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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen lithographischen Apparat und
ein Verfahren zur Herstellung eines Produkts.
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Ein
lithographischer Apparat ist eine Maschine, die ein gewünschtes
Muster auf einen Zielabschnitt eines Substrats aufbringt. Lithographische Apparate
können
z.B. bei der Herstellung von integrierten Schaltungen (ICs) verwendet
werden. Hierbei kann eine ein Muster aufbringende Einrichtung, wie
eine Maske, verwendet werden, um ein Schaltungsmuster entsprechend
einer einzelnen Schicht der integrierten Schaltung zu erzeugen,
und dieses Muster kann auf einen Zielabschnitt (z.B. Teil eines oder
mehrerer Dies) auf ein Substrat (z.B. ein Silizium-Wafer), das eine
Schicht aus strahlungsempfindlichem Material (Schutzlack) aufweist,
abgebildet werden. Im allgemeinen enthält ein einzelnes Substrat ein
Netzwerk aus benachbarten Zielabschnitten, die nacheinander belichtet
werden. Bekannte lithographische Apparate umfassen sogenannte Stepper, bei
denen jeder Zielabschnitt bestrahlt wird, indem ein ganzes Muster
in einem Schritt auf den Zielabschnitt aufgebracht wird, und sogenannte
Scanner, bei denen jeder Zielabschnitt bestrahlt wird, indem das
Muster durch den Projektionsstrahl in einer bestimmten Richtung
(der Abtastrichtung) abgetastet wird, während das Substrat gleichzeitig
parallel oder antiparallel zu dieser Richtung abgetastet wird.
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Es
ist vorgeschlagen worden, das Substrat im lithographischen Projektionsapparat
in eine Flüssigkeit
einzutauchen, die einen relativ hohen Brechungsindex aufweist, z.B.
Wasser, um einen Raum zwischen dem finalen Element des Projektionssystems
und dem Substrat zu füllen.
Dadurch soll das Abbilden kleinerer Strukturen ermöglicht werden,
da die Belichtungsstrahlung eine kürzere Wellenlänge in der
Flüssigkeit
hat.
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(Die
Wirkung der Flüssigkeit
kann auch dahingehend betrachtet werden, dass das effektive NA des
Systems und auch die Brennweite erhöht wird.)
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Jedoch
bedeutet das Eintauchen des Substrats oder des Substrats und des
Substrattisches in ein Flüssigkeitsbad
(siehe beispielsweise die
US 4,509,852 ,
die hierdurch durch Literaturhinweis als Ganzes eingefügt wird),
dass eine große
Flüssigkeitsmasse
gegeben ist, die während
einer Abtastbelichtung beschleunigt werden muss. Dies erfordert zusätzliche
oder leistungsstärkere
Motoren, und Turbulenzen in der Flüssigkeit können zu ungewünschten
und unvorhersehbaren Effekten führen.
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Eine
der vorgeschlagenen Lösungen
für ein System
zur Flüssigkeitsversorgung
besteht darin, Flüssigkeit
nur einem begrenzten Bereich des Substrats und zwischen dem finalen
Element des Projektionssystems und dem Substrat zuzuführen, indem
ein Flüssigkeit
begrenzendes System LCS verwendet wird (das Substrat weist im allgemeinen
einen größeren Oberflächenbereich
auf als das finale Element des Projektionssystems). Eine Möglichkeit,
die für eine
derartige Anordnung vorgeschlagen worden ist, ist in der WO 99/49504
offenbart, die hierdurch durch Literaturhinweis als Ganzes eingefügt wird.
Wie in den 2 und 3 dargestellt,
wird Flüssigkeit durch
zumindest einen Eingang IN auf das Substrat zugeführt, vorzugsweise
in der Bewegungsrichtung des Substrats bezogen auf das finale Element,
und wird durch zumindest einen Ausgang OUT entfernt, nachdem sie
unter dem Projektionssystem durchgelaufen ist. Das heißt, während das
Substrat unter dem Element in einer negativen x-Richtung abgetastet
wird, wird Flüssigkeit
an der positiven x-Seite des Elements zugeführt und an der negativen x-Seite
aufgenommen. 2 zeigt die Anordnung schematisch, wobei
Flüssigkeit über den
Eingang IN zugeführt
und an der anderen Seite des Elements durch den Ausgang OUT aufgenommen
wird, der an eine Niederdruckquelle angeschlossen ist. Bei der Darstellung von 2 wird
die Flüssigkeit
in der Bewegungsrichtung des Substrats bezogen auf das finale Element zugeführt, obwohl
dies nicht der Fall sein muss. Es sind verschiedene Ausrichtungen
und Anzahlen von um das finale Element angeordneten Ein- und Ausgängen möglich, ein
Beispiel ist in 3 dargestellt, bei dem vier
Sätze von
Eingängen
mit einem Ausgang an jeder Seite in einem regelmäßigen Muster um das finale
Element vorgesehen sind.
