CN107771303A - 光刻设备 - Google Patents

光刻设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107771303A
CN107771303A CN201680036158.1A CN201680036158A CN107771303A CN 107771303 A CN107771303 A CN 107771303A CN 201680036158 A CN201680036158 A CN 201680036158A CN 107771303 A CN107771303 A CN 107771303A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
lithographic equipment
cooling element
cooling
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680036158.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107771303B (zh
Inventor
A·H·凯沃特斯
E·J·阿勒马克
S·C·R·德克斯
S·N·L·唐德斯
W·E·恩登迪杰克
F·J·J·简森
R·W·L·拉法雷
L·M·勒瓦希尔
J·V·奥弗坎普
N·坦凯特
J·C·G·范德桑登
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASML Netherlands BV
Original Assignee
ASML Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASML Netherlands BV filed Critical ASML Netherlands BV
Publication of CN107771303A publication Critical patent/CN107771303A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107771303B publication Critical patent/CN107771303B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • G03F7/70875—Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2041—Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70783—Handling stress or warp of chucks, masks or workpieces, e.g. to compensate for imaging errors or considerations related to warpage of masks or workpieces due to their own weight
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

一种光刻设备，包括被配置成投影图案化辐射束以在被保持在衬底台上的衬底上形成曝光区域的投影系统，光刻设备进一步包括用于对衬底进行冷却的冷却设备(40)，其中冷却设备包括位于衬底台的上方且与曝光区域相邻的冷却元件(42，44)，冷却元件被配置成从衬底移除热量。

Description

光刻设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年4月21日提交的EP申请15164362.4、以及2015年5月22日提交的EP申请15169023.7、以及2015年10月30日提交的EP申请15192297.8、以及2015年12月18日提交的EP申请15201030.2的优先权，这些申请的内容通过整体引用并入本文。
技术领域
本申请涉及光刻设备和光刻方法。
背景技术
光刻设备是一种构造成将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备例如可以用于集成电路(IC)的制造。光刻设备例如可以将来自图案形成装置(例如，掩模)的图案投影到设置在衬底上的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上。
由光刻设备使用以将图案投影到衬底上的辐射的波长决定了可形成在该衬底上的特征的最小尺寸。使用EUV辐射(其为具有在4nm至20nm范围内的波长的电磁辐射)的光刻设备可以用于在衬底上形成与传统光刻设备(其例如使用具有193nm的波长的电磁辐射)相比更小的特征。
用于将图案投影到衬底上的辐射束会向该衬底输送相当大量的热，并会引起衬底的局部升温。由升温引起的衬底的局部膨胀会降低投影的图案叠加在已经存在于衬底上的图案上的精度。
发明内容
可能期望提供一种解决上面标识的问题或者与现有技术相关联的一些其他问题的光刻设备。
根据本发明的第一方面，提供了一种光刻设备，其包括投影系统，投影系统被配置成投影图案化辐射束以在被保持在衬底台上的衬底上形成曝光区域，光刻设备进一步包括用于对衬底进行冷却的冷却设备，其中冷却设备包括：位于衬底台的上方且与曝光区域相邻的冷却元件，冷却元件被配置成从被保持在衬底台上的衬底移除热量。
冷却元件可以与被保持在衬底台上的衬底热连通。
由冷却元件提供的冷却局部地抑制靠近曝光区域的衬底区域中的升温。这是有利的，因为该区域中的升温可能易于引起衬底膨胀，这种衬底膨胀会导致衬底在衬底台的突节上面滑动，这进而会降低图案投影到衬底上的精度。
冷却元件可以被配置成对处于与等分曝光区域的线相距3cm或更小范围内的区域进行冷却。
冷却元件可以被配置成对处于与曝光区域的边缘相距2cm或更小范围内的区域进行冷却。
冷却元件可以在与光刻设备的扫描方向基本对应的方向上与曝光区域分离。
冷却元件可以是设置在曝光区域任一侧的一对冷却元件中的一个冷却元件。
冷却元件可以包括主体，在主体的底面中设置有开放的腔，并且冷却元件进一步包括被配置成将气体输送到腔的气体输送导管。气体导管允许控制冷却元件的腔内的压力。
腔可以被配置成与衬底的上表面一起形成接纳由气体输送导管输送的气体的容积。
冷却元件的腔在光刻设备的非扫描方向上的限度可以等于或大于光刻设备在非扫描方向上的最大曝光区域长度。
腔可以具有在使用中与衬底的上表面相距小于1mm的顶部。
腔的顶部可以基本平行于衬底台的平面。
输送到腔的气体的压力和腔的顶部与衬底表面之间的间隔的组合可以使得衬底的适应系数对从衬底到冷却元件主体的热量的传递没有显著影响。
腔的顶部可以带有斜坡，顶部围绕与光刻设备的扫描方向横切地走向的轴线倾斜。
冷却元件可以包括主体，主体包含连接到气体输送导管的室，室的底板设置有开口。
室的底板中的开口可以包括孔的阵列。
室的底板可以由多孔材料形成，并且开口可以是多孔材料的孔隙。
冷却元件可以进一步包括能够从撤回位置移动到展开位置的至少一个遮蔽件，并且其中使遮蔽件从撤回位置移动到展开位置将冷却元件的底板中的一些开口关闭。
至少一个遮蔽件可以被配置成使得当遮蔽件处于撤回位置时没有开口被遮蔽件关闭。
至少一个遮蔽件可以可移动到撤回位置与展开位置之间的中间位置。
冷却元件可以包括设置在室任一侧的附加室，附加室被连接至一个或多个不同的气体输送导管。
光刻设备可以进一步包括：被配置成控制气体到室的输送的阀，和被配置成单独控制气体到附加室的输送的一个或多个阀。
冷却元件的主体可以具有3mm或更小的厚度。
冷却元件的主体可以被定位成与曝光区域的边缘相距3mm或更小。
冷却元件的主体可以具有在光刻设备的扫描方向上测量出小于5mm的底表面。
冷却元件的主体可以具有面向辐射束的带斜坡的内表面。
冷却元件可以包括被配置成从冷却元件移除热量的热量移除系统。
热量移除系统可以是流体冷却系统。
热量移除系统可以包括帕尔贴冷却器。帕尔贴冷却器可以位于流体冷却系统与腔之间。
流体冷却系统可以包括：冷却器，被配置成对气体进行冷却，冷却器被定位成远离冷却元件；入口导管，被配置成将被冷却的气体输送到冷却元件以便对冷却元件进行冷却；和出口导管，被配置成从冷却元件移除气体。
入口导管和出口导管可以均包括容纳冷却元件的移动的柔性部分。
在入口导管上可以设置有温度传感器，并且在出口导管上可以设置有温度传感器。
光刻设备可以进一步包括被配置成以超过10l/min的速率提供气体的气体源。
光刻设备可以进一步包括被配置成以小于2l/min的速率提供气体的气体源。
热量移除系统可以包括连接至冷却器的热管。
热管可以具有在水平方向上比在竖直方向上大的截面形状。
热管可以包括容纳冷却元件的移动的柔性部分。
热管可以是微型热管。
流体冷却系统可以是包括泵、冷凝器和蓄能器的两相冷却系统。
两相冷却系统可以进一步包括设置在冷却元件上的温度传感器。
流体冷却系统可以包括设置在热交换器中的收缩部，收缩部被配置成对用来冷却冷却元件的气体进行冷却。
冷却元件可以设置有加热器。
帕尔贴冷却器可以位于流体冷却系统与腔之间。
光刻设备可以进一步包括被配置成将气体以200Pa或更大的压力输送的气体供应装置。气体供应装置可以被配置成以100kPa或更大的压力输送气体。气体供应装置可以被配置成以大约500kPa或更大的压力输送气体。尽管对于热量移除而言任何压力都可以是合适的，但通过增加气体压力，气体密度将相应地增加，并且在更高的气体密度下可以更加高效地移除热量。
冷却元件可以被配置成在使用期间与衬底具有20μm或更大的间隔。
冷却元件可以被配置成在使用期间与衬底具有200μm或更小的间隔。
冷却元件可以被配置成提供从冷却元件的下方向外的气流，向外的气流用作防止或抑制冷却元件与衬底之间发生接触的缓冲垫。
冷却元件可以设置在支撑件上，支撑件包括被配置成在检测到意外移动的情况下将冷却元件拉离衬底的撤回机构。
冷却元件可以包括被布置成将液体的微滴引导到衬底上的喷嘴的阵列。
冷却元件可以被配置成在使用期间与衬底具有50μm或更大的间隔。
冷却元件可以被配置成在使用期间与衬底具有1mm或更大的间隔。
冷却元件的喷嘴的阵列在光刻设备的非扫描方向上的限度可以等于或大于光刻设备在非扫描方向上的最大曝光区域长度。
喷嘴的阵列可以是二维阵列，喷嘴横跨冷却元件的底表面均匀分布在二维阵列中。
喷嘴可以被配置成提供具有数十微米或更小数量级的直径的液体的微滴。
根据本发明的第二方面，提供了一种光刻方法，其包括：投影图案化辐射束以在被保持在衬底台上的衬底上形成曝光区域，和使用冷却设备对衬底进行冷却，冷却设备包括位于衬底台的上方且与曝光区域相邻的冷却元件，冷却元件用于从衬底移除热量。
冷却元件可以与被保持在衬底台上的衬底热连通。
冷却元件可以被配置成对处于与等分曝光区域的线相距3cm或更小范围内的区域进行冷却。
冷却元件可以被配置成对处于与曝光区域的边缘相距2cm或更小范围内的区域进行冷却。
冷却元件可以包括：主体；设置在主体的底面中的开放的腔，开放的腔和衬底的上表面形成容积；和被配置成将气体输送到容积的气体输送导管。
腔可以具有与衬底的上表面相距小于1mm的顶部。
冷却元件可以包括主体，主体包含连接到气体输送导管的室，室的底板设置有开口。
可以将气体以200Pa或更大的压力输送到容积。可以将气体以100kPa或更大的压力输送到容积。可以将气体以大约500kPa或更大的压力输送到容积。
冷却元件可以与衬底分离20μm或更大。
冷却元件可以与衬底分离200μm或更小。
冷却元件可以包括将液体的微滴引导到衬底上的喷嘴的阵列。
冷却元件可以与衬底分离50μm或更大。
冷却元件可以与衬底分离1mm或更大。
冷却元件的喷嘴的阵列在光刻设备的非扫描方向上的限度可以等于或大于光刻设备在非扫描方向上的最大曝光区域长度。
喷嘴的阵列可以被布置成在衬底上提供均匀分布的液体的微滴。
液体可以是水。
根据本发明的第三方面，提供了一种光刻设备，其包括被配置成将图案化辐射束投影到被保持在衬底台上的衬底上的投影系统，光刻设备进一步包括衬底温度调整单元，衬底温度调整单元被配置成在衬底被放置在衬底台上之前将衬底的温度调整到高于衬底台的温度的温度。
这是有利的，因为衬底在被放置在衬底台上时随后冷却到衬底台的温度，由此向衬底中引入应力。引入到衬底中的应力趋向于将衬底的外边缘向内拉向衬底的中心。当使用辐射束使衬底图案化时，该过程会加热衬底并引入应力，这种应力趋向于将衬底的外边缘向外推离衬底的中心。在衬底的冷却期间已经引入的应力将与衬底的加热引起的应力至少部分相互抵消，由此降低了衬底所受到的累积应力。
衬底温度调整单元可以被配置成将衬底的温度调整到高于衬底台的温度高达大约0.5℃的温度。
根据本发明的第四方面，提供了一种在光刻设备中对衬底进行曝光之前调节衬底的方法，方法包括：使用温度调整单元将衬底的温度调整到高于光刻设备的衬底台的温度的温度；将衬底转移到衬底台并且启动将衬底夹持到衬底台上的夹具；将衬底冷却到衬底台的温度并由此在衬底中诱发应力。
根据本发明的第五方面，提供了一种扫描光刻设备，其包括被配置成投影图案化辐射束以在被保持在衬底台上的衬底上形成曝光区域的投影系统，光刻设备进一步包括用于加热衬底的加热设备，其中加热设备包括：第一加热元件和第二加热元件，被配置成对位于曝光区域的在光刻设备的非扫描方向上的相对端处的衬底区域进行加热。
加热设备是有利的，因为它防止或减少衬底的在曝光区域的非扫描方向上的端部处的扭曲变形。这允许改善光刻设备的套刻性能。
第一加热元件和第二加热元件可以位于衬底台的上方且位于曝光区域的在光刻设备的非扫描方向上的相对端处。
第一加热元件和第二加热元件可以在非扫描方向上与曝光区域相邻。
第一加热元件和第二加热元件可以被配置成对在非扫描方向上与曝光区域重叠的区域进行加热。
第一加热元件和第二加热元件可以被配置成以某一向外发散度发射热量，使得接收热量的区域延伸超出加热元件的覆盖区。
第一加热元件和第二加热元件可以被配置成对在扫描方向上的尺寸与曝光区域的在扫描方向上的尺寸大体对应的区域进行加热。
第一加热元件和第二加热元件可以均被配置成对在非扫描方向上的尺寸小于曝光区域的在非扫描方向上的尺寸的区域进行加热。
第一加热元件和第二加热元件可以被配置成对在非扫描方向上的尺寸小于曝光区域的在非扫描方向上的尺寸的一半的区域进行加热。
加热区域在扫描方向上的尺寸也可以大于曝光区域的尺寸。加热区域中的加热不需要是均一的。
加热元件可以各包括LED的阵列。
LED可以被配置成发射红外辐射。
LED中的至少一些可以被配置成发射发散的辐射束，使得发散的辐射束在入射在衬底上之前与图案化辐射束重叠。
第一加热元件和第二加热元件可以包括一个或多个激光器，一个或多个激光器被配置成提供激光束，所述激光束对位于曝光区域的在光刻设备的非扫描方向上的相对端处的衬底区域进行加热。
一个或多个激光器和相关联的光学器件可以被配置成使得激光束在入射在衬底上之前从位于光刻设备的投影系统壳体的底板中的开口中传出来。
一个或多个激光器可以位于光刻设备的投影系统壳体外部。
投影系统壳体可以设置有允许激光束传到投影系统壳体中的窗口。
扫描光刻设备可以进一步包括安装在投影系统壳体内的致动器上的反射镜，反射镜可操作成改变激光束的方向并由此使由激光束加热的衬底区域移动到不同的位置。
扫描光刻设备可以进一步包括冷却元件，冷却元件位于衬底台的上方且位于曝光区域的在光刻设备的扫描方向上的一侧。
扫描光刻设备可以进一步包括附加冷却元件，附加冷却元件位于衬底台的上方且位于曝光区域的在光刻设备的扫描方向上的相对侧。
根据本发明的第六方面，提供了一种使用扫描光刻设备使衬底曝光的方法，方法包括：投影图案化辐射束以在被保持在衬底台上的衬底上形成曝光区域；使用加热设备对衬底上的位于曝光区域的在光刻设备的非扫描方向上的相对端处的区域进行加热；和在扫描移动中使衬底相对于曝光区域和被加热区域移动，以便使用图案化辐射束使衬底的目标部分曝光。待曝光的连续的部分也可以在扫描方向上与已曝光的部分相邻。
