-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen lithographischen Projektionsapparat
mit:
- – einem
Bestrahlungssystem zur Bereitstellung eines Projektionsstrahls der
Strahlung;
- – einer
Tragkonstruktion zum Halten von Bemusterungsvorrichtungen, wobei
die Bemusterungsvorrichtungen dazu dienen, den Projektionsstrahl nach
einem gewünschten
Muster zu bemustern;
- – einem
Substrattisch zum Halten eines Substrates;
- – einem
Projektionssystem zum Projizieren des bemusterten Strahls auf einen
Zielabschnitt des Substrates;
- – einer
Vakuumkammer, die die Tragkonstruktion und/oder den Substrattisch
umgibt;
- – einem
langen Durchgangsschlitz in einer Wand der Vakuumkammer; und einer
linearen Dichtung, mit der die Vakuumkammer entlang dem Schlitz abgedichtet
wird;
-
Der
Begriff "Bemusterungsvorrichtung", wie er hier verwendet
wird, sollte weitumfassend interpretiert werden als eine Vorrichtung,
die dazu verwendet werden kann, einen hereinkommenden Projektionsstrahl
der Strahlung entsprechend einem Muster, das in einem Zielabschnitt
des Substrates erzeugt werden soll, mit einem gemusterten Querschnitt
zu versehen; der Begriff "Lichtventil" oder "Lichtverstärkerröhre" kann in diesem Zusammenhang
ebenfalls verwendet werden. Im allgemeinen wird das Muster einer
bestimmten Funktionsschicht in einem Baustein entsprechen, der in
dem Zielabschnitt geschaffen wird, wie eine integrierte Schaltung
oder ein anderer Baustein (siehe unten). Beispiele für solche
Bemusterungsvorrichtungen sind:
- – Eine Maske.
Das Konzept einer Maske ist in der Lithographie wohl bekannt und
es umfasst Maskenarten wie binäre
Masken, alternierende Phasenverschiebung und gedämpfte Phasenverschiebung sowie
verschiedene hybride Maskenarten. Je nach dem Maskenmuster verursacht
die Platzierung einer solchen Maske in dem Projektionsstrahl der
Strahlung eine selektive Übertragung
(bei einer lichtdurchlässigen
Maske) oder eine Reflexion (bei einer reflektierenden Maske) der
Strahlung, die auf die Maske auftrifft. Im Falle einer Maske handelt
es sich bei der Tragkonstruktion im allgemeinen um einen Maskentisch,
der dafür
sorgt, dass die Maske an einer gewünschten Position in dem hereinkommenden
Projektionsstrahl der Strahlung gehalten werden kann, und dass sie
in Bezug auf den Strahl bewegt oder verschoben werden kann, wenn
dies gewünscht wird.
- – Eine
programmierbare Spiegelanordnung. Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung ist
eine matrixadressierbare Oberfläche
mit einer viskoelastischen Kontrollschicht 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 nicht gebeugtes
Licht reflektieren. Wenn man einen entsprechenden Filter verwendet,
kann das nicht gebeugte Licht aus dem reflektierten Strahl herausgefiltert
werden, so dass lediglich das gebeugte Licht zurückbleibt; auf diese Art und
Weise wird der Strahl entsprechend dem Adressiermuster der matrixadressierbaren Oberfläche gemustert.
Bei einer weiteren, alternativen Ausführungsart einer programmierbaren Spiegelanordnung
wird ein Matrixaufbau von kleinen Spiegeln verwendet, die jeweils
einzeln um eine Achse geneigt werden können, indem ein geeignetes,
lokalisiertes, elektrisches Feld angewendet oder piezoelektrische
Betätigungselemente
verwendet werden. Auch hier sind die Spiegel wieder matrixadressierbar,
so dass adressierte Spiegel einen hereinkommenden Projektionsstrahl
der Strahlung in eine andere Richtung reflektieren werden als nicht
adressierte Spiegel; auf diese Art und Weise wird der reflektierte
Strahl gemäß dem Adressiermuster
der matrixadressierbaren Spiegel bemustert. Die erforderliche Matrixadressierung
kann unter Verwendung geeigneter elektronischer Einrichtungen durchgeführt werden.
In beiden oben beschriebenen Situationen können die Bemusterungsvorrichtungen
eine oder mehrere programmierbare Spiegelanordnung(en) umfassen.
Weitere Informationen über Spiegelanordnungen,
wie sie hier erwähnt
werden, können
beispielsweise in den amerikanischen Patenten US 5,296,891 und US 5,523,193 und in den PCT-Patentanmeldungen WO 98/38597 und WO 98/33096 nachgelesen
werden. Im Falle einer programmierbaren Spiegelanordnung kann es
sich bei der Tragkonstruktion beispielsweise um einen Rahmen oder
um einen Tisch handeln, der je nach Bedarf fest oder beweglich sein
kann.
- – Eine
programmierbare LCD-Anordnung. Ein Beispiel für eine solche Konstruktion
wird in dem US-Patent US 5,229,872 genannt.
Wie oben kann es sich bei der Tragkonstruktion in diesem Fall beispielsweise
um einen Rahmen oder um einen Tisch handeln, der je nach Bedarf
fest oder beweglich sein kann.
-
Aus
Gründen
der Einfachheit kann der Rest dieses Textes an bestimmten Stellen
speziell zu Beispielen mit einer Maske und einem Maskentisch geführt werden;
doch die allgemeinen Prinzipien, die in diesen Fällen besprochen werden, sollten
in dem weitreichenderen Kontext der oben dargestellten Bemusterungsvorrichtungen
gesehen werden.
