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Die Erfindung bezieht sich auf eine Maskenstruktur bzw. auf
eine Strukturierungsmaske, die in einer photolithographischen
Einrichtung zur Herstellung von Halbleiterschaltkreisen wie
z.B. integrierte und hochintegrierte Schaltkreise und
ähnliche angewendet wird, und auf eine Vorrichtung zur
Positionierung einer solchen Maske in bezug auf die
photolithographischen Einrichtung.
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Auf dem Gebiet der photolithographischen Einrichtungen zum
Einsatz bei der Herstellung von Halbleiterschaltkreisen sind
viele verschiedene Vorschläge gemacht worden, um bei einer
Belichtungseinrichtung, die Röntgenstrahlen mit einer
Wellenlänge von 1 bis 150 Angström verwendet, eine höhere
Auflösung zu erhalten, um die Integrationsdichte der
Halbleiterschaltkreise zu erhöhen.
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Gewöhnlich weist eine Strukturierungsmaske, wie sie in einer
solchen Röntgen-Belichtungseinrichtung angewendet wird, ein
ringförmiges Trägerteil auf und eine filmähnliche Membran mit
einem als Membran bezeichneten Filmsubstrat (ein für
Röntgenstrahlen durchlässiges Element), das über dem
Trägerteil ausgebreitet und befestigt ist, um eine Öffnung
des Trägerteils abzudecken, wobei eine Struktur
(nicht-durchlässige Bereich) auf dem Filmsubstrat ausgebildet ist.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Draufsicht bzw. eine
Seitenansicht eines Beispiels einer bekannten
lithographischen Maske 81, wie sie für die Anwendung von
Röntgenstrahlen geeignet ist.
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Bei diesem Beispiel ist ein Klebemittel auf dem äußeren
Umfang des ringförmigen Trägerteils 83 aufgebracht, und ein
Filmsubstrat 82 ist unter Spannung auf dem Trägerteil
aufgezogen und festgeklebt, wobei es dort mittels Adhäsion
gesichert ist. Das Filmsubstrat 82 ist entlang der äußeren Kante
des Trägerteils 83 beschnitten, so daß kein Filmsubstrat von
dem Trägerteil 83 überhängt. Das Bezugszeichen 84 bezeichnet
eine Struktur, die aus Röntgenstrahlen absorbierenden
Material besteht.
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Bezüglich der Dicke des Filmsubstrats 82 werden gewöhnlich 5
bis 10 Mikrometer vorgesehen, wenn es sich um ein organisches
Filmmaterial handelt (z.B. Polyamide), währenddessen die
Dicke bei anorganischem Filmmaterial (z.B. SiO oder SiC) 2
bis 5 Mikrometer beträgt.
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Bezüglich des Trägerrahmens 83, wobei es einen Unterschied in
Abhängigkeit von dessen Herstellung gibt, wird in einigen
Fällen eine Siliziumplatte oder sonstiges mit einer Dicke von
2 - 3 Millimetern verwendet, wobei das Filmsubstrat aus einem
anorganischen Material (z.B. Siliziumnitrid) besteht, oder
eine dickere Glasplatte oder sonstigem (z.B. Pyrex-Glas mit
einer Dicke von 5 mm), wobei ein Filmsubstrat aus organischem
Material (z.B. Polyamide) verwendet wird. in einigen Fällen
hat der Trägerrahmen eine ringförmige rotationssymmetrische
Gestalt, um sicher zu stellen, daß auf dem Filmsubstrat, das
das absorbierende Material trägt, eine Spannung gleichmäßig
aufgebracht wird, um irgendwelche örtlichen Verformungen zu
minimieren.
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Bei einem Strukturierungsprozeß, bei dem eine
Belichtungsmaske für einen Halbleiterprozeß verwendet wird,
wird gewöhnlich vor der Belichtung eine Ausrichtung der Maske
zum Wafer bzw. zur Scheibe ausgeführt.
