TWI430050B - 微影裝置及元件製造方法 - Google Patents

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Den Dungen Clemens Johannes Gerardus Van
Maikel Adrianus Cornelis Schepers
Sergei Shulepov
Pieter Mulder
David Bessems
Marco Baragona
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Description

微影裝置及元件製造方法
本發明係關於一種微影裝置、一種液體限制系統及一種元件製造方法。
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。
在全文各自以引用之方式併入本文中的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號中，揭示複式載物台或雙載物台浸沒微影裝置之觀念。此裝置具備用於支撐一基板之至少一台(在一實施例中為兩個台)。在一實施例中，在無浸沒液體之情況下藉由在第一位置處之台進行調平量測，且在存在浸沒液體之情況下藉由在第二位置處之台進行曝光。在另一實施例中，該裝置僅具有一個台。
在曝光浸沒微影裝置中之基板之後，將基板台遠離於其曝光位置而移動至基板可被移除且藉由不同基板替換之位置。此情形被稱作基板調換(substrate swap)。在雙載物台微影裝置(例如，ASML之「Twinscan」微影裝置)中，在投影系統下方進行基板台之調換。
已提議將微影投影裝置中之基板浸沒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，但可使用另一液體。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，特別為濕潤流體、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。排除氣體之流體係特別理想的。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)。已提議其他浸沒液體，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，最大尺寸高達10奈米之粒子)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US 4,509,852號)為一種形式之浸沒系統配置。該配置要求應在掃描曝光期間加速大片液體。此情形可能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。
所提議之另一配置係使液體供應系統使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。此類型之配置可被稱作局域化浸沒系統配置。
PCT專利申請公開案WO 2005/064405揭示被稱作全濕潤配置的另一類型之浸沒系統配置，其中浸沒液體係未受限制的。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。此情形可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。允許該液體洩漏遍及基板之剩餘部分。基板台之邊緣處的液體控制器(諸如障壁)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，但仍可能會發生浸沒液體之蒸發。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W，且經配置以使浸沒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。
在浸沒裝置中，藉由流體處置系統、結構或裝置來處置浸沒流體。在一實施例中，流體處置系統可供應浸沒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沒流體且藉此為流體限制系統(其可包含流體限制部件)。在一實施例中，流體處置系統可提供對浸沒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使用氣流，例如，以有助於控制浸沒流體之流動及/或位置。氣流可形成用以限制浸沒流體之密封件，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。流體處置系統可位於投影系統與台(諸如基板台)之間。在一實施例中，將浸沒液體用作浸沒流體。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。
在流體處置系統或液體限制結構中，液體受限制至空間(亦即，在浸沒空間中)。舉例而言，在限制結構內，液體受到該結構之本體、投影系統之表面及下層表面(例如，基板台、被支撐於基板台上之基板、擋板部件及/或量測台)限制。在局域化區域浸沒系統之情況下，藉由流體處置系統或液體限制結構與下層結構之間的液體彎液面將液體部分地限制於浸沒空間中。在全濕潤系統之情況下，允許液體離開浸沒空間而流動至基板及/或基板台之頂部表面上。
在浸沒微影裝置中，若在成像期間氣泡傳遞通過投影光束，則可形成成像缺陷。由氣泡引起之缺陷可為嚴重的，此情形導致形成有缺陷元件，在氣泡足夠大以影響一個以上經成像元件時尤為如此。
需要提供一種微影裝置，在該微影裝置中，在成像期間防止氣泡進入投影光束。
在本發明之一態樣中，提供一種微影裝置，該微影裝置包含：一基板台，該基板台經配置以固持一基板且在一掃描方向上掃描該基板；一投影系統，該投影系統經配置以將一影像投影至該基板上，同時藉由該基板台掃描該基板；及一液體限制系統，該液體限制系統經配置以將一液體限制至該投影系統與該基板之間的一空間；其中該投影系統具有一光軸，且經配置以將該影像投影至在垂直於該光軸及該掃描方向之一方向上具有一最大尺寸的一影像場中，該最大尺寸小於在該方向上該空間之一最大尺寸；且該液體限制系統具有定界該空間之一液體限制部件，該液體限制部件界定經配置以引導液體朝向該基板之一連續細長液體供應開口，該細長液體供應開口在該方向上具有大於該影像場之該最大尺寸且小於該空間之該最大尺寸的一尺寸。
在本發明之一態樣中，提供一種浸沒微影裝置，該浸沒微影裝置用於將一影像透過藉由一液體限制系統限制於一基板之一表面上的一片液體而投影至該基板上，同時在一掃描方向上掃描該基板；其中該液體限制系統具有一細長液體供應開口，該細長液體供應開口經配置以在該片液體中產生一相對高壓力區域，以便引導該液體中之氣體氣泡遠離於該影像。
在本發明之一態樣中，提供一種使用一微影裝置之元件製造方法，該方法包含：將一片液體限制至與一基板之表面接觸的一空間；將一影像通過該片液體而投影至該基板上，同時在一掃描方向上移動該基板；在該掃描方向上於該影像前方之該片液體中形成一相對高壓力細長區域，藉以，該相對高壓力區域對於使該片液體中之氣體氣泡轉向以遠離於該影像係有效的。
在本發明之一態樣中，提供一種浸沒微影裝置，該浸沒微影裝置用於將一影像通過藉由一液體限制系統限制於一基板之一表面上的一片液體而投影至該基板上，同時在一掃描方向上掃描該基板；其中該液體限制系統具有一液體限制部件，該液體限制部件具有與該掃描方向對準之至少一隅角，且在面對該基板之一表面中界定一細長液體供應開口，該細長液體供應開口位於該隅角處。
在本發明之一態樣中，提供一種浸沒微影裝置，該浸沒微影裝置用於將一影像通過藉由一液體限制系統限制於一基板之一表面上的一片液體而投影至該基板上之一影像場上，同時在一掃描方向上掃描該基板；其中該液體限制系統具有一液體限制部件，該液體限制部件具有面對該基板之一表面，一細長液體供應開口係界定於該表面中且在該影像場前方定位於該掃描方向上。
在本發明之一態樣中，提供一種液體限制系統，該液體限制系統經配置以將一液體限制至一投影系統與一對向表面之間的一空間，該對向表面為一基板及/或經組態以支撐該基板之一台，該液體限制系統包含定界該空間之一液體限制部件，該投影系統具有一光軸，且經配置以將一影像投影至在垂直於該光軸及掃描方向之一方向上具有一最大尺寸的一影像場中，該最大尺寸小於在該方向上該空間之一最大尺寸，該液體限制部件界定經配置以引導液體朝向該對向表面之一連續細長液體供應開口，該細長液體供應開口在該方向上具有大於該影像場之該最大尺寸且小於該空間之該最大尺寸的一尺寸。
在本發明之一態樣中，提供一種用於一浸沒微影裝置之液體限制系統，該液體限制系統經組態以將浸沒液體限制於一基板之一表面上，同時在一掃描方向上掃描該基板，其中該液體限制系統具有一細長液體供應開口，該細長液體供應開口經配置以在該液體中產生一相對高剪應力及壓力梯度區域，以便使該液體中之一氣體氣泡轉向以遠離於通過該液體而投影至該基板上之一影像。
