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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Kollisionsverhinderung in einer
lithographischen Projektionsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verringerte Empfindlichkeit
gegen die Wirkungen einer Kollision in einer lithographischen Projektionsvorrichtung,
aufweisend:
ein Strahlungssystem zum Bereitstellen eines Projektionsstrahls
aus Strahlung;
einen ersten Objekttisch zum Abstützen einer
Mustereinrichtung, wobei die Mustereinrichtung dazu dient, den Projektionsstrahl
entsprechend einem gewünschten
Muster zu mustern;
einen zweiten Objekttisch zum Halten eines
Substrates; und
ein Projektionssystem zum Projizieren des gemusterten
Strahls auf einen Zielabschnitt des Substrates.
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Im
Rahmen der vorliegenden Beschreibung ist der Begriff "Mustereinrichtung" in einem weiteren Sinne
als eine Einrichtung bezeichnend auszulegen, die verwendet werden
kann, um einen eingehenden Strahl aus Strahlung entsprechend einem
in einem Zielabschnitt des Substrates zu erzeugenden Muster mit
einem gemusterten Querschnitt zu versehen. Der Begriff "Lichtventil" kann in diesem Zusammenhang ebenfalls
verwendet werden. Im Allgemeinen entspricht das Muster einer bestimmten
Funktionsebene in einer Vorrichtung, die im Zielbereich erzeugt
wird, wie z. B. eine integrierte Schaltung oder eine andere Vorrichtung
(siehe unten). Zu den Beispielen für die Mustereinrichtung gehören:
- – Eine
Maske. Die Idee einer Maske ist in der Lithographie hinreichend
bekannt und beinhaltet die Maskentypen wie z. B. Binärmaske,
abwechselnde Phasenschiebemaske (alternating phase-shift mask) und
die abgeschwächte
Phasenschiebemaske (attenuated phase-shift mask) sowie verschiedene
Hybridmaskentypen. Die Platzierung dieser Masken im Strahl aus Strahlung
ver ursacht selektive Durchlassung (im Falle von durchlässigen Masken)
oder Reflexion (im Falle einer reflektierenden Maske) der auf die
Maske auftreffenden Strahlung gemäß dem Muster auf der Maske.
Im Falle einer Maske ist der erste Objekttisch im Allgemeinen ein
Maskentisch, der gewährleistet, dass
die Maske im eingehenden Strahl aus Strahlung in einer gewünschten
Position gehalten werden kann und dass sie relativ zum Strahl bewegt werden
kann, falls dies gewünscht
ist.
- – Eine
programmierbare Spiegelanordnung. Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung ist
eine matrixadressierbare Oberfläche
mit einer viskoelastischen Steuerungsschicht und einer reflektierenden
Oberfläche.
Einer solchen Vorrichtung liegt das Grundprinzip zu Grunde, dass
(z. B.) adressierbare Bereiche der reflektierenden Oberfläche einfallendes
Licht als gebeugtes Licht reflektieren, wohingegen nicht adressierte
Bereiche einfallendes Licht als ungebeugtes Licht reflektieren.
Mittels 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 gemäß dem Adressierungsmuster der
matrixadressierbaren Oberfläche
gemustert. Die erforderliche Matrixadressierung kann unter Verwendung
geeigneter elektronischer Mittel durchgeführt werden.
- – Eine
programmierbare LCD-Anordnung. Wie oben kann in diesem Fall der
erste Objekttisch z. B. als ein Rahmen oder Tisch verkörpert sein,
der je nach Bedarf fest oder beweglich sein kann.
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Zwecks
Vereinfachung kann sich der Rest dieses Textes an bestimmten Stellen
speziell auf Beispiele richten, die eine Maske und einen Maskentisch umfassen.
Die in solchen Fällen
besprochenen allgemeinen Prinzipien sind jedoch in einem weiteren Kontext
der oben dargelegten Mustereinrichtung zu sehen.
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Lithographische
Projektionsvorrichtungen können
z. B. bei der Herstellung von integrierten Schaltungen (ICs) verwendet
werden. In einem solchen Fall kann die Muster einrichtung ein einer
einzelnen Schicht des IC entsprechendes Schaltungsmuster erzeugen,
und dieses Muster kann auf einen Zielabschnitt (der z. B. einen
oder mehrere Chips aufweist) auf einem Substrat (Silizium-Wafer)
abgebildet werden, das mit einer Schicht aus strahlungsempfindlichem
Material (Resist) beschichtet worden ist. Im Allgemeinen enthält ein einziger
Wafer ein ganzes Netzwerk benachbarter Zielabschnitte, die durch
das Projektionssystem nacheinander jeweils einzeln bestrahlt werden.
Bei den gegenwärtigen
Vorrichtungen, die Mustern durch eine Maske auf einem Maskentisch
anwenden, kann zwischen zwei verschiedenen Maschinentypen unterschieden
werden. Bei einem Typ von lithographischen Projektionsvorrichtungen
wird jeder Zielabschnitt durch Belichten des gesamten Maskenmusters
auf den Zielabschnitt auf einmal bestrahlt. Eine solche Vorrichtung
wird im Allgemeinen als ein Wafer-Stepper bezeichnet. Bei einer
im Allgemeinen als eine Step-and-Scan-Vorrichtung bezeichneten alternativen
Vorrichtung wird jeder Zielabschnitt durch allmähliches Abtasten des Maskenmusters
unter dem Projektionsstrahl in einer gegebenen Bezugsrichtung (der "Abtast"-Richtung) bestrahlt,
während
der Substrattisch parallel oder antiparallel zu dieser Richtung
synchron abgetastet wird. Da das Projektionssystem im Allgemeinen
einen Vergrößerungsfaktor
M aufweist (im Allgemeinen < 1),
ist die Geschwindigkeit V, mit der der Substrattisch abgetastet
wird, ein Faktor M mal derjenigen, mit der der Maskentisch abgetastet
wird.
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Bei
einem Herstellungsprozess unter Verwendung einer lithographischen
Projektionsvorrichtung wird ein Muster (z. B. in einer Maske) auf
ein Substrat abgebildet, das wenigstens teilweise mit einer Schicht
aus strahlungsempfindlichem Material (Resist) bedeckt ist. Vor diesem
Abbildungsschritt kann das Substrat verschiedenen Vorgängen unterzogen
werden, wie z. B. Vorbereitung, Beschichtung mit Resist und einem
Soft Bake (leichten Trocknen). Nach der Belichtung kann das Substrat
anderen Vorgängen
unterzogen werden, wie z. B. einem Post Exposure Bake (PEB, Trocknen
nach der Belichtung), einer Entwicklung, einem Hard Bake (starken
Trocknen) und einer Messung/Inspektion der abgebildeten Merkmale.
Diese Reihe von Vorgängen
wird als Basis zur Musterung einer einzelnen Schicht einer Vorrichtung,
z. B. eines IC, verwendet. Eine solche gemusterte Schicht kann dann
verschiedenen Prozessen un terzogen werden wie z. B. Ätzen, Ionenimplantation
(Dotieren), Metallisierung, Oxidation, chemo-mechanisches Polieren
usw., die alle dazu vorgesehen sind, eine einzige Schicht zu vollenden.
