CN102156390B - 涉及浸没光刻技术的方法和浸没光刻设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及浸没光刻技术的方法和浸没光刻设备，并且公开了一种浸没光刻设备的流体限制系统的操作方法。流体限制系统的性能通过几种不同的方法测量。基于性能的测量结果，产生一个例如指示需要实施修复措施的信号。

Description

涉及浸没光刻技术的方法和浸没光刻设备
本申请是于2008年9月27日递交的、申请号为200810168934.0、发明名称为“涉及浸没光刻技术的方法和浸没光刻设备”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种操作流体限制系统的方法和一种浸没光刻设备。
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(reticle)的图案形成装置用于生成对应于所述IC的单层的电路图案。可以将该图案成像到衬底(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。图案成像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曝光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。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案形成到衬底上。
曾有提议将光刻投影设备中的衬底浸没到具有相对高的折射率的液体中(例如水)，以便填充投影系统的最终元件和衬底之间的空隙。这能够实现更小特征的成像，因为曝光用辐射在液体中具有更短的波长。(液体的效果也可以认为是提高系统的有效数值孔径同时增加了焦深)其他的浸没液体也有提到，包括含有悬浮的固体(例如，石英)颗粒的水。至少一个所述的实施例中浸没液体是水。然而，至少一个实施例也可以用其他类型的浸没液体或其他流体。这些浸没流体具有比空气更大的折射率。最好，所述浸没流体具有比水更大的折射率。
然而，将衬底或衬底和衬底台浸入到流体池(参见，例如美国专利号US4,509,852)意味着将在扫描曝光过程中加速很大体积的流体。这需要额外的或更大功率的电动机，而液体中的湍流也可能会导致不希望的或不能预期的效果。
一种解决方案是，液体供应系统使用液体限制系统仅在衬底局部的区域且在投影系统的最终元件和衬底之间提供液体(通常衬底具有比投影系统的最终元件更大的表面积)。PCT专利申请公开No.WO99/49504中提出了有关配置这种设备的方法。如图2和图3所示，液体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提供到衬底上，在已经通过投影系统下面后，液体通过至少一个出口OUT移除。也就是说，当所述衬底在所述元件下沿-X方向扫描，液体在所述元件的+X侧供给到衬底上，而在-X侧移除。图2是配置示意图，液体通过入口IN提供，而在所述元件的另一侧通过出口OUT移除，该出口连接到低压源上。在图2的例子中，虽然液体沿着衬底相对于最终元件的移动方向供给，但不是必需的。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示出了一个实施例，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。
在欧洲专利申请公开No.EP1420300和美国专利申请公开No.US2004-0136494)中(在此以引用的方式将该两个申请的内容整体并入本文中)，公开了一种具有成对的或双台的浸没光刻设备的方案。这种设备具有两个台用以支撑衬底。调平测量在没有浸没液体的工作台的第一位置进行，曝光在具有浸没液体的工作台的第二位置进行。可选的是，设备仅具有一个台。
很多浸没光刻设备通常是将浸没流体提供到投影系统的最终元件和衬底之间的空隙中。流体也通常会从所述空隙移除。例如，这种所述移除是因为浸没流体的清洁或因为浸没流体的温度环境等。
发明内容
本发明旨在例如保持浸没光刻设备能长期运行。本发明旨在提供一种例如流体限制系统的污染物的检测方法和/或一种确定浸没光刻设备的流体限制系统何时需要清洁的方法。
根据本发明的一方面，提供一种浸没光刻设备的流体处理系统的操作方法。所述方法包括：测量流体处理系统的、表明在流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体限制水平的性能参数；如果测量表明性能损耗低于某一阈值，则产生一信号，所述信号提醒注意：流体处理系统的限制性能已经下降到某一阈值以下。
根据本发明的一方面，提供一种检测浸没光刻设备的流体处理系统的污染物的方法。所述方法包括：(i)在流体处理系统的运行过程中检测部件的热损失的改变或(ii)检测流体处理系统的单相抽取器的出口侧的压力变化或(iii)计算与流体处理系统相关的流体流中的污染物颗粒的数量或(iv)检测通过流体处理系统的出口和/或入口的流体中的压力变化和/或流速变化或(v)检测通过流体处理系统的限制部件的液体泄漏或(vi)检测为将流体处理系统保持在所需的位置而施加到流体处理系统上的力的变化或(vii)选自(i)～(vi)的任何组合。
根据本发明的一方面，提供一种检测光刻设备的流体处理系统的污染物的方法。所述方法包括在第一侧使流体处理系统的多孔构件接触流体；从多孔构件的第二侧以一恒定速率移除流体，该第二侧是与第一侧相对；通过监测以所述恒定速率移除的流体的压力来检测污染物。
根据本发明的一方面，提供一种检测浸没光刻设备的流体处理系统的污染物的方法。所述方法包括：从投影系统和衬底和/或衬底台之间的空隙提取流体；计算提取的流体中存在的污染物颗粒的数量；和，确定何时污染物颗粒的数量超过某一阈值。
根据本发明的一方面，提供一种浸没光刻设备，该浸没光刻设备包括流体处理系统和控制器，所述控制器配置为测量流体处理系统的性能参数，以及在测量结果显示性能损失低于某一阈值时提示所述流体处理系统的性能参数已经下降到某一阈值以下。
根据本发明的一方面，提供一种操作浸没光刻设备的流体处理系统的方法。所述方法包括：检测在流体处理系统的一单相抽取器的出口侧的压力变化；以及，如果检测结果显示流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体限制水平已经下降到某一阈值以下时产生一个信号。
根据本发明的一方面，提供一种操作浸没光刻设备的流体处理系统的方法。所述方法包括：计算与流体处理系统相关的流体流中的污染物颗粒的数量；和，在颗粒数量超过某一阈值时产生一信号，所述某一阈值指示流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体限制水平的下降。
根据本发明的一个方面，提供一种操作浸没光刻设备的流体处理系统的方法。所述方法包括：检测流体处理系统的热损失的变化；以及如果检测结构表明流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体的污染物水平已经降低到某一阈值以下，则产生一信号。
根据本发明的一方面，提供一种操作浸没光刻设备的流体处理系统的方法。所述方法包括：检测通过流体处理系统的出口和/或入口的流体的压力变化和/或流速变化；和，在检测结果显示流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体限制水平已经下降到某一阈值以下时产生一个信号。
根据本发明的一方面，提供一种操作浸没光刻设备的流体处理系统的方法。所述方法包括：检测通过流体处理系统的限制构件的流体的泄漏；和，在检测结果显示流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体限制水平已经下降到某一阈值以下时产生一个信号。
