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Die
Erfindung betrifft ein Kontaktelement zum Verbinden elektrischer
Kontakte eines Bauteils mit Zuleitungen sowie ein Verfahren zur
Herstellung des Kontaktelements sowie eine optische Baugruppe und
eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie
mit einem erfindungsgemäßen Kontaktelement.
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Zur
Kontaktierung elektrischer Module mit elektrischen Versorgungs-
oder Signalleitungen ist es üblich, das entsprechende Modul
mittels einer Steckverbindung mit der oder den zugehörigen
elektrischen Leitungen zu verbinden. Derartige Steckverbindungen
weisen üblicherweise eine Vielzahl nebeneinander angeordneter
Stiftkontakte auf, die in eine elektrisch leitend ausgeführte
Buchse der Verbindung lösbar eingeführt werden
und auf diese Weise den elektrischen Kontakt zwischen der einen
Seite der Verbindung und der Seite anderen herstellen. In bestimmten
Umgebungen, beispielsweise in Umgebungen mit einem eingeschränkten
Bauraum, ist es erforderlich, derartige Steckverbindungen in der
Weise auszuführen, dass auf kleinem Raum eine Vielzahl
von Einzelkontakten angeordnet werden kann. Eine mögliche
Lösung dieser Problematik nach dem Stand der Technik ist
in der europäischen Patentschrift
EP 0 838 101 B1 offenbart.
In der genannten Schrift ist eine Steckverbindung zum Kontaktieren
eines Stapels von Leiterplatten vorgestellt, der zum Kontaktieren
zweier benachbarter Leiterplatten in einem Stapel dient. Allerdings
wird durch das in der genannten Schrift vorgestellte Konzept ein
gewisses Maß an Kräften in die zu kontaktierenden
Elemente, wie im vorliegenden Fall in die Leiterplatten, eingetragen,
was für bestimmte Anwendungen nicht toleriert werden kann.
So ist es beispielsweise im Bereich der Optik, insbesondere auf
dem Gebiet der Projektionsobjektive für die Mikrolithographie
denkbar, optische Elemente in einem Projektionsobjektiv mit einer
zusätzlichen elektrischen Funktionalität zu versehen. Beispielsweise
können optische Elemente zur Korrektur von Abbildungsfehlern
mit einer Matrix aus elektrischen Leiterbahnen versehen werden, über
die in der Art einer Widerstandsheizung einzelne Bereiche des optischen
Elements gezielt beheizt werden können, wodurch beispielsweise
eine Wellenfrontkorrektur möglich wird. Ein entsprechendes
Konzept ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen
Patentanmeldung mit dem Amts-Aktenzeichen
DE 10 2006 045 075 , die auf die
Anmelderin zurückgeht, vorgestellt. An die elektrische
Kontaktierung derartiger optischer Elemente sind erhöhte
mechanische Anforderungen zu stellen. Es ist insbesondere sicherzustellen,
dass sich das zu kontaktierende optische Element nicht allein aufgrund
der mechanischen Einwirkung des Kontaktelements, mit dem bspw. die
Verbindung zu einer Steuereinheit hergestellt wird, verformt. Eine
derartige Verformung würde dazu führen, dass die
optische Korrekturwirkung des optischen Korrekturelements vermindert
bzw. vollständig zunichte gemacht wäre.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Kontaktelement bereitzustellen,
durch das möglichst wenig Kräfte in ein zu kontaktierendes Bauteil
eingetragen werden; ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kontaktelements anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren mit den in Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmalen sowie durch die Vorrichtung mit den in Patentanspruch
18 angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche
betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten
der Erfindung.
