DE602005003082T2

DE602005003082T2 - Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung

Info

Publication number: DE602005003082T2
Application number: DE602005003082T
Authority: DE
Inventors: Christiaan Alexander Hoogendam; Johannes Henricus Wilhelmus Jacobs; Nicolaas Ten Kate; Frits Van Der Meulen
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2004-09-20
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2025-09-08
Also published as: TWI277839B; CN100524035C; EP1637931A1; KR100767089B1; KR20060051387A; TW200622507A; US20060061739A1; DE602005003082D1; JP4347282B2; CN1752851A; JP2006093703A; EP1637931B1; SG121142A1; EP1850181A1; JP4728382B2; US7133114B2; SG141452A1; JP2009094532A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils.
Eine lithographische Vorrichtung ist eine Maschine, die ein gewünschtes Muster auf ein Substrat aufbringt, gewöhnlich auf einen Zielbereich des Substrats. Eine lithographische Vorrichtung kann beispielsweise bei der Herstellung integrierter Schaltungen (ICs) eingesetzt werden. In diesem Fall kann eine Musteraufbringungseinrichtung, die alternativ als eine Maske oder ein Reticle bezeichnet wird, zum Erzeugen eines Schaltungsmusters verwendet werden, das auf einer individuellen Schicht der integrierten Schaltung gebildet werden soll. Dieses Muster kann auf einen Zielbereich (der z. B. einen Teil eines, einen oder mehrere Dies enthält) auf einem Substrat (z. B. ein Silizium-Wafer) übertragen werden. Die Übertragung des Musters erfolgt typischer Weise durch Abbildung auf eine Schicht aus strahlungssensitivem Material (Resist), das auf dem Substrat vorhanden ist. Im Allgemeinen enthält ein Einzelsubstrat ein Netzwerk benachbarter Zielbereiche, die sukzessive gemustert werden. Bekannte lithographische Vorrichtungen enthalten sogenannte Stepper, bei denen jeder Zielbereich bestrahlt wird, indem ein ganzes Muster auf ein mal auf den Zielbereich aufgebracht wird, und sogenannte Scanner, bei denen jeder Zielbereich bestrahlt wird, indem das Muster durch einen Strahlungsstrahl in einer vorbestimmten Richtung (der „abtastenden" Richtung) abgetastet wird, während der Substrattisch parallel oder antiparallel zu dieser Richtung synchron abgetastet wird. Es ist auch möglich, das Muster von der Musteraufbringungseinrichtung zum Substrat zu übertragen, indem das Muster auf das Substrat aufgedruckt wird.
Es ist vorgeschlagen worden, das Substrat der lithographischen Projektionsvorrichtung in eine Flüssigkeit zu tauchen, die einen relativ hohen Brechungsindex aufweist, z. B. Wasser, um einen Raum zwischen dem endgültigen Element des Projektionssystems und dem Substrat zu füllen. Der Punkt hierbei ist, dass eine Abbildung kleinerer Strukturen ermöglicht wird, da die Belichtungsstrahlung in der Flüssigkeit eine kürzere Wellenlänge aufweist. (Der Effekt der Flüssigkeit kann auch als Vergrößerung der effektiven NA des Systems und auch als Erhöhung der Tiefenschärfe betrachtet wer den.) Weitere Immersionsflüssigkeiten sind vorgeschlagen worden, einschließlich Wasser, in dem feste Partikel (z. B. Quarz) schweben.
Jedoch bedeutet das Eintauchen des Substrats bzw. des Substrats und des Substrattisches in ein Flüssigkeitsbad (siehe, zum Beispiel, US-Patent 4,509,852 ), dass eine große Flüssigkeitsmenge vorhanden ist, die während einer Abtastbelichtung beschleunigt werden muss. Dies erfordert zusätzliche oder leistungsstärkere Motoren, und Turbulenzen in der Flüssigkeit können zu unerwünschten und unvorhersehbaren Effekten führen.
