DE60307322T2 - Verfahren und anordnung zum bestrahlen einer schicht mittels eines lichtpunkts - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestrahlen einer Schicht gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Einrichtung zum Bestrahlen einer Schicht gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7.
- Solch ein Verfahren und solch eine Einrichtung sind aus WO-A-02/13194 bekannt. Gemäß dieser Veröffentlichung werden das beschriebene Verfahren und die Einrichtung zur Herstellung eines optisch abtastbaren Informationsträgers verwendet. Bei einem solchen Prozess wird zuerst ein Originalmodell hergestellt und anschließend wird mittels des Originalmodells oder mittels eines Tochtermodells, das mittels des Originalmodells hergestellt worden ist, der Informationsträger mittels eines Replikationsprozesses hergestellt. Zum Herstellen des Originalmodells werden ein moduliertes Strahlungsbündel, welches mittels eines optischen Linsensystems auf einen Abtastpunkt auf einer lichtempfindlichen Schicht gerichtet und fokussiert ist, die von einem Substrat getragen wird, und das Substrat und die Linse im Verhältnis zueinander bewegt. Ein Zwischenraum zwischen der lichtempfindlichen Schicht und einer nächstliegenden Oberfläche eines Linsensystems, das der lichtempfindlichen Schicht gegenüberliegt, bleibt mit einer Flüssigkeit gefüllt.
- Zum Bewegen des Substrats im Verhältnis zu dem Linsensystem kann ein Tisch, welcher das Substrat trägt, um eine Drehachse gedreht werden. Mittels einer Verfahreinrichtung kann das Linsensystem mit einer radialen Richtungskomponente im Verhältnis zu der Drehachse des Tisches verfahren werden. Flüssigkeitszufuhrmittel führen die Flüssigkeit in den Zwischenraum zwischen der lichtempfindlichen Schicht und einer am nächsten liegenden optischen Oberfläche des Linsensystems ein.
- Ein Problem dieses bekannten Verfahrens und dieser Einrichtung besteht darin, dass die Immersion der aufeinander folgenden Abschnitte der zu bestrahlenden Schicht sehr einfach unterbrochen werden kann, beispielsweise weil die Flüssigkeit aus dem Bereich des Zwischenraums, durch welchen die auf den Strahlungspunkt gerichtete Strahlung hindurchgeht, abgezogen wird, wenn sich die Schicht und die Linse im Verhältnis zueinander zu schnell bewegen. Die Immersion kann außerdem aufgrund von bedeutenden Veränderungen in der Bewegungsrichtung der Linse und der Schicht zueinander unterbrochen werden. Die Stabilität des Flüssigkeitsfilms zwischen der zu bestrahlenden Schicht und der am nächsten liegenden optischen Oberfläche des optischen Elements kann verbessert werden, indem die Entfernung zwischen der zu bestrahlenden Schicht und der am nächsten liegenden optischen Oberfläche des optischen Elements sehr klein gestaltet ist. Dies hat allerdings zur Folge, dass die Einrichtung und insbesondere die der zu bestrahlenden Schicht am nächsten liegende Linse im Falle eines Kontaktes zwischen der sich im Verhältnis zueinander bewegenden Linse und der Schicht leicht beschädigt werden kann.
- Ein weiteres Verfahren und eine Einrichtung, um ein Strahlungsbündel auf einen Punkt einer lichtempfindlichen Schicht zu richten, sind in JP-A-10 255 319 offenbart. Gemäß diesem Verfahren wird die lichtempfindliche Schicht auf ein scheibenförmiges Substrat aufgetragen, das aus Glas hergestellt ist. Der Tisch und das Substrat werden um eine Drehachse gedreht, die senkrecht zu dem Substrat verläuft, und das Linsensystem wird mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit in eine radiale Richtung im Verhältnis zu der Drehachse verfahren, sodass der Abtastpunkt des Strahlungsbündels, der auf der lichtempfindlichen Schicht gebildet wird, einer spiralförmigen Spur auf der lichtempfindlichen Schicht folgt. Das Strahlungsbündel – in dieser vorbekannten Einrichtung ein Laserstrahl – ist dergestalt moduliert, dass eine Serie von bestrahlten und nicht bestrahlten Elementen auf der spiralförmigen Spur ausgebildet wird, wobei die Serie einer gewünschten Serie von InformAtionselementen auf dem herzustellenden Informationsträger entspricht. Anschließend wird die lichtempfindliche Schicht entwickelt, sodass die bestrahlten Elemente aufgelöst werden und eine Serie von Vertiefungen in der lichtempfindlichen Schicht ausgebildet wird. Als Nächstes wird eine relative dünne Aluminiumschicht auf der lichtempfindlichen Schicht zerstäubt, wobei die Aluminiumschicht anschließend in einem elektrochemischen Abscheidungsprozess mit einer vergleichsweise dicken Nickelschicht versehen wird. Die dermaßen ausgebildete Nickelschicht wird anschließend von dem Substrat entfernt und bildet das herzustellende Originalmodell, welches auf die vorstehend beschriebene Weise mit einer scheibenförmigen Oberfläche bereitgestellt wird, die eine Serie von erhabenen Abschnitten aufweist, welche der gewünschten Serie von Informationselementen auf dem herzustellenden Informationsträger entspricht. Das dermaßen hergestellte Originalmodell kann geeigneterweise zum Herstellen der gewünschten Informationsträger verwendet werden, allerdings werden im Allgemeinen eine Anzahl von Kopien, so genannte Tochtermodelle mittels des Originalmodells in einem Replikationsverfahren hergestellt. Diese Tochtermodelle werden verwendet, um die gewünschten Informationsträger mittels eines weiteren Replikationsverfahrens herzustellen, im Allgemeinen einem Spritzgussverfahren. Auf diese Weise ist die erforderliche Anzahl von Originalmodellen begrenzt, welche relativ teuer sind. Ein solches Herstellungsverfahren eines optisch abtastbaren Informationsträgers, wie beispielsweise einer CD oder DVD, die lochförmige Informationselemente mittels eines Originalmodells oder mittels eines Tochtermodells aufweisen, das mittels des Originalmodells hergestellt wird, ist allgemein bekannt und gebräuchlich.
- Der Zwischenraum zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Linse des Linsensystems, das der lichtempfindlichen Schicht gegenüberliegt, ist mit Wasser gefüllt. Zu diesem Zweck ist die bekannte Einrichtung mit einer Ausflussöffnung versehen, welche in der Nähe der Drehachse des Tisches liegt. Das Wasser, das über die Ausflussöffnung zugeführt wird, wird unter dem Einfluss von Fliehkräften im Wesentlichen über die gesamte Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht verteilt, sodass auch der Zwischenraum mit Wasser gefüllt wird. Da Wasser einen wesentlich höheren optischen Brechungsindex als Luft aufweist, führt die Bereitstellung von Wasser in dem Zwischenraum zu einer bedeutenden Zunahme eines Winkels, den die Strahlen, die von dem Strahlungsbündel und der optischen Achse des Linsensystems ausgehen, an der Stelle des Abtastpunktes einschließen. Im Ergebnis wird die Größe des Punktes, der durch das Strahlungsbündel auf der lichtempfindlichen Schicht gebildet wird, bedeutend reduziert, sodass eine viel größere Anzahl von bestrahlten und nicht bestrahlten Elementen auf der lichtempfindlichen Schicht ausgebildet werden können, und der herzustellende Informationsträger weist eine höhere Informationsdichte auf.