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Um bei einem Nahbelichtungsprozeß (Kontaktbelichtung) eine
hochpräzise Fotolithographie, eingeschlossen die
Röntgenstrahllithographie, zu gewährleisten, sollte der
Abstand (Druckspalt) zwischen dem Werkstück (z.B. der
Siliziumscheibe, die mit einem Fotolack beschichtet ist) und
dem maskentragenden Film genau bestimmt sein und gleichzeitig
sollten die Maskenoberfläche und die Scheibenoberfläche
parallel zueinander sein, und zusätzlich sollte die Maske und
die Scheibe in eine vorbestimmte Position schnell und präzise
z.B. mit einer Genauigkeit von z.B. 1/100 Mikrometer geführt
werden.
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Wegen der kreisförmigen Konfiguration der
Röntgenmaskenstruktur ist es sehr schwierig, die
Rotationsposition der Maskenstruktur schnell und genau
festzustellen und einzujustieren, wobei diese Probleme die
Genauigkeit der Strukturübertragung oder den Durchsatz bei
der Herstellung von Schaltkreisen senken.
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Die DE-A-30 25 488 offenbart eine Maskenstruktur mit einem
Basisteil zum Tragen einer Struktur, wobei das Basisteil
einen im wesentlichen sich kreisförmig erstreckenden äußeren
Umfangsabschnitt aufweist mit einer Fläche an dem äußeren
Umfangsabschnitt, wobei diese Fläche zur mechanischen Führung
dient.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine
photolithographische Strukturierungsmaske eines Typs bereit zu
stellen, bei dem eine Maskenmembran, die eine Struktur trägt, auf
einem Trägerrahmen befestigt ist, der eine im wesentliche
kreisförmige Konfiguration aufweist, wobei die
Strukturierungsmaske speziell am besten dafür geeignet ist,
selbige in der Drehrichtung relativ zum Werkstück, wie z.B.
einer Halbleiterscheibe, zu positionieren und/oder am besten
dafür geeignet ist, irgendwelche Neigungen der
Strukturierungsmaske zu korrigieren, wobei die Positionierung
und/oder die Korrektur schnell und genau ausgeführt werden
kann.
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Eine Positioniervorrichtung ist vorgesehen für die Verwendung
einer derartigen Strukturierungsmaske zur Positionierung
selbiger.
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Erfindungsgemäß wird eine Strukturierungsmaske zur Anwendung
in einer Lithographie-Einrichtung bereitgestellt mit einem
Basisteil, welches darauf eine Struktur trägt, um sie auf
einem Werkstück zu reproduzieren, das im wesentlichen einen
sich kreisförmig erstreckenden äußeren Umfangsabschnitt mit
einer an einem Teil des äußeren Umfangsabschnitts angeformten
Fläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche einen
Reflektionsspiegelfläche aufweist, die sich im wesentlichen
senkrecht zu einer Bodenfläche des Basisteils erstreckt,
wobei die Reflektionsspiegelfläche zur optischen Vermessung der
Position der Maske dient.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Positioniervorrichtung
zur Verwendung mit einer solchen Strukturierungsmaske zur
effektiven, Positionierung derselben unter Nutzung der
Reflektionsspiegeloberfläche bereitgestellt.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden in., der vorliegenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in
Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Draufsicht bzw. eine
Seitenansicht eines Beispiels einer bekannten Maske, wie sie
für die Anwendung von Röntgenstrahlen verwendet wird.
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Figur 3 zeigt eine Draufsicht einer lithographischen
Strukturierungsmaske gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der
Fig. 3.
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Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, die die
Positionierung der Strukturierungsmaske in einer Drehrichtung
bei einer erfindungsgemäßen Anordnung zeigt.
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Fig. 6 ist eine schematische Darstellung des Prinzips der
Erfassung eines Positionierungsfehlers der
Strukturierungsmaske in Drehrichtung.
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Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des
erfindungsgemäßen Prinzips der Korrektur der Neigung der Maskenstruktur.
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Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, die eine
Positioniervorrichtung nach einem Gesichtspunkt der
vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Vorrichtung mit einer
Strukturierungsmaske zur effektiven Positionierung derselben
genutzt wird.
