JP5270700B2 - 流体ハンドリング構造、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、流体ハンドリング構造、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分、通常は基板の目標部分に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、例えばマスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、集積回路の各層に対応した回路パターンを形成するために使用される。このパターンが基板（例えばシリコンウェーハ）の（例えばダイの一部、あるいは一つまたは複数のダイからなる）目標部分に転写される。パターン転写は典型的には基板に形成された放射感応性材料（レジスト）層への結像による。一般に一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的に露光される。公知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（スキャン方向）に放射ビームによりパターンを走査するとともに基板をスキャン方向に平行または逆平行に走査するようにして各目標部分は照射を受ける。パターニングデバイスから基板へのパターン転写は、基板にパターンをインプリントすることによっても可能である。

リソグラフィ投影装置において基板を液体に浸すことが提案されている。この液体は比較的高い屈折率をもつ液体であり、例えば水である。投影系の最終素子と基板との間の空間が液体で満たされる。一実施形態では、液体は蒸留水、例えば超純水であるが、その他の液体も使用可能である。本発明の一実施形態は液体に言及して説明しているが、その他の流体、特に濡れ性流体、非圧縮性流体、及び／または屈折率が空気より高い、望ましくは屈折率が水より高い流体が適切なこともある。気体を除く流体が特に好ましい。その真意は、露光放射は液体中で波長が短くなるので、より小さい形状の結像が可能となるということである（液体の効果は、システムの有効開口数（ＮＡ）を大きくし、焦点深度も大きくすることとみなすこともできる。）。別の液浸液も提案されている。固体粒子（例えば石英）で懸濁している水や、ナノ粒子（例えば最大寸法１０ｎｍ以下）で懸濁している液体である。懸濁粒子はその液体の屈折率と同程度の屈折率を有していてもよいし、そうでなくてもよい。その他に適切な液体として炭化水素もある。例えば芳香族、フッ化炭化水素、または水溶液がある。

基板を、または基板と基板テーブルとを液体の浴槽に浸すこと（例えば米国特許第４，５０９，８５２号参照）は、液浸システム構成の形態である。この構成は、走査露光中に加速されるべき大きな液体を必要とする。これには、追加のモータまたはさらに強力なモータが必要であり、液体中の乱流が望ましくない予測不能な効果を引き起こすことがある。

液浸装置では、流体ハンドリングシステム、デバイス構造または装置によって液浸流体が取り扱われる。一実施形態では、流体ハンドリングシステムが液浸流体を供給してもよく、したがって流体供給システムであってもよい。一実施形態では、流体ハンドリングシステムが少なくとも部分的に液浸流体を閉じ込めてもよく、このため流体閉じ込めシステムであってもよい。一実施形態では、流体ハンドリングシステムが液浸流体に対するバリアを提供してもよく、このため流体閉じ込め構造などのバリア部材であってもよい。一実施形態では、流体ハンドリングシステムが、例えば液浸流体の流れおよび／または位置の制御を補助するために、気流を生成または使用してもよい。気流がシールを形成して液浸流体を閉じ込めてもよく、そのため、流体ハンドリング構造がシール部材と呼ばれてもよい。このようなシール部材が流体閉じ込め構造であってもよい。一実施形態では、液浸流体として液浸液を使用する。その場合、流体ハンドリングシステムは液体ハンドリングシステムである。上記記載に関連して、流体に関して定義される特徴に対するこのパラグラフ内の言及は、液体に関して定義される特徴を含むものと理解されてもよい。

提案されている別の構成の一つは、液体供給システムが、液体閉じ込めシステムを使用して、基板の局所区域及び投影系の最終素子と基板の間にのみ液体を提供することである（基板は通常、投影系の最終素子より大きい表面積を有する）。これを構成するために提案されている一つの方法が、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ９９／４９５０４号に開示されている。この種の構成は局所液浸システム構成とも呼ばれている。

別の構成は、液浸液を閉じ込めない全域濡れ構成である。ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２００５／０６４４０５号に開示されている。このシステムでは液浸液は閉じ込められない。基板上面の全体が液体で覆われる。これが有利であるのは、基板上面全体が実質的に同条件で露光されるからである。これは基板温度制御及び基板処理に有利である。ＷＯ２００５／０６４４０５号によれば、液体供給システムは投影系の最終素子と基板との間隙に液体を供給する。液体は基板の残りの領域へと漏れ出ることが許容されている。基板テーブル端部の障壁によって液体の漏れが抑制され、基板テーブル上面からの液体除去が制御される。このシステムは基板の温度制御及び処理を改善するが、液浸液の蒸発はなお生じる。この問題を軽減するのに役立つ一手法が米国特許出願公開ＵＳ２００６／０１１９８０９号に記載されている。ある部材が設けられている。この部材は基板Ｗの全ての位置を覆い、部材と基板上面との間及び／または部材と基板を保持する基板テーブルとの間に液浸液を延ばすよう構成されている。

それぞれが参照により全体が本明細書に組み込まれる欧州特許出願公開ＥＰ１４２０３００号及び米国特許出願公開ＵＳ２００４−０１３６４９４号では、ツインステージのまたはデュアルステージの液浸リソグラフィ装置の概念が開示されている。このような装置には基板を支持する二つのテーブルが設けられる。ステージが第一位置にあり、液浸液がない状態でレベリング測定が実行され、ステージが第二位置にあり、液浸液が存在する状態で、露光が実行される。ある構成では、リソグラフィ装置は二つのテーブルを有し、そのうちの一つが基板を支持するように構成され基板テーブルと呼ばれてもよい。他方のテーブルは測定テーブルと呼ばれ、（例えば、投影系の特性を検出するための）センサおよび／または洗浄部品を支持してもよい。別の構成では、リソグラフィ装置は一つのステージのみを有する。

これを通して基板に結像がなされる液浸液内に泡が封入される可能性を低減することが望ましい。これを通して基板に結像がなされる液浸液内の泡の封入を最小化または防止することが望ましい。

一態様によると、リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造が提供される。流体ハンドリング構造は、流体ハンドリング構造の外部領域に液浸流体を備えるように構成された空間の境界に、使用時に基板および／またはテーブルの方に向けられる第１ラインに配置される少なくとも一つの開口を備える抽出器と、使用時に基板および／またはテーブルと対向する表面上にあり、表面上の液滴が合体する可能性を低下させる液体マニピュレータと、を連続的に備える。

一態様によると、リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造が提供される。流体ハンドリング構造は、流体ハンドリング構造の外部領域に液浸流体を備えるように構成された空間の境界に、使用時に基板および／またはテーブルの方に向けられる少なくとも一つの開口を備える抽出器と、使用時に基板および／またはテーブルに対向する、流体ハンドリング構造の表面の複数の溝と、を連続的に備える。

一態様によると、リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造が提供される。流体ハンドリング構造は、使用時に基板および／またはテーブルを含む対向表面と対面する少なくとも一つの開口を備える細長い抽出器と、使用時に対向表面と対面する流体ハンドリング構造の表面の複数の溝であって、実質的に同心に配列されるとともに抽出器に対して角度が付けられた、複数の溝と、を備える。

一態様によると、リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造が提供される。流体ハンドリング構造は、使用時に基板および／またはテーブルを含む対向表面の方に向けられるガスナイフを形成するように構成された少なくとも一つのガスナイフ開口と、使用時に基板および／または基板テーブルと対面する流体ハンドリング構造の表面の複数の溝であって、実質的に同心に配列されるとともにガスナイフ開口に対して角度が付けられた、複数の溝と、を備える。

一態様によると、リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造が提供される。流体ハンドリング構造は、使用時に基板および／またはテーブルを含む対向表面と対面する多孔質部材を備える抽出器を備え、対向表面と対面する多孔質部材の表面が、少なくとも一つの凹部および／または突起部を備える。

以下、対応する参照符号が対応する部分を表す添付の模式図を参照して、本発明の実施形態を例示として説明する。

本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。 リソグラフィ投影装置で使用される液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ投影装置で使用される液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ投影装置で使用される別の液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ投影装置で使用される別の液体供給システムを示す図である。 本発明の一実施形態に係るメニスカス固定システムの平面模式図である。 本発明の一実施形態において使用される流体ハンドリング構造、メニスカス固定システムの下方の表面と実質的に垂直な平面における、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った部分断面図である。 本発明の一実施形態に係る流体ハンドリング構造の一部である、流体ハンドリング構造の下方の表面と実質的に垂直な平面における断面図である。 空間から液体が失われる原因を模式的に示す断面図である。 失われた液滴の合体を防止する本発明の一実施形態の平面図である。 図８の流体ハンドリング構造に本発明の一実施形態を適用したときの平面図である。 本発明の一実施形態の平面図である。 本発明の一実施形態の平面図である。 本発明の一実施形態を、図１３の方向６１０から見た断面図である。 本発明の一実施形態の断面図である。 本発明の一実施形態の断面図である。 本発明の一実施形態の断面図である。 本発明の一実施形態に係る流体ハンドリング構造の断面図である。 図１５の流体ハンドリング構造の平面図である。 図１９の代替実施形態を示す図である。 本発明の一実施形態が流体損失の可能性を低下させる方法を模式的に示す断面図である。 液浸液に対して疎液性にされる、抽出器の半径方向外側の表面の領域を表す平面図である。 本発明の一実施形態が流体損失の可能性を低下させる方法を示す断面図である。 表面位置とともに変化する表面接触角を有する流体ハンドリング構造の構成を示す図である。 接触角と位置との関係を示す図である。

図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、
放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を調整するよう構成されている照明系（イルミネータ）ＩＬと、
パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するよう構成され、いくつかのパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするよう構成されている第１の位置決め装置ＰＭに接続されている支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えばレジストでコーティングされたウェーハ）Ｗを保持するよう構成され、いくつかのパラメータに従って基板を正確に位置決めするよう構成されている第２の位置決め装置ＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば一つまたは複数のダイからなる）目標部分Ｃに投影するよう構成されている投影系（例えば屈折投影レンズ）ＰＳと、を備える。

照明系は、放射の方向や形状の調整またはその他の制御用に、各種の光学素子例えば屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子または他の各種光学部品を含んでもよく、あるいはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

支持構造ＭＴは、パターニングデバイスを保持する。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスの向きやリソグラフィ装置の構成、あるいはパターニングデバイスが真空環境下で保持されるか否かなどの他の条件に応じた方式でパターニングデバイスを保持する。支持構造は、機械的固定、真空固定、またはパターニングデバイスを保持するその他の固定用技術を用いてもよい。支持構造は例えばフレームまたはテーブルであってよく、必要に応じて固定されていてもよいし移動可能であってもよい。支持構造は、パターニングデバイスを例えば投影系に対して所望の位置に位置決めできるようにしてもよい。本明細書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」に同義であるとみなされるものとする。

本明細書では「パターニングデバイス」という用語は、例えば基板の目標部分にパターンを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与するために使用されうるいかなるデバイスをも指し示すよう広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に対応していなくてもよい。このような場合には例えば、放射ビームのパターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを含む場合がある。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に形成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。

パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、例えばマスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、さらに各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。これらの傾斜ミラーにより、マトリックス状ミラーで反射された放射ビームにパターンが付与されることになる。

本明細書では「投影系」という用語は、使用される露光光あるいは液浸や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影系には例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの任意の組み合わせなどが含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である「投影系」と同義に用いられうる。

ここに図示されるのは、（例えば透過型マスクを用いる）透過型のリソグラフィ装置である。これに代えて、（例えば上述のようなプログラマブルミラーアレイまたは反射型マスクを用いる）反射型のリソグラフィ装置を用いることもできる。

リソグラフィ装置は二つ以上（二つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブル（及び／または二つ以上のパターニングデバイステーブル）を備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に他の１以上のテーブルで準備工程を実行するようにしてもよい。

図１に示されるようにイルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源ＳＯとリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源ＳＯはリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからイルミネータＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。あるいは光源が例えば水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系または放射システムと総称される。

イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径の大きさ（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。イルミネータＩＬはビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。

放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに保持されるパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射して、当該パターニングデバイスによりパターンが付与される。パターニングデバイスＭＡを通過した放射ビームＢは投影系ＰＳに進入する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに投影する。第２の位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。基板テーブルＷＴは例えば放射ビームＢの経路に異なる目標部分Ｃを順次位置決めするように移動される。同様に、第１の位置決め装置ＰＭと他の位置センサ（図１には明示せず）とにより放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。この位置決めは例えばマスクライブラリからのマスクの機械的交換後や露光走査中に行われる。一般に支持構造ＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を構成するロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現される。同様に基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を構成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールにより実現される。ステッパでは（スキャナとは異なり）、支持構造ＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。パターニングデバイスＭＡと基板Ｗとは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いてアライメントされてもよい。図においては基板アライメントマークが専用の目標部分を占拠しているが、アライメントマークは目標部分間のスペースに配置されてもよい（これはスクライブライン・アライメントマークとして公知である）。同様に、パターニングデバイスＭＡに複数のダイがある場合にはパターニングデバイスアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

図示の装置は例えば次のうちの少なくとも一つのモードで使用されうる。
１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射（すなわち単一静的露光）で目標部分Ｃに投影される間、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で転写される目標部分Ｃのサイズを制限することになる。
２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間（すなわち単一動的露光の間）、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。
３．別のモードにおいては、支持構造ＭＴがプログラム可能パターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴが移動または走査される。このモードではパルス放射源が通常用いられ、プログラム可能パターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの毎回の移動後、または走査中の連続放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のプログラマブルミラーアレイ等のプログラム可能パターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。

上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、各モードに変更を加えて動作させてもよいし、さらに全く別のモードでリソグラフィ装置を使用してもよい。

投影系ＰＳの最終素子と基板との間に液体を提供する構成は三種類に分類することができる。浴槽型、いわゆる局所液浸システム、及び全域濡れ液浸システムである。浴槽型は基板Ｗの実質的に全体が液槽に浸される。基板テーブルＷＴの一部も液層に浸されてもよい。

局所液浸システムは、基板の局所区域にのみ液体を供給する液体供給システムを使用する。液体で満たされる空間は基板上面よりも小さい。液体で満たされた容積または空間は基板Ｗがその領域の下を移動しているとき投影系ＰＳに対し実質的に静止状態にある。図２乃至図５はそのようなシステムに使用可能である別の供給装置を示す。

