CN1725110A - 具有气体冲洗装置的光刻设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种光刻设备。该设备包括照明系统以提供辐射束，和用于支撑构图装置的支撑结构。构图装置用于在其剖面中给予辐射束图案。该设备还包括气体冲洗装置，用于将大量的层流气体冲过辐射束和/或沿着光学元件的表面冲过。气体冲洗装置包括单个排气口，在排气口的下游端具有内缘。内缘限定了总排气口面积。排气口提供有具有有效面积的层合器，在使用时，大量的层流气体流出有效面积。层合器有效面积包括具有层合器开口的材料，且至少与总排气口面积一样大。

Description

具有气体冲洗装置的光刻设备

技术领域

本发明涉及一种具有气体冲洗装置的光刻设备，并且涉及一种气体冲洗装置，用于将大量的层流气体冲过例如光刻设备中的预定空间。

背景技术

光刻设备是一种将所希望的图案应用到基板的目标部分上的机器。例如，在集成电路(IC)的制造中可以使用光刻设备。在那种情况下，可使用诸如掩模的构图工具来生成对应于IC的单层的电路图案，且可以将该图案成像到具有一层辐射敏感材料(光刻胶)的基板(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包含一个的部分、一个或几个管芯)上。通常，单个基板将包含连续曝光的相邻目标部分的网。已知的光刻设备包括所谓的步进机和所谓的扫描仪，在步进机中通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分，在扫描仪中通过经由投影束在给定方向(“扫描”-方向)上扫描图案、同时与该方向平行或反平行地同步扫描基板来照射每个目标部分。

更具体地，本发明涉及一种光刻设备，包括：

照明系统，用于提供辐射束；

用于支撑构图工具的支撑结构，构图工具用于在其剖面中给予辐射束图案；

基板台，用于保持基板；以及

投影系统，用于将构图的光束投影到基板的目标部分上。

投影系统通常包括诸如透镜的光学元件，用于将光束聚焦到基板的目标部分上。然而，如进一步在该说明书中更详细指出的，同样能够经由诸如反射镜的反射元件来引导光束。这些光学元件的表面会与气态污染物相互作用，以致光的透射或光的反射以比光学元件的表面不与这些气态污染物相互作用的情况不精确的方式发生。

相互作用的结果会导致通过这些光学元件而妨碍光的透射或反射。即，由于相互作用，会在光学元件的表面上或表面中形成改变光学元件的透射系数或反射系数的层。这种改变具有不变的性质。由于光学元件通常是设备的非常昂贵的元件，因此非常不希望由于与这些颗粒的相互作用而缩短这些元件的寿命。在本文件中，术语“颗粒”通常用作污染气体的一部分。应当理解，这些颗粒可具有分子大小。

与这些光学元件相互作用的气态污染物可通过(涂布光刻胶的)基板释放，例如，在基板曝光到光束之前，例如作为除气的结果；在基板曝光到光束期间，作为从基板除去材料的结果；或在基板曝光到光束之后，例如作为烘焙基板的结果。这些气态污染物还存在于光刻设备中。例如，在UV辐射生成期间还会形成可与光学元件的表面相互作用的颗粒。在辐射的影响下会发生与光学元件的相互作用。然而更通常地，自晶片或自存在于光刻设备中其它位置的气体在辐射的影响下与光学元件表面上的涂层相互作用。由于化学反应，形成了晶体，其负面地影响了光学元件的性能。为了除去这些晶体，必须打开设备，导致停机和由此的开支。有时晶体不能被清除且光学元件必须由新的代替。

一种防止气态污染物与光学元件表面相互作用的方式是通过沿着光学元件的表面冲洗气流来进行的，以便在气流中带走将要接近光学元件表面的污染颗粒。为了防止颗粒沿着(图案化的)投影束所沿的路径移动到达光学元件的表面，提供横穿(图案化的)投影束的气流也是有用的。还可以横穿(图案化的)投影束并沿着光学元件的表面提供气流。如果为此横穿(图案化的)投影束或任何其它的辐射束提供气流，则冲洗气体优选为基本上不吸收投影系统中所使用的辐射。为了提高气流的屏蔽效果，气流还非常优选为大量的层流气体。

EP 1098226 A2描述了一种具有气体冲洗装置的光刻设备。该装置包括在彼此的顶部上以平行的方式叠置的多个空间。在使用时，气体穿过这些空间中的每一个沿着平行的方向流动。为了确保层流且使湍流最小化，各种空间在空间上彼此隔开。虽然该系统在许多情况下提供了横穿(图案化的)投影束和/或沿着光学元件的表面冲洗层流气体的有用方式，但是由于由在例如光学元件的表面和颗粒源之间的最小距离确定，该系统不利地占用了太多的空间。事实上，由于存在如该现有技术中描述的气体冲洗装置，所以投影系统的底部和基板台之间的距离必须是不希望的大。

