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CN1892438B - 光刻装置和器件制造方法 - Google Patents

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CN1892438B CN2006101001257A CN200610100125A CN1892438B CN 1892438 B CN1892438 B CN 1892438B CN 2006101001257 A CN2006101001257 A CN 2006101001257A CN 200610100125 A CN200610100125 A CN 200610100125A CN 1892438 B CN1892438 B CN 1892438B
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Abstract

构造成可干燥浸入式光刻装置中的表面的气刀被优化设计，以便通过保证在被干燥的表面上的液体膜中建立压力剃度来去除液体。

Description

光刻装置和器件制造方法
技术领域
本发明涉及一种光刻装置和一种器件制造方法。
背景技术
光刻装置是可在衬底、通常是衬底的目标部分上施加所需图案的机器。光刻装置例如可用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可采用图案形成装置来产生将形成于IC的单个层上的电路图案，该图案形成装置也称为掩模或分划板。该图案可被转移到衬底(如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或多个管芯)上。图案的转移通常借助于成像到设于衬底上的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上来实现。通常来说，单个衬底包含被连续地形成图案的相邻目标部分的网络。已知的光刻装置包括所谓的步进器，其中通过将整个图案一次性地曝光在目标部分上来照射各目标部分，还包括所谓的扫描器，其中通过沿给定方向(“扫描”方向)由辐射光束来扫描图案并以平行于或反向平行于此方向的方向同步地扫描衬底来照射各目标部分。还可以通过将图案压印在衬底上来将图案从图案形成装置转移到衬底上。
已经提出了可将光刻投影装置中的衬底浸入到具有相对较高折射率的液体如水中，以便填充投影系统的最后元件与衬底之间的空间。其目的是用于成像较小的特征，这是因为曝光辐射在液体中将具有更短的波长(液体的效果还被认为是增加了系统的有效数值孔径(NA)，并且增大了聚焦深度)。还已经提出了其它的浸液，包括其中悬浮有固体颗粒(如石英)的水。
然而，将衬底或衬底及衬底台浸入在液体池(例如可见美国专利US 4509852，其通过引用整体地结合于本文中)意味着，在扫描曝光期间很大一部分液体必须被加速。这就要求有额外的或更大功率的电动机，并且液体中的湍流可能会导致不希望有的和无法预测的效果。
针对液体供给系统所提出的一种解决方案是，利用液体供给系统仅在衬底的局部区域上以及在投影系统的最后元件与衬底(衬底通常具有比投影系统的最后元件更大的表面积)之间提供液体。在PCT专利申请WO99/49504中公开了已经提出的针对此而设置的一种解决方案，其通过引用整体地结合于本文中。如图2和3所示，液体经由衬底上的至少一个入口IN且优选沿着衬底相对于最后元件的运动方向来供给，并且在已经在投影系统下方通过之后经由至少一个出口OUT排出。这就是说，当衬底在元件下方沿着-X方向被扫描时，液体在元件的+X侧供给并且在-X侧被吸走。图2示意性地显示了这一设置，其中液体经由入口IN来供给，并且经由与低压源相连的出口OUT而在元件的另一侧被吸走。在图2中，液体沿着衬底相对于最后元件的运动方向来供给，但这在此例中不是必须的。入口和出口可具有围绕着最后元件设置的各种定位和数量，在图3中显示了一个例子，其中围绕着最后元件以规则的图案设置了位于各侧上的四组入口和出口。
在浸入式光刻中存在许多一个或多个表面被浸液覆盖的情况。许多这些表面上的浸液必须在制造过程的较后阶段中清除掉。
发明内容
因此，提供一种具有可以去除表面上的浸液的有效机构的浸入式装置是人们所希望的。
