TWI422990B - 微影裝置、控制裝置的方法及利用微影裝置製造元件的方法 - Google Patents

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Description

微影裝置、控制裝置的方法及利用微影裝置製造元件的方法
本發明係關於一種微影裝置、一種控制該微影裝置之方法，及一種利用一微影裝置製造一元件之方法。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化元件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。已知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化元件轉印至基板。
已提議將微影投影裝置中之基板浸潤於具有相對較高折射率之液體(例如，水)中，以便填充投影系統之最終元件與基板之間的空間。在一實施例中，液體為蒸餾水，但可利用另一液體。將參考液體來描述本發明之一實施例。然而，另一流體可為適當的，特別係濕潤流體、不可壓縮流體，及/或折射率高於空氣之折射率(理想地，高於水之折射率)的流體。排除氣體之流體係尤其理想的。因為曝光輻射在液體中將具有更短波長，所以此情形之要點係實現更小特徵之成像。(液體之效應亦可被視為增加系統之有效數值孔徑(NA)且亦增加聚焦深度)。已提議其他浸潤液體，包括懸浮有固體粒子(例如，石英)之水，或具有奈米粒子懸浮液(例如，具有高達10奈米之最大尺寸的粒子)之液體。懸浮粒子可能具有或可能不具有類似於或相同於懸浮有該等粒子之液體之折射率的折射率。可為適當的其他液體包括烴，諸如芳族、氟代烴及/或水溶液。
將基板或基板及基板台浸漬於液體浴中(見(例如)美國專利第4,509,852號)意謂在掃描曝光期間存在必須被加速之大液體本體。此情形需要額外或更強大之馬達，且液體中之擾動可能導致不良且不可預測之效應。
在浸潤裝置中，藉由流體處置系統、元件、結構或裝置來處置浸潤流體。在一實施例中，流體處置系統可供應浸潤流體且因此為流體供應系統。在一實施例中，流體處置系統可至少部分地限制浸潤流體且藉此為流體限制系統。在一實施例中，流體處置系統可提供對浸潤流體之障壁且藉此為障壁部件(諸如流體限制結構)。在一實施例中，流體處置系統可產生或利用氣流，例如，以有助於控制浸潤流體之流動及/或位置。氣流可形成密封件以限制浸潤流體，因此，流體處置結構可被稱作密封部件；此密封部件可為流體限制結構。在一實施例中，將浸潤液體用作浸潤流體。在該情況下，流體處置系統可為液體處置系統。關於前述描述，在此段落中對關於流體所定義之特徵的參考可被理解為包括關於液體所定義之特徵。
在浸潤微影中，可將一些液體自空間損失至經曝光之基板或支撐該基板之基板台上。所損失之液體可造成缺陷度風險。稍後碰撞空間中之液體(例如，液體之彎液面)的存在於基板/基板台上之液體小滴可導致在空間內形成一定體積之氣體(諸如氣泡)。氣泡可干擾經引導朝向基板之目標部分的成像輻射以影響基板上之經成像圖案。
需要(例如)減少或消除此等成像缺陷之風險，同時增加產出率。
根據一態樣，提供一種浸潤微影裝置，其包含：一投影系統，其經組態以將一經圖案化輻射光束引導至一基板上；一對向表面，其包含一台，或藉由該台支撐之一基板，或該台及該基板兩者；一液體處置系統，其經組態以將浸潤液體供應且限制至界定於該投影系統與該對向表面之間的一空間；及一控制器，其用以在該液體處置系統下方的該台之移動期間控制該台相對於該液體處置系統之運動，該控制器經組態以基於該運動之方向改變之間的一距離來變化該運動之速度。
根據一態樣，提供一種選擇在一浸潤微影裝置之一液體處置結構下方的一台之一路徑的方法，該方法包含：判定必須通過該液體處置結構下方的該台之區域；判定在該液體處置結構下方的該台之可能移動方向；判定在該等區域之間的複數個可能路徑，該等路徑包括在該等可能方向中之一者上遍及必須通過該液體處置結構下方的該台之一或多個區域之移動；基於一最大允許移動速度來計算該複數個可能路徑中之每一者的總時間，該最大允許移動速度係基於該路徑中之方向改變之間的一距離加以判定；及基於該等經計算之總時間之一比較來選擇該複數個可能路徑中之一者。
根據一態樣，提供一種利用一微影裝置製造一元件之方法，該方法包含：將一經圖案化輻射光束自一投影系統通過一液體而投影至一基板上；及將該基板相對於該投影系統移動通過一路徑，其中該基板相對於該投影系統之運動速度係基於該路徑中之方向改變之間的一距離而變化。
根據一態樣，提供一種利用一微影裝置製造一元件之方法，該方法包含：藉由一限制結構將液體限制於一投影系統與一台、藉由該台支撐之一基板或該台及該基板兩者之一對向表面之間的一空間中；將一經圖案化輻射光束自該投影系統通過液體而投影至該基板上；及將該對向表面相對於該投影系統移動通過一路徑，其中至少部分地藉由朝向該對向表面與該限制結構之間的該液體之一液體彎液面之一亞臨界速度增加該對向表面相對於該投影系統之運動速度，選擇該路徑中之方向改變之間的距離。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部分。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。該裝置包含：
-照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或DUV輻射)；
-支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化元件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據特定參數來準確地定位圖案化元件MA之第一定位器PM；
-基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，塗佈抗蝕劑之晶圓)W，且連接至經組態以根據特定參數來準確地定位基板W之第二定位器PW；及
-投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將藉由圖案化元件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
照明系統IL可包括用於引導、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構MT固持圖案化元件MA。支撐結構MT以取決於圖案化元件MA之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如圖案化元件MA是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化元件MA。支撐結構MT可利用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化元件MA。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而係固定或可移動的。支撐結構MT可確保圖案化元件MA(例如)相對於投影系統PS處於所要位置。可認為本文中對術語「比例光罩」或「光罩」之任何利用均與更通用之術語「圖案化元件」同義。
本文中所利用之術語「圖案化元件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何元件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之元件(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化元件MA可為透射或反射的。圖案化元件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中係熟知的，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例利用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中。
