WO2006069755A2 - Objektivmodul mit wenigstens einem austauschbaren optischen element - Google Patents

Objektivmodul mit wenigstens einem austauschbaren optischen element Download PDF

Info

Publication number
WO2006069755A2
WO2006069755A2 PCT/EP2005/013990 EP2005013990W WO2006069755A2 WO 2006069755 A2 WO2006069755 A2 WO 2006069755A2 EP 2005013990 W EP2005013990 W EP 2005013990W WO 2006069755 A2 WO2006069755 A2 WO 2006069755A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
optical element
lens module
lens
module according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2005/013990
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2006069755A3 (de
Inventor
Guido Soyez
Stephan Back
Joachim Buechele
Julian Kaller
Guido Limbach
Harald Woelfle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Priority to JP2007547388A priority Critical patent/JP5022912B2/ja
Priority to KR1020077016610A priority patent/KR101252312B1/ko
Priority to US11/722,595 priority patent/US8092029B2/en
Publication of WO2006069755A2 publication Critical patent/WO2006069755A2/de
Publication of WO2006069755A3 publication Critical patent/WO2006069755A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US13/346,430 priority patent/US8376559B2/en
Priority to US13/766,174 priority patent/US8939587B2/en
Priority to US14/605,232 priority patent/US9423695B2/en
Priority to US15/243,397 priority patent/US9703098B2/en
Priority to US15/647,254 priority patent/US20180031827A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0006—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means to keep optical surfaces clean, e.g. by preventing or removing dirt, stains, contamination, condensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/14—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses adapted to interchange lenses
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/7015—Details of optical elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70908—Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
    • G03F7/70933—Purge, e.g. exchanging fluid or gas to remove pollutants