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Das
erfindungsgemäße Kontaktelement zeigt eine Kontaktstruktur
aus leitenden Bereichen und freien Zwischenräumen zwischen
den leitenden Bereichen sowie eine Haltestruktur zum Fixieren der leitenden
Bereiche der Kontaktstruktur. Dabei weist die Haltestruktur isolierende
Bereich auf, die in den freien Zwischenräumen zwischen
den leitenden Bereichen der Kontaktstruktur angeordnet sind; ferner sind
die Kontaktstruktur und die Haltestruktur auf einem Träger
angeordnet und erfindungsgemäß ist mindestens
eine der Komponenten Kontaktstruktur, Haltestruktur oder Träger
aus einem Folienmaterial hergestellt. Die Fertigung von Komponenten
des Kontaktelements aus einem Folienmaterial hat dabei u. a. den
Vorteil, dass beispielsweise bei der Herstellung der Kontaktstruktur
aus einer Leiterfolie gegebenenfalls durch Stanzen oder Ätzen
eine gegenüber dem Stand der Technik erheblich höhere
Flexibilität hinsichtlich der Auslegung des erfindungsgemäßen Kontaktelements
gegeben ist. Die Kontaktstruktur kann beispielsweise aus einer Leiterfolie
aus leitenden Materialien, wie Gold, Silber, Kupfer, Aluminium, Chrom,
Stahlblechen sowie Beschichtungen daraus, hergestellt werden. Insbesondere
ermöglicht es die Erfindung, eine Kontaktstruktur nahezu
beliebiger Form und Anzahl der Einzelkontakte zu realisieren. Ferner lässt
sich durch die Realisation eines, mehrerer oder auch aller der einzelnen
genannten Komponenten des Kontaktelements in vorteilhafter Weise zum
Einen ein Kontaktelement geringer Abmessungen, insbesondere geringer
Dicke, herstellen; zum Anderen zeigt ein aus Folienmaterialien hergestelltes Kontaktelement
insbesondere in der zur Folienebene orthogonalen Richtung eine erhebliche
mechanische Flexibilität, so dass der Eintrag von unerwünschten Kräften
und damit eine Deformation des zu kontaktierenden Bauteils wirkungsvoll
begrenzt wird. Dieser Vorteil kommt besonders im Bereich der Kontaktierung
von optischen Elementen für Projektionsbelichtungsanlagen
für die Halbleiterlithographie zum Tragen, da optische
Elemente für diese Anwendung nur innerhalb ausgesprochen
geringer Toleranzbereiche deformiert werden dürfen.
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Darüber
hinaus eröffnet die vorgeschlagene Lösung die
Möglichkeit, zur Verbindung des erfindungsgemäßen
Kontaktelementes mit Versorgungs- bzw. Steuerleitungen Bonddrähte
als sogenannte „Bonding Bridge" zu verwenden. Der Vorteil
der Bonddrähte besteht dabei darin, dass derartige Drähte
ausgesprochen dünn ausgeführt (Durchmesser liegen
bei 25 μm bis zu 500 μm) werden können,
so dass durch sie lediglich geringe Kraftwirkungen übertragen
werden können.
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Die
Qualität des Kontaktes zwischen dem erfindungsgemäßen
Kontaktelement und dem zu kontaktierenden Bauteil kann dadurch verbessert
werden, dass die leitenden Bereiche beispielsweise eine bogenförmige
Biegung aufweisen, an deren Außenseite die korrespondierenden
Kontakte des zu kontaktierenden Bauteils angelegt werden. Werden
nun das erfindungsgemäße Kontaktelement und das
zu kontaktierende Bauteil über die gebogenen, leitenden
Bereiche in Kontakt gebracht, so üben die leitenden Bereiche
auf die gegenüberliegenden Kontakte des Bauteils aufgrund
der Federwirkung des gebogenen Bereichs eine geringfügige,
aber definierte Kraft aus, die insbesondere in einem Bereich von
ca. 10 mN–50 mN liegen kann.
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In
einer vorteilhaften Variante der Erfindung sind die leitenden Bereiche
als Einzelkontakte mit einer streifenförmigen Geometrie
ausgebildet, wobei die Einzelkontakte eine Breite von 0,1 mm bis
0,5 mm, insbesondere von 0,15 mm bis 0,25 mm, bzw. einen Abstand
von 0,1 mm bis 0,5 mm, insbesondere von 0,2 mm bis 0,4 mm, zeigen.