被曝光的下一目标部分可以在非扫描方向上与已曝光目标部分不相邻，而是在非扫描方向上通过至少一个介于中间的目标部分与已曝光目标部分分离。
方法可以进一步包括使用冷却设备对衬底上的被定位成与曝光区域的在光刻设备的扫描方向上的至少一侧相邻的区域进行冷却。
附图说明
现在将参照随附示意图通过仅示例的方式来描述本发明的实施例，其中：
-图1示意性地描绘了根据本发明的实施例的包括光刻设备和辐射源的光刻系统；
-图2示意性地描绘了光刻设备的辐射源；
-图3示意性地描绘了从一侧和从下方观察到的在截面中的光刻设备的冷却设备；
-图4以更多细节示意性地描绘了冷却设备；
-图5示意性地描绘了冷却设备的备选实施例；
-图6是图示出适应系数对本发明的实施例的影响的图表；
-图7示意性地描绘了设置有备选热量移除系统的本发明的实施例；
-图8示意性地描绘了设置有另一备选热量移除系统的本发明的实施例；
-图9示意性地描绘了设置有另一备选热量移除系统的本发明的实施例；
-图10示意性地描绘了可以形成本发明的实施例的一部分的另一备选热量移除系统；
-图11以截面示意性地描绘了根据本发明的实施例的冷却元件；-图12示意性地描绘了从下方观察到的图11的实施例；
-图13以截面示意性地描绘了根据本发明的备选实施例的冷却元件；
-图14示意性地描绘了从下方观察到的图13的实施例；
-图15以截面示意性地描绘了根据本发明的备选实施例的冷却元件；
-图16示意性地描绘了从下方观察到的包括图15的实施例的冷却元件的冷却设备；
-图17示意性地描绘了根据本发明的备选实施例的光刻设备的冷却设备；
-图18示意性地描绘了根据本发明的实施例的光刻设备的加热设备；
-图19示意性地描绘了图18中所示的加热设备的效果；
-图20示意性地描绘了根据本发明的备选实施例的光刻设备的加热设备；
-图21示意性地描绘了根据本发明的另一备选实施例的光刻设备的加热设备；和
-图22示意性地描绘了使用图18至图21中所描绘的实施例对衬底的扫描曝光。
具体实施方式
图1示出包括根据本发明的实施例的冷却设备的光刻系统。光刻系统包括辐射源SO和光刻设备LA。辐射源SO被配置成生成极紫外(EUV)辐射束B。光刻设备LA包括照射系统IL、被配置成支撑图案形成装置MA(例如，掩模)的支撑结构MT、投影系统PS和被配置成支撑衬底W的衬底台WT。照射系统IL被配置成在辐射束B入射在图案形成装置MA上之前对其进行调节。投影系统被配置成将辐射束B(现在已通过掩模MA被图案化的)投影在衬底W上。衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备将图案化的辐射束B与先前形成在衬底W上的图案对准。
辐射源SO、照射系统IL和投影系统PS可以全部被构造并布置成使得它们可以与外部环境隔离。可以在辐射源SO中提供压力低于大气压的气体(例如，氢气)。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供真空。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供压力远低于大气压的少量气体(例如，氢气)。
图1中所示的辐射源SO是可称为激光产生等离子体(LPP)源的类型。例如可以是CO2激光器的激光器1被布置成经由激光束2将能量沉积到从燃料发射器3提供的诸如锡(Sn)等的燃料中。尽管在以下描述中参考了锡，但可以使用任何合适的燃料。燃料可以例如呈液体形式，并且可以例如是金属或合金。燃料发射器3可以包括喷嘴，喷嘴被配置成将例如呈微滴形式的锡沿着朝向等离子体形成区4的轨迹引导。激光束2在等离子体形成区4处入射在锡上。激光能量到锡中的沉积在等离子体形成区4处创建了等离子体7。在等离子体的离子的去激发和重组期间从等离子体7发射包括EUV辐射的辐射。
EUV辐射由近似正入射辐射收集器5(有时更一般地称为正入射辐射收集器)收集并聚焦。收集器5可以具有布置成反射EUV辐射(例如，具有诸如13.5nm等的期望波长的EUV辐射)的多层结构。收集器5可以具有椭圆形配置，其具有两个椭圆焦点。第一焦点可以在等离子体形成区4处，并且第二焦点可以在中间焦点6处，如下面所讨论的。
激光器1可以是与辐射源SO分离的。在这种情况下，激光束2可以在包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器和/或其他光学器件的光束传递系统(未示出)的帮助下被从激光器1传递至辐射源SO。激光器1和辐射源SO可以一起被认为是辐射系统。
由收集器5反射的辐射形成辐射束B。辐射束B被聚焦在点6处以形成等离子体形成区4的图像，该图像充当用于照射系统IL的虚设辐射源。辐射束B聚焦所在的点6可以被称为中间焦点。辐射源SO被布置成使得中间焦点6位于辐射源的外壳结构9中的开口8处或附近。
辐射束B从辐射源SO传递到被配置成调节辐射束的照射系统IL中。照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11一起向辐射束B提供期望的横截面形状和期望的角分布。辐射束B从照射系统IL传递并入射在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA上。图案形成装置MA使辐射束B反射并进行图案化。除了琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11之外或代替它们，照射系统IL可以包括其他反射镜或装置。
在从图案形成装置MA反射后，图案化的辐射束B进入投影系统PS。投影系统包括多个反射镜，这些反射镜被配置成将辐射束B投影到由衬底台WT保持的衬底W上。投影系统PS可以对辐射束施加减小因子，形成了具有比图案形成装置MA上的对应特征小的特征的图像。例如可以施加4的减小因子。尽管投影系统PS在图2中具有两个反射镜，但投影系统可以包括任何数量的反射镜(例如，六个反射镜)。
冷却设备40位于衬底W上方。冷却设备40在辐射束B附近提供对衬底的局部冷却。在下面进一步详细描述冷却设备40。图1中还描绘了被配置成加热衬底W的衬底温度调整单元AU。在下面进一步详细描述温度调整单元AU。光刻设备LA可以进一步包括加热设备(未描绘)，在下面进一步描述该加热设备。
图2示出具有图1中所示的辐射源的备选配置的激光产生等离子体(LPP)辐射源SO。辐射源SO包括被配置成将燃料输送至等离子体形成区4的燃料发射器3。燃料可以例如是锡，不过可以使用任何合适的燃料。预脉冲激光器16发射预脉冲激光束17，该预脉冲激光束17入射在燃料上。预脉冲激光束17用于预加热燃料，由此改变燃料的诸如其尺寸和/或形状等的属性。主激光器18发射主激光束19，该主激光束19在预脉冲激光束17之后入射在燃料上。主激光束将能量输送给燃料并由此将燃料转换成EUV辐射发射等离子体7。
可以是所谓的掠入射收集器的辐射收集器20被配置成收集EUV辐射并且将EUV辐射聚焦在可称为中间焦点的点6处。因此，在中间焦点6处形成辐射发射等离子体7的图像。辐射源SO的外壳结构21包括开口22，该开口22在中间焦点6处或附近。EUV辐射穿过开口22到光刻设备(例如，图1中示意性地示出的形式)的照射系统。
辐射收集器20可以是具有多个掠入射反射器23、24和25(如示意性地描绘的)的巢状收集器。掠入射反射器23、24和25可以围绕光轴O轴向对称地布置。所示的辐射收集器20仅仅作为示例示出，并且可以使用其他辐射收集器。
污染物捕获器26位于等离子体形成区4与辐射收集器20之间。污染物捕获器26可以例如是旋转箔片捕获器，或者可以是任何其他合适形式的污染物捕获器。在一些实施例中，污染物捕获器26可以省略。
辐射源SO的外壳21包括：窗口27，预脉冲激光束17可以通过该窗口27传递到等离子体形成区4；和窗口28，主激光束19可以通过该窗口28传递到等离子体形成区。使用反射镜29将主激光束19引导通过污染物捕获器26中的开口到达等离子体形成区4。
图1和图2中所示的辐射源SO可以包括未图示的部件。例如，可以在辐射源中设置光谱滤波器。光谱滤波器可以对于EUV辐射基本上是透射的，但是对于诸如红外辐射等的其他波长的辐射基本上是阻挡的。
图3示意性地描绘了根据本发明的实施例的冷却设备40。图3a是从下方观察到的冷却设备40的示意图，并且图3b是从一侧观察到的在截面中的冷却设备的示意图。在图3a和图3b中示出了由光刻设备投影的辐射束B。辐射束照射着衬底W上的正由辐射束(如3b中所描绘的)曝光的曝光区域E。在图3中示出了笛卡尔坐标，并且该坐标使用了传统上用于光刻设备的符号，即，Y方向是曝光期间衬底W的扫描移动的方向，X方向与Y方向横切并处于衬底的平面中，并且Z方向与辐射束B的光轴大体对应。
冷却设备40包括第一冷却元件42和第二冷却元件44。如图3中所描绘的，第一和第二冷却元件可以具有相同的整体构造。冷却元件42、44位于辐射束B的在扫描方向(即，在Y方向)上的任一侧。冷却元件42、44与曝光区域E(即，辐射束B入射在其上的区域)相邻。在该上下文中，术语“相邻”可以解释为意味着与曝光区域E的边缘相距小于1cm。冷却元件42、44可以与曝光区域E的边缘相距小于0.5cm，并且可以与曝光区域的边缘相距大约0.1cm。各冷却元件42、44可以被配置成对与等分曝光区域E的线相距3cm或更小范围内的区域进行冷却。各冷却元件42、44可以被配置成对与曝光区域的边缘相距2cm或更小范围内的区域进行冷却。
冷却元件42、44在处于冷却元件下方的区域中提供对衬底W的局部冷却。因此，在其中衬底沿着正Y方向(图3中从左到右)移动的衬底的扫描曝光期间，第一冷却元件42对衬底的将要由辐射束B曝光的部分进行冷却，并且第二冷却元件44对衬底的刚刚由辐射束B曝光的部分进行冷却。如果扫描曝光使衬底在负Y方向上(图3中从右到左)移动，那么第二冷却元件44提供对衬底的将要由辐射束B曝光的部分的冷却，并且第一冷却元件42提供对衬底的刚刚由辐射束曝光的部分的冷却。
各冷却元件42、44被配置成从衬底W接收热量，并且例如使用冷却流体(例如，水)将该热量传递到一些其他位置。在该上下文中，术语“冷却流体”并不旨在暗示着流体必须具有特定的温度，而是指示出流体将热量从冷却元件42、44中传输走。各冷却元件42、44包括主体46、47，在主体46、47中形成有带有顶部60、61的腔48、49。腔48、49形成在冷却元件主体46、47的底表面中，并且在使用时位于衬底W的上方。各冷却元件42、44进一步包括气体输送导管50至53，这些气体输送导管50至53被配置成将气体输送至冷却元件主体46、47的底表面。离开气体输送导管50至53的气体传递到腔48、49中并填充腔。气体也向外行进并从冷却元件主体46、47的下方离开到达周围的环境。
气体被以足够高的压力输送，以将相当大量的热量从衬底W传输到冷却元件主体46、47。气体的压力可以被保持足够低，使得气体不会对衬底W造成损坏。此外，气体的压力可以被保持足够低，使得它不会生成强到足以引起衬底W在衬底台WT上的突节上面滑动的切向力(例如，不会生成大于大约10mN的切向力)。气体的压力可以被保持足够低，使得在衬底由衬底台WT的突节支撑的位置处不会发生衬底W的显著变形。衬底可以具有未由衬底台WT的突节支撑的例如1mm至3mm的外边缘。气体的压力可以足够低，使得衬底的在外边缘处的向下变形被限制到可由光刻设备补偿的量(例如，小于10nm的变形)。腔48、49中的气体的压力可以例如大于100Pa。腔48、49中的气体的压力可以例如大于200Pa。腔中的气体的压力可以例如高达大约1000Pa，可以高达大约2000Pa，并且可以高达大约5000Pa。腔中的气体的压力例如可以是100kPa或更大。腔中的气体的压力例如可以是大约500kPa或更大。腔48、49中的气体的压力将受到主体46、47的底表面与衬底W之间的间隙的影响(增加间隙将使其更难以维持高压)。如本文档其他地方所说明的，间隔例如可以是大约20μm或更大，并且可以是大约50μm或更大。间隔可以是大约200μm或更小。
除了便于从衬底W到冷却元件主体46、47的热量的传输之外，气体还可以充当防止或抑制在冷却元件主体与衬底W之间发生接触的缓冲垫。在一实施例中，冷却元件主体46、47的底表面与衬底W之间的间隔可以大于20μm，并且例如可以是50μm或更大。如果间隔太小，那么将会存在着冷却元件主体46、47与衬底W发生接触的相当大的风险。这是不期望的，因为它会对光刻设备造成损坏。20μm的间隔可以足以将接触的风险降低至合理的水平。50μm的间隔可以足以基本上消除接触的风险。间隔可以例如高达100μm，并且可以例如高达200μm。大于200μm的间隔可能是不期望的，因为它会允许太多的气体从冷却元件主体46、47的下面泄漏出去。
图4更详细地描绘了第二冷却元件44。可以看到冷却元件主体47中的腔49，也可以看到气体输送导管52、53。如图4中用箭头描述的，由气体输送导管52、53输送的气体流到腔49中并且还从冷却元件主体47的下面流出。气体由曲线示意性地描绘的气体供应装置提供。气体可以例如是氢气。备选地，可以使用任何其他合适的气体(例如，诸如氦气或氮气等的另一惰性气体)。
第二冷却元件44包括热量传递系统，该热量传递系统用两个部分来提供。第一部分是与冷却元件主体47的位于腔49上方的部分热接触的帕尔贴冷却器55。帕尔贴冷却器55与第二冷却元件主体47之间的热接触由热电元件56的阵列提供。热电元件56可以以已知的方式串联电连接。热量传递系统的第二部分是与帕尔贴冷却器55热接触的冷却流体系统57。冷却流体系统57是热量移除系统的示例。冷却流体系统57包括冷却流体被泵送所通过的导管(或多个导管)。冷却流体可以例如是水(或某一其他合适的流体)。冷却流体从系统57的主体接收热量，并且将该热量从第二冷却元件44中带走。帕尔贴冷却器的冷侧(即，在热电元件46的远端)可以例如具有在大约-18℃与2℃之间的温度。帕尔贴冷却器的冷侧可以具有-50℃或低至-100℃的温度。
气体在其被从气体输送导管50至53引入时的温度可以适应气体输送导管的壁的温度、例如大约22℃。当气体在腔中时，它将适应衬底和帕尔贴冷却器55的温度。因此，气体可以例如具有在大约22℃(衬底W的温度)与大约-50℃之间的温度。一般情况下，气体可以具有低至例如大约-100℃的温度。一般情况下，气体可以具有高达例如大约100℃的温度。
在一实施例中，冷却元件主体47的腔49的X方向限度可以与通过光刻设备的辐射束B形成的曝光区域E的最大X方向限度对应。该限度例如可以是26mm。因此，腔49可以具有大约26mm的X方向限度。通过为腔49提供等于曝光区域E的X方向限度的X方向限度，腔49能够横跨将要由辐射束曝光的或者刚刚由辐射束曝光(取决于扫描的衬底W的行进方向)的衬底区域提供冷却。待曝光的连续部分也可以在扫描方向上与已曝光的部分相邻。
腔49的X方向限度可以大于由辐射束B形成的曝光区域E的最大X方向限度。因此，腔49可以具有大约26mm或更大的X方向限度。然而，在腔49的X方向限度延伸显著超出曝光区域E的情况下，除了冷却正被曝光的目标部分之外，腔还将冷却衬底W上的相邻目标部分的一部分。这可能会引起部分冷却的相邻目标部分的扭曲变形。可能由该扭曲变形引起的套刻精度的潜在降低可以通过利用曲折扫描使衬底曝光来避免，在该曲折扫描中，被曝光的下一目标部分在非扫描方向上不与已曝光的目标部分相邻，而是代替地通过至少一个居间的目标部分在非扫描方向上与已曝光的目标部分分离(例如，如下面参照图2进一步描述的)。
在一实施例中，第二冷却元件主体47可以例如具有大约1cm与大约3cm之间(例如，大约2cm)的在Y方向上的宽度。第二冷却元件主体47可以例如具有大约2mm与大约7mm之间的高度(Z方向尺寸)。
第二冷却元件可以被配置成对与等分曝光区域E的线相距(例如，与曝光区域的中心相距)3cm或更小范围内的区域进行冷却。第二冷却元件可以被配置成对与曝光区域E的边缘相距2cm或更小范围内的区域进行冷却。由输送给曝光区域的辐射引起的衬底的升温根据与曝光区域的边缘相距的距离的变化而下降。从曝光区域的边缘超出大约2cm，衬底的升温可以忽略不计。因此，对与曝光区域的边缘相距大约2cm范围内的区域进行冷却将提供衬底温度的减小(由此减少了衬底的扭曲变形)。对延伸显著超出该范围的区域进行冷却将提供可忽略不计的益处(并且将更难以实现，因为将需要更大量的气体)。
