TWI581845B - 一種流體處理結構、一種微影設備及一種裝置製造方法 - Google Patents

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TWI581845B TW104141959A TW104141959A TWI581845B TW I581845 B TWI581845 B TW I581845B TW 104141959 A TW104141959 A TW 104141959A TW 104141959 A TW104141959 A TW 104141959A TW I581845 B TWI581845 B TW I581845B
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Description

一種流體處理結構、一種微影設備及一種裝置製造方法
本發明係關於一種流體處理結構、一種微影設備及一種用於使用微影設備製造裝置之方法。
微影設備為將所要圖案塗覆至基板上(通常至基板之目標部分上)之機器。微影設備可用於(例如)積體電路之製造中。
已提出將微影投影設備中之基板浸潤於具有相對高折射率之液體(例如，水)中，以便填充投影系統PS之最終元件與基板之間的空間。在實施例中，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實施例。然而，另一流體可為合適的，特別是潤濕流體、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)之流體。排除氣體之流體尤其為所需的。此情形之要點係實現較小特徵之成像，此係因為曝光輻射在液體中將具有較短波長。(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，最大尺寸高達10nm之粒子)之液體。懸浮粒子可具有或可不具有與懸浮有該等粒子之液體相似或相同的折射率。可為合適之其他液體包括烴，諸如，芳族、氟代烴及/或水溶液。
將基板或基板及基板台浸沒於液體浴中(參見(例如)美國專利第4,509,852號)意謂存在必須在掃描曝光期間加速之較大液體主體。此舉需要額外或更多大功率馬達，且液體中之湍流可導致不良及不可預知的影響。
在浸潤設備中，浸潤流體藉由浸潤系統、裝置、結構或設備處理。在實施例中，浸潤系統可供應浸潤流體且可被稱作流體供應系統。在實施例中，浸潤系統可至少部分限制浸潤流體且可被稱作流體限制系統。在實施例中，浸潤系統可提供對浸潤流體之阻障且因此被稱作阻障部件，諸如流體限制結構。在實施例中，浸潤系統建立或使用氣流(例如)以幫助控制浸潤流體之流速及/或位置。氣流可形成用以限制浸潤流體之密封件，因此，浸潤系統可包含提供氣流之流體處理結構，該流體處理結構可被稱作密封部件。在實施例中，將浸潤液體用作浸潤流體。在彼情況下，浸潤系統可為液體處理系統。
若浸潤液體由浸潤系統限制至投影系統下方之表面上之局部區域，則彎液面在浸潤系統與表面之間延伸。若彎液面與表面上之液滴碰撞，則此可導致浸潤液體中之氣泡之夾雜。由於各種原因，(例如)歸因於自浸潤系統之滲漏，液滴可呈現於表面上。浸潤液體中之氣泡可(例如)藉由在基板之成像期間干擾投影光束而引起成像誤差。
需要(例如)提供至少減少氣泡夾雜之可能性的微影設備。
在本發明中，提供一種包含流體處理結構的浸潤系統，該流體處理結構經組態以含有至流體處理結構外部之區域之浸潤流體，該流體處理結構在空間之邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自空間之徑向向外方向中；及至少一個氣體供應開口，其相對於空間在自至少一個氣體刀開口之徑向向外方向中；且浸潤系統進一步包含氣體供應系統，該氣體供應系統經組態以經由至少一個氣體刀開口及至少一 個氣體供應開口供應實質上純的CO2氣體，以便鄰近於空間及自空間徑向向外提供實質上純的CO2氣體氛圍。
在本發明中，提供一種裝置製造方法，其包含經由浸潤流體將輻射投影光束投影至包含浸潤系統之微影設備中之基板上，其中浸潤系統包括流體處理結構，該流體處理結構經組態以含有至流體處理結構外部之區域之浸潤流體，流體處理結構在空間之邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自空間之徑向向外方向中；及至少一個氣體供應開口，其相對於空間在自至少一個氣體刀開口之徑向向外方向中；且該方法包含經由至少一個氣體刀開口及至少一個氣體供應開口供應實質上純的CO2氣體，以便鄰近於空間及自空間徑向向外提供實質上純的CO2氣體氛圍。
在本發明中，提供一種包含浸潤系統的微影設備，該浸潤系統包含流體處理結構，該流體處理結構經組態以含有至流體處理結構外部之區域之浸潤流體，流體處理結構在空間之邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自空間之徑向向外方向中；及至少一個氣體供應開口，其相對於空間在自至少一個氣體刀開口之徑向向外方向中；且浸潤系統進一步包含氣體供應系統，該氣體供應系統經組態以經由至少一個氣體刀開口及至少一個氣體供應開口供應實質上純的CO2氣體，以便鄰近於空間及自空間徑向向外提供實質上純的CO2氣體氛圍。
在本發明中，提供一種包含經組態以含有至區域之浸潤流體之流體處理結構的浸潤系統，該流體處理結構在空間之邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自空間之徑向向外方向中；至少一個氣體供應開口，其相對於空間在自至少一個氣體刀開口之徑向向外方向中；及氣體供應系統，其經組態以經由至少一個氣體刀開口及至少一個氣體供應開口供應氣體，其中氣體以比氣體離開至少一個氣體供應開口之氣體速度更高的氣體速度離開至少一個氣體刀開口。
在本發明中，提供一種裝置製造方法，其包含經由浸潤流體將輻射投影光束投影至包含浸潤系統之微影設備中的基板上，其中浸潤系統包含流體處理結構，該流體處理結構經組態以含有至流體處理結構外部之區域之浸潤流體，該流體處理結構在空間之邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自空間之徑向向外方向中；及至少一個氣體供應開口，其相對於空間在自至少一個氣體刀開口之徑向向外方向中；且該方法包含經由至少一個氣體刀開口及至少一個氣體供應開口供應氣體，其中氣體以比氣體離開至少一個氣體供應開口之氣體速度更高的氣體速度離開至少一個氣體刀開口。
在本發明中，提供一種包含浸潤系統的微影設備，該浸潤系統包含流體處理結構，該流體處理結構經組態以含有至流體處理結構外部之區域之浸潤流體，該流體處理結構在空間之邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自空間之徑向向外方向中；及至少一個氣體供應開口，其相對於空間在自至少一個氣體刀開口之徑向向外方向中；且浸潤系統進一步包含氣體供應系統，該氣體供應系統經組態以經由至少一個氣體刀開口及至少一個氣體供應開口供應氣體，其中氣體以比氣體離開至少一個氣體供應開口之氣體速度更高的氣體速度離開至少一個氣體刀開口。
在本發明中，提供一種流體處理結構，其經組態以含有至區域之浸潤流體，該流體處理結構在空間之邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自空間之徑向向外方向中；及至少一個氣體供應開口，其相對於空間在自至少一個氣體刀開口之徑向向外方向中，其中至少一個氣體供應開口包含一網狀物。
11‧‧‧空間
12‧‧‧流體處理結構
13‧‧‧開口
14‧‧‧出口
15‧‧‧入口
16‧‧‧氣體密封件
20‧‧‧開口
22‧‧‧側壁
23‧‧‧回收埠
24‧‧‧腔室
26‧‧‧腔室
28‧‧‧側壁
29‧‧‧開口
50‧‧‧開口
51‧‧‧流動控制板
53‧‧‧主體部件
54‧‧‧側面
55‧‧‧開口
61‧‧‧氣體回收開口
70‧‧‧提取器總成
72‧‧‧供應埠
73‧‧‧回收埠
74‧‧‧通路
75‧‧‧液體供應設備
79‧‧‧通路
80‧‧‧液體回收設備
81‧‧‧回收室
83‧‧‧多孔部件
84‧‧‧孔
111‧‧‧多孔材料
121‧‧‧腔室
180‧‧‧開口
210‧‧‧氣體刀開口
211‧‧‧氣體源
211a‧‧‧第一氣體源/第一氣體供應
211b‧‧‧第二氣體源/第二氣體供應
212‧‧‧增濕器
212a‧‧‧第一增濕器
212b‧‧‧第二增濕器
213‧‧‧儲集器
213a‧‧‧第一氣體供應儲集器
213b‧‧‧第二氣體供應儲集器
214‧‧‧第一路徑
215‧‧‧第二路徑
216‧‧‧流通區域
217‧‧‧閥門
218‧‧‧第三路徑
219‧‧‧閥門
220‧‧‧氣體供應開口
222‧‧‧負壓源
300‧‧‧液滴
310‧‧‧表面