本文中所利用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所利用之曝光輻射，或適合於諸如浸潤液體之利用或真空之利用的其他因素。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何利用均與更通用之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，利用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，利用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或利用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上圖案化元件台)的類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地利用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源SO為準分子雷射時，輻射源SO與微影裝置可為分離實體。在此等情況下，不認為輻射源SO形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包含(例如)適當引導鏡面及/或光束擴展器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源SO為水銀燈時，輻射源SO可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD。通常，可調整照明器IL之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。照明器IL可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。類似於輻射源SO，可能認為或可能不認為照明器IL形成微影裝置之部分。舉例而言，照明器IL可為微影裝置之整體部分，或可為與微影裝置分離之實體。在後一情況下，微影裝置可經組態以允許照明器IL安裝於其上。視情況，照明器IL係可拆卸的，且可被分離地提供(例如，由微影裝置製造商或另一供應商提供)。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化元件(例如，光罩)MA上，且係藉由圖案化元件MA而圖案化。在橫穿圖案化元件MA後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測元件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可準確地移動，例如，以使不同目標部分C定位在輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化元件MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。類似地，可利用形成第二定位器PW之部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之情況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可利用圖案化元件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化元件MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分C之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於圖案化元件MA上之情形中，圖案化元件對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束B之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的大小。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分C的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分C之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化元件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常利用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化元件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化元件(諸如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可利用對上文所描述之利用模式之組合及/或變化或完全不同的利用模式。
可將用於在投影系統之最終元件與基板之間提供液體之配置分類成至少兩種通用種類。此等種類為浴類型配置及所謂的局域化浸潤系統。在浴類型配置中，基板之實質上全部且(視情況)基板台之部分被浸漬於液體浴中。所謂的局域化浸潤系統利用液體供應系統，其中液體僅提供至基板之局域化區域。在局域化浸潤系統種類中，藉由液體填充之空間在平面圖中小於基板之頂部表面，且填充有液體之區域相對於投影系統保持實質上靜止，而基板在該區域下方移動。本發明之一實施例所針對之另外配置為全濕潤解決方案，其中液體係未受限制的。在此配置中，基板之實質上整個頂部表面及基板台之全部或部分被覆蓋於浸潤液體中。覆蓋至少該基板之液體的深度較小。液體可為在基板上之液體膜(諸如液體薄膜)。圖2至圖5之液體供應元件中的任一者可用於此系統中；然而，密封特徵可能不存在、可能未被啟動、可能不如正常一樣有效率，或可能以另外方式對於將液體僅密封至局域化區域係無效的。圖2至圖5中說明四種不同類型之局域化液體供應系統。
所提議配置中之一者係使液體供應系統利用液體限制系統而僅在基板之局域化區域上及在投影系統之最終元件與基板之間提供液體(基板通常具有大於投影系統之最終元件之表面區域的表面區域)。PCT專利申請公開案第WO 99/49504號中揭示一種經提議以安排此情形之方式。如圖2及圖3所說明，液體係藉由至少一入口而供應至基板上(理想地，沿著基板相對於最終元件之移動方向)，且在已通過投影系統下方之後藉由至少一出口被移除。亦即，隨著在-X方向上於元件下方掃描基板，在元件之+X側處供應液體且在-X側處吸取液體。圖2示意性地展示如下配置：液體係經由入口而被供應且在元件之另一側上藉由連接至低壓力源之出口被吸取。在基板W上方之箭頭說明液體流動方向，且在基板W下方之箭頭說明基板台之移動方向。在圖2之說明中，沿著基板相對於最終元件之移動方向供應液體，但並非需要為此情況。圍繞最終元件所定位之入口及出口的各種定向及數目係可能的，圖3中說明一實例，其中圍繞最終元件以規則圖案來提供在任一側上的入口與出口之四個集合。在液體供應元件及液體回收元件中之箭頭指示液體流動方向。
圖4中展示具有局域化液體供應系統之另外浸潤微影解決方案。液體係藉由在投影系統PS之任一側上之兩個凹槽入口而供應，且係藉由自該等入口徑向地向外所配置之複數個離散出口而移除。可在中心具有孔之板中配置入口及出口，且將投影光束投影通過該孔。液體係藉由在投影系統PS之一側上之一個凹槽入口而供應，且藉由在投影系統PS之另一側上之複數個離散出口而移除，從而在投影系統PS與基板W之間導致液體薄膜之流動。對將利用入口與出口之哪一組合的選擇可取決於基板W之移動方向(入口與出口之另一組合係非作用中的)。在圖4之橫截面圖中，箭頭說明流入入口及流出出口之液體流動方向。
在歐洲專利申請公開案第EP 1420300號及美國專利申請公開案第US 2004-0136494號(每一公開案之全文以引用之方式併入本文中)中，揭示複式載物台或雙載物台浸潤微影裝置之觀念。此裝置具備用於支撐一基板之兩個台。在無浸潤液體之情況下藉由在第一位置處之台進行調平量測，且在存在浸潤液體之情況下藉由在第二位置處之台進行曝光。或者，裝置僅具有一個台。
PCT專利申請公開案第WO 2005/064405號揭示一種全濕潤配置，其中浸潤液體係未受限制的。在此系統中，基板之整個頂部表面被覆蓋於液體中。此情形可為有利的，因為基板之整個頂部表面因而被曝露至實質上相同條件。此情形具有用於基板之溫度控制及處理的優點。在WO 2005/064405中，液體供應系統將液體提供至投影系統之最終元件與基板之間的間隙。允許該液體洩漏(或流動)遍及基板之剩餘部分。基板台之邊緣處的障壁防止液體逸出，使得可以受控方式自基板台之頂部表面移除液體。儘管此系統改良基板之溫度控制及處理，但仍可能發生浸潤液體之蒸發。美國專利申請公開案第US 2006/0119809號中描述一種有助於減輕該問題之方式。提供一部件，該部件在所有位置中覆蓋基板，且經配置以使浸潤液體延伸於該部件與該基板及/或固持該基板之基板台之頂部表面之間。