- Ein weiteres Beispiel einer Anwendung, in welcher der Zwischenraum zwischen einer Linse und einer zu bestrahlenden Oberfläche dauernd mit einer Flüssigkeit gefüllt bleibt, sind optische Bildgebungsverfahren und -geräte, wie beispielsweise optische Projektionslithografie, wobei der Punkt, der durch die Strahlung ausgebildet wird, die auf die Oberfläche projiziert wird, ein Bild oder ein Teil eines Bildes ausgestaltet. Ein solches Verfahren und ein Gerät sind in der internationalen Patentanmeldung WO99/49504 beschrieben.
- Ein Nachteil dieser Verfahren und Einrichtungen besteht darin, dass der Flüssigkeitsfilm, der in dem Zwischenraum ausgebildet wird, während und nach dem relativen Verfahren der Linse und der Oberfläche parallel zu der Oberfläche nicht immer zuverlässig, vollständig und in gleichmäßigem Zustand beibehalten wird. Deswegen entstehen Fehler in der lichtempfindlichen Schicht. Darüber hinaus führen Abweichungen in der Beschaffenheit des Flüssigkeitsfilms, die durch die relativen Bewegungen der Linse und der Oberfläche hervorgerufen werden, zu wechselnden Kräften, die auf das Linsensystem ausgeübt werden. Da das Linsensystem begrenzt starr aufgehängt ist, verursachen die wechselnden Kräfte, die durch den Flüssigkeitsfilm ausgeübt werden, unerwünschte Schwingungen des Linsensystems, welche die Exaktheit noch mehr beeinträchtigen, mit welcher das Bild auf die Oberfläche projiziert wird. Des Weiteren muss eine relativ große Flüssigkeitsmenge zugeführt werden, um ein Flüssigkeitsvolumen an der Stelle des Zwischenraumabschnitts zu halten, durch welchen die Strahlung hindurchgeht. Im Ergebnis muss die bekannte Einrichtung mit aufwändigen Mitteln bereitgestellt werden, um unerwünschten Kontakt zwischen der Flüssigkeit und weiteren Teilen der Einrichtung zu vermeiden.
- Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, den Abschnitt des Zwischenraums zwischen der optischen Oberfläche, die der zu bestrahlenden Schicht am nächsten liegt, und jener Schicht, durch welche die Strahlung hindurchgeht, über einen größeren Bereich relativer Geschwindigkeiten und Richtungen relativen Verfahrens des optischen Elements und der Schicht zuverlässig mit Flüssigkeit gefüllt zu halten.
- Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, das Beschädigungsrisiko aufgrund von unbeabsichtigtem Kontakt zwischen dem optischen Element und der zu bestrahlenden Schicht zu reduzieren.
- Gemäß der Erfindung werden diese Aufgaben durch Bereitstellung eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 gelöst. Gemäß der Erfindung wird außerdem eine Einrichtung gemäß Anspruch 7 für das Ausführen eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
- Der Kanal, mit welchem die zugeführte Flüssigkeit in länglicher Richtung entlang des Kanals verteilt wird und welcher die verteilte Flüssigkeit in Richtung der Schicht abgibt, liefert die Flüssigkeit als eine Schicht. Dementsprechend kann der Abschnitt des Zwischenraums, welcher eine optische Funktion erfüllt, bei geringerer Empfindlichkeit gegenüber Abweichungen in Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung der Linse oder Linsen und der Schicht im Verhältnis zueinander, mit Flüssigkeit gefüllt gehalten werden.
- Dadurch, dass das Verfahren und die Einrichtung gegenüber der Geschwindigkeit und Verfahrrichtung des optischen Elements und der Schicht im Verhältnis zueinander und Abweichungen weniger empfindlich sind, ist es nicht nur bei der Herstellung von optischen Informationsträgern oder Modellen dafür vorteilhaft, bei denen höchstens nur kleine Abweichungen in der Bewegungsrichtung der Schicht im Verhältnis zu dem optischen Element vorkommen, sondern außerdem bei weiteren Anwendungen, wie beispielsweise optischer Bildgebung, und noch spezifischer beispielsweise bei Wafersteppern (Halbleiterscheiben-Schrittmotoren) und Waferscannern (Halbleiterscheiben-Abtastern) für optische Projektionslithografie, beispielsweise für die Herstellung von Halbleiteranordnungen, bei denen die Bewegungsrichtung des optischen Elements im Verhältnis zu der Schicht wesentlich verändert wird, wenn die Halbleiterscheibe schrittweise im Verhältnis zu dem optischen Element bewegt wird, um das optische Element in eine neue Stellung gegenüber der Halbleiterscheibe zur Projektion der Urmaske auf einen neuen Punkt auf der Halbleiterscheibe zu bringen oder zum Abwickeln (Abtasten) des projizierten Bildes der Urmaske (Maske) über einem nächsten Bereich auf der Halbleiterscheibe. Der Punkt wird anschließend entweder durch den Projektionsbereich der Urmaske auf der Halbleiterscheibe oder durch den sich bewegenden Projektionsbereich eines laufenden, üblicherweise spaltförmigen, Fensterabschnitts der Urmaske gebildet, der durch Abtasten oder quasi Abtasten entlang der Urmaske in Übereinstimmung mit der Bewegung der Halbleiterscheibe im Verhältnis zu dem optischen Element erhalten wird.
- Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
- Weitere Aufgaben, Merkmale und Wirkungen als auch Einzelheiten dieser Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervorgehen.