根据本发明的一个方面，提供了一种设置成可通过液体将图案从图案形成装置投射到衬底上的光刻投影装置，该光刻投影装置包括构造成可将气体提供到表面上的气刀，与该气刀相邻的去除气体、液体或者两者的抽取器，和构造成可将从气刀出来的气体流率控制在进入抽取器的气体流率的20％之内的流量调节器。
根据本发明的一个方面，提供了一种设置成可通过液体将图案从图案形成装置投射到衬底上的光刻投影装置，该光刻投影装置包括构造成可将气体提供到表面上的气刀，其中该气刀包括排出气体的出口，该出口的宽度在10至50微米之间，长度在100至500微米之间。
根据本发明的一个方面，提供了一种设置成可通过液体将图案从图案形成装置投射到衬底上的光刻投影装置，该光刻投影装置包括构造成可相对于待干燥的表面在70至85°之间的角度下将气体提供到该表面上的气刀。
根据本发明的一个方面，提供了一种设置成可通过液体将图案从图案形成装置投射到衬底上的光刻投影装置，该光刻投影装置包括构造成可将气体提供到待干燥的表面上的气刀，第一抽取器和第二抽取器，该第一抽取器和第二抽取器设置在该气刀的相对侧上并且构造成从该表面上去除气体、液体或者两者。
根据本发明的一个方面，提供了一种设置成可通过液体将图案从图案形成装置投射到衬底上的光刻投影装置，该光刻投影装置包括构造成可从表面上去除液体的气刀，该气刀这样设置，使得通过在液体中形成压力剃度而阻断液体的通道。
根据本发明的一个方面，提供了一种器件制造方法，该方法包括通过浸液将图案化的辐射光束投射到衬底上，其中用从气刀流动到与该气刀相邻的抽取器的气流去除表面上的浸液，从气刀出来的气体流率为在进入抽取器的气体流率的20％以内。
根据本发明的一个方面，提供了一种器件制造方法，该方法包括通过液体将图案化的辐射光束投射到衬底上，其中用从气刀的出口流出的气流去除表面上的液体，该出口的宽度在10至50微米之间和长度在100至500微米之间。
根据本发明的一个方面，提供了一种器件制造方法，该方法包括通过液体将图案化的辐射光束投射到衬底上，其中用在70至85°之间的角度下撞击到表面上的气流去除该表面上的液体。
根据本发明的一个方面，提供了一种器件制造方法，该方法包括通过液体将图案化的辐射光束投射到衬底上，其中通过由气体在液体中形成压力剃度去除表面上的液体。
根据本发明的一个方面，提供了一种器件制造方法，该方法包括通过液体将图案化的辐射光束投射到衬底上，其中通过由气体在液体中形成压力剃度阻断液体的通道。
附图说明
下面将仅通过示例的方式并参考示意性附图来介绍本发明的实施例，在附图中对应的标号表示对应的部分，其中：
图1显示了根据本发明的一个实施例的光刻装置；
图2和3显示了用于光刻投影装置的液体供给系统；
图4显示了用于光刻投影装置的另一个液体供给系统；
图5显示了用于光刻投影装置的另一个液体供给系统的截面图；
图6和7显示了液体供给系统的一半的截面图，其中采用了气刀；和
图8显示了根据本发明一个实施例的气刀的示意截面图。
具体实施方式
图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的光刻装置。该装置包括：
构造成可调节辐射光束B(例如UV辐射或DUV辐射)的照明系统(照明器)IL；
构造成可支撑图案形成装置(例如掩模)MA的支撑结构(例如掩模台)MT，其与构造成可按照一定参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；
构造成可固定衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W的衬底台(例如晶片台)WT，其与构造成可按照一定参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和
构造成可将由图案形成装置MA施加给辐射光束B的图案投射在衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上的投影系统(例如折射型投影透镜系统)PS。
该照明系统可包括用于对辐射进行引导、成形或控制的多种类型的光学部件，例如折射式、反射式、磁式、电磁式、静电式或其它类型的光学部件或其任意组合。
支撑结构以一定的方式固定住图案形成装置，这种方式取决于图案形成装置的定向、光刻装置的设计以及其它条件，例如图案形成装置是否保持在真空环境下。支撑结构可使用机械、真空、静电或其它夹紧技术来固定住图案形成装置。支撑结构例如可为框架或台，其可根据要求为固定的或可动的。支撑结构可保证图案形成装置可例如相对于投影系统处于所需的位置。用语“分划板”或“掩模”在本文中的任何使用可被视为与更通用的用语“图案形成装置”具有相同的含义。
