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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abbildung einer Struktur von
einer Maske auf einen Halbleiter-Wafer, bei dem:
- – ein Ausschnitt
der in einer x,y-Ebene vorgesehenen Maske mit einem über der
Maske angeordneten Beleuchtungsgebiet belichtet wird, und
- – eine
in dem belichteten Ausschnitt enthaltene Teilstruktur mittels eines
Projektionssystems auf den Halbleiter-Wafer abgebildet wird, wobei
eine Flüssigkeit
einen Spalt zwischen dem Halbleiter-Wafer und einer dem Halbleiter-Wafer
nächstgelegenen
Linsenoberfläche
des Projektionssystems ausfüllt.
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Die
Entwicklung bei der Herstellung von mikroelektronischen Bauelementen
geht in die Richtung einer zunehmenden Integrationsdichte. Angestrebt
sind beispielsweise bei DRAM (Dynamic Random Access Memory) – Speicherbausteinen
eine zunehmende Speicherkapazität
bei gleichbleibender Größe des Speicherbausteines.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist eine zunehmende Verkleinerung von
in einem Halbleiter-Wafer auszubildenden Strukturen notwendig.
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Ein
wesentlicher Prozessschritt bei der Herstellung von Strukturen im
Mikro- und Nanometerbereich ist eine lithographische Abbildung der
Struktur von einer Maske auf den Halbleiter-Wafer.
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In
der 2 ist eine Vorrichtung für eine lithographische
Abbildung, wie sie zur Zeit bei der Herstellung von DRAM-Speicherbausteinen
in Gebrauch ist, schematisch dargestellt. Oberhalb der Maske 2, die
in einer Ebene angeordnet ist und die abzubildende Struktur enthält, ist
ein schlitzartiges Be leuchtungsgebiet 1 vorgesehen. Das
Beleuchtungsgebiet kann beispielsweise eine Länge von 104 mm und eine Breite
von 8 mm aufweisen und die rechteckförmige Maske 2 eine
Länge von
104 mm und eine Breite von 132 mm aufweisen. Mit dem Beleuchtungsgebiet 1 wird
ein streifenförmiger
Ausschnitt auf der Maske 2 beleuchtet und eine in dem Ausschnitt
enthaltene Teilstruktur mittels eines in der Regel die Teilstruktur
verkleinernden Projektionssystems 5, um beispielsweise
einen Faktor 0.25, auf den Halbleiter-Wafer 3 abgebildet.
Um nacheinander die gesamte Maske 2 zu beleuchten und die
in der Maske 2 enthaltene Struktur abzubilden, wird die
Maske 2 unter dem Beleuchtungsgebiet 1 in die
durch einen Pfeil in der 2a dargestellte
Richtung bewegt. Gekoppelt mit der Bewegung der Maske 2 ist
eine Bewegung des Halbleiter-Wafers 3. Um die gesamte in
der Maske 2 enthaltene Struktur auf den Halbleiter-Wafer 3 abzubilden,
wird der Halbleiter-Wafer 3 in einer zur Maske 2 entgegengesetzten
Richtung bewegt. Die entgegengesetzte Richtung ergibt sich aus der
durch das Projektionssystem 5 verursachten Vertauschung von
Rechts und Links. Abhängig
vom Verkleinerungsfaktor des Projektionssystems 5 wird
eine Geschwindigkeit der Maske größer sein, als die des Halbleiter-Wafers 3.
Bei einem Verkleinerungsfaktor 0.25 ist die Geschwindigkeit
der Bewegung der Maske 2 vier mal größer als die des Halbleiter-Wafers 3.
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In
der 2a sind die Positionen von der Maske 2 und
dem Halbleiter-Wafer 3 zu Beginn einer Abbildung der in
der Maske 2 enthaltenen Struktur dargestellt. Oberhalb
der Maske 2 befindet sich das Beleuchtungsgebiet 1,
das über
einer durch die gestrichelte Linie angedeuteten optischen Achse
des Projektionssystems 5 angeordnet ist und seine Position
während
der Abbildung nicht verändert.