320‧‧‧彎液面
400‧‧‧彎液面
現將參考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，對應參考符號指示對應部件，且在該等圖式中： 圖1描繪根據本發明之實施例之微影設備；圖2及圖3描繪用於微影投影設備中之浸潤系統；圖4以橫截面描繪用於微影投影設備中之另一浸潤系統；圖5以平面描繪用於微影投影設備中之浸潤系統；圖6以平面描繪用於微影投影設備中之浸潤系統；圖7以橫截面繪示作用於表面上之液滴上之產生特定接觸角的力；圖8為臨界掃描速度與浸潤液體之pH之曲線圖；圖9以橫截面描繪用於微影投影設備中之另一浸潤系統；圖10以橫截面描繪用於微影設備中之浸潤系統；圖11以橫截面描繪用於微影設備中之浸潤系統；圖12以橫截面描繪用於微影設備中之浸潤系統；圖13以橫截面描繪用於微影設備中之浸潤系統。
圖1示意性地描繪根據本發明之實施例之微影設備。該微影設備包含：- 照明器(另外被稱作照明系統)IL，其經組態以調節投影光束B，該投影光束B為輻射光束(例如，UV輻射、DUV輻射或任何其他合適輻射)；- 支撐結構(例如，光罩支撐結構/光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化裝置(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據某些參數而精確地定位該圖案化裝置MA之第一定位器PM；- 支撐台，例如，支撐一或多個感測器之感測器台，及/或經建構以固持連接至第二定位裝置PW的基板(例如，塗佈有抗蝕劑之基板)W之基板台(例如，晶圓台)WT或「基板支撐件」，該第二定位裝置PW經組態以根據某些參數而精確地定位基板W；及 - 投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以藉由圖案化裝置MA將賦予投影光束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。
照明器IL可包括用於引導、塑形或控制輻射之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支撐(亦即，承載)圖案化裝置MA之重量。支撐結構MT以取決於圖案化裝置MA之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如，該圖案化裝置MA是否固持於真空環境中)的方式來固持該圖案化裝置MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化裝置MA。支撐結構MT可為(例如)框架或平台，其可視需要為固定或可移動的。支撐結構MT可確保圖案化裝置MA(例如)相對於投影系統PS處於所要位置。可認為本文對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化裝置」同義。
本文所使用之術語「圖案化裝置」應被廣泛地解譯為係指可用以在投影光束B之橫截面中向投影光束B賦予圖案以便在基板W之目標部分C中產生圖案的任何裝置。應注意，舉例而言，若賦予投影光束B之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則該圖案可不確切地對應於基板W之目標部分C中之所需圖案。一般而言，賦予投影光束B之圖案將對應於目標部分C中產生之裝置(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化裝置MA可為透射的或反射的。圖案化裝置之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，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(例如，投影光束B)。傾斜之鏡面在由鏡面矩陣反射之投影光束B中賦予圖案。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統PS，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。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，微影設備屬於透射類型(例如，使用透射性光罩)。替代地，微影設備可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射性光罩)。
微影設備可包含量測台(圖1中未描繪)，該量測台經配置以固持量測設備，諸如量測投影系統PS之性質的感測器。在實施例中，量測台並未經組態以固持基板W。微影設備可屬於具有兩個(雙載物台)或兩個以上平台(或載物台或支撐件)(例如兩個或兩個以上基板台WT，或一或多個基板台WT及一或多個感測器或量測台之組合)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用多個平台，或可在一或多個平台上進行預備步驟，同時將一或多個其他平台用於曝光。微影設備可具有兩個或兩個以上圖案化裝置台(或載物台或支撐件)，例如，兩個或兩個以上支撐結構MT，其可以與基板台WT、感測器台及量測台相似之方式並行地使用。
參考圖1，照明器IL自輻射源SO接收投影光束B。舉例而言，當源SO為準分子雷射時，源SO及微影設備可為分離實體。在此類情況下，源SO不被視為形成微影設備之部件，且投影光束B係憑藉包含(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，舉例而言，當源SO為水銀燈時，源SO可為微影設備之整體部件。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD (必要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含經組態以調整投影光束B之角強度分佈之調整器AD。一般而言，可調整照明器IL之光瞳平面中之強度分佈的至少外部及/或內部徑向範圍(通常分別稱作σ外部及σ內部)。另外，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可用以調節投影光束B，以在其橫截面中具有所需均勻性及強度分佈。類似於源SO，照明器IL可被認為或可不被認為形成微影設備之部件。舉例而言，照明器IL可為微影設備之整體部件，或可為與微影設備分離之實體。在後一情況下，微影設備可經組態以允許照明器IL安裝於其上。視情況，照明器IL可拆卸且可單獨提供(例如，由微影設備製造商或另一供應商提供)。
投影光束B入射於固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化裝置(例如，光罩)MA上，且係藉由該圖案化裝置MA而經圖案化。在已橫穿圖案化裝置MA的情況下，投影光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將該投影光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位裝置PW及位置感測器IF(例如，干涉裝置、線性編碼器或電容式感測器)，基板台WT可經精確地移動，(例如)以便在投影光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位裝置PM及另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械提取之後或在掃描期間，相對於投影光束B之路徑來精確地定位圖案化裝置MA。
一般而言，可憑藉均形成第一定位裝置PM之部分之長衝程模組(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，可使用均形成第二定位裝置PW之部分之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。長衝程模組經配置而以有限精度在較長範圍內移動短衝程模組。短衝程模組經配置而以高精度相對於長衝程 模組在較短範圍內移動支撐結構MT及/或基板台WT。在步進器(與掃描器對照)之情況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。
圖案化裝置MA及基板W可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準。雖然基板對準標記P1、P2如所說明佔用專用目標部分，但其可位於目標部分C之間的空間中。位於目標部分C之間的空間中之標記被稱為劃線對準標記。類似地，在一個以上晶粒提供於圖案化裝置MA上之情形中，光罩對準標記M1、M2可位於該等晶粒之間。