Bei einer derartigen Dimensionierung der einzelnen leitenden Bereiche wird
es möglich, auf einer vergleichsweise geringen Fläche
eine Vielzahl verschiedener Einzelkontakte, beispielsweise ein wie
vorne geschilderten optisches Korrekturelement mit einer Steuereinheit
zu verbinden.
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Es
ist auch denkbar, dass die Geometrie der leitenden Bereiche von
der Streifenform dahingehend abweicht, dass die leitenden Bereiche
ein dreieckiges, vieleckiges oder auch ein rundes Querschnittsprofil
zeigen. Die geometrische Form der leitenden Bereiche wird dabei
im Wesentlichen von den jeweiligen Anwendungsfällen und
den damit verbundenen Anforderungen an die einzelnen leitenden Bereiche
bestimmt. So kann es beispielsweise auch vorteilhaft sein, einzelne
leitende Bereiche eines erfindungsgemäßen Kontaktelements
mit unterschiedlichen Geometrien in einer bestimmten Abfolge auszugestalten,
so dass – bei einer entsprechenden Auslegung der korrespondierenden
Bereiche des zu kontaktierenden Bauteils – eine korrekte
Verbindung/Zuordnung der jeweiligen Kontakte erleichtert wird.
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In
dem Fall, in dem für die Realisation der leitenden Bereiche
eine Leiterfolie verwendet wird, ist es vorteilhaft, die Dicke der
Leiterfolie so zu wählen, dass sie in einem Bereich von
0,4 mm bis 2 mm, vorzugsweise jedoch in einem Bereich von 0,5 mm
bis 1 mm liegt.
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Zur
Verbesserung des elektrischen Kontaktes zwischen dem erfindungsgemäßen
Kontaktelement und dem zu kontaktierenden Bauteil bzw. zwischen
der Zuleitung und dem erfindungsgemäßen Kontaktelement
ist es vorteilhaft, die entsprechenden zu kontaktierenden Bereiche
der Kontaktstruktur mit einer Oberflächenbeschichtung zu
versehen, die beispielsweise Gold, Silber, Nickel, Aluminium, Chrom bzw.
eine Kombination oder Unterkombination der genannten Stoffe enthält.
Dabei können die Oberflächenbeschichtungen über
die Kontaktstruktur hinweg durchaus auch unterschiedlich – je
nach Anforderung – ausgebildet sein. Beispielsweise kann
derjenige Bereich, der für das Anbonden von Verbindungsdrähten
(Bonddrähten) vorgesehen ist – im Folgenden als Bondbereich
bezeichnet – eine andere Zusammensetzung der Oberflächenbeschichtung
zeigen als der im folgenden als Kontaktbereich bezeichnete Bereich,
der mit dem zu kontaktierenden Bauteil in elektrische Verbindung
gebracht wird.
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Sowohl
die Haltestruktur als auch der Träger können aus
einer isolierenden Folie, insbesondere aus einer Kaptonfolie oder
einer Folie gleichwertigen Materials gebildet sein. Die Kaptonfolie
hat dabei den besonderen Vorteil, dass sie ausgesprochen robust gegenüber Ausgasen
im Vakuum ist, was insbesondere beim Einsatz in Projektionsobjektiven
wünschenswert ist, da in einer derartigen Umgebung oftmals
im Vakuum gearbeitet wird, wo Kontaminationen durch Ausgasen nachteilige
Effekte verursachen können. Ferner zeigt Kapton eine gewisse
Robustheit gegenüber einfallender ultravioletter Strahlung, die
sich darin äußert, dass es sich unter UV-Einfluss, wie
er vor allem in den genannten Projektionsobjektiven auftritt, nicht
zersetzt.
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Die
einzelnen Komponenten, wie beispielsweise Träger, Haltestruktur
und Kontaktstruktur, können mittels eines UV-beständigen
und ausgassicheren Klebers miteinander verbunden sein. Zur zusätzlichen
mechanischen Stabilisierung der Kontaktstruktur sowie der Haltestruktur
auf dem Träger bzw. gegeneinander kann in vorteilhafter
Weise ein Deckelement vorgesehen sein, das bei einer streifenförmigen Ausbildung
der Kontaktstruktur bspw. quer zur Streifenrichtung auf das Halteelement
und die Kontaktstruktur geklebt ist und ebenfalls aus einer isolierenden
Folie, wie z. B. einer Kaptonfolie, bestehen kann.