Die Maske 2 wird in die durch den schwarzen Pfeil an der Maske 2 angedeutete
Richtung während
des Abbildungsvorganges bewegt. Gleichzeitig wird der Halbleiter-Wafer 3 in
die durch den schwarzen Pfeil am Halb leiter-Wafer 3 angedeutete
entgegengesetzte Richtung zur Maske 2 bewegt. In der 2b sind
die Positionen von Maske 2 und Halbleiter-Wafer 3 am Ende
der Abbildung dargestellt. Wie man sieht, ist die Maske 2 von
der einen Seite der optischen Achse auf die andere Seite der optischen
Achse gewandert, während
der Halbleiter-Wafer 3 in die entgegengesetzte Richtung
gewandert ist. Zwischen Halbleiter-Wafer 3 und Linsenoberfläche 7 befindet
sich ein Luftspalt.
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Durch
die beschriebene Bewegung von Maske und Halbleiter-Wafer wird die in
der Maske enthaltene Struktur abgescant und sukzessive auf den Halbleiter-Wafer
abgebildet. In der Regel sind in der Maske Strukturen für ein oder
mehrere mikroelektronische Bauelemente, wie beispielsweise Speicherbausteine,
enthalten. In der oben beschriebenen Art und Weise lässt sich
die in der Maske enthaltene Struktur genau einmal auf den Halbleiter-Wafer
abbilden. Hat der Halbleiter-Wafer einen Durchmesser von beispielsweise
300 mm, so lässt
sich die in der Maske enthaltene Struktur ungefähr 150 mal auf den Halbleiter-Wafer
abbilden. Um eine Abbildung zu wiederholen, wird der Halbleiter-Wafer
der ebenfalls in einer x,y-Ebene angeordnet ist, in dieser Ebene verschoben,
so dass bei einem erneuten Scanvorgang die Teilstrukturen auf noch
unbelichtete Flächen
des Halbleiter-Wafers abgebildet werden.
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Abbildungsvorrichtungen,
die die in der Maske enthaltene Struktur abscanen und einen Abschnitt auf
dem Halbleiter-Wafer
auf dem die Struktur abgebildet wird, sukzessive belichten und nach
der Belichtung des Abschnittes durch eine Bewegung des Halbleiter-Wafers
in der x,y-Ebene zu einem nächsten
Abschnitt wandern und diesen belichten, werden auch als Step and
Scan-Systeme bezeichnet und sind zur Zeit in der Produktion von
DRAM-Speicherbausteinen eingesetzt.
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Die
Anwendbarkeit der beschriebenen Abbildungsvorrichtung, bei der beispielsweise
mit einer Lichtwellenlänge
von 193 Nanometern beleuchtet wird, auf immer kleinere Strukturabmessungen
beispielsweise unterhalb von 70 Nanometern, kann mit Hilfe der Immersionslithographie
ausgedehnt werden. Bei der Immersionslithographie wird eine Flüssigkeit
zwischen dem Halbleiter-Wafer und der dem Halbleiter-Wafer nächstgelegenen
Linsenoberfläche des
Projektionssystems vorgesehen. Die Flüssigkeit füllt den Spalt zwischen dem
Halbleiter-Wafer und der Linsenoberfläche vollständig aus, wodurch ein Übergang
des Lichtes von Linse zu Luft vermieden wird. Durch die Vermeidung
des Überganges
wird das Auflösungsvermögen des
Projektionssystems gesteigert.
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Die
den Luftspalt ausfüllende
Flüssigkeit, auch
Immersionsflüssigkeit
genannt, hat mehrere Anforderungen zu erfüllen. Sie sollte transparent
für die
angewendete Lichtwellenlänge
sein und einen vorgegebenen Brechungsindex aufweisen. Die Flüssigkeit
sollte außerdem
eine ausreichend kleine Viskosität
aufweisen, so dass sowohl bei einer mit hoher Geschwindigkeit ausgefürten Scanbewegung,
als auch bei einer Stepbewegung keine Scherkräfte auftreten. Als Stepbewegung
wird die Bewegung des Halbleiter-Wafers bezeichnet, die notwendig
ist, um für
eine Wiederholung der Abbildung den Halbleiter-Wafer bezüglich des
Projektionssystems in eine neue Position zu bringen, so dass die
Struktur auf einen noch unbelichteten Abschnitt des Halbleiter-Wafers
projiziert wird.