所描繪微影設備可用於曝露處於以下使用模式中之至少一者中之基板W：
1.在步進模式中，在將賦予投影光束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)。基板台WT接著在X方向及/或Y方向(亦即，步進方向)上經移位，以使得可曝露不同目標部分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，在將賦予投影光束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之寬度(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，在將賦予投影光束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裝置，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，脈衝式輻射源通常用作源SO，且可程式化圖案化裝置視需要在基板台WT之每一移動後或在 掃描期間在連續輻射脈衝之間經更新。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(諸如，如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)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。
儘管可在本文中特定地參考微影設備在積體電路製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影設備可具有製造具有微尺度或甚至奈米尺度特徵之組件之其他應用，諸如，製造整合式光學系統、用於磁域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。
用於在投影系統PS之最終元件與基板W之間提供液體之配置可分類成浸潤系統之三個一般類別。此等類別包括浴型配置、局部浸潤系統及全濕浸潤系統。
在浴型配置中，將基板W之實質上全部及(視情況)基板台WT之部分浸沒於液體浴中。
局部浸潤系統使用液體供應系統，其中液體僅提供至基板W之局部區域。由液體填充之區域之平面圖比基板W之頂部表面之平面圖小，且當基板W在彼區域下方移動時，充滿液體之區域相對於投影系統PS保持實質上靜止。圖2至圖6及圖9至圖13展示可用作此液體供應系統之不同浸潤系統。彎液面控制特徵可經呈現以將液體密封至局部區域。已提議針對此配置之一個方式在PCT專利申請公開案第WO 99/49504號中揭示。彎液面控制特徵可為彎液面釘紮特徵。
在全濕配置中，液體係未受限制的。基板W之整個頂部表面及基板台WT之全部或部分覆蓋於浸潤液體中。覆蓋至少該基板W之液體的深度較小。液體可為基板W上之液體膜，諸如，薄膜。浸潤液體可供應至投影系統PS及面向投影系統PS之對向表面(此對向表面可為基 板W及/或基板台WT之表面)或在投影系統PS及對向表面之區域內供應。圖2或圖3之液體供應裝置中之任一者亦可用於此液體供應系統中。然而，彎液面控制特徵不存在、未啟動、不如正常一樣有效率，或以其他方式對於將液體僅密封至局部區域係無效的。
圖2示意性地描繪具有流體處理結構12(其亦可被稱作液體限制結構)之浸潤系統(其可另外被稱作局部液體供應系統或流體處理系統)，該流體處理結構沿著投影系統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，除非另外明確陳述，否則在下文中對基板W之表面的參考另外或在替代案中亦係指基板台WT之表面)。在實施例中，密封件在流體處理結構12與基板W之表面之間形成且其可為諸如氣體密封件16之非接觸式密封件(具有氣體密封件之此系統在歐洲專利申請公開案第EP-A-1,420,298號中揭示)。密封件可由彎液面控制特徵提供。
流體處理結構12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。由定位於投影系統PS之最終元件下方且包圍投影系統PS之最終元件的流體處理結構12至少部分地形成空間11。由開口13將液體帶入至在投影系統PS下方且在流體處理結構12內之空間11中。可由開口13移除液體。液體是由開口13帶入至空間11中或是自空間11移除可取決於基板W及基板台WT之移動方向。
可藉由氣體密封件16將液體包含於空間11中，該氣體密封件在使用期間形成於流體處理結構12之底部與基板W之表面之間。氣體密封件16中之氣體係在壓力下經由入口15提供至流體處理結構12與基板W之間的間隙。經由與出口14相關聯之通道來提取氣體。氣體入口15上之過壓、出口14上之真空度及間隙之幾何形狀經配置以使得在內部存在限制液體之高速氣流。氣體對在流體處理結構12與基板W之間的液體之力使液體包含在空間11中。此系統在美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示，該公開案在此以全文引用之方式併入。
圖3為根據實施例之描繪另一浸潤系統的側橫截面圖。圖3中所繪示且在下文所描述之配置可應用於上文所描述且圖1中所繪示之微影設備。液體供應系統具備流體處理結構12，該流體處理結構12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，除非另有明確陳述，否則在下文中對基板W之表面的參考另外或在替代案中亦係指基板台WT之表面)。
流體處理結構12至少部分在投影系統PS之最終元件與基板W之間的空間11中含有液體。由定位於投影系統PS之最終元件下方及包圍投影系統PS之最終元件的流體處理結構12至少部分地形成空間11。在實施例中，流體處理結構12包含主體部件53及多孔部件83。多孔部件83為板狀且具有複數個孔(亦即，開口或孔隙)。在實施例中，多孔部件83為網狀物板，其中在網狀物中形成眾多小孔84。此系統揭示於美國專利申請公開案第US 2010/0045949 A1號，該申請公開案在此以全文引用之方式併入。
主體部件53包含：供應埠72，其能夠將液體供應至空間11，及回收埠73，其能夠自空間11回收液體。供應埠72係經由通路74連接至液體供應設備75。液體供應設備75能夠將液體供應至供應埠72。將自液體供應設備75饋入之液體經由對應通路74而供應至供應埠72中之每一者。供應埠72在光學路徑附近安置於主體部件53之面對光學路徑之規定位置處。回收埠73能夠自空間11回收液體。回收埠73經由通路79而連接至液體回收設備80。液體回收設備80包含真空系統且能夠藉由經由回收埠73吸入液體來回收液體。液體回收設備80經由通路29回收經由回收埠23回收之液體LQ。多孔部件83安置於回收埠73中。
在實施例中，為了用一側上之投影系統PS及流體處理結構12與另一側上之基板W之間的液體形成空間11，將液體自供應埠72供應至 空間11，且將液體處理結構12中之回收室81中之壓力調整至負壓以便經由多孔部件83之孔84(亦即，回收埠73)來回收液體。執行使用供應埠72之液體供應操作及使用多孔部件83之液體回收操作在一側上之投影系統PS及流體處理結構12與另一側上之基板W之間形成空間11。
圖4繪示為浸潤系統(諸如液體供應系統)之部分的流體處理結構12。流體處理結構12圍繞投影系統PS之最終元件之周邊(例如，圓周)而延伸。流體處理結構12經組態以含有至區域之浸潤流體。區域可在流體處理結構12之外部。該區域可在投影系統PS之最終元件與基板W及/或基板台WT之間。流體處理結構12可包含含有浸潤流體之至少一個彎液面控制特徵。
部分定義空間11之表面中之複數個開口20將液體提供至該空間11。在進入空間11之前，液體分別經由各別腔室24及26分別穿過側壁28及22中之開口29及20。
在流體處理結構12之底部與對向表面(例如，基板W之頂部表面，或基板台WT之頂部表面或兩者)之間提供密封件。對向表面為面向流體處理結構12之底部之表面。在圖4中，流體處理結構12經組態以提供非接觸式密封件且由若干組件組成。自投影系統PS之光軸徑向向外，提供延伸至空間11中之(可選)流動控制板51。控制板51可具有准許液體穿過其之開口55；若控制板51在Z方向(例如，平行於投影系統PS之光軸)上位移，則開口55可為有益的。在流體處理結構12之底部表面上之流動控制板51之徑向向外處，面向(例如，相對於)對向表面可為開口180。開口180可在朝向對向表面之方向上提供液體。在成像期間，此可用於藉由用液體填充基板W與基板平台WT之間的間隙而防止浸潤液體中之氣泡形成。
提取器總成70可自開口180徑向向外以自流體處理結構12與對向表面之間提取液體。抽取器總成70可作為單相提取器或作為雙相提取 器進行操作。提取器總成70充當彎液面控制特徵。
