阵列。

[0071] 也可以使用利用上述模式的基础上的组合和/或变形,或利用完全不同的模式。

[0072] 根据本发明的一个方面,覆盖误差和与浸渍液体和密封构件12的存在相关的其 它问题通过液体蒸发控制器解决,其标的并控制在衬底区域中的浸渍液体的蒸发率。为了 蒸发,液体分子从周围吸收能量,特别地如果用泵抽走,导致的制冷可以造成关键元件如衬 底W的温度的显著和非均勻变化。热感应形变可以导致最终写入到衬底的图像中的误差。 例如,在密封构件12经过后,残留在衬底上浸渍液体的蒸发能够导致局部温度降低到3K。 作为这样的结果,典型地可以产生超过20nm的单机械覆盖误差。

[0073] 图5示出了根据本发明的一个或多个实施例的密封构件12的设置。浸渍液体包 含在位于投影系统PL的最后元件和衬底W之间的浸渍容器25内。浸渍液体通过密封构件 12的主体和在其下面周围上的气体密封27包含在浸渍容器25内,气体密封27限制了从浸 渍容器25经过缝隙22逃走的浸渍液体的量。气体密封27连接到加压气体供应系统30,其 经过加压气体出口 18和加压气体供应管15供应加压气体到气体密封27。气体经过真空 排气进口 17和真空排气管14抽走。在气体密封27的区域中蒸发的浸渍液体可以经过真 空排气进口 17抽走。可选择地,逃出气体密封27的液体要么可以进入在缝隙22中密封构 件12下面的区域,要么超出密封构件12的外部边缘,蒸发到密封构件12外的衬底W外部 的环境中。

[0074] 物质既以液体形式存在也以气体形式存在,通常地情况是在液体蒸发率和蒸汽凝 结率平衡时存在的动态平衡。由蒸发产生的冷却量由此被凝结产生的热量抵消(其中随着 部分转变到低能量液体状态,高能量气体分子对它们周围的环境产生热量)。由此冷却能量 依赖于蒸发的净速率(即单位时间从液体进入到气体状态的分子数量和单位时间从气体 进入液体状态的分子数量的差)。凝结和蒸发都是统计效应,增加涉及的分子数量将会增加 任一过程的速率。因此,增加蒸汽浓度将会增加凝结率并导致蒸发净速率的减小。蒸汽由 水分子组成,浓度可以与相对湿度直接相关,被限定为以在给定温度下存在的最大量百分 比存在的水蒸汽的量。

[0075] 根据本发明实施例采用这个理解以控制由浸渍液体蒸发产生的冷却。如图5中所 示,加压气体湿度控制器50,提供它以与加压气体供应系统30相互作用,为气体密封27提 供加压气体,其相对湿度被控制到大于10%。增加气体的相对湿度增加了凝结率并由此减小了蒸发的净速率和由此产生的冷却。优选地相对湿度设置在由参考校准量测确定的预定 范围内。为了控制冷却的目的,相对湿度越高越好。然而,对于非常高的相对湿度,密封构 件12可以在其尾迹(wake)剩余过量的水。并且,如果为靠近密封构件的外直径的潮湿气 体取出提供不充分机械,湿气会残留并会干扰定位传感器IF的操作。因此,通常上限会取 决于密封构件构造和/或设置的细节。另外地或可选地,预定范围可以大于40%。例如这 些的高相对湿度可以通过使用比仅为了得到优化密封性能(典型地可以使用6bar)的目的 而可能选择的另外的压力更低的工作压力来实现。理想地,应当选择工作压力以尽可能地 接近大气压力,同时仍为气体轴承27提供足够的流速以实施其功能。当加压气体在离开加 压气体供应系统30膨胀时,工作压力越低,相对湿度就减小得越低。

[0076] 可以设置加压气体湿度控制器50以响应衬底W和/或衬底台WT的温度改变。这 些温度改变可以经过一个或多个设置例如在衬底台WT中的温度传感器60确定。根据本发 明的实施例,设置加压气体湿度控制器50以比较通过温度传感器60在一个或多个点测量 的衬底W和/或衬底台WT和/或衬底固定器的温度和目标温度或温度Tt。也就是说,存 在单个温度传感器60时,加压气体温度控制器50把这一个温度读数与单个目标温度Tt比 较。当存在多个温度传感器60时,加压气体温度控制器50把多个读数和单个目标温度Tt 比较,或与多个目标温度Tt比较,该多个目标温度相应于例如衬底W的特殊区域,和/或衬 底台/衬底固定器的相应区域,因此相应于温度传感器读数(其内部可以使用平均读数) 的特殊组。

[0077] 为了减小在所测量和目标温度之间的差别,加压气体湿度控制器50此时调节加 压气体的相对湿度,该过程的效果由反馈控制器如PID系统控制。

[0078] 对于由在气体密封27的区域中,特别是在真空排气入口 18和真空排气管14周围 的蒸发引起的冷却,调节供应到气体密封27的气体湿度是最有效的。优选具有附加的机械 装置来控制超出气体密封27和密封构件12的外部的液体的净蒸发。在图6中说明了根据 本发明实施例的这样的设置。这里,提供能够提供具有相对湿度被控制成大于10%的气体 流的气体簇射出口 70。提供气体簇射温度控制器75,该控制器能根据校准测量、计算或测 量在衬底W和/或衬底台/衬底固定器上的一个或多个点的温度中的任一种来调整相对湿 度,如通过一个或多个温度传感器60所提供的,并与目标温度或温度Tt比较。在这种情况 下的优选相对湿度的范围是40至50%。在这种情况下设置气体簇射湿度控制器75以响应 温度测量,为了减小在所测量的和目标温度Tt之间的差,它可以调节气体的相对湿度。也 就是说,存在单个温度传感器60时,气体簇射湿度控制器75把这一个温度读数与单个目标 温度Tt比较。当存在多个温度传感器60时,气体簇射湿度控制器75把多个读数和单个目 标温度Tt比较,或与多个目标温度Tt比较,该多个目标温度相应于例如衬底W的特殊区 域,和/或衬底台/衬底固定器的相应区域,因此相应于温度传感器读数(其内部可以使用 平均读数)的特殊组。反馈控制器如PID系统可以控制该过程的效率。

[0079] 气体簇射湿度控制器75可以设置以与加压气体湿度控制器50相互作用,以确保 由气体密封27提供的气体相对湿度和气体簇射出口 70匹配。这个特征提供了一个机械装 置,通过该机械装置可以控制在气体密封27外部的相对湿度中的变化,并避免对诸如用于 可能另外发生的测量衬底台WT位置的干涉仪的系统的干扰。