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Verbunden
mit der Immersionsflüssigkeit zwischen
dem Halbleiter-Wafer und der Linsenoberfläche des Projektionssystems
sind mehrere Nachteile, die sich aus der Scanbewegung der Maske
und der daran gekoppelten Bewegung des Halbleiter-Wafers ergeben. Durch
die Bewegung des Halbleiter-Wafers relativ zur Immersionsflüssigkeit
werden in der Immersionsflüssigkeit
Turbulenzen und Mikrobläschen
erzeugt. Solche hydro dynamischen Effekte wirken sich qualitätsmindernd
auf die Abbildung der Struktur auf den Halbleiter-Wafer aus. Weiterhin
wird durch die Immersionsflüssigkeit
eine mechanische Kopplung zwischen Projektionssystem und Halbleiter-Wafer
erzeugt, durch die beispielsweise eine Vibration im Halbleiter-Wafer
auf das Linsensystem übertragen
wird, was sich wiederum negativ auf die Abbildungsqualität auswirkt.
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Im
Einzelnen ist aus der
US
5 673 134 A eine reflektierende Abbildungsvorrichtung bekannt,
bei der durch Bewegung eines bogenförmigen Beleuchtungsgebiets
relativ zu einer Maske diese nach und nach auf einen Halbleiter-Wafer
9 abgebildet
wird. Neben der reflektierenden Abbildung kann auch eine lichtbrechende
Abbildung verwendet werden. Zwischen dem Halbleiter-Wafer und der
nächstgelegenen
Projektionslinsenoberfläche
ist hier keine Flüssigkeit
vorgesehen.
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Weiterhin
beschreibt die
DE
101 35 068 A1 ein Ausrichtgerät zum Ausbilden eines Musters
auf ein Halbleitersubstrat durch Belichtung, bei dem ein Beleuchtungsoptiksystem
und ein Projektionsoptiksystem während
der Belichtung relativ zu einer Zwischenmaske bewegt werden, wodurch
diese auf den Halbleiter-Wafer abgebildet wird. Auch bei diesem Gerät wird keine
Flüssigkeit
zwischen dem Halbleiter-Wafer und der nächstgelegenen Projektionslinsenoberfläche zur
Anwendung gebracht.
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Schließlich wird
in der JP 10-303 114 A ein optisches Projektionssystem zur Abbildung
einer Maske auf einen Halbleiter-Wafer vorgestellt, bei dem zumindest
ein Teil des Spalts zwischen Halbleiter-Wafer und der nächstgelegenen
Linsenoberfläche
mit einer Flüssigkeit
gefüllt
ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Abbildung einer
Struktur von einer Maske auf einen Halbleiter-Wafer mit Hilfe einer
Immersionslithographie zur Verfü gung
zu stellen, bei dem durch eine Bewegung des Halbleiter-Wafers hervorgerufene
eine Abbildungsqualität
mindernde hydrodynamische Effekte in einer Immersionsflüssigkeit
vermieden werden.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen.
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Bei
dem Verfahren zur Abbildung einer Struktur von einer Maske auf einen
Halbleiter-Wafer wird ein Ausschnitt der in einer x,y-Ebene vorgesehenen
Maske durch ein über
der Maske angeordnetes Beleuchtungsgebiet belichtet. Eine in dem
belichteten Ausschnitt enthaltene Teilstruktur wird mittels eines
Projektionssystems auf den Halbleiter-Wafer abgebildet, wobei eine
Flüssigkeit
einen Spalt zwischen dem Halbleiter-Wafer und einer dem Halbleiter-Wafer nächstgelegenen
Linsenoberfläche
des Projektionssystems ausfüllt.
Erfindungsgemäß wird das
Beleuchtungsgebiet in Bezug auf die Maske und das Projektionssystem
bewegt, so dass die von der Maske vorgegebene Struktur auf den Halbleiter-Wafer durch
eine Folge von Abbildungen der in den nacheinander belichteten Ausschnitten
jeweils enthaltenen Teilstruktur abgebildet wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird das Beleuchtungsgebiet beweglich vorgesehen. Durch eine Scanbewegung
des Beleuchtungsgebietes über
der Maske lässt
sich in vorteilhafter Weise die gesamte in der Maske enthaltene
Struktur auf den Halbleiter-Wafer abbilden, ohne dass die Maske
und der Halbleiter-Wafer während
des Abbildungsvorganges bewegt werden müssen. Durch ein Einsparen an Bewegung
der Maske und dem Halbleiter-Wafer werden auch die durch die Bewegung
des Halbleiter-Wafers relativ zu der Flüssigkeit hervorgerufenen für eine Abbildungsqualität nachteiligen
hydrodynamischen Effekte in der Flüssigkeit vermieden. Befindet sich
der Halbleiter-Wafer bezüglich
der Flüssigkeit
in keiner Bewegung mehr, so können
sich in der Flüssigkeit
auch keine Turbulenzen oder Mikroblasen mehr ausbilden, wodurch
die Abbildungsqualität
erheblich verbessert wird. Die durch die Bewegung des Halbleiter-Wafers
hervorgerufenen mechanischen Vibrationen, die durch die Flüssigkeit
auf das Projektionssystem übertragen
werden und die Abbildungsqualität
verschlechtern, lassen sich durch eine Reduzierung an Bewegung des
Halbleiter-Wafers ebenfalls vermeiden.