Eine der vorgeschlagenen Lösungen für ein Flüssigkeitszufuhrsystem besteht darin, Flüssigkeit nur auf einem örtlich begrenzten Bereich des Substrats und zwischen dem endgültigen Element des Projektionssystems und dem Substrat unter Verwendung eines Flüssigkeitszufuhrsystems bereitzustellen (das Substrat weist im allgemeinen einen größeren Oberflächenbereich auf als das endgültige Element des Projektionssystems). Eine hierfür vorgeschlagene Möglichkeit ist in der PCT-Anmeldung WO 99/49504 offenbart. Wie in den 2 und 3 dargestellt, wird Flüssigkeit durch wenigstens einen Eingang IN auf das Substrat W aufgebracht, vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Substrats relativ zum endgültigen Element, und wird durch wenigstens einen Ausgang OUT abgeführt, nachdem sie unter dem Projektionssystem PL hindurchgelaufen ist. Das heißt, während das Substrat unter dem Element in einer –X-Richtung abgetastet wird, wird Flüssigkeit an der +X-Seite des endgültigen Elements zugeführt und an der –X-Seite aufgesaugt. 2 ist eine schematische Darstellung der Anordnung, wobei Flüssigkeit durch den Eingang IN zugeführt und an der anderen Seite des Elements durch den Ausgang OUT, der mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, aufgesaugt wird. Bei der Darstellung von 2 wird die Flüssigkeit in Bewegungsrichtung des Substrats relativ zum endgültigen Element zugeführt, obwohl dies nicht sein muss. Verschiedene Ausrichtungen und Anzahlen von um das endgültige Element angeordneten Ein- und Ausgängen sind möglich, ein Beispiel ist in 3 dargestellt, wobei vier Satz eines Eingangs mit einem Ausgang an jeder Seite in einem gleichförmigen Muster um das endgültige Element vorgesehen sind.
Bei den Flüssigkeitszufuhrsystemen von 2 und 3 und von 4 (die nachstehend genauer erörtert werden) verläuft der Flüssigkeitsfluss parallel oder antiparallel zur Abtastrichtung des Projektionssystems relativ zum Substrat. Dies bedeutet, dass die Strömungsrichtung synchron zu Änderungen der Abtastrichtung geändert werden muss. Derartige Änderungen der Strömungsrichtung können Turbulenzen in der Immersionsflüssigkeit hervorrufen, wodurch die Bildung von Bläschen, Kontamination und Ablagerung von Partikeln auf der Substratoberfäche verstärkt werden kann. Das Flüssigkeitszufuhrsystem von 5 weist andererseits Flüssigkeitszufuhr-Ausgänge und Kanäle auf, die um konzentrische Peripherien (z. B. Kreise) um das Dichtungselement beabstandet angeordnet sind. Dies führt zu einer winkelförmigen symmetrischen Flüssigkeitsströmung, die mit Änderungen der Bewegungsrichtung des Substrats relativ zum Projektionssystem nicht geändert zu werden braucht. Jedoch kann bei dieser Anordnungsart ein geringes Erneuern des Zentralbereichs des Behälters 10 auftreten, was zu einer möglichen Anhäufung von Teilchenkontaminierung und Bläschen im Weg des Projektionsstrahls BP führen kann.
Die WO 2004/053956 und die WO 99/49504 offenbaren jeweils eine lithographische Vorrichtung des Immersionstyps, wobei mehrere Teile zur Zufuhr und Abfuhr von Flüssigkeit um die Belichtung angeordnet sind, die so gefüllt sind, dass der Flüssigkeitsfluss immer parallel zur Bewegungsrichtung des Substrats erfolgt. Jedes dieser Dokumente könnte als der der vorliegenden Erfindung am nächsten kommende Stand der Technik betrachtet werden.
Folglich wäre es zum Beispiel vorteilhaft, ein Flüssigkeitssystem bereitzustellen, das kontinuierlich betrieben werden kann, ungeachtet der Änderungen der Abtastrichtung des Substrats relativ zum Projektionssystem, während eine sorgfältige Erneuerung des Flüssigkeits Behälters gewährleistet ist.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils geschaffen worden, wie es in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun rein exemplarisch mit Bezug auf die begleitenden schematischen Zeichnungen beschrieben, wobei entsprechende Bezugssymbole entsprechende Teile anzeigen, und wobei:
1 eine lithographische Vorrichtung zeigt, die für die Anwendung der Erfindung eingesetzt werden kann;
2 und 3 ein Flüssigkeitszufuhrsystem zur Verwendung in einer lithographischen Projektionsvorrichtung zeigen;
4 ein zweites Flüssigkeitszufuhrsystem zur Verwendung in einer lithographischen Projektionsvorrichtung zeigt;
5 ein weiteres Flüssigkeitszufuhrsystem zur Verwendung in einer lithographischen Projektionsvorrichtung zeigt;
6 ein Flüssigkeitszufuhrsystem zeigt, das für die Anwendung der Erfindung eingesetzt werden kann; und
7 das System von 6 als Draufsicht zeigt.
