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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine lithographische Projektionsvorrichtung,
mit:
- – einem
Strahlungssystem zum Bereitstellen eines Projektionsstrahls aus
elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge von 250nm oder weniger;
- – einer
Haltekonstruktion zum Halten von Musteraufbringungseinrichtungen,
wobei die Musteraufbringungseinrichtungen dazu dienen, den Projektionsstrahl
gemäß einem
gewünschten
Muster zu mustern;
- – einem
Substrattisch zum Halten eines Substrats; und
- – einem
Projektionssystem zum Projizieren des gemusterten Strahls auf einen
Zielabschnitt des Substrats.
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Der
hier verwendete Begriff „Musteraufbringungseinrichtung" bezieht sich im
weiteren Sinne auf Einrichtungen, die dazu verwendet werden können, einen
eingehenden Strahlungsstrahl mit einem gemusterten Querschnitt zu
versehen, der einem Muster entspricht, das in einem Zielabschnitt
des Substrats erzeugt werden soll; der Begriff „Lichtventil" wird ebenfalls in
diesem Kontext verwendet. Gewöhnlich entspricht
das besagte Muster einer speziellen Funktionsschicht in einem Bauelement,
das im Zielabschnitt erzeugt worden ist, wie eine integrierte Schaltung
oder ein anderes Bauelement (siehe unten). Beispiele derartiger
Musteraufbringungseinrichtungen umfassen:
- – Eine Maske.
Das Konzept einer Maske ist in der Lithographie gut bekannt und
umfasst binäre, wechselnde
Phasenverschiebungs- und reduzierte Phasenverschiebungsmaskenarten
sowie verschiedene Arten von Hybridmasken. Die Anordnung einer derartigen
Maske im Strahlungsstrahl bewirkt selektive Lichtdurchlässigkeit
(im Falle einer lichtdurchlässigen
Maske) bzw. Reflexion (im Falle einer reflektierenden Maske) der
auf die Maske auftreffenden Strahlung gemäß dem Muster auf der Maske.
Im Fall einer Maske ist die Haltekonstruktion im allgemeinen ein
Maskentisch, der gewährleistet,
dass die Maske in einer gewünschten
Position im eingehenden Strahl aus Strahlung gehalten werden kann
und dass sie, sofern erwünscht,
bezogen auf den Strahl bewegt werden kann.
- – Ein
programmierbares Spiegelfeld. Ein Beispiel für ein derartiges Element ist
eine matrixadressierbare Oberfläche,
die eine viskoelastische Steuerschicht und eine reflektierende Oberfläche aufweist.
Das Grundprinzip hinter einer derartigen Vorrichtung ist, dass (zum
Beispiel) adressierte Bereiche der reflektierenden Oberfläche auftreffendes
Licht als gebeugtes Licht reflektieren, wohingegen unadressierte
Bereiche auftreffendes Licht als ungebeugtes Licht reflektieren.
Wird ein geeigneter Filter verwendet, kann das besagte ungebeugte
Licht aus dem reflektierten Strahl herausgefiltert werden, wobei
nur das gebeugte Licht zurückgelassen
wird; auf diese Weise wird der Strahl gemäß dem Adressierungsmuster der matrixadressierbaren
Oberfläche
gemustert. Die erforderliche Matrixadressierung kann unter Verwendung
geeigneter elektronischer Einrichtungen durchgeführt werden. Weitere Informationen über derartige
Spiegelfelder können
beispielsweise den US-Patenten 5,296,891 und US 5,523,193 entnommen werden. Im
Fall eines programmierbaren Spiegelfeldes kann die besagte Haltekonstruktion
beispielsweise als Rahmen oder Tisch ausgebildet sein, der je nach
Wunsch fixiert oder beweglich ist.
- – Ein
programmierbares LCD-Feld. Ein Beispiel für eine derartige Konstruktion
ist im US-Patent 5,229,872 gegeben. Wie vorstehend, kann die Haltekonstruktion
in diesem Fall beispielsweise als Rahmen oder Tisch gebildet sein,
der fixiert oder beweglich ist.
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Aus
Gründen
der Vereinfachung kann sich der Rest dieses Textes an bestimmten
Stellen speziell auf Beispiele beziehen, die eine Maske und einen Maskentisch
verwenden; die in diesen Fällen
erörterten
allgemeinen Prinzipien sollten jedoch im weiteren Kontext der Musteraufbringungseinrichtung
gesehen werden, wie er vorstehend festgelegt worden ist.
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Lithographische
Projektionsvorrichtungen können
beispielsweise für
die Herstellung von integrierten Schaltungen (ICs) verwendet werden.