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Zur
Wiederholung der Abbildung der Struktur auf dem Halbleiter-Wafer
wird ein Kontakt zwischen dem Halbleiter-Wafer und der Flüssigkeit
unterbrochen. Der Halbleiter-Wafer wird bezüglich des Projektionssystems
in eine neue Position gebracht, so dass die wiederholte Abbildung
der Struktur auf einen noch nicht belichteten Abschnitt des Halbleiter-Wafers
erfolgt. Dann wird zwischen dem Halbleiter-Wafer und der Linsenoberfläche die
Flüssigkeit
vorgesehen und der Halbleiter-Wafer
in einen Focusbereich des Projektionssystems gebracht und die Abbildung mit
dem beschriebenen Verfahren wiederholt. Vor der Positionierung des
Halbleiter-Wafers wird der Kontakt zwischen dem Halbleiter-Wafer
und der Flüssigkeit
unterbrochen. Dadurch lassen sich in vorteilhafter Weise die durch
die Positionierbewegungen des Halbleiter-Wafers hervorgerufenen
nachteiligen hydrodynamischen Effekte in der Flüssigkeit vermeiden. Die einzigen
Bewegungen, die noch auf die Flüssigkeit übertragen
werden, sind Focussierbewegungen in einer z-Richtung senkrecht zur x,y-Ebene im
Nanometerbereich.
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Vorzugsweise
wird das Beleuchtungsgebiet mit einer schlitzartigen Form vorgesehen.
Dabei wird das Beleuchtungsgebiet so vorgesehen, dass eine Länge einer
langen Seite des Beleuchtungsgebietes mindestens eine Länge einer
Kante der rechteckförmigen
Maske aufweist, so dass ein streifenförmiger Ausschnitt der Maske
beleuchtet wird. Die gesamte Maske wird dann durch eine kontinuierliche
Bewegung des Beleuchtungsge bietes senkrecht zu der Kante der Maske
vollständig
beleuchtet.
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Vorzugsweise
wird das Beleuchtungsgebiet in genau eine Richtung bewegt.
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In
vorteilhafter Weise werden die Maske und der Halbleiter-Wafer während der
Abbildung der Struktur mit einer festen Position in der x,y-Ebene
in Bezug auf das Projektionssystem vorgesehen. Befinden sich Halbleiter-Wafer
und Maske während
der Abbildung in einer festen Position, so werden in vorteilhafter
Weise die beschriebenen Nachteile für die Abbildungsqualität, die durch
die Bewegung des Halbleiter-Wafers bezüglich der Flüssigkeit
verursacht werden, vermieden.
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Die
Maske und der Halbleiter-Wafer werden in vorteilhafter Weise während der
Abbildung der Struktur in der x,y-Ebene jeweils in Bezug auf das Projektionssystem
bewegt. Sind das Beleuchtungsgebiet, die Maske und der Halbleiter-Wafer
in Bewegung, so lassen sich in vorteilhafter Weise die Geschwindigkeiten
der Bewegungen von dem Halbleiter-Wafer und der Maske gegenüber den
Geschwindigkeiten der Bewegungen die sie bei einem statischen Beleuchtungsgebiet
ausführen,
bei einer gleichbleibenden Abbildungsgeschwindigkeit reduzieren.
Durch eine Reduktion der Geschwindigkeiten, werden ebenfalls in
vorteilhafter Weise die Entstehung von Turbulenzen und Mikroblasen
in der Flüssigkeit
vermieden. Durch die Bewegung von Maske und Halbleiter-Wafer wird
eine Bewegungsamplitude des Beleuchtungsgebietes reduziert und damit
das Bildfeld in vorteilhafter Weise wieder verkleinert.