全域濡れ構成においては液体は閉じ込められない。基板上面全体と基板テーブルの全体または一部が液浸液で覆われる。少なくとも基板を覆う液体の深さは浅い。液体はフィルム状であってもよく、基板上の薄い液体フィルムであってもよい。液浸液は、投影系及びそれに面する対向表面の領域に供給される。対向表面は基板表面及び／または基板テーブル表面であってもよい。図２乃至図５の液体供給装置（後述）はいずれもこのシステムに使用可能である。しかし、シール機能はなくすか、動作させないか、通常ほどは効果的でないようにして、局所区域のみに液体を封じないようにしてもよい。

局所液体供給システムの四つの異なるタイプが図２乃至図５に示されている。図２及び図３に図示されているように、矢印で示すように液体が少なくとも一つの入口によって基板上に、好ましくは最終素子に対する基板の移動方向に沿って供給される。矢印で示すように、液体は投影系の下を通過した後に少なくとも一つの出口によって除去される。基板が−Ｘ方向に要素の下を走査されると、液体が要素の＋Ｘ側にて供給され、−Ｘ側にて除去される。図２は、液体流が矢印で示されている模式的な構成図である。液体が入口を介して供給され、低圧源に接続された出口によって要素の他方側で除去される。図２では液体が最終素子に対する基板の移動方向に沿って供給されるが、こうである必要はない。最終素子の周囲に配置された入口及び出口の様々な方向及び数が可能であり、一例が図３に示され、矢印で示すように、ここでは各側に４組の入口と出口が、最終素子の周囲に規則的なパターンで設けられる。

局所液体供給システムをもつ液浸リソグラフィの解決法が、図４に示されている。液体は、投影系ＰＬの両側にある二つの溝入口によって供給され、入口の半径方向外側に配置された複数の別個の出口によって除去される。入口は、投影ビームを通す穴を中心に有するプレートに設けることができる。液体は、投影系ＰＳの一方側にある一つの溝入口によって供給され、投影系ＰＳの他方側にある複数の別個の出口によって除去され、これによって投影系ＰＳと基板Ｗとの間に液体の薄膜の流れが生じる。どちらの組み合わせの入口と出口を使用するかの選択は、基板Ｗの移動方向によって決まる（他方の組み合わせの入口及び出口は作動させない）。なお液体の流れ方向を図４に矢印で示す。

提案されている別の構成は液体閉じ込め構造を液体供給システムに設けることである。液体閉じ込め構造は、投影系の最終素子と基板テーブルＷＴまたは基板Ｗとの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する。これを図５に示す。矢印は流れの方向を示す。

図５は、液体閉じ込め構造１２を有する局所液体供給システムまたは流体ハンドリング構造を模式的に示す図である。液体閉じ込め構造１２は、投影系の最終素子と対向する表面（例えば、基板テーブルＷＴまたは基板Ｗ）との間の空間１１の境界の少なくとも一部に沿って延在する。なお後述の説明で基板Ｗの表面への言及は、そうではないことを明示していない限り、基板テーブルＷＴの表面をも意味するものとする。別の物体、例えば投影系に対する基板の移動への言及は、そうではないことを明示していない限り、同一の物体に対する基板テーブルの移動をも含む。液体閉じ込め構造１２は、投影系に対してＸＹ面で実質的に静止するが、Ｚ方向（光軸の方向）におけるいくらかの相対運動が存在してもよい。一実施形態では、液体閉じ込め構造と基板Ｗの表面との間にシールを形成する。このシールは、ガスシール（ガスシールをもつシステムが米国特許出願公開ＵＳ２００４−０２０７８２４号に開示されている）や流体シール等の非接触シールであってもよい。

液体閉じ込め構造１２は、投影系ＰＬの最終素子と基板Ｗとの間の空間１１の少なくとも一部に液体を収容する。基板Ｗに対する非接触シール１６が投影系の像フィールドの周囲に形成され、投影系ＰＬの最終素子と基板Ｗとの間の空間に液体が閉じ込められてもよい。この空間の少なくとも一部が液体閉じ込め構造１２により形成される。液体閉じ込め構造１２は投影系ＰＬの最終素子の下方に配置され、当該最終素子を囲む。液体が、投影系下方かつ液体閉じ込め構造１２内部の空間に、液体入口１３によってもたらされる。液体出口１３によって液体が除去されてもよい。液体閉じ込め構造１２は、投影系ＰＳの最終素子の少し上まで延在してもよい。液位が最終素子の上まで上昇することで、液体のバッファが提供される。一実施例においては液体閉じ込め構造１２は、上端において内周が投影系またはその最終素子の形状によく一致し、例えば円形または他の任意の適切な形状であってもよい。下端においては、内周が像フィールドの形状によく一致し、例えば長方形でもよいが、これに限られない。

液体は、バリア部材１２の底部と基板Ｗの表面との間に使用時に形成される接触シール、例えばガスシール１６によって空間１１に保持されてもよい。ガスシールは、例えば空気または合成空気、一実施例ではＮ_２または別の不活性ガスなどの気体によって形成される。ガスシールの気体は、圧力下で入口１５を介してバリア部材１２と基板Ｗとの隙間に提供され、出口１４から抜き取られる。気体入口１５への過剰圧力、出口１４の真空レベル、及び隙間の幾何学的形状は、液体を閉じ込める内側への高速の気体流１６が存在するように構成される。バリア部材１２と基板Ｗとの間の液体に気体から作用する力が空間１１に液体を保持する。入口及び出口は空間１１を取り巻く環状溝であってもよい。環状溝は連続していてもよいし不連続であってもよい。気体流れ１６は空間１１に液体を保持する効果がある。このようなシステムが、本明細書にその全体が援用される米国特許出願公開ＵＳ２００４−０２０７８２４号に開示されている。他の実施例では液体閉じ込め構造１２がガスシールを有しない。

本発明の一実施形態は、メニスカスが特定の点を越えて前進することを実質的に防止する流体ハンドリング構造で用いる特定の種類の抽出器（extractor）に関する。すなわち、本発明の一実施形態は、例えば液体メニスカスの形態である液体のエッジを、投影系の最終要素と、基板および／または基板テーブルとの間の空間１１内の実質的に適当な場所に固定するメニスカス固定（pinning）デバイスに関する。メニスカス固定構成は、例えば米国特許出願公開第２００８／０２１２０４６号（参照により全体が本明細書に援用される）に記載されている、いわゆるガス引き（gas drag）抽出器原理に依存する。そのシステムでは、角付きの形状に抽出孔を配置することができる。投影系と基板および／または基板テーブルとの間の相対運動の方向、例えばステップ方向および走査方向と角とが位置合わせされる。これは、相対運動の方向と直交して二つの出口が配置される場合と比べて、相対運動の方向における所与の速度において、二つの出口の間でメニスカスに加わる力を軽減するのに役立つ。しかしながら、平面視で任意の形状をとることができる流体ハンドリング構造、または任意の形状に配置された抽出開口のような構成部分を有する流体ハンドリング構造に、本発明の一実施形態を適用することができる。限定的でないリスト内のこのような形状には、楕円（円など）、直線形状（例えば正方形である長方形、例えば菱形である平行四辺形など）、または四つより多くの角を有する角付き形状（四つ以上の先端がある星形など）が含まれてもよい。

本発明の一実施形態が関係する、ＵＳ２００８／０２１２０４６のシステムの変形例では、開口が配置される角付き形状のジオメトリにより、好ましい相対運動の方向、例えば走査方向とステップ方向の両方で位置合わせされた角に対して鋭角の角（約６０°から９０°の範囲で選択される。７５°から９０°の範囲が望ましく、７５°から８５°の範囲が最も望ましい）が存在することが可能になる。これにより、位置合わせされた角のそれぞれで速度を増大させることができる。この理由は、走査方向における不安定なメニスカスに起因する液滴の生成が減少するためである。走査方向およびステップ方向の両方と角が位置合わせされると、それらの方向において速度を増加させることができる。走査方向およびステップ方向における運動速度は実質的に等しいことが望ましい。

図６は、本発明の一実施形態で用いる流体ハンドリング構造の一部のメニスカス固定構造を模式的に示す平面図である。例えば図５のメニスカス固定構成１４、１５、１６を置換可能なメニスカス固定デバイスの構造が示される。図６のメニスカス固定デバイスは、第１ラインまたは固定ラインに配置された複数の離散した開口５０を備える。それぞれの開口５０は円形に描かれているが、必ずしもこれに限られない。実際、開口５０の一つまたは複数が、円、正方形、長方形、長円、三角形、細長いスリット等から選択された一つまたは複数であってもよい。各開口は、平面視で０．２ｍｍ以上の長さ（すなわち、一つの開口から隣接する開口に向かう方向において）を有している。長さは望ましくは０．５ｍｍ以上または１ｍｍ以上であり、一実施形態では０．１ｍｍ−１０ｍｍの範囲から選択され、一実施形態では０．２５ｍｍ−２ｍｍの範囲から選択される。一実施形態では、長さは０．２ｍｍ−０．５ｍｍの範囲から選択され、０．２ｍｍ−０．３ｍｍの範囲が望ましい。一実施形態では、各開口の幅は０．１ｍｍ−２ｍｍの範囲から選択される。一実施形態では、各開口の幅は０．２ｍｍ−１ｍｍの範囲から選択される。一実施形態では、各開口の幅は０．３５ｍｍ−０．７５ｍｍの範囲から選択され、望ましくは約０．５ｍｍである。

図６のメニスカス固定デバイスの開口５０はそれぞれ、別個に負圧（under pressure）源に接続されてもよい。代替的にまたは追加的に、開口５０のそれぞれまたは複数が、負圧で保持される共通のチャンバまたはマニホールド（環状であってもよい）に接続されてもよい。このようにして、それぞれのまたは複数の開口５０における一様な負圧を実現することができる。開口５０を真空源に接続してもよいし、および／または流体ハンドリング構造またはシステム（または閉じ込め構造、バリア部材または液体供給システム）を取り囲む大気の圧力を増加して所望の圧力差を生成してもよい。

図６の実施形態では、開口は流体抽出開口である。開口５０は、気体および／または液体を流体ハンドリング構造内に通すための入口である。すなわち、開口を空間１１からの出口とみなしてもよい。これについては以下でさらに詳細に説明する。

開口５０は、流体ハンドリング構造１２の表面に形成される。その表面は、使用時に基板および／または基板テーブルと対面する。一実施形態では、開口は、流体ハンドリング構造の平坦面にある。別の実施形態では、基板に対向する流体ハンドリング構造の表面に隆起部（リッジ）が存在してもよい。その実施形態では、開口が隆起部内にあってもよい。一実施形態では、針またはチューブによって開口５０が画成されてもよい。針の一部、例えば隣接する針の本体が結合されていてもよい。針が結合して単一の本体を形成してもよい。角付きでもよい形状を単一の本体が形成してもよい。

図７から分かるように、開口５０は、例えばチューブまたは細長い通路５５の端部にある。望ましくは、使用時に基板Ｗと対向するように開口が配置される。開口５０の縁（すなわち、表面から出る出口）は、基板Ｗの上面と実質的に平行である。使用時には、基板Ｗおよび／または基板を支持するように構成された基板テーブルＷＴの方に開口が向けられる。このことを考える別の方法は、開口５０が接続される通路５５の長軸が、基板Ｗの上面と実質的に直交する（＋／−４５°以内、望ましくは直角から３５°、２５°または１５°以内）ことである。

各開口５０は、液体と気体の混合物を抽出するように設計されている。液体は空間１１から抽出され、開口５０の液体とは反対側の大気から気体が抽出される。これは、矢印１００で示すような気流を形成する。この気流は、図６に示すように、開口５０の間の実質的に適切な場所にメニスカス９０を固定するために有効である。気流は、運動量の遮断（momentum blocking）によって、気流で誘発される圧力勾配によって、および／または液体上の気流の引き込み（剪断）によって液体の閉じ込めを維持するのに役立つ。

開口５０は、流体ハンドリング構造が液体を供給する空間を包囲する。すなわち、基板および／または基板テーブルと対向する流体ハンドリング構造の表面の周囲に開口５０が分配されてもよい。空間の周囲に実質的に連続して開口が配置されてもよい（一実施形態では、一部の隣接する開口の間の間隔が同一であるが、隣接する開口５０の間の間隔が異なっていてもよい）。一実施形態では、角付きであってもよい形状の全周で液体が抽出される。この形状に液体がぶつかるポイントで液体が実質的に抽出される。これが実現される理由は、開口５０が（形状内の）空間を一周するように形成されているからである。このようにして、空間１１に液体を閉じ込めることができる。動作中に、開口５０によってメニスカスを固定することができる。

図６から分かるように、平面視で角付き形状（すなわち、角５２を有する形状）を形成するように開口５０が配置されてもよい。図６の場合、形状は、曲線のエッジまたは辺５４を有する、例えば正方形である菱形などの四辺形である。エッジ５４は、負の半径を有してもよい。例えば角５２から離れて位置するエッジ５４の一部に沿って、角付き形状の中心に向けてエッジ５４が湾曲していてもよい。しかしながら、相対運動方向に対するエッジ５４上の全ての点の角度の平均が、湾曲のない直線によって表される平均角度のラインと呼ばれてもよい。

形状の主軸１１０、１２０を、投影系の下での基板Ｗの主要な移動方向と整列させてもよい。これは、例えば円形である形状の軸と移動方向とが整列していない形状に開口５０を配置する場合よりも、最大走査速度を速くすることに役立つ。この理由は、相対運動方向と主軸とが整列している場合、二つの開口５０の間のメニスカスに働く力が減少するからである。例えば、この減少はｃｏｓθ倍であってもよい。「θ」は、基板Ｗが移動する方向に対する、二つの開口５０を結ぶ線の角度である。

正方形形状を使用すると、ステップ方向および走査方向における移動を実質的に等しい最大速度にすることができる。これは、走査方向およびステップ方向１１０、１２０と、形状のそれぞれの角５２とを整列させることで実現することができる。一つの方向、例えば走査方向における移動が、他方の方向、例えばステップ方向における移動よりも高速であることが好ましい場合、形状は菱形であってもよい。このような構成では、菱形の主軸を走査方向と整列させてもよい。菱形形状の場合、それぞれの角が鋭角であってもよいが、例えばステップ方向における相対運動方向に対する、菱形の二つの隣接する辺（またはエッジ）の平均角度のラインの間の角度が、鈍角すなわち９０°以上（例えば、約９０°−１２０°の範囲から選択される。一実施形態では９０°−１０５°の範囲から選択され、一実施形態では８５°−１０５°の範囲から選択される）であってもよい。

