DE60221318T2

DE60221318T2 - Lithographischer Apparat mit Spülgassystem

Info

Publication number: DE60221318T2
Application number: DE60221318T
Authority: DE
Inventors: Raymond Laurentius Johannes Schrijver; Tjarko Adriaan Rudolf Van Empel; Marcel Koenraad Marie Baggen
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2022-05-08
Also published as: KR20030006954A; JP2002353133A; US20020180940A1; US6707530B2; EP1256844A1; TWI271601B; KR100682611B1; DE60221318D1; JP3836751B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen lithographischen Projektionsapparat mit:

– einem Strahlungssystem zur Bereitstellung eines Projektionsstrahls der Strahlung;
– einer Tragkonstruktion zum Halten von Bemusterungsvorrichtungen, mittels derer der Projektionsstrahl nach einem gewünschten Muster bemustert wird;
– einem Substrattisch zum Halten eines Substrates;
– einem Projektionssystem zum Projizieren des bemusterten Strahls auf einen Zielabschnitt des Substrates; und
– einem ersten Fach, das eine bewegliche Komponente des Apparates zumindest teilweise einschließt und sich mit ihr bewegt.

Der Begriff "Bemusterungsvorrichtung", wie er hier verwendet wird, sollte weitumfassend interpretiert werden als eine Vorrichtung, die dazu verwendet werden kann, um einen hereinkommenden Projektionsstrahl der Strahlung entsprechend einem Muster, das in einem Zielabschnitt des Substrates erzeugt werden soll, mit einem gemusterten Querschnitt zu versehen; der Begriff "Lichtventil" oder "Lichtverstärkerröhre" kann in diesem Zusammenhang ebenfalls verwendet werden. Im allgemeinen wird das Muster einer bestimmten Funktionsschicht in einem Baustein entsprechen, der in dem Zielabschnitt geschaffen wird, wie beispielsweise eine integrierte Schaltung oder ein anderer Baustein (siehe unten). Beispiele für solche Bemusterungsvorrichtungen sind:

– Eine Maske. Das Konzept einer Maske ist in der Lithographie wohl bekannt und es umfasst Maskenarten wie binäre Masken, alternierende Phasenverschiebung und gedämpfte Phasenverschiebung sowie verschiedene hybride Maskenarten. Je nach dem Maskenmuster verursacht die Platzierung einer solchen Maske in dem Projektionsstrahl der Strahlung eine selektive Übertragung (bei einer lichtdurchlässigen Maske) oder eine Reflexion (bei einer reflektierenden Maske) der Strahlung, die auf die Maske auftrifft. Im Falle einer Maske handelt es sich bei der Tragkonstruktion im allgemeinen um einen Maskentisch, der dafür sorgt, dass die Maske an einer gewünschten Position in dem hereinkommenden Projektionsstrahl der Strahlung gehalten werden kann, und dass sie in Bezug auf den Strahl bewegt oder verschoben werden kann, wenn dies gewünscht wird.
– Eine programmierbare Spiegelanordnung. Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung ist eine matrixadressierbare Oberfläche mit einer viskoelastischen Kontrollschicht und einer reflektierenden Oberfläche. Das Grundprinzip hinter einem solchen Apparat besteht darin, dass (beispielsweise) adressierte Bereiche der reflektierenden Oberfläche einfallendes Licht als gebeugtes Licht reflektieren, während nicht adressierte Bereiche einfallendes Licht als nicht gebeugtes Licht reflektieren. Wenn man einen entsprechenden Filter verwendet, kann das nicht gebeugte Licht aus dem reflektierten Strahl herausgefiltert werden, so dass lediglich das gebeugte Licht zurückbleibt; auf diese Art und Weise wird der Strahl entsprechend dem Adressiermuster der matrixadressierbaren Oberfläche gemustert. Bei einer alternativen Ausführungsart einer programmierbaren Spiegelanordnung wird eine Matrixanordnung von kleinen Spiegeln verwendet, die jeweils einzeln um eine Achse geneigt werden können, indem ein geeignetes, lokalisiertes, elektrisches Feld angewendet oder piezoelektrische Betätigungselemente verwendet werden. Auch hier sind die Spiegel wieder matrixadressierbar, so dass adressierte Spiegel einen hereinkommenden Projektionsstrahl der Strahlung in eine andere Richtung reflektieren werden als nicht adressierte Spiegel; auf diese Art und Weise wird der reflektierte Strahl gemäß dem Adressiermuster der matrixadressierbaren Spiegel bemustert. Die erforderliche Matrix-Adressierung kann unter Verwendung geeigneter elektronischer Einrichtungen durchgeführt werden. In beiden oben beschriebenen Situationen können die Bemusterungsvorrichtungen eine programmierbare Spiegelanordnung oder mehrere programmierbare Spiegelanordnungen umfassen. Weitere Informationen über Spiegelanordnungen, wie sie hier beschrieben wurden, sind beispielsweise aus dem US-amerikanischen Patent US 5,296,891 und US 5,523,193 und den PCT-Patentanmeldungen WO 98/38597 und WO 98/33096 erhältlich. Im Falle einer programmierbaren Spiegelanordnung kann es sich bei der Tragkonstruktion beispielsweise um einen Rahmen oder einen Tisch handeln, der je nach Bedarf fest oder beweglich sein kann.
– Eine programmierbare LCD-Anordnung. Ein Beispiel für eine solche Konstruktion wird in dem US-Patent US 5,229,872 genannt. Wie oben, kann es sich bei der Tragkonstruktion in diesem Fall beispielsweise um einen Rahmen oder um einen Tisch handeln, der je nach Bedarf fest oder beweglich sein kann.