-
Lithographische
Projektionsapparate können beispielsweise
bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen (ICs) verwendet
werden. In einem solchen Fall können
die Bemusterungsvorrichtungen ein Schaltkreismuster erzeugen, das
einer einzelnen Schicht des integrierten Schaltkreises (ICs) entspricht,
und dieses Muster kann dann auf einen Zielabschnitt (beispielsweise
mit einem oder mehreren Plättchen)
auf einem Substrat (Silizium-Wafer) abgebildet werden, das mit einer
Schicht strahlungsempfindlichem Material (Resist) überzogen
wurde. Im allgemeinen besitzt ein einzelnes Wafer ein ganzes Netz
aneinander angrenzender Zielabschnitte, die nacheinander und einer
nach dem anderen über
das Projektionssystem bestrahlt werden. Bei den aktuellen Apparaten,
in denen die Bemusterung durch eine Maske auf einem Maskentisch
erfolgt, kann man zwischen zwei verschiedenen Arten von Geräten unterscheiden.
Bei einer Art von lithographischem Projektionsapparat wird jeder
Zielabschnitt bestrahlt, indem das gesamte Maskenmuster in einem
Durchgang dem Zielabschnitt ausgesetzt wird; ein solches Gerät wird im
allgemeinen Wafer Stepper genannt. Bei einem alternativen Apparat – der allgemein
als Step-and-Scan-Apparat bezeichnet wird – wird jeder Zielabschnitt
bestrahlt, indem das Maskenmuster unter dem Projektionsstrahl in
einer bestimmten Bezugsrichtung (der Abtastrichtung) zunehmend abgetastet
wird, während
gleichzeitig der Substrattisch parallel oder antiparallel zu dieser
Richtung abgetastet wird; da das Projektionssystem im allgemeinen
einen Vergrößerungsfaktor
M (im allgemeinen < 1)
besitzt, beträgt
die Geschwindigkeit V, mit der der Substrattisch abgetastet wird,
Faktor M mal die Geschwindigkeit, mit der der Maskentisch abgetastet wird.
Weitere Informationen in Bezug auf lithographische Vorrichtungen,
wie die hierin beschriebene, können
beispielsweise in dem Dokument
US 6,046,792 nachgelesen
werden.
-
In
einem Herstellungsverfahren, bei dem ein lithographischer Projektionsapparat
verwendet wird, wird ein Muster (beispielsweise in einer Maske)
auf ein Substrat abgebildet, das zumindest teilweise von einer Schicht
strahlungsempfindlichem Material (Resist) bedeckt ist. Vor diesem
Abbildungsschritt kann das Substrat verschiedenen Verfahren unterzogen werden,
wie einer Vorbereitung, einem Resist-Überzug und einem soft bake.
Nach der Belichtung kann das Substrat weiteren Verfahren unterzogen
werden, wie einem bake nach der Belichtung (PEB), Entwickeln, hard bake
und Messung/Prüfung
der abgebildeten Merkmale. Diese Reihe von Verfahren wird als Grundlage
dafür verwendet,
um eine einzelne Schicht eines Bausteins, z. B. einer integrierten Schaltung
(IC), zu bemustern. Eine solche bemusterte Schicht kann dann verschiedenen
Verfahren unterzogen werden wie Ätzen,
Ionen-Implantation (Dotieren), Metallisieren, Oxidation, chemisch-mechanisches
Polieren etc., die alle dazu dienen, eine einzelne Schicht fertigzustellen.
Wenn mehrere Schichten erforderlich sind, muss das ganze Verfahren
oder eine Variante dieses Verfahrens für jede neue Schicht wiederholt
werden. Schließlich
wird eine Reihe von Bausteinen auf dem Substrat (Wafer) vorhanden
sein. Diese Bausteine werden dann durch eine Technik wie Dicing
oder Sawing (Auseinanderschneiden) voneinander getrennt. Danach
können
die einzelnen Bausteine auf einem Träger montiert werden, mit Stiften
verbunden werden, etc. Weitere Informationen über solche Verfahren sind beispielsweise
in dem Buch "Microchip
Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing", [Mikrochipherstellung:
Ein praktischer Leitfaden für
die Halbleiterverarbeitung], 3. Auflage, von Peter van Zant, McGraw
Hill Publishing Co., 1997, ISBN 0-07-067250-4 zu finden.
-
Aus
Gründen
der Einfachheit kann das Projektionssystem nachfolgend auch als "Linse" bezeichnet werden;
doch dieser Begriff sollte umfassend interpretiert werden und beinhaltet
verschiedene Arten von Projektionssystemen wie beispielsweise lichtbrechende
Optik, reflektierende Optik und Katadioptriksysteme. Das Bestrahlungssystem
kann auch Komponenten umfassen, die nach einer dieser Konstruktionen
für das
Lenken, Gestalten oder Steuern des Projektionsstrahls der Strahlung
arbeiten, und diese Komponenten können nachstehend ebenfalls
zusammen oder einzeln als "Linse" bezeichnet werden.
Der lithographische Apparat kann außerdem derart ausgeführt sein,
dass er zwei oder mehr Substrattische (und/oder zwei oder mehr Maskentische) besitzt.
Bei diesen "mehrstufigen" Vorrichtungen können die
zusätzlichen
Tische parallel genutzt werden oder an einem Tisch oder an mehreren
Tischen können
Vorbereitungsschritte durchgeführt
werden, während
ein anderer Tisch oder mehrere andere Tische für die Belichtung verwendet
werden. Zweistufige lithographische Apparate werden beispielsweise
in den Dokumenten
US 5,969,441 und
WO 98/40791 beschrieben.
-
In
einem lithographischen Apparat ist die Größe der Features (Merkmale),
die auf das Substrat abgebildet werden können, durch die Wellenlänge der
Projektionsstrahlung begrenzt. Um integrierte Schaltkreise mit einer
höheren
Dichte von Bausteinen und somit höheren Betriebsgeschwindigkeiten herzustellen,
ist es wünschenswert,
kleinere Features abbilden zu können.