Sind mehrere Schichten erforderlich, muss der gesamte Vorgang oder
eine seiner Varianten für
jede neue Schicht wiederholt werden. Schließlich sind auf dem Substrat
(Wafer) eine Reihe von Vorrichtungen vorhanden. Diese Vorrichtungen
werden dann durch eine Technik wie z. B. Zerschneiden oder Zersägen voneinander
getrennt, wodurch die einzelnen Vorrichtungen auf einem Träger montiert,
an Stifte angeschlossen werden können
usw.
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Der
Einfachheit halber kann das Projektionssystem nachstehend als die "Linse" bezeichnet werden,
diese Bezeichnung ist jedoch allgemein als verschiedene Typen von
Projektionssystemen einschließlich
z. B. Brechungsoptik-, Spiegeloptik- und Spiegellinsensysteme umfassend
auszulegen. Das Strahlungssystem kann auch Komponenten enthalten,
die gemäß einer
dieser Entwurfsarten arbeiten, um den Projektionsstrahl aus Strahlung
zu richten, formen oder steuern, und diese Komponenten können nachstehend
zusammen oder einzeln auch eine "Linse" bezeichnet werden.
Ferner kann die lithographische Vorrichtung einem Typ angehören, der
zwei oder mehr Substrattische (und/oder zwei oder mehr Maskentische)
aufweist. Bei solchen "Mehrstufen"-Vorrichtungen können die
zusätzlichen
Tische parallel verwendet werden oder es können Vorbereitungsschritte
an einem oder mehreren Tischen ausgeführt werden, während ein
oder mehrere andere Tische für
Belichtungen verwendet werden.
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In
einer lithographischen Vorrichtung ist die Größe von Merkmalen, die auf das
Substrat abgebildet werden kann, durch die Wellenlänge der
Projektionsstrahlung begrenzt. Zur Erzeugung integrierter Schaltungen
mit einer höheren
Dichte von Vorrichtungen und somit höheren Betriebsgeschwindigkeiten
ist es wünschenswert,
kleinere Merkmale abbilden zu können.
Obwohl die meisten gegenwärtigen lithographischen
Projektionsvorrichtungen durch Quecksilberlampen oder Excimerlaser
erzeugtes ultraviolettes Licht verwenden, ist vorgeschlagen worden,
Strahlung mit kürzerer
Wellenlänge
von ungefähr
13 nm zu verwenden. Eine solche Strahlung wird als extremes Ultraviolett
(EUV) oder weiche Röntgenstrahlung
bezeichnet und zu den möglichen Quellen
gehören
durch Laser erzeugte Plasmaquellen, Entladungsplasmaquellen oder
Synchrotronstrahlung aus Elektronenspeicherringen. Zu anderen vorgeschlagenen
Strahlungstypen gehören
Elektronenstrahlen und Ionenstrahlen. Diese Strahltypen haben mit
EUV die Anforderung gemeinsam, dass der Strahlweg einschließlich Maske,
Substrat und optischer Komponenten in einem hohen Vakuum gehalten
werden muss.
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Dadurch
soll eine Absorption und/oder Streuung des Strahls verhindert werden,
wodurch für solche
Strahlen geladener Teilchen typischerweise ein Gesamtdruck von weniger
als 10–6 Millibar
erforderlich ist. Ansonsten braucht der Gesamtunterdruck bei EUV-Strahlung
verwendenden Vorrichtungen nur zwischen 10–3 und
10–5 Millibar
zu betragen. Optische Elemente für
EUV-Strahlung können
durch die Abscheidung von Kohlenstoffschichten auf ihrer Oberfläche verdorben
werden, wodurch sich die zusätzliche
Anforderung ergibt, dass Kohlenwasserstoff-Partialdrücke im Allgemeinen
so niedrig wie möglich
gehalten werden sollen, z. B. unter 10–8 oder
10–9 Millibar.
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Bei
Arbeiten in einem hohen Vakuum werden die in das Vakuum zu bringenden
Komponenten ziemlich schwierigen Bedingungen ausgesetzt. Für Komponenten
in der Vakuumkammer sollten Materialien verwendet werden, die Verunreinigung
und Gasabgabe, d. h. Gasabgabe aus den Materialien selbst und aus
auf ihren Oberflächen
adsorbierten Gasen, minimieren oder eliminieren.
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Während des
Fertigungsprozesses kann die Bewegung der Tische und der Maske oder
des Substrates, die bzw. das darauf befestigt ist, mit nicht weniger
als sechs Freiheitsgraden gesteuert werden (Translation entlang
dreier zueinander orthogonaler Achsen und Drehung um diese Achsen).
Bewegungen können
mit hoher Geschwindigkeit auftreten. Bei hoher Geschwindigkeit ist
die kinetische Energie des Tisches hoch und eine Kollision verursacht
wahrscheinlich eine Beschädigung
an empfindlichen und teuren Teilen der Vorrichtung. Kollisionen
können
unter mehreren Umständen
auftreten, z. B.:
- – horizontal mit den Wänden der
Vorrichtung, die den Bereich begrenzen, in dem sich der Tisch bewegen
kann;
- – horizontal
mit anderen Tischen bei einer mehrstufigen Vorrichtung (diese haben
zwei oder mehr im selben Bereich arbeitende Tische);
- – vertikal
mit den Teilen des Abbildungssystems, z. B. der Linse.
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Die
EP-1 111 471-A offenbart eine zweistufige lithographische Projektionsvorrichtung,
bei der Kollisionen zwischen zwei Substrattischen durch ein Labyrinth
oder eine Drehtür
verhindert werden.
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Die
EP-1 107 067-A offenbart eine lithographische Projektionsvorrichtung,
in der übermäßiges Gieren
der Querschiene eines H-Antriebs durch federnde Puffer verhindert
wird.
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Die
EP-1 111 469-A offenbart eine lithographische Projektionsvorrichtung,
in der die Bewegung einer Gleichgewichtsmasse durch elastische Pfosten oder
Puffer beschränkt
ist.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer
lithographischen Vorrichtung mit einer verringerten Empfindlichkeit
gegen die Wirkungen einer Kollision in einer horizontalen Ebene.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verringerung
der durch eine solche Kollision verursachten Beschädigung.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine lithographische Projektionsvorrichtung bereitgestellt, die
Folgendes aufweist:
ein Strahlungssystem zum Bereitstellen
eines Projektionsstrahls aus Strahlung;
einen ersten Objekttisch
zum Abstützen
einer Mustereinrichtung, wobei die Mustereinrichtung dazu dient, den
Projektionsstrahl entsprechend einem gewünschten Muster zu mustern;
einen
zweiten Objekttisch zum Halten eines Substrates;
ein Projektionssystem
zum Projizieren des gemusterten Strahls auf einen Zielabschnitt
des Substrates; und
eine Kollisionsverhinderungseinrichtung
zum Schützen
von wenigstens einem der Objekttische oder anderer interner Teile
der Projektionsvorrichtung gegen Schaden aufgrund einer Kollision,
wobei die Kollisionsverhinderungseinrichtung einen Stoßdämpfer aufweist
zum Absorbieren von Kollisionsenergie wenigstens eines der Objekttische,
dadurch gekennzeichnet, dass
der genannte Stoßdämpfer eine
superelastische Legierung oder eine Formgedächtnislegierung zum Absorbieren
von Kollisionsenergie aufweist.