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Eine
weitere vorgeschlagene Lösung
eines begrenzten Bereichs besteht darin, das System zur Flüssigkeitsversorgung
mit einem Abdichtelement zu versehen, das sich entlang zumindest
einem Teil einer Grenze des Raums zwischen dem finalen Element des
Projektionssystems und dem Substrattisch erstreckt. Das Abdichtelement
ist im wesentlichen stationär
in Bezug auf das Projektionssystem in der XY-Ebene, auch wenn eine
gewisse Relativbewegung in der Z-Richtung bestehen kann (in der
Richtung der optischen Achse). Zwischen dem Abdichtelement und der
Oberfläche
des Substrats wird eine Abdichtung gebildet. Die Abdichtung ist
vorzugsweise kontaktfrei, wie z.B. eine Gasdichtung. Ein derartiges
System ist in der Europäischen
Patentanmeldung Nr. 03252955.4 offenbart, die hierdurch durch Literaturhinweis
als Ganzes eingefügt
wird.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Immersionslithographie
zu verbessern, wenn ein System zur Flüssigkeitsversorgung mit begrenztem
Bereich verwendet wird.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist ein lithographischer Apparat gegeben, der
folgendes umfasst:
- – ein Beleuchtungssystem zum
Bereitstellen eines Projektionsstrahls aus Strahlung;
- – eine
Stützstruktur
zum Abstützen
einer Musteraufbringungseinrichtung, wobei die Musteraufbringungseinrichtung
dazu dient, dem Projektionsstrahl in seinem Querschnitt ein Muster
aufzuprägen;
- – einen
Substrattisch zum Halten eines Substrats;
- – ein
Projektionssystem zum Projizieren des mit einem Muster versehenen
Strahls auf einen Zielabschnitt des Substrats unter Verwendung eines Projektionssystems;
und
- – ein
System zur Flüssigkeitsversorgung
zum Bereitstellen einer Immersionsflüssigkeit auf einem begrenzten
Bereich des Substrats in einem Raum zwischen dem Substrat und einem
finalen Element des Projektionssystems,
- – gekennzeichnet
durch eine Steuerung zum Betreiben des Apparates derart, dass alle
Zielabschnitte des Substrats über
im wesentlichen die gleiche Zeitspanne die genannte Immersionsflüssigkeit
aufweisen oder dass eine Belichtungsdosis des genannten, mit einem
Muster versehenen Strahls auf einem bestimmten Zielabschnitt gemäß einer
Zeitdauer gesteuert wird, in der dieser Zielabschnitt die Immersionsflüssigkeit
aufweist.
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Auf
diese Weise kann die Vorrichtung die Lösung des Photolacks auf der
Substratoberfläche
in der Immersionsflüssigkeit
und/oder die Diffusion von Immersionsflüssigkeit in den Lack (Resist)
erklären. Das
Problem besteht darin, dass sich mit Lösen des Photolacks die Auswirkungen
des Auftreffens des mit einem Muster versehenen Strahls auf den
Zielabschnitt ändern,
so dass sich die kritische Dimension, die mit der Zeit des Kontakts
mit Immersionsflüssigkeit
erreicht werden kann, ändert.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung löst
diese Probleme auf eine von zwei Möglichkeiten; entweder stellt
die Vorrichtung sicher, dass jeder Teil des Substrats, der mit einer
Abbildung versehen werden soll (d.h. jeder Zielabschnitt) über im wesentlichen
die gleiche Zeitspanne in eine Immersionsflüssigkeit getaucht wird, oder
die Vorrichtung berücksichtigt,
wie lange der Zielabschnitt des Substrats in Immersionsflüssigkeit eingetaucht
gewesen ist und führt
eine Korrektur für den
projizierten, mit Muster versehenen Strahl durch, um dem Rechnung
zu tragen. Somit muss dann, wenn ein bestimmter Zielabschnitt länger als
durchschnittlich für
das Substrat eingetaucht worden ist, die Intensität bzw. Dauer
der Projektion des mit einem Muster versehenen Strahls auf den besagten Zielabschnitt
gemäß den besonderen
Umständen (z.B.