In so einem Fall kann die Musteraufbringungseinrichtung ein Schaltungsmuster
entsprechend einer einzelnen Schicht der integrierten Schaltung
erzeugen und dieses Muster kann auf einen Ziel abschnitt (der z.B.
einen oder mehrere Dies enthält)
auf einem Substrat (Silizium-Wafer),
das mit einer Schicht aus strahlungssensitivem Material (Schutzlack) überzogen worden
ist, abgebildet werden. Im allgemeinen enthält ein einzelner Wafer ein
ganzes Netzwerk benachbarter Zielabschnitte, die sukzessive einer
nach dem anderen durch das Projektionssystem bestrahlt werden. Bei
den allgemein üblichen
Vorrichtungen, bei denen die Musteraufbringung über eine Maske auf einem Maskentisch
erfolgt, kann zwischen zwei unterschiedlichen Maschinentypen unterschieden werden.
Bei einer Art von lithographischer Projektionsvorrichtung wird jeder
Zielabschnitt bestrahlt, indem das gesamte Maskenmuster in einem
Schritt auf den Zielabschnitt aufgebracht wird; eine derartige Vorrichtung
wird im allgemeinen als Wafer-Stepper bezeichnet. Bei einer anderen
Vorrichtung – die
im allgemeinen als Step-and-Scan-Vorrichtung bezeichnet wird – wird jeder
Zielabschnitt bestrahlt, indem das Maskenmuster unter dem Projektionsstrahl
in einer vorbestimmten Referenzrichtung (der „abtastenden" Richtung) fortschreitend
abgetastet wird, während
der Substrattisch parallel oder antiparallel zu dieser Richtung
synchron abgetastet wird; da das Projektionssystem im allgemeinen
einen Vergrößerungsfaktor
M (im allgemeinen < 1)
aufweist, ist die Geschwindigkeit V, bei welcher der Substrattisch
abgetastet wird, um einen Faktor M mal so groß wie diejenige, bei welcher
der Maskentisch abgetastet wird. Weitere Informationen hinsichtlich
lithographischer Vorrichtungen, wie sie hier beschrieben sind, können beispielsweise
der
US 6,046,792 entnommen
werden.
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Bei
einem Herstellungsprozess, bei dem eine erfindungsgemäße lithographische
Projektionsvorrichtung eingesetzt wird, wird ein Muster (z.B. in einer
Maske) auf ein Substrat abgebildet, das zumindest teilweise von
einer Schicht aus strahlungsempfindlichem Material (Resist) bedeckt
ist. Vor diesem Abbildungsschritt kann das Substrat mehreren Verfahrensschritten
unterzogen werden, wie z.B. Grundieren, Schutzlackbeschichtung und
ein Softbake. Nach der Belichtung kann das Substrat weiteren Verfahrensschritten
ausgesetzt werden, wie z.B. Post-Exposurebake (PEB), Entwicklung,
Hardbake und Messen/Inspizieren der abgebildeten Strukturen. Diese
Folge von Verfahrensschritten wird als Basis verwendet, um eine
individuelle Schicht eines Bauelements, z.B. einer integrierten
Schaltung, mit einem Muster zu versehen. Eine derart gemusterte
Schicht kann dann mehreren Verfahrensschritten wie z.B. Ätzen, Ionenimplantation
(Doping), Metallisierung, Oxydation, chemo-mechanisches Polieren
etc. ausgesetzt werden, die alle dazu dienen, eine individuelle
Schicht fertig zu stellen. Sind mehrere Schichten erforderlich,
muss die gesamte Prozedur, oder eine Variante davon, für jede neue
Schicht wiederholt werden. Schließlich befindet sich eine Gruppe
von Bauelementen auf dem Substrat (Wafer). Diese Elemente werden
dann durch ein Verfahren wie z.B. Teilen (Dicing) oder Sägen voneinander
getrennt, wonach die einzelnen Elemente auf einen Träger montiert,
an Pins angeschlossen werden können,
etc.. Weitere Informationen hinsichtlich derartiger Verfahrensschritte können zum
Beispiel dem Buch „Microchip
Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing", 3. Ausgabe, von
Peter van Zant, McGraw Hill Publishing Co., 1997, ISBN 0-07-067250-4
entnommen werden.