1 zeigt schematisch eine lithographische Vorrichtung, die für die Anwendung der Erfindung eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung umfasst:

• ein Beleuchtungssystem (Illuminator) IL, der so konfiguriert ist, dass er einen Strahlungsstrahl PB (z. B. UV-Strahlung oder DUV-Strahlung) konditioniert;
• eine Haltekonstruktion (z. B. ein Maskentisch) MT, die so konstruiert ist, dass sie eine Musteraufbringungseinrichtung (z. B. eine Maske) MA hält und mit ei ner ersten Positionierungseinrichtung PM verbunden ist, die so konfiguriert ist, dass sie die Musteraufbringungseinrichtung gemäß bestimmter Parameter genau positioniert;
• einen Substrattisch (z. B. einen Wafer-Tisch) WT, der so konstruiert ist, dass er ein Substrat (z. B. ein mit einer Schutzschicht beschichteter Wafer) W hält und mit einer zweiten Positionierungseinrichtung PW verbunden ist, die so konfiguriert ist, dass sie das Substrat gemäß bestimmter Parameter genau positioniert; und
• ein Projektionssystem (z. B. ein brechendes Projektionslinsensystem) PL, das so konfiguriert ist, dass es ein auf den Projektionsstrahl PB aufgebrachtes Muster durch die Musteraufbringungseinrichtung MA auf einen Zielabschnitt C (der einen oder mehrere Dies aufweist) des Substrats W projiziert.

Das Beleuchtungssystem kann verschiedene Arten optischer Komponenten wie brechende, reflektierende, magnetische, elektromagnetische, elektrostatische oder andere Arten optischer Komponenten oder jegliche Kombination daraus zum Leiten, Formen oder Steuern von Strahlung umfassen.
Die Haltekonstruktion hält die Musteraufbringungseinrichtung, d. h. sie trägt ihr Gewicht. Sie hält die Musteraufbringungseinrichtung auf eine Weise, die von der Ausrichtung der Musteraufbringungseinrichtung, dem Design der lithographischen Vorrichtung und anderen Konditionen abhängt, zum Beispiel davon, ob sich die Musteraufbringungseinrichtung in einer Vakuumumgebung befindet oder nicht. Die Haltekonstruktion kann mechanische, Vakuum-, elektrostatische oder andere Klemmverfahren zum Halten der Musteraufbringungseinrichtung verwenden. Die Haltekonstruktion kann beispielsweise ein Rahmen oder ein Tisch sein, der nach Wunsch fixiert oder bewegbar sein kann. Die Haltekonstruktion kann gewährleisten, dass sich die Musteraufbringungseinrichtung an einer gewünschten Position befindet, zum Beispiel bezüglich des Projektionssystems. Jede hier erfolgte Verwendung der Begriffe „Reticle" oder „Maske" kann als Synonym für den allgemeineren Begriff „Musteraufbringungseinrichtung" betrachtet werden.
Der hier verwendete Begriff „Musteraufbringungseinrichtung" sollte so weit interpretiert werden, dass er sich auf jegliche Einrichtung bezieht, die dafür verwendet werden kann, einem Strahlungsstrahl einen gemusterten Querschnitt derart aufzuprägen, dass er ein Muster in einem Zielabschnitt des Substrats erzeugen kann. Festzustellen ist, dass das auf den Strahlungsstrahl aufgebrachte Muster einem gewünschten Muster im Zielabschnitt des Substrats eventuell nicht genau entsprechen kann, zum Beispiel, wenn das Muster Phasenverschiebungsstrukturen oder sogenannte Hilfsstrukturen enthält. Im allgemeinen entspricht das auf den Strahlungsstrahl aufgebrachte Muster einer bestimmten Funktionsschicht in einem im Zielabschnitt erzeugten Bauelement, wie einer integrierten Schaltung.
Die Musteraufbringungseinrichtung kann durchlässig oder reflektierend sein. Beispiele von Musteraufbringungseinrichtungen umfassen Masken, programmierbare Spiegelfelder und programmierbare LCD-Tafeln. Masken sind in der Lithographie allgemein bekannt und umfassen binäre, wechselnde Phasenverschiebungs- und reduzierte Phasenverschiebungsmaskenarten sowie verschiedene Arten von Hybridmasken. Ein Beispiel eines programmierbaren Spiegelfeldes verwendet eine Matrixanordnung kleiner Spiegel, von denen jeder individuell geneigt werden kann, um einen eingehenden Strahlungsstrahl in verschiedene Richtungen zu reflektieren. Die geneigten Spiegel drücken einem Strahlungsstrahl, der von der Spiegelmatrix reflektiert wird, ein Muster auf.