Aus Gründen der Einfachheit kann der Rest dieses Textes an bestimmten Stellen speziell zu Beispielen mit einer Maske und einem Maskentisch geführt werden; doch die allgemeinen Prinzipien, die in diesen Fällen besprochen werden, sollten in dem weitreichenderen Kontext der oben dargestellten Bemusterungsvorrichtungen gesehen werden.
Lithographische Projektionsapparate können beispielsweise bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen (ICs) verwendet werden. In einem solchen Fall können die Bemusterungsvorrichtungen ein Schaltkreismuster erzeugen, das einer einzelnen Schicht des integrierten Schaltkreises (ICs) entspricht, und dieses Muster kann dann auf einen Zielabschnitt (beispielsweise mit einem oder mehreren Plättchen) auf einem Substrat (Silizium-Wafer) abgebildet werden, das mit einer Schicht strahlungsempfindlichem Material (Resist) überzogen wurde. Im allgemeinen besitzt ein einzelnes Wafer ein ganzes Netz aneinander angrenzender Zielabschnitte, die nacheinander und einer nach dem anderen über das Projektionssystem bestrahlt werden. Bei den aktuellen Apparaten, in denen die Bemusterung durch eine Maske auf einem Maskentisch erfolgt, kann man zwischen zwei verschiedenen Arten von Geräten unterscheiden. Bei einer Art von lithographischem Projektionsapparat wird jeder Zielabschnitt bestrahlt, indem das gesamte Maskenmuster in einem Durchgang dem Zielabschnitt ausgesetzt wird; ein solches Gerät wird im allgemeinen Wafer Stepper genannt. Bei einem alternativen Apparat – der allgemein als Step-and-Scan-Apparat bezeichnet wird – wird jeder Zielabschnitt bestrahlt, indem das Maskenmuster unter dem Projektionsstrahl in einer bestimmten Bezugsrichtung (der "Abtastrichtung") zunehmend abgetastet wird, während gleichzeitig der Substrattisch parallel oder antiparallel zu dieser Richtung abgetastet wird; da das Projektionssystem im allgemeinen einen Vergrößerungsfaktor M (im allgemeinen < 1) besitzt, beträgt die Geschwindigkeit V, mit der der Substrattisch abgetastet wird, Faktor M mal die Geschwindigkeit, mit der der Maskentisch abgetastet wird. Weitere Informationen in Bezug auf lithographische Vorrichtungen wie die hierin beschriebene können beispielsweise in dem Dokument US 6,046,792 nachgelesen werden.
In einem Herstellungsverfahren, bei dem ein lithographischer Projektionsapparat verwendet wird, wird ein Muster (beispielsweise in einer Maske) auf ein Substrat abgebildet, das zumindest teilweise von einer Schicht strahlungsempfindlichem Material (Resist) bedeckt ist. Vor diesem Abbildungsschritt kann das Substrat verschiedenen Verfahren unterzogen werden, wie einer Vorbereitung, einem Resist-Überzug und einem soft bake. Nach der Belichtung kann das Substrat weiteren Verfahren unterzogen werden, wie einem bake nach der Belichtung (PEB), Entwickeln, hard bake und Messung/Prüfung der abgebildeten Merkmale. Diese Reihe von Verfahren wird als Grundlage dafür verwendet, um eine einzelne Schicht eines Bausteins, z.B. einer integrierten Schaltung (IC), zu bemustern. Eine solche bemusterte Schicht kann dann verschiedenen Verfahren unterzogen werden wie Ätzen, Ionen-Implantation (Dotieren), Metallisieren, Oxidation, chemisch-mechanisches Polieren etc., die alle dazu dienen, eine einzelne Schicht fertigzustellen. Wenn mehrere Schichten erforderlich sind, muss das ganze Verfahren oder eine Variante dieses Verfahrens für jede neue Schicht wiederholt werden. Schließlich wird eine Reihe von Bausteinen auf dem Substrat (Wafer) vorhanden sein. Diese Bausteine werden dann durch eine Technik wie Dicing oder Sawing (Auseinanderschneiden) voneinander getrennt. Danach können die einzelnen Bausteine auf einem Träger montiert werden, mit Stiften verbunden werden, etc. Weitere Informationen über solche Verfahren sind beispielsweise in dem Buch "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing", [Mikrochipherstellung: Ein praktischer Leitfaden für die Halbleiterverarbeitung], 3. Auflage, von Peter van Zant, McGraw Hill Publishing Co., 1997, ISBN 0-07-067250-4 zu finden.
Aus Gründen der Einfachheit wird das Projektionssystem nachfolgend auch als "Linse" bezeichnet; doch dieser Begriff sollte umfassend interpretiert werden und beinhaltet verschiedene Arten von Projektionssystemen wie beispielsweise lichtbrechende Optik, reflektierende Optik und Katadioptriksysteme. Das Bestrahlungssystem kann auch Komponenten umfassen, die nach einer dieser Konstruktionen für das Lenken, Formen oder Steuern des Projektionsstrahls der Strahlung arbeiten, und diese Komponenten können nachstehend ebenfalls zusammen oder einzeln als "Linse" bezeichnet werden. Der lithographische Apparat kann außerdem derart ausgeführt sein, dass er zwei oder mehr Substrattische (und/oder zwei oder mehr Maskentische) besitzt. Bei diesen "mehrstufigen" Vorrichtungen können die zusätzlichen Tische parallel genutzt werden oder an einem Tisch oder an mehreren Tischen können Vorbereitungsschritte durchgeführt werden, während ein anderer Tisch oder mehrere andere Tische für die Belichtung verwendet werden. Zweistufige lithographische Apparate werden beispielsweise in den Dokumenten US 5,969,441 und WO 98/40791 beschrieben.
In einem lithographischen Apparat ist es üblich, den Strahlengang und die Umgebung der Maske und des Substrates zu spülen, um eine kontrollierte Atmosphäre bereitzustellen, wobei die Zielsetzung darin besteht, eine Kontamination der Maske und des Substrates und eine Streuung des Projektionsstrahls durch Staubpartikel zu verhindern und um eine konstante und beständige Atmosphäre für interferometrische Messeinrichtungen zu liefern, die die Position des Substrates und der Maskentische messen. Wenn der Projektionsstrahl eine kurze Wellenlänge, beispielsweise 157 nm oder 126 nm und eine relativ hohe Luftabsorption besitzt, kann es sich bei dem Gas, das für die Spülung verwendet wird, um hochreinen Stickstoff handeln. Geeignete Zusammensetzungen dieses reinen Gases sind in EP-1 172 698-A offengelegt, wobei dieses Dokument gemäß Artikel 54(3) EPC als zu dem Stand der Technik in Europa gehörend angesehen wird. Geräte, bei denen Stickstoff verwendet wird, um den Strahlengang und die Masken- oder Substratstufen zu spülen, sind besonders empfindlich für einen Austritt von Luft in die kontrollierte Atmosphäre, da dies zu einer Änderung des Brechungsindexes führt, was die interferometrischen Sensoren stört.
Bei einigen Vorrichtungen, bei denen Gase zur Kontrolle der Kontamination verwendet werden, können verschachtelte Fächer bereitgestellt werden, wobei das innerste Fach die Komponente enthält, die bei Hochdruck geschützt werden soll, beispielsweise WO 99/57607 . Damit wird sichergestellt, dass eine Leckage von der zu schützenden Komponente entfernt ist. Umgekehrt sind bei Vakuumsystemen Abdichtvorrichtungen mit einer Reihe von Fächern bekannt, wobei das innerste Fach einen niedrigeren Druck besitzt, siehe beispielsweise EP-1 052 551-A2 und EP-0 532 9681-A1 . Dies reduziert die Druckdifferenz und presst die empfindlichen Teile des Vakuumfachs, beispielsweise Fenster, auf.
Um den Verbrauch von Reingas, das aufgrund seiner Reinheit teuer ist, insbesondere in Scannern, zu reduzieren, wurde vorgeschlagen, um die Maske und/oder die Substrattische herum Fächer bereitzustellen, die sich zusammen mit dem jeweiligen Tisch bewegen, wenn er abgetastet wird. Dadurch wird die Notwendigkeit vermieden, ein größeres Fach auszuspülen, das den gesamten Bewegungsbereich des Tisches umgibt. Diese beweglichen Spülfächer werden in EP-1 098 225-A offengelegt, wobei dieses Dokument gemäß Artikel 54(3) EPC als zum Stand der Technik in Europa gehörend angesehen wird. Um eine Kontamination durch Leckagen externer Luft in das Spülfach zu verhindern, wird das Spülfach gegenüber dem Rest des Apparates bei leichtem Überdruck gehalten, beispielsweise wenige Pa.
Doch in einem Scanner werden die Maske und die Substrattische bei hohen Geschwindigkeiten und mit hohen Beschleunigungen bewegt. Sowohl während der Beschleunigungen als auch während der Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit ist der Druck innerhalb einer sich bewegenden Spülkammer nicht gleichförmig oder konstant. Insbesondere an der Vorderkante der Kammer können hohe Druckabfälle auftreten, die dazu führen, dass dieser Teil des Spülfaches einen niedrigeren Druck aufweist als der Rest des Apparates, so dass nach innen gerichtete Leckagen möglich sind. Demgegenüber kann der Druck an der Hinterkante deutlich steigen, was zu erhöhten Leckagen von Reingas in die Nähe der Strahlengänge der interferometrischen Messvorrichtungen führt, was den Brechungsindex dort stört.
Es ist eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein bewegliches Spülfach bereitzustellen, bei dem Leckagen nach innen und/oder nach außen vermieden oder reduziert werden, auch wenn das Spülfach hohen Beschleunigungen oder Bewegung bei hoher Geschwindigkeit ausgesetzt ist.
Diese und weitere Zielsetzungen werden gemäß der Erfindung mit einem lithographischen Projektionsapparat erreicht, der folgendes umfasst:

– ein Strahlungssystem zur Bereitstellung eines Projektionsstrahls der Strahlung;
– eine Tragkonstruktion zum Halten von Bemusterungsvorrichtungen, wobei die Bemusterungsvorrichtungen dazu dienen, den Projektionsstrahl gemäß einem gewünschten Muster zu bemustern;
– einen Substrattisch zum Halten eines Substrates;
– ein Projektionssystem zum Projizieren des bemusterten Strahls auf einen Zielabschnitt des Substrates; und
– ein erstes Fach, das so angeordnet ist, dass es eine bewegliche Komponente des Apparates enthält und sich zusammen mit ihr bewegt, wobei das erste Fach die bewegliche Komponente in mindestens einer Ebene umgibt, die eine Bewegungsrichtung der beweglichen Komponente enthält, gekennzeichnet durch: ein zweites Fach, das so angeordnet ist, dass es sich zusammen mit dem ersten Fach bewegt und dieses enthält, wobei das zweite Fach das erste Fach in mindestens einer Ebene umgibt, die die Bewegungsrichtung der beweglichen Komponente enthält; und ein Spülgassystem für die Zufuhr von Spülgas in das erste Fach und den Abzug von Spülgas aus dem zweiten Fach, so dass das erste Fach im Betrieb einen mittleren Druck P₁ und das zweite Fach im Betrieb einen mittleren Druck P₂ aufweist, wobei die Drücke P₁, P₂ die folgenden Ungleichungen erfüllen: P1 > P0 und P2 < P0 wobei P₀ der Umgebungsdruck außerhalb des zweiten Faches ist.