[0080] 正常地设置衬底台WT以通过衬底台移位系统100相对于投影系统PL和密封构件12移动(见图8),以使得衬底W的连续目标区域可以通过构图的辐射束曝光。这个过 程可以促进少量的浸渍液体离开浸渍容器25的限制,尽管有气体密封27的操作。上面已 经计论了设置以减小由减小浸渍液体蒸发导致的元件冷却的实施例。根据本发明的可选的 方面,由蒸发浸渍液体的冷却效应引起的误差可以通过提供衬底加热器解决,该加热器根 据位置、速度、加速度和衬底台WT相对于密封构件12的预定路径、和局部衬底W和/或衬 底台WT的温度的至少一个来加热衬底W的至少一部分。衬底加热器可以通过多个机械装 置加热。这些可以包括下列的一个或者多个:红外辐射源,热灯丝电阻加热器和热气喷射。 当确定使用何种类型的加热器时的重要因素包括发热量需要怎样精确和快速地调节,以及 怎样有效地生产微型形状的加热器。根据加热器是否要嵌入到材料内或在材料附近(如热 灯丝,例如,嵌入到衬底台WT中),其中倾向于调节该材料的温度,或加热器是否在一定距 离上工作(例如红外辐射源或温度控制气体喷射源),后者因素将或多或少的成为重要性。 在辐射源的情况下,辐射的波长分布被选择成不与衬底W上的抗蚀剂成分反应(对于所关 心的大部分的抗蚀剂红外辐射应当是安全的)。辐射强度的选择取决于抗蚀剂的光学性能 (如它的反射率)。这可以通过在光刻设备的安装顺序期间的校准测量确定。在可能存在 处理阶段相关性处(例如由于在反射率中的改变),也可以在生产顺序中执行校准作为用 于每块衬底的额外测量阶段。如下所述,本发明的几个实施例以下列规则操作,该规则中, 在衬底曝光程序期间,即,在密封构件12经过衬底W上方时,启动存在的衬底加热器的至少 一子集。然而,在曝光前加热衬底W以便补偿不得不发生但也是预期发生的冷却的系统也 落在发明的范围之内。

[0081] 图7和图8示出了根据本发明实施例的设置,包括嵌入在衬底台作为“局部加热 器” 85,或嵌入在密封构件12中作为“远程加热器” 86,或者两者都包括的加热器85/86系 统。设置每个局部加热器85以主要加热衬底W的特殊区域,并可以一起用来控制衬底W的 至少一部分的温度曲线。远程加热器86将依据密封构件12相对于衬底W的位置加热衬底 W的不同部分。

[0082] 根据包括局部加热器85的第一操作模式,在衬底曝光循环开始之前,可以调节每 个加热器的发热量和相对时限以在已知时间内为衬底W建立开始温度曲线。参考由光刻设 备产生的校准测量和/或测试图案分析,可以选择开始温度曲线,以基本补偿由于在曝光 循环期间的浸渍液体蒸发产生的冷却。

[0083] 根据包括局部加热器85的第二操作模式,仅仅当经过定位加热的区域上的密封 构件12时,可以设置这些加热器85的每一个以转换到加热发射状态,。例如,如图7中所示 在密封构件12(由此目标区域)沿着在初始管芯(或目标区域)160到最后管芯170之间 的路径150相对于衬底W移动的情况下,局部加热器85也可以以基本沿着同样的路径150 的渐进方式切换。这可以通过编程衬底温度控制器110得到,以提供一系列的时间延迟启 动信号,该信号对于每个局部加热器85接近地滞后于密封构件12相对于制底台WT的预定 路径。预定路径可以存储在衬底台路径确定器件90中。作为可选择或另外的方法,局部加 热器85的启动顺序可以从衬底台路径确定器件90的进一步功能得出。例如衬底台路径确 定器件90可以包括用于测量衬底台WT的位置、速度和/或加速度和用于馈送这个信息到 衬底温度控制器110的装置(例如在干涉量度的基础上),当启动每个局部加热器85时,该 装置可以在这个点计算。例如,当识别到密封构件12从特定加热器移开或移过时,路径确定器件90可以设置成为给定的加热器传送启动信号。通过每个局部加热器85提供的能量 可以设置成以恒定或随时间变化,并与其它局部加热器85相同或者不同。用于每个加热器 的最优化设置是最好地补偿由于有关区域的蒸发产生的能量损失。在从密封构件12的液 体损失率为恒定的情况下,一旦启动就由每个加热器85供应基本相同的能量(因为一旦密 封构件12经过,可以发现残留在衬底W上将要蒸发的液体量大致恒定)。可选择地,可以发 现在特定区域中需要更多热量,如当密封构件12相对于衬底台WT改变方向时。可以进行 作为特定衬底台所需路径和速率的函数的校准测量以确定操作加热器能量最有效的方法。

[0084] 如图8所示,在密封构件12中的远程加热器86可以优选地定位于密封构件12的 周围。这个设置使得要操作的加热器邻进于蒸发过程可以吸取最多热量的区域。布局选择 在外径附近设置作为折衷以避开直接在气体密封27周围的区域,该气体密封27实际上已 经被孔、管和灰尘占据。因为它们在距离衬底W—定距离操作,加热机械装置如那些基于辐 射或热气喷射会是比较适合的。在密封构件12的基础上产生热表面是一个方法,通过该方 法可以实施辐射源。这种器件与密封构件12的剩余部分的热隔离将会改善这种特征的性 能。可选择地或附加地,可以使用红外灯泡。

[0085] 如对于上述局部加热器85所设置的,可依据衬底台的移动方向来控制远程加热 器86的能量。例如,可以设置其以从密封构件12的一侧提供比另一侧更多的热量。在冷 却的一个方面,涉及到从密封构件12逃出的蒸发液体,可以设置在密封构件86的尾缘(浸 渍液体在这里可能逃出)上的远程加热器86以发射比位于密封构件12 (衬底W在这里仍 然是干的)的前边缘上的那些远程加热器更高的热量。远程加热器86的效率可以应要求 通过改变能量和/或在密封构件12的圆周周围的加热器86的宽度而改变。这个后者的参 数可以改变,例如,通过依次地启动分段加热器86的不同段,或多个加热器86中的一个加 热器86。

[0086] 虽然显示嵌入在衬底台WT或密封构件12中,可以理解加热器85/86可以位于它 们能够影响衬底W的温度的任何位置。例如,可以将辐射发射加热器定位在不同于衬底台 WT和密封构件12的分离体中。在曝光前加热衬底W时,这可以发生在远离用于曝光的区域 中,以更加容易地实施远程加热器86。

[0087] 光刻设备也可以包括局部温度传感器60,在图8中说明的例子中该传感器嵌入到 衬底台WT中。根据本发明的实施例,设置这些温度传感器60以测量衬底W的每个区的温 度和/或由每个局部加热器85影响的衬底台/衬底固定器的相应区域。信息输入到衬底 温度控制器110,其然后可以计算怎样控制局部加热器85和/或远程加热器86的输出,以 减小在目标温度Tt和由局部温度传感器60测量的温度之间的差。优选地,在这个实施例 中,可以为加热器85和/或86设置以具有除了固定输出的变化输出。在任何情况下,可以 使用反馈控制器(例如PID)以优化会聚过程的效率。

[0088] 调制由液体供应系统130供应的液体的温度也可以控制衬底W和/或衬底台/衬 底固定器的温度。例如,可以加热浸渍液体至大于295K的控制温度。图5示出了本发明的 实施例,包括设置浸渍液体温度控制器120以与液体供应系统130协作实施该功能。为了 选择有效补偿蒸发热损失的浸渍液体温度,可以根据校准测量或根据从一个或多个温度传 感器60的读数来实现浸渍液体的温度控制。在后一种情况中,可以控制浸渍液体温度控制 器120的输出以最小化在目标温度Tt和由温度传感器60提供的温度之间的差,该会聚过程通过反馈控制器如PID控制器被控制。也就是说,存在单个温度传感器60时,浸渍液体温 度控制器120把这一个温度读数与单个目标温度Tt比较。当存在多个温度传感器60时, 浸渍液体温度控制器120把多个读数和单个目标温度Tt比较,或与多个目标温度Tt比较, 该多个目标温度例如相应于衬底W的特殊区域,和/或衬底度台/衬底固定器的相应区域, 由此相应于温度传感器读数(其内部可以使用平均读数)的特殊组。