開口５０の形状の主軸を基板の主要な移動方向（通常は走査方向）と整列させ、さらにもう一方の軸を基板の他の主要な移動方向（通常はステップ方向）と整列させることによって、スループットを最適化することができる。θが９０°とは異なる任意の構成が、少なくとも一つの移動方向では有利であることが理解されよう。したがって、主軸を主要な移動方向と正確に整列させることが不可欠であるわけではない。

負の半径を持つエッジを設けることの利点は、角をより鋭角にできることである。走査方向と整列させた角５２およびステップ方向と整列させた角５２の両方に対して、７５°−８５°の範囲から選択された角度、またはさらに小さい角度を実現可能である。仮に両方の方向で整列させた角５２を同じ角度にするためのこの特徴がないとすると、それらの角は９０°でなければならなくなる。角を９０°未満の角度とすることが望ましい場合、相対運動方向と９０°未満になるように整列させた角を選択する必要がある。この場合、他の角は９０°より大きい角度になる。

開口を星形に配置してもよい。星形の実施形態では、エッジは曲線ではなく直線である。二つの角５２を結ぶ直線の半径方向内側にある点、例えば中間角でエッジが合流してもよい。この構成は、開口をつなぐ線によって画成される、二つの隣接する角５２の間のエッジが滑らかである構成と同程度には、高い相対速度でメニスカスを適切に固定できないことがある。開口５０により画成されるこのようなラインが角付き形状を画成し、連続的であり、連続的に変わる方向を有していてもよい。星形の実施形態では、形状の辺に沿った中間角がメニスカスを固定してもよい。角が鋭くなるほど、メニスカスを固定するより大きな力が角に集中することになる。鋭角の角では、形状の短い長さのエッジに固定力が集中する。鋭角の角よりも滑らかな曲線を持つ角、例えば曲率半径がより大きな角は長さが長くなるので、より長い曲線の角に沿って、すなわち角の周囲に固定力を分布させる。それゆえに、基板と流体ハンドリング構造との間の特定の相対速度に対して、両方の角に与えられる有効なメニスカス固定力は同一である。しかしながら、規定長のエッジについては、鋭角の角に対する有効な固定力は、滑らかな曲線の角に対する力よりも大きい。基板と流体ハンドリング構造との間の相対速度が小さいとき、鋭角の角で固定されるメニスカスは、滑らかな曲線の角によって固定されるメニスカスよりも不安定である。

図７は、流体ハンドリング構造の下面５１に開口５０が設けられる様子を示す。しかしながら、必ずしもそうとは限られず、流体ハンドリング構造の下面からの突起部に開口５０があってもよい。矢印１００は、流体ハンドリング構造の外側から開口５０と関連する通路５５に入る気体の流れを示す。矢印１５０は、空間から開口５０に入る液体の経路を示す。通路５５および開口５０は、二相抽出（すなわち、気体と液体）が環状流れモードで発生するように設計されることが望ましい。環状の気流では、気体が実質的に通路５５の中心を通って流れ、液体が通実質的に路５５の壁面に沿って流れてもよい。脈動の発生が少ない滑らかな流れが得られる。

開口５０の半径方向内側にはメニスカス固定構造がなくてもよい。開口５０に入る気流によって誘発される牽引力を用いて、開口５０の間にメニスカスが固定される。約１５ｍ／ｓよりも大きい気体牽引速度、望ましくは２０ｍ／ｓより大きい速度で十分である。基板からの液体の蒸発量が減少し、これによって液体の飛び跳ねと熱膨張／収縮効果の両方を減少させる。

複数の別個の針（それぞれが開口５０と通路５５を備えてもよい）、例えばそれぞれ直径が１ｍｍであり３．９ｍｍだけ離れている少なくとも３６本の針が、メニスカスを固定するのに効果的であってもよい。一実施形態では、１１２個の開口５０が存在する。開口５０は、辺の長さが０．５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２ｍｍまたは０．１ｍｍの正方形であってもよい。

流体ハンドリング構造の底面を他のジオメトリとすることも可能である。例えば、米国特許出願公開ＵＳ２００４−０２０７８２４号に開示された任意の構造を本発明の一実施形態で使用することができる。

図６から分かるように、開口５０の外側に細長い隙間６１（スリット形状であってもよい）が設けられる。細長い隙間６１は、第１ラインに配置された開口５０よりも、液浸流体を含む空間からさらに離れて位置してもよい。隙間６１は、開口５０が配置される第１ラインと実質的に平行であってもよい。細長い隙間が第２ラインすなわちナイフライン（knife line）を形成してもよい。開口５０によって形成される形状の外周を第２ラインが取り囲んでもよい。一実施形態では、細長い隙間が連続しており、第１ラインによって形成される形状を完全に取り囲んでもよい。使用時に、隙間６１は加圧源（over pressure source）に接続される。隙間６１から流れる気体が、開口５０によって形成されるメニスカス固定システムを取り囲むガスナイフ（例えば、空気ナイフ）を形成してもよい。このガスナイフの機能については後述する。一実施形態では、細長い隙間は、形状の辺５４に沿った複数の別個の隙間（細長くてよい）を含む。複数の隙間が直列に配置されてもよい。

一実施形態では、液体ハンドリングデバイスが上述の通りであるが、ガスナイフ６０を持たない。このような実施形態では、液浸液のメニスカスが親液性（lyophilic）の領域、または疎液性（lyophobicity）が比較的低い（すなわち、基板または基板テーブル表面の他の部分よりも液浸液に対する接触角が小さい）領域を横切るように基板テーブルＷＴが移動すると、液浸液が広がって低疎液性の領域を覆う膜状になってもよい。水の存在時には、疎液性は疎水性のことであり、親液性は親水性のことである。

膜の形成は、液体メニスカスと基板または基板テーブルとの相対運動速度（走査速度）が臨界速度より大きいか否かによって決まることがある。開口５０によって固定されるメニスカスに対して、臨界速度は、液体ハンドリング構造１２と基板および／または基板テーブルの対向表面との間の、それを越えるとメニスカスがもはや安定できなくなる相対速度である。臨界速度は対向表面の特性によって決まる。対向表面の接触角が大きくなるほど、一般に臨界速度も大きくなる。一旦膜が形成し始めると、たとえ基板が移動してメニスカスがより接触角の大きい領域を越えたとしても、膜が成長し続けることがある。このような接触角のより大きな領域では、臨界速度もより大きくなる。メニスカスが以前接触していた領域（すなわち、接触角がより小さな領域）の臨界速度で基板が移動する場合、走査速度は現在の臨界速度より小さくてもよい。

少しの遅れの後に、膜が大きな液滴に分かれる場合があるが、これは望ましくない。ある場合には、これに続く基板テーブルＷＴの移動のために液滴がメニスカスと衝突することがあり、この衝突が液浸液内に気泡を生じさせることがある。（例えば、疎水性の存在下で）疎液性が比較的低い領域が、基板のエッジ、基板テーブル上の平坦な付着可能部材（例えば、ステッカー）などの除去可能な構造、位置決め構造（例えば、エンコーダグリッドまたは位置合わせマスク）、および／またはセンサ（例えば、ドースセンサ、画像センサまたはスポットセンサ）を含む場合がある。一実施形態では、（例えば、疎水性の存在下で）疎液性の比較的低い領域が、コーティングまたは表面処理の劣化によって形成されることがある。コーティングまたは表面処理は、（例えば、疎水性の存在下で）表面の疎液性を増加させるために表面に施されることもある。

一実施形態では、ガスナイフ６０は、基板または基板テーブル上に残されたあらゆる液膜の厚さを低減するように機能してもよい。膜の厚さを低減すると、膜が液滴に分かれる可能性を低減することができる。追加的にまたは代替的に、ガスナイフ６０からの気流が液体を開口５０に向けて追い立てて抽出されるようにしてもよい。

一実施形態では、ガスナイフ６０は膜の形成を弱めるように作用する。これを実現するため、ガスナイフ隙間６１とメニスカス固定開口５０の中心線間の距離を、１．５ｍｍから４ｍｍの範囲、望ましくは２ｍｍから３ｍｍの範囲から選択することが望ましい。（一実施形態では、ガスナイフ隙間６１は複数の隙間を有する。）隙間６１が配置される第２ラインは、通常、開口５０が形成される第１線の後に続き、その結果、隙間６１と開口５０の隣接するもの同士の間の距離が上述の範囲内になる。第２ラインは開口５０のラインと平行であってもよいが、２００９年９月３日に出願された米国特許出願第６１／２３９，５５５号（参照によりその全体が本明細書に援用される）に記載されるように必ずしもそうとは限らない。

（複数の隙間が第２ラインに沿って存在する）隣接する隙間６１の間、および隣接する開口５０の間の距離を一定に維持することが望ましい場合がある。一実施形態では、隙間６１および開口５０の中心線の長さに沿って、このことが望ましい。一実施形態では、流体ハンドリングデバイスの一つ以上のコーナー領域内で一定の距離であってもよい。

ガスナイフは、開口５０間の空間を横切って圧力勾配を形成するほど開口５０に十分に近接していることが望ましい。例えば流体ハンドリング構造１２の下方に、液体の層（すなわち液膜）または液滴が集積可能である停滞域が存在しないことが望ましい。一実施形態では、２００９年９月３日に出願された米国特許出願第６１／２３９，５５５号および米国特許出願公開第２００７／００３０４６４号（参照によりその全体が本明細書に援用される）に記載されるように、開口５０を通る気体の流速が、細長い隙間６１を通る気体の流速と結合されてもよい。したがって、隙間６１から開口５０まで実質的に内側に流速が向けられてもよい。開口５０および隙間６１を通る気体の流速が同一である場合、流速が「均衡している」と呼ぶことがある。液体残渣、例えば液膜の厚さを最小化するので、均衡した気流が望ましい。

本明細書の他の箇所で述べるように、任意の閉じた形状を形成するように開口５０が配置されてもよい。閉じた形状には、例えば、平行四辺形などの四辺形、菱形、長方形、正方形、または円などの楕円を非限定のリスト内に含んでもよい。いずれの場合にも、ガスナイフ６０のための隙間６１が、開口５０によって形成される形状と実質的に同様の形状を有してもよい。開口５０によって形成される形状のエッジと、隙間６１によって形成される形状との間の距離は、上述した範囲内である。一実施形態では、距離が一定であることが望ましい。

図８は、本発明の一実施形態にしたがった流体ハンドリング構造の一部の模式的な断面図を示す。平面内で、流体ハンドリング構造は、円、楕円、長円、三角形、正方形、長方形、菱形、平行四辺形、または少なくとも二つ、望ましくは四つ以上の角を有する角付き形状を含む任意の形状をとるが、これらに限定されない。液体が閉じ込められる空間１１と、流体ハンドリング構造の外部である領域、例えば流体ハンドリング構造外部の環境大気内の領域との間の境界に、複数の開口５０および隙間６１が上述のような態様で配置されてもよい。空間から流体ハンドリング構造内に液体を抽出するときに使用するために、複数の開口５０が第１ラインに配置されてもよい。開口６１が第２ラインに設けられ、ガスナイフデバイスを形成するように配置されてもよい。ガスナイフからの気体が、第１ラインの開口５０に向けて液体を移動させてもよい。本発明の一実施形態では、空間から流体ハンドリング構造内への液体の抽出時に使用するために、複数の開口５０の代わりに細長い開口を第１ラインに設けてもよい。

第１ラインおよび第２ラインよりも液浸液からさらに離れて、一つ以上の開口７１が第３ラインすなわち液体ラインに設けられてもよい。第４ライン、すなわち液滴ナイフラインに配置された開口７２によって、第２ガスナイフデバイスが形成されてもよい。（一実施形態では、開口７２は複数の開口７２を有する。）第４ラインは、液浸液を閉じ込める空間１１から第３ラインよりも遠くに配置される。第２ガスナイフデバイスを通る気流は主に内側に向けられてもよく、したがって気流の大半が開口７１を通過する。一実施形態では、一つ以上の開口７１および第２ガスナイフデバイスの隙間７２を通る気流が均衡する。

この実施形態の流体ハンドリング構造は、第１の複数の開口５０と共に作用する第１ガスナイフデバイスを備える。この組み合わせが、液浸液の主要な抽出を実行する。

流体ハンドリング構造は、開口７１の第３ラインと共に作用する第２ガスナイフデバイスを有する。一つ以上の開口および関連するガスナイフのさらなる組み合わせを設けることで、予期しない利点があることが分かっている。

単一のガスナイフデバイスと単一の関連する開口のラインとを備える、図７に示すような構成は、基板Ｗおよび／または基板テーブルＷＴの表面に液体残渣を残すことがある。液体残渣は、液膜または複数の液滴の形態をしている場合がある。しばらくして、膜が複数の液滴に分かれることがある。液滴がより大きな液滴に成長して許容できないほど大きくなることがある。本明細書で説明するように、走査速度が対向表面の一部に対する臨界走査速度を越えると、液体残渣が残ることがある。例えば、連続接触角を持つ表面について、走査速度がその表面の臨界走査速度を越えて増加すると、これが生じることがある。液体残渣は、接触角の変化する表面の一部の場所に残ることがあり、そのため、たとえ走査速度が一定であっても走査速度が臨界走査速度を超える。このような部分は、例えば液体メニスカスがエッジを横断する瞬間の、基板のエッジ、シャッタ部材、センサまたはセンサ目標などの構造のエッジであってもよい。

大気圧への接続によって、例えば、大気に接続されかつガスナイフデバイスと開口５０、７１との間に位置する空間によって、ガスナイフデバイスが開口５０、７１のラインから分離される構成では、さらなる問題が生じることがある。ガスナイフデバイスと開口との間に液体が集積して大きな液滴を形成することがある。投影系ＰＳおよび流体ハンドリング構造に対する基板Ｗおよび／または基板テーブルＷＴからの移動方向が変化すると、このような大きな液滴が、液浸液の前進するメニスカスと衝突することがある。液滴とメニスカスとの衝突によって、気体の混入が生じ、小さなまたはより大きな気泡を生成することがある。さらに、衝突によって引き起こされたメニスカスの攪乱が気泡を形成することがある。気泡の形成は望ましくない。本明細書で説明するような構成は、上述の問題または他の問題の一つ以上を軽減するのに役立つことがある。