Definitions

  • the invention relates to a lens module with at least one exchangeable optical element.
  • a lens module is to be understood as meaning a part of a projection objective or an illumination objective for semiconductor lithography or even the entire objective.
  • the invention relates to a method for rinsing a receiving region of an optical element.
  • This introduced gas can cause the optical elements in the lens module of the projection exposure apparatus to contaminate by (photo) chemical reaction.
  • the gas introduced can have a different refractive index from the purge gas of the objective module / impair the optical properties.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a lens module, in particular a projection objective for semiconductor lithography, in which after replacement of an optical element and a re-installation no contamination introduced and a quick reuse is possible.
  • this object is achieved in that at least one gas exchange device is arranged in a region of the exchangeable optical element such that a receiving region for the exchangeable optical element can be purged during the replacement of the optical element.
  • the at least one gas exchange device With which the receiving area of the optical element is rinsed during the exchange, ie in the opened state of the objective module, contamination inside the objective module during exchange of the optical element can be avoided, so that after closing the objective module a we- considerably lower rinsing time is necessary.
  • the reduced downtime of the system makes replacement of the optical element more acceptable.
  • the risk of internal contamination during the replacement of the optical element due to a reduced efficiency of the exchangeable optical element can be significantly reduced by the flushing according to the invention of the receiving area for the optical element.
  • An advantage of this solution is that the projection exposure system can be optimized in a very short time for this particular selected application, so that the system can be operated with high throughput even for small batches for a specific type of component.
  • This double exposure has hitherto been used only in connection with intermediate storage of the wafers exposed with a structure outside of the waffle days.
  • the proposed solution effectively reduces the risk of contamination by the two mechanisms described below:
  • contamination can be diffused by the momentary opening of the objective module. This diffusion takes place even when the lens module has a higher pressure compared to the environment.
  • the movement of the exchangeable optical element also allows gas from the environment to be introduced by suction and turbulence.
  • the at least one GausSinnate is designed as a gas inlet device that results in a laminar gas flow through which a diffusion of contaminants from the ambient air when replacing the optical element is completely or almost prevented.
  • the at least one gas inlet device has a grid device with at least one grid or preferably two or more grids for generating the laminar gas flow.
  • a laminar gas flow avoids turbulence and thus effectively removes or removes contaminants which could diffuse into the objective module when the optical element is replaced.
  • Claim 22 relates to a solution in which the receiving area of the optical element is shielded from adjacent spaces by a gas seal.
  • Claim 24 specifies a method according to the invention for rinsing a receiving area of an optical element.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a projection exposure apparatus for semiconductor lithography, which can be used to illuminate structures on wafers coated with photosensitive materials;
  • Figure 2 is a perspective, principle representation of a socket of a lens housing, in which a replaceable optical element is arranged;
  • Figure 3 is a perspective view of a gas inlet device according to the invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of an alternative gas inlet device according to the invention.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a lens module with a plurality of exchangeable optical elements for a further projection exposure apparatus
  • FIG. 6 is a schematic diagram of an objective module with a gas outlet device in a region of the objective housing which lies opposite an insertion opening for the optical element;
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a lens module with a further gas inlet device on the side of the housing fitting opposite the insertion opening;
  • Figure 8 is a schematic representation of a lens module with a further gas inlet device on the side of the insertion opening in the housing socket;
  • Figure 9 is a schematic representation of a lens module with a gas lock for storage of the optical Element
  • FIG. 10 shows a basic representation of a lens module with a gas inlet device with a valve which can be activated via a control device;
  • FIG. 11 shows a schematic representation of a lens module, wherein the interior of the lens housing is designed so that contamination from the receiving area into adjacent spaces in the lens housing is largely suppressed;
  • FIG. 12 shows an alternative arrangement of the element to be exchanged in the objective module.
  • FIG. 1 shows a projection exposure apparatus 1 for semiconductor lithography. This is used to illuminate structures on photosensitive-coated substrate, which generally consists predominantly of silicon and is referred to as wafer 2, for the manufacture of semiconductor devices, such as silicon dioxide. Computer chips.
  • the projection exposure apparatus 1 consists essentially of a lighting device 3, a device 4 for receiving and exact positioning of a provided with a grid-like structure mask, a so-called reticle 5, through which the later structures on the wafer 2 are determined, a device 6 for mounting , Locomotion and exact positioning of the wafer 2 and a projection lens 7.
  • the basic functional principle provides that the structures introduced into the reticle 5 are exposed on the wafer 2, in particular with a reduction of the structures to one third or less of the original size.
  • the requirements to be made of the projection exposure apparatus 1, in particular of the projection objective 7, with regard to the resolution are in the range of a few nanometers.
  • the wafer 2 After a successful exposure of the wafer 2, it is moved on, so that a large number of individual fields, in each case with the structure prescribed by the reticle 5, are exposed on the same wafer 2.
  • a large number of individual fields in each case with the structure prescribed by the reticle 5, are exposed on the same wafer 2.
  • the entire surface of the wafer 2 is removed from the projection exposure apparatus 1 and subjected to a plurality of chemical treatment steps, generally a corrosive removal of material.
  • a plurality of chemical treatment steps generally a corrosive removal of material.
  • several of these exposure and treatment steps are performed sequentially until a plurality of computer chips has been formed on the wafer 2.
  • the illumination device 3 provides a projection beam path 8 required for the imaging of the reticle 5 on the wafer 2, for example light or a similar electromagnetic radiation.
  • the source of this radiation may be a laser or the like.
  • the radiation is supplied to the illumination device 3 via optical elements, so that the projection beam path 8 when hitting the reticle 5 has the desired properties in terms of diameter, polarization and the like.
  • An image of the reticle 5 is generated via the projection beam path 8 and transmitted in a correspondingly reduced manner on the wafer 2 by the projection objective 7, as already explained above.
  • the projection objective 7 consists of a plurality of individual refractive and / or diffractive elements, such as e.g. Lenses, mirrors, prisms, end plates or the like.
  • At least one optical element 9 is mounted in a socket 10, which is designed as an exchangeable optical element.
  • the optical element 9, here a lens is arranged in the projection objective 7 in a pupil plane.
  • the socket 10 with the optical element 9 is in turn mounted in a housing socket 11, which is part of a lens housing 12.
  • the objective is Housing part of the lens module or forms the lens module.
  • the housing mount 11 in this case forms part of the outer circumference of the objective housing 12. Further such replaceable optical elements can likewise be provided in the projection objective 7, the optical element 9 being assumed in the pupil plane in the following.
  • the interchangeable optical element 9 is shown in perspective.
  • the optical element 9 mounted in a receiving area 10 "provided for this purpose in the projection objective 7 is connected, for example, via support feet to the mount 10.