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Die
Bereitstellung einer Kollisionsverhinderungseinrichtung ermöglicht es,
jede Beschädigung von
an einer Kollision beteiligten Teilen innerhalb der lithographischen
Vorrichtung zu minimieren oder auf null zu reduzieren. Im Falle
einer Kollision entstehen keine teuren Reparaturkosten und die lithographische
Vorrichtung kann mit sehr wenig verlorener Produktionszeit zur Produktion
zurückkehren.
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Der
Stoßdämpfer kann
die Wirkungen einer möglichen
Kollision zwischen dem einen besagten Objekttisch und z. B. der
Wand einer Vakuumkammer, falls die lithographische Vorrichtung extremes Ultraviolettlicht
(EUV) verwendet, oder irgendwelchen innerhalb der Vakuumkammer befindlichen
Teile der Vorrichtung reduzieren.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist die superelastische Legierung oder Formgedächtnislegierung
eine Nickel/Titan-Legierung. Solche Legierungen und insbesondere
eine Nickel/Titan-Legierung (Nitinol) haben einen relativ hohen
Dämpfungskoeffizienten,
ohne verformt zu werden. Ferner sind solche Materialien bis zu 14
mal leichter als herkömmliche
Dämpfer,
sie brauchen kein Öl
und können
relativ einfach verwendet werden. Soll der Stoßdämpfer in einem Vakuum verwendet
werden, soll er speziell zur Verwendung im Vakuum hergestellt sein,
so dass Gasabgabe des Materials, aus dem der Stoßdämpfer besteht, beschränkt ist.
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Gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist der Stoßdämpfer an
wenigstens einem der Objekttische angeordnet, so dass der Stoßdämpfer auch
die Wirkungen einer Kollision zwischen zwei Objekttischen reduzieren
kann. Der Stoßdämpfer kann
jedoch mit einem oder beiden Objekttischen verbunden sein oder er
kann entlang der Wand einer Vakuumkammer positioniert sein, wieder falls
die lithographische Vorrichtung eine Vakuumkammer aufweist.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung kann die Vorrichtung ferner einen Rand aufweisen,
der auf wenigstens einem der genannten Objekttische vorgesehen ist
und über
wenigstens eine Kante des betroffenen Objekttisches ragt sowie über wenigstens
einen Dämpfer
mit dem betroffenen Objekttisch verbunden ist, um in Bezug auf diesen
bewegbar zu sein. Falls eine Kollision an der Kante mit dem überragenden
Rand auftritt, bewegt sich der Rand in Bezug auf den Tisch, während der
Dämpfer
die an den Tisch übertragene
Kraft beschränkt.
Der Tisch ist deshalb vor Beschädigung
geschützt,
wenn eine Kollision auftritt. Der wenigstens eine Dämpfer kann
passiv oder aktiv sein und z. B. durch viskose Kräfte in einem Öldämpfer, Wirbelströme auf Grund
von elektromagnetischen Wirkungen oder Reibung betätigt werden.
Alternativ kann sich der wenigstens eine Dämpfer durch elastische oder plastische
Verformung verformen. Ist der Dämpfer ein
federnder Typ, z. B. ein Formgedächtnismetall
mit superelastischen Eigenschaften, kehrt der Rand nach dem Aufprall
zu seiner vorherigen Position zurück. Die lithographische Vorrichtung
kann dann mit minimaler Verzögerung
zur Produktion zurückkehren.
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Gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung kann die Kollisionsverhinderungseinrichtung ferner
aufweisen: einen Rand auf wenigstens einem der Objekttische, wobei
der Rand über
die Kanten des betroffenen Tisches in einer Ebene parallel zu einer
Bewegungsrichtung des betroffenen Tisches hinausragt, zwei Dämpfer, die
eine erste Seite des Randes mit einer ersten Seite des betroffenen
Tisches verbinden, und zwei Verbindungsstangen, welche eine zweite
Seite des Randes, benachbart der ersten Seite, mit dem betroffenen
Tisch verbinden, wobei die Verbindungsstangen zwei gegenüberliegende
Seiten eines Parallelogramms in der Ebene parallel zur Bewegungsrichtung
bilden. Wird in diesem Fall eine außermittige Kollisionskraft auf
die erste Seite des Tisches (oder die gegenüber liegende Seite) ausgeübt, schränkt die
Parallelogrammkonfiguration der Verbindungsstangen den Rand so ein,
dass er sich in eine einzige Richtung bewegt. Es besteht keine Tendenz,
dass sich der Rand dreht, und die Kraft wird zwischen den zwei Dämpfern gleichmäßig verteilt.
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Gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann die Kollisionsverhinderungseinrichtung
ferner aufweisen: einen Rand, der auf wenigstens einem der Objekttische vorgesehen
ist und über
die Kanten des betroffenen Tisches in einer Ebene parallel zu einer
Bewegungsrichtung des Tisches hinausragt, und jeweilige erste und
zweite Dämpfer,
die jede Seite des Randes mit dem zugeordneten Tisch verbinden.
Diese Konfiguration ermöglicht,
dass der jeweilige erste und zweite Dämpfer aktiv ist, wenn ein Aufprall
am Zusammenstoßschutzrand
auftritt. Die Dämpfer
auf benachbarten Seiten des Randes dienen zur Sicherstellung, dass
die Kraft eines außermittigen
Zusammenstoßes zwischen
den aktiven Dämpfern
gleichmäßig verteilt wird.
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Vorzugsweise
ist der jeweilige erste Dämpfer zwischen
einem ersten Punkt auf dem Rand und einem zweiten Punkt auf dem
Tisch verbunden und der jeweilige zweite Dämpfer zwischen dem ersten Punkt auf
dem Rand und einem dritten Punkt auf dem Tisch verbunden, wobei
die ersten, zweiten und dritten Punkte ein Dreieck in der Ebene
horizontal zur Bewegungsrichtung bilden. Diese Konfiguration ermöglich auch
die gleichmäßige Verteilung
eines außermittigen
Aufpralls unter den aktiven Dämpfern.