Selbst wenn die Beschleunigung des beweglichen Objekts und der Fächer lokale Druckveränderungen verursacht, weist das erste oder innere Fach einen höheren Druck auf als das zweite oder äußere Fach, so dass das Gas nach außen fließt, und die Kontamination das innere Fach nicht erreicht. Das zweite Fach kann auch bei einem niedrigeren Druck als der Rest des Apparates gehalten werden, insbesondere die Strahlengänge von interferometrischen Verschiebemesseinrichtungen, so dass eine Leckage von Spülgas, das diese Einrichtungen stören würde, minimiert wird.
Vorzugsweise ist die Tiefe des zweiten Faches im wesentlichen gleich der Tiefe des ersten Faches, so dass die Druckveränderungen, die durch Bewegungen verursacht werden, in den beiden Fächern gleich sind. Die Isolierung des inneren Faches kann weiter verbessert werden, indem eine Vielzahl von zweiten Fächern bereitgestellt wird, die um das erste Fach herum geschachtelt sind. Bei einer solchen Anordnung ist der Druck des äußersten, zweiten Faches vorzugsweise am geringsten.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für einen Baustein bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst:

– Bereitstellung eines Substrates, das zumindest teilweise von einer Schicht aus strahlungsempfindlichem Material bedeckt ist;
– Bereitstellung eines Projektionsstrahls der Strahlung unter Verwendung eines Strahlungssystems;
– Verwendung von Bemusterungsvorrichtungen, um den Projektionsstrahl mit einem Muster in seinem Querschnitt zu versehen;
– Projektion des bemusterten Projektionsstrahls der Strahlung auf einen Zielabschnitt der Schicht aus strahlungsempfindlichem Material;
– Bereitstellung eines ersten Faches, das so angeordnet ist, dass es eine bewegliche Komponente des Apparates enthält und sich zusammen mit ihr bewegt, wobei das erste Fach die bewegliche Komponente in mindestens einer Ebene umgibt, die eine Bewegungsrichtung der beweglichen Komponente enthält, gekennzeichnet durch: ein zweites Fach, das so angeordnet ist, dass es sich zusammen mit dem ersten Fach bewegt und dieses enthält, wobei das zweite Fach das erste Fach in mindestens einer Ebene umgibt, die die Bewegungsrichtung der beweglichen Komponente enthält; und die Zufuhr von Spülgas in das erste Fach und den Abzug von Spülgas aus dem zweiten Fach, so dass das erste Fach im Betrieb einen mittleren Druck P₁ und das zweite Fach im Betrieb einen mittleren Druck P₂ aufweist, wobei die Drücke P₁, P₂ die folgenden Ungleichungen erfüllen: P1 > P0 und P2 < P0 wobei P₀ der Umgebungsdruck außerhalb des zweiten Faches ist.