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Der
Einfachheit halber kann das Projektionssystem im Folgenden als „Linse" bezeichnet werden; jedoch
sollte dieser Begriff so weit interpretiert werden, dass er verschiedene
Arten von Projektionssystemen umfasst, die beispielsweise lichtbrechende Optiken,
reflektierende Optiken, und katadioptrische Systeme umfassen. Das
Strahlungssystem kann auch Komponenten umfassen, die gemäß jeder
dieser Konstruktionstypen zum Leiten, Formen oder Steuern des Projektionsstrahls
aus Strahlung arbeiten, und derartige Komponenten können nachstehend
auch zusammen oder einzeln als eine „Linse" bezeichnet werden. Ferner kann die
lithographische Vorrichtung derart sein, dass sie zwei oder mehr
Substrattische (und/oder zwei oder mehr Maskentische) aufweist.
Bei derartigen „mehrstufigen" Geräten können die
zusätzlichen
Tische parallel verwendet werden, bzw. es können an einem oder an mehreren
Tischen vorbereitende Schritte durchgeführt werden, während ein
oder mehrere weitere Tische für
Belichtungen verwendet werden. Zweistufige lithographische Vorrichtungen
sind zum Beispiel in der
US 5,969,441 und
in der WO 98/40791 beschrieben.
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Um
die Größe von Strukturen,
die unter Verwendung einer lithographischen Projektionsvorrichtung
abgebildet werden können,
reduzieren zu können,
ist es wünschenswert,
die Wellenlänge
der Beleuchtungsstrahlung zu reduzieren. Daher werden momentan ultraviolette
Wellenlängen
unter 200nm in Betracht gezogen, zum Beispiel 193nm, 157nm oder 126nm.
Ebenfalls in Betracht gezogen werden extrem ultraviolette (EUV)
Wellenlängen
von weniger als 50nm, zum Beispiel 13,5nm. Geeignete Quellen von
UV-Strahlung umfassen Halogenlampen und Excimer-Laser. In Betracht
gezogene EUV-Quellen umfassen lasererzeugte Plasmaquellen, Abführquellen und
Undulatoren oder Wiggler, die um den Pfad eines Elektronenstrahls
in einem Speicherring oder Synchrotron bereitgestellt sind.
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Im
Falle von EUV-Strahlung umfasst das Projektionssystem gewöhnlich ein
Spiegelfeld, und die Maske ist reflektiv; siehe, zum Beispiel, die
in der WO 99/57596 erörterte
Vorrichtung.
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Vorrichtungen,
die bei derart niedrigen Wellenlängen
arbeiten, sind wesentlich empfindlicher auf das Vorhandensein von
Schmutzpartikeln als die, die bei höheren Wellenlängen arbeiten.
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Schmutzpartikel
wie Kohlenwasserstoffmoleküle
und Wasserdampf können
von Außenquellen in
das System eingeführt
werden oder sie können
innerhalb der lithographischen Vorrichtung selbst erzeugt werden.
Die Schmutzpartikel können
zum Beispiel Fremdkörper
und Nebenprodukte enthalten, die vom Substrat gelöst worden
sind, zum Beispiel durch einen EUV-Strahlungsstrahl, oder Moleküle, die durch
Verdampfen von in der Vorrichtung verwendeten Kunststoffen, Klebern
und Schmiermitteln erzeugt worden sind.
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Diese
Kontaminierungen neigen dazu, sich in optischen Komponenten im System
anzulagern und bewirken eine Minderung der Durchlässigkeit des
Strahlungsstrahls. Bei Verwendung einer Strahlung von, zum Beispiel,
157nm wird eine Minderung der Durchlässigkeit von ca. 1% beobachtet,
wenn nur eine oder einige Monoschichten von Schmutzpartikeln auf
jeder optischen Oberfläche
gebildet sind. Eine derartige Minderung der Durchlässigkeit
ist unakzeptabel hoch. Ferner beträgt die Anforderung hinsichtlich
einer einheitlichen Intensität
des Projektionsstrahls für
jedes System gewöhnlich
weniger als 0,2%. Eine lokale Kontamination optischer Komponenten
kann bewirken, dass dieser Anforderung nicht entsprochen werden
kann.
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Frühere Verfahren
zum Reinigen optischer Komponenten umfassen, zum Beispiel, die Verwendung
von Ozon als Reinigungsmaterial. Ozon ist jedoch ein sehr instabiles
Material und zerfällt
nur einige wenige Stunden nach seiner Bildung. Wenn Ozon für die Reinigung
der optischen Oberflächen
verwendet wird, ist es daher erforderlich, es entweder in situ oder
unmittelbar vor der Reinigung zu erzeugen. Zu diesem Zweck kann,
zum Beispiel, eine Ozonanlage verwendet werden. Der zusätzliche
Schritt der Ozonherstellung ist jedoch sehr unbequem, und es ist
ein alternatives Reinigungsverfahren erwünscht, das auf stabilere Reinigungsmaterialien
zurückgreift.