Während
die meisten aktuellen lithographischen Projektionsapparate ultraviolettes
Licht verwenden, das durch Quecksilberlampen oder Excimer-Laser
erzeugt wird, wurde vorgeschlagen, Strahlung kürzerer Wellenlänge von
ca. 13 nm zu verwenden. Diese Strahlung wird Extremultraviolett-Strahlung (EUV) oder
Weichstrahl-Röntgenstrahlung
(soft x-ray) genannt. Zu ihren möglichen Quellen
gehören
lasererzeugte Plasmaquellen und Entladeplasmaquellen (discharge
plasma sources).
-
Zu
weiteren Strahlungsarten, die vorgeschlagen wurden, gehören Elektronenstrahlen
und Ionenstrahlen. Weitere Informationen in Bezug auf die Verwendung
von Elektronenstrahlen in der Lithographie ergeben sich beispielsweise
aus
US 5,079,122 und
US 5,260,151 , sowie aus
EP-A-0 965 888 .
Diese Arten von Strahlen haben mit der EUV das Erfordernis gemeinsam,
dass der Strahlengang, einschließlich der Maske, des Substrates
und der optischen Komponenten in einem hohen Vakuum gehalten werden muss.
Damit soll eine Absorption und/oder Streuung des Strahls verhindert
werden, wodurch meistens ein Gesamtdruck von weniger als ca. 10
–6 Millibar
für aufgeladene
Partikelstrahlen erforderlich ist. Ansonsten muss der Gesamtvakuumdruck
für Geräte mit EUV-Strahlung
lediglich zwischen 10
–5 und 10
–7 Millibar
H
2O und zwischen 10
–7 und
10
–9 Millibar
C
xH
y liegen. Optische
Elemente für
die EUV-Strahlung können
durch die Ablagerung von Kohlenstoffschichten auf ihrer Oberfläche beschädigt werden,
was die zusätzliche
Anforderung auferlegt, dass Kohlenwasserstoff-Partialdrücke im allgemein so niedrig
wie möglich
gehalten werden sollten, beispielsweise unter 10
–8 oder
10
–9 Millibar.
-
Arbeiten
in hohem Vakuum bereitet den Komponenten, die in das Vakuum verbracht
werden müssen,
erschwerte Bedingungen. Für
Komponenten in der Vakuumkammer sollten Materialien verwendet werden,
die Schmutzstoffe und das gesamte Ausgasen, d. h. sowohl das Ausgasen
aus den Materialien selbst sowie von Gasen, die an ihren Oberflächen angelagert
werden, minimieren oder eliminieren. Die herkömmlichen Designs von Substrat,
Maske und Transferstufen sind sehr kompliziert und benötigen eine
große
Anzahl von Sensoren und Antriebssystemen, die allesamt eine große Zahl
von Leitungen für
das Wasser und die Gase und für
den Schutz der elektrischen Verdrahtung benötigen.
-
Eine
Lösung
wird in
EP 1 052 549-A vorgeschlagen.
Diese Veröffentlichung
beschreibt Leitungen, die durch Hohlrohre geführt werden, welche starr mit
einem beweglichen Objekttisch verbunden sind. Die Rohre dienen dazu,
Bewegungen von außerhalb
der Vakuumkammer auf den Tisch zu übertragen. Die Rohre sind hohl
und der Druck innerhalb der Rohre ist gleich dem Druck außerhalb
der Vakuumkammer.
-
Die
Rohre führen
durch einen langen Schlitz in einer Wand der Vakuumkammer und sind
in Längsrichtung
dieses Schlitzes beweglich. Über
diesem Schlitz wird durch eine verschiebbare Abdichtplatte, durch
die das Rohr verläuft,
und die auch in Längsrichtung
des Schlitzes verschiebbar ist, eine Abdichtung aufrechterhalten.
Auf diese Art und Weise können
viele Komponenten außerhalb
des Vakuums verbleiben. Ein Problem bei dieser Anordnung ist die hohe
Trägheit
der verschiebbaren Abdichtplatte sowie die Notwendigkeit für Luftlager
um das Äußere der
Platte herum, um die Reibung und den resultierenden Verschleiß aus der
Bewegung der verschiebbaren Abdichtplatte gegenüber der Wand der Vakuumkammer
zu minimieren. Die Luftlager erhöhen
die Komplexität,
die Masse und das Gewicht der Anordnung.
-
Es
ist eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, einen lithographischen
Projektionsapparat bereitzustellen, bei dem die Probleme, die durch
zu hohe Trägheit,
Größe und Komplexität linearer,
beweglicher Dichtungen verursacht werden, vermieden oder vermindert
werden.
-
Diese
und weitere Zielsetzungen werden gemäß der Erfindung in einem lithographischen
Apparat erreicht, wie er im Oberbegriff von Anspruch 1 angegeben
wurde, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Dichtung ein langes
Abdichtelement zum Abdichten der Vakuumkammer entlang dem Schlitz
besitzt, wobei das Abdichtelement an einer wählbaren Position lokal verschiebbar
ist, um eine Öffnung
in die Vakuumkammer bereitzustellen.
-
Auf
diese Art und Weise ist während
der Bewegung der wählbaren
Position entlang dem Schlitz keine relative Verschiebung zwischen
dem langen Abdichtelement und der Wand der Vakuumkammer vorhanden,
und somit sind keine Luftlager erforderlich. Da sich die wählbare Position
vielmehr entlang dem Schlitz bewegt, kann das lange Abdichtelement derart
angeordnet werden, dass es den Schlitz einfach abhebt (oder zu einer
Seite verschiebt). Wenn sich das Abdichtelement nach einer Seite
anhebt, ist die Reibung zwischen dem langen Abdichtelement und der
Wand der Vakuumkammer vielmehr auf die lokal wählbare Position begrenzt anstatt
auf das gesamte, lange Abdichtelement. Außerdem ist die Energie, die
erforderlich ist, um die wählbare
Position entlang dem Schlitz zu bewegen, gering, da nur ein kleiner
Teil des langen Abdichtelementes bewegt werden muss – nämlich das
Material des langen Abdichtelementes an der wählbaren Position.
