DE60317393T2

DE60317393T2 - Lasergerät, Belichtungsapparat und Verfahren

Info

Publication number: DE60317393T2
Application number: DE60317393T
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Nagai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: EP1335460A3; KR20030065334A; ATE378712T1; TW200302612A; DE60317393D1; US20030142715A1; EP1335460A2; KR100624081B1; TW595057B; US7085302B2; EP1335460B1; CN1438545A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Laservorrichtungen, und im Besonderen auf eine Laservorrichtung in einer Belichtungsvorrichtung, die eine Maske oder ein Retikel (diese Ausdrücke werden in dieser Anmeldung synonym verwendet) beleuchtet, die ein Muster zur Verwendung mit einem Lithographie-Prozess zum Herstellen von Halbleiterelementen, Flüssigkristallanzeigeeinrichtungen (LCD), Bildaufnahmeeinrichtungen (wie etwa CCDs, etc.), Dünnschicht-Magnetköpfen, und Ähnlichem bildet.
Zusammen mit jüngsten Anforderungen nach kleineren elektronischen Geräten mit kleinerem Querschnitt, ist die Nachfrage nach feinen Halbleitereinrichtungen angestiegen, die auf diesen elektronischen Geräten angebracht werden sollen. Als ein Transfer-(Lithographie)-Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinrichtungen wurde bisher üblicherweise eine Projektions-Belichtungsvorrichtung verwendet.
Eine kritische Größe (oder Auflösung), die von einer Projektionsbelichtungseinrichtung übertragen werden kann, steht im Verhältnis zur Wellenlänge des Lichtes, das für die Belichtung verwendet werden soll. Daher befindet sich die Belichtungslichtquelle in den letzen Jahren im Übergang von der herkömmlichen Ultra-Hochdruck-Quecksilberlampe (einschließlich g-Linie (mit einer Wellenlänge von ungefähr 436 nm) und i-Linie (mit einer Wellenlänge von ungefähr 365 nm)) zu einem KrF-Excimerlaser mit einer kürzeren Wellenlänge (d. h. einer Wellenlänge von ungefähr 248 nm), zu dem ArF-Excimerlaser (mit einer Wellenlänge von ungefähr 193 nm), und die praktische Anwendung des F₂-Lasers (mit einer Wellenlänge von ungefähr 157 nm) wird ebenfalls gefördert.
Optische Elemente, die in so einem Wellenlängenbereich (d. h. im ultravioletten Bereich) effizient Licht übertragen, sind auf bestimmte Glasmaterialien beschränkt, wie etwa synthetischen Quarz, Kalzium-Fluoride, etc., und daher ist es schwierig, chromatische Aberration zu korrigieren. Bei der Verwendung des KrF-Excimerlasers und des ArF-Excimerlasers als eine Belichtungslichtquelle wird daher im Allgemeinen eine Wellenlängen-Spektralbandbreite von ungefähr 300 pm Halbwertsbreite in einem spontanen Oszillationszustand in ein Schmalband von z. B. ungefähr 0,5 pm umgewandelt, und eine Regelung (oder Wellenlängensteuerung) ist durch ein Wellenlängenauswahlelement in einem Resonator bereitgestellt, so dass ein Laserstrahl immer mit einer gewünschten Wellenlänge oszilliert, während die Wellenlänge überwacht wird.
Andererseits ist es bei der Verwendung des F₂-Lasers als eine Belichtungslichtquelle aus technischen Gründen unmöglich, eine Wellenlängen-Spektralbandbreite in ein Schmalband umzuwandeln oder die Wellenlängensteuerung bereitzustellen, einschließlich: mehrfache Oszillationsspektren existieren in der Nähe von 157 nm; seine Wellenlängen-Spektralbandbreite in einem spontanen Oszillationszustand beträgt so viel wie ungefähr 1 pm, d. h. ist schmäler als der KrF-Excimerlaser und der ArF-Excimerlaser; schwieriges Umwandeln des Laserstrahls in ein schmäleres Band, da die Arbeitsleistung eines für eine Wellenlängen-Bandbreite von 157 nm verwendeten optischen Elementes nicht befriedigend genug war, um es anzuwenden, schwierige Messung einer Wellenlänge und einer Wellenlängen-Spektralbandbreite mit hoher Genauigkeit innerhalb einer Laservorrichtung, und so weiter. Dementsprechend wurde das Linienauswahlverfahren vorgeschlagen, das aus mehreren in dem F₂-Laser oszillierten Wellenlängen lediglich eine Wellenlänge zur Oszillation auswählt.
Der F₂-Laser und andere Excimerlaser erfordern im Allgemeinen eine Laservorrichtung, die halogene Gase, wie Fluor, etc. und Edelgase wie Helium, Neon etc. in einer Kammer einschließt und durch Anlegen von hoher Spannung zwischen den in der Kammer angebrachten Elektroden erzeugte elektrische Entladungen verwendet, um Gase anzuregen, und somit den Laserstrahl zu oszillieren. Die kontinuierliche Oszillation des Laserstrahls würde die Konzentration des halogenen Gases verringern, da das halogene Gas mit in der Kammer anwesenden Verunreinigungen reagieren würde, oder von der Innenwand der Kammer absorbiert werden würde. Daher weicht ein Zusammensatzungsverhältnis des Lasergases von seinem optimalen Verhältnis ab, was eine Verringerung der Impulsenergie (oder des Laseroszillationswirkungsgrad) bedingt.
Die Impulsenergie des Laserstrahls wird dementsprechend bei einem gewünschten Wert durch Erhöhen der zwischen den Elektroden anzulegenden Spannung gehalten, oder durch Einblasen einer spezifizierten Menge von halogenes Gas enthaltendem Gas (Gaseinblasung), um den Gasdruck in der Kammer zu erhöhen, wenn ein Anstiegsbetrag der angelegten Spannung einen gewissen Schwellenwert erreicht. Die wiederholte Gaseinblasung würde jedoch Verunreinigungen in der Kammer vermehren, und Wechselwirkungen zwischen den Verunreinigungen und dem Halogen fördern. Als ein Ergebnis kann die Impulsenergie, selbst mit der steigenden, zwischen den Elektroden angelegten erhöhten Spannung und der Gaseinblasung, nicht bei einem gewünschten Wert aufrechterhalten werden. Wird die Gaseinblasung weniger effizient, dann wird der Großteil des Gases in der Kammer ausgestoßen und frisches Gas eingeblasen (Gasaustausch). In anderen Worten, der F₂- und andere Excimerlaser erhalten eine gewünschte Ausgabe durch Ändern des Gasdruckes und/oder des Teildruckes von Fluor in der Kammer oder durch Erhöhen der zwischen den Elektroden angelegten Spannung, in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen.
