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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen lithographischen Projektionsapparat
mit:
- – einem
Bestrahlungssystem zum Bereitstellen eines aus Strahlung bestehenden
Projektionsstrahls,
- – einem
ersten Objekttisch, der mit einem ersten Objekthalter zum Halten
einer Maske ausgestattet ist,
- – einem
zweiten Objekttisch, der mit einem zweiten Objekthalter zum Halten
eines Substrats ausgestattet ist, und
- – einem
Projektionssystem zum Abbilden eines bestrahlten Abschnitts der
Maske auf einem Zielabschnitt des Substrats, wobei
- – der
erste oder der zweite Objekttisch mit einer Positionierungseinrichtung
zum Positionieren des einen Objekttisches in Bezug auf das Projektionssystem
verbunden ist, wobei der Apparat ferner eine Traganordnung umfasst,
mit:
- – einem
bewegbaren Element, das einer getragenen Struktur zugeordnet ist,
- – einem
Gehäuse,
in dem das bewegbare Element gelagert ist, wobei die Lagerung derart
ausgeführt
ist, dass im Wesentlichen keine Schwingungskräfte zwischen dem bewegbaren
Element und dem Gehäuse übertragen
werden,
- – einer
gasgefüllten
Druckkammer, wobei das in der Druckkammer befindliche Gas auf das
bewegbare Element wirkt, so dass der auf das Gewicht der getragenen
Struktur zurückzuführenden
Kraft wenigstens teilweise entgegengewirkt wird, und
- – einer
Gasversorgung zum Zuführen
von Gas zur Druckkammer.
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Aus
Gründen
der Einfachheit kann das Projektionssystem nachfolgend als "Linse" bezeichnet sein,
dieser Begriff ist jedoch breit auszulegen, so dass er verschiedene
Arten von Projektionssystemen umfasst, einschließlich Brechungsoptik, Reflexionsoptik,
katadioptrischer Systeme und Optik geladener Teilchen. Das Projektionssystem
kann auch Elemente umfassen, die in Übereinstimmung mit einem beliebigen
dieser Prinzipien zum Lenken, Formen oder Steuern des Projektionsstrahls
arbeiten, wobei solche Elemente nachfolgend entweder kollektiv oder einzeln
ebenfalls als "Linse" bezeichnet sein
können. Des
Weiteren können
der erste und der zweite Objekttisch auch als "Maskentisch" bzw. "Substrattisch" bezeichnet sein.
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In
dem vorliegenden Dokument sind die Begriffe "Strahlung" und "Strahl" so verwendet, dass sie alle Arten von
elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenfluss umfassen, einschließlich Ultraviolettstrahlung
(z.B. mit einer Wellenlänge
von 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm oder 126 nm), extremer Ultraviolett-(EUV-)Strahlung, Röntgenstrahlen,
Elektronen und Ionen. Die Erfindung ist hierin außerdem unter
Verwendung eines Referenzsystems orthogonaler X-, Y- und Z-Richtungen
beschrieben, wobei eine Drehung um eine parallel zur I-Richtung
verlaufende Achse mit Ri bezeichnet ist. Darüber hinaus soll sich der hierin
verwendete Begriff "vertikal" (Z), sofern der Kontext
dies nicht anders verlangt, auf die senkrecht zum Substrat oder
zur Maskenoberfläche
verlaufende Richtung beziehen, anstatt eine bestimmte Ausrichtung
des Apparats anzugeben. Ebenso bezieht sich der Begriff "horizontal" auf eine parallel
zum Substrat oder zur Maskenoberfläche verlaufende Richtung und
ist somit senkrecht zur "vertikalen" Richtung.
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Ein
lithographischer Projektionsapparat kann beispielsweise bei der
Herstellung von integrierten Schaltungen (ICs) verwendet werden.
In diesem Fall kann die Maske (Retikel) ein Schaltungsmuster enthalten,
das einer einzelnen Schicht der IC entspricht, wobei dieses Muster
auf einer Belichtungsfläche (Halbleiterplättchen)
eines Substrats (Siliziumwafers) abgebildet werden kann, das mit
einer Schicht aus lichtempfindlichem Material (Fotolack) überzogen
ist. Im Allgemeinen enthält
ein einzelner Wafer ein ganzes Netzwerk benachbarter Halbleiterplättchen,
die einzeln nacheinander über
das Retikel bestrahlt werden. Bei einem Typ von lithographischem
Apparat, wird jedes Halbleiterplättchen
durch Belichten eines gesamten Retikelmusters auf das Halbleiterplättchen in
einem Schritt bestrahlt wird, ein solcher Apparat wird für gewöhnlich als
Wafer-Stepper bezeichnet. Bei einem alternativen Apparat – der für gewöhnlich als
Step-and-Scan-Apparat bezeichnet wird – wird jedes Halbleiterplättchen durch
progressives Scannen des Retikelmusters unter dem Projektionsstrahl
in einer gegebenen Richtung (der "Scan"-Richtung)
bestrahlt, wobei der Wafertisch gleichzeitig parallel oder antiparallel
zu dieser Richtung gescannt wird, da das Projektionssystem im Allgemeinen
einen Vergrößerungsfaktor
M (im Allgemeinen < 1)
hat, beträgt
die Geschwindigkeit V, mit der der Wafertisch gescannt wird, einen
Faktor M mal derjenigen, mit dem der Retikeltisch gescannt wird.
Mehr Informationen in Bezug auf lithographische Vorrichtungen, wie
hierin beschrieben, sind beispielsweise der internationalen Patentanmeldung
WO 97/33205 zu entnehmen.
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Bis
vor kurzem enthielt ein lithographischer Apparat einen einzelnen
Maskentisch und einen einzelnen Substrattisch. Es sind nun jedoch
Maschinen verfügbar,
in denen mindestens zwei unabhängig voneinander
bewegbare Substrattische vorhanden sind, siehe beispielsweise den
in den internationalen Patenanmeldungen
WO 98/28665 und
WO 98/40791 beschriebenen Mehr-Tisch-Apparat.
Das grundlegende Betriebsprinzip hinter einem derartigen Mehr-Tisch-Apparat
besteht darin, dass, während sich
ein erster Substrattisch zur Belichtung eines ersten auf diesem
Tisch befindlichen Sub strats in der Belichtungsposition unter dem
Projektionssystem befindet, ein zweiter Substrattisch sich zu einer
Ladeposition bewegen, ein zuvor belichtetes Substrat abladen, ein
neues Substrat aufnehmen, einige Anfangsmessungen an dem neuen Substrat
durchführen
und dann bereitstehen kann, um das neue Substrat in die Belichtungsposition
unter dem Projektionssystem zu überführen, sobald
die Belichtung des ersten Substrats abgeschlossen ist, danach wiederholt
sich der Zyklus. Auf diese Weise ist es möglich, den Maschinendurchsatz
erheblich zu erhöhen,
wodurch die Betriebskosten der Maschine gesenkt werden. Es versteht
sich, dass sich dasselbe Prinzip auch bei nur einem Substrattisch
anwenden lässt,
der zwischen den Belichtungs- und Messpositionen bewegt wird.
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EP-1,148,389-A ,
die gemäß Artikel
54(3) EPC
als zum Stand der Technik gehörig
betrachtet wird, offenbart einen lithographischen Projektionsapparat
und eine Traganordnung (
40), die einen Kolben (
43),
ein Gehäuse
(
41) und eine Druckkammer (
42) umfasst. Bei der
EP-1,148,389-A sind
Evakuierungsrillen (
60a,
60b) bereitgestellt,
um Gas abzusaugen, das aus der Druckkammer in einen Spalt (
45)
entweicht.