本发明的实施例以现有技术未想到的方式提供了对衬底W的局部冷却。本发明的实施例可以防止衬底的局部升温发生到致使发生了衬底在衬底台的突节上面显著滑动这样的程度。当输送到衬底的能量的剂量相对于传统输送的剂量增加时，改善从衬底W移除热量(并因此避免突节滑动)可能特别重要。例如，将投影的图案的分辨率(例如，半节距)提高到例如7纳米可能要求输送到衬底的辐射剂量的增加(与用于15纳米的分辨率的辐射剂量相比)。
各腔48、49的顶部60、61与衬底表面之间的间隔和腔中的气体的压力组合可以被选择成使得从衬底W到冷却元件主体46、47的热量的传递不受衬底的表面(实际中是设置在衬底上的抗蚀剂的表面)的适应系数的显著影响。如果腔顶部60、61的高度与气体压力的组合使得适应系数对热传递具有显著影响，那么由冷却元件42、44提供的冷却将会取决于衬底W上的抗蚀剂的可能是未知的属性而变化。这是不期望的，因为由冷却元件42、44提供的冷却于是将是未知的。作为结果，可能无法以期望的精度控制衬底W的温度，或者无法以期望的精度控制施加到衬底的热负载。
材料的适应系数对从该材料到另一主体的热量的传递的影响的程度取决于材料表面与主体之间的间隔和可能发生热交换所经由的气体的压力。如果间隔足够小并且气体压力足够低，那么适应系数将对热传递具有显著影响。这是因为，给定的气体分子在入射在材料的表面上并从表面反射时不会立即适应该材料的温度。典型地，气体分子的大约30％将会适应材料的温度。然而，这根据适应系数对于不同材料是变化的。如果主体足够靠近材料的表面，并且气体压力足够低，那么将会存在着气体分子会在没有任何进一步相互作用的情况下(即，在没有再次入射在材料表面上并不与其他气体分子碰撞的情况下)入射在材料的表面上并接着入射在主体上的相当大的机会。在这样的情况下，发生的热传递将取决于材料表面的适应系数。增加气体的压力将会引起在气体分子入射在主体上之前气体分子之间发生更多的相互作用，并且作为其结果，材料表面附近的该气体分子更容易适应材料表面的温度。类似地，使主体移动进一步远离材料表面也会增加在气体分子入射在主体上之前发生的分子-分子相互作用的数量。再次，这有助于确保分子在入射在主体上之前适应材料表面的温度。因此，适应系数的影响随着气体压力增加以及随着材料表面与主体之间的间隔增加而降低。如果压力和间隔足够大(组合)，那么适应系数不会对热传递有显著影响。这可以被称为正常压力状况(如下面结合图6进一步说明的)。
在当前情况中，衬底表面与腔48、49的顶部60、61之间的间隔与腔中的气体的压力组合可以使得适应系数对热传递没有显著影响。也就是，冷却元件42、44以正常压力状况操作。提供处于大约1,000Pa的压力的气体以及0.5mm的衬底W(即，抗蚀剂上表面)与腔顶部60之间的间隔将确保抗蚀剂的适应系数对从抗蚀剂到冷却元件42的热量的传递没有显著影响。在另一示例中，提供1mm的衬底W与腔顶部60之间的间隔以及处于500Pa的压力的气体也将确保抗蚀剂的适应系数对从抗蚀剂到冷却元件42的热量的传递没有显著影响。在另一示例中，提供2mm的衬底W与腔顶部60之间的间隔以及处于250Pa的压力的气体也将确保蚀刻剂的适应系数对从抗蚀剂到冷却元件42的热量的传递没有显著影响。
图6是图示出两个表面之间的通过气体进行的热传递的系数如何根据在不同的气体压力处这些表面之间的距离而变化的图表。示出了两组曲线，具有实线的一组和具有虚线的一组。实线指示出当表面之一具有0.3的适应系数时的热传递的系数。虚线指示出当表面之一具有0.6的适应系数时的热传递的系数。最下侧的曲线代表10Pa的气体压力，并且最上侧的曲线代表1000Pa的气体压力，其中气体压力在这两个压力值之间增加。箭头指示出0.5mm的表面之间的间隔以及将在1000Pa的气体压力处发生的热传递系数(大约300W/m2K)。如可以看到的，在该间隔和压力处，在0.3的适应系数(实线)与0.6的适应系数(虚线)之间的切换对热传递系数没有显著影响(使热传递系数改变小于10％、例如小于5％)。可以看出，随着表面之间的间隔减小(例如，到0.1mm)，适应系数对热传递系数具有显著影响。如可以从图表看出的，对于较低的气体压力(例如，500Pa)，较大的间隔(例如，1mm)可以类似地提供不受适应系数显著影响的热传递系数。
在其中提供处于大约1,000Pa的压力的氢气且抗蚀剂表面与腔顶部60之间的间隔是大约0.5mm的实施例中，抗蚀剂表面与腔顶部60之间的热传递适应系数是大约300W/m2K。
从衬底W传递到冷却元件44的热量的量取决于适应系数以及衬底与冷却元件之间的温度差异。衬底W和衬底台WT一般可以具有大约22℃的温度。冷却元件44可以被保持处于比衬底W和衬底台WT的温度低例如在大约20℃与40℃之间的温度。例如，冷却元件44可以被保持处于-18℃与2℃之间的温度。这提供了大约6000W/m2K至12000W/m2K的冷却。在一实施例中，由冷却元件44提供的冷却区域可以测量出26mm×10mm的尺寸。在这样的情况中，第二冷却元件44将从衬底上移除大约1.5W至3W的热量。第一和第二冷却元件一起将从衬底上移除大约3W至6W的热量。
帕尔贴冷却器55将热量从冷却元件主体47的底部传递至液体冷却系统。液体冷却系统57将这些热量远离冷却元件带到远处的热量传递系统。
尽管腔48、49被图示为具有处于XY平面中的顶部，但在一实施例中，顶部可以围绕X方向倾斜。图5中示出这样的实施例的示例。为了简单起见，省略了该实施例的与图4的实施例对应的细节(例如，帕尔贴冷却器)。在图5的实施例中，腔顶部60在一端具有大约0.5mm的高度，并且沿斜坡下降到在相对端处的零高度(或者接近零高度)。在具有带斜坡的腔顶部60的实施例中，随着顶部高度减小，适应系数将变得更加显著。适应系数因此将对图5中所描绘的实施例提供的热传递具有显著影响。尽管将会出现上面所说明的缺点，但带斜坡的腔顶部60的优点在于顶部与衬底表面之间的减小的间隙允许发生更加高效的热传递。如果衬底W之间的适应系数的预期变化足够小到可以足够精确地控制冷却，则例如可以使用具有带斜坡顶部的腔。反之，如果期望不同衬底W的适应系数会有显著变化，那么腔顶部60不带斜坡的图4所示的实施例可能是优选的。
污染物分子将有规律地离开衬底W上的抗蚀剂的表面，并且是投影系统PS(见图1)中的光学器件的潜在污染物的重大来源。为了防止或减少污染物进入投影系统PS中，可以从投影系统朝向衬底W提供气流。冷却元件42、44可以被配置成使得它们不会生成容易将污染物推到投影系统中的气体的射流。换言之，冷却元件42、44可以被配置成使得它们不会生成强到足以克服沿Z方向向下行进且从投影系统PS中出来的气流的沿Z方向向上行进的气体的射流。冷却元件42、44的底表面与衬底W之间的窄间隙(例如，在20μm与200μm之间)可以防止已生成的可能携带污染物的气体的射流进入投影系统PS中。
可能期望使冷却元件42、44与衬底之间的间隙维持，并且特别是期望防止冷却元件与衬底之间发生接触。在一实施例中，从冷却元件主体46、47的下面向外的气流可以提供防止或抑制冷却元件与衬底之间发生接触的缓冲垫。气体的该缓冲垫可以被称为气体轴承脚。
在备选布置中，冷却元件42、44可以安装到光刻设备LA的投影系统PS上。冷却元件可以由支撑件来保持，支撑件包括使冷却元件移动到衬底台WT上方的期望高度的机构。支撑件可以包括被配置成如果检测到意外移动则将冷却元件拉离衬底的撤回机构。该机构可以形成如果在光刻设备内发生意外移动(例如，在地球颤动的情况下)则被触发的更一般的安全机构的一部分。撤回机构也可以用于在冷却元件通过设置在衬底台WT中的传感器之前提升冷却元件。
衬底的表面(实际中是设置在衬底上的抗蚀剂的表面)使得高度上的变化小于1μm。冷却元件42、44与衬底之间的间隙可以是20μm或更大，例如50μm或更大。作为结果，不需要使冷却元件42、44上下移动以适应衬底W的拓扑结构的机构。
在衬底的扫描曝光期间，在衬底W上的给定目标部分(例如，裸片)的曝光与下一目标部分(例如，裸片)的曝光之间经过了相当长的一段时间。在该时间期间，辐射束B不会入射在衬底W上，并且因而不会发生由辐射束引起的衬底的升温。尽管在该时间期间不会发生升温，但帕尔贴冷却器55和流体冷却系统57继续操作。试图在曝光之间关闭帕尔贴冷却器55不是期望的，因为帕尔贴冷却器55的响应速度可能不够快。此外，打开和关闭帕尔贴冷却器易于缩短帕尔贴冷却器的使用寿命。可以使用阀以当在目标部分之间移动时关闭气体到腔48、49的供应，并且当目标部分要曝光时打开气体的供应。阀可以以小于大约5ms的时间常数进行操作。
尽管冷却元件42、44各包括帕尔贴冷却器55和流体冷却系统57，但可以使用任何合适的热量移除系统以从冷却元件移除热量。例如，在没有帕尔贴冷却器的情况下可以使用利用了在较低温度下为流体的流体冷却系统。例如，代替水可以使用在0℃以下保持为液体的诸如乙二醇等的流体。
图7中示意性地描绘了备选的热量移除系统。在图7中示出了具有腔48的冷却元件44。通过气体输送导管97将气体输送至腔。腔48中的气体的压力可以通过控制经由气体输送导管97输送的气体的压力来控制(对于其他实施例也如此)。冷却元件44可以例如具有与上面所描述的冷却元件相同的配置，除了它不包括帕尔贴冷却器和流体冷却系统。反而，从冷却元件44的热量移除通过将氮气(或某一其他合适的气体)泵入和泵出冷却元件来执行。气体在被输送到冷却元件44时是冷的(即，比冷却元件冷)，因而从冷却元件接收热量。
气体从气体源94经由第一入口导管部分102a被输送到热交换器98。气体由热交换器98预冷却并接着经由第二入口导管部分102b传递到帕尔贴冷却器100。气体由帕尔贴冷却器100冷却并接着经由第三入口导管部分102c和第四入口导管部分102d行进到冷却元件44。
气体从冷却元件44接收热量，并且被加热的气体随后从冷却元件中传出来并沿着第一出口导管部分104a传递。被加热的气体行进通过第二出口导管部分104b到达热交换器98。接着气体从热交换器出来沿着第三出口导管部分104c行进到外部位置。这样，热量被从冷却元件44中移除并且被从冷却元件中带走。
气体可以由气体源94以大于10l/min的速率提供。气体可以例如以20l/min或更大(例如，高达50l/min)的速率提供。气体可以在进入冷却元件44之前由帕尔贴冷却器100冷却到例如-30℃的温度。气体在冷却元件44中被加热几度(例如，被加热小于5℃)，并且可以在离开冷却元件时例如具有-26℃的温度。气体的温度上的该增加与从冷却元件44移除的热量对应。气体沿着出口导管104行进到热交换器，在该热交换器处与来自热源94的气体交换热量。来自气体源94的气体可以具有明显高于-26℃的温度，并因此被出口气体冷却。出口气体相应地被来自气体源94的气体加温。
高的气体流量(即，大于10l/min)有利地限制了冷却元件44中的热梯度。冷却元件中的热梯度例如可以被限制到小于1℃。
帕尔贴冷却器100和热交换器98位于远处并且不是位于光刻设备LA(见图1)的投影系统PS的下方。帕尔贴冷却器100和热交换器98可以在光刻设备LA内具有固定的位置。帕尔贴冷却器100可以位于光刻设备的真空区域内，或者可以位于光刻设备的非真空区域内。类似地，热交换器98可以位于光刻设备的真空区域内，或者可以位于光刻设备的非真空区域内。
帕尔贴冷却器例如可以位于与冷却元件44相距0.5mm或更远的位置处。提供远离冷却元件44的帕尔贴冷却器100的优点在于更多空间可用于容纳帕尔贴冷却器(投影系统PS下方的可在其中容纳冷却元件44的空间非常有限)。因此，可以使用较大的帕尔贴冷却器100。帕尔贴冷却器100可以例如是双级或三级(或更多级)帕尔贴冷却器。这允许了与使用位于冷却元件44中的较小帕尔贴冷却器(例如，如图4中描绘的)时可能的温度降低相比可以实现更大的温度降低。
冷却元件44可以在z方向上可移动(如本文档其他地方所说明的)。帕尔贴冷却器100和热交换器98可以是固定的(即，不可移动)。第四入口导管部分102d是柔性的，以便允许冷却元件44相对于帕尔贴冷却器100的移动。虚线107示意性地描绘了入口导管的非柔性部分102c连接到入口导管的柔性部分102d的点。出于相同的原因，第一出口导管部分104a也是柔性的。虚线107示意性地描绘了出口导管的柔性部分104a连接到出口导管的非柔性部分104b的点。
温度传感器110设置于入口导管120d上，例如在冷却元件44附近。温度传感器112设置于出口导管104上，例如在冷却元件44附近。这些温度传感器110、112可以用来监测进入冷却元件44和离开冷却元件的气体的温度。这进而允许计算通过冷却元件44从衬底W上移除的热量的量，并因此可以提供衬底的温度的指示。可以使用反馈和/或前馈校正来调整输送到冷却元件44的气体的温度和/或调整气体的流动速率，以便调整施加至衬底W的冷却的量。
尽管图示实施例使用了帕尔贴冷却器100，但可以使用任何合适的冷却器。例如，可以使用焦耳汤普森冷却器(Joule Thompson cooler)或者可以使用液氮冷却。
因为使用位于远处的冷却器100(例如，帕尔贴冷却器)，这允许由入口导管102输送的气体被冷却到与如果帕尔贴冷却器位于冷却元件44中的话可能到达的温度相比更低的温度。这进而允许在冷却元件44的温度与衬底WT的温度之间实现更大的差异。这进而为冷却元件44提供了更多的设计自由度，例如允许冷却元件具有较小覆盖区。提供具有较小覆盖区的冷却元件允许在腔48中使用较高压力的气体而不会增加由腔48中的气体施加至衬底的力。这进而允许以正常压力状况或者接近正常压力状况(压力状况在上面结合图6进行了描述)操作。这使得由冷却元件44提供的冷却较少依赖于衬底W上的抗蚀剂的适应系数，从而导致冷却元件为具有不同抗蚀剂的衬底提供了更加一致的性能。
图7中描绘的实施例优于图4的实施例的附加优点在于没有水被提供至衬底上方的部件，由此避免水泄漏到衬底上的可能性并且还避免了可能由泵送水引起的振动。
进一步的优点在于，避免了图4的实施例中归因于帕尔贴的热侧的存在而需要的大量热消散。图7中描绘的实施例的对环境的冷负载可以非常有限(例如，小于50mW)。这也使得可以通过测量输送到冷却元件44的气体的温度、离开冷却元件的气体的温度并测量气体的流量而容易地测量出从衬底上移除的热量。
另外，在冷却元件44中要求较少部件，由此简化了冷却元件的设计并减少了光刻设备LA的操作期间可能发生故障的元件的数量。
在图7的实施例或本发明的其他实施例中，冷却元件44可以包括加热器114，该加热器114可以用于在期望的一段时间内有效地抵消由冷却元件44提供的冷却。例如当不期望使用冷却元件44来提供冷却时(例如，如果冷却元件经过光刻设备的传感器的话)可以使用加热器114。使用加热器来抵消冷却元件44的效应而不是中断冷却元件的操作避免了可能由于中断冷却元件44的操作而引起的问题。例如，在图7中描述的实施例中停止通向和来自冷却元件44的气体的流动将会改变入口导管102和出口导管104中的气体的温度。气体温度的这些改变的后果是，当冷却元件44恢复操作时会将衬底冷却到与先前情况相比不同的温度，直到气体的温度稳定。
用于冷却元件44的冷却系统的另一备选实施例具有与图7中所描述的那个配置对应的配置，但是使用来自气体源94的显著较小的气体流量。例如，气体流量可以小于5l/min，并且可以是大约2l/min或更小。因为以较慢的速率将气体供应至冷却元件44并从冷却元件44中去除，所以气体在离开冷却元件时的温度较高(与在上面所描述的方式中以较高流动速率供应气体时气体的温度相比)。例如，代替经历大约4℃的温度增加，气体可以经历大约50℃的温度增加。进入冷却元件44的气体的温度可以是大约-30℃，并且离开冷却元件的气体的温度可以是例如大约22℃。离开冷却元件的气体的温度可以与正被冷却的衬底的期望温度对应。在该方式中提供通向冷却元件44的较小气体流量是有利的，因为它供应了等于需要从衬底上移除的热量的量的冷负载。