Auch wenn in diesem Text speziell auf die Verwendung der Erfindung bei der Herstellung von ICs (integrierten Schaltungen) Bezug genommen wird, so wird doch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung viele weitere Anwendungsmöglichkeiten besitzt. So kann sie beispielsweise bei der Herstellung von integrierten optischen Systemen, Führungs- und Erfassungsmodellen für Magnetbiasenspeicher, LCD-Tafeln, Dünnschicht-Magnetköpfen etc. verwendet werden. Der Fachmann wird wissen, dass im Kontext dieser alternativen Anwendungen die Verwendung der Begriffe "Retikel", "Wafer" oder "Chip" bzw. "Plättchen" (engl. die) in diesem Text als durch die allgemeineren Begriffe "Maske", "Substrat" bzw. "Zielabschnitt" ersetzt angesehen werden sollte.
In diesem Dokument umfassen die Begriffe "Strahlung" und "Strahl" sämtliche Arten elektromagnetischer Strahlung, einschließlich Ultraviolettstrahlung (UV) (z.B. mit einer Wellenlänge von 365, 248, 193, 157 oder 126 nm) und EUV (Extrem-Ultraviolettstrahlung, z.B. mit einer Wellenlänge im Bereich zwischen 5 und 20 nm), sowie Teilchenstrahlen wie Ionenstrahlen oder Elektronenstrahlen.
Es werden nun Ausführungsarten der Erfindung lediglich anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die schematischen Begleitzeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 einen lithographischen Projektionsapparat nach einer Ausführungsart der Erfindung;
2 Druckwerte gemäß der vorliegenden Erfindung im Ruhezustand in und um ein Spülfach herum;
3 Druckwerte gemäß der vorliegenden Erfindung während der Beschleunigung in und um ein Spülfach herum; und
4 einen Querschnitt des Maskenstufe des Apparates von 1.
In den Figuren werden die entsprechenden Teile durch die jeweiligen Bezugssymbole angegeben.
Ausführungsart 1
1 zeigt in schematischer Art und Weise einen lithographischen Projektionsapparat gemäß einer speziellen Ausführungsart der Erfindung. Der Apparat umfasst:

– ein Strahlungssystem Ex, IL, um einen Projektionsstrahl PB der Strahlung zu liefern (beispielsweise UV-Strahlung von 157 nm oder 126 nm). In diesem speziellen Fall umfasst das Strahlungssystem auch eine Strahlungsquelle LA;
– einen ersten Objekttisch (Maskentisch) MT mit einem Maskenhalter zum Halten einer Maske MA (z.B. ein Retikel), der mit ersten Positionierelementen verbunden ist, um die Maske in Bezug auf Teil PL korrekt zu positionieren;
– einen zweiten Objekttisch (Substrattisch) WT mit einem Substrathalter zum Halten eines Substrats W (z.B. ein Silizium-Wafer mit Resist-Überzug), der mit zweiten Positionierelementen verbunden ist, um das Substrat in Bezug auf Teil PL korrekt zu positionieren;
– ein Projektionssystem ("Linse") PL (z.B. ein lichtbrechendes Linsensystem) zur Abbildung eines bestrahlten Abschnittes der Maske MA auf einen Zielabschnitt C (z.B. mit einem Plättchen/Chip oder mehreren Plättchen/Chips; engl.: die) des Substrates W.