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Die
Verwendung stabileren molekularen Sauerstoffs in Kombination mit
UV-Strahlung zu Reinigungszwecken wurde von Bloomstein et al. (T.M. Bloomstein,
M. Rothschild, V. Liberman, D.Hardy, N.N. Efremov Jr. und S.T. Palmacci,
SPIE (Optical Microlithography XIII, Ed. C.J. Progler), Band 4000 (2000),
1537–1545)
in Betracht gezogen. Nach Bloomstein et al. sind praktisch anwendbare
Sauerstoffniveaus auf den Bereich von 10 bis 1000 ppm aufgrund der
Absorption von 157nm-Strahlung begrenzt.
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Die
US 2001/0026354 offenbart eine lithographische Vorrichtung, bei
der die Reinigung während
der Stillstandszeit durch Einführen
von Ozon oder Substanzen, die mit UV-Strahlung interagieren, um
Ozon zu erzeugen, erfolgt. Sie offenbart nicht die Durchführung dieser
Reinigung während
der Belichtung. Die US 2001/0026354 offenbart auch das Spülen der
Belichtungsvorrichtung mittels Stickstoff bei atmosphärischem
Druck während
der Belichtung. Der Teildruck von Sauerstoffverunreinigungen in
einem derartigen Spülgas
hat 0,001 Pa (10 ppb) nicht überschritten.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine effiziente und verbesserte
Reinigung einer oder mehrerer optischen Komponenten bei Verfahren
zur Herstellung von Bauelementen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert
sind, zu schaffen.
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Die
Erfinder haben herausgefunden, dass die Reinigung optischer Komponenten
in einer lithographischen Projektionsvorrichtung durchgeführt werden
kann, indem relativ geringe Teildrücke von stabilem molekularem
Sauerstoff einem Spülgas
hinzugefügt
werden, das in Zwischenräume
eingeführt wird,
durch die der Projektionsstrahl hindurchgeht. Da molekularer Sauerstoff
selbst als Reinigungsmittel nicht effektiv ist, wird er in Kombination
mit UV-Strahlung verwendet. Die UV-Strahlung spaltet Sauerstoff,
um Sauerstoffradikale zu erzeugen, die hocheffektive Reinigungsmittel
sind. Mit diesen niedrigen Konzentrationen von Reinigungsmitteln
im Spülgas
können
die optischen Komponenten gereinigt werden, während ein Maskenmuster auf
einen Zielabschnitt projiziert wird, wobei die Minderung der Durchlässigkeit
aufgrund der Absorption von UV-Strahlung durch Sauerstoff akzeptabel
ist.
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Nach
dem erfindungsgemäßen Reinigen wird
die Durchlässigkeit
bzw. Reflexion des Strahlungsstrahls erhöht, und die Gleichmäßigkeit
kann ebenfalls verbessert werden. Daher schafft die Erfindung ein
hocheffektives Verfahren zum Reinigen optischer Komponenten in lithographischen
Projektionsvorrichtungen. Sie vermeidet die Verwendung instabiler
Materialien wie Ozon. Vor allem vermeidet sie den sehr zeitraubenden
Ausbau optischer Komponenten (z.B. Linsenelemente) aus der lithographischen
Projektionsvorrichtung, um die Komponenten in einer separaten Reinigungseinheit
zu reinigen.
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Obwohl
in diesem Text speziell auf die Verwendung einer Vorrichtung bei
der Herstellung von integrierten Schaltungen hingewiesen werden
kann, sollte klar sein, dass eine derartige Vorrichtung viele weitere
Anwendungsmöglichkeiten
hat. Sie kann zum Beispiel bei der Herstellung von integrierten
optischen Systemen, Leit- und Erfassungsmustern für Magnetblasenspeicher,
Flüssigkristall-Anzeigetafeln, Dünnschicht-Magnetköpfen und
dergleichen verwendet werden. Der Fachmann wird erkennen, dass im Kontext
mit derartigen alternativen Anwendungsmöglichkeiten jede Benutzung
der Begriffe „Retikel", „Wafer" oder „Die" in diesem Text jeweils
durch die allgemeineren Begriffe „Maske", „Substrat" und „Zielabschnitt" ersetzt worden sind.
