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GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen lithographischen Apparat
und ein Verfahren zur Herstellung eines Bausteins.
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HINTERGRUND
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Ein
lithographischer Apparat ist ein Gerät, das ein gewünschtes
Muster auf ein Substrat, meistens einen Zielabschnitt des Substrates,
aufbringt. Ein lithographischer Apparat kann beispielsweise bei der
Herstellung von integrierten Schaltkreisen (ICs) verwendet werden.
In diesem Fall kann eine Bemusterungsvorrichtung, die alternativ
auch als Maske oder Retikel bezeichnet wird, verwendet werden, um ein
Schaltkreismuster zu erzeugen, das auf einer einzelnen Schicht des
integrierten Schaltkreises (IC) gebildet wird. Dieses Muster kann
auf einen Zielabschnitt (beispielsweise mit einem Teil eines Plättchens,
einem ganzen Plättchen
oder mehreren Plättchen)
auf einem Substrat (beispielsweise einem Silizium-Wafer) übertragen
werden. Die Übertragung des
Musters erfolgt meistens über
eine Abbildung auf eine Schicht aus strahlungsempfindlichem Material (Resist),
das sich auf dem Substrat befindet. Im allgemeinen enthält ein einzelnes
Substrat ein Netzwerk aneinanderangrenzender Zielabschnitte, die
nacheinander bemustert werden. Bekannte lithographische Apparate
besitzen sogenannte Stepper, in denen jeder Zielabschnitt bestrahlt
wird, indem ein ganzes Muster auf dem Zielabschnitt in einem Durchgang belichtet
wird, und sogenannte Scanner, in denen jeder Zielabschnitt bestrahlt
wird, indem das Muster durch einen Projektionsstrahl in einer bestimmten Richtung
abgetastet wird (der "Abtastrichtung"), während das
Substrat gleichzeitig parallel oder antiparallel zu dieser Richtung
abgetastet wird. Es ist auch möglich,
das Muster von der Bemusterungsvorrichtung auf das Substrat zu übertragen,
indem das Muster auf das Substrat aufgedruckt wird.
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Es
wurde auch vorgeschlagen, das Substrat in der lithographischen Projektionsvorrichtung
in eine Flüssigkeit
mit einem relativ hohen Brechungsindex, z.B. Wasser, einzutauchen,
um einen Raum zwischen dem abschließenden Element des Projektionssystems
und dem Substrat zu füllen.
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Damit
soll die Abbildung kleinerer Merkmale möglich werden, da die Belichtungsstrahlung
in der Flüssigkeit
eine kürzere
Wellenlänge
besitzt. (Durch die Wirkung der Flüssigkeit können auch die tatsächliche
Blendenzahl des Systems und auch die Fokustiefe erhöht werden.)
Es sind auch noch andere Tauchflüssigkeiten
vorgeschlagen worden, wie Wasser mit Festpartikeln (beispielsweise
Quartz), die darin schweben.
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Doch
das Eintauchen des Substrates oder des Substrates und des Substrattisches
in ein Flüssigkeitsbad
(siehe beispielsweise das amerikanische Patent
US 4,509,852 ) bedeutet, dass eine
große Menge
an Flüssigkeit
während
einer Abtastung (Belichtung) beschleunigt werden muss. Dazu sind
zusätzliche
oder leistungsstärkere
Motoren erforderlich und Turbulenzen in der Flüssigkeit könnten zu unerwünschten
und unvorhersehbaren Wirkungen führen.
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Einer
der Lösungsvorschläge besteht
darin, dass ein Flüssigkeitszufuhrsystem
nur einem lokal eingegrenzten Bereich auf dem Substrat und zwischen
dem abschließenden
Element des Projektionssystems und dem Substrat Flüssigkeit
zuführt (das
Substrat besitzt im allgemeinen eine größere Fläche als das abschließende Element
des Projektionssystems). Eine Art und Weise, die für eine solche Anordnung
vorgeschlagen wurde, wird in der PCT-Patentanmeldung
WO 99/49504 vorgeschlagen. Wie in
den
2 und
3 veranschaulicht, wird dem
Substrat Flüssigkeit
durch mindestens einen Einlass IN – vorzugsweise entlang der
Bewegungsrichtung des Substrates in Bezug auf das abschließende Element – zugeführt und
sie wird durch mindestens einen Austritt OUT entfernt, nachdem sie unter
dem Projektionssystem hindurchgeführt worden ist. Das heißt, während das
Substrat unter dem Element in eine –X Richtung abgetastet wurde,
wird Flüssigkeit
auf der +X Seite des Elementes zugeführt und an der –X Seite
aufgenommen.
2 zeigt die Anordnung in schematischer
Art und Weise, bei der Flüssigkeit über einen
Einlass IN zugeführt
und auf der anderen Seite des Elementes durch den Auslass OUT, der
mit einer Niederdruckquelle verbunden ist, aufgenommen wird. In
der Veranschaulichung von
2 wird die
Flüssigkeit
entlang der Bewegungsrichtung des Substrates in Bezug auf das abschließende Element
zugeführt,
doch das muss nicht der Fall sein. Verschiedene Ausrichtungen und
eine unterschiedliche Anzahl von Einlässen und Austritten, die um
das abschließende
Element herum angeordnet sind, sind möglich. Ein Beispiel ist in
3 veranschaulicht,
in der vier Satz eines Einlasses mit einem Austritt auf jeder Seite
in einem regelmäßigen Muster um
das abschließende
Element herum bereitgestellt sind.
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Selbstverständlich ergeben
sich spezifische Schwierigkeiten im Umgang mit Flüssigkeiten
in einer Tauchvorrichtung. Insbesondere empfindliche Teile des Substrattisches
müssen
gegen ein Eindringen von Tauchflüssigkeit
flüssigkeitsdicht
sein.
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EP-A-1,429,188 offenbart
eine Abdichtung zwischen dem Substrattisch und einem Substrat.
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EP-A-0,860,861 offenbart
eine lithographische Projektionsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1.