EP-1,148,389-A offenbart
nicht, dass kein Gas durch die Druckkammer strömt, wenn der Kolben stationär ist.
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EP-0,973,067-A offenbart
eine Traganordnung zum Abstützen
einer Struktur, wie etwa den ersten oder zweiten Objekttisch oder
einen Referenz- oder Messtechnikrahmen, gegen die Schwerkraft. Die
Anordnung umfasst einen der getragenen Struktur zugeordneten Kolben
und ferner ein zylindrisches Gehäuse,
in dem der Kolben gelagert ist. Gaslager sind zwischen dem Gehäuse und
dem Kolben bereitgestellt, um für
eine reibungslose Bewegung des Kolbens in seinem Gehäuse zu sorgen.
Das Gehäuse umfasst
eine gasgefüllte
Gaskammer, wobei das Gas in der Kammer so auf den Kolben wirkt,
dass dem Gewicht der getragenen Struktur entgegengewirkt wird. Gas
aus der Druckkammer wird dem Gaslager zugeführt und kann durch einen Spalt
zwischen dem Kolben und seinem Gehäuse aus der Druckkammer entweichen.
Bei der
EP-0,973,067-A sind
die Gaszufuhrkanäle
(
105) direkt mit der gasgefüllten Druckkammer (
103)
verbunden. Dieses Dokument wird als der Stand der Technik betrachtet,
der der Erfindung am nächsten
kommt.
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Ein
Nachteil der in
EP-0,973,067-A beschriebenen
Vorrichtung besteht darin, dass es schwierig ist, den Druck in der
Druckkammer vollkommen konstant zu halten. In der Praxis hat der
in der Druckkammer aufrechterhaltene Druck eine zeitvariable Komponente.
Diese zeitvariable oder dynamische Komponente ist hauptsächlich auf
die Tatsache zurückzuführen, dass
Gas aus der Druckkammer in die verschiedenen Gas lager strömt. Diese
Strömung verursacht
Druckschwankungen in der Druckkammer, die über der nominalen statischen
Kraft liegen, die die Druckkammer ausüben muss, um der auf das Gewicht
der getragenen Struktur zurückzuführenden Schwerkraft
entgegenzuwirken. Die auf die Tatsache, dass den Gaslagern Gas zugeführt werden
muss, zurückzuführenden
Schwankungen in der Druckkammer führen zu einer dynamischen Druckschwankung, die
als Rauschen der statischen Kraft angesehen werden kann. Dies beeinflusst
die Positionierungsgenauigkeit der Positionierungseinrichtung nachteilig.
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US 5,953,105 offenbart einen
lithographischen Projektionsapparat, der eine Druckkammer umfasst,
die durch eine flexible Membran abgedichtet ist. Die Membran stellt
eine physische Verbindung zwischen einem Gehäuse (
177) und einem
bewegbaren Element (
183) bereit.
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Ein
Ziel der Erfindung besteht darin, einen lithographischen Projektionsapparat
mit einer Traganordnung bereitzustellen, wobei der vorstehend beschriebene
Nachteil der bekannten Traganordnung vermindert ist.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein lithographischer Projektionsapparat, wie
im einleitenden Absatz beschrieben, bereitgestellt, wobei die Trag- oder Traganordnung
so ausgeführt
und angeordnet ist, dass im Wesentlichen kein Gas durch die Druckkammer
strömt,
wenn das bewegbare Element im Wesentlichen stationär ist, und wobei
das Gehäuse
nicht physisch mit dem bewegbaren Element verbunden ist.
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Der
erfindungsgemäße Apparat
wird daher so ausgeführt,
dass zwischen dem bewegbaren Element und seinem Gehäuse im Wesentlichen
keine Schwingungskräfte übertragen
werden. Notwendigerweise ist zwischen dem bewegbaren Element und seinem
Gehäuse
ein Spalt vorhanden, durch den Gas aus der Druckkammer entweichen
kann. Dies wird bei der vorliegenden Erfindung reduziert, indem sichergestellt
wird, dass im Wesentlichen kein Gas durch die Druckkammer strömt, wenn
das bewegbare Element stationär
ist. Dies kann in der Praxis dadurch erreicht werden, dass eine
weitere Gasversorgung zu einer weiteren Druckkammer bereitgestellt wird,
die benachbart zur Druckkammer angeordnet ist und das bewegbare
Element wenigstens teilweise umgibt, in welcher der Druck so aufrechterhalten wird,
dass er im Wesentlichen identisch mit demjenigen in der Druckkammer
ist.
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Die
Druckkammer wird in vorteilhafter Weise über einen pneumatischen Widerstand
versorgt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht dieser Widerstand
aus einem kleinen Spalt zwischen dem bewegbaren Element und einer
Wand, die die Druckkammer mit der weiteren Druckkammer verbindet. Bei
dieser Ausführungsform
wird die Gaszufuhr zur Druckkammer von der weiteren Druckkammer
bereitgestellt und tritt durch den pneumatischen Widerstandsspalt
hindurch.
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Bevorzugt
befinden sich ein oder mehrere Gaslager zwischen dem bewegbaren
Element und seinem Gehäuse
oder zwischen dem bewegbar Element und der getragenen Struktur.
Diese Gaslager können
zweckmäßigerweise über die
weitere Druckkammer versorgt werden.
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Ein
Gaszylinder, wie hierin erwähnt,
wird manchmal auch als (reibungsloser) Pneumatikzylinder bezeichnet.
Durch Verwenden des Gaszylinders auf die vorstehend beschriebene
Weise wird das bewegbare Element durch eine konstante pneumatische
Tragkraft abgestützt,
die durch den in der Druckkammer vorhandenen Gasdruck bestimmt wird.
Dieser Gasdruck wird durch die durch Druckschwankungen verursachte
Strömung
nicht nachteilig beeinflusst, da die Druckkammer den Gaslagern keine
Strömung
zuführt
und ein Entweichen von Gas aus der Druckkammer längs des bewegbaren Elements
durch den Druck der weiteren Druckkammer verhindert wird.
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Bei
der Erfindung arbeitet der Gaszylinder, der als Schwerkraftkompensator
wirkt, durch Bereitstellen von unter Druck stehendem Gas (LB. Luft oder
Stickstoff), das in vertikaler (oder einer anderen gewünschten)
Richtung auf einen Querschnitt eines sich bewegenden Kolbens mit
einer festgelegten projizierten Fläche wirkt. Diese Fläche kann
durch eine einzelne physische Oberfläche bereitgestellt werden, sie
kann jedoch auch über
mehrere physische Oberflächen
verteilt sein, oder sogar eine differentielle Fläche zwischen zwei einander
gegenüberliegenden Oberflächen sein.
Die Ausgleichskraft, die durch den auf diese Fläche wirkenden Druck bereitgestellt
wird, sollte so nahezu konstant wie möglich bleiben, unabhängig von
der horizontalen, vertikalen, Kipp-, Gier- oder Rollbewegung der
getragenen Struktur (z.B. eines Masken- oder Substrathalters), wobei
ihr Angriffspunkt relativ zu dem tragenden Teil ebenfalls statisch
bleiben sollte.