在该上下文中，值得注意的是在将光束投影到基板的目标部分上的领域中，目前的趋势旨在更准确的投影，需要更高数值的孔径数NA。在基板和例如投影系统的末级透镜元件的底部之间，必须有允许冲洗掉气态污染物的距离。如果距离需要得大且NA数必须高，则透镜的底部必须较大。

由于该透镜底部的制造加工等是很昂贵的工艺，优选的是透镜的底部小很多。由于NA数高，还是优选基板和透镜底部之间的距离尽可能得小；且大至足以恰好能够输送晶片而不碰撞透镜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有气体冲洗装置的光刻设备，其允许气体冲洗装置放置在光学元件的表面和接近地设置在光学元件表面对面的基板之间，而不占用光学元件的表面和基板之间的太多空间。

本发明的目的在于提供一种具有气体冲洗装置的光刻设备，该气体冲洗装置用于将大量的层流气体冲过(图案化的)辐射束和/或沿着光学元件的表面冲洗。

本发明的目的在于提供一种具有气体冲洗装置的光刻设备，该气体冲洗装置允许不易于与颗粒交叉的层流气体。

本发明的目的在于提供一种具有气体冲洗装置的光刻设备，该气体冲洗装置与由气体冲洗系统产生的气流大约一样平。

本发明的目的在于提供一种具有气体冲洗装置的光刻设备，该气体冲洗装置允许产生在横过层流气体上均匀的层流气体。

本发明的目的在于提供一种具有气体冲洗装置的光刻设备，该气体冲洗装置设计和制造是简单的。

本发明的目的在于提供一种气体冲洗装置，其允许气体冲洗装置放置在光学元件的表面和接近地设置在光学元件表面对面的基板之间，而不占用光学元件的表面和基板之间的太多空间。

本发明的目的在于提供一种气体冲洗装置，其允许不易于与颗粒交叉的层流气体。

本发明的目的在于提供一种气体冲洗装置，其与由气体冲洗装置产生的气流约一样平。

本发明的目的在于提供一种气体冲洗装置，其允许产生在横过层流气体上均匀的层流气体。

本发明的目的在于提供一种气体冲洗装置，其设计和制造是简单的。

根据本发明的一个方面，提供了一种光刻设备，包括：

照明系统，用于提供辐射束；

用于支撑构图工具的支撑结构，该构图工具用于在其剖面中给予辐射束图案；

基板台，用于保持基板；

投影系统，用于将图案化的辐射束投影到基板的目标部分上；以及

气体冲洗装置，用于将大量的层流气体冲过辐射束和/或沿着光学元件的表面冲过，该气体冲洗装置包括：

单个排气口，在排气口的下游端具有内缘，内缘限定了气体冲洗装置的总排气口面积，以及

在排气口下游端的层合器，该层合器具有有效面积，层流气体流出该层合器，该层合器有效面积包括具有层合器开口的材料，

其中有效面积至少与总排气口面积一样大。

由于使用时气流被分割成彼此平行流动的较小流离开层合器，因此单个排气口的整个排气口面积可以用于生成层流气体。换句话说，离开层合器的气流是相对于总流的截面基本上均匀的流体。就层合器上游的气流截面面积来说，相对于层合器下游的截面面积不会出现损失。这具有如下优点，即能够具有截面至少与总排气口面积一样大的连续流。这允许层流气体足够密集以防止气态污染物移动过层流气体。由于气流能够密集，该流还可以具有较小的截面，而不会损害它的有效性。这进一步允许具有较小排气口面积的单一出口。最后，这意味着例如在投影系统底部和基板台之间的距离可以比现有技术中描述的设备中的必需距离小。

因此，可以设置气体冲洗装置，以在投影系统和基板台之间提供大量的层流气体。这可以保护面向基板台的透镜底部或面向基板台的反射镜表面不与来源于基板的颗粒相互作用。

根据本发明的实施例，定向层合器，使得在使用时，离开排气口的层流气体以一角度接近投影系统的底部，使得层流气体加速，由此防止层流气体变成湍流。随着气流引向投影系统的底部而出现层流气体的加速。当流加速时，层流性增加了。这示意性地示于各图中。层流气体越多，气流越能够为透镜底部或反射镜的表面提供对接近透镜或反射镜的气态污染物的防护。

根据本发明的实施例，气体冲洗装置包括结束于排气口中的导管，用于使气体流向排气口，定向该导管使其基本上平行于投影系统的底部和/或基板台。这允许放置排气口，使得投影系统的底部和基板台之间的最小距离保持在应用层流气体所需要的。通常投影系统的底部，即透镜或反射镜，平行于基板台。尤其是在定向层合器使得层流气体以一角度接近投影系统的底部的情形下，通过相对于导管的定向倾斜放置层合器，有效的层流可以沿着投影系统的底部冲过，而在投影系统的底部和基板台之间不具有大距离。