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Eine
vorteilhafte Wahl für die Dicke der isolierenden Folie
liegt im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm. Dies führt dazu,
dass die gesamte Bauhöhe des erfindungsgemäßen
Kontaktelements gering gehalten werden kann und darüber
hinaus die Flexibilität des Kontaktelements senkrecht zur
Folienebene vergleichsweise hoch ist, so dass durch das erfindungsgemäße
Kontaktelement nur geringe deformierende Kräfte in ein
zu kontaktierendes Bauteil eingetragen werden.
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Das
erfindungsgemäße Kontaktelement kann insbesondere
in einer optischen Baugruppe mit einem steuerbaren optischen Element
mit einem elektrisch ansteuerbaren Manipulator zur elektrischen
Kontaktierung des Manipulators, beispielsweise in einer Projektionsbelichtungsanlage
für die Halbleiterlithographie verwendet werden.
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Nachfolgend
wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Kontaktelements beschrieben:
Zunächst wird beispielsweise
aus einer Leiterfolie die Kontaktstruktur aus leitenden Bereichen
und freien Zwischenräumen zwischen den leitenden Bereichen hergestellt.
Zur Herstellung der Kontaktstruktur können in vorteilhafter
Weise die aus der Halbleiterlithographie bekannten Belichtungs-
und Ätzverfahren zur Anwendung kommen. Die genannten Verfahren erlauben
es, Strukturen in nahezu jeder beliebigen Dimension und Geometrie
zu erzeugen, so dass die Kontaktstruktur ihrer beabsichtigten Anwendung
in optimaler Weise angepasst werden kann.
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Parallel
hierzu bzw. auch vorab oder nachfolgend wird die Haltestruktur zum
Fixieren der leitenden Bereiche der Kontaktstruktur hergestellt;
dabei wird die Haltestruktur so ausgeführt, dass sie isolierende
Bereiche aufweist, die in der Weise gestaltet sind, dass sie in
die freien Zwischenräume zwischen den leitenden Bereichen
der Kontaktstruktur eingebracht werden können.
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Nachfolgend
wird die Haltestruktur auf den Träger aufgebracht, beispielsweise
durch ein Klebeverfahren. Danach wird die Kontaktstruktur in die
auf den Träger aufgeklebte Haltestruktur eingelegt, so dass
sie mechanisch fixiert ist. Optional kann beispielsweise wiederum
durch Kleben mittels eines UV-beständigen und ausgassicheren
Klebers ein Deckelement zur verbesserten Fixierung von Halteelement
und Kontaktstruktur aufgebracht werden.
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Die
Kontaktstruktur kann bei ihrer Herstellung in einer kammförmigen
Geometrie mit den leitenden Bereichen als Kammzähnen erzeugt
werden, zur mechanischen Stabilisierung der Kammzähne kann
zunächst noch eine mit der Kontaktstruktur verbundene Hilfsstruktur
belassen werden, die die leitenden Bereiche verbindet und damit
mechanisch stabilisiert. Diese Hilfsstruktur wird – zusammen
mit überstehenden Resten des Trägers und der Haltestruktur – nach
dem Verbinden von Haltestruktur, Träger, Kontaktstruktur
und gegebenenfalls Deckelement beispielsweise durch Stanzen oder
Schneiden entfernt. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass die
Kontaktstruktur durch die Hilfsstruktur bereits in der Anordnung
fixiert wird, in der sie als Teil des Kontaktelementes verwendet
werden soll. Eine aufwendige spätere Ausrichtung der Einzelkontakte
der Kontaktstruktur auf dem Träger entfällt damit.
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Zur
Verbesserung des elektrischen Kontaktes zwischen dem Kontaktelement
und dem zu kontaktierenden Bauteil kann die Kontaktstruktur, bevor sie
auf dem Träger in die Haltestruktur eingefügt
wird, mittels einer Biegemaschine, insbesondere bereichsweise bogenförmig,
verbogen werden.