在本發明之一態樣中，提供一種用於一浸沒微影裝置之液體限制系統，該液體限制系統經組態以將浸沒液體限制於一基板之一表面上，且具有一液體限制部件，該液體限制部件包含形成於面對該基板之一表面中的複數個液體供應開口，該複數個液體供應開口包括具有至少兩個不同長度之開口。
在本發明之一態樣中，提供一種用於一浸沒微影裝置之液體限制系統，該液體限制系統經組態以將浸沒液體限制於一基板之一表面上，且具有一液體限制部件，該液體限制部件具有與掃描該基板所在之一掃描方向對準的至少一隅角，且包含形成於該表面中之一細長液體供應開口，該細長液體供應開口位於該隅角處。
在本發明之一態樣中，提供一種用於一浸沒微影裝置之液體限制系統，該液體限制系統經組態以將浸沒液體限制於一基板之一表面上，且具有一液體限制部件，該液體限制部件包含面對該基板之一對向表面，一細長液體供應開口係形成於該表面中且在投影至該基板之該表面上的一影像場前方定位於掃描該基板所在之一掃描方向上。
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，抗蝕劑塗佈晶圓)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可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化元件。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。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」之任何使用均與更通用之術語「圖案化元件」同義。
本文中所使用之術語「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使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。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統。投影系統之類型可包括：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。投影系統之選擇或組合係適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使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，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上台(諸如基板台)(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，可並行地使用額外台，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，該輻射源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，該輻射源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將光束B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定位於輻射光束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之路徑而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，可使用形成第二定位器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。可使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：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。
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)。
在另一模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，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，通常使用脈衝式輻射源，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。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
用以在投影系統PS之最終元件與基板之間提供液體的配置為所謂的局域化浸沒系統IH。在此系統中，使用流體處置結構，其中液體僅提供至基板之局域化區域。藉由液體填充之空間的平面圖小於基板之頂部表面的平面圖，且填充有液體之區域相對於投影系統PS保持實質上靜止，而基板W在該區域下方移動。圖2至圖5中說明四種不同類型之流體處置結構。
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(較佳地，沿著基板相對於最終元件之移動方向)。液體在通過投影系統下方之後係藉由至少一出口而移除。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而被吸取。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之各種定向及數目均係可能的，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。
圖4中展示具有局域化液體供應系統之另外浸沒微影解決方案。液體係藉由投影系統PS之任一側上的兩個凹槽入口而被供應，且藉由自入口IN徑向地向外所配置之複數個離散出口而被移除。可在中心具有孔之板中配置入口，且投影光束被投影通過該孔。液體係藉由投影系統PS之一側上的一個凹槽入口而被供應，且藉由投影系統PS之另一側上的複數個離散出口而被移除，從而導致液體薄膜在投影系統PS與基板W之間流動。對將使用入口開口與出口開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)。
已提議之另一配置係提供具有液體限制部件之液體供應系統，液體限制部件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。
圖5示意性地描繪具有流體處置結構12之局域化液體供應系統。流體處置結構12沿著投影系統PS之最終元件與對向表面(其理想地為實質上平坦表面(例如，基板台WT及/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，除非另有明確敘述，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12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，密封件形成於流體處置結構12與基板W之表面之間，且可為諸如流體密封件(諸如液體密封件，理想地為氣體密封件)之無接觸密封件。全文以引用之方式併入本文中的美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示此系統。
流體處置結構12使在投影系統PS之最終元件與基板W之間的浸沒空間11中至少部分地含有液體。可圍繞投影系統PS之影像場在流體處置結構12之下表面40中形成對基板W之無接觸密封件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。理想地，下表面40實質上平行於對向表面。藉由在投影系統PS之最終元件下方及環繞投影系統PS之最終元件所定位的流體處置結構12至少部分地形成浸沒空間11。液體係藉由液體入口13被帶入至投影系統PS下方及流體處置結構12內之空間11中。可藉由液體出口13移除液體。流體處置結構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，流體處置結構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，藉由下表面40之邊緣20界定的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。下表面40具有外部邊緣45或緣邊。