提取器總成70之徑向向外為氣體刀。如圖4中所描繪，至少一個氣體刀開口210可在徑向向外方向上自提取器總成70提供以提供氣體刀。氣體刀開口210可實質上平行於提取器總成70之邊緣。在實施例中，氣體刀開口210可為沿提取器總成70之邊緣提供之一系列離散孔口。在使用時，氣體刀開口210連接至過壓且形成包圍藉由提取器總成70形成之彎液面控制特徵之氣體刀。氣體刀開口210可鄰近於彎液面控制特徵且在平面圖中相對於空間11在徑向向外方向上。在以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2006-0158627號中詳細地揭示提取器總成70及氣體刀之配置。
在實施例中，提取器總成70為單相提取器，其可包含液體移除裝置、提取器或入口，諸如在以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2006-0038968號中揭示之提取器。在實施例中，彎液面控制特徵包含微篩。在實施例中，提取器總成70包含覆蓋於多孔材料111中之入口，多孔材料111係用於將液體與氣體分離以實現單液相液體提取。多孔材料111亦可為微篩。腔室121中之負壓經選擇成使得形成於多孔材料111之孔中之彎液面防止周圍氣體吸入至提取器總成70之腔室121中。然而，當多孔材料111之表面與液體接觸時，不存在限定流動之彎液面，且液體可自由地流動至提取器總成70之腔室121中。
雖然圖4中未特定地說明，但流體處理結構12可具有用以處理液體液位變化之配置。此使得在投影系統PS與流體處理結構12之間建構之液體可經處理且不逸出。處理此液體之一個方式為在流體處理結構12之至少部分上提供疏液(例如，疏水性)塗層。
具有流體處理結構12之另一局部浸潤系統利用氣體拖曳原理。所謂的氣體拖曳原理已在(例如)美國專利申請公開案第US 2008- 0212046、US 2009-0279060及US 2009-0279062號中描述。在彼局部浸潤系統中，提取孔以可理想地具有拐角之形狀配置。抽取孔可用於提供雙相抽取器。該拐角可與較佳移動方向(諸如，步進方向或掃描方向)對準。對於在較佳方向上之給定速度，與兩個開口經對準成垂直於較佳方向的情況相比較，此情況減小對流體處理結構12之表面中之該兩個開口之間的彎液面之力。然而，本發明之實施例可應用於流體處理結構12，該流體處理結構在平面中具有任何形狀，或具有諸如以任何形狀配置之出口的組件。非限制性清單中之此形狀可包括諸如圓形之橢圓、諸如矩形之長方體形狀(例如，正方形)，或諸如菱形之平行四邊形或具有四個以上角之有角形狀(諸如四個或四個以上角之星)，(例如)如圖5中所描繪。
圖5示意性地及以平面繪示包括流體處理結構12之浸潤系統之彎液面控制特徵，該流體處理結構可具有使用氣體拖曳原理及可與本發明之實施例相關之出口。說明彎液面控制特徵之特徵，該等特徵可(例如)替換藉由氣體密封件16描繪、由圖2中之入口15及出口14或至少圖4中展示之提取器總成70提供之彎液面控制特徵。圖5之彎液面控制特徵為提取器之形式，例如，雙相提取器。彎液面控制特徵包含複數個離散開口50。每一開口50繪示為圓形，但情況不一定為如此。實際上，該形狀並非必需的且開口50中之一或多者可為選自以下各者之一或多者：圓形、橢圓、長方體(例如，正方形或矩形)、三角形等，且一或多個開口可為長形的。
在開口50之徑向內向可能不存在彎液面控制特徵。彎液面利用藉由至開口50中之氣流引起之拖曳力釘紮於開口50之間。大於約15m/s(理想地，約20m/s)之氣體拖曳速度為足夠的。減少自基板W之液體之蒸發量，由此減少液體噴濺以及熱膨脹/收縮效應兩者。
流體處理結構之底部之各種幾何形狀係可能的。舉例而言， 2009年5月26日申請之美國專利申請公開案第US 2004-0207824號或美國專利申請案第US 61/181,158號中揭示的結構中之任一者可用於本發明之實施例中。
如圖5中可看出，相對於空間11，至少一個氣體刀開口210可提供在開口50外部以提供氣體刀。氣體刀開口210可實質上與結合彎液面控制特徵之開口50之線平行。在實施例中，氣體刀開口210可為沿形狀之側面54提供之一系列離散孔口。在使用時，氣體刀開口210連接至過壓且形成包圍藉由開口50形成之彎液面控制特徵之氣體刀(等效於由圖4中之氣體刀開口210提供之氣體刀)。氣體刀開口210可鄰近於彎液面控制特徵且在平面圖中相對於空間11在徑向向外方向上。
在本發明之實施例中之氣體刀用於減小對向表面(諸如基板W或基板台WT)上留下之任何液膜的厚度。氣體刀幫助確保液膜不破裂為液滴，而是液體朝向開口50驅動且經提取。在實施例中，氣體刀操作以防止形成膜。為了實現此目的，需要氣體刀之中心線與彎液面控制開口50之中心線之間的距離在自1.5mm至4mm之範圍內，理想地為自2mm至3mm。配置氣體刀所沿的線通常沿著開口50之線，以使得開口50中之鄰近者與氣體刀開口210之間的距離在前述範圍內。理想地，配置氣體刀開口210所沿的線與開口50之線平行。需要維持開口50中之鄰近者與氣體刀開口210之間的恆定間隔。在實施例中，需要沿氣體刀之每一中心線之長度。在實施例中，恆定間隔可在有角形狀之更多角中之一者之區域中。
參考圖2至圖5，諸如上文所描述之彼等者之局部浸潤系統可遭受至空間11中之氣泡夾雜。如可見，彎液面320在流體處理結構12與流體處理結構12下方之對向表面(例如，基板W之頂部表面)之間延伸。圖2及圖4中所繪示之此彎液面320定義空間11之邊緣。當彎液面320及液滴(例如，已逸出空間11之液體液滴)在表面上碰撞時，氣體 氣泡可包括至空間11中。至空間11中之氣泡之夾雜為不利的，此係因為氣體氣泡可引起成像誤差。
存在液滴更可能留在表面上之某些情形。舉例而言，當浸潤系統(且特定言之，流體處理結構12)在浸潤系統/流體處理結構12與基板W之間存在相對移動時位於基板W之邊緣上方時液滴可留在表面上。在另一實例中，當浸潤系統(且特定言之，流體處理結構12)在面向流體處理結構12之對向表面之高度上之台階變化上經定位時，且當流體處理結構12與對向表面之間存在相對移動時，液滴可留下。在另一實例中，歸因於(例如)當彎液面(例如)因超出對向表面之臨界掃描速度變得不穩定時，流體處理結構12與對向表面之間的相對速度過高，液滴可留下。氣泡可包括至在流體處理結構12與投影系統PS之間延伸的圖2及圖4中所繪示之彎液面400處之空間11中。此處，氣體氣泡可藉由自液體入口(例如，圖2中之入口13及圖4中之入口20)供應之液體產生於夾帶來自投影系統PS與流體處理結構12之間的氣體之流體處理結構12的徑向向內對向表面上。
處理氣泡夾雜之困難之方式已集中於改良流體處理結構12之限制性質上。舉例而言，流體處理結構12與對向表面之間的相對速度已降低以避免液體溢出。
極小之氣體氣泡可在其到達空間11之曝光區域之前溶解於浸潤液體中。本發明之實施例使用溶解速度取決於截留氣體之類型及浸潤液體性質的事實。
二氧化碳氣體之氣泡通常比空氣氣泡溶解地快。具有可溶性大於氮之可溶性五十五(55)倍及擴散率為氮之擴散率之0.86倍的CO2之氣泡將通常在比溶解相同大小之氮之氣泡之時間短三十七(37)倍之時間內溶解。鄰近於彎液面320或400供應CO2意謂CO2氣體之氣泡與使用具有較低擴散率之其他氣體的情況下相比將更快地溶解至浸潤液體 中。因此，在本發明中使用CO2將減少成像缺陷之數目，由此允許較高輸送量(例如，相對於流體處理結構12之基板W之較高速度)及較低缺陷度。
因此，本發明可提供將實質上純的CO2氣體供應至鄰近於空間11之區域(例如，至容積，或朝向區域)之氣體刀。特定言之，提供CO2氣體以使得其存在於鄰近於在對向表面(例如，在基板W或基板台WT上)與流體處理結構12之間延伸之彎液面320的區域中。
二氧化碳為所需的，因為其為易於可用的且可用於浸潤系統中以用於其他目的。二氧化碳在20℃下及1.69×10-3kg/kg或37×10-3mol/kg之1atm總壓力下具有水溶性。其他氣體可具有一或多個缺點，例如，其他氣體可與浸潤微影設備中之組分反應及/或可為有毒的且因此可比二氧化碳更難以處理及較不合乎需要。
藉由使用氣態CO2，同彎液面320與液體液滴碰撞相關聯之問題可減少。300微米之液滴通常將產生直徑30微米之氣泡(亦即，大小之十分之一)。此二氧化碳氣泡通常將在到達可使由液滴所引起之問題不太明顯之曝光區域之前溶解於浸潤液體中。因此，浸潤系統可對與自空間11逸出之浸潤液體之互動更具耐受性。
二氧化碳氣體亦經由至少一個氣體供應開口220提供。氣體供應開口220在氣體刀開口210(及亦為彎液面控制特徵，諸如圖4中之提取器70或圖5中之出口50)之徑向向外，亦即，相對於空間11在平面圖中之徑向向外方向上。至少一個氣體供應開口220可鄰近於至少一個氣體刀開口210，如圖4、圖5、圖6、圖10、圖11、圖12及圖13中所描繪。
