CN115701293A - 流体净化系统、投射系统、照射系统、光刻设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于光学元件(30)的流体净化系统(100)，其包括环状件和流体供应系统(40)。环状件由完全围绕光学元件的主体形成，环状件限定其径向向内并邻近光学元件的空间(5)。环状件由至少一个第一壁部(10)和至少一个第二壁部(20A；20B)形成，其中第一壁部的平均高度大于第二壁部的平均高度。流体供应系统被径向地定位在环状件的外部、并且被配置为供应用于经过至少一个第二壁部到达空间的流体。

Description

流体净化系统、投射系统、照射系统、光刻设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月4日提交的EP申请20178213.3的优先权，该申请的全部内容通过引入并入本文。

技术领域

本发明涉及流体净化系统、投射系统、照射系统、光刻设备和方法。

背景技术

光刻设备是被构造为将期望图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以被用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)的图案(通常也被称为“设计布局”或“设计”)投射到被设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

随着半导体制造工艺的不断进步，电路元件的尺寸不断减小，而每个器件的功能元件(诸如晶体管)的数量遵循通常被称为“摩尔定律”的趋势在几十年中稳定地增加。为了跟上摩尔定律，半导体工业正在寻求能够创建越来越小的特征的技术。为了在衬底上投射图案，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长确定了在衬底上形成图案的特征的最小尺寸。目前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。

光刻设备可以包括照射系统，该照射系统被配置为在辐射束到达图案形成装置之前调节辐射束。一旦辐射束已由图案形成装置形成图案，投射系统将辐射束引导到衬底。照射系统和投射系统包括光学元件。光学元件的污染可导致辐射束均匀性降低，杂散辐射从系统中损失或甚至到达衬底并导致误差和/或光学元件的污染可以导致污染物与光学元件的表面反应，从而可降低光学元件的寿命。这种光学元件可以位于超净流体环境中，以延长投射系统的光学元件的寿命。超净流体环境可以被称为保护性环境或微环境。该环境可以减少光学元件污染(可清洁和不可清洁)，从而减少辐射束均匀性的降低、减少从系统中损失的杂散辐射量并增加光学元件的寿命。

微环境内的流体流可能影响净化性能。在常规系统中，流体可以被设置给微环境，使得在微环境中的流体中生成停滞点。优选避免这样的停滞点，因为这些是流体不移动的区域，因此不能有效地执行净化。在包含污染物的流体反向的常规系统中，也可能发生回流。

本发明的系统在光学元件之上提供流体流，其可以例如通过减少或避免在光学元件之上的流体流中的停滞点和/或污染物的回流来改进光学元件表面上的净化性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供流体净化系统，用于从微环境的外部向光学元件提供流体来提供光学元件的改进净化。

在本发明中，提供了用于光学元件的流体净化系统，其包括：由完全围绕光学元件的主体形成的环状件，环状件限定径向向内并邻近光学元件的空间，环状件由至少一个第一壁部和至少一个第二壁部形成，其中第一壁部的平均高度大于第二壁部的平均高度；流体供应系统，其被定位在环状件的径向外部并且被配置为供应用于经过至少一个第二壁部到达空间的流体。

在本发明中，提供了包括流体净化系统的照射系统。

在本发明中，还提供了包括流体净化系统的投射系统。

在本发明中，还提供了包括流体净化系统的光刻设备。

在本发明中，还提供了使用所述光刻设备来制造器件的方法。

以下参考附图来详细描述本发明的其它实施例、特征和优点，以及本发明的各种实施例、特征和优点的结构和操作。

附图说明

现在将仅通过示例的方式，参考所附示意图来描述本发明的实施例，其中对应的附图标记指示对应的部分，并且其中：

图1示意性地描绘了光刻设备的概述；

图2A、图2B和图2C描绘了根据一个实施例的流体净化系统；

图3描绘了根据一个实施例的流体净化系统的变型；

图4描绘了图2A的更详细的版本；以及

图5描绘了流体净化系统的环状件的变型。

附图中所示的特征不必按比例绘制，并且所描绘的尺寸和/或布置不是限制性的。应当理解，这些附图包括对于本发明来说不是必要的可选特征。此外，并非系统和/或光刻设备的所有特征都在每个附图中描绘，并且附图可以仅示出与描述特定特征相关的一些部件。

具体实施方式

在本文中，术语“辐射”和“光束”被用于涵盖包括紫外辐射的所有类型的电磁辐射(例如，具有436nm、405nm、365nm、248nm、193nm、157nm、126nm或13.5nm的波长)。

在本文中使用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广义地解释为指代可以被用于向入射辐射束赋予经图案化的截面的通用图案形成装置，经图案化的截面对应于待在衬底的目标部分中创建的图案。在本文中也可以使用术语“光阀”。除了经典的掩模(透射型或反射型、二元、相移型、混合型等)之外，其它这样的图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。

图1示意性地描绘了光刻设备。光刻设备包括：照射系统(也被称为照射器)IL，其被配置为调节辐射束B(例如，EUV辐射或DUV辐射)；掩模支撑件(例如，掩模台)MT，其被构造为支撑图案形成装置(例如，掩模)MA并连接到第一定位器PM，第一定位器PM被配置为根据某些参数来将图案形成装置MA精确地定位；衬底台WT，其被构造为保持衬底(例如，抗蚀剂涂覆的晶片)W并连接到第二定位器PW，该第二定位器PW被配置为根据某些参数来将衬底台WT精确地定位；以及投射系统(例如，折射型投射透镜系统)PS，其被配置为将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投射到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上。

在操作中，照射系统IL例如经由光束传递系统BD从辐射源SO接收辐射束B。照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型和/或其它类型的光学部件，或其任意组合，用于对辐射进行引导、成形和/或控制。照射器IL可以被用于调节辐射束B，使其在图案形成装置MA的平面处的截面中具有期望的空间和角强度分布。

