WO2004044656A2 - Verfahren zum spülen einer optischen linse - Google Patents

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WO2004044656A2
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Thorsten Schedel
Sebastian Schmidt
Günter HRASCHAN
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Infineon Technologies Ag
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    • G03F7/70933—Purge, e.g. exchanging fluid or gas to remove pollutants

Definitions

  • the present invention relates to a method for rinsing an optical lens in a projection apparatus for exposing a substrate coated with a photosensitive lacquer by means of a gas or gas mixture in order to avoid deposits on the lens.
  • lens systems are usually used which are composed of a large number of individual lenses. These serve to structure the structures that are irradiated with light
  • these lens systems Show the mask with high contrast in the photosensitive varnish.
  • these lens systems are sealed airtight in specially designed housings and are, for example, flushed with high-purity, dried air or with nitrogen. These gases or
  • Gas mixtures have a particularly low interaction with the lens material, so that undesired deposits on the lens surface can be avoided.
  • lens degradations are becoming increasingly common. This can be caused by internal or external sources of contamination.
  • Internal sources of contaminating gas or gas mixtures are, for example, oils or sealing rings, which are used in the assembly of the lens systems in the housings and gradually outgas.
  • External sources are, for example, due to the not always completely contamination-free clean room air in the vicinity of the projection apparatus, for example wafer steppers or scanning ner, caused.
  • the tightness of the lens housing and the supply lines can deteriorate over time, on the other hand, the substances from the environment can also get into the gas or gas mixture sources provided for purging.
  • the energy throughput also increases the lenses.
  • the energy-induced interactions of the lens surface with the surrounding gases will increase significantly in the future, with the result that deposits and therefore clouding and degradation effects of the lens can be expected.
  • the effect of degraded lenses can consist in the disappearance or falling over of webs in the lacquer layers or in the presence of residues of lacquer residues. The effects reflected in lens aberrations are difficult to qualify and thus lead to a high degree of product failures (loss of yield or yield) until the problems are identified.
  • the oils are burned in as extensive spots on the lens surfaces by high-energy radiation.
  • CaF lenses for the use of wavelengths at 193 nm, turbidity effects are known which lead to the formation of sulfur- or phosphorus-containing salts on the lens surface by photochemical reactions of the gas mixture.
  • the object is achieved by a method for rinsing an optical lens in a projection apparatus for exposing a substrate coated with a photosensitive lacquer by means of a gas or gas mixture to avoid deposits on the lens, comprising the steps: providing a source for the gas or Gas mixture, conveying the gas or gas mixture from the source to the lens in the projector through a first conduit, first measuring at least a first portion of a substance in the gas or gas mixture in the first conduit, purging the lens, removing the gas or gas mixture from the Lens through a second line into an environment of the projection apparatus, second measuring at least a second portion of the substance in the gas or gas mixture in the second line, comparison of the first portion with the second portion, generating a signal depending on the comparison result.
  • an arrangement for projecting a structure onto a substrate coated with a photosensitive lacquer comprising at least one lens, which is arranged within an essentially airtight housing, an illumination source, a source for a gas or gas mixture for purging the Lens, a first line for supplying the gas or gas mixture to the lens, through which the source and the interior of the housing are connected, a second line for discharging the gas or gas mixture from the lens, through which the interior of the housing and an environment of the arrangement with one another are connected, a control unit for regulating the flow of the gas or gas mixture into the interior of the housing, a device for measuring the proportion of a substance in the gas or gas mixture which is connected to the second line.
  • the gas or gas mixture flowing out of the housing during the rinsing process comprising the lens system with a large number of individual lenses is examined for proportions of substances, so that conclusions can be drawn about the inside of the housing, i.e. on the lens surface, previous gas reactions or photochemical conversion reactions can be drawn.
  • certain substances in the gas or gas mixture can be examined for their quantity, volume or molar fraction, but it is also possible to provide a complete breakdown, i.e. Measurement of all substances in the gas or gas mixture. Instead of an exact share value, the measurement can also consist of checking whether a certain threshold value for the share has been exceeded or not.
  • the substances are suspected to be contaminated materials such as oils, water, outgassing of plastics or materials commonly used in clean rooms to carry out chemical processes. They can be present as gases, gas mixtures, aerosols, steam, suspended particles etc. in the flushing gas or gas mixture etc.
  • the proportion of the substance or substances in the inflowing gas or gas mixture is also measured as a reference value for a measurement.