-
1 ist eine schematische Seitenansicht eines Beispiels einer Einrichtung, um Strahlung auf einen Punkt auf einer Schicht zu richten; -
2 ist eine schematische Ansicht im Querschnitt eines distalen Endabschnitts eines ersten Beispiels eines optischen Systems für eine Einrichtung, wie in1 gezeigt, einer Schicht, auf welche die Strahlung gerichtet wird, und eines Flüssigkeitsstroms, der beim Betrieb aufrechterhalten wird; -
3 ist eine schematische Ansicht von unten entlang der Linie III-III in2 ; -
4 ist eine schematische Ansicht im Querschnitt eines distalen Endabschnitts eines dritten Beispiels eines optische Systems für eine Einrichtung, wie in1 gezeigt, einer Schicht, auf welche die Strahlung gerichtet wird, und eines Flüssigkeitsstroms, der beim Betrieb aufrechterhalten wird; -
5 ist eine schematische Ansicht von unten entlang der Linie IV-IV in4 ; und -
6 ist eine schematische Darstellung in der Draufsicht von oben eines Wafersteppers/-scanners für optische Lithografie. - Bei der Herstellung eines optischen abtastbaren Informationsträgers, wie beispielsweise einer CD oder einer DVD, wird ein scheibenförmiges Substrat
3 aus Glas (1 ), das auf einer seiner beiden Seiten eine dünne lichtempfindliche Schicht5 trägt, mittels eines modulierten Strahlungsbündels7 , beispielsweise eines DUV-Laserstrahls mit einer Wellenlänge von ungefähr 260 nm bestrahlt. Um die lichtempfindliche Schicht5 zu bestrahlen, wird ein Beispiel25 einer Einrichtung gemäß der Erfindung verwendet, wobei die Einrichtung nachstehend unter Bezugnahme auf die1 bis3 beschrieben wird. Das Strahlungsbündel7 wird auf einen Abtastpunkt11 auf der lichtempfindlichen Schicht5 durch ein optisches System fokussiert, gemäß dem vorliegenden Beispiel in Gestalt eines Linsensystems9 , das eine Vielzahl von optischen Elementen in Form von Linsen einschließt. Das Linsensystem9 schließt eine (nicht dargestellte) Objektivlinse55 ein, welche in einem Linsenhalter57 sicher befestigt ist. Das Linsensystem9 schließt des Weiteren eine distalste Linse59 ein, welche diejenige der optischen Elemente des Linsensystems9 ist, die beim Betrieb der Schicht5 am nächsten liegt. Ein Zwischenraum53 wird zwischen der Schicht5 , die bestrahlt wird, und dem einen der optischen Elemente des Linsensystems9 , das der Schicht5 am nächsten liegt, aufrechterhalten. Die optischen Elemente können außerdem andere Gegenstände als Linsen einschließen, wie beispielsweise Filter, Abschirmungen, Beugungsgitter oder Spiegel. - Die Schicht
5 und das Linsensystem9 werden im Verhältnis zueinander verfahren, sodass das modulierte Strahlungsbündel7 auf der lichtempfindlichen Schicht5 nacheinander eine Serie von beabstandeten bestrahlten Abschnitten der Schicht5 bestrahlt und Abschnitte der Schicht5 zwischen den bestrahlten Abschnitten nicht bestrahlt. Die bestrahlte lichtempfindliche Schicht5 wird anschließend mittels einer Entwicklungsflüssigkeit entwickelt, welche die bestrahlten Elemente13 auflöst und die nicht bestrahlten Elemente15 auf dem Substrat13 zurücklässt. Es ist außerdem möglich vorzusehen, dass die bestrahlten Abschnitte zurückgelassen werden, während die nicht bestrahlten Abschnitte aufgelöst werden. In beiden Fällen wird eine Serie von Löchern oder Höckern, welche der gewünschten Serie von lochförmigen Informationselementen auf dem Informationsträger entsprechen, in der lichtempfindlichen Schicht5 ausgebildet. Die lichtempfindliche Schicht5 wird anschließend mit einer vergleichsweise dünnen Schicht von beispielsweise Nickel mittels eines Zerstäubungsprozesses bedeckt. Als nächstes wird diese dünne Schicht mit einer vergleichsweise dicken Nickelschicht in einem elektrochemischen Abscheidungsprozess bedeckt. In der Nickelschicht, welche letztendlich von dem Substrat3 entfernt wird, hinterlässt das Muster von Löchern, das in der lichtempfindlichen Schicht5 ausgebildet ist, ein entsprechendes Muster, das ein Negativ des Musters ist, das in dem herzustellenden Informationsträger ausgebildet werden soll, d.h. das Originalmodell umfasst eine Serie von erhabenen Abschnitten, welche der Serie von lochförmigen Elementen entspricht, die in der lichtempfindlichen Schicht5 ausgebildet sind, und der gewünschten Serie von lochförmigen Informationselementen auf dem Informationsträger. Infolgedessen ist das Originalmodell zur Verwendung als Modell in einer Spritzgussmaschine zum Spritzgießen der gewünschten Informationsträger brauchbar geworden. Im Allgemeinen wird allerdings eine Kopie des Originalmodells als das Modell zum Spritzgießen anstatt des Originalmodells verwendet, wobei die Kopie des Originalmodells üblicherweise als Tochtermodell bezeichnet wird, welches mittels des Originalmodells unter Verwendung eines gebräuchlichen Replikationsprozesses hergestellt wird, der an sich bekannt ist. - Das Substrat
3 mit der lichtempfindlichen Schicht5 wird auf einem Tisch27 angeordnet, welcher um eine Drehachse29 drehbar ist, welche senkrecht zu dem Tisch27 und dem Substrat3 verläuft. Der Tisch kann mittels eines ersten Elektromotors31 angetrieben werden. Die Einrichtung25 umfasst des Weiteren eine Strahlungsquelle33 , welche in dem gezeigten Beispiel aus einer Laserquelle besteht, die in einer feststehenden Position an einem Rahmen35 der Einrichtung25 sicher befestigt ist. Es ist anzumerken, dass die Strahlung als Alternative außerdem von außerhalb der Einrichtung erhalten werden kann. Die Steuerung der Strahlung, die auf die Schicht5 gerichtet wird, kann auf viele Arten erreicht werden, beispielsweise durch Steuerung der Strahlungsquelle33 und/oder durch Steuerung einer Blende oder eines (nicht dargestellten) Strahlungsablenkers zwischen der Strahlungsquelle33 und der Schicht5 . - Das optische Linsensystem