Im Falle des F₂-Lasers ist klar geworden, dass sowie Eigenschaften eines Gases, wie sein Druck und seine Temperatur, in einer Kammer wegen Gaseinblasungen etc. abweichen, sich die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls dementsprechend ändern werden.
Wird dementsprechend ein F₂-Laser als eine Belichtungslichtquelle benutzt, so werden sich seine Oszillationswellenlänge und Wellenlängen-Spektral-Bandbreite während der Belichtung ändern. Überschreiten sie z. B. Wellenlängenstabilität und eine von einem Belichtungssystem geforderte Toleranz der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite, wird es schwierig, eine gewünschte, für die Belichtungsvorrichtung erforderliche Auflösung zu erreichen.
Wird der F₂-Laser verwendet, ist es darüber hinaus schwierig, direkt zu bestätigen, ob der Laserstrahl während der Belichtung seine gewünschte Arbeitsleistung beobachten lässt oder nicht, da das Messen einer Wellenlänge in einer Laservorrichtung mit hoher Genauigkeit technisch sehr schwierig ist. Die direkte Bestätigung der Oszillationswellenlänge würde, wenn überhaupt, einen eindeutig ungünstigen Einfluss auf die Produktivität der Belichtungsvorrichtung bezüglich laufender Kosten und Wartungsintervalle haben, hinsichtlich der aktuellen Haltbarkeit eines aktuellen optischen Elements. Ein ähnliches Problem tritt auf, wenn ein Laser als eine Lichtquelle benutzt wird, der in einer kürzeren Wellenlänge oszilliert als ein F₂-Laser.
Druckschrift US 2001/012309 A1 offenbart einen Excimerlaser mit einer Linienauswahleinheit, einem Wellenlängenkalibrierungsmodul und Mittel zum Überwachen des Druckes und der Temperatur des Gases in der Laserröhre.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung versucht dementsprechend eine Laservorrichtung und eine Belichtungsvorrichtung und ein Belichtungsverfahren bereitzustellen, die indirekt eine Änderung in einer Oszillationswellenlänge und einer Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines Laserstrahls erfassen und eine vorbestimmte optische Arbeitsleistung aufrechterhalten.
Gemäß der Erfindung sind eine Laservorrichtung wie in Anspruch 1 dargelegt, eine Belichtungsvorrichtung wie in Anspruch 8 dargelegt, ein Verfahren zum Betrieb einer Laservorrichtung wie in Anspruch 10 dargelegt, Belichtungsverfahren wie in Ansprüchen 11 und 14 dargelegt und ein Einrichtungsherstellungsverfahren wie in Anspruch 18 dargelegt bereitgestellt. Optionale Eigenschaften sind in den übrigen Ansprüchen dargelegt.
Eine Datenbasis kann zum Berechnen einer Oszillationswellenlänge oder einer Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines durch Anregen des Gases erzeugten Laserstrahls aus dem Druck und der Temperatur des in der Kammer eingeschlossenen Gases bereitgestellt sein.
Ansprüche eines Einrichtungsherstellungsverfahrens schützen ebenfalls Einrichtungen als ihre Zwischenprodukte und Endprodukte. Darüber hinaus beinhalten solche Einrichtungen Halbleiterplättchen (Chips) wie etwa LSIs und VLSIs, CCDs, LCDs, magnetische Sensoren, Dünnschicht-Magnetköpfe, etc.
Es folgt nachstehend eine Beschreibung der Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen.
Es zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild einer Belichtungsvorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 ein schematisches Blockschaltbild einer Laservorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 ein Flussdiagramm zum Erklären, wie man eine Oszillationswellenlänge und eine Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines Laserstrahls in experimenteller Art und Weise, bei Änderung des Gasdruckes und der Gastemperatur in der Kammer in der in 2 gezeigten Laservorrichtung gewinnt,
4 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der Gascharakteristik der in 2 gezeigten Laservorrichtung und einer Oszillationswellenlänge des Laserstrahls zeigt,
5 einen Graphen, der die Beziehung zwischen der Gascharakteristik der in 2 gezeigten Laservorrichtung und einer Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls zeigt,
6 ein Flussdiagramm zum Erklären eines Prozesses, wenn eine Oszillationswellenlänge oder eine Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines von der in 2 gezeigten Laservorrichtung oszillierten Laserstrahls außerhalb des erlaubten Bereichs gerät,
7 ein Flussdiagramm zum Erklären eines Einrichtungsherstellungsverfahrens, das eine Belichtungsvorrichtung verwendet, die die Erfindung verkörpert,
8 ein ausführliches Flussdiagramm für den in 7 gezeigten Schritt 4.
Nun erfolgt unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine Beschreibung einer Belichtungsvorrichtung 1 und einer Laservorrichtung 100 als Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele begrenzt und jedes Element kann innerhalb eines Schutzbereichs dieser Erfindung ersetzt werden. Dabei ist 1 ein schematisches Blockschaltbild der Belichtungsvorrichtung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Belichtungsvorrichtung 1 die Laservorrichtung 100, ein optisches Beleuchtungssystem 200, eine Maske 300, ein optisches Projektionssystem 400, eine Scheibe bzw. Platte 500, einen Apparatetisch 600 und eine Steuerung 700.
Die Belichtungsvorrichtung 1 ist eine Projektionsbelichtungsvorrichtung, die auf die Scheibe 500 ein auf der Maske 300 erschaffenes Schaltungsmuster, z. B. in einer Step-and-Repeat oder einer Step-and-Scan Art und Weise, belichtet. Solch eine Belichtungsvorrichtung ist für einen Submikrometer- oder Viertel-Mikrometer-Lithographie-Prozess geeignet, und dieses Ausführungsbeispiel beschreibt exemplarisch eine Step-and-Scan-Belichtungsvorrichtung (die auch „Scanner" genannt wird). Die hierbei verwendete „Steg-and-Scan Art und Weise" ist ein Belichtungsverfahren, das ein Maskenmuster auf einen Wafer belichtet, durch kontinuierliches Scannen des Wafers relativ zu der Maske, und durch schrittweise Bewegen des Wafers nach einem Belichtungsvorgang zum nächsten zu belichtenden Bereich. Die „Steg-and-Repeat Art und Weise" ist eine weitere Art von Belichtungsverfahren, das einen Wafer nach jedem Vorgang der Zellenprojektion auf den Wafer schrittweise zu einem Belichtungsbereich für den nächsten Belichtungsvorgang bewegt.