-
Vorzugsweise
verläuft
eine Versorgungsleitung für
die Tragkonstruktion und/oder den Substrattisch in der Vakuumkammer
an der wählbaren
Position durch den Schlitz.
-
Bei
den Stoffen der Versorgungsleitungen handelt es sich hier um die
Flüssigkeiten
(z. B. Wasser, Gas), Strom und Signale, die zu der beweglichen Komponente
(d. h. der Tragkonstruktion oder dem Substrattisch) geliefert werden
müssen.
Der Begriff Leitung bezieht sich auf die Kabel und Rohre, die für den Transport
dieser Stoffe zu den beweglichen Komponenten verwendet werden. Bei
diesen Leitungen kann es sich beispielsweise um Stromkabel, Signalträger, Gasleitungen
(z. B. für
die Gaszufuhr zu einem Gaslager in dem Tisch), Kühlmittelschläuche etc.
handeln. Bewegliche Komponenten in der Vakuumkammer einschließlich Maskentisch
und/oder Substrattisch und/oder zugehörige Motoren und/oder Sensoren
können
auf diese Art und Weise mit einem Gestell außerhalb der Vakuumkammer verbunden werden
(wobei eine Leitung für
jede einzelne Komponente verwendet wird).
-
Wenn
die bewegliche Komponente in zwei Dimensionen verschiebbar ist,
und die wählbare
Position einen Freiheitsgrad besitzt, benötigt die Leitung selbst nur
einen Freiheitsgrad (nämlich
in der Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung
des Schlitzes verläuft,
um die Bewegung der beweglichen Komponente aufzunehmen).
-
Das
lange Abdichtelement besteht vorzugsweise aus einem Metallwerkstoff.
Auf diese Art und Weise lässt
sich das Ausgasen des langen Abdichtelementes minimieren.
-
Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein lithographischer
Projektionsapparat bereitgestellt, der folgendes umfasst:
- – ein
Bestrahlungssystem zur Bereitstellung eines Projektionsstrahls der
Strahlung;
- – eine
Tragkonstruktion zum Halten von Bemusterungsvorrichtungen, wobei
die Bemusterungsvorrichtungen dazu dienen, den Projektionsstrahl nach
einem gewünschten
Muster zu bemustern;
- – einen
Substrattisch zum Halten eines Substrates;
- – ein
Projektionssystem zum Projizieren des bemusterten Strahls auf einen
Zielabschnitt des Substrates;
- – eine
Vakuumkammer, die die Tragkonstruktion und/oder den Substrattisch
umgibt;
- – einen
langen Durchgangsschlitz in einer Wand der Vakuumkammer; und
- – eine
lineare Abdichtung, mit der die Vakuumkammer entlang dem Schlitz
abgedichtet wird;
dadurch gekennzeichnet, dass die lineare
Abdichtung ein drehbares Dichtungsband zur Abdichtung gegen den
Schlitz besitzt.
-
Nach
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
eines Bausteins bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst:
- – Bereitstellung
eines Substrates, das zumindest teilweise von einer Schicht aus
strahlungsempfindlichem Material bedeckt ist;
- – Bereitstellung
eines Projektionsstrahls der Strahlung unter Verwendung eines Bestrahlungssystems;
- – Verwendung
von Bemusterungsvorrichtungen, um den Projektionsstrahl mit einem
Muster in seinem Querschnitt zu versehen;
- – Projektion
des bemusterten Projektionsstrahls der Strahlung auf einen Zielabschnitt
der Schicht aus strahlungsempfindlichem Material;
- – Bereitstellung
einer Vakuumkammer um das Substrat und/oder die Bemusterungsvorrichtungen
herum;
- – Bereitstellung
eines langen Durchgangsschlitzes in einer Wand der Vakuumkammer;
- – Verwendung
von Positionierelementen zur Positionierung des Substrates oder
der Bemusterungsvorrichtungen in der Vakuumkammer; und
- – Abdichtung
der Vakuumkammer entlang dem Schlitz unter Verwendung einer linearen
Abdichtung;
dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Abdichtung
ein langes Abdichtelement zum Abdichten der Vakuumkammer entlang
dem Schlitz besitzt, und um mit dem Schritt der lokalen Verschiebung
des langen Abdichtelementes an einer wählbaren Position eine Öffnung in
die Vakuumkammer bereitzustellen.
-
Auch
wenn in diesem Text speziell auf die Verwendung des erfindungsgemäßen Apparates
bei der Herstellung von ICs (integrierten Schaltkreisen) Bezug genommen
wird, so wird doch ausdrücklich darauf
hingewiesen, dass ein solcher Apparat darüberhinaus auch noch viele weitere
Anwendungsmöglichkeiten
besitzt. So kann er beispielsweise auch bei der Herstellung von
integrierten optischen Systemen, Führungs- und Erfassungsmodellen
für Magnetblasenspeicher,
LCD-Tafeln, Dünnschicht- Magnetköpfen etc.
verwendet werden. Der Fachmann wird wissen, dass im Kontext dieser
alternativen Anwendungen die Verwendung der Begriffe "Retikel", "Wafer" oder "Plättchen bzw.
Chip" in diesem
Text als durch die allgemeineren Begriffe "Maske", "Substrat" bzw. "Zielabschnitt" ersetzt angesehen
werden sollte.
-
In
diesem Dokument umfassen die Begriffe "Strahlung" und "Strahl" sämtliche
Arten elektromagnetischer Strahlung, einschließlich beispielsweise Ultraviolettstrahlung,
Extremultraviolettstrahlung (beispielsweise mit einer Wellenlänge von
365, 248, 193, 157 oder 126 nm) und Extrem-Ultraviolettstrahlung [EUV]
(beispielsweise mit einer Wellenlänge in der Größenordnung
von 5 bis 20 nm), sowie Teilchenstrahle wie beispielsweise Ionenstrahle
oder Elektronenstrahle.