9 ist auf einem ersten Wagen37 befestigt, welcher radial (parallel zu der X-Richtung in den Zeichnungen) im Verhältnis zu der Drehachse29 mittels einer ersten Verfahrkonstruktion39 verfahren werden kann. Zu diesem Zweck schließt die erste Verfahrkonstruktion39 einen zweiten Elektromotor41 ein, durch den der erste Wagen37 über eine gerade Führung43 verfahren werden kann, welche parallel zu der X-Richtung verläuft und im Verhältnis zu dem Rahmen35 feststehend ist. Ein Spiegel45 , der mit einer optischen Achse49 des Linsensystems9 fluchtet, ist außerdem an dem ersten Wagen37 befestigt. Beim Betrieb folgt das Strahlungsbündel7 , das durch die Strahlungsquelle33 erzeugt wird, einem Strahlungsbündelweg47 , der parallel zu der X-Richtung verläuft, und das Strahlungsbündel7 wird durch den Spiegel45 in eine Richtung parallel zu der optischen Achse49 des Linsensystems9 abgelenkt. Das Linsensystem9 kann in Richtung seiner optischen Achse49 mittels eines Fokusbetätigungselements51 über vergleichsweise kleine Entfernungen im Verhältnis zu dem ersten Wagen3 verfahren werden, sodass das Strahlungsbündel7 auf der lichtempfindlichen Schicht5 fokussiert werden kann. Der Tisch27 mit dem Substrat5 wird mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit mittels des ersten Motors31 um die Drehachse29 gedreht, und das Linsensystem9 wird mittels des zweiten Motors41 mit einer vergleichsweise geringen Geschwindigkeit parallel zu der X-Richtung verfahren, sodass der Abtastpunkt11 , dort wo das Strahlungsbündel7 auf die Schicht auftrifft, einer spiralförmigen Spur über die lichtempfindliche Schicht5 folgt, und eine Bahn von bestrahlten und nicht bestrahlten Elementen, die entlang dieser spiralförmigen Spur verlaufen, hinterlässt. - Die Einrichtung
25 kann geeigneterweise verwendet werden, um das Originalmodell herzustellen, das eine vergleichsweise hohe Informationsdichte aufweist, d.h. mittels der Einrichtung25 kann eine vergleichsweise große Anzahl von bestrahlten Elementen pro Oberflächeneinheit der lichtempfindlichen Schicht5 bereitgestellt werden. Die erreichbare Informationsdichte steigt an, wenn der Abtastpunkt11 kleiner ist. Die Größe des Abtastpunktes11 wird durch die Wellenlänge des Strahlungsbündels7 und durch die numerische Apertur des Linsensystems9 bestimmt, wobei die numerische Apertur von dem optischen Brechungsindex des Mediums abhängt, das zwischen dem Linsensystem9 und der lichtempfindlichen Schicht5 vorhanden ist. Der Abtastpunkt11 wird kleiner, sobald der Brechungsindex des Mediums zwischen dem Linsensystem9 und der lichtempfindlichen Schicht5 größer ist. Flüssigkeiten weisen typischerweise einen viel größeren optischen Brechungsindex als Luft auf und deswegen bleibt der Abschnitt des Zwischenraums53 zwischen dem Linsensystem9 und der lichtempfindlichen Schicht5 , durch welchen der Strahl verläuft, mit einer Flüssigkeit gefüllt, gemäß diesem Beispiel Wasser. In dem vorliegenden Beispiel ist Wasser auch besonders geeignet, weil es für das verwendete DUV-Strahlungsbündel7 transparent ist und weil es die lichtempfindliche Schicht5 nicht angreift. - Wie in
1 gezeigt, schließt die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung des Weiteren eine Anordnung zum Entfernen von Flüssigkeit77 ein, welche mit einer Aufnahmemündung79 versehen ist. Die Aufnahmemündung79 ist an einem zweiten Wagen81 der Einrichtung25 sicher befestigt, welcher mittels einer zweiten Verfahrkonstruktion83 der Einrichtung25 in eine radiale Richtung im Verhältnis zu der Drehachse29 verfahren werden kann, gemäß dem vorliegenden Beispiel parallel zu der X-Richtung, es kann aber eine weitere radiale Verfahrrichtung bereitgestellt werden. Um das Verfahren des zweiten Wagens81 auszuführen, umfasst die zweite Verfahreinrichtung83 einen dritten Elektromotor85 , der mit dem zweiten Wagen81 zum Verfahren des zweiten Wagens über eine gerade Führung87 verbunden ist, welche an dem Rahmen35 befestigt ist und in die Verfahrrichtungen des zweiten Wagens81 verläuft. - Beim Betrieb wird die Aufnahmemündung
79 mittels des dritten Motors85 verfahren. Der dritte Motor85 wird so gesteuert, dass das sich Linsensystem9 und die Aufnahmemündung79 ständig in einer im Wesentlichen gleichen Entfernung R von der Drehachse29 des Substrats3 befinden. Auf diese Weise wird die Aufnahmemündung79 an einer Stelle stromabwärts des Linsensystems9 gehalten, wo bestrahlte Abschnitte der Schicht5 hindurchgehen, sodass die Flüssigkeit, die an dieser Position des Linsensystems9 zugeführt wird, durch die rotierende Schicht5 zu der Aufnahmemündung79 mitgerissen wird, wo die Aufnahmemündung79 die Flüssigkeit anschließend von der lichtempfindlichen Schicht5 aufnimmt. Da das Wasser infolgedessen von der lichtempfindlichen Schicht5 stromabwärts des Linsensystems9 entfernt wird, wird im Wesentlichen verhindert, dass bereits gebrauchtes Wasser seinen Weg zurück zu dem Zwischenraum53 findet, wodurch es den präzise dosierten Flüssigkeitsstrom in dem Zwischenraum53 behindern würde. Beim Betrieb befindet sich die Aufnahmemündung79 immer in einer Entfernung R von der Drehachse29 , was der Entfernung R entspricht, in welcher sich das Linsensystem9 von der Drehachse29 befindet, wobei sowohl die Größe als auch die Kapazität der Aufnahmemündung79 nur vergleichsweise klein sein müssen, um Flüssigkeit zu entfernen, die schon gebraucht worden ist. -
2 und3 zeigen das Linsensystem9 , das Substrat3 mit der lichtempfindlichen Schicht5 und den Zwischenraum53 zwischen der lichtempfindlichen Schicht5 und dem Linsensystem9 in allen Einzelheiten. Die der Schicht5 am nächsten liegende Linse59 weist eine optische Oberfläche63 auf, die dem Substrat3 gegenüberliegt und dem Substrat3 am nächsten liegt. Die Linsen55 ,59 sind in einem Gehäuse61 aufgehängt, welches eine flache Wand65 einschließt, die der Schicht5 gegenüberliegt, und welche im Wesentlichen in einer imaginären Ebene senkrecht zu der optischen Achse der Linse59 verläuft, die der Schicht5 am nächsten liegt. In der Oberfläche des Linsensystems, das der Schicht5 am nächsten liegt, ist eine Vertiefung92 bereitgestellt, die dem Punkt11 gegenüberliegt, auf welchen die Strahlung7 gerichtet wird. Die Oberfläche63 der am nächsten der Schicht5 liegenden Linse59 bildet eine innere Oberfläche der Vertiefung92 . Diese Oberfläche63 begrenzt außerdem den Abschnitt des Zwischenraums53 , durch welchen die Strahlung7 den Punkt11 bestrahlt. Gemäß dem vorliegenden Beispiel ist die Oberfläche63 der Linse59 , die der Schicht5 am nächsten liegt, konkav, sodass der tiefste Punkt der Vertiefung92 in der Mitte liegt, allerdings kann diese Oberfläche genauso gut flach oder konvex sein. - Beim Betrieb bleibt der Abschnitt des Zwischenraums