二つのガスナイフデバイスおよび関連する開口を抽出のために流体ハンドリング構造に設けると、それぞれの組み合わせの設計および／またはプロセス制御パラメータを、それぞれの組み合わせの特定の目的（異なっていてよい）に合わせて選択することが可能になる。第１ガスナイフを形成する、第２ラインの開口６１を出る気体の流速は、第２ガスナイフデバイスを形成する、第４ラインの開口７２を出る気体の流速よりも小さくてよい。

一実施形態では、第１ガスナイフデバイスの気体の流量を比較的小さくすることが望ましい場合がある。なぜなら、上述したように、第１ラインの複数の開口５０を通る流れは、かなりの量の液体を含む二相であるからである。第２ラインの隙間６１および第１ラインの複数の開口５０を通る流量が、不安定な二相流の様式である場合、例えば流量が大きすぎる場合、二相流が力の変動（例えば振動）を引き起こすことがあり、これは望ましくない。他方、第２ラインの隙間６１および／または第１ラインの複数の開口５０を通る流れの様式が安定するほど、例えば流量が小さいほど、投影系ＰＳおよび流体ハンドリング構造に対する基板Ｗおよび／または基板テーブルＷＴの所与の移動速度においてガスナイフデバイスを通過する液浸液の漏れが大きくなる。したがって、単一ガスナイフ構成における気体の流量は、本質的に、これらの二つの相反する要求の妥協であった。

第２ガスナイフデバイスおよび関連する抽出を流体ハンドリング構造に設けることで、第１ガスナイフデバイスでより低い流量を使用することが可能になる。第２ガスナイフデバイスを使用して、第１ガスナイフデバイスを越えて通過する液滴を取り除くことができる。さらに、第４ラインの隙間７２および第３ラインの一つ以上の開口７１を通る気体の流量が比較的大きくてもよい。この理由は、流れの大部分が気体であるからである。有利なことに、この増大した流量が、基板Ｗおよび／または基板テーブルＷＴの表面からの液滴の除去性能を向上させる。

ある構成では、第１ガスナイフデバイスを形成するために第２ラインの隙間６１を出る気体の流量は、毎分１００リットル以下であってもよく、望ましくは毎分７５リットル以下であり、望ましくは毎分約５０リットル以下である。特定の構成では、第２ガスナイフデバイスを形成するために第４ラインの開口７２を出る気体の流量は、毎分６０リットル以上であってもよく、望ましくは毎分１００リットル以上であり、望ましくは毎分約１２５リットル以上である。

一実施形態では、第２ラインの隙間６１を通る気体の流量を制御するコントローラ６３が設けられる。一実施形態では、コントローラ６３は、第１ラインの開口５０を通る気体の流量も制御してもよい。コントローラ６３は、加圧源６４（例えばポンプ）および／または負圧源６５（例えばポンプ、加圧を与えるのと同じポンプである可能性がある）を制御してもよい。コントローラ６３は、所望の流量を達成するために、一つ以上の適切な流量制御弁に接続されてもよい。コントローラは、一つ以上の開口５０と関連付けられた、抽出流の流量を測定するための一つ以上の二相流量計か、隙間６１と関連付けられた、供給される気体の流量を測定するための流量計か、またはその両方に接続されてもよい。二相流量計の適切な構成は、２００９年６月３日に出願された米国特許出願第６１／２１３，６５７号に記載されており、その全体が参照により本明細書に援用される。

コントローラ７３（コントローラ６３と同一であってもよい）が、隙間７２を通る気体の流量を制御するために設けられる。コントローラ７３は、一つ以上の開口７１を通る気体の流量も制御する。コントローラ７３は、加圧源７４（例えばポンプ）および／または負圧源７５（例えばポンプ、加圧を与えるのと同じポンプである可能性がある）を制御してもよい。所望の流量を提供するために、コントローラ７３に接続されコントローラ７３により制御される一つ以上の適切な制御弁が存在してもよい。コントローラは、一つ以上の開口７１を通る流れを測定するように構成された一つ以上の二相流量計か、隙間７２を通る流れを測定するように構成された一つ以上の流量計か、またはその両方によって提供される流れ測定に基づき値を制御してもよい。このような構成は、第１および第２ラインに関連づけられた流れ成分に対する構成と同様であってもよい。

コントローラ６３、７３のうちの一つまたは両方は、対応するガスナイフの気体流量に比例して、開口５０、７１を通る気流を制御するように構成されてもよい。一実施形態では、ガスナイフを通る気体の流量は、対応する開口５０，７１を通る全流量とは最大２０％または最大１０％異なっている。一実施形態では、開口５０、７１を通る気体流量は、対応する一つ以上の隙間６１、７２を通る気体流量と一致するように制御されてもよい。一実施形態では、一つ以上の隙間６１、７２またはガスナイフを通る気体流量は、対応する開口５０、７１を通る気体流量と実質的に同一であってもよい。

開口５０、７１を通る気体流量を、それぞれのガスナイフの気体流量と一致するように構成することは、ガスナイフから流出する気体の実質的に全てが、対応する開口５０、７１に流れ込むことを意味してもよい。気流は、内向き、メニスカスに向けて、または液体残渣源に向けてであってもよい。単独のガスナイフは実質的に対称的な圧力ピークを生成し、気体はそのピークから離れて両方の方向に流れる。しかしながら、実施形態におけるガスナイフのそれぞれまたは両方について気流が均衡しているので、ガスナイフは代わりに、ガスナイフの一つ以上の隙間６１、７２と対応する開口５０、７１との間に圧力勾配を形成してもよい。外側に向かう（図７および８の右方向）ガス流、すなわちガスナイフのそれぞれから液浸液を含む空間から離れる流れは、わずかであるかまたはなくてもよい。

一実施形態では、コントローラ６３、７３は、ガスナイフが必要であるときにアクティブになるように、ガスナイフのそれぞれまたは両方の作動を制御してもよい。言い換えると、ガスナイフは、適切な所定の条件下でスイッチオフされてもよい。例えば、走査速度が臨界速度を安全に下回っているときはガスナイフをスイッチオフし、現在メニスカスの下にある表面またはメニスカスに接近している表面の臨界速度を走査速度が上回るときあるいは上回りそうなときにガスナイフをスイッチオンする。例えば、基板の中心部が流体ハンドリング構造１２の下を移動するとき、ガスナイフの一方または両方がスイッチオフされてもよい。接触角は、基板のこの部分にわたり一定であり、その部分についての臨界走査速度は、越えないように十分に高くてもよい。形状のメニスカスが例えば基板、センサ、シャッタ部材またはセンサ目標のエッジを越えて移動する前に、移動する間におよび／または移動した後に、ガスナイフの一方または両方が使用可能であってもよい。

リソグラフィ装置の構造では、リソグラフィ装置の予期された動作モードのいずれに対しても、特に内側のガスナイフは必要でないことがある。したがって、一実施形態では、内側のガスナイフが省略されてもよい。このような実施形態では、図１２に示すように、第２ラインの隙間６１が省略されてもよい。加圧源６４が必要でないこともある。リソグラフィ装置のこの変形は、本出願で述べられる他の実施形態および変形例とともに適用可能であることを理解すべきである。

一つ以上の開口７１および隙間７２が配置される第３および第４ラインは、全体的に、一つ以上の開口５０および隙間６１が形成される第１および第２ラインの後に続いてもよい。一実施形態では、一つ以上の開口７１によって形成される形状は、一つ以上の開口５０によって形成される形状とは異なる。第３および第４ラインは、例えば一実施形態では第１から第４ラインは、ライン間が一定の間隔になるように平行であることが望ましい場合がある。

一実施形態では、第２ラインの隙間６１の幅、すなわち第１から第４ラインを横切る方向の幅は、４０μｍから７５μｍの範囲から選択され、望ましくは約５０μｍである。

一実施形態では、第２ガスナイフデバイスの形成に用いられる、第４ラインの隙間７２は、第２ラインの隙間６１に対して上述したのと同じ特徴を有してもよい。第１ガスナイフデバイスの隙間６１と同様に、単一のスリットとして、または複数の細長い隙間として隙間７２を形成してもよい。一実施形態では、第４ラインの隙間７２の幅、すなわち第１から第４ラインを横断する方向における幅は、２０μｍから５０μｍの範囲から選択され、望ましくは３０μｍである。

第３ラインの一つ以上の開口７１は、単一の細長いスリットとして、または複数の細長い開口として形成されてもよい。一実施形態では、第３ラインの一つ以上の開口７１の幅、すなわち第１から第４ラインを横断する方向の幅は、１００μｍから２００μｍの範囲から選択され、望ましくは１５０μｍである。代替的に、第３ラインの一つ以上の開口７１は、第１ラインの一つ以上の開口５０と同様に配置されてもよい。

一実施形態では、流体ハンドリング構造の下面５１は、下面の外側部分５１ａが第４ラインの隙間７２から少なくとも２ｍｍ、望ましくは５ｍｍだけ延出するように、配置されてもよい。流体ハンドリング構造の下面５１のこの外側部分５１ａは、基板Ｗおよび／または基板テーブルＷＴの表面とともにダンパとして機能し、第３ラインの一つ以上の開口７１から離れる気流を低減する。したがって、このような構成は、特に比較的速い走査速度において、例えば流体ハンドリング構造から離れる液滴の形態をした液体の漏れを低減することができる。

図８に示す実施形態では、流体ハンドリング構造の下面５１に凹部８０が設けられる。凹部８０は、第２ラインと第３ラインの間の第５ライン、すなわち凹部ラインに設けられてもよい。一実施形態では、第１から第４ラインのいずれかと平行になるように、望ましくは少なくとも第２ライン、第３ライン、またはその両方と平行になるように、凹部８０が配置される。

凹部８０は、周囲大気などの大気、例えば流体ハンドリング構造の外側の領域に気体導管８２によって接続される一つ以上の開口８１を備えてもよい。凹部８０は、望ましくは外部大気に接続されるとき、第１ガスナイフデバイスおよび第１ラインの関連する一つ以上の開口５０を、第２ガスナイフデバイスおよび第３ラインの関連する一つ以上の開口７１から分離するように機能してもよい。凹部８０は、両側に位置する構成要素の動作を分離する。したがって、凹部の半径方向内側の構造は、半径方向外側の構造から切り離される。

一般に、第１ガスナイフと第２ガスナイフを分離する所望の機能を提供するために、凹部８０の容積は十分に大きくなければならないことを理解すべきである。しかしながら、凹部８０の容積が大きくなるほど、凹部内に液体が集積する可能性が高くなり、および／または凹部８０内に集積する液体の量が多くなる。基板Ｗおよび／または基板テーブルＷＴの表面上に放出される大きな液滴を形成することがあるので、このような液体の集積は望ましくない。代替的にまたは追加的に、凹部８０に集積する液体は、走査方向が変化するときにメニスカスと衝突することがあり、その結果、上述した問題のうち一つ以上が生じる。

凹部８０の大きさの選択は妥協であってもよい。一実施形態では、流体ハンドリング構造の下面５１に対する凹部８０の深さＤ１は、０．２５ｍｍから０．７５ｍｍの範囲から選択することができ、望ましくは約０．５ｍｍである。一実施形態では、凹部８０の幅、すなわち第１から第５ラインを横切る方向の幅は、１ｍｍから１５ｍｍの範囲、望ましくは１ｍｍから１０ｍｍの範囲、望ましくは２ｍｍから３ｍｍの範囲から選択することができる。

一実施形態では、凹部８０の大きさは、第１ガスナイフと第２ガスナイフを分離する所望の機能を確実にすることを主に目的として選択されてもよい。例えば、凹部８０の大きさは、上述した例より大きくてもよい。このような実施形態では、凹部内の液体の集積を低減するために、または凹部内に集積するあらゆる液体の効果を改善するために、もしくはその両方のために、追加の手段をとってもよい。

凹部８０の両側に、流体ハンドリング構造の下面５１のそれぞれの部分５１ｂ、５１ｃがあってもよい。それぞれの部分５１ｂ、５１ｃは、第３ラインの一つ以上の開口７１のエッジおよび第２ラインの隙間６１から凹部８０のエッジをそれぞれ分離してもよい。（隙間６１および一つ以上の開口７１のこれらのエッジは、第２および第３ラインではないことに注意する。なぜなら、ラインは開口の断面の中心を通過するからである。したがって、エッジはラインからは離れている。）凹部８０の両側にある流体ハンドリング構造の下面５１の部分５１ｂ、５１ｃは、基板Ｗおよび／または基板テーブルＷＴの表面とともに、それぞれダンパとして機能してもよい。このようなダンパは、第１および第２ガスナイフからそれぞれの開口５０、７１に向けて気体が確実に流れるようにするのを助けてもよい。

凹部８０の両側にある流体ハンドリング構造の下面５１の部分５１ｂ、５１ｃの大きさの選択は、妥協であってもよい。流体ハンドリング構造の下面５１の部分５１ｂ、５１ｃの大きさが、必要に応じてダンパとして機能するほど十分に大きくすることが必要である場合がある。第２ラインと第４ラインの間の総距離を、所与のしきい値よりも確実に大きくすることが必要である場合がある。この理由は、第２ラインと第３ラインの間の距離は、液膜９０が確実に液滴に分かれるような十分な大きさである必要があるためである。第２ラインと第３ラインの間の距離を少なくとも所与のしきい値と同じ大きさにすることで、基板Ｗおよび／または基板テーブルＷＴの表面から第３ラインの一つ以上の開口７１を通る液体の除去を容易にすることができる。しかしながら、第２ラインの隙間６１のエッジと第３ラインの一つ以上の開口７１のエッジとの間の離隔距離が大きくなるほど、液体集積の可能性が大きくなり、および／または凹部の下方に集積する液体の量が多くなる。これは、例えば上述したような問題を引き起こすことがある。