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Im
vorliegenden Dokument werden die Begriffe „Strahlung" und „Strahl" verwendet, um alle Arten elektromagnetischer
Strahlung, einschließlich
ultravioletter (UV) Strahlung (z.B. mit einer Wellenlänge von
365, 248, 193, 157 bzw. 126 nm) und extrem ultraviolette (EUV oder
XUV) Strahlung (z.B. mit einer Wellenlänge zwischen 5–20nm wie
z.B. 12,5nm) oder weiche Röntgenstrahlen
mit einzuschließen.
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Die
Erfindung und ihre zugehörigen
Vorteile werden im Folgenden mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen
und die begleitenden schematischen Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine
lithographische Projektionsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
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2 einen
Teil des Beleuchtungssystems einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
und
-
3 einen
Teil des Beleuchtungssystems einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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In
den Zeichnungen sind gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern identifiziert.
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1 ist
eine schematische Darstellung einer lithographischen Projektionsvorrichtung.
Die Vorrichtung umfasst:
- • ein Strahlungssystem LA, IL
zum Zuführen
eines Projektionsstrahls PB aus UV- oder EUV-Strahlung;
- • einen
ersten Objekttisch (Maskentisch) MT zum Halten einer Maske MA (z.B.
eines Retikels), der mit ersten Positionierungsmitteln zur genauen
Positionierung der Maske im Hinblick auf den Gegenstand PL verbunden
ist;
- • einen
zweiten Objekttisch (Substrattisch) WT zum Halten eines Substrats
W (z.B. ein mit einer Schutzschicht beschichteten Silizium-Wafer),
der mit zweiten Positionierungsmitteln zur genauen Positionierung
des Substrats im Hinblick auf den Gegenstand PL verbunden ist;
- • ein
Projektionssystem („Linse") PL (z.B. ein Spiegelfeld)
zum Abbilden eines bestrahlten Bereichs der Maske MA auf einen Zielabschnitt
(d.h. Belichtungsbereich C) eines Substrats W, das auf dem Substrattisch
WT gehalten ist.
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Wie
hier gezeigt, ist die Vorrichtung reflektierender Art (d.h. sie
weist eine reflektierende Maske auf). Im allgemeinen kann sie jedoch
zum Beispiel auch lichtdurchlässiger
Art sein.
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Das
Strahlungssystem kann eine Quelle LA umfassen (z.B. eine Halogenlampe,
ein Excimer-Laser, eine lasererzeugte Plasmaquelle, eine Abführ-Plasmaquelle
oder ein Undulator oder Wiggler, der um den Weg eines Elektronenstrahls
in einem Speicherring oder Synchrotron angeordnet ist), die einen
Strahl aus UV- oder EUV-Strahlung erzeugt. Dieser Strahl wird dazu
gebracht, verschiedene optische Komponenten innerhalb des Beleuchtungssystem
IL zu durchqueren – z.B.
strahlformende Optiken, einen Integrator und einen Kondensor – die ebenfalls im
Strahlungssystem enthalten sind, so der daraus resultierende Strahl
PB in seinem Querschnitt eine gewünschte Form und Intensitätsverteilung
aufweist.
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Danach
tritt der Strahl PB in die Maske MA ein, die auf einem Maskentisch
MT gehalten wird. Nachdem er von der Maske MA selektiv reflektiert worden
ist, läuft
der Strahl PB durch die Linse PL, die den Strahl PB auf einen Belichtungsabschnitt
C des Substrats W fokussiert. Mit Hilfe des zweiten interferometrischen
Verschiebungsmessmittels IF kann der Substrattisch WT durch das
zweite Positioniermittel genau bewegt werden, zum Beispiel um unterschiedliche
Belichtungsabschnitte C im Weg des Strahls PB zu positionieren.
Auf gleiche Weise kann das erste Positioniermittel verwendet werden,
um die Maske MA im Hinblick auf den Weg des Strahls PB genau zu positionieren.
Im allgemeinen wird die Bewegung der Objekttische MT, WT mit Hilfe
eines langhubigen Moduls (Grobpositionierung) und eines kurzhubigen
Moduls (Feinpositionierung) durchgeführt, die in 1 nicht
explizit dargestellt sind. Im Falle eines Wafer-Steppers (im Gegensatz
zu einer Step-and-scan-Vorrichtung) kann der Maskentisch nur mit
eine kurzhubigen Positioniervorrichtung verbunden werden, um Feineinstellungen
in der Maskenausrichtung und Position durchzuführen, oder er kann einfach
fixiert sein.