藉由氣體(例如，空氣或合成空氣)形成氣體密封件16，但在一實施例中，藉由N2 或另一惰性氣體形成氣體密封件16。氣體密封件16中之氣體係經由入口15而在壓力下提供至流體處置結構12與基板W之間的間隙。經由出口14抽取氣體。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高速氣流向內流動以限制液體。氣體對在流體處置結構12與基板W之間的液體之力使在浸沒空間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。
可使用不同配置作為亦可用作液體抽取器之密封配置的替換物。一配置為視情況具有氣體密封件之單相抽取器，如2006年2月23日之美國專利公開案2006/0038968中所描述，該案之全文以引用的方式併入本文中。單相抽取器可在流體處置結構12之表面中具有多孔板，在多孔板上方可在稍微負壓(例如，低於多孔板之起泡點(bubble point))下供應液體，且在多孔板下方可為在流體處置結構與對向表面之間的彎液面，使得通過多孔板抽取液體而非氣體。在多孔板中，可形成具有在1微米至100微米(理想地為5微米至50微米)之範圍內之最大尺寸的開口。多孔板可由親液性材料製成或經塗佈有親液性材料。
圖6說明可替換圖5之密封配置14、15、16的另一配置，其中該另一配置可為(例如)本發明之一實施例的彎液面牽制元件。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中之一或多者的形狀可為選自正方形、圓形、直線形狀、矩形、長橢圓形、三角形、細長形狀(諸如狹縫)等等之一或多者。每一開口50在平面圖中具有大的最大橫截面尺寸，諸如直徑，其或許具有大於0.5毫米(較佳地大於1毫米)之最大尺寸。因此，開口50不可能在很大程度上受到污染物影響。
可將圖6之彎液面牽制元件之開口50中的每一者連接至分離負壓源。或者或另外，可將開口50中之每一者或複數者連接至自身被固持於負壓下之共同腔室51(其可為環形)。以此方式，可在開口50中之每一者或複數者處達成均一負壓。可將開口50連接至真空源，及/或可在壓力方面增加環繞液體供應系統之氛圍以產生所需負壓。
每一開口50經設計以(例如)在二相流中抽取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。此情形產生如藉由箭頭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。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/或藉由在液體上空氣流之拖曳(剪應力)限制的液體。
自圖6可看出，開口50經定位以便在平面圖中形成多邊形形狀。在圖6之情況下，此形狀係以斜方形之形狀，斜方形之主軸110、120係與在投影系統PS下方基板W之主要行進方向對準。此情形有助於確保最大掃描速度快於在開口50經配置為圓形形狀時之最大掃描速度。此係因為對兩個開口50之間的彎液面之力係以因數cos θ減小，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。可藉由使開口50之形狀的主軸110與基板之主要行進方向(通常為掃描方向)對準且使第二軸線120與基板之另一主要行進方向(通常為步進方向)對準來最佳化產出率。應瞭解，θ不為90°之任何配置均將給出一優點。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，則將始終存在兩個開口50，該等開口經對準成垂直於行進方向，使得該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，即使使用側經對準成與基板之主要行進方向成約45°之正方形形狀亦給出極大益處。然而，本發明可適用於在平面圖中藉由開口50製造之任何形狀，例如，圓形。
氣刀開口可自開口徑向地向外，可在操作期間通過該氣刀開口供應氣流。2009年5月25日申請之USSN 61/181,158中描述此配置，該案之全文以引用的方式併入本文中。
可在US 2008/0212046中找到開口50及流體處置結構12之另外細節，該案之全文以引用的方式併入本文中。
另外供應開口70形成於下表面40中，該供應開口係用於自流體處置結構12供應(或排出)流體(例如，液體(諸如浸沒液體))。可認為供應開口70將液體引入至空間11中。供應開口70相對於投影系統PS之光軸自抽取開口50徑向地向內。離開流體處置系統12之供應開口70的液體經引導朝向基板W。提供此類型之供應開口70，以便減少在浸沒液體中產生氣泡的機會。氣體可被截留於基板W之邊緣與基板台WT之間的間隙中。在流體處置結構12之下表面相對於基板之行進方向的前進部分處，流體處置結構可正相對於基板W之對向表面足夠快地移動，使得液體不能夠自空間11流動至開口50。邊緣20與開口50之間的流體處置結構12之下表面之部分可變得去濕，從而影響開口50之彎液面牽制的有效性。通過供應開口70(理想地在開口50附近)供應液體可減少浸沒液體中之氣泡夾雜及開口50中之一或多者之去濕的危險。
供應開口70之幾何形狀對流體處置結構12在含有液體時之有效性有影響。
詳言之，需要使供應開口70在平面圖中具有一形狀，該形狀在平面圖中成隅角，比如開口50之形狀。在一實施例中，供應開口70之成隅角形狀與開口50之成隅角形狀理想地實質上類似。在一實施例中，供應開口70或開口50係在每一形狀之每一隅角的頂點處。理想地，供應開口70各自係在開口50之10毫米(理想地為5毫米)內。理想地，藉由開口50製造之形狀之所有部分均係在藉由供應開口70製造之形狀之部分的10毫米內。
可在2009年5月6日申請之USSN 12/436,626中找到關於抽取開口50及供應開口70之另外細節，該案之全文以引用的方式併入本文中。
如圖7及圖8更詳細地所展示，在位於主軸110上之液體處置結構12的隅角處，藉由為基本上連續之V形狹縫71替換許多離散(例如，圓形)供應開口70。供應開口70及狹縫71連接至腔室72，腔室72可為環形，通過腔室72供應液體。V形狹縫71在垂直於主軸110之方向上具有大於影像場130之寬度L3(圖6所示)的尺寸或寬度L1。影像場130之寬度L3等於可藉由裝置成像之晶粒的最大寬度。寬度L1等於狹縫至垂直於掃描方向之軸線上的投影。狹縫71之寬度L1小於藉由液體處置結構12限制之該片浸沒液體的寬度。在一實施例中，寬度L1小於流體處置結構12之中心開口的寬度L2。
在操作中，通過液體開口狹縫71所供應之液體在液體與基板W之間形成連續相對高壓力區域73。藉由此高壓力區域73形成之壓力梯度及剪應力流用來偏轉可在掃描曝光期間於液體處置結構12之前導隅角附近之彎液面處所產生的氣泡。可以若干不同方式來產生此氣泡。舉例而言，若基板上之小滴碰撞前進彎液面，或當該片受限制浸沒液體越過高度台階(例如，間隙或凹槽，諸如在基板之邊緣與基板台之間)時，則可藉由在二相外流處之擾動產生氣泡。一旦氣泡存在於浸沒液體中，氣泡隨即趨向於相對於基板保持靜止，且因此可藉由基板之掃描移動而掃至投影光束中。藉由使任何此類氣泡轉向以遠離於影像場130，會減少(若非避免)藉由氣泡之印刷引起缺陷的危險。可將藉由自狹縫71射出之液體形成的高壓力區域視為形成用於影像場130之氣泡屏蔽。
在一實施例中，寬度L1大於或等於影像場130之寬度L3的三倍。在此配置中，高壓力區域亦掃越下一目標部分，同時成像當前目標部分。此情形有助於在目標部分之曝光之前清除目標部分。高壓力區域等於或大於三個晶粒之寬度，使得可在移動(例如，在當前移動為掃描時步進)基板所在之任一方向上達成此優點。
可藉由液體射出狹縫71形成之高壓力區域偏轉之氣泡的大小取決於裝置之各種參數，包括液體流動速率、在晶圓W上方流體處置結構12之高度，及狹縫71之寬度。為了偏轉已附著至流體處置結構下方之表面的氣泡，另外參數係相關的，包括狹縫71下方之表面的接觸角滯後，及狹縫71下方之表面的接觸角(SACA)。
在本發明之一實施例中，通過狹縫71及供應開口70之液體供應速率等於或大於1公升/分鐘、等於或大於約1.25公升/分鐘、等於或大於約1.5公升/分鐘，或等於或大於約2公升/分鐘。在本發明之一實施例中，選擇通過狹縫71及供應開口70之液體供應速率以及通過開口50之液體外流速率，使得存在自藉由液體處置結構限制之該片主要液體(例如，在液體處置結構12之中心開口內)的淨液體外流。藉由液體入口13將液體供應至浸沒空間。以此方式，有可能確保不存在具有不同溫度之液體的混合。
在一實施例中，狹縫71具有小於或等於約100微米、小於或等於約70微米、小於或等於約50微米、小於或等於約30微米或小於或等於約20微米之寬度。在一實施例中，狹縫71具有大於或等於約10微米之寬度。離散液體供應開口70及連續狹縫71圍繞液體處置結構12共同地形成一完整迴路。在一實施例中，選擇狹縫之寬度以及供應開口70之大小及間隔，使得每單位長度之總開口面積圍繞該迴路係恆定的。換言之，狹縫71之寬度w等於每一供應開口70之面積×供應開口配置之每單位長度的供應開口70之數目。
