CN1853142A - 光刻投影装置、气体净化方法、器件制造方法以及净化气体供应系统 - Google Patents

Abstract

一种投影装置(1)包括：用于支撑图案形成装置的支撑结构，该图案形成装置用具根据所需图案对投影光束进行图案化。该装置设有用于固定衬底的衬底台(WT)，用于将图案化光束投影到衬底的目标部分上的投影系统(PL)。该装置还设有用于在光刻投影装置的元件表面附近提供净化气体的净化气体供应系统(100)。该净化气体供应系统包括净化气体混合物生成器(120)。该净化气体混合物生成器(120)配置为生成包括至少一种净化气体和湿气的净化气体混合物。净化气体混合物生成器(120)设有配置为用于向净化气体加入湿气的加湿器件，以及连接于净化气体混合物生成器用于在表面附近供应净化气体混合物的净化气体混合物出口(130－133)。

Description

光刻投影装置、气体净化方法、器件制造方法以及净化气体供应系 统

技术领域

本发明涉及一种光刻投影装置，包括：

—用于提供辐射投影光束的辐射系统；

—用于支撑图案形成装置的支撑结构，图案形成装置用于按照所需图案使投影光束图案化；

—用于固定衬底的衬底台；

—用于将图案化的光束投影到衬底的目标部分上的投影系统；以及

—至少一个用于向至少部分光刻投影装置提供净化气体的净化气体供应系统。

本发明还涉及气体净化方法、器件制造方法以及净化气体供应系统。

本文所使用的术语“图案形成装置”应被广义地解释为可用于使入射辐射光束具有图案化横截面的装置，此图案与将在衬底的目标部分中产生的图案相对应；术语“光阀”也可用于此种情况中。一般来说，所述图案对应于将在目标部分中形成的器件如集成电路或其它器件(见下文)中的某一特定功能层。这种图案形成装置的例子包括：

—掩模。掩模的概念在光刻技术中是众所周知的，其包括多种掩模类型，例如二元型、交变相移型、衰减相移型，以及各种混合掩模类型。将这种掩模放入辐射光束中会导致入射到掩膜上的辐射根据掩模上的图案产生选择性透射(在透射掩模的情况下)或反射(在反射掩模的情况下)。在采用掩模的情况下，支撑结构通常为掩模台，其保证可将掩模固定在入射辐射光束内的所需位置上，并且如有需要可使掩模相对于光束运动。

—可编程的反射镜阵列。这种装置的一个示例是具有粘弹性控制层和反射面的可矩阵寻址表面。此装置的基本原理是(例如)反射面的寻址区域将入射光反射为衍射光，而非寻址区域将入射光反射为非衍射光。采用合适的滤光器可从反射光束中滤掉所述非衍射光，只留下衍射光；这样，光束根据可矩阵寻址表面的寻址图案而图案化。可编程的反射镜阵列的另一实施例采用微型反射镜的矩阵设置，通过施加合适的局部电场或通过采用压电致动装置可使各微型反射镜围绕某一轴线分别地倾斜。同样，这些反射镜是可矩阵寻址的，使得寻址反射镜将以不同于非寻址镜的方向反射所入射的辐射光束；这样，反射光束根据可矩阵寻址反射镜的寻址图案而图案化。可利用合适的电子装置进行所需的矩阵寻址。在上述两种情况中，图案形成装置可包括一个或多个可编程的反射镜阵列。关于本申请所提到的镜阵列的更多信息例如可从美国专利US5,296,891、US5,523,193和PCT专利申请WO98/38597和WO98/33096中收集到，本申请通过参考结合了这些专利或专利申请。在采用可编程的反射镜阵列的情况下，所述支撑结构例如可为框架或台，其可根据要求为固定的或可动的。

—可编程的LCD阵列。在美国专利US5,229,872中给出了这种结构的一个示例，本申请通过参考结合了该专利。如上所述，在这种情况下支撑结构例如可为框架或台，其可根据要求为固定的或可动的。