根据本发明的一方面，提供一种操作浸没光刻设备的流体处理系统的方法。所述方法包括：检测为将流体处理系统保持在所需的位置而施加到流体处理系统上的力的变化；和，在检测结果显示流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体限制水平已经下降到某一阈值以下时产生一个信号。
某一阈值是在实验、经验数据或理论的基础上被选定的参数。阈值可通过使用者的选择进行选定。阈值可通过选定的操作条件和/或操作参数进行确定。阈值可通过在线测量其他特定参数而被确定。阈值可在操作前确定。
根据本发明的一方面，提供一种检测来自光刻设备的流体处理系统的残余流体的方法，所述方法包括：确定表面的第一高度分布图(heightprofile)；通过流体处理系统提供流体到所述表面；相对于流体处理系统移动所述表面，而在移动之后残余流体保留在所述表面上；测定所述表面和保留在表面上的残余流体之和的第二高度分布图；和，通过比较第一和第二高度分布图来确定残余液体的存在。
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，相对应的附图标记表示相对应的部分，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流体供给系统；
图4示出另一个用于光刻投影设备的流体供给系统；
图5示出一流体供给系统；
图6a～c示出另一流体供给系统；
图7示出根据本发明的实施例的流体限制系统的截面示意图；
图8示出根据本发明的实施例的流体限制系统的截面示意图；
图9示出根据本发明的实施例的流体限制系统的截面示意图；和
图10示出根据本发明的实施例的流体限制系统的截面示意图；
图11示出根据本发明的实施例的光学传感器测试顺序的流程图；和
图12和图13示出由光学传感器测试顺序得到的试样的结果，其中图12的高度差异图形显示了在沿X方向移动后裸露的硅表面上的液体径迹和可能的气刀堵塞位置，图13的图像是在成65℃角的方向上移动后液体在透射像上的径迹。
具体实施方式
图1示意的示出了根据本发明的实施例的光刻设备。该设备包括：照射系统(照射器)IL，构造成调节辐射束PB(例如，紫外辐射或极紫外辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与构造成根据特定参数精确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，构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据特定参数将衬底精确地定位的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统PL配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束PB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、静电型或其他类型光学元件，或所有这些元件的组合，以引导、成形、或控制辐射束。
所述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MT可以采用机械的、真空的或其他夹持技术来保持图案形成装置。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。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期望的图案完全相符，例如，图案包含相移特征或所谓的辅助特征。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置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。所述倾斜的反射镜把图案赋予到被反射镜阵列反射的辐射束。
这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括各种类型的投影系统，包括折射型光学系统、反射型光学系统、和反射折射型光学系统、磁性型光学系统、电磁型光学系统和静电型光学系统，或所有这些系统的组合，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。
如这里所述的，设备是透射型的(例如采用透射式的掩模)。可选的，设备可以是反射型的(例如采用如上述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”的机器中，可以并行地使用附加的台和/或支撑结构，或可以在将一个或更多个其他台和/或支撑结构用于曝光的同时，在一个或更多个台和/或支撑结构上执行预备步
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，不会考虑将该源作为光刻设备的组成部件，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件(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可以包括配置用于调整所述辐射束的角强度分布的调整装置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通常包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。所述照射器提供经过调节的辐射束，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，并被图案形成装置图案化。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PB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PB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(精确定位)的帮助来实现图案形成装置支撑结构MT的移动。类似的，衬底台WT的移动可以通过利用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精确定位)来实现。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。虽然所示的衬底对准标记占用专用的目标部分，它们可以设置在目标部分(熟知的划线对准标记)之间的位置上。类似的，在提供多于一个管芯到图案形成装置MA的情形中，图案形成装置对准标记可以设置在管芯之间。
图示的装置可以以至少一种下面的模式进行应用：
1.在步进模式中，在将赋予所述辐射束PB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PB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相对于图案形成装置的支撑结构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)，而所述扫描运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PB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。
具有局部流体供给系统的浸没光刻方案如图4所示。流体通过在投影系统PL的任一侧的两个凹槽入口IN提供，而通过配置在入口IN的径向外侧的多个不连续的出口OUT被移除。入口IN和出口OUT配置在一板中，在板的中心具有一个孔，通过该孔进行辐射投影。流体通过投影系统一侧的一个凹槽入口IN提供，通过投影系统PL的另一侧的多个不连续的出口OUT被移除，这引起投影系统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组合是不被激活的)。