Außerdem
ermöglicht
sie einen kompakten Aufbau.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Produktherstellungsverfahren
unter Verwendung einer lithographischen Vorrichtung mit folgenden
Schritten bereitgestellt:
Bereitstellen eines Substrates (W),
das wenigstens teilweise durch eine Schicht aus strahlungsempfindlichem
Material abgedeckt ist, auf einem Objekttisch;
Anlegen eines
Vakuums an eine Vakuumkammer;
Projizieren eines Projektionsstrahls
(PB) aus Strahlung unter Verwendung eines Strahlungssystems durch
die genannte Vakuumkammer;
Verwendung einer Mustereinrichtung,
um den Projektionsstrahl in seinem Querschnitt mit einem Muster
zu versehen;
Projizieren des gemusterten Projektionsstrahls
aus Strahlung auf einen Zielabschnitt der Schicht aus strahlungsempfindlichem
Material,
wobei während
des Schrittes der Projektion des Projektionsstrahls der Bewegungsbereich
des Objekttisches durch eine Kollisionsverhinderungsvorrichtung begrenzt
ist, um die Wirkung einer Kollision des einen genannten Objekttisches
zu reduzieren, wobei die Kollisionsverhinderungseinrichtung einen
Stoßdämpfer aufweist
zum Absorbieren von Kollisionsenergie wenigstens eines der Objekttische,
dadurch gekennzeichnet, dass
der genannte Stoßdämpfer eine
superelastische Legierung oder eine Formgedächtnislegierung zum Absorbieren
von Kollisionsenergie aufweist.
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Obwohl
in diesem Text speziell auf die Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung
bei der Herstellung von ICs verwiesen werden kann, soll ausdrücklich klar sein,
dass eine solche Vorrichtung viele andere mögliche Anwendungen hat. Sie
kann z. B. bei der Herstellung von integrierten optischen Systemen,
Leit- und Detektionsmustern für
Magnetblasenspeicher, Flüssigkristall-Anzeigetafeln,
Dünnfilm-Magnetköpfen usw.
verwendet werden. Der Fachmann wird erkennen, dass im Kontext solcher alternativer
Anwendungen jede Verwendung der Bezeichnungen "Retikel", "Wafer" oder "Chip" in diesem Text als
durch die allgemeineren Bezeichnungen "Maske", "Substrat" bzw. "Zielabschnitt" ersetzt betrachtet
werden soll.
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Die
oben genannten und weitere Aspekte, charakteristischen Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden detaillierter erklärt unter Bezugnahme
auf die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen einer Vorrichtung
und eines Produktherstellungsverfahrens gemäß der Erfindung und unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen, in denen identische Bezugszeichen identische
oder ähnliche
Komponenten bezeichnen; es zeigen:
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1 eine
lithographische Projektionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 einen
schematischen Plan, der zwei Substrattische mit einem Stoßdämpfer gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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3 eine
detailliertere Ansicht auf den Stoßdämpfer eines der Substrattische
von 2;
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4 einen
schematischen Plan, der zwei Substrattische und einen Stoßdämpfer gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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5 eine
Schnittansicht auf einen Substrattisch und einen Stoßdämpfer gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ein
Diagramm, das die kollisionsabsorbierenden Eigenschaften einer Nickel/Titan-Legierung
zeigt;
-
7 eine
lithographische Projektionsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform
der Erfindung;
-
8 eine
Draufsicht eines Randes oder Zusammenstoßrandes gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
9 eine
Seitenansicht des Zusammenstoßrandes
gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
Draufsicht eines außermittigen Aufpralls
auf den Zusammenstoßrand
gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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11 eine
Draufsicht der Dämpferanordnung
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
12 eine
Draufsicht der relativen Positionen zweier Wafer-Tische in einer
mehrstufigen Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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13 eine
Draufsicht der Dämpferanordnung
gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsform 1
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1 zeigt
schematisch eine lithographische Projektionsvorrichtung 1 zur
Anwendung der Erfindung. Die Vorrichtung weist auf:
- • ein
Strahlungssystem LA, IL, zum Liefern eines Projektionsstrahls PB
aus Strahlung (z. B. UV- oder EUV-Strahlung, Elektronen oder Ionen);
- • einen
mit einem ersten Objekthalter (Maskenhalter) zum Halten einer Maske
MA (z. B. Retikel) versehenen ersten Objekttisch (Maskentisch) MT, der
zum genauen Positionieren der Maske bezüglich Teil FL mit ersten Positionierungsmitteln
PM verbunden ist;
- • einen
mit einem zweiten Objekthalter (Substrathalter) zum Halten eines
Substrates W2 (z. B. eines resistbeschichteten Siliziumwafers) versehenen
zweiten Objekttisch (Substrattisch) WT2, der zum genauen Positionieren
des Substrates bezüglich
Teil PL mit zweiten Positionierungsmitteln P2W verbunden ist;
- • einen
mit einem dritten Objekthalter (Substrathalter) zum Halten eines
Substrates W3 (z. B. eines resistbeschichteten Siliziumwafers) versehenen
dritten Objekttisch (Substrattisch) WT3, der zum genauen Positionieren
des Substrates bezüglich
Teil PL mit dritten Positionierungsmitteln P3W verbunden ist; und
- • ein
Projektionssystem ("Linse") PL (z. B. ein Brechungs-
oder Spiegellinsensystem, eine Spiegelgruppe oder eine Anordnung
von Feldablenkern) zum Abbilden eines bestrahlten Abschnitts der Maske
MA auf einen Zielabschnitt W.
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Das
Strahlungssystem weist eine Quelle LA auf, die einen Strahl aus
Strahlung erzeugt (z. B. einen um den Weg eines Elektronenstrahls
in einem Speicherring oder Synchrotron angeordneten Undulator oder
Schüttler,
eine Plasmaquelle, eine Elektronen- oder Ionenstrahlquelle, eine
Quecksilberlampe oder einen Laser). Dieser Strahl wird veranlasst,
verschiedene im Beleuchtungssystem IL enthaltene optische Komponenten
zu traversieren, so dass der resultierende Strahl PB eine gewünschte Form
und Intensitätsverteilung
in seinem Querschnitt aufweist.
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Der
Strahl PB trifft anschließend
auf die Maske MA, die auf einem Maskentisch MT in einem Maskenhalter
gehalten wird. Nachdem der Strahl PB durch die Maske MA selektiv
reflektiert (oder durchgelassen) worden ist, fällt er durch die "Linse" PL, die den Strahl
PB auf einen Zielabschnitt des Substrates W2, W3 fokussiert. Mit
Hilfe der Positionierungsmittel P2W, P3W und interferometrischen
Versetzungsmessmittel IF kann der Substrattisch W2T, W3T genau bewegt
werden, z. B. um verschiedene Zielabschnitte im Weg des Strahls
PB zu positionieren. Ähnlich
können
die Positionierungsmittel PM und die interferometrischen Versetzungsmessmittel
IF verwendet werden, um die Maske MA in Bezug auf den Weg des Strahls
PB genau zu positionieren, z. B. nach der mechanischen Entnahme
der Maske MA aus einer Maskenbibliothek oder während einer Abtastbewegung.