  • the mount 10 is inserted into the housing mount 11 of the objective housing 12 via three attachment elements 13
  • the housing mount 11 of the objective housing 12 consists of a ring, in particular of a steel ring, in which an insertion opening 14 for inserting the mount 10 is incorporated with the optical element 9.
  • the insertion opening 14 is worked into the housing mount 11 of the objective housing 12 , in particular milled in so as to ensure a simple replacement of the optical element 9.
  • the fastening elements 13 can be designed as adjustable fastening elements, eg as manipulators, in order to exactly and center the socket 10 with the optical element 9 in the housing frame 11 of FIG Store lens housing 12 ,
  • two gas inlet means 15 which are each provided laterally of a fastening element 13 is provided.
  • FIG. 3 one of the two gas inlet devices 15 is shown enlarged in greater detail.
  • the areas in each of which a gas inlet device 15 is arranged in the housing mount 11 of the lens housing 12, are marked in Figure 2 with an "X".
  • a gas stream via at least one gas inlet line 16 wherein in Figure 2 for each ' gas inlet means 15 a gas inlet line 16 is shown .ist, the gas inlet means 15 which produce a laminar gas flow.
  • the gas stream introduced into the gas inlet devices 15 from outside the projection objective 7 is supplied from a gas supply device 23 via the gas inlet lines 16 to the gas inlet devices 15.
  • the laminar gas flow shown by the arrows is guided in the direction of the insertion opening 14, whereby a rinsing of the receiving area 10 'of the socket 10 takes place and contamination in the interior of the projection lens 7 during the replacement of the socket 10 is thus avoided.
  • the laminar flow which flows perpendicular to an optical axis 24 through the receiving region 10 'and thus across the interior of the objective housing 12 and at the insertion opening 14 exit, be terminated or switched off.
  • the gas inlet device 15 shown in FIG. 3 has a grid device 17 at the entry into the receiving region 10 '. It is provided with a plurality of successively and mutually offset gratings 18, which are only hinted at here to produce a laminar gas flow.
  • gratings 18 In order to produce a laminar gas flow, generally at least two gratings 18 should be provided, as shown in principle in FIG. However, it is of course also possible to provide only one grid 18 in the grid device 17, if at least a largely laminar gas flow can thus be ensured.
  • FIG. 3 shows the gas inlet line 16 for introducing the gas stream, which is shown here by an arrow 19.
  • gas either high purity nitrogen or noble gas or gas mixtures of such inert gases such as nitrogen or noble gases can be used, wherein advantageously the same gas should be used, which is already inside the Projection lenses 7 is used for flushing the same.
  • a gas pressure of the gas stream used should be regulated so that a laminar gas flow is ensured.
  • at least one transverse bore 22 is provided in the housing mount 11 of the objective housing 12.
  • a bore device 20 with a plurality of holes 21, according to Figure 4 in a plate 20 'are arranged are provided. Since only the grid device 17 has been replaced by the bore device 20 and further provided the same parts as in Figure 3, the same reference numerals have been used.
  • the bore device 20 may also have a plurality of successively and mutually offset holes 21, which are arranged in spaced-apart plates 20 '.
  • FIG. 5 shows a projection objective 7 'with a lens housing 12' for a further embodiment of the projection illumination system 1 in a greatly simplified form.
  • the device 4 for receiving and exact positioning of the reticle 5 and the wafer 2 are indicated by dashed lines.
  • the projection objective 7 ' has, in the beam direction, a refractive part 31, an exchangeable deflection prism 32, a catadioptric part 33 with a lens 34 and an exchangeable concave deflection mirror 35, and a further refractive part 36 with an exchangeable termination element 37.
  • gas inlet devices with gas supply devices 23 and gas inlet lines 16 are arranged in the housing housing (not shown in more detail), whereby during the replacement of the optical elements 32, 35 and 37 their reception areas (not shown in detail in Figure 5) are rinsed.
  • the gas in the interior of the objective house 12 is guided in such a way that it flows through the insertion opening 14 during the exchange, as shown in FIG.
  • the replaceable element 9 is located in the center of a lens housing 12, between at least two further optical elements 9a and 9b.
  • a gas inlet device 41 or 42 is preferably provided at both ends and in the receiving region 10 ', which is the By means of this described arrangement of the gas inlet and outlet devices it is achieved that penetrating contamination is effectively removed from the interior of the objective housing 12.
  • FIG. 7 there is a further gas inlet device 44 in the receiving area 10 ', which accommodates the element 9 to be exchanged.
  • a gas outlet device 45 is located on the side of the objective housing 12 facing the insertion opening 14.
  • an almost laminar flow in the direction of the insertion opening 14 forms inside the objective housing 12 can be removed by the contaminants efficiently from the lens housing 12.
  • Embodiments results in the solution described in FIG. In the vicinity of the receiving area 10 'is on the
  • Insertion opening facing side in addition to the gas inlet means 44 yet another gas inlet 46 is present. In this way, a further significantly increased flushing of the receiving area 10 'is ensured.
  • the replaceable optical element 9 is brought into a gas lock 47, in which a pressure prevails which is greater than the ambient pressure but less than or equal to the desired overpressure in the lens housing 12. Through the lock opening • 60 it becomes introduced into the gas lock 47 and through the insertion opening 14 from there into the lens housing 12. Optionally, in the gas lock 47 more replaceable elements 9c, 9d, 9e are stored.
  • the gas lock 47 is preferably flushed with the same gas as the lens housing 12 and has its own gas inlet device 48 and a gas outlet device 49.
  • the control can take place in a time-controlled manner, for example, with start after a detection of the closing of the motor-operated insertion opening 14 by means of a closing sensor 70 connected to the control device 54 or pressure-controlled via a pressure sensor 52.
  • gas inlet device for the gas supply can also serve any other gas inlet device; It is also conceivable to close a gas outlet device during a change operation.
  • this additional gas stream is introduced into the receiving area 10 'and at the same time or in temporal connection with the motorized actuation of the insertion opening 14 in the lens housing 12 is turned on.
  • the receiving region 10 ' is continuously purged in the direction of the replacement opening during the replacement process.
  • the gas flow may be a multiple of the gas flow commonly used to rinse the lens housing 12. It is advantageous if after changing the optical element, in particular after closing the insertion opening 14 95%, preferably 99% of the operating pressure in the lens housing within 5min, preferably within 30s can be achieved.
  • FIG. 11 shows a solution with which the diffusion of contamination from the receiving area 10 'into adjacent gas spaces 55a and 55b can be restricted. Even if a higher pressure prevails in the adjacent gas spaces 55a, 55b than in the receiving area 10 ', contamination by diffusion can penetrate into them.
  • the contamination of the adjacent gas spaces 55a, 55b is restricted by providing the gap between the adjacent gas spaces 55a, 55b and the receiving area 10 'with a suitable geometry.
  • a circumferential gas seal 5 ⁇ a, 5 ⁇ b can be realized between the optical elements 9a, 9b and the inner wall of the objective housing 12.
  • a gas seal is to be understood as meaning an at least partially open sealing gap in which a sealing action against the environment is achieved by an opposing gas flow.
  • Fig. 11 the preferred flow direction of the purge gas is indicated by the arrows 75a, b, c, d.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

In einem Objektivmodul (7), insbesondere einem Projektionsobjektiv für die Halbleiter-Lithographie, ist wenigstens ein in einem Objektivgehäuse (12) angeordnetes austauschbares optisches Element (9) vorgesehen. Wenigstens eine Gasaustauscheinrichtung (15) ist in einem Bereich des austauschbaren optischen Elements (9) derart angeordnet, dass während des Austauschs des optischen Elements (9) ein Aufnahmebereich (10') für das austauschbare optische Element (9) spülbar ist.