另一种具有局部流体供给系统的浸没光刻方案提到，提供带有流体限制结构(有时称为浸没罩)的流体供给系统，该流体限制结构沿着投影系统的最终元件和衬底台之间的空隙的至少一部分边界延伸。流体限制结构在XY平面上相对于投影系统基本上是固定的，虽然可能在Z方向(在光轴的方向)上存在相对移动。在一个实施例中，在流体限制结构和衬底表面之间形成了密封。所需的是，这种密封是非接触密封，例如气体密封。这种带有气体密封的系统如图5所示，其在美国专利申请公开No.US2004-0207824中公开，这里合并全部引为参考。
参照图5，贮液器11在投影系统的图像区域周围对衬底形成非接触密封，以便流体被限制并填充在衬底表面和投影系统的最终元件之间的浸没空隙。贮液器至少部分由位于投影系统PL的最终元件之下和周围的流体限制结构形成。流体通过端口13引入到投影系统下面和流体限制结构12内的空隙中(可选地，可以通过端口13移除液体)。所述流体限制结构12在投影系统的最终元件上面一点延伸，流体液面高于最终元件使得能提供流体的缓冲器。在一个实施例中，所述流体限制结构12的内周的上端处的形状接近于投影系统的形状或投影系统的最终元件的形状，例如可以是圆形。在底部，内周与图像区域的形状大致一致，例如矩形，虽然并不是必须的。
流体通过所述流体限制结构12的底部和衬底W的表面之间的气体密封16限制在贮液器中。气体密封由气体形成，例如空气或合成空气，在一个实施例中为氮气N2或其他惰性气体，这些气体在压力下通过入口15提供到流体限制结构12和衬底之间的间隙并通过第一出口14提取。气体入口15处的过压、第一出口14处的真空水平和间隙的几何形状配制成使得形成向内的高速气流，从而限制流体。
衬底W可以从衬底台WT上移除，例如，在不同衬底的曝光之间。在这种情况下，期望流体能够保持在流体限制结构12内。这可以通过相对于衬底台WT移动流体限制结构12实现，反之亦然，使得流体限制结构经过衬底台WT的表面而远离衬底W。这样的表面是快门部件(shuttermember)。通过操作气体密封16或通过夹持快门部件的所述表面到流体限制结构12的下表面，将浸没流体保持在流体限制结构内。所述的夹持是通过控制提供到流体限制系统12的下表面上的流体的流动和/或压力实现的。例如，从入口15提供的气体的压力和/或从第一出口14施加的负压是可以控制的。
快门部件可以是衬底台WT整体的一部分，或是衬底台的一个可分离和/或可更换的部件。这种可分离的部件可作为关闭盘或伪衬底。在一双台或多台配置中，交换衬底时整个衬底台WT被替换。这种配置中，可分离的部件可以在衬底台之间转移。快门部件可以是一个中间台，它可以在流体限制结构12下面交换衬底之前在衬底台WT附近移动。流体限制结构12可以在中间台上面移动，反之亦然。快门部件可以作为衬底台的可移动部件，诸如可缩进桥等，其位于衬底台之间(例如，在交换衬底过程中)。快门部件的表面可以在流体限制结构下面移动，反之亦然。
图6a和图6b，其中后者是前者部分放大图，示出流体移除装置20，该移除装置可以用于浸没系统以移除流体限制结构IH和衬底W之间的流体。流体移除装置20包括室，该室保持一个较小的负压Pc并充满浸没流体。室的下表面由具有多个小孔的多孔构件21形成，其中小孔的孔径dhole范围例如为5μm到50μm，同时所述室的下表面保持在一个表面的上方，液体将从该表面移除，例如衬底W的表面之上，并且保持在高度hgap范围约50μm到300μm的高度处。多孔构件21可以是孔板或任何其他合适的结构，构造成能让流体通过。在一个实施例中，多孔构件21至少具有弱亲液性(slightly liquidphilic)，也就是具有与浸没流体大于0°但小于90°的接触角，例如水(在流体为水的情况下是亲水性)。
所述的负压Pc使得在多孔构件21的孔中形成的弯月面22能阻止气体被拉入流体移除装置的室中。但在多孔构件21接触衬底W表面的流体时，不存在弯月面限制流体的流动，流体能自由的流入到流体移除装置的室中。这种装置能从衬底表面W移除大多数的流体，虽然会保留流体薄膜，如图中所示。
为了改善或最大化流体移除，多孔构件21应尽可能的薄，流体的压力Pgap和室内的压力Pc之间的压力差值应尽可能的高，而Pc和间隙内的气体的压力Pair之间的压力差值应足够低以阻止大量的气体被拉入流体移除装置20。可能不总是能够阻止气体被拉入流体移除装置，但多孔构件能阻止引起振动的不均匀的流动。一种通过电成型、光刻和/或激光切割制成的微筛(micro-sieve)可以用作多孔构件21。荷兰Eerbeek的Stork Veco B.V.制作了一种合适的筛。其他多孔板或多孔材料固体块也可以应用，这些多孔板或多孔材料固体块提供气孔或孔尺寸适于在使用时将经历的压力差下保持弯月面。
这种流体移除装置可以组合到许多类型的流体供给系统12，IH中。一个例子如图6c所示，其公开在美国专利申请公开No.US2006-0038968。图6c是流体限制结构12的一侧的截面图，该流体限制结构形成一个环(这里用到的，环可以是圆形的、矩形的或任何其他形状)，至少部分环绕投影系统PL(未在图6c中示出)的曝光场。在这个实施例中流体移除装置20由在流体限制结构12的下边的最内侧边缘附近的环形室31形成。流体室31的下表面是由例如上述的多孔构件21等多孔构件形成的。环形室31连接一个合适的泵或多个泵，以从室中移除流体并保持所需的负压。使用过程中，室31中充满流体，只是这里为了清楚显示空的状态。
在环形室31外是气体抽取环32和气体提供环33。气体提供环33的下部具有狭缝并且以一定压力提供气体，例如空气、人造空气或冲洗气体，使得从狭缝泄出的气体形成气刀34。形成气刀的气体通过合适的连接到气体抽取环32的真空泵抽取掉，使得所得气流驱使所有残余流体向内，通过流体移除装置和/或真空泵被移除，其应该能容忍浸没液体的蒸汽或小的液滴。然而，因为流体的主体部分通过流体移除装置20移除，少量通过真空系统移除的液体不会引起导致振动的不稳定的流动。
虽然室31、气体抽取环32、气体提供环33和其他环在这里可描述成环，但它们不必环绕曝光场或不必是完整的。在一个实施例中，所述入口和出口可以简单地为圆形、矩形或其他类型，沿着曝光场的至少一侧部分地延伸，例如图2、图3和图4所示。它们可以是连续的，也可以是不连续的。
在图6c中的设备中，大部分形成气刀的气体通过气体抽取环32抽取掉，但部分气体可能流入到流体限制结构周围的环境中，并且潜在地干扰了干涉仪位置测量系统IF。这种干扰可以通过在气刀外侧提供附加的气体抽取环来避免(未示出)。
另外的这样一个单相抽取器如何用于流体供给系统的实例例如在欧洲专利申请公开No.1,628,163和美国专利申请公开No.US 2006-0158627中可以找到。在大多数应用中，多孔构件位于流体供给系统的下侧，衬底W在投影系统PS下面移动的最大速度至少部分决定于流体通过多孔构件21的移除效率。
单相抽取器也可以应用到两相模式，在这种两相模式中流体和气体均被抽取(比方说50％气体，50％流体)。这里术语“单相抽取器”不是仅解释为抽取单相的抽取器，而且更普遍的是结合多孔构件并通过所述多孔构件抽取气体和/或流体的抽取器。
上面提到的单相抽取器(还有其他类型的抽取器)可应用到流体供给系统，该流体供给系统仅仅提供流体到衬底的顶表面的局部区域。而且，这样的单相抽取器也能应用于其他类型的浸没设备中。例如，单相抽取器可应用于池型浸没光刻设备。在池型浸没光刻设备中，衬底的整个顶表面覆盖有流体。抽取器可以用于除水以外的其他浸没流体。抽取器可应用于所谓的“有泄漏密封(leaky seal)”流体供给系统。在这种流体供给系统中，流体提供到投影系统的最终元件和衬底之间的空隙。允许所述流体从所述的空隙沿径向向外泄漏。例如，流体供给系统用于流体供给系统和衬底或衬底台顶表面之间没有形成密封的系统，如这里所述的情形。在“有泄漏密封(leaky seal)”设备中浸没流体仅沿衬底径向向外的方向进行回收。