这里所用的用语“图案形成装置”应被广义地解释为可用于为辐射光束的横截面施加一定图案以便在衬底的目标部分中形成图案的任何装置。应当注意的是，例如如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征，那么施加于辐射光束中的图案可以不精确地对应于衬底目标部分中的所需图案。一般来说，施加于辐射光束中的图案将对应于待形成在目标部分内的器件如集成电路中的特定功能层。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的例子包括掩模、可编程的镜阵列和可编程的LCD面板。掩模在光刻领域中是众所周知的，其包括例如二元型、交变相移型和衰减相移型等掩模类型，还包括各种混合式掩模类型。可编程镜阵列的一个例子采用微型镜的矩阵设置，各镜子可单独地倾斜以沿不同方向反射所入射的辐射光束。倾斜镜在被镜矩阵所反射的辐射光束中施加了图案。
这里所用的用语“投影系统”应被广义地理解为包括各种类型的投影系统，包括折射式、反射式、反射折射式、磁式、电磁式和静电式光学系统或其任意组合，这例如应根据所用的曝光辐射或其它因素如使用浸液或使用真空的情况来适当地确定。用语“投影透镜”在本文中的任何使用均应被视为与更通用的用语“投影系统”具有相同的含义。
如这里所述，此装置为透射型(例如采用了透射掩模)。或者，此装置也可以是反射型(例如采用了如上所述类型的可编程镜阵列，或者采用了反射掩模)。
光刻装置可以是具有两个(双级)或多个衬底台(和/或两个或多个支撑结构)的那种类型。在这种“多级”式机器中，附加的台可以并联地使用，或者可在一个或多个台上进行预备步骤而将一个或多个其它的台用于曝光。
参见图1，照明器IL接收来自辐射源SO的辐射光束。辐射源和光刻装置可以是单独的实体，例如在辐射源为准分子激光器时。在这种情况下，辐射源不应被视为形成了光刻装置的一部分，辐射光束借助于光束传送系统BD从源SO传递到照明器IL中，光束传送系统BD例如包括适当的引导镜和/或光束扩展器。在其它情况下，该源可以是光刻装置的一个整体部分，例如在该源为水银灯时。源SO和照明器IL及光束传送系统BD(如果需要的话)一起可称为辐射系统。
照明器IL可包括调节装置AD，其用于调节辐射光束的角强度分布。通常来说，至少可以调节照明器的光瞳面内的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)。另外，照明器IL通常包括各种其它的器件，例如积分器IN和聚光器CO。照明器用来调节辐射光束，以使其在其横截面上具有所需的均匀性和强度分布。
辐射光束B入射在固定于支撑结构(例如掩模台)MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上，并通过该图案形成装置而图案化。在穿过掩模MA后，辐射光束B通过投影系统PS，其将光束聚焦在衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF(例如干涉仪、线性编码器或电容传感器)，衬底台WT可精确地移动，以便例如将不同的目标部分C定位在辐射光束B的路径中。类似地，可用第一定位装置PM和另一位置传感器(在图1中未明确示出)来相对于辐射光束B的路径对掩模MA进行精确的定位，例如在将图案形成装置从掩模库中机械式地重新取出之后或者在扫描过程中。通常来说，借助于形成为第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精确定位)，可实现掩模台MT的运动。类似的，采用形成为第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块，可实现衬底台WT的运动。在采用步进器的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可只与短行程致动器相连，或被固定住。掩模MA和衬底W可采用掩模对准标记M1，M2和衬底对准标记P1，P2来对准。虽然衬底对准标记显示为占据了专用目标部分，然而它们可位于目标部分之间的空间内(它们称为划线片对准标记)。类似的，在掩模MA上设置了超过一个管芯的情况下，掩模对准标记可位于管芯之间。
所述装置可用于至少一种下述模式中：