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Zur
weiteren Verbesserung des elektrischen Kontaktes kann die Kontaktstruktur
vor dem Einlegen in die Haltestruktur auf dem Träger mit
einer Oberflächenbeschichtung versehen werden, die beispielsweise
Gold, Silber, Nickel oder deren Kombinationen bzw. Unterkombinationen
enthält.
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Die
Komponenten Deckelement, Träger- und Haltestruktur können
in vorteilhafter Weise aus einer isolierenden Folie, beispielsweise
einer Kaptonfolie geringer Dicke im Bereich zwischen 0,1 mm und
1 mm gebildet werden, wodurch sich im Ergebnis eine geringe Bauhöhe
des erfindungsgemäßen Kontaktelements ergibt.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele und Varianten des erfindungsgemäßen
Verfahrens und des erfindungsgemäßen Kontaktelements
anhand der Figuren beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Kontaktelement;
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2 eine
vergrößerte Darstellung eines Einzelkontaktes
des erfindungsgemäßen Kontaktelements;
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3 eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Verfahrens;
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4 ein
Zwischenprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens;
und
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5 eine
Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie,
in die die beschriebenen optischen Baugruppen mit dem erfindungsgemäßen Kontaktelement
integriert sind.
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1 zeigt
eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kontaktelements 1. Das Kontaktelement 1 zeigt
dabei den Träger 7, auf dem abwechselnd die isolierenden
Bereiche 6 und die Einzelkontakte 2 angeordnet
sind. Dabei bilden die isolierenden Bereiche 6 in ihrer
Gesamtheit die in der Figur nicht bezeichnete Haltestruktur, durch
welche die Einzelkontakte 2 auf dem Träger 7 fixiert
und relativ zueinander in Position gehalten werden. Quer zu der Struktur
aus Einzelkontakten 2 und isolierenden Bereichen 6 verläuft
das Deckelement 9, das der mechanischen Stabilisierung
der Struktur, insbesondere der Einzelkontakte 2 und der
isolierenden Bereiche 6 dient. Der Träger 7 ist
im vorliegenden Beispiel aus einer Kaptonfolie gebildet, ebenso
bestehen die isolierenden Bereiche 6 sowie das Deckelement 9 aus Kaptonelementen.
Insbesondere können die isolierenden Bereiche 6 aus
mehreren Schichten von Kaptonfolie bestehen, die aufeinander mittels
eines UV-unempfindlichen und ausgassicheren Klebers fixiert sind.
Derselbe Kleber kann auch dazu verwendet werden, das Deckelement 9 auf
den isolierenden Bereichen 6 bzw. die isolierenden Bereiche 6 auf dem
Träger 7 zu fixieren. Es ist denkbar, die isolierenden
Bereiche 6, den Träger 7 sowie das Deckelement 9 auch
aus anderen Werkstoffen herzustellen, wobei diese Werkstoffe insbesondere
den Anforderungen an die UV-Beständigkeit und Ausgassicherheit
gerecht werden müssen; es kommen beispielsweise Epoxydharzplatten
einer geeigneten Dicke von ca. 0.5 mm bis ca. 2.5 mm in Frage. Vorteilhafte
Abmessungen für die Einzelkontakte 2 sind eine
Breite von 0,1 mm bis 0,5 mm, insbesondere von 0,15 bis 0,25 mm;
ferner können diese einen Abstand von 0,1 mm bis 0,5 mm,
insbesondere von 0,2 mm bis 0,4 mm, zeigen. Letztlich werden die
Abmessungen der Einzelkontakte 2 durch die Isolierwirkung
der zu isolierenden Bereiche 6 sowie der vorgesehenen Spannungen,
bei der das Kontaktelement 1 betrieben werden soll, bestimmt.
Die entsprechenden Parameter sind dabei so zu wählen, dass
Kriechströme oder Funkenüberschläge zwischen
den Einzelkontakten 2 wirksam vermieden werden. Eine vorteilhafte
Wahl für die Dicke der Einzelkontakte 2 stellt
ein Wert von 0,4 mm bis 2 mm, vorzugsweise von 0,5 mm bis 1 mm dar.