图8中示意性地描绘了另一备选冷却系统。与图7中描绘的实施例的共同之处是，冷却元件44包括腔48和被配置成将气体输送至腔的气体输送导管97。在该冷却系统中，热管120在一端处连接至冷却元件44并在相对端处连接至帕尔贴冷却器100或其他冷却器。热管可以包括刚性部分120a和柔性部分120b。柔性部分120b连接至刚性部分120a的位置用虚线122示意性地指示出。热管的柔性部分120b允许冷却元件44相对于帕尔贴冷却器100的一些移动。
热管可以例如具有在水平方向上(例如，在x-y平面中)比在竖直方向(即，z方向)上大的截面形状。在水平方向上比在竖直方向上大的热管120的优点在于这允许热管更容易被容纳在投影系统PS的下方(投影系统PS与衬底W之间的空间可能非常有限)。在一实施例中，热管的刚性部分120a可以在竖直方向上比热管的柔性部分120b大。
热管可以例如是微型热管、即配置有尖锐边缘，该尖锐边缘起到通过毛细作用传递流体的作用，使得芯是不必要的。
与上面结合图7所描述的实施例的共同之处是，帕尔贴冷却器100仅仅是冷却器的示例，并且可以使用任何其他形式的冷却器。冷却器可以被定位成远离光刻设备LA(见图1)的投影系统PS，例如与投影系统相距0.5m或更远。
图8的实施例的其他优点与上面结合图7另外说明的那些优点大体对应。位于远处的帕尔贴冷却器100允许冷却元件44被冷却到较低的温度。这允许冷却元件具有较小覆盖区，具有较小覆盖区允许腔48中的较高压力的气体。没有水被提供至衬底上方的部件。帕尔贴冷却器的热侧不是位于正被冷却的衬底附近。在冷却元件44中要求较少部件，由此简化了冷却元件的设计。
在图9中示意性地描绘了冷却系统的另一备选实施例。该实施例包括其中围绕冷却剂回路142泵送冷却剂的两相冷却系统140。冷却剂通过从液体形式蒸发成蒸气形式而从冷却元件44中移除热量。两相冷却系统包括泵144、预加热器146和冷凝器148。冷却系统另外包括温度传感器150和蓄能器152，蓄能器152存储加压的冷却流体并调整输送到回路142的冷却剂的压力。
在操作中，呈液体形式的冷却剂通过泵144被泵送通过预加热器146。该预加热器146将冷却剂的温度设定为期望的温度。冷却剂接着进入冷却元件44并围绕冷却元件行进。冷却剂从冷却元件44接收热量并蒸发成蒸气形式。这将热量从冷却元件44中移除。冷却剂流体传递到冷凝器148，冷凝器148从冷却剂中移除热量(例如，利用使用水或某一其他冷却剂的热交换器)。冷却剂在行进通过冷凝器148时冷凝成液体形式。现在呈液体形式的冷凝的冷却剂接着传递到泵144，从那里被再一次围绕回路142泵送。
回路142中的冷却剂的状态用回路的线的形式示意性地指示出。实线指示出冷却剂呈液体形式。虚线指示出冷却剂至少部分呈蒸气形式。
冷却元件44的温度通过温度传感器150来测量。蓄能器152被控制成响应于由温度传感器150测得的温度来调整回路142中的冷却剂的压力。因此，如果测得的温度太高，则回路142中的冷却剂的压力增加以便冷却剂从冷却元件44移除更多的热量。类似地，如果由温度传感器150测得的温度太低，那么使用蓄能器152降低冷却剂的压力，以便减少由冷却剂从冷却元件44中移除的热量的量。
可以使用将提供两相冷却的任何合适的冷却剂。例如，冷却剂可以是CO2、R134a或R1234ze。
图9中描绘的实施例的优点在于它不会为了对提供至冷却元件44的冷却的量施加快速调整而要求附加的加热器(该调整通过蓄能器152来获得)。
图9的实施例的其他优点与上面结合图7和图8的实施例另外描述的那些优点大体对应。两相冷却系统140允许冷却元件44被冷却到较低的温度。这允许冷却元件具有较小覆盖区，具有较小覆盖区允许腔48中的较高压力的气体。避免了在衬底附近具有帕尔贴冷却器的热侧。在冷却元件44中要求较少部件，由此简化了冷却元件的设计。
图10示意性地描绘了可以用于将冷却的气体输送至冷却元件44的冷却器158，替代图7和图8中描绘的帕尔贴冷却器100。冷却器158包括增加气体的流动的速率的收缩部162。收缩部使气体膨胀，作为其结果，气体的质量流量保持相同但体积流量增加，由此降低了气体的温度。
行进通过冷却器158的入口导管160的气体可以处于大约室温(例如，22℃)。气体穿过收缩部162，该收缩部162起到增加气体的流动的速率的作用并由此降低气体的温度。因为收缩部162内侧的气体速度显著高于气体进入收缩部之前的气体速度，所以气体温度显著较低并且可以例如是约2℃。收缩部位于第一热交换器164内侧。因为收缩部162内侧的气体的温度低，所以气体从第一热交换器164吸收热量。热交换器的温度可以例如是大约12℃。
一离开收缩部162，气体就进入第二气体导管166，该第二气体导管166具有比收缩部大的直径(例如，与第一气体导管160相同的直径)。气体因此减速至较低的气体速度。因为气体已从热交换器164接收到了热量，所以气体现在具有比其初始温度高的温度。气体例如可以具有大约32℃的温度。
气体沿着第二气体导管166行进到第二热交换器168，在该第二热交换器168处从气体中将热量移除并将其传递到水(或者由导管170输送的某一其他流体)中。这可以将气体冷却到例如大约22℃的温度。气体接着沿着第三气体导管172行进并通过热交换器164返回。这使气体相当大量地冷却、例如冷却了若干℃。例如可以具有大约12℃温度的冷却气体接着经由第四气体导管174输送。第四气体导管174可以连接至冷却元件44。
在备选配置中，第一热交换器164可以是冷却元件。
收缩部162的直径可以调节以提供高的流动速度。当速度是声速时，可以实现大约9℃的温度下降。具有长10cm和横截面5mm×5mm以及180mbar的上游压力和20mbar的下游压力的扁平管将在100mbar l/s的氢气流动速率下在最后一厘米实现约1000m/s的气体速度，并在前九厘米实现大致300m/s的气体速度。
图10中描绘的实施例的优点与上面结合图7至图9描述的优点大体对应。该实施例允许冷却元件44被冷却到较低的温度。这允许冷却元件具有较小覆盖区，较小覆盖区允许腔48中的较高压力的气体。避免了在衬底附近具有帕尔贴冷却器的热侧。在冷却元件44中要求较少部件，由此简化了冷却元件的设计。
图11中以截面示意性地描绘了根据本发明的实施例的冷却元件202。冷却元件202可以形成光刻设备(见图1)的冷却设备40的一部分。如图11中用笛卡尔坐标所指示的，截面沿着X方向(相比之下，前面的图在Y方向上示出了截面)。冷却元件202可以包括上面结合其他实施例描述的特征。为了简洁起见，该实施例的描述中没有包括这些。因此，例如，该实施例可以包括诸如帕尔贴冷却器和流体冷却系统等的热量移除系统。类似地，例如，该实施例可以包括撤回机构。上面另外说明的关于气体的压力和冷却元件202与衬底之间的间隔的考虑可以结合该实施例(并结合其他实施例)来应用。
冷却元件202包括主体204，该主体204连接至经由阀208接收气体的气体输送导管206。主体204内的室210从气体输送导管206接收气体。主体204具有形成室210的底表面的底板212。底板212设置有孔214，气体可以通过该孔214从室210中流出。冷却元件202位于衬底W的上方，并且从孔214传出来的气体填充冷却元件202与衬底W之间的空间，直到从冷却元件的下方流出(如用箭头示意性地描绘的)。气体具有比衬底W低的温度。气体便于从衬底W到冷却元件202(其具有比衬底低的温度)的热量的传递。气体因此起到对衬底进行冷却的作用。可称为冷却气体的气体可以例如是氢气(或惰性气体)。在本文档其他地方结合其他实施例来讨论可用于冷却气体(和冷却元件202)的适当温度。
孔214可以横跨底板212分布。孔214可以例如测量出横跨至少10μm的尺寸。孔214可以例如测量出横跨高达50μm的尺寸。孔214可以被提供为二维阵列。可以在相邻孔214之间提供至少100μm的间隔。可以在相邻孔214之间提供高达1mm的间隔。在X方向上相邻孔之间的间隔可以不同于在Y方向上相邻孔之间的间隔。孔214例如可以使用激光钻孔来形成。尽管图11A中描绘了九个孔(并且在图11B中描绘了45个孔)，但这仅仅是示意性图示，并且可以使用任何合适数量的孔。
冷却元件202进一步包括遮蔽件216。遮蔽件216可在X方向(非扫描方向)上移动并且起到将室210的底板212中的孔214中的一些关闭的作用。在图11A中，遮蔽件216处于它们不会将底板212中的孔214关闭的第一位置。该位置可以被称为撤回位置。在图11B中，遮蔽件216已移动到它们将室210的底板212中的孔214中的一些关闭的位置。该位置可以被称为展开位置。如可从比较图11A和图11B看到的，当遮蔽件216从撤回位置移动到展开位置时，冷却气体入射在其上的衬底区域的X方向尺寸减小。出于下面结合图12所讨论的原因，这是有利的。
图12示意性地描绘了从下方观察到的冷却元件202。图12中还描绘了由光刻设备LA(见图1)的辐射束B照射的曝光区域E。冷却元件202的主体204形成包围冷却元件的底板212的外周界。底板212设置有孔214，气体在冷却元件202的操作期间从该孔214中流出来。当从下方观察冷却元件时冷却元件202的遮蔽件216不可见，但在这里为了便于理解本发明进行了描绘。遮蔽件可从撤回位置216a(用虚线描绘)移动至展开位置216b(用点线描绘)。
在光刻设备LA(见图1)的操作期间，由辐射束B在X方向(非扫描方向)上照射的曝光区域E的尺寸可以由光刻设备的操作者来选择。该选择可以由要通过光刻设备在衬底W上曝光的裸片的尺寸来确定。曝光区域E的最大X方向尺寸可以例如是26mm(不过其他最大X方向尺寸也是可能的)。最大X方向尺寸在图12中标为Xmax。曝光区域E的最小X方向尺寸可以例如是16.5mm(不过其他最小尺寸也是可能的)。曝光区域的最小尺寸在图12中标为Xmin。曝光区域E的X方向尺寸可以例如使用掩模叶片(未描绘)通过光刻设备LA(见图1)的照射器IL以已知的方式来调整。
冷却元件202的遮蔽件216允许对冷却气体被引导所至的区域的X方向尺寸进行调整，使得它与曝光区域E的X方向尺寸对应。因此，当曝光区域E具有最大尺寸Xmax时，遮蔽件216处于撤回位置216a。底板212中的将气体输送到衬底的孔的X方向尺寸于是与Xmax基本对应。当曝光区域E具有最小X方向尺寸Xmin时，遮蔽件216处于展开位置216b。底板中的将气体输送到衬底上的孔的X方向尺寸于是与Xmin基本对应。
在Xmax与Xmin之间的曝光区域E的其他X方向尺寸也是可能的。遮蔽件216可以相应地展开到撤回位置与展开位置之间的中间位置。因此，遮蔽件216可定位成使得冷却元件202将冷却气体引导到具有与曝光区域E的X方向尺寸对应的X方向尺寸的区域上。通过使冷却气体被输送所到的区域的X方向尺寸与曝光区域E的X方向尺寸匹配，该实施例避免了将冷却气体引导到延伸超出曝光区域的X方向边缘的区域上。如果冷却气体被输送到延伸超出曝光区域E的X方向边缘的区域上，那么这可能会引起衬底的不希望的扭曲变形。这进而会降低光刻设备能够将图案投影到衬底上的精度。例如，冷却气体可能会引起与当前被曝光的裸片相邻的裸片的一部分的冷却，并由此降低了当随后将图案投影到相邻裸片上的套刻精度。本发明的实施例避免了该问题，因为冷却气体入射的区域的X方向尺寸与曝光区域E的X方向尺寸对应。
在本发明的图示实施例中，当遮蔽件216处于撤回位置216a时，它们不会将冷却元件202的底板212的孔214中的任何一个关闭。然而，并非一定是这种情况。因此，例如，遮蔽件216可以在它们处于撤回位置时将底板212的一些孔214关闭。是否是这种情况将取决于遮蔽件和底板的具体配置。在任何情况下，使遮蔽件从撤回位置216a移动至展开位置216b都会将冷却元件202的底板212中的一些孔214关闭。
在备选布置中，代替在底板212中设置孔，底板212可以由多孔材料形成。在这种情况下，材料中的孔隙网络允许气体从底板212流出。可使用的多孔材料的示例是石墨(例如，由荷兰海尔蒙德Xycarb陶瓷公司(Xycarb Ceramics of Helmond,Netherlands)销售的)和烧结陶瓷(例如，由荷兰海尔德马尔森的Gimex公司(Gimex of Geldermalsen,Netherlands)销售的)。根据期望，通过将环氧树脂层连同溶剂一起施加到多孔材料的表面上，可以降低多孔材料的孔隙率。所使用的溶剂的量可以选择成使得获得该层的期望的渗透性。
孔214和多孔材料的孔隙都可以被认为是允许气体穿过底板212的开口的示例。遮蔽件216以相同的方式工作，而不管开口是孔214还是多孔材料的孔隙。因此，使遮蔽件216从撤回位置216a移动至展开位置216b将冷却元件202的底板212中的一些开口关闭。
尽管图11和图12中仅描绘了单个冷却元件202，但应领会的是，根据本实施例的冷却元件可以设置在光刻设备的曝光区域E的任一侧上(例如，在与图3中描绘的布置对应的布置中)。
尽管图示实施例具有两个遮蔽件，但也可以使用一些其他数量的遮蔽件。例如，可以使用单个遮蔽件。在这种情况下，冷却元件202的一些X方向移动可能需要与遮蔽件的移动组合起来。这将确保还没被遮蔽件关闭的开口保持在X方向上与曝光区域E对准。
在进一步的实施例(未图示)中，冷却元件可以大体如图11和图12中所描述的，但是不存在遮蔽件216。因此，冷却元件可以包括设置有开口的底板，气体通过该开口被输送到衬底上。开口可以例如是孔的阵列或多孔材料的孔隙。
图13示意性地描绘了提供与图11和图12中描述的实施例类似的功能但是以不同的方式提供的本发明的备选实施例。图13是根据本发明的实施例的冷却元件302的示意性截面图。和图11中一样，截面沿着冷却元件的X方向。冷却元件302包括内部设置有三个室306至308的主体304。室通过壁310彼此分离。室可以被称为外室306、308和内室307。各室被连接至不同的气体导管连同相关联的阀(图13中未描述)。主体304具有底板312，底板312形成室306至308的底表面。底板312设置有气体可以从室306至308流动通过的孔314。冷却元件302位于衬底W的上方，并且从孔314传出来的气体填充冷却元件302与衬底W之间的空间，直到从冷却元件的下方流出(如用箭头示意性地描绘的)。气体具有比衬底W低的温度并因此用于对衬底进行冷却。气体可以被称为冷却气体。在本文档其他地方结合其他实施例来讨论可用于冷却气体的适当温度。结合其他实施例讨论的特征和考虑也可以结合本实施例来使用。
参见图13A，连接至所有气体导管的阀可以打开，使得气体被输送到所有的室306至308。由于气体被输送给所有的室306至308，所以从孔314传出来的气体横跨底板312的整个X方向尺寸分布。该尺寸可以与光刻设备的曝光区域E的最大X方向尺寸Xmax(见图12的左手侧)对应。
参见图13B，与通向外室306、308的气体导管连接的阀可以关闭，其中连接到通向内室307的气体导管的阀打开。由于没有气体被输送到外室306、308，所以没有气流通过位于这些外室下方的底板312中的孔314。气体继续从内室307的底板312中的孔313流出。因此，当与图13A相比时，在图13B中气体被输送所到的衬底区域的X方向尺寸减小。壁310可以定位成使得气体被从内室307输送所到的X方向尺寸与光刻设备的曝光区域E的最小X方向尺寸Xmin(见图12的左右侧)对应。
壁310可以是薄的(例如，厚度小于1mm)以使不从底板312接收冷却气体的X方向尺寸部分(底板的在壁310正下方的部分会被壁阻挡而无法发射冷却气体)最小化。
图13的冷却元件302可以包含上面结合图11和图12的冷却元件描述的特征。例如，孔314可以具有上面结合图11和图12描述的属性。底板312可以由多孔材料形成。孔314和多孔材料的孔隙是冷却气体可流动通过的开口的示例。
图14在从上方观察到的截面中示意性地描绘了包括图13中图示的形式的两个冷却元件302、303的冷却设备40。图14还示意性地描绘了冷却设备的气体导管和光刻设备的曝光区域E。如上面已结合图13说明的，冷却元件302、303各包括内室307、第一外室306和第二外室308。室306至308通过壁310彼此分离。第一阀316被连接至分支成两个部分318a、318b的第一气体导管318。气体导管分支318a、318b分别被连接至第一冷却元件302的第一外室306和第二冷却元件303的第二外室306。第二阀320被连接至第二气体导管322。第二气体导管322分裂成两个分支322a、322b，这两个分支被分别连接至第一冷却元件302的第二外室308和第二冷却元件303的第二外室308。第三阀324被连接至第三气体导管326。第三气体导管326分裂成两个分支326a、326b，这两个分支分别被连接至第一冷却元件302的内室307和第二冷却元件303的内室307。