上面提到的单相抽取器的难点在于多孔构件21中的孔22会被碎片堵塞。碎片包括抗蚀剂和/或表面涂层。这些碎片在成像过程中从衬底上扬起来。孔22堵塞会影响流体供给/移除系统的性能参数。也就是说，性能参数指示通过流体处理系统保持在流体处理系统和衬底之间的流体的限制水平(例如，多少流体以不希望或不必要的方式泄漏掉)。孔22堵塞会减小在不从流体供给系统泄漏液体的情况下衬底的最大移动速度。也就是说，单相抽取器的效率降低了。一种看待这种影响的方式是，当多孔构件21被抗蚀剂或表面涂层污染时，流体相对多孔构件21的接触角增大。接触角增大意味着多孔构件21亲水性减弱。相对于未污染的多孔构件21，较弱亲水性的多孔构件21会导致在更低扫描速度下流体的损失。
流体供给/流体移除系统的至少一个部件在被污染时也会损失性能。因此希望检测这种污染，并且如果需要的话提供一个信号，指示应该实施修复措施。例如，如果测量结果显示性能损耗低于某一阈值(例如，预先设定的阈值)，期望能清洁流体供给/移除系统。可选择地或附加地，期望能替换流体供给/移除系统的至少一部分，例如多孔构件21。可选择或额外地利用其他缓解的方法，例如改变至少一个操作条件(例如增加到多孔构件21的负压或减小扫描的速度)，并且提供的实例任何时候不应该认为是限制。也可以期望不用采取措施。可以提供控制器用于实施在线或离线状态下的测量。一种测量污染物的方法是间接测量流体供给/移除系统的性能参数(例如流体相对多孔构件21的接触角，或多孔构件的污染情况)。控制器包括处理器。处理器可以运行至少一个计算程序和/或阈值(thresholdvalues)和/或测量数据可以存储在与控制器相关联的存储器中。
虽然下面描述了实施例，但是还存在其他方法测量流体限制系统的性能。希望地是，流体供给/移除系统的性能的测量方法是流体相对流体供给/移除系统的部件的接触角的间接测量法。接触角的减小可通过测量性能参数检测到。例如，加载到浸没系统的部件的热载荷的变化能显示性能的变化，因而可以显示接触角的改变。热载荷的变化可能是因为蒸发速率的改变。可选择的或额外地，检测至少一个液体/流体入口或出口的上游或下游的压力变化可以显示性能的改变，因而显示接触角的改变。在其他抽取器部件(例如是沿径向位于单相抽取器外的出口)中的压力测量可以用来测量性能。另一个可能的方法是测量由致动器施加到流体限制系统的力，以将流体限制系统保持在适当的位置。另外，流体泄漏可以直接测量。这种测量可以在线进行(例如通过利用电容或磁传感器)或离线进行(例如通过测试成像衬底以测量缺陷)。也可以是，通过测量用来测量衬底台的位置的光学传感器(例如用于测量透射图像传感器板的高度的光学传感器)的效率损失来测量流体泄漏。而且，污染物可以直接测量(例如，通过计算污染物颗粒的数量)或间接测量(例如，通过监测施加到过滤器上的负压的压力变化)。
一旦测量结果显示性能损耗(例如接触角减小)低于某一阈值，那么就会提供已经达到阈值的指示。所述指示可以是针对所述光刻设备的控制器的信号和/或针对设备的操作者的视觉信号和/或听觉信号，或所有他们的组合。也就是说，信号提醒注意流体处理系统的性能已经下降到某一阈值以下。这时可以用上面描述的至少一个修复(remedial)措施来处理。清洁包括将设备作为一个整体或仅一部分进行清洁。例如，清洁可以仅清洁单相抽取器。
图6c示出流体限制系统的实施例。但是可以理解到本发明的至少一个实施例可以用于除图6a和图6b中的单相抽取器以外的其他类型的流体抽取器。一实施例也可以应用于流体入口。而且，该实施例可以用于不同类型的流体供给系统和不同类型的流体移除系统。
在图6c的流体限制系统中，流体通过单相抽取器被抽取掉。当多孔构件21污染了，流体对多孔构件21的接触角减小。因而在液体不泄漏到多孔构件21外的情况下衬底W在流体限制结构21下面移动的最大速度减小。这是不希望的，因为这导致产量减少和/或不希望的液体接触部分设备或衬底W。
为了避免所述情况的发生，提供了颗粒计算器50。颗粒计算器50设置在单相抽取器的下游。因而通过单相抽取器的颗粒的数量可以计算。在计算一定数量的颗粒后，控制器产生一个前面所说的指示或信号。
颗粒的阈限数量是在实验、经验数据或理论的基础上选择的。一部分大的颗粒将会黏附在多孔构件21上，使得仅是更小的颗粒被颗粒计算器50计算。然而，被多孔构件捕获的颗粒的数量(其导致性能的降低)和通过所述计算器并被计算器计算的颗粒的数量之间存在相关性。
所述计算器50可以额外的或可选择的安置在系统的其他位置。例如，所述计算器50可安置在液体入口的上游或下游。
虽然这里描述的是单相抽取器，可以理解到其他类型的抽取器和其他类型的入口也可以应用。
在图7示出的流体限制结构12的实施例中，第二气刀35设置在图6c中的第一气刀33的径向外侧。图7中示出的实施例的原理可以应用到图6c中的流体限制结构12中。如图7所示，过滤器60设置在多孔构件21下游的管道中。泵，例如真空泵70，提供负压到过滤器60。负压使流体通过过滤器60。泵被控制以使液体以恒定的流速通过过滤器60。
压力传感器80，例如测压表(gauge)，被提供。压力传感器80测量被抽取通过过滤器的流体的压力。更具体的，压力传感器80测量处于过滤器60和泵70之间的管道中的流体的压力。在这种方式中，能够计算污染量及其导致的接触角的减小。当过滤器60被污染物颗粒堵塞时，由于泵70保持恒定流，使得压力传感器80测得的压力就会增大。因此压力增大是污染物水平的量度，例如，超过某一阈值的压力指示某一阈限数量的污染物颗粒。如果接触面积相对于高度的比值大，那么这种测量污染物的系统的效力将会提高。这会提高敏感度，因为堵塞导致的压力的增大比过滤器本身固有的阻力(是高度的函数)要高。
因此图7中的实施例与图6c中的实施例在通入抽取器中的污染物颗粒可以被检测这方面是类似的。当检测到一定量的污染物(也就是测量随着时间流逝的某一压力降)就会提供指示，指示已经达到了阈值水平，如上面所述。
当然过滤器60可能会完全堵塞因此需要定期更换。但是过滤器不是每次达到阈值水平就要更换。这是因为压力传感器80测量的压力的历史记录可以保留，使得随着时间流逝的压降的改变可以用来确定需要进行哪种修复(remedial)措施。
过滤器60可以安置在不同的位置。这些位置可以与推荐的所述颗粒计算器的位置相同。过滤器的另一位置可以位于流体限制系统12的底部表面并且沿径向处于单相抽取器的内侧。过滤器可以是环形的(即，是连续环)或位于至少一个分散的位置。
单相抽取器的设计是提供负压到室31上。这是通过泵来实现的，该泵通过缓冲槽与室31流体连通的。如上面所述，缓冲槽(在液/气界面上)中的压力也可以用来计量单相抽取器的性能。也就是说，多孔构件21本身可以作为过滤器使用。
在一个实施例中，不测量污染物颗粒的数量，而是测量流体供给系统或流体移除系统的性能。可以理解，流体入口或出口的污染物会导致流体通过入口或出口的流速不同。光刻设备对温度波动是敏感的。因而大多数光刻设备具有监测温度的控制器。控制器一般通过加热器或冷却器的加热或冷却保持一稳定的温度。在一实施例中，热载荷的变化可以被测量。
如果加热器或冷却器不工作，所述温度的测量结果或温度升高速率或降低速率的测量结果能提供有关流体供给/移除系统的性能的信息。例如，当流体入口或出口清洁时得到所述温度的测量结果。然后在同样的或类似的条件下使用后获得相同的测量结果。比较所述两个测量结果的温度廓线(profile)就能得到有关机器性能的信息。例如，被测参数超超过某一水平的变化能指示性能的损失。下面将参照图6c中的流体限制系统给出一个特定的例子。