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KURZE ÜBERSICHT
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Demzufolge
wäre es
beispielsweise vorteilhaft, zwischen verschiedenen Teilen des Substrattisches
abzudichten. Insbesondere ist es wünschenswert, Abdichtungen zu
haben, die keine Kräfte
zwischen den Teilen des Substrattisches, zwischen denen die Abdichtungen
verlaufen, übertragen.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine lithographische Projektionsvorrichtung
bereitgestellt, die folgendes besitzt:
einen Substrattisch,
der so ausgeführt
ist, dass er ein Substrat hält;
ein
erstes Teil des Substrattisches, an dem ein flexibler Vorsprung
befestigt ist; und dadurch gekennzeichnet, dass
ein zweites
Teil des Substrattisches eine Halteeinrichtung besitzt, die so ausgeführt ist,
dass sie ein freies Ende des Vorsprunges anzieht und hält, um eine
Abdichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil zu erzeugen.
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Nach
einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines
Bausteins bereitgestellt, das folgendes umfasst:
Befestigung
eines Endes eines flexiblen Vorsprunges mittels einer Befestigungsvorrichtung,
die an einem ersten Teil eines Substrattisches angeordnet ist, um den
Vorsprung anzuziehen und zu halten, so dass dadurch eine Abdichtung
zwischen dem ersten Teil und einem zweiten Teil des Substrattisches
gebildet wird, an dem der flexible Vorsprung angebracht ist; und
Projektion
eines bemusterten Strahls der Strahlung auf ein Substrat, das auf
dem Substrattisch gehalten wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsarten
der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die schematischen
Begleitzeichnungen lediglich beispielhaft beschrieben, in denen
die entsprechenden Teile mit den jeweiligen Bezugssymbolen versehen
sind. Es zeigen:
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1 eine
lithographische Projektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsart
der Erfindung;
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2 und 3 ein
Flüssigkeitszuführungssystem
für den
Einsatz in einer lithographischen Projektionsvorrichtung;
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4 ein
weiteres Flüssigkeitszuführungssystem
für den
Einsatz in einer lithographischen Projektionsvorrichtung;
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5 ein
weiteres Flüssigkeitszuführungssystem
für den
Einsatz in einer lithographischen Projektionsvorrichtung;
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6 im
Querschnitt einen Substrattisch gemäß einer Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung;
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7 im Querschnitt eine Abdichtung zwischen
einer Abdeckplatte und einer Substratabstützung eines Substrattisches
gemäß einer
Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung;
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7A im
Querschnitt eine weitere Abdichtung zwischen einer Abdeckplatte
und einer Substratabstützung
eines Substrattisches gemäß einer Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung;
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7B im
Querschnitt eine weitere Abdichtung zwischen einer Abdeckplatte
und einer Substratabstützung
eines Substrattisches gemäß einer Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung; und
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8 in
der Draufsicht einen Substrattisch von oben.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 zeigt
in schematischer Form eine lithographische Projektionsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsart
der Erfindung. Die Vorrichtung umfasst:
- – ein Beleuchtungssystem
(Illuminator) IL zur Aufbereitung eines Projektionsstrahls der Strahlung B
(z.B. UV-Strahlung oder Tiefultraviolett-Strahlung).
- – eine
Haltekonstruktion (z.B. einen Maskentisch) MT zum Halten einer Bemusterungsvorrichtung (z.B.
einer Maske) MA, die mit einem ersten Positionierelement PM verbunden
ist, um die Bemusterungsvorrichtung in Übereinstimmung mit bestimmten
Parametern genau zu positionieren;
- – einen
Substrattisch (z.B. einen Wafertisch) WT zum Halten eines Substrates
(z.B. eines Wafers mit Resistüberzug)
W, der mit einem zweiten Positionierelement PW verbunden ist, um
das Substrat in Übereinstimmung
mit bestimmten Parametern genau zu positionieren; und
- – ein
Projektionssystem (z.B. ein lichtbrechendes Projektionslinsensystem)
PS, um ein Muster, mit dem der Strahl B versehen wurde, mit der
Bemusterungsvorrichtung MA auf einen Zielabschnitt C (z.B. mit einem
Plättchen
oder mehreren Plättchen)
des Substrats W zu projizieren.
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Das
Beleuchtungssystem kann verschiedene Arten von optischen Elementen
umfassen, wie beispielsweise lichtbrechende, reflektierende, magnetische,
elektromagnetische, elektrostatische oder andere Arten von optischen
Komponenten, oder eine Kombination aus diesen optischen Komponenten zum
Lenken, Gestalten oder Steuern der Strahlung.
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Die
Bemusterungsvorrichtung wird von der Haltekonstruktion in einer
Art und Weise gehalten, die von der Ausrichtung der Bemusterungsvorrichtung,
der Konstruktion des lithographischen Apparates und von anderen
Bedingungen abhängt,
wie beispielsweise davon, ob die Bemusterungsvorrichtung in einer
Vakuumumgebung gehalten wird oder nicht. Für die Haltekonstruktion können mechanische,
elektrostatische, Vakuum-Befestigungstechniken oder andere Befestigungstechniken
verwendet werden, um die Bemusterungsvorrichtung zu halten. Bei
der Haltekonstruktion kann es sich beispielsweise um einen Rahmen
oder einen Tisch handeln, der je nach Bedarf befestigt wird oder
beweglich ist. Die Haltekonstruktion kann sicherstellen, dass sich
die Bemusterungsvorrichtung an einer gewünschten Position, beispielsweise
in Bezug auf das Projektionssystem, befindet. Die Verwendung der
Begriffe "Retikel" oder "Maske" in diesem Text kann
als Synonym für den
allgemeineren Begriff "Bemusterungsvorrichtung" angesehen werden.