如图14A中示意性地描绘的，当所有的阀316、320、324打开时，气体被输送到冷却元件302、303的所有室306至308。作为结果，衬底的由冷却元件302、303输送气体所到的X方向尺寸与光刻设备的曝光区域E的最大X方向尺寸Xmax对应。
在图14B中，第一阀和第三阀316、320关闭并且作为结果没有气体流到冷却元件302、303的外室306、308中。第三阀324打开并因此流体流到冷却元件302、304的内室307中。作为结果，气体不会从冷却元件302、303的外室306、308流出来而只会从内室307流出来。因此。冷却气体被横跨衬底的由光刻设备曝光的较小X方向尺寸输送。冷却气体被输送所到的X方向尺寸可以与由光刻设备照射的曝光区域E的X方向尺寸对应。该尺寸例如可以是该光刻设备的曝光区域E的最小X方向尺寸。
因此，通过打开和关闭第一和第三阀316、320，冷却气体被输送所到的X方向尺寸可以在最大值与最小值之间切换。在备选配置(未描绘)中，可以布置单个阀以控制气体例如经由分裂成四个导管的单个导管流动到两个外室306、308中。
图13和图14的实施例与图11和图12的实施例相比的缺点在于，冷却气体被输送所到的X方向尺寸不可以控制成最小与最大值之间的值。因此，如果由光刻设备使用的曝光区域E具有在最小尺寸Xmin与最大尺寸Xmax之间某处的X方向尺寸，则衬底的由冷却元件302、303输送冷却气体所到的X方向尺寸不会与曝光区域E对应。
图13和图14的实施例的优点在于，控制从冷却元件302、303进行的气体输送的可动元件(即，阀316、320、324)位于远离冷却元件自身的位置处。相比之下，在图11和图12的实施例中，遮蔽件216位于冷却元件302的内侧。如可从图1领会到的，冷却元件202、302、303形成位于光刻设备的投影系统PS的下方且位于光刻设备的衬底台WT上方的冷却设备40的一部分。这是相对无法访问的位置。因此，图13和图14的实施例的阀316、320、324的维护和维修可以比图11和图14的实施例的遮蔽件的维护和维修容易得多。
图15示意性地描绘了根据本发明的备选实施例的冷却元件402。与本发明的其他实施例的共同之处是，冷却元件402被配置成将冷却气体在与光刻设备的操作期间由辐射束B照射的曝光区域E相邻的位置处引导到衬底W上。在图15中示意性地描绘了冷却元件402的截面图，并在图16中示意性地描绘了从下方观察到的冷却元件402。图15相对于图16被放大。与一些其他实施例的共同之处是，图15和图16中没有描绘出气体输送导管，不过实际中实施例将包括气体输送导管。结合其他实施例讨论的特征和考虑也可以结合本实施例结合来使用。
冷却元件402包括设置有室406的主体404。室406具有由多孔材料(上面另外描述了合适的多孔材料的示例)形成的底板408。主体404具有面向衬底W的底表面410。底表面410的一部分由多孔材料的底板408形成。主体404的可以是基本平面的底表面410通过例如可以大约为80μm的间隙G与衬底W分离。间隙G可以例如小于200μm，并且可以例如小于100μm。间隙G可以例如大于20μm。
已输送通过多孔材料的底板408的冷却气体填充主体404的底表面410与衬底W之间的间隙G。间隙G中的冷却气体用阴影区域412示意性地描绘出。冷却气体412例如可以是氢气(或可以是某一其他气体)。冷却气体412具有比衬底的温度低的温度。冷却气体412便于从衬底W到也具有比衬底的温度低的温度的冷却元件主体404的热量的传递。冷却气体412因此用于对衬底W进行冷却。
图15的冷却元件402进一步包括第一和第二冷却流体通道414、416。冷却流体被泵送通过冷却流体通道414、416，并由此从冷却元件402中携带走热量。冷却流体例如可以是氮气(或某一其他气体)并且可以例如被冷却到大约-100℃的温度。氮气可以例如被保持处于高于大气压的压力(例如大于4bar，例如大约8bar，例如12bar或更小)。氮气(或其他气体)用于将冷却元件402冷却到低于0℃的温度。氮气(或其他气体)可以用于将冷却元件402冷却到低于-50℃的温度，并且可以用于将冷却元件冷却到低于-70℃的温度(例如，大约-100℃)。由于冷却元件402被保持处于低于0℃的温度、例如大约-100℃，所以室406中的冷却气体也被冷却到该温度。结果，被输送通过多孔底板408的冷却气体412具有与冷却元件402的温度相同的温度。
以如下速率输送冷却气体：将在冷却元件402与衬底W之间提供大于大气压的压力的冷却气体412。该压力例如可以超过500Pa，并且例如可以是大约700Pa。压力可以例如小于1000Pa。冷却气体412可以例如提供大于300W/m2K的热传递系数。冷却气体412可以例如提供小于600W/m2K的热传递系数。冷却气体412可以例如提供大约450W/m2K的热传递系数。
冷却元件402位于与曝光区域E的边缘相邻的位置处。在该上下文中，术语“相邻”可以解释为意味着与曝光区域E的边缘相距小于1cm。冷却元件402可以与曝光区域E的边缘相距小于0.5cm，并且可以与曝光区域的边缘相距大约1mm。冷却元件402可以与曝光区域E的边缘相距1mm至1cm的范围内。冷却元件与曝光区域之间的间隔越小，衬底由衬底升温而引起的一些不期望的扭曲变形可避免的程度越大。
为了使冷却元件402位于尽可能靠近曝光区域E的位置处，冷却元件可以被成形为使得当冷却元件在与曝光区域E相距期望距离处时不与辐射束B相交。因此，例如，该实施例中的冷却元件设置有面向辐射束B的带斜坡的内表面418。带斜坡表面418可以例如相对于竖直方向呈一角度，该角度与辐射束B相对于竖直方向所呈的角度基本对应。该形状避免了冷却元件402具有投影到辐射束B中的最内侧角部。对应的形状可以用于根据本发明的其他实施例的冷却元件。
冷却元件402是薄的(当在竖直方向上测量时)，因为这允许冷却元件被定位成更靠近辐射束B而不与辐射束相交。因此，例如，冷却元件可以具有3mm或更小的在竖直方向(Z方向)上的厚度。冷却元件402可以例如为2mm或更小。冷却元件402足够厚以允许用于接收冷却气体的室406的空间并且还允许用于冷却流体通道414、416的空间。因此冷却元件402的最小厚度例如可以为大约1mm。
冷却元件402越靠近曝光区域E，衬底的由衬底升温引起的一些不期望的扭曲变形可避免的程度越大。因此，例如，冷却元件402与曝光区域E的边缘之间的小于3mm的间隔可能是期望的。2mm或更小的间隔可以是优选的，因为这提供了甚至更有效的冷却。1mm或更小的间隔可能最优选，不过这对于在实际中实施可能具有挑战性。例如曝光区域E的边缘的定位可能有大约0.3mm的公差。冷却元件402可以相对于曝光区域E定位的精度可能有例如大约0.3mm的公差。上面提到的值可以考虑到这一点。因此，上面提到的值例如可以具有+/-0.6mm的精度。
冷却元件402的底表面410可以例如在Y方向上测量出1mm与3mm之间(例如，1.5mm与2mm之间)的尺寸。冷却元件402的底表面410可以例如在Y方向上测量出小于5mm的尺寸。底表面410在Y方向上的长度对提供给衬底W的冷却量具有显著影响，因为这决定了位于冷却元件402与衬底之间的冷却气体412的区域。多孔材料的底板408可以例如与冷却元件402的内边缘以在Y方向(扫描方向)上测得的大约0.5mm分离。多孔材料的底板408可以例如具有0.3mm与0.7mm之间(例如，大约0.5mm)的在Y方向上的长度。
图15的实施例通过在靠近曝光区域E的位置提供冷却，可以降低衬底归因于由辐射束B引起的升温而导致膨胀的趋势。这样的膨胀在衬底的边缘特别成问题，因为衬底趋向于在其边缘被衬底台WT限制得不太好。本实施例的附加益处在于，它可以放宽衬底台WT的突节必须提供的刚度公差(由于升温，突节刚度的要求精确度与衬底的膨胀是相互关联的)。
图16描绘了从下方观察到的曝光区域E的一侧上的第一冷却元件402和曝光区域的相对侧上的第二冷却元件403。冷却元件是图15所图示类型的。一个冷却元件402在衬底的一区域被辐射束B曝光之前对该区域进行冷却，并且另一个冷却元件403在该区域已曝光之后对衬底进行冷却。该过程在扫描曝光的方向交换时交换。
如从图16中领会到的，由多孔材料形成的底板408的X方向尺寸可以与曝光区域E的X方向对应。该尺寸例如可以是光刻设备能够照射的曝光区域的最大X方向尺寸Xmax。冷却元件402、403可以包括一个或多个遮蔽件或室或其他部件(未描绘)，其可操作以调整冷却气体被输送通过的底板408的X方向尺寸。
尽管图15和图16中描绘的实施例具有由多孔材料形成的底板408，但在其他实施例中，底板可以由具有设置在底板中的孔的阵列以允许冷却气体被输送通过底板的非多孔材料形成。孔可以包括上面结合前述实施例另外提到的属性。孔和孔隙是冷却气体可以流动通过的开口的示例。
图2至图4中描绘的本发明的实施例可以进行修改，使得它们包括面向衬底W的底板而不是具有腔48、49。底板可以是基本平面的，并且可以例如与冷却元件的底表面共面。底板可以设置有开口(例如由多孔材料形成，或者设置有孔的阵列)。可以在底板的上方设置室，气体被从该室中通过底板输送出。
尽管本发明的所描述的实施例包括两个冷却元件，但本发明的其他实施例可以包括其他数量的冷却元件。例如，可以提供单个冷却元件。单个冷却元件可以例如沿着曝光区域E的一侧延伸(或者具有沿着曝光区域的一侧延伸的腔)。在这种情况下，冷却元件将在曝光之前或者在曝光之后(取决于该曝光期间的扫描方向)对曝光区域E进行冷却。备选地，单个冷却元件可以例如围绕曝光区域的多个侧延伸(例如，具有包括围绕曝光区域的多个侧延伸的开口的腔或底板)。单个冷却元件可以例如围绕曝光区域的周界延伸(例如，具有包括围绕曝光区域的周界延伸的开口的腔或底板)。
在备选示例中，可以提供超过两个的冷却元件。例如，可以提供四个冷却元件，与曝光区域的每个边缘相邻地提供一个冷却元件。
图17中示意性地描绘了本发明的备选实施例。图17的冷却设备70与上面描述的实施例的类似之处在于包括一对冷却元件72、74，然而在该实施例中，使用不同的冷却机制从衬底W移除热量。各冷却元件72、74设置有布置成将液体的微滴引导到衬底W上的喷嘴的阵列76、78。液体的微滴在图17中用圆圈80示意性地描绘出。液体可以是水，并结合使用水滴对图17的实施例进行描述。然而，可以使用任何其他合适的液体。水的微滴从衬底W接收热，并且从衬底的表面蒸发。向水滴的热传递和微滴的蒸发提供了对衬底W的冷却。从衬底W的被冷却的区域进行的微滴的蒸发可以在该区域被辐射束B照射之前完成。
喷嘴阵列76、78可以是二维阵列。喷嘴例如可以被提供为矩形阵列(例如，其中喷嘴具有矩形网格状布置)。各喷嘴阵列76、78可以具有任何合适的布置。喷嘴可以横跨各阵列76、78均匀分布。喷嘴可以布置成在衬底W上提供均匀分布的水滴。
上面关于先前描述的实施例的冷却元件42、44的定位另外阐述的考虑大体结合该实施例的冷却元件70、72的定位来应用。因此，例如，冷却元件72、74位于辐射束B的在扫描方向上(即，在Y方向上)的任一侧。冷却元件72、74与曝光区域E相邻。在该上下文中，术语“相邻”可以解释为意味着与曝光区域E的边缘相距小于1cm。冷却元件72、74可以与曝光区域E的边缘相距小于0.5cm，并且可以与曝光区域的边缘相距大约0.1cm。各冷却元件可以被配置成对处于与等分曝光区域E的线相距3cm或更小范围内的区域进行冷却。各冷却元件可以被配置成对处于与曝光区域的边缘相距2cm或更小范围内的区域进行冷却。
出于上面另外说明的原因，喷嘴阵列在Y方向上的限度可以等于或大于光刻设备在Y方向上的最大曝光区域长度。喷嘴阵列可以例如被配置成将水滴输送到在X方向上延伸大约26mm的区域上。各喷嘴阵列可以例如被配置成将水滴输送到在Y方向上延伸大约5mm的区域上。
各冷却元件72、74的底表面(其可以被视为喷嘴76、78的底表面)之间的间隔可以显著大于上面另外描述的实施例中的该间隔，因为应用了不同的考虑。在水滴从喷嘴76、78行进到衬底W上时发生将水滴的一些蒸发。然而，假设水滴在到达衬底W之前没有完全蒸发，那么水滴将提供对衬底的一些冷却。发生的水滴蒸发的量将取决于水滴的飞行时间，这进而将取决于水滴的速度和冷却元件72、74与衬底W之间的间隔。例如可以提供1毫米或更大(例如，高达大约5mm)的间隔而不会引起有问题的水滴蒸发量(例如，在行进到衬底W的期间的蒸发可以是大约50％或更小，并且可以小于10％)。可以提供更小的间隔，例如50μm或更小。如上面另外指出的，50μm的间隔可以足以基本上消除冷却元件72、74与衬底W之间接触的风险。
在给定时间期间蒸发的水滴的比例将取决于水滴的半径。本发明的实施例的水滴例如可以具有数微米或数十微米量级的直径。例如，水滴可以具有大约20μm的直径。在这种情况下，水滴的一半蒸发所花费的时间可以是大约5ms。喷嘴76、78可以将水滴以大约10m/s的速度朝向衬底引导。如果喷嘴与衬底之间的间隔是5mm，那么水滴的大约6％将在到达衬底W之前蒸发。如果期望较少蒸发或期望较低微滴速度，那么可以相应地减小冷却元件72、74与衬底W之间的间隔。例如，将间隔减小到100μm将允许以相同的速度大约0.1％的蒸发输送微滴。
各冷却元件72、74可以布置成从衬底上移除大约1.5W至3W的热量。水的蒸发能量为2×106J/kg。因此，为了例如从衬底上移除2W的热量，水滴可以以大约1mg/s的速率被输送到衬底上。
尽管结合图17描述的实施例包括两个冷却元件72、74，但本发明的其他实施例可以包括其他数量的冷却元件。例如，可以提供单个冷却元件。单个冷却元件可以例如具有沿着曝光区域E的一个侧延伸的喷嘴阵列。在这种情况下，冷却元件将在曝光之前或者在曝光之后(取决于该曝光期间的扫描方向)对曝光区域进行冷却。备选地，单个冷却元件可以例如围绕曝光区域的多个侧延伸(例如，具有围绕曝光区域的多个侧延伸的喷嘴阵列)。单个冷却元件可以例如围绕曝光区域的周界延伸(例如，具有围绕曝光区域的周界延伸的喷嘴阵列)。
在备选示例中可以提供超过两个的冷却元件。例如，可以提供四个冷却元件，与曝光区域的每个边缘相邻地提供一个冷却元件。
应领会的是，在适当情况下，上面结合先前描述的实施例另外描述的变型也可以应用于当前描述的实施例。
尽管所描述的实施例使用了水滴，但可以使用将从衬底上蒸发的任何其他合适的液体。例如，可以从喷嘴阵列中喷出被保持处于待呈液体形式的足够高的压力和/或足够高的温度的CO2、H2或惰性气体。
本发明的备选实施例包括加热设备。图18至图22示意性地描绘了加热设备的实施例，并示出了可以如何使用加热设备。图18A是从下方观察到的加热设备200的示意图，并且图18B是加热设备的加热元件202的从一侧观察到的示意图。图18B中示出了由光刻设备投影的辐射束B，并且在图18A中示出了由辐射束照射的曝光区域E。
与其他图示实施例的共同之处是，在图18至图22中示出了笛卡尔坐标，并且该坐标使用了用于光刻设备的传统符号，即，Y方向是曝光期间衬底W的扫描移动的方向，X方向与Y方向横切并处于衬底的平面中，并且Z方向与辐射束B的光轴大体对应。
加热设备200包括第一加热元件502和第二加热元件504。如图18A中描绘的，第一和第二加热元件502、504可以具有相同的整体构造。加热元件502、504位于曝光区域E的在非扫描方向上(即，在X方向上)的相对侧。加热元件502、504可以与曝光区域E相邻。在该上下文中，术语“相邻”可以解释为意味着与曝光区域E的边缘相距小于1cm。冷却元件502、504可以与曝光区域E的边缘相距小于0.5cm，并且可以与曝光区域的边缘相距大约0.1cm。