提供用於提供實質上純的CO2氣體之氣體刀開口210及用於提供實質上純的CO2氣體之氣體供應開口220意謂實質上純的CO2氛圍可提供在鄰近於空間11及在空間11之徑向向外。鄰近於空間11及在空間11 之徑向向外之氛圍不含有並非與CO2氣體同樣易於溶解之大量氣體。
在本文所描述之本發明中，實質上純的CO2氣體氛圍圍繞浸潤液體之彎液面320形成，以使得至浸潤液體中之CO2氣體之任何夾雜產生在浸潤液體中溶解之氣體夾雜。在實施例中，實質上純的CO2氣體之氛圍為至少90%之CO2氣體。在實施例中，實質上純的CO2氣體之氛圍為至少95%之CO2氣體。在實施例中，實質上純的CO2氣體之氛圍為至少99%之CO2氣體。在實施例中，實質上純的CO2氣體之氛圍為至少99.5%之CO2氣體。在實施例中，實質上純的CO2氣體之氛圍為至少99.9%之CO2氣體。較佳地，實質上純的CO2氣體氛圍具有高達可達成之CO2氣體含量。
在微影設備中提供二氧化碳氣體之困難在於一些組件(例如，基板台WT之位置量測系統之組件)具有二氧化碳氛圍之受損效能。在本發明中，其確保純二氧化碳環境在掃描期間出現在彎液面320附近。為了實現此目的，(例如)在圖5之實施例中可能需要離開氣體刀開口210及氣體供應開口220之二氧化碳的流動速率大於經由開口50提取之CO2量。此可導致自流體處理結構12下方洩漏至機器之環境中且尤其朝向基板台WT之位置量測系統之組件的二氧化碳過量。
在本發明之實施例中，為了確保過量二氧化碳不自流體處理結構12下方洩漏，在一或多個彎液面控制特徵、如圖6中所描繪之氣體刀開口210及氣體供應開口220之徑向向外提供至少一個氣體回收開口61。氣體回收開口61可具備實施例中之任一者。氣體回收開口61可包含雙相提取器。作為實例，雙相提取器可具有大致40至80Nl/min之提取流動速率，然而此可取決於設備而變化。以此方式，仍可在彎液面控制特徵之徑向向外地提供二氧化碳之環境，由此減少至空間11之氣泡夾雜。又，可減少或防止可能的污染或充當微影設備之組件之中斷。
鄰近於彎液面320提供實質上純的二氧化碳氛圍的優點為二氧化碳接著可在彎液面控制特徵之開口50下方之彎液面320處溶解於浸潤液體中。此引起彎液面320處之浸潤液體變得略微酸性(pH減小)。若浸潤液體變得更具酸性，則此增加H3O+離子之存在。H3O+離子數目之增加引起固液表面能(γSL)減少。固氣表面能(γSG)不變化，且液氣表面能(γLG)亦不變化。因此，固液表面能之變化影響三個表面能之間的平衡。影響液體彎液面中(尤其朝向與固體表面之界面)之表面張力。圖7中繪示由於表面能之變化在表面張力之方向上之變化。圖7展示表面310上之液滴300之接觸角θC。三個表面能與接觸角之間的關係在以下等式中給出：γ LG cosθ C =γ SG -γ SL
根據此等式，固液電表面能(γSL)之減少引起接觸角θC之增加。液體與對向表面之間的接觸角θC之增加(尤其在彎液面320處)引起彎液面控制特徵(例如，開口50)之效能之改良。因而，可在液體自浸潤空間11損失之前達成超出彎液面控制特徵之流體處理結構12與對向表面之間的較高速度。
圖8為展示沿x軸之浸潤液體之pH及在液體損失之前沿y軸之臨界掃描速度的曲線圖。曲線圖用於特定類型之流體處理結構及具有購自JSR Micro公司(美國，加州)之TCX041之表塗層的基板W。
圖8展示浸潤液體之pH之減小引起臨界掃描速度之增加。由於高掃描速度可在無液體損失風險(其可引起如上所述之成像誤差)之情況下使用，臨界掃描速度之增加將引起輸送量之增加。此對於較大基板W(諸如，具有450mm直徑之基板)尤其如此。此係因為在此較大基板上，相對於較小基板，在遠離基板W之邊緣(例如，在朝向基板W之中心之區域中)之距離處執行更多掃描。在朝向基板W之中心之區域中之掃描可接近臨界掃描速度執行；而更接近基板W之邊緣執行之 掃描可需要在比臨界掃描速度較慢之速度下執行。掃描速度中之此差異之原因可為(例如)基板W之邊緣對彎液面320之穩定性之影響。
在氣體刀開口210之徑向向外提供氣體供應開口220可確保鄰近於空間11(亦即，鄰近於彎液面320)提供實質上純的CO2氣體氛圍。若未提供此氣體供應開口220，則為了鄰近於彎液面320提供實質上純的CO2氣體氛圍，由氣體刀開口供應之實質上純的CO2氣體之流動速率將必須高得多，且歸因於較高流動速率，將出現更多水印。舉例而言，無額外氣體供應開口220之氣體刀開口可必須以大於藉由雙相提取器之所提取氣體流動速率之大致10至20Nl/min之流動速率提供氣體。若不存在氣體供應開口220，且氣體刀流動速率保持較低以避免水印，則進入空間11中之浸潤液體之氣泡將耗時更長來溶解。因此，將出現更多成像誤差。
然而，在本發明中，氣體供應開口220在氣體刀開口210之徑向向外提供CO2氣體。因此，若氣體刀外部之氣體吸入鄰近於彎液面320之氛圍中，則氣體很可能為藉由氣體供應開口220排放之實質上純的CO2氣體，以使得鄰近於彎液面320之氛圍可維持為實質上純的CO2。因此，可降低氣體刀之流動速率及/或氣體速度，此係因為不必防止在氣體刀徑向向外之氣體進入鄰近於空間11之氛圍，此係因為在氣體刀開口之徑向向外之氣體亦為CO2。因而，實質上純的CO2氣體氛圍可在自氣體刀開口210排放之氣體處於較低流動速率時維持。
氣體刀具有第一氣體速度，CO2氣體以該第一氣體速度離開氣體刀開口210。氣體供應開口220具有第二氣體速度，實質上純的CO2氣體以該第二氣體速度離開至少一個氣體供應開口220。在實施例中，第一氣體速度大於第二氣體速度。在實施例中，第二氣體速度可大致等於或低於雙提取氣體速度。
氣體刀具有第一流動速率，CO2氣體以該第一流動速率離開氣體 刀開口210。在實施例中，第一流動速率小於大致30Nl/min，而大於藉由雙相提取器之所提取氣體速率。在實施例中，第一流動速率較佳為小於大致15Nl/min，而大於藉由雙相提取器之所提取氣體速率。在實施例中，第一流動速率較佳為不大於藉由雙相提取器之所提取氣體流動速率。氣體供應開口220具有第二流動速率，實質上純的CO2氣體以該第二流動速率離開至少一個氣體供應開口220。在實施例中，第一流動速率大於第二流動速率。在實施例中，第二流動速率可大致等於或小於雙提取流動速率。在實施例中，第二流動速率通常在10Nl/min至60Nl/min之間。
一般而言，提供在鄰近於彎液面320之氛圍處之CO2氣體可在高壓下經加濕。氣體刀(諸如，氣體刀開口210)提供氣流，該氣流引起對向表面(例如，基板W)上之壓力峰值。氣體刀具有高滯壓力。歸因於跨越氣體刀之高壓變化(亦即，高壓梯度)，壓降引起鄰近於彎液面320之氛圍中之二氧化碳之相對濕度降低。如上所述，藉由使用除氣體刀開口210之外的氣體供應開口220，自氣體刀開口210提供CO2氣體之流動速率及/或氣體速度降低(與在提供氣體基板開口210時相比)且因此，跨越氣體刀之壓降亦減少。來自氣體供應開口之氣流通常為低脈衝氣體供應。因此，減少跨越氣體刀之氣體之相對濕度之降低，以使得在基板W上存在較低熱量載入。
在實施例中，氣體刀開口210、氣體供應開口220及氣體恢復開口61(若提供)提供於流體處理結構12之下表面上且相對於對向表面在相同距離處。
在實施例中，開口及對向表面中之每一者之間的距離可變。舉例而言，可在氣體刀開口210與氣體供應開口220之間提供台階，以使得氣體刀開口210比氣體供應開口220(及氣體回收開口61，若包括)更接近對向表面。替代地，氣體刀開口210可比氣體供應開口220(及氣 體回收開口61，若提供)更遠離對向表面。另外，或替代地，可在氣體供應開口220與氣體回收開口61之間提供台階，以使得氣體供應開口220比氣體回收開口61更接近對向表面。替代地，氣體供應開口220可比氣體回收開口61更遠離對向表面。
在實施例中，開口與對向表面之間的距離可經選擇以控制對向表面上之CO2氣體之速度，亦即，開口與對向表面之間的距離增加將降低對向表面上之氣體之速度。一般而言，噴射之速度在距開口之距離為開口之直徑的大致四倍後開始降低。此距離可為(例如)大致150至200微米。在350微米處，噴射之速度及對向表面上之所得壓力明顯減小。在對向表面處具有高壓可意謂在彎液面320之徑向向外的液滴之整體數目及/或大小減小，然而可在基板W上產生水印。因此，經由氣體供應開口220及氣體刀開口210之氣體供應可根據對向表面上方之開口之高度經最佳化以減少水印。
氣體刀開口210及氣體供應開口220各自在流體處理結構12之下表面上具有表面積。氣體刀開口210之整體表面積可小於氣體供應開口220之整體表面積。自氣體刀開口210排放之氣體處於第一流速，而自氣體供應開口220排放之氣體處於第二流速。在實施例中，第一流速大於第二流速。在實施例中，可在氣體供應開口220之徑向向外提供至少一個氣體回收開口61，如圖4及圖6中所描繪。然而，情況不一定如此。舉例而言，在下文所描述之圖9之實施例中，在氣體供應開口220之徑向內向提供至少一個氣體回收開口61。