  • This reference value is compared with the measured value in the outflowing gas. If there is a difference in the comparison, it becomes clear that chemical, in particular photochemical reactions must have taken place in the housing comprising the lenses.
  • the first measurement of the proportion in the inflowing gas can also be carried out at larger intervals or only once for a system setup. This is particularly advantageous if only one measuring device is available for measuring the proportion of the substance in the gas or gas mixture, so that the connection of the supply and discharge lines does not have to be constantly switched over for each run of the method according to the invention.
  • a signal is generated which, according to further refinements of the present invention, is used to initiate actions with which the degradation takes place the lens can be avoided. These include, for example, the interruption of the current production in the projection apparatus in order to investigate the cause on the basis of which the contaminating substance was able to get inside the washing system.
  • the signal can also be used to initiate the exchange of the lens or the entire housing. This is especially true when it is certain that internal sources such as outgassing sealing rings or oils are the cause of the contamination.
  • the method according to the invention can in particular also be used advantageously if the housing with the lens system has just been opened in order to carry out system work, such as replacing a lens, so that shortly after this external gases or gas mixtures are still present within the housing.
  • system work such as replacing a lens
  • the purge gas mixture there is a risk that shortly after the air mixture still present from the clean room environment with a high water content remains in the lens system.
  • traces of moisture in the air mixture are considered to be the cause of the formation of the salts on the lens surfaces.
  • measurements of the substance fractions of oxygen and water (H 2 O) in the inflowing or outflowing gas or gas mixture can thus be compared with one another.
  • H 2 O substance fractions of oxygen and water
  • Figure 1 is a schematic representation of an arrangement for rinsing a lens of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • An exemplary embodiment of the present invention is outlined in the schematic illustration of an arrangement for rinsing a lens in a lens system of a projection apparatus 41 for exposing semiconductor wafers 100.
  • the elementary components of the projection apparatus 41 can be seen on the right side of FIG. 1.
  • An illumination source 14 emits light of the wavelength 193 nm (ArF laser), which is focused by a system of lenses 10 in a photosensitive lacquer which is applied to the semiconductor substrate 100.
  • a mask with structures and further lenses which are arranged between the illumination source 14 and the lenses 10. are net, the transparent structures on the mask being shone through by a parallel light beam generated with the aid of the further lens.
  • the present invention also encompasses exposure or projection arrangements in which sharply focused laser beams are projected onto the substrate directly, without illuminating a mask via the lens system. This is the case, for example, when exposing photosensitive varnishes to masks or reticles. With this arrangement as well, the control of a rinsing process according to the invention can be used advantageously.
  • the individual lenses 10 composing the lens system are arranged in an essentially airtight housing 12.
  • a nitrogen-filled gas container 20 is used as the source of the purge gas.
  • the nitrogen gas or gas mixture insofar as further gas additives are used, is fed into the housing 12 with the lenses 10 via feed lines 30.
  • This process is controlled by means of a control unit 50 for the gas flow.
  • the control unit 50 is connected to a manometer 52 and a barometer 54, with which, inter alia, the gas pressure, the temperature etc. can be measured within the housing 12.
  • a control circuit is defined by this arrangement, whereby essentially constant physical conditions within the housing 12 are ensured.
  • the nitrogen gas flows around the lenses 10 and leaves the housing 12 via a second line (discharge line) 40. It is cleaned by a carbon filter 45.
  • the outflow of the gas or gas mixture is also controlled by the control unit 50.
  • the gas or gas mixture is led out of the projection apparatus 41 into the surrounding clean room 42 of the projection apparatus 41 via the second line 40.
  • the design features or components of the arrangement to be described below can be an integral part of the projection apparatus or as an additional module that can be coupled.
  • a standardized interface is made available for each projection apparatus, to which the additional module can be coupled.
  • the second line 40 discharging the gas is connected to a detection chamber 68 via a line 66.
  • the inflow of gas to be discharged from the second line 40 into the detection chamber 68 is controlled with the aid of a first valve 67.
  • the detection chamber 68 comprises a plurality of sample chambers, in which gas samples from the second line 40 are introduced one after the other in a time-controlled manner.
  • the gas samples can be taken by a vacuum pump 64 connected to the detection chamber 68.
  • the individual, temporarily stored gas samples are fed via a second valve 62 to a mass spectrometer 60 for measuring the mass fraction of individual substances, such as the water fraction here.
  • valves 67, 62 and the vacuum pump 64, the individual sample chambers in the detection chamber 68 and the measurement in the mass spectrometer 60 are coordinated with the aid of a further control unit, not shown in FIG. 1.