根据本发明的实施例，气体冲洗装置进一步包括进气口，用于吸收大量的层流气体。当没有出现增长的压力时，这提供了可以在使用时在较长的距离上保持层状的层流气体。该气流相比不存在进气口的情形在更长的路径保持层状。

根据本发明的实施例，基本上相对排气口定位进气口。这进一步帮助气流在使用时保持层状。

根据本发明的实施例，连接排气口和进气口，使得容积限定在排气口和进气口之间，在基本上平行于图案化光束的方向上，该容积具有与基本上平行于图案化光束的方向上的有效栅格表面积的尺寸相似的尺寸。在该实施例中，层流气体由阻挡层包围，使得来自朝这些阻挡层方向的气流不能搅乱层流气体。

根据本发明的再一有利的实施例，气体冲洗装置进一步包括另外的排气口和在另外的排气口下游端处的另外层合器，定向另外的层合器，使得在使用时另外的层流气体沿着基板的表面流动。该措施进一步减小了除气的光刻胶到达投影系统底部的可能性。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于使大量的层流气体冲过例如光刻设备中的预定空间的气体冲洗装置，该气体冲洗装置包括：

单个排气口，在排气口的下游端具有内缘，其内缘限定了气体冲洗系统的总排气口面积，以及

在排气口下游端的层合器，该层合器具有有效面积，大量的层流气体流出该有效面积外，该层合器有效面积包括具有层合器开口的材料，

其中有效面积至少与总排气口面积一样大。

在实施例中，气体冲洗装置包括结束于排气口的导管，用于使气体在朝着排气口的第一方向上流动，层合器栅格相对第一方向倾斜，使得在使用时气体在第二方向上流出排气口，第二方向相对于第一方向倾斜。该实施例允许大于导管截面的有效面积。该实施例进一步允许层流气体被以一角度引向表面，使得当沿着表面流动时层流气体加速，由此防止层流气体变成湍流。

虽然在本文中具体参考光刻设备在IC制造中的使用，但应当理解，在此描述的光刻设备可具有其它的应用，如集成的光学系统、用于磁畴存储器的导航和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域的技术人员将意识到，在这种可选应用的范围中，在此任何使用的术语“晶片”或“管芯”可认为是分别与更普通的术语“基板”或“目标部分”意思相同。在此涉及的基板可以在曝光之前或之后处理，例如以示踪(通常将光刻胶层涂布到基板上并显影该曝光的光刻胶的工具)或度量或检验工具。可应用的，在此的公开可应用到上述和其它的基板处理工具上。而且，例如为了制作多层的IC，基板可处理不只一次，所以在此使用的术语基板还可指已经包含多个处理层的基板。

在此使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，具有365、248、193、157或126nm的波长)和远紫外(EUV)辐射(例如，具有5-20nm范围的波长)。

在此使用的术语“构图工具”应当广义地解释为，涉及可以用于在其剖面中给予投影束图案的工具，以便在基板的目标部分上产生图案。应当注意，给予投影束的图案可以不必严格地对应于基板的目标部分上所希望的图案。通常，给予投影束的图案将对应于在目标部分中产生的器件如集成电路中的具体功能层。

构图工具可以是透射的或反射的。构图工具的实例包括掩模、可编程的反射镜阵列和可编程的LCD面板。掩模在光刻中是公知的，且包括如二进制、交替相移、衰减的相移的掩模类型以及各种混合的掩模类型。可编程反射镜阵列的实例使用小反射镜的矩阵布置，其每一个都可以独立地倾斜，使得在不同的方向上反射入射的辐射束；以该方式，构图了反射束。在构图工具的每个实例中，支撑结构可以是框架或台，例如，如需要其可以被固定或可移动且其可确保构图工具位于所希望的位置，例如相对于投影系统。在此使用的任何术语“标线”或“掩模”可以认为是与更通常的术语“构图工具”意思相同。

在此使用的术语“投影系统”应当广义地解释为包括各种类型的投影系统，包括折射的光学系统、反射的光学系统和反射折射的光学系统，如供例如使用的曝光辐射之用的。在此使用的任何术语“透镜”可认为是与更通常的术语“投影系统”的意思相同。

照明系统还可包含各种类型的光学元件，包括折射的、反射的和反射折射的光学元件，用于引导、成形或控制辐射的投影束，且全体地或单独地，这种元件在下面还可称为“透镜”。

光刻设备还可以是具有两个(双阶)或更多的基板台(和/或两个或更多个掩模台)的类型。在这种“多阶”机器中，可以并行地使用另外的台，或可在一个或多个台上执行预备步骤，而同时一个或多个其它的台用于曝光。