在一實施例中，在操作期間，形成狹縫71之對向表面與基板或基板台之間的距離(被稱作行程高度)小於或等於約200微米、小於或等於約180微米，或小於或等於約150微米，或小於或等於130微米。在一實施例中，行程高度大於或等於約100微米。
狹縫71下方之表面可具有大於或等於約60°、大於或等於約70°、大於或等於約80°、大於或等於約90°、大於或等於約100°或大於或等於約110°之接觸角。狹縫下方之表面可具有小於或等於約20°、小於或等於約15°、小於或等於約10°或小於或等於約5°的與液體之接觸角滯後。理想地，接觸角滯後(接觸之接觸角與後退之接觸角之間的差)儘可能地小。滯後愈小，則藉由氣泡偏轉元件自基板驅除任何氣泡愈容易。在較小滯後之情況下，需要較小力來移動氣泡。
藉由狹縫71形成之高壓力區域可對於偏轉具有大於或等於約30微米、大約或等於約20微米、大於或等於約15微米、大於或等於約10微米或大於或等於約5微米之大小的氣泡係有效的。在本發明之一實施例中，可允許小氣泡通過高壓力區域，此係因為該等氣泡將在到達投影光束之前溶解於浸沒液體中，該浸沒液體具有極低含量之溶解氣體。將及時溶解之氣泡的大小取決於高壓力區域與影像場之間的距離，以及基板及浸沒液體之運動速率。在一實施例中，小於5微米直徑之氣泡將在到達投影光束之前溶解。
可藉由考慮下文所定義之毛細數(capillary number)來判定氣泡偏轉元件偏轉附著至流體處置結構下方之表面的給定直徑之氣泡的能力。本發明之發明人已判定出，若ΔCa大於零，則將偏轉氣泡，其中：
ΔCa=Ca-Cacritical 。
Journal of Fluid Mechanics(第377卷，第189頁至第222頁(1998年))之Dimitrakopoulos及Higdon的「On the displacement of three-dimensional fluid droplets from solid surfaces in low-Reynolds-number shear flows 」中定義Cacritical 。毛細數(capillary number)Ca之定義係基於總剪切速率，該總剪切速率考量任何非均一剪應力及壓力梯度。針對特定應用使用計算流體動力學(CPD)來計算總剪切速率，此計算考量相關參數，諸如狹縫寬度、流動速率、飛行高度、掃描速度、接觸角滯後，等等。
毛細數Ca被定義為：
其中a為等效氣泡半徑(亦即，體積與考慮中之氣泡之體積相同之球形氣泡的半徑)，γ為表面張力，且G tot 為：
其中：R為氣泡之基底的半徑；在CFO模式之情況下計算T(壁剪應力)及Grad p(壁處之壓力梯度)；且v為掃描速度。接著，毛細數Ca被定義為：
其中a為等效氣泡半徑(亦即，體積與考慮中之氣泡之體積相同之球形氣泡的半徑)，且γ為表面張力。
舉例而言，在90°前進接觸角及20°滯後之表面上氣泡之Cacritical 的典型體積為0.11。基於此實例及0.75公尺/秒之掃描速度，本發明之發明人已判定出，用於本發明之一實施例的適當參數值為：
飛行高度　100微米至130微米
狹縫寬度　20微米至30微米
流動速率　1.5公升/分鐘至2公升/分鐘
本發明之發明人已判定出，理想值可為：
飛行高度　120微米
狹縫寬度　20微米
流動速率　2公升/分鐘
應注意，一實施例之氣泡偏轉元件將未必分開已附著至流體處置結構下方之表面的氣泡，而可僅僅將該氣泡移置成離開影像場之道路。若氣泡被分開或最初在漂浮，則該氣泡很可能比附著至表面之氣泡更容易地被偏轉。
圖9以橫截面描繪根據本發明之另一實施例之液體處置結構12之部分。本發明之此實施例與先前所描述之實施例相同，惟如下文所論述除外，因此，為了簡明而省略共同特徵之描述。在圖9中可看出，距離h1為液體處置結構12之下部表面與自狹縫71向內之基板W之間的距離。距離h2係在液體處置結構12之下部表面與自狹縫71向外之基板W之間。距離h1大於距離h2。在液體處置結構12之下部表面中，在狹縫71處存在台階。在此台階之情況下，柯安達(Coanda)效應意謂：離開狹縫71之液體趨向於圍繞該台階流動，且因此遠離於投影系統PS之光軸向外流動。自狹縫71的液流之向外方向係理想的，此係因為其可改良氣泡偏轉效應。
圖10為根據本發明之另一實施例之液體處置結構的橫截面圖。該實施例之特徵及功能與上文所描述且為了簡明而描述之第一實施例之特徵及功能相同，惟如下文所描述除外。如圖10所示，在此實施例中，通過液體處置結構12之下部表面的狹縫71之通道與基板W之表面成銳角，使得離開狹縫71之液體向下且向外流動。類似於圖9之實施例，液體之額外向外流動可改良氣泡偏轉效應。
細長狹縫71可提供於平面圖中任何形狀之流體處置結構(包括(例如)圓形液體限制結構)中。在圓形或曲形液體限制結構中，細長狹縫可為曲形或筆直的。
在一實施例中，細長狹縫71提供於四邊形液體處置結構12之所有四個隅角上。細長狹縫71可位於每一隅角上，在相對於基板之移動期間(例如，當步進以及掃描時)，該隅角引導液體處置結構12，如圖11所示。在另一實施例中，如圖12所示，細長狹縫71僅提供於在掃描時引導之隅角上。狹縫71可具有為筆直或曲形(例如，在相對於投影系統之光軸之正曲率半徑的情況下)之形狀，且可包括一或多個隅角或彎曲部。若狹縫71具有隅角(例如，與基板之步進及/或掃描方向對準)，則此等隅角可在正曲率半徑的情況下為圓形或曲形。可將細長狹縫71視為氣泡偏轉元件。
在一實施例中，可在液體處置結構之一個隅角處提供在兩個鄰近狹縫平行之情況下的兩個或兩個以上狹縫，以形成偏轉氣泡之兩個或兩個以上高壓力區域。以此方式，通過第一高壓力區域之任何氣泡將遭遇第二或順次高壓力區域，且可能會藉由第二或順次高壓力區域偏轉。每一順次高壓力區域可能會將氣泡偏轉特定量，但該特定量不足以避免影像場。然而，組合偏轉可足以防止氣泡進入影像場。在一實施例中，兩個鄰近狹縫無需確切地平行，例如，在5平行度(理想地為3平行度，理想地為1平行度)內。
圖13及圖14展示根據本發明之一實施例的另一液體處置結構。圖13為自液體處置結構312下方之視圖。圖14為在使用期間沿著圖13之線II-II之液體處置結構312的橫截面圖。液體處置結構312為大體上矩形且具有中心孔隙312a，投影光束B可傳遞通過中心孔隙312a以輻照影像場130。液體處置結構312被劃分成環繞中心孔隙312之許多同心區。第一區313具有薄板(被稱作流動板(flow plate))之形式，該薄板在使用中定位於投影系統PS之底部與晶圓W之間。面對基板W的區313之面已在其中於中心開口312a之每一側形成V形狹縫370。在使用中，通過液體處置結構312內之管道(圖中未繪示)供應液體以便自V形狹縫370射出液體，以便在浸沒液體11內形成用以偏轉氣泡之高壓力區域，如在以上實施例中。
過渡區域314係自流動板313向外，過渡區域314經塑形成使得基板W與液體處置結構312之下部表面之間的距離在此區域期間增加。主要液體抽取區域315係自過渡區域314向外。在此區域中，與流動板區域313之下部表面相比較，液體處置結構312之下部表面經間隔成更遠離於基板W。液體抽取區域315中之下部表面具備(例如)以多孔板之形式的複數個開口，該複數個開口連接至液體處置結構312內之管道(圖中未繪示)，該等管道連接至負壓源，以便(例如)在單相流中抽取液體及/或氣體。
最外部為密封區域316，與下部表面流動板313相比較，密封區域316之下部表面經間隔成與基板W相隔類似距離。密封區域316用來限制浸沒流體之損耗，且亦可含有(例如)以多孔板之形式的開口，該等開口係經由液體處置結構312內之管道(圖中未繪示)而連接以抽取液體及/或氣體。取決於基板之運動速度及運動方向，浸沒液體11之彎液面可位於主要抽取區315或密封區域316內。在此實施例中，可採用如在以上實施例中所使用的影響氣泡偏轉之各種參數之類似值。
為了進一步減少氣泡至空間11中之出現，本發明之一實施例進一步包含氣體供應元件，該氣體供應元件經組態以將氣體供應至鄰近於空間11之區域(例如，供應至一體積或朝向一區域)。2010年12月7日申請之USSN 12/961,586中揭示此氣體供應元件，該案之全文以引用的方式併入本文中。局域化區域流體處置系統(諸如上文所描述之局域化區域流體處置系統)可遭受至空間11中之氣泡夾雜。當延伸於流體處置系統12與在流體處置系統12下方之表面之間的彎液面(如圖5所示之彎液面320)及小滴(例如，已逸出空間11之液體小滴)在表面上碰撞時，氣體氣泡可被夾雜至空間11中。將氣泡夾雜至空間11中係有害的，此係因為氣體氣泡可導致成像誤差。通常，小滴在以下至少三種情況中之一者下留存於表面上：(a)當在液體處置元件與基板W之間存在相對移動時遍及基板W之邊緣定位液體處置元件時；(b)當在液體處置元件與面對液體限制結構之對向表面之間存在相對移動時遍及對向表面之高度之步進改變定位液體處置元件時；及/或(c)歸因於(例如)當彎液面(例如)因超過對向表面之臨界掃描速度而變得不穩定時液體處置元件與對向表面之間的過高相對速度。氣泡亦可被夾雜於圖5所說明之彎液面400處，彎液面400延伸於液體限制結構12與投影系統PS之間。此處，可藉由自液體處置系統12之徑向向內對向表面上之液體入口(圖5中之入口13)所供應的液體自投影系統PS與液體處置元件12之間夾帶氣體而產生氣體氣泡。