一実施形態では、凹部８０と第１ガスナイフデバイスとの間の、流体ハンドリング構造の下面の部分５１ｃの幅は、少なくとも１ｍｍであってもよく、望ましくは少なくとも２ｍｍである。部分５１ｃの幅は、第１から第５ラインを横断する方向における、凹部８０の最も近いエッジから、第２ラインの隙間６１のエッジの間の離隔距離であってもよい。流体ハンドリング構造の下面５１の部分５１ｃは、第１ガスナイフデバイスと凹部８０との間に隙間または開口を持たずに連続的であってもよい。

一実施形態では、凹部８０と第３ラインの一つ以上の開口７１との間の、流体ハンドリング構造の下面５１の部分５１ｂの幅は、少なくとも１ｍｍであってもよく、望ましくは少なくとも２ｍｍである。部分５１ｂの幅は、第１から第５ラインを横断する方向における、一つ以上の開口７１のエッジと凹部８０の最も近いエッジとの間の離隔距離であってもよい。流体ハンドリング構造の下面５１の部分５１ｂは、第３ラインの一つ以上の開口７１と凹部８０との間に隙間または開口を持たずに連続的であってもよい。

凹部８０内に液体が集積する可能性の低減を助けるために、鋭角のエッジを持たない形状に凹部が設けられてもよい。表面が滑らかに丸みを帯びていてもよい。液体が容易に集積するので、鋭角のエッジは望ましくない。例えば、凹部表面の周囲の任意の点における最小曲率半径が少なくとも０．１ｍｍ、望ましくは０．２ｍｍより大きくなるように、凹部８０の形状が構成されてもよい。

一実施形態では、流体ハンドリング構造のこれらの区画の全幅が、２ｍｍから２０ｍｍの範囲、望ましくは４ｍｍから１６ｍｍの範囲から選択されるように、凹部８０の大きさ、および凹部の両側の流体ハンドリング構造の下面５１の部分５１ｂ、５１ｃの大きさが選択される。凹部８０の大きさおよび部分５１ｂ、５１ｃの大きさは、第２ラインの隙間６１と第３ラインの一つ以上の開口７１との間の離隔距離であってもよい。

一実施形態では、流体ハンドリング構造は、周囲大気などの大気に、例えば流体ハンドリング構造の外部領域に気体導管によって接続される一つ以上の開口を、流体ハンドリング構造の下面５１に備えてもよい。例えば、大気に接続されるこのような開口が、上述のような凹部を包含していない実施形態に設けられてもよい。このような構成を使用して、第２ガスナイフデバイスおよび第３ラインの関連する一つ以上の開口７１から、第１ガスナイフデバイスおよび第１ラインの関連する一つ以上の開口５０を分離することができる。

上述のように、特に第２ラインの隙間６１と第３ラインの一つ以上の開口７１との間での、流体ハンドリング構造の下面５１上の液体の集積は、望ましくないことがある。集積した液体は、投影系および流体ハンドリング構造に対する基板Ｗおよび基板テーブルＷＴの相対移動の方向が変化するときに、問題を引き起こす場合がある。一実施形態では、本明細書で説明する流体ハンドリング構造を備えるリソグラフィ装置は、基板テーブルＷＴおよびその上に保持される基板Ｗを移動するように構成されるポジショナＰＷのアクチュエータシステムを制御するように構成されたコントローラＰＷＣを備えてもよい。

投影系ＰＳに対する基板テーブルＷＴの速度が特定の速度を超える場合に、上述のように集積した液体によって引き起こされることがある問題を低減するための手段を講じるように、コントローラＰＷＣが構成されてもよい。例えば、対向面の一部に対する第１ガスナイフデバイスの臨界速度に一致するように、またはこの臨界速度をわずかに下回るように、速度が選択されてもよい。例えば半径方向外側へのガスナイフを通る液浸液の漏れが所与の量を超えるときの、投影系ＰＳに対する基板テーブルＷＴの速度として、臨界速度を考えることができる。このような臨界速度は、ガスナイフデバイスの構造、ガスナイフデバイスの気体流量、および／または、そのポイントでの基板および／または基板テーブルＷＴの表面の性質に依存してもよいことは認められるだろう。

投影系ＰＳに対する基板テーブルＷＴの速度は、所与の速度を超えてもよい。投影系に対する基板テーブルの移動方向の変更が必要となる場合がある。一実施形態では、速度が所与の速度を超えており、かつ基板テーブルの移動方向を変更する必要がある場合に、投影系ＰＳに対する基板テーブルの速度を所与の速度未満に最初に低減するように、コントローラＰＷＣが構成される。続いて、コントローラＰＷＣは、方向の変更を開始してもよい。したがって、例えば第１ガスナイフデバイスの臨界速度を超えて方向の変更が生じることはもはやなく、第１および第２ガスナイフデバイスの間に集積した液浸液によって引き起こされる問題を最小化または軽減する。

図８に示すような流体ハンドリング構造１２を使用することで、７０μｍよりも大きな液滴を基板上に残すことなく、投影系ＰＳに対する基板テーブルＷＴなどのテーブルの走査速度を１ｍ／ｓにすることができる。対照的に、単一ラインの開口および同様の走査速度で作動する関連するガスナイフデバイスを備える構成は、基板Ｗなどの対向表面上に最大３００μｍの液滴を残してしまうことがある。こうして、例えば基板のエッジなどの構造のエッジをメニスカスが横切る場所で、および／またはメニスカスが親液性領域（水に対して親水性であってもよい親液性領域）を横切る場所で、本発明の一実施形態による流体ハンドリング構造の性能を、以前の構成と比較して改善することができる。本発明の一実施形態を適用することで、液浸液の損失を減らし、および／または攪乱力の原因を減らすことに役立つ。

別のタイプの流体ハンドリングデバイスは、いわゆる単相抽出器である。単相抽出器が二相流体を抽出するように作動してもよい。いわゆる単相抽出器は、負圧源に接続された例えばマイクロシーブ（micro-sieve）である多孔質部材を備える。液体で覆われた細孔を通して液体が抽出されるが、液体ではなく気体で覆われた細孔を通しては抽出が起こらない。気体で覆われた細孔のそれぞれを越えて液体のメニスカスが延出し、そのメニスカスの毛細管力によって細孔内の液体の抽出が防止される。このようにして、単相の抽出が促進される。これは、流体ハンドリング構造内の振動を低下させる観点から有利である。このような流体ハンドリング構造は、例えばＵＳ２００６−００３８９６８に記載されている。

本発明の一実施形態を、上述した流体ハンドリング構造のいずれかとともに用いることができる。本発明の一実施形態は、あらゆる液滴が合体から逃れてより大きな液滴を形成する可能性を最小化することを目的とする。液浸液が存在し基板Ｗおよび／または基板テーブルＷＴと流体ハンドリング構造１２との間に広がる空間の半径方向外側の位置を定める流体のメニスカスが、表面上の液滴と衝突すると、空間内の液浸液の中に気泡が含まれることがある。このような気泡は基板Ｗに対して通常は静止している。したがって最終的には気泡が露光領域に存在し、その領域のあらゆる露光が気泡の存在のために結像誤差を含むことになる。

図９は、液浸空間１１から液体が失われ得るメカニズムを説明する５つの図（図９．１〜図９．５）を含む。これは、例えば、基板Ｗと基板テーブルＷＴの表面の間のエッジを横切る間である。基板テーブルＷＴの表面と基板との間に、流体抽出器を配置することができる隙間があってもよい。流体抽出器は、隙間に進入する液体、隙間に捕らわれる気体（および、隙間が液浸空間の下を通過するときに隙間の上方に位置する液浸空間１１の中に逃げ込むことがある気体）、またはこれらの両方を除去することができる。このような流体抽出器の一実施形態は、気泡抽出シール（ＢＥＳ：bubble extraction seal）である。流体抽出器は、隙間内に負圧を生成する負圧源を有してもよい。図９に示したものと同一の機構は、任意のテーブルの高さが変化したとき液体損失につながることがある。例えば、センサの端部とセンサが位置する（例えば搭載される）テーブルとの間に高さの変化が存在することがある。一実施形態では、テーブルは、投影系の下方で基板を別の基板と交換するために使用されるテーブルであってもよい。

大きな気泡を生じうる液滴は、基板のエッジが空間１１の下方を通過するときに液浸空間１１から失われる液体から形成されることがある。これら液体の一部は、ＢＥＳ（図９．２参照）に局所的にくっついて残ったメニスカスによって形成される。メニスカスのこの部分が抽出器５０に向けて後退すると、流体ハンドリング構造のガスダンパ表面（気体が空気である場合は、空気ダンパ）に膜が形成されることがある。ガスダンパ表面は、抽出器５０とガスナイフ開口６１との間にある流体ハンドリング構造１２の領域である。ステンレス鋼で作られてもよい流体ハンドリング構造１２の表面の後退接触角が小さいために、この膜が形成されることがある（図９．３参照）。膜が形成される場所に応じて、抽出器５０を介して膜が抽出されるか、またはガスナイフ開口６１に向けて膜が輸送される。使用時にガスナイフ開口の下方に存在する再循環ゾーン（図９．４および９．５参照）のために、二つの抽出領域が発生することがある。ガスナイフ開口の下方に位置する液滴が大きくなりすぎた場合、小さな液滴が放出されてもよい。小さな液滴は、最終的には一つまたは複数の大きな気泡を形成することがある。

本発明の一実施形態は、抽出器の半径方向外側に存在しうる液体マニピュレータ（例えば構造）に向けられている。液体マニピュレータは、小さな液滴が合体して表面上で（例えばガスダンパ表面で）大きな液滴になるのを防止するのに役立つことができる。一実施形態では、液体マニピュレータは、抽出器に向かう表面から液滴を除去するのに役立つ。一実施形態では、液体マニピュレータは受動的であり、例えば可動部分を持たない。

一実施形態では、液体マニピュレータは、液滴が合体して大きな液滴になる可能性を少なくし、および／または表面上の液滴を抽出器に輸送し、および／または、抽出器が一列に並んだ複数の抽出開口５０である場合、気体ダンパ上の液滴が二つの抽出開口５０の間を通り過ぎる可能性を低下させる。一実施形態では、液体マニピュレータは抽出器５０に向けて液滴を輸送するのに役立つ。

図１０は、液滴が合体して大きな液滴になることを防止するまたは減少させる解決策を模式的に示す。

本発明の一実施形態は、（針状の液体）抽出開口５０（例えば二相抽出開口）の配列と少なくとも一つのガスナイフ開口６１との間の液浸フードの底面の一部にある複数の溝５００（または一連の溝）を含む。溝５００は、半径方向に少なくとも部分的に整列している。すなわち、溝５００は、（例えば平面視で円形である液体閉じ込め構造１２の）半径方向と整列する成分、または抽出開口５０および／またはガスナイフ開口６１の直線配列と直交する成分を持つ方向を有する。溝は細長く、また空間１１を通過する方向に整列している。一実施形態では、その方向が空間の中心を通過する。一実施形態では、溝が実質的に同心に整列し（co-aligned）、および／または（随意に細長い）抽出器および／またはガスナイフ開口６１に対して角度が付けられている。

溝５００とともに二つの領域が設けられてもよい。二つの領域は、開口５０の半径方向にすぐ外側の領域と、外側ガスナイフ７２の半径方向にすぐ内側の領域である。

変形例は、例えば直線、のこぎり歯状、波形、正弦波状、または非対称形状など、細長方向で断面が異なる溝５００を含んでもよい。

液体閉じ込め構造１２の下の基板のエッジ（例えば、基板のエッジと周囲のテーブルとの間の隙間）などのエッジを走査することで、例えばガスナイフ６１と抽出開口５０との間の、液体閉じ込め構造１２のガスダンパ表面に液滴が捕捉されることがある。このような液滴は、合体によって成長することがある。大きすぎる液滴は不安定になり、液体ハンドリング構造の表面を離れ落ちて基板Ｗに当たる。液浸空間１１の前進するメニスカスとこのような衝突が生じると、大きな気泡欠陥が生じる場合がある。ツインラインの概念（図８に関して説明した。実質的に平行な二つのガスナイフを使用するためにそのように呼ばれる）では、外側ガスナイフ開口７２と抽出開口７１との間の領域に液滴が捕らわれることがある。

本発明の一実施形態は、ガスナイフ６１と抽出開口５０との間に捕捉される液滴の量を顕著に減少させることができる。この実施形態は、ガスナイフ６１と抽出開口５０との間に、抽出開口５０のラインと実質的に直交する成分を持つ方向に整列させた小溝５００を有する。

溝５００は、ガスナイフ６１と平行な方向における液滴の移動を避けるのに役立つ。溝５００は、小さな液滴が結合してより大きな液滴になるのを、防止はしないが減少させるのに役立ってもよい。一実施形態では、溝５００は、ガスナイフ６１と抽出開口５０の間の表面に液滴を保持し、液滴を抽出開口５０に導く。

さらに、溝５００は、抽出開口またはスリット５０に向けて液滴を導くのに役立ってもよい。毛細管効果のために、または局所圧力勾配によってこれが可能になる。

一実施形態では、溝５００は、深さが６０μｍ、溝の間のピッチが１２０μｍである粗い溝である溝付き表面を備えてもよい。適切な溝の深さは３０−９０μｍであり、適切な溝のピッチは８０−１６０μｍである。溝が同様の深さを有してもよい。溝が表面に周期的に配置されてもよい。

二つ以上の溝のサイズを採用してもよい。これらは、粗い溝と細かい溝である。粗い溝は誘導溝とみなすことができる。粗い溝は、溝に沿って液体の流れを動的に導く。細かい溝は、表面の疎水性または親水性の性質を強化する。したがって、表面特性の強化のために疎液性（例えば水が存在するときは疎水性）または親液性（例えば水が存在するときは親水性）の表面が必要とされる場所に、細かい溝を使用することができる。細かい溝は、毛細管力を利用して、液浸液を抽出開口５０に輸送することができる。細かい溝は、０．１−２μｍの断面寸法（深さおよび／または幅）を有することが望ましい。