附图说明

现在将仅借助实例、参考示意性附图描述本发明的实施例，其中对应的附图标记表示对应的部件，且其中：

图1示意性地描述了根据本发明实施例的光刻设备；

图2示意性地描述了根据本发明实施例的气体冲洗装置的排气口；

图3示意性地详细描述了根据本发明实施例的光刻设备的一部分；

图4示意性地描述了根据本发明实施例的气体冲洗装置的另一排气口；

图5示意性地更详细描述了当气体冲洗装置在使用中时根据本发明实施例的光刻设备的一部分；

图6以剖面示意性地描述了根据本发明的气体冲洗装置实施例的排气口；

图7以剖面示意性地描述了根据本发明气体冲洗装置另一实施例的排气口；

图8示意性地描述了根据本发明的气体冲洗装置实施例的顶视图；

图9示意性地描述了图8中示出的气体冲洗装置的侧视图；

图10以剖面示意性地描述了根据本发明气体冲洗装置再一实施例的排气口；

图11以剖面示意性地描述了根据本发明的气体冲洗装置的再一实施例的排气口；以及

图12A-D以剖面示意性地描述了根据本发明的气体冲洗装置的再一实施例的排气口。

具体实施方式

图1示意性地描述了根据本发明具体实施例的光刻设备。该设备包括：

照明系统(照明器)IL，用于提供辐射(例如，UV或EUV辐射)的投影束PB。

第一支撑结构(例如，掩模台)MT，用于支撑构图工具(例如，掩模)MA并连接到第一定位工具PM上，用于相对零件PL精确地定位构图工具；

基板台(例如，晶片台)WT，用于保持基板(例如，涂光刻胶的晶片)W并连接到第二定位工具PW上，用于相对零件PL精确地定位基板；以及

投影系统(例如，反射式投影透镜)PL，用于将图案成像到基板W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上，该图案通过构图工具MA给予投影束PB。

如这里所述，设备是透射型(例如，使用透射性掩模)。可选地，设备可以是反射型(例如，使用如上所述类型的可编程反射镜阵列)。

照明器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如当源是受激准分子激光器时，源和光刻设备可以是单独的实体。在这种情况下，不认为源是形成光刻设备的一部分，且借助包括例如合适的导向镜和/或束扩展器的束传送系统BD使辐射束从源SO传送到照明器IL上。在其它情况下，例如当源是汞灯时，源可以是设备的整体部分。可将源SO和照明器IL，如果需要，与束传送系统BD一起称作为辐射系统。

照明器IL包括调节工具AM，用于调节束的角强度分布。通常，可以调节照明器光瞳平面中强度分布的至少外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外和σ-内)。另外，照明器IL通常包括各种其它元件，如积分器IN和聚光器CO。照明器提供了受调节的辐射束，称作投影束PB，具有在其剖面上所希望的均匀性和强度分布。

将投影束PB入射到掩模MA上，掩模MA保持在掩模台MT上。横穿掩模MA后，投影束PB穿过透镜PL，其将光束聚焦到基板W的目标部分C上。借助第二定位工具PW和位置传感器IF2(例如，干涉仪装置)，可以精确地移动基板台WT，例如，使其在束PB路径中定位不同的目标部分C。类似地，例如，在自掩模库的机械化检索之后或在扫描期间，可以使用第一定位工具PW和另一位置传感器(其没有明确地示于图1中)，以相对束PB的路径精确地定位掩模MA。通常，将借助长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(细定位)实现物体台MT和WT的移动，长冲程模块(粗定位)和短冲程模块形成定位工具PM和PW的一部分。然而，在步进机的情况下(如与扫描仪相对)，掩模台MT可仅连接到短冲程致动器上，或可被固定。可利用掩模对准标记M1、M2和基板对准标记P1、P2使掩模MA和基板W对准。

可以以下面优选的模式使用所述设备：

1.在步进模式中，掩模台MT和基板台WT基本上保持不动，而将给予投影束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一静态曝光)。然后在X和/或Y方向上移动基板台WT，以便可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。

2.在扫描模式中，在将给予投影束的图案投影到目标部分C上(即，单一动态曝光)的同时，同步扫描掩模台MT和基板台WT。由投影系统PL的(缩小)放大率和图象反转特性来相对于掩模台MT确定基板台WT的速度和方向。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中的目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定了目标部分的高度(在扫描方向上)。