已觀測到，極少氣體氣泡可在到達空間11之影像場130(圖6所說明)之前溶解於浸沒液體中。本發明之一實施例使用如下事實：溶解速度取決於截留氣體之類型及浸沒液體屬性。
通常，二氧化碳(CO2 )氣泡比空氣氣泡溶解得快。通常，溶解度比氮氣之溶解度大五十五(55)倍且擴散率為氮氣之擴散率之0.86倍的CO2 氣泡將在比相同大小之氮氣氣泡溶解之時間短三十七(37)倍的時間內溶解。
進行一實驗，其中已藉由使超純水沸騰來使超純水脫氣。接著，冷卻水且施加-950毫巴之真空。在置放於水中之基板之邊緣上置放周圍空氣氣泡及CO2 氣泡。氣泡具有介於0.5毫米與1毫米之間的大小。在30秒之後，CO2 氣泡之大小已減小至介於0.1毫米與0.3毫米之間，且在1分鐘之後，CO2 氣泡不大於0.1毫米。在此時間期間，空氣氣泡之大小不會明顯地變化。
隨著時間之氣泡直徑改變的分析公式為：
其中：R為通用氣體常數；T為溫度；Diff為擴散率；Sol為溶解度；t為時間；Dbub 為氣泡直徑；Sh為雪耳伍德數(Sherwood number)(kd/Diff，其中：k為質量轉移係數且d為特性尺寸)；Phyd 為液壓；及σ為表面張力。
方程式展示出：具有低於1毫米之直徑的CO2 氣泡將在1分鐘或2分鐘之時間尺度內溶解。比較起來，氮氣氣泡將在小時時間尺度內溶解。此情形與上述實驗一致。
另一分析模型使溶解時間τ與氣泡直徑、擴散率、溶解度、通用氣體常數及溫度相關。
第二方程式展示出：與藉由第一分析模型預測之110秒相比較，1毫米直徑之CO2 氣泡將在約70秒內溶解。
因此，實驗結果與以上兩個分析模型廣泛地一致。藉由更高溶解度及/或更高質量轉移係數來達成更快溶解。對於給定流動條件集合及幾何形狀，在第一階近似上，雪耳伍德數獨立於所關注之氣體或液體。此情形展示出：質量轉移係數與擴散率實質上成比例。因此，儘管第一方程式之頂線上的擴散率與第二方程式之底線上的擴散率相互抵消，但因為質量轉移係數與擴散率成比例，所以更高擴散率導致更快溶解。因此，適當氣體可具有更高溶解度及/或更高擴散率。適當氣體可在浸沒液體中具有大於空氣之擴散率與溶解度之乘積的擴散率與溶解度之乘積。
在使用藉由分析模型獲得之結果的情況下，有可能判定可預期特定氣體之氣泡有多快溶解於液體中。被夾雜於彎液面320處之氣泡相對於對向表面可為靜止的，且可定位於基板上。氣泡可通過空間而朝向影像場130移動。為了不出現成像缺陷，經夾雜氣泡理想地在其到達待藉由投影光束B曝光之影像場130之前溶解。對於給定流體處置系統，彎液面320之預期位置與影像場130之間的距離係已知的。氣泡之行進距離可等於基板W之行進距離，以在投影系統PS下方自氣泡被夾雜至液體中之位置行進至氣泡處於曝光區域中之位置。因此，針對高掃描速度之氣泡溶解將需要快於針對慢掃描速度之氣泡溶解，此係因為氣泡自彎液面320到達影像場130所花費之時間將少於針對較低掃描速度之時間。
若氣體氣泡為在浸沒液體中具有高擴散率、溶解度或擴散率與溶解度之乘積的氣體，則根據以上兩個分析模型，氣體氣泡將快得多地溶解至浸沒液體中。因此，使用本發明之一實施例將減少成像缺陷之數目，藉此允許更高產出率(例如，基板W相對於液體處置系統12之更高速度)及更低缺陷率。
因此，本發明之一實施例提供一種氣體供應元件，該氣體供應元件經組態以將氣體供應至鄰近於空間11之區域(例如，供應至一體積或朝向一區域)。詳言之，氣體經提供成使得其存在於鄰近於彎液面320(其延伸於對向表面與液體處置元件12之間)及/或鄰近於彎液面400(其延伸於液體處置元件12與投影系統PS之間)之區域中。
舉例而言，適當氣體為在浸沒液體(例如，水)中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於1 X 10-3 之溶解度(在1大氣壓之總壓力(氣體之分壓與浸沒液體之分壓的總和)下每單位浸沒液體質量之氣體質量)的氣體。氣體體積(而非氣體重量)可更為重要，此係因為需要特定氣體體積(而非重量)來填充鄰近於空間之區域。因此，可以每公斤液體之氣體莫耳(亦即，以mol/kg)更好地表達溶解度。在該情況下，溶解度應大於5 x 10-3 mol/kg，理想地大於10 x 10-3 mol/kg、15 x 10-3 mol/kg、20 x 10-3 mol/kg或25 x 10-3 mol/kg。
舉例而言，適當氣體為在攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於3 x 10-5 cm2 s-1 之擴散率的氣體。此擴散率與為2.3 x 10-5 cm2 s-1 的空氣之擴散率相當。理想地，擴散率大於8 x 10-5 cm2 s-1 、1 x 10-4 cm2 s-1 或5 x 10-4 cm2 s-1 。大部分氣體具有介於1 x 10-5 cm2 s-1 至2 x 10-5 cm2 s-1 之間的擴散率。氧氣及氮氣兩者均具有2.3 x 10-5 cm2 s-1 之擴散率，且二氧化碳為1.6 x 10-5 cm2 s-1 。氦氣具有3.8 x 10-5 cm2 s-1 之擴散率(及1.6 x 10-6 kg/kg或4 x 10-4 mol/kg之溶解度)。氫氣具有5.8 x 10-5 cm2 s-1 之擴散率(及1.6 x 10-6 kg/kg或8 x 10-4 mol/kg之溶解度)。
特別理想的氣體為在浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於1 x 10-3 kg/kg或3 x 10-3 mol/kg之溶解度及/或在浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之壓力下具有大於3 x 10-5 cm2 s-1 之擴散率的氣體。在一實施例中，氣體為具有大於空氣之擴散率與溶解度之乘積的擴散率與溶解度之乘積的氣體。舉例而言，擴散率與溶解度之乘積應大於1 x 10-9 cm2 s-1 (針對溶解度使用質量比)或2 x 10-8 mol cm2 s-1 kg-1 (針對溶解度使用mol/kg)。理想地，溶解度與擴散率之乘積大於5 x 10-9 cm2 s-1 、1 x 10-8 cm2 s-1 或3 x 8-8 cm2 s-1 (針對溶解度使用質量比)或4 x 10-8 cm2 s-1 mol kg-1 、10 x 10-8 cm2 s-1 mol kg-1 、20 x 10-8 cm2 s-1 mol kg-1 、40 x 10-8 cm2 s-1 mol kg-1 或50 x 10-8 cm2 s-1 mol kg-1 (針對溶解度使用mol/kg)。實例氣體為二氧化碳。
在一實施例中，使用(在攝氏20度及1大氣壓之總壓力下)具有大於空氣之溶解度與擴散率之乘積的溶解度與擴散率之乘積的氣體。可以kg/kg或以mol/kg來量測溶解度。具有該等屬性之氣體將快於空氣溶解於浸沒液體中，藉此允許使用更高掃描速度，而無由於氣泡在曝光時間仍存在於曝光區域中而被夾雜於彎液面320、400處之危險。
實例氣體為二氧化碳，其可為理想的，此係因為其易於可用且可出於其他目的而用於浸沒系統中。二氧化碳在水中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有1.69 x 10-3 kg/kg或37 x 10-3 mol/kg之溶解度。其他適當氣體可為氯氣(7.0 x 10-3 kg/kg或98 x 10-3 mol/kg)、硫化氫(3.85 x 10-3 kg/kg或113 x 10-3 mol/kg)、氯化氫(0.721 kg/kg或19753 x 10-3 mol/kg)、氨氣(0.531 kg/kg或31235 x 10-3 mol/kg)或二氧化硫(0.113 kg/kg或1765 x 10-3 mol/kg)。該等氣體中之一些可具有一或多個缺點。舉例而言，該等氣體中之一些可與浸沒微影裝置中之組件反應及/或可為有毒的，且可因此比二氧化碳難以處置且較不理想。易於溶解於浸沒液體中之任何非反應性氣體均係適當的。