已提議之另一配置係提供具有流體限制結構之液體供應系統。流體限制結構可沿著投影系統之最終元件與基板台之間的空間之邊界之至少一部分延伸。圖5中說明此配置。流體限制結構在XY平面中相對於投影系統實質上靜止，但在Z方向上(在光軸之方向上)可能存在某相對移動。密封件係形成於流體限制結構與基板之表面之間。在一實施例中，密封件係形成於流體限制結構與基板之表面之間，且可為諸如氣體密封件之無接觸密封件。美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示此系統。在另一實施例中，流體限制結構具有為非氣體密封件之密封件，且因此可被稱作液體限制結構。
圖5示意性地描繪具有形成障壁部件或流體限制結構之本體12之局域化液體供應系統或流體處置結構，障壁部件或流體限制結構沿著投影系統PS之最終元件與基板台WT或基板W之間的空間11之邊界之至少一部分延伸。(請注意，此外或在替代例中，除非另有明確敍述，否則在以下本文中對基板W之表面的參考亦指代基板台WT之表面)。流體處置結構在XY平面中相對於投影系統PS實質上靜止，但在Z方向上(在光軸之方向上)可能存在某相對移動。在一實施例中，密封件係形成於本體12與基板W之表面之間，且可為諸如氣體密封件或流體密封件之無接觸密封件。
流體處置元件使在投影系統PS之最終元件與基板W之間的空間11中至少部分地含有液體。可圍繞投影系統PS之影像場形成對基板W之無接觸密封件(諸如氣體密封件16)，使得液體受限制於基板W之表面與投影系統PS之最終元件之間的空間11內。藉由定位於投影系統PS之最終元件下方且環繞投影系統PS之最終元件的本體12而至少部分地形成空間11。液體係藉由液體入口13被帶入投影系統PS下方及本體12內之空間11中。可藉由液體出口13移除液體。本體12可延伸至略高於投影系統PS之最終元件。液體液位上升至高於最終元件，使得提供液體緩衝。在一實施例中，本體12具有內部周邊，內部周邊在上部末端處緊密地符合投影系統PS或其最終元件之形狀且可(例如)為圓形。在底部處，內部周邊緊密地符合影像場之形狀(例如，矩形)，但並非需要為此情況。內部周邊可為任何形狀，例如，內部周邊可符合投影系統之最終元件之形狀。內部周邊可為圓形。
藉由氣體密封件16而使在空間11中含有液體，氣體密封件16在利用期間形成於本體12之底部與基板W之表面之間。氣體密封件16係藉由氣體(例如，空氣或合成空氣)形成，但在一實施例中，氣體密封件16係藉由N2 或另一惰性氣體形成。氣體密封件16中之氣體係經由入口15而在壓力下提供至本體12與基板W之間的間隙。氣體係經由出口14被抽取。氣體入口15上之過壓、出口14上之真空位準及間隙之幾何形狀經配置成使得存在限制液體之向內高速氣流。氣體對本體12與基板W之間的液體之力使在空間11中含有液體。入口/出口可為環繞空間11之環形凹槽。環形凹槽可為連續或不連續的。氣流對於使在空間11中含有液體係有效的。美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示此系統。
圖5之實例為所謂的局域化區域配置，其中液體在任一時間僅提供至基板W之頂部表面之局域化區域。其他配置係可能的，包括利用如(例如)美國專利申請公開案第US 2006-0038968號中所揭示之單相抽取器或兩相抽取器之流體處置系統。在一實施例中，單相抽取器或兩相抽取器可包含被覆蓋於多孔材料中之入口。在單相抽取器之實施例中，多孔材料係用以將液體與氣體分離以實現單液相液體抽取。在多孔材料下游之腔室被維持於輕微負壓下且填充有液體。腔室中之負壓係使得形成於多孔材料中之孔中的彎液面防止周圍氣體被牽引至腔室中。然而，當多孔表面與液體進行接觸時，不存在用以限制流動之彎液面且液體可自由地流動至腔室中。多孔材料具有(例如)直徑在5微米至300微米(理想地，5微米至50微米)之範圍內的大量小孔。在一實施例中，多孔材料係至少輕微親液性的(例如，親水性的)，亦即，與浸潤液體(例如，水)成小於90°之接觸角。
許多其他類型之液體供應系統係可能的。本發明不限於任何特定類型之液體供應系統。本發明對於與受限制浸潤系統一起利用可為有利的，在受限制浸潤系統中，投影系統之最終元件與基板之間的液體係(例如)以最佳化該利用為目的而受限制的。然而，本發明可與任何其他類型之液體供應系統一起利用。
圖6說明本發明之一實施例的彎液面牽制元件，其可(例如)替換圖5之密封配置14、15、16。圖6之彎液面牽制元件包含複數個離散(抽取)開口50。每一開口50經說明為圓形，但未必為此情況。實際上，開口50中之一或多者之形狀可為選自正方形、圓形、直線形狀、矩形、長橢圓形、三角形、諸如狹縫之狹長形狀等等中之一或多者。每一開口50在平面圖中具有一最大橫截面尺寸(諸如直徑)，或許具有大於0.5毫米(理想地，大於1毫米)之最大尺寸。理想地，開口50不太可能過多受污染影響。
圖6之彎液面牽制元件之開口50中的每一者可連接至一單獨負壓源。或者或另外，開口50中之每一者或複數者可連接至自身被固持於負壓下之共同腔室(其可為環形)。以此方式，可達成開口50中之每一者或複數者處的均一負壓。開口50可連接至真空源，及/或可增加環繞液體供應系統之氛圍的壓力以產生所需負壓。
每一開口50經設計以抽取(例如)呈兩相流的液體與氣體之混合物。自空間11抽取液體，而將氣體自開口50之另一側上的氛圍抽取至液體。此產生如藉由箭頭100說明之氣流。此氣流對於將開口50之間的彎液面90牽制於如圖6所說明之實質上適當位置中(例如，相鄰開口50之間)係有效的。該氣流有助於維持藉由動量阻擋、藉由氣流誘發性壓力梯度及/或藉由在液體上該氣流之拖曳(剪應力)而限制的液體。
自圖6可看出，開口50經定位成在平面圖中形成多邊形形狀。在圖6之情況下，此形狀呈斜方形之形狀，其中主軸110、120係對準於在投影系統PS下方的基板W之主要行進方向。此有助於確保最大掃描速度快於在開口50經配置為圓形形狀之情況下的最大掃描速度。此係因為對兩個開口50之間的彎液面之力係以因數cos θ減少，其中，θ為連接兩個開口50之線相對於基板W正移動所在之方向的角度。因此，可藉由使開口50之形狀的主軸110對準於基板之主要行進方向(通常為掃描方向)且使第二軸線120對準於基板之另一主要行進方向(通常為步進方向)來最佳化產出率。
應瞭解，θ不為90°之任何配置均將給出一優點。因此，主軸與主要行進方向之確切對準並不至關重要。應進一步瞭解，若形狀為圓形，則將總是存在兩個開口50，兩個開口50經對準成垂直於行進方向，使得該等兩個出口之間的彎液面藉由基板W之移動而接收最大可用力。
自上文可看出，甚至利用正方形形狀(其中側經對準成與基板之主要行進方向成約45°)亦給出一較大益處。然而，本發明之一實施例適用於在平面圖中藉由開口50產生之任何形狀(例如，圓形)。
一氣刀開口可自該等開口徑向地向外，可在操作期間通過該氣刀開口供應一氣流。2009年5月25日申請之美國專利申請案第US 61/181,158號中描述此配置，該申請案之全文以引用之方式併入本文中。在一實施例中，不存在氣刀。藉由避免利用氣刀，可減少液體自基板W蒸發之量，藉此減少液體之濺射以及熱膨脹/收縮效應兩者。避免利用氣刀可為理想的，因為氣刀之氣流可將向下力施加至基板上。該力可導致基板之表面變形。
圖7為沿著圖6所示之線VII-VII的通過液體處置結構12之橫截面。在圖7中，箭頭100展示氣體自液體處置結構12外部進入與開口50相關聯之通道55的流動。箭頭150說明液體自液體處置結構12下方(其可能已來自空間11)進入開口50之傳遞。通道55及開口50經設計成使得理想地在環形流動模式中發生兩相抽取(亦即，氣體及液體)。在環形流動模式中，氣體可實質上流動通過通道55之中心；液體可實質上沿著通道55之壁流動。此情形導致具有低脈動產生之平滑流動，藉此理想地最小化否則可能會發生之振動。
以藉由進入開口50之氣流誘發的拖曳力將彎液面90牽制於開口50之間。大於約15公尺/秒(理想地，20公尺/秒)之氣體拖曳速度係足夠的。
各自具有1毫米之寬度(例如，直徑)且分離3.9毫米的可呈針狀物之形式的複數個離散通道(例如，約40個，諸如36個)對於牽制彎液面可為有效的。此系統中之總氣流為大約100公升/分鐘。
可在2008年5月8日申請之美國專利申請公開案第US 2008/0212046號及美國專利申請案第US 61/071,621號中找到開口50及液體處置結構12之另外細節，該兩案之全文以引用之方式併入本文中。