Beim Stand der Technik wird die Bewegung der Objekttische MT, W2T
im Allgemeinen mit Hilfe eines Langhubmoduls (Grobpositionierung) und
eines Kurzhubmoduls (Feinpositionierung), die in 1 nicht
ausdrücklich
dargestellt sind, verwirklicht. Der dargestellte Apparat kann in
zwei verschiedenen Moden verwendet werden:
- • Im Schrittmodus
wird der Maskentisch MT im Wesentlichen stationär gehalten und ein gesamtes
Maskenabbild wird auf einmal (d. h. in einem einzigen "Blitz") auf einen Zielabschnitt
projiziert. Dann wird der Substrattisch W2T in die X- und/oder Y- Richtungen verschoben,
so dass ein anderer Zielabschnitt durch den Strahl PB bestrahlt
werden kann.
- • Im
Abtastmodus gilt im Wesentlichen das gleiche Szenario, außer dass
ein gegebener Zielabschnitt nicht in einem einzigen "Blitz" belichtet wird.
Stattdessen ist der Maskentisch MT mit einer Geschwindigkeit v in
eine gegebene Richtung (die so genannte "Abtastrichtung", z. B. die Y-Richtung) beweglich, so
dass der Projektionsstrahl PB zum Abtasten über einem Maskenabbild veranlasst
wird. Gleichzeitig wird der Substrattisch W2T mit einer Geschwindigkeit
V = Mv, bei der M die Vergrößerung der
Linse PL ist (z. B. M = 1/4 oder 1/5), simultan in die gleiche oder
entgegengesetzte Richtung bewegt. Auf diese Weise kann ein relativ
großer
Zielabschnitt belichtet werden, ohne dass bezüglich der Auflösung ein
Kompromiss geschlossen werden muss.
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In
einer lithographischen Projektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist wenigstens einer von ersten und zweiten Objekttischen
in einer Vakuumkammer 20 angeordnet. Das Vakuum in der
Vakuumkammer 20 wird mit einem Vakuumevakuierungsmittel,
z. B. einer Pumpe, erzeugt.
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2 ist
ein schematischer Plan, der zwei Substrattische mit einem Kollisionsstoßdämpfer gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Zwei Substrattische W2T und W3T sind durch
Kabel CA mit einem Kabelpendelelement CS2 bzw. CS3 verbunden. Die
Kabelpendelelemente CS2 und CS3 folgen ihrem jeweiligen Tisch in
der X-Richtung, indem sie einen Detektor aufweisen, der die Position des
Tisches bezüglich
dem Kabelpendelelement detektiert und die Position des Kabelpendelelements anpasst,
wenn sich der Tisch in X-Richtung vom Kabelpendelelement wegbewegt,
so dass das Pendelelement dem Substrattisch folgt. In der Y-Richtung
ermöglichen
die Kabel CA Bewegung der Substrattische W2T und W3T. Die Substrattische
W3T und W2T werden mit Hilfe eines Planarmotors mit einem Ständer ST
mit einer Mehrzahl Magnete in einer x-y-Ebene eines orthogonalen
x-y-Achsensystems und einem elektrischen Spulensystem in einer an
den Substrattischen W3T, W2T angeordneten Translationsvorrichtung
bewegt und schweben gelassen. Am Substrat tisch WT kann ein Kurzhubmotor
zum Erzeugen kurzer Versetzungen zwischen der Translatiansvorrichtung
und dem Substrathalter SH, der bei Verwendung den Wafer hält, angeordnet
sein. Der Kurzhubmotor kann eine höhere Präzision und eine höhere Antwortrate
zur Positionierung des Substrates ergeben. Die Magnete der x-y-Ebene
können
in Reihen und Spalten gemäß einer
Halbach-Anordnung angeordnet sein, d. h. die magnetische Orientierung
aufeinanderfolgender Magnete in jeder Reihe und jeder Spalte dreht
sich um 90° gegen
den Uhrzeigersinn. Die Substrattische W3T, W2T werden durch Treiben von
Strom durch das elektrische Spulensystem der Translationsvorrichtung
positioniert. Während
eines Leistungsabfalls des Planarmotors besteht eine große Möglichkeit
einer Kollision in der Maschine. Vor allen Dingen wird die Schwebekraft
der Planarmotoren beendet, so dass die Substrattische W3T und W2T auf
den Ständer
des Planarmotors herunterfallen. Zweitens ist es nicht möglich, eine
Bewegung bereits im Substrattisch anzuhalten, weil kein mechanisches Bremssystem
im Planarmotor vorhanden ist. Der Substrattisch muss durch aktives
Treiben eines Stroms durch die Windungen in der Translationsvorrichtung
angehalten werden, was während
eines Stromausfalls nicht möglich
ist, deshalb besteht eine große
Möglichkeit
einer Kollision zwischen den zwei Substrattischen W3T und W2T oder
einer Kollision zwischen einem der Substrattische W3T oder W2T und
einem den Planarmotor umgebenden Maschinenrahmen MF.
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3 zeigt
eine detailliertere Sicht auf den Kollisionsstoßdämpfer CB des Substrattisches
W3T. Der Kollisionsstoßdämpfer CB
weist einen Kollisionsrahmen CF auf, der dieselbe Form hat wie der
Substrattisch W3T und etwas größer ist.
Der Kollisionsstoßdämpfer CB
weist ferner ein Verbindungsteil CC zum Substrattisch W3T auf, der
eine große
Menge der Energie einer Kollision absorbieren kann. Der Kollisionsstoßdämpfer kann
aus einer Formgedächtnislegierung
wie z. B. einer Nickel/Titan-Legierung bestehen,
die einen relativ hohen Dämpfungskoeffizienten
hat, ohne vollständig
verformt zu werden.
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6 zeigt
die Energieabsorption von Nickel/Titan, während es gepresst wird. Die
x-Achse stellt den
Prozentsatz der elastischen Verformung (Str.) dar, dem der Stoß dämpfer ausgesetzt
wird, während
die y-Achse die dafür
erforderliche Energiemenge in N/mm2 darstellt.
Es wird gezeigt, dass die zum elastischen Verformen des Materials
(1) erforderliche Energie viel größer ist als die Energie, die nach
der Freigabe des Materials (2) freigesetzt wird. Der Kollisionsstoßdämpfer kann
eine Position in Z haben, die nahe dem Massenzentrums des Substrattisches
ist, so dass die Gefahr des Umdrehens des Substrattisches verringert
ist.
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Ausführungsform 2
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4 ist
ein schematischer Plan, der zwei Substrattische und einen Kollisionsstoßdämpfer gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Der Kollisionsstoßdämpfer CB weist einen Kollisionsrahmen
CF und ein Verbindungsteil CC zum Verbinden des Stoßdämpferrahmens
CF mit dem Maschinenrahmen MF auf. Während eines Stromabfalls können die
Substrattische W2T und W3T mit dem Kollisionsrahmen CF kollidieren,
der über
die Verbindungsteile CC mit dem Maschinenrahmen MF verbunden ist.