Art der Struktur, Art der Immersionsflüssigkeit, Art des Schutzlacks,
etc.) erhöht
oder vermindert werden. Ist der Zielabschnitt kürzer als durchschnittlich eingetaucht
worden, muss der mit einem Muster versehene Strahl ebenfalls eingestellt
werden.
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Eine
Möglichkeit
sicherzustellen, dass die Vorrichtung über die Steuerung Änderungen
der kritischen Dimensionen ausgleicht, die sich aufgrund der Immersion
des Photolacks in Immersionsflüssigkeit ändern, besteht
darin, dass die Vorrichtung betätigt wird,
indem das Substrat so bewegt wird, dass jeder Zielabschnitt auf
dem Substrat von der Flüssigkeitsversorgung
bereitgestellte Immersionsflüssigkeit
für im
wesentlichen die gleiche Zeitdauer aufweist. Somit stellt der Weg
des Substrats unter dem Projektionssystem, der gewählt worden
ist, sicher, dass sich das Substrat meanderförmig unter dem Projektionssystem
PL so bewegt, dass jeder Zielabschnitt Teil des begrenzten Bereichs
für die
gleiche Zeitdauer wie alle anderen Zielabschnitte ist.
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Eine
weitere Möglichkeit
sicherzustellen, dass jeder Zielabschnitt für die gleiche Zeitdauer in Immersionsflüssigkeit
eingetaucht wird, besteht darin, ein Hilfssystem für die Flüssigkeitsversorgung vorzusehen,
das Immersionsflüssigkeit
auf dem Substrat außerhalb
der genannten eingegrenzten Fläche bereitstellt,
wobei die Steuerung ausgelegt ist, die Vorrichtung durch Aufbringen
der Immersionsflüssigkeit
außerhalb
der eingegrenzten Fläche
unter Verwendung des Hilfssystems für die Flüssigkeitsversorgung zu steuern.
Auf diese Weise können
Zielabschnitte, die sich aus irgend einem Grund unter dem Projektionssystem
befinden und dadurch durch das System zur Flüssigkeitsversorgung kürzer als
durchschnittlich in Immersionsflüssigkeit
eingetaucht werden, bis auf den gewünschten Pegel mit Hilfe des Hilfssystems
für die
Flüssigkeitsversorgung
Immersionsflüssigkeit
ausgesetzt sein.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Produktherstellungsverfahren
geschaffen worden, das folgende Schritte umfasst:
- – Bereitstellen
eines Substrats;
- – Bereitstellen
eines Projektionsstrahls aus Strahlung unter Verwendung eines Beleuchtungssystems;
- – Verwendung
einer Musteraufbringungseinrichtung, um den Projektionsstrahl über seinen
Querschnitt mit einem Muster zu versehen;
- – Bereitstellen
einer Immersionsflüssigkeit
auf einer begrenzten Fläche
des Substrats in einem Raum zwischen dem Substrat und einem finalen Bauteil
eines Projektionssystems;
- – Projizieren
des mit einem Muster versehenen Strahls auf einen Zielabschnitt
des Substrats unter Verwendung des genannten Projektionssystems;
dadurch
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart betrieben wird, dass
alle Zielabschnitte des Substrats die Immersionsflüssigkeit
darauf für
im wesentlichen die gleiche Zeitspanne aufweisen oder dass eine
Belichtungsdosis des mit einem Muster versehenen Strahls auf einem
ausgewählten
Zielabschnitt entsprechend einer Zeitdauer gesteuert wird, in welcher
der ausgewählte
Zielabschnitt Immersionsflüssigkeit
aufweist.
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Auch
wenn in diesem Text besonderer Bezug auf die Anwendung des lithographischen
Apparates bei der Herstellung von integrierten Schaltungen genommen
werden kann, sollte klar sein, dass der hier beschriebene lithographische
Apparat andere Anwendungsmöglichkeiten
haben kann, wie z.B. für
die Herstellung integrierter optischer Systeme, Leit- und Erfassungsmuster
für Magnetblasenspeicher,
Flüssigkristallanzeigen
(LCDs), Dünnschicht-Magnetköpfen, und
dergleichen. Der Fachmann wird erkennen, dass im Zusammenhang mit
derartigen alternativen Anwendungsmöglichkeiten jegliche Benutzung
der Begriffe „Wafer" oder „Die" in diesem Text jeweils
als Synonym für
die allgemeineren Begriffe „Substrat" oder „Zielabschnitt" betrachtet werden
können.