1.在步进模式中，掩模台MT和衬底台WT基本上保持静止，而施加到投影光束上的整个图案被一次性投影到目标部分C上(即单次静态曝光)。然后沿X和/或Y方向移动衬底台WT，使得不同的目标部分C被曝光。在步进模式中，曝光区域的最大尺寸限制了在单次静态曝光中所成像的目标部分C的大小。
2.在扫描模式中，掩模台MT和衬底台WT被同步地扫描，同时施加到投影光束上的图案被投影到目标部分C上(即单次动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向由投影系统PS的放大(缩小)和图像倒转特性来确定。在扫描模式中，曝光区域的最大尺寸限制了单次动态曝光中的目标部分的宽度(非扫描方向上)，而扫描运动的长度决定了目标部分的高度(扫描方向上)。
3.在另一模式中，掩模台MT基本上固定地夹持了可编程的图案形成装置，而衬底台WT在施加到投影光束上的图案被投影到目标部分C上时产生运动或扫描。在这种模式中通常采用了脉冲辐射源，可编程的图案形成装置根据需要在衬底台WT的各次运动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间进行更新。这种操作模式可容易地应用于采用了可编程的图案形成装置、例如上述类型的可编程镜阵列的无掩模式光刻技术。
还可以采用上述使用模式的组合和/或变型，或者采用完全不同的使用模式。
在图4中显示了具有局部化液体供给系统的另一浸入式光刻解决方案。液体经由位于投影系统PL两侧上的两个槽式入口IN来供给，并经由设置在入口IN的径向外侧的多个分散出口OUT来去除。入口IN和出口OUT设置在一块板中，在该板的中心设有孔，投影光束经由该孔来投射。液体经由位于投影系统PL一侧上的一个槽式入口IN来供给，并经由设置在投影系统PL另一侧上的多个分散出口OUT来去除，这便导致了投影系统PL和衬底W之间的液体的薄膜式流动。选择使用入口IN和出口OUT的哪种组合取决于衬底W的运动方向(入口IN和出口OUT的另一种组合被停用)。
已经提出的另一解决方案是提供带有液体限制结构的液体供给系统，该液体限制结构沿着投影系统的最后元件与衬底台之间的空间的至少一部分边界而延伸。虽然在Z方向(光轴方向)上可能存在一些相对运动，然而液体限制结构在XY平面内相对于投影系统基本上静止。在一个实施例中，密封形成在液体限制结构和衬底表面之间。该密封可以是一种无接触式密封如气封。这种系统公开在美国专利申请公开文献US2004-0207824和欧洲专利申请公开文献EP-A-1420298，每篇文献都通过引用整体地结合于本文中和示于图5中。
如图5中所示，液体供给系统用于将液体提供到投影系统和衬底之间的空间中。储槽10形成了与投影系统成像区域周围的衬底之间的无接触式密封，使得液体被限制成填充了衬底表面与投影系统最后元件之间的空间。储槽由位于下方且围绕着投影系统PL的最后元件的液体限制结构12形成。液体进入到投影系统下方的空间中并处于液体限制结构12内。液体限制结构12稍微延伸到投影系统最后元件之上一点，并且液面上升到最后元件之上，从而提供了液体缓冲。液体限制结构12具有内周边，在一个实施例中，该内周边在上端处紧密地川页应着投影系统或其最后元件的形状，因此例如可以是圆形的。在底部处，该内周边紧密地川页应着成像区域的形状，例如为矩形，但并不一定要如此。
液体通过液体限制结构12的底部与衬底W的表面之间的气封16而被限制在储槽中。气封由气体如空气、合成空气、氮气或某种惰性气体形成，其在压力下经由入口15提供到液体限制结构12与衬底之间的间隙中，并经由第一出口14排出。气体入口15上的过压、第一出口14上的真空度以及间隙的几何形状设置成使得存在有限制了液体的向内高速气流。
在浸入式光刻装置中有一些情况下需要对以前被浸液覆盖的表面进行干燥。例如，在对表面成像后，对衬底进行彻底的干燥是有利的。气刀可以用来干燥以前湿润的表面。
将光刻投影装置中的浸液保持在投影系统PL和衬底W之间的一些方式涉及所谓的局部化区域解决方案，其中在平面图中小于衬底总表面的衬底表面由浸液湿润。液体限制系统将浸液保持在仅仅处于该局部化区域上。这种局部化解决方案的实施例的一个难题是在投影系统下对衬底扫描期间在液体限制系统和衬底W之间形成无接触式的密封。保证浸液不会从液体限制系统中溢出并且防止其由此污染装置的其它部件的一种方法是围绕液体限制系统的周边设置气刀，以便干燥衬底表面上的还没有除掉的或者没有被液体限制系统的其它部件保持的任何残余浸液。当然，气刀可以作为液体限制系统的一部分形成，如在包围着保持浸液的空间并且对衬底形成密封的液体限制结构中。