本文中使用的术语“投射系统”PS应被广义地解释为涵盖各种类型的投射系统，根据所使用的曝光辐射和/或适合于诸如使用浸没液体或使用真空的其它因素，包括折射型、反射型、反折射型、畸变型、磁性型、电磁型和/或静电型光学系统或它们的任意组合。本文中术语“投射透镜”的任何使用可以被认为与更一般的术语“投射系统”PS同义。

光刻设备可以是这样的类型，其中衬底W的至少一部分可以被具有相对高折射率的浸没液体(例如水)覆盖，以填充投射系统PS和衬底W之间的浸没空间，这也被称为浸没光刻。关于浸渍技术的更多信息在US6,952,253中给出，其通过引用并入本文。

光刻设备可以是具有两个或更多个衬底台WT(也被称为“双载物台”)的类型。在这样的“多载物台”机器中，衬底台WT可以被并行地使用和/或准备衬底W的后续曝光的步骤可以在位于衬底台WT之一上的衬底W上执行，使用另一衬底台WT上的另一衬底W被用来曝光另一衬底W上的图案。

除了衬底台WT之外，光刻设备可以包括测量级(图1中未描绘)。测量级被布置为保持传感器和/或清洁装置。传感器可以被布置为测量投射系统PS的性质或辐射束B的性质。测量级可以保持多个传感器。清洁装置可以被布置为对光刻设备的一部分进行清洁，例如投射系统PS的一部分或提供浸没液体的系统的一部分。当衬底台WT远离投射系统PS时，测量级可以在投射系统PS下方移动。

在操作中，辐射束B入射在掩模支撑件MT上保持的图案形成装置(例如，掩模)MA上，并由图案形成装置MA上存在的图案(设计布局)图案化。在穿过掩模MA之后，辐射束B穿过投射系统PS，该投射系统PS将光束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助第二定位器PW和位置测量系统PMS，衬底台WT可以被精确地移动，例如以将辐射束B的路径中的不同目标部分C定位在聚焦和对准位置处。类似地，第一定位器PM和可能的另一位置传感器(图1中未明确描绘)可以被用于将图案形成装置MA相对于辐射束B的路径精确地定位。图案形成装置MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。虽然所示的衬底对准标记P1、P2占据专用的目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记P1、P2位于目标部分C之间时，它们被称为划线对准标记。

在本说明书中，使用笛卡尔坐标系。笛卡尔坐标系具有三个轴，即，x轴、y轴和z轴。三个轴中的每一个与另外两个轴正交。绕x轴的旋转被称为Rx旋转。绕y轴的旋转被称为Ry旋转。围绕z轴的旋转被称为Rz旋转。x轴和y轴限定水平面，而z轴在竖直方向上。笛卡尔坐标系不限制本发明并且仅用于说明。相反，可以使用诸如柱面坐标系的另一坐标系来阐明本发明。笛卡尔坐标系的取向可以不同，例如使得z轴具有沿水平面的分量。

已认识到，已知系统的光学性能可能遭受光学元件的污染，这可能由于次优的净化性能而发生。通常，透镜污染与某些类型的光量成线性比例，并且因此，光刻设备的产量的任何增加都可能导致透镜污染的增加、并因此导致光学性能的更大恶化。这可能导致某些光学元件需要更早地更换，因为光学元件的寿命可能减少，或者更频繁地清洁，这可能破坏设备的性能。

因此，保护光刻设备中的光学元件(诸如透镜)免受污染是有益的。一种已知的保护这样的光学元件的方法是将光学元件放置在半闭合环境(该半闭合环境以其他方式可以被称为净化体积、保护性环境、微环境或小环境)中。半闭合环境可以使用清洁流体(例如，清洁气体)净化，使得光学元件表面上或周围的污染物可以被去除，或者至少将污染物减少到允许光学元件寿命提高的水平。因此，光学元件的寿命可能与半闭合环境的净化性能相关。

对于一些系统，净化性能(并且因此光学元件的寿命)与许多因素(诸如刷新率、相对于外部环境的过压，以及净化均匀性)相关。

刷新率与净化流速和净化长度相关。通常，刷新率越高，在光学元件上残留污染物的时间量越短，并且因此任何污染物必须与光学元件的表面反应的时间量越短，这导致较低的污染率。

半闭合环境的压力与环境如何闭合有关，环境的闭合将与限定半闭合环境的元件相关。在半闭合环境中的净化体积的平均压力通常应高于环境外部，因为这导致净化流体流出。这降低了净化流体回流的风险，并因此降低了净化流体中污染物回流的风险。

有利地，净化流沿着光学元件均匀地分布，因为这可以减少或避免停滞点、流的再循环(其可能包含污染物)、或净化流体的湍流。

如下所述，本发明涉及流体净化系统，在该流体净化系统中，流体被供应到半闭合环境的外部。这意味着净化流体需要穿过小的中间体积(其为外部环境的一部分)、并且需要跨越半闭合环境的边界。通常，半闭合环境的边界是限流的，这可能不利地影响净化性能。尽管如此，在半闭合环境外部提供净化流体具有各种优点，这意味着尽管存在这样的潜在问题，但是它还是有吸引力的选择。具体地，如下所述，在半闭合环境外部提供净化流体导致容易的系统功能的分解和集成。此外，在常规系统中，在寻找空间以在其最重要的面积(诸如光学元件)附近集成净化硬件时，经常存在问题。在半闭合环境外部提供净化流体在解决这种体积冲突方面提供了改进的灵活性，因为它使用了光学元件/半闭合环境外部的可用空间。

在一些已知系统中，为光学元件(例如透镜)提供了流体净化系统，并且流体净化系统被配备有位于半闭合环境外部的气体入口，换言之，气体入口不与半闭合环境直接接触。半闭合环境可以以其他方式被称为净化体积。在这种已知的系统中，由作为半闭合环境的边界的环状件来限定针对被净化光学元件的半闭合环境。净化气体入口(也被称为净化箱)被径向地安装在半闭合环境的外部。如上所述，这种已知净化系统的问题是净化气体可能难以跨越由环状件提供的限流边界，这可能导致次优的净化性能。