53 , durch welchen hindurch die Strahlung7 den Punkt11 auf der Schicht5 bestrahlt, mit Flüssigkeit91 gefüllt. In der Vertiefung92 ist die Flüssigkeit91 , zumindest zu einem gewissem Ausmaß, dagegen geschützt, dass sie von dem Zwischenraum53 weggerissen wird. Da die Flüssigkeit91 weniger wahrscheinlich aus dem Abschnitt des Zwischenraums53 weggerissen wird, durch welchen die Strahlung auf den Punkt11 hindurchgeht, wird dem Auftreten der damit verbundenen optischen Verzerrung entgegengewirkt, die dadurch verursacht wird, dass der Abschnitt des Zwischenraums53 , durch welchen die Strahlung hindurch geht, nicht vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist. - Darüber hinaus ermöglicht dies, dass die kleinste Größe des Zwischenraums
53 , die parallel zu der optischen Achse der Linsen55 ,59 gemessen wird, relativ groß sein kann. Dies wiederum reduziert das Risiko, die der Schicht5 am nächsten liegende Linse59 zu beschädigen, und die zulässigen Toleranzen bei der Neigung der Linse können größer sein, ohne das Risiko zu erhöhen, dass die Linse59 die Schicht5 berühren wird. - Die Vertiefung
92 kann beispielsweise so positioniert und so bemessen sein, dass nur ein Teil der Strahlung durch die Vertiefung hindurchgeht. Um allerdings einen besonders wirkungsvollen Flüssigkeitsschutz91 über das gesamte Strahlungsbündel bereitzustellen, wird bevorzugt, dass die Vertiefung92 einen der Schicht5 am nächsten liegenden Randabschnitt93 aufweist, welcher um die Strahlung7 herum verläuft, die den Punkt11 bestrahlt. Dementsprechend verläuft der Abschnitt des Zwischenraums53 in der Vertiefung92 , in welchem die Flüssigkeit91 davor geschützt wird, mitgerissen zu werden, über den gesamten Querschnitt des Strahlungsbündels. - Die optimale Arbeitsentfernung zwischen der Schicht
5 und der Wand65 , d.h. der der Schicht5 am nächsten liegende Abschnitt der Linsenanordnung, wird durch zwei Faktoren bestimmt. Einerseits sollte die Entfernung groß genug sein, um eine ausreichende Toleranz in der Entfernung zwischen dem Substrat3 und der Anordnung der Linsen55 ,59 und dem Gehäuse61 beizubehalten. Andererseits sollte diese Entfernung nicht zu groß sein, weil dies einen zu großen Flüssigkeitsstrom erfordern würde, um den immergierten Zustand des Abschnitts des Zwischenraums53 aufrechtzuerhalten, durch welchen die Strahlung auf den Punkt11 hindurchgeht. Ein zurzeit bevorzugter Bereich für die kleinste Abmessung des Zwischenraums53 ist 3 – 1500 μm und noch bevorzugter ist 3 – 500 μm, wenn die Flüssigkeit aus Wasser besteht. Größere Werte für die kleinste Abmessung des Zwischenraums können insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Flüssigkeit eine größere Viskosität als Wasser aufweist. Außerdem beeinflusst die gesamte Breite der Ausflussöffnung das obere Ende des bevorzugten Bereichs für die kleinste Abmessung des Zwischenraums, wobei die kleinste Abmessung des Zwischenraums vorzugsweise kleiner als (100 + 1/20·B) μm ist, wobei B die gesamte Breite der Ausflussöffnung ist, wenn sie in einer Ebene parallel zu der Schicht5 gemessen wird. - Die kleinste Abmessung des Zwischenraums kann größer sein als ungefähr 10 μm, beispielsweise größer als 15 μm, 30 μm oder sogar 100 μm, um die Unempfindlichkeit gegenüber Toleranzen zu vergrößern.
- Um den Einschluss von Luftblasen in der Flüssigkeit zu vermeiden und um den gefüllten Zustand des Abschnitts des Zwischenraums
53 zuverlässig beizubehalten, durch welchen die Strahlung7 auf den Punkt11 hindurchgeht, ist der Ausfluss von Flüssigkeit vorzugsweise dergestalt, dass ein Flüssigkeitsvolumen zwischen der Wand65 und der Schicht5 beibehalten wird, wobei ein Abschnitt des Zwischenraums53 stromaufwärts (in eine Richtung, die der Richtung der relativen Bewegung der Schicht5 im Bereich des Punktes11 entgegengesetzt ist) des Abschnitts des Zwischenraums53 eingeschlossen ist, durch welchen hindurch die Strahlung den Punkt11 bestrahlt. Infolgedessen wird eine Sicherheitsspanne von Flüssigkeit stromaufwärts gebildet, welche dafür sorgt, dass Abweichungen in der Entfernung, über welche Flüssigkeit in eine Richtung stromaufwärts gedrängt wird, nicht verursacht, dass der gefüllte Zustand des Abschnitts des Zwischenraums53 unterbrochen wird, durch welchen die Strahlung7 auf den Punkt11 hindurchgeht. - Die am weitesten stromabwärts liegende Ausflussöffnung
90 in dem Linsensystem9 , durch welche die Flüssigkeit91 hindurchgeführt wird, weist einen gesamten in einer Ebene parallel zu der Schicht5 projizierten Querschnittsdurchgangsbereich auf, dessen Mitte, in eine Richtung parallel zu der optischen Achse des Linsensystems109 gesehen, sich innerhalb des Abschnitts des Zwischenraums53 befindet, durch welchen hindurch die Strahlung7 den Punkt11 bestrahlt. Dementsprechend ist der durchschnittliche Weg, entlang dem die Flüssigkeit ausströmt, zumindest zu einem großen Ausmaß, im Verhältnis zu dem Abschnitt des Zwischenraums53 zentriert, durch welchen die Strahlung auf den Punkt11 hindurchgeht. Dementsprechend kann die Bewegungsrichtung der Schicht5 und Linsenanordnung9 im Verhältnis zueinander in dem Bereich des Punktes11 wesentlich verändert werden, ohne die vollständige Immersion des Abschnitts des Zwischenraums53 zu unterbrechen, durch welchen hindurch der Punkt11 bestrahlt wird. Sogar dann, wenn die Bewegungsrichtung der Schicht5 wesentlich verändert wird, wird die Flüssigkeitsspur95 immer noch den gesamten Abschnitt des Zwischenraums53 bedecken, durch welchen hindurch der Punkt bestrahlt wird. Nichtsdestoweniger sind Bereiche der Ausflussöffnung90 um den Strahl7 herum in der Nähe des Strahls positioniert, sodass überflüssiges Benetzen der Schicht5 begrenzt wird. - Gemäß dem vorliegenden Beispiel, ist der Abschnitt des Zwischenraums
53 , durch welchen hindurch die Strahlung7 den Punkt11 bestrahlt, außerdem im Verhältnis zu der Ausflussöffnung90 in solch einem Ausmaß zentral angeordnet, dass die Spur95 der Flüssigkeit91 , welche die Ausflussöffnung90 in den Zwischenraum53 liefert, den Abschnitt des Zwischenraums53 , durch welchen hindurch die Strahlung7 den Punkt11 bestrahlt, vollständig immergiert, und zwar an der Stelle des Punktes11 , nicht nur während die Schicht5 und mindestens ein Linsensystem9 sich im Verhältnis zueinander in die Richtung bewegen, die durch den Pfeil52 (welcher die Bewegungsrichtung der Schicht5 im Verhältnis zu dem Linsensystem9 anzeigt) angegeben ist, sondern auch während sich die Schicht5 und das Linsensystem9 an der Stelle des Punktes11 im Verhältnis zueinander in eine entgegengesetzte Richtung bewegen. - Je mehr die Bewegungsrichtung der Schicht