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Vorzugsweise
wird die Maske mit einer Richtung antiparallel und der Halbleiter-Wafer
mit einer Richtung parallel zur Richtung der Bewegung des Beleuchtungsgebietes
bewegt. Um die Bewegungsamplitude des Beleuchtungsgebietes zu verkleinern, wird
die Maske in eine entgegengesetzte Richtung zum Beleuchtungsgebiet
bewegt und an die Bewegung der Maske gekoppelt erfolgt die Bewegung
des Halbleiter-Wafers in eine entgegengesetzte Richtung zur Bewegung
der Maske.
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Zur
Unterbrechung des Kontaktes zwischen dem Halbleiter-Wafer und der
Flüssigkeit
wird vorzugsweise der Halbleiter-Wafer in der z-Richtung mindestens
so lange von der Linsenoberfläche
wegbewegt, bis der Kontakt zu der Flüssigkeit abgerissen ist.
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Um
den Halbleiter-Wafer bezüglich
des Projektionssystems in die neue Position zu bringen, wird der
Halbleiter-Wafer in vorteilhafter Weise in der x,y-Ebene bewegt
und anschließend
in der z-Richtung so lange zu der Linsenoberfläche hinbewegt, bis der im Wesentlichen
durch die Flüssigkeit
vollständig auszufüllende Spalt
zwischen dem Halbleiter-Wafer und der Linsenoberfläche entsteht.
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Eine
Abbildungsvorrichtung für
eine Immersionslithographie ist mit einem Beleuchtungsgebiet zur
Belichtung eines Ausschnittes einer in einer x,y-Ebene unterhalb
des Beleuchtungsgebietes vorgesehenen eine abzubildende Struktur
enthaltenden Maske vorgesehen. Die Abbildungsvorrichtung ist mit einem
Projektionssystem zur Abbildung einer in dem Ausschnitt enthaltenen
Teilstruktur auf einen Halbleiter-Wafer und einer einen Spalt zwischen
dem Halbleiter-Wafer und der nächstgelegenen
Linsenoberfläche
des Projektionssystems ausfüllenden
Flüssigkeit vorgesehen.
Das Beleuchtungsgebiet ist beweglich in der x,y-Ebene vorgesehen.
Der wesentliche Vorteil der Abbildungsvorrichtung besteht darin,
dass das bewegliche Beleuchtungsgebiet eine Scanbewegung des Beleuchtungsgebietes
ermöglicht.
Dadurch können
die Bewegungen von Maske und Halbleiter-Wafer reduziert, bzw. ganz
vermieden werden. Durch eine Reduzierung an Bewegung lassen sich
für die Abbildungsqua lität schädliche hydrodynamische
Effekte in der Flüssigkeit
vermeiden.
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Es
ist insbesondere eine schlitzartige Form des Beleuchtungsgebietes
vorgesehen.
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Die
Maske und der Halbleiter-Wafer sind während der Abbildung der Struktur
mit einer festen Position oder beweglich in der x,y-Ebene vorgesehen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Abbildungsvorrichtung zur Beschreibung
eines ersten Ausführungsbeispieles
der Erfindung,
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2 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen
Abbildungsvorrichtung,
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3 eine schematische Darstellung einer Abbildungsvorrichtung
zur Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung,
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4 ein schematischer Ablauf einer Bewegung
eines Halbleiter-Wafers gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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5 Skizze
einer Waferoberfläche
während
eines Belichtungsvorganges.
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Gemäß der Darstellung
in der 1 weist eine Abbildungsvorrichtung 8 ein
bewegliches Beleuchtungsgebiet 1 auf, das mit einer schlitzartigen Form
vorgesehen ist. Das Beleuchtungsgebiet 1 beleuchtet einen
streifenförmigen
Ausschnitt 4 einer Maske 2, wobei eine lange Seite
des streifenförmigen Ausschnittes 4 mit
einer Länge
einer Kante der Maske 2 vorgesehen ist. Die gesamte Maske 2 wird
durch eine kontinuierliche Bewegung des Beleuchtungsgebietes 1 mit
einer Richtung senkrecht zu der Kante sukzessive beleuchtet, so
dass eine in der Maske 2 enthaltene Struktur abgescannt
wird.
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In
der 1 ist die Abbildungsvorrichtung 8 dargestellt.