Der hier verwendete Begriff „Projektionssystem" sollte so weit interpretiert werden, dass er alle Arten von Projektionssystemen umfasst, die beispielsweise brechende Optiken, reflektierende Optiken, katadioptrische, magnetische, elektromagnetische und elektrostatische optische Systeme oder jegliche Kombination daraus umfassen, wie sie für die verwendete Belichtungsstrahlung geeignet sind, oder für weitere Faktoren wie die Verwendung einer Immersionsflüssigkeit oder die Verwendung eines Vakuums. Jegliche Verwendung des Begriffes „Projektionslinse" kann hier als Synonym für den allgemeineren Begriff „Projektionssystem" betrachtet werden.
Wie hier gezeigt, ist die Vorrichtung durchlässiger Art (die z. B. eine durchlässige Maske verwendet). Alternativ kann die Vorrichtung reflektierender Art sein (die z. B. ein programmierbares Spiegelfeld der vorstehend genannten Art verwendet oder die eine reflektierende Maske verwendet).
Die lithographische Vorrichtung kann derart sein, dass sie zwei (zweistufige) oder mehr Substrattische (und/oder zwei oder mehr Maskentische) aufweist. 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 Belichtungen verwendet werden.
Gemäß 1 empfängt der Illuminator IL einen Strahl aus Strahlung von einer Strahlungsquelle SO. Die Quelle und die lithographische Vorrichtung können separate Einheiten sein, zum Beispiel wenn die Quelle ein Excimer-Laser ist. In derartigen Fällen ist die Quelle nicht als Teil der lithographischen Vorrichtung zu betrachten und der Strahlungsstrahl verläuft von der Quelle SO zum Illuminator IL mit Hilfe eines Strahlzuführsystems BD, das zum Beispiel geeignete Leitungsspiegel und/oder einen Strahlexpander aufweist. In anderen Fällen kann die Quelle ein integraler Teil der lithographischen Vorrichtung sein, zum Beispiel wenn die Quelle eine Quecksilberlampe ist. Die Quelle SO und der Illuminator IL können, auf Wunsch gemeinsam mit dem Strahlzuführsystem BD, als Strahlungssystem bezeichnet werden.
Der Illuminator IL kann eine Anpassungseinrichtung AD zum Anpassen der Winkelintensitätsverteilung des Strahls umfassen. Im Allgemeinen kann wenigstens der äußere und/oder innere radiale Umfang (gewöhnlich jeweils als σ-innen und σ-außen bezeichnet) der Intensitätsverteilung in einer Pupillenebene des Illuminators angepasst werden. Darüber hinaus kann der Illuminator IL im Allgemeinen verschiedene weitere Komponenten enthalten, wie einen Integrator IN und einen Kondensor CO. Der Illuminator kann zum Konditionieren des Strahlungsstrahls verwendet werden, um in seinem Querschnitt eine gewünschte Gleichförmigkeit und Intensitätsverteilung aufweisen zu können.
Der Strahlungsstrahl PB trifft auf die Musteraufbringungseinrichtung (z. B. die Maske MA) auf, die auf der Haltekonstruktion (z. B. dem Maskentisch MT) gehalten wird, und wird durch die Musteraufbringungseinrichtung gemustert. Nachdem er die Maske MA durchquert hat, läuft der Strahl PB durch das Projektionssystem PL, das den Strahl auf einen Zielabschnitt C des Substrats W fokussiert. Mit Hilfe der zweiten Positionierungseinrichtung PW und des Positionssensors IF (z. B. einer interferometrischen Vorrichtung, einem Lineargeber oder einem kapazitiven Sensor) kann der Substrattisch WT genau bewegt werden, zum Beispiel um unterschiedliche Zielabschnitte C im Weg des Strahlungsstrahls PB zu positionieren. Auf gleiche Weise kann die erste Positionierungseinrichtung PM und ein weiterer Positionssensor (der in 1 nicht explizit dargestellt ist) verwendet werden, um die Maske MA im Hinblick auf den Weg des Strahlungsstrahls PB genau zu positionieren, zum Beispiel nach dem mechanischen Holen von einer Maskenbibliothek oder während einer Abtastung. Im Allgemeinen wird die Bewegung des Maskentisches MT mit Hilfe eines langhubigen Moduls (Grobpositionierung) und eines kurzhubigen Moduls (Feinpositionierung) durchgeführt, die Teil der ersten Positionierungsvorrichtung PM sind. Auf gleiche Weise kann die Bewegung des Substrattisches WT unter Verwendung eines langhubigen Moduls und eines kurzhubigen Moduls realisiert werden, die Teil der zweiten Positionierungsvorrichtung PW sind. Im Fall eines Steppers (im Gegensatz zu einem Scanner) kann der Maskentisch MT nur mit einem kurzhubigen Betätigungselement verbunden werden, oder er kann fixiert sein. Die Maske MA und das Substrat W können unter Verwendung von Maskenausrichtmarken M1, M2 und Substratausrichtmarken P1, P2 ausgerichtet werden. Obwohl die Substratausrichtmarken wie dargestellt zugeordnete Zielbereiche besetzen, können sie in Räumen zwischen Zielbereichen angeordnet sein (diese sind bekannt als Ritzlinienmarkierungen). Gleichermaßen können in Situationen, bei denen mehr als ein Die auf der Maske MA vorgesehen ist, die Maskenausrichtmarken zwischen den Dies angeordnet sein.