Die Bewegungsenergie des Substrattisches wird vom Kollisionsrahmen
CF und von den Verbindungsteilen CC sanft absorbiert. Der Kollisionsrahmen
CF und die Verbindungsteile CC können zu
diesem Zweck aus einer Formgedächtnislegierung
hergestellt sein. Der Substrattisch kann auf seinen Seitenflächen mit
Spiegeln versehen sein. Es sollte vermieden werden, dass der Kollisionsrahmen CF
und die Spiegel in Berührung
kommen. Die Position des Kollisionsrahmens CF sollte deshalb niedriger
sein als die Position der Spiegel des Substrattisches. Zur Umgehung
von Kollisionen zwischen den Substrattischen W2T und W3T befindet
sich ein zweiter Kollisionsstoßdämpfer CB2
in der Mitte der Ebene des Ständers
ST. Der zweite Kollisionsstoßdämpfer CB2
kann um den Drehpunkt PV gedreht werden. Dies wird getan, wenn die
Substrattische die Positionen austauschen müssen. In diesem Fall werden
die Substrattische W3T und W2T in Y-Richtung zu ihrem jeweiligen
Kabelpendelelement bewegt, dann wird der Kollisionsstoßdämpfer CB
um 90° gedreht
und anschließend
bewegen sich beide Substrattische in X-Richtung aneinander vorbei.
Während
des Austausches werden beide Tische durch den Kollisionsstoßdämpfer CB2
getrennt gehalten.
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Ausführungsform 3
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5 ist
eine Schnittansicht auf einen Substrattisch und einen Kollisionsstoßdämpfer gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung. Der Ständer
ST ist durch eine flexible Stütze
FS abgestützt, um
etwaiges Aufprallen zwischen dem Ständer ST und dem Substrattisch
W2T zu minimieren. Der Substrattisch W2T weist aus demselben Grund
einen Kollisionsstoßdämpfer CB3
unterhalb des Substrattisches W2T auf. Dieser Kollisionsstoßdämpfer kann ein
Wärmebeständigkeitsvermögen aufweisen,
um die Spulen unterhalb des Substrattisches W2T vom Ständer thermisch
zu isolieren. Der Kollisionsstoßdämpfer CB3
gemäß dieser
Ausführungsform
kann alternativ am Ständer
ST vorgesehen sein.
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Die
Oberfläche
SU unterhalb des Substrattisches W2T kann auch aus einem Material
mit hoher Reibung hergestellt sein, so dass jede Bewegung des Substrattisches
W2T bei einer Kollision durch die Reibung zwischen der Oberfläche SU des
Substrattisches W2T und der Oberfläche SS des Ständers ST verringert
werden kann. Aus demselben Grund kann die Oberfläche SS des Ständers ST
mit einem eine hohe Reibung aufweisenden Material versehen sein.
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Ausführungsform 4
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7 zeigt
schematisch eine lithographische Projektionsvorrichtung 100 gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung. Weitere Ausführungsformen
der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die in 7 dargestellte
Ausführungsform
beschrieben. Um der Vollständigkeit
Willen wird eine umfassende Erklärung
der in 7 dargestellten Vorrichtung aufgeführt.
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Die
Vorrichtung 100 weist auf: ein Strahlungssystem Ex', IL' zum Liefern eines
Projektionsstrahl PB' aus
Strahlung (UV-Strahlung), das in diesem speziellen Fall auch eine
Strahlungsquelle LA' aufweist;
einen mit einem Maskenhalter zum Halten einer Maske MA' (z. B. Retikel)
versehenen ersten Objekttisch (Maskentisch) MT', der zum genauen Positionieren der
Maske bezüglich
Teil PL' mit ersten Positionierungsmitteln
verbunden ist; einen mit einem Substrathalter zum Halten eines Substrates
W' (z. B. eines
resistbeschichteten Siliziumwafers) versehenen zweiten Objekttisch
(Substrattisch) WT',
der zum genauen Positionieren des Substrates bezüglich Teil PL' mit zweiten Positionierungsmitteln
verbunden ist, und ein Projektionssystem ("Linse") PL' (z.
B. ein Brechungslinse) zum Abbilden eines bestrahlten Abschnitts
der Maske MA' auf
einen Zielabschnitt C' (z. B.
der z. B. einen oder mehrere Chips aufweist) des Substrates W'.
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Wie
hier dargestellt, ist die Vorrichtung 100 ein durchlassender
Typ (z. B hat sie eine durchlassende Maske). Im Allgemeinen kann
sie jedoch z. B. auch ein spiegelnder Typ sein (z. B. mit einer
spiegelnden Maske). Alternativ kann die Vorrichtung 100 eine
andere Art von Mustereinrichtungen verwenden wie z. B. eine programmierbare
Spiegelanordnung eines oben erwähnten
Typs.
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Die
Quelle LA' (z. B.
eine Quecksilberlampe) erzeugt einen Strahl aus Strahlung. Dieser
Strahl wird entweder direkt oder nach Traversieren von Konditionierungsmitteln
wie z. B. eines Strahlaufweiters Ex' in ein Beleuchtungssystem (Bestrahler)
IL' gespeist. Der
Bestrahler IL' kann
Einstellmittel AM' zum
Einstellen der äußeren und/oder
inneren radialen Ausdehnung (im allgemeinen als α-äußere bzw. α-innere bezeichnet) der Intensitätsverteilung
im Strahl aufweisen. Außerdem
wird er im Allgemeinen verschiedene andere Komponenten aufweisen
wie z. B. einen Integrator IN' und
einen Kondenser CO'.
Auf diese Weise hat der auf die Maske MA' auftreffende Strahl PB' in seinem Querschnitt
eine gewünschte Einheitlichkeit
und Intensitätsverteilung.
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In
Bezug auf 7 ist zu bemerken, dass sich
die Quelle LA' innerhalb
des Gehäuses
der lithographischen Projektionsvorrichtung 100 befinden kann
(wie es oft der Fall ist, wenn die Quelle LA' z. B. eine Quecksilberlampe ist), aber
dass sie auch von der lithographischen Projektionsvorrichtung entfernt sein
kann, wobei der von ihr erzeug te Strahl aus Strahlung in die Vorrichtung
geleitet wird (z. B. mit Hilfe geeigneter Lenkungsspiegel). Dieses
letztere Szenario ist oft der Fall, wenn die Quelle LA' ein Excimerlaser
ist. Die vorliegende Erfindung und die Ansprüche umfassen beide dieser Szenarien.
Der Strahl PB' schneidet
anschließend
die Maske MA', die
auf einem Maskentisch MT' gehalten
wird. Nachdem der Strahl PB' die
Maske MA' traversiert
hat, fällt er
durch die Linse PL',
die den Strahl PB' auf
einen Zielabschnitt C' des
Substrates W' fokussiert.