Das gezeigte Beleuchtungsgebiet 1 beleuchtet zu einem Zeitpunkt
einen Ausschnitt 4a und zu einem späteren Zeitpunkt einen Ausschnitt 4b der Maske 2.
Eine Bewegungsrichtung des Beleuchtungsgebietes 1 über der
Maske 2 ist durch ein Pfeil an dem Beleuchtungsgebiet 1 dargestellt.
Eine im beleuchteten Ausschnitt 4 enthaltene Teilstruktur
wird durch ein in der 1 gezeigtes Projektionssystem 5 auf
den Halbleiter-Wafer 3 abgebildet.
Zwischen dem Halbleiter-Wafer 3 und einer dem Halbleiter-Wafer 3 nächstgelegenen
Linsenoberfläche 7 des
Projektionssystems 5 ist eine der 1 entnehmbare
Flüssigkeit 6 vorgesehen.
Die jeweiligen Pfeile an den beleuchteten Ausschnitten 4a und 4b deuten
an, auf welchen Abschnitt des Halbleiter-Wafers 3 die jeweiligen
Teilstrukturen in den Ausschnitten 4a und 4b abgebildet
werden. Wie man sieht, werden durch das Projektionssystem 5 die
Seiten rechts und links miteinander vertauscht. Da die in der Maske 2 enthaltene
Struktur durch die Bewegung der Belichtungsöffnung 1 vollständig abgescannt
wird, sind Maske 2 und Halbleiter-Wafer 3 bezogen
auf das Projektionssystem 5 in einer festen Position gehalten.
Durch eine feste Positionierung werden eine Bewegung des Halbleiter-Wafers 3 bezüglich der
Flüssigkeit 6 und damit
für eine
Abbildungsqualität
schädliche
hydrodynamische Effekte in der Flüssigkeit 6 vermieden.
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Die 2 wurde bereits in der Beschreibungseinleitung
näher erläutert.
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Gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung werden sowohl das Beleuchtungsgebiet 1, die Maske 2 und
der Halbleiter-Wafer 3 während des Abbildungsvorganges
in einer Bewegung vorgesehen. In der 3a sind
die Positionen von dem Beleuchtungsgebiet 1, der Maske 2 und
dem Halbleiter-Wafer 3 zu Beginn eines Abbildungsvorganges
dargestellt. Der jeweilige Pfeil an dem Beleuchtungsgebiet 1,
der Maske 2 und dem Halbleiter-Wafer 3 deutet
die Richtung der Bewegung an, in die die jeweiligen Gegenstände während des
Abbildungsvorganges bewegt werden. Ein Zentrum der Bewegung, um
das sich das Beleuchtungsgebiet 1, die Maske 2 und
der Halbleiter-Wafer 3 bewegen ist durch die gestrichelte
Linie, die durch das dargestellte Projektionssystem 5 verläuft, angedeutet.
Dadurch, dass sowohl das Beleuchtungsgebiet 1, die Maske 2 und
der Halbleiter-Wafer 3 in Bewegung sind, ist eine Amplitude
der Bewegung des Beleuchtungsgebietes 1 verkleinert, wodurch
auch ein Bildfeld, gegenüber
einer statischen Anordnung von dem Halbleiter-Wafer 3 und
der Maske 2, wieder verkleinert wird. Zwischen der Linsenoberfläche 7 und
dem Halbleiter-Wafer 3 befindet sich die Flüssigkeit 6,
die in dieser Darstellung in der es auf die Bewegungen von der Maske 2 und
dem Halbleiter-Wafer 3 ankommt,
nicht gezeigt ist. Die Positionen von dem Beleuchtungsgebiet 1,
der Maske 2 und dem Halbleiter-Wafer 3 am Ende
eines Abbildungsvorganges sind in der 3b dargestellt.
Wie man aus den beiden dargestellten Positionen des Beleuchtungsgebietes 1 ersehen
kann, hat sich die Amplitude der Bewegung des Beleuchtungsgebietes 1 gegenüber einer
statischen Anordnung von Maske 2 und Halbleiter-Wafer 3 verringert.
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Nach
der Abbildung der Struktur von der Maske 2 auf einen Abschnitt
des Halbleiter-Wafers 3 wird der Halbleiter-Wafer 3 bezüglich des
Projektionssystems 5 in eine neue Position gebracht, so dass
eine wiederholte Abbildung auf einen noch unbelichteten Abschnitt
des Halbleiter-Wafers 3 erfolgt.