在一實施例中，一或多個另外(供應)開口70形成於下表面40中，另外(供應)開口70經組態以自液體處置結構12引出流體(例如，液體，諸如浸潤液體)。可將另外開口70視為將液體引入至空間11中。開口70連接至通道75。開口70相對於投影系統PS之光軸自抽取開口50徑向地向內。將離開流體處置系統12之開口70的液體引導朝向基板W。提供此類型之開口70，以便減少在浸潤液體中產生氣泡之機會。氣體可被截獲於基板W之邊緣與基板台WT之間的間隙中。在液體處置結構12之下表面之前進部分處，液體處置結構12相對於基板W之對向表面可足夠快速地移動，使得液體不能夠自空間11流動至開口50。邊緣20與開口50之間的液體處置結構12之下表面之部分可變得抗濕潤，從而影響開口50之彎液面牽制之有效性。通過另外開口70(理想地，在開口50附近)供應液體藉此有助於減少氣泡夾雜及/或抗濕潤之風險。
開口70之幾何形狀在含有液體時對液體處置結構12之有效性有影響。
需要使開口70在平面圖中具有類似於在平面圖中開口50之形狀的形狀，該形狀為成隅角的。實際上，開口70及開口50之成隅角形狀理想地實質上類似。在一實施例中，每一形狀在每一隅角之頂點處具有一開口70或開口50。理想地，開口70係在開口50之10毫米(理想地，5毫米)內。在存在複數個開口70之情況下，每一開口70係在開口50之10毫米(理想地，5毫米)內。亦即，藉由開口50產生之形狀之所有部分均係在藉由開口70產生之形狀之一部分的10毫米內。
可在2009年5月6日申請之美國專利申請案第US 12/436,626號中找到關於開口50及開口70之另外細節，該申請案之全文以引用之方式併入本文中。
在抽取開口50與(例如)基板W或基板台WT之對向表面之間產生負壓。(請注意，文內所提及之對向表面包括基板台、基板W或基板台及基板W兩者之表面。文內所提及之基板W及/或基板台WT包括其他適用對向表面，諸如感測器表面。當(例如)下表面40位於基板台WT與基板W之間的間隙上方時，對向表面可為基板及基板台)。下表面40離對向表面愈近，氣流100愈強，且藉此，在適當位置中對彎液面90之牽制愈好。抽取開口50與對向表面之間的負壓愈大，氣流100愈大，且藉此，彎液面90之位置愈穩定。開口50與對向表面之間的負壓導致使液體處置結構12朝向對向表面之吸引力。
流出供應開口70之液體流動在基板W及/或基板台WT與液體處置結構12之間導致推斥力。
對於液體處置結構12與基板W及/或基板台WT之間的正常分離度，總力(來自抽取開口50之吸引力、來自供應開口70之推斥力，及重力的總和)為吸引力。液體處置結構12之硬度(例如，在z方向(其可為投影系統PS之光軸之方向)上及/或在大體上垂直於基板之表面之方向上)表示力位準如何隨著液體處置結構12與基板W及/或基板台WT之間的距離變化而改變。因此，在一實施例中，硬度為y軸上之總力相對於沿著x軸在液體處置結構12之下表面40與基板W及/或基板台WT之間的距離的導數。在一實施例中，x軸及y軸可在平行於流體處置結構之下表面的平面中。x軸及y軸可在大體上平行於基板之表面的平面中。
若液體處置結構12之硬度在距基板W及/或基板台WT之典型操作距離處過高，則此可導致聚焦誤差。此係因為在基板W及/或基板台WT上方的液體處置結構12之高度中常常存在位置誤差。自所要高度之任何變化均導致力相對於標稱(且經校準)值之差異。此力差異導致基板W自預期位置之位移且藉此導致聚焦誤差。
可將開口50與外部邊緣45之間的下表面40視為阻尼器47。阻尼器47愈大(亦即，開口50與邊緣45之間的尺寸愈寬)，液體處置結構12之硬度愈高。因此，需要最小化阻尼器47之寬度。
圖8及圖9展示彎液面90之位置如何隨著基板W及/或基板台WT向右移動而改變，如所說明。若基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之相對移動速度高於臨界位準，則彎液面90接觸基板W及/或基板台WT所在的相對於液體處置結構12之位置向該圖之右側移動，遠離空間11。因此，彎液面以慢於基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之移動的速度移動。彎液面90接觸基板W及/或基板台WT所在之位置相對於液體處置結構12移動。如圖8及圖9所說明，相對於液體處置結構12的彎液面90與基板W及/或基板台WT之接觸位置隨著時間向該圖之右側移動，遠離空間11。
對於包含阻尼器47之液體處置結構12，彎液面90保持穩定，直至其接觸基板W及/或基板台WT所在之位置不再在阻尼器47下方為止。圖9中說明此情形。一旦彎液面90已到達該位置，其隨即將分裂成小滴91，且此等小滴接著藉由液體處置結構12損失。
因此，可看出，自液體封鎖觀點，有利的是使阻尼器47儘可能地寬。然而，此與想要減低液體處置結構12之硬度發生衝突，減低液體處置結構12之硬度會導致較小尺寸之阻尼器47，如上文所描述。
小滴91為缺陷度來源，例如，其可導致污染、乾燥污點及/或局域化熱負荷，且其在接觸延伸於液體處置結構12與基板W及/或基板台WT之間的彎液面90時產生在空間中氣泡夾雜之風險。在基板W及/或基板台WT上的小滴91之位置可通過液體限制結構12下方。缺陷度問題可由小滴91與受限制液體之碰撞導致。
舉例而言，在受限制浸潤系統中，小滴91可碰撞延伸於液體限制結構12與基板W之間的液體彎液面90。此碰撞可導致液體將氣體(例如，空氣)封閉為氣泡，其直徑可為(例如)5微米至10微米，但其直徑可為1微米至500微米。氣泡大小通常可在5微米與10微米之間。氣泡可通過浸潤液體而移動至投影系統PS與基板W之間的空間11中，或氣泡在基板W上可為靜止的且藉由基板W相對於空間11之相對運動而移動至空間11中。存在於此部位處之氣泡可影響成像，亦即，氣泡可被曝光至抗蝕劑中，從而導致成像缺陷。
當基板W及/或基板台WT之行進方向改變(例如，在相反方向上移動)時，彎液面90向後復原至圖7所說明之位置。
應瞭解，對於基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之給定相對速度，相對於液體處置結構12的彎液面90接觸基板及/或基板台WT所在之位置將以給定速率改變。若基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之相對速度增加，則該給定速率亦將增加。若基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之相對速度減低，則該給定速率亦將減低。在低於基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之特定速度的情況下，相對於液體處置結構12的彎液面90接觸基板及/或基板台WT所在之位置將保持實質上恆定。此速度被稱為亞臨界速度。
基於此理解，可看出，對於基板W及/或基板台WT向右之短移動，與對於長移動的情況相比較，有可能利用較高的相對於液體處置結構12之速度。此係因為：對於短移動，彎液面90接觸基板及/或基板台WT所在之位置可快速地移動，因為其僅快速地移動持續短時間。在此短時間內，相對於液體處置結構12的在基板W及/或基板台WT上彎液面之接觸位置不會自阻尼器47下方移動。相反地，若利用相同速度持續較長時間量(因為待行進之距離較大)，則將發生溢出(亦即，小滴可自彎液面逸出)，因為接觸基板W及/或基板台WT的彎液面90之末端將自阻尼器47下方移出。因此，對於在給定方向上之較長移動，需要減少基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之速度。
圖10標繪在特定方向上之移動長度與在發生溢出之前(亦即，在基板W及/或基板台WT上彎液面90之位置自阻尼器47下方移出之前)允許之最大移動速度之間的關係。可看出，對於短移動長度，可達成高最大速度。對於較長移動長度，需要較低移動速度。對於極長長度，可利用如下最大速度：在該最大速度下，相對於液體處置結構12的在基板W及/或基板台WT上彎液面90之位置實質上不變化。此速度係處於亞臨界速度。
對於圍繞光軸對稱之液體處置結構12，可利用諸如圖10所說明之圖解的單一圖解來判定在任何方向上之特定距離之移動的最大速度。然而，對於諸如圖6所說明之液體處置系統的不對稱液體處置系統，特性針對不同方向可能不同。在該情況下，可能有必要針對複數個不同方向產生諸如圖10所說明之資料的資料。舉例而言，在流體限制結構具有直線形狀之情況下，其中一隅角係對準於一特定運動方向(例如，在掃描及/或步進方向上)。
在一實施例中，提供控制器150，控制器150用於控制在液體處置結構12下方的基板W及/或基板台WT之移動。控制器150控制沿著路徑500的在液體處置結構12與基板W及/或基板台WT之間的相對移動。路徑500經設計成使得需要藉由光束B照明的基板W及/或基板台WT之所有區域均通過投影系統PS下方(且藉此通過液體處置系統12下方)。在此路徑500中，通常存在許多方向改變，且該等方向改變之一些部分係筆直的。下文所描述之圖11至圖16中展示典型路徑500。