在图6所示的液体限制结构12中，抽取器31将液体从局部化区域通过丝网抽到图的左手侧。抽取器31可以既抽液体也抽气体或者只抽液体。凹槽32沿抽取器31的径向向外设置，气刀33沿凹槽32的径向向外设置。气刀形成用于干燥衬底W的表面的气体射流34。在图7所示的一个类似的实施例中，凹槽32被修改而形成朝着气源例如大气敞开的通道40，以形成从通道40径向向外地流动至与低压源连接的通道50的气体流动。公开的气刀可以用于一般的干燥应用情况，特别是对于可以形成液体限制结构12的一部分的气刀而言。
气刀通常按照这样的原理工作：即通过在剩余液体表面上运动的气流将剪切力引到表面上的任何剩余液体上。这要求从气刀流出极其高速的气体流并且也要求在衬底W和气刀出口之间具有窄的间隙(亦即在液体限制结构12的情况下是在液体限制结构12的底面和衬底W的顶面之间的间隙)。
通过调节气刀的构造，可以形成压力增加的区域并且可以防止液体通过该区域。通过具有指向表面的气“帘”形成该区域。这样形成了高压液体阻挡并且在液体中形成压力剃度，而且对在衬底W或者其它位于气刀下面的表面移动期间通过将液体保持在气刀的一侧来干燥该表面发生效力的正是该压力剃度的形成而不是液体表面上存在表面曳力，即压力剃度是支配力。压力剃度可以在50米/秒和200米/秒之间的气体速度下形成。设置有调节气体流量和气刀高度的控制器。可以布置剪切力机构来消除液体。
在通过形成压力剃度来消除液体时，与通过剪切力干燥表面相比，此时可以使用相对较少的气体并且气刀出口和在被干燥的表面之间的距离可以相对较大。
下面结合对衬底W的干燥尤其是结合气刀在液体限制结构中的使用来说明该气刀。但是，该气刀可以用于对表面干燥的其它应用情况，也许用于干燥衬底台WT的顶部，该顶面上有时也可能有浸液，或者用于其它任何部件，或者当然也可以用于干燥在浸入式光刻装置中的或许不是位于投影系统PL下面的位置上的衬底或另一个部件。
图8示意示出了大体上标记为33的气刀和大体上标记为32的凹槽或抽取器。气刀包括呈喷嘴形式的出口310。图8中示出了一些变型。这些是气刀的喷嘴出口310的宽度K(很清楚地，气刀喷嘴310形成为具有长度和宽度的狭缝，该狭缝延伸进入到图8中的纸面并且从该纸面出来)。图中示出了气刀喷嘴的角A，该角是喷嘴与一条垂直于喷嘴出来所通过的表面和垂直于要干燥的表面W的线之间的角。当角A为零时，气刀喷嘴直接向下指向。Tb是喷嘴长度，G是喷嘴出口和表面W之间的距离(在气刀是液体限制结构的一部分的该实施例中，这是液体限制结构的所谓的‘跨骑高度’)。距离Li是气刀喷嘴出口310和抽取器32之间的距离，V是表面W相对于气刀33的速度，Qs是通过气刀33的气体流量，Qe是通过抽取器32的气体流量。
如可以看见的那样，气刀33包括腔室320。气体进入腔室320，腔室相对于出口的尺寸可以抑制在气体通过喷嘴310流出之前的任何可能的压力波动。一些分散的入口可以设置在腔室320中，用于将气体引入腔室320中。
抽取器32具有类似于气刀33的腔室320结构的腔室410。抽取器32也具有入口420，其在气刀底面和腔室410之间提供通道。但是具有入口420的窄通道可以省略掉，这样在腔室410和底面中的入口420之间没有变窄部分；间隙G可以对流量均衡提供足够的阻力。
作用在表面W上的液体上的力是表面曳力，表面曳力是由于在气体/液体介面处的剪切力、压力(其是由于局部压力剃度产生的力)、有效的质量力或惯性力(其是加速给定体积的液体所需要的力)以及一般质量力而出现的。后两个分量与表面的移动有关，而前两个分量由气刀的设计确定。
在优化气刀时，应该考虑液体(例如水)的蒸发的影响。蒸发取决于一些因素，包括温度、气体的湿度和气体速度(气体速度取决于喷嘴设计)。它们都可能起主要的作用。液体蒸发是不希望发生的现象，因为它会导致对表面的冷却。这种冷却可能会有害地影响其它方面，最显著的是影响衬底W的表面形状、装置中的部件的温度和/或浸液的温度(由此改变浸液的折射指数)。通过向气刀33供给具有相对较高湿度的气体可以减少蒸发或者使蒸发最少化。气刀33的出口或喷嘴的长度上的压力降也应该被控制，以避免冷却。在一个采用水和空气的实施例中，压力降不应该大于0.2巴，否则气体的湿度就会减小得太多。因此，应该针对液体消除以及使喷嘴310中的压力降减小或最小化对气刀性能进行最优化设计。