Wie hier veranschaulicht, handelt es sich um einen lichtdurchlässigen Apparat (d.h. er besitzt eine lichtdurchlässige Maske). Doch im allgemeinen kann es sich auch um einen Reflexionsapparat handeln (beispielsweise mit einer reflektierenden Maske). Alternativ kann der Apparat auch eine andere Art von Bemusterungsvorrichtung, wie beispielsweise eine programmierbare Spiegelanordnung der oben genannten Art einsetzen.
Die Quelle LA (z.B. ein Excimer-Laser) erzeugt einen Projektionsstrahl der Strahlung. Dieser Strahl wird entweder direkt oder nach Durchlaufen einer Aufbereitungseinrichtung, wie beispielsweise eines Strahl-Expanders Ex, in ein Beleuchtungssystem (Illuminator) IL eingeführt. Der Illuminator IL kann Verstelleinrichtungen AM für die Einstellung der äußeren und/oder inneren radialen Reichweite (im allgemeinen als σ-outer bzw. σ-inner bezeichnet) der Intensitätsverteilung in dem Strahl besitzen. Zusätzlich besitzt er im allgemeinen verschiedene andere Komponenten, wie einen Integrator IN und einen Kondensator CO. Auf diese Art und Weise besitzt der Strahl PB, der auf die Maske MA auftrifft, eine gewünschte Gleichmäßigkeit und Intensitätsverteilung in seinem Querschnitt.
Unter Bezugnahme auf 1 sollte darauf hingewiesen werden, dass sich die Quelle LA innerhalb des Gehäuses des lithographischen Projektionsapparates befinden kann (wie das oft der Fall ist, wenn es sich bei der Quelle LA beispielsweise um eine Quecksilberlampe handelt), doch dass sie sich ebenso auch in einer Entfernung von dem lithographischen Projektionsapparat befinden kann, wobei der Projektionsstrahl, der erzeugt wird, in den Apparat hineingeführt wird (z.B. mit Hilfe geeigneter Richtspiegel); diese letztere Anordnung wird oft dann gewählt, wenn es sich bei der Quelle LA um einen Excimer-Laser handelt. Die gegenwärtige Erfindung und die Patentansprüche umfassen diese beiden Anordnungen.
Der Strahl PB fängt anschließend die Maske MA ab, die auf einem Maskentisch MT gehalten wird. Nachdem er die Maske MA durchquert hat, verläuft der Strahl PB durch die Linse PL, die den Strahl PB auf einen Zielabschnitt C des Substrates W fokussiert. Mit Hilfe der zweiten Positionierelemente (und der interferometrischen Messeinrichtung IF) kann der Substrattisch WT exakt bewegt werden, z.B. um die verschiedenen Zielabschnitte C in dem Strahlengang PB zu positionieren. In ähnlicher Art und Weise können die ersten Positionierelemente dazu verwendet werden, um die Maske MA in Bezug auf den Strahlengang PB exakt zu positionieren, z.B. nach dem mechanischen Abruf der Maske MA aus einer Maskenbibliothek oder während einer Abtastung (scan). Im allgemeinen erfolgt die Bewegung der Objekttische MT, WT mit Hilfe eines langhubigen Moduls (grobe Positionierung) und eines kurzhubigen Moduls (Feinpositionierung), die in 1 nicht ausdrücklich dargestellt sind. Doch im Falle eines Wafer Steppers (im Gegensatz zu einem Step-and-Scan-Apparat) kann der Maskentisch MT einfach mit einem kurzhubigen Stellorgan verbunden werden, oder er kann befestigt werden.
Der dargestellte Apparat kann auf zwei verschiedene Arten verwendet werden:

1. Im Step-Modus wird der Maskentisch MT im wesentlichen stationär gehalten und ein ganzes Maskenbild wird in einem Durchgang (d.h. einem einzigen "Flash") auf einen Zielabschnitt C projiziert. Der Substrattisch WT wird dann in X- und/oder Y-Richtung verschoben, so dass ein anderer Zielabschnitt C von dem Strahl PB bestrahlt werden kann;
2. Im Scan-Modus gilt im wesentlichen die gleiche Anordnung, außer dass ein vorgegebener Zielabschnitt C nicht in einem einzigen "Flash" belichtet wird. Stattdessen kann der Maskentisch MT mit einer Geschwindigkeit v in eine vorgegebene Richtung (die sogenannte "Scan-Richtung", z.B. die y-Richtung) bewegt werden, so dass der Projektionsstrahl PB dazu gebracht wird, ein Maskenbild abzutasten; gleichzeitig wird der Substrattisch WT mit einer Geschwindigkeit V = Mv in die gleiche oder in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wobei M die Vergrößerung der Linse PL (meistens M = 1/4 oder 1/5) ist. Auf diese Art und Weise kann ein relativ großer Zielabschnitt C belichtet werden, ohne dass die Auflösung beeinträchtigt wird.