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Der
Begriff "Bemusterungsvorrichtung", wie er hier verwendet
wird, sollte weitumfassend interpretiert werden als eine Vorrichtung,
die dazu verwendet werden kann, um einen Strahl mit einem Muster
in seinem Querschnitt zu versehen, um beispielsweise ein Muster
in einem Zielabschnitt des Substrates zu erzeugen. Es sollte darauf
hingewiesen werden, dass das Muster, mit dem der Strahl versehen
wird, unter Umständen
nicht exakt dem gewünschten
Muster in dem Zielabschnitt des Substrates entspricht, beispielsweise
wenn das Muster Phasenverschiebungs-Merkmale oder sogenannte Hilfsstrukturen
(assist features) umfasst. Im allgemeinen wird das Muster, mit dem
der Strahl versehen wird, einer bestimmten Funktionsschicht in einem
Baustein entsprechen, die in dem Zielabschnitt erzeugt wird, wie
beispielsweise in einer integrierten Schaltung.
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Die
Bemusterungsvorrichtung kann durchlässig oder reflektierend sein.
Beispiele für
Bemusterungsvorrichtungen sind Masken, programmierbare Spiegelanordnungen
und programmierbare LCD-Tafeln. Masken sind in der Lithographie
wohl bekannt und sie umfassen Maskenarten wie binäre Masken, alternierende
Phasenverschiebung und gedämpfte Phasenverschiebung,
sowie verschiedene hybride Maskenarten. Ein Beispiel einer programmierbaren Spiegelanordnung
verwendet eine Matrixanordnung kleiner Spiegel, die jeweils einzeln
gekippt werden können,
so dass sie einen hereinkommenden Strahl der Strahlung in verschiedene
Richtungen reflektieren können.
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Die
gekippten Spiegel versehen den Strahl der Strahlung mit einem Muster,
das durch die Spiegelmatrix reflektiert wird.
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Der
Begriff "Projektionssystem", wie er hierin verwendet
wird, sollte umfassend interpretiert werden und beinhaltet verschiedene
Arten von Projektionssystemen, einschließlich lichtbrechende, reflektierende,
katadioptrische, magnetische, elektromagnetische und elektrostatische
optische Systeme oder eine Kombination aus diesen, wie sie für die verwendete
Belichtungsstrahlung oder für
andere Faktoren, wie die Verwendung einer Tauchflüssigkeit
oder die Verwendung eines Vakuums, geeignet sind. Die Verwendung
des Begriffes "Projektionslinse" in diesem Text kann
als Synonym für
den allgemeineren Begriff "Projektionssystem" angesehen werden.
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Wie
hier veranschaulicht, handelt es sich um einen lichtdurchlässigen Apparat
(bei dem beispielsweise eine lichtdurchlässige Maske verwendet wird). Alternativ
kann es sich auch um einen Reflexionsapparat handeln (bei dem beispielsweise
eine programmierbare Spiegelanordnung der oben beschriebenen Art
oder eine reflektierende Maske verwendet wird).
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Der
lithographische Apparat kann derart ausgeführt sein, dass er zwei (zweistufig)
oder mehr Substrattische (und/oder zwei oder mehr Haltekonstruktionen)
besitzt. Bei diesen "mehrstufigen" Vorrichtungen können die
zusätzlichen
Tische parallel genutzt werden oder an einem Tisch oder an mehreren Tischen
kann bzw. können
Vorbereitungsschritte durchgeführt
werden, während
ein anderer Tisch oder mehrere andere Tische für die Belichtung verwendet
werden.
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Unter
Bezugnahme auf 1 empfängt der Illuminator IL einen
Projektionsstrahl der Strahlung von einer Strahlungsquelle SO. Bei
der Quelle und dem lithographischen Apparat kann es sich um separate
Gebilde handeln, beispielsweise, wenn die Quelle ein Excimer-Laser
ist. In diesen Fällen
wird die Quelle nicht so angesehen, als wäre sie ein Teil des lithographischen
Apparates, und der Projektionsstrahl der Strahlung wird mit Hilfe
eines Strahlweiterleitungssystems BD von der Quelle SO zu dem Illuminator
IL geleitet, wobei das Strahlweiterleitungssystem BD beispielsweise
geeignete Richtspiegel und/oder einen Strahl-Expander besitzt. In
anderen Fällen
kann die Quelle ein integrierter Bestandteil des Apparates sein,
beispielsweise, wenn es sich bei der Quelle um eine Quecksilberlampe
handelt. Die Quelle SO und der Illuminator IL können zusammen mit dem Strahlweiterleitungssystem
BD, sofern erforderlich, als Strahlungssystem bezeichnet werden.
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Der
Illuminator IL kann eine Verstelleinrichtung AM für die Einstellung
der Winkelintensitätsverteilung
des Strahls besitzen. Im allgemeinen kann zumindest die äußere und/oder
innere radiale Reichweite (im allgemeinen als σ-outer bzw. σ-iner bezeichnet) der Intensitätsverteilung
in einer Pupillenebene des Illuminators verstellt werden. Zusätzlich kann
der Illuminator IL verschiedene andere Komponenten, wie einen Integrator
IN und einen Kondensator CO, besitzen. Der Illuminator kann zur
Aufbereitung des Projektionsstrahls der Strahlung verwendet werden,
damit er die gewünschte
Gleichmäßigkeit und
Intensitätsverteilung
in seinem Querschnitt besitzt.
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Der
Strahl B fällt
auf die Bemusterungsvorrichtung (beispielsweise Maske MA), die auf
der Haltekonstruktion (beispielsweise Maskentisch MT) gehalten wird,
und wird durch die Bemusterungsvorrichtung bemustert. Nachdem er
die Bemusterungsvorrichtung MA durchquert hat, verläuft der
Strahl B durch das Projektionssystem PS, das den Strahl auf einen
Zielabschnitt C des Substrates W fokussiert. Mit Hilfe des zweiten
Positionierelementes PW und des Positionssensors IF (beispielsweise
einer interferometrischen Vorrichtung, einem linearen Encoder oder
einem kapazitiven Sensor) kann der Substrattisch WT exakt bewegt
werden, z.B. um die verschiedenen Zielabschnitte C in dem Strahlengang
B zu positionieren. In ähnlicher
Art und Weise können
das erste Positionierelement PM und ein weiterer Positionssensor
(der in 1 nicht explizit dargestellt
ist) dazu verwendet werden, die Bemusterungsvorrichtung MA in Bezug
auf den Strahlengang B exakt zu positionieren, z.B. nach dem mechanischen
Abruf aus einer Maskenbibliothek oder während einer Abtastung (scan).