3.在另一模式中，掩模台MT基本上保持不动，保持可编程构图工具，并移动或扫描基板台WT，同时将给予投影束的图案投影到目标部分C上。在该模式中，通常使用脉冲辐射源，且在基板台WT的每次移动之后或扫描期间在连续辐射脉冲之间，将可编程的构图工具根据需要更新。可以将该模式的操作容易地应用到利用可编程构图工具的无掩模光刻上，例如如上所述类型的可编程反射镜阵列。

还可使用上述的使用模式的组合和/或变形或完全不同的使用模式。

根据本发明，如图1所示的光刻设备可包括气体冲洗装置，用于将大量层流的气体冲过辐射束和/或沿着光学元件的表面冲过。例如，可在由投影系统PL的底部和基板台WT之间的图1中的A表示的位置处使用这种装置，以防止来自基板W或来自光刻设备之内的另外地方的气态污染物到达投影系统PL的底部。

图2示出了根据本发明的气体冲洗装置1的至少一部分。该装置包括单个排气口2，在排气口2下游端具有内缘3。内缘3限定了气体冲洗装置1的总排气口面积。排气口2还提供有层合器4，在使用中，大量层流气体流出层合器。层合器4具有包括栅格材料5和层合器开口的有效面积A2。有效面积A2至少与总排气口面积A1一样大。在图2中易于看到，层合器4的宽度Dr和层合器4的高度Hr同样分别与排气口面积A1的宽度Do和排气口面积A1的高度Ho一样大。虽然示出层合器4为栅格，但应当意识到，层合器4可适当地包括具有圆形开口的片，圆形开口通常平均地分布在片上。由此除图(图2和4)中示出的形状外，开口可具有不同的形状，例如圆形。

图3示意性地示出了投影系统的底部B和晶片W，离开投影系统的辐射束引导到晶片W上。由虚线箭头表示一些外部辐射束。设置气体冲洗装置1以在投影系统的底部(在该图中，透镜L的底部B)和基板台(图中未示出)之间提供大量层流气体，在该图中在基板台上放置了晶片W。所示出的气体冲洗装置包括排气口2和用于吸取大量层流气体的进气口7。以下将进一步更详细地论述进气口7。

在图3中容易看到，当希望将如由虚线箭头表示的外部辐射束聚焦使用时，如果气体冲洗装置的高度H更大，例如与EP 1 098 226 A2中所示的一样大，则投影透镜L的底部B的面积必须大很多。

图4示出了根据本发明的气体冲洗装置1的另一实施例。气体冲洗装置1包括导管8，其终止于排气口2，用于使气体在朝着排气口2的第一方向上流动。第一方向由箭头R表示。在本实施例中层合器4相对第一方向倾斜，以便使用时气体在第二方向R2上流出排气口，第二方向R2相对第一方向倾斜，且在该图中差不多垂直于层合器4。在本实施例中有效面积A2再次与总排气口面积至少一样大。然而，导管8的高度H分别比总排气口面积A1和有效面积A2的高度Ho和Hr小很多。其优点示于图5中。定向层合器4，使得在使用时离开排气口2的层流气体以一角度接近投影系统的底部B。结果，当层流必须将朝着投影系统的底部流动的方向改变为沿着投影系统的底部流动时，层流加速了。应当注意，气体冲洗装置的导管8结束于排气口2，用于使气体流向排气口2。然而使该导管定向得与投影系统的底部和/或基板台基本上平行。(基板台本身没有示于图4和5中，然而，晶片通常位于该基板台上)。

如由图5中的实线所示，在距透镜L的底部B一些距离处定位结束于排气口2的导管8，以清楚地示出层流气体的方向变化。然而，在图5中，由虚线还示出，如果更靠近投影透镜的底部B定位导管8和排气口2，情形是如何的。代替投影系统的底部和晶片的表面之间的距离K1，投影系统的底部和晶片的表面之间的距离可以是K2，其比K1小很多。投影系统的底部可以具有由箭头Br表示的尺寸，投影系统的底部是透镜L的底部，与其中由实线所示定位导管8和排气口2的情形相比，其比所示的透镜L的底部B的尺寸小很多。当透镜的底部B可以小很多时，可以实现用于制造透镜底部的花费的显著减少。实际上，相对于透镜L的底部来定位结束于排气口2的导管8，如由虚线绘制的导管和排气口所示。在箭头K1和K2的方向上，透镜L的底部B和导管8的上侧之间的距离d1通常为0.3mm。在箭头K1和K2的方向上，导管的下侧和晶片之间的距离d2，即K1-K2通常约为2mm。而且图5中清楚地示出，虚线所示的导管相对于实线导管8的高度的减少，即Hs-H，不必改变引向透镜L的底部B的气流。