Die gezeigte Vorrichtung könnte in wenigstens einem der folgenden Betriebsmodi eingesetzt werden:

1) Im Stepp-Modus werden der Maskentisch MT und der Substrattisch WT im Wesentlichen stationär gehalten, während ein ganzes auf den Strahlungsstrahl aufgebrachtes Muster in einem Schritt (d. h. einer einzelnen statischen Belichtung) auf einen Zielabschnitt C projiziert wird. Der Substrattisch WT wird dann in X- und/oder Y-Richtung verschoben, so dass ein anderer Zielabschnitt C belichtet werden kann. Im Stepp-Modus ist die Größe des in einer einzigen statischen Belichtung mit einer Abbildung versehenen Zielabschnitts C durch die maximale Größe des Belichtungsfeldes begrenzt.
2) Im Scan-Modus werden der Maskentisch MT und der Substrattisch WT synchron abgetastet, während ein auf den Strahlungsstrahl aufgebrachtes Muster auf einen Zielabschnitt C projiziert wird (d. h. eine einzelne dynamische Belichtung). Geschwindigkeit und Richtung des Substrattisches WT relativ zum Maskentisch MT sind bestimmt durch die Verkleinerungs-/Vergrößerungs- und Bildumkehrcharakteristika des Projektionssystems PL. Im Scan-Modus ist die Breite (in Nichtabtastrichtung) des Zielabschnitts bei einer einzelnen dynamischen Belichtung durch die maximale Größe des Belichtungsfeldes begrenzt, wohingegen die Länge der Abtastbewegung die Höhe (in Abtastrichtung) 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 bewegt bzw. abgetastet, während ein auf den Strahlungsstrahl aufgebrachtes Muster auf einen Zielabschnitt C projiziert wird. In diesem Modus wird im Allgemeinen eine gepulste Strahlungsquelle verwendet, und die programmierbare Musteraufbringungseinrichtung wird auf Wunsch nach jeder Bewegung des Substrattisches WT oder zwischen sukzessiven Strahlungspulsen während einer Abtastung aktualisiert. Dieser Betriebsmodus kann leicht auf maskenlose Lithographie angewendet werden, bei der eine programmierbare Musteraufbringungseinrichtung, wie ein programmierbares Spiegelfeld der vorstehend erwähnten Art, verwendet wird.

Kombinationen und/oder Variationen der vorstehend beschriebenen Verwendungsmodi können ebenfalls angewendet werden.
Eine weitere Immersionslithographie-Lösung mit einem lokalisierten Flüssigkeitszufuhrsystem ist in 4 gezeigt. Flüssigkeit wird durch zwei Rilleneingänge IN an jeder Seite des Projektionssystems PL zugeführt und durch eine Vielzahl diskreter Ausgänge OUT abgeführt, die radial außerhalb der Eingänge IN angeordnet sind. Die Eingänge IN und OUT können in einer Platte mit einer Öffnung in der Mitte angeordnet sein, durch die der Projektionsstrahl projiziert wird. Flüssigkeit wird durch einen Rilleneingang IN an einer Seite des Projektionssystems PL zugeführt und durch eine Vielzahl diskreter Ausgänge OUT an der anderen Seite des Projektionssystems PL entfernt, wodurch das Strömen einer dünnen Flüssigkeitsschicht zwischen dem Projektionssystem PL und dem Substrat W bewirkt wird. Die Wahl, welche Kombination von Eingang IN und Ausgängen OUT benutzt werden soll, kann von der Bewegungsrichtung des Substrats W abhängen (wobei die andere Kombination von Eingang IN und Ausgängen OUT inaktiv ist).