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Die
gezeigte Vorrichtung kann auf zwei unterschiedliche Arten eingesetzt
werden:
- 1) Im Step-and-repeat-Modus (Schrittmodus)
wird der Maskentisch MT im wesentlichen stationär gehalten, und ein ganzes
Maskenbild wird in einem Schritt (d.h. einem einzelnen „Flash") auf einen Belichtungsabschnitt
C projiziert. Der Substrattisch WT wird dann in X- und/oder Y-Richtung
verschoben, so dass ein anderer Belichtungsabschnitt C durch den
Strahl PB bestrahlt werden kann.
- 2) Im Step-and-Scan-Modus (Abtastmodus) geschieht im wesentlichen
das Gleiche, mit der Ausnahme, dass ein bestimmter Belichtungsabschnitt C
nicht in einem einzigen „Flash" belichtet wird. Stattdessen
ist der Maskentisch MT in einer vorgegebenen Richtung (der sogenannten „Abtastrichtung", z.B. der Y-Richtung) mit einer
Geschwindigkeit ν bewegbar,
um zu veranlassen, dass der Projektionsstrahl PB ein Maskenbild
abtastet; gleichzeitig wird der Substrattisch WT in die gleiche
oder entgegengesetzte Richtung mit einer Geschwindigkeit V = Mν bewegt,
wobei M die Vergrößerung der
Linse PL ist (gewöhnlich
ist M = ¼ oder
1/5). Auf diese Weise kann ein relativ großer Belichtungsabschnitt C
belichtet werden, ohne dass hinsichtlich der Auflösung Kompromisse
eingegangen werden müssen.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist die zu reinigende optische Komponente eine optische Komponente
innerhalb des Beleuchtungssystems. Jedoch kann die vorliegende Erfindung
für die
Entfernung von Verunreinigungen von jeder optischen Komponente im
System verwendet werden, zum Beispiel der Maske oder den innerhalb
des Projektionssystems enthaltenen optischen Komponenten. Die vorliegende
Erfindung kann entweder gleichzeitig oder einzeln bei einer oder
mehreren optischen Komponenten eingesetzt werden.
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2 zeigt
einen Teil des Beleuchtungssystems einer speziellen Ausführungsform
der Erfindung genauer. Einem Raum 2, der sich innerhalb
des Beleuchtungssystems befindet und der eine optische Komponente 3 enthält, wird
ein Spülgas
von einer Spülgaszufuhr 4 zugeführt, die
ein unter Druck stehender Behälter
sein kann, der das Spülgas
in gasförmiger
oder flüssiger
Form enthält.
Das molekularen Sauerstoff enthaltende Spülgas wird dem Raum 2 über einen
Einlass 5 zugeführt,
der ein Ventil aufweisen kann. Der nun Sauerstoff enthaltende Raum 2 wird
dann mit UV- oder EUV-Strahlung bestrahlt, die durch die Quelle
LA erzeugt wird. Bei dieser Ausführungsform
erfolgt die Bestrahlung gleichzeitig mit der Belichtung, d.h. der
Projektionsstrahl PB wird zum Spalten von Sauerstoff verwendet.
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Der
im Raum befindliche molekulare Sauerstoff wird, sobald er mit UV-
oder EUV-Strahlung
mit einer Wellenlänge
von ca. 250nm oder weniger bestrahlt wird, gespaltet und bildet
Sauerstoffradikale. Die so gebildeten Sauerstoffradikale wirken
als hocheffektive Reinigungsmittel und entfernen Kohlenwasserstoffe
und andere Schmutzpartikel von der Oberfläche der optischen Komponente.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der die zu reinigende Komponente enthaltende
Raum mit einem im wesentlichen Inertgas gespült. In diesem Fall ist eine
geringe Menge molekularen Sauerstoffs im Spülgas enthalten. Das Spülgas kann
jede gasförmige
Zusammensetzung aufweisen, die zur Verwendung in einer lithographischen
Vorrichtung geeignet ist, zusammen mit Sauerstoff. Typische Spülgase enthalten
ein Inertgas oder ein Gemisch aus Inertgasen wie Edelgase oder Stickstoff,
zusammen mit molekularem Sauerstoff. Die am stärksten bevorzugten Inertgase
sind Argon, Helium und Stickstoff, zum Beispiel ultrareiner Stickstoff.
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Die
am stärksten
bevorzugten Spülgaszusammensetzungen
der Erfindung bestehen nur aus einem oder mehreren Inertgasen und
Sauerstoff. Es ist daher vorzuziehen, dass weitere Verunreinigungen
aus dem Gas entfernt werden. Gewöhnlich
wird ein Reiniger für
die Entfernung von Kohlenwasserstoffen aus dem Spülgas verwendet.