在图6c中的流体限制系统中，所有没有被单相抽取器限制的液体都会被气刀34限制起来。液体和与气刀34/抽取环32相关的气流之间的接触会导致蒸发及蒸发带来的冷却。因此，当单相抽取器的性能因为污染物受到损害(compromised)时，流体限制系统的温度下降。温度的下降速度(或下降的绝对水平)是很好的关于所述单相抽取器的性能水平的指示(guide)。因此，比较在给定的激活时间后所述绝对值或温度下降速度与清洁的流体限制系统在类似的情况下测得的绝对值或温度下降速度能提供有关性能的信息。如果所述绝对温度(absolute temperature)的差值或所述速率差值高于某一值，就会产生一信号指示所述污染物已经达到需要实施修复(remedial)措施的水平，如上面的讨论。
可以意识到，还能测量流体限制系统以外的至少一个其他部件的温度。例如，在单相抽取器的性能下降后可以观察到衬底和/或衬底台冷却加快。因而可应用类似上面所述的方法，当衬底或衬底台的加热器或冷却器停止工作时测量衬底或衬底台温度的改变。
可以理解到，流体在浸没光刻系统的管道中的流动会引起管道周围的部件的冷却。因而上述与图6c中的流体限制系统相关的原理也可以应用到至少一个其他部件。
在一个实施例中，启用所有加热器或冷却器，所述光刻设备可以正常工作。通过监测为保持恒定温度而提供到任何加热器或冷却器上的功率(power)，可以用类似上面所述的方法获得有关单相抽取器31的污染物的信息。也就是，将已知的未污染的流体限制系统的加热器或冷却器的功率分布图(profile)与在相同或类似的条件下使用了一段时间后的相同的参数进行对比。当提供到加热器或冷却器的功率改变超过一定量时，就会产生一信号指示需要实施修复(remedial)措施。所述实施例可以在线应用。
图8示出的是一个具有多孔构件21的单相抽取器的实施例。如图所示，整个多孔构件21覆盖有液体。施加负压到多孔构件21的下游侧。所述负压可以通过泵90提供，例如真空泵。来自多孔构件21(即，来自室31)的下游侧的气体被抽取并且以恒定的流速被抽取掉。压力传感器100，诸如测压表(gauge)，测量多孔构件21(即，室31)下游侧的气压。通过遍布多孔构件21的孔的流体的表面张力能防止在低负压下液体进入多孔构件21的下游侧。当液体不能维持穿过多孔构件21的孔处的弯月面，液体会进入室31内。突然的压力改变可以通过压力传感器100探测。这就是所谓的“泡”点(“bubble”point)。泡点是多孔构件21相对流体的接触角的函数。如上面所述，多孔组件21上的污染物越多则多孔构件21的亲水性或亲液性(hydro-or liquid-philic)就越弱。因而泡点是多孔构件21上的污染物的间接衡量尺度。
图8所示的实施例的方法可以离线施行。当泡点的压力低于某一值时，产生一信号指示需要实施修复措施。
在一实施例中，多孔构件21连接在流体限制系统的下侧。多孔构件21在流体限制系统的机能中没有执行任何作用。但是，多孔构件可以如上所述作为流体限制系统的所述表面的污染物的衡量尺度。当然，所述多孔构件21和上面的所述方法可以用来测量上述浸没光刻设备的任何部件的污染物，而不形成除测量污染物的部件以外的有效部件。
图9示出流体限制系统的实施例，其类似图6和图7中示出的流体限制系统。然而，和其他实施例一样，本发明的实施例可类似地应用于其他类型的流体限制系统。
在图9中，所述流体11的弯月面40如图中所示延伸超出了多孔构件21。也就是说，由于某种原因或其他原因(例如是因为污染物和由此产生的接触角的减小)，单相抽取器不能正常工作。在这种情况下，来自气刀34的气体有效地限制了流体。在正常操作中，来自气刀34的气体沿两个方向101和102传播(即，沿径向内侧和径向外侧)。沿径向内侧传播的气体(如箭头101所示)通过气体抽取环32抽取掉。然而，在图9所示的情形中，来自气刀34的气体被所述的液体阻挡不能自由地沿径向向内侧移动。这样会导致通过气体抽取环32流出的气体的流速的变化。所述流动的变化可以例如利用传感器105检测。所述流动的变化是一指示器说明液体已经通过单相抽取器泄漏并且因此单相抽取器的性能已经受损。
气体抽取环32可以维持一个恒定的负压或具有恒定的通过它抽取的气体的流速。在第一个实例中，流动的变化可以反映液体的泄漏，在第二个例子中负压的变化反映液体的泄漏。在第一个实例中，传感器105是流速传感器，而在第二实例中，传感器105是压力传感器。
在一个实施例中，将传感器设置在气体抽取环32中或者围绕气体抽取环32的外围设置在气体抽取环32的下游(如图标示的传感器105)。所述外周可以是圆形的。传感器测量流速或负压，如上述。传感器可以用来识别围绕流体限制系统12的外周(例如圆周)何处发生泄漏。这个信息用来确定围绕单相抽取器的外周(例如圆周)单相抽取器的哪个部分发生了泄漏。这样就可以仅需清洁或更换部分单相抽取器或减小在特定方向上的移动速度。传感器测量的值能存储下来以用作后面的分析用。
当传感器检测的值高于或低于某一阈值，如所述的情形，就会产生一信号指示性能损耗处于某一阈值以下。所述信号提醒注意，流体处理系统的性能已经下降到某一阈值以下。然后实施修复措施，如果认为如上述那样必要。
如上所述，流体限制系统的泄漏会导致在流体限制系统12和衬底W之间存在更多的液体。在所述的两个部件之间的液体量的变化会引起两个部件之间的力差。此外，从气刀34排出的气体的流动方式的变化也会导致所述两个部件之间的力的变化。因而，另一可能被测量的性能参数是致动器提供用于支撑流体限制系统12的力。力的改变超过了力的正常水平指示了多孔构件21的污染，该污染导致了流体泄漏。如上所述，期望对比针对已知情形和未污染的流体限制系统对于分布线或力随时间变化的测量结果。
当所述力高于或低于某一阈值，就会产生一信号，该信号指示性能损耗低于某一阈值。所述信号提醒注意，流体处理系统的性能已经下降到某一阈值以下。例如，指示性能损耗低于某一阈值的信号能提醒系统的使用者和/或控制器的注意。
图10示出了一流体限制系统12的实施例，与图9示出的流体限制系统12类似，不同之处如下所述。
如图所示，至少一个传感器120，130用来检测通过单相抽取器泄漏的流体。所述传感器可以位于任何位置并且可以是任何类型的合适的传感器。例如，至少一个传感器120，130可以是电容传感器，该电容传感器测量位于流体限制系统12和衬底W或衬底台WT之间的某一位置的电容。所述测量结果可以说明在流体限制系统12和衬底W或衬底台WT之间的传感器的位置处是否存在液体。所述传感器可以位于流体限制系统的下侧。
在图10中显示了两个传感器的位置。其中一个传感器130在气体抽取环32沿径向最外侧边缘处。传感器130采用邻近的板的形式，或可测量这样的板和衬底或衬底台之间的电容。可选择的或另外的是，传感器可以是磁性传感器。这些类型的传感器在欧洲专利申请公开No.1,477,856A1中有描述。
还一位置用传感器120代表，图示出其在多孔构件21的沿径向的最外侧边缘处。所述传感器与传感器130以类似的方式工作。还一可能是将多孔构件21作为所述传感器的电极。电容和/或磁属性会随着流体的弯月面40在多孔构件21上的传播而变化。
通过所有上述实施例，单个传感器可以位于围绕流体限制系统12的外周上不连续的位置上。在这种方式中，任何泄漏的精确位置都能检测。当探测到流体在超出所希望的某一界限位置，就会产生一个信号指示需要实施修复措施，如上面所述。
离线测量流体损失也是可能的。在衬底成像后，通过检测衬底上的缺陷进行所述的测量。部分缺陷是流体损失的结果。还有，光学传感器的效率的损失也可以用来检测流体的泄漏。例如，当光学传感器被浸湿，检测衬底台的高度的光学传感器(或测量透射像传感器板的高度的水平传感器)的性能下降。无论如何，如果检测表明性能损耗已经低于某一阈值，离线检测流体损失可以用于产生一个信号。如上面描述，所述信号可用于决定应该实施什么措施。
在一个实施例中，公开了浸没系统中的基于光学传感器(例如水平传感器)的液体(例如水)检测工具和测试。所述的工具和测试能够检测液体的位置、可能的气刀堵塞位置等。它可以有效地作为研究工具和/或监测工具进行应用(持续时间＜30分钟)。