Description

Objektivmodul mit wenigstens einem austauschbaren optischen Element
Die Erfindung betrifft ein Objektivmodul mit wenigstens einem austauschbaren optischen Element. Dabei ist unter einem Objektivmodul ein Teil eines ein Projektionsobjektives oder eines Beleuchtungsobjektives für die Halbleiter-Lithographie oder auch das gesamte Objektiv zu verstehen. Des weiteren betrifft die Er- findung ein Verfahren zur Spülung eines Aufnahmebereiches eines optischen Elements.
Bei Hochleistungsobjektiven, wie es z.B. bei Projektionsobjektiven in der Halbleiter-Lithographie der Fall ist, müssen Abbil- dungsfehler nach einer Justage des Objektives wie auch bei Einsatz des Objektives minimiert werden. Zur Korrektur der Abbildungsfehler ist deshalb ein unter Einsatzbedingungen austauschbares optisches Element vorgesehen.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, austauschbare optische Elemente für den Einsatz der selben Projektionsbelichtungsanlage zur Herstellung verschiedener Arten von Halbleiterbauelementen vorzusehen. Unterschiedliche Halbleiterbauelemente führen aufgrund unterschiedlicher Strukturen (z.B. senkrechte und vertika- Ie Linien, Durchkontaktierungen, Wabenstrukturen) zu anderen Anforderungen an die Art der Belichtung in der Projektionsbelichtungsanlage, z.B. hinsichtlich der numerischen Apertur oder der Art des Beleuchtungsfeldes (z.B. annular, Dipol, Quadrupol) . Zur Realisierung der gewünschten Eigenschaften kommen beispiels- weise Filter in oder nahe der Pupillenebene, die bestimmte räumliche Bereiche der Pupille abblenden, Graufilter, die eine konstante oder über ihre Oberfläche variable Transmission haben o- der polarisierende Elemente in Frage. Dabei können die genannten austauschbaren optischen Elemente so- wohl in dem Projektionsobjektiv als auch im Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage zum Einsatz kommen. Allerdings besteht die Gefahr, dass durch den mit einem Gaseintrag von außen verbundenen Ein- und Ausbau des austauschbaren optischen Elementes eine Kontaminationsfreiheit im Objektivmodul nicht gewährleistet werden kann. Dieses eingebrachte Gas kann zur Folge haben, dass die optischen Elemente in dem Objektivmodul der Projektionsbelichtungsanlage durch (photo) chemische Reaktion kontaminieren. Außerdem kann das eingebrachte Gas, wenn es einen vom Spülgas des Objektivmodules verschiedenen Bre- chungsindex hat/ die optischen Eigenschaften verschlechtern.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Objektivmodul, insbesondere ein Projektionsobjektiv für die Halbleiter-Lithographie, zu schaffen, bei dem nach einem Aus- tausch eines optischen Elementes und einem wiedererfolgten Einbau keine Kontamination eingeführt und ein schneller Wiedereinsatz ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass wenigs- tens eine Gasaustauscheinrichtung in einem Bereich des austauschbaren optischen Elements derart angeordnet ist, dass während des Austauschs des optischen Elements ein Aufnahmebereich für das austauschbare optische Element spülbar ist.
Dies bedeutet, dass nach Einbau des neuen austauschbaren optischen Elements das sich im Objektivmodul befindliche Gasvolumen schnell ausgetauscht werden kann und dadurch nach kurzer Zeit eine weitere Benutzung des Objektivmodules problemlos möglich ist..
Durch die erfindungsgemäße wenigstens eine Gasaustauscheinrichtung, mit welcher der Aufnahmebereich des optischen Elements während des Austauschs, d.h. im geöffneten Zustand des Objektivmodules, gespült wird, kann eine Kontamination im Inneren des Objektivmodules beim Tausch des optischen Elements vermieden werden, so dass nach dem Schließen des Objektivmodules eine we- sentlich geringere Spülzeit notwendig ist. Durch die so verringerte Stillstandszeit der Anlage wird ein Austausch des optischen Elements akzeptabler. Die Gefahr von internen Kontaminationen beim Austausch des optischen Elements aufgrund einer ver- minderten Wirksamkeit des austauschbaren optischen Elements kann durch die erfindungsgemäße Spülung des Aufnahmebereichs für das optische Element deutlich verringert werden.
Ein Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die Projektionsbe- lichtungsanlage in sehr kurzer Zeit für diese jeweils gewählte Anwendung optimiert werden kann, so dass die Anlage auch bei kleinen Chargen für eine bestimmte Bauelementsorte mit hohem Durchsatz betrieben werden kann.
Besonders günstig ist es, wenn die o. .g. Optimierung so schnell erfolgt, dass nach jeden Wafer eine Optimierung durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht den Anwender, denselben Wafer zweimal direkt in Folge hintereinander zu belichten, z.B. mit vertikalen und horizontalen Strukturen, ohne ihn von der Waferstage entnehmen zu müssen, was die Genauigkeit der räumlichen Positionierung der beiden Strukturen zu einander deutlich verbessern würde.
Diese als double-exposure bekannte Doppelbelichtung wird bisher nur in Verbindung mit Zwischenlagerung der mit einer Struktur belichteten Wafer außerhalb der Waferstage genutzt.
Die vorgeschlagene Lösung vermindert wirkungsvoll die Gefahr der Kontamination durch die beiden nachfolgend geschilderten beiden Mechanismen: Während des Austausches der optischen Elemente kön- nen Kontaminationen durch die kurzzeitige Öffnung des Objektivmodules in dieses eindiffundieren. Diese Diffusion findet sogar dann statt, wenn das Objektivmodul einen gegenüber der Umgebung erhöhten Druck hat. Durch die Bewegung des austauschbaren optischen Elements kann zudem Gas aus der Umgebung durch Sogwirkung und Verwirbelung eingebracht werden.
Ein weiterer Weg zur Eintrag von Kontamination ist auf dem aus- tauschbaren Element adsorbierte Kontamination, insbesondere Kohlenwasserstoffe, die sich bei der Lagerung auf diesem niederschlagen können.
In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Gausaustauscheinrichtung derart als Gaseinlasseinrichtung ausgebildet ist, dass sich ein laminarer Gasstrom ergibt, durch welchen ein Eindiffundieren von Kontaminationen aus der Umgebungsluft beim Austausch des optischen Elements vollständig bzw. nahezu verhindert wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die wenigstens eine Gaseinlasseinrichtung eine Gittereinrichtung mit wenigstens einem Gitter oder bevorzugt zwei oder mehr Gittern zur Erzeugung des laminaren Gasstromes auf.
Durch einen laminaren Gasstrom werden Verwirbelungen vermieden und somit Kontaminationen, welche beim Austausch des optischen Elementes in das Objektivmodul eindiffundieren könnten, effektiv aus dem Inneren des Objektivmodules entfernt oder ferngehalten.
In Anspruch 15 ist eine weitere Lösung der o. g. Aufgabe angegeben, bei der das auszutauschende optische Element in einer Gasschleuse aufbewahrt wird; Anspruch 22 betrifft eine Lösung, bei der der Aufnahmebereich des optischen Elementes durch eine Gasdichtung von angrenzenden Räumen abgeschirmt wird.
In Anspruch 24 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Spülung eines Aufnahmebereichs eines optischen Elementes angegeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen ünteransprüchen. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt: Figur 1 eine prinzipmäßige Darstellung einer Projektionsbelich- tungsanlage für die Halbleiter-Lithographie, welche zur Belichtung von Strukturen auf mit fotosensitiven Materialien beschichtete Wafer verwendbar ist;
Figur 2 eine perspektivische, prinzipmäßige Darstellung einer Fassung eines Objektivgehäuses, in dem ein austauschbares optisches Element angeordnet ist;
Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Gaseinlasseinrichtung;
Figur 4 eine perspektivische Darstellung einer alternativen er- findungsgemäßen Gaseinlasseinrichtung;
Figur 5 eine prinzipmäßige Darstellung eines Objektivmodules mit mehreren austauschbaren optischen Elementen für eine weitere Projektionsbelichtungsanlage;
Figur 6 eine prinzipmäßige Darstellung eines Objektivmodules mit einer Gasauslasseinrichtung in einem Bereich des Objektivgehäuses, der einer Einschuböffnung für das optische Element gegenüber liegt;
Figur 7 eine prinzipmäßige Darstellung eines Objektivmodules mit einer weiteren Gaseinlasseinrichtung auf der der Einschuböffnung gegenüberliegenden Seite der Gehäusefassung;
Figur 8 eine prinzipmäßige Darstellung eines Objektivmodules mit einer weiteren Gaseinlasseinrichtung auf der Seite der Einschuböffnung in der Gehäusefassung;
Figur 9 eine prinzipmäßige Darstellung eines Objektivmodules mit einer Gasschleuse zur Aufbewahrung des optischen Elementes ;
Figur 10 eine prinzipmäßige Darstellung eines Objektivmodules mit einer Gaseinlasseinrichtung mit einem über eine Steuereinrichtung ansteuerbaren Ventil;