为简便起见，本文的余下部分在某些位置具体地集中针对涉及掩模和掩模台的示例；然而，在这些示例中讨论的基本原理应在上述图案形成装置的更广泛的语境中进行理解。

光刻投影装置例如可用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，图案形成装置可产生与IC的单个层相对应的电路图案，而且此图案可成像于已涂覆有一层辐射敏感材料(抗蚀剂)的衬底(硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或多个管芯)上。通常来说，单个晶片包含相邻目标部分的整个网格，所述相邻目标部分通过投影系统一次一个地被连续照射。在现有装置中，在采用掩模台上的掩模来形成图案时，在两种不同类型的机器之间会存在差异。在一种光刻投影装置中，通过将整个掩模图案一次性地曝光在目标部分上来照射各目标部分；这种装置通常称为晶片分档器或分步-重复装置。在通常称为步进-扫描装置的另一种装置中，通过沿给定的基准方向(“扫描”方向)在投影光束下渐进地扫描掩模图案并以平行于或反向平行于此方向的方向同步地扫描衬底台来照射各目标部分；一般来说，由于投影系统具有一个放大系数M(通常小于1)，因此扫描衬底台的速率V为扫描掩模台的速率的M倍。关于本申请所述的光刻装置的更多信息例如可从专利US6,046,792中收集到，本申请通过参考结合了该专利。

在采用光刻投影装置的制造过程中，图案(例如掩模中的图案)被成像在至少部分地覆盖有一层辐射敏感材料(抗蚀剂)的衬底上。在此成像步骤之前，可对衬底进行各种工序，例如涂底层、涂覆抗蚀剂和软焙烘。在曝光后可对衬底进行其它工序，例如曝光后焙烘(PEB)、显影、硬焙烘和对所成像的特征进行测量/检查。此工序排列用作对器件例如IC的单个层进行图案化的基础。随后可对这种图案化的层进行各种工序，例如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有这些工序均用于完成单个层的加工。如果需要多个层，那么必须对各个新层重复进行整个工序或其变型。最后，在衬底(晶片)上设置器件阵列。随后这些器件通过例如切片或切割技术而相互分开，从而将这些单个的器件安装在与引脚相连的载体等上。关于这些工艺的更多信息例如可从下述书籍中得到：“微芯片的制造：半导体加工实用指南”，第三版，Peter van Zant著，McGraw Hill出版公司，1997年，ISBN0-07-067250-4，其通过引用结合于本文中。

为简便起见，在下文中将投影系统称为“透镜”；然而，此术语应被广义地理解为包括各种类型的投影系统，例如包括折射光学系统、反射光学系统和反射折射光学系统，例如以适应所使用曝光辐射或例如适应使用浸没液体或使用真空的其它因素。辐射系统还可包括根据任一种这些设计类型来进行操作的元件，以对辐射投影光束进行引导、成形和控制，这些元件在下文中统称或单独地称为“透镜”。

另外，光刻装置可以是具有两个或更多个衬底台(和/或两个或更多个掩模台)的类型。在这种“多级”装置中，可使用并联的附加台，或者可在一个或多个台上进行预备工序而同时将一个或多个其它的台用于曝光。例如在US5,969,441和WO98/40791中描述了双级光刻装置，它们通过引用结合于本文中。

光刻装置还可以将衬底浸没到折射率相对较高的液体，如水中，以便填充投影系统的最终元件与衬底之间的空间。浸没技术用于增加投影系统的数值孔径是本领域众所周知的。

尽管在本申请中具体参照了将根据本发明的装置用于制造IC，但是应该清楚地理解这种装置还具有许多其它的可能应用。例如，用于制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示面板、薄膜磁头等的制造中，本领域的技术人员可以知道，在这种备选应用的情况下，本申请使用的任何术语：“分划板”、“晶片”或“管芯”可分别由更上位的术语“掩模”、“衬底”和“目标区域”来代替。

在现有文献中，术语“辐射”和“光束”用于包括任何类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如波长为365、248、193、157或126纳米)和远紫外线(EUV)辐射(例如波长为5-20纳米范围内的辐射)，以及粒子束，例如离子束或电子束。

一般说来，在使用过程中处于光刻投影装置内的元件表面会被污染，即使是在真空中操作的该装置大部分元件。特别是光刻投影装置内的光学元件如反射镜的污染对装置性能产生不利影响，因为这种污染会影响光学元件的光学属性。

在本领域中，通过净化光刻投影装置的空间减小光刻投影装置的光学元件污染是公知的，其中利用超高纯度的气体定位这种元件，从此该气体被称为净化气体。净化气体防止表面污染，例如由碳氢化合物产生的分子污染。