  • This further control unit is preferably coupled to a database in which the measured substance fractions are stored and assigned to the withdrawal times from the second line 40.
  • Analyzes can be applied to the time series determined in this way, with which, on the one hand, events that are localized in time can be determined, but on the other hand, trends and thus future threshold violations can be predicted.
  • the detection chamber 68 is also connected to the first line 30 for the supply of nitrogen via a further line 69 connected from the gas container 20 into the housing 12 with the lenses 10.
  • a further line 69 connected from the gas container 20 into the housing 12 with the lenses 10.
  • valve 62 can be used to connect further electrical or optical sensors for determining the substance fractions with further valves to the detection chamber 68, further known methods for substance analysis also being included by the invention. Furthermore, it is also possible to subsequently feed the gas supplied to the sensors mentioned back into the first
  • Lines 30 or second lines 40 can be traced back for further use during the rinsing.

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Abstract

Mittels eines Gerätes (60) zur Bestimmung von Anteilen einer Substanz in einem Gas oder Gasgemisch werden Messungen an dem Gas oder Gasgemisch zum Spülen einer Linse (10) in einem Projektionsapparat (41) für die Projektion von Strukturen auf ein Substrat (100) durchgeführt. Dabei werden die Resultate einer ersten Messung an dem der Linse (10) zugeführten Gas mit den Resultaten einer Messung des von der Linse (10) abgeführten Gases miteinander verglichen. Handelt es sich insbesondere um eine kontaminierende Substanz, die zu einer Abscheidung auf der Linse (10) unter dem Einfluß hochenergetischer Strahlung durch eine Beleuchtungsquelle (14) führt, so kann aus der Differenz auf nachteilhaft zu der Abscheidung führende photochemische Reaktionen an der Oberfläche der Linse (10) geschlossen werden. Ein Signal wird infolge des Vergleiches generiert, mit dem vorbeugende Maßnahmen gegen eine Degradation der Linse (10) getroffen werden können. Als Meßgeräte (60) können Massenspektrometer, elektrische oder optische Sensoren sowie weitere bekannte Verfahren zur Substanzanalyse eingesetzt werden.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Spülen einer optischen Linse
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spülen einer optischen Linse in einem Projektionsapparat zur Belichtung eines mit einem photoempfindlichen Lack beschichten Substrates mittels eines Gases oder Gasgemisches zur Vermeidung von Ablagerungen auf der Linse.
Zur Projektion von Strukturen auf ein mit einem photoempfindlichen Lack beschichtetes Substrat bei der Halbleiterherstellung werden üblicherweise Linsensysteme verwendet, die aus einer Vielzahl von Einzellinsen zusammengesetzt sind. Diese dienen dazu, die mit Licht durchstrahlten Strukturen einer
Maske mit hohem Kontrast in den photoempfindlichen Lack abzubilden. Zur Vermeidung von Kontaminationen sind diese Linsensysteme in eigens dafür eingerichteten Gehäusen luftdicht abgeschlossen und werden beispielsweise mit hochreiner, ge- trockneter Luft oder mit Stickstoff umspült. Diese Gase oder
Gasgemische weisen eine besonders geringe Wechselwirkung mit dem Linsenmaterial auf, so daß ungewünschte Abscheidungen auf der Linsenoberfläche vermieden werden können.
Nach einem längeren Gebrauch der Linsen etwa in Form von Belichtungen von Halbleiterwafern mittels Projektion von Strukturen bei Wellenlängen von z.B. 365 nm und weniger treten jedoch immer häufiger Linsendegradationen auf. Ursachen hierfür können in internen oder externen Quellen der Kontamination liegen. Interne Quellen von kontaminierenden Gas oder Gasgemischen sind beispielsweise Öle oder Dichtungsringe, die beim Zusammenbau der Linsensysteme in den Gehäusen verwendet werden und allmählich ausgasen.
Externe Quellen werden beispielsweise durch die nicht immer ganz kontaminationsfreie Reinraumluft in der Umgebung der Projektionsapparate, beispielsweise Waferstepper oder Scan- ner, verursacht. Einerseits kann die Dichtigkeit der Linsengehäuse sowie der Zuleitungen mit der Zeit nachlassen, andererseits können die Substanzen aus der Umgebung auch in die für die Spülung vorgesehen Gas- oder Gasgemischquellen gelan- gen.