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Ebenfalls
wahlweise erfindungsgemäß kann das
Positionierungsmittel oder die Positionierungseinrichtung beispielsweise
mit drei Gaszylindern und drei Z-Lorentz-Motoren ausgestattet werden, wobei jeder
der Z-Lorentz-Motoren im Betrieb eine im Wesentlichen dynamische
Lorentz-Kraft in Z-Richtung, parallel zu der im Wesentli chen statischen
durch den Gaszylinder bereitstellten Kraft, auf den zweiten Teil ausübt. Die
drei Gaszylinder stellen in Z-Richtung eine stabile und statisch
bestimmte Abstützung
des zweiten Teils, z.B. gegen die Fallbeschleunigung, bereit. Mittels
der drei Z-Lorentz-Motoren kann der zweite Teil in Z-Richtung verschoben
und um die erste Drehachse und die zweite Drehachse gedreht werden.
Da jeder der Gaszylinder als Teil des Z-Lorentz-Motors eingebaut
werden kann, wird eine praktische und kompakte Konstruktion der
Positionierungseinrichtung erzielt.
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Bei
einer Positionierungseinrichtung kann ein erster Teil relativ zu
einer Basis der Positionierungseinrichtung, zumindest in X-Richtung,
mittels einer Antriebseinheit der Positionierungseinrichtung verschoben
werden. Der erste Teil kann mittels der Antriebseinheit relativ
zur Basis der Positionierungseinrichtung über relativ große Strecken
mit relativ geringer Genauigkeit verschoben werden, während ein zweiter
Teil durch das System von Lorentz-Motoren mit relativ hoher Genauigkeit über relativ
kurze Strecken relativ zum ersten Teil verschoben werden kann. Infolgedessen
kann die Antriebseinheit, die relativ große Abmessungen haben muss,
relativ einfach ausgeführt
sein und eine relativ geringe Positionierungsgenauigkeit haben,
während
die Abmessungen der relativ genauen Lorentz-Motoren begrenzt werden
können.
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Bei
einem lithographischen Apparat kann einer der Objekttische mit der
vorstehend beschrieben Positionierungseinrichtung verbunden werden,
wobei der Substrat- oder Maskenhalter an dem zweiten Teil der Positionierungseinrichtung
befestigt wird. Die vorteilhaften Eigenschaften der Positionierungseinrichtung
zeigen sich insofern auf spezifische Weise in der lithographischen
Vorrichtung, dass die Übertragung
mechanischer Schwingungen von einer Tragfläche auf einen Substrat- oder
Maskenhalter so weit als möglich
verhindert wird. Dies hat eine vorteilhafte Wirkung auf die Genauigkeit,
mit der der Substrat- oder Maskenhalter relativ zum Projektionssystem
positioniert werden kann, und auf die Genauigkeit, mit der das auf
der Maske befindliche Muster oder Teilmuster auf dem Substrat abgebildet
wird.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung einer Vorrichtung unter Verwendung eines lithographischen
Projektionsapparats bereitgestellt, der umfasst: ein Bestrahlungssystem
zum Bereitstellen eines aus Strahlung bestehenden Projektionsstrahls, einen
ersten Objekttisch, der mit einem Maskenhalter zum Halten einer
Maske ausgestattet ist, einen zweiten Objekttisch, der mit einem
Substrathalter zum Halten eines Substrats ausgestattet ist, und
ein Projektionssystem zum Abbilden bestrahlter Abschnitte der Maske
auf Zielabschnitten des Substrats, wobei das Verfahren die Schritte
umfasst: Bereitstellen eines Substrats, das wenigstens teilweise
mit einer Schicht aus strahlungsempfindlichem Material überzogen
ist, Bereitstellen einer ein Muster enthaltenden Maske, Projizieren
eines Abbildes wenigstens eines Teils des Maskenmusters auf einen
Zielabschnitt der Schicht aus strahlungsempfindlichem Material,
Bereitstellen eines bewegbaren Elements, das einer getragenen Struktur
zugeordnet ist, Bereitstellen eines Gehäuses, in dem das bewegbare
Element gelagert ist, wobei das Gehäuse nicht physisch mit dem
bewegbaren Element verbunden ist und die Lagerung derart ausgeführt ist,
dass im Wesentlichen keine Schwingungskräfte zwischen dem bewegbaren
Element und dem Gehäuse übertragen
werden, Bereitstellen einer gasgefüllten Druckkammer, wobei das
in der Druckkammer befindliche Gas auf das bewegbare Element wirkt,
so dass der auf das Gewicht der getragenen Struktur zurückzuführenden
Kraft wenigstens teilweise entgegengewirkt wird, Zuführen von Gas
zur Druckkammer, und Sicherstellen, dass im Wesentlichen kein Gas
durch die Druckkammer strömt,
wenn das bewegbare Element im Wesentlichen stationär ist.
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Bei
einem Herstellungsverfahren, das einen erfindungsgemäßen lithographischen
Projektionsapparat verwendet, wird ein Muster in einer Maske auf einem
Substrat abgebildet, das wenigstens teilweise mit einer Schicht
aus energieempfindlichem Material (Fotolack) überzogen ist. Vor diesem Abbildungsschritt
kann das Substrat verschiedenen Verfahren, wie etwa Grundieren,
Fotolackbeschichtung und einem leichten Trocknen (soft bake), unterzogen
werden. Nach dem Belichten kann das Substrat anderen Verfahren unterzogen
werden, wie etwa einem Post-Exposure Bake (PEB – nach der Belichtung erfolgenden
Trocken- oder Heizschritt), Entwickeln, starken Trocknen (hard bake)
und Messen/Untersuchen der abgebildeten Merkmale. Dieser Verfahrensablauf
wird als Basis für
die Musterung einer einzelnen Schicht einer Vorrichtung, z.B. einer
IC, verwendet. Eine derartige gemusterte Schicht kann dann verschiedenen
Verfahren, wie etwa Ätzen,
Ionenimplantieren (Dotieren), Metallisieren, Oxidieren, chemomechanisches
Polieren, etc., unterzogen werden, die alle dazu dienen, eine einzelne
Schicht abschließend zu
bearbeiten. Wenn mehrere Schichten benötigt werden, dann muss das
gesamte Verfahren oder eine Variante desselben für jede neue Schicht wiederholt
werden. Schließlich
ist eine Anordnung von Vorrichtungen (Halbleiterplättchen)
auf dem Substrat (Wafer) vorhanden. Diese Vorrichtungen werden dann
durch eine Technik, wie etwa mechanisches Trennen (dicing) oder
Sägen,
voneinander gelöst, wonach
die einzelnen Vorrichtungen auf einem Träger montiert, mit Anschlussstiften
verbunden, etc. wenden können.
Weitere Informationen bezüglich solcher
Verfahren können
beispielsweise dem Buch "Microchip
Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing", dritte Auflage,
von Peter van Zant, McGraw Hill Publishing Co., 1997, ISBN 0-07-067250-4
entnommen werden.