Mit Hilfe der zweiten Positionierungsmittel (und interferometrischen
Messmittel IF')
kann der Substrattisch WT' genau
bewegt werden, z. B. um verschiedene Zielabschnitte C' im Weg des Strahls
PB' zu positionieren. Ähnlich können die
ersten Positionierungsmittel verwendet werden, um die Maske MA' in Bezug auf den
Weg des Strahls PB' genau
zu positionieren, z. B. nach der mechanischen Entnahme der Maske MA' aus einer Maskenbibliothek
oder während
einer Abtastung. Im Allgemeinen wird die Bewegung der Objekttische
MT', WT' mit Hilfe eines
Langhubmoduls (Grobpositionierung) und eines Kurzhubmoduls (Feinpositionierung),
die in 7 nicht ausdrücklich dargestellt
sind, verwirklicht. Im Falle eines Wafer-Steppers (im Gegensatz
zu einem Step-and-Scan-Apparat) kann der Maskentisch MT' bloß mit einem
Kurzhubaktuator verbunden sein oder er kann starr befestigt sein.
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Die
dargestellte Vorrichtung kann in zwei verschiedenen Moden verwendet
werden:
- 1. Im Schrittmodus wird der Maskentisch
MT' im Wesentlichen
stationär
gehalten und ein gesamtes Maskenabbild wird auf einmal (d. h. in
einem einzigen "Blitz") auf einen Zielabschnitt
C' projiziert. Dann
wird der Substrattisch WT' in
den x- und/oder y-Richtungen
verschoben, so dass ein anderer Zielabschnitt C' durch den Strahl PB' bestrahlt werden kann.
- 2. Im Abtastmodus gilt im Wesentlichen das gleiche Szenario,
außer
dass ein gegebener Zielabschnitt C' nicht in einem einzigen "Blitz" belichtet wird.
Stattdessen ist der Maskentisch MT' mit einer Geschwindigkeit v in eine
gegebene Richtung (die so genannte "Abtastrichtung", z. B. die y-Richtung) beweglich, so
dass der Projektionsstrahl PB' zum
Abtasten über
einem Maskenabbild veranlasst wird. Gleichzeitig wird der Substrattisch
WT' mit einer Geschwindigkeit
V = Mv, bei der M die Vergrößerung der
Linse PL' ist (typischerweise
M = 1/4 oder 1/5), simultan in die gleiche oder entgegengesetzte
Richtung bewegt. Auf diese Weise kann ein relativ großer Zielabschnitt C' belichtet werden,
ohne dass bezüglich
der Auflösung
ein Kompromiss geschlossen werden muss.
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Bezüglich 7 ist 8 eine
Draufsicht auf den mit einem Zusammenstoßschutzrand 102 ausgerüsteten Wafertisch
WT'. Eine Seitenansicht
des Zusammenstoßschutzrandes 102 und
des Wafertisches WT' ist
in 9 gezeigt. Der Rand 102 ragt aus den
Kanten des Wafertisches WT' und
ist so befestigt, dass er sich relativ zum Wafertisch WT' bewegen kann, wenn
ein Aufprall auftritt. Mindestens ein Dämpfer verbindet den Rand 102 mit
dem Wafertisch WT'.
Bei dieser Ausführungsform
ist der Dämpfer
aus einem superelastischen Formgedächtnismetall gebaut, z. B.
einem Metall von der Familie von als "Nitinol" bezeichneten Legierungen, die aus einer
nahezu gleichen Mischung von Nickel (55 Gewichtsprozent) und Titan
bestehen. Andere Dämpferbauweisen
sind möglich,
z. B. ein auf Öl
oder einer elastischen Feder basierender Dämpfer oder ein Dämpfer, der
so konzipiert ist, dass er sich plastisch verformt, wenn ein Aufprall
auftritt. Trifft der Rand auf ein Hindernis, bewegt er sich relativ
zum Wafertisch WT'.
Der Dämpfer wird
zusammengedrückt
und die Kraft des Aufpralls, die den Wafertisch WT' erreicht, wird reduziert.
Bei dieser Ausführungsform
ermöglicht
die Verwendung eines superelastischen Formgedächtnismetalls die Reduzierung
von Größe und Gewicht
des Dämpfers gegenüber den
Alternativen.
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10 veranschaulicht
die Anordnungen von Dämpfern 104 auf
einer Seite des Zusammenstoßschutzrandes 102.
Die zwei Dämpfer 104 sind
an zwei Ecken des Wafertisches WT' befestigt und verbinden den Wafertisch
WT' und den Rand 102.
Eine Stange 108 ist am Zusammenstoßschutzrand 102 angebracht
und durch ein Linearlager 106 auf Bewegungen in eine einzige
Richtung beschränkt.
Auf diese Weise wird ein außermittiger
Aufprall wie z. B. der durch einen Pfeil 110 veranschaulichte
zwischen den zwei Dämpfern 104 gleichmäßig verteilt.
Wären die Stange 108 und
das Lager 106 nicht vorhanden, würde ein außermittiger Aufprall auf einen
der Dämpfer 104 fokussiert
und nicht gleichmäßig verteilt.
(Der Rand 102 würde
dazu neigen, sich zu drehen und sich in Richtung der Kraft zu bewegen.)
Die Hublänge des
Zusammenstoßes
wäre dann
bei einem außermittigen
Aufprall größer als
bei einem mittigen Aufprall, was Probleme in Zusammenhang mit der
Konstruktion bereitet. Die physische Konstruktion der Dämpfer muss
die wahrscheinliche kinetische Energie und die wahrscheinlichen
Kräfte,
die mit einem Aufprall verbunden sind, die maximale Kraft, die ohne Verursachung
einer Beschädigung
an den Wafertisch WT' übertragen
werden kann, und die maximal zulässige
Hublänge
des Zusammenstoßes
berücksichtigen.
Es ist wünschenswert,
dass die Hublänge
des Zusammenstoßes
möglichst
klein ist und so die Entfernung, um die der Rand 102 aus
dem Wafertisch WT' ragen
muss, verringert und eine kleinere, leichtere Bauweise ermöglicht.
Der Zusammenstoßrand 102 enthält auch
einen Positionierungsmechanismus zum Sicherstellen, dass er während des
normalen Betriebs in der korrekten Position bleibt und nach einer
Kollision zur korrekten Position zurückkehrt. Die Position des Zusammenstoßrandes 102 relativ
zum Tisch kann durch einen Zusammenstoßdetektionssensor überwacht
werden. Bei Auftreten einer Kollision detektiert ein solcher Zusammenstoßdetektionssensor,
dass sich der Rand bewegt hat, und hält den Fertigungsprozess an.
Obwohl 10 nur einen auf einer Seite
des Wafertisches WT' angeordneten Rand 102 veranschaulicht,
kann die Bauweise auf die anderen Seiten angewendet werden, falls
erforderlich. Obwohl die Bauweise eines Zusammenstoßrandes
für einen
Wafertisch WT' beschrieben
worden ist, könnte
sie ferner ebenso auf einen Maskentisch MT' angewendet werden.
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Ausführungsform 5
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11 veranschaulicht
eine alternative Bauweise des Zusammenstoßrandes der vierten Ausführungsform.
Die Bauweise ist mit Ausnahme der unten dargelegten Unterschiede
so wie für
die vierte Ausführungsform
beschrieben.