在浸没光刻设备中因为流体处理系统(例如流体限制结构12)的污染，例如气刀堵塞、单相抽取器污染或其它开口(例如抽取器的开口)的污染等造成的流体泄漏会导致产品衬底上的缺陷和/或量测错误。潜在的气刀堵塞可以通过以下方式被检测：利用衬底的特定移动使传感器在裸露的衬底上盘旋(hovering)，然后检查衬底表面上不同位置上的颗粒(例如，四象限测试(4QTs)在衬底表面的四个象限内寻找颗粒)。衬底上残余污染流体的径迹(trails)在蒸发后将在衬底上留下颗粒的径迹。
分析这种四象限测试(4QTs)的结果会受到解释错误的影响，因为这种测试是间接的测量方法。例如，留在衬底上的颗粒是根本原因(气刀堵塞)造成的结果(液体泄漏)的结果(污染液体的蒸发)。为了有效性和可靠性，流体处理系统留下的残留液体应该包含一定量的颗粒，使得残留液体与光刻设备的一般缺陷率水平能联系起来。这和光刻设备工业和使用者一直追求更低的缺陷率水平的事实相矛盾。而且，这种测试需要大量的作业时间(machine time)、多个衬底以及在第二工具上的表面检查时间。
因而，在一实施例中，水平传感器(LS)，其是用在光刻设备中确定衬底和/或传感器在Z轴上的位置的光学量测工具，用于检测液体。用水平传感器检测到的留在表面上的流体因为辐射散射的原因给使用水平传感器的测试引入了干扰。这个原理用于检测浸没光刻系统中的流体处理系统留下的残留液体。例如，可通过测量散射辐射或检测由于散射引起的辐射损失来测定扰动。在一个实施例中，这里所述在浸没光刻系统中用于将衬底定位在例如焦点上的标准水平传感器适于提供所述的流体检测系统。该检测系统的适应过程可以是用于从水平传感器控制和/或接受信息的软件的更新。
参考图11，测试步骤包括：用水平传感器测量感兴趣的初始干燥的表面(例如衬底表面)；盘旋湿润同一表面(例如相对于流体处理系统移动表面，同时用流体处理系统提供流体到所述表面)；以及随后用水平传感器再次测量所述表面。
通过将测量的高度差作为间距(space)的函数来检测留在所述表面的残留液体。可选的，所述水平传感器的探测器可以将初始测量的和所述随后测量的反射光的强度之间的辐射强度比率描绘成间距(space)的函数。结合特定的盘旋路径(例如衬底和流体处理系统之间的相对移动的图形)，所述数据能够实现例如气刀堵塞的位置的点位挑选。
图12和图13(图12和图14是一样的)是根据本发明一实施例描述的通过光学(水平)传感器测试结果得到的样品结果，其显示了留在所述表面的所述残留液体的位置和导致残留液体的可能原因(例如气刀堵塞)。图12显示了用水平传感器比较测量的高度差异作为间距的函数而获得的结果。正如所看到的，在成像区域的顶部有一线，在该线标示处高度差异非常大。这是衬底上流体径迹的指示。所述的流体的径迹是在相对于流体处理系统在X方向上作移动后留下的。这说明气刀的相应位置上可能堵塞。图12中圆圈上的交叉符号表示了该径迹，在该位置圆圈在平面上表示了流体处理系统的气刀。
图13类似的表示了测量的高度差作为间距的函数。图13是透射像传感器(TIS)的顶部的测量结果。图像是在流体处理系统相对于透射像传感器在65°方向移动后拍摄的。如图所示，留下的流体的径迹所成的角度大致上等同于相对移动的方向。通过这些数据是可能确定流体处理系统的气刀可能在何处堵塞。
这里公开的有可能连接至流体处理系统(例如流体限制结构12)进行温度监测的所述4QTs(四象限测试)可以由上述水平传感器探测工具和/或测试来补充或替代，其具有以下可能的改进：
●作业时间(machine time)减少：从2个小时至0.5个小时；
●产品成本降低：从26个衬底至2个衬底；
●不需要额外的用于衬底表面检测的工具。
在一个实施例中，在浸没光刻系统中曝光侧的内置的照相机可用作水平传感器的附加或供选择的设备。这种照相机可用于流体处理系统(例如流体限制结构12)。
虽然本专利详述了光刻设备在制造ICs中的应用，应该理解到，这里描述的光刻设备可以有其它的应用，例如制造集成光电系统、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看到，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、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：紫外辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)。
这里使用的术语“透镜”可以认为是一个或多种光学元件的组合体，包括折射型和反射型光学部件。
上面已经描述了本发明的特定的实施例，但应该理解本发明可以应用到除上面所述以外的情形。例如，本发明可以具有至少一个包含至少一个可机读的指令序列的计算机程序描述以上公开的方法，或一个存储所述的计算机程序的数据存储媒介(例如半导体存储器、磁盘或光盘)。至少一个控制器用于控制设备。当设置在光刻设备的至少一个组件内的至少一个计算机处理器读取至少一个计算机程序时，至少一个不同的所述控制器是可运行的。至少一个处理器构造成和至少一个控制器通信连接；这样控制器可以根据至少一个计算机程序的可机读的指令进行运行。每个控制器可以根据至少一个本发明所述的计算机程序控制至少一个所述设备的组件。
本发明可以应用到任何浸没光刻设备，尤其是但不限于上面提到的所述类型光刻设备。
本发明的至少一个实施例可以应用到任何浸没光刻设备，尤其是但不限于上面提到的所述类型光刻设备以及那些以池的形式、仅在衬底的局部表面区域或以非限制状态提供浸没流体的浸没光刻设备。在一非限制的配置中，浸没流体可以在所述衬底和/或衬底台的所述表面上流动，使得整个未覆盖的衬底和/或衬底台的表面都被浸湿。在这种非限制浸没系统中，流体供给系统不限制浸没流体，或者提供一定比例的浸没流体限制，但基本上不是完全的浸没流体限制。
这里提到的流体供给系统应该是广义的解释。在某些实施例中，流体供给系统是一种装置或结构的组合，其提供流体到投影系统和衬底和/或衬底台之间的空隙。流体供给系统包括至少一个结构、至少一个流体入口、至少一个气体入口、至少一个气体出口和/或至少一个流体出口的组合，所述出口将流体提供到所述空隙。在一个实施例中，所述空隙的表面是衬底和/或衬底台的一部分，或者所述空隙的表面完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者所述空隙包围衬底和/或衬底台。流体供给系统可任意地进一步包括至少一个元件以控制位置、数量、质量、形状、流速或流体的其它任何特征。
在一个实施例中，浸没光刻设备的流体处理系统的操作方法包括：测量流体处理系统的、显示流体处理系统与衬底和/或衬底台之间的流体的限制水平的性能参数；和，如果测量结果显示性能损耗低于某一阈值则产生一个信号，该信号提醒注意：流体处理系统的限制性能已经下降到某一阈值以下。在一个实施例中，测量步骤是间接测量流体处理系统的所述流体限制性能。在一个实施例中，测量包括：(i)检测流体处理系统的热损失的变化；或(ii)检测流体处理系统的单相抽取器的出口侧的压力变化；或(iii)计算与流体处理系统相关的液流中的污染物颗粒的数量；或(iv)检测通过流体处理系统的出口和/或入口的流体中的压力变化和/或流速变化；或(v)检测通过流体处理系统的限制构件的流体的泄漏；或(vi)检测为将流体处理系统保持在所需的位置而施加到流体处理系统上的力的变化；(vii)选自(i)～(vi)的任何组合。所期望的测量包括：通过监测提供到加热器上以保持部件的温度基本上恒定的功率来检测热损失的变化。附加的或可选择的测量包括：当所有加热部件系统的加热器关闭时，检测部件的温度的变化。附加的或可选择的测量包括：将性能参数与以前的在类似的流体处理系统的使用条件下的测量值对比，其中所述流体处理系统不必是清洁的。附加的或可选择的测量包括：检测在单相抽取器的出口侧的压力的变化。在一个实施例中，方法包括：从单相抽取器的多孔构件的第一侧以一恒定的速率抽取流体，在多孔构件的相对侧覆盖流体；和监测多孔构件的第一侧的压力。所期望地，将发生突然的压力改变处的压力与某一压力值比较，并且如果发生突然的压力改变处的所述压力小于所述某一压力值，则表明性能损耗了。附加的或可选择的方法包括：从单相抽取器的多孔构件的第一侧抽取流体，通过第一侧的过滤器以恒定速率抽取流体并且测量以恒定速率移除的流体的压力变化。在一个实施例中，所述方法还包括：回应于所述信号，(i)清洁流体处理系统的至少一部分，或(ii)替换流体处理系统的至少一部分，或(iii)改变浸没光刻设备的运行参数，或(iv)选自(i)-(iii)的任何组合。在一个实施例中，提醒注意是指引起使用者的注意或浸没光刻设备的控制器的注意。在一个实施例中，衬底台包括快门部件，其中所述测量显示的是流体处理系统和所述快门部件之间的流体的限制水平。