Es ist möglich, bei
der vorliegenden Erfindung einen Reiniger zu verwenden, der die
meisten Kohlenwasserstoffe entfernt, jedoch keine Einwirkung auf
das Vorhandensein von Sauerstoff hat.
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Die
Gesamtmenge des im Spülgas
vorhandenen molekularen Sauerstoffs liegt gewöhnlich zwischen 1 Volumen-ppb
bis 10 Volumen-ppb, wobei Konzentrationen unter 300 ppb nicht Teil
der Erfindung sind. In einer atmosphärischen Umgebung gleichen diese
Mengen jeweils Teildrücken
von 1 × 10–4 Pa
und 1 Pa, wobei Teildrücke
unter 0,03 Pa nicht Teil der Erfindung sind. Wenn die Sauerstoffmenge
weniger als 1 Volumen-ppb beträgt,
kann die Schmutzmenge, die von der optischen Komponenten entfernt wird,
ungenügend
sein, es sei denn, die Reinigung würde über einen Zeitraum von mehreren
Stunden erfolgen, was an sich nicht wünschenswert ist. Darüber hinaus
sind Konzentrationen unter ca. 1 pp sehr schwierig zu ermitteln.
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Alternativ
dazu ist, wenn die Sauerstoffkonzentration über ca. 10 Volumen-ppb liegt,
die Absorption des Projektionsstrahls durch molekularen Sauerstoff
im allgemeinen so hoch, dass die Durchlässigkeit unter ein akzeptables
Niveau fällt.
Das Niveau der Minderung der Durchlässigkeit aufgrund dieser Absorption
des Projektionsstrahls hängt
von der Weglänge
des zu reinigenden optischen Systems ab. Zum Beispiel weist das
Strahlzuführsystem
gewöhnlich
eine sehr viel längere
Weglänge
auf als das Beleuchtungssystem, und eine Minderung der Durchlässigkeit
von 10% aufgrund von UV-Absorption im Strahlzuführsystem kann einer Minderung
von ca. nur 1% im Beleuchtungssystem gleichgesetzt werden, wobei
die gleiche Konzentration von molekularem Sauerstoff gegeben ist.
Während
eine Konzentration von ca. 1ppm in einem Beleuchtungssystem akzeptabel
sein kann, können
Systeme einer längeren
Weglänge
daher eine niedrigere Konzentration wie 300 oder 400ppm erfordern.
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Bei
einer Variation der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der die zu reinigende
optische Komponente enthaltende Raum evakuiert. Bei dieser Ausführungsform
ist die Sauerstoff enthaltende Art bzw. das Sauerstoffgemisch vorzugsweise
im wesentlichen die einzige Komponente bzw. Komponenten des Spülgases.
Das Spülgas
wird mit niedrigem Teildruck in den Raum eingeführt. Der Druck des molekularen
Sauerstoffs in dem Raum muss hoch genug sein, damit Verunreinigungen
effektiv von der optischen Komponente innerhalb einer vernünftigen Zeit
entfernt werden können,
jedoch niedrig genug, damit die Durchlässigkeit des Projektionsstrahls
nicht unter ein akzeptables Niveau fällt. Gewöhnlich beträgt der gesamte Teildruck des
vorhandenen Sauerstoffs ca. 1 × 10–4 Pa
bis ca. 1 Pa, wobei Teildrücke unter
0,03 Pa nicht Teil der Erfindung sind. Wenn der Druck unter ca.
1 × 10–4 Pa
liegt, muss eine Reinigung über
mehrere Stunden durchgeführt
werden, um eine ausreichende Menge an Verunreinigungen zu entfernen.
Umgekehrt ist, wenn der Druck über
ca. 1 Pa liegt, die Absorption der (E)UV-Strahlung durch molekularen
Sauerstoff hoch, was eine nicht akzeptable Minderung der Durchlässigkeit
bewirkt. Wie vorstehend beschrieben, kann die maximale akzeptable Menge
an verwendetem Sauerstoff in Abhängigkeit von
der Weglänge
des zu reinigenden Systems variieren.
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Wenn
erwünscht,
kann der Grad der Verunreinigung mit Hilfe eines Sensors 6 überwacht
werden. Der Sensor 6 wirkt, indem er den Reflexionsgrad bzw.
die Durchlässigkeit
von (E)UV-Strahlung durch die zu reinigende optische Komponente
misst. Wie in 2 gezeigt, kann die optische
Komponente reflektiv sein, und der Sensor wird daher den Reflexionsgrad
der (E)UV-Strahlung messen. Wenn die optische Komponente jedoch
durchlässiger
Art ist, wird der Sensor so angeordnet, dass er den Grad der Durchlässigkeit
durch die optische Komponente misst.