公知方法的缺陷是：净化气体可能对光刻投影过程中使用的化学物质的活性产生不利影响。特别是，申请人发现某些类型的辐射敏感材料(抗蚀剂)，具体是对紫外辐射敏感的抗蚀剂以及乙缩醛基光阻在带有净化气体的环境内无法正常工作。申请人所进行的实验显示了这些抗蚀剂需要湿气如水蒸气来进行显影。

此外，净化气体可能对处于光刻投影装置内的测量器件例如干涉仪的性能产生影响。申请人发现由于缺乏湿气，净化气体影响折射率并因而还改变干涉测量的结果。

然而，在公知方法中所使用的净化气体中不存在这种湿气。因而，对于这些类抗蚀剂，不能使用公知的净化气体供应系统减小污染。

尽管纯净空气，严格的说例如用来作为浸没光刻装置中的气体轴承的气体与净化气体的不同之处在于：例如纯度要求比较不严格，以及以高得多的压力提供这种气体。这种高压气体流在衬底表面和浸没光刻装置的“喷头”之间形成稳定的小间隙，因而减小了喷头和衬底之间碰撞的可能。然而，由于缺乏湿气，影响干涉测量的同一问题也作用于空气轴承气体。

本发明的主要目的是提供一种改进的光刻投影装置，并且特别提供一种在不影响抗蚀剂显影的情况下利用净化气体减小污染的光刻投影装置。

本发明的另一目的是提供一种净化气体和气体轴承中使用的气体不影响干涉测量的改进光刻投影装置。

因而，本发明提供了一种根据权利要求1所述的光刻投影装置。

该净化气体供应系统包括：用于生成净化气体混合物的净化气体混合物生成器。净化气体混合物包括至少一种净化气体和湿气。因而，存在湿气并且化学物质的活性如抗蚀剂的显影不受净化气体的影响。

本发明还提供了一种根据权利要求12所述的制造方法。在该方法中，使用包括净化气体和湿气的净化气体混合物。因而，光刻投影装置中所使用的化学物质不受净化气体的影响。

根据本发明的另一方面，提供了一种根据权利要求13所述的器件制造方法。

本发明还提供了一种根据权利要求15所述的净化气体供应系统。

在附属权利要求中阐述了本发明的特定实施例。参照所附附图仅通过示例方式描述本发明的其它细节、方面和实施例。

图1示意性显示了根据本发明的光刻投影装置实施例的示例。

图2显示了根据本发明的光刻投影装置的EUV照明系统和投影光学镜片的侧视图。

图3示意性显示了根据本发明的净化气体供应系统示例的线路图。

图4示意性显示了适用于图3的示例的加湿器。

图1示意性描述了根据本发明的光刻投影装置1的实施例的示例。该装置1通常包括：

·用于提供辐射(例如UV或EUV辐射)的投影光束PB的辐射系统Ex，IL，在此特定情况下，辐射系统还包括辐射源LA；

·设有用于固定掩模MA(如分划板)的掩模固定器的第一载物台(掩模台)MT，其与用于相对于物体PL精确定位掩模的第一定位装置PM相连；

·设有用于固定衬底W(如涂覆有抗蚀剂的硅晶片)的衬底固定器的第二载物台(衬底台)WT，其与用于相对于物体PL精确定位衬底的第二定位装置PW相连；以及

·用于将掩模MA的照射部分成像到衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上的投影系统(“透镜”)PL(例如反射镜组)。

如本申请所描述的，该装置为反射型的(即具有反射掩模)。然而一般说来，例如它也可以是透射型的(带有透射掩模)。作为备选方案，该装置可以采用另一种图案形成装置，例如上述类型的可编程的反射镜阵列。

光源LA(例如，Hg灯、准离子激光器、在存储环或同步加速器内绕电子束路径设置的波动器或摆动器、激光等离子体源或其它光源)产生辐射光束。该光束直接地或在穿过调节装置如光束扩展器Ex后被送到照明系统(照明器)IL内。照明器IL可包括用于设定光束强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)的调节装置AM。此外，它通常还包括各种其它的元件，例如积分器IN和聚光器CO。这样，照射在掩模MA上的光束PB在其横截面上具有所需的均匀性和强度分布。