图6示出了气体冲洗装置1的剖面，包括排气口2和边缘3。该装置包括在排气口2的下游端处具有内缘3a的单个排气口2。排气口2提供有层合器4，在使用中，大量层流气体流出层合器4。层合器4连接到位于内缘3a外部的边缘3的一部分上。例如，层合器4可包括作为栅格材料的镍。对于到排气口的连接，层合器可以在拐角Cr处折叠、弯曲或其它机械处理，以能够连接到排气口2。当层合器4连接到位于内缘3a外部的边缘3的一部分上时，层合器4可以至少与排气口面积一样大。层合器与边缘的接附可以是各种不同的方式，如本领域技术人员将意识到的。

图7示意性地示出了根据本发明的气体冲洗装置1的可选实施例的剖面。在该情况下层合器4连接到排气口2的外侧。层合器4通过焊接连接9连接到排气口2。在该范围中焊接包括软焊、钎焊等。

如所示，排气口2可以包括用于容纳层合器4圆周的凹槽R，使得层合器栅格与排气口2的外侧平齐。这意味着层合器的连接没有增大气体冲洗装置的有效高度，其正好意味着不需由于气体冲洗装置的尺寸而增大投影系统的底部和晶片之间的距离。当然层合器还可以与排气口2的内侧平齐。只要层合器4的有效栅格面积A2至少与排气口2的总排气口面积A1一样大，就可以获得在气体冲洗装置最小尺寸和有效的层流方面的最佳情形。在图6和图7中应当注意到，有效的栅格面积A2实际上比总排气口面积A1大。

还应当注意到，排气口2包括导流板10，用于使气流的速度在导流板10下游的排气口2内剖面上的均匀化。导流板10包括具有开口的片材料，每个开口都具有通常小于100微米的直径。开口通常具有小于50微米的直径。更优选地，开口具有小于20微米的直径。导流板10的开口可包括导流板面积的至少1％且小于5％。优选地开口包括导流板10的约2％。层合器4的栅格层合器开口6具有通常小于200微米的直径。优选地，层合器开口6具有通常小于100微米的直径。甚至更优选的是，层合器开口6具有通常小于40微米的直径。层合器开口6可包括层合器的有效面积的至少10％且小于30％。优选地，层合器开口6包括有效面积的约20％。如前所述，层合器4可包括金属，如镍。排气口2大致上可包括由铝或钢或它们的任意组合构成的组的材料。利用该材料，能够制造导管8的很薄的壁11和排气口2，以便可以在气体冲洗装置1的最大排气口面积和最小高度H方面找到最佳。同样，可以使用易于加工且即使装置的壁很薄，也能够制造较硬的气体冲洗装置的其它材料，用于制造气体冲洗装置。

如前所述，气体冲洗装置1还包括进气口7，用于吸收大量的层流气体。与没有用于吸收气流的进气口7的情况相比，其结果是层流气体将在长很多的路径上保持层状。基本上相对于排气口2来定位进气口7。排气口2至少在形状上与进气口7相似。优选地，进气口7在其尺寸上与排气口2相似。

图8和9示出了气体冲洗装置1的实施例，其中连接排气口2和进气口7使得容积V限定在排气口2和进气口7之间。该容积V在大致平行于图案化的光束的方向上具有尺寸H，其与在基本上平行于图案化光束的方向上的有效面积的尺寸相似。这意味着气体冲洗装置的总高度H由基本上平行于图案化光束的方向上的有效栅格表面积的尺寸确定。由此气体冲洗装置1可以很薄或可具有基本上扁平的形状。如前所述，这意味着投影透镜的底部和晶片之间的距离可以较小，允许投影透镜的小底部，而不会损害光束投影到晶片上的目标位置上的精确度。

图8示出了具有排气口2和进气口7之间的连接12的实施例的顶视图。管2a形成用于供应气体的连接。管7a形成用于排尽气体的连接。在排气口2和进气口7之间限定的容积用V表示。这种装置可容易地由钢或铝机械加工。层合器4(未示于图8中)可容易地通过例如焊接连接来连接到排气口2。如前所述，层合器本身可包括金属如镍的片，其中借助本身公知的电化学加工法，形成了开口。

图9示出了图8中所示实施例的侧视图。层合器4和导流板10由虚线表示。

图10和图11每个都以剖面示出了根据本发明气体冲洗装置的排气口的实施例。在这些实施例中层合器4和导流板10彼此平行。层合器4和导流板10可以两个都在一侧上(图10)或在两侧上(图11)连接到金属片ms，该金属片ms连接到导管8的薄壁11的边缘上。

使用时，可以设置气体冲洗装置以提供过滤空气作为气体。为此，气体冲洗装置可提供有空气源和过滤系统。已发现，过滤空气几乎不吸收大于200纳米波长的辐射。对于利用具有大于200纳米波长的辐射的光刻设备来说，气体源借助供应过滤空气提供了保护投影系统底部非常廉价的方式。