在半闭合环境的边缘处的环状件可以限制流体流入半闭合环境中，从而相对于环状件外部的环境，维持半闭合环境(即，净化体积)的足够过压。如上所述，这有利于抑制回流和/或反向扩散污染。然而，虽然提供这样的高流限制的环状件是有益的，但是这样的限流边界阻挡净化流体进入半闭合环境。这可能导致低的净化流速，并因此导致净化体积中的低刷新率，该刷新率应当如上所述理想地增加。

因此，例如通过减小环状件的高度来减小由环状件提供的限流是有益的。环状件的高度可以被认为是环状件从围绕光学元件的表面突出的程度。尽管为了增加刷新率，环状件的高度的减小可能使得半闭合环境的边界不太受限制，但这可能不利地影响过压。环状件的移除也将不利地影响过压，即使其确实导致刷新率的改进。

此外，环状件提供了机械优点，因为它可以被用作光学元件的机械安全防护装置。具体地，由于围绕光学元件的环状件的高度形成物理屏障，环状件可以在运输和安装期间保护光学元件。这意味着降低环状件的高度可能降低环状件提供这种保护的有效性。

应当注意，与环状件相对的表面可以移动得更靠近或更远离环状件，以改变可能进入半闭合环境的流体量。然而，光学元件和这样的相对表面之间的距离的任何变化都可能危及光学性能。

在本发明中，提供了将在以下详细描述的流体净化系统。本发明中的流体净化系统可以解决上述的一些问题。

本发明的流体净化系统可以例如如图2A和图2B所示提供。图2A示出了流体净化系统100，并且图2B示出了流体净化系统100的截面。

流体净化系统100适用于透镜30。因此，流体净化系统100可以被用于向透镜30提供净化流体。尽管以下参考透镜30并且在对应的附图中示出透镜30，但是透镜30代表光学元件并且可以使用任何适当的光学元件来代替，该光学元件包括任何折射型和反射型光学部件。光学元件可以包括透镜30和/或可以包括另一光学元件，诸如投射透镜或照射光学器件。透镜30被示出为具有凸面形状，透镜30可替代地具有凹面形状。

流体净化系统100包括环状件1。环状件1完全包围透镜30。透镜30在环状件1的径向内侧。环状件1可以在跨越环状件1的截面中完全包围透镜30。换言之，环状件1包围透镜30。环状件1包围透镜30，因为它在环状件1中没有任何间隙的情况下包围透镜30。完全围绕透镜30的环状件1意味着环状件1的至少一部分形成在透镜30的径向外侧。因此，环状件1可以围绕透镜30的外部形成。环状件1可以接触透镜30的外边缘的至少一部分。环状件1可以被定位在透镜30的外边缘的外侧上、并围绕透镜30的外边缘的外侧。环状件1可以与透镜30直接接触，即，在环状件1的表面和透镜30之间没有间隙。

如上所述，环状件1可以由完全围绕透镜30的主体形成。换言之，环状件1被形成为整体包围透镜30的单个主体。换言之，环状件1形成围绕透镜30外部的连续边界。环状件1可以被形成为圆形或椭圆形。然而，根据透镜30的形状，可以使用其它形状，即，环状件1的形状可以与透镜30的形状一致。

环状件1限定了其径向向内的空间5。因此，环状件1可以形成围绕空间5外部的连续边界。空间5是环状件1径向向内的体积。环状件1可以在穿过环状件1的截面中完全包围空间5。换言之，环状件1可以形成空间5外部的连续边界。换言之，环状件1被形成为可以完全围绕空间5的单个主体。透镜30邻近空间5。换言之，透镜30可以位于空间5的边界处。透镜30可以突出到空间5中。例如，如图2B所示，透镜30位于环状件1的内部、并从环状件1的底部突出。如图2B所示，由于透镜30的凸形状，透镜30的中心向内凸出到空间5中。如上所述，透镜30可以是凹的，在这种情况下，透镜30的外边缘可以突出到空间5中。环状件1和透镜30可以限定空间，即，空间5的边界可以至少部分地由环状件1和至少部分地由透镜30形成，例如，空间5可以由环状件1的内表面和透镜30的表面来限定。透镜30可以是流体净化系统100的一部分。

空间5可以对应于或形成上述净化体积的至少一部分。因此，空间5可以对应于或形成上述半闭合环境、微环境、保护性环境或小环境的至少一部分。

环状件1由至少一个第一壁部10和至少一个第二壁部20形成。至少一个第一壁部10可以另外被称为城齿(merlon)。至少一个第二壁部20可以另外被称为垛口。第一壁部10的平均高度大于第二壁部20的平均高度。更一般地，环状件1可以形成为具有至少一个第一壁部和至少一个第二壁部的边界，至少一个第一壁部和至少一个第二壁部具有彼此不同的高度。第一壁部10和/或第二壁部20的平均高度可以使用相同的方法或计算来确定。例如，可以通过确定一个壁部的体积除以截面积来确定平均高度。可以由第一壁部10的在环状件1的邻近透镜30的边缘处的平均高度(即，第一壁部10的内边缘的平均高度)来确定第一壁部10的平均高度。类似地，可以由第二壁部20的在环状件1的邻近透镜30的边缘处的平均高度(即，第二壁部20的内边缘的平均高度)来确定第二壁部20的平均高度。由于第一壁部10具有比第二壁部20更大的平均高度，所以第一壁部10比第二壁部20突出得更多。因此，第一壁部10可以在给定面积上比第二壁部20从环状件1的基部突出得更多。实际上，当使用时，环状件1可以被定位在表面75上，如图2C所示，第一壁部10比第二壁部20从表面75突出更多。可以相对于透镜30(例如，相对于透镜30和环状件1之间的接触点)来确定第一壁部10的平均高度和第二壁部20的平均高度。

流体净化系统100包括流体供应系统40。流体供应系统40位于环状件1的径向外侧。因此，流体供应系统40被设置在环状件1的外部。因此，流体供应系统40可以对应于位于半闭合环境外部的上述净化气体入口。流体供应系统40被配置为供应用于经过至少一个第二壁部20到达空间5的流体。流体被设置给空间5意味着流体被设置为经过环状件1和透镜30的位于空间5中或与空间5相邻的表面。因此，流体供应系统40被配置为向透镜30的邻近空间5的表面提供流体。流体供应系统40被配置为提供环状件1径向向内的流体。