在實施例中，氣體供應開口220及/或氣體回收開口61可作為單一縫隙或作為複數個離散開口提供。
在實施例中，氣體回收開口61至少部分包圍氣體供應開口220。氣體回收開口61完全包圍氣體供應開口220可為不可能的。在實施例中，氣體回收開口61包圍氣體供應開口220之周界之大部分。在實施 例中，氣體回收開口61可包圍至少一半周界。亦即，在實施例中，氣體回收開口61可實質上完全包圍氣體供應開口220之周界。離開氣體回收開口61(例如，將較大負壓源連接至氣體回收開口61)之高提取速率至少部分緩和至少一個氣體回收開口61未完全包圍氣體供應開口220之事實。
在圖4中所描繪之實施例中，至少一個氣體回收開口61形成於流體處理結構12中。在一項實施例中，至少一個氣體回收開口61形成於流體處理結構12之下表面中。在一項實施例中，至少一個氣體回收開口61形成於流體處理結構12之底表面中。在一項實施例中，氣體回收開口61形成於其中形成有氣體刀開口210及氣體供應開口220的同一表面中。離開氣體供應開口220及氣體刀開口210之氣流均徑向向內朝向彎液面320及徑向向外。
在實施例中，徑向向外流量大於向內流量。此確保極少或不存在自流體處理結構12外部徑向向內之氣流到達彎液面320。若自氣體供應開口220及氣體刀開口210之徑向向外流量過低，則此可具有自流體處理結構12之外部吸入氣體之效應。
圖5及圖6之實施例關於氣體供應開口220及氣體刀開口210與圖4之實施例相同。氣體回收開口61(例如，如圖4、圖6及圖9中所描繪)並非必需的。
圖9之實施例與圖4之實施例相同，惟下文所描述除外。在圖9之實施例中，至少一個氣體回收開口61在氣體刀開口210之徑向向外及在氣體供應開口220之徑向向內。氣體供應開口220在至少一個氣體回收開口61之徑向向外。氣體刀開口210在回收開口61及氣體供應開口220之徑向向內。視情況，可存在額外氣體回收開口(未展示)在氣體供應開口220之徑向向外。此額外氣體回收開口將幫助減少或避免CO2氣體洩漏至微影設備周圍之氛圍中。
由於離開氣體刀開口210之氣體為二氧化碳，彼氣體在相同速度下具有比包含空氣之氣體更高的動能。此係因為二氧化碳之密度高於空氣之密度。
藉由經由氣體回收開口61自氣體刀開口210之徑向向外收集二氧化碳來減少二氧化碳至微影設備之環境中之逸出。
在圖4、圖6及圖9之所有實施例中，至少一個氣體回收開口61提供於流體處理結構12自身中。在實施例中，至少一個氣體回收開口61提供於單獨組件中。
在實施例中，使用CO2之優點在於藉由二氧化碳之存在減少提供爆炸性蒸汽或液體之潛在危險。
在實施例中，提供用於浸潤微影設備之浸潤系統。浸潤系統包含以上實施例中之任一者之流體處理結構12及經組態以將氣體供應至氣體供應開口220及氣體刀開口210之氣體供應系統。由氣體供應系統供應之氣體為二氧化碳。
在實施例中，氣體供應系統包含將氣體提供至至少一個氣體刀開口210及至少一個氣體供應開口220之氣體源211。在實施例中，相同氣體源211用於將氣體提供至至少一個氣體刀開口210及至少一個氣體供應開口220，如圖10中所描繪。在實施例中，供應至氣體供應開口220之氣體可使用閥門217控制(如圖11中所描繪)以將氣體自氣體刀開口210重新引導至氣體供應開口220。使用閥門217控制氣體供應至氣體供應開口220意謂自氣體供應開口220及氣體刀開口210排放之氣體之流動速率及/或氣體速度可更易於控制，例如，自氣體刀開口210及氣體供應開口220排放之氣體之流動速率及/或氣體速度可設定為所選擇預定值或更改為所選擇值。閥門217描繪為流體處理結構12之部分，然而，閥門217可在流體處理結構12之外部。舉例而言，閥門217可連接至氣體源211或增濕器212或與氣體源211或增濕器212整合。
在實施例中，氣體供應系統包含多個氣體源。在實施例中，第一氣體源211a用於將氣體提供至至少一個氣體刀開口210，且第二氣體源211b用於將氣體提供至至少一個氣體供應開口220，如圖12中所描繪。使用不同氣體源將氣體供應至氣體刀開口210及氣體供應開口220意謂自氣體供應開口220及氣體刀開口210排放之氣體的流動速率及/或氣體速度可更易於控制。在實施例中，氣體供應系統包含多個氣體源及分別將氣體自氣體供應開口220重新引導至氣體刀開口210或自氣體刀開口210重新引導至氣體供應開口220之第一路徑214與第二路徑215之間的第三路徑218。經重新引導之氣體量可使用閥門219動態地控制，如圖12中所描繪。圖10、圖11、圖12及圖13中描繪之氣體供應開口220及氣體刀開口210可用於實施例中之任一者中，例如，組合及在以上實施例中之任一者之彎液面控制特徵的徑向向外使用。
在實施例中，氣體經由第一路徑214自氣體源211供應至氣體刀開口210。在實施例中，氣體經由第二路徑215自氣體源211供應至氣體供應開口220。在實施例中，第一路徑214及第二路徑215可在氣體源211與氣體刀開口210及氣體供應開口220之間的一個路徑上接合在一起，例如，如圖10中所描繪。在此實施例中，第一流速及第二流速大體上可為相同的。第一流速及第二流速可相對於彼此而更改。此更改可以若干方式完成，例如，藉由提供不同形狀之流徑及/或針對氣體刀開口210及氣體供應開口220具有不同表面積。
氣體刀開口210及氣體供應開口220為分離的。此意謂即使其藉由相同氣體源211供應，亦可控制氣體離開氣體刀開口210及氣體供應開口220中之每一者的流動速率及/或氣體速度。因此，可最佳化來自氣體刀開口210及氣體供應開口220之氣流。
在實施例中，氣體供應系統包含控制由氣體源中之至少一者提供之氣體之濕度的增濕器212。在實施例中，氣體為實質上純的CO2 氣體且為增濕CO2氣體。在實施例中，增濕器212增加由氣體源中之至少一者提供之CO2氣體的濕度。在實施例中，增濕器212連接至氣體源211，如圖1及圖10中所描繪。在實施例中，氣體供應系統包含多個增濕器。在實施例中，增濕器可連接至每一氣體源，例如，如圖11中所描繪。圖11展示連接至第一氣體源211a之第一增濕器212a及連接至第二氣體源211b之第二增濕器212b。在實施例中，增濕器212可為流體處理結構12之部分。在實施例中，增濕器212可不包括於氣體供應系統之浸潤系統中，亦即，增濕器212並非必需的。
在實施例中，流體處理結構12可包含儲集器213。儲集器可在至少一個氣體供應系統與氣體刀開口210及氣體供應開口220之間。在實施例中，儲集器213可為氣體供應系統與氣體刀開口210及氣體供應開口220中之至少一者之間的區段，該儲集器具有增加之橫截面積。在實施例中，流體處理結構12可包含自儲集器213至氣體刀開口210之第一路徑214及自儲集器213至氣體供應開口220之第二路徑215。在實施例中，可不提供儲集器213，亦即，儲集器213並非必需的。
提供儲集器213允許對自氣體刀開口210及/或氣體供應開口220省略之氣體之更多控制。舉例而言，氣體可在儲集器213中累積且在平面圖中可更均勻地自氣體刀開口210及氣體供應開口220分佈，例如，如圖4中所描繪。提供增濕器212允許對自氣體刀開口210及/或氣體供應開口220省略之氣體之更多控制。舉例而言，正供應至氣體刀開口210及/或氣體供應開口220之氣體之濕度可經控制以影響鄰近於彎液面320之氣體氛圍的濕度。
在實施例中，氣體源211與至少一個氣體供應開口220之間的第二路徑215可包含限流器區段以降低自氣體供應開口220省略之氣體的流動速率及/或氣體速度。限流器區段可為第二路徑215中之彎曲及/或流通區域之減小。第二路徑215之彎曲之實例在圖10中描繪。流通區域 216之減小之示意性實例在圖11中描繪。可更改及調諧流動速度以最佳化經由氣體刀開口210及氣體供應開口220中之每一者之氣流。可藉由選擇第一路徑214及第二路徑215之橫截面區域及提供第二路徑215之截面積的減小來控制流動速度。因而，可控制穿過第一路徑214與第二路徑215之氣體之比率。
開口之表面積可經選擇以幫助控制氣體(例如，CO2)自開口離開之速度。若氣體刀開口210及氣體供應開口220經供應有來自相同氣體源之氣體(例如，CO2)，則氣體刀開口210相比氣體供應開口220具有更小之表面積可用於相較於氣體離開氣體供應開口220之速度增加氣體離開氣體刀開口210的速度。開口之表面積可另外或作為替代經選擇以作為控制氣體離開第一路徑214及第二路徑215之速度的方式限定第二路徑215。氣體刀開口210之總面積不必小於氣體供應開口220之總面積，且面積可不必相似或相同，或氣體刀開口210之面積可不必大於氣體供應開口220。
雖然在以上實施例中之任一者中，提供氣體刀開口210及氣體供應開口220可具有優點(諸如，減少進入空間11之氣泡的數目)，但氣體刀流動速率仍可在高於特定臨限值時在晶圓W上產生水印。因此，減少氣體刀流動速率及/或氣體刀速度以嘗試避免水印可為有益的。此可藉由在流體處理結構12在使用中時調變氣體刀流動速率來完成。