在图1中应注意到，源LA可位于光刻投影装置的外壳内(例如当源LA为水银灯时通常是这样)，但也可远离光刻投影装置，源LA所产生的辐射光束被引入该装置中(例如借助于合适的导向镜)；当源LA为准分子激光器时通常为后一种情形。本发明和权利要求包括所有这两种情形。

光束PB随后与固定在掩模台MT上的掩模MA相交。在被掩模MA选择性地反射后，光束PB通过投影系统PL，投影系统PL将光束PB聚焦在衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置PW(以及干涉测量装置IF)，衬底台WT可精确地移动，例如将不同的目标部分C定位在光束PB的路径中。类似地，可用第一定位装置PM相对于光束PB的路径对掩模MA进行精确的定位，例如在从掩模库中机械提取掩模MA之后或者在扫描过程中。一般来说，借助于图1中未明确描述的长冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(精确定位)，可实现载物台MT、WT的移动。然而，在采用晶片分档器的情况下(与步进-扫描装置相反)，掩模台MT可只与短行程致动器相连，或被固定住。使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2可以对准掩模MA和衬底W。

所述装置可用于两种不同的模式中：

1.在步进模式中，掩模台MT基本保持静止，整个掩模图像被一次性投影(即单次“闪光”)到目标部分C上。然后沿x和/或y方向移动衬底台WT，使得光束PB可照射不同的目标部分C。

2.在扫描模式中，除了没有在单次“闪光”中曝光给定的目标部分C之外，基本上采用相同的方案。作为替代，掩模台MT以速度v沿给定方向(所谓的“扫描方向”，例如y方向)移动，从而使投影光束PB可在掩模图像上扫描；同时，衬底台WT以速度V＝Mv沿相同或相反的方向同时移动，其中M为透镜PL的放大系数(通常来说M＝1/4或1/5)。通过这种方式，可以在不会降低分辨率的情况下对较大的目标部分C进行曝光。

图2显示了可用于图1的光刻投影装置1的示例中的投影系统PL以及辐射系统2。辐射系统2包括照明光学单元4。辐射系统还可以包括光源收集模块或辐射单元3。辐射单元3设有由放电等离子体形成的辐射源LA。辐射源LA可以使用气体或蒸气，例如可以产生极热等离子体以发射电磁光谱的EUV范围内的辐射的Xe气体或Li蒸气。通过使电子放电的部分电离等离子体衰减到光轴O上产生极热等离子体。有效产生辐射需要分压为0.1mbar的Xe、Li蒸气或任何其它合适的气体或蒸气。辐射源LA发出的辐射经气体阻挡结构或“箔陷阱”9从源腔7传递到收集腔8内。气体阻挡结构包括例如在欧洲专利申请EP-A-1233468和EP-A-1057079中详细描述的通道结构，它们通过引用结合入本文中。

收集腔8包括由切向入射收集器形成的辐射收集器10。由收集器10传递的辐射由光栅光谱过滤器11反射，以便聚焦在收集腔8的孔径处的虚源点12上。从收集腔8，投影光束16在照明光学单元4内经由正交入射反射器13、14反射到定位于分划板或掩膜台MT上的分划板或掩膜上。图案化光束17被形成，其在投影系统PL内经反射元件18、19成像在晶片台或衬底台WT上。在照明光学单元4和投影系统PL内通常可以存在除所示元件以外的其它元件。

如图2所示，根据图1的本发明实施例的光刻投影装置1的示例中包括根据本发明的净化气体供应系统100。如图2所示，在投影系统PL和辐射系统2中靠近反射器13、14和反射元件18、19定位净化气体供应系统100的净化气体出口130-133。然而如果需要，可以以相同的方式在装置的其它部分设置根据本发明实施例的净化气体供应系统。例如，可以在光刻投影装置的分划板以及一个或多个传感器上设置根据本发明的净化气体供应系统。

在图1和图2中，净化气体供应系统100定位在光刻投影装置1内部并且可以在装置1外部使用任何便利手段以任何适合特定实际应用的方式控制净化气体供应系统100。然而，同样可以将净化气体供应系统100的至少某些部分定位到光刻投影装置1的外部，例如净化气体混合物生成器120或其它部分。