Durch den Übergang der für die Belichtung eingesetzten Wellenlängen von 365 nm (i-line) in der Vergangenheit auf 248 nm (KrF) , 193 nm (ArF) , 157 nm (F2) und weiter zu noch kleineren Wellenlängen hin steigt auch der Energiedurchsatz durch die Linsen. Insbesondere die durch Energie induzierten Wechselwirkungen der Linsenoberfläche mit den umgebenden Gasen nehmen in weiterer Zukunft deutlich zu mit der Folge, daß verstärkt mit Abscheidungen und daher mit Trübungs- und Degrada- tionseffekten der Linse zu rechnen ist. Die Wirkung von degradierten Linsen kann in dem Verschwinden oder dem Umfallen von Bahnen in den Lackschichten oder auch im Vorliegen von Rückständen von Lackresten bestehen. Die sich in Linsenaberrationen niederschlagenden Effekte sind schwer zu qualifizie- ren und führen damit bis zum Zeitpunkt der Erkennung der Probleme zu einem hohen Grad an Produktausfällen (Ausbeute- oder Yield-verlust) .
Die Öle werden beispielsweise durch hochenergetische Strah- lung als ausgedehnte Flecke auf den Linsenoberflächen eingebrannt. Bei CaF-Linsen für die Verwendung von Wellenlängen bei 193 nm sind Trübungseffekte bekannt, die durch photochemische Reaktionen des Gasgemisches zur Bildung schwefel- oder phosphorhaltiger Salze auf der Linsenoberfläche führen.
Zur frühzeitigen Erkennung dieser Probleme wurden bisher sogenannte Inline-Tests durchgeführt, bei denen Probebelichtungen von mit einem photoempfindlichen Lack beschichteten Halb- leiterwafer mit Hilfe eines oder mehrerer Testretikel bzw. - masken durchgeführt wurden. Das Feststellen einer Fokusdrift möglicherweise in Abhängigkeit von den Strukturgrδßen galt hierbei als Hinweis für eine zunehmende Degradation der Linse aufgrund von Kontaminationen in den zugeführten Gasen oder Gasgemischen für die Spülung der Linsen. Wie eingangs beschrieben wurde, benötigen diese Tests jedoch wertvolle Gerätezeit und ermöglichen zudem nur eine Erkennung der Fehler im Nachhinein.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Mittel bereitzustellen, mit dem Linsendegradationen frühzeitig erkannt sowie vorgebeugt werden können. Es ist desweiteren eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Ausbeute bei der Halbleiterherstellung zu erhöhen und die Produktivität eines Projektionsapparates zur Belichtung von Substraten zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Spülen einer optischen Linse in einem Projektionsapparat zur Belichtung eines mit einem photoempfindlichen Lack beschichteten Substrates mittels eines Gases oder Gasgemisches zur Vermeidung von Ablagerungen auf der Linse, umfassend die Schritte: Be- reitstellen einer Quelle für das Gas oder Gasgemisch, Befördern des Gases oder Gasgemisches von der Quelle zu der Linse in dem Projektionsapparat durch eine erste Leitung, erstes Messen wenigstens eines ersten Anteiles einer Substanz an dem Gas oder Gasgemisch in der ersten Leitung, Spülen der Linse, Entfernen des Gases oder Gasgemisches von der Linse durch eine zweite Leitung in eine Umgebung des Projektionsapparates, zweites Messen wenigstens eines zweiten Anteiles der Substanz an dem Gas oder Gasgemisch in der zweiten Leitung, Vergleich des ersten Anteiles mit dem zweiten Anteil, Erzeugen eine Si- gnals in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Anordnung zur Projektion einer Struktur auf ein mit einem photoempfindlichen Lack beschichtetes Substrat, umfassend wenigstens eine Linse, welche innerhalb eines im wesentlichen luftdicht abgeschlossenen Gehäuses angeordnet ist, eine Beleuchtungsquelle, eine Quelle für ein Gas oder Gasgemisch zum Spülen der Linse, eine erste Leitung zum Zuführen des Gases oder Gasgemisches zu der Linse, durch welche die Quelle und das Innere des Gehäuses verbunden sind, eine zweite Leitung zum Abführen des Gases oder Gasgemisches von der Linse, durch welche das Innere des Gehäuses und einer Umgebung der Anordnung miteinander verbunden sind, eine Kontrolleinheit zum Regeln des Flusses des Gases oder Gasgemisches in das Innere des Gehäuses, ein Gerät zur Messung des Anteiles einer Substanz an dem Gas oder Gasgemisch, welches mit der zweiten Leitung verbunden ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das beim Spülvorgang aus dem Gehäuse umfassend das Linsensystem mit einer Vielzahl von Einzellinsen abfließende Gas oder Gasgemisch auf Anteile von Substanzen hin untersucht, so daß Rückschlüsse auf die im Innern des Gehäuses, d.h. an der Linsenoberfläche, vorgehenden Gasreaktionen bzw. photochemischen Umwandlungsreaktionen gezogen werden können. Bei dieser Untersuchung können bestimmte Substanzen in dem Gas oder Gasgemisch auf ihren Mengen- oder Volumen- oder Molanteil hin untersucht werden, es ist aber auch möglich, eine komplette Aufschlüsselung, d.h. Messung, aller Substanzen in dem Gas oder Gasgemisch vorzunehmen. Anstelle eines genauen Anteilswertes kann die Messung auch in einer Kontrolle bestehen, ob ein bestimmter Schwell- wert für den Anteil überschritten wurde oder nicht .