在實施例中，供應至氣體供應開口220及/或氣體刀開口210之氣體量為可變的。在實施例中，供應至氣體供應開口220及/或氣體刀開口210之氣體經動態控制，亦即，供應之氣體可在使用期間控制及改變。舉例而言，可取決於流體處理結構12之某些特性(包括但不限於，流體處理結構12之移動方向、速率、速度及/或位置)而動態地控制自氣體供應開口220及/或氣體刀開口210排放之氣體。
在實施例中，氣體刀開口210包含一系列離散孔口。舉例而言， 氣體刀開口210可具備兩個離散孔口，例如，每一孔口為由圖5及圖6中展示之氣體刀開口210形成之形狀的兩個側面。替代地，氣體刀開口210可具有沿由圖5及圖6中展示之氣體刀開口210形成之形狀之每一側面的單一離散孔口。因此，氣體刀開口210可由四個離散孔口提供。每一孔口之形狀不受特別限制且氣體刀開口210可由任何數目之離散孔口提供。
每一孔口可獨立地經控制以改變氣體離開氣體刀開口210之不同孔口之氣流速率及/或氣體速度。可取決於流體處理結構12之某些特性(包括但不限於，流體處理結構12之移動方向、速率、速度及/或位置)而動態地控制孔口中之至少一者。舉例而言，當在使用中時，流體處理結構12之前進側上之氣體刀開口210之孔口可經控制以使氣體以分別低於氣體離開流體處理結構之後退側上的氣體刀開口210之孔口之流動速率及/或氣體速度的氣流速率及/或氣體速度離開。
類似地，氣體供應開口220可另外地或替代地包含如本文中所描述之一系列離散孔口，該等離散孔口可獨立地經控制，如本文中所描述。
在實施例中，可動態地控制供應至氣體刀開口210之氣體，以便減少供應至氣體刀開口210之氣體量。在實施例中，可藉由將氣體中之一些自氣體刀開口210重新引導至氣體供應開口220來減少供應至氣體刀開口210之氣體。換言之，氣體中之一些經重新引導以使得代替穿過第一路徑214，氣體中之一些穿過第二路徑215。可動態地控制穿過第二路徑215之氣體量以更改氣體離開氣體刀開口210之氣流速率及/或氣體速度。
在實施例中，可提供閥門，該閥門允許更多氣體引導至氣體供應開口220，因此減少離開氣體刀開口210之氣體量。替代地，閥門可以改變以減少引導至氣體供應開口220之氣體量，因此增加離開氣體 刀開口210之氣體量。閥門可為可變的以允許穿過其之氣體量經動態地控制。可藉由使用第二路徑215中之閥門217來動態地控制穿過第二路徑215之氣體，如圖11中所描繪。閥門217可為可變的以允許不同量之氣體穿過第二路徑215。以此方式，氣體可繞過氣體刀開口210以降低氣體離開氣體刀開口210之氣流速率及/或氣體速度。
在實施例中，氣體供應儲集器213可為經組態以動態控制離開氣體供應開口220及/或氣體刀開口210之氣流速率及/或氣體速度之裝置。舉例而言，氣體供應儲集器213可包含閥門，類似於閥門217，除了該閥門位於氣體供應儲集器213中之外。
雖然圖11描繪氣體供應儲集器213及流通區域216之減小，此等者均為可選特徵，該等可選特徵可或可不包括作為用於控制離開氣體刀開口210及/或氣體供應開口220之氣流的構件之部分。
在實施例中，第一氣體供應211a及/或第二氣體供應211b(如圖12中所描繪)可經控制以改變分別離開氣體刀開口210及氣體供應開口220之氣流速率及/或氣體速度。在實施例中，第一氣體供應儲集器213a或第二氣體供應儲集器213b中之至少一者可包含用於動態地控制離開氣體供應開口220及/或氣體刀開口210之氣流速率及/或氣體速度的構件。在實施例中，可分別沿第一路徑214或第二路徑215提供或作為第一路徑214或第二路徑215之部分而提供經組態以控制離開氣體刀開口210及氣體供應開口220之流動速率及/或氣體速度之裝置。舉例而言，閥門(諸如圖11中所描繪)可經提供以改變分別穿過第一路徑214及/或第二路徑215之氣流。
在實施例中，無論是否動態控制第一氣體供應211a、第二氣體供應211b、第一氣體供應儲集器213a或第二氣體供應儲集器213b中之任一者，可藉由重新引導氣流朝向氣體供應開口220而動態地控制離開氣體刀開口210之氣體。舉例而言，流體處理結構12可包含第一路徑 214與第二路徑215之間的第三路徑218，如圖13中所描繪。第三路徑218可包含經組態以動態地控制自第一路徑214至第二路徑215(或反之亦然)之氣流的裝置(例如，閥門219)。當關閉閥門219時，沒有流動可分別自第二路徑215行進至第一路徑214或自第一路徑214行進至第二路徑215。然而，可藉由改變量以控制自第一路徑214至第二路徑215之氣流來打開閥門219，以將氣體自氣體刀開口210重新引導至氣體供應開口220。替代地，可藉由改變量以控制自第二路徑215至第一路徑214之氣流來打開閥門219，以氣體自氣體供應開口220重新引導至氣體刀開口210。
圖13描繪位於第一氣體供應儲集器213a及第二氣體供應儲集器213b前面之第三路徑218。然而，第三路徑218可位於第一路徑214與第二路徑215上之任何點之間。在實施例中，第三路徑218可位於第一氣體供應儲集器213a及第二氣體供應儲集器213b之後，亦即，在分別更接近氣體刀開口210及氣體供應開口220之儲集器之側面上。在實施例中，第三路徑218可位於一個路徑上之儲集器前面的點與另一路徑上之儲集器後的點之間。在實施例中，流體處理結構12可如圖13中提供，除了僅提供儲集器中之一者，或皆不提供之外。
以上實施例中之任一者中之閥門(例如，閥門217及閥門219)可為適當時允許經由各別路徑及/或儲集器之氣體之可變控制的任何類型之閥門。可電子地控制上述閥門中之任一者。上述閥門中之任一者可包含致動器。
在實施例中，微影設備包含可連接至至少一個氣體回收開口61之負壓源222(在圖1中繪示)。
在實施例中，提供之浸潤液體可為酸性或鹼性，與流體處理結構12之類型無關。結合減少浸潤液體與表塗層之相互作用提供酸性浸潤液體之想法先前已在以全文引用之方式併入本文中之EP 1,482,372 中描述。然而，此文件未認識到由於酸性浸潤液體而增加掃描速度之可能性。在實施例中，可使用標準(例如，中性)浸潤液體，且可經由彎液面控制特徵之徑向內向的流體處理結構12之下表面中之液體供應開口提供酸性或鹼性浸潤液體。此液體供應開口之實例為圖4中所繪示之開口180。相似開口可存在於本文所描述之其他實施例中之任一者中。
在以上實施例中之任一者中，氣體供應開口220可在至少一個氣體刀開口210之徑向向內方向上。因此，氣體刀開口210可在氣體供應開口220及空間11之徑向向外。
在以上實施例中之任一者中，流體處理結構12可經控制以斷開氣體刀，亦即，防止氣體自至少一個氣體刀開口210離開。在此實施例中，微影設備之其他態樣可經更改以避免或減少氣泡包括於浸潤液體中之可能性，例如，掃描速度可在關閉氣體刀時降低。
如應瞭解，上述特徵中之任一者可與任何其他特徵一起使用，且不僅僅是本申請案中所涵蓋之明確描述之彼等組合。以上實施例中之任一者之浸潤系統可用於裝置製造方法中或微影設備中。
流體處理結構12可作為上文所描述之流體處理結構12中之任一者提供或供上文所描述之浸潤系統中之任一者使用。流體處理結構12可經組態以將浸潤流體維持至流體處理結構12在空間11之邊界處具有之區域。流體處理結構12可具有在自空間11之徑向向外方向上的至少一個氣體刀開口210及相對於空間11在自至少一個氣體刀開口210之徑向向外方向上的至少一個氣體供應開口220。至少一個氣體供應開口220可包含網狀物。網狀物可用篩、多孔材料及/或孔陣列替換。舉例而言，孔陣列可為兩列或三列孔之陣列。孔陣列可包含大致10μm至60μm之孔。氣體供應開口220可具有網狀物、篩、多孔材料及/或孔陣列以使離開氣體供應開口220之氣流更呈層狀(與未提供網狀物、 篩、多孔材料或孔陣列時相比)以避免或減小離開氣體供應開口220之氣體與空氣混合的可能性。
儘管在本文中可特定地參考微影設備在積體電路製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影設備可具有其他應用，諸如，製造整合式光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測模式、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，在此等替代應用之上下文中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「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(通常將抗蝕劑層塗覆至基板W且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢查工具中處理本文所提及之基板W。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板W處理一次以上，例如，以便產生多層積體電路，使得本文所使用之術語基板W亦可指已經含有多個經處理層之基板W。