流体可以是任何适当的流体。流体可以是气体，例如，N₂、He、Ar、Kr、Ne、Xe、空气、CDA和XCDA。在这种情况下，参考流体可以使用气体来代替。在这种情况下，流体净化系统100可以是气体净化系统，并且流体供应系统40可以是气体供应系统。流体可以是清洁气体。流体可以是液体，例如超洁净水。

本发明中的流体净化系统100在更容易地允许流体进出空间5方面是有益的，并且因此可以改进净化透镜30上的流体的刷新率。这是由于环状件1具有至少一个第一壁部10和至少一个第二壁部20，其中第一壁部10具有比第二壁部20更大的平均高度，并且流体供应系统40被配置为向所述空间5提供流体。

至少一个第一壁部10可以被配置为限制流体流入或流出空间5。换言之，至少一个第一壁部10可以减少流体流从环状件1的外部流动到空间5和/或减少流体流从空间5流动到环状件1的外部。因此，至少一个第一壁部10可以被用作高度限制的流屏障。这有利于在空间5中提供相对于环状件1外部环境的足够过压。优选地，第一壁部10的高度尽可能高(考虑到环状件1和其它部件的位置)，使得第一壁部10之上的流入可以被减少或最小化。例如，至少一个第一壁部10可以距环状件1的基部至少大约5mm，或优选地距环状件1的基部至少大约6mm，或优选地至少大约7mm，或优选地至少大约8mm，或优选地至少大约9mm，或优选地至少大约10mm，或优选地至少大约11mm，或优选地至少大约12mm，或优选地至少大约15mm，或优选地至少大约20mm，或优选地至少大约30mm，或优选地至少大约40mm。该高度可以是指至少一个第一壁部10例如在第一壁部10的整个面积上或在第一壁部10的内边缘处或者至少一个第一壁部10的最高点处的平均高度。至少一个第二壁部20可以距环状件1的基部至少大约2mm，或优选地至少大约3mm，或优选地至少大约4mm，或优选地至少大约5mm，或优选地至少大约6mm，或优选地至少大约7mm，或优选地至少大约8mm，或优选地至少大约9mm，或优选地至少大约10mm，或优选地至少大约15mm，或优选地至少大约20mm，或优选地至少大约25mm，或优选地至少大约30mm。该高度可以是指至少一个第二壁部20例如在第二壁部20的整个面积之上或在第二壁部20的内边缘处和/或至少一个第二壁部20的最高点处的平均高度。

至少一个第一壁部10的平均高度大于至少一个第二壁部20的平均高度，并且可以高达至少一个第二壁部20的平均高度的大约四倍。至少一个第一壁部10的平均高度与至少一个第二壁部的平均高度的比率是大于1：1，或优选地大于或等于约2：1，或优选地大于或等于约3：1，或优选地大于或等于约4：1。应当注意，这些仅是示例值，因为第一壁部10和第二壁部20的适当尺寸和高度以及这些壁的高度比将取决于如何使用每个环状件1。

由于第一壁部10和第二壁部20的平均高度差导致空间5周围的高度差，第一壁部10和第二壁部20之间的高度差可能比第一壁部10和第二壁部20相对于环状件1的基部的总平均高度对控制流体流具有更大的影响。第一壁部10和第二壁部20之间的高度差可以是至少大约2mm，或优选地至少大约3mm，或优选地至少大约4mm，或优选地至少大约5mm，或优选地至少大约6mm，或优选地至少大约7mm，或优选地至少大约8mm，或优选地至少大约9mm，或优选地至少大约10mm，或优选地至少大约11mm，或优选地至少大约12mm，或优选地至少大约15mm，或优选地至少大约25mm，或优选地至少大约30mm。

至少一个第一壁部10也是有益的，因为它可以在透镜30周围提供物理屏障。因此，至少一个第一壁部10可以特别是在安装和运输期间提供光学元件(例如，如上所述的透镜30)的机械安全防护。例如，在透镜30的运输期间，为了保护的目的，可以在透镜30的顶部上放置机械盖。机械盖可以使用在透镜30和盖之间具有足够高度的支撑特征。至少一个第一壁部10可以用作这样的机械支撑特征来支撑这样的机械盖。

至少一个第二壁部20可以用作空间5的低限流入口。这更有利于更容易地允许流体流入空间5中。至少一个第二壁部20可以用作来自空间5的低限流出口。这有利于更容易地允许流体特别是以限定和受控的方式并在预定位置处流出空间5。至少一个第二壁部20可以用作至空间5的低限流入口，并且至少一个第二壁部可以用作来自空间5的低限流出口。这有利于更容易地允许流体进出空间5，并且因此可以改进透镜30上的净化流体的刷新率。

优选地，流体供应系统40和环状件1被布置为使得来自流体供应系统40的大部分流体径向向内穿过环状件1，而来自流体供应系统40的其余流体围绕环状件1的外周边流动。这是有益的，因为围绕外周边的流动减少或防止来自流体净化系统100外部的流体被流入环状件1中的空间5的流体夹带。这减少或防止了来自环状件1外部的污染物被流体移动到环状件1内部的可能性。附加地，污染物可以从环状件1的外部去除、并且可以从透镜30移开。流体供应系统40和环状件1的布置可以被配置为使得流体供应系统40与至少一个第二壁部20对准。换言之，流体供应系统40可以被定位为跨过至少一个第二壁部20朝向空间5提供流体。这可能是有益的，因为大部分流体可以从环状件1的下部流过，即，流过至少一个第二壁部20，以径向向内穿过环状件1到达空间5。由流体供应系统40提供的流体可以以流体流的形式提供，并且流体流可以在跨越环状件1的进入点处比至少第二壁部20宽。例如，流体供应系统40可以具有跨其提供流体的长度，其中长度大于至少一个第二壁部20的宽度。在这种情况下，来自流体供应系统40的大部分流体将被引导到环状件1的内部。一些流体可以通过环状件1的较高部分在第二壁部20的边缘(即，第一壁部10)处围绕环状件1的外周边重定向。附加地或备选地，流体供应系统40可以供应流体流，使得流体流在其接近环状件1时向外扩散，并且因此至少一些流体流可以围绕环状件1的外周边流动。