Die Laservorrichtung 100 beinhaltet wie in 2 gezeigt eine Steuerung 102, eine Hochspannungslichtquelle 104, eine Verdichtungsschaltung 106, eine Kammer 108, Blenden 112a und 112b, ein Linienauswahlmodul 114, einen halbdurchlässigen Spiegel 116, einen Strahlungsteiler 118, einen Verschluss 120, eine Lichtüberwachungssektion 122, einen Drucksensor 124, einen Temperatursensor 126, einen Rechner (Ermittlungseinrichtung) 128 und eine Gassteuerung 130, und strahlt dadurch beispielsweise den F₂-Laser aus (mit einer Wellenlänge von ungefähr 157 nm), der pulsierendes Licht oder einen Laserstrahl ausstrahlt, der bei einer kürzeren Wellenlänge oszilliert. Dabei ist 2 ein schematisches Blockdiagramm der Laservorrichtung 100 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Steuerung 102 empfängt ein Auslösesignal, eine Energieanweisung oder eine angelegte Spannungsanweisung, die alle von der Steuerung 700 in der Belichtungsvorrichtung 1 gesendet werden. Basierend auf solchen Signalen sendet die Steuerung 102 ein Hochspannungssignal an die Hochspannungslichtquelle 104, und sendet aber auch das Auslösesignal an die Verdichtungsschaltung 106 zu einem Zeitpunkt des Ausstrahlens des Laserstrahls.
Entladungselektroden 108a und 108b sind bereitgestellt in der Kammer 108, in die als Lasergas halogene Gase wie etwa Fluor, etc., und Edelgase wie etwa Helium, Neon, etc. in einem spezifizierten Verhältnis eingeblasen sind.
Wird von der Verdichtungsschaltung 106 eine Hochspannung mit soviel wie 10–30 kV zwischen den Entladungselektronen 108a und 108b (an den Bereich 108c) angelegt, findet elektrische Entladung in diesem Bereich 108c statt, und erregt in die Kammer 108 eingeblasenes Lasergas, wodurch Licht zwischen den Entladungselektronen 108a und 108b (Bereich 108c) ausgestrahlt wird.
Zwischen den Entladungselektronen 108a und 108b (der Bereich 108c) erzeugtes Licht wird während des Passierens durch die Fenster 110a und 110b und Blenden 112a und 112b und während des hin und her Bewegens zwischen einem (nicht gezeigten) hinteren Spiegel in dem Linienauswahlmodul 114 und dem halbdurchlässigen Spiegel 116 verstärkt, und wächst dadurch an, um ein Laserstrahl zu werden.
Das Linienauswahlmodul 114 umfasst ein Wellenlängenauswahlelement wie etwa ein Prisma, das Licht mit lediglich einer spezifischen Wellenlänge aus vielen von im F₂-Laser oszillierten Wellenlängen auswählt, und es an die Kammer 108 reflektiert. Dadurch wird ein Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge ausgestrahlt. Jedes reflektierte Licht einer anderen Wellenlänge wird von den Blenden 112a und 112b abgefangen und nicht als ein Laserstrahl ausgegeben.
Das Meiste des erzeugten Laserstrahls passiert durch den Strahlungsteiler 118 und bewegt sich zu dem optischen Formgebungssystem 202 des optischen Beleuchtungssystems 202, wenn sich der Verschluss 120 öffnet. Einiges des Laserstrahls wird beim Strahlungsteiler 118 reflektiert und in die Lichtüberwachungssektion 122 eingebracht.
Die Lichtüberwachungssektion 122 überwacht Lichtenergie pro Impuls und sendet diese Ergebnisse an die Steuerung 102. Die Steuerung 102 bestimmt die angelegte Spannung zur nächsten Erzeugung von pulsierendem Licht basierend auf dem Energiemessergebnis der Lichtüberwachungssektion 122 oder auf von der Steuerung 700 der Belichtungsvorrichtung 1 gesendeter Energiesteuerungsinformation.
Die Kammer 108 ist ausgestattet mit dem Drucksensor 124, der den Druck des Gases in der Kammer 108 misst, und dem Temperatursensor 126, der die Temperatur des Gases in der Kammer 108 misst, um den Gasdruck und die Gastemperatur in der Kammer 108 fortwährend oder zu einem spezifiziertem Zeitpunkt zu messen. Messergebnisse des Drucks und der Temperatur des Gases in der Kammer 108 werden an den Rechner 128 gesendet, der die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines Laserstrahls berechnet. Der Rechner 128 berechnet die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite das Laserstrahls basierend auf den gemessenen Ergebnissen des Drucksensors 124 und des Temperatursensors 126, und sendet das Ergebnis an die Steuerung 102.
Das Ergebnis der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls wird von der Steuerung 102, falls benötigt, ebenfalls an die Steuerung 700 in der Belichtungsvorrichtung 1 gesendet. Wie nachstehend beschrieben, um die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls zu berechnen, ist es für den Rechner 128 erforderlich, einen relationalen Ausdruck aus der Wechselbeziehung zwischen den Gascharakteristiken, wie dem Druck und der Temperatur des Gases, und der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite, deren Beziehung durch einen Versuch gewonnen werden kann, zu speichern.
Dieses Ausführungsbeispiel stattet die Laservorrichtung 100 aus mit dem Rechner 128 zum Berechnen der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines Laserstrahls basierend auf den Messergebnissen des Drucksensors 124 und des Temperatursensors 126, aber die Steuerung 700 der Belichtungsvorrichtung 1 kann eine Einheit zum Berechnen von sowohl beiden oder zumindest einer der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines Laserstrahls basierend auf den Gascharakteristiken aufweisen. In diesem Fall werden die Ergebnisse der von dem Drucksensor 124 und dem Temperatursensor 126 gemessenen Gascharakteristiken direkt an die Steuerung 102 gesendet und in die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite bei der Steuerung 700 in der Belichtungsvorrichtung 1 von der Steuerung 102 umgewandelt.
Fährt ein Laser fort zu oszillieren, verschlechtert sich das Gas allmählich in der Kammer 108 derart, dass der Anteil seines halogenen Gases fällt und Verunreinigungen zunehmen. Daher ist es notwendig, halogenes Gas enthaltendes Gas regelmäßig in die Kammer 108 einzublasen (nachstehend „Gaseinblasung"), oder den Großteil des Lasergases in der Kammer 108 auszutauschen (nachstehend „Gasaustausch").
Ist eine Gaseinblasung oder ein Gasaustausch notwendig, dann führt die Gassteuerung 130 frisches Gas über eine Lasergasröhre 132 in die Kammer 108 ein, oder stößt einen Teil oder einen Großteil des verschlechterten Gases über eine Ausstoßgasröhre 134 aus der Kammer 108 aus.