-
Ausführungsarten
der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die schematischen
Begleitzeichnungen lediglich anhand eines Beispiels beschrieben.
Es zeigen:
-
1 einen
lithographischen Projektionsapparat gemäß einer Ausführungsart
der Erfindung;
-
2 eine
perspektivische Ansicht einer linearen Abdichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei der das Gehäuse
weggeschnitten ist, um die inneren Komponenten zu zeigen;
-
3 eine
Draufsicht auf einen Wafertisch und eine lineare Abdichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
4 einen
Längsschnitt
durch eine lineare Abdichtung einer zweiten Ausführungsart;
-
5 einen
Längsschnitt
durch eine lineare Abdichtung einer dritten Ausführungsart; und
-
6 einen
Längsschnitt
durch eine lineare Abdichtung einer vierten Ausführungsart.
-
In
den Figuren werden mit den jeweiligen Bezugssymbolen die entsprechenden
Teile angezeigt.
-
Ausführungsart
1
-
1 ist
die schematische Ansicht eines lithographischen Projektionsapparates
gemäß einer bestimmten
Ausführungsart
der Erfindung. Der Apparat umfasst:
- • ein Bestrahlungssystem
Ex, IL, um einen Projektionsstrahl PB der Strahlung (z. B. Extremultraviolettstrahlung)
zu liefern. In diesem speziellen Fall umfasst das Bestrahlungssystem
auch eine Strahlungsquelle LA;
- • einen
ersten Objekttisch (Maskentisch) MT mit einem Maskenhalter zum Halten
einer Maske MA (z. B. ein Retikel), der mit ersten Positionierelementen
verbunden ist, um die Maske in Bezug auf Teil PL korrekt zu positionieren;
- • einen
zweiten Objekttisch (Substrattisch) WT mit einem Substrathalter
zum Halten eines Substrats W (z. B. Silizium-Wafer mit Resist-Überzug),
der mit zweiten Positionierelementen verbunden ist, um das Substrat
in Bezug auf Teil PL korrekt zu positionieren;
- • ein
Projektionssystem ("Linse") PL (z. B. eine Gruppe
von Spiegeln) zur Abbildung eines bestrahlten Abschnittes der Maske
MA auf einen Zielabschnitt C (z. B. mit einem Plättchen/Chip oder mehreren Plättchen/Chips;
engl.: die) des Substrates W.
-
Wie
hier veranschaulicht, handelt es sich um einen Reflexionssapparat
(d. h. er besitzt eine reflektierende Maske). Doch im allgemeinen
kann es sich auch um einen Transmissionsapparat handeln (beispielsweise
mit einer lichtdurchlässigen
Maske). Alternativ kann der Apparat auch eine andere Art von Bemusterungsvorrichtung
verwenden, wie beispielsweise eine programmierbare Spiegelanordnung
der Art, wie sie oben beschrieben worden ist.
-
Die
Quelle LA (z. B. eine lasererzeugte Plasmaquelle oder eine Entladequelle)
erzeugt einen Projektionsstrahl der Strahlung. Dieser Strahl wird entweder
direkt oder nach Durchlaufen einer Aufbereitungseinrichtung, wie
beispielsweise ein Strahl-Expander Ex, in eine Beleuchtungseinrichtung (Illuminator)
IL eingeführt.
Der Illuminator IL kann Verstelleinrichtungen AM für die Einstellung
der äußeren und/oder
inneren radialen Reichweite (im allgemeinen als σ-outer bzw. σ-inner bezeichnet) der Intensitätsverteilung
in dem Strahl besitzen. Zusätzlich
besitzt er im allgemeinen verschiedene andere Komponenten, wie einen
Integrator IN und einen Kondensator CO. Auf diese Art und Weise
besitzt der Strahl PB, der auf die Maske MA auftrifft, eine gewünschte Gleichmäßigkeit
und Intensitätsverteilung in
seinem Querschnitt.
-
Unter
Bezugnahme auf 1 sollte darauf hingewiesen
werden, dass sich die Strahlungsquelle LA innerhalb des Gehäuses des
lithographischen Projektionsapparates befinden kann (wie das oft
der Fall ist, wenn es sich bei der Quelle LA beispielsweise um eine
Quecksilberlampe handelt), doch dass sie sich ebenso auch in einer
Entfernung von dem lithographischen Projektionsapparat befinden
kann, wobei der Projektionsstrahl der Strahlung, der erzeugt wird,
in den Apparat hineingeführt
wird (z. B. mit Hilfe geeigneter Richtspiegel); diese letztere Anordnung wird
oft dann gewählt,
wenn es sich bei der Strahlungsquelle LA um einen Excimer-Laser
handelt. Die gegenwärtige
Erfindung und Ansprüche
umfassen diese beiden Anordnungen.
-
Der
Strahl PB fängt
anschließend
die Maske MA ab, die auf einem Maskentisch MT gehalten wird. Nachdem
er selektive von der Maske MA reflektiert wurde, verläuft der
Strahl PB durch die Linse PL, die den Strahl PB auf einen Zielabschnitt
C des Substrates W fokussiert. Mit Hilfe der zweiten Positionierelemente
(und der interferometrischen Messeinrichtung IF) kann der Substrattisch
WT exakt bewegt werden, z. B. um verschiedene Zielabschnitte C in
dem Strahlengang PB zu positionieren. In ähnlicher Art und Weise können die
ersten Positionierelemente dazu verwendet werden, um die Maske MA
in Bezug auf den Strahlengang PB exakt zu positionieren, z. B. nach
dem mechanischen Abruf der Maske MA aus einer Maskenbibliothek oder
während
einer Abtastung (scan). Im allgemeinen erfolgt die Bewegung der
Objekttische MT, WT mit Hilfe eines langhubigen Moduls (grobe Positionierung)
und eines kurzhubigen Moduls (Feinpositionierung), die in 1 nicht
ausdrücklich
dargestellt sind. Doch im Falle eines Wafer Steppers (im Gegensatz
zu einem Step-and-Scan-Apparat) kann der Maskentisch MT einfach
mit einem kurzhubigen Stellorgan verbunden werden, oder er kann
befestigt werden.