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Fig. 9 ist eine schematische Ansicht, die einen Hauptteil
einer Positioniereinrichtung gemäß einem anderen
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Fig. 10 ist eine Draufsicht einer Strukturierungsmaske gemäß
einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 11 ist die Schnittdarstellung einer Strukturierungsmaske
gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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Fig. 12 ist eine Draufsicht einer Strukturierungsmaske gemäß
einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 13 ist eine schematische Darstellung, die eine
Strukturierungsmaske und eine Masken-Positioniereinrichtung
in einer Anordnung gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der
vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Fig. 3 ist eine Draufsicht einer lithographischen
Strukturierungsmaske und insbesondere eine Röngenstrahl-
Lithographie-Strukturierungsmaske gemäß der ersten
Ausführungsform der Erfindung. Die Fig. 4 ist eine
Schnittansicht entlang der Linie A-A' in Fig. 3. Die
Strukturierungsmaske wird generell mit 10 bezeichnet.
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In den Figuren 3 und 4 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen
Trägerrahmen mit einer im wesentlichen ringförmigen Form. Der
Trägerrahmen besteht aus einem Metall mit einer guten
Wärmeleitfähigkeit, wie z.B. Eisen, Nickel, Kobalt, Messing,
Wolfram oder Molybdän. Alternativ dazu kann er auch aus einer
Legierung aus zwei oder mehr dieser Metalle bestehen.
Weiterhin kann er wahlweise aus einem Material mit einem
kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie z.B. Pyrex-Glas
oder Quarz bestehen.
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Der Trägerrahmen 1 weist an seinem ringförmigen Abschnitt
eine sehr ebene Fläche 7 auf, die mittels eines Läppprozesses
oder ähnlichem erzeugt wurde. Durch diese ebene Fläche wird
die Ebenheit der Membran (Struktur tragender Film), die über
den Trägerrahmen gespannt und befestigt wird (wie nachfolgend
beschrieben), bestimmt. Bezugszeichen 2 bezeichnet die
Membran, die aus einem organischem dünnen Film, wie z.B.
Polymide, Polyamide, Polyester oder Parylene besteht oder,
alternativ aus einem anorganischem dünnen Film aus einem
Material, wie z.B. Bornitride, Siliziumnitride,
Aluminiumnitride, Siliziumkarbide oder Titan. Als weitere
Alternative kann der Film aus einer geeigneten Mischung
dieser Materialien bestehen.
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Mit 6 ist ein Röntgenstrahlen absorbierendes Material
bezeichnet, das als vorbestimmte Struktur auf der Oberfläche
der Membran 2 ausgebildet ist. Das Röntgenstrahlen
absorbierende Materialteil 6 kann als dünner Film (mit einer Dicke
von 0,5 - 1 Mikrometer) ausgebildet sein und aus einem
Material, z.B. Metall bestehen, das eine hohe Röntgenstrahlen
absorbierende Wirkung hat. Beispiele für diese Materialien
sind: Gold, Platin, Tantal, Wolfram, Palladium, Rhodium,
Indium und Nickel. Mit 4 ist eine Schnittfläche bezeichnet,
die als ein Teil des äußeren Abschnitts des ringförmigen
Trägerrahmens 1 so ausgebildet ist, daß sich die Fläche im
wesentlichen senkrecht zur Grundfläche 1a des Trägerrahmens 1
erstreckt. Die abgeschnitte Fläche 4, die im wesentlichen als
Spiegeloberfläche fertiggestellt wird, wird durch Fräsen oder
Schleifen erzeugt.
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Bei dieser Ausführungsform wird eine Membran 2 in Preßkontakt
mit der flachen Oberfläche 7 des Trägerrahmens 1 gebracht,
wobei ein dazwischen angeordnetes Klebemittel die Membran 2
auf dem Trägerrahmen 1 fest hält. Danach werden einige
Membranabschnitte, die über den äußeren Rand des
Trägerrahmens 1 herausragen, an diesem abgeschnitten. Das
Röntgenstrahl absorbierende'Material kann auf der Membran
unter Nutzung der weggeschnittenen Fläche 4 als Bezug genau
strukturiert werden.
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Beispiele für Klebstoffmaterial, wie es bei dieser
Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, sind Elastomer-
Klebstoffe, Epoxidharz-Klebstoffe, Emulsionskleber, Amino-
Klebstoffe und Polyamid-Klebstoffe. Einsetzbar sind auch
warmhärtende Klebstoffe, lichthärtende Klebstoffe,
Lösungsmittel-Klebstoffe oder andere.