图12A-D每个都以剖面示出了根据本发明的气体冲洗装置的实施例。在这些实施例中气体冲洗装置还包括另外的排气口20和在另外的排气口20下游端处的另外层合器21。定向另外的层合器21，使得另外的层流气体沿着基板W的表面流动。该措施进一步减小了除气的光刻胶到达投影系统底部B的可能性。

图12A和12B示出了其中离开另外排气口20的另外气体流的方向相对于基板W的表面基本上垂直的实施例。

图12C和12D示出了实施例，其中定向另外的层合器21使得离开另外排气口20的另外层流气体以相对基板表面的角度接近基板表面，其进一步提高了对另外的气体流沿着基板W表面的方向控制。

结合图6、7、9-10的实施例，已将气体导流板10插入气体冲洗装置中，用于使另外气流的速度在另外的导流板下游的另外排气口内剖面上均匀化。

在图12D中，另外的排气口提供有一组定向基本上彼此平行的至少两个层合器。

如以上本发明的具体实施例所述，将意识到，可以以除了已描述之外的其它方式实践本发明。描述并不是限制本发明。特别地，将意识到，可以在光刻设备之内除了基板台和投影系统底部之间之外的其它位置使用本发明。

Claims (58)

1.一种光刻设备，其包括：

照明系统，用于提供辐射束；

用于支撑构图工具的支撑结构，该构图工具用于在其剖面中给予辐射束图案；

基板台，用于保持基板；

投影系统，用于将图案化的光束投影到基板的目标部分上；以及

气体冲洗装置，用于将大量的层流气体冲过辐射束和/或沿着光学元件的表面冲过，该气体冲洗装置包括：

单个排气口，在排气口的下游端具有内缘，内缘限定了气体冲洗装置的总排气口面积，以及

在排气口下游端的层合器，该层合器具有有效面积，在使用中，大量的层流气体流出该有效面积，该层合器有效面积包括具有层合器开口的材料，

其中有效面积至少与总排气口面积一样大。

2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中设置气体冲洗装置以在投影系统的底部和基板台之间提供大量的层流气体。

3.根据权利要求2所述的光刻设备，其中定向层合器，使其在使用时，离开排气口的层流气体以相对于投影系统底部成角度接近投影系统的底部，使得层流气体加速，由此防止层流气体变成湍流。

4.根据权利要求3所述的光刻设备，其中气体冲洗装置进一步包括结束于排气口中的导管，用于使气体流向排气口，定向该导管使其基本上平行于投影系统的底部和基板台中至少之一。

5. 根据权利要求1所述的光刻设备，其中层合器连接到位于内缘外部的边缘的一部分上。

6.根据权利要求1所述的光刻设备，其中层合器连接到排气口的外侧。

7.根据权利要求1所述的光刻设备，其中层合器通过焊接连接来连接到排气口。

8.根据权利要求1所述的光刻设备，其中排气口包括凹槽，用于容纳层合器的圆周，使得层合器与排气口的外侧平齐。

9.根据权利要求8所述的光刻设备，其中凹槽位于排气口的外缘中或外侧中。

10.根据权利要求1所述的光刻设备，其中排气口包括导流板，用于使气流的速度在导流板下游的排气口内剖面上均匀化。

11.根据权利要求10所述的光刻设备，其中导流板包括具有开口的片材料，开口具有通常小于100微米的直径。

12.根据权利要求11所述的光刻设备，其中开口具有通常小于50微米的直径。

13.根据权利要求12所述的光刻设备，其中开口具有通常小于20微米的直径。

14.根据权利要求1所述的光刻设备，其中层合器的层合器开口具有通常小于200微米的直径。

15.根据权利要求14所述的光刻设备，其中层合器开口具有通常小于100微米的直径。

16.根据权利要求15所述的光刻设备，其中层合器开口具有通常小于40微米的直径。

17.根据权利要求1所述的光刻设备，其中层合器的材料基本上包括金属，如镍。

18.根据权利要求1所述的光刻设备，其中排气口基本上包括由铝和钢构成的组中的至少一种材料。

19.根据权利要求1所述的光刻设备，其中气体冲洗装置进一步包括进气口，用于吸收大量的层流气体。

20.根据权利要求1所述的光刻设备，其中进气口基本上相对排气口定位。

21.根据权利要求19所述的光刻设备，其中排气口至少与进气口相似。

22.根据权利要求21所述的光刻设备，其中进气口包括与排气口相似的尺寸。

23.根据权利要求21所述的光刻设备，其中连接排气口和进气口，使得容积限定在排气口和进气口之间，该容积在基本上平行于图案化光束的方向具有的尺寸与基本上平行于图案化光束的方向上的有效栅格表面积的尺寸相似。