各加热元件502、504在处于该加热元件正下方的区域中提供对衬底W的局部加热。由各加热元件502、504加热的区域也可以延伸超出位于该加热元件正下方的区域。被加热区域在图18A中用虚线506、508示意性地描绘出。各加热元件502、504包括被配置成发射红外辐射的LED的阵列510、512。尽管所描绘的LED的阵列510、512各包括十二个LED，但可以使用任何合适数量的LED。
图18B描绘了从一侧观察到的加热元件中的一个加热元件502。如可以看到的，LED510发射红外辐射束514。红外辐射束514发散并在衬底W上照射出延伸超出加热元件502的覆盖区的区域506。如图18B中示意性地描绘的，红外辐射束514中的至少一个可以与辐射束B的边缘重叠。因此，加热设备200可以对与曝光区域E重叠的区域进行加热。
一般情况下，加热元件502、504的热发射器可以被配置成以某一向外发散度来发射热，使得衬底上的接收热量的区域506、508延伸超出加热元件的覆盖区。
加热元件502向衬底W输送局部加热，该加热用于对衬底的在由辐射束B照射的曝光区域E的(在X方向上的)边缘的紧外侧的一部分进行加热。作为结果，衬底W的温度在曝光区域E的边缘不会快速下降，而是更缓慢地降低。这是有利的，因为否则会由这样的温度下降引起的衬底的扭曲变形被减少。这使得能够实现可由光刻设备LA将图案投影到衬底W上的精度的改善(其可以提供光刻设备的套刻性能的改善)。
图19示意性地描绘了由光刻设备的辐射束B曝光的曝光区域E，并另外示意性地描绘了由加热设备的加热元件加热的区域506、508。如可以在图19中看到的，被加热区域中的一个506在曝光区域的X方向上的一侧与曝光区域E邻接，并且另一个被加热区域508在X方向上的相对侧与曝光区域E邻接。如上面已提到的，加热元件对衬底进行加热使得否则会存在于曝光区域E的X方向边缘处的热梯度不存在(或者被降低)。反而，这些热梯度在X方向上向外移动到远离曝光区域E的被加热区域506、508的边缘。由于这些边缘没有被辐射束B曝光，所以在这些边缘存在热梯度对图案投影到衬底W上的精度没有显著影响。
在一实施例中，被加热区域506、508可以与曝光区域E的X方向边缘重叠。尽管曝光区域E被描绘为具有鲜明的边缘，但实际中它可以由于辐射束B的强度在X方向上减小而具有模糊的边缘。类似地，被加热区域506、508尽管描绘为具有清晰的边缘，但可以具有由红外辐射束514提供的热在X方向上逐渐下降的模糊边缘。加热元件502、504可以被配置成使得被加热区域506、508的X方向上的模糊边缘与曝光区域E的模糊边缘重叠。因此，在X方向上从由辐射束B加热的区域到由加热元件502、504加热的区域可以有逐渐过渡。
加热元件502、504可以被配置成发射红外辐射(如上面指出的)，因为红外辐射对于光刻抗蚀剂不是光化的。可以由加热元件502、504发射其他非光化波长的辐射。尽管图示实施例使用LED 510、512来提供向衬底W输送热量的辐射束514，但可以使用任何合适形式的热发射器将热发射到衬底上。加热区域也可以在扫描方向上具有大于曝光区域尺寸的尺寸。加热区域中的加热不需要是均一的。
加热设备500可以安装在投影系统PS的壳体上。这例如可以以与图1中示意性地描绘的冷却设备40的安装大体对应的方式来完成。当施加加热时冷却区域可以在X方向上更大，即，它们可以延伸直到X方向上宽度到了图18的特征206+E+208为止。
图20和图21示意性地描绘了可以代替图18中描绘的加热设备使用的加热设备的备选实施例。首先参见图20，加热设备600包括第一激光器602和第二激光器604，两个激光器被配置成输出入射在衬底W上的激光束L。激光束L照射由光刻设备的辐射束B照射的曝光区域E的任一侧上的区域606、608。被照射区域606、608可以与曝光区域E邻接。激光器602、604是加热元件的示例。
激光束L照射衬底W上的与图19中描绘的区域508、608大体对应的区域606、608。这些区域的形状和尺寸可以由光学器件603、605来确定。光学器件603、606可以包括用于将激光束引导到衬底W上的反射镜。激光束L例如可以是红外激光束。激光束L可以具有某一其他非光化波长。激光束L向衬底W输送局部加热，局部加热用于对衬底的在由辐射束B照射的曝光区域E的(在X方向上的)边缘的紧外侧的一部分进行加热。作为结果，衬底W的温度不会在曝光区域E的边缘快速下降，而是更缓慢地降低。这提供了否则会由这样的温度下降引起的衬底的扭曲变形被减少的优点。这进而提供了可由光刻设备LA将图案投影到衬底W上的精度的改善(其可以提供光刻设备的套刻性能的改善)。这在上面结合图19更详细地另外进行了说明。
衬底W上的由激光束L照射的区域606、608可以与曝光区域E的X方向边缘重叠。曝光区域E可以具有辐射束B的强度在X方向上减小的模糊边缘。类似地，由激光束L照射的区域606、608可以具有激光束的强度在X方向上减小的模糊边缘。激光束L可以被定位成使得由激光束照射的区域606、608的X方向上的模糊边缘与曝光区域E的模糊边缘重叠。因此，在X方向上从由光刻设备的辐射束B加热的区域E到由激光束L加热的区域606、608可以有逐渐过渡。
激光束L行进通过投影系统壳体的底板618中的开口619。开口619主要设置成允许光刻设备的辐射束B离开投影系统外壳并入射在衬底W上。然而，激光束L也利用开口619。如图20中示意性地描绘的，激光束L可以例如彼此交叉(例如，在X方向上)。
激光器602、604可以设置在光刻设备(见图1)的投影系统PS的壳体616内。壳体内的环境可以是真空环境，并且可以选择适合在真空环境中使用的激光器(例如，不会遭受显著出气的激光器)。在备选途径中，激光器可以位于投影系统的壳体618的外侧，其中激光束穿过设置在投影系统壳体的壁中的一个或多个窗口。这被示意性地描绘在图21中。
参见图21，描绘了加热设备600的实施例，该加热设备被配置成以与上面结合图20描述的方式对应的方式来操作，但是其中激光器620、622位于投影系统的壳体616的外侧。激光器620、622可以被认为是加热元件的示例。激光器620、622可以被定位成远离壳体618，并且提供了从这些远处位置行进到投影系统壳体616的激光束L。在投影系统壳体616中设置有窗口624。窗口624可以例如由石英或某一其他合适的材料形成，并且在激光束L的波长处基本上是透明的。位于投影系统壳体618内的反射镜626、628被配置成接收激光束L并将其反射。反射镜626、628被定向为将激光束L在曝光区域E的(在X方向上的)任一侧引导到衬底W上。因此激光束L照射曝光区域E的任一侧上的区域606、608(例如，与曝光区域邻接)。被照射区域606、608的形状和尺寸可以由位于激光器620、622下游的光学器件621、623来确定。
反射镜626、628由安装座630、632保持。安装座可以是固定的使得反射镜626、628的定向是固定的。备选地，安装座630、632可以包括致动器，该致动器被配置为调整反射镜626、628的定向。致动器可以由控制器(未描绘)来控制。如果提供了致动器，那么这些致动器可以用来改变激光束L入射在衬底W上的位置。例如如果光刻设备的操作者选择了具有减小的X方向尺寸的曝光区域E，则可以使用该位置调整。有利地，该位置调整可以确保由激光束L照射的区域606、608继续与曝光区域E的边缘邻接。
致动器上的反射镜可以设置在任何合适的位置，并且可以用来控制被照射区域606、608在衬底W上的位置。
尽管图20和图21的实施例具有两个激光器，但可以使用任何合适数量的激光器。例如，可以使用单个激光器提供单个激光束，该单个激光束接着分裂成两个射束(例如，使用分束器)，使得第一激光束可以照射一个衬底区域606并且另一个激光束可以照射第二衬底区域608。
由加热设备500、600照射的区域506、508、606、608的X方向限度可以与由辐射束B照射的曝光区域E的Y方向限度大体对应。这是有利的，因为它允许加热设备以与辐射束B输送热量的方式对应的方式将热输送在曝光区域E的任一端。
当辐射束B没有入射在衬底W上时，可以关掉加热设备500、600的加热元件。这可能例如当在目标部分的曝光之后且在下一目标部分的曝光之前移动衬底W时发生。这是有利的，因为当辐射束B没有加热衬底时使用加热设备500、600来加热衬底W没有益处。
图22示意性地描绘了划分成目标部分C的阵列的衬底W。在传统的衬底W的扫描曝光中使用曲折路径，在该曲折路径中使衬底在X方向上的相邻目标部分C串联地曝光。当使用根据本发明的实施例的加热设备500、600时，可以使用不同形式的曲折路径，在该曲折路径中不使X方向上的相邻目标部分曝光。反而，可以使在X方向上通过至少一个介于中间的目标部分分离的目标部分曝光。图22中示意性地描绘了该方式的示例。在图22中，箭头描绘了目标部分的扫描曝光的方向。因此，参见标有箭头的目标部分，通过+Y方向上扫描曝光使C1曝光，接着通过-Y方向上的扫描曝光使C3曝光。C2没有曝光，因为它已从加热设备500、600接收到了热并因此可能包括一些局部扭曲变形。接着通过+Y方向上的扫描曝光使C5曝光，这之后通过-Y方向上的扫描曝光使C7曝光。C4和和C6没有曝光，因为它们已从加热设备500、600接收到了热并可能包括一些局部扭曲变形。
一旦图22中包括箭头的所有目标部分都已曝光了，就可以使其他目标部分曝光。该途径是有利的，因为它允许了由加热设备500、600输送给目标部分的热在用光刻设备使这些目标部分曝光之前消散的时间。
被加热区域506、508、606、608的X方向限度可以小于曝光区域E的X方向限度。这是有利的，因为它避免了给定的加热元件同时加热多个目标部分。参见图22，应领会的是，如果被加热区域506、508、606、608延伸超过曝光区域的X方向限度，那么例如目标部分C3将会在目标部分C的曝光期间被加热。该加热会引起将在目标部分C3的曝光期间存在的不希望的目标部分C的扭曲变形。
各被加热区域506、508、606、608的X方向限度可以小于曝光区域E的X方向限度的一半。
加热设备500、600可以与上面另外描述的冷却设备40组合使用。可能会认为冷却设备40和加热设备500、600的组合使用不会提供净益处，因为冷却设备的效果会抵消加热设备的效果。然而，情况并非如此。冷却设备40和加热设备500、600可以设置在相对于曝光区域E的不同位置处，以获得不同的有益效果。因此，例如，加热设备500的加热元件502、504可以设置在曝光区域E的X方向端部，以便减少在曝光区域的边缘产生的扭曲变形。可称为边缘效应的该扭曲变形在曝光区域E的Y方向边缘不是重大问题。这是因为衬底W相对于曝光区域E的扫描移动使输送给衬底W的辐射在Y方向上平均，使得不会产生边缘效应。因此，在曝光区域E的Y方向边缘设置冷却设备40将提供上面另外描述的有利效果，而不会引起Y方向边缘的边缘效应。因而，可以在曝光区域E的X方向端部设置加热设备500，并且可以在曝光区域的至少一个Y方向端部设置冷却设备40。加热设备500和冷却设备40可以连接到一起形成的单个单元。
本文档中对衬底的表面的引用可以解释为是指设置在衬底上的抗蚀剂的表面。
如上面已指出的，衬底W在衬底台WT的突节表面上面的滑动可能会降低投影的图案与先前投影的图案对准(一般称为套刻)的精度。使用上面描述的实施例可以减少或防止衬底W在突节上面的滑动。另外或备选地，衬底在突节上面的滑动可以通过将衬底加热到高于该衬底将被放置的衬底台WT的温度的温度来减少或防止。例如，衬底W可以由温度调整单元AU(见图1)加热到比衬底台WT的温度高大约100mK的温度。温度调整单元AU可以包括被保持处于期望温度的板。当衬底W放置到板上时被加热到平板的温度。被加热的衬底W接着被放置到衬底台WT上并且使用形成衬底台的一部分的夹具(例如，静电夹具)被夹持到衬底台上。衬底台接着冷却到衬底台的温度，由此在衬底中引入应力。引入到衬底中的应力趋向于将衬底的外边缘向内拉向衬底的中心。当使用辐射束B对衬底进行图案化时，该过程会加热衬底并引入趋向于将衬底的外边缘向外推离衬底的中心的应力。在衬底的冷却期间已经引入的应力将与衬底的加热引入的应力相互抵消，由此降低了衬底所受到的累积应力。这在衬底外边缘附近尤其如此。累积应力的降低减少或防止衬底W在衬底台WT的突节上面的滑动，特别是在衬底的外边缘附近。这是有利的，因为滑动最有可能发生在衬底的外边缘附近(夹具可能会在衬底的外边缘附近施加比在其他位置小的力)。
尽管在上面的示例中温度调整单元AU将衬底加热100mK，但温度调整单元可以将衬底加热其他量。例如，温度调整单元可以将衬底加热高达大约0.5K。
在本发明的实施例的示意性图示中，曝光区域E被描绘为矩形。这是为了便于说明，并且应领会的是曝光区域E可以具有某一其他形状。曝光区域E例如可以包括沿着X方向的某一曲率(例如，可以具有与香蕉大体类似的形状)。
在一实施例中，本发明可以形成掩模检查设备的一部分。掩模检查设备可以使用EUV辐射来照射掩模并使用成像传感器来监测从掩模反射的辐射。由成像传感器接收到的图像用来确定掩模中是否存在缺陷。掩模检查设备可以包括被配置成从EUV辐射源接收EUV辐射并将其形成为待引导到掩模处的辐射束的光学器件(例如，反射镜)。掩模检查设备可以进一步包括被配置成收集从掩模反射的EUV辐射并在成像传感器处形成掩模的图像的光学器件(例如，反射镜)。掩模检查设备可以包括被配置成对成像传感器处的掩模的图像进行分析并且从该分析来确定掩模上是否存在缺陷的处理器。处理器可以进一步配置为确定当光刻设备使用该掩模时检测到的掩模缺陷是否会在投影到衬底上的图像中引起不可接受的缺陷。
在一实施例中，本发明可以形成量测设备的一部分。量测设备可以用来测量形成在衬底上的抗蚀剂中的投影图案相对于衬底上已经存在的图案的对准。相对对准的该测量可以称为套刻。量测设备例如可以位于与光刻设备相邻的位置，并且可以用于在衬底(和抗蚀剂)经过处理之前测量覆盖。
尽管在该文本中可能具体参考了在光刻设备的背景下的本发明的实施例，但本发明的实施例可以用在其他设备中。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备或对诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置)等的物体进行测量或处理的任何设备的一部分。这些设备一般可以称为光刻工具。这样的光刻工具可以使用真空条件或周围环境(非真空)状态。
术语“EUV辐射”可以被认为包含具有在4nm至20nm范围内、例如在13nm至14nm范围内的波长的电磁辐射。EUV辐射可以具有小于10nm、例如在4nm至10nm范围内、如6.7nm或6.8nm的波长。
尽管图1和图2将辐射源SO描绘为激光产生等离子体LPP源，但可以使用任何合适的源来生成EUV辐射。例如，可以通过使用放电将燃料(例如，锡)转换成等离子体状态来产生EUV发射等离子体。该类型的辐射源可以被称为放电产生等离子体(DPP)源。放电可以通过电源生成，该电源可以形成辐射源的一部分，或者可以是经由电气连接连接到辐射源SO上的分离的实体。
尽管该文本中可能具体参考了在IC的制造中的光刻设备的使用，但应该理解的是，本文描述的光刻设备可以具有其他应用。可能的其他应用包括集成光学系统的制造、用于磁畴存储器、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头的引导和检测图案等等。
本发明的实施例可以用硬件、固件、软件或其任何组合来实施。本发明的实施例也可以实施为可由一个或多个处理器读取和执行的存储在机器可读介质上的指令。机器可读介质可以包括用于存储或发送呈可由机器(例如，计算设备)读取的形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存设备；电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等等)及其他。此外，固件、软件、例程、指令在本文中可以描述为执行某些动作。然而，应领会的是，这样的描述仅仅是为了方便并且这样的动作实际上由执行固件、软件、例程、指令等等的计算设备、处理器、控制器或其他设备产生。
虽然上面已描述了本发明的具体实施例，但应领会的是本发明可以以除所描述的方式以外的方式来实践。以上描述旨在说明的而非限制性的。因此，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以对所描述的本发明进行修改而不偏离下面阐述的权利要求的范围。