本文所使用之術語「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，具有為或約為365nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)。術語「透鏡」在上下文允許時可指包括折射及反射光學組件的各種類型之光學組件中之任一者或組合。
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。
本文所描述之任何控制器可在一或多個電腦程式由位於微影設備之至少一個組件內之一或多個電腦處理器讀取時各自或組合地操作。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合適組態。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的電腦程式之一或多個處理器。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，控制器可根據一或多個電腦程式之機器可讀指令而操作。
本發明之一或多個實施例可應用於任何浸沒微影設備。特定言之，但非排他地，未限制上述之彼等類型及浸潤液體是否以浴形式僅提供於基板W之局部表面區域上。在未受限制配置中，浸潤液體可流過基板W及/或基板台WT之表面，使得基板台WT及/或基板W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，液體供應系統可不限制浸潤液體或其可提供浸潤液體限制之比例，但未提供對浸潤液體之實質上完全限制。
本發明之一或多個實施例可用於裝置製造方法中。
應廣泛地解釋本文所預期之液體供應系統。在某些實施例中，液體供應系統可為將液體提供至投影系統PS與基板W及/或基板台WT之間的空間11之機構或結構組合。其可針對兩相流動包含一或多個結構、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一或多個開口之組合。開口可各自為至浸潤空間11中之入口(或自流體處理結構之出口)或離開浸潤空間11之出口(或至流體處理結構中之入口)。在實施例中，空間11之表面可為基板W及/或基板台WT之部分，或空間11之表面可完全覆蓋基板W及/或基板台WT之表面，或空間11可包封基板W及/或基板台WT。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之一或多個元件。
上文之描述意欲為說明性而非限制性的。因此，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所描述之本發明進行修改。
11‧‧‧空間
12‧‧‧流體處理結構
210‧‧‧氣體刀開口
211‧‧‧氣體源
212‧‧‧增濕器
213‧‧‧儲集器
214‧‧‧第一路徑
215‧‧‧第二路徑
220‧‧‧氣體供應開口
320‧‧‧彎液面
400‧‧‧彎液面

Claims (15)

  1. 一種浸潤系統，其包含一流體處理結構，該流體處理結構經組態以含有至一區域之浸潤流體(immersion fluid)，該流體處理結構在一空間之一邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自該空間之一徑向向外方向上；及至少一個氣體供應開口，其相對於該空間在自該至少一個氣體刀開口之該徑向向外方向上；且該浸潤系統進一步包含一氣體供應系統，其經組態以經由該至少一個氣體刀開口及該至少一個氣體供應開口供應實質上純的CO2氣體，以鄰近於該空間及自該空間徑向向外提供一實質上純的CO2氣體氛圍(atmosphere)。
  2. 如請求項1之浸潤系統，其中該氣體以一第一氣體速度離開該至少一個氣體刀開口，且該氣體以一第二氣體速度離開該至少一個氣體供應開口，該第一氣體速度大於該第二氣體速度。
  3. 如請求項1之浸潤系統，其中該實質上純的CO2氣體為增濕CO2氣體。
  4. 一種浸潤系統，其包含一流體處理結構，該流體處理結構經組態以含有至一區域之浸潤流體且該流體處理結構在一空間之一邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自該空間之一徑向向外方向上；至少一個氣體供應開口，其相對於該空間在自該至少一個氣體刀開口之該徑向向外方向上；及一氣體供應系統，其經組態以經由該至少一個氣體刀開口及該至少一個氣體供應開口供應氣體，其中氣體以比氣體離開該 至少一個氣體供應開口之氣體速度更高的一氣體速度離開該至少一個氣體刀開口。
  5. 如請求項1-4中任一項之浸潤系統，其中該流體處理結構包含抵抗該浸潤流體在自該空間之一徑向向外方向上之通過的一彎液面控制特徵，該彎液面控制特徵自該至少一個氣體刀開口徑向向內。
  6. 如請求項1-4中任一項之浸潤系統，其中該氣體以一第一流速離開該至少一個氣體刀開口，且該氣體以一第二流速離開該至少一個氣體供應開口，該第一流速大於該第二流速。
  7. 如請求項1-4中任一項之浸潤系統，其中該流體處理結構包含該氣體供應系統。
  8. 如請求項1-4中任一項之浸潤系統，其中該氣體供應系統包含用以將氣體提供至該至少一個氣體刀開口及該至少一個氣體供應開口之至少一個氣體源。
  9. 如請求項8之浸潤系統，其中該氣體供應系統包含一第一氣體源與該至少一個氣體刀開口之間的一第一路徑及一第二氣體源與該至少一個氣體供應開口之間的一第二路徑，其中該第二路徑包含一限流器區段，且視情況，其中該限流器區段為該第二路徑中之一流通區域之一彎曲及/或減小。
  10. 如請求項9之浸潤系統，其中該第一氣體源及該第二氣體源為相同氣體源。
  11. 如請求項1-4中任一項之浸潤系統，其中該至少一個氣體刀開口及該至少一個氣體供應開口在面向一基板及/或一基板台之該流體處理結構之一表面上，其中該至少一個氣體刀開口比該至少一個氣體供應開口更接近該基板及/或基板台，及/或該至少一個氣體刀開口在該流體處理結構之該表面上具有比該至少一個氣 體供應開口更小的一表面積。
  12. 如請求項1-4中任一項之浸潤系統，其中該流體處理結構經組態以藉由將氣體自該氣體供應開口重新引導至該氣體刀開口或自該氣體刀開口至該氣體供應開口而動態地控制供應至該氣體刀開口之該氣體量。
  13. 一種裝置製造方法，其包含經由一浸潤流體將一輻射投影光束投影至包含一浸潤系統之一微影設備中之一基板上，其中該浸潤系統包含經組態以含有至一區域之該浸潤流體之一流體處理結構，該流體處理結構在一空間之一邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自該空間之一徑向向外方向上；及至少一個氣體供應開口，其相對於該空間在自該至少一個氣體刀開口之該徑向向外方向上；且該方法包含經由該至少一個氣體刀開口及該至少一個氣體供應開口供應實質上純的CO2氣體，以鄰近於該空間及自該空間徑向向外提供一實質上純的CO2氣體氛圍，或經由該至少一個氣體刀開口及該至少一個氣體供應開口供應氣體，其中氣體以比氣體離開該至少一個氣體供應開口之氣體速度更高的一氣體速度離開該至少一個氣體刀開口。
  14. 一種微影設備，其包含一浸潤系統，該浸潤系統包含經組態以含有至一區域之浸潤流體的一流體處理結構，該流體處理結構在一空間之一邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自該空間之一徑向向外方向上；及至少一個氣體供應開口，其相對於該空間在自該至少一個氣體刀開口之該徑向向外方向上；且該浸潤系統進一步包含 一氣體供應系統，其經組態以經由該至少一個氣體刀開口及該至少一個氣體供應開口供應實質上純的CO2氣體，以鄰近於該空間及自該空間徑向向外提供一實質上純的CO2氣體氛圍，或一氣體供應系統，其經組態以經由該至少一個氣體刀開口及該至少一個氣體供應開口供應氣體，其中氣體以比氣體離開該至少一個氣體供應開口之氣體速度更高的一氣體速度離開該至少一個氣體刀開口。
  15. 一種流體處理結構，其經組態以含有至一區域之浸潤流體，該流體處理結構在一空間之一邊界處具有：至少一個氣體刀開口，其在自該空間之一徑向向外方向上；至少一個氣體供應開口，其相對於該空間在自該至少一個氣體刀開口之該徑向向外方向上；及至少一個氣體回收開口，其相對於該空間在自該至少一個氣體供應開口之該徑向向外方向上，其中該至少一個氣體供應開口包含一網狀物(mesh)、一篩(sieve)、多孔材料及/或孔陣列。
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