Figur 11 eine prinzipmäßige Darstellung eines Objektivmodules, wobei der Innenraum des Objektivgehäuses so gestaltet ist, dass Kontamination aus dem Aufnahmebereich in be- nachbarte Räume im Objektivgehäuse weitgehend unterdrückt wird;
Figur 12 eine alternative Anordnung des auszutauschenden Elementes in dem Objektivmodul.
In Figur 1 ist eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Halbleiter-Lithographie dargestellt. Diese dient zur Belichtung von Strukturen auf mit fotosensitiven Materialien beschichtetes Substrat, welches im allgemeinen überwiegend aus Silizium besteht und als Wafer 2 bezeichnet wird, zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, wie z.B. Computerchips.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 besteht dabei im wesentlichen aus einer Beleuchtungseinrichtung 3, einer Einrichtung 4 zur Aufnahme und exakten Positionierung einer mit einer gitterartigen Struktur versehenen Maske, ein sogenanntes Reticle 5, durch welche die späteren Strukturen auf dem Wafer 2 bestimmt werden, einer Einrichtung 6 zur Halterung, Fortbewegung und exakten Positionierung des Wafers 2 und einem Projektionsobjektiv 7.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip sieht dabei vor, dass die in das Reticle 5 eingebrachten Strukturen auf dem Wafer 2 belichtet werden, insbesondere mit einer Verkleinerung der Strukturen auf ein Drittel oder weniger der ursprünglichen Größe. Die an die Projektionsbelichtungsanlage 1, insbesondere an das Projektionsobjektiv 7 zu stellenden Anforderungen hinsichtlich der Auflö- sung liegen dabei im Bereich von wenigen Nanometern.
Nach einer erfolgten Belichtung des Wafers 2 wird dieser weiterbewegt, so dass auf denselben Wafer 2 eine Vielzahl von einzel- nen Feldern, jeweils mit der durch das Reticle 5 vorgegebenen Struktur belichtet wird. Wenn die gesamte Fläche des Wafers 2 belichtet ist, wird dieser aus der Projektionsbelichtungsanlage 1 entnommen und einer Mehrzahl chemischer Behandlungsschritte, im allgemeinen einem ätzenden Abtragen von Material, unterzogen. Gegebenenfalls werden mehrere dieser Belichtungs- und Behandlungsschritte nacheinander durchlaufen, bis auf dem Wafer 2 eine Vielzahl von Computerchips entstanden ist.
Die Beleuchtungseinrichtung 3 stellt einen für die Abbildung des Reticles 5 auf dem Wafer 2 benötigten Projektionsstrahlengang 8, beispielsweise Licht oder eine ähnliche elektromagnetische Strahlung, bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird der Beleuchtungseinrichtung 3 über optische Elemente zugeführt, so dass der Projektionsstrahlengang 8 beim Auftreffen auf das Reticle 5 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation und dergleichen aufweist. Über den Projektionsstrahlengang 8 wird ein Bild des Reticles 5 erzeugt und von dem Projektionsobjektiv 7 entsprechend verkleinert auf dem Wafer 2 übertragen, wie bereits vorstehend erläutert wurde. Das Projektionsobjektiv 7 besteht dabei aus einer Vielzahl von einzelnen refraktiven und/oder diffraktiven Elementen, wie z.B. Linsen, Spiegel, Prismen, Abschlussplatten oder dergleichen.
Außerdem ist in dem Projektionsobjektiv 7 wenigstens ein optisches Element 9 in einer Fassung 10 gelagert, welches als austauschbares optisches Element ausgebildet ist. Das optische Element 9, hier eine Linse, ist in dem Projektionsobjektiv 7 in einer Pupillenebene angeordnet. Die Fassung 10 mit dem optischen Element 9 wird wiederum in einer Gehäusefassung 11, welche Teil eines Objektivgehäuses 12 ist, gelagert. Dabei ist das Objektiv- gehäuse Teil des Objektivmoduls bzw. bildet das Objektivmodul. Die Gehäusefassung 11 bildet dabei einen Teil des Außenumfangs des Objektivgehäuses 12. Weitere derartige austauschbare optische Elemente können ebenfalls im Projektionsobjektiv 7 vorgese- hen werden, wobei im Nachfolgenden von dem optischen Element 9 in der Pupillenebene ausgegangen wird.
In Figur 2 ist das austauschbare optische Element 9 perspektivisch dargestellt. Das in einem dafür vorgesehenen Aufnahmebe- reich 10" in dem Projektionsobjektiv 7 gelagerte optische Element .9 wird beispielsweise über Auflagefüßchen mit der Fassung 10 verbunden. Die Fassung 10 wird durch Einschieben in die Gehäusefassung 11 des Objektivgehäuses 12 über drei Befestigungs- elemente 13 mit dieser verbunden. Die Gehäusefassung 11 des Ob- jektivgehäuses 12 besteht aus einem Ring, insbesondere aus einem Stahlring, in welchem eine Einschuböffnung 14 zur Einführung der Fassung 10 mit dem optischen Element 9 eingearbeitet ist. Die Einschuböffnung 14 wird in die Gehäusefassung 11 des Objektivgehäuses 12 eingearbeitet, insbesondere eingefräst, um so ein ein- faches Austauschen des optischen Elementes 9 zu gewährleisten. Die Befestigungselemente 13 können als einstellbare Befestigungselemente, z.B. als Manipulatoren, ausgebildet sein, um die Fassung 10 mit dem optischen Element 9 exakt und zentriert in der Gehäusefassung 11 des Objektivgehäuses 12 zu lagern.
In einem der Einschuböffnung 14 für das optische Element 9 gegenüberliegenden Bereich sind zwei Gaseinlasseinrichtungen 15, welche jeweils seitlich eines Befestigungselementes 13 vorgesehen sind, vorgesehen. In Figur 3 ist eine der beiden Gaseinlass- einrichtungen 15 vergrößert näher dargestellt. Die Bereiche, in denen jeweils eine Gaseinlasseinrichtung 15 in der Gehäusefassung 11 des Objektivgehäuses 12 angeordnet ist, sind in Figur 2 mit einem "X" gekennzeichnet. Während des Austausches der Fassung 10 mitsamt dem optischen Element 9, wobei die Fassung 10 und das optische Element 9 aus der Gehäusefassung 11 des Objektivgehäuses 12 über die Einschuböffnung 14 entfernt werden, wird ein Gasstrom über wenigstens eine Gaseinlassleitung 16, wobei in Figur 2 für jede' Gaseinlasseinrichtung 15 eine Gaseinlassleitung 16 dargestellt .ist, den Gaseinlasseinrichtungen 15 zugeführt, welche einen laminaren Gasstrom erzeugen. Der in die Gaseinlass- einrichtungen 15 von außerhalb des Projektionsobjektivs 7 eingebrachte Gasstrom wird von einer Gaszufuhreinrichtung 23 über die Gaseinlassleitungen 16 den Gaseinlasseinrichtungen 15 zugeführt. Der durch die Pfeile dargestellte laminare Gasstrom wird in Richtung der Einschuböffnung 14 geführt, wodurch eine Spülung des Aufnahmebereiches 10' der Fassung 10 erfolgt und so Kontaminationen im Inneren des .Projektionsobjektives 7 während des Aus- tauschs der Fassung 10 vermieden werden. Nachdem die Fassung 10 mit dem optischen Element 9 wieder an den Befestigungselementen 13 gehaltert worden ist, kann die laminare Strömung, welche senkrecht zu einer optischen Achse 24 durch den Aufnahmebereich 10' und damit quer durch das Innere des Objektivgehäuses 12 strömt und an der Einschuböffnung 14 austritt, beendet bzw. ausgeschaltet werden.
Die in Figur 3 dargestellte Gaseinlasseinrichtung 15 weist eine Gittereinrichtung 17 am Eintritt in den Aufnahmebereich 10' auf. Sie ist mit mehreren hintereinander und zueinander versetzten Gittern 18 versehen, welche hier nur angedeutet sind, um einen laminaren Gasstrom zu erzeugen. Um einen laminaren Gasstrom zu erzeugen, sollten im allgemeinen wenigstens zwei Gitter 18 vorgesehen werden, wie in der Figur 3 prinzipmäßig dargestellt. Es ist selbstverständlich jedoch auch möglich, nur ein Gitter 18 in der Gittereinrichtung 17 vorzusehen, wenn damit wenigstens ein weitgehend laminarer Gasstrom gewährleistet werden kann.
Weiterhin zeigt Figur 3 die Gaseinlassleitung 16 zum Einführen des Gasstromes, welcher hier durch einen Pfeil 19 dargestellt ist. Als Gas kann entweder hochreiner Stickstoff oder Edelgas oder Gasmischungen aus solchen inerten Gasen wie Stickstoff oder Edelgasen eingesetzt werden, wobei vorteilhafterweise das gleiche Gas verwendet werden sollte, welches bereits im Inneren des Projektionsobjektives 7 zur Spülung desselben eingesetzt wird. Ein Gasdruck des eingesetzten Gasstromes sollte so geregelt werden, dass ein laminarer Gasstrom gewährleistet wird. Um den Gasstrom von der Gaseinlassleitung 16 gemäß zu der Gittereinrich- tung 17 zu führen, ist wenigstens eine Querbohrung 22 in der Gehäusefassung 11 des Objektivgehäuses 12 vorgesehen.
Alternativ kann anstatt der Gittereinrichtung 17 mit ein oder mehreren Gittern 18 in einer Platte am Ende der Bohrung 22 in der Gehäusefassung 11 vor dem Auslass in den Aufnahmebereich 10' auch eine Bohrungseinrichtung 20 mit einer Vielzahl von Bohrungen 21, die gemäß Figur 4 in einer Platte 20' angeordnet sind, vorgesehen werden. Da nur die Gittereinrichtung 17 durch die Bohrungseinrichtung 20 ersetzt wurde und weiterhin die gleichen Teile wie in Figur 3 vorgesehen sind, wurden auch die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die Bohrungseinrichtung 20 kann auch mehrere hintereinander und zueinander versetzte Bohrungen 21 aufweisen, welche in auf Abstand voneinander angeordneten Platten 20' angeordnet sind.