[0089] 调节由加压气体供应系统30供应的气体的温度也可以控制衬底W和/或衬底台 /衬底固定器的温度。例如,加压汽体可以加热到大于300K的控制温度。由于气体相对于 液体有更低的比热,这里温度下限比上述的浸渍液体温度控制器120要求的更高。根据本 发明的一个实施例,在300至320K的范围内的温度下提供加压气体。图5示出了本发明的 实施例,包括设置的加压气体温度控制器140以结合加压气体供应系统30执行温度控制功 能。可以关限据校准测量或根据从一个或者多个温度传感器60的读数来实现加压气体的 温度控制。在后者的情况下,可以控制加压气体温度控制器140的输出以最小化在目标温 度Tt和由温度传感器60提供的温度之间的差,会聚过程受反馈控制器控制,例如PID控制 器。也就是说,存在单个温度传感器60时,加压气体控制器140把这一个温度读数与单个 目标温度Tt比较。当存在多个温度传感器60时,加压气体控制器140把多个读数和单个 目标温度Tt比较,或与多个目标温度Tt比较,该多个目标温度例如相应于衬底W的特殊区 域,和/或衬底台/衬底固定器的相应区域,且由此相应于温度传感器读数(其内部可以使 用平均读数)的特殊组。

[0090] 如上所讨论的,衬底加热需求具有位置相关性,该位置相关性至少部分由在衬底W 上的密封构件12的路径决定。至少两种过程被认为对冷却过程有贡献:在衬底W和密封构 件12之间的缝隙22中的液体的蒸发,和如果曝露区域是湿的,在曝光后残留在衬底W上的 残留液体的蒸发。密封构件12的冷却能量(即从第一过程冷却)在时间上是恒定的,虽然 在其它因素中它依赖密封构件12相对于衬底W的速度。在其它因素中第二过程的冷却能 量依赖于留在衬底W上的液体的量。需要被补偿的冷却量通常是两种过程的复变函数,导 致具有复合位置相关性的冷却能量。在衬底W中的热导率也是一个重要因素,由于在衬底W 的曝露部分中的冷却,即使在密封构件12到达它们之前,就意味着衬底W的未曝露区域将 开始冷却。一次进行一个过程,然而,可以进行估计。例如,仅仅考虑从衬底W上的残留浸渍 液体蒸发的直接冷却,设置衬底曝光达大约30秒,在最后曝光和约5秒钟的衬底卸载之间 的时间内,和如在图7中所标示的曝光顺序150,期望通过这个机械装置在第一曝光的位置 160处比最后曝光的位置170多抽取大约20%至30%的热量。在上述的特定实施例中,包 括衬底加热器85/86,通过延迟沿着密封构件12的路径的独立加热器的启动来考虑这个效 果。类似效果也可以通过设置衬底加热器以在衬底W上的目标区域(其中设置投影系统以 在第一时间投影已构图辐射束)和渐进地在衬底W上的目标区域处提供更低的热量(其中 设置投影系统PL以在随后的时间中投影已构图辐射束)提供更高的热量来实现。这个设 置可以变化以依赖于要被补偿的特殊的设置的冷却特性来给出更多复合位置相关的加热。

[0091] 虽然技术上有可能在衬底W上的许多不同位置处定位多个局部加热器85,但既实 际又有效而且显著减小花费的方法是提供更有限数量的加热器并把它们基本沿着密封构 件12的路径设置。图7中描述了这种类型的设置。这里,设置拉长衬底加热器85,如热灯丝, 使得一个独立的可控制元件与在衬底W上的密封构件12的主要扫描或分档轴181-187 (每个对应于一行管芯)之一对准。在示出的这个例子中,设置每个热灯丝85以在单位长度发 射恒定热量,并设置其以使得与主要扫描或分挡轴187对准的热灯丝具有最大的发热量, 其对准186下一个最高的发热量等,其渐进地减小直到到达与主要扫描或分档轴181对应 的最终的热灯丝,其分配最低的发热量。

[0092] 其中在不同位置处(例如在每个衬底100和700之间)提供大量的局部加热器, 优选尽可能靠近衬底W表面的定位加热器。然而在图7和8中所示的设置中,提供了很少 的加热器,优选基本更远地定位加热器以使得每个加热器将会具有在衬底W的更大部分上 的有效控制。

[0093] 图9示出了其中提供连续热灯丝加热器85以加热衬底W的设置。在示出的例子 中,设置热灯丝加热器85以在一定程度上跟随密封构件12的路径,它具有基本平行于密封 构件12 (如图7中所示)的主扫描轴181-187 (即垂直于扫描方向)的更长部分195。然而, 设置在这些更长部件之间的节距191-193以朝向衬底W的底端变得越来越短,如图所示,其 对应于其中衬底W将要被首先曝光的的区域(即节距191 >节距192 >节距193)。这意味 着热灯丝加热器85能给出最简单和最坚固的结构(其中单位长度的发热量是恒定的,实际 上可以对应于相等截面的伸长电阻元件),并仍然提供朝向其中的衬底将首先曝光的的区 域变大的发热量,其是需要用于冷却效果最大修正的衬底W的区域。作为可选择的/或另 外的设置,可以设置热灯丝加热器85以提供单位长度的发热量,该发热量沿着其长度(例 如,在所示方向上朝衬底W的底端增加)改变。在热灯丝通过与经过其长度的电流相关的电 力消散操作的情况下,可以通过改变截面(例如,提供变得需要更多能量的更薄的热灯丝) 或通过改变使用的材料而得到变化的发热量。在后者的设置中,必须当心以避开在不同成 分的材料之间制得的结处的高电阻的点。

[0094] 图10和图11示出了其中衬底加热器包括独立可控加热器85的系统的设置。在图 10中示出的实施例中,设置独立可控制的加热器85作为基本平行于主扫描轴181-187(即 垂直于扫描方向)的延伸构件,并限制独立可控制加热器85以在衬底W的几何界限内部加 热。然而,加热器的可选择设置也应当可以与本发明的实施例兼容,只要它们可以被独立地 控制即可。加热阵列控制器180通过地址总线控制每个独立可控加热器85。加热器阵列控 制器180依次地从预定算法190接收输入,该算法描述了应当怎样控制每个独立的加热器 的发热量作为时间的函数(和由此作为密封构件12相对于在考虑中的独立加热器的位置 的函数)。适当算法的使用可以从校准测量和/或计算(例如,在时间量的基础上,预期残 留在衬底W上的液体的预期的量)。这个方法具有不需要温度传感器的优点,其大大简化了 构造。

[0095] 浸渍液体的蒸发也可以导致密封构件12自身的冷却。例如通过冷却浸渍液体和/ 或加压气体,通过对流,和/或通过辐射效应,这个效应反过来导致了衬底W的冷却。根据 本发明的一个方面,提供密封构件温度稳定器以通过这个机械装置减小衬底W的冷却。

[0096] 具体涉及的区域位于真空排气入口 17的周围和真空排气管14内。浸渍液体存在 于这些区域中,当蒸汽浓度通过真空系统保持得较低(蒸发液体被立即用泵抽走)时,特别 地产生净蒸发,。由于这个机械装置,可以控制密封构件12的整体冷却的一种方式在图12 中进行了描述,其中可以将由热隔离套管210影响的密封构件温度稳定器设置在真空排气 管14周围。热隔离套管210优选由在光刻设备预期的操作温度下具有低导热率的材料形成。通常目的的塑料,PTFE等是用作热隔离套管210的适当材料。可选择地或另外地,密 封构件本身整体地或部分地由热绝缘材料构成。这个方法比仅具有热隔离套管210更有效 和更容易实施,虽然可以限制选择具有适当的机械特性的材料。