Das Substrat, auf das hier Bezug genommen wird, kann vor oder nach
der Belichtung bearbeitet werden, z.B. in einem Track (einem Werkzeug,
dass typischer Weise eine Schutzschicht auf ein Substrat aufbringt und
die belichtete Schutzschicht entwickelt) oder einem Metrologie-
oder Inspektionswerkzeug. Dort wo es anwendbar ist, kann das hier
Offenbarte auf diese und andere Substratbearbeitungswerkzeuge angewandt
werden. Ferner kann das Substrat mehr als einmal bearbeitet werden,
zum Beispiel um eine mehrschichtige integrierte Schaltung zu schaffen,
so dass sich der hier verwendete Begriff Substrat auch auf ein Substrat
beziehen kann, das bereits mehrere bearbeitete Schichten enthält.
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Die
hier verwendeten Begriffe „Strahlung" und „Strahl" umfassen alle Arten
elektromagnetischer Strahlung, einschließlich ultraviolette (UV) Strahlung
(z.B. mit einer Wellenlänge
von 365, 248, 193, 157 oder 126 nm).
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Der
hier verwendete Begriff „Musteraufbringungseinrichtung" sollte so weit interpretiert
werden, dass er sich auf Einrichtungen bezieht, die dafür verwendet
werden können,
einem Projektionsstrahl in seinem Querschnitt ein Muster aufzuprägen, um
so ein Muster in einem Zielabschnitt des Substrats zu erzeugen.
Es ist zu beachten, dass das dem Projektionsstrahl aufgeprägte Muster
dem gewünschten Muster
im Zielabschnitt des Substrats nicht genau entsprechen kann. Im
allgemeinen entspricht das dem Projektionsstrahl aufgeprägte Muster
einer bestimmten funktionalen Schicht in einem im Zielabschnitt
erzeugten Bauteil wie z.B. einer integrierten Schaltung.
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Musteraufbringungseinrichtungen
können lichtdurchlässig oder
reflektierend sein. Beispiele für Musteraufbringungseinrichtungen
umfassen Masken, programmierbare Spiegelfelder und programmierbare
LCD-Tafeln. Masken sind in der Lithographie bekannt und umfassen
binäre,
wechselnde Phasenverschiebungs- und reduzierte Phasenverschiebungs-Masken
sowie verschiedene Arten von Hybridmasken. Ein Beispiel eines programmierbaren Spiegelfeldes
verwendet eine Matrix-Anordnung von kleinen Spiegeln, wobei jeder
davon individuell gekippt werden kann, um einen eingehenden Strahlungsstrahl
in verschiedene Richtungen reflektieren zu können; auf diese Weise wird
der reflektierte Strahl mit einem Muster versehen. Bei jedem Beispiel der
Musteraufbringungseinrichtung kann die Stützstruktur zum Beispiel ein
Rahmen oder ein Tisch sein, der je nach Bedarf fixiert oder bewegbar
sein kann und durch den sichergestellt werden kann, dass sich die
Musteraufbringungseinrichtung in einer gewünschten Position befindet,
beispielsweise in Bezug auf das Projektionssystem. Jegliche Verwendung
des hier verwendeten Begriffs „Retikel" oder „Maske" kann als Synonym
für den
allgemeineren Begriff „Musteraufbringungseinrichtung" betrachtet werden.
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Der
hier verwendete Begriff „Projektionssystem" sollte so weit interpretiert
werden, dass er verschiedene Arten von Projektionssystemen umfasst, einschließlich strahlenbrechende
optische Systeme, reflektierende optische Systeme und katadioptrische optische
Systeme, wie sie zum Beispiel für
die verwendete Belichtungsstrahlung geeignet ist, oder für andere
Faktoren wie z.B. die Verwendung einer Immersionsflüssigkeit
oder die Verwendung eines Vakuums. Jegliche Benutzung des Begriffes „Linse" kann als Synonym
für den
allgemeineren Begriff „Projektionssystem" betrachtet werden.
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Das
Beleuchtungssystem kann auch verschiedene Arten von optischen Komponenten
umfassen, einschließlich
brechender, reflektierender und katadioptrischer optischer Bauteile
zum Leiten, Formen oder Steuern des Projektionsstrahls aus Strahlung,
und derartige Bauteile können
auch im Folgenden zusammen oder einzeln als eine „Linse" bezeichnet werden.
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Der
lithographische Apparat kann der Art sein, dass er zwei (zweistufig)
oder mehr Substrattische (und/oder zwei oder mehr Maskentische)
umfasst. Bei derartigen „mehrstufigen" Maschinen können die
zusätzlichen
Tische parallel verwendet werden, bzw. es können an einem oder an mehreren
Tischen vorbereitende Schritte durchgeführt werden, während ein
oder mehrere weitere Tische für
die Belichtung verwendet werden.