在要干燥的表面、气刀和抽取器之间建立的0.05巴表压或更高的局部压力就足以使在被去除的液体的流动状态由液体中的压力剃度来驱动而不需要通过剪切力驱动。可以提供0.1或甚至0.2巴表压的局部压力的建立。如果这可以实现，在一个使用水的实施例中，比1μm小很多的剩余液体层厚是可能的(模拟和/或实际的试验已经表明剩余液体层厚在200和400nm之间是可能的)。在排空区域下面可以有负的相对压力，其对表面W施加朝着气刀33方向的吸引力。这在装置的控制动力学上是需要得到补偿的，如果要避免与成像聚焦有关的问题或者碰撞问题的话，并且在任何情况下负的相对压力都应该降低或者最小化。
下面的表中示出了气刀的各种参数对抽取器下的相对压力(dPe)和对喷嘴长度上的压力降(dPn)的影响。
Qs/Qe(1/min) Tb(μm) K(μm) G(μm) dPe(Pa) dPn(bar)
100/110 500 35 200 ～-1300 0.22
100/110* 100 30 200 ～-2000 0.15
60/67 500 10 200 1
140/155 100 55 200 0.05
90/100 500 35 150 ～-1700 0.18
82/90* 100 25 150 ～-2000 0.16
75/83 100 20 150 ～-2000 0.25
来自气刀33的气体从组件下面溢出可能有害于干涉仪的性能，因为干涉仪的光束可能穿过没有被很好地调节的气体。一种基本上可以防止这种情况的方法是将排出流量Qe设置在气刀流量Qs的大约20％、10％或5％以内。表中标有*的变量在这点上是有效的。另一个优点是这样可以从气刀33的另一侧从抽取器32收集液体。该实施例的不利之处是这需要很大的负压，因此作用在衬底W和衬底台WT上的力很大，可能导致衬底W和衬底台WT上的任何传感器发生变形。
可以在气刀33的另一侧相对抽取器32设置另一个排放器34。这在图8中用虚线示出。该另一个排放器34的设计可以与抽取器32的设计相同。这可以减小排出区域中的相对负压，因此可能上是所希望的。设置两个排放器不会导致性能的损失。在该实施例中，气流自气刀沿着两个方向(径向向内和向外)运动。但是，由于是液体中的压力剃度而不是液体上的气流对液体施加着移动力，因此液体的消除基本上没有受到不利的影响。
间隙尺寸G越小，抽取可能就越有效。这是因为当间隙尺寸G增加时，需要更大的气体流量和更细的喷嘴来实现要求的压力建立，但是这是以牺牲在喷嘴长度上的增加了的压力降为代价的。但是，减小喷嘴的长度将导致喷嘴变窄并且可能导致抽取器下面产生过高的负压。在一个实施例中，喷嘴的宽度可以为10至50微米或者在25和35微米之间，长度Tb在100和500微米之间。为了获得从喷嘴出来的完好限制的气流，可以设置喷嘴长度Tb与喷嘴宽度K的比在3比1和20比1之间。如果间隙G太大，则气流可能会分散开并且气流的速度可能会太低。间隙尺寸G在50和300微米之间可能是合适的。压力剃度流动机制相对于剪切力流动机制的一个优点是高度(即间隙尺寸G)敏感性较小。
表面W应该沿着图8所示的方向V移动，使得衬底上的某个点在从气刀33下通过之前先从抽取器32下面通过。
为了达到给定的气体速度(例如在50和200米/秒之间)，从喷嘴出来的流率正比于喷嘴宽度K和气刀长度(在垂直于图6和7的平面的方向上)。从气刀出来的流率通常应该在25和250升/每分钟之间。这意味着从气刀出来的气体流率应该在75和750升/每分钟/每米气刀长度之间(喷嘴宽度K在10和50微米之间)。
在一个实施例中，气刀离开抽取器的距离(距离Li)可以在0.2和8毫米之间或者在1和8毫米之间。该范围能够建立压力区以阻断液体的通道和在液体表面上通过的气体产生的剪切作用，使液体朝着抽取器移动。如果距离Li太短，剪切力就很难产生，液体就不会被移向抽取器。
在一个实施例中，使喷嘴沿某个方向离开竖直位置而形成角度(即将角A设置得不等于零)是有利的。这有助于稳定由气刀33形成的压力区。还可以通过相应平衡Qs和Qe来调节从喷嘴310出来的气体的角度。如果Qs和Qe相等，或者非常近似，那么角度A的范围为5至20°。这意味着设置成使气体相对于表面在70至85°之间的某个角度下将气体吹到表面W上。如果通过改变Qe和Qs来控制气体从喷嘴出来的角度，那么Qe是在Qs的0.4倍至0.45倍之间。还可以通过改变喷嘴和抽取器32的入口之间的区域的长度Li以及喷嘴和另一个抽取器34的入口或者组件末端之间的长度Lo来改变该角度。将Li设置在Lo的0.5倍和0.8倍之间应该可以实现偏离垂直方向5°至20°之间的出射角度。