Nun erfolgt unter Bezugnahme auf 3 eine Beschreibung eines Beispiels, wie man experimentell eine Beziehung zwischen Gascharakteristiken in der Kammer 108 und der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls herleitet. 3 zeigt ein Flussdiagramm zum Erklären eines Verfahrens 1000, das experimentell eine Oszillationswellenlänge und eine Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines Laserstrahls gewinnt, wenn der Gasdruck und die Gastemperatur in der Kammer 108 geändert werden. Ein Spektrometer wird verwendet, um die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des von der Laservorrichtung 100 oszillierten Laserstrahls zu messen.
Zuerst beginnt die Laservorrichtung 100 eine Oszillation (Schritt 1002) um den Laserstrahl in das Spektrometer einzuführen. Dann werden die Gastemperatur (Schritt 1004) und der Gasdruck (Schritt 1005) in der Kammer 108 gemessen, und das Spektrometer misst die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls ungefähr zum selben Zeitpunkt oder zu einem unmittelbar späteren Zeitpunkt (Schritt 1008).
Als Nächstes wird der Gasdruck in der Kammer 108 geändert, während die Gastemperatur gleichbleibend gehalten wird, und es wird bestimmt, ob die Messung der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls weitergeführt oder gestoppt (Schritt 1010) werden soll. Soll die Messung weitergeführt werden, dann wird der Gasdruck in der Kammer 108 geändert (Schritt 1012), der Gasdruck wird erneut gemessen (Schritt 1006), und dann werden die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Lasers erneut gemessen (Schritt 1008).
Ist die Datenerfassung des von der Laservorrichtung 100 zu verwendenden Gasdruckbereichs abgeschlossen, dann stoppt die Messung bei gleichbleibender Gastemperatur und es wird bestimmt, ob die Messung der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls durch Ändern der Gastemperatur in der Kammer 108 weitergeführt oder gestoppt wird (Schritt 1014). Soll die Messung weitergeführt werden, dann wird die Gastemperatur in der Kammer 108 geändert (Schritt 1016). Die Gastemperatur kann geändert werden durch Ändern der Oszillationsfrequenz des Laserstrahls oder durch Steuern der Temperatur durch eine Temperatursteuereinrichtung in der Kammer 108 wie etwa einen Heizapparat.
Nachdem sich die Gastemperatur ändert, wird der Gasdruck wieder geändert, während die Gastemperatur gleichbleibend gehalten wird, und die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls werden gemessen (Wiederholung des Ablaufes nach Schritt 1004). Ist die Datenerfassung des von der Laservorrichtung 100 zu verwendenden Gasdruckbereichs abgeschlossen, dann stoppt die Laseroszillation (Schritt 1018) und der Arbeitsablauf endet (Schritt 1020).
4 und 5 zeigen Beispiele von bei diesem Verfahren 1000 gewonnenen Daten. 4 zeigt einen Graphen einer Beziehung zwischen den Gascharakteristiken der Laservorrichtung 100 (Gasdruck und -temperatur) und der Oszillationswellenlänge des Laserstrahls, wobei die x-Achse den Gasdruck darstellt und die y-Achse die Oszillationswellenlänge darstellt, wodurch Daten durch Änderung der Gastemperatur wie T_a, T_b, T_c ... dargestellt sind.
4 zeigt einen Graphen einer Beziehung zwischen den Gascharakteristiken der Laservorrichtung 100 (Gasdruck und Gastemperatur) und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls, wobei die x-Achse den Gasdruck darstellt und die y-Achse die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite darstellt, wodurch Daten durch Änderung der Gastemperatur wie T_a, T_b, T_c ... dargestellt sind. Solche Daten dienen als Datenbasis zum Berechnen der Oszillationswellenlänge oder der Wellenlängen- Spektral-Bandbreite des Laserstrahls basieren auf den gemessenen Gascharakteristiken.
Unter Bezugnahme auf 4 und 5 kann die Oszillationswellenlänge λ und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite Δλ der Laservorrichtung 100 durch nachstehend gezeigte Gleichung (Funktion) geschätzt werden, wobei p der Druck des Lasergases ist und T die Temperatur des Lasergases ist: λ = f (p, T) (1)(Oszillationswellenlänge) Δλ = g (p, T) (2)(Wellenlängen-Spektral-Bandbreite)
In der Praxis kann die Funktion geschätzt werden aus den Ergebnissen, die erhältlich sind durch Implementierung dieses Verfahrens 1000 in der Fertigungsanlage eines Laserherstellers oder der Fertigungsanlage eines Belichtungsvorrichtungsherstellers.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel typisierte den Gasdruck und die Gastemperatur in der Kammer 108 als zu bestimmende Gegenstände der Gascharakteristiken bei dem Feststellen der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls, den die Laservorrichtung 100 ausstrahlt, aber andere Gascharakteristiken können zusätzlich verwendet werden, wie etwa Gaszusammensetzungsverhältnis, etc. Selbstverständlich kann die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite abgeleitet werden aus Ermittlungen dieser Charakteristiken zusammen mit dem Gasdruck und der Gastemperatur.
Der Rechner 128 speichert die Funktionen f (p, T) und g (p, T) in den Gleichungen (1) und (2). Der Rechner 128 berechnet die Oszillationswellenlänge des Laserstrahls jedes Mal unter Verwendung der Funktion f (p, T) und der gemessenen, durch den Drucksensor 124 und den Temperatursensor 126 gewonnenen Werte des Gasdruckes und der Gastemperatur in der Kammer 108. Der Rechner 128 sendet dieses Berechnungsergebnis an die Steuerung 102, und die Steuerung 102 sendet es, falls notwendig, an die Steuerung 700 in der Belichtungsvorrichtung 1.
Der Rechner 128 berechnet die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls jedes Mal unter Verwendung der Funktion g (p, T) und der gemessenen, durch den Drucksensor 124 und den Temperatursensor 126 gewonnenen Werte des Gasdruckes und der Gastemperatur in der Kammer 108. Der Rechner 128 sendet dieses Berechnungsergebnis an die Steuerung 102, und die Steuerung 102 sendet es, falls notwendig, an die Steuerung 700 in der Belichtungsvorrichtung nach Bedarf.