Die isolierenden Bereiche 6 können eine Dicke
von ungefähr 0,1 mm bis 1 mm aufweisen. Die Einzelkontakte 2 weisen
in dem Bereich, in dem der elektrische Kontakt zu einem zu kontaktierenden
Element hergestellt werden soll, eine Durchbiegung auf, die dazu
führt, dass die Einzelkontakte 2 einen definierten
Anpressdruck auf die ihnen gegenüberliegende Kontaktfläche
des zu kontaktierenden Elements ausüben. Selbstverständlich
kann dieser gewünschte Anpressdruck durch eine entsprechende
geometrische Gestaltung der Biegung und der Wahl des Materials sowie
der Dicke der Einzelkontakte 2 festgelegt werden.
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2 zeigt
in einer vergrößerten Darstellung einen Einzelkontakt 2.
Der Einzelkontakt 2 ist im Bereich der Biegung und damit
der späteren Kontaktfläche mit einer Kontaktbeschichtung 10 versehen, durch
die der elektrische Kontakt verbessert wird. Die Kontaktbeschichtung 10 kann
dabei insbesondere Gold, Silber, Nickel oder Kombinationen der genannten
Stoffe enthalten. An dem der Kontaktbeschichtung 10 gegenüberliegenden
Ende des Einzelkontaktes 2 ist die Bondbeschichtung 11 aufgebracht,
die ebenfalls einen oder mehrere der genannten Stoffe enthält
und dahingehend optimiert ist, dass das Verbinden mit einem Bonddraht
auf einfache Weise erfolgen kann.
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In 3 ist
ein erfindungsgemäßes Fertigungsverfahren zur
Herstellung des Kontaktelements 1 in der Art eines Flussdiagramms
dargestellt. Nachfolgend soll das Verfahren anhand der 3 beschrieben
werden.
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In
einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird als Zwischenprodukt die in 4 dargestellte
Kontaktstruktur 3, aus der in späteren Prozessschritten
die Einzelkontakte 2 hervorgehen, hergestellt. Hierzu wird
aus einer Leiterfolie mittels bekannter Lithographie- und Ätzprozesse
die Kontaktstruktur 3 erzeugt. Die Kontaktstruktur 3 besteht
aus einer in 4 nicht bezeichneten beispielsweise
metallischen Leiterfolie, in der mittels der vorgenannten Prozesse
leitende Bereiche 4 mit freien Zwischenräumen 5 erzeugt
wurden. Im vorliegenden Beispiel wurde eine kammförmige
Kontaktstruktur 3 erzeugt, wobei die einzelnen Zähne
des Kammes mittels der Hilfsstruktur 8, die an beiden Enden
der Kontaktstruktur 3 angeordnet ist, fixiert sind.
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In
einem nachfolgenden Schritt wird die Kontaktstruktur 3 in
den entsprechenden Bereichen, also im Bond- und im Kontaktbereich,
mit einer Oberflächenbeschichtung aus Gold, Silber, Nickel
oder deren Kombination versehen und in einem weiteren Schritt mittels
eines Biegeverfahrens in die gewünschte Form gebracht.
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Im
Anschluss oder parallel zu den vorgenannten Schritten wird beispielsweise
aus einer Kaptonfolie eine in den Figuren nicht bezeichnete Haltestruktur
hergestellt, die zum späteren Fixieren und Ausrichten der
Kontaktstruktur 3 auf dem Träger 7 dient.
Die Haltestruktur zeigt dabei Ausnehmungen, in die die leitenden
Bereiche der Kontaktstruktur 3 eingebracht und damit fixiert
werden können. Die Haltestruktur kann dabei insbesondere
mittels eines Ätz- oder Stanzprozesses hergestellt werden.
Nach Fertigstellung der Haltestruktur wird diese auf dem Träger 7 aufgeklebt.
Nachfolgend wird die Kontaktstruktur 3 in die auf dem Träger 7 aufgeklebte
Haltestruktur eingelegt. Zur weiteren Fixierung der Kontaktstruktur 3 in
der Haltestruktur wird im weiteren Verlauf ein Deckelement 9 quer
zu der kammartigen Kontaktstruktur 3 aufgelegt, das ebenfalls
mittels eines Klebers auf der Kontaktstruktur 3 und der
Haltestruktur befestigt werden kann.