在一个实施例中，检测浸没光刻设备的流体处理系统的污染的方法包括：(i)在流体处理系统的操作过程中检测部件的热损失的改变；或(ii)检测流体处理系统的单相抽取器的出口侧的压力变化；或(iii)计算与流体处理系统相关的液流中的污染物颗粒的数量；或(iv)检测通过流体处理系统的出口和/或入口的流体的压力变化和/或流速变化；或(v)检测通过流体处理系统的限制构件的流体的泄漏；或(vi)探测为将流体处理系统保持在所需的位置而施加到流体处理系统上的力的变化；(vii)选自(i)～(vi)的任何组合。所述部件是所述流体处理系统或衬底或衬底台的一部分。
在一个实施例中，检测浸没光刻设备的流体处理系统的污染物的方法包括：使流体处理系统的多孔构件与流体在第一侧相接触；从多孔构件的第二侧以恒定速率移除流体，该第二侧与第一侧相对；和，通过监测以恒定速率移除的所述流体的压力检测污染。所期望地，流体设置在在所述多孔构件的第一侧，移除流体的步骤包括从所述多孔构件的第二侧移除气体，其中发生突然的压力改变处的压力与某一压力值对比，如果所述发生突然的压力改变处的压力低于某一压力值，则检测到表明污染处于流体处理系统需要清洁的水平。所期望地，以恒定速率从多孔构件的第二侧移除的流体是通过过滤器移除的液体，并且所述压力是通过过滤器移除的液体的压力。
在一个实施例中，检测浸没光刻设备的流体处理系统的污染物的方法包括：从投影系统和衬底和/或衬底台之间的空隙抽取流体；计算所述抽取的流体中的污染物颗粒的数量；和，确定何时所述污染物颗粒的数量超过某一预定。
在一个实施例中，浸没光刻设备包括：流体处理系统和控制器，该控制器构造成测量流体处理系统的性能参数并且在测量结果表明性能损耗已经低于某一阈值时提醒注意流体处理系统的性能参数已经低于某一阈值。所期望地，控制器构造成检测部件的热损失的变化和/或检测流体处理系统的单相抽取器的出口侧的压力变化。所期望地，流体处理系统包括颗粒计算器，其构造成计算通过流体处理系统处理的流体中的颗粒数量。所期望地，流体处理系统包括压力传感器，所述压力传感器在多孔构件的第一侧，该第一侧在流体处理系统的内部，该压力传感器构造成测量多孔构件的第一侧处的流体的压力。在一个实施例中，所述设备还包括多孔构件的第一侧的过滤器和泵，该泵构造成通过过滤器以恒定速率抽取流体，其中所述压力传感器构造成测量以恒定速率抽取的所述流体的压力。所期望地，设备还包括，(i)传感器，其构造成感测流体处理系统和衬底之间的流体，或(ii)压力传感器，构造成测量所述流体处理系统的流体入口和/或流体出口中的所述流体的压力，或(iii)流体传感器，构造成测量通过流体处理系统的入口和/或出口的流动，或(iv)选自(i)-(iii)的任何组合。
在一个实施例中，操作浸没光刻设备的流体处理系统的方法包括：检测流体处理系统的单相抽取器的出口侧的压力变化；和，如果测量结果表明流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的所述流体的限制水平下降到低于某一阈值则产生一个信号。在一实施例中，测量是间接地测量流体处理系统的所述流体限制性能。在一实施例中，其中检测包括从单相抽取器的多孔构件的第一侧以恒定抽取流体、多孔构件的相对侧覆盖液体、以及监测多孔构件的第一侧的压力。所期望地，将压力突然改变处的压力与某一压力值相比较，并且如果发生突然的压力改变处的所述压力小于某一压力值，流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的所述流体的限制水平已经下降到低于某一阈值。在一个实施例中，检测步骤包括从单相抽取器的多孔构件的第一侧抽取流体，通过在第一侧的过滤器以恒定的速率抽取流体，并且测量以恒定速率移除的流体中的压力变化。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，清洁流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，所述方法还包括，响应于所述信号替换流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，方法还包括，回应于所述信号，改变浸没光刻设备的操作参数。在一个实施例中，方法还包括，回应于所述信号，提醒使用者注意或浸没光刻设备的控制器注意：流体处理系统的限制性能已经降低到某一阈值以下。
在一个实施例中，操作浸没光刻设备的流体处理系统的方法包括：计算与流体处理系统相关的液流中的污染物颗粒；和，如果颗粒的数量超过某一阈值，则产生一个信号，所述某一阈值指示流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体的限制水平的降低。所期望地，计算颗粒数量是间接地测量流体处理系统的所述流体的限制性能。在一个实施例中，所述方法还包括从流体处理系统的单相抽取器的多孔构件的第一侧抽取流体，其中所述的计算液流中的污染物颗粒数量包括计算通过多孔构件到第二侧的污染物颗粒数量。在一个实施例中，方法还包括，回应于所述信号，清洁流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，方法还包括，回应于所述信号，替换流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，方法还包括，回应于所述信号，改变浸没光刻设备的操作参数。在一个实施例中，方法还包括，回应于所述信号，提醒使用者注意或浸没光刻设备的控制器注意：流体处理系统的限制性能已经下降到某一阈值以下。
在一个实施例中，浸没光刻设备的流体处理系统的操作方法包括：检测流体处理系统的热损失的变化；和，如果所述检测表明流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体的限制水平下降到低于某一阈值以下，则产生一个信号。所期望地，所述检测是间接地测量流体处理系统的限制性能。所期望地，热损失变化的检测包括监测提供到构造成为保持部件温度基本上恒定的加热器上的功率。所期望地，热损失变化的检测包括在所有构造成为加热所述部件的加热器关闭时监测部件的温度。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，清洁流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，替换流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，改变浸没光刻设备的操作参数。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，引起使用者的注意或浸没光刻设备的控制器的注意，使其注意到流体处理系统的限制性能已经下降到某一阈值以下。
