[发明专利]光刻设备、投影系统、最终透镜元件、液体控制构件及器件制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年7月16日提交的欧洲专利申请15177080.7的优先权，其全部内容通过引用合并本文。

技术领域

本发明涉及光刻设备、用于与浸没式光刻设备一起使用的投影系统、用于投影系统的最终透镜元件、液体控制构件以及器件制造方法。

背景技术

光刻设备是将期望的图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，可以使用备选地被称为掩模或掩模版的图案形成装置来生成待形成在IC的单独层上的电路图案。该图案可以被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括部分、一个或多个裸片中)上。通常是经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来实现图案的转印。通常，单个衬底将包括相继被图案化的相邻目标部分的网络。

常规的光刻设备包括“步进器”和“扫描器”。在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分。在扫描器中，通过在给定方向(“扫描”方向)上穿过辐射束扫描图案、同时在平行或反平行于该方向的方向上同步扫描衬底来照射每个目标部分。通过将图案压印到衬底上，也可以将图案从图案形成装置转印到衬底上。

已将浸没技术引入到光刻系统中，来实现较小特征的改善的分辨率。在浸没式光刻设备中，具有相对高折射率的液体的液体层被插入在设备的投影系统(经图案化的射束穿过投影系统朝向衬底被投影)与衬底之间的空间中。液体最终覆盖衬底的在投影系统的最终透镜元件下方的部分。因此，至少将经历曝光的衬底的部分浸没在液体中。浸没液体的效果是实现较小特征的成像，因为曝光辐射在液体中具有比在气体中短的波长。(液体的效果也可以被认为是增加了系统的有效数值孔径(NA)并且也增加了焦点深度。)

在商购浸没式光刻中，液体是水。典型地，水是高纯度的蒸馏水(例如，在半导体制造工厂中常用的超纯水(UPW))。在浸没式系统中，UPW通常被净化，并且在作为浸没液体供应到浸没空间之前UPW可以经历附加的处理步骤。除了水之外，可以使用具有高折射率的其他液体(例如：诸如氟代烃的烃和/或水溶液)作为浸没液体。而且，已设想将除液体之外的其他流体用于浸没式光刻。

在本说明书中，将在描述中参考局部浸没，在局部浸没中，浸没液体在使用时被限制到最终透镜元件和面向最终透镜元件的表面之间的空间。相对表面是衬底的表面或与衬底表面共面的支撑台(或衬底台)的表面。(请注意，除非另有明确说明，否则在下文中对衬底W的表面的参考还附加地或备选地指代衬底台的表面；反之亦然)。存在于投影系统和衬底台之间的流体处理结构被用于将浸没液体限制到浸没空间。由液体填充的空间在平面中小于衬底的顶部表面，并且当衬底和衬底台在下面移动时，该空间相对于投影系统保持基本静止。

已设想了其他浸没式系统，例如无限制的浸没式系统(所谓的“全湿”浸没式系统)和浸浴式系统。在无限制浸没式系统中，浸没液体不只覆盖最终透镜元件下方的表面。浸没空间外部的液体呈现为薄液膜。液体可以覆盖衬底的整个表面，或者甚至覆盖与衬底共面的衬底和衬底台。在浸浴式系统中，晶片完全浸没在液体浴中。

流体处理结构是将液体供应到浸没空间、从空间移除液体并由此将液体限制到浸没空间的结构。流体处理结构包括作为流体供应系统的一部分的特征。PCT专利申请公开号WO 99/49504中所公开的装置是早期的流体处理结构，该早期的流体处理结构包括管道，管道向空间供应液体或者从空间回收液体，并且根据投影系统下方的衬底台的相对运动而操作。在更近期的设计中，流体处理结构沿最终透镜元件和衬底台或衬底之间的空间的边界的至少一部分延伸，以部分地限定浸没空间。

流体处理结构可以具有不同功能的选择。每个功能均可以从使得流体处理结构能够实现该功能的对应的特征导出。流体处理结构可以由若干不同的术语(例如，阻挡构件、密封构件、流体供应系统、流体去除系统、液体限制结构等)来表示，每一个术语均指代功能。

作为阻挡构件，流体处理结构是浸没液体从空间流动的屏障。作为液体限制结构，结构在使用期间将液体限制到空间。作为密封构件，流体处理结构的密封特征形成将液体限制到空间的密封件。密封特征可以包括来自密封构件的表面中的开口的附加气流(例如，气刀)。

在一个实施例中，流体处理系统可以供应浸没液体并且因此是液体供应系统。