粗い溝は、３０−９０μｍの断面寸法（深さおよび／または幅）を有することが望ましい。粗い溝の場合、溝の特性は、表面の疎液性（例えば水が存在するときは疎水性）または親液性（例えば水が存在するときは親水性）の性質より優勢である。通常は、しかし排他的ではなく、粗い溝を疎液性（例えば水が存在するときは疎水性）の表面と組み合わせて使用する。その場合、バリアによって液滴を保持することができ、また溝が液体の流れを導くことができる。粗い溝は、以下のうちの一つまたは複数の防止を目的とすることができる。すなわち、ガスナイフ６１および／または抽出器の細長い方向（例えば抽出開口５０のライン）と平行に液浸液の液滴が輸送されることの防止、および／または隣接する抽出開口５０の間に液浸液の液滴が輸送されることの防止である。一実施形態では、細かい溝と粗い溝との間のサイズを持つ溝が存在し、この溝が上述した方法の組み合わせで機能する。

図１０の実施形態では、溝５００は、溝の内側が液浸液に対して望ましくは親液性である（すなわち、一実施形態では、液浸液が液浸液に対し７０°未満の後退接触角を有する）粗い溝であってもよい。抽出開口５０、７１のラインに向かって液体が導かれてもよい。

一実施形態では、図１０の溝５００は細かい溝であってもよい。細かい溝の場合、溝の内側が液浸液に対して親液性であることが望ましい。一実施形態では、液浸液が７０°未満の後退接触角を有してもよい。これは、液滴が広がって（smear out）表面上に膜を形成するのを促進し、その結果、抽出開口５０、７１を通して表面から液体を膜として除去することができる。

一実施形態では、細かい溝のみが存在する。一実施形態では、粗い溝のみが存在する。一実施形態では、細かい溝と粗い溝の両方が存在する。図１１−１４は、様々な異なる実施形態を示す。一実施形態では、抽出開口５０に対して溝が放射状である。液体を一つの抽出開口５０に導く方向に溝が広がってもよい。粗い溝が抽出開口５０のラインと直交していてもよい。しかしながら、一実施形態では、細かい溝をそのように構成することは望ましくない。なぜなら、そのような構成は、抽出開口５０間の隙間を通した液体の漏れにつながりうるからである。

一実施形態では、中間サイズの溝を使用してもよい。このような中間の溝は、液浸液を特定の方向（例えば、一つの抽出開口５０に向かう方向）に輸送すること、隣接する抽出開口５０間での液滴の動きを妨げること、またはその両方に対して有益である。平面視で角付き形状の（例えば、図６に図示したような）システムでは、角に位置する抽出開口５０に通じる溝が、他の抽出開口５０（例えば、実質的に直線に配置された抽出開口）に通じる溝よりも多く存在する。

図１１は、図６ないし８に示した流体閉じ込め構造１２内での溝５００の使用を模式的に示す。

開口５０とガスナイフ開口６１との間の表面の典型的な寸法は約１ｍｍであり、例えば０．５ｍｍと１．５ｍｍの間である。

本発明の一実施形態の目的は、上述の問題を本質的に解決することである。溝は、液滴が合体して、抽出開口５０とガスナイフ開口６１の間の流体ハンドリング構造１２の表面上でより大きな液滴になることを防止または減少させることを目的としている。溝は、液滴を抽出開口５０に導いてもよい。これは、基板のエッジが液浸空間の下を通過するとき、例えば基板Ｗのエッジ周りの隙間を横切るときに形成される、ガスナイフ開口６１および／または液滴の近傍の気流の再循環の結果、抽出開口５０とガスナイフ開口６１との間に大きな液滴が形成されることを妨げるのに役立つ。これがなければこの表面上に形成されることになる液滴は、液浸空間１１内の液体の液浸液メニスカスと後に衝突して、空間内に気泡を導入することになるだろう。

溝が形成される表面から材料を除去することで、溝を形成してもよい。代替的にまたは追加的に、表面に材料を追加することで（例えば隆起部を堆積することで）溝を形成してもよい。一実施形態では、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を表面に堆積させて、模様のついたＰＭＭＡの隆起部の間に溝を形成してもよい。

図７に示した抽出システムの起こり得る望ましくない特徴は、ガスナイフ開口６１から半径方向内側に流れる気流が、流体ハンドリング構造１２の表面よりも基板Ｗにはるかに近くなることである。これにより、対向表面の液滴に加わるのと同じ大きさの力を、流体ハンドリング構造１２の表面の液滴に、気流によって加えられないことがある。

図１２は、流体閉じ込め構造１２の一実施形態を示す。図１２は、流体閉じ込め構造１２の下面の平面図である。下面は、使用時に、例えば基板Ｗまたは基板テーブルあるいは測定テーブルなどのテーブルであってもよい対向表面と対抗する面である。図１２の流体閉じ込め構造１２は、図６に示したタイプである。しかしながら、図８に示した流体閉じ込め構造１２のタイプにも、その原理を等しく適用することができる。図１２の抽出開口５０は、図８の抽出開口７１であってもよい。図１２のガスナイフ開口６１は、図８のガスナイフ開口７２であってもよい。

図１２の実施形態では、液体マニピュレータが、ガスナイフ６１と抽出開口５０のラインとの間の表面で液滴が合体する可能性を低減する構造である。液体マニピュレータは、表面の一連の溝５００のかたちをしている。上述のように、表面から材料を除去するか、または表面に材料を追加して溝５００が形成されてもよい。溝５００は細長い。溝５００の細長方向は空間１１を通過する。一実施形態では、抽出開口５０に向かう表面からの液滴の除去を助けるように溝５００が構成される。

一実施形態では、図１２に示すように、それぞれの抽出開口５０が、それに関連する少なくとも一つの溝５００を有する。関連づけられた溝５００は、自身の関連する抽出開口５０を通過する方向に細長い。液滴への溝５００の毛管作用が、溝５００に沿って液滴を抽出開口５０に向けて引き出すのに有効であってもよい。ガスナイフ６１から抽出開口５０への気流が、溝５００に沿って液滴を移動させる追加のまたは代替的な力を提供してもよい。

一実施形態では、抽出開口５０と関連づけられる図１２の溝５００は、細かいタイプの溝でありまた親液性である。このようにすると、溝５００に着地する液滴が広がって、開口５０によって液滴を膜として除去することができる。

一実施形態では、抽出開口５０と関連づけられた溝５００、または溝５００の少なくとも一部は、細かいサイズのものではない。例えば、抽出開口５０と関連づけられた一つまたは複数の溝５００が粗いタイプの溝であってもよい。一実施形態では、溝５００は、溝５００内の表面の液滴を捕らえることによって液滴の合体を防止するのに役立つ。溝５００は親液性になるように作成される。溝５００は抽出開口５０に向けて液滴を導く。ガスナイフ６１から抽出開口５０への気流は、関連づけられた抽出開口５０に向けて溝５００に沿って液滴を移動させるのに有効である。一実施形態では、ガスナイフ６１および／または抽出開口５０のラインと平行の方向に液滴が移動する能力を制限することによって、液滴の合体を妨げる。

図１３は、以下に述べる点を除き、図１２の実施形態と同一である実施形態を示す。図１３において、抽出開口５０は、（例えば図６に示したような）平面視で角付き形状であるラインを形成する。角の抽出開口５０Ａは、角付き形状の辺に沿って位置する、すなわち角でない部分に位置する他の抽出開口５０よりも、多くの溝５００と関連づけられる。

隣接する抽出開口５０の間に、一連の溝６００が存在する。溝６００は細長い。溝６００の細長方向は、抽出開口５０のラインと平行な成分を有する。一実施形態では、隣接する抽出開口５０の間の溝６００は、抽出開口５０のラインと平行である。溝６００は、抽出開口５０のラインと直交する成分を有する方向において、隣接する抽出開口５０の間を通過する液滴が存在する可能性を低下させるように構成される。この目的のために、溝６００は、粗いタイプかつ疎液性（すなわち、液浸液が例えば７０°、望ましくは９０°、望ましくは１００°以上の後退接触角を有する）であることが望ましい。したがって、溝６００と遭遇する液滴が適所に保持され、溝が液滴バリアとして機能する。一実施形態では、大きな接触角ヒステリシスが存在し、これは液滴がさらに内側に移動することを防止するのに役立つ。溝６００は、液浸空間１１の半径方向外側の位置で、液滴の液体の流れを阻止する役割をしてもよい。

一実施形態では、溝６００は、細かいタイプまたは中間タイプのものであってもよい。溝が親液性である場合、溝と接触する液滴が広がって、抽出開口５０によって液滴を膜として抽出することができる。毛管作用が液滴に作用し、溝６００がその間に位置する抽出開口５０の一方または他方に液滴を向かわせることができる。

一実施形態では、抽出開口５０と関連づけられた溝６００は、細かいタイプの溝であり疎液性である。例えば、抽出開口５０と関連づけられた溝６００は、０．１−２μｍの間の深さおよび／または幅を有してもよい。粗いスケールの溝については、非平滑表面と液滴との間の動的な相互作用によって液滴の流れが導かれてもよい。いずれにしても、液体が溝に進入せず、突起部の間の溝の中に気体が留まり表面が疎液性の表面として機能するように、溝のサイズが選択されてもよい。細かいまたは中間の溝６００が疎液性である場合、溝６００を越えた液滴の移動の防止に役立つように溝が作用してもよい。

一実施形態では、図１２または１３に示すように、液体閉じ込め構造１２は、抽出開口５０の間に溝６００のみを備え、溝５００は備えない。

上述のように、溝５００、６００は、平坦でない断面形状を細長方向に有してもよい。一例を図１４に示す。図１４は、開口５０のラインと直交する方向に沿った図１３の液体閉じ込め構造１２を通る断面である。図示のように、各溝６００は直角三角形の断面形状を有する。直角三角形の斜辺はガスナイフ６１の側にある。直角三角形の垂線は、空間１１に近い側にある。このようにすると、空間１１に向かって移動する液滴に対して、溝６００への進入が促進されるが、三角形の直交面によって、溝６００から空間１１に向けての移動が妨げられる。表面を越えて液体が流れる好ましい方向を表面が有していてもよい。

適切な他の溝の断面形状は、楕円、半円、正方形、長方形、台形、または平行四辺形を含んでもよいが、これらに限定されない。

図１５−２０は、上述した、および例えばＵＳ２００６−００３８９６８に記載の単相抽出器における溝の使用のアイデアを示す。このような単相抽出器は、使用時に基板Ｗまたはテーブルなどの対向表面と対面し空間１１を取り囲む流体閉じ込め構造１２の底面または下面上の多孔質部材７００から構成される。多孔質部材７００の対向表面とは反対側のチャンバ７１０に負圧が加えられる。

液浸液で覆われた多孔質部材７００の細孔を通して液浸液が通過する。液浸液で覆われていない（すなわち、多孔質部材７００と対向表面との間に広がるメニスカス９０の半径方向外側の）細孔は、それぞれの細孔を横切って広がる液体のメニスカスによって塞がれる。単相抽出モードにおいて、液体を塞ぐ表面張力は、チャンバ７１０に与えられる負圧よりも大きい。

多孔質部材７００を通した抽出速度を増加させるために（例えば、空間１１から液体が逃れるおそれを低減するために）、より高い負圧がチャンバ７１０に与えられる。これは欠点となり、望ましくない二相流を生み出しうる。

図１５−２０の実施形態では、平面視でそのフットプリントを増大させることなく、多孔質部材７００の全表面積が増大している。これは、多孔質部材７００に溝を形成することで達成される。言い換えると、対向表面に対面する多孔質部材７００の表面に少なくとも一つの凹部および／または突起部が形成される。多孔質部材７００の表面積を増大することで、同一の負圧に対してより高い抽出速度が得られる。したがって、真の単一相流で液浸液を抽出することができ、これによって二相流で生じる脈動を回避し、装置重量を低減することができる。追加的にまたは代替的に、多孔質部材７００に溝／波形を設けることで、全体的に、多孔質部材７００および液体閉じ込め構造１２の剛性を高めることにつながる。走査方向またはステップ方向に細長方向があるように溝／波形を形成してもよく、また（図１９および２０に示すように）多孔質部材７００の一部または全体にわたり溝／波形を形成してもよい。一実施形態では、平面視で、空間または開口５０、７１の形状と実質的に同一または同様の形状に溝／波形を形成してもよい。

一実施形態では、少なくとも一つの凹部および／または突起部が少なくとも一つの溝の一部であってもよい。一実施形態では、多孔質部材７００が複数の溝を有する。一実施形態では、溝が実質的に平行である。一実施形態では、複数の実質的に平行な溝が波形を形成してもよい。一実施形態では、多孔質部材７００の表面の少なくとも一部が実質的に平坦である。

図１５の実施形態では、溝が正弦波状の断面を有する。しかしながら、図１６、１７および１８に示すように、図１６に示した（空間１１から離れた方を向く斜辺を有する）直角三角形などの他の形状が適切であることもある。図１７および１８に示すように、溝が台形の断面形状を有していてもよい。一実施形態では、台形は規則的な台形（図１７）である。一実施形態では、台形は不規則な台形（図１８）である。台形の一辺は底部に対して直角である。その辺は空間１１に最も近い。

図１９は、空間１１を取り囲む多孔質部材７００の平面図である。多孔質部材７００は、ｘ方向における空間１１の両側で平坦である。ｙ方向における、空間１１の両側および多孔質部材７００の平坦部分両側に、溝が存在する。溝はｘ方向と整列した細長方向を有する。

代替実施形態では、図２０に示すように、波形がｙ方向に整列される。図２０では、多孔質部材７００の全体が波形である。

一実施形態では、液体マニピュレータが液滴の形成を防止するのに役立つ。疎液性材料で形成された液体マニピュレータをガスダンパ表面（抽出器５０の半径方向外側の基板および／またはテーブルに対面する液体ハンドリング構造１２の表面）に適用することによって、メニスカスが後退するときに後退接触角（〜７０°または９０°対０°）がより大きくなるために、ガスダンパ上に液浸液の膜が形成されにくくなる。したがって、ガスダンパ上に残る液体が少なくなり、この結果液体の集積も少なくなる。ガスダンパ表面の疎液性のために、ガスダンパの後ろに残される液滴またはガスダンパと接触する液滴が反射されてもよい。液滴は重力のために最終的に基板または基板テーブルの上に残る。しかしながら、ガスダンパから離れる前に、液滴が結合してより大きな液滴になることはない。これは、液体マニピュレータが存在しない場合よりも、液滴がメニスカスと衝突した結果として空間内に大きな気泡が含まれる可能性が小さくなることを意味する。図１０に示し図１０に関連して上述したような溝（単数または複数）によって、液体マニピュレータ上の液滴が半径方向内側に移動するのを防止することができる。