Bei den Substanzen handelt es sich um unter dem Verdacht der Kontamination stehendes Material wie beispielsweise Öle, Wasser, Ausgasungen von Kunststoffen oder üblicherweise in Reinräumen verwendete Materialien zur Durchführung chemischer Prozesse. Sie können als Gase, Gasgemische, Aerosole, Dampf, Schwebeteilchen etc. in dem spülenden Gas oder Gasgemisch etc. vorliegen.
Als Bezugs- oder Referenzwert für eine Messung wird ebenfalls der Anteil der Substanz bzw. der Substanzen in dem zufließenden Gas oder Gasgemisch gemessen. Dieser Referenzwert wird mit dem gemessenen Wert in dem abfließenden Gas verglichen. Ergibt sich in dem Vergleich ein Unterschied, so wird klar, daß in dem Gehäuse umfassend die Linsen chemische, insbesondere photochemische Reaktionen stattgefunden haben müssen. Die erste Messung des Anteiles in dem zufließenden Gas kann erfindungsgemäß auch in größeren Abständen oder auch nur einmalig für ein System-Setup durchgeführt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn nur ein Meßgerät für die Messung des Anteiles der Substanz an dem Gas oder Gasgemisch zur Verfügung steht, so daß nicht für jeden Durchlauf des er- findungsgemäßen Verfahrens ständig die Verbindung der Zu- bzw. Ableitungen umgeschaltet werden muß.
Zudem ist anzunehmen, daß, wenn eine konkreter Gas- oder Gasgemischbehälter als Quelle für das zufließende Gas zum Spülen der Linsen bereitgestellt ist, sich die Zusammensetzung in dem Behälter nicht ändert, so daß die erste Messung nur einmalig durchgeführt zu werden braucht.
Übertrifft die Differenz des Substanzanteiles in dem zu- be- ziehungsweise abfließenden Gas einen bestimmten Schwellwert, welcher aus der Erfahrung gewonnen werden kann, so wird ein Signal generiert, das gemäß weiteren Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung dazu genutzt wird, Aktionen einzuleiten, mit denen die Degradation der Linse vermieden werden kann. Dazu gehören beispielsweise die Unterbrechung der aktuellen Produktion im Projektionsapparat zur Untersuchung der Ursache, aufgrund welcher die kontaminierende Substanz in das Innere des Spülsystems gelangen konnte. Das Signal kann auch dazu verwendet werden, den Austausch der Linse bzw. des ge- samten Gehäuses einzuleiten. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn feststeht, daß interne Quellen wie ausgasende Dichtungsringe oder Öle die Ursache der Kontamination sind.
Das erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere auch dann vorteilhaft verwendet werden, wenn das Gehäuse mit dem Linsensystem gerade geöffnet wurde, um Systemarbeiten wie etwa den Austausch einer Linse vorzunehmen, so daß kurz nach die- sem Vorgang noch externe Gase oder Gasgemische innerhalb des Gehäuses vorhanden sind. Um festzustellen, wie lange gespült werden muß bis diese Reste aus dem Gehäuse entfernt sind, ist es vorteilhaft, das abfließende Gas mit dem zufließenden Gas vergleichen zu können. Im Falle von hochreiner, getrockneter Luft als Spülgasgemisch besteht nämlich die Gefahr, daß kurz nach der Öffnung noch vorhandenes Luftgemisch aus der Reinraumumgebung mit hohem Wasseranteil in dem Linsensystem verbleibt. Spuren von Feuchtigkeit in dem Luftgemisch gelten je- doch als ursächlich für die Bildung der Salze auf den Linsenoberflächen. Erfindungsgemäß können somit Messungen der Substanzanteile von Sauerstoff und Wasser (H20) in dem zu- bzw. abfließenden Gas oder Gasgemisch miteinander verglichen werden. Gemäß dem Stand der Technik bestand hier nur die Mög- lichkeit aufgrund von Erfahrungswerten den Zeitpunkt der Wiederaufnahme der Produktion, d.h. der Belichtung von Wafern, zu bestimmen.
Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert werden. Darin zeigt
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Spülen einer Linse eines Projektionsapparates gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In der in Figur 1 gezeigten schematischen Darstellung einer Anordnung zum Spülen einer Linse in einem Linsensystem eines Projektionsapparates 41 zur Belichtung von Halbleiterwafern 100 ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung skizziert. Die elementaren Bestandteile des Projektionsapparates 41 sind auf der rechten Seite der Figur 1 zu sehen. Eine Beleuchtungsquelle 14 emittiert Licht der Wellenlänge 193 nm (ArF-Laser) , welches durch ein System von Linsen 10 in einem photoempfindlichen Lack, welcher auf dem Halbleitersub- strat 100 aufgebracht ist, fokussiert wird. Nicht dargestellt ist eine Maske mit Strukturen sowie weitere Linsen, welche zwischen der Beleuchtungsquelle 14 und den Linsen 10 angeord- net sind, wobei die transparent ausgebildeten Strukturen auf der Maske von einem mit Hilfe der weiteren Linse generierten parallelen Lichtbündels durchstrahlt werden.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch Belichtungs- bzw. Projektionsanordnungen, bei denen scharf gebündelte Laserstrahlen ohne Durchleuchtung einer Maske über das Linsensystem umfassen die Einzellinsen unmittelbar auf das Substrat proji- ziert werden. Die ist beispielsweise bei der Belichtung von photoempfindlichen Lacken auf Masken oder Retikeln der Fall. Auch bei dieser Anordnung kann die erfindungsgemäße Kontrolle eines Spülvorganges vorteilhaft angewendet werden.
Die das Linsensystem zusammensetzenden Einzellinsen 10 sind in einem im wesentlichen luftdichten Gehäuse 12 angeordnet. Ein mit Stickstoff gefüllter Gasbehälter 20 wird als Quelle für das Spülgas verwendet. Das Stickstoffgas bzw. - gasgemisch, soweit weitere Gaszusätze verwendet werden, wird über Zuleitungen 30 in das Gehäuse 12 mit den Linsen 10 ge- leitete. Dieser Vorgang wird mittels einer Steuereinheit 50 für den Gasdurchfluß kontrolliert. Die Steuereinheit 50 ist mit einem Manometer 52 und einem Barometer 54 verbunden, mit welchem u.a. der Gasdruck, die Temperatur etc. innerhalb des Gehäuses 12 gemessen werden können. Durch diese Anordnung wird ein Regelkreislauf definiert, wodurch im wesentlichen konstante physikalische Bedingungen innerhalb des Gehäuses 12 gewährleistet werden. Das Stickstoffgas umspült die Linsen 10 und verläßt das Gehäuse 12 über eine zweite Leitung (Ableitung) 40. Dabei wird es durch ein Karbon-Filter 45 gereinigt. Der Abfluß des Gases oder Gasgemisches wird ebenfalls durch die Steuereinheit 50 kontrolliert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Gas oder Gasgemisch über die zweite Leitung 40 aus dem Projektionsapparat 41 in den umgebenden Reinraum 42 des Projektionsapparates 41 herausgeführt.
Die im folgenden zu beschreibenden Konstruktionsmerkmale bzw. Bestandteile der Anordnung können als integraler Bestandteil des Projektionsapparates oder auch als ankoppelbares Zusatzmodul realisiert werden. Besonders im zweiten Fall besteht der Vorteil einen mobilen Einsatz in einer eine Vielzahl von Projektionsapparaten umfassenden Halbleiterfertigung zu er- möglichen. Hierzu wird erfindungsgemäß eine standardisierte Schnittstelle für jeden Projektionsapparat zur Verfügung gestellt, an welcher das Zusatzmodul angekoppelt werden kann.