Im allgemeinen kann die Bewegung der Haltekonstruktion MT mit Hilfe
eines langhubigen Moduls (grobe Positionierung) und eines kurzhubigen
Moduls (Feinpositionierung) erfolgen, die Teil des ersten Positionierelementes
PM sind. In ähnlicher
Art und Weise kann die Bewegung des Substrattisches WT mit Hilfe
eines langhubigen Moduls und eines kurzhubigen Moduls erfolgen,
die Teil des zweiten Positionierelementes PW sind. Im Falle eines Steppers
(im Gegensatz zu einem Scanner) kann die Haltekonstruktion MT nur
mit einem kurzhubigen Stellorgan verbunden werden, oder sie kann
befestigt werden. Die Maske MA und das Substrat W können mit
Hilfe von Ausrichtungsmarkierungen M1, M2 der Bemusterungsvorrichtung
und Substrat-Ausrichtungsmarkierungen
P1, P2 ausgerichtet werden. Auch wenn die Substrat-Ausrichtungsmarkierungen, wie
veranschaulicht, bestimmte Zielabschnitte einnehmen, können sie
sich auch in den Zwischenräumen
zwischen den Zielabschnitten befinden (diese werden scribe-lane-Ausrichtungsmarkierungen
genannt). In ähnlicher
Art und Weise können
sich die Ausrichtungsmarkierungen der Bemusterungsvorrichtung in
Situationen, in denen mehr als ein Plättchen auf der Bemusterungsvorrichtung
MA vorgesehen ist, zwischen den Plättchen befinden.
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Der
dargestellte Apparat könnte
auf mindestens eine der beiden folgenden Arten verwendet werden:
- 1. Im Step-Modus werden die Haltekonstruktion MT
und der Substrattisch WT im wesentlichen stationär gehalten, während ein
ganzes Muster, mit dem der Strahl versehen ist, in einem Durchgang
(d.h. in einer einzigen, statischen Belichtung) auf einen Zielabschnitt
C projiziert wird. Der Substrattisch WT wird dann in X- und/oder
Y-Richtung verschoben, so dass ein anderer Zielabschnitt C belichtet
werden kann. Im Step-Modus begrenzt die maximale Größe des Belichtungsfeldes
die Größe des Zielabschnittes
C, der in einer einzigen, statischen Belichtung abgebildet wird.
- 2. Im Scan-Modus werden die Haltekonstruktion MT und der Substrattisch
WT synchron abgetastet, während
ein Muster, mit dem der Strahl versehen ist, auf einen Zielabschnitt
C projiziert wird (d.h. eine einzige, dynamische Belichtung). Die Geschwindigkeit
und Richtung des Substrattisches WT in Bezug auf die Haltekonstruktion
MT können
durch die Vergrößerung (Verkleinerung) und
die Bildumkehrmerkmale des Projektionssystems PS bestimmt werden.
Im Scan-Modus wird die Breite (in nicht abtastender Richtung) des
Zielabschnittes in einer einzigen, dynamischen Belichtung durch
die maximale Größe des Belichtungsfeldes
begrenzt, während
die Länge
der Abtastbewegung die Höhe
(in abtastender Richtung) des Zielabschnittes bestimmt.
- 3. In einem anderen Modus wird die Haltekonstruktion MT im wesentlichen
stationär
gehalten, wobei sie eine programmierbare Bemusterungsvorrichtung
hält, und
der Substrattisch WT wird bewegt oder abgetastet, während ein
Muster, mit dem der Strahl versehen wird, auf einen Zielabschnitt
C projiziert wird. Bei diesem Modus wird im allgemeinen eine gepulste
Strahlungsquelle verwendet, und die programmierbare Bemusterungsvorrichtung
wird nach jeder Bewegung des Substrattisches WT oder zwischen aufeinanderfolgenden
Strahlungsimpulsen während
einer Abtastung je nach Bedarf aktualisiert. Diese Funktionsweise
lässt sich
leicht auf die maskenlose Lithographie anwenden, bei der eine programmierbare Bemusterungsvorrichtung
verwendet wird, wie eine programmierbare Spiegelanordnung der oben
genannten Art.
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Kombinationen
und/oder Variationen der oben beschriebenen Einsatzarten oder gänzlich andere
Einsatzarten können
ebenfalls verwendet werden.
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Eine
weitere Lösung
der Immersionslithographie mit einem örtlich eingegrenzten Flüssigkeitszufuhrsystem
ist in 4 gezeigt. Flüssigkeit
wird durch zwei rillenförmige
Einlässe
IN auf jeder Seite des Projektionssystems PL zugeführt und
durch eine Vielzahl einzelner Austritte OUT, die radial von den Einlässen IN
nach außen
angeordnet sind, wieder abgezogen. Die Einlässe IN und OUT können in
einer Platte mit einem Loch in ihrer Mitte angeordnet werden, durch
das der Projektionsstrahl projiziert wird. Die Flüssigkeit
wird durch einen rillenförmigen
Einlass IN auf der einen Seite des Projektionssystems PL zugeführt und über eine
Vielzahl einzelner Austritte OUT auf der anderen Seite des Projektionssystems
PL abgezogen, wodurch eine Strömung
einer dünnen
Flüssigkeitsschicht
zwischen dem Projektionssystem PL und dem Substrat W erzeugt wird.
Die Entscheidung darüber,
welche Kombination aus Einlass IN und Austritten OUT zu verwenden
ist, kann von der Bewegungsrichtung des Substrates W abhängen (wobei
die andere Kombination von Einlass IN und Austritten OUT aktiv ist).