在欧洲专利申请公开文献EP1420300和美国专利申请公开文献US2004-0136494中公开了双级或双步浸入式光刻装置的概念，该每篇文献都通过引用整体地结合于本文中。这种装置设有用于支撑衬底的两个台。采用处于第一位置中的台在无浸液的情况下进行调平测量，采用处于第二位置中的台在存在浸液的情况下进行曝光。或者，该装置仅具有一个台。
虽然在本文中具体地参考了IC制造中的光刻装置的使用，然而应当理解，这里所介绍的光刻装置还可具有其它应用，例如集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域的技术人员可以理解，在这种替代性应用的上下文中，用语“晶片”或“管芯”在这里的任何使用分别被视为与更通用的用语“衬底”或“目标区域”具有相同的含义。这里所指的衬底可在曝光前或曝光后例如在轨道(一种通常在衬底上施加抗蚀层并对暴露出来的抗蚀层进行显影的工具)或度量和/或检查工具中进行加工。在适当之处，本公开可应用于这些和其它衬底加工工具中。另外，衬底可被不止一次地加工，例如以形成多层IC，因此，这里所用的用语“衬底”也可指已经包含有多层已加工的层的衬底。
这里所用的用语“辐射”和“光束”用于包括所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如波长为365、248、193、157或126纳米左右)。
用语“透镜”在允许之处可指多种光学部件中的任意一种或其组合，包括折射式和反射式光学部件。
虽然在上文中已经描述了本发明的特定实施例，然而可以理解，本发明可通过不同于上述的方式来实施。例如在适当之处，本发明可采用含有一个或多个描述了上述方法的机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者存储有这种计算机程序的数据存储介质(如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
本发明的一个或多个实施例可应用于任何浸入式光刻装置，尤其是，但不仅仅是，如上述那些类型，而不论浸液是以槽液的形式提供还是仅仅提供在衬底的局部表面区域上。这里设想的液体供给系统应该在广义上理解。在某些实施例中，它可以是对投影系统与衬底和/或衬底台之间的空间提供液体的任何机构或者结构的组合。它可以包括一个或多个结构、一个或多个液体入口、一个或多个气体入口、一个或多个气体出口和/或一个或多个液体出口的任何组合，该组合将液体提供给该空间。在一个实施例中，该空间的表面可为衬底和/或衬底台的一部分，或者该空间的表面可完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者该空间可以包封衬底和/或衬底台。液体供给系统可以备选地进一步包括控制位置、数量、质量、形状、流率或者液体的气体任何特征的一个或多个构件。
上面这些描述是示例性而非限制性的。因此，对本领域的技术人员来说很明显，在不脱离下述权利要求的范围的前提下，可以对所述的本发明进行修改。

Claims (20)

1.一种光刻投影装置，所述光刻投影装置设置成可通过液体将图案从图案形成装置投射到衬底上，所述光刻投影装置包括：
构造成可相对于待干燥的表面在70°至85°之间的角度下将气体提供到所述表面上的气刀；
抽取器，所述抽取器与所述气刀相邻设置，用于去除气体、液体或者这两者；和
构造成可控制通过一抽取器的气体抽取速率和通过所述气刀的气体出口以便实现所述角度的调节器。
2.根据权利要求1所述的光刻投影装置，其特征在于，所述气刀的出口和所述抽取器的入口形成在大致为平的表面上，所述抽取器的入口和所述出口之间的距离是所述出口与在所述气刀的另一侧相对所述抽取器设置的另一抽取器的入口之间的距离的0.5倍至0.8倍。
3.根据权利要求2所述的光刻投影装置，其特征在于，所述出口与所述待干燥的表面形成的角度在85°和70°之间。
4.一种光刻投影装置，所述光刻投影装置设置成可通过液体将图案从图案形成装置投射到衬底上，所述光刻投影装置包括构造成可将气体提供到待干燥的表面上的气刀、第一抽取器和第二抽取器，所述第一抽取器和第二抽取器设置在所述气刀的相对侧上并且构造成从所述表面上去除气体、液体或者两者，所述光刻投影装置还包括构造成可控制通过所述第一抽取器的气体抽取速率和通过所述气刀的气体出口以便实现气体提供到待干燥的表面上的角度的调节器。