图3显示了净化气体供应系统100的实用示例。然而，同样可以利用与图3类似的系统来调节如浸没光刻装置中的气体轴承中使用的气体。在图3的示例中，净化气体入口110连接到供应基本没有湿气的干燥气体的净化气体供应装置(未图示)上，例如加压气体供应线路、具有压缩干燥空气的气缸或其它装置。干燥气体供给通过净化气体混合物生成器120。如下文中更详细解释的，在净化气体混合物生成器120中对干燥气体进一步提纯。此外，净化气体混合物生成器120包括向净化气体出口130-132的某些出口的干燥气体加入湿气的加湿器150。在图3的示例中，加湿器150连接到单个净化气体出口130上。其它净化气体出口131、132未连接到加湿器150上。因而，在净化气体出口130处，存在包括净化气体和湿气的净化气体混合物，然而在其它净化气体出口131、132仅存在干燥净化气体。因而可以在带有需要湿气的化学物质的表面附近提供净化气体混合物，例如图1的示例中的晶片台WT，然而可以向光刻投影装置1的其它部分提供“干燥”净化气体，即没有湿气的净化气体。

此外，由于将湿气加入到净化气体中，能够以良好的精确度控制净化气体混合物的属性，例如湿气的相对湿度或纯度。同样，由于该加湿器，该系统是灵活的，因为可以通过向净化气体加入更多或更少的湿气轻易调节净化气体混合物内存在的湿气量。

图3的示例中的净化气体混合物生成器120在流动方向上依次包括：提纯装置128、流量计127、阀125、节流器129、热交换器126以及加湿器150。

在图3的示例中，来自CDA源(未示出)的压缩干燥空气(CDA)经净化气体入口110供应到提纯装置128中。由提纯器128对CDA进行提纯。提纯器128包括两个平行的支路128A、128B，各支路分别在流动方向上依次包括：自动阀1281、1282以及可再生提纯器件1283、1284。可再生提纯器件1283、1284分别设有加热元件，以便进行加热并再生各自的提纯器件1283、1284。流动支路在提纯器件1283、1284的下游连接到由纯度传感器1286控制的截止阀1285上。

由于采用可再生提纯器，通过在从净化气体中去除的成分在提纯器饱和的情况下使它们再生使该系统可以长期使用。可再生提纯器可以是任何适当类型，例如公知地通过与如在木炭过滤器中出现的非再生化学过程不同的物理过程，例如吸收、催化作用或其它方式从气体中去除污染成分或微粒的可再生过滤器。一般说来，可再生提纯器不包含有机材料，并且可再生提纯器可以包含如适于物理结合净化气体污染物的材料，例如金属、沸石、氧化钛、镓或钯化合物或者其它材料。

在图3的示例中，提纯器器件1283、1284交替处于对CDA进行提纯的提纯状态和再生状态。在再生状态时，通过各自的加热元件对提纯器件进行再生。因而，例如在提纯器件1283提纯CDA时，提纯器件1284进行再生。因而提纯器128可以持续工作同时保持恒定的提纯等级。

自动阀1281、1282与相应的提纯器件1283、1284的工作一致地进行工作。因而，当对提纯器件1283、1284进行再生时，相应的阀1281、1282关闭，而当提纯器件1283、1284用于提纯时，相应阀打开。

提纯的CDA供给通过由纯度传感器1286控制的截止阀1285，截止阀本身是公知的并且为了简便起见不再对器件进行更详细的描述。当提纯的CDA的纯度低于预定阈值时，纯度传感器1286自动关闭截止阀1285。因而，自动防止了由于净化气体的纯度等级不足产生的光刻投影装置1的污染。

通过流量计127监测提纯的CDA流。通过阀125，该流可以手动关闭。节流器129在节流器出口处提供稳定的压力，因而向节流部提供稳定的净化气体压力(经热交换器126)。

热交换器126提供恒定的提纯CDA温度。热交换器126从提纯的CDA提取或加入热量，以便实现适用于特定实际应用的气体温度。在光刻投影装置中，例如需要稳定的处理条件并且因而热交换器将提纯的CDA稳定为具有随时间恒定的气体温度。例如在净化气体出口处用于净化气体的适合条件为：气流为每分钟20-30标准升和/或净化气体温度为大约22摄氏度和/或相对湿度在30-60％范围内。然而，本发明并不局限于这些条件，在根据本发明的系统中同样可以使用这些参数的其它数值。