5 und des Linsensystems9 parallel zu der Schicht5 in dem Bereich des Punktes11 verändert werden kann, ohne die Immersion des Abschnitts194 des Bereichs153 zu unterbrechen, durch welchen die Strahlung hindurchgeht, desto geeigneter ist die Einrichtung für Anwendungen, bei denen sich der Punkt11 über die Oberfläche der Schicht in weitgehend unterschiedliche Richtungen bewegen muss, wie beispielsweise bei Bildgebungsprozessen, bei denen der Punkt aus einem zweidimensionalen Bild besteht, das auf die Schicht5 projiziert wird. Bei solchen Anwendungen besteht der Vorteil eines vergleichsweise großen Brechungsindexes zwischen dem Linsensystem und dem Medium zwischen dem Linsensystem und der bestrahlten Oberfläche darin, dass das Bild mit einer höheren Auflösung projiziert werden kann, was wiederum eine weitere Miniaturisierung und/oder eine verbesserte Zuverlässigkeit ermöglicht. - Ein Beispiel für solche Anwendungen ist die optische Projektionslithografie zum Bearbeiten von Halbleiterscheiben für die Herstellung von Halbleiterkomponenten. Ein Gerät und ein Verfahren für diesen Zweck sind schematisch in
6 gezeigt. Waferstepper und Waferscanner sind im Handel erhältlich. Demzufolge werden solche Verfahren und Geräte nicht sehr ausführlich, sondern hauptsächlich beschrieben, um ein Verständnis für Flüssigkeitsimmersion wie in der vorliegenden Anwendung vorgeschlagen, im Zusammenhang mit solchen optischen Bildgebungsanwendungen bereitzustellen. - Das Gerät für Projektionslithografie gemäß
6 schließt einen Halbleiterscheibenträger12 und einen Projektor13 ein, der eine Linsenanordnung14 über dem Halbleiterscheibenträger12 aufweist. In6 trägt der Halbleiterscheibenträger12 eine Halbleiterscheibe15 , auf welcher eine Vielzahl von Bereichen16 zur Bestrahlung durch einen Strahl vorgesehen sind, der ein Bild oder ein Teilbild einer Maske oder einer Urmaske11 in einem Scanner18 projiziert, der mit dem Projektor13 wirkverbunden ist. Der Trägertisch ist in eine X- und Y-Richtung entlang von Spindeln19 ,20 beweglich, die durch Spindelantriebe21 ,22 angetrieben werden. Die Spindelantriebe21 ,22 und der Scanner18 sind mit einer Steuereinheit23 verbunden. - Gewöhnlich wird eines der beiden Betriebsprinzipien bei optischer Lithografie angewendet. Bei der so genannten Waferstepper-Betriebsart (Halbleiterscheiben-Schritt-für-Schritt-Betriebsart) projiziert der Projektor ein vollständiges Bild der Urmaske auf einen der Bereiche
16 auf der Halbleiterscheibe15 . Sobald die erforderliche Belichtungszeit erreicht ist, wird der Lichtstrahl ausgeschaltet oder verdunkelt und die Halbleiterscheibe15 wird durch die Spindelantriebe21 ,22 bewegt, bis sich ein nächster Bereich16 der Halbleiterscheibe in der erforderlichen Stellung vor der Linsenanordnung14 befindet. In Abhängigkeit von den relativen Stellungen des belichteten Bereiches und des nächsten zu belichtenden Bereiches, kann dies eine relativ schnelle Bewegung der Linsenanordnung14 über die Oberfläche der Halbleiterscheibe in weitgehend unterschiedliche Richtungen beinhalten. Die Größe des bestrahlten Punkts auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe, auf welchen das Bild der Urmaske projiziert wird, beträgt typischerweise ungefähr 20 × 20 mm aber breitere und schmalere Punkte sind vorstellbar. - Wenn es insbesondere gewünscht wird, größere Halbleitereinheiten herzustellen, ist es vorteilhaft, das Bild mit einer anderen Betriebsart zu projizieren, die üblicherweise als die Waferscanner-Betriebsart (Halbleiterscheiben-Projektionsbelichtung) bezeichnet wird. Bei dieser Betriebsart wird nur ein spaltförmiger Abschnitt der Urmaske als ein spaltförmiger Punkt projiziert, der eine Länge aufweist, die um ein mehrfaches (beispielsweise vierfach oder noch mehr) bereiter ist als seine Breite in einem Bereich
16 auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe15 . Eine typische Größe für den Punkt beträgt beispielsweise 30 × 5 mm. Anschließend wird die zu abzutastende Urmaske17 entlang des Abtastfensters bewegt, während der Halbleiterscheibenträger12 synchron im Verhältnis zu der Linsenanordnung14 mittels der Steuerung der Steuereinheit23 mit einer angepassten Geschwindigkeit dergestalt bewegt wird, dass nur der Projektionspunkt, aber nicht die abgetasteten Teilbildabschnitte der Urmaske17 , die auf die Halbleiterscheibe projiziert werden, sich im Verhältnis zu der Halbleiterscheibe15 bewegen. Auf diese Weise wird das Bild der Urmaske17 auf einen Bereich16 der Halbleiterscheibe übertragen, indem aufeinander folgende Abschnitte „abgewickelt" werden, sowie der Punkt über die Halbleiterscheibe voranschreitet. Die Bewegung der Halbleiterscheibe15 im Verhältnis zu der Linsenanordnung14 , während ein laufender Fensterabschnitt der Urmaske auf die Halbleiterscheibe15 projiziert wird, wird üblicherweise relativ langsam und üblicherweise jedes Mal in dieselbe Richtung ausgeführt. Nachdem das vollständige Bild einer Urmaske17 auf die Halbleiterscheibe15 projiziert worden ist, wird die Halbleiterscheibe15 im Allgemeinen schneller im Verhältnis zu der Linsenanordnung14 bewegt, um den nächsten Bereich der Halbleiterscheibe15 , auf den das nächste Bild der oder einer Urmaske17 projiziert werden soll, vor die Linsenanordnung14 zu bringen. Diese Bewegung wird in weitgehend unterschiedliche Richtungen abhängig von den relativen Positionen des belichteten Bereichs16 auf der Halbleiterscheibe15 und des nächsten zu belichtenden Bereichs16 der Halbleiterscheibe15 ausgeführt. Um in der Lage zu sein, die Bestrahlung der Oberfläche der Halbleiterscheibe15 wieder zu beginnen, nach dem Verfahren der Halbleiterscheibe15 im Verhältnis zu der Linse14 (d.h. auch die Linse oder die Linse und die Halbleiterscheibe können sich bewegt haben), ist es vorteilhaft, wenn das Flüssigkeitsvolumen in dem Zwischenraum zwischen der Linse14 und der Oberfläche der Halbleiterscheibe15 , durch welchen die Strahlung hindurchgeht, sofort wieder mit Flüssigkeit gefüllt wird, nachdem die Bewegung abgeschlossen ist, sodass der Raum zuverlässig immergiert ist, bevor wieder mit der Bestrahlung angefangen wird. - Außerdem kann bei optischer Lithografie Wasser verwendet werden, wenn beispielsweise die Strahlung aus Licht besteht, das eine Wellenlänge von 193 nm aufweist. Allerdings können unter einigen Umständen andere Flüssigkeiten geeigneter sein.