In Figur 5 ist ein Projektionsobjektiv 7' mit einem Objektivgehäuse 12' für eine weitere Ausführungsform der Projektionsbe- lichtungsanlage 1 in stark vereinfachter Form dargestellt. Die Einrichtung 4 zur Aufnahme und exakten Positionierung des Retic- les 5 und der Wafer 2 sind gestrichelt angedeutet. Das Projektionsobjektiv 7' weist beginnend beim Reticle 5 in Strahlrichtung einen refraktiven Teil 31, ein austauschbares Umlenkprisma 32, einen katadioptrischen Teil 33 mit einer Linse 34 und einem austauschbaren konkaven Umlenkspiegel 35 sowie einen weiteren refraktiven Teil 36 mit einem austauschbaren Abschlusselement 37 auf. Im Bereich der austauschbaren optischen Elemente, d.h. des Umlenkprismas 32, des konkaven Umlenkspiegels 35 und des Abschlusselements 37 sind Gaseinlasseinrichtungen mit Gaszufuhreinrichtungen 23 und Gaseinlassleitungen 16 in der Gehäusefas- sung (nicht näher dargestellt) angeordnet, wodurch während des Austauschs der optischen Elemente 32, 35 und 37 deren Aufnahme- bereiche (in Figur 5 nicht detailliert dargestellt) spülbar sind.
In bevorzugter Weise wird das Gas im Innenraum des Objektivge- hauses 12 in der Weise geführt, dass es während des Austausches durch die Einschuböffnung 14 abfließt, wie in Figur 6 dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform befindet sich das austauschbare Element 9 in der Mitte eines Objektivgehäuses 12, zwischen wenigstens zwei weiteren optischen Elementen 9a und 9b. Im Gegensatz zu einer Lösung, bei der sich an dem einen Ende des Objektivgehäuses oder des Objektivmodules eine Gaseinlasseinrichtung und am anderen Ende eine Gasauslasseinrichtung befindet, wird bevorzugt an beiden Enden jeweils eine Gaseinlasseinrichtung 41 bzw. 42 vorgesehen und in dem Aufnahmebereich 10' , der das auszutauschende Element 9 beherbergt, eine Gasauslasseinrichtung 43. Durch diese beschriebene Anordnung der Gasein- und -auslasseinrichtungen wird erreicht, dass eindringende Kontamination wirkungsvoll aus dem Innenraum des Objektivgehäuses 12 entfernt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, die in Figur 7 dargestellt ist, befindet sich eine weitere Gaseinlasseinrichtung 44 in dem Aufnahmebereich 10' , der das auszutauschende Element 9 beherbergt. Auf der der Einschuböffnung 14 zugewandten Seite des Objektivgehäuses 12 befindet sich eine Gasauslasseinrichtung 45. Vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist insbesondere, dass sich aufgrund der Anordnung der Gasein- und Gasauslasseinrichtungen eine nahezu laminare Strömung in Richtung der Einschuböffnung 14 im Inneren des Objektivgehäuses 12 aus- bilden kann, durch die Kontaminationen effizient aus dem Objektivgehäuse 12 entfernt werden können.
Durch die Kombination der beiden in Figur 6 und 7 dargestellten
Ausführungsformen ergibt sich die in Figur 8 beschriebene Lö- sung. In der Umgebung des Aufnahmebereiches 10' ist auf der der
Einschuböffnung zugewandten Seite zusätzlich zu der Gaseinlass- einrichtung 44 noch eine weitere Gaseinlasseinrichtung 46 vorhanden. Auf diese Weise wird eine nochmals deutlich gesteigerte Durchspülung des Aufnahmebereiches 10' gewährleistet.
Üblicherweise herrscht im Innenraum des Objektivgehäuses 12 ein leichter Überdruck von 50 bis 1000 Pa relativ zu Umgebung. Erzeugt man nun eine Öffnung, um das austauschbare Element 9 zu tauschen, bricht dieser Überdruck nahezu völlig zusammen, es sei denn, die Gasversorgung ist für eine kurzfristige Lieferung ex- tremer Gasmengen ausgelegt. Dies würde jedoch zu unerwünschten Nebeneffekten wie bspw. .Druckabfall in den Leitungen führen. Z.B. flössen bei 100 Pa Überdruck durch eine Öffnung von 100 x 2 mm in einer 5 mm dicken Gehäusewand 4500 l/min Spülgas ab.
Dieser Druckabfall muss nach Einführen des austauschbaren Elements 9 möglichst kurzfristig wieder ausgeglichen werden. Dies kann durch die folgenden vorteilhaften Möglichkeiten geschehen:
Fig. 9: Das austauschbare optische Element 9 wird in eine Gas- schleuse 47 verbracht, in der ein Druck herrscht, der größer ist als der Umgebungsdruck aber kleiner oder gleich dem Soll- Überdruck in dem Objektivgehäuse 12. Durch die Schleusenöffnung • 60 wird es in die Gasschleuse 47 eingebracht und durch die Einschuböffnung 14 von dort in das Objektivgehäuse 12. Optional können in der Gasschleuse 47 mehrere austauschbare Elemente 9c, 9d, 9e gelagert werden. Die Gasschleuse 47 wird bevorzugt mit demselben Gas gespült wie das Objektivgehäuse 12 und verfügt über eine eigene Gaseinlasseinrichtung 48 und eine Gasauslasseinrichtung 49.
Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 10 dargestellt. Sie beruht auf dem Gedanken, den Druckverlust unabhängig von der Gasversorgung des Objektivgehäuses über die Gaseinlasseinrichtung 41 durch eine zusätzliche Gaseinlasseinrichtung 50 auszuglei- chen, die durch ein mittels einer Steuereinrichtung 54 betätigtes Ventil 51 für die Zeit, die es erforderlich ist, den Druck- abfall auszugleichen, geöffnet wird. Die Steuerung kann zeitgesteuert bspw. mit Start nach einer Detektion des Schließens der motorisch betriebenen Einschuböffnung 14 mittels eines mit der Steuereinrichtung 54 verbundenen Schließsensors 70 oder druckge- steuert über einen Drucksensor 52 erfolgen.
Als Gaseinlasseinrichtung für die Gaszufuhr kann auch jede andere Gaseinlasseinrichtung dienen; ebenso ist es denkbar, während eines Wechselvorganges eine Gasauslasseinrichtung zu schließen.
In einer besonders günstigen Ausführungsform wird dieser zusätzliche Gasstrom in den Aufnahmebereich 10' eingeführt und zeitgleich oder in zeitlichem Zusammenhang mit dem motorischen Betätigen der Einschuböffnung 14 in dem Objektivgehäuse 12 angeschaltet. Dadurch wird der Aufnahmebereich 10' während des Wech- selvorganges kontinuierlich in Richtung der Austauschöffnung gespült. Da der Gasfluss nur für die Dauer des Austausches benötigt wird, kann der Gasfluss ein Vielfaches des üblicherweise zum Spülen des Objektivgehäuses 12 verwendeten Gasflusses sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn nach dem Wechsel des optischen Elementes, insbesondere nach dem Schließen der Einschuböffnung 14 95%, bevorzugt 99% des Betriebsüberdruckes im Objektivgehäuse innerhalb von 5min, bevorzugt innerhalb von 30s erreicht werden.
Figur 11 zeigt eine Lösung, mit der das Eindiffundieren von Kon- tamination aus dem Aufnahmebereich 10' in benachbarte Gasräume 55a und 55b eingeschränkt werden kann. Selbst wenn in den benachbarten Gasräumen 55a, 55b ein höherer Druck herrscht als im Aufnahmebereich 10' , kann Kontamination durch Diffusion in diese eindringen.
Für diese Diffusion gilt die Formel: e D -1 mit u = Strömungsgeschwindigkeit des Gases im Spalt L = Länge des Spaltes in Strömungsrichtung D = Diffusionskoeffizient des Gases C = hier Konzentration im Gasraum 55a C0 = hier Konzentration im Aufnahmebereich 10'
Erfindungsgemäß wird die Kontamination der benachbarten Gasräume 55a, 55b eingeschränkt, indem der Spalt zwischen den benachbarten Gasräumen 55a, 55b und dem Aufnahmebereich 10' mit einer geeigneten Geometrie versehen wird. Beispielsweise kann zwischen den optischen Elementen 9a, 9b und der Innenwandung des Objektivgehäuses 12 eine umlaufende Gasdichtung 5βa, 5βb realisiert sein. Dabei ist unter einer Gasdichtung ein zumindest teilweise offener Dichtspalt zu verstehen, in dem durch einen gegenläufigen Gasstrom eine Dichtwirkung gegen die Umgebung erzielt wird.
In Fig. 11 ist die bevorzugte Strömungsrichtung des Spülgases durch die Pfeile 75a,b,c,d angedeutet.
Bevorzugt ist hier für H2O als Kontamination und N2 als Spülgas eine Kombination aus Spaltlänge und Strömungsgeschwindigkeit mit einer Kontaminationsunterdrückung = Konzentration eines Gases im Gasraum 55a / Konzentration eines Gases im Aufnahmebereich
10' von >10, bevorzugt >1000.
Die genannten Ausführungsformen wurden für ein in der Mitte befindliches Element 9 gezeigt, sind aber auch anwendbar, wenn sich das austauschbare Element 9 am Ende eines Objektivgehäuses 12 befindet, wie z.B. das letzte optische Element eines Projektionsobjektives (vgl. Fig. 12), das im vorliegenden Beispiel als planparallele Platte dargestellt ist. Der Bereich der planparallelen Platte wird dabei durch die Gasdichtung 57 von dem angren- zenden Gasraum 58 separiert. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich exemplarische Realisationsformen dar. Selbstverständlich sind auch weitere Varianten der Erfindung, insbesondere auch Kombinationen der Ausführungsbeispiele oder einzelner Merkmale der Ausführungsbeispiele denkbar.