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Der
Absorptionsgrad von (E)UV-Strahlung kann verwendet werden, um den
Grad des Umfangs der Verunreinigungen auf der optischen Komponente anzuzeigen.
Bei dieser Ausführungsform
wird das System gewöhnlich
von allen (E)UV-absorbierenden Mitteln mit Ausnahme von molekularem
Sauerstoff gereinigt, dessen Konzentration bekannt ist und vorzugsweise
konstant gehalten wird. Daher erfolgt jede beobachte te (E)UV-Absorption,
mit Ausnahme derjenigen, die dem vorhandenen Sauerstoff zugesprochen
werden kann, aufgrund des Vorhandenseins von Verunreinigungen. Der
Sensor kann auf diese Weise für
die Überwachung
des Niveau der Verunreinigung und aller Veränderungen des Niveau der Verunreinigung
des optischen Systems verwendet werden.
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Der
Sensor kann vor und/oder nach der Reinigung verwendet werden, um
anzuzeigen, ob die betreffende optische Komponente sauber genug
ist, um belichtet werden zu können
oder ob eine weitere Reinigung erforderlich ist. Eine regelmäßige Anwendung
dieses Ermittlungsprozesses kann wünschenswert sein, so dass festgestellt
werden kann, wann eine optische Komponente gereinigt werden muss. Der
Sensor kann auch während
des Reinigungsvorgangs verwendet werden. Die Reinigung erfolgt wie vorstehend
beschrieben, und während
die Bestrahlung durchgeführt
wird, wird die Absorption dieser Bestrahlung unter Verwendung des
Sensors 6 überwacht.
Wenn der Sensor anzeigt, dass das Absorptionsniveau unter ein ausreichendes
Niveau gefallen ist und somit das Niveau der Verunreinigung der
optischen Komponente akzeptabel ist, kann der Reinigungsvorgang
gestoppt werden.
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3 zeigt
eine dritte Ausführungsform
der Erfindung, die der zweiten Ausführungsform mit Ausnahme des
nachstehend beschriebenen gleicht. Bei dieser Ausführungsform
ist eine weitere Quelle 7 einer UV- oder EUV-Strahlung
vorgesehen. Die Quelle 7 stellt Strahlung mit einer Wellenlänge von
250nm oder weniger bereit. Geeignete Quellen einer derartigen Strahlung
sind die gleichen wie jene, die vorstehend mit Bezug auf die Quelle
LA beschrieben worden sind.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird die optische Komponente 3 entweder mit EUV- oder mit UV-Strahlung
mit Wellenlängen
unter 250nm bestrahlt, während
der gemusterte Strahl aus EUV-Strahlung gleichzeitig projiziert
wird. Vorzugsweise wird UV-Strahlung verwendet, die in der Lage ist,
molekularen Sauerstoff in stärkerem
Maße selektiv
trennen zu können,
als EUV-Strahlung. Beispielsweise wird im Falle von Sauerstoff UV-Strahlung
vorzugsweise mit einer Wellenlänge
von ca. 157nm verwendet. Auf diese Weise können relativ niedrige Sauerstoffkonzentrationen
im Spülgas
eingesetzt werden, um eine relativ geringe Absorption von EUV-Strahlung
durch das Reinigungsmittel gewährleisten
zu können.
Folglich kann die optische Komponente 3 während der
Belichtung eines Wafers bei akzeptabler Minderung der Durchlässigkeit
gereinigt werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird die durch die Quelle 7 bereitgestellte Strahlung so
dargestellt, dass sie auf die optische Komponente 3 gerichtet
ist. Es ist jedoch auch möglich,
die Strahlung anders als direkt auf die optische Komponente zu richten,
zum Beispiel quer durch die optische Komponente.
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Auf
Wunsch kann der Sensor 6 für die Überwachung des Niveaus der
Verunreinigung wie vorstehend beschrieben verwendet werden.
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Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist eine Maske
bzw. ein Retikel beschrieben worden, die bzw. das auch ein Häutchen (Pellicle)
aufweisen kann. In einem Raum zwischen der Maske und dem Häutchen kann
ein Spülgas
aus molekularem Sauerstoff zusätzlich
zugeführt
werden, um Verunreinigungen aus dem Raum gemäß dem vorstehend beschriebenen
Reinigungsprozess zu entfernen.
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Obwohl
vorstehend spezielle Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden sind, kann die Erfindung selbstverständlich auch
anders als beschrieben angewendet werden. Die Beschreibung soll
die Erfindung nicht einschränken.