In den 2 und 3 wird das Prinzip des Spülfaches der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das innere Spülfach 2 ist zumindest teilweise von einem äußeren Fach 3 umgeben, das als eine Art "Ringgraben" angesehen werden kann. Gegenüber dem Rest des Apparates, der einen bestimmten Druck aufweist, für den jedoch der Druck 0Pa angegeben ist, wird das innere Spülfach 2 bei einem mittleren Überdruck, beispielsweise +2,5Pa, gehalten, während das äußere Spülfach 3 bei einem mittleren Unterdruck von beispielsweise –2,5Pa gehalten wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man für die Zufuhr von Spülgas in das innere Spülfach 3 und für den Abzug aus der äußeren Spülkammer 3 sorgt. Bei dieser Anordnung fließt Leckage zwischen dem inneren und dem äußeren Spülfach von dem inneren zu dem äußeren Spülfach, während verhindert wird, dass Luftleckage von außen zu dem äußeren Spülfach das innere Spülfach erreicht. Es wird darauf hingewiesen, dass der Begriff "außen" in diesem Kontext das Innere eines Gehäuses des lithographischen Apparates oder des Reinraumes sein kann, in dem sich der Apparat befindet.
Wenn sich die Spülfächer in Ruhe befinden, ist der Druck in dem inneren und äußeren Fach gleichförmig, wie in 2 gezeigt. Doch eine Beschleunigung verursacht Druckveränderungen in den sich bewegenden Fächern, wie in 3 gezeigt ist, die den Fall veranschaulicht, in dem die Spülfächer in die Richtung beschleunigen, die mit Pfeil A angegeben ist. Wenn die Spülfächer beschleunigen, kommt es an der Vorderseite der sich bewegenden Fächer zu einem lokalen Druckabfall von möglicherweise 25Pa oder mehr und an der hinteren Seite zu einem lokalen Anstieg von ebenfalls 25Pa oder mehr.
Doch die vorliegende Erfindung verhindert, dass der lokale Druckabfall zu einer Leckage in das innere Fach führt, da die Druckänderungen in dem inneren und äußeren Spülfach 2, 3 im wesentlichen die gleichen sein werden. Somit wird die Druckdifferenz zwischen dem inneren und äußeren Spülfach 2, 3 lokal aufrechterhalten, auch wenn die lokalen Druckänderungen innerhalb der Fächer viel größer sind als die Druckdifferenz. Der Druckabfall an der Vorderseite des äußeren Spülfaches führt voraussichtlich dazu, dass das äußere Fach lokal einen geringeren Druck aufweist als er außen vorhanden ist, so dass es zu einer lokalen Leckage in das äußere Spülfach 3 kommen kann. Doch die resultierende Kontamination wird aus dem äußeren Spülfach abgezogen und erreicht das innere Spülfach 2 nicht.
4 zeigt, wie das innere und äußere Spülfach in die Maskenstufe des Apparates von 1 integriert sind. Doch es wird auch klar sein, dass die vorliegende Erfindung auch in die Substratstufe(n) oder um jedes andere, bewegliche Teil des lithographischen Apparates herum implementiert werden kann.
Wie in 4 gezeigt, bildet der kurzhubige Rahmen 30 der Maskenstufe einen teilweise geöffneten, beweglichen Spülkasten, der durch feststehende Zufuhr- und Abzugsbehälter 11, 12 geschlossen ist, und das Spannfutter 40 umgibt. Der kurzhubige Rahmen 30 wird durch einen nicht gezeigten, langhubigen Antrieb zum Abtasten angetrieben, während das Spannfutter 40 von dem kurzhubigen Rahmen 30 durch nicht gezeigte, vertikale Stellantriebe unterstützt wird, und kleine Bewegungen in sämtliche Freiheitsgrade durchführt. Der obere Abzugsbehälter 11 ist in Bezug auf das Beleuchtungssystem IL befestigt, und liefert Spülgas in das innere Fach über der Maske MA. Dieses Gas fließt zwischen dem kurzhubigen Rahmen 30 und dem Spannfutter 40 an Einengungen vorbei nach außen und wird oberhalb der Seiten des Spannfutters 40 durch nicht gezeigte Austritte nach oben abgezogen. Der untere Abzugsbehälter 12 ist in ähnlicher Art und Weise in Bezug auf die Projektionslinse PL befestigt und zieht Gas um das erste Element des Projektionssystem PL herum ab, um den Raum unter der Maske MA zu spülen.
Der teilweise geöffnete Kasten, der durch den kurzhubigen Rahmen 30 bereitgestellt wird, lässt eine Seite des Spannfutters 40 frei, so dass sie durch die Strahlen von dem nicht gezeigten X-Interferometer direkt gemessen werden kann, und in einer Seite des kurzhubigen Rahmens 30 befindet sich eine Bohrung, so dass der Strahl aus dem Y-Interferometer Y-IF bis zu dem Spannfutter 40 hindurchgehen kann.
Da sich der kurzhubige Rahmen 30 in Bezug auf den oberen und unteren Zufuhr- und Abzugsbehälter 11, 12 bewegen wird, befinden sich Gaslager 13 in dem oberen und unteren Zufuhr- und Abzugsbehälter 11, 12. Die Gaslager 13 können durch eine Druckdifferenz zwischen der Umgebungsluft und dem inneren Spülfach durch zusätzliche Vakuumbereiche oder beispielsweise durch die Verwendung zusätzlicher Masse magnetisch vorgespannt werden.
Wie in 4 zu sehen ist, umgibt das innere Spülfach 2 die Maske MA und ist selbst wiederum von dem äußeren Spülfach 3 umgeben, das als ein Kanal in dem Spannfutter 40 gebildet wird. Der Druck in dem äußeren Spülfach wird durch die Austritte, die sich darüber befinden, niedriger gehalten als der Druck in dem inneren Spülfach. Damit die Druckschwankungen in dem äußeren Fach denen in dem inneren Fach möglichst gleichkommen, wird die Tiefe 20 des Kanals, der das äußere Fach 3 bildet, der Tiefe 21 des Schachtes, der das innere Fach 2 bildet, so weit wie möglich angepasst. Es wird darauf hingewiesen, dass in 4 zwar nur ein einzelnes, äußeres Fach gezeigt ist, doch dass eine Vielzahl konzentrischer Kanäle bereitgestellt werden kann, die eine Vielzahl verschachtelter, äußerer Fächer bildet. Eine solche Anordnung würde einen zusätzlichen Schutz vor Kontamination bilden. Das äußerste einer Vielzahl zweiter Fächer würde vorzugsweise den niedrigsten Druck aufweisen, wobei der Druck in Richtung inneres Fach zunimmt. Es wird auch darauf hingewiesen, dass nicht alle der verschachtelten, zweiten Fächer einen niedrigeren Druck haben müssen, als der Außendruck, doch alle sollten einen niedrigeren Druck haben als das erste Fach.
Auch wenn spezifische Ausführungsarten der Erfindung oben beschrieben worden sind, wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch auf andere Art und Weise ausgeführt werden kann, als es beschrieben worden ist. Mit der Beschreibung soll die Erfindung, die durch die Ansprüche definiert wird, nicht eingeschränkt werden.