メニスカスが構造（例えば、基板のエッジと交差する間の基板のエッジまたは基板テーブルのエッジ）で固定されるとき、液体マニピュレータの一部の濡れが失われる（de-wetting）ことは起こりそうにない。この理由は、メニスカスが疎液性または超疎液性（例えば、疎水性または超疎水性）コーティングと作る接触角がはるかに大きく、したがって、よくあるように、ガスダンパが親液性（例えば、親水性）であるときのＣ型断面と比較して、メニスカスがＳ型断面となるからである。疎液性または超疎液性から親水性への遷移がある場合（以下のいくつかの実施形態で述べる）、疎液性／超疎液性領域と親液性の領域との間の境界をメニスカスが通過するときに、メニスカスの断面形状が変化する。

むき出しのステンレス鋼と比較して、疎液性または超疎液性のコーティングは非常に小さな接触角を有するので、固定構造を横切った後の部分的な濡れの喪失を軽減することができる。

さらに、本発明の一実施形態における接触角ヒステリシスは、典型的に、（流体ハンドリング構造を作成するのに使用されることがある）ステンレス鋼のものよりも小さい。したがって、液滴を配置するのに必要な力が小さい。ステンレス鋼の場合、接触角ヒステリシスは通常、ステンレス鋼の粗さおよび前処理に応じて、５０−７０°のオーダーであるである。いくつかの疎水性材料／コーティングの場合、ヒステリシスを〜２０°の値に容易に低下させることができる。このヒステリシスは液滴の粘性の測定単位であり、したがって液滴はそのような疎液性表面にくっつきにくくなる。

このようなコーティングの例は、Ｌｉｐｏｃｅｒ（商標）としても知られるポリジメチルシロキサン、例えばテフロン（登録商標）などのフッ素重合体を含むコーティングがある。

コーティングは超疎液性（例えば超疎水性）のコーティングであってもよい。超疎液性コーティングは、例えば１６０°の初期後退接触角を有してもよく、１２０°から最大１８０°まで取り得る。作用後、後退接触角は約１００°まで減少することがある。これは、初期後退接触角が９０−９５°であるが、動作中は６０°に低下することがあり、おそらく７０−９５°の範囲である通常の疎液性コーティングに匹敵する

様々な技術を用いて、薄膜の形態であることが多い超疎液性コーティングを堆積させることができる。これらには、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の化学蒸着、カーボンナノチューブおよび壁、変調ＲＦグロー放電、マイクロ波ＰＥＣＶＤ、フッ化ポリマーの自己組織化などを含む。一般に、フッ化炭素化合物は表面エネルギーが小さいために、水および油を反発することが分かっている。テフロンはフッ化炭素化合物であり、テフロンのようなコーティングを異なる方法で堆積させる。この方法は、無線周波プラズマによる前駆フッ化炭素の重合、イオンビームスパッタリング、ＲＦスパッタリングを含む。A. Satyaprasad、V JainおよびS. K. nemaによる、「Deposition of superhydrophobic nanostructured Teflon-like coating using expanding plasma arc」と題する論文（Applied Surface Science 253 (2007) 5462-5466）でさらに詳細をみることができ、参照によりその全体が本明細書に援用される。Xue-Mei Li、David ReinhoudtおよびMercedes Crego-Calamaが「What do we need for a superhydrophobic surface? A review on the recent progress in the preparation of superhydrophobic surfaces」（Chemical Society Reviews 2007, 36, 1350-1368）の中で超疎水性コーティングを適用する技術を議論しており、その全体が参照により本明細書に援用される。Paul Roach、Neil ShirtcliffeおよびMichael Newtonによる、「Progress in superhydrophobic surface development」（Soft Matter, 2008, 4, 224-240）と題する論文が超疎水性コーティングを適用する技術を開示しており、その全体が参照により本明細書に援用される。

疎水性表面の利点は、汚染物の集積がされにくいことである。

図２１は、表面が液浸液に対して疎液性にされる実施形態を示す。抽出開口５０とガスナイフ開口６１との間の流体ハンドリング構造１２の表面（いわゆる気体ダンパ）の材料が、７０°以上、望ましくは９０°以上、より望ましくは１００°以上、さらにより望ましくは１１０°、１２０°、１３０°または１４０°以上の後退接触角を液浸液が有するように（例えばコーティングによって）作られる。表面は疎水性であっても超疎水性であってもよい。一実施形態では、気体ダンパ表面に対して１５０°以上の接触角を液浸液が有する。

疎液性コーティングは、ガスナイフ開口６１から、ガスナイフ開口６１と抽出開口５０の直線配列との間の任意の点まで広がる。

抽出開口５０とガスナイフ開口６１との間の全表面を疎液性コーティングが覆うと、よりよい結果が得られることがある。

ガスナイフ６１を持たず、かつ例えば上述のように単相抽出器として動作する多孔質抽出を使用可能な構成で、疎液性コーティングを適用してもよい。

露光光に著しくさらされるわけではないので、このコーティングはＤＵＶ耐性である必要なないが、液浸液耐性、例えば超純水耐性でなければならない（適切なコーティングは、例えばテフロンおよびＬｉｐｏｃｅｒであってもよい）。

図２２は、図６の流体ハンドリング構造１２の断面を平面で示す。クロスハッチングで示すように、開口５０とガスナイフ６１との間の表面の一部は、液浸液が７０°以上、望ましくは９０°以上の後退接触角を持つように作られる。したがって、開口５０とガスナイフ６１との間の表面の一部のみが液浸液に対して疎液性であるときに、本発明の一実施形態の利点を得ることができる。しかしながら、別の斜めのクロスハッチングで示す別の領域によって示されるように、表面のより大きなまたはより小さな面積がコーティングで覆われてもよい。クロスハッチングされた領域に加えてまたはその代わりに、異なるハッチングの付けられた領域の全てまたは一部を、例えば液浸液に対して疎液性にしてもよい。

米国特許出願公開ＵＳ２００５／０１７５７７６号に記載されるように、超疎液性コーティングがロータス（lotus）面であってもよい。

一実施形態では、疎液性または超疎液性表面が、上述の溝、特に細かい溝を備える。

一実施形態では、抽出開口５０から離れた下面が超疎液性である。抽出開口５０に近接して、下面は親液性となる。例えば、流体ハンドリング構造１２のむき出しのステンレス鋼が存在したとする。液浸液（例えば、ＵＰＷ）は典型的に、むき出しのステンレス鋼に対して０、１０、２０または最大３０°の後退接触角を有する。

一実施形態では、液浸液が下面と作る接触角が抽出開口５０からの距離とともに変化する。これは、例えば、疎液性または超疎液性コーティングを付与する前の下面の構造（例えばテクスチャリング）によって達成することができる。表面がより構造化されている位置では、コーティングがより疎液性になる。表面に異なる接触角を与えるコーティングは、多くの異なる塗布技術（例えばスプレーコーティング）によって塗布することができる。

液浸液が表面と作る接触角は、少なくとも部分的には表面の表面エネルギーに起因する。接触角勾配を有する表面は、表面エネルギー勾配を有する表面と呼ばれることがある。表面エネルギーは、下面上の液浸液の液滴を抽出開口５０に向けて移動する力を与えるのに十分であってもよい。一実施形態では、下面の表面エネルギー勾配は、抽出開口５０とガスナイフ開口６１との間で異なっていてもよい。表面エネルギー勾配が、ガスナイフ開口６１から抽出開口５０（ここで液滴を除去することができる）に向けて液滴を輸送してもよい。液滴が輸送される距離が短い限り、液浸液の他の場所に構造を適用してもよい。

液滴を移動させる表面エネルギー勾配について、表面によって加えられる力は、表面にあるときに液滴が示すヒステリシスを乗り越えなければならない。表面エネルギーによって誘起される液滴の移動を実現するための最小の力は、表面に対する液浸液の接触角の関数である。

液滴の動きが、液滴の開始位置とは無関係な予測可能な挙動であることが望ましい。一実施形態では、液滴を移動させるための最小の力と液滴の移動する距離との間の関係が線形である。この線形関係を実現するために、接触角の余弦が、接触角ではなく距離とともに線形に変化する。一実施形態では、余弦は、表面上の接触角における極大差である。図２４ａに示される流体ハンドリング構造１２の下面の実施形態に対して、図２４ｂは、表面上のある位置における表面の接触角の余弦と、抽出開口５０とガスナイフ開口６１との間の全距離の割合をＬとしたときの（すなわち、距離ｘがＬに等しい）、抽出開口５０からのその位置の距離との間の例示的な関係を示す。

一実施形態では、疎液性粒子を用いて表面を疎液性にし、抽出開口５０からの距離によって付与する疎液性粒子の量を変動させる（例えば、単位表面積に付与される粒子の密度、または粒子によって覆われる表面の割合を変動させる）ことによって、接触角の変化を実現することができる。ガスナイフ開口６１に向かうにつれて接触角を滑らかに遷移させることが望ましい。この理由は、下面と基板との間に広がる液体のメニスカスが固定されずに下面に沿って移動することができるからである。しかしながら、抽出開口から離れると接触角が増加するために、メニスカスが抽出開口５０から離れて移動すると、メニスカスの移動に対する抵抗が増加する。したがって、メニスカスの固定（図２３を参照して後述する）を原因とする液体の損失を低減することができる。

疎液性または超疎液性のコーティングはゼロでない接触角ヒステリシスを有することが多く、これは望ましいことである。ゼロでない接触角ヒステリシスは、メニスカスに作用する毛管力に対抗する固定ヒステリシス力につながる。この結果、メニスカスの位置の制御が改善され、これによって応答時間が短縮される。

一実施形態では、疎液性または超疎液性の領域が、上述のように疎液性の細かい溝の使用によって提供される。

上述の原理を、液浸リソグラフィ装置の他の領域に適用することができる。例えば、流体ハンドリング構造の上面を疎液性または超疎液性とし、上述のように、抽出開口５０とガスナイフ６１との間の下面と同じように上面を処理してもよい。加えて、投影ビームＰＢが伝播しない投影系の下面を同様に処理してもよい。

一実施形態では、抽出開口５０とガスナイフ６１との間の同心溝１０００が流体ハンドリング構造１２の下面に設けられる。これは、流体ハンドリング構造１２の断面図である図２３に示されている。溝１０００は、幅が約５０μｍ、深さが約２０μｍであり、鋭いエッジ（例えば、半径が１μｍ未満）を備えていてもよい。溝１０００の半径方向内側の辺には表面処理がなされておらず、例えばむき出しのステンレス鋼のような親液性表面が残されている。しかしながら、溝１０００の半径方向外側かつガスナイフ６１の半径方向内側に、疎液性または超疎液性の表面が存在してもよい。一実施形態では、疎液性または超疎液性の表面は、ステッカーの形態である。一実施形態では、疎液性または超疎液性の表面は、本文書の他の箇所で述べたようなコーティングである。

溝１０００の内側の同心エッジは、固定構造として機能する。同心エッジは、気体ダンパの完全な濡れを回避する（内側部分のみが濡れる）。溝１０００が気体１０２０の再循環渦から離れて位置する場合、溝１０００のエッジからメニスカスの固定が解除されたとき、溝１０００の下面の半径方向内側部分は、戻り走査中に完全に濡れが失われる。濡れの喪失が図２３の矢印１０１０によって示されている。溝１０００のエッジからメニスカスの固定が解除されることが予想される。溝１０００の半径方向内側の表面は、メニスカスのＢＥＳからの固定が解除された後に濡れがなくなり、下面上のメニスカス位置が抽出開口５０に向けて半径方向内側に移動する。

溝１０００は、溝１０００でメニスカスを固定して、抽出開口５０とガスナイフ６１との間の領域の完全な濡れを回避する。そうすることによって、特定領域の濡れがないときに液体が喪失するおそれが軽減される。溝１０００は、数十マイクロメートルの幅および深さである。

本明細書で述べた変形形態のいずれかに基づく一実施形態では、二相抽出器として作用する一つまたは複数の開口５０、７１を使用することについて説明してきたが、いずれの実施形態における一つまたは複数の開口も、米国特許出願公開ＵＳ２００６−００３８９６８号（参照によりその全体が本明細書に援用される）に記載されているような多孔質部材またはマイクロシーブで置き換えることができる。それぞれの多孔質部材は、単相または二相の流体流内の液体を抽出するように作用することができる。一実施形態では、気流が半径方向内向きに向けられてもよいが、多孔質部材を通して抽出される代わりに、気体供給開口と多孔質部材との間に位置する気体抽出開口によって気流が抽出されてもよい。このような実施形態では、気流は、ガスナイフデバイスによって対向表面上に残される液体残渣を削減するのに役立つ。したがって、本発明の一実施形態は、少なくとも図８および９を参照して述べた実施形態によって実現されるのと同様の利益を実現する構成で実装されてもよい。

理解されるように、上述した構造のいずれも任意の他の構造とともに使用することができ、この出願で保護されるものは明確に説明した組み合わせに限られない。

ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について本文書において特に言及をしてきたが、本明細書で述べたリソグラフィ装置は、他の応用形態も有していることを理解すべきである。例えば、集積された光学システム、磁気領域メモリ用の誘導及び検出パターン（guidance and detection pattern）、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造といった応用である。当業者は、このような代替的な応用形態の文脈において、本明細書における「ウェハ」または「ダイ」という用語のいかなる使用も、それぞれより一般的な用語である「基板」または「目標部分」と同義とみなすことができることを認められよう。本明細書で参照された基板は、例えばトラック（通常、レジスト層を基板に付加し、露光されたレジストを現像するツール）、計測ツール及び／または検査ツールで露光の前後に加工されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示は、そのような基板処理工具または他の工具に対しても適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために二回以上基板が加工されてもよく、その結果、本明細書で使用された基板という用語は、複数回処理された層を既に含む基板のことも指してもよい。

本明細書で使用される「照射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）照射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）を含む、あらゆるタイプの電磁気照射を包含する。「レンズ」という用語は、文脈の許す限り、屈折光学要素及び反射光学要素を含む様々なタイプの光学要素のうちの任意の一つまたはその組み合わせを指す場合もある。