热交换器126经节流部143-145连接到净化气体出口130-132。节流部143-145限制气流，使得在净化气体出口130-132的各出口获得所需的固定净化气流以及压力。例如，净化气体出口处的适当的净化气体压力值为100mbar。同样可以使用可调节流部在净化气体出口130-132的各出口处提供可调气流。

加湿器150在节流部143和净化气体出口130之间连接在热交换器的下游。在图1和图2的示例中，将净化气体出口130设置在晶片台WT附近。加湿器150向提纯的CDA加入湿气并因而向出口130提供净化气体混合物。在本示例中，仅在单个出口释放净化气体混合物。然而，例如通过将多个净化气体出口连接到独立的加湿器上或者将两个或更多个出口连接到同一加湿器上，同样可以将净化气体混合物释放到两个或更多个净化气体出口。同样可以将加湿器设置到净化气体混合物生成器不同于图3所示的位置。例如，加湿器150可以设置在净化气体混合物生成器120和阀143之间，而不是设置在阀143和净化气体出口130之间。如果需要，加湿气150还可以作为节流部进行工作，可以省略连接于加湿器150的节流部143。

在根据本发明的净化气体供应系统的备选实施例中，在净化气体出口130设有附加热交换器(未图示)，以便更好地控制净化气体混合物的温度。

例如，可以通过图4的示例实现图3中的加湿器150，然而加湿器150同样可以通过不同方式实现，例如包括将流体蒸发到净化气体流内的蒸发器或其它装置。

图4所示的加湿器150包括：由液体154如高纯度水填充至一定液面A的液体容器151。气体入口1521，这里称为湿气入口1521，设置为堆叠(mounding)浸没在液体154内即在液面A下方。另一气体入口1522、这里称为干燥气体入口1522设置为堆叠液面A上方，即位于液体容器151未被液体154填充的部分。气体出口153将液体容器153的液体154以上的部分与净化气体供应系统100的其它部分进行连接。净化气体，例如提纯的压缩干燥空气，经湿气入口1521送入到液体容器151内。因而，在液体154内生成净化气体气泡159。如图4内由箭头B所示，由于浮力作用，气泡159堆叠在液体154内后向上运动。在向上运动的期间，液体154的湿气进入气泡159，例如由于扩散过程或其它方式。因而，气泡159内的净化气体与湿气混合。在液体表面，即在液面A，气泡159将其气态成分供应到液体容器151内存在于液体154上方的气体内。合成的净化气体混合物经气体出口153从容器释放。

在图4的示例中，湿气入口1521为管状部件，其具有将液体容器151外部连接到未示的净化气体供应器件、例如图3的净化气体混合物生成器120上的外部。湿气入口1521设有定位在液体容器151内部的内端带有例如0.5微米的小通道的过滤元件。过滤元件1525至少部分(在本示例中全部)设置在液体154中。因而，湿气入口1521生成大量极小的净化气体气泡。由于它们的尺寸很小，在本示例中大约是0.5微米，然而同样也可以使用其它适当尺寸，气泡159将在相对短的时间间隔内加湿到饱和，即经液体154的相对短的运动距离。

干燥气体入口1522设有与湿气入口1521的过滤元件类似的过滤元件1524。因而，经过湿气入口1521和干燥气体入口1522的气体流基本类似，并且净化气体混合物内的湿气量基本上是气泡159离开液体154时的气泡159内的湿气量的一半。也就是说，如果气泡159的湿气饱和，即相对湿度(Rh)为100％，净化气体混合物的Rh为50％。然而，同样可以使分别经湿气入口1521和干燥气体入口1522流入液体容器的气体比例不同并因而在0-100％Rh之间调节相对湿度。

申请人发现相对湿度大于或等于20％的净化气体混合物，例如等于或超过25％，对于光阻性能能提供特别好的结果。此外，发现相对湿度等于或大于25％并低于70％，例如60％的净化气体混合物对光刻投影装置内测量系统的精确度具有很好的预防效果。此外，发现与围绕光刻投影装置的空间、例如洁净室内的湿度相近的湿度例如大约40％可提供最佳结果。