-
Der
dargestellte Apparat kann auf zwei verschiedene Arten verwendet
werden:
- 1. Im Step-Modus wird der Maskentisch
MT im wesentlichen stationär
gehalten und ein ganzes Maskenbild wird in einem Durchgang (d. h.
einem einzigen "Flash") auf einen Zielabschnitt
C projiziert. Der Substrattisch WT wird dann in X- und/oder Y-Richtung
verschoben, so dass ein anderer Zielabschnitt C von dem Strahl PB
bestrahlt werden kann;
- 2. Im Scan-Modus gilt im wesentlichen die gleiche Anordnung,
außer
dass ein vorgegebener Zielabschnitt C nicht in einem einzigen "Flash" belichtet wird.
Stattdessen kann der Maskentisch MT mit einer Geschwindigkeit v
in eine vorgegebene Richtung (die sogenannte "Scan-Richtung", z. B. die y-Richtung) bewegt werden,
so dass der Projektionsstrahl PB dazu gebracht wird, ein Maskenbild
abzutasten; gleichzeitig wird der Substrattisch WT mit einer Geschwindigkeit
V = Mv in die gleiche oder in die entgegengesetzte Richtung bewegt,
wobei M die Vergrößerung der
Linse PL (meistens M = 1/4 oder 1/5) ist. Auf diese Art und Weise
kann ein relativ großer
Zielabschnitt C belichtet werden, ohne dass die Auflösung beeinträchtigt wird.
-
In
einem lithographischen Projektionsapparat gemäß der vorliegenden Erfindung
befinden sich mindestens der erste Objekttisch MT (Tragkonstruktion
zum Halten der Bemusterungsvorrichtungen, der Maske) und der zweite
Objekttisch WT (der Substrattisch) in einer Vakuumkammer VC. Das
Vakuum in der Vakuumkammer VC wird mit der Abzugsvorrichtung, beispielsweise
einer Pumpe, erzeugt.
-
Ein
großer
Teil der Ausrüstung
ist mit einem Objekttisch verbunden wie beispielsweise Ausrichtungssensoren,
Luftlager mit differentiellen Vakuumabdichtungen, Positionierungsmotoren
und Stellantriebe, die Strom, Steuersignale, Vakuum und Gas sowie
Messsignale und weitere Steuersignale benötigen. Diese werden durch Leitungen 140 wie
beispielsweise Schläuche,
Rohre, Stromkabel etc. geliefert, die durch eine Öffnung in
einer linearen Abdichtung 100 in einer Wand 110 der
Vakuumkammer VC in die Vakuumkammer VC führen. Auch wenn die lineare
Abdichtung 100 der vorliegenden Erfindung in Bezug auf
einen einzelnen Substrattisch WT oder Maskentisch MT beschrieben
ist, ist die Erfindung gleichermaßen auf einen sogenannten zweistufigen lithographischen
Projektionsapparat anwendbar, der jeweils zwei Substrattische mit
einem Substrathalter zum Halten eines Substrates W besitzt, die
jeweils mit Positionierelementen zum Positionieren des Substrates
W verbunden sind. In diesem Fall hat jeder Substrattisch eine zugehörige lineare
Abdichtung. Der Substrattisch oder die Substrattische sind auf einer
Grundplatte BP positioniert.
-
Der
erste und zweite Objekttisch MT, WT müssen sich oft in zwei Freiheitsgraden
bewegen. Somit müssen
die Versorgungsleitungen 140, die von außerhalb
der Vakuumkammer VC zu den Objekttischen MT, WT geführt werden,
dieselbe Anzahl von Freiheitsgraden besitzen. Bei der vorliegenden
Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Versorgungsleitungen 140 in
der Vakuumkammer VC einen Freiheitsgrad besitzen, und dass das Ende
der Leitungen 140 einen zweiten Freiheitsgrad besitzt, wenn die
Leitungen durch eine Wand 110 der Vakuumkammer hindurchgehen.
Dieser zweite Freiheitsgrad wird durch die lineare Abdichtung 100 geliefert.
-
Die
lineare Abdichtung 100 der vorliegenden Erfindung ist in 2 veranschaulicht.
Die lineare Abdichtung 100 dichtet über einen langen Schlitz 112 in
einer Wand der Vakuumkammer VC ab. Die lineare Abdichtung 100 umfasst
ein langes Abdichtelement 120, das über dem langen Schlitz 112 in
der Wand 110 der Vakuumkammer VC positioniert ist. Das
lange Abdichtelement 120 ist an einer wählbaren Position 125 von
dem Schlitz 112 lokal entfernt und bildet die Öffnung von
außen
in die Vakuumkammer hinein.
-
Wenn
das lange Abdichtelement 120 aus einem elastischen Material
(beispielsweise einem dünnen
Metallblech) besteht, kann es an der wählbaren Position 125 lokal
verschoben werden, in dem es zu einem umgekehrten U gebogen wird.
Das bevorzugte Material für
das lange Abdichtelement 120 ist Metall, vorzugsweise ein
Metall mit ferromagnetischen Eigenschaften wie beispielsweise rostfreier
Stahl einer Stärke
von 0,1 mm. Dieses Material hat gegenüber Gummi oder Kunststoff den
Vorteil, dass es nicht ausgast. Die Position 125, an der
das lange Abdichtelement 120 weg von dem Schlitz 112 in
einer Richtung im wesentlichen orthogonal zu der Fläche der Wand 110 zu
einem umgekehrten U gebogen wird, ist wählbar; der Abschnitt, der lokal
von dem Schlitz verschoben wird, kann durch Bewegen des gebogenen Abschnittes
entlang des langen Abdichtelementes 120 verändert werden.