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Obgleich
in diesem Text spezifisch auf die Verwendung des erfindungsgemäßen Apparats
bei der Herstellung von ICs Bezug genommen wird, versteht es sich
ausdrücklich,
dass ein solcher Apparat viele andere Anwendungsmöglichkeiten
hat. Er kann beispielsweise bei der Herstellung von integrierten optischen
Systemen, Führungs-
und Erfassungsmustern für
Magnetblasenspeicher, Flüssigkristallanzeigebildschirmen,
Dünnfilmmagnetköpfen, etc.
verwendet werden. Ein Fachmann wird erkennen, dass, im Zusammenhang
mit solchen alternativen Anwendungen, jegliche Verwendung der Begriffe "Retikel", "Wafer" oder "Halbleiterplättchen" in diesem Text als durch
die allgemeineren Begriffe "Maske", "Substrat" bzw. "Zielabschnitt" ersetzt anzusehen
ist.
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Die
Erfindung ist durch die Ansprüche
definiert.
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Die
vorliegende Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf beispielhafte
Ausführungsformen
und die begleitenden schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
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1 einen
lithographischen Projektionsapparat gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
Draufsicht einer erfindungsgemäßen Positionierungseinrichtung
für den
Substrathalter der in 1 gezeigten lithographischen
Vorrichtung,
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3 eine
Schnittansicht entlang der Linie III-III aus 2,
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4 eine
Schnittansicht einer mit der Positionierungseinrichtung gemäß 2 zu
verwendenden Trageinheit gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
-
5 eine
Schnittansicht einer mit der Positionierungseinrichtung gemäß 2 zu
verwendenden Trageinheit gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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6 eine
Nahansicht eines Teils von 4, die ein
mit der ersten Ausführungsform
der Erfindung verwendetes Gasversorgungssystem zeigt, und
-
7 eine
Nahansicht eines Teils von 5, die ein
mit der zweiten Ausführungsform
der Erfindung verwendetes Gasversorgungssystem zeigt.
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In
den verschiedenen Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Ausführungsform
1
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1 stellt
schematisch einen lithographischen Projektionsapparat gemäß einer
spezifischen Ausführungsform
der Erfindung dar. Der Apparat umfasst:
- – ein Bestrahlungssystem
Ex, IL zum Bereitstellen eines aus Strahlung (z.B. UV- oder EUV-Strahlung)
bestehenden Projektionsstrahls PB, wobei das Bestrahlungssystem
in diesem speziellen Fall außerdem
eine Strahlungsquelle LA umfasst,
- – einen
ersten Objekttisch (Maskentisch) MT, der mit einem Maskenhalter
zum Halten einer Maske MA (z.B. eines Retikels) ausgestattet und
mit einer ersten Positionierungseinrichtung zum genauen Positionieren
der Maske in Bezug auf das Element PL verbunden ist,
- – einen
zweiten Objekttisch (Substrattisch) WT, der mit einem Substrathalter
zum Halten eines Substrats W (z.B. eines mit Fotolack überzogenen Siliziumwafers)
ausgestattet und mit einer zweiten Positionierungseinrichtung zum
genauen Positionieren des Substrats in Bezug auf das Element PL verbunden
ist,
- – ein
Projektionssystem ("Linse") PL (z.B. ein lichtbrechendes
oder katadioptrisches System, eine Spiegelgruppe oder eine Anordnung
von Teilbilddeflektoren) zum Abbilden eines bestrahlten Abschnitts
der Maske MA auf einem Zielabschnitt C (der z.B. ein oder mehrere
Halbleiterplättchen umfasst)
des Substrats W.
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Wie
hier dargestellt, ist der Apparat vom durchlässigen Typ (d.h. er hat eine
durchlässige
Maske). Im Allgemeinen kann er jedoch auch beispielsweise vom reflektierenden
Typ sein (mit einer reflektierenden Maske). Alternativ kann der
Apparat eine andere Art von Musterungseinrichtung einsetzen, wie etwa
eine programmierbare Spiegelanordnung eines vorstehend genannten
Typs.
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Die
Quelle LA (z.B. eine Hg-Lampe, ein Excimer-Laser, ein um den Pfad
eines Elektronenstrahls in einem Speicherring oder Synchrotron angeordneter
Undulator, eine durch Laser erzeugte Plasmaquelle oder eine Elektronen-
oder Ionenstrahlquelle) erzeugt einen Strahl einer Strahlung. Dieser
Strahl wird einem Beleuchtungssystem (Beleuchter) IL zugeführt, und
zwar entweder direkt oder nach dem Passieren einer Konditionierungseinrichtung,
wie z.B. eines Strahlexpanders Ex. Der Beleuchter IL kann Justiermittel
AM zum Einstellen des äußeren und/oder
inneren radialen Ausmaßes
(für gewöhnlich als σ-Außenmaß bzw. σ-Innenmaß bezeichnet)
der Intensitätsverteilung
im Strahl umfassen. Darüber
hinaus umfasst er im Allgemeinen verschiedene andere Bauteile, wie
etwa einen Integrator IN und einen Kondensor CO. Auf diese Weise
hat der auf die Maske MA fallende Strahl PB in seinem Querschnitt
eine gewünschte
Gleichförmigkeit
und Intensitätsverteilung.
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Es
wird in Bezug auf 1 darauf hingewiesen, dass sich
die Quelle LA im Gehäuse
des lithographischen Projektionsapparats befinden kann (wie es häufig der
Fall ist, wenn die Quelle LA z.B. eine Quecksilberlampe ist), sie
kann jedoch auch vom lithographischen Projektionsapparat entfernt
sein, wobei der von ihr erzeugte Strahl der Strahlung in den Apparat
gelenkt wird (z.B. mit Hilfe von geeigneten Richtspiegeln), wobei
dieses letztere Szenario häufig der
Fall ist, wenn die Quelle LA ein Excimer-Laser ist. Die vorliegende Erfindung
und die Ansprüche
umfassen beide dieser Szenarien.
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Der
Strahl PB erfasst anschließend
die auf einem Maskentisch MT gehaltene Maske MA. Nachdem er die
Maske MA passiert hat, tritt der Strahl PB durch die Linse PL, die
den Strahl PB auf einen Zielabschnitt C des Substrats W fokussiert.
Mit Hilfe der zweiten Positionierungseinrichtung (und einer interferometrischen
Messeinrichtung IF) kann der Substrattisch WT exakt bewegt werden,
z.B. um andere Zielabschnitte C im Pfad des Strahls PB zu positionieren.
Ebenso kann die erste Positionierungseinrichtung dazu verwendet
werden, die Maske MA in Bezug auf den Pfad des Strahls PB exakt
zu positionieren, z.B. nach einer mechanischen Rückholung der Maske MA aus einem
Maskenarchiv oder während
eines Scans. Im Allgemeinen wird die Bewegung der Objekttische MT,
WT mit Hilfe eines Langhubmoduls (Grobpositionierung) und eines Kurzhubmoduls
(Feinpositionierung) umgesetzt, die nicht explizit in 1 dargestellt
sind. Bei einem Wafer-Stepper jedoch (im Gegensatz zu einem Step-and-Scan-Apparat) kann
der Maskentisch MT einfach mit einem Kurzhubaktuator verbunden oder feststehend
sein.
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Der
dargestellte Apparat kann in zwei unterschiedlichen Betriebsarten
verwendet werden:
- 1. In der Step-Betriebsart
wird der Maskentisch MT im Wesentlichen stationär gehalten und ein komplettes
Maskenbild wird in einem Schritt (d.h. in einem einzelnen "Blitz") auf einen Zielabschnitt C
projiziert. Der Substrattisch WT wird dann in x- und/oder y-Richtung verschoben, so
dass ein anderer Zielabschnitt C durch den Strahl PB bestrahlt werden
kann.