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
Erfindung beschrieben, die nur exemplarisch sind, wobei Bezug auf
die begleitenden schematischen Zeichnungen genommen wird, in denen
entsprechende Bezugssymbole entsprechende Teile bezeichnen, wobei:
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1 einen
lithographischen Apparat gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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2 ein
erfindungsgemäßes System
zur Flüssigkeitsversorgung
im Querschnitt;
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3 eine
Draufsicht auf das System zur Flüssigkeitsversorgung
von 2; und
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4 einen
Apparat gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
eine schematische Darstellung eines lithographischen Apparates gemäß einer
bestimmten Ausführungsform
der Erfindung. Der Apparat umfasst:
- – ein Beleuchtungssystem
(Illuminator) IL zum Bereitstellen eines Projektionsstrahls PB aus Strahlung
(z.B. UV-Strahlung);
- – eine
erste Stützstruktur
(z.B. ein Maskentisch) MT zum Abstützen einer Musteraufbringungseinrichtung
(z.B. eine Maske) MA, die mit einer ersten Positioniereinrichtung
PM zur genauen Positionierung der Musteraufbringungseinrichtung
bezogen auf den Gegenstand PL verbunden ist;
- – einen
Substrattisch (z.B. ein Wafer-Tisch) WT zum Halten eines Substrats
(z.B. ein mit einer Schutzschicht bedeckter Wafer) W, der mit einer zweiten
Positioniereinrichtung PW zur genauen Positionierung des Substrats
bezogen auf den Gegenstand PL verbunden ist; und
- – ein
Projektionssystem (z.B. eine brechende Projektionslinse) PL zum
Abbilden eines Musters, das dem Projektionsstrahl PB durch eine
Musteraufbringungseinrichtung MA aufgeprägt worden ist, auf einen Zielabschnitt
C (z.B. ein oder mehrere Dies umfassend) des Substrats W.
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Der
hier gezeigte Apparat ist eine Licht durchlassende Vorrichtung (z.B.
unter Verwendung einer lichtdurchlässigen Maske). Alternativ dazu kann
der Apparat eine reflektierende Vorrichtung (z.B. unter Verwendung
eines programmierbaren Spiegelfeldes einer Art, wie sie vorstehend
genannt ist) sein.
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Der
Illuminator IL empfängt
einen Strahl aus Strahlung von einer Strahlungsquelle SO. Die Quelle und
der lithographische Apparat können
separate Einheiten sein, beispielsweise wenn die Quelle ein Excimer-Laser
ist. In derartigen Fällen
bildet die Quelle nicht Teil des lithographischen Apparates, und der
Strahl aus Strahlung verläuft
von der Quelle SO zum Illuminator IL mit Hilfe eines Strahlzufuhrsystems
BD, das zum Beispiel geeignete Leitspiegel und/oder einen Strahlexpander
umfasst. In anderen Fällen
kann die Quelle in den Apparat integriert sein, zum Beispiel wenn
die Quelle eine Quecksilberlampe ist. Die Quelle SO und der Illuminator
IL können,
bei Bedarf gemeinsam mit dem Strahlzufuhrsystem BD, als ein Strahlungssystem
bezeichnet werden.
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Der
Illuminator IL kann Einstelleinrichtungen AM zum Einstellen der
Winkelintensitätsverteilung des
Strahls aufweisen. Gewöhnlich
kann zumindest der radiale Außen- und/oder Innenabstand
(im allgemeinen jeweils als σ-außen und σ-innen bezeichnet) der
Intensitätsverteilung
in einer Pupillenebene des Illuminators eingestellt werden. Ferner
umfasst der Illuminator IL im allgemeinen verschiedene weitere Komponenten,
wie z.B. einen Integrator IN und einen Kondensor CO. Der Illuminator
stellt einen konditionierten Strahl aus Strahlung bereit, der als
Projektionsstrahl PB bezeichnet wird und in seinem Querschnitt eine
gewünschte
Gleichförmigkeit
und Intensitätsverteilung
aufweist.
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Der
Projektionsstrahl PB fällt
auf die Maske MA, die auf dem Maskentisch MT gehalten wird. Nachdem
er die Maske MA durchlaufen hat, läuft der Projektionsstrahl PB
durch die Linse PL, die den Strahl auf einen Zielabschnitt C des
Substrats W fokussiert. Mit Hilfe der zweiten Positioniereinrichtung PW
und dem Positionsfühler
IF (z.B. einem Interferometer) kann der Substrattisch WT genau verschoben werden,
z.B. um verschiedene Zielabschnitte C im Weg des Strahls PB zu positionieren.
