DE102008016360A1 - Elektrisches Kontaktelement und Verfahren zur dessen Herstellung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement (1) zum Verbinden elektrischer Kontakte eines Bauteils mit Zuleitungen mit einer Kontaktstruktur (3) aus leitenden Bereichen (4) und freien Zwischenräumen (5) zwischen den leitenden Bereichen (4), einer Haltestruktur zum Fixieren der leitenden Bereiche (4) der Kontaktstruktur (3), wobei die Haltestruktur isolierende Bereiche aufweist, die in den freien Zwischenräumen (5) zwischen den leitenden Bereichen (4) der Kontaktstruktur (3) angeordnet sind, und wobei die Kontaktstruktur (3) und die Haltestruktur auf einem Träger (7) angeordnet sind. Dabei ist erfindungsgemäß mindestens eine der Komponenten Kontaktstruktur (3), Haltestruktur oder Träger (7) aus einem Folienmaterial hergestellt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kontaktelementes. Ferner betrifft die Erfindung eine optische Baugruppe (30) und eine Projektionsbelichtungsanlage (31) für die Halbleiterlithographie mit einem erfindungsgemäßen Kontaktelement (1).

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Kontaktelements anhand der Figuren beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 ein erfindungsgemäßes Kontaktelement;
  • 2 eine vergrößerte Darstellung eines Einzelkontaktes des erfindungsgemäßen Kontaktelements;
  • 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 4 ein Zwischenprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
  • 5 eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, in die die beschriebenen optischen Baugruppen mit dem erfindungsgemäßen Kontaktelement integriert sind.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 0838101 B1 [0002]
    • - DE 102006045075 [0002]