控制器150可基於路徑500中之方向改變之間的距離來變化液體處置結構12與基板W及/或基板台WT之間的相對速度。因此，對於在特定方向上之移動，查閱諸如圖10所說明之圖解的圖解。基於等於路徑500中之方向改變之間的距離的在x 軸上之長度，可估計基板W及/或基板台WT與液體處置結構12之間的最大允許相對速度。因此，對於路徑500之該部分，基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12以該最大允許速度移動。
路徑500可分裂成許多部分。對於該等部分中之每一者，可如上文所描述來計算一最大允許速度。控制器150接著可控制基板W及/或基板台WT以針對該部分相對於液體處置結構12以該速度行進。
可利用所要路徑及/或針對該所要路徑之運動速度來預程式化控制器150。亦即，可在控制器外部(例如，在單獨電腦上，或在浸潤裝置之單獨部分中)進行關於針對每一部分之最大允許速度的計算。可利用經計算之資料來程式化控制器150，以便相應地控制對向表面與液體處置結構12之間的運動。
對於不對稱液體處置結構12，需要基於基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之移動方向來變化運動速度。然而，並非需要為此情況，且可開發諸如圖10所說明之圖解的通用圖解，其對於在任何方向上或至少在一或多個特定方向上之移動係有效的。該一或多個特定方向可在掃描方向及/或步進方向上。液體處置結構12可在平面圖中具有直線形狀。該形狀之一或多個隅角可對準於掃描方向及/或步進方向。然而，其將不導致與可在針對複數個不同方向產生諸如圖10所說明之圖解的圖解之情況下達成之移動一樣快的移動。舉例而言，對於具有直線形狀之液體處置結構，移動方向在該形狀之兩個鄰近隅角之間被對準。
控制器150可基於查找表而根據一公式(諸如回歸公式)來計算最大允許速度，或可利用針對路徑500之每一部分的最大允許速度來預程式化控制器150。
最大允許速度亦高度地取決於浸潤液體與對向表面(例如，基板W之頂部表面)所成之接觸角。因此，控制器150可基於浸潤液體與對向表面所成之接觸角來變化速度。
在一實施例中，當在液體處置結構12下方的對向表面(例如，基板W及/或基板台WT之表面)之區域平滑時，控制器150僅根據上文所提及之內容來變化速度。在液體處置結構12下方之對向表面可為連續的。在液體處置結構12下方之對向表面中可不存在間隙或實質高度改變。(此可忽略藉由先前微影曝光形成的在基板上之特徵之高度改變)。舉例而言，條件可為：基板W之邊緣與基板台WT中凹座(其中置放基板W)之邊緣之間的間隙不在液體處置結構12下方。該間隙可經定位成遠離液體處置結構12之下表面。此間隙或高度改變(例如，高度步進或表面不連續性)之存在可意謂實際上不能達成(例如)圖10所說明的無洩漏之最大可達成速度。因此，控制器150可更動控制運動速度，且利用不同演算法來控制裝置，諸如2009年6月16日申請之美國專利申請案第US 61/187,496號中所揭示之演算法，該申請案之全文以引用之方式併入本文中。控制器150可能需要滿足一另外條件以使其基於路徑500中之方向改變之間的距離來變化基板台WT相對於液體處置結構12之運動速度。基板W及/或基板台WT之平滑及/或連續表面存在於(例如)基板W之中心。
圖11說明控制器150如何控制在液體處置結構12下方基板W及/或基板台WT於路徑500之部分510中之運動速度的實務實例。路徑500蜿蜒，使得場520、530、540、550依序通過液體處置結構12下方。該等場在圖11中自頂向下被成像(在場520及540之情況下)，或在圖11中自底向上被成像(在場530及550之情況下)。因此，在成像期間，每一場520、530、540、550之移動係實質上筆直的。路徑500在每一場520、530、540、550之間轉向180°。
在每一部分510之末端處，存在一方向改變。可以許多方式中之任一者來量測距離。在一實施例中，將該路徑中之方向改變之間的距離計算為部分510之末端處之兩個點511、512之間的距離。在一實施例中，可將所行進之距離視為基板及/或基板台相對於液體處置結構12之線性移動之長度。
可將端點511、512視為運動方向落在特定方向之特定角程(angular range)外的路徑500中之位置。舉例而言，可將特定方向視為橫跨場540的部分510之筆直部分的方向。若接著將特定角程視為90°，則將末端界定為在位置511及512處。舉例而言，該距離可接著經量測為以下距離中之任一者：沿著在末端511、512之間的路徑500；在末端511、512之間的直線中；在末端511、512之間的筆直部分之方向上之距離；或遍及場540之筆直部分之距離。
圖12展示在圖11所說明之運動之後發生的路徑500之部分。路徑500對應於在場560之列已被成像之後且場561之下一列將被成像之前基板及/或基板台之移動。該路徑為在兩個列之間的移動。此移動包含長筆直部分515，其長於遍及場520、530、540、550之筆直部分。因此，控制器150可將基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之速度控制為較慢速度，因為部分515之距離長於部分510之距離。因此，諸如圖10中之資料的資料展示：用於部分515之速度應慢於用於部分510之速度。在此情況下，可利用與上文參看圖11所描述之演算法相同的演算法，其用於量測該距離且界定一部分。圖12中路徑500之部分515較長，使得所達成之最大速度小於圖11中部分510之最大速度。
因此，控制器150可針對路徑500之每一部分最大化基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之速度。任何速度增加均會導致產出率增加。尤其對於較小場大小，本發明之一實施例係有利的。可利用一或多個場來製造一個晶粒。一晶粒可為單一半導體元件。因此，使用者可選擇(例如)由比先前所利用之場更多的場形成單一晶粒，以便運用本發明之一實施例。場大小可選自在1毫米×1毫米至30毫米×35毫米之間的範圍。在一實施例中，典型最大場大小為26毫米×33毫米，其中下限為約1毫米×1毫米。藉由利用本發明之一實施例，在x方向上選自25毫米至28毫米之場大小可為理想的，且在x方向上選自23毫米至32毫米之場大小可達成優點。對於y方向，選自10毫米至25毫米之場大小可為理想的。在一實施例中，在y方向上選自14毫米至22毫米之場大小為理想的。在一實施例中，在y方向上小於13毫米之場大小提供極小改良，因此，在y方向上大於13毫米之場大小為理想的。在一實施例中，對於在y方向上高於約22毫米之場大小，產出率經改良成高於在y方向上低於13毫米之場大小的產出率。然而，產出率可能不會隨著在y方向上之場大小進一步增加而極大地變化。
對於x方向，選自24毫米至31毫米之範圍的場大小可為理想的，或更理想地為25毫米至30毫米之範圍。在一實施例中，在x方向上選自25毫米至28毫米之場大小為理想的。在一實施例中，在y方向上選自14毫米至22毫米之場大小亦為理想的。最理想地，在一實施例中，場大小在x方向上係選自25.5毫米至27毫米，且在y方向上係選自14.5毫米至18毫米。
先前對於具有較小晶粒大小之路徑，所利用之最大速度將為低於或等於臨界速度之速度，臨界速度為小滴91將逸出達任何距離時之速度(例如，圖10之右側)。在目前理解可針對小移動利用較高最大速度(圖10之左側)之情況下，可以較高速度執行具有短距離之移動，藉此增加產出率。
在一實施例中，可利用本發明之一實施例來達成用於成像單一基板之時間的約2%(更理想地為3%，或甚至更理想地為5%)之減少。
對於一些路徑500，可存在小於180°之方向改變。舉例而言，一些路徑500可具有90°之轉向，例如，圖14及圖15所說明。對於此等路徑500，特定角程為45°，而非如在圖11及圖12之實施例中的90°。因此，若轉向使移動方向改變大於120°，則特定角程可在筆直部分之方向的120°至60°(理想地為90°)內。若轉向使運動方向改變之角度小於120°，則特定角程可在筆直部分之方向的90°至15°(理想地為45°)內。
儘管上文已參看延伸超出阻尼器47之彎液面90而描述本發明之一實施例，但該彎液面可在導致針對其他液體處置結構之液體損失之前使其如圖8及圖9所說明之長度增長特定量。因此，上文所描述之原理同樣地適用於其他類型之液體處置結構，以及具有自抽取開口50徑向地向外之阻尼器47的類型。本發明之一實施例尤其適用於任何類型之液體處置結構12，其中浸潤液體被損失時之速度取決於浸潤液體與基板W之頂部表面的接觸角。