- 2. In der Scan-Betriebsart gilt im Wesentlichen dasselbe Szenario,
außer
dass ein gegebener Zielabschnitt C nicht in einem einzelnen 'Blitz" belichtet wird.
Stattdessen kann der Maskentisch MT in eine gegebene Richtung (der
so genannten "Scan-Richtung", z.B. der y-Richtung)
mit einer Geschwindigkeit v bewegt werden, so dass bewirkt wird,
dass der Projektionsstrahl PB ein Maskenbild scannt, gleichzeitig
wird der Substrattisch WT ebenfalls in dieselbe oder die entgegengesetzte
Richtung mit einer Geschwindigkeit V = Mv bewegt, wobei M die Vergrößerung der
Linse PL ist (typischerweise M = 1/4 oder 1/5). Auf diese Weise
kann ein relativ großer
Zielabschnitt C belichtet werden, ohne Abstriche bei der Auflösung machen
zu müssen.
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Die
durch die lithographische Vorrichtung herzustellenden integrierten
Halbleiterschaltungen haben eine Struktur mit Detailabmessungen
im Submikronbereich. Da ein im Substrathalter gehaltenes Halbleitersubstrat
nacheinander über
mehrere verschiedene Masken belichtet wird, müssen die auf der Maske vorhandenen
Muster nacheinander auf dem Halbleitersubstrat mit einer Genauigkeit
abgebildet werden, die sich ebenfalls im Submikronbereich oder sogar
im Nanometerbereich befindet. Um dies zu erreichen muss der Substrathalter,
zwischen zwei aufeinander folgenden Belichtungsschritten, mit vergleichbarer
Genauigkeit relativ zum Projektionssystem PL positioniert werden,
wobei der Substrathalter und der Maskenhalter während eines Belichtungsschritts
außerdem
gleichzeitig relativ zum Projektionssystem PL mit vergleichbarer
Genauigkeit verschoben werden müssen.
Folglich muss die Positionierungsgenauigkeit der Positionierungseinrichtungen
für den
Substrathalter und den Maskenhalter sehr hohe Anforderungen erfüllen.
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Wie
in 2 gezeigt, weist die Antriebseinheit 21 der
Positionierungseinrichtung 3 erfindungsgemäß zwei lineare
X-Motoren 33, 35 auf, die jeweils einen Stator 39, 41,
welcher sich parallel zur X-Richtung erstreckt und an einer Basis
BP der Positionierungseinrichtung 3 befestigt ist, und
eine Übersetzungseinrichtung 43, 45 umfassen,
welche längs
des Stators 39, 41 bewegt werden kann. Die Basis
BP ist an einem Basisrahmen BF der lithographischen Vorrichtung
befestigt. Die Antriebseinheit 21 weist ferner einen linearen
Y-Motor 47 auf, der einen Stator 49, welcher sich
parallel zur V-Richtung erstreckt, und eine Übersetzungseinrichtung 51 umfasst,
welche längs
des Stators 49 bewegt werden kann. Der Stator 49 ist
nahe einem ersten Ende 53 an der Übersetzungseinrichtung 43 des
linearen X-Motors 33 und nahe einem zweiten Ende 55 an
der Übersetzungseinrichtung 45 des
linearen X-Motors 35 befestigt.
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Wie
in 3 gezeigt, umfasst die Positionierungseinrichtung 3 ferner
einen ersten Teil 57, der mit einem so genannten Luftfuß 59 ausgestattet
ist. Der Luftfuß 59 umfasst
ein Gaslager (aus Gründen
der Einfachheit nicht in der Figur gezeigt), durch das der erste
Teil 57 so geführt
wird, dass er über
eine Führungsfläche der
Basis BP bewegbar ist, die sich unter einem rechten Winkel zur Z-Richtung
erstreckt.
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Wie
in den 2 und 3 gezeigt, ist der erste Teil 57 über ein
Verbindungselement 63 mit der Übersetzungseinrichtung 51 des
linearen V-Motors 47 verbunden. Die Positionierungseinrichtung 3 umfasst
ferner einen zweiten Teil 65, an dem der Substrathalter 5 der
lithographischen Vorrichtung befestigt ist. Der zweite Teil 65 wird
relativ zum ersten Teil 57 in vertikaler Z-Richtung durch
drei Trageinheiten 67, 69, 71 abgestützt, die
nachfolgend näher
beschrieben sind. Er kann relativ zum ersten Teil 57 durch
ein System von Lorentz-Motoren 79, 81, 83, 85, 87 in
X-, V- und Z-Richtung
verschoben und mittels des Systems von Lorentz-Motoren um eine erste,
eine zweite und eine dritte Drehachse 73, 75, 77 jeweils
parallel zur X-, V- und Z-Richtung
gedreht werden. Zu diesem Zweck umfasst das System von Lorentz-Motoren 79, 81, 83, 85, 87 ein
System von Permanentmagneten 79, das in den 2 und 3 nur
schematisch dargestellt und an dem zweiten Teil 65 befestigt
ist, und ein System elektrischer Spulen 81, das an dem
ersten Teil 57 befestigt ist, zum Erzeugen einer Lorentz-Kraft
Fx, die parallel zur X-Richtung verläuft, einer Lorentz-Kraft Fy, die parallel
zur V-Richtung verläuft,
und eines Lorentz-Kraftdrehmoments Mz um die dritte Drehachse 77.
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Das
System von Lorentz-Motoren 79, 81, 83, 85, 87 umfasst
drei Z-Lorentz-Motoren 83, 85, 87, die in
den 2 und 3 nur schematisch dargestellt sind
und jeweils zu einer der drei Trageinheiten 67, 69, 71 gehören. Die
Z-Lorentz-Motoren 83, 85, 87 umfassen
jeweils außerdem
ein System von Permanentmagneten 89, das am zweiten Teil 65 befestigt ist,
und ein System elektrischer Spulen 95, das am ersten Teil 57 befestigt
ist. Jeder der drei Z-Lorentz-Motoren 83, 85, 87 erzeugt
eine Lorentz-Kraft Fz, die parallel zur Z-Richtung verläuft, und
gemeinsam erzeugen sie ein Lorentz-Kraftdrehmoment Mx um die erste Drehachse 73 und
ein Lorentz-Kraftdrehmoment My um die zweite Drehachse 75.
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Die
linearen X-Motoren 33, 35 und der lineare Y-Motor 47 der
Antriebseinheit 21 sind relativ einfach und mit relativ
großen
Abmessungen ausgeführt,
so dass der erste Teil 57 relativ zur Basis BP über relativ
große
Strecken und mit relativ geringer Genauigkeit durch die Antriebseinheit 21 in
X-Richtung und V-Richtung verschoben werden kann. Während solcher
Verschiebungen des ersten Teils 57, wird der zweite Teil 65 relativ
zum ersten Teil 57 durch geeignete Lorentz-Kräfte des
Systems von Lorentz-Motoren 79, 81, 83, 85, 87 in
Position gehalten, wobei der zweite Teil 65 ebenfalls relativ
zum ersten Teil 57 über
relativ kleine Strecken durch das System von Lorentz-Motoren 79, 81, 83, 85, 87 zum Positionieren
des Substratshalters mit hoher Genauigkeit in sechs Freiheitsgraden
bezogen auf das Projektionssystem PL verschoben werden kann, die
mittels der interferometrischen Verschiebungsmesseinrichtung IF
gemessen werden. Folglich stellt die Positionierungseinrichtung 3 eine
Zwei-Stufen-Positionierungseinrichtung mit einer groben Stufe und
einer feinen Stufe (Langhub und Kurzhub) dar. Die Trageinrichtungen 69 und 71 sind
im Wesentlichen identisch mit der Trageinheit 67.