Die das Gas abführende zweite Leitung 40 ist über eine Lei- tung 66 mit einer Detektionskammer 68 verbunden. Der Zustrom von abzuführendem Gas aus der zweiten Leitung 40 in die Detektionskammer 68 wird mit Hilfe eines ersten Ventils 67 gesteuert. Die Detektionskammer 68 umfaßt mehrere Probenkammern, in welcher jeweils nacheinander zeitlich gesteuert Gasprobeentnahmen aus der zweiten Leitung 40 eingebracht werden. Die Entnahme der Gasproben wird durch eine mit der Detektionskammer 68 verbundene Vakuumpumpe 64 ermöglicht. Über ein zweites Ventil 62 werden die einzelnen, zwischengespeicherten Gasproben einem Massenspektrometer 60 zur Messung der Massenanteil einzelner Substanzen wie hier etwa der Wasseranteil zugeführt. Die Steuerung der Ventile 67, 62 sowie der Vakuumpumpe 64, der einzelnen Probenkammern in der Detektionskammer 68 sowie der Messung in dem Massenspektrometer 60 werden mit Hilfe einer in Figur 1 nicht gezeigten weiteren Steuereinheit koordiniert. Diese weitere Steuereinheit ist vorzugsweise mit einer Datenbank gekoppelt, in welcher die gemessenen Substanzanteile gespeichert und den Entnahmezeiten aus der zweiten Leitung 40 zugeordnet werden.
Auf die derart bestimmten Zeitreihen können Analysen angewendet werden, mit denen einerseits zeitlich lokalisierte Ereignisse bestimmt, andererseits aber auch Trends und damit zukünftige Schwellwertüberschreitungen vorhergesagt werden können.
Über eine weitere Leitung 69 ist die Detektionskammer 68 auch mit der ersten Leitung 30 für die Zuführung von Stickstoff aus dem Gasbehälter 20 in das Gehäuse 12 mit den Linsen 10 verbunden. Für die Durchführung der ersten Referenzmessung des anzunehmender Weise noch nicht kontaminierten Gases wird dieses in größeren Abständen gleichfalls in einen der Proben- kammern angebracht und sofort oder später über das Ventil 62 dem Massenspektrometer 60 zur Bestimmung der Anteile der gleichen Substanzen, hier dem Wasseranteil, zugeführt.
Es können parallel zu dem Massenspektrometer 60 mit dem Ven- til 62 weitere elektrische oder optische Sensoren zur Bestimmung der Substanzanteile mit weiteren Ventilen an Detektionskammer 68 angeschlossen werden, wobei auch weitere bekannte Verfahren zur Substanzanalyse von der Erfindung eingeschlossen sind. Es ist desweiteren auch möglich, das den genannten Sensoren zugeführte Gas anschließend wieder in die ersten
Leitungen 30 bzw. zweiten Leitungen 40 zur weiteren Verwendung während der Spülung zurückzuführen.
Die in Figur 1 dargestellten strickpunktierten Linien trennen die Module Projektionsapparat 41, das Zusatzmodul 43 zur
Durchführung der Vergleichsmessung, welches an den Projektionsapparat 41 angekoppelt werden kann, sowie den umgebenden Reinraum 42 voneinander.
Bezugszeichenliste
10 Linse
12 Gehäuse für Linsensystem 14 Beleuchtungsquelle, Laser
20 Gasbehälter für Spülgas
30 erste Leitung, Zuleitung für Spülgas zur Linse
40 zweite Leitung, Ableitung von Spülgas von Linse 41 Projektionsapparat 42 Reinraumumgebung des Projektionsapparatese
43 Zusatzmodul zur Messung von Substanzanteilen im Spülgas oder Gasgemische
45 Karbonfilter
50 Steuereinheit für Gasdurchfluß 52 Nanometer
54 Varometer
60 Massensprektrometer, elektrische oder optische Sensoren
62 zweites Ventil
64 Vakuumpumpe 66 Verbindungsleitung für Gasentnahme
67 erstes Ventil
68 Detektionskammer
69 Verbindungsleitung für Gasentnahme
100 mit photoempfindlichem Lack beschichtetes Substrat, Wa- fer, Fiat-Panel, Maske

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Spülen einer optischen Linse (10) in einem Projektionsapparat (41) zur Belichtung eines mit einem pho- toempfindlichen Lack beschichteten Substrates (100) mittels eines Gases oder Gasgemisches zur Vermeidung von Ablagerungen auf der Linse (10), umfassend die Schritte:
- Bereitstellen einer Quelle (20) für das Gas oder Gasgemisch, - Befördern des Gases oder Gasgemischs durch eine erste Leitung (30) von der Quelle (20) zu der Linse (10) in dem Projektionsapparat (41), '
- erstes Messen wenigstens eines ersten Anteiles einer Substanz an dem Gas oder Gasgemisch in der ersten Leitung (30) ,
- Spülen der Linse (10) ,