- Zurück zu
2 und3 ; da die Vertiefung92 durch einen konkaven Abschnitt der Oberfläche63 der Linse59 , die dem Punkt11 auf der Schicht5 am nächsten liegt, begrenzt ist, auf welchen das Strahlungsbündel7 gerichtet ist, werden die Vorteile einer Vertiefung92 mit dem Vorteil eines relativ einheitlichen Strömungsmusters über den Abschnitt94 des Zwischenraums53 hinweg kombiniert, durch welchen die Strahlung7 auf den Punkt11 hindurchgeht. Insbesondere wird ein einheitliches Muster von Strömungsgeschwindigkeitsgradienten in dem Zwischenraum53 erzielt. Andererseits ist das relativ einheitliche Strömungsmuster vorteilhaft, um das Einleiten von Schwingungen zu vermeiden und um eine kontinuierliche einheitliche Zufuhr von frischer Flüssigkeit und dadurch eine einheitliche gleich bleibende Flüssigkeitstemperatur zu erzielen. Diese Effekte sind beide vorteilhaft, um eine optische Störung des Strahlungsbündels7 zu vermeiden. - In
3 zeigt der gepunktete Kreis, der mit Bezugszeichen94 gekennzeichnet ist, den Umfang des Abschnitts des Zwischenraums53 zwischen der Linse59 und der Schicht5 , durch welchen das Strahlungsbündel7 hindurchgeht. - Um dem Zwischenraum
53 zwischen der Linse59 und der Schicht5 Flüssigkeit91 zuzuführen, verläuft eine Flüssigkeitszufuhrleitung67 durch das Gehäuse61 und führt zu einer Ausflussöffnung90 . Gemäß dem vorliegenden Beispiel weist die Ausflussöffnung90 die Gestalt einer Kanalstruktur in einer Oberfläche54 auf, wobei die Kanalstruktur90 in Richtung der Schicht5 offen ist, um zugeführte Flüssigkeit91 in länglicher Richtung entlang des Kanals90 zu verteilen und um die verteilte Flüssigkeit in Richtung der Schicht5 abzugeben. Beim Betrieb wird die Flüssigkeit91 durch die Kanalstruktur90 in länglicher Richtung entlang dieser Kanalstruktur verteilt und die Flüssigkeit91 wird von der Kanalstruktur90 in Richtung der Schicht5 abgegeben. Dies führt zu einer relativ breiten Flüssigkeitsspur95 und zu vollständiger Immersion des Abschnitts94 des Zwischenraums53 , durch welchen das Strahlungsbündel7 hindurchgeht, selbst wenn die Bewegungsrichtung des Linsensystems9 und der Schicht5 im Verhältnis zueinander parallel zu der Ebene der Schicht5 wesentlich verändert wird. - Der Kanal
90 kann unterschiedliche Formen aufweisen. Bei der in2 und3 gezeigten Ausführungsform ist der Kanal dergestalt ausgebildet, dass sich die Ausflussöffnung90 außerhalb des Strahlungsbündels7 befindet und um den Abschnitt94 des Zwischenraums53 herum verläuft, durch welchen hindurch die Strahlung7 den Punkt11 bestrahlt. Das Kreuz96 kennzeichnet den Mittelpunkt, in eine Richtung parallel zu der optischen Achse des Linsensystems9 gesehen, des gesamten Querschnittsdurchgangsbereichs der Ausflussöffnung90 . - Die Flüssigkeit
91 wird vorzugsweise mit einer Druckdifferenz bei der Flüssigkeit zwischen der Kanalstruktur90 und der Umgebung zugeführt, die ausreichend ist, um den Abschnitt des Zwischenraums53 , durch den die Strahlung hindurchgeht, zuverlässig immergiert zu halten. Infolgedessen wird die Wassermenge, die der Oberfläche zugeführt wird, auf einem Minimum gehalten. - Wenn des Weiteren die Flüssigkeit
91 über eine kanalförmige Ausflussöffnung90 abgegeben wird, kann die kleinste Abmessung des Zwischenraums153 (in diesem Beispiel die Entfernung zwischen der Schicht5 und der Oberfläche154 des Wandabschnitts65 ) größer sein, ohne ein unnötiges Unterbrechungsrisiko bei der Immersion des Abschnitts94 des Zwischenraums, durch welchen die Strahlung hindurchgeht, zu verursachen. Wenn infolgedessen die Flüssigkeit von einer kanalförmigen Ausflussöffnung90 abgegeben wird, sind die Verfahrkonstruktion27 ,31 und das Linsensystem9 vorzugsweise dergestalt positioniert und bemessen, dass die kleinste Abmessung des Zwischenraums53 in einem Bereich zwischen 3 und 500 μm gehalten wird. - Die Strömungsgeschwindigkeit, bei welcher die Flüssigkeit
91 zugeführt wird, ist vorzugsweise dergestalt, dass zuverlässig sichergestellt werden kann, dass eine laminare Strömung mit einem im Wesentlichen linearen Geschwindigkeitsprofil und vorzugsweise eine homogene Couette-Strömung in dem Zwischenraum53 vorhanden ist. Eine solche Strömung übt eine im Wesentlichen konstante Kraft auf die Wand65 aus, in welcher der Kanal90 bereitgestellt ist, und auf die Seite63 der Linse59 , die der Schicht5 am nächsten liegt. Demzufolge übt den Flüssigkeit, die in dem Zwischenraum53 vorhanden ist, im Wesentlichen keine wechselnden Flüssigkeitskräfte auf das Linsensystem9 aus. Solche wechselnden Flüssigkeitskräfte würden zu unerwünschten Schwingungen des Linsensystems9 führen und infolgedessen zu Fokussierungsfehlern und Positionierungsfehlern des Strahlungsbündels7 auf der lichtempfindlichen Schicht5 . Die Strömung ist vorzugsweise frei von Lufteinschlüssen, so dass das Strahlungsbündel7 nicht gestört wird. - In
4 und5 ist ein zweites Beispiel eines Linsensystems109 für Einrichtungen gezeigt, wie die Einrichtungen, die in1 und6 gezeigt sind. Gemäß diesem Beispiel ist die Ausflussöffnung190 stromabwärts des Flüssigkeitszufuhrkanals167 auch mit einer kanalförmigen Struktur bereitgestellt, die in Richtung der Schicht5 offen ist (d.h. in die Richtung, in welche der Strahl107 gerichtet ist), sie hat allerdings eine unterschiedliche rechteckige Gestalt, wenn sie in axialer Richtung des Linsensystems109 gesehen wird. Eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt ist besonders vorteilhaft für eine zuverlässige Immersion eines rechteckigen Bereichs194 des Zwischenraums, der von dem Strahlungsbündel geschnitten wird, während ein einheitliches Flüssigkeitsströmungsmuster über dem geschnittenen Abschnitt194 des Zwischenraums153 aufrecht gehalten wird, insbesondere wenn die Bewegung des Linsensystems109 und der Schicht5 im Verhältnis zueinander in eine senkrechte Richtung zu einer der Seiten der rechteckigen Kanalstruktur190 verläuft. Solche Umstände kommen typischerweise bei optischer Projektionslithografie vor. - Die Vertiefung
192 ist durch einen Durchgang195 in einer Wand165 senkrecht zu der Achse des Linsensystems9 und einer Oberfläche der dem Punkt11 am nächsten liegenden Linse159 begrenzt, und die Oberfläche der Linse159 , die dem Punkt11 am nächsten liegt, begrenzt auch den Abschnitt194 des Zwischenraums153 , durch welchen die Strahlung107 auf den Punkt11 hindurchgeht. Demzufolge ist die Linse159 wirkungsvoll vor Beschädigung aufgrund von unabsichtlichem Kontakt zwischen dem Linsensystem109 und der Schicht5 auf dem Substrat3 geschützt.