气体出口153在其内端设有带细孔的，例如0.003微米的，过滤器1526，该过滤器1526从液体容器151流出的气体中过滤出微粒和小液滴。因而防止了由这种微粒产生的净化气体混合物所供应的表面污染。

在图4的示例中，可以通过不同方法以简单的方式控制净化气体混合物中湿气的相对数量。例如，可控制液体容器的参数。同样，例如可以相对于经湿气入口1521生成的带有湿气的净化气体量来控制经干燥气体入口1522带入容器151内的不带有湿气的净化气体量。例如，液体容器151的控制参数可以是一个或多个：内部温度、液体内净化气体的流速、压力、停留时间。

温度对气体内所存在的湿气的饱和量具有影响是公知的。为了控制温度，液体容器151可以设有如由控制装置响应由温度测量器件提供的代表液体容器内部温度的温度信号进行控制的加热元件。

可以通过调整气体气泡经湿气入口1521插入液体内的位置来改变气泡在液体154内的停留时间。例如当过滤器1525进一步定位在液体154内时，气泡必须运动到液面A的距离增加并且因此也增加了停留时间。气体气泡在液体154内存在的时间越长，吸收到气体内的湿气就越多。因而，通过改变停留时间，可以调整气体的湿度。

图4的加湿器150还设有控制装置157，通过该控制装置可以控制净化气体混合物内的湿气量。如图4所示，控制装置157的湿气控制触点1571连接到干燥气体入口1522内的控制阀1523上，通过该控制阀1523可以控制供应到干燥入口1522的净化气体的流速并因而控制相对于加湿气体量的干燥净化气体量。

位于气体出口153的以通讯方式连接到控制装置157的湿度传感器(未图示)向控制装置157提供气体出口153处的净化气体混合物的湿度信息。控制装置157可使用该信息调节至少一种参数，以控制净化气体混合物内的湿气量。

控制装置157进一步控制液体容器151内的液体154的量。控制装置157的液体控制触点1572连接到液体供应系统156的控制阀1561并且溢出触点1573连接到气体出口153的控制阀1531上。液面测量器件158以通讯方式连接到控制装置。液面测量器件158向控制装置157提供代表液体容器151内液面属性的液面信号。控制装置157响应于液面信号来操纵控制阀1561和控制阀1531。

在本示例中，液面测量器件158包括三个定位在相对液体容器151底部不同适当高度的浮动开关1581-1583。最低的浮动开关1581定位成最靠近底部。当液面A位于或低于最低的浮动开关1581时，最低的浮动开关1581向控制装置157提供空信号。响应该空信号，控制装置157打开控制阀1561并将液体自动供应到容器内。

处于中间位置的浮动开关1582在液面A到达该浮动开关1582的高度情况下提供满信号。控制装置157响应该满信号关闭控制阀1561并因而关闭液体供应。

顶部浮动开关1583位于距离底部最远的位置。顶部浮动开关1583在液面A处于或高于该顶部浮动开关1581的情况下向控制装置157提供满出信号。响应该满出信号，控制装置157关闭气体出口153的控制阀1531，以便防止液体泄漏到光刻投影装置1的其它部分内。

应该注意，上述实施例是举例说明而不是限制本发明，本领域技术人员能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计出其它方案。特别是，尽管主要结合净化气体供应系统对本发明进行了描述，然而需要理解本发明同样适用于提供在如浸没光刻装置中的高压气体轴承中所要使用的加湿气体。在权利要求中，圆括号之间的任何附图标记不应解释为对权利要求的限制。用词“包括”并不排除存在除列在权利要求中的元件或步骤以外的其它元件或步骤。在相互不同的权利要求中陈述了特定方法的基本事实并不说明这些方法的组合不具有优点。

Claims (13)

1.一种光刻投影装置(1)，包括：

-用于提供辐射投影光束的辐射系统；

-用于支撑图案形成装置的支撑结构，所述图案形成装置用于根据所需图案使所述投影光束图案化；

-用于固定衬底的衬底台(WT)；

-用于将所述图案化的投影光束投影到所述衬底的目标部分上的投影系统(PL)；以及

-至少一个用于向所述光刻投影装置的至少部分提供净化气体的净化气体供应系统(100)；

所述净化气体供应系统包括：

-净化气体混合物生成器(120)，其包括配置为向净化气体增加湿气的加湿器件(150)，所述净化气体混合物生成器(120)配置为用于产生净化气体混合物，所述净化气体混合物包括至少一种净化气体和所述湿气；以及