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Eine
weitere Lösung
der Immersionslithographie mit einem örtlich eingegrenzten Flüssigkeitszufuhrsystem,
die vorgeschlagen wurde, besteht darin, dass das Flüssigkeitszufuhrsystem
mit einer Flüssigkeits-Beschränkungskonstruktion
versehen ist, die mindestens entlang eines Teils einer Begrenzung des
Raumes zwischen dem abschließenden
Element des Projektionssystems und dem Substrattisch verläuft. Ein
solches System ist in
5 gezeigt. Die Flüssigkeits-Beschränkungskonstruktion
ist im wesentlichen stationär
in Bezug auf das Projektionssystem in der XY-Ebene angeordnet, obwohl
es eine gewisse relative Bewegung in Z-Richtung (in Richtung der
optischen Achse) geben kann. Eine Abdichtung wird zwischen der Flüssigkeits-Beschränkungskonstruktion
und der Substratoberfläche
gebildet. In einer Ausführungsart
handelt es sich bei der Abdichtung um eine kontaktlose Abdichtung,
wie beispielsweise eine Gasabdichtung. Ein solches System mit einer Gasabdichtung
ist in
US 2004207824 offenbart.
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5 zeigt
eine Anordnung eines Behälters 10,
der eine kontaktlose Abdichtung zu dem Substrat um das Bildfeld
des Projektionssystems herum bildet, so dass die Flüssigkeit 11 darauf
beschränkt
ist, einen Raum zwischen der Substratoberfläche und dem abschließenden Element
des Projektionssystems zu füllen.
Eine Flüssigkeits-Beschränkungskonstruktion 12,
die darunter angeordnet ist, und das abschließende Element des Projektionssystems
PL umgibt, bildet den Behälter.
Die Flüssigkeit
wird in den Raum unter dem Projektionssystem und in die Flüssigkeits-Beschränkungskonstruktion 12 geführt. Die
Flüssigkeits-Beschränkungskonstruktion 12 verläuft etwas
oberhalb des abschließenden
Elementes des Projektionssystems und der Flüssigkeitspegel steigt über das
abschließende
Element, so dass ein Flüssigkeitspuffer
vorhanden ist. Die Flüssigkeits-Beschränkungskonstruktion 12 besitzt
eine innere Peripherie, die sich an dem oberen Ende vorzugsweise eng
an die Form des Projektionssystems oder sein abschließendes Element
anpasst und die beispielsweise rund sein kann. Am unteren Ende passt
sich die innere Peripherie eng an die Form des Bildfeldes, beispielsweise
ein Rechteck, an, auch wenn dies nicht der Fall sein muss.
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Die
Flüssigkeit
ist in dem Behälter
durch eine Gasabdichtung 16 zwischen dem unteren Ende der Flüssigkeits-Beschränkungskonstruktion 12 und
der Oberfläche
des Substrates W begrenzt. Die Gasabdichtung wird durch Gas, beispielsweise
Luft, synthetische Luft, N2 oder ein inertes
Gas gebildet, das unter Druck über
den Einlass 15 zu dem Spalt zwischen der Flüssigkeits-Beschränkungskonstruktion 12 und dem
Substrat geliefert wird und über
den Austritt 14 abgezogen wird. Der Überdruck an dem Gaseintritt 15,
der Vakuumpegel an dem Austritt 14 und die Geometrie des Spaltes
sind derart angeordnet, dass ein Gasfluss mit hoher Geschwindigkeit
nach innen vorhanden ist, der die Flüssigkeit begrenzt. Dem Fachmann
wird klar sein, dass auch andere Arten von Abdichtungen verwendet
werden könnten,
um die Flüssigkeit
einzuschließen,
wie beispielsweise ein einfacher Auslass, um die Flüssigkeit
und/oder das Gas abzuziehen.
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6 veranschaulicht
einen Substrattisch WT. Der Substrattisch WT besitzt einen Substrattischkörper MB,
bei dem es sich in einer Ausführungsart
um einen Spiegelblock mit einem oder mehreren Spiegeln für ein Interferometersystem
handelt, so dass die Position des Substrates W berechnet werden
kann. In dem Substrattischkörper
MB können auch
ein Stellantrieb oder mehrere Stellantriebe untergebracht sein,
um das Substrat W zu positionieren. Das Substrat W wird von einem
Substrathalter SS gehalten, der in einer Vertiefung an der Oberseite des
Substrattischkörpers
MB angeordnet ist. Bei dem Substrathalter SS handelt es sich herkömmlich um einen
Tisch mit einer Vielzahl von Vorsprüngen auf Ober- und Unterseite.
In den Bereichen zwischen den Vorsprüngen wird ein Vakuum oder Unterdruck angewendet,
um den Substrathalter SS an dem Substrattischkörper MB zu halten, und das
Substrat W an dem Substrathalter SS zu halten. In einer Ausführungsart
kann der Substrathalter SS ein integrierter Bestandteil des Substrattischkörpers MB
sein.
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Da
dieser Substrattisch WT in einem Immersionslithographie-Apparat
eingesetzt werden soll, in dem Flüssigkeit zwischen dem Projektionssystem
PS und dem Substrat W vorhanden ist, besitzt der Substrattisch außerdem eine
Abdeckplatte 100, die auf der Oberseite des Substrattischkörpers MB
angebracht ist. Die Abdeckplatte 100 stellt eine flache
und kontinuierliche Oberseite zur Verfügung, so dass ein Flüssigkeitszufuhrsystem
in lokal eingegrenztem Bereich (d.h. das Flüssigkeit jeweils nur einem
lokal eingegrenzten Bereich des Substrates W zuführt) verwendet werden kann.
Somit ist die Oberseite der Abdeckplatte 100 im wesentlichen
koplanar zu der Oberseite des Substrates W (und ebenso zu der Oberseite
eines Sensors, der in Vertiefungen in der Oberseite des Substrattischkörpers MB
angeordnet sein könnte,
wie in 8 gezeigt und weiter unten beschrieben). In einer
Ausführungsart
kann die Abdeckplatte 100 ein integrierter Bestandteil
des Substrattischkörpers
MB sein.
