DD245085A1

DD245085A1 - Einrichtung zur positionierung von halbleiterscheiben

Info

Publication number: DD245085A1
Application number: DD28515085A
Authority: DD
Inventors: Hans Zapfe; Karl-Heinz Schulz; Reinhard Kurt; Siegfried Fleischer
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1987-04-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Positionierung von Halbleiterscheiben, in dem diese durch ein definiertes Spannen so verformt werden, dass ihre Anlageflaechen eine geometrisch beschreibbare Form erhaelt. Die Erfindung hat das Ziel, bei geringem technischem Aufwand eine verbesserte Zuverlaessigkeit und hoehere Produktivitaet fuer die Positionierung der Halbleiterscheiben im Belichtungsprozess zu erreichen. Die Aufgabe besteht deshalb darin, eine Anordnung zu entwickeln, mit der die Unebenheiten (Durchbiegungen) der Halbleiterscheiben unabhaengig vom wechselnden technologischen Prozess, durch eine definierte Verformung beseitigt werden und dadurch eine rechnergestuetzte Nachfokussierung und Korrektur der Halbleiterscheiben erhalten wird. Gemaess der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass die Halbleiterscheibe durch einen Stempel mit einer definierten geometrischen Oberflaeche unter Wirkung eines mechanisch federnden Elementes gegen die, eine Oeffnung begrenzenden Kanten eines Rahmens, mit einer Eichmarke in der Ebene der Objektanlage, verformt werden und dadurch eine rechnergestuetzte Nachfokussierung des Belichtungsgeraetes ermoeglicht wird. Fig. 1

Description

in der Ebene der Objektanlage verformt werden und dadurch eine rechnergestützte Nachfokussierung des Belichtungsgerätes erfolgt. Vorteilhaft ist es, daß die Stempeloberfläche kugelförmig ausgebildet und die Eichmarke in der Ebene der Objektanlage justier- und austauschbar ist. Es ist ferner von Vorteil, daß die rechnergestützte Nachfokussierung positionsabhängig für jedes Arbeitsfeld in Abhängigkeit von der Schärfentiefe durchgeführt wird.

Durch die Erfindung wird eine sehr genaue und zuverlässige, vom technologischen Prozeß unabhängige Positionierung der Halbleiterscheiben mit einer rechnergestützten Nachfokussierung und Korrektur, positionsabhängig für jedes Arbeitsfeld in Abhängigkeit von der Schärfentiefe erhalten.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Positionierung von Halbleiterscheiben Fig. 2: ein.Ausführungsbeispiel für eine rechnergestützte Nachfokussierung

Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zur Positionierung von Halbleiterscheiben 1, die mittels eines mechanisch federnden Druckelementes 4 in Verbindung mit einem beweglich angeordneten kalottenförmigen Stempel 2 gegen eine Öffnung begrenzende Kanten eines ringförmigen Rahmens 3 gedruckt werden und entsprechend der vorzugsweise kugelförmig ausgebildeten Stempeloberfläche 2 elastisch verformt werden. Die Feder 4 stützt sich dabei gegen eine Grundplatte 6 ab. Der ringförmige Rahmen 3 enthält in der Ebene χ der Objektanlagefläche eine Justiermarke 5. Zum Wechseln der Halbleiterscheibe 1 wird der Stempel 2 entspannt. Beispielsweise kann der Radius des Stempels 2 ca. 1 000cm betragen, um eine definierte Verformung der Halbleiterscheibe 1 mit ca. 100mm Durchmesser von ca. 100μιη erreichen. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine rechnergestützte, positionsabhängige Nachfokussierung der Halbleiterscheiben. 1 dargestellt, in dem in einem an sich bekannten, nicht dargestellten Rechner für die Steuerung der Nachfokussierung die errechneten Korrekturwerte h_x/yfürdie Positionen der Arbeitsfelder eingegeben werden. Nach Auflegen der Halbleiterscheibe 1 auf den Stempel 2 erfolgt eine Justierung der Halbleiterscheibe auf die Justiermarke 5 als Basiswert für die Nachfokussierung entsprechend des eingegebenen Rechnerprogramms. Die Nachfokussierung kann dabei vor der Belichtung jedes Arbeitsfeldes der Halbleiterscheibe 1 oder auf Arbeitsfeldbereiche, jeweils auf die Bereichsmitte abgestimmt, erfolgen. Die Anzahl und die Abgrenzung der Arbeitsbereiche wird durch die geforderte Bearbeitungsgenauigkeit und die vorgegebene Schärfentiefe des Bearbeitungsstrahles bestimmt. ' Die Korrekturgröße h für eine Position x/y

hx/γ= h_K- h|<x/y h_K —Kalottenhöhe gesamt

^Kx/y —Kalottenhöhe für die Position x/y *

Bei einer definierten Verspannung mit der Kalottenhöhe h_K = 100^m für den Stempel 2 und einer zulässigen Schärfentiefe t_s ± 5yu.m wird die Anzahl der Arbeitsfeldbereiche n_B nach der Formel bestimmt:

Die Höhe eines Arbeitsfeldbereiches n_B ist dabei n_B = der zulässigen Schärfentiefe t_s

Claims

Patentanspruch:

1. Einrichtung zur Positionierung von Halbleiterscheiben, insbesondere von Wafern in lithographischen Belichtungssystemen, in dem die Halbleiterscheiben durch ein definiertes Spannen gegen eine eine Öffnung begrenzende Fläche einer Platte so verformt werden, daß ihre Auflagefläche eine geometrisch beschreibbare Form erhält, gekennzeichnet dadurch, daß die Halbleiterscheiben durch einen Stempel mit einer definierten geometrischen Oberfläche unter Wirkung eines mechanisch federnden Elementes gegen die eine Öffnung begrenzenden Kanten eines Rahmens, mit einer Eichmarke in der Ebene der Objektanlage, verformt werden und dadurch eine rechnergestützte Nachfokussierung des Belichtungsgerätes erhalten wird.