可看出，本發明之一實施例允許液體處置結構12與基板W及/或基板台WT之間的相對移動速度與在基板及/或基板台WT上彎液面90之速度至少一樣大(若不大於在基板及/或基板台WT上彎液面90之速度)。在基板及/或基板台WT上彎液面90之速度取決於浸潤液體與其所接觸的基板W及/或基板台WT之頂部表面的接觸角。若利用高後退接觸角(receding contact angle)，則在基板W及/或基板台WT上可藉由彎液面90達成之最大速度增加。在基板W及/或基板台WT上彎液面90之速度亦取決於相對於液體處置結構12之移動方向，例如，在不對稱液體處置結構12之情況下。若該移動係對準於光軸與液體處置結構12之一隅角之間的方向(諸如圖6所說明)，則最大可達成速度增加。
對以上機制之理解允許最佳化在液體處置結構12下方的基板W及/或基板台WT之路徑500，及/或最佳化液體處置結構12之設計。舉例而言，該路徑可經最佳化以包含在最佳方向上之許多短步進，藉此允許更高平均速度(即使路徑500之距離可增加)。因此，路徑500可改變，及/或基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之速度可根據路徑500中之方向改變之間的距離而貫穿路徑500變化。
另外，阻尼器47之長度可取決於如下方向而圍繞液體處置結構12之周邊變化：在該方向上，據計算，需要利用基板W及/或基板台WT相對於液體處置結構12之低移動速度。2009年7月21日申請之美國專利申請案第US 12/506,565號中揭示變化阻尼器47之長度以最佳化產出率之原理，該申請案之全文以引用之方式併入本文中。
在一實施例中，減低微影裝置之場大小，藉此增加產出率。此情形起作用，因為基板台WT所採取的在路徑500中之方向改變之間的距離導致基板台WT與液體處置結構12之間的較高允許相對速度。此情形可導致較高產出率。
因為達成較高速度所需要之正加速度較大(且減小該速度所需要之負加速度較高)，所以存在一晶粒大小，在該晶粒大小之後，進一步減小不會減小路徑中之方向改變之間的距離。此係因為該加速度所需要的路徑中之距離隨著速度增加而增加。因此，需要使晶粒大小在x方向上為至少23毫米，且在y方向上為至少13毫米。理想地，場大小在x方向上小於33毫米。
對基板台WT相對於液體處置結構12之運動可如何使其速度取決於方向改變之間的距離而變化的理解允許出於最快產出率之目的以及出於裝置之設計之目的而選擇在液體處置結構12下方的基板台WT之路徑。
圖13及圖14各自展示需要被成像的在基板台WT上之三個特徵I、II、III。圖13說明用於成像該等區域中之每一者的路徑500，其長於用於成像該等區域中之每一者的圖14之路徑500。然而，利用圖13之路徑500來成像所有三個區域所花費之時間短於利用圖14之路徑500來成像所有三個區域所花費之時間。此係因為：與圖14之路徑相比較，在單一方向上存在較少的長移動。換言之，圖13之路徑500中之方向改變之間的距離較小，且因此允許基板台WT與液體處置結構12之間的相對速度快於在圖14之情況下的相對速度。
為了設計適當路徑，首先有必要判定必須通過液體處置結構12下方的基板台WT之區域，(例如，為了使藉由光束B之照明發生)。可能為如下情況：該等區域中之一或多者要求在液體處置結構12下方的該區域之移動在特定方向上(例如，為了藉由光束B之照明)。接著可判定複數個不同路徑。該等路徑通過所關注之區域之間且在可能方向中之一者上越過該等區域中之每一者。此步驟可判定(例如)圖13及圖14之路徑。接著可計算使該等路徑中之每一者完成所花費之總時間。該計算係基於最大允許移動速度，該最大允許移動速度係基於該路徑中之方向改變之間的距離加以判定。在圖13之情況下，儘管該路徑更長，但該路徑中更高數目個方向改變允許達成更高速度，而浸潤液體自液體處置結構12不洩漏。因此，可能據計算(例如)：與圖14之路徑相比較，圖13之路徑實際上花費較少的時間進行橫穿。基於為待橫穿之路徑中之每一者所計算的總時間，選擇複數個可能路徑中之一者。
圖15及圖16類似於圖13及圖14之處在於：其展示用於在液體處置結構12下方之基板台WT的兩個替代路徑500。在圖15及圖16之實例中，僅說明需要通過液體處置結構12下方之兩個區域I、II(例如，待藉由光束B照明)。然而，基板台離開液體處置結構12下方之位置所在的位置與其到達時之位置相同(與圖13及圖14之實例相反)。此情形可為必要的，例如，由於在不中斷液體處置系統12之操作的情況下在該液體處置結構下方的裝置之設計(例如，允許調換台(swap bridge)(例如，在一基板台與另一基板台之間，或在一基板台與一量測台之間調換)之調換橋之位置)。在停止液體處置系統之操作時，例如，在非限制性清單中，可停止浸潤液體至空間之供應，可停止至氣刀(若存在)之氣體供應，或可排出空間11之液體。
如上文所描述，本發明之一實施例係關於基於在液體處置結構12下方的基板台WT之路徑500中之方向改變之間的距離來變化基板台WT相對於液體處置結構12之運動速度。在液體處置結構12下方之基板台WT為平滑時利用此演算法。因此，在一實施例中，利用蓋板700來覆蓋基板台WT以提供平滑表面。如圖17所說明，蓋板700可覆蓋基板台WT及編碼器柵格710，編碼器柵格710定位於基板台WT之徑向向外邊緣處(亦即，圍繞基板台WT之周邊)。在定位系統中利用編碼器柵格710來量測基板台WT相對於投影系統PS之位置。定位系統包含傳輸器及接收器。傳輸器可用於將光束傳輸至編碼器柵格710上。接收器可用於接收經反射光束以判定柵格相對於傳輸器及/或接收器之相對位置。傳輸器及/或接收器相對於投影系統PS之位置可為已知的。
在另一實施例中，傳輸器/接收器可以相對於投影系統PS之已知固定位置安裝至基板台WT及編碼器柵格，該編碼器柵格安裝於基板台WT上方或下方。
蓋板700可覆蓋安裝於基板台WT上之任何感測器720。在一實施例中，蓋板700可具有在其中之貫通開口，基板W置放於該貫通開口中。
圖18說明在液體處置結構12下方之台改變的另外實施例。量測台MT(或者，基板台WT)自液體處置結構12下方移出，且藉由基板台WT替換。當基板台WT首先在液體處置結構12下方移動時，藉由輻射光束(例如，光束B)照明感測器800(例如，對準感測器800)。若裝置經設計成使得當該等台在液體處置結構12下方調換(swap)時液體處置結構12必須越過區域900(例如，由於調換橋之定位)，則可變化感測器800之定位及到達感測器800之路徑，以便最佳化產出率。因此，可能為如下情況：感測器800而非感測器800'係理想的，因為至感測器800之路徑具有更多轉向且在給定方向上該路徑之距離更短。對於圖18所說明之路徑，可能為如下情況：在區900中，應用限速演算法，諸如2009年6月16日申請之美國專利申請案第US 61/187,496號中所描述。本發明之一實施例的演算法可應用於其他區域中。
以上理解可應用於類似於2009年7月21日申請之美國專利申請案第US 12/506,565號中所描述之液體處置系統的液體處置系統之設計。圖19展示彎液面與基板台WT之間的接觸線910之位置相對於開口50及阻尼器47之邊緣45之位置的俯視圖的計算。可看出，在y 方向上之移動期間，在隅角52之間的位置處之阻尼器邊緣45首先由該接觸線到達。因此，在液體處置結構12之設計期間，可能需要使在隅角52之間的阻尼器47之寬度大於在別處之寬度。該設計取決於所選擇之路徑，或至少取決於具有最長移動之方向。儘管圖19將開口50之線及阻尼器47之邊緣45展示為筆直的，但其可為彎曲的，例如，具有負或正曲率半徑。在此配置中，接觸線在隅角52之間可比在隅角52處移動得更遠。在此實施例中，可能需要在該等隅角之間具有增加之寬度。開口之線及邊緣45之筆直外觀意欲表示此等線不筆直之配置。
應瞭解，上文所描述之特徵中的任一者均可與任何其他特徵一起利用，且其不僅為本申請案中所涵蓋之明確地描述的該等組合。
在本發明之一態樣中，提供一種浸潤微影裝置，其包含：一投影系統、一對向表面、一液體處置系統，及一控制器。該投影系統經組態以將一經圖案化輻射光束引導至一基板上。該對向表面包含一台，或藉由該台支撐之一基板，或該台及該基板兩者。該液體處置系統經組態以將浸潤液體供應且限制至界定於該投影系統與該對向表面之間的一空間。該控制器在該液體處置系統下方的該台之移動期間控制該台相對於該液體處置系統之運動。該控制器經組態以基於該運動之方向改變之間的一距離來變化該運動之速度。
該控制器可經組態以亦基於該台相對於該液體處置系統之移動方向來變化該運動之該速度。該控制器可經組態以將該運動之該速度變化至一最大允許速度。可基於該運動之方向改變之間的該距離自一查找表判定該最大允許速度，或自一公式計算該最大允許速度。
該控制器可經組態以基於浸潤液體與該基板、該台或該基板及該台兩者所成之一接觸角來變化該運動之該速度。該控制器可經組態以在該基板及/或該台之一預界定區域係在該液體處置系統下方時基於在該液體處置系統下方的該台及/或該基板之一路徑中之轉向之間的距離來更動控制該運動之該速度。