本發明之一實施例中所使用之此等氣體與氧氣及氮氣形成對比，氧氣及氮氣在水中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下分別具有4.34 x 10-5 kg/kg或1.36 x 10-3 mol/kg及1.90 x 10-5 kg/kg或0.68 x 10-3 mol/kg之溶解度。因此，氧氣或氮氣中之任一者或空氣(該兩種氣體形成空氣之主導部分)不可能在到達空間11之影像場130之前溶解。
排除其他氣體，氣體供應元件供應在浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於1 x 10-3 kg/kg或5 x 10-3 mol/kg之溶解度的氣體。因此，離開氣體供應元件之任何氣體均可具有大於1 x 10-3 kg/kg或5 x 10-3 mol/kg之溶解度。因此，此氣體供應元件可區別於供應空氣(其包括二氧化碳)之氣體供應元件，因為空氣包括具有低於1 x 10-3 kg/kg或5 x 10-3 mol/kg之溶解度的氧氣及氮氣。
本文中所描述的本發明之一實施例可圍繞浸沒液體彎液面320、400形成CO2 氛圍，使得氣體至浸沒液體中之任何夾雜均產生溶解於浸沒液體中之氣體夾雜。在將浸沒液體供應至空間之前將CO2 溶解於浸沒液體中(例如，以改變浸沒液體之電阻率)會提供CO2 作為溶質而非氣體。供應CO2 溶質將不以與本發明之一實施例相同的方式工作，此係因為CO2 被供應於浸沒液體中。在將CO2 作為溶質提供於浸沒液體中以代替彎液面附近之氣體氛圍時，CO2 已經溶解於空間中之液體中。CO2 不存在於經夾雜氣泡之氣體中，因此，浸沒液體中CO2 之存在將不促進經夾雜氣泡之大小的減小。可認為此配置與本發明之一實施例工作的方式相反。
在一實施例中，在將浸沒液體供應至空間11之前使浸沒液體脫氣。在一實施例中，最小限度的(理想地，無)氣體在脫氣之後及在供應至空間11之前溶解於浸沒液體中。詳言之，不故意地存在用以在使浸沒液體脫氣與將浸沒液體供應至空間11之間將氣體溶解於浸沒液體中的組件。先前，已提議在將二氧化碳提供至空間11之前將其溶解於浸沒液體中，以便改變浸沒液體之酸度或電導率，例如，以有助於防止接觸浸沒液體之一或多個組件的腐蝕。然而，在低於二氧化碳之濃度(在該濃度下，本發明之一實施例對經夾雜氣泡的效應不明顯)的情況下，僅需要充分地添加二氧化碳之添加物以防止腐蝕。在本發明之一實施例中，溶解於浸沒液體中之二氧化碳的高濃度可為不良的，此係因為在高於特定濃度的情況下故意地將氣體溶解至浸沒液體中將減少浸沒液體中該氣體之溶解度。藉此，溶液中氣體之存在(至少高於特定臨限值)可減少如下可能性：經夾雜氣泡之氣體將足夠快地溶解以有助於減少(若未避免)成像缺陷之機會。
在一實施例中，在液體彎液面320、400處產生氣體氛圍。該情形可包括以氣體圍封浸沒微影裝置之曝光區域。曝光區域為環繞投影系統PS之末端的整個區域。在一實施例中，裝置之整個內部具有供應至其之氣體。在一實施例中，提供氣體至彎液面320、400之局域供應。舉例而言，可在液體處置系統12中提供分離開口以將氣體提供至彎液面320、400。在一實施例中，可通過氣刀提供氣體，如下文所描述。在一實施例中，可將氣體(例如)作為淨化氣體而供應至障壁部件附近。
通常，氣體供應元件包含氣體源及開口，開口係經由管道而連接至氣體源。在一實施例中，將氣體提供於流體處置系統中，使得高溶解度氣體之氣體氛圍環繞整個液體處置元件12。液體限制結構12處於氣體氛圍中，例如，被遮蔽於(例如)作為淨化氣體而供應於流體處置系統附近之氣體雲中。可通過與液體限制結構12分離(例如，鄰近於液體限制結構12)之氣體開口提供氣體。開口可處於一管道之末端，該管道延伸於氣體開口與氣體源之間。氣體開口可為圍繞液體限制結構12之周邊的一或多個開口。開口可環繞液體限制結構12。
在一實施例中，用於高溶解度氣體之開口可形成於流體處置系統12中。可(例如)對如在2010年12月7日申請之USSN 12/961,586中所描述的氣體供應系統進行參考，該案之全文以引用的方式併入本文中。舉例而言，氣體開口可為形成於液體限制結構12之表面中的整體開口。藉此，離開氣體開口的在浸沒液體中具有高溶解度之氣體可鄰近於彎液面320，如圖5所示。離開開口之氣體可在液體小滴碰撞彎液面320後隨即以氣體氣泡形式被夾雜至空間11中之浸沒液體中。因為氣體易於被吸收至浸沒液體中，所以氣體將理想地在到達空間11中之光徑之前被吸收至浸沒液體中。所描述之氣體開口200可應用於任何類型之流體處置系統12中，例如，處於鄰近於抽取器之位置。另外，參看圖5，另外氣體開口可經配置以鄰近於彎液面400提供氣體，彎液面400延伸於液體限制結構12與投影系統PS之間。另外開口較佳地經定位成自彎液面400之預期位置徑向地向外。
前在氣體供應特徵(諸如氣刀，如(例如)圖5所示)可用於氣體供應元件中，以供應在本文中所描述之浸沒液體中具有高溶解度之氣體。離開圖5中之開口15所供應的氣體可由在浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於1 x 10-3 kg/kg或5 x 10-3 mol/kg之溶解度的氣體組成。在此情況下，開口15可連接至氣體源。因此，可使用流體處置系統12之現存設計。在使用流體處置系統12之現存設計時，可至少維持(若未最小化)系統12之大小。
以使得很大程度上自液體/氣體分離線(例如，在彎液面320、400處)之環境排出環境氣體(例如，空氣)的方式來供應氣體。可在彎液面320、400處或自彎液面320、400徑向地向外供應氣體。在一實施例中，供應氣體作為淨化氣體以屏蔽彎液面免於周圍環境氣體。在一實施例中，供應氣體以將液體限制於儲集器或浸沒空間中。可將氣體供應於液體處置系統與對向表面(例如，基板台及/或基板)之間以在液體處置系統與對向表面之間形成密封件。經供應氣體可在浸沒液體之彎液面與(例如)空氣之周圍氛圍之間形成障壁。
彎液面320、400被曝光至之氛圍主要地為經供應氣體。因此，在不存在氣泡形成的情況下，氣體在彎液面320、400處溶解至浸沒液體中。隨著時間的推移，經供應氣體之濃度可增加。因此，彎液面處之液體大部分地受到經供應氣體影響。經供應氣體之增加濃度可影響浸沒液體之光學屬性，例如，其折射率。然而，在彎液面處自空間11連續地抽取液體會有助於防止自彎液面徑向地向內之液體實質上受到氣體之增加濃度影響。
然而，(例如)在碰撞小滴時形成於彎液面處之任何氣泡均有可能包括至少很大程度上由經供應氣體組成之氣體氣泡。因為氣泡含有經供應氣體，所以氣泡易於超出(例如)出口14或開口50之抽取區域而溶解於浸沒液體中。因為氣泡理想地在其到達影像場130(亦即，通過空間11的投影光束之路徑)之前溶解，所以氣泡之大部分氣體在其到達影像場130之前溶解於浸沒液體中。因為在彎液面附近抽取氣泡之路徑中的大部分液體，所以有可能使經溶解有經供應氣體之液體在其顯著地影響空間中之浸沒液體之光學屬性之前被抽取。
藉由使用氣體CO2 ，可減少(若未減輕)與碰撞液體小滴之彎液面320相關聯的問題。通常，300微米之小滴將產生直徑為30微米(亦即，十倍的大小)之氣泡。通常，此二氧化碳氣泡將在到達曝光區域之前溶解於浸沒液體中。(應注意，此大小之小滴可引起一或多個其他問題)。因此，由小滴引起之問題將較不顯著。浸沒系統將更容許與已自空間逸出之浸沒液體相互作用。
當結合所描述之氣泡偏轉系統(亦即，具備經配置以引導液體朝向基板之連續細長液體供應開口的液體限制部件)而應用氣體供應系統時，可注意到，可減少偏轉臨界氣泡所需要的通過細長液體供應開口之液體供應量。以不同片語表述之，在使用氣體供應系統之情況下，需要經由細長液體供應開口供應較少液體以偏轉臨界氣泡，該氣體供應系統在受限制液體之彎液面附近的區域中提供在浸沒液體中具有高溶解度之氣體。
在一實施例中，提供一種微影裝置，該微影裝置包含：一基板台，該基板台經配置以固持一基板且在一掃描方向上掃描該基板；一投影系統，該投影系統經配置以將一影像投影至該基板上，同時藉由該基板台掃描該基板；及一液體限制系統，該液體限制系統經配置以將一液體限制至該投影系統與該基板之間的一空間；其中該投影系統具有一光軸，且經配置以將該影像投影至在垂直於該光軸及該掃描方向之一方向上具有一最大尺寸的一影像場中，該最大尺寸小於在該方向上該空間之一最大尺寸；且該液體限制系統具有定界該空間之一液體限制部件，該液體限制部件界定經配置以引導液體朝向該基板之一連續細長液體供應開口，該細長液體供應開口在該方向上具有大於該影像場之該最大尺寸且小於該空間之該最大尺寸的一尺寸。
該液體限制系統可進一步界定複數個另外液體供應開口，該等另外液體供應開口經配置為至少一線的形式，且具有相較於該細長液體供應開口之該最大尺寸較小的一最大尺寸。
該液體限制部件可在該空間之另一側上進一步界定不同於該細長液體供應開口的一第二細長液體供應開口。在一實施例中，該細長液體供應開口為V形或曲形。