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Im einzelnen werden Klebstoffe mit einer hohen
Scherfestigkeit und einer guten Wärmebeständigkeit bevorzugt.
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Wenn eine photolithographische Maske gemäß diesem
Ausführungsbeispiel für einen photolithographischen Prozeß
verwendet wird, ist die Maske in einer Belichtungseinheit
untergebracht und, wenn die weggeschnittene Fläche 4 der Maske
10 als Bezug verwendet wird, kann die Maske in einer
vorbestimmten Seite ihrer Drehrichtung in die Belichtungseinheit
eingesetzt und in ihrer orthogonalen Koordinatenposition
genau geführt werden.
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Bei einer zweiten und nachfolgenden Belichtung fur eine
Mehrschichtstruktürierung wird die weggeschnittene Fläche wie
bei der ersten Belichtung als Bezug verwendet. Das
erleichtert wesentlich die Führung der Maske in Bezug auf die
Belichtungseinheit in der Drehrichtung und der orthogonalen
Koordinatenposition.
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Die Figuren 5 - 7 zeigen eine Positioniereinrichtung gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der
eine effektive Ausführung der Positionierung der Maske in
Bezug zur Drehrichtung und zur vertikalen Position möglich
ist, wobei die weggeschnittene Fläche verwendet wird, die
Teil der Maske ist.
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In Fig. 5 ist ein paralleler Lichtstrahl 11 (z.B.
Infrarotlicht oder ein Laserstrahl) auf die weggeschnittene
Fläche 4 der Maske 10 gerichtet, um diese zu positionieren.
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Der von der weggeschnittene Fläche 4 reflektierte Lichtstrahl
12 wird mit der Erfassungseinrichtung 22 erfaßt, wobei die
Drehposition der Maske 10 betreffende Winkeldifferenz 2Θ
erfaßt wird. Bei einer Drehung der Maske 10 um einen Winkel Θ
kann die weggeschnittene Fläche 4 zu einer Bezugslinie I-I'
ausgerichtet werden. Das Prinzip wird in Fig. 6 im Detail
erläutert.
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In dem Beispiel nach Fig. 6 ist der Positionierstrahl 11 von
einer Lichtquelle 13 auf, eine weggeschnittene Fläche 4 der
Maske 10 mit einer Neigung gerichtet, wie es in der Figur
gezeigt ist. Eine Lichterfassungsvorrichtung 22 hat eine Licht
empfangende Oberfläche, die parallel zu der Bezugslinie I-I'
ausgerichtet ist. Mit 12a ist ein reflektierter Lichtstrahl
von der weggeschnittene Fläche 4 bezeichnet, wenn diese zur
Bezugslinie I-I' ausgerichtet ist. Mit 12b ist ein
reflektierter Lichtstrahl von der weggeschnittenen Fläche 4
bezeichnet, wenn diese in einem Winkel Θ2 zur Bezugslinie I-I'
geneigt ist. Mit 1 ist der Abstand zwischen der Position des
einfallenden Lichtstrahls 11 auf die weggeschnittene Fläche 4
und einer Ebene der Licht empfangenden Oberfläche der
Lichterfassungseinheit 22 bezeichnet. Mit d ist der Abstand
zwischen einer Normalen, bezogen auf die weggeschnittene
Fläche 4 (die zu der Bezugslinie I-I' ausgerichtet ist)
bezeichnet, die die Position des Lichtstrahls 11 und des
reflektierten Lichtstrahls 12a auf der Licht empfangenden
Oberfläche der Lichterfassungseinrichtung 22 kennzeichnet.
Mit x ist der Abstand der Auftreffpositionen der
Lichtstrahlen 12a und 12b auf der Licht empfangenden
Oberfläche der Lichterfassungseinrichtung 22 bezeichnet.
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Unter der Annahme, daß Θ1 + Θ2 = Θ ist, dann ist
Θ = tan &supmin;¹ < (d+x)/1> .
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Dann ist die Neigung Θ2 gegeben durch:
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Θ2 = tan &supmin;¹ < (d+x)/1> - Θ1.
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In dem Beispiel sind die Abstände d und 1 und der Winkel Θ1
vorbestimmt, d.h. es sind konstruktive Größen.