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In
der 4a bis d sind die einzelnen Bewegungsrichtungen,
die der Halbleiter-Wafer 3 für eine Neupositionierung auszuführen hat,
dargestellt. In der 4a ist die Bewegungsrichtung
des Halbleiter-Wafers 3 weg von der Linsenoberfläche 7 in z-Richtung
durch den Pfeil am Halbleiter-Wafer 3 angedeutet. Die zwischen
Linsenoberfläche 7 des
Projektionssystems 5 und Halbleiter-Wafer 3 vorgesehene
Flüssigkeit 6 zieht
sich bei einer Wegbewegung des Halbleiter-Wafers 3 in z-Richtung in die Länge. Die
Bewegung wird solange ausgeführt,
bis ein Kontakt zu der Flüssigkeit 6 abgerissen
ist. Dieser Zustand ist in der 4b dargestellt.
Die 4b unterscheidet sich von der 4a darin,
dass die Flüssigkeit 6 nach
der Bewegung des Halbleiter-Wafers 3 in z-Richtung unter
der Linsenoberfläche 7 klebt
und keinen Kontakt mehr zum Halbleiter-Wafer 3 hat. Nachdem
der Kontakt zur Flüssigkeit 6 unterbrochen ist,
wird der Halbleiter-Wafer in der x,y-Ebene solange weiterbewegt,
bis ein noch unbelichteter Abschnitt des Halbleiter-Wafers 3 unter
das Projektionssystem 5 zu liegen kommt. Diese Bewegung
ist durch den Pfeil in der 4b angedeutet.
Nachdem der Halbleiter-Wafer 3 in der x,y-Ebene positioniert
wurde erfolgt eine Bewegung in z-Richtung
zur Linsenoberfläche 7 hin.
Diese Bewegung wird solange ausgeführt, bis ein durch die Flüssigkeit 6 auszufüllender
Spalt zwischen Linsenoberfläche 7 und
Halbleiter-Wafer 3 entsteht. In der 4c ist
die Position des Halbleiter-Wafers
nach der Bewegung in z-Richtung zur Linsenoberfläche 7 hin dargestellt.
Anschließend
wird eine erneute Flüssigkeit 6 in
den Spalt zwischen der Linsenoberfläche 7 und dem Halbleiter-Wafer 3 eingebracht.
In der 4d ist die den Spalt vollständig ausfüllende Flüssigkeit 6,
die sich zwischen der Linsenoberfläche 7 einer Linse
des dargestellten Projektionssystems 5 und der Waferoberfläche 3 befindet, gezeigt.
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Nachdem
die Flüssigkeit 6 eingebracht
ist, erfolgen noch kleine Focussierbewegungen des Halbleiter-Wafers 3 im
Nanometerbereich. Eine Notwendigkeit solcher Focussierbewegungen
wird in der 5 verdeutlicht.
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Der 5 ist
eine Waferoberfläche 3a an zwei
verschiedenen Zeitpunkten entnehmbar. Wie man sieht, ist die Waferoberfläche 3a nicht
vollständig
eben. Zu einem Zeitpunkt wird ein der Figur entnehmbarer Ausschnitt 4a belichtet,
wobei durch das Projektionssystem ein Focusbereich mit einer in
der 5 angedeuteten Tiefe b vorgegeben ist. Die Abbildung
wird nur dann eine vorgegebene Schärfe erreichen, wenn sich die
Waferoberfläche 3a innerhalb des
Focusbereiches befindet. Der belichtete Ausschnitt 4 wandert über die
unebene Waferoberfläche 3a,
was in der Figur durch einen Pfeil angedeutet ist. Der zu einem
späteren
Zeitpunkt belichtete Ausschnitt 4b wird durch eine Bewegung
im Nanometerbereich in z-Richtung senkrecht zur Ebene, in der sich
die Waferoberfläche 3a befindet,
in den Focusbereich des Projektionssystems 5 gebracht.
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- 1
- Beleuchtungsgebiet
- 2
- Maske
- 3
- Halbleiter-Wafer
- 3a
- Waferoberfläche
- 4
- Ausschnitt
- 4a
- Ausschnitt
zu einem Zeitpunkt
- 4b
- Ausschnitt
zu einem späteren
Zeitpunkt
- 5
- Projektionssystem
- 6
- Flüssigkeit
- 7
- Linsenoberfläche
- 8
- Abbildungsvorrichtung