In gleicher Weise können
die erste Positioniereinrichtung PM und ein zweiter Positionsfühler (der
in 1 nicht explizit dargestellt ist) zur genauen
Positionierung der Maske MA in Bezug auf den Weg des Strahls PB
verwendet werden, z.B. nach mechanischem Abruf aus einem Maskenarchiv
oder während
eines Abtastvorgangs. Im allgemeinen wird die Verschiebung der Objekttische
MT und WT mit Hilfe eines langhubigen Moduls (Grobpositionierung)
und eines kurzhubigen Moduls (Feinpositionierung) erzielt, die Teil
der Positioniereinrichtungen PM und PW sind. Im Fall eines Steppers
jedoch (im Gegensatz zu einem Scanner) kann der Maskentisch MT nur
an ein kurzhubiges Stellglied angeschlossen oder es kann fixiert
sein. Die Maske MA und das Substrat W können unter Verwendung von Masken-Ausrichtmarken
M1, M2 und Substrat-Ausrichtmarken
P1, P2 ausgerichtet werden.
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Die
dargestellte Vorrichtung kann mit den folgenden bevorzugten Betriebsarten
verwendet werden:
- 1. Im Schrittmodus werden
der Maskentisch MT und der Substrattisch WT im wesentlichen stationär gehalten,
während
ein ganzes dem Projektionsstrahl aufgeprägtes Muster in einem Schritt (d.h.
einer einzigen statischen Belichtung) auf einen Zielabschnitt C
projiziert wird. Dann wird der Substrattisch WT in X- und/oder Y-Richtung
verschoben, so dass ein anderer Zielabschnitt C belichtet werden
kann. Im Schrittmodus begrenzt die maximale Größe des Belichtungsfeldes die
Größe des Zielabschnitts
C, der durch eine einzige statische Belichtung mit einer Abbildung
versehen worden ist.
- 2. Im Scan-Modus werden der Maskentisch MT und der Substrattisch
WT synchron abgetastet, während
ein dem Projektionsstrahl aufgeprätes Muster in einem Schritt
auf einen Zielabschnitt C projiziert wird (d.h. eine einzige dynamische
Belichtung). Geschwindigkeit und Richtung des Substrattisches WT
in Bezug auf den Maskentisch MT wird durch die Eigenschaften des
Projektionssystems PL hinsichtlich Vergrößerung/Verkleinerung und Bildumkehr
bestimmt. Im Scan-Modus begrenzt die maximale Größe des Belichtungsfeldes die
Breite (in nicht abtastender Richtung) des Zielabschnitts in einer
einzigen dynamischen Belichtung, wohingegen die Länge der
Abtastbewegung die Höhe
(in abtastender Richtung) des Zielabschnitts bestimmt.
- 3. In einem weiteren Modus wird der Maskentisch MT im wesentlichen
stationär
gehalten und hält eine
programmierbare Musteraufbringungseinrichtung, und der Substrattisch
WT wird verschoben bzw. abgetastet, während ein dem Projektionsstrahl
aufgeprägtes
Muster auf einen Zielabschnitt C projiziert wird. In diesem Modus
wird im allgemeinen eine gepulste Strahlungs quelle verwendet und
die programmierbare Musteraufbringungseinrichtung wird wie erwünscht nach
jeder Verschiebung des Substrattisches WT oder zwischen aufeinanderfolgenden
Strahlungsimpulsen während
einer Abtastung aktualisiert. Dieser Betriebsvorgang kann ohne Weiteres
auf die maskenlose Lithographie angewendet werden, die programmierbare
Musteraufbringungseinrichtungen wie z.B. ein programmierbares Spiegelfeld der
vorstehend genannten Art verwendet.
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Kombinationen
und/oder Variationen der vorstehend beschriebenen Betriebsarten
oder ganz andere Betriebsarten können
ebenfalls verwendet werden.