該控制器可經組態以僅當滿足一另外條件時才基於該運動之方向改變之間的該距離來變化該運動之該速度。該另外條件可為：在該液體處置系統下方的該台之部分呈現一平滑表面。
該控制器可關於該台及/或該基板將在該液體處置系統下方採取何種路徑及/或在該路徑期間如何變化該運動之該速度而加以預程式化。
可將該運動之方向改變之間的該距離計算為一路徑之一部分之末端處之兩個點之間的距離，該部分之末端係在該運動方向落在一特定方向之一特定角程外的該路徑中之位置處。該特定方向可為在該部分中該路徑之一筆直部分之一方向。可沿著該路徑在一筆直部分之該方向上量測該距離。該距離可為一筆直部分之長度。該距離可為該等末端之間的距離。
該特定角程可取決於該移動方向在該部分之該等末端處之轉向中改變的角度。若該等轉向將該移動方向改變大於或等於120°，則特定角度可選自120°至60°之範圍，理想地為90°。若該轉向將該運動方向改變之該角度小於120°，則該特定角度可選自90°至15°之範圍，理想地為45°。
在本發明之一態樣中，提供一種選擇在一浸潤微影裝置之一液體處置結構下方的一台之一路徑的方法。該方法包含：判定、計算及選擇。在該判定中，判定必須通過該液體處置結構下方的該台之區域。在該判定中，判定在該液體處置結構下方的該台之可能移動方向。在該判定中，判定在該等區域之間的複數個可能路徑，該等路徑包括在該等可能方向中之一者上遍及必須通過該液體處置結構下方的該台之一或多個區域之移動。在該計算中，基於一最大允許移動速度來計算用於該複數個可能路徑中之每一者的總時間，該最大允許移動速度係基於該路徑中之方向改變之間的一距離加以判定。在該選擇中，基於該等經計算之總時間之一比較來選擇該複數個可能路徑中之一者。
亦可基於該路徑中之方向改變之間的移動方向來計算用於該複數個可能路徑中之每一者的該總時間。可基於該路徑中之方向改變之間的該距離自一查找表判定該最大允許速度，或自一公式計算該最大允許速度。可基於浸潤液體與在該液體處置結構下方之物件所成之一接觸角來判定該最大允許速度。對於該路徑之至少一部分，可僅當滿足一另外條件時才基於該路徑中之方向改變之間的一距離來判定該最大允許移動速度。該另外條件可為：在該液體處置結構下方的該台之部分呈現一平滑表面。可根據該複數個路徑中之該選定路徑相對於該液體處置結構來移動該台。
在本發明之一態樣中，提供一種用於選擇在一浸潤微影裝置之一液體處置結構下方的一台之一路徑的電腦程式。該電腦程式在藉由一處理器處理時使該處理器：判定、計算及選擇。對於判定，該處理器判定必須通過該液體處置結構下方的該台之區域。對於判定，該處理器判定在該液體處置結構下方的該台之可能移動方向。對於判定，該處理器判定在該等區域之間的複數個可能路徑，該等路徑包括在該等可能方向中之一者上遍及必須通過該液體處置結構下方的該台之一或多個區域之移動。對於計算，該處理器基於一最大允許移動速度來計算用於該複數個可能路徑中之每一者的總時間，該最大允許移動速度係基於該路徑中之方向改變之間的一距離加以判定。對於選擇，該處理器基於該等經計算之總時間之一比較來選擇該複數個可能路徑中之一者。
該電腦程式可使該處理器控制一致動器以根據該選定路徑相對於該液體處置結構來移動該台。
在本發明之一態樣中，存在一種電腦可讀儲存媒體，該電腦可讀儲存媒體包含機器可讀指令之一或多個序列以使一處理器執行一方法。該方法為一種選擇在一浸潤微影裝置之一液體處置結構下方的一台之一路徑的方法。該方法包含：判定、選擇及計算。在該判定中，判定必須通過該液體處置結構下方的該台之區域。在該判定中，判定在該液體處置結構下方的該台之可能移動方向。在該判定中，判定在該等區域之間的複數個可能路徑，該等路徑包括在該等可能方向中之一者上遍及必須通過該液體處置結構下方的該台之一或多個區域之移動。在該計算中，基於一最大允許移動速度來計算用於該複數個可能路徑中之每一者的總時間，該最大允許移動速度係基於該路徑中之方向改變之間的一距離加以判定。在該選擇中，基於該等經計算之總時間之一比較來選擇該複數個可能路徑中之一者。
在本發明之一態樣中，提供一種利用一微影裝置製造一元件之方法。該方法包含：投影及移動。在該投影中，將一經圖案化輻射光束自一投影系統通過一液體而投影至一基板上。在該移動中，將該基板相對於該投影系統移動通過一路徑。該基板相對於該投影系統之運動速度係基於該路徑中之方向改變之間的一距離而變化。
在本發明之一態樣中，提供一種利用一微影裝置製造一元件之方法。該方法包含：限制、投影及移動。在該限制中，藉由一限制結構將液體限制於一投影系統與一台、藉由該台支撐之一基板或該台及該基板兩者之一對向表面之間的一空間中。在該投影中，將一經圖案化輻射光束自該投影系統通過液體而投影至該基板上。在該移動中，將該對向表面相對於該投影系統移動通過一路徑。至少部分地藉由朝向該對向表面與該限制結構之間的該液體之一液體彎液面之一亞臨界速度增加該對向表面相對於該投影系統之運動速度，選擇該路徑中之方向改變之間的距離。
可至少部分地藉由該經圖案化輻射光束被投影至的該基板上之一場之區域的大小來判定方向改變之間的該距離。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之利用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何利用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便產生多層IC，使得本文中所利用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
本文中所利用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)。術語「透鏡」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射及反射光學組件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明之實施例可採取如下形式：電腦程式，其含有執行如上文所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之此電腦程式。另外，可以兩個或兩個以上電腦程式來體現機器可讀指令。可將兩個或兩個以上電腦程式儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。
當藉由位於微影裝置之至少一組件內之一或多個電腦處理器來讀取一或多個電腦程式時，本文中所描述之控制器可各自或組合地係可操作的。該等控制器可各自或組合地具有用於接收、處理及發送信號之任何適當組態。一或多個處理器經組態以與該等控制器中之至少一者通信。舉例而言，每一控制器可包括用於執行包括用於上文所描述之方法之機器可讀指令之電腦程式的一或多個處理器。該等控制器可包括用於儲存此等電腦程式之資料儲存媒體，及/或用以收納此媒體之硬體。因此，該(該等)控制器可根據一或多個電腦程式之機器可讀指令進行操作。
本發明之一或多個實施例可適用於任何浸潤微影裝置，特別地(但不獨佔式地)為上文所提及之該等類型，且無論浸潤液體是以浴之形式被提供、僅提供於基板之局域化表面區域上，或是未受限制的。在一未受限制配置中，浸潤液體可流動遍及基板及/或基板台之表面，使得基板台及/或基板之實質上整個未經覆蓋表面濕潤。在此未受限制浸潤系統中，液體供應系統可能不限制浸潤液體或其可能提供浸潤液體限制之比例，但未提供浸潤液體之實質上完全限制。
應廣泛地解釋如本文中所預期之液體供應系統。在特定實施例中，液體供應系統可為將液體提供至投影系統與基板及/或基板台之間的空間的機構或結構之組合。液體供應系統可包含一或多個結構、包括一或多個液體開口之一或多個流體開口、一或多個氣體開口或用於兩相流之一或多個開口的組合。該等開口可各自為通向浸潤空間之入口(或來自流體處置結構之出口)或離開浸潤空間之出口(或通向流體處置結構之入口)。在一實施例中，空間之表面可為基板及/或基板台之一部分，或空間之表面可完全覆蓋基板及/或基板台之表面，或空間可包覆基板及/或基板台。液體供應系統可視情況進一步包括用以控制液體之位置、量、品質、形狀、流動速率或任何其他特徵的一或多個元件。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡述之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
11．．．空間
12．．．本體/液體處置結構/流體處置系統/液體處置系統/液體限制結構
13．．．液體入口/液體出口
14．．．出口/密封配置
15．．．氣體入口/密封配置
16．．．氣體密封件/密封配置