Claims (33)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Kontaktelementes (1) zum Verbinden elektrischer Kontakte eines Bauteils mit Zuleitungen, mit den folgenden Schritten – Erzeugen einer Kontaktstruktur (3) aus leitenden Bereichen (4) und freien Zwischenräumen (5) zwischen den leitenden Bereichen (4) – Herstellen einer Haltestruktur zum Fixieren der leitenden Bereiche (4) der Kontaktstruktur (3), wobei die Haltestruktur isolierende Bereiche (6) aufweist, die in der Weise gestaltet sind, dass sie in die freien Zwischenräume (5) zwischen den leitenden Bereichen (4) der Kontaktstruktur (3) eingebracht werden können – Aufbringen der Haltestruktur auf einen Träger (7) – Aufbringen der Kontaktstruktur (3) in die auf dem Träger (7) angeordnete Haltestruktur, wobei die isolierenden Bereiche (6) der Kontaktstruktur (3) in den freien Zwischenräumen (5) der Kontaktstruktur (3) angeordnet werden
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstruktur aus einer Leiterfolie aus leitenden Materialien, wie Gold, Silber, Kupfer, Aluminium, Chrom, Stahlblechen sowie Beschichtungen daraus, hergestellt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstruktur (3) unter Verwendung eines Ätzverfahrens erzeugt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Bereiche (4) insbesondere durch ein Biegeverfahren in der Weise verformt werden, dass sie gegenüber der Folienebene insbesondere eine bogenförmige Biegung aufweisen.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstruktur (3) mit einer kammförmigen Geometrie mit den leitenden Bereichen (4) als Kammzähnen erzeugt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die als Kammzähne ausgebildeten leitenden Bereiche (4) eine Breite von 0,1 mm–0,5 mm, insbesondere von 0,15 mm–0,25 mm bzw. einen Abstand von 0,1 mm–0,5 mm, insbesondere von 0,2 mm–0,4 mm zeigen.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Bereiche (4) ein rundes oder ein dreieckiges Querschnittsprofil zeigen.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterfolie eine Dicke von 0,4 mm–2 mm, vorzugsweise von 0,5 mm–1 mm aufweist.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erzeugung der Kontaktstruktur (3) eine mit dieser verbundene Hilfsstruktur (8) zur mechanischen Stabilisierung der leitenden Bereiche (4) miterzeugt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsstruktur (8) nach dem Aufbringen der Kontaktstruktur (3) auf den Träger (7) insbesondere durch Stanzen oder Schneiden entfernt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstruktur (3) mit einer Oberflächenbeschichtung (10, 11), insbesondere enthaltend Materialien wie Gold, Silber, Nickel, Aluminium, Chrom oder deren Kombinationen bzw. Unterkombinationen versehen wird.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestruktur aus einer isolierenden Folie, insbesondere einer Kaptonfolie oder einer Folie gleichwertigen Materials, hergestellt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestruktur auf den Träger (7) geklebt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) aus einer isolierenden Folie, insbesondere einer Kaptonfolie, gebildet ist.
  15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der Kontaktstruktur (3) in die auf dem Träger (7) angeordnete Haltestruktur ein Deckelement (9) auf die Kontaktstruktur (3) aufgebracht wird.
  16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelement (9) aus einer isolierenden Folie, insbesondere einer Kaptonfolie, gebildet ist.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12, 14, oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Folie eine Dicke im Bereich von 0,1 mm–1 mm aufweist.
  18. Kontaktelement (1) zum Verbinden elektrischer Kontakte eines Bauteils mit Zuleitungen mit einer Kontaktstruktur (3) aus leitenden Bereichen (4) und freien Zwischenräumen (5) zwischen den leitenden Bereichen (4), einer Haltestruktur zum Fixieren der leitenden Bereiche (4) der Kontaktstruktur (3), wobei die Haltestruktur isolierende Bereiche aufweist, die in den freien Zwischenräumen (5) zwischen den leitenden Bereichen (4) der Kontaktstruktur (3) angeordnet sind, und wobei die Kontaktstruktur (3) und die Haltestruktur auf einem Träger (7) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Komponenten Kontaktstruktur (3), Haltestruktur oder Träger (7) aus einem Folienmaterial hergestellt sind.
  19. Kontaktelement (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichet, dass die Kontaktstruktur (3) aus einer Leiterfolie aus Materialien wie Gold, Silber, Kupfer, Stahlblechen sowie Beschichtungen hergestellt ist.
  20. Kontaktelement (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Bereiche (4) gegenüber der Folienebene eine Biegung aufweisen.
  21. Kontaktelement (1) nach einem der Ansprüche 18–20, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Bereiche (4) als Einzelkontakte (2) mit einer streifenförmigen Geometrie ausgebildet sind.
  22. Kontaktelement (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelkontakte (2) eine Breite von 0,1 mm–0,5 mm, insbesondere von 0,15 mm–0,25 mm bzw. einen Abstand von 0,1 mm–0,5 mm, insbesondere von 0,2 mm–0,4 mm, zeigen.
  23. Kontaktelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 18–22, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Bereiche (4) ein rundes oder ein dreieckiges Querschnittsprofil zeigen.
  24. Kontaktelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 19–23, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterfolie eine Dicke von 0,4 mm–2 mm, vorzugsweise von 0,5 mm–1 mm aufweist.
  25. Kontaktelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 18–24, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstruktur (3) mit einer Oberflächenbeschichtung (10, 11) insbesondere enthaltend Gold, Silber, Nickel oder deren Kombinationen bzw. Unterkombinationen versehen ist.
  26. Kontaktelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 18–25, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestruktur aus einer isolierenden Folie, insbesondere einer Kaptonfolie gebildet ist.
  27. Kontaktelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 18–26, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestruktur auf den Träger (7) geklebt ist.
  28. Kontaktelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 18–27, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) aus einer isolierenden Folie, insbesondere einer Kaptonfolie gebildet ist.
  29. Kontaktelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 18–28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckelement (9) auf der Kontaktstruktur (3) angeordnet ist.
  30. Kontaktelement (1) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelement (9) aus einer isolierenden Folie, insbesondere einer Kaptonfolie, gebildet ist.
  31. Kontaktelement (1) nach einem der Ansprüche 26, 28 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Folie eine Dicke im Bereich von 0,1 mm–1 mm aufweist.
  32. Optische Baugruppe (30) mit einem steuerbaren optischen Element mit einem elektrisch ansteuerbaren Manipulator und einem Kontaktelement (1) zur elektrischen Kontaktierung des Manipulators nach einem oder mehreren der Patentansprüche 18–31.
  33. Projektionsbelichtungsanlage (31) für die Halbleiterlithographie mit einer optischen Baugruppe (30) nach Anspruch 32.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102006045075A1 (de) 2006-09-21 2008-04-03 Carl Zeiss Smt Ag Steuerbares optisches Element

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