Man wird verstehen, dass sich der gebogene Abschnitt wie eine querverlaufende Welle
in einer straffen Schnur durch eher seitliche Bewegung als Längsbewegung
der Teile des Abdichtelementes "bewegt". Die Leitungen 140 können durch
die Öffnung
in der linearen Abdichtung 100 an der wählbaren Position 125 verlaufen,
an der der lange Schlitz 112 nicht durch das lange Element 120 abgedichtet
ist. Somit können
die Versorgungsleitungen 140 von außerhalb der Vakuumkammer VC
(unter der linearen Abdichtung 100, wie in 2 gezeigt)
in die Vakuumkammer VC (über
der linearen Abdichtung, wie veranschaulicht) hinein verlaufen.
Auf diese Art und Weise ist das Ende der Versorgungsleitungen 140 mit
einem Freiheitsgrad in der Vakuumkammer VC versehen.
-
In
der veranschaulichten Ausführungsart verbiegt
sich das lange Abdichtelement 120 an der ausgewählten Position 125 in
eine Richtung orthogonal zu der Ebene der Wand der Vakuumkammer 110. Wenn
nämlich
ein langes Abdichtelement 120 mit einem eher quadratischen
(als rechteckigen) Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung
verwendet wird, das aus einem weichelastischen Material hergestellt
ist, kann die Biegung der wählbaren
Position von dem Schlitz 112 in eine Richtung im wesentlichen parallel
zu der Ebene der Wand der Vakuumkammer 110 verschoben werden.
-
In
der bevorzugten Ausführungsart
befinden sich Rollen 130 an jeder Seite der wählbaren
Position 125, um das lange Abdichtelement 120 lokal
von dem Schlitz 112 weg zu biegen, so dass es die Öffnung bildet,
und die Versorgungsleitung 140 durch den Schlitz unter
der Biegung (d. h. die Öffnung)
in die Vakuumkammer VC eintreten kann. Andere Vorrichtungen zum
Biegen des langen Abdichtelementes 120 sind auch möglich, doch
der Vorteil der Rollen 130, die mit dem langen Abdichtelement 120 in
Rollkontakt stehen, besteht darin, dass die Reibung in dem Augenblick,
wo sich die Anordnung bewegt, um eine andere Position 125 auszuwählen, reduziert
ist.
-
Ein
nicht gezeigtes Rahmenelement, das zwischen der Versorgungsleitung 140 und
den Rollen 130 angebracht ist, kann zweckmäßigerweise
verwendet werden, um eine Kraft, die auf die Versorgungsleitung
außerhalb
der Vakuumkammer VC angewendet wird, auf die Rollen 130 zu übertragen.
Auf diese Art und Weise wird der nach oben gerichteten Reaktionskraft
(wie veranschaulicht) des langen Abdichtelementes 120 aufgrund
dessen, dass es gebogen wird, durch die Rollen 130 entgegengewirkt,
auf die durch die Versorgungsleitung 140 eine nach unten
gerichtete Kraft (wie veranschaulicht) angewendet werden kann. Somit
kann sich die Biegung in dem langen Abdichtelement 120 zwischen
den Rollen 130 befinden und der Rest des Abdichtelementes 120 kann
flach gehalten werden. Die Wahl der Position 125, an der
das lange Abdichtelement 120 lokal von dem Schlitz 112 verschoben
wird, wird dann durch Steuern der Versorgungsleitung 140 entlang
der Längsrichtung
des Schlitzes 112 ermöglicht.
Nicht gezeigte Magneten können
entlang der Kante des Schlitze 112 in der Wand der Vakuumkammer
VC 110 bereitgestellt werden, um das lange Abdichtelement 120 entlang
Abdichtabschnitten anzuziehen (wenn es sich um ferromagnetisches
Material handelt), so dass eine bessere Abdichtung gebildet wird.
-
In
der in 2 veranschaulichten Ausführungsart befindet sich die
Vakuumkammer VC bei ungefähr
10–7 Millibar
H2O über
dem langen Abdichtelement, wie veranschaulicht, und ein niedrigeres
Vakuum von ungefähr
10–3 Millibar
befindet sich, wie veranschaulicht, unter dem langen Abdichtelement 120. Ein
Vakuum muss auf jeder Seite des Abdichtelementes bereitgestellt
werden, so dass die Kraft des Niedervakuums auf das Abdichtelement 120 das
Abdichtelement 120 nicht von der Wand der Vakuumkammer
VC 110 weg in die Vakuumkammer VC drückt, und um ein starkes Leck
in dem Hochvakuum durch die Abdichtung hindurch zu vermeiden. Wenn sich
das Hochvakuum unter dem langen Abdichtelement 120 befindet,
wie in 2 veran schaulicht, ist Vakuum auf der anderen
Seite des langen Abdichtelementes 120 nicht mehr erforderlich,
da das lange Abdichtelement 120 durch den höheren Druck
außerhalb
der Vakuumkammer VC gegen die Wand 110 gedrückt wird,
um eine bessere Abdichtung zu schaffen.
-
Die
lineare Abdichtung umfasst ein weiteres Abdichtelement, das auch
an dem Rahmenelement befestigt sein kann, und welches die Vakuumkammer um
den Schlitz 112 herum am Ende der ausgewählten Position 125 abdichtet.
In der veranschaulichten Ausführungsart
geschieht dies durch ein Gehäuse 150,
das über
den Rollen 130 angeordnet wird, und durch das die Versorgungsleitung 140 verläuft. Ein unterer
Flansch 152 des Gehäuses
ist nahe an dem langen Abdichtelement 120 und der Wand 110 der Vakuumkammer
VC positioniert, um eine Abdichtung bereitzustellen. Die Trennung
des Gehäuses 150 von dem
langen Abdichtelement 120 und der Wand 110 beträgt weniger
als 0,1 mm. Entweder besitzt der Flansch 152 des Gehäuses 150 eine
Vertiefung, in die das lange Abdichtelement 120 positioniert
werden kann, oder das Abdichtelement 120 ist in die Wand
der Vakuumkammer VC 110 durch Bereitstellen einer Vertiefung
in der Wand 110 an der Kante des langen Schlitzes 112 eingelassen.