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Bei
dieser Ausführungsform
erstreckt sich der Zusammenstoßrand 102 als
eine einteilige Ausführung
um alle Seiten des Wafertisches WT'. Die zwei Dämpfer 104 sind zwischen
der Seite des Randes 102, die vom Wafertisch WT' in X-Richtung am weitesten
ist, und der Seite des Wafertisches WT', die direkt gegenüber liegt, verbunden. Ein Paar
Verbindungselemente 112, die vorgespannte Federn sind,
verbinden die Seite des Zusammenstoßrandes 102, der vom
Wafertisch WT' in
Y-Richtung am weitesten entfernt ist, mit der Seite des Wafertisches,
die von dieser Seite des Zusammenstoßrandes 102 am weitesten
entfernt ist, über
Bolzengelenke. Die Verbindungselemente 112 bilden eine
Parallelogrammkonfiguration, wobei sie in einer Position verbunden sind,
auf dem Zusammenstoßrand 102 weiter
in der +X-Richtung liegt als auf dem Wafertisch WT'.
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Diese
Bauweise ermöglicht
dem Mechanismus die Verteilung der Kraft von außermittigen Aufprallen in der
X-Richtung zwischen den Dämpfern 104.
In der Y-Richtung funktionieren die Verbindungselemente 112 selbst
als Dämpfer.
In der Y-Richtung gibt es jedoch keinen Mechanismus zur Verteilung
der Kraft eines außermittigen
Aufpralls zwischen den zwei Verbindungselementen 112. Die Bauweise
des Zusammenstoßrandes
bei dieser Ausführungsform
nutzt die Kenntnis der Hindernisse, vor denen ein Wafertisch WT' wahrscheinlich steht,
wenn er sich in einer mehrstufigen Vorrichtung bewegt. Die vorgespannten
Dämpfer 104 verkürzen sich
nur, wenn die auf die Dämpfer 104 ausgeübte Kraft
größer ist
als die Vorspannung. Während
einer Kollision in X-Richtung wird die Vorspannung niemals überschritten,
wohingegen genau dies während
einer Kollision in Y-Richtung geschieht.
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12 veranschaulicht
zwei Wafertische WT1',
WT2', die sich in
einer mehrstufigen Vorrichtung bewegen. Der Bewegungsbereich ist
durch eine rechteckige Wand 114 begrenzt. Der Wafertisch WT1' kann mit der Wand 114 oder
dem anderen Wafertisch WT2' kollidieren.
In den +X- und –Y-Richtungen
wird jeder außermittige
Aufprall durch den Parallelogramm-Zusammenbau der Verbindungselemente 112 gleichmäßig zwischen
den Dämpfern 104 verteilt.
In der –Y-Richtung
kann der Wafertisch WT1' nur gegen
die Wand stoßen.
Jeder Aufprall in dieser Richtung wird deshalb gleichmäßig über den
Aufprallschutzrand auf dieser Seite verteilt. In der +Y-Richtung
kann der Wafertisch WT1' gegen
den anderen Wafertisch WT2' stoßen. Der
kleine Raum zwischen den zwei Wafertischen führt jedoch in dieser Situation
zu einer niedrigen Zusammenstoßgeschwindigkeit.
Deshalb ist es möglich,
die Kraft ohne Bereitstellen eines Kompensationsmechanismus zu absorbieren.
(Ein typischer Zusammenstoßhub
in der +Y-Richtung würde
3 mm betragen.)
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Bei
dieser Ausführungsform
sind nur zwei Dämpfer
und zwei vorgespannte Federn erforderlich. Dies ermöglicht eine
leichte und kostengünstige
Gesamtkonstruktion bei einem nur kleinen Kompromiss bezüglich der
Leistungsfähigkeit.
Die Bauweise dieser Ausführungsform
ist leicht anpassbar, um einen Zusammenstoßschutz für einen Maskentisch bereitzustellen.
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Ausführungsform 6
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13 ist
eine Draufsicht der Ausführung
eines Zusammenstoßschutzrandes
gemäß einer sechsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Bauweise ist die gleiche wie bei
der vierten Ausführungsform
außer
wie unten beschrieben.
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Ein
einteiliger Zusammenstoßschutzrand 102 ist
durch acht Dämpfer 116 mit
dem Wafertisch WT' verbunden.
Wie bei der vierten Ausführungsform sind
die Dämpfer 116 aus
einem superelastischen Formgedächtnismetall
gebaut, aber Alternativen wie z. B. Öl oder elastische Federdämpfer können ebenfalls
verwendet werden. Jede Ecke des Zusammenstoßschutzrandes hat zwei an einem
gemeinsamen Punkt angebachte Dämpfer.
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Die
Dämpfer 116 von
jeder Ecke des Randes 102 sind in einer Dreiecksanordnung
mit Positionen auf dem Wafertisch WT' verbunden.
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Die
Dämpfer 116 krümmen sich
unter einer Druckbelastung, sie sind nur aktiv, wenn sie einer Zugbelastung
ausgesetzt sind. Deshalb sind zwei Dämpfer aktiv, wenn eine Kollision
mit einer Seite des Zusammenstoßschutzrandes
auftritt. Im Betrieb wirken die Dämpfer 116 auf eine ähnliche
Weise wie die vorgespannten Federn und verfor men sich nur, wenn die
Kraft des Zusammenstoßes
höher ist
als die Vorspannungskraft. Die Drähte senkrecht zur Richtung des
Zusammenstoßes
verformen sich nicht, weil die Belastung nicht höher ist als die Vorspannungskraft. Dies
gewährleistet,
dass die Kraft auf eine ähnliche Weise
wie bei der oben erwähnten
fünften
Ausführungsform
gleichmäßig zwischen
den aktiven Dämpfern
verteilt wird.
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Die
Vorspannungskraft in den x- und y-Richtungen muss nicht gleich sein.
Das Verhältnis
der wahrscheinlichen Kollisionskraft in der x-Richtung zur wahrscheinlichen
Kollisionskraft in der y-Richtung und das x:y-Verhältnis der
Randabmessung können
verwendet werden, um das Verhältnis
der x:y-Vorspannungskraft zu optimieren.
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Die
Bauweise der Ausführungsform
ist leicht für
einen Maskentisch anpassbar.
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Obwohl
eine Dreiecksanordnung der Dämpfer
beschrieben worden ist, kann auch eine rechteckige Anordnung verwendet
werden.
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Die
Erfindung ist oben in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, es
ist jedoch klar, dass die Erfindung durch die obige Beschreibung
nicht eingeschränkt
ist. Insbesondere ist die Erfindung oben in Bezug auf eine Waferstufe
einer lithographischen Vorrichtung beschrieben worden, die in einer
Vakuumkammer untergebracht ist. Es ist jedoch ohne Weiteres klar,
dass die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf Maskentische anwendbar
ist. Die vorliegende Erfindung kann auch außerhalb einer Vakuumkammer
angewendet werden.