[0097] 另外和/或可选择的方法是提供一个专用的密封构件加热器220,设置其以对由 浸渍液体蒸发冷却的密封构件12的那些区域提供补偿加热。虽然在一方面直接加热密封 构件12本身,但是因此,间接地加热衬底W,可以设置密封构件加热器220以直接加热衬底 W。这可以通过使用辐射发射加热器如红外加热器得到,该红外加热器在前文中的可能的衬 底加热器85/88中已经描述过。在图12中所示的设置中,把密封构件加热器220设置在真 空排气入口周围并沿着在垂直于密封构件12的轴的平面(向所示方向上的页里面)中的 真空排气进口的几何尺寸。

[0098] 密封构件加热器220的发热量根据从许多可能源的一个或多个入口被密封构件 温度稳定器控制。例如,密封构件加热器能量可以根据在真空排气管14中的流速调节,其 可以通过加压气体供应系统30提供。这里,希望更高的发热量将需要更高的流速。

[0099] 密封构件加热器220也可以参考衬底W和/或衬底台/衬底固定器的温度被控制, 其可以通过一个或更多的温度传感器60在一个或更多位置被测量。如前述实施例中,可以 采用反馈控制器以减小在测量的衬底温度和一个或多个预定义的目标温度Tt之间的差。

[0100] 也可以响应于通过加压气体出口 18供应的气体的相对湿度来控制密封构件加热 器220。这个信息可以通过湿度传感器提供,其可以设置位于密封构件内或作为加压气体供 应系统30的一部分(在图13中说明了后一种情况)。

[0101] 最后,密封构件温度稳定器200可以参考需要修正的校准表230来控制密封构件 加热器220的输出,从密封构件温度的测量建立作为下列一个或多个的函数:衬底温度,加 压气体流速,加压气体流温度,真空排气流速,真空排气温度,加压气体相对湿度和浸渍液 体温度。虽然必须承担校准测量,但是这个方法大大地减小了在运送给顾客的最终光刻设 备中的结合额外功能元件的需要。

[0102] 当考虑到与冷却的密封构件12相关的衬底冷却问题时,密封构件12的最重要的 区域是最靠近和/或面对衬底W的区域。根据在图14中描述的本发明的实施例,密封构件 12由在最靠近衬底W的密封构件12的部分中的层400中分布的沟道网络构成。设置密封 构件温度稳定器200以控制热交换液体供应系统410,该系统以控制的温度和/或流速提供 热交换液体到所述网络。如前面实施例所述,能够提供反馈控制器从而以更有效的方式帮 助控制衬底温度。在这种情况下,可以调节由液体供应系统400提供的热交换液体的温度 和/或流速,以减小在一个或更多如通过局部温度传感器60系统所测量的衬底温度和/或 衬底台温度与目标温度Tt之间的差。也就是说,存在单个温度传感器60时,液体供应系统 400把这一个温度读数与单个目标温度Tt比较,当存在多个温度传感器60时,液体供应系 统400把多个读数和单个目标温度Tt比较,或与多个目标温度Tt比较,该多个目标温度相 应于衬底W的特殊区域,和/或衬底台/衬底固定器的相应区域,因此相应于温度传感器读 数(其内部可以使用平均读数)的特殊组。可以参考需要校正的校准表230来控制液体的 温度和/或流速,从密封构件温度的测量建立作为下列一个或多个的函数:衬底温度,加压 气体流速,加压气体流温度,真空排气流速,真空排气温度,加压气体相对湿度和浸渍液体 温度。虽然必须承担校准测量,但是这个方法大大地减小了在运送给顾客的最终光刻设备中的结合额外功能元件的需要。

[0103] 依靠位于密封构件12中的机械装置的上述这些实施例的总的优点在于其可以在 不影响衬底台WT (对于液体基的或电系统都是成立的)的动力特性的情况下实施。密封构 件温度条件也不仅改善了在衬底W中短期(管芯到管芯)的温度变化,也改善了从一个衬 底W到下一个衬底的长期温度变化。更通常地,与密封构件改善相关的开发成本(和开发 时间)有可能显著低于包括衬底台WT的那些。除了与控制衬底台WT的动力相关的问题之 外,有利于在密封构件12上而不是衬底台WT上的工作的另一因素涉及平坦需求,其对于密 封构件12缓和了大约是100倍之多。这可以是很重要的,例如,沟道被机械加工到密封构 件12中。随着热交换液体的压力的变化(由于在密封构件的外表面和内沟道边缘之间残 留的材料的窄的宽度的减小的硬度),靠近表面(在那里它们是最有效的)引入孔倾向于引 入表面不规则(凸出部分)。

[0104] 图15至18描述了包括液体运输沟道网络的设置,这次位于衬底台WT中靠近衬底 W的位置。设置沟道的布局以控制衬底W的温度,其可能受到来自其顶部表面的浸渍液体蒸 发不利地影响。

[0105] 在本实施例中,提供用于控制热交换液体温度和流速的衬底台热交换液体控制器 510,该热交换液体流过沟道网络500。

[0106] 如前面实施例所述,能够提供反馈控制器从而以更有效的方式帮助控制衬底温 度。在这种情况下,可以调节衬底台热交换液体的温度和/或流速,以减小在一个或更多通 过局部温度传感器60的系统测量的衬底温度和/或衬底台/衬底固定器温度与目标温度 Tt之间的差。

[0107] 如果局部衬底加热器,如热灯丝也被包括以实施“推挽式的”的温度控制原理,则 该设置可以特别有效率地工作。根据这个实施例,衬底温度控制器520控制衬底加热器控 制器430和衬底台热交换液体控制器510的操作。可以包括反馈控制器作为衬底温度控制 器520的一部分,以最小化在衬底温度和目标温度Tt之间的差,其中衬底温度如通过局部 温度传感器60在衬底W和/或衬底台/衬底固定器上的一个或者多个位置进行测量。也 就是说,存在单个温度传感器60时,衬底温度控制器520把这一个温度读数与单个目标温 度Tt比较。当存在多个温度传感器60时,衬底温度控制器520把多个读数和单个目标温 度Tt比较,或与多个目标温度Tt比较,该多个目标温度相应于例如衬底W的特殊区域,和/ 或衬底台/衬底固定器的相应区域,因此相应于温度传感器读数(其内部可以使用平均读 数)的特殊组。可选择地,如果热流可以计算为密封构件12相对于衬底W的速度和位置的 函数,则可以使用前馈回路。根据“推挽式的”原理,热交换液体控制器510可以设置成在 低于目标温度Tt的温度下提供液体,有效地起到冷却衬底W的作用。可以是如上所述的电 阻加热器(热灯丝)的局部衬底加热器对于突然的蒸发率的增加比热交换液体控制器反应 得更快。另外它们的反应速度通过设定热交换液体控制器的冷却作用而改善。并且,应该 发生衬底温度的过调节,然后供应冷却的热交换液体,将比没有额外的冷却机械装置提供 的情况更迅速地回复到平衡。

[0108] 为了机械加工的简便(在其它原因中),沟道500的网络包括基本在衬底台的平面 内取向的垂直孔(其可以是钻孔的)的阵列,如图16中所述。这些垂直孔的末端必须连接 并接近不透水的。这可以通过在这些孔中的插塞完成。然而,包括4mm孔和8mm节距的典型