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4 zeigt
eine Trageinheit
67 der Positionierungseinrichtung
3 im
Detail, die gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Details der Konstruktion
des zweiten Teils
65 und des Zwischenelements
127 wurden
hier aus Gründen
der Kürze
weggelassen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass diese Teile
in der Praxis auch im Wesentlichen wie in
EP 0,973,067-A beschrieben
ausgeführt
werden können.
Wie in
4 gezeigt, umfasst die Trageinheit
67 einen
Gaszylinder
97, der mit einem Gehäuse
99 ausgestattet
ist, das an dem ersten Teil
57 befestigt ist, und einen
Kolben
101, der mit dem zweiten Teil
65 verbunden
ist. Eine gasgefüllte
Druckkammer oder ein Tragvolumen
103 ist in dem Gehäuse
99 bereitgestellt,
in dem der Kolben
101 geführt wird, so dass dieser in
einer parallel zur Z-Richtung
verlaufenden Richtung verschiebbar ist. Zwischen dem Kolben und
dem Gehäuse
ist ein kleiner Luftspalt vorhanden, der in den
4–
6 aus
Gründen
der Klarheit übertrieben dargestellt
ist. In der Druckkammer
103 befindliches Gas wirkt auf
eine untere Wand
116 des Kolbens
101, um der Schwerkraft
wenigstens teilweise entgegenzuwirken.
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Der
Kolben 101 umfasst mehrere Gaskanäle 105. Ein statisches
Gaslager 111 ist über
mehrere Seitenkanäle 109 mit
den Gaskanälen 105 verbunden,
welches Gaslager sich zwischen einer Innenwand 113 des
Gehäuses 99 und
einer Außenwand 115 des
Kolbens 101 befindet. Der Kolben 101 ist durch
das statische Gaslager 111 relativ zum Gehäuse 99 in
einer senkrecht zur Z-Richtung verlaufenden Richtung gelagert.
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Der
Druck in der Druckkammer 103 wird durch eine Gasversorgung 119 aufrechterhalten,
die in der Außenwand
des Druckkammergehäuses
ausgebildet ist.
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Die
Gaslager 111 und 133 werden durch Gas aufrechterhalten,
das aus einer weiteren Druckkammer 112 strömt, die
benachbart zur Druckkammer 103 angeordnet ist und den Kolben
umgibt. Diese weitere Kammer 122 wird wiederum durch eine
weitere Gasversorgung 120 (die von der Versorgung 119 separat
ist) versorgt, welche den Druck in der Druckkammer 122 aufrechterhält. Die
Kanäle 105,
die die Gaslager 111 und 133 speisen, treten vom
Kolben 101 radial nach außen zu der weiteren Druckkammer 122,
die bei der gezeigten Ausführungsform
als ringförmige
Aussparung im Kolben 101 ausgebildet und ferner durch das
Gehäuse 99 begrenzt
ist. Die Höhe der
weiteren Kammer 122 wird so gewählt, dass sie bei im Wesentlichen
allen Betriebspositionen des Kolbens 101 mit dem Ausgang
des im Gehäuse
ausgebildeten weiteren Gasversorgungskanals 120 in Fluidverbindung
steht. Im Betrieb wird der Druckkammer 103 über die
Versorgung 119 Gas zugeführt, um einen vorgegebenen
Druck in der Druckkammer 103 zum Abstützen des Kolbens 101 aufrechtzuerhalten. Ein
weiterer Gasvorrat wird der weiteren Druckkammer 122 und
somit den Kanälen 105 durch
den Kanal 120 zugeführt.
Er wird dazu verwendet, die Gaslager 111 und 133 zu
versorgen und den Druck in der weiteren Druckkammer 122 im
Wesentlichen identisch mit dem Druck in der Druckkammer 103 zu
halten. Der Druck in der Druckkammer 103 wird durch eine separate
Versorgung 119 aufrechterhalten und ist somit von dem Effekt,
dass Gas in die Gaslager 111 und 113 strömt, isoliert,
wodurch Druckschwankungen verringert werden. Es ist somit möglich, dass
eine instationäre
Gasströmung
durch die Gaslager 111 und 113 hindurchtritt,
ohne die durch die Druckkammer 103 bereitgestellte statische
Kraft zu beeinträchtigen. Die
instationäre
Gasströmung
für die
Gaslager 111 und 133 wird stattdessen durch die
weitere Versorgung 120 bereitgestellt, so dass, wenn der
Kolben stationär
ist, auch dann kein Gas durch die Kammer 103 strömt, wenn
eine instationäre
Strömung
durch die Gaslager 111 und 133 strömt. Druckschwankungen
in der weiteren Druckkammer 122 und den Kanälen 105 wirken
auf einander entgegengesetzte symmetrische Oberflächen des
Kolbens 101 und üben daher
keine resultierende Kraft auf den Kolben aus. Identische Drücke in der
Druckkammer 103 und der weiteren Druckkammer 122 verhindern,
dass Gas längs
des Kolbens 101 aus der Kammer 103 entweicht.
Die weitere Kammer 122 wirkt daher als Dichtung der Druckkammer 103.
Experimente zeigen, dass strömungsinduzierte
Druckschwankungen in der Druckkammer 103 um einen Faktor
von mindestens 100 reduziert werden können. Es ist kein physischer
Kontakt zwischen dem Kolben 101 und seinem Gehäuse 99 vorhanden,
um eine Übertragung
von Schwingungen zu verhindern oder die sehr geringe Steifigkeit
der Traganordnung zu erhöhen.
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Auf
diese Weise wird der zweite Teil 65 in vertikaler Z-Richtung
relativ zum ersten Teil 57 durch eine pneumatische Tragkraft
abgestützt,
die durch den in der Druck kammer 103 des Gaszylinders 97 der
drei Trageinheiten 67, 69, 71 vorhandenen
Gasdruck bestimmt wird.
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Da
die durch den Gaszylinder erzeugte Kraft unabhängig von der Kolbenposition
in Z-Richtung im Wesentlichen konstant bleibt, verhält sich
der Gaszylinder wie eine Feder mit einer Steifigkeit von im Wesentlichen
null, wobei die Eigenfrequenz des Hängemasse-/"Feder-" Systems im Wesentlichen null beträgt, abhängig vom
Volumen der Druckkammer 103 und der Masse des getragenen
Objekts. Infolge dieser niedrigen Eigenfrequenz wird eine Übertragung mechanischer
Schwingungen in Z-Richtung
vom ersten Teil 57 auf den zweiten Teil 65 und
den Substrathalter 5 so weit als möglich verhindert. Mechanische
Schwingungen können
im Rahmen BF der lithographischen Vorrichtung vorhanden sein und
beispielsweise durch Bodenschwingungen, Reaktionskräfte der
Positionierungseinrichtungen 3 und 9 oder akustische
Schwingungen verursacht werden. Eine Übertragung solcher Schwingungen
auf den Substrathalter 5 würde zu unerwünschten
Ungenauigkeiten der Position des Substrathalters 5 relativ
zum Projektionssystem PL führen.