流体净化系统100可以被配置为使得空间5被维持在比空间5外部的压力更大的压力下。通过由流体供应系统40提供给空间5的流体并且由于如关于本发明所述的环状件1的形状，可以控制空间5的压力。有益的是，在透镜30上提供较高的流体压力的同时提供较高的刷新率。特别有利的是增加和/或优化透镜30中间的流体流速，即朝向透镜30的中心的流体流速，透镜30的中心可以对应于曝光狭缝，因为这是光刻设备中辐射可以穿过的透镜30的关键面积。在已知的系统中，由于透镜30的几何性质，净化流体的有效性在透镜30的中部较低，并且因此本发明的流体净化系统100在改进透镜30中部的气流速度方面特别有益。

由于空间5中的过压，在两个第一壁部10A、10B之上可能存在小的流出。优选地，至少两个第一壁部10A、10B被配置为：使得流过两个第一壁部10A、10B的流体量小于流过至少一个第二壁部20的流体量。因此，第一壁部10A、10B提供比第二壁部20更大的流限制，使得比两个第一壁部10A、10B更多的流体流过一个第二壁部20。优选地，流过两个第一壁部10A、10B的流体显著小于流过第二壁部20的流体。

优选地，流体供应系统40被配置为以大约20nlpm(标准升每分钟)至150nlpm，或优选地从大约70nlpm至大约110nlpm的速率供应流体。流体供应系统40可以以任何适当的速率提供流体。优选地，流体供应系统40被配置为以大约大于或等于20nlpm，或优选地大约大于或等于45nlpm，或优选地大约大于或等于70nlpm，或优选地大约大于或等于90nlpm的速率供应流体。优选地，流体供应系统40被配置为以大约小于或等于150nlpm，或优选地大约小于或等于110nlpm，或优选地大约小于或等于90nlpm的速率供应流体。这些流体流速可以被用于任何适当的流体，但是特别地用于上述气体之一，例如，N₂、He、Ar、Kr、Ne、Xe、空气、CDA和XCDA，并且此处以标准升每分钟(nlpm)表示的流体流被假定在0℃和1个大气压下被设置。当然，流体可以在任何其它适当的温度和/或压力下提供。

流体净化系统100还可以包括流体抽取系统50。流体抽取系统50在图2A和图2B中描绘。流体抽取系统50可以被配置为从空间5抽取流体。流体抽取系统50可以被配置为：以与流体供应系统40向空间5供应流体相同或相似的速率，从空间5抽取流体。流体抽取系统50可以被定位在环状件1与流体供应系统40相对的一侧上。流体抽取系统50和流体供应系统40可以被定位为围绕环状件1的中心对称。尽管在图2A和图2B中示出了流体抽取系统50，但是流体抽取系统50是可选的，并且可以在没有流体抽取系统50的情况下提供关于这些图所示出和描述的其他特征。

环状件1包括至少一个第一壁部10和至少一个第二壁部20。因此，环状件1可以仅包括一个第一壁部10或多个第一壁部10。多个第一壁部10可以全部具有彼此相同的高度。环状件1可以仅具有一个第二壁部20或多个第二壁部20。多个第二壁部20可以均具有彼此相同的高度。如图2A所示，环状件1可以由两个第一壁部10A、10B和两个第二壁部20A、20B形成。优选地，环状件1包括两个或更多个第一壁部10。优选地，环状件1包括两个或更多个第二壁部20。在如图2A和图3所示的实施例中，两个第一壁部10A、10B和两个第二壁部20A、20B可以沿着环状件1的圆周交替地布置。

优选地，两个第一壁部10A、10B被设置在环状件1的彼此相对侧上。这在图2A和图3中示出，其中一个第一壁部10A与另一第一壁部10B相对。优选地，两个第二壁部20A、20B被设置在环状件1的彼此相对侧上。这在图2A和图3中示出，其中一个第二壁部20A与另一第二壁部20B相对。

优选地，第二壁部20中的一个与流体供应系统40对准，以提供到空间5的流体入口。这在图2A和图2B中示出，其中流体供应系统40被设置为：使得来自流体供应系统40的流体被导向至少两个壁部20A中的一个。更一般地，至少一个第二壁部20的位置可以与流体入口对准，以将对从流体供应系统40到透镜30的流动的液压阻力最小化。这将提高空间5中的流体流速和刷新率。多个第二壁部20可以被用作流体入口。

优选地，第二壁部20之一提供从空间5的流体出口。这可以在图2A和图2B中看到，其中其它第二壁部20B允许流体从空间5移动到环状件1外部的环境。可以用作空间5的流体出口的至少一个第二壁部20的位置可以被选择以引导空间5内部的流体流动。当期望具有最小净化长度的流体流动模式时(例如，为了实现增加的或最佳的刷新率)，例如根据空间5的入口处的流动，用作出口的第二壁部20中的至少一个可以与跨越空间5的预期流动方向对准。如果空间5的总体液压阻力太高，这可以导致空间5中的低流体速度和低刷新率。至少一个第二壁部20用作流体出口可以是有益的，因为它可以提供低限制的出口。这在减少或避免空间5中的流体流动中的流动停滞点方面也是有益的。多个第二壁部20可以被用作流体出口。

使用第二壁部20中的至少一个作为流体入口并且使用第二壁部20中的至少一个作为流体出口是有益的，因为空间5的总液压阻力可以足够低，以确保空间5中的高流速和刷新率。具体地，如图2A和图2B所示，提供具有作为流体入口的一个第二壁部20A和作为流体出口的一个第二壁部20B的两个第二壁部20可能是特别有益的，因为这可能导致透镜30之上的任何停滞区域形成为远离透镜的中部(即，远离曝光狭缝)，这因此可以减小这样的停滞区域的负面影响。