20的设置中,可能需要大于80个插塞。除了需要建立许多独立元件的这个问题之外,存在这 种设置中存在产生闭塞不通的端部的可能性,其中液体完全无法到达或液体无法循环。根 据本发明的实施例,通过在衬底台WT的边缘提供循环沟槽420 (如图16至18中所示)克 服了这些问题,在衬底台内部所有的通孔可以整齐地连接,而没有闭塞不通的端部。这个设 置具有另一优点在于:可以使得液体更靠近衬底台WT的边缘循环。该循环沟槽420可以使 用更小数量的元件密封。在所示实施例中,使用密封环410,为了安装的简便其可以分成两 个元件并通过胶或一些其他的标准粘结技术粘附到沟槽。改善的液体分布为衬底台WT提 供了更均勻和受控制的冷却,使得热量管理更有效并改善了覆盖。

[0109] 在上述实施例中,已经示出了所包括的局部衬底温度传感器60嵌入在靠近衬底W 的衬底台WT中。这些传感器可以基于多个原理工作,这些原理通常以校准测量和可重复的 温度相关属性(如电阻)为基础。虽然所示的嵌入在衬底中,局部温度传感器也可以定位在 如图19中所示的密封构件12中。由于跨过缝隙22的热连接相对较差(不像在衬底W和 嵌入在衬底台WT中的传感器之间,其中更容易设置高的导热率),优选位于密封构件12内 的传感器60通过分析从衬底W发射的辐射来操作。根据本发明的实施例,提供这个类型的 传感器60,其包括能够确定在波长范围上的俘获的辐射的强度谱的辐射俘获和分析器件。 通常,如果选择更广范围的波长,可以最精确地确定温度。然而,对于在本申请中的感兴趣 的温度,选择包含和/或在红外辐射波段中间的受限的波长范围是节约成本的。

[0110] 图20示出了本发明的实施例,其中局部微小温度控制系统600建立在衬底台WT 中。在所示的例子中,这些控制系统600定位在衬底台WT (斑点顶(burltops)640)的上升 部位的顶附近,其反过来与衬底W接触。每个微型控制系统600包括微型温度传感器610, 其可以作为微能量集成电路温度传感器来实现,和微型加热器620,其可以作为集成电路加 热器(有阻力地分散热量)来实现。设置微型控制系统600以使得启动加热器元件620以 当如由微型温度传感器610测量的衬底局部温度下降到预定阈值以下时发热。一旦温度升 高以至于它超过了阈值,设置微型控制系统以关闭微型加热器。由于控制系统600的微型 尺寸和不需要分开的外部控制系统以控制加热器620,因此这个设置具有能够提供高度局 域化的温度控制的优点。将需要仅仅两条导线(连接线630)来为在衬底台WT中的所有微 型控制系统600提供电压。在斑点顶640中的微型温度传感器600的建立可以通过从硅晶 片形成衬底台WT来进行。可以使用微制造技术如MEMS (微机电系统)和CMOS (互补金属 氧化物半导体)技术以提供标准衬底台WT构造的完全复制,同时也在每个斑点顶640上加 上集成电路温度传感器/加热器610/620,并提供将它们电连接到外部(连接630)的方法。

[0111] 图21描述了包括投影系统控制器710的本发明的实施例,设置以根据由温度传感 器60测量的衬底和/或衬底台温度来调节已构图的辐射束的属性。在所示实施例中,多个 温度传感器60嵌入在衬底台WT中。然而,它也应该在本发明的范围内,以在别处提供温度 传感器,例如在密封构件12内,和/或仅仅提供单个温度传感器。

[0112] 如上所述,在衬底W上的浸渍液体的蒸发可以导致衬底冷却,所得的形变导致覆 盖误差,散焦,色差等。根据本实施例,投影系统控制器710能够调节已构图的投影束的参 数,如它的整体缩放比例,定位偏移量等,以对衬底W的热感应形变进行补偿。作为简单的 例子,如果投影系统控制器710接收来自温度传感器60的输入,表明衬底W在第一近似下 均勻地在目标温度下,可以配置以通过因子缩放已构图的投影束,以减小在冷却的衬底W

21上产生的图像尺寸。衬底W和/或衬底台WT的温度通过多个温度传感器60测量以获得温 度曲线时,为了减小误差如层叠误差,散焦和色差,可以通过投影系统控制器710进行更复 杂的修正。这个方法对响应温度的突然改变提供了快速的方法,而不需要在密封构件12或 衬底台WT中结合加热元件,其执行和/或与衬底台WT的动态性能干扰是昂贵的。补偿的 这个形式具有不需要依赖特殊的冷却机制工作的附加优点,并且可应用于在由于除了浸渍 液体蒸发之外的处理对衬底W温度的改变起到了至少一定作用的情况。

[0113] 在图21中所示的实施例中,也提供了热感应形变校准器以把从温度传感器60得 到的读数传送到衬底W的预计形变。这通过首先导出衬底W的温度曲线,然后利用已知的 衬底W的例如衬底材料的热膨胀系数的热属性来得到以计算热感应形变。对于第一近似, 衬底W部分的相对形变与该部分的温度和参考操作温度(与零相对形变对应)之间的温度 差成正比。在所示实施例中,温度传感器60嵌入在衬底台WT中,以使得需要进行另外的校 准以从温度传感器读数中导出衬底温度曲线。在下面的这个和本发明的其它实施例描述了 这个可以怎样得到。

[0114] 根据上述的几个实施例衬底W的温度测量通过定位在衬底台WT中的温度传感器 60确定。因为对于定位传感器存在相对大的空间,这个设置具有结构上的优点,它们可以坚 固而精确地定位,并且它们可以通过任何需要的电连接更容易地工作。如前面所讨论的,在 距离在衬底台WT中的衬底W的距离定位传感器也为每个传感器60采用更大的衬底区域提 供了有效的手段。然而,应当理解直接在温度传感器60周围的材料的温度可以给出衬底W 温度的近似值,有可能通过下述的进一步分析得到衬底温度曲线的更加精确的图。这个分 析可以作为任何上述的实施例的一部分实施,该实施例包括位于衬底台WT内的温度传感 器60。

[0115] 假定从衬底表面到其中具有温度传感器60的衬底台WT中的水平面的热传输可以 被描述为:

[0116] Zhuck - α = /(Δ Tsuhln"),

[0117] 其中,7:^是衬底W的初始温度,是由嵌入到衬底台WT中的传感器60所测量 的衬底的区域的当前温度,而ATsubsteate是用于正在讨论的区域的衬底级别处的温度差。在 该关系的基础上可以得到作为一个整体(如果需要)的衬底区域温度和用于衬底的温度曲 线。例如,可以使用下面的模型:

[0118]

[0119] 其后跟随着:

[0120] ΔTtubsln" = -τΙη((Τ:Μ - J^inl)/k),

[0121] 其提供了用于在仅仅基于参数τ和k的衬底级别处的温度差的表达,其反过来能 从测试数据估计。

[0122] 可以使用类似的分析以从红外温度传感信号导出衬底温度的更好的测量。这里, 问题是硅(其经常用作衬底材料)对于红外线是透明的,因此定位在在衬底W上“往下看” 的密封构件12中的红外传感器将会收到从衬底W和直接在它下面的衬底台WT发出的辐射 的混合。

[0123] 如上所述,由于密封构件12相对于衬底W移动,在密封构件12的尾迹中,在衬底W 的顶部表面上会留下液体的薄膜。如果不采取足够有效的措施,这些液体的蒸发会从衬底