- Entfernen des Gases oder Gasgemisches von der Linse (10) durch eine zweite Leitung (40) in eine Umgebung des Projektionsapparates , - zweites Messen wenigstens eines zweiten Anteiles einer Substanz an dem Gas oder Gasgemisch in der zweiten Leitung (40),
- Vergleich des ersten Anteiles mit dem zweiten Anteil,
- Erzeugen eines Signals in Abhängigkeit von dem Vergleich- sergebnis.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Projektionsapparat (41) eine Beleuchtungsquelle (14) um- faßt, aus welcher Licht mit einer Wellenlänge von 193 Nanome- ter oder weniger durch die Linse (10) auf das Substrat (100) gestrahlt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß infolge des erzeugten Signals die Linse (10) gegen eine weitere Linse ausgetauscht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das erste und/oder zweite Messen mit einem oder mehreren op- tischen Detektoren durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das erste und/oder zweite Messen mit einem oder mehreren elektrischen Sensoren durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das erste und/oder zweite Messen mit einem Massenspektrometer (60) durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- in regelmäßigen Zeitabständen Proben aus dem von der Linse (10) entfernten Gas oder Gasgemisch entnommen werden,
- die Proben in separaten Kammern zwischengespeichert werden,
- die Proben zur Durchführung der zweiten Messung nacheinander dem Massenspektrometer (60) zugeführt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schritte unmittelbar nach einem Austausch oder einem Reinigungsvorgang der Linse (10) ausgeführt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Belichtung eines Substrates (100) in Abhängigkeit von der Erzeugung des Signals durchgeführt wird.
10. Anordnung zur Projektion einer Struktur auf ein mit einem photoempfindlichen Lack beschichtetes Substrat (100) , umfassend: - wenigstens eine Linse (10) , welche innerhalb eines im wesentlichen luftdicht abgeschlossenen Gehäuses (12) angeordnet ist,
- eine Beleuchtungsquelle (14) , - eine Quelle (20) für ein Gas oder Gasgemisch zum Spülen der Linse (10) ,
- eine erste Leitung (30) zum Zuführen des Gases oder Gasgemischs zu der Linse (10) , durch welche die Quelle (20) und das Innere des Gehäuses (12) verbunden sind, - eine zweite Leitung (40) zum Abführen des Gases oder Gasgemischs von der Linse (10) , durch welche das Innere des Gehäuses (12) und eine Umgebung (42) der Anordnung miteinander verbunden sind,
- eine Kontrolleinheit (50) zum Regeln des Flusses des Gases oder Gasgemischs in das Innere des Gehäuses (12) ,
- ein Gerät (60) zur Messung des Anteiles einer Substanz an dem Gas oder Gasgemisch, welches mit der zweiten Leitung
(40) verbunden ist.
11. Anordnung nach Anspruch 10, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Detektionskammer (68) zur Aufnahme des Gases oder Gasgemischs für eine Messung, welche zwischen dem Meßgerät (60) und der zweiten Leitung (40) angeordnet ist.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gerät (60) zur Messung des Anteiles ein Massenspektrometer ist .
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Meßgerät (60) mit der ersten Leitung (30) verbunden ist oder ein weiteres Meßgerät zur Messung des Anteiles einer Substanz an dem Gas oder Gasgemisch mit der ersten Leitung
(30) verbunden ist, wobei das eine (60) oder beide Meßgeräte mit der Kontrolleinheit zur Übertragung von Meßergebnissen verbunden sind.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Detektionskammer (68) zwischen dem Meßgerät (60) und der ersten Leitung (30) angeordnet ist.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- ein in wenigstens einer der ersten (30) oder zweiten Leitung (40) angeordnetes Ventil (67) , durch welches die Detektionskammer (68) entweder mit der Linse (10) zuzuführendem oder von der Linse (10) abzuführendem Gas oder Gasge- misch versorgt werden kann,
- ein Pumpensystem (64) zur Zuführung von Gas oder Gasgemisch in die Detektionskammer (68) .
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Detektionskammer (68) eine Anzahl von Probenkammern aufweist, in denen jeweils unterschiedliche Gas- oder Gasgemischproben zur Durchführung einer Messung in dem Gerät (60) zur Messung des Anteiles zwischengespeichert werden können.
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