24.根据权利要求1所述的光刻设备，其中排气口提供有一组基本上彼此平行取向的至少两个层合器。

25.根据权利要求1所述的光刻设备，其中设置气体冲洗系统以提供包括化学过滤空气的气体。

26.一种用于使大量的层流气体冲过例如光刻设备中的预定空间的气体冲洗装置，该气体冲洗装置包括：

单个排气口，在排气口的下游端具有内缘，内缘限定了气体冲洗装置的总排气口面积，以及

在排气口下游端的层合器，该层合器具有有效面积，在使用时，大量的层流气体流出该有效面积，该层合器有效面积包括具有层合器开口的材料，

其中有效面积至少与总排气口面积一样大。

27.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中气体冲洗装置进一步包括结束于排气口中的导管，用于使气体以第一方向流向排气口，层合器相对于第一方向倾斜，使得使用时在相对第一方向倾斜的第二方向上使气体流出排气口。

28.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中层合器连接到位于内缘外侧的边缘的一部分上。

29.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中层合器连接到排气口的外侧。

30.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中层合器通过焊接连接来连接到排气口。

31.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中排气口包括凹槽，用于容纳层合器的圆周，使得层合器与排气口齐平。

32.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中凹槽位于排气口的外缘中或外侧中。

33.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中排气口包括导流板，用于在使用时使气流的速度在导流板下游的排气口内剖面上均匀化。

34.根据权利要求33所述的气体冲洗装置，其中导流板包括具有开口的片材料，其中开口通常具有小于100微米的直径。

35.根据权利要求34所述的气体冲洗装置，其中开口通常具有小于50微米的直径。

36.根据权利要求35所述的气体冲洗装置，其中开口通常具有小于20微米的直径。

37.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中层合器的层合器开口通常具有小于200微米的直径。

38.根据权利要求37所述的气体冲洗装置，其中层合器的层合器开口通常具有小于100微米的直径。

39.根据权利要求38所述的气体冲洗装置，其中层合器开口通常具有小于40微米的直径。

40.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中层合器基本上包括金属，如镍。

41.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中排气口基本上包括由铝和钢构成的组中的至少一种材料。

42.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中气体冲洗装置进一步包括进气口，用于吸收大量的层流气体。

43.根据权利要求42所述的气体冲洗装置，其中相对排气口定位进气口。

44.根据权利要求43所述的气体冲洗装置，其中排气口至少在形状上与进气口相似。

45.根据权利要求44所述的气体冲洗装置，其中排气口在尺寸上与进气口相似。

46.根据权利要求42所述的气体冲洗装置，其中连接排气口和进气口。

47.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中气体冲洗装置具有大致平的形状。

48.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中气体冲洗装置提供有一组基本上彼此平行定向的至少两个层合器。

49.根据权利要求1所述的光刻设备，其中气体冲洗装置进一步包括另外的排气口，用于沿着基板表面提供另外的气流。

50.根据权利要求1所述的光刻设备，其中气体冲洗装置进一步包括另外的排气口和在另外的排气口下游端的另外的层合器，定向另外的层合器，使得在使用时另外的层流气体沿着基板表面流动。

51.根据权利要求50所述的光刻设备，其中定向另外的层合器，使得在使用时，离开另外的排气口的另外的层流气体以相对基板表面基本上垂直的角度接近基板表面。

52.根据权利要求50所述的光刻设备，其中定向另外的层合器，使得在使用时，离开另外的排气口的另外的层流气体以相对基板表面的角度接近基板表面，使得另外的层流气体加速，由此防止了另外的层流气体变成湍流。

53.根据权利要求50所述的光刻设备，其中另外的排气口包括导流板，用于使另外的气流速度在另外的导流板下游的另外的排气口内剖面上均匀化。

54.根据权利要求50所述的光刻设备，其中另外的排气口提供有一组基本上彼此平行定向的至少两个层合器。

55.根据权利要求26所述的气体冲洗装置，其中气体冲洗装置进一步包括另外的排气口和在另外的排气口下游端的另外的层合器。

56.根据权利要求27所述的气体冲洗装置，其中气体冲洗装置进一步包括另外的排气口和在另外的排气口下游端的另外的层合器，定向另外的层合器，使得在使用时，另外的层流气体在第三方向上流出另外的排气口，第三方向相对第一方向倾斜且指向远离第二方向。

57.根据权利要求55或56所述的气体冲洗装置，其中另外的排气口包括导流板，用于使另外的气流速度在另外的导流板下游的另外的排气口内剖面上均匀化。

58.根据权利要求55或56所述的气体冲洗装置，其中另外的排气口提供有一组基本上彼此平行定向的至少两个层合器。

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