22W和和/或衬底台WT抽取热量。获得的在衬底W和/或衬底台WT的温度中的降低能导致 收缩,其反过来会导致覆盖误差,要生产的集成电路的性能/分辨率/或和产量的损失的总 的损失。以上讨论了对这个问题的几个解决方法,包括提供衬底加热沟道网络和/或独立 控制的电加热器的阵列。然而,以热量仅仅在发生蒸发的地方产生的这种方式调整这些加 热机械装置的操作是很困难的。因此,很难确保在衬底W内的温度梯度是最小化的。

[0124] 根据本发明的实施例,提供具有使用微波辐射加热残留在密封构件12的尾迹中 的浸渍液体的装置的光刻设备。微波辐射的频率可调以主要直接加热浸渍液体,而不与周 围设备的元件(如衬底台WT,衬底W,密封构件12等)耦合。因此发热量能直接精确地施 加到需要的地方,而温度梯度能够被最小化。大体上,需要蒸发液体的热量可以完全由微波 源提供,以使得不从衬底W吸取热量。

[0125] 图22示出了示例设置,包括微波源800,设置以提供用于加热使用的浸渍液体的 微波辐射,和微波容器罩810,设计以在感兴趣的区域内包含微波辐射(对于保护区域,例 如浸渍液体容器25,在那里加热是不期望的)。在所示的实施例中,感兴趣的区域基本覆盖 了在密封构件12周围的衬底W的环形区域。在密封构件12相对于衬底台WT移动得足够 远以便该液体将会留在暴露在微波下的区域之前,可以选择由微波容器罩810覆盖的区域 尺寸足够大,以至于微波辐射能完全蒸发在密封构件12的尾迹中残留的浸渍液体。微波容 器罩810的尺寸将会因此是保留在容器罩810中的微波辐射强度、密封构件12通过衬底台 WT的速度和期望残留在密封构件12的尾迹中的液体量的函数。

[0126] 微波容器罩810可以由金属材料形成,具有确保微波的基本全反射的适合尺寸的 开口。在微波容器罩810内的微波辐射的传播由箭头830示意性示出。可以在校准测量的 基础上选择微波源800的功率,其确定在衬底上残留的液体被加热的速率。例如,为了确定 哪个电源导致最小的覆盖误差,对许多不同的微波源功率进行了测试。可选择地,可以提供 温度传感器60并经过数据连接850结合到反馈回路中。当密封构件12的速度随着时间改 变和/或当从密封构件12逃出的浸渍液体的量改变时这个设置是有优势的。当微波加热装 置结合其他温度补偿方法使用时,反馈机制也是有用的,其有效地随着时间改变。如上所述 地反馈设置中,这里的反馈回路可以包括调节微波源800的功率,以便由温度传感器60测 量的温度朝一个或多个目标温度聚合。可以预计,微波源800将会发射微波波长辐射。然 而,如果最有效地耦合所使用的浸渍液体的辐射的波长正好在与微波有关的通常波长范围 之外,则可以理解,源800适合于发射适当波长的辐射(例如在红外或者可见光中)。

[0127] 图23示出了根据在衬底温度中的空间变化能够调节热量输出的空间变化,而不 需要温度传感器和/或外部控制系统的复杂设置的衬底加热器设置。这可以通过形成靠 近衬底台WT表面的导电带900而实现,与衬底W有良好的热接触。例如,导电带900可以 通过在衬底台WT的顶表面上涂敷导电材料而形成。在所示的实施例中,提供外部电流源 920(未示出),以使得相等的电流910经过每个导电带900。根据第一变化,提供相同电流 经过每个导电带900的单个电流源920。可选择地,可以提供多个电流源920,设置其以使 得不同的电流经过导电带900。在另一种情况下,经过每个导电带的电流保持恒定,以使得 单位长度的电阻发热产生的热率仅仅依赖于形成导电带900的材料的局部电阻。根据本实 施例,选择的材料具有负温度相关性(即温度的增加导致电阻减小),优选具有强烈的负温 度相关性,以使得在每个导电带900的较冷区域(其具有较高的电阻)中产生比相对较热的区域中产生明显更多的热量。在这种情况下,更多的热量自然地导入到那些最需要加热 的区域,因此减小了温度梯度。特别地,可以改变电流910直到在更冷区域和更热区域之间 的发热量的差基本补偿了由在衬底W的表面上的液体蒸发带走的热量(其如上所述,期望 对衬底温度的非均勻性作出了主要贡献)。在导电带中的一个的任何给定段产生的热量期 望与由电流乘以该段的电阻的平方成正比。

[0128] 在上述实施例中,直接使用导电带900的温度相关电阻率以提供温度相关衬底, 该衬底通过使用本身作为加热器的导电带加热。根据本发明的可选择的实施例,可以使用 导电带900作为温度传感器,可以与他们作为加热元件的功能相结合。图24示出了根据这 个实施例的设置。再一次,电流910经过导电带900,其设置成具有温度相关电阻率。优选 地,如前所述,温度相关电阻是强烈负的,但较弱的温度相关和/或正的温度相关也是可以 容忍的。根据这个实施例,提供分开的局部衬底加热器930,其通过局域化的电源/放大器 950为每一个提供能量。供给每个衬底加热器930的电源通过参考在导电带900的段中的 局部电阻率的测量来控制,该导电带900最靠近讨论中的衬底加热器930。例如可以通过 测量在最近的一对电极940之间的电势差而得到这个,如图24中所示。如前所述,导电带 900的局部电阻率是局部温度的函数。

[0129] 可以使用校准测量以确定在电阻率和衬底W的局部温度之间的关系,可以设置电 源/放大器950以在测量的电阻率和与所希望温度对应的电阻率之间的差别的基础上调节 衬底加热器930的功率。

[0130] 上述设置具有不被导电带900的电阻率的温度相关性的强度限制的优点,并能够 主要提供更强烈的空间相关加热能量给衬底W。提供大量成对的电源/放大器950和衬底 加热器930允许高的空间分辨率。另外,因为提供给衬底加热器930的加热能量通过导电 带900段附近的电阻率的简单测量确定,对于在衬底台不需要平面处的复杂且庞大电子设 备或是外部提供的复杂控制电子设备。由电源/放大器950提供的放大因子(或放大函 数:描述局部加热器功率应该怎样随着从所希望温度的偏移量变化而变化)可以参考校准 测量预先被确定,并能在硬件上提供。

[0131] 图25示出了本发明的实施例,其中衬底W由感应加热器加热。这个方法具有主要 在需要加热的地方提供加热的优点(例如在密封构件12的周围)。感应源960启动以通 过与形成在衬底台WT内部的感应元件970耦合来提供感应加热能量,并优选处于能与衬底 W良好热接触的位置。感应源960的功率输出反过来被感应控制器980控制。感应控制器 980可以根据预先设定的路线改变感应源960的能量(例如,为了主要加热密封构件12最 近通过其上的衬底W的区域)。可以提供多个空间分开的感应源和/或元件:例如,每个可 配置以提供相同或不同的加热量,以便可以以减小温度梯度的方式为衬底W提供热量。可 选择地,感应控制器980可以使用反馈模型。这可以配置以改变感应源960的输出功率,以 使得由一个或多个温度传感器60所测量的温度与一个或多个对应的目标温度会聚。加热 衬底台WT的感应加热的使用具有另外的优点,其在于仅仅需要对衬底台WT (例如加入感应 元件970)作少量的改变。因此,衬底台WT的机械操作不会被显著地干扰。感应源960从 感应元件970机械分离的事实是有优势的,也从可升级性来说:每个元件在较大程度上适 合于独立于其他元件。