5.根据权利要求4所述的光刻投影装置，其特征在于，所述第一抽取器和所述气刀之间的距离是所述气刀和所述第二抽取器之间的距离的0.5倍和0.8倍之间。
6.一种光刻投影装置，所述光刻投影装置设置成可通过液体将图案从图案形成装置投射到衬底上，所述光刻投影装置包括：
构造成可从表面上去除液体的气刀，所述气刀这样设置，使得通过在液体中形成压力梯度而阻断液体的通道；
抽取器，所述抽取器与所述气刀相邻设置，用于去除气体、液体或者这两者；和
构造成可控制通过一抽取器的气体抽取速率和通过所述气刀的气体出口以便实现气体提供到待干燥的表面上的角度的调节器。
7.根据权利要求6所述的光刻投影装置，其特征在于，所述光刻投影装置还包括构造成可控制气体的流率的流量控制器，使得在所述表面、所述气刀和抽取器之间建立至少0.05巴的局部压力。
8.根据权利要求6所述的光刻投影装置，其特征在于，所述气刀设置成可提供以50和200米/秒之间的速度从气刀出来的气流。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的光刻投影装置，其特征在于，所述气刀是所述光刻投影装置的干燥装置的一部分，用于干燥浸入液体中之后的物件，或者是液体限制结构的一部分，其至少部分地包围其中存在液体的空间。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的光刻投影装置，其特征在于，通过在液体上面流过的气体的剪切作用去除所述液体。
11.一种光刻投影装置，所述光刻投影装置设置成可通过液体将图案从图案形成装置投射到衬底上，所述光刻投影装置包括：
构造成可将气体提供到表面上的气刀；
抽取器，所述抽取器与所述气刀相邻设置，用于去除气体、液体或者这两者；和
构造成可控制通过一抽取器的气体抽取速率和通过所述气刀的气体出口以便实现气体提供到待干燥的表面上的角度的调节器，其中所述出口的宽度在10至50微米之间，长度在100至500微米之间。
12.根据权利要求11所述的光刻投影装置，其特征在于，所述气刀包括设置在所述出口上游的腔室。
13.根据权利要求11或12所述的光刻投影装置，其特征在于，所述出口呈现狭缝的形式。
14.一种光刻投影装置，所述光刻投影装置设置成可通过液体将图案从图案形成装置投射到衬底上，所述光刻投影装置包括构造成可将气体提供到待干燥的表面上的气刀、与所述气刀相邻的用于去除气体、液体或者两者的抽取器和构造成可将从所述气刀出来的气体流率控制在进入所述抽取器的气体流率的20％之内的流量调节器。
15.根据权利要求14所述的光刻投影装置，其特征在于，所述光刻投影装置还包括构造成可控制在被干燥的所述表面的位置使得所述表面上的点在所述气刀之前通过所述抽取器的定位装置。
16.根据权利要求14或15所述的光刻投影装置，其特征在于，从所述气刀出来的所述气体流率在75和750升每分钟每米气刀出口长度之间。
17.根据权利要求14或15所述的光刻投影装置，其特征在于，所述气刀的出口离开所述抽取器的入口的距离在0.2和8毫米之间。
18.一种器件制造方法，所述方法包括通过液体将图案化的辐射光束投射到衬底上，其中用从气刀的出口出来的气流去除表面上的液体，所述出口的宽度在10至50微米之间和长度在100至500微米之间；所述气体、液体或者这两者通过与所述气刀相邻设置的抽取器去除；且通过所述抽取器的气体抽取速率和通过所述气刀的气体出口由一调节器控制以便实现气体提供到待干燥的表面上的角度。
19.一种器件制造方法，所述方法包括通过液体将图案化的辐射光束投射到衬底上，其中用在70°至85°之间的角度下撞击到表面上的气流去除所述表面上的液体；所述气体、液体或者这两者通过与所述气刀相邻设置的抽取器去除；且通过所述抽取器的气体抽取速率和通过所述气刀的气体出口由一调节器控制以便实现所述角度。
20.一种器件制造方法，所述方法包括通过液体将图案化的辐射光束投射到衬底上，其中通过由气体在液体中形成压力梯度去除表面上的液体；所述气体、液体或者这两者通过与所述气刀相邻设置的抽取器去除；且通过所述抽取器的气体抽取速率和通过所述气刀的气体出口由一调节器控制以便实现气体提供到待干燥的表面上的角度。
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