Eine weitere Immersionslithographie-Lösung mit einem lokalisierten Flüssigkeitszufuhrsystem, die vorgeschlagen worden ist, besteht darin, das Flüssigkeitszufuhrsystem mit einem Dichtungselement zu versehen, das sich zumindest entlang einem Teil einer Grenze des Raumes zwischen dem endgültigen Element des Projektionssystems und dem Substrattisch erstreckt. Das Dichtungselement ist im Wesentlichen stationär relativ zum Projektionssystem in der X-Y-Ebene, auch wenn eine gewisse Relativbewegung in Z-Richtung (in Richtung der optischen Achse) vorhanden sein kann. Zwischen dem Dichtungselement und der Oberfläche des Substrats ist eine Abdichtung gebildet. Die Abdichtung ist vorzugsweise eine kontaktlose Dichtung wie eine Gasdichtung. Ein derartiges System mit einer Gasdichtung ist in der US-Patentanmeldung Nr. US 10/705,783 , veröffentlicht als Patent US 6952253 B2 offenbart und in 5 dargestellt.
Wie in 5 gezeigt, bildet der Behälter 10 eine kontaktlose Abdichtung zum Substrat um das Bildfeld des Projektionssystems herum, so dass Flüssigkeit so abgegrenzt ist, dass sie einen Raum zwischen der Substratoberfläche und dem endgültigen Element des Projektionssystems füllt. Der Behälter ist durch ein Dichtungselement 12 gebildet, das unter und um das endgültige Element des Projektionssystems PL herum angeordnet ist. Flüssigkeit wird in den Raum unterhalb des Projektionssystems und innerhalb des Dichtungselements 12 gebracht. Das Dichtungselement 12 verläuft ein wenig oberhalb des endgültigen Elements des Projektionssystems und der Flüssigkeitspegel steigt über das endgültige Element an, so dass ein Puffer aus Flüssigkeit geschaffen ist. Das Dichtungselement 12 weist einen Innenumfang auf, der am oberen Ende vorzugsweise mit der Form des Projektionssystems oder der dessen endgültigen Elements eng übereinstimmt und z. B. rund sein kann. Unten stimmt der Innenumfang eng mit der Form des Bildfeldes überein, z. B. rechteckig, obwohl dies nicht der Fall sein muss.
Die Flüssigkeit wird im Behälter durch eine Gasdichtung 16 zwischen dem Boden des Dichtungselements 12 und der Oberfläche des Substrats W eingegrenzt. Die Gasdichtung ist durch ein Gas, z. B. Luft oder synthetische Luft oder N₂ oder ein Inertgas, gebildet, das dem Spalt zwischen dem Dichtungselement 12 und dem Substrat durch den Einlass 15 unter Druck zugeführt und durch den ersten Ausgang 14 extrahiert wird. Der Überdruck auf den Gaseinlass 15, der Vakuumlevel am ersten Ausgang 14 und die Geometrie des Spalts sind so angeordnet, dass ein Hochgeschwindigkeitsgasstrom nach innen strömt, der die Flüssigkeit umschließt.
In der Europäischen Patentanmeldung Nr. 03257072.3 , veröffentlicht als Patent EP 1 420 300 A2 , ist der Gedanke einer doppelten bzw. dualen Immersionslithographie-Vorrichtung offenbart. Eine derartige Vorrichtung ist mit zwei Tischen zum Halten eines Substrats versehen. Nivellierungsmessungen werden mit einem Tisch bei einer ersten Position ohne Immersionsflüssigkeit durchgeführt, und die Belichtung wird mit einem Tisch bei einer zweiten Position durchgeführt, wobei Immersionsflüssigkeit vorhanden Ist. Alternativ weist die Vorrichtung nur einen Tisch auf.