Claims

Ein lithographischer Projektionsapparat folgendes aufweisend: – ein Strahlungssystem zur Bereitstellung eines Projektionsstrahls; – eine Abstützstruktur zur Abstützung von Musterungsmitteln, welche dazu dienen, den Projektionsstrahl gemäß einem gewünschten Muster zu mustern; – einen Substrattisch zum Halten eines Substrats; – ein Projektionssystem zum Projizieren des gemusterten Strahls auf einen Zielabschnitt des Substrates; und ein erstes Fach (2), welches angeordnet ist, mit einer beweglichen Komponente (MT) der Vorrichtung sich zu bewegen und diese enthält, wobei das genannte erste Fach die genannte bewegliche Komponente in zumindest einer Ebene umschließt, die eine Bewegungsrichtung der genannten beweglichen Komponente enthält, gekennzeichnet durch ein zweites Fach (3), welches angeordnet ist, um sich mit dem ersten Fach (2) zu bewegen und welches dieses enthält, wobei das genannte zweite Fach das genannte erste Fach in zumindest einer Ebene umschließt, welche die Bewegungsrichtung der genannten beweglichen Komponente enthält; und ein Reinigungsgassystem zum Zuführen eines Reinigungsgases zum genannten ersten Fach und zum Entfernen von Reinigungsgas aus dem genannten zweiten Fach, derart, dass das genannte erste Fach im Betrieb einen mittleren Druck P₁ hat, während das zweite Fach im Betrieb einen mittleren Druck P₂ hat, und wobei die Drücke P₁, P₂ die folgenden Relationen haben: P1 > P0 und P2 < P0 wobei Po der Druck in der Umgebung außerhalb des zweiten Faches ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Tiefe des genannten zweiten Faches (3) in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der genannten be weglichen Komponenten im Wesentlichen gleich ist der Tiefe des genannten ersten Faches (2) in der genannten Richtung.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 mit einer Mehrzahl zweiter Fächer (3), die um das genannte erste Fach (3) geschachtelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das äußerste der genannten Mehrzahl zweiter Fächer im Betrieb den kleinsten Druck hat.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die genannte bewegliche Komponente der genannte Substrattisch (WT) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die genannte bewegliche Komponente die genannte Stützstruktur (MT) ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die genannte Stützstruktur einen Maskentisch (MT) zum Halten einer Maske (MA) aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strahlungssystem (IL) eine Strahlungsquelle (LA) aufweist.
Verfahren zur Produktherstellung, folgende Schritte aufweisend: – Bereitstellen eines Substrates, das zumindest teilweise durch eine Schicht aus strahlungsempfindlichem Material abgedeckt ist; – Bereitstellen eines Projektionsstrahls aus Strahlung unter Verwendung eines Strahlungssystems; – Verwendung einer Musterungseinrichtung, um den Projektionsstrahl über seinen Querschnitt mit einem Muster zu versehen; – Projizieren des gemusterten Strahls aus Strahlung auf einen Zielabschnitt der Schicht aus strahlungsempfindlichem Material; – Bereitstellen eines ersten Fachs (2) welches angeordnet ist, um mit einer bewegbaren Komponenten (MT) der Vorrichtung sich zu Bewegen und diese zu enthalten, wobei das genannte erste Fach die genannte bewegbare Komponente in zumindest einer Ebene, welche die Bewegungsrichtung der genannten bewegbaren Komponenten enthält, umschließt, gekennzeichnet durch: ein zweites Fach (3), welches angeordnet ist, um sich mit dem genannten ersten Fach (2) zu bewegen und welches dieses enthält, wobei das genannte zweite Fach das genannte erste Fach in zumindest einer Ebene umfängt, die die Bewegungsrichtung der genannten bewegbaren Komponente enthält; und Einbringen eines Reinigungsgases in das genannte erste Fach und Entfernen von Reinigungsgas aus dem genannten zweiten Fach derart, dass das genannte erste Fach einen mittleren Druck P₁ hat und das genannte zweite Fach einen mittleren Druck P₂ hat, wobei die genannten Drücke P₁, P₂ die folgenden Ungleichungen erfüllen: P1 > P0 und P2 < P0 wobei P₀ der mittlere Druck der Umgebung außerhalb des genannten zweiten Faches ist.