Claims (90)

1.一种光刻设备，包括投影系统，所述投影系统被配置成投影图案化辐射束以在被保持在衬底台上的衬底上形成曝光区域，所述光刻设备进一步包括用于对所述衬底进行冷却的冷却设备，其中所述冷却设备包括：
位于所述衬底台的上方且与所述曝光区域相邻的冷却元件，所述冷却元件被配置成从被保持在所述衬底台上的衬底移除热量。
2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述冷却元件被配置成对处于与等分所述曝光区域的线相距3cm或更小范围内的区域进行冷却。
3.根据权利要求1或2所述的光刻设备，其中所述冷却元件被配置成对处于与所述曝光区域的边缘相距2cm或更小范围内的区域进行冷却。
4.根据任一项前述权利要求所述的光刻设备，其中所述冷却元件在与所述光刻设备的扫描方向基本对应的方向上与所述曝光区域分离。
5.根据权利要求4所述的光刻设备，其中所述冷却元件是设置在所述曝光区域任一侧的一对冷却元件中的一个冷却元件。
6.根据任一项前述权利要求所述的光刻设备，其中所述冷却元件包括主体，在所述主体的底面中设置有开放的腔，并且所述冷却元件进一步包括被配置成将气体输送到所述腔的气体输送导管。
7.根据权利要求6所述的光刻设备，其中所述腔被配置成与所述衬底的上表面一起形成接纳由所述气体输送导管输送的气体的容积。
8.根据权利要求6或7所述的光刻设备，其中所述冷却元件的腔在所述光刻设备的非扫描方向上的限度等于或大于所述光刻设备在所述非扫描方向上的最大曝光区域长度。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的光刻设备，其中所述腔具有在使用中与所述衬底的所述上表面相距小于1mm的顶部。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的光刻设备，其中所述腔的所述顶部基本平行于所述衬底台的平面。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的光刻设备，其中输送到所述腔的气体的压力和所述腔的顶部与所述衬底表面之间的间隔的组合使得所述衬底的适应系数对从所述衬底到所述冷却元件主体的热量的传递没有显著影响。
12.根据权利要求6至9中的任一项所述的光刻设备，其中所述腔的所述顶部带有斜坡，所述顶部围绕与所述光刻设备的扫描方向横切地走向的轴线倾斜。
13.根据权利要求1至5中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件包括主体，所述主体包含连接到气体输送导管的室，所述室的底板设置有开口。
14.根据权利要求13所述的光刻设备，其中所述室的所述底板中的所述开口包括孔的阵列。
15.根据权利要求13所述的光刻设备，其中所述室的所述底板由多孔材料形成，并且其中所述开口是所述多孔材料的孔隙。
16.根据权利要求13至15中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件进一步包括能够从撤回位置移动到展开位置的至少一个遮蔽件，并且其中使所述遮蔽件从所述撤回位置移动到所述展开位置将所述冷却元件的所述底板中的一些开口关闭。
17.根据权利要求16所述的光刻设备，其中所述至少一个遮蔽件被配置成使得当所述遮蔽件处于所述撤回位置时没有开口被所述遮蔽件关闭。
18.根据权利要求16或17所述的光刻设备，其中所述至少一个遮蔽件可移动到所述撤回位置与所述展开位置之间的中间位置。
19.根据权利要求13至15中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件包括设置在所述室任一侧的附加室，所述附加室被连接至一个或多个不同的气体输送导管。
20.根据权利要求19所述的光刻设备，进一步包括：被配置成控制气体到所述室的输送的阀，和被配置成单独控制气体到所述附加室的输送的一个或多个阀。
21.根据权利要求13至20中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件的所述主体具有3mm或更小的厚度。
22.根据权利要求13至21中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件的所述主体被定位成与所述曝光区域的边缘相距3mm或更小。
23.根据权利要求13至21中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件的所述主体具有在所述光刻设备的扫描方向上测量出小于5mm的底表面。
24.根据权利要求13至23中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件的所述主体具有面向所述辐射束的带斜坡的内表面。
25.根据任一项前述权利要求所述的光刻设备，其中所述冷却元件包括被配置成从所述冷却元件移除热量的热量移除系统。
26.根据权利要求25所述的光刻设备，其中所述热量移除系统是流体冷却系统。
27.根据权利要求25或权利要求26所述的光刻设备，其中所述热量移除系统包括帕尔贴冷却器。
28.根据权利要求26所述的光刻设备，其中所述流体冷却系统包括：冷却器，被配置成对气体进行冷却，所述冷却器被定位成远离所述冷却元件；入口导管，被配置成将被冷却的气体输送到所述冷却元件以便对所述冷却元件进行冷却；和出口导管，被配置成从所述冷却元件移除所述气体。
29.根据权利要求28所述的光刻设备，其中所述入口导管和所述出口导管包括容纳所述冷却元件的移动的柔性部分。
30.根据权利要求28或权利要求29所述的光刻设备，其中在所述入口导管上设置有温度传感器，并且在所述出口导管上设置有温度传感器。
31.根据权利要求28至30中的任一项所述的光刻设备，进一步包括被配置成以超过10l/min的速率提供所述气体的气体源。
32.根据权利要求28至30中的任一项所述的光刻设备，进一步包括被配置成以小于2l/min的速率提供所述气体的气体源。
33.根据权利要求25所述的光刻设备，其中所述热量移除系统包括连接至冷却器的热管。
34.根据权利要求33所述的光刻设备，其中所述热管具有在水平方向上比在竖直方向上大的截面形状。
35.根据权利要求33或权利要求34所述的光刻设备，其中所述热管包括容纳所述冷却元件的移动的柔性部分。
36.根据权利要求33至35中的任一项所述的光刻设备，其中所述热管是微型热管。
37.根据权利要求26所述的光刻设备，其中所述流体冷却系统是包括泵、冷凝器和蓄能器的两相冷却系统。
38.根据权利要求37所述的光刻设备，其中所述两相冷却系统进一步包括设置在所述冷却元件上的温度传感器。
39.根据权利要求26所述的光刻设备，其中所述流体冷却系统包括设置在热交换器中的收缩部，所述收缩部被配置成对用来冷却所述冷却元件的气体进行冷却。
40.根据任一项前述权利要求所述的光刻设备，其中所述冷却元件设置有加热器。
41.根据权利要求6至40中的任一项所述的光刻设备，其中所述光刻设备进一步包括气体供应装置，所述气体供应装置被配置成将气体以200Pa或更大的压力输送至所述冷却元件。
42.根据权利要求6至41中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件被配置成在使用期间与所述衬底具有20μm或更大的间隔。
43.根据权利要求6至42中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件被配置成在使用期间与所述衬底具有200μm或更小的间隔。
44.根据权利要求6至43中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件被配置成提供从所述冷却元件的下方向外的气流，所述向外的气流用作防止或抑制所述冷却元件与所述衬底之间发生接触的缓冲垫。
45.根据权利要求6至44中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件设置在支撑件上，所述支撑件包括被配置成在检测到意外移动的情况下将所述冷却元件拉离所述衬底的撤回机构。
46.根据权利要求1至5中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件包括被布置成将液体的微滴引导到所述衬底上的喷嘴的阵列。
47.根据权利要求46所述的光刻设备，其中所述冷却元件被配置成在使用期间与所述衬底具有50μm或更大的间隔。
48.根据权利要求46或权利要求47所述的光刻设备，其中所述冷却元件被配置成在使用期间与所述衬底具有1mm或更大的间隔。
49.根据权利要求46至48中的任一项所述的光刻设备，其中所述冷却元件的所述喷嘴的阵列在所述光刻设备的非扫描方向上的限度等于或大于所述光刻设备在所述非扫描方向上的最大曝光区域长度。
50.根据权利要求46至49中的任一项所述的光刻设备，其中所述喷嘴的阵列是二维阵列，所述喷嘴横跨所述冷却元件的底表面均匀分布在所述二维阵列中。
51.根据权利要求46至50中的任一项所述的光刻设备，其中所述喷嘴被配置成提供具有数十微米或更小数量级的直径的液体的微滴。
52.一种光刻方法，包括：投影图案化辐射束以在被保持在衬底台上的衬底上形成曝光区域，和使用冷却设备对所述衬底进行冷却，所述冷却设备包括位于所述衬底台的上方且与所述曝光区域相邻的冷却元件，所述冷却元件用于从所述衬底移除热量。
53.根据权利要求52所述的光刻方法，其中所述冷却元件被配置成对处于与等分所述曝光区域的线相距3cm或更小范围内的区域进行冷却。
54.根据权利要求52或权利要求53所述的光刻方法，其中所述冷却元件被配置成对处于与所述曝光区域的边缘相距2cm或更小范围内的区域进行冷却。
55.根据权利要求52至54中的任一项所述的光刻方法，其中所述冷却元件包括：
主体；
设置在所述主体的底面中的开放的腔，所述开放的腔和所述衬底的上表面形成容积；和
被配置成将气体输送到所述容积的气体输送导管。
56.根据权利要求55所述的光刻方法，其中所述腔具有与所述衬底的所述上表面相距小于1mm的顶部。
57.根据权利要求52至54中的任一项所述的光刻方法，其中所述冷却元件包括主体，所述主体包含连接到气体输送导管的室，所述室的底板设置有开口。
58.根据权利要求55至57中的任一项所述的光刻方法，其中将所述气体以200Pa或更大的压力输送到所述容积。
59.根据权利要求55至58中的任一项所述的光刻方法，其中所述冷却元件与所述衬底分离20μm或更大。
60.根据权利要求55至59中的任一项所述的光刻方法，其中所述冷却元件与所述衬底分离200μm或更小。
61.根据权利要求52至54中的任一项所述的光刻方法，其中所述冷却元件包括将液体的微滴引导到所述衬底上的喷嘴的阵列。
62.根据权利要求60所述的光刻方法，其中所述冷却元件与所述衬底分离50μm或更大。
63.根据权利要求60或权利要求61所述的光刻方法，其中所述冷却元件与所述衬底分离1mm或更大。
64.根据权利要求61至63中的任一项所述的光刻方法，其中所述冷却元件的所述喷嘴的阵列在所述光刻设备的非扫描方向上的限度等于或大于所述光刻设备在所述非扫描方向上的最大曝光区域长度。
65.根据权利要求61至64中的任一项所述的光刻方法，其中所述喷嘴的阵列被布置成在所述衬底上提供均匀分布的液体的微滴。
66.根据权利要求61至65中的任一项所述的光刻方法，其中所述液体是水。
67.一种光刻设备，包括被配置成将图案化辐射束投影到被保持在衬底台上的衬底上的投影系统，所述光刻设备进一步包括衬底温度调整单元，所述衬底温度调整单元被配置成在所述衬底被放置在所述衬底台上之前将所述衬底的温度调整到高于所述衬底台的温度的温度。
68.根据权利要求67所述的光刻设备，其中所述衬底温度调整单元被配置成将所述衬底的所述温度调整到高于所述衬底台的所述温度高达大约0.5℃的温度。
69.一种在光刻设备中对衬底进行曝光之前调节所述衬底的方法，所述方法包括：
使用温度调整单元将所述衬底的温度调整到高于所述光刻设备的衬底台的温度的温度；
将所述衬底转移到所述衬底台并且启动将所述衬底夹持到所述衬底台上的夹具；
将所述衬底冷却到所述衬底台的所述温度并由此在所述衬底中诱发应力。
70.一种扫描光刻设备，包括被配置成投影图案化辐射束以在被保持在衬底台上的衬底上形成曝光区域的投影系统，所述光刻设备进一步包括用于加热所述衬底的加热设备，其中所述加热设备包括：
第一加热元件和第二加热元件，被配置成对位于所述曝光区域的在所述光刻设备的非扫描方向上的相对端处的衬底区域进行加热。
71.根据权利要求70所述的扫描光刻设备，其中所述第一加热元件和所述第二加热元件位于所述衬底台的上方且位于所述曝光区域的在所述光刻设备的非扫描方向上的相对端处。
72.根据权利要求71所述的扫描光刻设备，其中所述第一加热元件和所述第二加热元件在所述非扫描方向上与所述曝光区域相邻。
73.根据权利要求70至72中的任一项所述的扫描光刻设备，其中所述第一加热元件和所述第二加热元件被配置成以某一向外发散度发射热量，使得接收热量的区域延伸超出所述加热元件的覆盖区。
74.根据权利要求70至73中的任一项所述的扫描光刻设备，其中所述加热元件包括LED的阵列。
75.根据权利要求74所述的扫描光刻设备，其中所述LED被配置成发射红外辐射。
76.根据权利要求74或权利要求75所述的扫描光刻设备，其中所述LED中的至少一些被配置成发射发散的辐射束，使得所述发散的辐射束在入射在所述衬底上之前与所述图案化辐射束重叠。
77.根据权利要求70所述的扫描光刻设备，其中所述第一加热元件和所述第二加热元件包括一个或多个激光器，所述一个或多个激光器被配置成提供激光束，所述激光束对位于所述曝光区域的在所述光刻设备的所述非扫描方向上的相对端处的所述衬底区域进行加热。
78.根据权利要求77所述的扫描光刻设备，其中所述一个或多个激光器和相关联的光学器件被配置成使得所述激光束在入射在所述衬底上之前从位于所述光刻设备的投影系统壳体的底板中的开口中传出来。
79.根据权利要求77或权利要求78所述的扫描光刻设备，其中所述一个或多个激光器位于所述光刻设备的投影系统壳体外部。
80.根据权利要求79所述的扫描光刻设备，其中投影系统壳体设置有允许所述激光束传到所述投影系统壳体中的窗口。
81.根据权利要求77至78中的任一项所述的扫描光刻设备，进一步包括安装在所述投影系统壳体内的致动器上的反射镜，所述反射镜可操作成改变所述激光束的方向并由此使由所述激光束加热的所述衬底区域移动到不同的位置。
82.根据权利要求70至81中的任一项所述的扫描光刻设备，其中所述第一加热元件和所述第二加热元件被配置成对在所述非扫描方向上与所述曝光区域重叠的区域进行加热。
83.根据权利要求70至82中的任一项所述的扫描光刻设备，其中所述第一加热元件和所述第二加热元件被配置成对在所述扫描方向上的尺寸与所述曝光区域的在所述扫描方向上的尺寸大体对应的区域进行加热。
84.根据权利要求70至83中的任一项所述的扫描光刻设备，其中所述第一加热元件和所述第二加热元件均被配置成对在所述非扫描方向上的尺寸小于所述曝光区域的在所述非扫描方向上的尺寸的区域进行加热。
85.根据权利要求84中的任一项所述的扫描光刻设备，其中所述第一加热元件和所述第二加热元件被配置成对在所述非扫描方向上的尺寸小于所述曝光区域的在非扫描方向上的尺寸的一半的区域进行加热。
86.根据权利要求70至85中的任一项所述的扫描光刻设备，其中所述扫描光刻设备进一步包括冷却元件，所述冷却元件位于所述衬底台的上方且位于所述曝光区域的在所述光刻设备的扫描方向上的一侧。
87.根据权利要求86所述的扫描光刻设备，其中所述扫描光刻设备进一步包括附加冷却元件，所述附加冷却元件位于所述衬底台的上方且位于所述曝光区域的在所述光刻设备的扫描方向上的相对侧。
88.一种使用扫描光刻设备使衬底曝光的方法，所述方法包括：