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Da
der Kolben 101 relativ zum Gehäuse 99 durch das statische
Gaslager 111 senkrecht zur Z-Richtung gelagert ist, kann
der Kolben 101 im Wesentlichen reibungsfrei in Z-Richtung
bewegt werden, so dass die relativ geringe pneumatische Steifigkeit des
Gaszylinders 97 im Wesentlichen nicht durch Reibungskräfte des
statischen Gaslagers 111 beeinflusst wird, die auf den
Kolben 101 ausgeübt
werden. Es wird auch darauf hingewiesen, dass vom ersten Teil 57 auf
den zweiten Teil 65 über
das System von Lorentz-Motoren 79, 81, 83, 85, 87 im
Wesentlichen keine mechanischen Schwingungen übertragen werden, da zwischen
dem System von Permanentmagneten 79, 89 und dem
System elektrischer Spulen 81, 95 kein mechanischer
Kontakt vorhanden ist und da die Lorentz-Motoren eine Lorentz-Kraft
bereitstellen, die sich bei relativ kleinen Verschiebungen der Systeme
von Permanentmagneten 79, 89 relativ zu den Systemen
elektrischer Spulen 81, 95 im Wesentlichen nicht
verändert.
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Wie
vorstehend erwähnt,
gehören
die drei Z-Lorentz-Motoren 83, 85, 87 jeweils
zu einer der drei Trageinheiten 67, 69, 71,
wobei die drei Gaszylinder 97 mit einem der Z-Lorentz-Motoren
jeweils eine Trageinheit 67, 69, 71 bilden.
Wie in 4 gezeigt, ist das System von Permanentmagneten 89 des
Z-Lorentz-Motors 83 am zweiten Teil 65 durch ein
Verbindungselement 121 befestigt, welches nur schematisch
dargestellt ist und zumindest in Z-Richtung im Wesentlichen unverformbar
ist. Das System elektrischer Spulen 95 des Z-Lorentz-Motors 83 ist über ein Befestigungselement 123 am
Gehäuse 99 des
Gaszylinders 97 befestigt. Auf diese Weise wird eine praktische
und kompakte Konstruktion der Positionierungseinrichtung 3 erhalten,
wobei die drei Gaszylinder 97 eine stabile und statische
bestimmte Abstützung
(gegen die Schwerkraft) des zweiten Teils 65 relativ zum
ersten Teil 57 in der vertikalen Z-Richtung bereitstellen.
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Wie
ferner in
4 gezeigt, ist der Kolben
101 mit
einer Tragfläche
125 versehen,
die sich unter einem rechten Winkel zur Z-Richtung erstreckt. Die Trageinheit
67 der
Positionierungseinrichtung
3 ist ferner mit einem Zwischenstück
127 ausgestattet, das
durch geeignete Mittel am zweiten Teil
65 befestigt ist.
Das Zwischenstück
127 umfasst
eine Führungsfläche
131,
die sich ebenfalls unter einem rechten Winkel zur Z-Richtung erstreckt
und über
ein weiteres statisches Gaslager
133 auf der Tragfläche
125 des
Kolbens
101 aufliegt. Wie in
4 gezeigt,
ist das weitere statische Gaslager
113, ebenso wie das statische
Gaslager
111, über
mehrere Seitenkanäle
135 mit
den Gaskanälen
105 verbunden,
die im Kolben
101 bereitgestellt sind und mit der Druckkammer
103 in
Verbindung stehen. Der zweite Teil
65 wird durch das weitere
statische Gaslager
133 im Wesentlichen reibungsfrei über die
Tragfläche
125 in
Richtungen geführt,
die unter einem rechten Winkel zur Z-Richtung verlaufen. Die Bewegung
des zweiten Teils
65 wird somit von den Trageinheiten
67,
69,
71 unabhängig gemacht
und nur durch die Lorentz-Motoren bestimmt. Die genaue Konstruktion
des Zwischenstücks
127 ist
in
EP 0,973,067-A angegeben.
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Wie
aus 4 ersichtlich, wird die Druckkammer 103 durch
einen Versorgungsdurchgang 119 versorgt, während die
Kanäle 105 durch
den Versorgungsdurchgang 120 versorgt werden. Somit ist
die Gaszufuhr zu den Gaslagern 111 und 113 unabhängig von
der Gaszufuhr zur Druckkammer 103. Daher beeinflussen Schwankungen
der Gasströmung
in den Gaslagern nur das durch die Versorgung 120 strömende Gas
und nicht das durch die Versorgung 119 strömende Gas.
Somit bleibt der Druck in der Kammer 103 sogar dann, wenn
sich die Strömung durch
die Gaslager verändert,
im Wesentlichen konstant und es wird eine statische Kraft bereitgestellt, um
der auf das Gewicht des zweiten Teils 65 und des Kolbens 101 zurückzuführenden
Schwerkraft entgegenzuwirken.
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6 zeigt
eine Nahansicht der Druckkammer 103 und des unteren Abschnitts
des Kolbens 101, wie in 4 gezeigt.
Die Gasversorgungsanordnung ist ebenfalls dargestellt.
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In 6 bezeichnet 301 die
Gasquelle (z.B. eine Luftquelle), die eine Gasflasche oder eine
gepumpte Quelle sein kann, bei der ein großer Behälter durch eine Pumpe ge füllt wird.
Der große
Behälter wirkt
als kapazitives Filter zur Reduzierung kleiner Druckwellen von der
Pumpe. Welche Quelle auch immer verwendet wird, der Ausstoß wird durch
ein Regelventil 302 gesteuert, welches ein einzelnes Ventil oder
eine Ventilkaskade und entweder mechanisch (passiv) oder elektronisch
(z.B. piezoelektrisch, schwingungsspulenbetätigt, etc.) sein kann und auf ein
festgelegtes Referenzniveau oder einen optimierten, variablen Wert
servogesteuert werden kann, z.B. um den Motorstrom zu minimieren.
Eine solche Anordnung stellt einen im Wesentlichen stabilen Druck bereit,
der weitgehend unabhängig
von der Strömungsgeschwindigkeit
ist. Eine weitere Stabilisierung der Luftquelle ist jedoch erwünscht.
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Zur
weiteren Regulierung des Luftdrucks wird eine Vorkammer 303 mit
großem
Volumen vom Regelventil 302 gespeist. Die Vorkammer 303 hat
im Vergleich zum tatsächlichen
Volumen des Schwerkraftkompensators, der den Zylinder 103 umfasst,
ein großes
Volumen. Die Vorkammer 303, die Luftquelle 301 und
das Regelventil 302 können
sich unter einem relativ großen
Abstand von dem tatsächlichen zu
tragenden Objekt befinden.
-
Die
Druckluft wird von der Kammer 303 direkt der Versorgung 120 und über den
pneumatischen Widerstand 306 der Versorgung 119 zugeführt. Der
pneumatische Widerstand 306 erzeugt einen Druckabfall als
Funktion der Strömungsgeschwindigkeit,
wobei der Druckabfall in einem im Wesentlichen stationären Zustand
praktisch null beträgt. Der
pneumatische Widerstand kann ein Reibungswiderstand, wie etwa ein
langes Kapillarrohr, oder ein Trägheitswiderstand
sein, wie etwa eine Öffnung. Luft
aus der Kammer 303 wird der Druckkammer 103 über eine
Rohrleitung 305 zugeführt,
die bevorzugt so kurz und glatt wie möglich und mit einem Minimum an
scharfen Krümmungen,
Kanten und anderen Turbulenzen erzeugenden Merkmalen ausgeführt wird (das
Diagramm ist rein schematisch). Diese Anordnung stellt das Äquivalent
einer Widerstands-/Kapazitätsschaltung
dar, die ein Tiefpassfilter bildet, um verbleibende Hochfrequenz-Druckstörungen am Ausgang
des Regelventils weiter zu verringern.