6 zeigt ein Flüssigkeitszufuhrsystem im Querschnitt, das für die Anwendung der Erfindung verwendet werden kann, wohingegen 7 eine Draufsicht davon zeigt. Das Flüssigkeitszufuhrsystem umfasst ein Dichtungselement 20 in Form eines Ringes (obwohl es auch eine andere Form aufweisen kann) um den Raum zwischen dem endgültigen Element FLE des Projektionssystems PL herum. Es enthält eine Flüssigkeitszufuhröffnung 21, die an einer Seite des Dichtungselements 12 angeordnet ist, und eine oder mehrere Flüssigkeits-extraktions- bzw. -abführöffnungen 22 an der anderen. Die Zufuhr- und Abführöffnungen sind so angeordnet, dass die Immersionsflüssigkeit durch die Mitte des Raumes, wie durch die Pfeile mit einem Kopf in 7 gezeigt, in eine Richtung strömt, die im Wesentlichen senkrecht zur Abtastrichtung verläuft, gezeigt durch den Pfeil mit zwei Köpfen. Die Flüssigkeit ist auf den Raum durch die Enge des Spalts zwischen dem Dichtungselement und dem Substrat eingegrenzt, wodurch das Ausströmen von Flüssigkeit begrenzt ist. Austretende Flüssigkeit wird durch einen Extraktor 23 entfernt, während die Gasklinge 24 jegliche Flüssigkeitsschicht, die auf dem Substrat verbleibt, nach ihnen leitet. Der Extraktor 23 kann sowohl nur Flüssigkeit als auch Flüssigkeit und Gas extrahieren (zweiphasig).
Diese im Wesentlichen senkrechte Strömung hilft zu gewährleisten, dass die Flüssigkeit im Raum zwischen dem endgültigen Element FLE des Projektionssystems und dem Substrat W vollständig erneuert wird, ohne abgestandene Räume. Vorteilhafterweise ist die Strömungsrate der Immersionsflüssigkeit hoch genug, so dass das Volumen an Flüssigkeit, die durch den Raum innerhalb der Zeit strömt, die für die Belichtung eines Zielbereichs angenommen wird, gleich oder größer ist als das Volumen des Raumes selbst. Die eine oder die mehreren Abführöffnung/en 22 ist/sind oberhalb der Zufuhröffnung angeordnet, so dass alle Bläschen in der Flüssigkeit weggespült werden und sich nicht sammeln. Bei einer Ausführungsform ist/sind die eine oder die mehreren Abführöffnung/en so dicht wie möglich am Zentrum des Dichtungselements angeordnet, um die Flüssigkeitsmenge in der Vorrichtung auf ein Minimum zu reduzieren. Je nach Anordnung der einen oder mehreren Abführöffnung/en 22 kann/können sie nur Flüssigkeit oder Flüssigkeit und Gas extrahieren.
Festzustellen ist, dass die genaue Form, Anzahl und Größe der Zufuhr- und Abführöffnungen variiert werden kann, vorausgesetzt, es besteht eine Querströmung, zumindest im Weg des Projektionsstrahls PB, oberhalb des Belichtungsfeldes EF. In vielen Fällen wäre eine große Anzahl kleiner Öffnungen oder eine einzige schlitzförmige Öffnung, die z. B. einen Winkel von 30° zu 60° im Zentrum des Bildfeldes abschneidet, geeignet.
Obwohl in diesem Text speziell auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Herstellung von integrierten Schaltungen hingewiesen worden ist, sollte klar sein, dass die hier beschriebene lithographische Vorrichtung, die zur Anwendung der Erfindung verwendet werden kann, weitere Anwendungsmöglichkeiten haben kann, wie zum Beispiel bei der Herstellung von integrierten optischen Systemen, Leit- und Erfassungsmustern für Magnetblasenspeicher, Flachbildschirme, Flüssigkristall-Anzeigetafein (LCDs), Dünnschicht-Magnetköpfe und dergleichen. Der Fachmann wird erkennen, dass im Kontext mit derartigen alternativen Anwendungsmöglichkeiten jede Benutzung der Begriffe „Wafer" oder „Die" in diesem Text jeweils durch die allgemeineren Begriffe „Substrat" bzw. „Zielabschnitt" ersetzt worden sind. Das Substrat, auf das hier Bezug genommen wird, kann vor oder nach der Belichtung in zum Beispiel einem Track (ein Tool, das gewöhnlich eine Resist-Schicht auf ein Substrat aufbringt und das belichtete Resist entwickelt) oder einem Metrologie- oder Inspektionstool bearbeitet werden. Sofern anwendbar, kann die vorliegende Offenbarung für derartige und weitere Substratbearbeitungstools verwendet werden. Ferner kann das Substrat mehr als einmal bearbeitet werden, beispielsweise um eine mehrschichtige integrierte Schaltung zu erzeugen, so dass der hier verwendete Begriff Substrat sich auch auf ein Substrat beziehen kann, das bereits mehrfach bearbeitete Schichten enthält.