Die Steuerung 102 bestimmt jedes Mal, ob die berechneten Oszillationswellenlänge und Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls innerhalb erlaubter Bereiche liegen. Bestimmt die Steuerung 102, dass die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite in die erlaubten Bereiche fallen, dann fährt der Belichtungsvorgang fort. Bestimmt die Steuerung 102 andererseits, dass zumindest eine der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite außerhalb des erlaubten Bereichs liegt, dann sendet sie ein Signal an die Steuerung 700 in der Belichtungsvorrichtung 1, das darüber informiert, dass zumindest eine der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite außerhalb des erlaubten Bereichs liegt. In Antwort darauf stoppt die Steuerung 700 den Belichtungsvorgang und ergreift auch Maßnahmen, so dass die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen- Spektral-Bandbreite in den erlaubten Bereich fallen können.
Die Beleuchtungsvorrichtung 200 ist, zurückkehrend zu 1, ein optisches System zum Beleuchten der Maske 300, und enthält in der Reihenfolge entlang des optischen Weges des Laserstrahl aus der Laservorrichtung 100, ein optisches Strahlformgebungssystem 202, um eine Sektion des Laserstrahls in eine gewünschte Form zu formen, einen variablen Graufilter (ND-Filter) 204, um die Intensität des Laserstrahls einzustellen, einen optischen Integrator 206 zum Teilen und Überlagern des Laserstrahls, um seine Intensität auf der Oberfläche der Maske 300 einheitlich zu machen, eine Kondensorlinse 208, um den Laserstrahl durch den optischen Integrator 206 zu konzentrieren, einen Strahlungsteiler 212, um einen Teil des Laserstrahls von der Kondensorlinse 208 zu einem Lichtempfänger 210 zu führen, ein Maskierungblatt 214, das in der Nähe eines Punktes angebracht ist, wo der Laserstrahl von der Kondensorlinse 208 konzentriert wird, um den Bereich zum Bestrahlen des Laserstrahls auf die Masken-(300)-Ebene zu regulieren, eine Abbildungslinse 216 zum Erzeugen eines Bildes des Maskierungsblatts 214 auf der Maske 300, und einen Spiegel 218 zum Lenken des optischen Weges des Laserstrahles in die Richtung des optischen Projektionssystems 400.
Die Maske 300 erzeugt ein zu übertragendes Schaltungsmuster (oder ein Bild) und wird unterstützt und betrieben von einem Maskengerüst (nicht gezeigt). Von der Maske 300 ausgestrahltes, gebeugtes Licht passiert daher das optische Projektionssystem 400, und wird dann auf die Scheibe 500 projiziert. Die Maske 300 und die Scheibe 500 sind in einer optisch zugehörigen Beziehung angeordnet. Da die Belichtungsvorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispieles ein Scanner ist, werden die Maske 300 und die Scheibe 500 mit dem Geschwindigkeitsverhältnis des Verkleinerungsverhältnisses des optischen Projektionssystems 400 abgetastet, und dadurch wird das Muster auf der Maske 300 auf die Scheibe 500 übertragen.
Das optische Projektionssystem 400 verkleinert ein Schaltungsmuster auf der Maske 300 mit einem spezifiziertem Vergrößerungsverhältnis (z. B. ½ – 1/10), und projiziert und belichtet (überträgt) dadurch das Muster auf einen von vielen Belichtungsbereichen auf der Scheibe 500. Das Projektionssystem 400 kann ein ausschließlich eine Vielzahl von Linsenelementen enthaltendes optisches System, ein eine Vielzahl von Linsenelementen und zumindest einen konkaven Spiegel (katadioptrisches optisches System) enthaltendes optisches System, ein eine Vielzahl von Linsenelementen und zumindest ein optisches Beugungselement wie etwa eine Fresnel-Zonenplatte bzw. Kinoform enthaltendes, und ein vollständiges spiegelartiges optisches System, und so weiter verwenden. Jede notwendige Korrektur der chromatischen Aberration kann eine Vielzahl von Linseneinheiten aus Glasmaterialien mit verschiedenen Dispersionswerten (Abbesche Werte) verwenden oder ein optisches Beugungselement so anordnen, dass es in einer der Richtung der Linseneinheit entgegen gesetzten Richtung dispergiert.
Das Projektionssystem 400 ist mit einer Aberrationskorrektureinheit 410 ausgestattet. Die von einer Schwankung der Oszillationswellenlänge des Laserstrahls produzierte Aberration des Projektionssystems 400 kann durch Ansteuern einiger Linsen in der Aberrationskorrektureinheit 410 oder durch Steuern eines Druckes zwischen spezifizierten Linsen korrigiert werden.
Die Scheibe 500 ist ein zu belichtender Gegenstand wie etwa ein Wafer und eine Flüssigkristallscheibe, und Photolack ist darauf aufgetragen. Ein Photolack-Anwendungsschritt beinhaltet eine Vorbehandlung, eine Haftungsbeschleuniger-Anwendungsbehandlung, eine Photolack-Anwendungsbehandlung und eine Vor-Backbehandlung. Die Vorbehandlung beinhaltet Reinigen, Trocken, etc. Die Haftungsbeschleuniger-Anwendungsbehandlung ist ein Oberflächenumformungsprozess, um die Haftung zwischen dem Photolack und einer Grundlage zu verbessern (d. h. ein Prozess zur Erhöhung der hydrophoben Eigenschaft durch Aufbringen eines Netzmittels), durch einen Beschichtungs- oder Bedampfungs-Prozess unter Verwendung eines organischen Filmes wie etwa HMDS (Hexamethyldisilazan). Die Vor-Backbehandlung ist ein Back-(oder Brenn-)Schritt, der schwächer ist als derjenige nach der Entwicklung, der das Lösungsmittel entfernt.
Der Apparatetisch 600 verwendet beispielsweise einen Linearmotor, um die Scheibe 500 in eine zu der optischen Achse des optischen Projektionssystems 400 rechtwinkelige Richtung zu bewegen. Die Maske 300 und die Scheibe 500 werden beispielsweise synchron abgetastet, und die Positionen des Apparatetisches 600 und eines (nicht gezeigten) Maskengerüsts werden beispielsweise durch einen Laserentfernungsmesser und Ähnliches überwacht, so dass beide in einem gleichbleibenden Geschwindigkeitsverhältnis angesteuert werden. Der Apparatetisch 600 kann die Scheibe 500 ebenfalls in eine zu der optischen Achse des optischen Projektionssystems 400 parallelen Richtung bewegen, so dass die Scheibe derart gesteuert wird, dass die Bilderzeugungsposition der Maske 300 und die Oberfläche der Scheibe 500 übereinstimmen.
