DE3444569C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Projektionsbelichtungs­ gerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Projektionsbelichtungsgerät ist in der JP- OS 57-1 92 929 beschrieben. Bei diesem bekannten Projek­ tionsbelichtungsgerät wird ein auf einer Vorlage befind­ liches Muster durch ein optisches Projektionssystem auf einen lichtempfindlichen Gegenstand projiziert. Zur Kompensation von Abbildungsfehlern, die auf Temperatur­ einflüsse zurückzuführen sind, werden vorab in einer Ver­ arbeitungseinheit gespeicherte Korrekturdaten auf der Basis von Ausgangssignalen eines Temperaturfühlers gewählt, und ein mittels Luftmikrometern erhaltener Distanzmeßwert wird aufgrund der gewählten Korrekturdaten berichtigt. Bei der Lageänderung zum Kompensieren der Temperatureinflüsse können sich Schwierigkeiten ergeben, die eine genaue Abbildung schwierig machen.

Die Druckgenauigkeit eines Projektionsbelichtungsgeräts ist u. a. durch die effektive Blendenzahl des optischen Projek­ tionssystems bestimmt. Bei der Projektion des Rasters einer Vorlage in Form einer Maske auf einen lichtempfind­ lichen Gegenstand in Form eines Substrats spielt auch die Wellenlänge λ des Druckstrahls eine Rolle, wobei die Tiefenschärfe Δ Z definiert werden kann:

Δ Z = ±2 λ Pe ²

In allgemein üblichen Projektionsbelichtungsgeräten wird ein Druckstrahl mit einer Wellenlänge von 0,436 µm und ein optisches System mit einer effektiven Blendenzahl Fe im Bereich von 1,4 benutzt. Die Tiefenschärfe ergibt sich damit zu etwa ±1,7 µm.

Hieraus wird deutlich, wie wichtig das genaue Einhalten einer Brennpunktlage bei derartigen Geräten ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Projektions­ belichtungsgerät gemäß dem Oberbegriff des neuen Haupt­ anspruchs derart weiterzubilden, daß mit verhältnismäßig geringem Aufwand eine sehr genaue Kompensation von Tempe­ ratureinflüssen auf die Abbildungsqualität des optischen Projektionssystems erreicht wird.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil hierbei besteht darin, daß Temperatureinflüsse auf die Abbildungsqualität von vornherein kompensiert werden und eine Änderung der Relativlage zwischen Projektionsoptik und Gegenstand erspart wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer optischen Vorrichtung.

Fig. 1 stellt schematisch eine Ausführungsform eines Projektionsbelichtungsgeräts dar. Die Belichtungsvorrichtung gemäß Fig. 1 weist eine Lichtquelle 1, eine Kondensorlinse 2, ein optisches Projektionssystem 4, ein Halteelement 5, einen Temperaturfühler 6 und einen lichtempfindlichen Gegenstand in Form eines Substrats auf.

Der Temperaturfühler 6 ist mit einem Temperatursteuer­ kreis 22 einer Fluidtemperatursteuereinrichtung verbunden, der später beschrieben wird. Das Halteelement 5 ist von einem Abdeckelement in Form eines zylindrischen Elements 24 so umgeben, daß zwischen dem Halteelement 5 und dem zylin­ drischen Element 24 ein Kanalabschnitt 25 ausgebildet wird, durch den ein Gas oder eine Flüssigkeit strömen kann. Das Halteelement 5 ist aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt, beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer, während das zylindrische Element 24 aus einem wärmeisolierenden Material hergestellt ist, das eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit und einen niedri­ geren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, wie z. B. keramisches Material. Die Innenwand des Halteelements 5 kann mit einem Material höherer Wärmeleitfähigkeit be­ schichtet sein.

Der Kanal 25 ist über einen Fluidtemperaturregler 21 mit einer nicht dargestellten Fluidquelle verbunden, wobei der Fluidtemperaturregler 21 seinerseits mit dem Tempera­ tursteuerkreis 22 verbunden ist. Der Temperatursteuer­ kreis 22 ist mit dem Temperaturfühler 6 und einer Vorga­ betemperatureingabeeinheit verbunden.