Claims (12)
- Verfahren zum Bestrahlen einer Schicht (
5 ) einschließend: Richten und Fokussieren eines Strahlungsbündels (7 ) auf einen Punkt (11 ) auf der Schicht mittels mindestens eines optischen Elements (59 ); Verursachen von relativer Bewegung der Schicht im Verhältnis zu dem mindestens einen optischen Element (59 ), so dass aufeinander folgend unterschiedliche Abschnitte der Schicht bestrahlt werden und ein Zwischenraum (53 ) zwischen einer Oberfläche (63 ) des mindestens einen optischen Elements (59 ), das der Schicht am nächsten liegt, beibehalten wird; und Halten von mindestens einem Abschnitt des Zwischenraums (53 ), durch welchen die Strahlung den Punkt (11 ) auf der Schicht (5 ) bestrahlt, gefüllt mit einer Flüssigkeit (91 ), wobei die Flüssigkeit über eine Zufuhrleitung (67 ,167 ) zugeführt wird und über eine Ausflussöffnung (90 ,190 ) ausfließt; dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Ausflussöffnung (90 ,190 ), über welche die Flüssigkeit ausfließt, in Gestalt von mindestens einem Kanal (90 ,190 ) bereitgestellt ist, der in Richtung der Schicht offen ist, wobei der Kanal zugeführte Flüssigkeit (91 ) in länglicher Richtung entlang des Kanals verteilt und die verteilte Flüssigkeit in Richtung der Schicht abgibt. - Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kanal (
90 ,190 ) oder die Kanäle dergestalt angeordnet sind, wenn sie in eine Richtung senkrecht zu der Schicht gesehen werden, dass die Kanäle einen gesamten Querschnittsbereich definieren, dessen Mitte in dem Abschnitt des Zwischenraums (53 ) liegt, durch welchen hindurch die Strahlung den Punkt (11 ) bestrahlt. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine kleinste Abmessung des Zwischenraums bei 3 – 1500 μm gehalten wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Teil der Flüssigkeit eine Vertiefung (
92 ,192 ) füllt, durch welche hindurch die Strahlung den Punkt bestrahlt. - Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Vertiefung (
92 ,192 ) einen der Schicht am nächsten liegenden Randabschnitt aufweist, der um die Strahlung herum verläuft, die den Punkt bestrahlt. - Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Vertiefung (
92 ,192 ) einen konkaven Abschnitt der Oberfläche des mindestens einen der Schicht am nächsten liegenden optischen Elements (59 ) umfasst. - Einrichtung zum Richten von Strahlung auf eine Schicht (
5 ) einschließend: mindestens ein optisches Element (59 ) zum Fokussieren eines Bündels (7 ) von Strahlung, das von einer Strahlungsquelle (33 ) ausgeht, auf einen Punkt (11 ) auf der Schicht; eine Verfahrkonstruktion zum Verursachen von relativer Bewegung der Schicht im Verhältnis zu dem mindestens einen optischen Element, sodass aufeinander folgend verschiedene Abschnitte der Schicht bestrahlt werden und ein Zwischenraum (53 ) zwischen der Schicht (5 ) und einer Oberfläche (63 ) des mindestens einen optischen Elements, das der Schicht am nächsten liegt, beibehalten wird; und eine Ausflussöffnung (90 ) zum Zuführen von Flüssigkeit (91 ) zu mindestens einem Abschnitt des Zwischenraums, durch welchen hindurch beim Betrieb die Strahlung den Punkt auf der Schicht bestrahlt, wobei die Ausflussöffnung einen gesamten projizierten Querschnittsdurchgangsbereich in einer Ebene senkrecht zu einer Achse des Strahlungsbündels aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausflussöffnung durch mindestens einen Kanal (90 ,190 ) ausgebildet ist, der in Richtung der Schicht offen ist, um zugeführte Flüssigkeit (91 ) in länglicher Richtung entlang des Kanals zu verteilen und die verteilte Flüssigkeit in Richtung der Schicht abzugeben. - Einrichtung nach Anspruch 7, wobei die Ausflussöffnung oder eine Vielzahl von Ausflussöffnungen dergestalt angeordnet sind, wenn sie in eine Richtung parallel zu der Achse des Strahlungsbündels gesehen werden, dass der gesamte Querschnittsbereich eine Mitte in dem Abschnitt des Zwischenraums aufweist, durch welchen hindurch die Strahlung den Punkt bestrahlt.
- Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Verfahrkonstruktion und die Öffnung angeordnet und bemessen sind, um eine kleinste Abmessung des Zwischenraums auf 3 – 1500 μm zu halten.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei eine Vertiefung (
92 ,192 ) in einer Oberfläche bereitgestellt ist, die dem Punkt gegenüberliegt, wobei eine innere Oberfläche der Vertiefung mindestens den Abschnitt des Zwischenraumes begrenzt, durch welchen hindurch die Strahlung den Punkt bestrahlt. - Einrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vertiefung (
92 ,192 ) einen der Schicht am nächsten liegenden Randabschnitt aufweist, der um den Abschnitt des Zwischenraums herum verläuft, durch welchen hindurch die Strahlung den Punkt beim Betrieb bestrahlt. - Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Vertiefung (
92 ,192 ) einen konkaven Abschnitt der Oberfläche des mindestens einen dem Punkt am nächsten liegenden optischen Elements umfasst.
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