Der Apparatetisch 600 ist, beispielsweise über einen Dämpfer, auf einer Apparatetischoberflächenplatte angebracht, die von dem Fußboden und Ähnlichem gestützt ist, und das Maskengerüst und das optische Projektionssystem 400 sind auf einer (nicht gezeigten) Körperröhrenflächenplatte angebracht, gestützt, beispielsweise über einen Dämpfer, auf den auf dem Fußboden platzierten Grundrahmen.
Die Steuerung 700 empfängt die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines von der Laservorrichtung 100 gesendeten Laserstrahls (d. h. die aus den gemessenen Gascharakteristiken berechneten Oszillationswellenlänge und Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines Laserstrahls) und steuert basierend darauf ein (nicht gezeigtes) optisches Bauteil in der Aberrationskorrektureinheit 410 des optischen Projektionssystems 400 nach Bedarf an, steuert den Druck zwischen spezifischen Linsen, korrigiert einen Abstand zwischen spezifizierten Linsen und steuert den Apparatetisch 600 an, wodurch eine Einstellung derart getätigt ist, dass die Arbeitsleistung der Bilderzeugung eines Musters auf der Maske 300 auf die Scheibe 500 auf einem gewünschten Niveau liegt. In anderen Worten, die Steuerung 700 korrigiert durch eine Änderung der Oszillationswellenlänge eines Laserstrahls produzierte Aberration.
Wie vorstehend beschrieben, bestimmt die Laservorrichtung 100, ob die aus den gemessenen Gascharakteristiken berechneten Oszillationswellenlänge und Wellenlängen- Spektral-Bandbreite des Laserstrahls in die erlaubten Bereiche fallen. Ist zumindest eine der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls außerhalb des erlaubten Bereichs, empfängt die Steuerung 700 das Signal, das anzeigt, dass zumindest eine der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls außerhalb des erlaubten Bereichs liegt. Beim Empfang eines solchen Signals stoppt die Steuerung 700 die Belichtung des Musters auf die Scheibe 500, schließt den an der Laserstrahlöffnung der Laservorrichtung 100 angebrachten Verschluss 120 und führt eine Einstellung durch, so dass die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls in der Laservorrichtung 100 in den erlaubten Bereich fallen können. Ist das Einstellen beendet, öffnet die Steuerung 700 den Verschluss 120 und nimmt die Belichtung auf die Scheibe 500 wieder auf.
Die Steuerung 700 sendet ein Auslösesignal für die Laservorrichtung 100, sowohl um einen Laserstrahl auszustrahlen als auch, um photoelektrische Umwandlungssignale gemäß der Intensität des von dem Lichtempfänger 210 photoelektrisch umgewandelten Laserstrahls zu verarbeiten. Durch die Integration solcher photoelektrischen Umwandlungssignale sendet die Steuerung 700 ein Signal einer Energieanweisung oder einer angelegten Spannungsanweisung zur Steuerung des Belichtungsbetrages an die Laservorrichtung 100. Basierend auf solch einem Signal erlaubt die Laservorrichtung 100 der Steuerung 102 jede Einheit zu steuern und Licht mit vorbestimmter Energie auszustrahlen wie vorstehend beschrieben.
Die Steuerung 700 empfängt Informationen von der Laservorrichtung 100, die zusätzlich zu dem Signal, das eine Bestimmung anzeigt, ob die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines Laserstrahls innerhalb der erlaubten Bereichen liegen, ein Signal beinhalten, das eine Bestimmung anzeigt, ob Energiestabilität normal oder anormal ist, ein Verriegelungssignal etc. Basierend auf diesen Signalen bestimmt die Steuerung 700, ob der Belichtungsvorgang fortgesetzt oder gestoppt werden soll, und steuert den Oszillationsstatus der Laservorrichtung 100.
Nun erfolgt unter Bezugnahme auf 6 eine Beschreibung einer Behandlung, wenn die Oszillationswellenlänge oder die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines Laserstrahls außerhalb erlaubten Bereichs liegt. 6 zeigt ein Flussdiagramm zum Erklären eines Prozesses, wenn die Oszillationswellenlänge oder die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines von der Laservorrichtung 100 oszillierten Laserstrahls außerhalb des erlaubten Bereichs liegen. Während der Laserstrahl oszilliert, werden die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls aus an den Rechner 128 fortwährend oder zu einem spezifischem Zeitpunkt gesendeten Messergebnissen des Drucksensors 124 und des Temperatursensors 126 berechnet, und ein solches Berechungsergebnis wird an die Steuerung 102 gesendet (Schritt 2002). Die Steuerung 102 bestimmt, ob die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite in die erlaubten Bereiche fallen (Schritt 2004).
Liegen die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines Laserstrahls innerhalb der erlaubten Bereiche, wird der Belichtungsvorgang ununterbrochen weitergeführt. Liegt eine der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite außerhalb erlaubten Bereichs, dann sendet die Steuerung 102 an die Steuerung 700 in der Belichtungsvorrichtung 1 das Signal, das anzeigt, dass zumindest eine der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite außerhalb erlaubten Bereichs liegt (Schritt 2006). Die Steuerung 700, die das Signal empfangen hat, stoppt das Senden des Auslösesignals zum Ausstrahlen von Licht an die Laservorrichtung 100 und stoppt den Belichtungsvorgang (Schritt 2008).
Danach ändert die Gassteuerung 130 den Gasdruck in der Kammer 108 durch Ausstoßen des in die Kammer 108 in der Laservorrichtung 100 eingeblasenen Lasergases, oder durch Füllen der Kammer 18 mit frischem Lasergas, wodurch eine Einstellung durchgeführt wird, so dass es den gewünschten Gasdruck haben kann (Schritt 2010). Der Rechner 128 in der Laservorrichtung 100 berechnet die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Lasers aus den Gascharakteristiken (Gasdruck und Gastemperatur) nach dem Einstellen (Schritt 2012) und bestimmt, ob solche Berechnungsergebnisse eindeutig innerhalb des erlaubten Bereichs liegen (Schritt 2014).
Liegt zumindest eine der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite außerhalb erlaubten Bereichs, wiederholen sich die Schritte von Schritt 2010 an und die Gassteuerung 130 ändert den Gasdruck in der Kammer 108 in der Laservorrichtung 100, und führt dadurch eine erneute Einstellung durch, so dass es den gewünschten Gasdruck aufweist. Liegen beide, die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral- Bandbreite, innerhalb des erlaubten Bereichs, dann sendet die Steuerung 102 die berechneten Oszillationswellenlänge und Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls an die Steuerung 700 in der Belichtungsvorrichtung 1 (Schritt 2016). Basierend auf der von der Steuerung 102 empfangenen Oszillationswellenlänge des Laserstrahls stellt die Steuerung 700 die Aberrationskorrektureinheit 410 des optischen Projektionssystems 400 oder den Apparatetisch 600 (Schritt 2018) ein, wonach die Belichtung auf die Scheibe 500 neu gestartet wird (2020).