流体净化系统100可以包括与环状件1相对的另一表面70。换言之，另一表面70可以面向透镜30。流体因此可以在另一表面70和透镜30之间穿过。换言之，对透镜30之上的流体流动的限制可以由环状件1和另一表面70提供。因此，空间5的边界可以至少部分地由环状件1和另一表面70限定。另一表面70在图2C中示出。如上所述，与环状件1和透镜30相对的另一表面70可以移近或远离环状件1，以改变可能进入半闭合环境的流体量。另一表面70可以是辐射可以通过的另一光学元件(诸如透镜)的表面。如图所示，流体净化系统100可以包括表面75，例如环状件1可以被定位在表面75上。另一表面70可以面向表面75，即，与表面75相对。流体供应系统40、另一流体供应系统60和/或流体抽取系统50中的任一个或全部可以被定位在表面75上。

环状件1可以以任何适当的配置围绕透镜30提供。例如，如图2B和图2C所示，透镜30可以被定位在环状件1的内表面内。例如，如图4所示，透镜30可以被定位到环状件1的内表面上的凹部内的狭缝。可以使用围绕透镜30提供环状件1的任何适当方式。图2B和图2C中所示的变型可以与关于其它附图所示或所述的任何变型组合使用。图4所示的变型可以与关于其它附图所示或所述的任何变型组合使用。

在上述变型中，流体净化系统100被设置有流体供应系统40和流体抽取系统50。然而，流体净化系统100可以被设置有流体供应系统40而没有流体抽取系统50。附加地或备选地，流体净化系统100可以包括另一流体供应系统60。这在图3中示出。另一流体供应系统60可以被径向定位在环状件1的外部。流体供应系统40可以被配置为供应用于穿过至少两个第二壁部20A中的一个而进入空间5的流体。另一流体供应系统60可以被配置为供应用于穿过至少两个第二壁部20B中的另一个而进入空间5的流体。

另一流体供应系统60可以被配置为以大约20nlpm至150nlpm，或优选地从大约70nlpm至大约110nlpm的速率提供流体。另一流体供应系统60可以以任何适当的速率提供流体。优选地，另一流体供应系统60被配置为以大约大于或等于20nlpm，或优选地大约大于或等于45nlpm，或优选地大约大于或等于70nlpm，或优选地大约大于或等于90nlpm的速率供应流体。优选地，另一流体供应系统60被配置为以大约小于或等于150nlpm，或优选地大约小于或等于110nlpm，或优选地大约小于或等于90nlpm的速率供应流体。这些流体流速可以被用于任何适当的流体，特别地用于上述气体之一，例如，N₂、He、Ar、Kr、Ne、Xe、空气、CDA和XCDA，并且此处以标准升每分钟(nlpm)表示的流体流量被假定为在0℃和1个大气压下被设置。当然，流体可以在任何其它适当的温度和/或压力下提供。

虽然提供流体供应系统40和另一流体供应系统60可能是有益的，但是也存在进入空间5的多个流体流可能在空间5的中部(即，在对于透镜性能可能特别重要的面积中)引入流动停滞点的风险。可以通过如下的方式来减少或控制这样的流动停滞：选择围绕环状件1的至少一个第一壁部10的位置、围绕环状件1的至少一个第二壁部20的位置、流体供应系统40相对于环状件1的位置、以及另一流体供应系统60相对于环状件1的位置。

在一个优选实施例中，流体净化系统100仅被设置有流体供应系统40(即，没有另一流体供应系统60并且没有流体抽取系统50)。这在减少透镜30之上(特别是在透镜30的中部)的停滞点方面是有益的(因为这是透镜30的关键面积，辐射可以通过该关键面积穿过光刻设备)。

图4示出了如图2A和图2B中的环状件1的更详细视图。至少一个第一壁部10和至少一个第二壁部20的附加细节可以在图4中更清楚地区分。

至少一个第一壁部10的高度可以在径向方向上变化。换言之，至少一个第一壁部10的高度从环状件1的内部到环状件1的外部变化。高度可以相对于环状件1的与透镜30接触的一部分而变化。例如，如图4所示，至少一个第一壁部10A的内边缘11A可以高于至少一个第一壁部10A的外边缘12A。备选地，至少一个第一壁部10A的内边缘11A可以低于至少一个第一壁部10A的外边缘12A，这可以有益于减少不期望的流体流动向内泄漏到空间5。

至少一个第二壁部20的高度可以在径向方向上变化。换言之，至少一个第二壁部20的高度从环状件1的内部到环状件1的外部变化。高度可以相对于环状件1的与透镜30接触的一部分而变化。优选地，至少一个第二壁部20的高度从环状件1的外半径到环状件1的内半径增加。换言之，优选地，至少一个第二壁部20在环状件1的内侧处从环状件1的基部进一步突出。换言之，至少一个第二壁部20A、20B的内边缘21A、21B高于至少一个第二壁部20A、20B的外边缘22A、22B。

优选地，至少一个第二壁部20的边缘是圆形的。例如，第二壁部20A之一的内边缘21A可以是圆形的。附加地或备选地，至少一个第二壁部20B中的另一个的内边缘21B可以是圆形的。第二壁部20A之一的外边缘22A可以是圆形的。附加地或备选地，至少一个第二壁部20B中的另一个的外边缘22B可以是圆形的。提供具有圆形内边缘的至少一个第二壁20A、20B在减小液压阻力和减小透镜30的表面之上的流动停滞点方面是有益的。优选地，至少一个第二壁部20A、20B的内边缘21A、21B和外边缘22A、22B是圆形的。优选地，所有第二壁部20A、20B的内边缘21A、21B和外边缘22A、22B是圆形的。仅作为示例，上述可以是圆形的任何边缘的曲率半径可以从大约0.5mm到大约4mm。