20．．．邊緣
40．．．下表面
45．．．邊緣
47．．．阻尼器
50．．．開口
52．．．隅角
55．．．通道
70．．．開口
75．．．通道
90．．．彎液面
91．．．小滴
100．．．氣流/氣體自液體處置結構12外部進入與開口50相關聯之通道55的流動
110．．．主軸
120．．．主軸/第二軸線
150．．．控制器(圖1)/液體自液體處置結構12下方(其可能已來自空間11)進入開口50之傳遞(圖7)
500．．．路徑
510．．．路徑之部分
511．．．部分之末端處之點/端點/位置/末端
512．．．部分之末端處之點/端點/位置/末端
515．．．路徑之筆直部分
520．．．場
530．．．場
540．．．場
550．．．場
560．．．場
561．．．場
700．．．蓋板
710．．．編碼器柵格
720．．．感測器
800．．．感測器
800'．．．感測器
900．．．區域/區
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
I．．．特徵/區域
IF．．．位置感測器
II．．．特徵/區域
III．．．特徵
IL．．．照明系統/照明器
IN．．．積光器
M1．．．圖案化元件對準標記
M2．．．圖案化元件對準標記
MA．．．圖案化元件
MT．．．支撐結構/量測台
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；
圖2及圖3描繪用於微影投影裝置中之液體供應系統；
圖4描繪用於微影投影裝置中之另外液體供應系統；
圖5描繪用於微影投影裝置中之另外液體供應系統；
圖6以平面圖描繪根據本發明之一實施例的液體處置結構；
圖7以橫截面描繪根據本發明之一實施例的液體處置結構；
圖8以橫截面描繪根據本發明之一實施例的液體處置結構，其為在基板/基板台相對於液體處置結構移動特定距離之後的液體處置結構；
圖9以橫截面描繪根據本發明之一實施例的液體處置結構，其為在基板/基板台相對於液體處置結構移動超出特定距離之後的液體處置結構；
圖10為展示在特定方向上移動之特定液體處置結構之最大移動速度及移動長度的圖解；
圖11以平面圖說明在液體處置結構下方的基板台之路徑；
圖12以平面圖說明在液體處置結構下方的基板台之路徑；
圖13以平面圖說明在液體處置結構下方的基板台之可能路徑；
圖14以平面圖說明在液體處置結構下方的基板台之可能路徑；
圖15以平面圖描繪在液體處置結構下方的基板台之可能路徑；
圖16以平面圖描繪在液體處置結構下方的基板台之可能路徑；
圖17以橫截面描繪根據一實施例之基板台及液體處置結構；
圖18以平面圖描繪根據本發明之一實施例的基板台及量測台；及
圖19以平面圖描繪在一方向上移動特定距離之後在基板台上的開口、阻尼器之邊緣及彎液面接觸線之相對位置。
12．．．本體/液體處置結構/流體處置系統/液體處置系統/液體限制結構
20．．．邊緣
40．．．下表面
45．．．邊緣
47．．．阻尼器
50．．．開口
55．．．通道
70．．．開口
75．．．通道
90．．．彎液面
100．．．氣流/氣體自液體處置結構12外部進入與開口50相關聯之通道55的流動
150．．．液體自液體處置結構12下方(其可能已來自空間11)進入開口50之傳遞
W．．．基板
WT．．．基板台

Claims (15)

  1. 一種浸潤微影裝置，其包含：一投影系統，其經組態以將一經圖案化輻射光束引導至一基板上；一對向表面(facing surface)，其包含一台(table)，或藉由該台支撐之一基板，或該台及該基板兩者；一液體處置(handling)系統，其經組態以將浸潤液體供應且限制至界定於該投影系統與該對向表面之間的一空間；及一控制器，其用以在該液體處置系統下方的該台之移動期間控制該台相對於該液體處置系統之運動(motion)，該控制器經組態以基於該運動之方向改變之間的一距離來變化該運動之速度。
  2. 如請求項1之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態以亦基於該台相對於該液體處置系統之移動方向來變化該運動之該速度。
  3. 如請求項1或2之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態以將該運動之該速度變化至一最大允許速度。
  4. 如請求項1或2之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態以基於浸潤液體與該基板、該台或該基板及該台兩者所成之一接觸角來變化該運動之該速度。
  5. 如請求項1或2之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態以在該基板及/或該台之一預界定區域係在該液體處置系統下方時，基於在該液體處置系統下方的該台及/或該基板之 一路徑中之轉向之間的距離來更動控制該運動之該速度。
  6. 如請求項1或2之浸潤微影裝置，其中該控制器經組態以僅當滿足一另外條件時才基於該運動之方向改變之間的該距離來變化該運動之該速度。
  7. 如請求項1或2之浸潤微影裝置，其中將該運動之方向改變之間的該距離計算為一路徑之一部分之末端處之兩個點之間的距離，該部分之末端係在該運動方向落在一特定方向之一特定角程外的該路徑中之位置處。
  8. 如請求項7之浸潤微影裝置，其中該特定方向為在該部分中該路徑之一筆直部分之一方向。
  9. 如請求項7之浸潤微影裝置，其中沿著該路徑在一筆直部分之該方向上量測該距離，或該距離為一筆直部分之長度，或該距離為該等末端之間的距離。
  10. 如請求項7之浸潤微影裝置，其中該特定角程取決於該移動方向在該部分之該等末端處之轉向中改變的角度。
  11. 一種選擇在一浸潤微影裝置之一液體處置結構下方的一台之一路徑的方法，該方法包含：判定必須通過該液體處置結構下方的該台之區域；判定在該液體處置結構下方的該台之可能(possible)移動方向；判定在該等區域之間的複數個可能路徑，該等路徑包括在該等可能方向中之一者上遍及必須通過該液體處置結構下方的該台之一或多個區域之移動；基於一最大允許移動速度來計算用於該複數個可能路 徑中之每一者的總時間，該最大允許移動速度係基於該路徑中之方向改變之間的一距離加以判定；及基於該等經計算之總時間之一比較來選擇該複數個可能路徑中之一者。
  12. 一種用於選擇在一浸潤微影裝置之一液體處置結構下方的一台之一路徑的電腦程式，該電腦程式在藉由一處理器處理時使該處理器：判定必須通過該液體處置結構下方的該台之區域；判定在該液體處置結構下方的該台之可能移動方向；判定在該等區域之間的複數個可能路徑，該等路徑包括在該等可能方向中之一者上遍及必須通過該液體處置結構下方的該台之一或多個區域之移動；基於一最大允許移動速度來計算用於該複數個可能路徑中之每一者的總時間，該最大允許移動速度係基於該路徑中之方向改變之間的一距離加以判定；及基於該等經計算之總時間之一比較來選擇該複數個可能路徑中之一者。
  13. 一種電腦可讀儲存媒體，該電腦可讀儲存媒體包含機器可讀指令(instructions)之一或多個序列(sequence)以使一處理器執行選擇在一浸潤微影裝置之一液體處置結構下方的一台之一路徑的一方法，該方法包含：判定必須通過該液體處置結構下方的該台之區域；判定在該液體處置結構下方的該台之可能移動方向；判定在該等區域之間的複數個可能路徑，該等路徑包 括在該等可能方向中之一者上遍及必須通過該液體處置結構下方的該台之一或多個區域之移動；基於一最大允許移動速度來計算用於該複數個可能路徑中之每一者的總時間，該最大允許移動速度係基於該路徑中之方向改變之間的一距離加以判定；及基於該等經計算之總時間之一比較來選擇該複數個可能路徑中之一者。
  14. 一種利用一微影裝置製造一元件之方法，該方法包含：將一經圖案化輻射光束自一投影系統通過一液體而投影至一基板上；及將該基板相對於該投影系統移動通過一路徑，其中該基板相對於該投影系統之運動速度係基於該路徑中之方向改變之間的一距離而變化。
  15. 一種利用一微影裝置製造一元件之方法，該方法包含：藉由一限制結構將液體限制於一投影系統與一台、藉由該台支撐之一基板或該台及該基板兩者之一對向表面之間的一空間中；將一經圖案化輻射光束自該投影系統通過液體而投影至該基板上；及將該對向表面相對於該投影系統移動通過一路徑，其中至少部分地藉由朝向該對向表面與該限制結構之間的該液體之一液體彎液面(meniscus)之一亞臨界(subcriptical)速度增加該對向表面相對於該投影系統之運動速度，選擇該路徑中之方向改變之間的距離。
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