在一个实施例中，浸没光刻设备的流体处理系统的操作方法包括：检测通过流体处理系统的出口和/或入口的流体中的压力变化和/或流速变化；和，如果检测表明流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体的限制水平下降到低于某一阈值，则产生一个信号。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，清洁流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，替换流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，改变浸没光刻设备的操作参数。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，引起使用者的注意或浸没光刻设备的控制器的注意，使其注意到流体处理系统的限制性能已经下降到某一阈值以下。
在一个实施例中，浸没光刻设备的流体处理系统的操作方法包括：检测通过流体处理系统的限制部件的液体泄漏；和，如果检测表明流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体的限制水平下降到低于某一阈值，则产生一个信号，。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，清洁流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，替换流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，改变浸没光刻设备的操作参数。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，引起使用者的注意或浸没光刻设备的控制器的注意，使其注意到流体处理系统的限制性能已经下降到某一阈值以下。
在一个实施例中，浸没光刻设备的流体处理系统的操作方法包括：检测为了保持流体处理系统的所期望的位置而施加给流体处理系统的力的变化；和，如果检测表明流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体的限制水平下降到低于某一阈值，则产生一个信号。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，清洁流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，替换流体处理系统的至少一部分。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，改变浸没光刻设备的操作参数。在一个实施例中，所述方法还包括，回应于所述信号，引起使用者的注意或浸没光刻设备的控制器的注意，使其注意到流体处理系统的限制性能已经下降到某一阈值以下。
在一个实施例中，浸没光刻设备的流体处理系统的操作方法包括：应用所述流体处理系统提供液体到一表面；相对于流体处理系统移动所述表面，移动后残留液体保留在所述表面；引导辐射束到所述表面，至少部分辐射束会被残余液体散射；和，通过测量所述的散射辐射或检测因为散射而产生的辐射损失来测定残留液体的存在。所期望地，引导所述束的步骤可以利用光学水平传感器来实现。所期望地，所述方法包括在引导所述辐射束到残留液体前用辐射束测量所述表面的干燥性。期望地，确定残留液体的存在表示流体处理系统的污染。
在一个实施例中，浸没光刻设备包括：流体处理系统；光学传感器，其构造成引导辐射束到一表面，至少部分所述束被来自流体处理系统的残留在所述表面上的液体散射；和控制器，构造成通过测量被散射的辐射或通过检测由于散射带来的辐射损失来测定残留液体。
在一个实施例中，检测来自光刻设备的流体处理系统的残留液体的方法包括：确定表面的第一高度分布图；利用流体处理系统提供液体到所述表面上；相对于流体处理系统移动所述表面，所述移动后残留液体保留在所述表面上；确定所述表面和保留在表面上的残留液体之和的第二高度分布图；和，通过比较所述第一和第二高度分布图来确定所述残留液体的存在。
以上描述是进行了实施例的显示和说明，但本发明不局限于这些实施例。因而很显然，本领域普通技术人员可以在不脱离由权利要求限定的本发明的本质和范围的前提下做出形式和细节上的各种变更。

Claims (14)

1.一种检测浸没光刻设备的流体处理系统的污染物的方法，所述方法包括：
使所述流体处理系统(12)的多孔构件(21)与流体在第一侧接触；
从多孔构件(21)的第二侧以恒定速率移除流体，该第二侧与所述第一侧相对；以及
通过监测以恒定速率移除的所述流体的压力来检测污染物。
2.如权利要求1所述的方法，其中在多孔构件的第一侧提供液体，并且移除流体的步骤包括从多孔构件的第二侧移除气体，其中发生突然的压力改变的位置处的压力与某一压力值比较。
3.如权利要求2所述的方法，其中如果发生突然的压力改变的位置处的所述压力小于所述某一压力值，则检测到污染处于流体处理系统需要清洁的水平。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中以恒定速率从多孔构件的第二侧移除的流体是通过过滤器移除的液体，并且所述压力是通过过滤器移除的液体的压力。
5.如权利要求1、2或3中任一项所述的方法，还包括：
如果所述检测步骤表明流体处理系统和衬底和/或衬底台之间的流体限制水平已经下降到某一阈值以下，则产生一个信号。
6.如权利要求5所述的方法，还包括：响应于所述信号，清洁流体处理系统(12)的至少一部分。
7.如权利要求5所述的方法，还包括：响应于所述信号，替换流体处理系统(12)的至少一部分。
8.如权利要求5所述的方法，还包括：响应于所述信号，改变浸没光刻设备的操作参数。
9.如权利要求5所述的方法，还包括：响应于所述信号，提醒使用者注意或提醒浸没光刻设备的控制器注意：流体处理系统的限制性能已经下降到某一阈值以下。
10.如权利要求1、2或3中任一项所述的方法，包括：
(i)在流体处理系统(12)的操作过程中检测部件的热损失的改变；或
(ii)计算与流体处理系统(12)相关的流体流中的污染物颗粒的数量；或
(iii)检测通过流体处理系统(12)的出口和/或入口的流体的压力变化和/或流速变化；或
(iv)检测通过流体处理系统(12)的限制构件的液体的泄漏；或
(v)检测为将流体处理系统(12)保持在所需的位置而施加到流体处理系统(12)上的力的变化；或
(vi)选自(i)～(v)的任何组合。
11.一种浸没光刻设备，包括：
流体处理系统(12)，用于处理浸没液体，并且流体处理系统(12)包括：
多孔构件(21)，在多孔构件的第一侧与浸没液体接触；
室(31)，所述室(31)的下表面由多孔构件(21)构成并且所述室(31)在流体处理系统(12)的下边的最内侧边缘附近；
位于室(31)内且位于多孔构件的第二侧的过滤器(60)，设置在多孔构件(21)下游的管道中；
泵(70)，用于通过提供负压到过滤器以恒定速率从多孔构件(21)的第二侧的过滤器移除流体，所述第二侧与第一侧相对；
压力传感器(80)，用于监测通过泵(70)以恒定速率通过过滤器移除的流体的压力，由此检测污染物，
气体抽取环(32)，在室(31)的外侧并且抽取沿径向向内传播的气体；
气体提供环(33)，在气体抽取环(32)的径向外侧并且提供第一气刀(34)；和
第二气刀(35)，设置在第一气刀(34)的径向外侧并且配置成提供气刀。
12.如权利要求11所述的浸没光刻设备，还包括：
光学传感器，配置成引导辐射束到一表面，至少一部分所述束被来自流体处理系统的残留在所述表面上的液体散射；和
控制器，配置成通过测量被散射的辐射或通过检测由于散射带来的辐射损失来确定残留液体存在与否。
13.如前述权利要求11-12中任一项所述的浸没光刻设备，还包括用于测量从多孔构件(21)的径向向外的气体抽取环(32)流出的气体流速的传感器(105)。
14.如前述权利要求11-12中任一项所述的浸没光刻设备，还包括用于检测通过多孔构件(21)泄露的流体的至少一个传感器(120、130)。
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