2: Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stempeloberfläche vorzugsweise kugelförmig ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eichmarke in der Ebene der Objektanlage justier-und austauschbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die rechnergestützte Nachfokussierung positionsabhängig für jedes Arbeitsfeld erfolgt und durch die Schärfentiefe bestimmt wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Positionierung von Halbleiterscheiben, indem die Halbleiterscheiben durch ein definiertes Spannen so verformt werden, daß ihre Anlagefläche eine geometrisch beschreibbare Körperform erhält. Die Erfindung ist insbesondere in Korpuskularstrahlge.räten, wie Elektronenstrahlbearbeitungsgeräten, Elektronenstrahlmeß- und Kontrollgeräten sowie in Belichtungsgeräten anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Prüfung und Bearbeitung der Wafer ist es notwendig, diese auf einem Waferhalter mittels Antriebs-, Meß- und Regelungssystemen sehr genau zu positionieren. Durch die geforderten geringen Strukturbreiten bei der Bearbeitung bis zu 0,5μιη ist eine hohe Genauigkeit der Positionierung in der Fokusebene erforderlich. Auf Grund der technologischen-Bedingungen ist die Durchbiegung der Wafer in den einzelnen Bearbeitungsschritten oft größer als der Schärfentiefenbereich der Belichtungsgeräte. Es ist bekannt, die Durchbiegung der Wafer durch Vakuumspannen auf einer ebenen Unterlage einzuebnen (vacuumchuck IP-PS 59171123). Das Vakuumspannen setzt aber eine Druckdifferenz an dem zu spannenden Wafer voraus. Damit ist diese Anwendung in der Vakuumkammer eines Elektronenstrahlgerätes nicht möglich. Zum Einebnen der Durchbiegung von Halbleiterscheiben ist auch ein elektrostatisches Spannen auf einer ebenen-Unterlage möglich. Nachteilig bei diesen Anordnungen ist dertechnische Aufwand zum Positionieren der Wafer auf dem Chuck und des Chucks auf dem Tischsystem des Gerätes, dertechnische und technologische Aufwand für das Spann- und Einebnungsmittel, für die Eliminierung störender elektrostatischer Felder und die Staubablagerung auf dem Spannmittel. Die Unebenheit von Halbleiterscheiben läßt sich auch durch eine Vermessung der Abweichung von einer Bezugsebene mit einer Höhenmeßeinrichtung für das zu bearbeitende oder belichtende Arbeitsfeld ermitteln. Mit der Höhenmeßeinrichtung ist eine automatische Nachfokussierung verknüpft. Diese technische Lösung hat den Nachteil, daß zu ihrer Realisierung ein hoher technologischer Aufwand in Form serieller Anordnungen von Höhemessung, Nachfokussierung und Bearbeitung oder Belichtung notwendig ist. Auster DE-OS 3505178 ist ei η Verfahren und eine Vorrichtung zum Festhalten von Halbleiterscheiben in einem Vakuum bekannt, die eine Halbleiterscheibe fluchtend bezüglich einer runden Platte mit gewölbter Oberfläche ausrichtet und die Halbleiterscheibe derart festklemmt, daß diese verformt und eng an die gewölbte Oberfläche der Platte angelegt wird und führt den verbleibenden Zwischenräumen zwischen der Halbleiterscheibe und der gewölbten Plattenoberfläche ein unter Druck stehendes Gas zu und saugt das aus den Zwischenräumen nach außen austretende Gas ab, um eine gute Wärmeabfuhr von der zu bearbeitenden Halbleiterscheibe zu erreichen und das Austreten von Gas in das benachbarte Vakuum auf ein Minimum zu reduzieren.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, bei geringem technischem und technologischen Aufwand eine verbesserte Zuverlässigkeit und höhere Produktivität für die Halbleiterscheiben bei der Positionierung im Belichtungsprozeß zu erhalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln, mit der die Unebenheiten (Durchbiegungen) der Halbleiterscheiben unabhängig vom wechselnden technologischen Prozeß durch eine definierte Verformung beseitigt werden, indem eine definierte geometrisch beschreibbare Form der Halbleiterscheiben für eine positionsabhängige, rechnergestützte Nachfokussierung und Korrektur erzeugt wird. Dazu muß der Objekthalter mit der Anlagefläche der Halbleiterscheibe eine konstante Zuordnung zu einer definierten Bezugsebene im Bearbeitungsgerät besitzen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, die Halbleiterscheibe durch einen Stempel mit einer definierten Oberfläche unter Wirkung eines mechanisch federnden Elementes gegen die eine Öffnung begrenzenden Kanten eines Rahmens mit einer Eichmarke in der