本発明の特定の実施形態が上述されたが、説明したもの以外の態様で本発明が実施されてもよい。例えば、本発明の実施形態は、上述の方法を記述する機械で読み取り可能な命令の一つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形式をとってもよいし、そのコンピュータプログラムを記録したデータ記録媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）であってもよい。機械で読み取り可能な命令は２以上のコンピュータプログラムにより実現されてもよい。それら２以上のコンピュータプログラムは一つまたは複数の異なるメモリ及び／またはデータ記録媒体に記録されていてもよい。

本明細書に記載のコントローラは、リソグラフィ装置の少なくとも一つの構成要素内部に設けられた一つまたは複数のコンピュータプロセッサによって一つまたは複数のコンピュータプログラムが読み取られたときに動作可能であってもよい。コントローラは信号を受信し処理し送信するのに適切ないかなる構成であってもよい。一つまたは複数のプロセッサは少なくとも一つのコントローラに通信可能に構成されていてもよい。例えば、複数のコントローラの各々が上述の方法のための機械読み取り可能命令を含むコンピュータプログラムを実行するための一つまたは複数のプロセッサを含んでもよい。各コントローラはコンピュータプログラムを記録する記録媒体及び／またはそのような媒体を受けるハードウェアを含んでもよい。コントローラは一つまたは複数のコンピュータプログラムの機械読み取り可能命令に従って動作してもよい。

本発明の一つまたは複数の実施形態はいかなる液浸リソグラフィ装置に適用されてもよい。上述の形式のものを含むがこれらに限られない。液浸液が浴槽形式で提供されてもよいし、基板の局所領域のみに提供されてもよいし、非閉じ込め型であってもよい。非閉じ込め型においては、液浸液が基板及び／または基板テーブルの表面から外部に流れ出ることで、基板テーブル及び／または基板の覆われていない実質的に全ての表面が濡れ状態であってもよい。非閉じ込め液浸システムにおいては、液体供給システムは液浸流体を閉じ込めなくてもよいし、液浸液の一部が閉じ込められるが完全には閉じ込めないようにしてもよい。

本明細書に述べた液体供給システムは広く解釈されるべきである。ある実施形態においては投影系と基板及び／または基板テーブルとの間の空間に液体を提供する機構または構造体の組み合わせであってもよい。一つまたは複数の構造体、及び一つまたは複数の流体開口の組み合わせを含んでもよい。流体開口は、一つまたは複数の液体開口１０、一つまたは複数の気体開口、一つまたは複数の二相流のための開口を含む。開口のそれぞれは、液浸空間への入口（または流体ハンドリング構造からの出口）または液浸空間からの出口（または流体ハンドリング構造への入口）であってもよい。一実施例においては、液浸空間の表面は基板及び／または基板テーブルの一部であってもよい。あるいは液浸空間の表面は基板及び／または基板テーブルの表面を完全に含んでもよいし、液浸空間が基板及び／または基板テーブルを包含してもよい。液体供給システムは、液体の位置、量、性質、形状、流速、またはその他の性状を制御するための一つまたは複数の要素をさらに含んでもよいが、それは必須ではない。一実施形態では、液浸液が水であってもよい。上述の説明は例示であり限定することを意図していない。よって、当業者であれば請求項の範囲から逸脱することなく本発明の変形例を実施することが可能であろう。

要約すると、本開示は、以下の節のうち一つ以上を含むことができる様々な実施形態を提供する。

１．リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造であって、該流体ハンドリング構造の外部領域に液浸流体を備えるように構成された空間の境界に、
使用時に基板および／またはテーブルの方に向けられる第１ラインに配置される少なくとも一つの開口を備える抽出器と、
使用時に前記基板および／または前記テーブルと対向する表面上にあり、該表面上の液滴が合体する可能性を低下させる液体マニピュレータと、
を連続的に備えることを特徴とする、流体ハンドリング構造。

２．前記液体マニピュレータは、前記抽出器に向かう液滴を前記表面から除去するのに役立つことを特徴とする上記１に記載の流体ハンドリング構造。

３．前記液体マニピュレータが構造であることを特徴とする上記１または２に記載の流体ハンドリング構造。

４．前記液体マニピュレータが前記表面の一連の溝であることを特徴とする上記１ないし３のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

５．リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造であって、該流体ハンドリング構造の外部領域に液浸流体を備えるように構成された空間の境界に、
使用時に基板および／またはテーブルの方に向けられる少なくとも一つの開口を備える抽出器と、
使用時に前記基板および／または前記テーブルに対向する、前記流体ハンドリング構造の表面の複数の溝と、
を連続的に備えることを特徴とする流体ハンドリング構造。

６．前記抽出器が前記表面に形成されることを特徴とする上記５に記載の流体ハンドリング構造。

７．前記抽出器が多孔質部材を備えることを特徴とする上記６に記載の流体ハンドリング構造。

８．前記溝が前記多孔質部材内の波形によって形成されることを特徴とする上記７に記載の流体ハンドリング構造。

９．前記溝が細長であり、前記空間を通過する方向に整列されることを特徴とする上記４ないし８に記載の流体ハンドリング構造。

１０．前記方向が前記空間の中央を通過することを特徴とする上記９に記載の流体ハンドリング構造。

１１．細長方向の断面における前記溝の形状が、直線、のこぎり刃状、波形、正弦波形、台形の繰り返し、または非対称形を含むグループから選択されることを特徴とする上記４ないし１０のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

１２．前記抽出器が、前記空間を取り囲むライン内に複数の抽出開口を備えることを特徴とする上記４ないし１１のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

１３．各抽出開口が関連する少なくとも一つの溝を有し、各関連する溝が、関連する抽出開口を通過する方向に細長いことを特徴とする上記１２に記載の流体ハンドリング構造。

１４．各溝が０．１−２μｍの深さおよび／または幅を有することを特徴とする上記１３に記載の流体ハンドリング構造。

１５．前記ラインが、平面視において角付き形状であることを特徴とする上記１２ないし１４のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

１６．前記角付き形状の角に位置する各抽出開口が、前記角付き形状の角でない位置にある抽出開口よりも多数の関連する溝を有することを特徴とする上記１５に記載の流体ハンドリング構造。

１７．前記溝の少なくとも一つは、前記複数の抽出開口のうちの二つの間のラインと平行な成分を持つ方向に細長いことを特徴とする上記１２ないし１６のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

１８．前記少なくとも一つの溝が３０−９０μｍの深さおよび／または幅を有することを特徴とする上記１７に記載の流体ハンドリング構造。

１９．前記複数の溝が前記抽出器の半径方向外側にあることを特徴とする上記４ないし１８のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

２０．前記抽出器が負圧源に接続された多孔質部材を備えることを特徴とする上記１ないし１１のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

２１．前記抽出器が、使用時に基板および／または前記基板を支持するように構成された基板テーブルの方に向けられる、第１ラインに配置された細長い開口または複数の開口を備えることを特徴とする上記１ないし１１のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

２２．前記溝は、溝同士の間に８０−１６０μｍのピッチを有することを特徴とする上記４ないし２１のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

２３．前記液浸流体が、前記溝とともに７０°よりも大きな後退接触角を作ることを特徴とする上記４ないし２２のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

２４．前記液浸流体が、前記溝とともに７０°よりも小さな後退接触角を作ることを特徴とする上記４ないし２２のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

２５．前記液浸流体が、前記流体ハンドリング構造の下面の少なくとも一部とともに疎液性の接触角を有することを特徴とする上記１ないし２４のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

２６．前記流体ハンドリング構造の下面の少なくとも一部がコーティングされることを特徴とする上記２５に記載の流体ハンドリング構造。

２７．前記流体ハンドリング構造の下面の少なくとも一部が、抽出開口のラインとガスナイフ開口との間の表面を備えることを特徴とする上記２５または２６に記載の流体ハンドリング構造。

２８．前記流体ハンドリング構造の下面の少なくとも一部が表面エネルギー勾配を与えることを特徴とする上記２５ないし２７のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

２９．前記抽出器が第１ラインを形成し、
前記抽出器が、前記空間を取り囲みかつ前記液体マニピュレータまたは前記溝の半径方向外側に位置する細長い隙間を有する第２ラインに配置される、第１ガスナイフデバイスをさらに備えることを特徴とする上記１ないし２８のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

３０．前記第１ガスナイフデバイスの半径方向外側の第３ラインにある細長い開口または複数の開口と、
第４ライン内に細長い隙間を有し、前記第３ラインの半径方向外側に位置する第２ガスナイフデバイスと、
をさらに備えることを特徴とする上記２９に記載の流体ハンドリング構造。

３１．リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造であって、
使用時に基板および／またはテーブルを含む対向表面と対面する少なくとも一つの開口を備える細長い抽出器と、
使用時に前記対向表面と対面する前記流体ハンドリング構造の表面の複数の溝であって、実質的に同心に配列されるとともに前記抽出器に対して角度が付けられた、複数の溝と、
を備える流体ハンドリング構造。

３２．リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造であって、
使用時に基板および／またはテーブルを含む対向表面の方に向けられるガスナイフを形成するように構成された少なくとも一つのガスナイフ開口と、
使用時に前記基板および／または前記基板テーブルと対面する前記流体ハンドリング構造の表面の複数の溝であって、実質的に同心に配列されるとともに前記ガスナイフ開口に対して角度が付けられた、複数の溝と、
を備える流体ハンドリング構造。

３３．リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造であって、
使用時に基板および／またはテーブルを含む対向表面と対面する多孔質部材を備える抽出器を備え、
前記対向表面と対面する前記多孔質部材の表面が、少なくとも一つの凹部および／または突起部を備えることを特徴とする流体ハンドリング構造。

３４．前記少なくとも一つの凹部および／または突起部が少なくとも一つの溝の一部であることを特徴とする上記３３に記載の流体ハンドリング構造。

３５．前記多孔質部材の表面が前記溝を複数備えることを特徴とする上記３４に記載の流体ハンドリング構造。

３６．前記複数の溝が実質的に平行であることを特徴とする上記３５に記載の流体ハンドリング構造。

３７．前記実質的に平行な複数の溝が波形を形成することを特徴とする上記３６に記載の流体ハンドリング構造。

３８．前記多孔質部材の表面の少なくとも一部が実質的に平坦であることを特徴とする上記３３ないし３７のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。

３９．上記１ないし３８のいずれかに記載の流体ハンドリング構造を備えるリソグラフィ装置。

４０．基板を支持する基盤テーブルと、前記基板の目標部分に投影ビームを投影する投影系とを備え、前記投影系と前記基板の間の空間、前記投影系と前記基板テーブルの間の空間、またはその両方に液浸液を供給しかつ閉じ込めるように前記流体ハンドリング構造が構成されることを特徴とする上記３９に記載のリソグラフィ装置。

４１．上記１ないし３８のいずれかに記載の流体ハンドリング構造を使用し、
前記流体ハンドリング構造または投影系と、基板または基板を支持する基板テーブルとの間、またはその両方の間の空間に液体を供給し、
前記基板の目標部分上にパターン付与されたビームを投影することを含むデバイス製造方法。

Claims (9)

1. リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造であって、該流体ハンドリング構造の外部領域に液浸流体を備えるように構成された空間の境界に、
   使用時に基板および／またはテーブルの方を向き、前記空間を取り囲む第１ラインに配置される少なくとも一つの開口を備える抽出器と、
   前記空間を取り囲みかつ前記第１ラインよりも半径方向外側に位置する第２ラインに配置され、細長い隙間を有するガスナイフデバイスと、
   前記抽出器と前記ガスナイフデバイスの間の、使用時に前記基板および／または前記テーブルと対向する前記流体ハンドリング構造の表面に形成された一連の溝で構成され、前記抽出器に向かう表面から液滴を除去して該表面上の液滴が合体する可能性を低下させる液体マニピュレータと、
   を連続的に備えることを特徴とする、流体ハンドリング構造。
2. 細長方向の断面における前記溝の形状が、直線、のこぎり刃状、波形、正弦波形、台形の繰り返し、または非対称形を含むグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の流体ハンドリング構造。
3. 前記抽出器が前記第１ライン内に複数の抽出開口を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の流体ハンドリング構造。
4. 前記抽出器が負圧源に接続された多孔質部材を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。
5. 前記抽出器が、使用時に基板および／または前記基板を支持するように構成された基板テーブルの方に向けられる、第１ラインに配置された細長い開口または複数の開口を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の流体ハンドリング構造。
6. リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造であって、
   使用時に基板および／またはテーブルを含む対向表面と対面する少なくとも一つの開口を備える細長い抽出器と、
   前記抽出器よりも半径方向外側に位置し、細長い隙間を有するガスナイフデバイスと、
   前記抽出器と前記ガスナイフデバイスの間の、使用時に前記基板および／または前記テーブルと対向する前記流体ハンドリング構造の表面に形成された複数の溝で構成され、前記抽出器に向かう表面から液滴を除去して該表面上の液滴が合体する可能性を低下させる液体マニピュレータと、
   を備え、
   前記複数の溝が実質的に同心に配列されるとともに前記抽出器に対して角度が付けられていることを特徴とする流体ハンドリング構造。
7. リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造であって、
   使用時に基板および／またはテーブルを含む対向表面と対面する多孔質部材を備える抽出器と、
   前記抽出器よりも半径方向外側に位置し、細長い隙間を有するガスナイフデバイスと、
   前記抽出器と前記ガスナイフデバイスの間の、使用時に前記基板および／または前記テーブルと対向する前記流体ハンドリング構造の表面に形成された複数の溝で構成され、前記抽出器に向かう表面から液滴を除去して該表面上の液滴が合体する可能性を低下させる液体マニピュレータと、
   を備え、
   前記対向表面と対面する前記多孔質部材の表面が、少なくとも一つの凹部および／または突起部を備えることを特徴とする流体ハンドリング構造。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の流体ハンドリング構造を備えるリソグラフィ装置。
9. 請求項１ないし７のいずれかに記載の流体ハンドリング構造を使用し、
   前記流体ハンドリング構造または投影系と、基板または基板を支持する基板テーブルとの間、またはその両方の間の空間に液体を供給し、
   前記基板の目標部分上にパターン付与されたビームを投影することを含むデバイス製造方法。

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