Wann immer sich das in der Laservorrichtung 100 verwendete Lasergas verschlechtert, um seine Charakteristik in der Kammer 108 zu ändern, z. B. nach der Gaseinblasung oder dem Gasaustausch, berechnet der Rechner 128 die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls basierend auf den Messergebnissen des Drucksensors 124 und des Temperatursensors 126, und solch ein Berechnungsergebnis wird an die Steuerung 102 und die Steuerung 700 der Belichtungsvorrichtung 1 gesendet. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Steuerung 700 auch die Aberrationskorrektureinheit 410 in dem optischen Projektionssystem 400 oder den Apparatetisch 600 (d. h. bewegt die Scheibe 500 entlang der optischen Achse des optischen Projektionssystems 400) basierend auf den berechneten Oszillationswellenlänge und Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls ein. Zu diesem Zeitpunkt wird ein (nicht gezeigtes) optisches Bauteil in der Aberrationskorrektureinheit 410 angesteuert, der Druck zwischen spezifizierten Linsen gesteuert, ein spezifischer Linsenabstand korrigiert oder der Apparatetisch 600 wird entlang der optischen Achse des optischen Projektionssystems 400 gesteuert, um eine durch eine Änderung in der Oszillationswellenlänge des Laserstrahls produzierte Aberration zu korrigieren. Diese Vorgänge können regelmäßig durchgeführt werden, oder wenn zumindest eine der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls einen voreingestellten erlaubten variablen Betrag überschreitet.
Während der Belichtung „Köhler"-beleuchtet ein von der Laservorrichtung 100 ausgestrahlter Laserstrahl die Maske 300 über das optische Beleuchtungssystem 200. Licht, das durch die Maske 300 passiert und das Maskenmuster reflektiert, wird durch das optische Projektionssystem 400 auf die Scheibe 500 abgebildet. Wie vorstehend beschrieben, kann die Laservorrichtung 100, die die Belichtungsvorrichtung 1 verwendet, indirekt eine Änderung der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite des Laserstrahls ermitteln und kann eine gewünschte Auflösung beobachten lassen (d. h. einen Laserstrahl von gewünschter Oszillationswellenlänge und Wellenlängen-Spektral-Bandbreite stabil ausstrahlen), dadurch kann sie Geräte (wie etwa Halbleitergeräte, LCD-Geräte, Photographiergeräte (wie etwa CCDs, etc.), Dünnschicht-Magnetköpfen, und Ähnliches) mit hohem Durchsatz und mit wirtschaftlichem Wirkungsgrad bereitstellen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel können eine oder beide der Oszillationswellenlängedaten und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreitedaten für die verschiedenen möglichen Werte für Gastemperatur und -druck (oder anderer Gascharakteristiken), die beispielsweise in dem mit Bezug auf die 3 beschriebenen Prozess gewonnen wurden, in einer Nachschlagetabelle in dem Rechner 128 gespeichert werden. Als eine weitere Alternative können die Werte für eine oder beide der Oszillationswellenlängedaten und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreitedaten im Voraus aus den jeweiligen Funktionen f (p, T) und g (p, T) berechnet werden und in einer Nachschlagetabelle in dem Rechner 128 gespeichert werden. Die gespeicherten Daten in der Nachschlagetabelle können in Verbindung mit den Funktionen verwendet werden oder die Verwendung der Funktionen ersetzen, so dass der Rechner 128 in die Lage versetzt werden kann, eine oder beide der Oszillationswellenlänge und der Wellenlängen-Spektral-Bandbreite direkt aus der Nachschlagetabelle zu gewinnen, ohne Berechnungen unter Verwendung der während der Benutzung des Lasers gespeicherten relationalen Ausdrücke durchführen zu müssen. Der Rechner 128 kann dementsprechend als Datengewinner 128 betrachtet werden, der durch Berechnung oder Abfragen einer Nachschlagetabelle oder beidem Daten gewinnen kann. Wie mit Bezug auf 2 beschrieben, kann die Nachschlagetabelle der Steuerung 700 bereitgestellt werden, so dass sie die Daten gewinnen kann, wenn die Ergebnisse der Gascharakteristiken direkt an die Steuerung 102 und dann an die Steuerung 700 gesendet werden.
Nun erfolgt unter Bezugnahme auf 7 und 8 eine Beschreibung eines Ausführungsbeispieles eines Gerätefertigungsverfahrens unter Verwendung der vorstehend angeführten Belichtungsvorrichtung 1. 7 zeigt ein Flussdiagramm zum Erklären der Gerätefertigung (d. h. Halbleiterplättchen wie etwa IC und LSI, LCDs, CCDs und Ähnliches). Hier erfolgt als ein Beispiel eine Beschreibung der Fertigung eines Halbleiterplättchens. Schritt 1 (Schaltungsentwurf) entwirft eine Halbleitergeräteschaltung. Schritt 2 (Maskenfertigung) bildet eine Maske mit einem entworfenen Schaltungsmuster.
Schritt 3 (Waferherstellung) fertigt einen Wafer aus Materialien wie etwa Silikon an. Schritt 4 (Waferverarbeitung), der auch als Vorbehandlung bezeichnet wird, bildet die eigentlichen Schaltkreise auf dem Wafer durch Lithographie unter Verwendung der Maske und des Wafers. Schritt 5 (Zusammenbau), der auch als Nachverarbeitung bezeichnet wird, bildet in ein Halbleiterplättchen den in Schritt 4 gebildeten Wafer und beinhaltet einen Zusammenbauschritt (z. B. Vereinzeln, Verbinden), einen Verpackungsschritt (Chipversiegeln) und Ähnliches. Schritt 6 (Inspektion) führt verschiedene Tests für das in Schritt 5 hergestellte Halbleitergerät durch, wie etwa einen Funktionstest und einen Haltbarkeitstest. Durch diese Schritte wird ein Halbleitergerät fertig gestellt und versandt (Schritt 7).