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Um
das Eintreten von Flüssigkeit
in die Vertiefung 80 zwischen dem Substrathalter SS und
dem Substrattischkörper
MB zu reduzieren oder zu verhindern, kann eine Abdichtung als Überstand 200 vorgesehen
werden, die zwischen der unteren Innenkante der Abdeckplatte 100 und
der Oberseite des Substrathalters SS verläuft. Die Anordnung ist im Detail
in 7 zu sehen.
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In
einer Ausführungsart
ist es nützlich,
wenn der Substrathalter SS von dem Substrattischkörper MB
abgenommen werden kann, ohne dass es einer größeren Demontage des Substrattisches
WT bedarf. Aus diesem Grund kann beispielsweise eine abnehmbare
und/oder deaktivierbare Abdichtung als Überstand
200 zwischen
der Abdeckplatte
100 und dem Substrathalter SS vorgesehen
werden. Die Abdeckplatte
100 kann auch an der Oberseite
des Substrattischkörpers
MB abnehmbar montiert sein, so dass Elemente des Substrattisches
WT, die durch die Abdeckplatte
100 geschützt werden,
leicht gewartet werden können.
Die Abdeckplatte
100 umfasst einen Abdeckplattenüberstand
110,
bei dem es sich um ein sogenanntes Kantenabdichtelement handelt,
wie es beispielsweise in dem europäischen Patent
EP 1486828 beschrieben ist. Die grundlegendste
Form dieses Kantenabdichtelementes ist in
7 veranschaulicht.
Andere Arten von Kantenabdichtelementen und/oder andere Konfigurationen
können
ebenfalls verwendet werden.
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Nach
einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung ist die Abdichtung als Überstand 200 mit
einem Ende 211 versehen, das im allgemeinen halbkreisförmig ist. Dies
ist in 7A mehr im Detail dargestellt.
Dadurch, dass das Ende mit einem halbkreisförmigen Querschnitt versehen
wird, erhöht
sich die Gesamtfläche
der Abdichtung als Überstand 200,
die einer Druckdifferenz ausgesetzt ist, insbesondere das Ende 211,
das auf ihrer Unterseite dem Unterdruckanschluss 85 ausgesetzt
ist. Dies führt
zu einer höheren
Kraft, die die Befestigung der Abdichtung als Überstand 200 an dem
Substrathalter SS unterstützt. Das
Ende 211 kann aus dem gleichen Material hergestellt sein,
wie die Abdichtung als Überstand 200, doch
es kann auch aus einem anderen, geeigneten Material hergestellt
werden.
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Nach
einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung wird ein separates Kraftelement 212 bereitgestellt,
das eine Kraft auf das als Überstand
ausgeführte
Abdichtelement 200 ausüben
kann. Dies ist mehr im Detail in 7B gezeigt.
Das Kraftelement 212 wird an dem Substrathalter SS befestigt
und sein freies Ende berührt
die als Überstand
ausgeführte Abdichtung 200.
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Dadurch,
dass das Kraftelement 212 – das aus einem elastischen
Material hergestellt sein kann, beispielsweise einem ähnlichen
Material wie das Material der als Überstand ausgeführten Abdichtung 200 – die als Überstand
ausgeführte
Abdichtung 200 berührt,
kann eine zusätzliche
Haltekraft ausgeübt werden,
die dabei hilft, die als Überstand
ausgeführte Abdichtung 200 an
dem Substrathalter SS zu befestigen.
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Die
Abdichtung als Überstand 200 verläuft in einer
Ausführungsart,
wie dies veranschaulicht ist, zwischen der Unterseite der Abdeckplatte 100 unter dem
Abdeckplattenüberstand 110 und
der Oberseite des Substrathalters SS. In einer Ausführungsart
verläuft
die Abdichtung als Überstand 200 in
einem Stück
um die gesamte Peripherie des Substrathalters SS herum. Dies könnte eine
optimale Anordnung für die
Flüssigkeitsdichtigkeit
sein. Das Material der Abdichtung als Überstand 200 ist elastisch,
so dass keine Kräfte
in alle Richtungen, aber insbesondere in Z-Richtung, zwischen dem
Substrattisch SS und der Abdeckplatte 100 übertragen
werden können,
d.h. die Abdichtung ist von der Abdeckplatte 100 und dem Substrathalter
SS im wesentlichen in der Richtung der optischen Achse des lithographischen
Apparates abgekoppelt. In einer Ausführungsart übt die elastische Abdichtung
eine maximale Kraft von weniger als ca. 1N/m der Abdichtung aus.
Ein Ende der Abdichtung als Überstand 200 ist
durch eine Klebemittelwulst 220 an der Abdeckplatte befestigt.
Es können auch
andere Arten der Befestigung der Abdichtung in einer flüssigkeitsdichten
Art und Weise verwendet werden. Das andere Ende der Abdichtung als Überstand 200 wird
von dem Substrathalter SS angezogen und wird durch eine Halteeinrichtung
lösbar
an diesem gehalten, und zwar in dem veranschaulichten Beispiel in
der Form eines Unterdruckanschlusses 85. Bei der Halteeinrichtung
kann es sich um jede beliebige Art von Halteeinrichtung handeln,
wie beispielsweise um eine elektromagnetische Halteeinrichtung,
eine elektrostatische Halteeinrichtung und/oder ein abnehmbares
Klebemittel. So lässt
sich die Abdeckplatte entfernen und die Abdichtung als Überstand 200 kann
durch Fernbedienung aktiviert oder deaktiviert werden.