Die hierin verwendeten Begriffe „Strahlung" und „Strahl" umfassen alle Arten elektromagnetischer Strahlung, einschließlich ultravioletter (UV) Strahlung (z. B. mit einer Wellenlänge von bzw. ungefähr von 365, 248, 193, 157 bzw. 126 nm).
Der Begriff „Linse" kann sich, soweit es der Kontext erlaubt, auf jede oder eine Kombination verschiedener Typen von optischen Komponenten, einschließlich brechender und reflektierender optischer Komponenten beziehen.
Obwohl spezielle Ausführungsformen der Erfindung vorstehend beschrieben worden sind, ist festzustellen, dass die Erfindung auch anders als beschrieben angewandt werden kann. Zum Beispiel kann die Erfindung unter Verwendung eines Computerprogramms implementiert werden, das eine oder mehrere Sequenzen maschinenlesbarer Befehle enthält, die ein Verfahren wie vorstehend offenbart beschreiben, oder eines Datenspeichermediums (z. B. ein Halbleiterspeicher, eine Magnetplatte oder eine optische Platte), in dem ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist.
Die vorliegende Erfindung kann auf jede Immersionslithographie-Vorrichtung angewendet werden, insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf die vorstehend erwähnten Arten.
Die vorstehenden Beschreibungen sollen illustrativ, jedoch nicht einschränkend sein. Somit wird es dem Fachmann klar sein, dass Modifikationen der Erfindung wie sie beschrieben ist möglich sind, ohne vom Umfang der nachfolgenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, das folgende gleichzeitige Schritte umfasst: • Zuführen von Flüssigkeit durch eine Zuführöffnung (21) zu einem Zwischenraum zwischen einem Projektionssystem (PL) einer lithographischen Projektionsvorrichtung und einem Substrat (W), wobei die Zuführöffnung (21) an einer ersten Seite des Zwischenraums angeordnet ist; • Entfernen von Flüssigkeit durch eine Abführöffnung (22), die an einer zweiten Seite des Zwischenraums gegenüber der ersten Seite so angeordnet ist, dass Flüssigkeit durch den Zwischenraum in eine Richtung fließt, die im wesentlichen senkrecht zu einer Abtastrichtung verläuft; • Projizieren eines gemusterten Strahls aus Strahlung unter Verwendung des Projektionssystems (PL) durch die Flüssigkeit auf das Substrat (W); und • Abtasten des Substrats (W) relativ zu dem Projektionssystem (PL) in der Abtastrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend das Zuführen der Flüssigkeit durch eine Vielzahl von Flüssigkeitszuführöffnungen (21), die an einer ersten Seite des Zwischenraums angeordnet sind, und das Entfernen der Flüssigkeit durch eine Vielzahl von Flüssigkeitsabführöffnungen (22), die an einer zweiten Seite des Zwischenraums angeordnet sind, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüber liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl von Zuführöffnungen (21) und die Vielzahl von Abführöffnungen (22) symmetrisch um eine Ebene angeordnet sind, die senkrecht zur Abtastrichtung und durch einen Mittelpunkt des Zwischenraums verläuft.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Anzahl der Zuführöffnungen (21) im Bereich von 3 bis 7 liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Anzahl der Abführöffnungen (22) im Bereich von 3 bis 7 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Abführöffnung (22) weiter entfernt von einer Ebene angeordnet ist, die die Nominalfläche des Substrats (W) umfasst, als die Zuführöffnung (21).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die oder jede Abführöffnung (22) weiter entfernt von einer Ebene angeordnet ist, die die Nominalfläche des Substrats (W) umfasst, als die Endfläche eines Endelements (FLE) des Projektionssystems (PL).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Flüssigkeitszuführrate zum Zwischenraum ausreicht, um den Zwischenraum innerhalb einer Zeit, die für die Belichtung eines einzelnen Zielabschnitts auf das Substrat (W) verwendet wird, vollständig zu erneuern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner enthaltend das wenigstens teilweise Eingrenzen der Flüssigkeit in dem Zwischenraum unter Verwendung eines Flüssigkeitszufuhr-Systembauteils (12).
Verfahren nach Anspruch 9, ferner enthaltend: • das Entfernen von Flüssigkeit zwischen dem Bauteil (12) und dem Substrat (W); und • das Zuführen von Gas zwischen das Bauteil (12) und das Substrat (W), um Flüssigkeit zu einem Mittelpunkt des Zwischenraums zu leiten.