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Durch
einen nachfolgenden Stanz- oder Schneidevorgang werden die Hilfsstrukturen
entfernt und das Kontaktelement 1 ist so weit fertiggestellt, dass
seine Einzelkontakte mittels dünner Golddrähte gebondet
werden können; danach kann das Kontaktelement unter Zuhilfenahme
beispielsweise einer Messmaschine auf dem zugehörigen zu
kontaktierenden optischen Element angeordnet und beispielsweise
mit einem weiteren Kaptonband, beispielsweise durch Kleben, fixiert
werden.
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In 5 ist
eine Projektionsbelichtungsanlage 31 für die Halbleiterlithographie,
in die eine der beschriebenen optischen Baugruppen 30 integriert
ist, dargestellt. Die Anlage dient zur Belichtung von Strukturen
auf ein mit photosensitiven Materialien beschichtetes Substrat,
welches im allgemeinen überwiegend aus Silizium besteht
und als Wafer 32 bezeichnet wird, zur Herstellung von Halbleiterbauelementen,
wie z. B. Computerchips.
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Die
Projektionsbelichtungsanlage 31 besteht dabei im wesentlichen
aus einer Beleuchtungseinrichtung 33, einer Einrichtung 34 zur
Aufnahme und exakten Positionierung einer mit einer Struktur versehenen
Maske, eines sogenannten Reticles 35, durch welches die
späteren Strukturen auf dem Wafer 32 bestimmt
werden, einer Einrichtung 36 zur Halterung, Bewegung und
exakten Positionierung eben dieses Wafers 32 und einer
Abbildungseinrichtung, nämlich einem Projektionsobjektiv 37,
mit mehreren optischen Elementen 38, die über
Fassungen 39 in einem Objektivgehäuse 40 des
Projektionsobjektives 37 gelagert sind. Dabei kann eine
erfindungsgemäße optische Baugruppe 30 an
einer beliebigen Stelle im Projektionsobjektiv 37 angeordnet
sein. Alternativ kann die erfindungsgemäße optische
Baugruppe 30 auch in der Beleuchtungvorrichtung 33 angeordnet sein.
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Das
grundsätzliche Funktionsprinzip sieht dabei vor, dass die
in das Reticle 35 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 32 abgebildet
werden; die Abbildung wird in der Regel verkleinernd ausgeführt.
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Nach
einer erfolgten Belichtung wird der Wafer 32 in Pfeilrichtung
weiterbewegt, sodass auf demselben Wafer 32 eine Vielzahl
von einzelnen Feldern, jeweils mit der durch das Reticle 35 vorgegebenen Struktur,
belichtet wird. Aufgrund der schrittweisen Vorschubbewegung des
Wafers 32 in der Projektionsbelichtungsanlage 31 wird
diese häufig auch als Stepper bezeichnet.
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Die
Beleuchtungseinrichtung 33 stellt einen für die
Abbildung des Reticles 35 auf dem Wafer 32 benötigten
Projektionsstrahl 41, beispielsweise Licht oder eine ähnliche
elektromagnetische Strahlung, bereit. Als Quelle für diese
Strahlung kann ein Laser oder dergleichen Verwendung finden. Die
Strahlung wird in der Beleuchtungseinrichtung 33 über
optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 41 beim
Auftreffen auf das Reticle 35 die gewünschten Eigenschaften
hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und
dergleichen aufweist.
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Über
die Strahlen 41 wird ein Bild des Reticles 35 erzeugt
und von dem Projektionsobjektiv 37 entsprechend verkleinert
auf den Wafer 32 übertragen, wie bereits vorstehend
erläutert wurde. Das Projektionsobjektiv 37 weist
eine Vielzahl von einzelnen refraktiven, diffraktiven und/oder reflexiven
optischen Elementen 38, wie z. B. Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlussplatten
und dergleichen auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0838101
B1 [0002]
- - DE 102006045075 [0002]