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Die Art und Weise der vorstehend erläuterten Berechnung der
Neigung der weggeschnittene Fläche 4 in Bezug auf die
Bezugslinie I-I' stellt nur eine Möglichkeit dar, somit kann
die Neigung auch auf einem anderen Weg erfaßt werden. Es ist
klar, daß die Berechnungsmethode in Abhängigkeit von der
verwendeten Anordnung der Positioniervorrichtung, z.B. von der
Anordnung der Lichterfassungseinrichtung oder anderem steht
und gewechselt werden kann.
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Gewöhnlich erfolgt die Berechnung in einer Steuereinheit, die
später beschrieben wird. Bezogen auf Fig. 7 ist ein
paralleler Lichtstrahl 11 auf die weggeschnittene Fläche 4 der Maske
10 in Richtung der Bezugsebene II-II' gerichtet, die für die
weggeschnittene Fläche 4 definiert ist. Durch die Erfassung
eines Winkels, der zwischen dem reflektierten Lichtstrahl 12
und der Bezugsebene II-II' der Maske 10 definiert ist, kann
die Winkelposition der Oberfläche der Maske 10 in bezug auf
die Bezugsebene II-II' bestimmt werden.
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In der beschriebenen Art und Weise kann die Maske 10 in die
erforderliche Drehrichtung und in eine vorbestimmte Neigung
gebracht werden. Danach können ein oder mehrere sichtbare
Lichtstrahlen auf eine oder mehrere Ausricht-Markierungen
gerichtet werden, die auf der Halbleiter-Scheibe vorgesehen
sind, um die Ausrichtung der Maske zur Scheibe auszuführen.
Dabei können sie in eine Belichtungsposition gebracht werden.
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Eine Positioniervorrichtung zur Durchführung des vorstehend
beschriebenen Positionierprozesses wird nachfolgend
beschrieben.
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Fig. 8 zeigt eine Positioniervorrichtung gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung. In dieser Figur werden gleiche
Bezugszeichen für gleiche oder korrespondierende Elemente
verwendet. Nach der in Fig. 8 gezeigten Anordnung ist eine
Strukturierungsmaske 10 in eine Positioniervorrichtung
eingesetzt.
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Mit 31 ist ein X-Y-Schlitten bezeichnet, der in der X- und
der Y-Richtung bewegbar ist; mit 32 ist ein drehbarer und
neigbarer O-Schlitten bezeichnet, der in einer X-Y-Ebene
drehbar und um einen Winkel O bezogen auf die X-Y-Ebene
schwenkbar ist; und mit 34 ist eine Erfassungseinrichtung
bezeichnet. Die Ausführungsform der Erfassungseinrichtung hängt
von der Art der angewendeten Erfassung ab, in diesem
Ausführungsbeispiel wird ein Zeilensensor oder ein
Matrixsensor mit einer ebenen, Licht erfassenden Fläche
verwendet.
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Mit 35 ist eine Lichtquelle bezeichnet, wie z.B. ein Laser,
mit 36 ist eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen der
Lichtquelle 35 bezeichnet, mit 37 ist eine Steuereinheit
(Zentrale Prozeßeinheit) zum Steuern der Antriebsvorrichtung,
der Antriebsvorrichtung für die Lichtquelle und weiteres
bezeichnet, wobei die Steuervorrichtung für die Aufnahme eines
Ausgangssignals der Erfassungseinrichtung 34 vorgesehen ist,
mit 38a ist ein Lichtstrahl, der von der Lichtquelle 35
ausgeht und auf die weggeschnittene Fläche 4 der Maske 10
auftrifft bezeichnet, und mit 38b ist der von der
weggeschnittene Fläche 4 reflektierte Lichtstrahl bezeichnet, der auf
die Licht aufnehmende Oberfläche der Erfassungseinrichtung 34
auftrifft.
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Im Betrieb wird der Lichtstrahl 38a der Lichtquelle an der
weggeschnittene Fläche 4 so reflektiert, daß der reflektierte
Lichtstrahl von der Erfassungseinrichtung aufgenommen wird.