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Bei
einer Variation der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
kann die in 4 gezeigte Traganordnung direkt
auf der Basis BP abgestützt werden
(siehe 1 und 2), anstatt über den ersten Teil 57,
welcher Teil über
die Basisplatte BP gleiten kann. Die Lorentz-Motoren können jedoch dennoch
zwischen dem ersten und dem zweiten Teil angeordnet werden.
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Ausführungsform
2
-
Diese
Ausführungsform
betrifft einen lithographischen Projektionsapparat, der eine Traganordnung
umfasst.
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5 zeigt
einen Gaszylinder der demjenigen aus 4 ähnlich ist,
jedoch mit einer modifizierten Gaszufuhr zur Druckkammer. Anstatt
das Gas den Gaslagern vollkommen separat von der Gasversorgung zuzuführen, kann
derselbe Effekt auch durch Versorgen der Druckkammer mit einer der
weiteren Druckkammer 122 entnommenen Zufuhr erreicht werden.
Dies wird erreicht, indem ein Teil des Gaslagerversorgungsgases
durch eine Verengung 124 hindurchgeführt wird (welche als pneumatischer Widerstand
wirkt), die zwischen der Außenseite
des Kolbens 101 und der Innenseite des ersten Teils 99 ausgebildet
ist. Gas strömt
daher auf dieselbe Art und Weise wie bei der Ausführungsform
gemäß 4 in
den Kanal 120 zum Gaslager. Das Gas kann jedoch auch durch
die kleine Verengung 124 strömen, die durch den zylindrischen
Spalt zwischen dem Außenrand
des Kolbens 101 und der Innenwand 113 des Gehäuses 99 ausgebildet
ist, um die Druckkammer 103 zu versorgen, und die die Versorgung 119 gemäß 4 ersetzt.
-
7 zeigt
eine Nahansicht des unteren Abschnitts des in 5 gezeigten
Gehäuses.
Die Luftquelle 301, das Regelventil 302 und die
Vorkammer 303 großen
Volumens entsprechen im Wesentlichen den unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform
wird ein einzelnes Rohr verwendet, um dem im Gehäuse 99 ausgebildeten
Kanal 120 Gas zuzuführen.
Wie durch die Pfeile angezeigt, teilt sich die Gasströmung, so
dass etwas Gas in den Kanal 105 strömt, um die Gaslager 111 und 135 zu
versorgen, während
der Rest der Strömung dazu
verwendet wird, die Druckkammer 103 zu versorgen. Der Spalt 124,
durch den dieser Rest strömt, ist
klein genug, um als pneumatischer Widerstand zu wirken, der dem
Widerstand 306 gemäß 6 entspricht
und einen zur Strömungsgeschwindigkeit
proportionalen Druckabfall verursacht. Dies dient dazu, den in der
Kammer 103 aufrechterhaltenen Druck weiter zu stabilisieren.
Diese Anordnung ist vorteilhaft, da sie die Notwendigkeit einer
separaten Versorgung 119 der Druckkammer beseitigt. Der
pneumatische Widerstand 124 dient dazu, die Druckkammer
von Strömungsschwankungen
zu isolieren, die durch voneinander abweichende Strömungen durch die
Gaslager 111 und 135 verursacht werden.
-
Ausführungsform
3
-
Diese
Ausführungsform
kann im Wesentlichen identisch mit jeder der vorstehend beschriebenen
und in den 4 bis 7 gezeigten
Ausführungsformen
ausgeführt
werden. Der Unterschied besteht darin, dass die Traganordnung dazu
verwendet wird, den Messtechnikrahmen MF auf dem Basisrahmen BF
abzustützen
(siehe 1). Bezug nehmend auf 4 ist der
Messtechnikrahmen MF bei dieser Ausführungsform starr mit dem zweiten
Teil 65 und der Basisrahmen starr mit dem Gehäuse 99 verbunden.
Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung als Luftträger zum
Abstützen
des Messtechnikrahmens MF (der selbst das Projektionssystem PL trägt) relativ
zum Basisrahmen BF verwendet werden.
-
Obgleich
sich dieser Text auf einen lithographischen Apparat und Verfahren
konzentriert hat, bei denen eine Maske zum Mustern des in das Projektionssystem
eintretenden Strahlungsstrahls verwendet wird, wird darauf hingewiesen,
dass die hierin dargelegte Erfindung in dem breiteren Kontext von
lithographischen Apparaten und Verfahren zu sehen ist, die eine
typische "Musterungseinrichtung" zum Mustern des
Strahlungsstrahls einsetzen. Der Begriff "Musterungseinrichtung", wie hierin verwendet,
bezieht sich allgemein auf Einrichtungen oder Mittel, die dazu verwendet
werden können,
einen eintretenden Strahlungsstrahl mit einem gemusterten Querschnitt zu
versehen, der einem Muster entspricht, das in einem Zielabschnitt
des Substrats erzeugt werden soll, der Begriff "Lichtventil" wurde ebenfalls in diesem Zusammenhang
verwendet. Im Allgemeinen entspricht das Muster einer speziellen
Funktionsschicht in einer Vorrichtung, die im Zielabschnitt erzeugt
wird, wie etwa einer integrierten Schaltung oder einer anderen Vorrichtung.
Neben einer auf einem Maskentisch befindlichen Maske umfassen solche
Musterungseinrichtungen die folgenden beispielhaften Ausführungsformen:
- – Eine
programmierbare Spiegelanordnung. Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung ist
eine matrixadressierbare Oberfläche
mit einer viskoelastischen Steuerschicht und einer reflektierenden Oberfläche. Das
Grundprinzip hinter einem solchen Apparat besteht darin, dass (beispielsweise) adressierte
Bereiche der reflektierenden Oberfläche einfallendes Licht als
gebeugtes Licht reflektieren, während
nicht adressierte Bereiche einfallendes Licht als ungebeugtes Licht
reflektieren. Unter Verwendung eines geeigneten Filters kann das
ungebeugte Licht aus dem reflektierten Strahl herausgefiltert werden,
wobei nur das gebeugte Licht zurückbleibt,
auf diese Weise wird der Strahl in Übereinstimmung mit dem Adressierungsmuster
der matrixadressierbaren Oberfläche
gemustert. Die erforderliche Matrixadressierung kann unter Verwendung
geeigneter elektronischer Einrichtungen durchgeführt werden. Mehr Informationen über derartige
Spiegelanordnungen können beispielsweise
den US-Patenten US 5,296,891 und US 5,523,193 entnommen werden.
- – Eine
programmierbare LCD-Anordnung. Ein Beispiel für eine solche Konstruktion
ist in US 5,229,872 angegeben.
-
Darüber hinaus
kann eine Positionierungseinrichtung nicht nur in einer lithographischen
Vorrichtung verwendet werden, sondern auch in anderen Vorrichtungen,
in denen ein Objekt durch die Positionierungseinrichtung in einer
genauen Position gehalten oder auf genaue Art und Weise bewegt oder
positioniert werden muss.