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Die
vorstehende Erfindung betrifft die Immersionslithographie, wobei
ein Raum zwischen dem finalen Element des Projektionssystems und
dem Substrat zumindest teilweise mit Immersionsflüssigkeit
gefüllt
ist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ein ungewöhnliches
Problem bei der Immersionslithographie in den Systemarten gefunden, die
ein System zur Flüssigkeitsversorgung
verwenden, das Flüssigkeit
nur zu einem begrenzten Bereich des Substrats liefert. Zwei Beispiele
derartiger begrenzter System zur Flüssigkeitsversorgunge sind in
der WO99/49504 und in der Europäischen
Patentanmeldung Nr. 03252955.4 beschrieben, die hierdurch beide
durch Literaturhinweis als Ganzes eingefügt werden. Die vorliegende
Erfindung findet für
jegliche Art von Systemen zur Flüssigkeitsversorgung für begrenzte
Bereiche Anwendung.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass bei
begrenzten Systemen zur Flüssigkeitsversorgung
ein Problem auftritt, wenn Bereiche des Substrats über unterschiedliche
Zeitspannen mit Immersionsflüssigkeit
in Kontakt sind. Dieses Problem tritt auf, da sich der Photolack,
der das Substrat W bedeckt, mit der Zeit in der Immersionsflüssigkeit
auflöst
bzw. mit ihr reagiert und Immersionsflüssigkeit mit der Zeit in den
Photolack diffundiert, so dass sich die Eigenschaften des Photolacks während der
Dauer der Immersion ändern.
Ein Zielabschnitt, der länger
als ein anderer Zielabschnitt mit Immersionsflüssigkeit in Kontakt gewesen
ist, wird unter den gleichen Belichtungsbedingungen mit einem anderen
Muster versehen werden. Dies ist bei früheren Immersionsapparaten,
wie z.B. bei jenen, bei denen das ganze Substrat oder der Substrattisch in
ein Flüssigkeitsbad
gebracht wurden (siehe beispielsweise
US
4,509,825 ), kein Problem gewesen.
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Eine
der Lösungen
der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Steuerung zu verwenden, um
sicherzustellen, dass alle Abschnitte des Substrats W, die mit einer
Abbildung versehen werden sollen (d.h. alle Zielabschnitte), über im wesentlichen die
gleiche Zeitspanne mit Immersionsflüssigkeit bedeckt werden. Die
Lösung
des Photolacks tritt sowohl während
als auch nach dem Vorgang der Abbildung auf. Die Diffusion der Immersionsflüssigkeit
in den Photolack tritt sowohl vor, während und nach dem Vorgang
der Abbildung auf. Somit muss die Steuerung die Vorrichtung so betreiben,
dass alle Zielabschnitte des Substrats über im wesentlichen die gleiche
Zeitspanne Immersionsflüssigkeit
aufweisen, vielleicht sogar die gleiche Zeitspanne vor, während und
nach dem Vorgang der Abbildung.
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Eine
Möglichkeit,
dies zu tun, besteht darin, einen Weg des Substrats unter dem Projektionssystem
PL zu wählen,
um sicherzustellen, dass dem Kriterium entsprochen wird. Dieser
Weg ist wahrscheinlich nicht der optimale Weg, der den Durchsatz
von Substraten maximiert, jedoch dieser Nachteil wird mehr als ausgeglichen
durch die Tatsache, dass alle Zielabschnitte die gleiche Belichtungsdosis
des Projektionsstrahls erhalten können, die für das bestimmte abzubildende
Muster und die Art des Photolacks, die Immersionsdauer, das abzubildende
Muster, die Wellenlänge
etc. gewählt
werden kann.
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Eine
weitere Möglichkeit,
bei der sichergestellt werden kann, dass alle Teile des Substrat-Photolacks
von Immersionsflüssigkeit
bedeckt sind, so dass den Kriterien entsprochen wird, besteht darin, ein
Hilfssystem zur Flüssigkeitsversorgung
SLSS1, SLSS2 zu verwenden, das dazu benutzt werden kann, weitere
Immersionsflüssigkeit
auf dem Substrat W außerhalb
des begrenzten Bereichs bereitzustellen. Diese Ausführungsform
wird mit Bezug auf 4 beschrieben. Wie aus 4 ersichtlich,
ist ein System zur Flüssigkeitsversorgung
mit einem System zur Flüssigkeitsbegrenzung
LCS um das finale Element des Projektionssystems PL angeordnet und bildet
eine Dichtung mit der Oberfläche
des Substrats W. Die Dichtung ist vorzugsweise eine Gasdichtung 10,
wie sie in der Europäischen
Patentanmeldung Nr. 03252955.4 beschrieben worden ist. Das System
zur Flüssigkeitsbegrenzung
LCS ist stationär
in der XY-Ebene bezogen auf das Projektionssystem PL angeordnet,
und das Substrat W bewegt sich so unter dem Projektionssystem PL,
dass die Zielabschnitte auf dem Substrat W unter das Projektionssystem PL
bewegt werden. Flüssigkeit
wird dem Raum zwischen dem finalen Element des Projektionssystems PL
und dem Substrat W durch den Eingang 20 im System zur Flüssigkeitsbegrenzung
LCS zugeführt.