-连接所述净化气体混合物生成器上的用于将所述净化气体混合物供应到所述至少部分光刻投影装置的净化气体混合物出口(130-132)。

2.根据权利要求1所述的光刻投影装置(1)，其特征在于，所述加湿器件件(150)包括：具有至少一个气体入口(1521，1522)和气体出口(153)的液体容器(151)，所述气体入口以及所述气体出口经加湿连接彼此连接，以使在净化气体流经所述加湿连接的情况下，将所述净化气体供给通过所述液体容器内存在的液体(154)并且加湿所述净化气体。

3.根据权利要求2所述的光刻投影装置(1)，其特征在于，所述光刻投影装置(1)还包括连接于所述气体出口的干燥气体入口(1522)，用以将未加湿的净化气体与供给通过所述液体(154)的加湿净化气体进行混合，并因而获得所述净化气体混合物。

4.根据权利要求2或3所述的光刻投影装置(1)，其特征在于，所述加湿连接为饱和连接，用以将所述净化气体供给通过所述液体(154)以便利用所述湿气将所述净化气体加湿到饱和。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的光刻投影装置(1)，其特征在于，所述光刻投影装置(1)还包括连接于所述液体容器(151)的控制装置(157)，用于控制所述净化气体混合物中存在的至少一定量的湿气。

6.根据上述权利要求中任意一项所述的光刻投影装置(1)，其特征在于，所述净化气体混合物生成器(120)还包括用于从所述净化气体、所述湿气或所述净化气体混合物中的至少一种中滤出至少一种不良成分的可再生过滤器件(1283，1284)。

7.根据权利要求6所述的光刻投影装置，其特征在于，所述净化气体混合物生成器(120)包括两个并联的可再生过滤器件(1283，1284)，所述过滤器件可以以交替方式再生以便允许连续过滤。

8.根据上述权利要求中任意一项所述的光刻投影装置(1)，其特征在于，所述净化气体供应系统(100)还包括配置为用于向所述光刻投影装置的另一部分提供所述基本没有湿气的净化气体的净化气体出口(131，132)。

9.根据上述权利要求中任意一项所述的光刻投影装置(1)，其特征在于，所述湿气包括水蒸气。

10.根据权利要求9所述的光刻投影装置(1)，其特征在于，所述净化气体混合物包含至少20％相对湿度的水蒸气，并且优选不超过70％相对湿度。

11.一种用于向光刻投影装置(1)的至少一部分提供净化气体的方法，所述方法包括：

-用于提供辐射投影光束的辐射系统；

-用于支撑图案形成装置的支撑结构，所述图案形成装置用于根据所需图案对所述投影光束进行图案化；

-用于固定衬底的衬底台(WT)；以及

-用于将所述图案化光束投影到所述衬底的目标部分上的投影系统(PL)；

所述方法包括以下步骤：

通过向净化气体加入湿气生成包括至少一种净化气体和湿气的净化气体混合物；以及

将所述净化气体混合物供应到所述光刻投影装置的至少一部分上。

12.一种器件制造方法包括以下步骤：

提供至少由辐射敏感材料层部分覆盖的衬底；

向所述衬底的至少一部分使用根据权利要求11所述的方法；

提供辐射投影光束；

使用图案形成装置使所述投影光束在其截面上具有图案；

将所述图案化的辐射光束投影到所述辐射敏感材料层的目标部分上；

通过向净化气体加入湿气生成包括至少一种净化气体和湿气的净化气体混合物；以及

在所述器件制造方法中使用的元件表面附近供应所述净化气体混合物。

13.一种用于向光刻投影装置(1)的至少一部分提供净化气体的净化气体供应系统(100)，所述净化气体供应系统包括：

净化气体混合物生成器(120)，其包括配置为向净化气体加入湿气的加湿器件(150)，所述净化气体混合物生成器(120)配置为用于生成净化气体混合物，所述净化气体混合物包括至少一种净化气体和所述湿气；以及

用于将所述净化气体混合物供应到所述光刻投影装置的至少一部分上的净化气体出口(130-132)。

Images