Claims

Patentansprüche:
1. Objektivmodul, insbesondere ein Projektionsobjektiv für die Halbleiter-Lithographie, mit wenigstens einem in einem Ob- jektivgehäuse austauschbar angeordneten optischen Element, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Gasaustauscheinrichtung (15) in einem Bereich des austauschbaren optischen Elements (9,32,35,37) derart angeordnet ist, dass während des Austauschs des optischen Elements (9,32,35,37) ein Aufnahmebereich (10 ') für das austauschbare optische E- lement (9,32,35,37) spülbar ist.
2. Objektivmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gasaustauscheinrichtung (15) in einer - Gehäusefassung (11) des Objektivgehäuses (12) angeordnet ist.
3. Objektivmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gasaustauscheinrichtung (15) derart als Gaseinlasseinrichtung ausgebildet ist, dass sich ein laminarer Gasstrom ergibt.
4. Objektivmodul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gasaustauscheinrichtung (15) in einem Bereich der Gehäusefassung (11) angeordnet ist, der einer Einschuböffnung (14) für das optische Element (9) gegenüber liegt.
5. Objektivmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Gaseinlasseinrichtung (44) auf der der Einschuböffnung (14) gegenüberliegenden Seite des Objektivgehäuses (12) angeordnet ist.
6. Objektivmodul nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich- net, dass eine weitere Gaseinlasseinrichtung (46) auf der
Seite der Einschuböffnung in dem Objektivgehäuse (12) ange- ordnet ist .
7. Objektivmodul einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gehäusefassung (11) wenigstens eine Quer- bohrung (22) angeordnet ist, die mit einer Gaseinlassleitung (16) verbunden ist.
8. Objektivmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine als Gaseinlasseinrichtung (15) ausgebil- dete Gasaustauscheinrichtung eine Gittereinrichtung (17) mit wenigstens einem Gitter (18) aufweist, das am Ende der Querbohrung (22) vor dem Auslass in dem Aufnahmebereich (10') angeordnet ist.
9. Objektivmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gittereinrichtung (17) wenigstens zwei Gitter (18) zur Erzeugung eines laminaren Gasstromes aufweist.
10. Objektivmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine als Gaseinlasseinrichtung (15) ausgebildete Gausaustauscheinrichtung eine Bohrungseinrichtung (20) mit einer Vielzahl von wenigstens in einer Platte (20') angeordneten Bohrungen (21) aufweist, wobei die Bohrungseinrichtung (20) am Ende der Querbohrung (22) vor dem Auslass in dem Aufnahmebereich (10') angeordnet ist.
11. Objektivmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungseinrichtung (20) wenigstens zwei hintereinander angeordnete Platten (20') mit Bohrungen (21) zur Erzeugung eines laminaren Gasstromes aufweist.
12. Objektivmodul nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander angeordneten Gitter (18) oder Bohrungen (21) zueinander versetzt sind.
13. Objektivmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das austauschbare optische Element (9) in einer Pupillenebene angeordnet ist.
14. Objektivmodul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich- net, dass wenigstens eine Gasauslasseinrichtung (43) in einem Bereich des Objektivgehäuses (12) angeordnet ist, der einer Einschuböffnung (14) für das 'optische Element (9) gegenüber liegt.
15. Objektivmodul, insbesondere ein Projektionsobjektiv für die Halbleiter-Lithographie, mit wenigstens einem .in einem Objektivgehäuse austauschbar angeordneten optischen Element, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gasschleuse (47) zur Aufbewahrung des wenigstens einen optischen Elementes (9) vor- handen ist, die mit dem Innenraum des Objektivgehäuses (12) über eine Einschuböffnung (14) in Verbindung steht.
16. Objektivmodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasschleuse (47) wenigstens eine Gaseinlasseinrichtung (48) aufweist.
17. Objektivmodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasschleuse (47) wenigstens eine Gasauslasseinrichtung (49) aufweist.
18. Objektivmodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gasschleuse (47) gegenüber dem Innenraum des Objektivgehäuses (12) ein Unterdruck und gegenüber der Umgebung ein Überdruck herrscht.
19. Objektivmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Gaseinlasseinrichtung (50) mit einem über eine Steuereinrichtung (54) ansteuerbaren Ventil (51) versehen ist.
20. Objektivmodul nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (54) mit einem Drucksensor (52) zur Druckmessung im Innenraum des Objektivgehäuses (12) in Verbindung steht.
21. Objektivmodul nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (54) mit einer Einschuböffnung (14) in Verbindung steht.
22. Objektivmodul, insbesondere ein Projektionsobjektiv für die Halbleiter-Lithographie, mit wenigstens einem in einem Objektivgehäuse austauschbar angeordneten optischen Element, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektivgehäuse (12) in der Weise ausgebildet ist, dass der Bereich des austauschbaren optischen Elementes über wenigstens eine Gasdichtung (56a,b) mit dem übrigen Innenraum des Objektivgehäuses (12) in Verbindung steht.
23. Objektivmodul nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei H2O als Kontamination und N2 als Spülgas die Kombination aus Spaltlänge und Strömungsgeschwindigkeit in der Weise gewählt ist, dass eine Kontaminationsunterdrückung von >10, bevorzugt >1000 erreicht wird.
24. Verfahren zur Spülung eines Aufnahmebereichs eines in einem Objektivgehäuse angeordneten austauschbaren optischen Elementes, insbesondere eines austauschbaren optischen Elementes für ein Projektionsobjektiv in der Halbleiter- Lithographie, wobei während des Austauschs des optischen E- lementes (9,32,35,37) der Aufnahmebereich (10') mit einem Gas gespült wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (10') des optischen Elementes (9) mit einem laminaren Gasstrom gespült wird.
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülung des Aufnahmebereichs (10 ') derart vorgesehen wird, dass der Gasstrom, welcher von wenigstens einer Gaseinlasseinrichtung (15) einströmt, von einem Bereich aus in den Aufnahmebereich (10 ') einströmt, der gegenüber einer 5 Einschuböffnung (14) für das optische Element (9) liegt.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom senkrecht zu einer optischen Achse (24) des optischen Elementes (9) verläuft. 0
28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom durch eine Einschuböffnung (14), die zum Wechsel des optischen Elementes (9) dient, in zeitlicher Abstimmung mit dem Wechsel des optischen Elementes (9) erhöht wird. 5
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Gasstromes durch die Einschuböffnung 14 durch das Zuschalten einer zusätzlichen Gaseinlasseinrichtung erreicht wird. 0
30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Gasstromes durch die Einschuböffnung 14 durch eine Steigerung des Gaseintrags durch eine bereits verwendete Gaseinlasseinrichtung erreicht wird.
Ib
31. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Gasstromes durch die Einschuböffnung 14 durch eine Reduzierung des Gasstromes durch eine Gasauslasseinrichtung erreicht wird. so
32. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Gasstromes durch den Druckabfall im Innenraum des Objektivgehäuses (12) beim Wechsel des optischen Elementes (9) ausgelöst wird.
5
33. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom durch den Öffnungszustand einer Einschuböffnung (14) bei einem Wechsel des optischen Elementes (9) beein- flusst wird.
34. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Wechsel des optischen Elementes (9) 95%, bevorzugt 99% des Betriebsüberdruckes im Objektivgehäuse (12) innerhalb von 5min, bevorzugt innerhalb von 30s erreicht werden.
PCT/EP2005/013990 2004-12-23 2005-12-23 Objektivmodul mit wenigstens einem austauschbaren optischen element Ceased WO2006069755A2 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007547388A JP5022912B2 (ja) 2004-12-23 2005-12-23 少なくとも１つの交換可能な光学素子を備えるレンズモジュール
KR1020077016610A KR101252312B1 (ko) 2004-12-23 2005-12-23 적어도 하나의 교체 가능한 광학 요소를 포함하는 대물렌즈모듈
US11/722,595 US8092029B2 (en) 2004-12-23 2005-12-23 Lens module comprising at least one exchangeable optical element
US13/346,430 US8376559B2 (en) 2004-12-23 2012-01-09 Lens module comprising at least one exchangeable optical element
US13/766,174 US8939587B2 (en) 2004-12-23 2013-02-13 Lens module comprising at least one exchangeable optical element
US14/605,232 US9423695B2 (en) 2004-12-23 2015-01-26 Lens module comprising at least one exchangeable optical element
US15/243,397 US9703098B2 (en) 2004-12-23 2016-08-22 Lens module comprising at least one exchangeable optical element
US15/647,254 US20180031827A1 (en) 2004-12-23 2017-07-11 Lens module comprising at least one exchangeable optical element

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63968404P 2004-12-23 2004-12-23
US60/639,684 2004-12-23