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Um
eine gute Abdichtung zwischen der elastischen Abdichtung als Überstand 200 und
dem Substrathalter SS zu erzielen, wird an dem freien Ende der Abdichtung
als Überstand 200,
das von der Abdeckplatte 100 hervorragt, ein im wesentlichen
nicht elastischer Abschnitt 210 (ein Abschnitt, der zumindest
weniger elastisch ist als die als Überstand ausgeführte, elastische
Abdichtung 200) positioniert. Bei dem nicht elastischen
Abschnitt kann es sich beispielsweise um ein Metallteil handeln,
das an der Oberseite des elastischen Materials der als Überstand
ausgeführten,
elastischen Abdichtung 200 befestigt ist. Wenn der Unterdruckanschluss 85 also
aktiviert wird, biegt sich die als Überstand ausgeführte, elastische
Abdichtung 200 nach unten, so dass das elastische Material
zwischen dem nicht elastischen Element 210 und dem Unterdruckanschluss 85 festgehalten
wird, um eine gute Abdichtung zu erzeugen. Auf diese Art und Weise
kann es sein, dass der Unterdruckanschluss 85 der Halteeinrichtung
ein vollständig
trockener Unterdruckanschluss 85 ist, da verhindert werden
kann, dass Flüssigkeit
eintritt. Dies steht wahrscheinlich im Gegensatz zu dem Unterdruckanschluss,
der von dem Substrathalter SS verwendet wird, bei dem es sich um einen
nicht gezeigten, nassen Unterdruckanschluss handeln kann, da sich
zwischen der Abdeckplatte 100 und dem Substrat W eine nicht
so gute Abdichtung erreichen lässt. Deshalb
kann es sein, dass Flüssigkeit
in den Spalt zwischen dem Substrat W und dem Substrathalter SS eindringt.
Der nicht elastische Teil 210 füllt teilweise den Spalt zwischen
dem elastischen Abschnitt, dem Substrathalter SS, der Abdeckplatte 100 und dem
Substrat W. In einer Ausführungsart
wird dieser Spalt im Hinblick auf eine optimale Leistung des Flüssigkeitszufuhrsystems
so klein wie möglich
gehalten.
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In
einer Ausführungsart
ist die als Überstand ausgeführte Abdichtung 200 und/oder
der nicht elastische Teil 210 aus einem flexiblen Polymer
oder einem elastischen Material hergestellt, das gegenüber der
Strahlung des lithographischen Apparates strahlungsfest ist. Die
als Überstand
ausgeführte
Abdichtung 200 und/oder der nicht elastische Teil 210 können auch
aus Metall hergestellt sein. Selbst Gummi kann beispielsweise verwendet
werden, wenn der Abdeckplattenüberstand 110 die
als Überstand
ausgeführte
Abdichtung 200 und/oder den nicht elastischen Teil 210 vor
Einstrahlung durch den Projektionsstrahl B schützt.
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In
einer Ausführungsart
können
der nicht elastische Abschnitt 210, das halbkreisförmige Ende 211 und
das Kraftelement 212 die als Überstand ausgeführte Abdichtung 200 vor
der Strahlung des Projektionsstrahls B abschirmen bzw. schützen, so
dass für
die als Überstand
ausgeführte
Abdichtung 200 ein Material ausgewählt werden kann, das gegenüber der
Strahlung des Projektionssystems nicht strahlungsfest ist.
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In
einer Ausführungsart
beträgt
die Stärke der
Halteeinrichtung (die Unterdruck-Halteeinrichtung 85 in
dem Ausführungsbeispiel)
ungefähr 25N/m,
um mit dem Material der als Überstand
ausgeführten,
elastischen Abdichtung 200 eine flüssigkeitsdichte Abdichtung
zu schaffen.
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Weitere
Einzelheiten des Substrattisches WT gemäß einer Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf 8 veranschaulicht. 8 ist
eine Draufsicht auf die Oberseite des Substrattisches WT. Zu sehen
ist die Oberseite der Abdeckplatte 100 mit verschiedenen Öffnungen.
Bei der mittleren Öffnung
handelt es sich um die Öffnung
für die
Vertiefung 80, in der der Substrathalter SS angeordnet
ist. Verschiedene Komponenten sind um die zentrale Öffnung herum
angeordnet, die durch den Projektionsstrahl B des Projektionssystems
PS beleuchtet werden können.
Bei diesen verschiedenen Komponenten kann es sich um einen Sensor
oder mehrere Sensoren handeln, einschließlich beispielsweise zwei Übertragungsbildsensoren
(TIS) 310, einen Spot-Sensor 330 und ein integriertes
Linsen- Interferometer
(ILIAS) 320. In einer Ausführungsart ist es wünschenswert,
dass sich die Abdeckplatte 100 von dem Substrattischkörper MB
leicht abnehmen lässt,
doch zwischen der Abdeckplatte 100, einem Sensor oder mehreren Sensoren 310, 320, 330 und
dem Substrattischkörper
MB sollte auch eine gute Abdichtung vorhanden sein.
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Auch
wenn die Abdichtung in dieser Beschreibung in Bezug auf eine Abdichtung
zwischen der Abdeckplatte 100 und dem Substrathalter SS
und dem Substrattischkörper
MB und einem Sensor 310, 320, 330 diskutiert
wird, handelt es sich hier doch nur um Beispiele, und die hierin
besprochenen Arten von Abdichtungen können auch zur Abdichtung zwischen zwei
beliebigen Teilen des Substrattisches, in oder an dem Substrattisch
und/oder zwischen dem Substrattisch und dem Substrat W verwendet
werden.
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In
dem europäischen
Patent
EP 1420300 wird
das Konzept eines zweistufigen Immersionslithographie-Apparates
offenbart. Ein solcher Apparat besitzt zwei Tische zum Halten eines
Substrates. Nivellier- bzw. Ausgleichsmessungen werden mit einem
Tisch in einer ersten Position ohne Tauchflüssigkeit ausgeführt und
die Belichtung wird durchgeführt, indem
sich ein Tisch in einer zweiten Position befindet, an der Tauchflüssigkeit
vorhanden ist. Alternativ besitzt der Apparat nur einen Tisch.