[0132] 如上所述,减小由浸渍液体从衬底W表面蒸发引起的冷却的一个方法,是为气体密封27提供潮湿气体(潮湿气体在广义上理解为包含很大一部分以蒸汽形式存在的浸渍 液体的气体)。在衬底W上的气体包含更高比例的浸渍液体蒸汽,在从衬底W的液体蒸发 和液体蒸汽凝结到衬底W之间建立了动态平衡,以至于净蒸发率低于如果在衬底W上方的 气体是干燥的情况(即不包含任何大量的浸渍液体蒸汽)。为了这个机制以可重复和恒定 的方式工作,有必要为使得供应到气体密封27的气体潮湿提供可靠的方法。根据实施例, 如在图26中示意性所示,为了这个目的提供了增湿部件1000。气体从干净气体源(例如) 经过导管1005到蒸发容器1010输入到增湿部件1000中。蒸发容器1010包括内部加热元 件,为了产生浸渍液体蒸汽该内部加热元件加热一个或者多个浸渍液体容器。由此产生的 浸渍液体蒸汽与经过导管1005提供的干净气体混合,并从蒸发容器1010经过导管1015输 出。部分饱和的气体然后输入到凝结容器1020中(也称作“冷却容器”),其中它冷却到气 体和浸渍液体蒸汽的混合物达到过饱和并且浸渍液体从混合物中凝结出来的程度。以气体 形式残留的是在凝结容器1020的工作温度下非常接近或正好100%饱和的浸渍液体蒸汽。 这个100 %的饱和气体供应然后经过导管1025输入到混合室1040中,在这里它可以与以控 制的比例从干燥气体源1030经导管1035输入的干燥气体源混合,以便使得输出气体经过 导管1045以控制的温度和/或控制的饱和度输出,例如其可以然后供应给气体密封27。

[0133] 用于增湿气体的可选择的系统是将它通过所谓的起泡器,其是浸渍在包含液体和 液体蒸汽的容器中的多孔器件。随着它的通过气体变得逐渐的饱和。在这个设置中控制产 生的气体的饱和度或湿度是困难的。流速、容器温度或液面的变化都会影响离开该系统的 气体中保留的液体蒸汽的量。特别地,使用这个方法很难达到100%饱和。优化这样系统的 性能可以得到相对复杂的装置设计,例如保证在液体和气体之间的足够和可重复的接触。

[0134] 如上所述,从衬底W的浸渍液体的蒸发对于光刻设备的性能有不利效果。在液体 中的污染可以导致衬底W上的颗粒污染(也称作水污染)。因为冷却效应,蒸发也可以不利 地影响覆盖性能、聚焦和光学性能。可以使用在气体密封27中的增湿气体以最小化蒸发。 根据一个方法,需要100%的饱和气体以达到从衬底W的表面的零净蒸发。上面已经讨论了 以可控制的方式产生100%饱和气体的实施例。然而,由于气体地膨胀,随着它从气体密封 27输出,气体的相对湿度不可避免地降低了。实际上,这可以意味着当气体在衬底W的工作 温度导出时(例如22°C ),接近使用最大可达到的湿度可以基本低于100%,例如约60%。 如果小于100%相对湿度的气体保留在衬底表面上方,就会发生一定程度的净蒸发。

[0135] 根据在图27中简要说明的实施例,在气体离开气体密封27并已经膨胀后,气体的 湿度通过增加供应到气体密封的气体的温度来被控制。

[0136] 在这种情况下,离开气体密封27的热气体突然暴露在更低温度的环境中(即光刻 设备的正常工作温度)并冷却。冷却倾向于增加饱和度或相对湿度。可以控制整体温度下 降以对气体的膨胀和饱和率的相关减小作出补偿。

[0137] 对于保持在22°C的工作温度并具有供应到气体密封27的接近饱和(例如 90-100%的相对湿度)的气体的典型系统,典型的密封构件压力下降0. 4巴,在1和5K之 间的温度偏移量对于在气体密封27外残留在衬底W上方的气体中保持接近100%的相对湿 度是足够的。需要对系统认真的设计以在气体离开气体密封27之前阻止高度饱和的气体 的凝结。例如,经过密封构件12导引到气体密封27的导管壁应当是热绝缘的,以把热气体 与冷却的密封构件12隔开并防止在导管壁上凝结。[0138] 图27,如上所述,示出了用于控制供应到气体密封27的气体温度的设置,其可以 位于例如在增湿部件1000和气体密封27之间。相关的冷却饱和气体通过导管1045供应 到热交换器1100,其通过由加热器1110提供的热交换液体的热交换来加热饱和气体到目 标温度。加热器1110在温度Tl下通过输入线1120提供热交换液体,并在温度T2下接收 经过输入管1130的热交换液体,其中Tl大于T2。例如,加热器1110可以通过Peltier加 热器对热交换液体加热。根据示例设置,提供Peltier加热器,其工作在500瓦至1500瓦 的范围内以产生温度控制在27°C设定点精确到士0.01°C的水。

[0139] 根据在图28中简要描述的本发明的实施例,使用增湿柜1200产生潮湿气体的高 纯气流,其中几个平行的蒸发单元1220用来蒸发液体。产生的潮湿气体的温度通过由导管 1205为每个蒸发器1220提供温度受控制的热交换液体流而被控制。可以通过热交换液体 源1110提供热交换液体,也可以使用它以控制在如上所述的供给气体密封27之前的饱和 气体的温度。可选择地,可以提供分开的热交换液体源。在经过热交换器1100到达密封构 件27之前,湿度和温度受控制的气体经过憎水过滤器1210到达输出阀1250。

[0140] 改变或甚至停止来自增湿柜1200的潮湿气流改变了平衡,在潮湿气流以良好地 受控温度和饱和度再次供应到气体密封27之前,可能需要很长的稳定时间。然而,由于由 密封构件12和气体密封27实施的任务的动态特性,气体密封27需要的气体速率可以相 当大地随着时间变化:例如,可能短时间内存在气体密封27不工作的情况。除了调节系统 使得它能更快速稳定之外,其需要牢固且复杂的额外装置,本实施例包括可变的通风系统 1240,其允许气体以可控制速率通风到外部容器或排出。该通风系统1240可以设置以使得 从增湿柜1200的流速保持恒定。这实际上通过确保经过主阀1250和通风系统1240的总 的流速保持恒定可以实现。这可以通过设置通风系统1240以具有对应于压力计1230的读 数的流动阻抗而实施,其相应于由增湿柜1200 “感觉”的背压。特别的,这个压力应该保持 恒定。因为可以避免对在不同的气体密封27的操作阶段之间的稳定时间的需要,所以这个 设置不仅仅提供了更好的稳定性,也提供了更高生产量。

[0141] 所有以上的特点能以任何组合结合,并能应用到与包括在上面的背景技术部分提 到的那些的所有类型的液体供应系统相关的地方。

[0142] 虽然在本文中作出了对在IC制造中光刻设备使用的具体描述,但是应该理解这 里描述的光刻设备可以具有其他应用,如集成光学系统的制造,用于磁领域存储器的图案 的引导和检测,平板显示器,液晶显示器(LCD),薄膜磁头等。本领域的技术人员应当清楚在 可选择的应用的前文中,这里对术语“晶片”或“管芯”的任何使用被认为分别是更通用术语 “衬底”或“目标部分”的同义词。在曝光前或曝光后,这里的衬底可以在例如轨迹(典型的 涂敷抗蚀剂层到衬底并显影曝光的抗蚀剂的工具)中、计量工具和/或观察工具中被加工。 可应用的,这里的公开内容可以应用到这样的或其他的衬底加工工具。并且,衬底可以不止 加工一次,例如为了建立多层IC,以使得这里使用的术语衬底也可以指已经包含多个已加 工层的衬底。