8 zeigt ein ausführliches Flussdiagramm der Waferverarbeitung in Schritt 4. Schritt 11 (Oxidation) oxidiert die Waferoberfläche. Schritt 12 (CVD) bildet eine isolierende Schicht auf der Waferoberfläche. Schritt 13 (Elektrodenbildung) bildet Elektroden auf dem Wafer durch Dampfdisposition und Ähnliches. Schritt 14 (Ionenimplantation) implantiert Ionen in den Wafer. Schritt 15 (Lackierprozess) trägt ein lichtempfindliches Material auf den Wafer auf. Schritt 16 (Belichtung) verwendet die Belichtungsvorrichtung 300 zum Belichten eines Schaltungsmusters auf der Maske auf den Wafer. Schritt 17 (Entwicklung) entwickelt den belichteten Wafer. Schritt 18 (Ätzen) ätzt andere Teile als ein entwickeltes Lackbild. Schritt 19 (Lackentfernung) entfernt nicht verwendeten Lack nach dem Ätzen. Diese Schritte werden wiederholt, und mehrschichtige Schaltungsmuster werden auf dem Wafer gebildet. Die Verwendung des Fertigungsverfahrens dieses Ausführungsbeispieles ermöglicht es höherqualitative Geräte als jemals zuvor zu fertigen.
Bisher wurde eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung gegeben, aber die Erfindung ist nicht auf diese bevorzugten Ausführungsbeispiele begrenzt, und verschiedene Modifikationen und Änderungen können bei der Erfindung durchgeführt werden ohne deren Schutzumfang zu verlassen.
Die Verwendung der Laservorrichtung ermöglicht es indirekt die Oszillationswellenlänge und die Wellenlängen-Spektral-Bandbreite eines Laserstrahls zu ermitteln und Korrekturen basierend auf diesen Ermittlungsergebnissen durchzuführen, und dadurch eine erwartete Auflösungsleistung beobachten zu lassen. Deswegen können eine Belichtungsvorrichtung und ein Belichtungsverfahren die eine solche Laservorrichtung aufweisen Belichtungsarbeiten mit hohem Durchsatz durchführen, und dabei hochqualitative Geräte bereitstellen.

Claims

Laservorrichtung zum Ausstrahlen eines Laserstrahls durch Anregung eines in einer Kammer (108) eingeschlossenen Lasergases, wobei die Vorrichtung umfasst: ein Linienauswahlmodul (114) um lediglich Licht einer speziellen Wellenlänge aus dem durch Anregung des Lasergases erzeugten Licht auszuwählen; einen Drucksensor (124) zur Erfassung eines Druckes des Lasergases in der Kammer; und einen Temperatursensor (126) zur Erfassung einer Temperatur des Lasergases in der Kammer, gekennzeichnet durch, eine Ermittlungseinrichtung (128) zum Ermitteln einer Oszillationswellenlänge und/oder einer Wellenlängen-Spektralbandbreite des Laserstrahles unter Verwendung des erfassten Druckes und der erfassten Temperatur des Lasergases.
Laservorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Ermittlungseinrichtung (128) angepasst ist, um die Wellenlänge und/oder Bandbreite unter Verwendung einer vorab gespeicherten Beziehung zwischen der Temperatur und dem Druck des Lasergases und der Wellenlänge oder Bandbreite durch Berechnung zu ermitteln.
Laservorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Ermittlungseinrichtung (128) angepasst ist, um die Wellenlänge und/oder Bandbreite durch Abfragen einer Nachschlagetabelle zu ermitteln.
Laservorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der es sich um eine Excimer-Laservorrichtung handelt.
Laservorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Lasergas ein Halogengas und ein Edelgas umfasst.
Laservorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Steuerung (102), um zu bestimmen, ob eine Oszillationswellenlänge und/oder eine Wellenlängen-Spektralbandbreite des Laserstrahles in einem zulässigen Bereich ist, und zur Erzeugung von Korrekturinformationen, die es ermöglichen, dass die Oszillationswellenlänge und/oder Wellenlängen-Spektralbandbreite in den zulässigen Bereich fallen.
Laservorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Laserstrahl bei einer Wellenlänge von etwa 157 nm oder einer kürzeren oszilliert.
Belichtungsvorrichtung, die einen Laserstrahl verwendet, um ein Objekt mit einem Muster auf einer Maske zu belichten, wobei die Belichtungsvorrichtung aufweist: eine Laservorrichtung (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche; und eine Korrektureinrichtung (700) zur Korrektur der Belichtung beruhend auf einem von der Ermittlungseinrichtung (128) der Laservorrichtung ermittelten Resultat.
Belichtungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der die Korrektureinrichtung (700) angepasst ist, um im Ansprechen auf Änderungen in der Wellenlänge eine optische Aberration zu korrigieren.
Verfahren des Betreibens einer Laservorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, mit den Schritten: Erfassen eines Druckes des Lasergases in der Kammer; Erfassen einer Temperatur des Lasergases in der Kammer; Ermitteln einer Oszillationswellenlänge und/oder einer Wellenlängen-Spektralbandbreite des Laserstrahles unter Verwendung des erfassten Druckes und der erfassten Temperatur des Lasergases.
Belichtungsverfahren, das einen Laserstrahl verwendet, um ein Objekt mit einem Muster auf einer Maske zu belichten, mit den Schritten: Betreiben einer Laservorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 anhand eines Verfahrens gemäß Anspruch 10; und Bestimmen, auf der Grundlage des Ermittlungsschrittes, ob die Belichtung andauern oder enden soll.
Belichtungsverfahren gemäß Anspruch 11, bei dem der Bestimmungsschritt den Schritt des Vergleichens des Resultates des Ermittlungsschrittes mit einem zulässigen Bereich umfasst.
Belichtungsverfahren gemäß Anspruch 11 oder Anspruch 12, zudem mit dem Schritt des Änderns des Druckes und/oder der Temperatur des Gases in der Kammer, wenn der Bestimmungsschritt bestimmt, dass die Belichtung enden soll.
Belichtungsverfahren, das einen Laserstrahl verwendet, um ein Objekt mit einem Muster auf einer Maske zu belichten, mit den Schritten: Betreiben einer Laservorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 anhand eines Verfahrens gemäß Anspruch 10; und Korrigieren der Belichtung beruhend auf einem Resultat des Ermittlungsschrittes.
Belichtungsverfahren gemäß Anspruch 14, bei dem der Korrekturschritt Korrigieren einer optischen Charakteristik eines optischen Projektionssystems umfasst, das das Muster auf der Maske auf das Objekt projiziert.
Belichtungsverfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die optische Charakteristik Aberration umfasst.
Belichtungsverfahren gemäß Anspruch 14, bei dem der Korrekturschritt Bewegen des Objekts entlang einer optischen Achse umfasst.
Geräteherstellungsverfahren, mit den Schritten: Belichten eines Objektes mit einem Muster auf einer Maske unter Verwendung einer Belichtungsvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 9; und Durchführen eines für das belichtete Objekt vorbestimmten Prozesses zum Fertigen eines Gerätes.