Wenn bei dieser Anordnung das Raster der Maske 3 durch das optische Projektionssystem 4 auf das Substrat 7 projiziert werden soll, wird die Temperatur innerhalb des Projektionssystems 4 durch den Temperaturfühler 6 erfaßt. Der Temperatur­ steuerkreis 22 vergleicht die im Projektionssystem 4 erfaßte Temperatur mit der erwünschten Temperatur, die als Eingangsgröße in die Vorgabetemperatureingabeeinheit 23 gegeben wor­ den ist, und steuert den Fluidtemperaturregler 21 ent­ sprechend dem Temperaturunterschied. Der Fluidtemperatur­ regler 21 regelt so die Temperatur des Fluids. Das temperaturregulierte Fluid durchströmt den Kanal 25, so daß die Temperatur des Inneren des Projektionssystems 4 auf einen Wert gesteuert wird, der der Temperatur ent­ spricht, die in der Vorgabetemperatureingabeeinheit 23 vorgegeben worden ist.

Während bei dieser Ausführungsform der Kanal 25 derart angeordnet ist, daß das Fluid längs der Außenwand des Halteelements 5 für das Projektionssystem 4 fließt, kann ein ähnliches Kanal- oder Rohrelement auch an der Innenwand des Halteelements 5 vorgesehen sein. Bei der Ausführungs­ form gemäß Fig. 1 wird die Brennpunktkorrektur durch Steuerung der Temperatur des Projektionssystems 4 erzielt, so daß die Brennpunktlage des Projektionssystems 4 mit der Ober­ fläche des Sustrats 7 übereinstimmt.

Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungs­ formen von Halbleiterbelichtungsvorrichtungen begrenzt; sie ist auch für andere Belichtungsvorrichtungen, bei­ spielsweise für Hologrammerzeugungsvorrichtungen, Kopier­ vorrichtungen, für eine Filman­ druckplatte in einer Kamera oder dergleichen anwendbar.

Wie beschrieben wurde, kann jede Brennpunktabweichung des Projektionsbelichtungsgeräts aufgrund von Temperaturänderungen, die durch Wärme verursacht werden, die von verschie­ denen Quellen innerhalb der Vorrichtung, beispielsweise einer Lichtquelle, der Antriebsbewegung oder dergleichen erzeugt wird, oder aufgrund von Temperaturänderungen, die durch Änderungen der Umgebungstemperatur verur­ sacht werden, korrigiert werden, so daß das Projektionsbelich­ tungsgerät auch hinsichtlich der Aufstellungsmöglichkeiten Vorteile besitzt.

Außerdem wird dadurch die Möglichkeit, eine erwünschte Temperatur für das optische Projektionssystem vorzugeben, eine Feinanpassung der optischen Betriebs­ eigenschaften möglich, wobei die Notwendigkeit eines komplizierten Brenn­ punkteinstellungsmechanismus entfällt.

Weiterhin wird die Korrektur der Brennpunktlage bei kompaktem und einfachem Aufbau kostengünstig erreicht.

Claims (5)

1. Projektionsbelichtungsgerät zum Projizieren eines Musters einer Vorlage auf einen lichtempfindlichen Gegen­ stand mittels eines einen Temperaturfühler auweisenden optischen Projektionssystems, das unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanalabschnitt (25) für eine Fluidströmung mit einem Halteelement (5) in Verbindung steht, das das optische Projektionssystem (4) umschließt, und daß eine Fluidtem­ peratursteuereinrichtung (21, 22) die Temperatur des durch den Kanalabschnitt strömenden Fluids auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der mit dem Temperaturfühler (6) im oder am Projektionssystem erfaßten Ist-Temperatur und einer mit einer Temperatureinstelleinheit (23) vorein­ stellbaren Soll-Temperatur des Projektionssystems regelt.

2. Projektionsbelichtungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Kanalabschnitt außen umgeben­ des Abdeckelement (24) aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit und niedrigem Wärmeausdehnungskoeffi­ zient besteht.

3. Projektionsbelichtungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Halteelement (5) aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht.

4. Projektionsbelichtungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (24) aus kera­ mischem Material hergestellt ist.

5. Projektionsbelichtungsgerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Projektionssystem (4) ein Linsensystem aufweist.