[0143] 虽然上面已经对利用光刻技术的上下文中的本发明实施例作了具体参考,可以理 解本发明也可以应用到其他应用中,例如印刷光刻,且上下文允许的,并不局限于光刻。在 印刷光刻中,构图器件中的形状限定了在衬底上产生的图案。构图器件的形状可以被压印 到提供到衬底的抗蚀剂层中,在衬底上抗蚀剂通过施加电磁辐射、热、压力或者它们的组合

26来硬化。在抗蚀剂硬化后,构图器件从抗蚀剂移开并在其中留下图案。

[0144] 这里使用的术语“辐射”和“束”包括了电磁辐射的所有类型,包括紫外(UV)辐射 (即具有约365、248、193、157或126nm的波长)和超紫外(EUV)辐射(例如具有5_20nm范 围内的波长),和粒子束,如离子束或电子束。

[0145] 术语“透镜”,本文中允许其指代任何一种或多种类型光学元件的组合,包括折射、 反射、磁、电磁和静电光学元件。

[0146] 由于上面已经描述了本发明的具体实施例,应当理解除了所述之外,本发明也能 实施。例如,本发明可以采用包含一个或多个描述了上面公开的方法的机器可读指令序列 的计算机程序的形式,或具有这样的计算机程序存储在其中的数据存储媒介(例如半导体 存储器,磁或光盘)。

[0147] 本发明可以应用到任何浸渍光刻设备,特别是但不是排他性的,可以应用到上述 的那些类型。

[0148] 上面的描述倾向于是说明性的,而不是限制性的。因此,对于本领域的技术人员可 以对所述的本发明作出修改,而不超出下面的权利要求书的范围。

Claims (12)

  1. 一种光刻设备,包括:支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐射束:支撑衬底的衬底台;把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统;用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的液体供应系统;在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙中基本包含所述液体的密封构件;和衬底台移位系统,沿着相对于所述密封构件的预定路径移动所述衬底台,由此在所述衬底的表面上移动所述目标部分;和根据位置、速度、加速度和所述衬底台相对于所述密封构件的预定路径、局部衬底温度、和局部衬底台温度的至少一个来加热所述衬底的至少一部分的衬底加热器。
  2. 2. 一种光刻设备,包括:支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐 射束;支撑衬底的衬底台:把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统;利用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的液体 供应系统;在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的间隙基本包含所述液体的密封构件; 控制从所述密封构件经过缝隙逃出的液体量的气体密封,该缝隙通过所述密封构件的 边界限定在一侧面上和通过所述衬底限定在第二侧面上;所述气体密封包括加压气体出口,通过它加压气体被供应到所述缝隙内的区域,和真 空排气进口,通过它由所述加压气体出口供应的气体从所述缝隙内的区域去除,所述加压 气体出口和真空排气进口分别连接到嵌入到所述述密封构件中的加压气体管和真空排气 管,其中所述密封构件进一步包括密封构件温度稳定器。
  3. 3. 一种光刻设备包括: 调节辐射束的照明系统;支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐 射束;支撑衬底的衬底台;把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统:利用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的液体 供应系统;在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的间隙中基本包含所述液体的密封构件;用于控制流过嵌入在所述衬底台中的沟道网络的热交换液体的温度和流速的衬底台 热交换液体控制器。
  4. 4. 一种光刻设备包括:支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐 射束;支撑衬底的衬底台;把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统; 所述衬底台包括至少一个集成的局部温度控制系统,该系统包括: 与加热器耦合的温度传感器,所述加热器被构成为当由所述温度传感器测量的局部温 度低于预定参考值时产生热量,当所述局部温度超过所述预定参考值时停止产生热量。
  5. 5. 一种光刻设备包括:支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐 射束;支撑衬底的衬底台;把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统;至少一个温度传感器,用于测量所述衬底、所述衬底台和衬底固定器的至少一个的至 少一部分的温度;和投影系统控制器,其根据由所述至少一个温度传感器测量的所述温度来调节所述已构 图的辐射束的属性。
  6. 6. 一种光刻设备,包括:支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图的辐 射束:支撑衬底的衬底台;把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统;用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的液体供 应系统;在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的所述间隙中基本包含所述液体的密封 构件;和衬底台移位系统,沿着相对于所述密封构件的预定路径移动所述衬底台,由此在所述 衬底的表面上移动所述目标部分;和微波源和微波容器器件,一起被设置成为所述衬底表面上的液体供热。
  7. 7. 一种器件制造方法,包括:提供支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图 的辐射束;提供支撑衬底的衬底台;提供把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统;提供利用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的 液体供应系统;提供在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的间隙中基本包含所述液体的密封 构件;和提供衬底台移位系统,沿着相对于所述密封构件的预定路径移动所述衬底台,由此在所述衬底的表面上移动所述目标部分;和根据依照位置、速度、加速度和所述衬底台相对于所述密封构件的预定路径、局部衬底 温度和局部衬底台温度的至少一个来加热所述衬底的至少一部分。
  8. 8. 一种器件制造方法,包括:提供支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图 的辐射束;提供支撑衬底的衬底台;提供把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统;提供利用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的 液体供应系统;提供在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的间隙中基本包含所述液体的密封 构件;提供控制从所述密封构件经过缝隙逃出的液体量的气体密封,该缝隙通过所述密封构 件的边界限定一个侧面上在和通过所述衬底限定在第二侧面上;提供气体密封,其包括气体进口,通过它供应气体到所述缝隙内的区域,和真空排气出 口,通过它由所述气体进口供应的气体从所述缝隙内的区域去除,所述气体进口和真空排 气出口分别连接到嵌入到所述密封构件中的气体进口管和真空排气出口管。 稳定所述密封构件的温度。
  9. 9. 一种器件制造方法,包括:提供支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图 的辐射束;提供支撑衬底的衬底台;提供把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统;提供利用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的 液体供应系统:提供在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的间隙中基本包含所述液体的密封 构件;提供嵌入在所述衬底台中的沟道网络,和 控制流过所述沟道网络的热交换流体的温度和流速。
  10. 10. 一种器件制造方法,包括:提供支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图 的辐射束;提供支撑衬底的衬底台;提供把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统;其中 所述衬底台包括至少一个集成的局部温度控制系统,其包括:与加热器耦合的温度传感器,所述加热器被设置为当由所述温度传感器测量的局部温 度低于预定参考值时产生热量,当所述局部温度超过所述预定参考值时停止产生热量。
  11. 11. 一种器件制造方法,包括:提供支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图 的辐射束;提供支撑衬底的衬底台;提供把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统;提供至少一个温度传感器,用于测量所述衬底、所述衬底台和衬底固定器的至少一个 的至少一部分的温度;和根据由所述至少一个温度传感器测量的所述温度来调节所述已构图的辐射束的属性。
  12. 12. —种器件制造方法,包括;提供支撑构图器件的支架,该构图器件能够将它截面中的图案赋予辐射束以形成构图 的辐射束;提供支撑衬底的衬底台;提供把已构图的辐射束投影到衬底的目标部分的投影系统;提供利用液体至少部分地填充在所述投影系统的最后元件和所述衬底之间的间隙的 液体供应系统;提供在投影系统的所述最后元件和所述衬底之间的间隙中基本包含所述液体的密封 构件;和提供衬底台移位系统,沿着相对于所述密封构件的预定路径移动所述衬底台,由此在 所述衬底的表面上移动所述目标部分;和使用微波源和微波容器器件以给在所述衬底的表面上的液体供热。
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