至少一个第一壁部10A、10B和至少一个第二壁部20A、20B的尺寸可以与如何在透镜30之上优化流动相关。至少一个第一壁部10A、10B和至少一个第二壁部20A、20B的尺寸将与环状件1的半径和角度相关。环状件1的半径将与透镜30(或其它光学元件)的应用场景和尺寸相关，并且还可以与空间5中所需的流体流动相关。例如，环状件1的半径可以是几十或几百毫米的量级，但是这不是必需的。图5描绘了图2A－图4中的环状件1的简化形式。角度β₁、β₂、β₃和β₄表示第二壁部20A、20B的尺寸。如图5所示，第二壁部20A中的一个可以形成有角度β₁和β₂，而第二壁部20B中的另一个可形成有角度β₃和β₄。角度β₁、β₂、β₃和β₄可以相对于穿过环状件1的中心的轴来确定。轴被示出为水平轴。通常，如图5所示的角度β₁、β₂、β₃和β₄中的每一个可以彼此独立。角度β₁、β₂、β₃和β₄中的每一个可以在大约5°与80°之间。因此，第二壁部20A、20B中的至少一个可以与环状件1的中心形成大约10°至160°的角度。因此，第一壁部10A、10B中的至少一个可以与环状件1的中心形成约170°至20°的角度。

注意，如图所示，在至少一个第一壁部10A、10B和至少一个第二壁部20A、20B之间的过渡处的边缘被布置在径向方向上。换言之，至少一个第一壁部10A、10B和至少一个第二壁部20A、20B之间的边缘形成穿过环状件1的中心纵向轴线的平面。然而，这不是必需的。例如，在图2A、图3或图5的任一个中，在至少一个第一壁部10A、10B和至少一个第二壁部20A、20B之间的过渡处的边缘可以是水平的或竖直的。例如，在壁部之间提供水平边缘(如图5所示的虚线边缘所示)意味着入口和/或出口可以与流体供应系统40和/或流体抽取系统50和/或另一流体供应系统60更加对准。这可以导致空间5中的流体的更好流动轮廓。

通常，在上述实施例中，环状件1包括两个第一壁部10A、10B和两个第二壁部20A、20B。然而，其它配置也是可能的，并且关于附图描述的实施例可以被设置有仅一个第一壁部10和仅一个第二壁部20，或者多于两个的第一壁部10和多于两个的第二壁部20。例如，环状件1可以具有至少三个、或四个、或五个、或六个第一壁部10。例如，环状件1可以具有至少三个、或四个、或五个、或六个第二壁部20。环状件1可以具有相同数量的第一壁部10和第二壁部20。

多个第一壁部10可以全部具有相似的形状，并且具体地可以具有彼此相同的高度。多个第二壁部20可以全部具有相似的形状，并且具体地可以具有彼此相同的高度。环状件1可以包括其它壁部，诸如至少一个第三壁部，其高度不同于至少一个第一壁部10的高度和至少一个第二壁部20的高度。

当透镜30被设置在空间5的边缘中或边缘处时，透镜30的表面的形状(例如，与透镜30是凹的还是凸的相关)可以改变透镜30的表面的流体流动。因此，上述环状件1的形状仅是示例，因为可以根据至少透镜30的形状和穿过透镜30和环状件1的流体的相互作用，来选择至少一个第一壁部10和至少一个第二壁部20的变型。例如，至少一个第一壁部10和至少一个第二壁部20的尺寸可以被选择为最佳地引导流体流过特定透镜30的表面。

流体净化系统100可以作为各种其它系统的一部分来提供。例如，本发明可以提供可以具有如上所述的部件的投射系统PS，并且投射系统PS可以包括在任何上述实施例或变型中描述的流体净化系统100。本发明可以提供可以具有如上所述的部件的照射系统IL，并且照射系统IL可以包括在任何上述实施例或变型中描述的流体净化系统100。本发明可以提供可以具有如上所述的部件的光刻设备，并且光刻设备可以包括在任何上述实施例或变型中描述的流体净化系统100。本发明可以提供使用所述光刻设备来制造器件的方法，其中流体供应系统40提供用于经过环状件1的至少一个第二壁部20而到达空间5的流体。

可以理解，任何上述特征可以与任何其它特征一起使用，并且其是本申请中所覆盖的明确描述的那些组合。

尽管在本文中可以具体参考光刻设备在IC制造中的使用，但是应当理解，本文描述的光刻设备可以具有其它应用，诸如集成光学系统的制造、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。本领域技术人员将理解，在这样的备选应用的上下文中，本文中术语“晶片”或“管芯”的任何使用可以被认为分别与更一般的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中提到的衬底可以在曝光之前或之后，在例如轨道(通常将抗蚀剂层施加到衬底并且将经曝光的抗蚀剂显影的工具)、量测工具和/或检查工具中处理。在适用的情况下，本文中的公开内容可以被应用于此类及其它衬底处理工具。此外，例如为了创建多层IC，可以不止一次地处理衬底，使得本文中使用的术语衬底也可以指代已包含一个或多个处理层的衬底。

本发明的一个或多个实施例可以被应用于任何干法光刻设备。本发明的一个或多个实施例可以被应用于任何浸没式光刻设备，具体地但不排他地，应用于上述那些类型的光刻设备，并且与浸没液体是以槽的形式提供、仅在衬底的局部表面面积上提供浸没液体、还是无约束的提供无关浸没液体。在无约束布置中，浸没液体可以在衬底和/或衬底台的表面上流动，使得衬底台和/或衬底的基本上整个未覆盖表面被润湿。在这样的无约束的浸没系统中，液体供应系统可以不约束浸没液体，或者它可以提供一定比例的浸没液体约束，但是不能是基本上完全的浸没液体约束。

本文中所考虑的液体供应系统应被广泛地解释。在某些实施例中，它可以是向投射系统和衬底和/或衬底台之间的空间提供液体的机构或结构组合。它可以包括一个或多个结构的组合、包括一个或多个液体开口的一个或多个流体开口、一个或多个气体开口或用于两相流的一个或多个开口。开口可以各自是进入浸没空间的入口(或来自液体处理结构的出口)、或离开浸没空间的出口(或进入液体处理结构的入口)。在一个实施例中，空间的表面可以是衬底和/或衬底台的一部分，或者空间的表面可以完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者空间可以包围衬底和/或衬底台。液体供应系统可以可选地进一步包括用于控制液体的位置、数量、质量、形状、流速或任何其他特征的一个或多个元件。