該液體限制系統可進一步包含一液體供應件，該液體供應件經配置以將液體供應至該空間，且一速率等於或大於約1公升/分鐘、等於或大於約1.25公升/分鐘、等於或大於約1.5公升/分鐘，或等於或大於約2公升/分鐘。
在一實施例中，該細長液體供應開口具有小於或等於約100微米、小於或等於約70微米、小於或等於約50微米、小於或等於約30微米或小於或等於約20微米之一寬度。
在一實施例中，該液體限制部件具有界定該細長液體供應開口之一對向表面。
在此實施例中，該對向表面在該裝置之操作期間經定位成與該基板相隔小於或等於約200微米、小於或等於約180微米或小於或等於約150微米之一距離。
在一實施例中，該裝置可進一步包含：一氣體供應元件，該氣體供應元件經組態以將在該浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於5 x 10-3 mol/kg之一溶解度的氣體供應至鄰近於該空間之一區域。在此實施例中，該氣體供應元件可包含在浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於5 x 10-3 mol/kg之一溶解度的一氣體源。
本發明亦可採取一種浸沒微影裝置之形式，該浸沒微影裝置用於將一影像通過藉由一液體限制系統限制於一基板之一表面上的一片液體而投影至該基板上，同時在一掃描方向上掃描該基板；其中該液體限制系統具有一細長液體供應開口，該細長液體供應開口經配置以在該片液體中產生一相對高剪應力及壓力梯度區域，以便使該液體中之氣體氣泡轉向以遠離於該影像。
在此裝置中，該細長液體供應開口可具有在20微米至30微米之範圍內的一寬度。
該液體限制系統可包含：一液體限制部件，該液體限制部件具有在使用中面對該等基板之一表面；及一定位系統，該定位系統經組態以定位該液體限制部件，使得該表面與該基板相隔一預定距離，其中該液體供應開口係形成於該表面中，且該預定距離係在約120微米至約180微米之範圍內。該液體限制系統可進一步包含一液體供應件，該液體供應件經組態以在約1.25公升/分鐘至約2.0公升/分鐘之一速度下供應液體以流出該液體供應開口。
在一實施例中，該裝置可進一步包含：一流體處置系統，該流體處置系統經組態以將浸沒液體限制至一投影系統之一最終元件與一基板及/或一台之間的一局域化空間；及一氣體供應元件，該氣體供應元件經組態以將在該浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於5 x 10-3 mol/kg之一溶解度的氣體供應至鄰近於該空間之一區域。在此實施例中，該氣體供應元件可包含在浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於5 x 10-3 mol/kg之一溶解度的一氣體源。
本發明亦可採取一種使用一微影裝置之元件製造方法之形式，該方法包含：將一片液體限制至與一基板之表面接觸的一空間；將一影像透過該片液體而投影至該基板上，同時在一掃描方向上移動該基板；在該掃描方向上於該影像前方之該片液體中形成一相對高壓力細長區域，藉以，該相對高壓力區域對於使該片液體中之氣體氣泡轉向以遠離於該影像係有效的。
在此方法之一實施例中，該高壓力區域對於引導具有大於或等於約30微米、大於或等於約20微米、大於或等於約15微米或大於或等於約12微米之一大小的氣泡係有效的。
在此方法中，該基板可具有大於或等於約90°、大於或等於約100°或大於或等於約110°的與該液體之一接觸角。
該基板亦可具有小於或等於約20°、小於或等於約15°或小於或等於約10°的與該液體之一接觸角滯後。
在一實施例中，該形成包含通過一液體限制結構之一表面中的一細長開口供應液體，該表面與該基板之間的距離係在約120微米至約180微米之範圍內。
在一實施例中，該形成包含通過具有在約20微米至約30微米之範圍內之一寬度的一細長開口供應液體。
在一實施例中，該形成包含在約1.25公升/分鐘至2.0公升/分鐘之一速率下供應液體。在一實施例中，該方法進一步包含：將在該浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於5 x 10-3 mol/kg之一溶解度的一氣體提供至鄰近於該空間之一區域。
在一實施例中，該方法進一步包含：將在該浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於空氣之擴散率與溶解度之一乘積的擴散率與溶解度之一乘積的一氣體提供至鄰近於該空間之一區域。
在一實施例中，提供一種浸沒微影裝置，該浸沒微影裝置用於將一影像通過藉由一液體限制系統限制於一基板之一表面上的一片液體而投影至該基板上，同時在一掃描方向上掃描該基板；其中該液體限制系統具有一液體限制部件，該液體限制部件在面對該基板之一表面中界定複數個液體供應開口，該複數個液體供應開口包括具有至少兩個不同長度之開口。
在一實施例中，提供一種浸沒微影裝置，該浸沒微影裝置用於將一影像通過藉由一液體限制系統限制於一基板之一表面上的一片液體而投影至該基板上，同時在一掃描方向上掃描該基板；其中該液體限制系統具有一液體限制部件，該液體限制部件具有與該掃描方向對準之至少一隅角，且在面對該基板之一表面中界定一細長液體供應開口，該細長液體供應開口位於該隅角處。
在一實施例中，提供一種浸沒微影裝置，該浸沒微影裝置用於將一影像通過藉由一液體限制系統限制於一基板之一表面上的一片液體而投影至該基板上之一影像場上，同時在一掃描方向上掃描該基板；其中該液體限制系統具有一液體限制部件，該液體限制部件具有面對該基板之一表面，一細長液體供應開口係界定於該表面中且在該影像場前方定位於該掃描方向上。
在一實施例中，提供一種液體限制系統，該液體限制系統經配置以將一液體限制至一投影系統與一對向表面之間的一空間，該對向表面為一基板及/或經組態以支撐該基板之一台，該液體限制系統包含定界該空間之一液體限制部件，該投影系統具有一光軸，且經配置以將一影像投影至在垂直於該光軸及掃描方向之一方向上具有一最大尺寸的一影像場中，該最大尺寸小於在該方向上該空間之一最大尺寸，該液體限制部件界定經配置以引導液體朝向該對向表面之一連續細長液體供應開口，該細長液體供應開口在該方向上具有大於該影像場之該最大尺寸且小於該空間之該最大尺寸的一尺寸。
在一實施例中，提供一種用於一浸沒微影裝置之液體限制系統，該液體限制系統經組態以將浸沒液體限制於一基板之一表面上，同時在一掃描方向上掃描該基板，其中該液體限制系統具有一細長液體供應開口，該細長液體供應開口經配置以在該液體中產生一相對高剪應力及壓力梯度區域，以便使該液體中之一氣體氣泡轉向以遠離於通過該液體而投影至該基板上之一影像。
在一實施例中，提供一種用於一浸沒微影裝置之液體限制系統，該液體限制系統經組態以將浸沒液體限制於一基板之一表面上，且具有一液體限制部件，該液體限制部件包含形成於面對該基板之一表面中的複數個液體供應開口，該複數個液體供應開口包括具有至少兩個不同長度之開口。
在一實施例中，提供一種用於一浸沒微影裝置之液體限制系統，該液體限制系統經組態以將浸沒液體限制於一基板之一表面上，且具有一液體限制部件，該液體限制部件具有與掃描該基板所在之一掃描方向對準的至少一隅角，且包含形成於該表面中之一細長液體供應開口，該細長液體供應開口位於該隅角處。
在一實施例中，提供一種用於一浸沒微影裝置之液體限制系統，該液體限制系統經組態以將浸沒液體限制於一基板之一表面上，且具有一液體限制部件，該液體限制部件包含面對該基板之一對向表面，一細長液體供應開口係形成於該表面中且在投影至該基板之該表面上的一影像場前方定位於掃描該基板所在之一掃描方向上。
所描述之該等實施例的該液體限制系統可進一步包含：一流體處置系統，該流體處置系統經組態以將浸沒液體限制至一投影系統之一最終元件與一基板及/或一台之間的一局域化空間；及一氣體供應元件，該氣體供應元件經組態以將在該浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於5 x 10-3 mol/kg之一溶解度的氣體供應至鄰近於該空間之一區域。在此實施例中，該氣體供應元件可包含在浸沒液體中於攝氏20度及1大氣壓之總壓力下具有大於5 x 10-3 mol/kg之一溶解度的一氣體源。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，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」之任何使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，使得本文中所使用之術語基板可指代已經含有多個經處理層之基板。