Related Child Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US11/722,595 A-371-Of-International US8092029B2 (en) 2004-12-23 2005-12-23 Lens module comprising at least one exchangeable optical element
US72259508A Continuation 2004-12-23 2008-02-28
US13/346,430 Continuation US8376559B2 (en) 2004-12-23 2012-01-09 Lens module comprising at least one exchangeable optical element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2006069755A2 true WO2006069755A2 (de) 2006-07-06
WO2006069755A3 WO2006069755A3 (de) 2006-10-05

Family

ID=35809556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2005/013990 Ceased WO2006069755A2 (de) 2004-12-23 2005-12-23 Objektivmodul mit wenigstens einem austauschbaren optischen element

Country Status (4)

Country Link
US (6) US8092029B2 (de)
JP (1) JP5022912B2 (de)
KR (1) KR101252312B1 (de)
WO (1) WO2006069755A2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1813989A1 (de) * 2006-01-30 2007-08-01 ASML Netherlands B.V. Lithographische Projektionsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung
DE102006050835A1 (de) * 2006-10-27 2008-05-08 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren und Vorrichtung zum Austausch von Objetkivteilen
DE102008028415A1 (de) 2007-06-22 2008-12-24 Carl Zeiss Smt Ag Optische Baugruppe, Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie und Projektionsobjektiv

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2008184A (en) 2011-02-28 2012-08-29 Asml Netherlands Bv Gas manifold, module for a lithographic apparatus, lithographic apparatus and device manufacturing method.
KR101986341B1 (ko) * 2012-03-30 2019-06-07 삼성전자주식회사 양방향 카메라 모듈 및 그를 구비한 플립 칩 본딩 장치
CN109283797B (zh) * 2017-07-21 2021-04-30 上海微电子装备（集团）股份有限公司 物镜保护装置、物镜系统以及光刻设备
CN115327780B (zh) 2017-09-11 2025-08-26 杜比实验室特许公司 用于ar/vr/mr的模块化拆卸式可穿戴装置
DE102021205985A1 (de) 2021-06-11 2022-12-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Optische Anordnung für die EUV-Lithographie und Verfahren zum Regenerieren eines gasbindenden Bauteils

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19830438A1 (de) * 1998-07-08 2000-01-13 Zeiss Carl Fa Verfahren zur Dekontamination von Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen
WO2001073825A1 (en) 2000-03-29 2001-10-04 Nikon Corporation Aligner, apparatus and method for transferring wafer, microdevice and method for manufacturing the same
KR20010095087A (ko) 2000-03-30 2001-11-03 시마무라 테루오 노광장치, 노광방법 및 디바이스의 제조방법
DE10121346A1 (de) 2001-05-02 2002-11-07 Zeiss Carl Objektiv, insbesondere Projektionsobjektiv für die Halbleiter-Lithographie
JP2004071663A (ja) 2002-08-02 2004-03-04 Canon Inc 露光装置
DE10253162B4 (de) * 2002-11-14 2005-11-03 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Spülen einer optischen Linse
US7136142B2 (en) * 2004-05-25 2006-11-14 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus having a gas flushing device
US7446849B2 (en) * 2004-07-22 2008-11-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1813989A1 (de) * 2006-01-30 2007-08-01 ASML Netherlands B.V. Lithographische Projektionsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung
US7724351B2 (en) 2006-01-30 2010-05-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and exchangeable optical element
US10620543B2 (en) 2006-01-30 2020-04-14 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and device for the correction of imaging defects
US11003088B2 (en) 2006-01-30 2021-05-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and device for the correction of imaging defects
DE102006050835A1 (de) * 2006-10-27 2008-05-08 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren und Vorrichtung zum Austausch von Objetkivteilen
WO2008049926A3 (de) * 2006-10-27 2008-10-16 Zeiss Carl Smt Ag Verfahren und vorrichtung zum austausch von objektivteilen
JP2010507915A (ja) * 2006-10-27 2010-03-11 カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー 対物レンズ部品を交換する方法及び装置
DE102008028415A1 (de) 2007-06-22 2008-12-24 Carl Zeiss Smt Ag Optische Baugruppe, Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie und Projektionsobjektiv
EP2034363A2 (de) 2007-06-22 2009-03-11 Carl Zeiss SMT AG Optische Baugruppe, Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithogaphie und Projektionsobjektiv
US7768721B2 (en) 2007-06-22 2010-08-03 Carl Zeiss Smt Ag Optical assembly, projection exposure apparatus and projection objective

Also Published As

Publication number Publication date
US20150138521A1 (en) 2015-05-21
US8939587B2 (en) 2015-01-27
US20130155509A1 (en) 2013-06-20
KR101252312B1 (ko) 2013-04-08
WO2006069755A3 (de) 2006-10-05
JP2008526004A (ja) 2008-07-17
US20180031827A1 (en) 2018-02-01
US8092029B2 (en) 2012-01-10
US20120105958A1 (en) 2012-05-03
US20080137192A1 (en) 2008-06-12
US9423695B2 (en) 2016-08-23
US20160357012A1 (en) 2016-12-08
KR20070087667A (ko) 2007-08-28
US9703098B2 (en) 2017-07-11
US8376559B2 (en) 2013-02-19
JP5022912B2 (ja) 2012-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60217771T2 (de) Belichtungssystem, Projektionsbelichtungsapparat und Verfahren zur Herstellung eines Artikels
DE60319658T2 (de) Lithographischer Apparat und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung
DE102008013229B4 (de) Beleuchtungsoptik für die Mikrolithographie
DE10258718A1 (de) Projektionsobjektiv, insbesondere für die Mikrolithographie, sowie Verfahren zur Abstimmung eines Projektionsobjektives
DE102004013886A1 (de) Verfahren zur Mehrfachbelichtung, Mikrolithografie-Projektionsbelichtungsanlage und Projektionssystem
WO2007085290A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur korrektur von abbildungsfehlern
DE102008007449A1 (de) Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung eines Objektfeldes einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie
DE102008001553A1 (de) Komponente zur Einstellung einer scanintegrierten Beleuchtungsenergie in einer Objektebene einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage
WO2006069755A2 (de) Objektivmodul mit wenigstens einem austauschbaren optischen element
EP1291720B1 (de) Zoom-System für eine Beleuchtungseinrichtung
WO2003092256A2 (de) Projektionsverfahren und projektionssystem mit optischer filterung
DE102005024163A1 (de) Optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE602006000372T2 (de) Lithografisches Projektionsgerät und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung
DE102015216528A1 (de) Beleuchtungssystem für EUV-Projektionsbelichtungsanlage, EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit Beleuchtungssystem und Verfahren zum Betreiben einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage
EP3737999B1 (de) Pupillenfacettenspiegel, beleuchtungsoptik und optisches system für eine projektionsbelichtungsanlage
DE102019209265A1 (de) Blende, optisches system und lithographieanlage
EP3019789A1 (de) Optische hohlwellenleiter-baugruppe
DE102008033213A1 (de) Kombiblende für katoptrische Projektionsanordnung
DE102015220144A1 (de) Optisches System und Lithographieanlage
DE102023204744A1 (de) Optisches system und projektionsbelichtungsanlage
WO2024188993A1 (de) Adaptives optisches element mit einführelement
WO2004099873A2 (de) Beleuchtungssystem für eine mikrolithographie-projektionsbelichtungsanlage
DE102006021161A1 (de) Projektionsobjektiv insbesondere für die Mirkolithographie
EP3352014A1 (de) Optische anordnung, insbesondere in einer projektionsbelichtungsanlage für die euv-lithographie
DE102016208006A1 (de) Optische Anordnung, Lithographieanlage und Verfahren zum Ändern einer numerischen Apertur

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005824577

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007547388

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020077016610

Country of ref document: KR

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2005824577

Country of ref document: EP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 05824577

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11722595

Country of ref document: US