虽然以上已描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，本发明可以以不同于所描述的方式来实现。本发明的各方面在以下条款中阐述。

1.一种用于光学元件的流体净化系统，包括：由完全围绕光学元件的主体形成的环状件，环状件限定其径向向内并邻近光学元件的空间，环状件由至少一个第一壁部和至少一个第二壁部形成，其中第一壁部的平均高度大于第二壁部的平均高度；流体供应系统，其被定位在环状件的径向外部、并且被配置为供应用于经过至少一个第二壁部而到达空间的流体。

2.根据条款1所述的流体净化系统，其中至少一个第一壁部被配置为限制流入或流出空间的流。

3.根据条款1或2所述的流体净化系统，其中光学元件包括透镜。

4.根据前述条款中任一项所述的流体净化系统，其中流体供应系统和环状件被布置为：使得来自流体供应系统的大部分流体径向向内穿过环状件，并且来自流体供应系统的其余流体围绕环状件的外周边流动。

5.根据前述条款中任一项所述的流体净化系统，其中环状件包括至少两个第一壁部和至少两个第二壁部。

6.根据条款5所述的流体净化系统，其中两个第一壁部被设置在环状件的彼此相对侧上，并且两个第二壁部被设置在环状件的彼此相对侧上。

7.根据条款5或6所述的流体净化系统，其中至少两个第二壁部中的一个与流体供应系统对准，以提供到空间的流体入口，并且至少两个第二壁部中的另一个提供来自空间的流体出口。

8.根据条款5或6所述的流体净化系统，还包括径向地定位在环状件的外部的另一流体供应系统，其中流体供应系统被配置为：供应用于经过至少两个第二壁部中的一个而进入空间的流体，并且另一流体供应系统被配置为：供应用于经过至少两个第二壁部中的另一个而进入空间的流体。

9.根据条款5－7中任一项所述的流体净化系统，还包括被配置为从空间抽取流体的流体抽取系统。

10.根据条款5－9中任一项所述的流体净化系统，其中至少两个第一壁部被配置为：使得流过两个第一壁部的流体量小于流过至少一个第二壁部的流体量。

11.根据前述条款中任一项所述的流体净化系统，被配置为使得空间被维持在比空间外部的压力大的压力下。

12.根据前述条款中任一项所述的流体净化系统，其中至少一个第二壁部的边缘是圆形的。

13.根据前述条款中任一项所述的流体净化系统，进一步包括与环状件相对的表面，其中空间中的流体在表面和光学元件之间穿过。

14.根据前述条款中任一项所述的流体净化系统，其中流体供应系统被配置为以大约20nlpm至150nlpm或优选地大约70nlpm至110nlpm的速率供应流体。

15.一种投射系统，包括根据前述条款中任一项所述的流体净化系统。

16.一种照射系统，包括根据条款1至14中任一项所述的流体净化系统。

17.一种光刻设备，包括根据条款1至14中任一项所述的流体净化系统。

18.一种使用根据条款17所述的光刻设备来制造器件的方法，其中流体供应系统提供用于经过环状件的至少一个第二壁部而到达空间的流体。

以上描述旨在例示而非限制。因此，对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离以下阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的本发明进行修改。

Claims (15)

1.一种用于光学元件的流体净化系统，包括：

由完全围绕所述光学元件的主体形成的环状件，所述环状件限定其径向向内并邻近所述光学元件的空间，所述环状件由至少一个第一壁部和至少一个第二壁部形成，其中所述第一壁部的平均高度大于所述第二壁部的平均高度；

流体供应系统，其被定位在所述环状件的径向外部、并且被配置为供应用于经过所述至少一个第二壁部而到达所述空间的流体。

2.根据权利要求1所述的流体净化系统，其中所述至少一个第一壁部被配置为限制流入或流出所述空间的流。

3.根据权利要求1或2所述的流体净化系统，其中所述光学元件包括透镜。

4.根据前述权利要求中任一项所述的流体净化系统，其中所述流体供应系统和所述环状件被布置为：使得来自所述流体供应系统的大部分流体径向向内穿过所述环状件，并且来自所述流体供应系统的其余流体围绕所述环状件的外周边流动。

5.根据前述权利要求中任一项所述的流体净化系统，其中所述环状件包括至少两个第一壁部和至少两个第二壁部。

6.根据权利要求5所述的流体净化系统，其中所述两个第一壁部被设置在所述环状件的彼此相对侧上，并且所述两个第二壁部被设置在所述环状件的彼此相对侧上。

7.根据权利要求5或6所述的流体净化系统，其中所述至少两个第二壁部中的一个与所述流体供应系统对准，以提供到所述空间的流体入口，并且所述至少两个第二壁部中的另一个提供来自所述空间的流体出口。

8.根据权利要求5或6所述的流体净化系统，还包括径向地定位在所述环状件的外部的另一流体供应系统，其中所述流体供应系统被配置为：供应用于经过所述至少两个第二壁部中的一个而进入所述空间的流体，并且所述另一流体供应系统被配置为：供应用于经过所述至少两个第二壁部中的另一个而进入所述空间的流体。

9.根据权利要求5－7中任一项所述的流体净化系统，还包括被配置为从所述空间抽取所述流体的流体抽取系统。

10.根据权利要求5－9中任一项所述的流体净化系统，其中所述至少两个第一壁部被配置为：使得流过所述两个第一壁部的流体量小于流过所述至少一个第二壁部的流体量。

11.根据前述权利要求中任一项所述的流体净化系统，被配置为使得所述空间被维持在比所述空间的外部的压力大的压力下。

12.根据前述权利要求中任一项所述的流体净化系统，其中所述至少一个第二壁部的边缘是圆形的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的流体净化系统，进一步包括与所述环状件相对的表面，其中所述空间中的所述流体在所述表面和所述光学元件之间穿过。

14.一种投射系统，包括根据前述权利要求中任一项所述的流体净化系统。

15.一种光刻设备，包括根据权利要求1至13中任一项所述的流体净化系统。

Images