本文中所使用之術語「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，其含有描述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。上文所描述之控制器可具有用於接收、處理及發送信號之任何適當組態。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。
本發明之一或多個實施例可適用於任何浸沒微影裝置，特別地(但不獨佔式地)為上文所提及之該等類型，無論浸沒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，或是在基板及/或基板台上未受限制的。在一未受限制配置中，浸沒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。在此未受限制浸沒系統中，液體供應系統可能不限制浸沒流體或其可能提供浸沒液體限制之比例，但未提供浸沒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、一或多個液體入口、一或多個氣體入口、一或多個氣體出口及/或將液體提供至空間之一或多個液體出口之組合。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。
此外，儘管已在特定實施例及實例之內容背景中揭示本發明，但熟習此項技術者應理解，本發明超出特定揭示之實施例而延伸至其他替代實施例及/或本發明及其明顯修改以及等效物之使用。此外，雖然已詳細地展示及描述本發明之許多變化，但基於此揭示，對於熟習此項技術者而言，在本發明之範疇內的其他修改將係顯而易見的。舉例而言，據預期，可進行該等實施例之特定特徵及態樣的各種組合或子組合，且其仍屬於本發明之範疇。因此，應理解，可將所揭示實施例之各種特徵及態樣彼此組合或彼此取代，以便形成本發明之變化模式。因此，本文中所揭示之本發明的範疇意欲不應受到上文所描述之特定揭示之實施例限制，而應僅藉由隨後申請專利範圍之清楚閱讀進行判定。
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明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
11．．．浸沒空間/浸沒液體
12．．．流體處置結構/液體處置結構/液體限制結構/流體處置系統/液體處置系統/液體處置元件
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/開口
16．．．無接觸密封件/氣體密封件/密封配置
20．．．邊緣
40．．．下表面
45．．．外部邊緣
50．．．離散(抽取)開口
51．．．共同腔室
70．．．供應開口
71．．．V形狹縫/細長狹縫
72．．．腔室
73．．．連續相對高壓力區域
90．．．彎液面
100．．．氣流
110．．．主軸
120．．．主軸
130．．．影像場
312．．．液體處置結構
312a．．．中心孔隙/中心開口
313．．．第一區/流動板/流動板區域
314．．．過渡區域
315．．．主要液體抽取區域/主要抽取區
316．．．密封區域
320．．．彎液面
370．．．V形狹縫
400．．．彎液面
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
IF．．．位置感測器
IH．．．局域化浸沒系統
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
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描繪作為用於微影投影裝置中之液體供應系統的流體處置結構；
圖4描繪用於微影投影裝置中之另外液體供應系統；
圖5以橫截面描繪流體處置結構；
圖6以平面圖描繪根據本發明之一實施例的流體處置結構；
圖7以平面圖描繪圖6之流體處置結構之部分；
圖8為沿著圖7之第三處置結構之線I-I的橫截面；
圖9為根據本發明之一實施例之另一流體處置結構之類似於圖8的視圖；
圖10為根據本發明之一實施例之另一流體處置結構之類似於圖8的視圖；
圖11及圖12為根據本發明之實施例之流體處置結構的平面圖；及
圖13及圖14分別為根據本發明之另外實施例之流體處置結構的平面圖及剖視圖。
50．．．離散(抽取)開口
70．．．供應開口
71．．．V形狹縫/細長狹縫

Claims (15)

  1. 一種微影裝置，其包含：一基板台，該基板台經配置以固持一基板且在一掃描方向上掃描該基板；一投影系統，該投影系統經配置以將一影像投影至該基板上，且藉由該基板台掃描該基板；及一液體限制系統，該液體限制系統經配置以將一液體限制至該投影系統與該基板之間的一空間；其中該投影系統具有一光軸(optical axis)，且經配置以將該影像投影至在垂直於該光軸及該掃描方向之一方向上具有一最大尺寸的一影像場(image field)中，該最大尺寸小於在該方向上該空間之一最大尺寸；且該液體限制系統具有定界該空間之一液體限制部件，該液體限制部件界定經配置以引導液體朝向該基板之一連續細長(elongate)液體供應開口，該細長液體供應開口在該方向上具有大於該影像場之該最大尺寸且小於該空間之該最大尺寸的一尺寸，且該細長液體供應開口經配置以在該液體的主體(body)中產生一相對高剪應力(shear)及壓力梯度區域，俾使該液體中之氣體氣泡(bubbles of gas)轉向以遠離於該影像。
  2. 如請求項1之微影裝置，其中該液體限制系統進一步界定複數個另外液體供應開口，該等另外液體供應開口經配置為至少一線的形式，且具有相較於該細長液體供應開口之該最大尺寸較小的一最大尺寸。
  3. 如請求項1或2之微影裝置，其中該液體限制部件在該空間之另一側上進一步界定不同於該細長液體供應開口的一第二細長液體供應開口。
  4. 如請求項1或2之微影裝置，其中該細長液體供應開口為V形。
  5. 如請求項1或2之微影裝置，其中該細長液體供應開口為曲形。
  6. 如請求項1或2之微影裝置，其中該液體限制系統進一步包含一液體供應件，該液體供應件經配置以將液體供應至該空間，且一速率等於或大於約1公升/分鐘、等於或大於約1.25公升/分鐘、等於或大於約1.5公升/分鐘，或等於或大於約2公升/分鐘。
  7. 如請求項1或2之微影裝置，其中該細長液體供應開口具有小於或等於約100微米、小於或等於約70微米、小於或等於約50微米、小於或等於約30微米或小於或等於約20微米之一寬度。
  8. 如請求項1或2之微影裝置，其中該液體限制部件具有界定該細長液體供應開口之一對向表面。
  9. 如請求項8之微影裝置，其中該對向表面在該裝置之操作期間經定位成與該基板相隔小於或等於約200微米、小於或等於約180微米或小於或等於約150微米之一距離。
  10. 一種浸沒微影裝置，該浸沒微影裝置用於將一影像透過藉由一液體限制系統限制於一基板之一表面上的一液體 的主體而投影至該基板上，同時在一掃描方向上掃描該基板；其中該液體限制系統具有一細長液體供應開口，該細長液體供應開口經配置以在該液體的主體中產生一相對高剪應力及壓力梯度區域，以便使該液體中之氣體氣泡轉向以遠離於該影像。
  11. 如請求項10之浸沒微影裝置，其中該液體限制系統包含：一液體限制部件，該液體限制部件具有在使用中面對該等基板之一表面；及一定位系統，該定位系統經組態以定位該液體限制部件，使得該表面與該基板相隔一預定距離，其中該液體供應開口係形成於該表面中，且該預定距離係在約120微米至約180微米之範圍內。
  12. 一種使用一微影裝置之元件製造方法，該方法包含：將一液體的主體限制至與一基板之表面接觸的一空間；將一影像透過該液體的主體而投影至該基板上，同時在一掃描方向上移動該基板；在該掃描方向上於該影像前方之該液體的主體中形成一相對高壓力細長區域，藉以，該相對高壓力區域對於使該液體的主體中之氣體氣泡轉向以遠離於該影像係有效的。
  13. 如請求項12之方法，其中該高壓力區域對於引導具有大於或等於約30微米、大於或等於約20微米、大於或等於約15微米或大於或等於約12微米之一大小的氣泡係有效 的。
  14. 如請求項12或13之方法，其中該基板具有大於或等於約90°、大於或等於約100°、或大於或等於約110°的與該液體之一接觸角，或其中該基板具有小於或等於約20°、小於或等於約15°、或小於或等於約10°的與該液體之一接觸角滯後。
  15. 如請求項12或13之方法，其中該形成包含通過具有在約20微米至約30微米之範圍內之一寬度的一細長開口供應液體，及/或其中該形成包含在約1.25公升/分鐘至2.0公升/分鐘之一速率下供應液體。
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