Bei Bedarf können
Luftlager um den Flansch 152 herum angeordnet werden.
-
Auch
wenn das weitere Abdichtelement als Gehäuse 150 beschrieben
ist, ist es auch möglich, dass
das weitere Abdichtelement auf der anderen Seite des langen Abdichtelementes 120 positioniert wird
und entweder ein Gehäuse
oder ein Element umfasst, das unter der Biegung in der auswählbaren Position 125 verläuft. In
diesem Fall ist eine nahe Positionierung an dem Abdichtelement 120 in
seiner lokalen Position an der Öffnung,
an der es an der wählbaren
Position 125 und den Kanten des Schlitzes 112 gebogen
ist, erforderlich.
-
3 veranschaulicht,
wie die lineare Abdichtung 100 in Verbindung mit einem
Substrattisch WT verwendet wird. Der Substrattisch WT kann sich in
zwei Dimensionen auf der Grundplatte BP bewegen. Die Versorgungsleitungen 140 verlaufen
zwischen dem Gehäuse 150 der
linearen Abdichtung 100 und dem Substrattisch WT. Wenn
sich der Substrattisch WT in die Y-Richtung bewegt, tritt eine entsprechende
Bewegung des Gehäuses 150 in
Y-Richtung auf, und dadurch gelangt man an das Ende der Versorgungsleitung.
Bei Bewegung in Y-Richtung bewegen sich die Rollen 130 in
Längsrichtung
des langen Schlitzes 112 und wählen dadurch die Position 125 aus,
an der das lange Abdichtelement lokal von dem Schlitz 112 verschoben
wird. Wenn sich der Substrattisch WT in X-Richtung bewegt, nehmen
die Versorgungsleitungen 140 diese Bewegung durch Verbiegen
auf.
-
Selbstverständlich sind
die Versorgungsleitungen in
3 als elastisch
dargestellt, doch dies muss nicht der Fall sein, und die Versorgungsleitungen
können
auch starr sein, und die Bewegung des Substrattisches WT in X-Richtung
kann durch mechanische Vorrichtungen aufgenommen werden. Für ein Beispiel
einer solchen Anordnung siehe
EP-1 052 549-A .
-
3 veranschaulicht
auch, dass das lange Abdichtelement 120 nahe an jedem Ende 127 befestigt
ist. Es sollte klar sein, dass das lange Abdichtelement 120 länger ist
als der Schlitz 112, so dass der Abstand der Befestigungspunkte 127 des
langen Elementes 120 niedriger ist als die Länge des
langen Elementes 120. Dies ermöglicht es dem langen Element 120,
sich an der wählbaren
Position 125 zu verbiegen.
-
Auch
wenn das lange Abdichtelement 120 und das Gehäuse 150 als
in der Vakuumkammer VC positioniert veranschaulicht worden sind,
können
diese Elemente oder auch nur eines dieser Elemente auch außerhalb
der Vakuumkammer angeordnet werden.
-
Ausführungsarten
2 und 3
-
4 und 5 zeigen
die zweite und dritte Ausführungsart,
die dieselbe sind wie die erste Ausführungsart, außer dass
eine weitere Rolle oder zwei weitere Rollen (oder mehr) 131 verwendet
werden, um das lange Abdichtelement 120 von dem Schlitz an
der wählbaren
Position 125 fernzuhalten. Dies erfolgt durch Positionieren
der weiteren Rollen 131 auf der gegenüberliegenden Seite des langen
Abdichtelementes zu den Rollen 130 zwischen dem Schlitz 112 und
dem langen Abdichtelement 120. Die weiteren Rollen 131 stehen
in Rollkontakt mit dem langen Abdichtelement 120.
-
Ausführungsart
4
-
In
einer weiteren Ausführungsart,
die in 6 veranschaulicht ist, wird ein langes Dichtungsband 210 verwendet,
um die Vakuumkammer VC abzudichten. Das Band 210 ist an
zwei Rollen 230 befestigt und wird von ihnen gedreht. Eine
feste Länge des
Bandes befindet sich immer in der Vakuumkammer, doch der Teil des
Bandes in der Vakuumkammer verändert
sich durch die Drehung des Bandes 210. Zwischen den Abschnitten
des Bandes 210 wird ein Wagen 250 befestigt, der
sich immer auf einer Seite (Oberseite, wie veranschaulicht) in der
Vakuumkammer VC und auf der anderen Seite (Unterseite, wie veranschaulicht)
außerhalb
der Vakuumkammer VC befindet. Von außerhalb der Vakuumkammer VC
in das Innere der Kammer können Versorgungsleitungen 240 durch
den Wagen 250 verlaufen. Durch Drehen der Rollen 230 und
dadurch des Bandes 210 wird der Wagen 250 und
somit der Eingangspunkt der Versorgungsleitungen in die Vakuumkammer
VC in einem Freiheitsgrad verändert.
Abdichtungen 220 zwischen den Seitenwänden 260 der Vakuumkammer
VC und dem Band 210 (bei denen es sich beispielsweise um
Vakuumabdichtungen handeln kann) dichten vollständig um den Bandabschnitt 210 in
der Kammer ab (d. h. entlang der beiden Längskanten und über die
gesamte Breite am Ende der Abschnitte). Dieses System besitzt eine
geringe Trägheit
und ist nicht zu kompliziert.
-
Auch
wenn wir oben spezifische Ausführungsarten
der Erfindung beschrieben haben, sollte klar sein, dass die Erfindung
auch auf andere Art und Weise als in der beschriebenen Art ausgeführt werden
kann. Mit der Beschreibung soll die Erfindung nicht eingeschränkt werden.