投影图案化辐射束以在被保持在衬底台上的衬底上形成曝光区域；
使用加热设备对所述衬底上的位于所述曝光区域的在所述光刻设备的非扫描方向上的相对端处的区域进行加热；和
在扫描移动中使所述衬底相对于所述曝光区域和被加热区域移动，以便使用所述图案化辐射束使所述衬底的目标部分曝光。
89.根据权利要求8所述的方法，其中被曝光的下一目标部分在所述非扫描方向上与已曝光目标部分不相邻，而是在所述非扫描方向上通过至少一个介于中间的目标部分与所述已曝光目标部分分离。
90.根据权利要求88或权利要求89所述的方法，其中所述方法进一步包括使用冷却设备对所述衬底上的被定位成与所述曝光区域的在所述光刻设备的扫描方向上的至少一侧相邻的区域进行冷却。
CN201680036158.1A 2015-04-21 2016-04-04 光刻设备 Active CN107771303B (zh)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15164362.4 2015-04-21
EP15164362 2015-04-21
EP15169023 2015-05-22
EP15169023.7 2015-05-22
EP15192297 2015-10-30
EP15192297.8 2015-10-30
EP15201030.2 2015-12-18
EP15201030 2015-12-18
PCT/EP2016/057349 WO2016169758A1 (en) 2015-04-21 2016-04-04 Lithographic apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107771303A true CN107771303A (zh) 2018-03-06
CN107771303B CN107771303B (zh) 2021-06-04

Family

ID=55646617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680036158.1A Active CN107771303B (zh) 2015-04-21 2016-04-04 光刻设备

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10416574B2 (zh)
JP (2) JP6952606B2 (zh)
KR (1) KR102592761B1 (zh)
CN (1) CN107771303B (zh)
NL (1) NL2016541A (zh)
TW (2) TWI738649B (zh)
WO (1) WO2016169758A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109804313A (zh) * 2016-09-02 2019-05-24 Asml荷兰有限公司 光刻设备
CN112255886A (zh) * 2020-09-07 2021-01-22 中国科学院微电子研究所 极紫外光学元件的微环境控制系统

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107771303B (zh) 2015-04-21 2021-06-04 Asml荷兰有限公司 光刻设备
NL2019362A (en) * 2016-09-02 2018-03-06 Asml Netherlands Bv Lithographic Apparatus
US10394138B2 (en) * 2016-09-14 2019-08-27 Nikon Corporation System and method for control of a workpiece and a chuck
KR102550337B1 (ko) * 2017-04-11 2023-07-04 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치 및 냉각 방법
KR102655267B1 (ko) * 2017-06-26 2024-04-08 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 냉각 장치 및 냉각 장치용 플라즈마-세정 스테이션
US10503085B2 (en) * 2017-11-16 2019-12-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Lithography apparatus and method
NL2024322A (en) 2018-12-19 2020-07-07 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus with thermal conditioning system for conditioning the wafer
US20230095108A1 (en) * 2020-03-31 2023-03-30 Asml Netherlands B.V. Method for preparing a substrate and lithographic apparatus
KR20240021180A (ko) 2021-06-14 2024-02-16 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 레티클용 냉각 후드

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57149731A (en) * 1981-03-11 1982-09-16 Seiko Epson Corp Exposing device
JP2001110722A (ja) * 1999-09-06 2001-04-20 Samsung Electronics Co Ltd 露光装置及びこれを用いた露光方法
US20040200226A1 (en) * 2003-04-08 2004-10-14 Shinichi Hara Exposure apparatus
US20040256574A1 (en) * 2003-06-18 2004-12-23 Hisashi Namba Exposure apparatus and device fabrication method

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5114541A (ja) * 1974-07-26 1976-02-05 Toyota Motor Co Ltd Shokubaitsukisharyono shokubaihogosochi
US4194233A (en) 1978-01-30 1980-03-18 Rockwell International Corporation Mask apparatus for fine-line lithography
JP3014513B2 (ja) * 1991-10-22 2000-02-28 松下電子工業株式会社 微細パターンの露光方法及び縮小投影露光装置
JPH10284373A (ja) 1997-04-03 1998-10-23 Nikon Corp 荷電粒子線露光装置
US6934003B2 (en) * 2002-01-07 2005-08-23 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus and device manufacturing method
JP3809416B2 (ja) * 2002-01-07 2006-08-16 キヤノン株式会社 走査露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法
US6734117B2 (en) 2002-03-12 2004-05-11 Nikon Corporation Periodic clamping method and apparatus to reduce thermal stress in a wafer
US7304715B2 (en) * 2004-08-13 2007-12-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7170578B2 (en) 2004-11-30 2007-01-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Pattern control system
JP5040646B2 (ja) * 2005-03-23 2012-10-03 株式会社ニコン 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP2006287160A (ja) * 2005-04-05 2006-10-19 Nikon Corp 露光装置及びデバイスの製造方法
JP2007027371A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Nikon Corp 気体供給装置、露光装置及びデバイスの製造方法
US20080118849A1 (en) 2006-11-21 2008-05-22 Manish Chandhok Reflective optical system for a photolithography scanner field projector
JP5517766B2 (ja) 2010-06-16 2014-06-11 キヤノン株式会社 露光装置およびデバイス製造方法
US9075322B2 (en) 2010-09-10 2015-07-07 Nikon Corporation Reflective imaging optical system, exposure apparatus, and method for producing device
NL2008250A (en) * 2011-03-08 2012-09-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method.
JP6099883B2 (ja) * 2011-05-24 2017-03-22 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置及び部品
KR20130022676A (ko) * 2011-08-26 2013-03-07 에스케이하이닉스 주식회사 레티클에 균일한 가열을 유도할 수 있는 노광 장비 및 이를 이용한 웨이퍼 노광 방법
WO2013072144A1 (en) 2011-11-17 2013-05-23 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9310685B2 (en) * 2013-05-13 2016-04-12 Nokia Technologies Oy Method and apparatus for the formation of conductive films on a substrate
CN107771303B (zh) 2015-04-21 2021-06-04 Asml荷兰有限公司 光刻设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57149731A (en) * 1981-03-11 1982-09-16 Seiko Epson Corp Exposing device
JP2001110722A (ja) * 1999-09-06 2001-04-20 Samsung Electronics Co Ltd 露光装置及びこれを用いた露光方法
US20030203295A1 (en) * 1999-09-06 2003-10-30 Kim Sang-Kap Pre-alignment system of exposure apparatus having wafer cooling means and exposure method using the same
US20040200226A1 (en) * 2003-04-08 2004-10-14 Shinichi Hara Exposure apparatus
US20040256574A1 (en) * 2003-06-18 2004-12-23 Hisashi Namba Exposure apparatus and device fabrication method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109804313A (zh) * 2016-09-02 2019-05-24 Asml荷兰有限公司 光刻设备
CN112255886A (zh) * 2020-09-07 2021-01-22 中国科学院微电子研究所 极紫外光学元件的微环境控制系统
CN112255886B (zh) * 2020-09-07 2023-08-18 中国科学院微电子研究所 极紫外光学元件的微环境控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP6952606B2 (ja) 2021-10-20
TWI738649B (zh) 2021-09-11
NL2016541A (en) 2016-10-24
TWI779770B (zh) 2022-10-01
US20190369508A1 (en) 2019-12-05
KR102592761B1 (ko) 2023-10-24
KR20170141741A (ko) 2017-12-26
JP2021176018A (ja) 2021-11-04
CN107771303B (zh) 2021-06-04
TW201643559A (zh) 2016-12-16
JP7305715B2 (ja) 2023-07-10
TW202206949A (zh) 2022-02-16
JP2018513421A (ja) 2018-05-24
US10935895B2 (en) 2021-03-02
WO2016169758A1 (en) 2016-10-27
US20180173116A1 (en) 2018-06-21
US10416574B2 (en) 2019-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107771303A (zh) 光刻设备
TWI729191B (zh) 微影設備
TWI338198B (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7978304B2 (en) Processing apparatus for processing object in vessel
US7751027B2 (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method
CN104303109B (zh) 热调节单元、光刻设备以及器件制造方法
CN103959171B (zh) 光刻设备及器件制造方法
KR20150097715A (ko) 리소그래피 장치를 위한 기판 지지체 및 리소그래피 장치
US20200089134A1 (en) Temperature controlled heat transfer frame for pellicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant