CN111712766A

CN111712766A - 包括气锁的设备

Info

Publication number: CN111712766A
Application number: CN201980013260.3A
Authority: CN
Inventors: G·纳吉布奥格鲁; D·V·P·汉斯乔特; R·Y·范德莫西迪克
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2018-02-16
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2020-09-25
Anticipated expiration: 2039-01-18
Also published as: US20210041794A1; TWI805683B; US11320751B2; WO2019158300A1; TW201940990A; NL2022414A; CN111712766B; KR20200118436A

Abstract

一种设备可以构成光刻设备的部分，所述设备包括衬底台、投影系统、气锁和气流引导件。衬底台适用于支撑衬底。投影系统具有主体，所述主体限定内部和开口。投影系统配置并布置成将辐射束通过开口投影到由衬底台支撑的衬底上。气锁适用于提供来自所述开口远离所述内部的气流。气流引导件配置成引导所述气流的至少一部分远离由所述衬底台支撑的衬底。

Description

包括气锁的设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月16日提交的欧洲申请18157048.2的优先权，该欧洲申请通过引用全文并入本文。

技术领域

本发明涉及一种包括气锁的设备。具体地，所述设备可以构成光刻设备的一部分，所述光刻设备包括用于支撑衬底(例如硅晶片)的衬底台和布置成将图案化的辐射束投影到衬底上的投影系统。所述气锁可以被布置成至少部分保护投影系统的内部以避免污染物进入。

背景技术

光刻设备是一种构造为将所期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备能够例如用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可例如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辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长决定了能够形成在衬底上的特征的最小尺寸。使用极紫外(EUV)辐射(其波长在4-20nm范围内，例如6.7nm或13.5nm)的光刻设备可用于在衬底上形成比使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备更小的特征。

因为在使用EUV辐射的光刻设备内，EUV辐射强烈地被物质吸收，所以EUV辐射的光学路径在真空条件下(即，处于明显低于大气压力的压力)。特别地，投影系统包括用于将EUV辐射投影到衬底上的光学元件的系统，投影系统可以被保持在真空条件下。EUV辐射通过由投影系统限定的开口投影到衬底上。期望限制污染物进入到投影系统中。已知为此目的提供动态气锁。

可以期望提供气锁的替代布置和包括这种气锁的设备，其至少部分解决了与已知的布置相关联的一个或更多个问题(不管在本文中识别出还是以其它方式识别出)。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种设备，包括：衬底台，用于支撑衬底；投影系统，具有主体，所述主体限定内部和开口，所述投影系统配置并布置成将辐射束通过所述开口投影到由所述衬底台支撑的衬底；气锁，用于提供来自所述开口远离所述内部的气流；和气流引导件，配置成引导所述气流的至少一部分远离由所述衬底台支撑的衬底。

根据本发明的第一方面的设备可以构成光刻设备的部分。例如，在使用中，衬底台可以支撑硅晶片，投影系统可以布置成将图案化的辐射束投影到晶片上(例如以形成掩模版的衍射受限的图像)。在使用中，多个不同的目标区(其可以对应于一个或更多个管芯)可以在曝光之间通过相对于该投影系统移动该衬底台而被依序曝光。另外，每个这种曝光均可以是扫描曝光，在扫描曝光期间衬底台相对于开口在扫描方向上移动。

根据本发明的第一方面的设备是有利的，因为其提供能够保护该投影系统的内部以免污染物进入的气锁。例如，其能够防止这种污染物撞击光学元件(例如，反射镜或透镜)。继而，这能够改良该投影条统的光学性能。

此外，气流引导件配置成引导所述气流的至少一部分远离由所述衬底台支撑的衬底。这与设置于投影系统与衬底台之间的常规的气锁形成对比，在常规的气锁中，来自该投影系统的开口的主要气流被引导朝向衬底台。相比于常规气锁的这一区别具有多个优点，如目前所论述。

在气流从该开口传递经过衬底和衬底台的现有布置下，气流将热负荷递送至衬底。继而，这能够导致衬底的热变形，这对于所形成的图像的品质可能是不利的。

应了解，一般来说，除了由气锁提供的、形成来自开口远离内部的气流的气体的所述部分之外，由气锁提供的气体的另一部分也将流入投影系统的内部中。本发明人已意识到，在常规的布置中，(其中来自投影系统的开口的主要气流被引导朝向衬底台)，由气锁提供的总气体中形成来自开口远离内部的气流的比例依赖于衬底台相对于开口的位置。这是因为在不同的位置中，由于在投影系统的开口处设置气体的不同限制物，因此远离壳体的开口的流动路径一般来说将具有不同流体传导率。本发明人已进一步意识到，在这种布置下，在使用期间，当衬底台相对于开口移动时，和当气体的产生速率恒定时，这将导致该投影系统的内部内和该投影系统外部两者的压力变化，例如在其内安置有衬底台(和由衬底台支撑的任何衬底)的体积或空间中。这种体积或空间可以称为衬底台隔室，或者可替代地，晶片平台隔室。应了解，除非相反陈述，否则如本文中所使用的“邻近”衬底台旨在指在其内安置有衬底台(和由衬底台支撑的任何衬底)的体积或空间内。使用的术语“邻近”不应该解释为暗指对其内安置有衬底台(和由衬底台支撑的任何衬底)的体积或空间的尺寸的任何限制。这些压力变化是不期望的，如目前所解释。

首先，这些压力变化能够导致衬底的随时间变化的热变形，其由通过气流提供的热负荷导致。

其次，应了解，准确地确定和控制衬底台相对于投影系统的开口的位置可能是至关重要的。在典型的光刻设备内，典型地使用干涉装置进行对衬底台相对于投影系统的开口的位置的这种确定。这种干涉装置典型地包括安装在衬底台上并安装在参考物体上的部件，期望确定衬底台相对于该参考物体(例如，与投影系统连接的隔离框架)的位置。例如，这种干涉装置可以包括：光源，安装在隔离框架上，该隔离框架与投影系统连接；和反射镜，安装在衬底台上并布置成反射来自光源的光。然而，如果围绕衬底台的压力随时间改变，则这将导致所确定的位置的误差。特别地，光可在其内安置有衬底台(和由衬底台支撑的任何衬底)的体积或空间内从光源至反射镜行进任意所期望的距离，且因此，这一体积或空间内的任何压力变化可导致被确定的位置的误差。继而这能例如对所形成的图像中的重叠误差作出贡献。

相比于这种已知的布置，本发明的第一方面的设备的气流引导件配置成引导气流的至少一部分远离由衬底台支撑的衬底。有利地，这避免了上述问题。

应了解，提供“来自开口远离内部”的气流旨在指提供大致来自开口附近并远离内部的气流。例如，气流可以提供于该投影系统的主体的内部内(例如靠近开口)，在此状况下来自开口远离内部的气流流动通过该开口。可替代地，气流可以提供于该投影系统的主体的内部的外侧但靠近所述开口。附加地或替代地，所述开口可以被认为在大体上垂直于开口的方向上(即，在大体上与通过该开口投影的辐射束的传播方向对准的方向上)具有非零尺寸。例如，该开口可由具有非零厚度的壁限定。对于其中该开口被认为在大体上垂直于该开口的方向上具有非零尺寸的实施例，气流可以在该开口处被提供。

所述气锁可以布置成提供通过所述开口并远离所述内部的气流。

所述气流引导件可以配置成沿着流体传导率大体固定的流体路径引导所述气流的至少一部分。

应了解，气流引导件可以配置成在设备安置在第一操作配置时沿着流体传导率大体上固定的流体路径引导气流的至少一部分。

应了解，如这一内容背景中所使用，流体路径的流体传导率为气体沿着该流体路径流动的容易程度的度量。例如，流体传导率可以与流体路径中气体的总产量与跨过流体路径的压力差的比率成比例。

有利地，通过沿着流体传导率大体上固定的流体路径引导气流的至少一部分，当通过流体锁的气体的产生速率恒定时，大体上将不存在投影系统的内部内或邻近衬底台的压力变化。

气流引导件可配置成使得来自开口远离内部的气流的超过一半被引导远离由衬底台支撑的衬底。

应了解，气流引导件可配置成使得当设备被安置成第一操作配置时，来自开口远离内部的气流的超过一半被引导远离由衬底台支撑的衬底。

也就是，气流引导件可被认为沿着主要路径引导气体，该路径接收来自开口远离内部的气流的超过一半。

可通过确保气体引导件引导气流的至少一部分所沿的流体路径的流体传导率足够高而实现确保来自开口远离内部的气流的超过一半被引导远离由衬底台支撑的衬底。

在一些实施例中，气流引导件可配置成使得来自开口远离内部的气流的至少80％被引导远离由衬底台支撑的衬底。在一些实施例中，气流引导件可配置成使得来自开口远离内部的气流的至少90％被引导远离由衬底台支撑的衬底。

所述气流引导件可配置成沿着相较于其它可获得的流体路径具有较高流体传导率的流体路径引导所述气流的至少一部分。

应了解，气流引导件可以配置成在设备安置在第一操作配置时沿着流体传导率大于其它可获得的流体路径的流体路径引导气流的至少一部分。

利用这种布置，气体优选地将沿着所述流体路径流动。

附加地或替代地，可通过确保跨过气体引导件引导气流的至少一部分所沿的流体路径的压力差足够高而实现确保来自开口远离内部的气流的超过一半被引导远离由衬底台支撑的衬底。

气流引导件可以包括泵，所述泵布置成沿着流体路径抽取气流的至少一部分。

所述泵可以例如包括真空泵。

所述设备可以还包括移动机构，所述移动机构用于相对于所述投影系统的开口移动所述衬底台。

所述移动机构可以用于在两个不同的目标区的曝光之间相对于开口移动衬底(例如以将待曝光的下一个目标区放置在用于接收辐射束的位置)。另外，移动机构可以在一个或更多个目标区的扫描曝光期间使用。

所述设备可以还包括中间构件，所述中间构件布置在所述开口和衬底台之间，所述气流引导件可以包括限定在所述中间构件和投影系统之间的路径。

应了解，中间构件可以包括开口，所述开口大体上与该投影系统的开口对准以供辐射束透射。这允许通过投影系统的开口投影的辐射辐照由衬底台支撑的衬底。

在使用中，中间构件可以安置在第一操作位置，在第一操作位置中，中间构件紧邻衬底的围绕由辐射束辐照的衬底的区的区。在这种布置下，中间构件能够充当密封件，或至少充当限制物，以便至少部分地阻断气流流向衬底的围绕由辐射束辐照的衬底的区的区。应了解，如这里所使用，中间构件紧邻衬底的围绕由辐射束辐照的衬底的区的区旨在指充分接近于以下情况：通过中间构件与衬底之间的间隙流体传导率明显小于通过限定于中间构件与投影系统之间的路径的流体传导率。

另外，中间构件可以配置成使得大体上将沿着限定于中间构件与投影系统之间的路径流动的气体引导远离衬底台。

所述中间构件可以配置成将沿着限定于所述中间构件与投影系统之间的路径流动的气体引导至形成于所述投影系统的主体的壁内的空腔中。

应了解，该投影系统的主体的壁内的这一空腔可以与投影系统的主体的内部隔离。

主体的壁可被认为包括限定内部的内壁和外壁。该空腔可以由内壁和外壁限定。

限定于中间构件与投影系统之间的路径可被限定于中间构件与该投影系统的主体的内壁之间。为了将沿着限定于该中间构件与该投影系统之间的路径流动的气体引导至形成于该投影系统的主体的壁内的空腔中，该中间构件可包括密封部分，所述密封部分朝向该投影系统的主体的外壁延伸且与该外壁成密封关系。

所述中间构件包括密封元件，所述密封元件围绕所述投影系统的开口的实质上整个周边朝向所述投影系统的主体的壁延伸并与所述壁形成密封关系。

应了解，如这里所使用，密封元件围绕投影系统的开口的大体上整个周边与该投影系统的主体的壁成密封关系旨在指通过密封元件与投影系统的主体的壁之间的任何间隙的流体传导率明显小于通过替代排出路径(例如，进入形成于该投影系统的主体的壁内的空腔)的流体传导率。

所述密封元件可以包括刚性的凸缘部分，在所述刚性的凸缘部分和与所述刚性的凸缘部分形成密封关系的所述投影系统的主体的壁的部分之间可以设置一间隙。

所述间隙可以允许密封元件与投影系统的主体的壁成密封关系，同时允许中间构件相对于该壁移动。

所述设备可以还包括柔性膜，所述柔性膜连接于所述中间构件与投影系统的主体的壁之间。

所述柔性膜可以允许中间构件与投影系统的主体的壁成密封关系，同时允许中间构件相对于该壁移动。

中间构件可以在至少第一操作位置和第二缩回位置之间相对于投影系统移动。

中间构件的位置可以限定设备的配置。当中间构件安置于第一操作位置中时，设备可被认为呈第一操作配置。当中间构件安置于第二缩回位置中时，设备可被认为呈第二缩回配置。

在使用中，当衬底正由辐射束辐照时，中间构件可以安置于第一操作位置中。如上所述，当中间构件安置于第一操作位置中时，中间构件可紧邻衬底的围绕由辐射束辐照的衬底的区的区。然而，例如如果衬底台迅速和/或不可预见地朝向中间构件移动，则可能期望使得中间构件可相对于该投影系统移动至第二缩回位置，例如以防止中间构件接触衬底。可能期望中间构件的例如大约±4mm的移动，以防出现失控情形。例如，在衬底台定位模块产生计划外的快速向上移动的情况下，将对衬底台和中间构件造成显著损坏，除非中间构件能够充分移动以避免接触。

还可能期望能够调整中间构件与由衬底台支撑的衬底之间的间隙。

中间构件可以能够操作以冷却衬底的围绕由辐射束辐照的衬底的区的区。

中间构件可以包括冷却构件，所述冷却构件可以被维持在比衬底台(和由衬底台支撑的任何衬底)更低的温度下。例如，冷却构件可被维持在大约-70℃的温度下。可将衬底台维持在合适的温度下以确保由此支撑的衬底的稳定性，合适的温度诸如例如大约22℃(其例如适合于硅晶片)。应了解，冷却构件可以具有合适的制冷系统(例如，封闭回路，冷却剂围绕该封闭回路循环)以便将其维持在所期望的温度下。

中间构件可以能够操作以将冷却气流引导至衬底的围绕由辐射束辐照的衬底的区的区。

所述中间构件可以包括冷却构件，所述冷却构件被维持在比所述衬底台更低的温度，所述中间构件可以还包括热屏蔽件，所述热屏蔽件被布置成使得所述衬底台和/或投影系统与所述冷却构件热绝缘。

根据本发明的第二方面，提供了一种光刻设备，包括：照射系统，配置成调节辐射束；支撑结构，构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中将图案赋予辐射束以形成图案化的辐射束；和根据本发明的第一方面所述的设备，其中所述投影系统配置成接收所述图案化的辐射束并将所述图案化的辐射束投影到由所述衬底台支撑的衬底上。

根据本发明的第三方面，提供了一种操作设备的方法，所述设备包括具有主体的投影系统，所述主体限定内部和开口，所述方法包括以下步骤：将衬底布置在衬底台上；将辐射束通过所述投影系统的开口投影到由所述衬底台支撑的衬底上；提供来自所述开口远离所述内部的气流；和引导所述气流的至少一部分远离由所述衬底台支撑的衬底。

根据本发明的第三方面的方法是有利的，因为气流被从开口远离内部地提供，这能够保护该投影系统的内部以免污染物进入。

此外，所述方法涉及引导所述气流的至少一部分远离由所述衬底台支撑的衬底。如同本发明的第一方面的设备，根据本发明的第三方面的方法出于多个原因是有利的。首先，该方法防止气流递送热负荷至衬底，热负荷可能够引起衬底的热变形，从而损害所形成的图像的品质。其次，出于上文阐明的关于本发明的第一方面的原因，该方法能够防止该投影系统内部内和邻近衬底台(和由此支撑的任何衬底)的压力变化。这种压力变化是不期望的，由于这种压力变化能够导致衬底的随时间变化的热变形(由通过气流提供的热负荷导致)且能够导致衬底台的位置测量误差，所述误差能够例如对所形成图像中的重叠误差作出贡献。

例如，所述设备可以例如包括根据本发明的第一方面的设备。应了解，根据本发明的第三方面的方法可以包括本发明的第一方面的设备的特征中的任一者、在适当时等同于本发明的第一方面的设备的特征的特征中的任一者。特别地，该设备可以包括气流引导件，配置成引导所述气流的至少一部分远离由所述衬底台支撑的衬底。

在根据本发明的第三方面的方法中，所述设备可以包括根据本发明的第一方面的设备。

所述方法可以还包括从所述开口远离所述内部并远离由所述衬底台支撑的衬底抽取所述气流的步骤。

所述气流可以通过使用泵从开口远离内部和远离由衬底台支撑的衬底被抽取。所述泵可以例如包括真空泵。

附图说明

现在将参考示意性附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

-图1描绘了包括光刻设备和辐射源的光刻系统；

-图2示出了根据本发明的实施例的设备，所述设备可以构成图1所示光刻设备的部分，所述设备包括用于支撑衬底的衬底台、投影系统(仅示出了投影系统的部分)、气锁和气流引导件；

-图3示出了已知的设备，所述设备可以构成图1所示光刻设备的部分，所述设备类似于图2所示设备但不包括气流引导件；

-图4A示意性地示出了在图3中所示类型的设备内安置于衬底台和衬底上方的阻挡件和投影系统的开口，所述衬底台和衬底相对于该投影系统的开口安置于第一位置中；

-图4B示意性地示出了在图3中所示类型的设备内安置于衬底台和衬底上方的阻挡件和投影系统的开口，所述衬底台和衬底相对于该投影系统的开口安置于第二位置中；

-图4C示意性地示出了在图3中所示类型的设备内安置于衬底台和衬底上方的阻挡件和投影系统的开口，所述衬底台和衬底相对于该投影系统的开口安置于第三位置中；

-图5更详细地示出了图2所示设备的一些部分，为了清楚起见，图2的密封构件在图5中没有示出；和

-图6示出了根据本发明的实施例的设备，所述设备大体具有图2所示设备的形式，并具有密封构件的具体实施例。

具体实施方式

图1示出了一种包括辐射源SO和光刻设备LA的光刻系统。辐射源SO配置成生成EUV辐射束B，并将EUV辐射束B供应至光刻设备LA。光刻设备LA包括：照射系统IL；支撑结构MT，配置成支撑图案形成装置MA(例如掩模)；投影系统PS；和衬底台WT，配置成支撑衬底W。

照射系统IL配置成在EUV辐射束B入射到图案形成装置MA上之前调节EUV辐射束B。由此，照射系统IL可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11一起为EUV辐射束B提供所期望的横截面形状和所期望的强度分布。除了琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11之外或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11，照射系统IL可以包括其它反射镜或装置。

在EUV辐射束B由此被调节后，EUV辐射束B与图案形成装置MA相互作用。由于这一相互作用，图案化的EUV辐射束B’得以生成。投影系统PS配置成将图案化的EUV辐射束B’投影到衬底W上。为此目的，投影系统PS可以包括多个反射镜13、14，所述多个反射镜配置成将图案化的EUV辐射束B’投影到由衬底台WT保持的衬底W上。投影系统PS可以对图案化的EUV辐射束B’施加缩小因子，因此形成其特征小于图案形成装置MA上的对应特征的图像。例如，可以施加为4或8的缩小因子。尽管投影系统PS在图1中被示出为仅具有两个反射镜13、14，但是投影系统PS可包括不同数目的反射镜(例如六个或八个反射镜)。

衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备LA将由图案化的EUV辐射束B’形成的图像与先前在衬底W上形成的图案对准。

可以在辐射源SO、照射系统IL和/或投影系统PS中提供相对真空，即，在远低于大气压的压力下的少量气体(例如氢气)。

辐射源SO可以是激光产生等离子体(LPP)源、放电产生等离子体(DPP)源、自由电子激光器(FEL)或能够生成EUV辐射的任何其它辐射源。

投影系统PS连接至隔离框架。例如，隔离框架(其可以称为量测框架(metroframe))可以由基础框架支撑，基础框架可以支撑于地面上，使得它实质上与外部影响(诸如基础框架中的振动)隔离。这一隔离可以通过使用支撑在基础框架BF上的隔离框架的声学阻尼安装件实现。所述声学阻尼安装件可以被主动地控制以隔离由基础框架和/或由隔离框架自身引入的振动。

支撑结构MT经由第一定位装置可移动地安装到隔离框架。第一定位装置可用于移动图案形成装置MA，并相对于隔离框架(以及连接到所述框架的投影系统PS)准确地定位图案形成装置MA。衬底台WT经由第二定位装置可移动地安装到隔离框架。第二定位装置可用于移动衬底W，并相对于隔离框架(以及连接到所述框架的投影系统PS)准确地定位衬底W。

投影系统PS具有主体或壳体，所述主体或壳体限定内部和开口。两个反射镜13、14安置于该内部内，投影系统PS配置并布置成通过该开口将被图案化的EUV辐射束B’投影到由衬底台WT支撑的衬底W上。

投影系统PS配置成将被图案化的EUV辐射束B’投影到衬底W上。特别地，投影系统PS配置成将图案化的EUV辐射束B’投影到投影系统PS的图像平面中的大体上矩形曝光区上，使得在这一图像平面(其与衬底W的表面大体上重合)中，辐射束B’为大体上矩形的辐射带。因此，该开口可以大体上为矩形。投影系统PS的图像平面中的大体上矩形曝光区或大体上矩形的辐射带可被称为狭缝或曝光狭缝。

在使用中，衬底W的多个不同的目标区(其可对应于一个或更多个管芯)可通过在曝光之间相对于投影系统PS移动衬底台WT而依序曝光(以便改变将目标区中的哪一者安置于图像平面的曝光区中)。另外，每个这种曝光可以是扫描曝光，在此期间衬底台WT在扫描方向上相对于投影系统PS移动，使得被曝光的目标区在扫描方向上移动或扫描通过该曝光区。为了实现这一功能性，光刻设备LA具有用于相对于投影系统PS移动衬底台WT的致动器。这些致动器可被认为形成移动机构。

一般来说，图像平面的曝光区中的每个点都将接收辐射锥(即，将接收具有一入射角度范围的辐射束)。因此，在开口附近，主体的内部可以朝向该开口向内逐渐变窄(在垂直于图案化的EUV辐射束B’的光轴的两个方向上)。邻近开口的壳体的这一逐渐变窄的部分可以被描述为大体上为漏斗形的且可被称作漏斗部分。

本发明的实施例现在将参考示意图2来描述。

图2示出了包括用于支撑衬底W的衬底台WT和投影系统(仅示出了投影系统的部分)的设备20。设备20可以构成图1示意性示出的光刻设备LA的部分。图2示出了投影系统的主体或壳体的部分，其限定内部21和开口22(仅示出了邻近开口22的内部21的逐渐变窄的部分)。

设备20还包括气锁，气锁布置成提供通过开口远离投影系统PS的内部的气流。这一气流由箭头23示意性地指示，其指示气体被引导通过该投影系统的主体或壳体的内壁中的孔隙并进入内部21。气流23可以包括任何合适的气体，诸如例如氢气或氮气。孔隙布置成大体上朝向开口22引导气流23。通过这样做，气锁保护投影系统PS的内部以免污染物进入。例如，气锁可以防止这类污染物撞击于反射镜13、14上，这又改良了投影系统PS的光学性能。

本发明的实施例还包括气流引导件，所述气流引导件配置成引导气流(被气锁引导通过开口)的至少一部分远离由衬底台WT支撑的衬底W，如参考图2至图6进一步所描述。

在一些实施例中，所述设备还包括布置在开口22与衬底台WT之间的中间构件24。中间构件24形成气流引导件的部分，该气流引导件被布置成沿着限定于中间构件24与投影系统PS之间的路径引导传递通过开口22的气流23的至少一部分。

中间构件24包括开口25，开口25大体上与该投影系统的开口22对准以供辐射束透射。这允许通过投影系统PS的开口22投影的辐射辐照由衬底台WT支撑的衬底W。

此外，设备20还包括阻挡件26，阻挡件26限定大体上平行于衬底台WT(和由衬底台支撑的任何衬底W)的表面27。阻挡件26围绕投影系统的邻近开口22的部分并延伸远离该部分。阻挡件26可被认为构成投影系统PS的主体或壳体的部分或该主体或壳体的延伸部。

应了解，阻挡件26可以由多个不同的部件形成。

例如，阻挡件26可以包括衬底台热屏蔽件(未示出)，该热屏屏蔽件可布置成至少部分地使衬底台WT(和由衬底台WT支撑的任何衬底W)(可能期望将其维持在特定温度下)与该设备的其它部分(例如，光刻设备LA的其它部分)热隔离。这种衬底台热屏蔽件可以包括水冷板。

附加地或替代地，阻挡件26可以包括或包含一个或更多个反射镜(未示出)，所述反射镜可以用作布置成测量衬底台WT相对于阻挡件26和/或投影系统PS(或等效地，相对于阻挡件26和投影系统PS附接的隔离框架)的位置的测量系统的部分。例如，阻挡件26可以包括一个或更多个反射镜，所述反射镜用于反射用作干涉定位测量系统的部分的干涉仪束。这种测量系统可以被布置成在大体上垂直于衬底台WT的平面的方向(其可被称为z方向)上确定衬底台WT相对于阻挡件26和/或投影系统PS(或等效地，相对于与阻挡件26和投影系统PS连接的隔离框架)的位置。

附加地或替代地，阻挡件26可以包括能够移动或移除的出入舱口或门，以提供进入投影系统PS的内部21的入口。

附加地或替代地，阻挡件26可以包括布置成支撑中间构件24的部件。例如，支撑中间构件24的这类部件可以连接至投影系统PS或投影系统PS所附接到的隔离框架。如下文将进一步描述，参考图6，中间构件24可以安装至投影系统PS，或安装至投影系统PS所附接的隔离框架，使得中间构件24可以相对于投影系统PS(和衬底台WT)移动。因此，应了解，支撑中间构件24且可以构成阻挡件26的部分的部件可以包括有助于这一移动的致动器。

如图2中示意性地所示出，设备20还包括在中间构件24与阻挡件26之间延伸的密封元件28。密封元件28围绕投影系统PS的开口22的实质上整个周边与中间构件24和阻挡件26两者成密封关系。

中间构件24和密封元件28可被认为构成气流引导件。中间构件24和密封元件28限定引导气流23(被气锁引导通过开口22)的至少一部分所沿的路径。气流23的这一部分由箭头30指示，并被引导远离由衬底台WT支撑的衬底W。如图2中实际上示意性地所示出，通路32设置于投影系统PS的阻挡件26和/或主体或壳体中。通过中间构件24和密封元件28引导气流23的部分30通过通路32并远离衬底台WT(和由衬底台WT支撑的任何衬底W)。

由于阻挡件26可被认为构成投影系统PS的主体或壳体的部分或该主体或壳体的延伸部，因此图2中所示的设备可被认为配置成将沿着限定于中间构件24与投影系统PS之间的路径流动的气体引导至形成于投影系统PS的主体的壁内的空腔中。应了解，该投影系统的主体的壁内的这一空腔可以与投影系统PS的主体的内部21隔离。

主体的壁可被认为包括限定内部21的内壁和外壁。该空腔可以由内壁和外壁限定。

限定于中间构件24与投影系统PS之间的路径可被限定于中间构件24与该投影系统的主体的内壁之间。设置密封构件28，以便将沿着限定于中间构件24与投影系统PS之间的这一路径流动的气体引导至形成于投影系统PS的主体的壁内的空腔中。

图2中所示的设备20布置成引导气流23的部分30远离由衬底台WT支撑的衬底W。这与设置于投影系统与衬底台之间的常规的气锁形成对比，在常规的气锁中，来自该投影系统的开口的主要气流被引导朝向衬底台。相对于常规气锁的这一区别具有多个优点，如目前参考图3和图4A至图4C所论述。

图3示出了包括用于支撑衬底W的衬底台WT和投影系统(仅示出了投影系统的部分)的现有技术的设备40。现有技术的设备40大体上属于图2中所示的设备20的形式，但其不包括被配置成引导气流的一部分远离由衬底台WT支撑的衬底W的气流引导件。应了解，大体上等效于图2中的设备20的对应部件的现有技术的设备40的部件与所述对应部件共享共同的附图标记。

在现有技术的布置下，如图3中所示，来自开口22的气流34传递经过衬底W和衬底台WT。气体大体上在阻挡件26与衬底W之间流动。在这种布置下，气流将递送热负荷至衬底W。继而，这会导致衬底W的热变形，这对于通过光刻设备LA形成的图像的品质可能是不利的。

应了解，一般来说，除了形成通过开口22远离内部21的气流的气体23的部分之外，由气锁提供的气体23的部分也将流入投影系统的内部21中。本发明人已意识到，在常规的布置中，如图3中所示(其中来自投影系统PS的开口22的主要气流被引导朝向衬底台WT)，由气锁提供的总气体23中形成通过开口22远离内部21的气流的比例依赖于衬底台WT相对于开口22的位置。这是因为当将衬底台WT安置于不同位置中时，由于在投影系统PS的开口22处设置有气体的不同限制物，因此远离壳体21的开口22的流动路径一般来说将具有不同流体传导率。

应了解，如本文中所使用，流体路径的流体传导率为气体沿着该流体路径流动的容易程度的度量。例如，流体传导率可以与流体路径中气体的总产量与跨过流体路径的压力差的比率成比例。

这能够在图4A至图4C中见到，图4A至图4C示意性地示出了安置于衬底台WT和衬底W上方的投影系统PS的阻挡件26和开口22，该衬底台WT和衬底W相对于投影系统PS的开口22安置在三个不同的位置中。

在图4A中，衬底台WT被安置成使得壳体的开口22大体上位于衬底W的中心部分上。在这一位置中，衬底W和阻挡件26形成对于来自开口22大体上在远离曝光区的所有方向上流动的气体的限制物。在图4B中，衬底台WT被安置成使得壳体的开口22大体上位于衬底台WT的周边部分上。在这一位置中，衬底WT和阻挡件26形成对于从开口22流出的气体的限制物。在开口22的一侧上(在图4B中为右侧)，该限制物类似于在将衬底台WT安置于图4A中所示的位置中时(在所有方向上)提供的限制物。然而，在开口22的另一侧上(在图4B中为左侧)，衬底台WT实质上不提供对气流的限制物，使得这形成流体传导率提高的路径。在图4C中，衬底台WT被安置成使得开口22大体上与衬底台WT远离(即，不邻近于衬底台WT而安置)。在这一位置中，衬底WT实质上不提供对气流的限制物，使得形成流体传导率提高的路径。

本发明人已进一步意识到，在这种现有技术的布置(如上文参考图3至图4C所描述)下，在使用期间，当衬底台WT相对于开口22移动时，和当气体23的产生速率恒定时，这将导致该投影系统的内部21内和该投影系统外部两者的压力变化，例如在其内安置有衬底台WT(和由衬底台WT支撑的任何衬底W)的体积或空间中。应了解，除非相反陈述，否则如本文中所使用的“邻近”衬底台旨在指在其内安置有衬底台(和由衬底台支撑的任何衬底)的体积或空间内。这些压力变化是不期望的，如目前所解释。

首先，这些压力变化能够导致衬底W的随时间变化的热变形，其由通过气流提供的热负荷导致。

其次，应了解，准确地确定和控制衬底台WT相对于投影系统PS的开口22的位置可能是至关重要的。在典型的光刻设备LA内，典型地使用干涉装置进行对衬底台WT相对于投影系统PS的开口的位置的这种确定。这种干涉装置典型地包括安装在衬底台WT上并安装在参考物体上的部件，期望确定衬底台WT相对于该参考物体(例如，与投影系统PS连接的隔离框架)的位置。例如，这种干涉装置可以包括：光源，安装在隔离框架上，该隔离框架与投影系统连接；和反射镜，安装在衬底台上并布置成反射来自光源的光。这种干涉装置可以被称为位置传感器。在图2、图3和图4A至图4C中示意性地示出了安装在衬底台WT上的两个这种干涉装置35。应了解，这些干涉装置35也将包括安装在参考物体(例如与投影系统PS连接的隔离框架)上的其它部件(未示出)。能够使用这些干涉装置35以便准确地控制衬底台WT相对于与投影系统PS连接的隔离框架的位置，例如以便将衬底W的不同目标部分定位于图案化的辐射束B’的路径中。

然而，如果围绕衬底台WT的压力随时间改变，则这将导致由这种干涉装置35确定的位置的误差。特别地，光可在其内安置有衬底台WT(和由衬底台WT支撑的任何衬底W)的体积或空间内从光源(例如，在与投影系统PS连接的隔离框架上)至衬底台WT上的干涉装置35的部分行进任意所期望的距离，且因此，这一体积或空间内的任何压力变化可导致被确定的位置的误差。继而这能例如对所形成的图像中的重叠误差作出贡献。

相比于这种已知的布置，设备22的气流引导件(由中间构件24和密封元件28形成)配置成引导气流的至少一部分远离由衬底台支撑的衬底。有利地，这避免了上述问题。

现在参考图5论述的中间构件24的另外细节，图5更详细地示出了图2所示的设备20的一些部分。为了清楚起见，图5中未示出密封构件28(但将在下文参考图6论述)。

提供上文参考图2和图3所论述的气流23，其来自投影系统PS的壁中的通道33、经由该投影系统的主体或壳体的内壁中的孔隙并进入内部21。

在这一实施例中，中间构件24能够操作以冷却围绕衬底W的由辐射束辐照的区37(其可被称为曝光区37)的衬底W的区。为了实现这一冷却，中间构件24可以包括冷却设备。用于冷却衬底W的合适的冷却设备在W02017/005463中公开，该文献通过引用并入本文。

如图5中所示，中间构件24包括相较于衬底台WT(和由衬底台WT支撑的任何衬底)可维持在较低温度下的冷却构件36。例如，冷却构件36可被维持在大约-70℃的温度下。可将衬底台WT维持在合适的温度下以确保由此支撑的衬底W的稳定性，合适的温度诸如例如大约22℃(其例如适合于硅晶片)。衬底台WT可以包括夹持件38(例如静电夹持件)，其适合于将衬底W夹持至衬底台WT。衬底台WT的夹持件38和其它部分可以具有合适的调节系统，该调节系统被布置成将其温度(和由此支撑的任何衬底W的温度)维持在所期望的温度(例如，22℃)下。

应了解，冷却构件36可以具有合适的制冷系统(例如，封闭回路，冷却剂围绕该封闭回路循环)以便将其维持在所期望的温度下。该冷却构件可以由金属形成并具有通道40，合适的冷却剂通过该通道循环。合适的冷却剂可以包括例如氮。

在一些实施例中，中间构件24可以能够操作以将冷却气流引导至围绕衬底W的由辐射束B’辐照的曝光区的37的衬底W的区。

相较于衬底台WT，将中间构件24的冷却构件36维持在较低温度下。中间构件24还包括热屏蔽件43，所述热屏蔽件43布置成使衬底台WT(和由此支撑的任何衬底W)和投影系统PS和阻挡件26与冷却构件36热绝缘。

中间构件24可相对于投影系统PS和衬底台WT移动，如由箭头42示意性地示出。特别地，中间构件24可在大体上垂直于衬底台WT的平面的方向上移动。中间构件24可在至少第一操作位置与第二缩回位置之间移动，如现在所描述的。

中间构件24的位置可以限定设备20的配置。当中间构件24安置于第一操作位置中时，设备20可被认为呈第一操作配置。当中间构件24安置于第二缩回位置中时，设备20可被认为呈第二缩回配置。

在使用中，当衬底W正由辐射束B’辐照时，中间构件24可以安置于第一操作位置中。当中间构件24安置于第一操作位置中时，中间构件24可紧邻衬底W的围绕由辐射束B’辐照的衬底W的曝光区37的区。在这种布置下，中间构件24能够充当密封件，或至少充当限制物，以便至少部分地阻断气流流向衬底W的围绕由辐射束B’辐照的衬底W的曝光区37的区。应了解，如这里所使用，中间构件24紧邻衬底的围绕由辐射束B’辐照的衬底W的曝光区37的区旨在指充分接近于以下情况：通过中间构件24与衬底W之间的间隙44的流体传导率明显小于通过限定于中间构件24与投影系统PS之间的路径的流体传导率。也就是，流动通过冷却构件36且接着流动通过中间构件24与衬底W之间的路径46的流体传导率明显小于通过限定于中间构件24与投影系统PS之间的路径48的流体传导率。

如将进一步参考图6所论述，中间构件24配置成使得大体上将沿着限定于中间构件24与投影系统PS之间的路径48流动的气体引导远离衬底台WT。

尽管在使用中，当衬底W正由辐射束B’辐照时，中间构件24安置于第一操作位置中(紧邻衬底W)，但可能期望允许该中间构件可相对于投影系统PS和衬底台WT移动至第二缩回位置(如由箭头42指示)，例如以防止中间构件24接触衬底W。例如，如果衬底台WT迅速和/或不可预见地朝向中间构件24移动，则可能期望移动中间构件24以免在衬底W与中间构件24之间发生接触。可能期望中间构件24的例如大约±4mm的移动，以防出现失控情形。例如，在衬底台WT定位模块产生计划外的快速向上移动的情况下，将对衬底台WT和中间构件24造成显著损坏，除非中间构件能够充分移动以避免接触。

附加地或替代地，可能期望能够调整中间构件24与由衬底台WT支撑的衬底W之间的间隙44。

在一些实施例中，气流引导件(其可由中间构件24和密封构件28形成)配置成沿着流体传导率大体上固定的流体路径引导通过开口22的气流的至少一部分。例如，由中间构件24和密封元件28形成的气流引导件沿着流体传导率大体上固定的路径(包括通路32)引导气体23的部分30。应了解，气流引导件可以配置成在设备20安置在第一操作配置时(例如，在中间构件24安置在第一操作位置中时)沿着流体传导率大体上固定的流体路径引导气流的至少一部分。

有利地，通过沿着流体传导率大体上固定的流体路径引导通过开口22的气流的至少一部分，当通过流体锁的气体23的产生速率恒定时，大体上将不存在投影系统PS的内部21内或邻近衬底台WT的压力变化。

在一些实施例中，气流引导件可配置成使得通过开口22远离内部21的气流的超过一半被引导远离由衬底台WT支撑的衬底W。应了解，气流引导件可配置成使得当设备20被安置成第一操作配置时(例如，当中间构件24安置于第一操作位置中时)，通过开口22远离内部21的气流的超过一半被引导远离由衬底台WT支撑的衬底W。

也就是，气流引导件可被认为沿着主要路径引导气体，该路径接收通过开口22远离内部21的气流的超过一半。可通过确保气体引导件引导气流的至少一部分所沿的流体路径的流体传导率足够高而实现确保通过开口22远离内部21的气流的超过一半被引导远离由衬底台WT支撑的衬底W。

在一些实施例中，气流引导件可配置成使得通过开口22远离内部21的气流的至少80％被引导远离由衬底台WT支撑的衬底W。在一些实施例中，气流引导件可配置成使得通过开口22远离内部21的气流的至少90％被引导远离由衬底台WT支撑的衬底W。

在一些实施例中，气流引导件配置成沿着相较于其它可获得的流体路径具有较高流体传导率的流体路径引导通过开口22远离内部21的气流的一部分。应了解，气流引导件可配置成在设备20被安置成第一操作配置时沿着相较于其它可获得的流体路径具有较高流体传导率的流体路径引导通过开口22远离内部21的气流的部分。利用这种布置，气体优选地将沿着所述流体路径流动。

附加地或替代地，可通过确保跨过气体引导件引导气流的部分所沿的流体路径的压力差足够高而实现确保通过开口22远离内部21的气流的超过一半被引导远离由衬底台WT支撑的衬底W。在一些实施例中，气流引导件可以包括泵，所述泵布置成沿着流体路径抽取气流的一部分。所述泵可以例如包括真空泵。

应了解，如本文中所使用，密封元件28围绕投影系统PS的开口22的大体上整个周边与该投影系统的主体的壁成密封关系，这旨在指通过密封元件28与投影系统PS的主体的壁或阻挡件26之间的任何间隙的流体传导率明显小于通过替代排出路径(例如，进入形成于该投影系统的主体的壁内的空腔，诸如由例如通路32提供)的流体传导率。

现参考图6论述密封构件28的具体实施例，图6示出根据本发明的实施例的设备50。应了解，图6中的设备50的大体上等效于图2和图5中的设备20的对应部件的部件与这些对应的部件共用共同的附图标记。为了清楚起见，图6中未示出衬底台和衬底。

在这一实施例中，投影系统PS的主体的壁可被认为包括限定内部21(和开口22)的内壁52和外壁54。空腔56由内壁52和外壁54限定。

路径58限定于中间构件24与投影系统PS的内壁52之间。设置密封构件以便将沿着限定于中间构件24与投影系统PS之间的这一路径58流动的气体引导至形成于投影系统PS的主体的壁内的空腔56中。

在这一实施例中，该密封构件包括设置于中间构件24的热屏蔽件43上的凸缘部分60。凸缘部分60从中间构件24的热屏蔽件43的主要部分大体上垂直于该主要部分而延伸。凸缘部分60延伸至形成于投影系统PS的内壁52与外壁54之间的空腔56中。凸缘部分60与外壁54的下部凸缘部分62成密封关系。在凸缘部分60与投影系统PS的主体的外壁54的下部凸缘部分62之间设置间隙64。间隙64允许凸缘部分60(其提供密封元件28)与投影系统PS的主体的外壁54成密封关系，同时允许中间构件24相对于该外壁移动。

应了解，图5中所示的设备50的凸缘部分60等效于图2中所示的设备20的密封元件28，且可被认为是该密封元件的一实施例。应进一步了解，形成于图5中所示的设备50的投影系统PS的内壁52与外壁54之间的空腔56等效于图2中所示的设备20的通路32，且可被认为是该通路的一实施例。

在一些实施例中，密封构件28可以包括连接于中间构件24与投影系统PS的主体的壁之间的柔性膜。例如，在一些实施例中，这种柔性膜可以替代中间构件24的热屏蔽件43的凸缘部分60而提供且可以连接于中间构件24的热屏蔽件43与投影系统PS的主体的外壁54的下部凸缘部分62之间。替代地，在一些实施例中，除中间构件24的热屏蔽件43的凸缘部分60之外，也可提供这种柔性膜，并且这种柔性膜可以连接于热屏蔽件43的凸缘部分60与投影系统PS的主体的外壁54的下部凸缘部分62之间。这种柔性膜可以允许中间构件24与投影系统PS的主体的壁成密封关系，同时允许中间构件24相对于该壁移动。

尽管在本文中可以对在IC制造中的光刻设备的使用进行了具体的参考，但是应该理解，本文描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括集成光学系统，用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。

尽管可以在本文中在光刻设备的内容背景下对本发明的实施例进行具体的参考，但是本发明的实施例可以用于其它设备。本发明的实施例可以构成掩模检查设备、量测设备或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类的物体的任何设备的一部分。这些设备通常可称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

尽管上文可以已经在光学光刻术的内容背景下对本发明的实施例的使用进行具体的参考，但是应当了解，在内容背景允许的情况下，本发明不限于光学光刻术，并可以用于其它应用，例如压印光刻术。

虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是将了解，本发明可以以与上述不同的方式来实践。上文的描述旨在是说明性的而不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所阐述的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。

Claims

1.一种设备，包括：

衬底台，用于支撑衬底；

投影系统，具有主体，所述主体限定内部和开口，所述投影系统配置并布置成将辐射束通过所述开口投影到由所述衬底台支撑的衬底上；

气锁，用于提供来自所述开口远离所述内部的气流；和

气流引导件，配置成引导所述气流的至少一部分远离由所述衬底台支撑的衬底。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述气锁布置成提供通过所述开口并远离所述内部的气流。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中所述气流引导件配置成沿着流体传导率大体固定的流体路径引导所述气流的至少一部分。

4.如任一前述权利要求所述的设备，其中所述气流引导件配置成使得来自所述开口远离所述内部的气流的超过一半被引导远离由所述衬底台支撑的所述衬底。

5.如任一前述权利要求所述的设备，其中所述气流引导件配置成沿着相较于其它可获得的流体路径具有较高流体传导率的流体路径引导所述气流的至少一部分。

6.如任一前述权利要求所述的设备，其中所述气流引导件包括泵，所述泵布置成沿着流体路径抽取所述气流的至少一部分。

7.如任一前述权利要求所述的设备，还包括移动机构，所述移动机构用于相对于所述投影系统的所述开口移动所述衬底台。

8.如任一前述权利要求所述的设备，还包括中间构件，所述中间构件布置在所述开口和所述衬底台之间，其中所述气流引导件包括限定在所述中间构件和所述投影系统之间的路径。

9.如权利要求8所述的设备，其中所述中间构件配置成将沿着限定在所述中间构件与所述投影系统之间的路径流动的气体引导至形成于所述投影系统的所述主体的壁内的空腔中。

10.如权利要求8或9所述的设备，其中所述中间构件包括密封元件，所述密封元件围绕所述投影系统的所述开口的实质上整个周边朝向所述投影系统的所述主体的壁延伸并与所述壁形成密封关系。

11.如权利要求10所述的设备，其中所述密封元件包括刚性的凸缘部分，其中在所述刚性的凸缘部分和与所述刚性的凸缘部分形成密封关系的所述投影系统的所述主体的所述壁的部分之间设置一间隙。

12.如权利要求10或11所述的设备，还包括柔性膜，所述柔性膜连接于所述中间构件与投影系统的所述主体的所述壁之间。

13.如权利要求8-12中任一项所述的设备，其中所述中间构件能够相对于所述投影系统至少在第一操作位置和第二缩回位置之间移动。

14.如权利要求8-13中任一项所述的设备，其中所述中间构件能够操作以冷却所述衬底的围绕所述衬底的被辐射束辐照的区的区。

15.如权利要求14所述的设备，其中所述中间构件能够操作以将冷却气流引导至所述衬底的围绕所述衬底的被辐射束辐照的区的区。

16.如权利要求14或14所述的设备，其中所述中间构件包括冷却构件，所述冷却构件被维持在比所述衬底台更低的温度，所述中间构件还包括热屏蔽件，所述热屏蔽件被布置成使得所述衬底台和/或所述投影系统与所述冷却构件热绝缘。

17.一种光刻设备，包括：

照射系统，配置成调节辐射束；

支撑结构，构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中将图案赋予所述辐射束以形成图案化的辐射束；和

任一前述权利要求所述的设备，其中所述投影系统配置成接收所述图案化的辐射束并将所述图案化的辐射束投影到由所述衬底台支撑的衬底上。

18.一种操作设备的方法，所述设备包括具有主体的投影系统，所述主体限定内部和开口，所述方法包括以下步骤：

将衬底布置在衬底台上；

将辐射束通过所述投影系统的所述开口投影到由所述衬底台支撑的衬底上；

提供来自所述开口远离所述内部的气流；和

引导所述气流的至少一部分远离由所述衬底台支撑的所述衬底。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述设备包括权利要求1至16中任一项所述的设备。

20.如权利要求18或19所述的方法，还包括从所述开口以远离所述内部并远离由所述衬底台支撑的衬底的方式抽取所述气流的步骤。