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Zwei
Arten von Hilfssystemen zur Flüssigkeitsversorgung
SLSS1, SLSS2 sind in 4 dargestellt. Das erste Hilfssystem
zur Flüssigkeitsversorgung
SLSS1 ist ein System zur Flüssigkeitsversorgung ähnlich dem,
das in den 2 und 3 dargestellt
und in der WO99/49504 im Detail beschrieben worden ist und hierdurch
durch Literaturhinweis als Ganzes eingefügt wird. Das zweite Hilfssystem zur
Flüssigkeitsversorgung
SLSS2 ist ähnlich
dem System zur Flüssigkeitsversorgung,
das unter dem Projektionssystem PL in 4 positioniert
ist.
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Die
Vorrichtung kann jegliche Anzahl von Hilfssystemen zur Flüssigkeitsversorgung
SLSS1, SLSS2 umfassen. Die Art des Hilfssystems zur Flüssigkeitsversorgung
SLSS1, SLSS2 ist egal. Vorzugsweise sind die Hilfssysteme zur Flüssigkeitsversorgung
SLSS1, SLSS2 Systeme zur begrenzten Flüssigkeitsversorgung mit Systemen
zur Flüssigkeitsbegrenzung
LCS, wie in 4 dargestellt, die Flüssigkeit
deponieren und aufnehmen, wodurch sie die Flüssigkeit zirkulieren lassen
und die Möglichkeit
geben, die Flüssigkeitsversorgung
ein- und auszuschalten. Auf diese Weise können die Abschnitte des Substrats
W, die Immersionsflüssigkeit
ausgesetzt sind, leicht ausgewählt
werden, um das gewünschte
Ergebnis zu erzielen. Das Hilfssystem zur Flüssigkeitsversorgung kann in
der XY-Ebene bewegt werden und kann mit Hilfe der Steuerung ein-
und ausgeschaltet werden (das bedeutet, dass sie entweder mit Flüssigkeit
gefüllt
oder leer sind).
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Eine
zweite Möglichkeit,
die Lösung
des Photolacks in der Immersionsflüssigkeit zu berechnen besteht
darin, dass die Steuerung den Effekt berechnet, den die Immersionsflüssigkeit
auf den Photolack aufgrund von Daten in einer Datenbank (die Versuchsergebnisse
sein können)
ausübt
oder ausüben
wird, d.h. die Optimalwertsteuerung. Aufgrund dieser Berechnungen
stellt die Steuerung die Belichtungsdosis (Abbildungsparameter)
ein, so dass alle Zielabschnitte dann, sobald der Photolack entwickelt worden
ist, optimal belichtet werden (d.h. Ausgleich für den Grad der Lösung des
Photolacks). Bei positivem Photolack erfordert eine länger dauernde
Immersion in Immersionsflüssigkeit
wahrscheinlich eine höhere
Belichtungsdosis.
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Die
Abbildungsparameter oder Belichtungseigenschaften, die geändert werden,
um die Belichtungsdosis zu variieren, sind wahrscheinlich die Belichtungsintensität und/oder
Belichtungsdauer. Auf diese Weise kann das Substrat unter dem Projektionssystem
PL in einem Weg bewegt werden, der für den Durchsatz optimal ist,
der jedoch nicht darunter leidet, dass bestimmte Bereiche des Substrats
mehr oder weniger als durchschnittlich der Immersionsflüssigkeit
ausgesetzt worden sind. Selbstverständlich kann die Vorrichtung
so programmiert werden, dass Belichtungsdosen als eine Funktion
der Begrenzung des Zielabschnitts auf dem Substrat W gewählt werden.
Diese Daten können
auf Versuchsergebnissen, wie z.B. CD-Messungen, oder auf Modellergebnissen
basieren, so dass die Steuerung nicht wirklich irgendeine Berechnung
durchführt.
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Die
Belichtungsdosis kann auf anderer Basis in einem geschlossenen Kreislauf
zum Beispiel durch Analyse der Zusammensetzung der Immersionsflüssigkeit
oder des pH-Wertes gesteuert werden, was von der Menge der Lösung des
Photolacks in die oder dem Diffundieren in den Photolack der Immersionsflüssigkeit
abhängt.
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Es
ist möglich,
dass alle drei Arten des Kompensierens für die Lösung des Photolacks gleichzeitig
eingesetzt werden.
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Obwohl
bestimmte Ausführungsformen
der Erfindung vorstehend beschrieben worden sind, kann die Erfindung
anders als beschrieben betrieben werden. Die Beschreibung soll die
Erfindung nicht eingrenzen.