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Auch
wenn in diesem Text speziell auf die Verwendung des lithographischen
Apparates bei der Herstellung von ICs (integrierten Schaltkreisen)
Bezug genommen wird, so wird doch ausdrücklich darauf hingewiesen,
dass der hierin beschriebene, lithographische Apparat weitere Anwendungsmöglichkeiten
besitzen kann. So kann er beispielsweise bei der Herstellung von
integrierten optischen Systemen, Führungs- und Erfassungsmodellen für Magnetblasenspeicher,
Flachbildschirmen, LCD-Anzeigen, Dünnschicht-Magnetköpfen etc.
verwendet werden. Der Fachmann wird wissen, dass im Kontext dieser alternativen
Anwendungen die Verwendung der Begriffe "Wafer" oder "Plättchen" in diesem Text als
synonym für
die allgemeineren Begriffe "Substrat" bzw. "Zielabschnitt" angesehen werden
kann. Das Substrat, auf das hierin Bezug genommen wird, kann vor oder
nach der Belichtung, beispielsweise in einem Track (einem Werkzeug,
mit dem meistens ein Resistschicht auf ein Substrat W aufgetragen
und das belichtete Resist entwickelt wird), einem Messwerkzeug und/oder
einem Prüfwerkzeug
bearbeitet werden. Wo dies zutreffend ist, kann die vorliegende
Offenlegung auf dieses und andere Substratbearbeitungswerkzeuge
angewendet werden. Außerdem kann
das Substrat mehr als ein Mal bearbeitet werden, beispielsweise
um eine integrierte Schaltung (IC) mit mehreren Schichten zu erzeugen,
so dass der hierin verwendete Begriff Substrat sich auch auf ein
Substrat beziehen kann, das bereits mehrere bearbeitete Schichten
enthält.
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Auch
wenn in der obigen Beschreibung insbesondere auf die Verwendung
der Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Kontext der optischen Lithographie Bezug genommen
wurde, sollte doch klar sein, dass die Erfindung auch in anderen
Anwendungen zum Einsatz kommen kann, beispielsweise in der Imprint-Lithographie,
und dass sie nicht auf die optische Lithographie begrenzt ist, wo
es der Kontext zulässt.
In der Imprint-Lithographie wird das auf einem Substrat erzeugte
Muster durch eine Topographie in einer Bemusterungsvorrichtung definiert.
Die Topographie der Bemusterungsvorrichtung kann in eine dem Substrat
zugeführte
Resistschicht gedrückt
werden, woraufhin das Resist durch Anwendung elektromagnetischer
Strahlung, Wärme,
Druck oder einer Kombination aus diesen Anwendungen aushärtet. Die
Bemusterungsvorrichtung wird von dem Resist entfernt, und nachdem
das Resist ausgehärtet
ist, bleibt ein Muster zurück.
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In
diesem Dokument umfassen die Begriffe "Strahlung" und "Strahl" sämtliche
Arten von elektromagnetischer Strahlung, einschließlich Ultraviolettstrahlung
(UV-Strahlung) (z.B.
mit einer Wellenlänge von
ungefähr
365, 248, 193, 157 oder 126 nm) und Extrem-Ultraviolettstrahlung
(EUV-Strahlung), (z.B. mit einer Wellenlänge im Bereich zwischen 5 und
20 nm), sowie Teilchenstrahlen wie Ionenstrahlen oder Elektronenstrahlen.
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Der
Begriff "Linse" kann sich, wo der
Kontext es zulässt,
auf jede Art von optischen Komponenten einschließlich lichtbrechende, reflektierende,
magnetische, elektromagnetische und elektrostatische optische Komponenten,
oder eine Kombination daraus beziehen.
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Auch
wenn oben spezifische Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben worden sind, wird doch klar sein, dass
die Erfindung auch auf andere Art und Weise, als in der beschriebenen
verwendet werden kann. So kann die Erfindung beispielsweise die
Form eines Computerprogrammes annehmen, das eine Sequenz oder mehrere
Sequenzen maschinenlesbarer Anweisungen enthält, die ein Verfahren beschreiben,
wie es oben offengelegt wurde, oder es kann sich dabei um ein Datenspeichermedium
(beispielsweise einen Halbleiterspeicher, eine Magnetplatte oder
eine Bildplatte) handeln, auf dem ein solches Computerprogramm gespeichert
ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
oder mehrere Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können
auf einen beliebigen Immersionslithographie-Apparat wie die oben
genannten Arten angewendet werden, und zwar unabhängig davon,
ob die Tauchflüssigkeit
in Form eines Bades oder nur auf einer lokal eingegrenzten Fläche des
Substrates vorhanden ist. Ein Flüssigkeitszufuhrsystem
ist jeder Mechanismus, der einem Raum zwischen dem Projektionssystem
und dem Substrat und/oder dem Substrattisch Flüssigkeit zuführt. Er
kann jede Kombination einer Konstruktion oder von mehreren Konstruktionen,
einen Flüssigkeitseinlass
oder mehrere Flüssigkeitseinlässe, einen
Gaseintritt oder mehrere Gaseintritte, einen Gasaustritt oder mehrere
Gasaustritte und/oder einen Flüssigkeitsaustritt
oder mehrere Flüssigkeitsaustritte
umfassen, wobei die Flüssigkeit dem
Raum durch diese Kombination zugeführt wird und sie durch diese
Kombination auf den Raum beschränkt
wird. In einem Ausführungsbeispiel
kann eine Fläche
des Raums auf einen Teil des Substrates und/oder des Substrattisches
begrenzt sein, eine Fläche
des Raums kann eine Oberfläche
des Substrates und/oder des Substrattisches vollständig bedecken,
oder der Raum kann das Substrat und/oder den Substrattisch einschließen.
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Die
obigen Beschreibungen dienen der Veranschaulichung. Sie sind nicht
einschränkend
zu verstehen. Somit wird es dem Fachmann auf dem Gebiet klar sein,
dass Änderungen
an der Erfindung, wie beschrieben, vorgenommen werden können, ohne dass
man sich aus dem Geltungsbereich der nachfolgenden Patentansprüche entfernt.