Daher erzeugt die Erfassungseinrichtung in Abhängigkeit vom
Auftreffen des reflektierten Lichtstrahls 38b auf die Licht
aufnehmende Fläche ein Ausgangssignal für die Steuereinheit,
wobei als Reaktion darauf die Steuereinheit 37 in Verbindung
mit der vorstehend beispielhaft beschriebenen Berechnung eine
Neigung der weggeschnittenen Fläche 4 in Bezug auf die
Bezugsebene I-I' feststellt. Danach erfolgt auf der Basis des
erfaßten Wertes von der Steuereinheit 37 eine Bewegung des O-
Schlittens mittels der Antriebsvorrichtung 33, so daß die
weggeschnittene Fläche 4 zur Bezugslinie I-I' ausgerichtet
wird.
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Lediglich zur Vereinfachung erfolgt in Verbindung mit Fig. 8
die Beschreibung nur bezüglich auf den Mechanismus der O-
Richtungskorrektur zur Justierung der Dreh-Position der Maske
in der X-Y-Ebene. Die Korrektur in der vertikalen Richtung
kann durch einen ähnliche Anordnung erfolgen. In diesem Fall
weist ein selbständiger Mechanismus zusätzlich zu dem
Mechanismus der Θ-Korrektur eine Erfassungseinrichtung auf,
eine Lichtquelle und weiteres zur Korrektur der vertikalen
Richtung. Jedoch kann die vorstehend beschriebene Anordnung
auch für diesen Zweck zur Korrektur verwendet werden.
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Gemäß Fig. 9 wird nunmehr ein anderes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung erläutert.
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Während in den vorhergehenden Ausführungsformen ein einzelner
Lichtstrahl, z.B. ein Laserstrahl auf die weggeschnittene
Fläche 4 der Maske 10 gerichtet wurde und die Drehposition
(Θ-Richtung) unter Verwendung eines von der weggeschnittenen
Fläche 4 reflektierten Lichtstrahls bestimmt wurde; falls
jedoch die weggeschnittene Fläche 4 eine geringe
Oberflächenrauheit aufweist, besteht die Möglichkeit, daß die
Erfassung der Drehposition der Maske durch die
Oberflächenrauheit beeinflußt wird. In Anbetracht dieser
Tatsache wird zur weiteren Verbesserung der
Positionserfassung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine spezifische Anordnung, die nachfolgend beschrieben wird,
verwendet.
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In Fig. 9 bezeichnen 35a, 35b und 35c Lichtquellen, die
ähnlich der beschriebenen sind, 40a, 40b und 40c sind
Lichtstrahlen, die von den jeweiligen Lichtquellen 35a - 35c
zu der weggeschnittene Fläche 4 der Maske 10 ausgesendet
werden, mit 34 ist eine Erfassungseinrichtung der bereits
beschriebenen Art bezeichnet, und mit 38a, 38b und 38c sind die
Positionen auf der Licht empfangenden Oberfläche der
Erfassungseinrichtung 34. bezeichnet, bei der die an der
weggeschnittenen Fläche 4 reflektierten Lichtstrahlen 40a - 40c
auf der Erfassungseinrichtung auftreffen würden, wenn die
Maske 10 keinen Θ-Fehler aufweist und eine ideal ebene Fläche
bilden würde.
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Wenn in diesem Ausführungsbeispiel die Abweichung der
Auftreff-Positionen auf der Licht aufnehmenden Fläche der
Erfassungseinrichtung 34 der Lichtstrahlen 40a bis 40c, die
von der weggeschnittenen Fläche 4 in Bezug auf die jeweiligen
Vergleichspositiohen 38a, 38b und 38c mit xa, xb und xc
bezeichnet sind, werden diese Abweichungen durch die mögliche
geringe Oberflächenrauheit der weggeschnittenen Fläche 4
nicht gleich zueinander sein. Wenn ein einzelner Lichtstrahl
verwendet wird, ist es schwer auszuschließen, daß aus dem
erfaßten Θ-Winkelfehler der Maske 10 einige durch die Rauheit
der weggeschnittenen Fläche 4 erzeugte Streustrahlungen
auftreten. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann diese
durch ein statistisches Verfahren der erfaßten Abweichungen
xa - xc z.B. mit der Methode der kleinsten Fehlerquadrate
ausgeschlossen werden. Zur Bestimmung des Θ-Fehler erfolgt in
diesem Fall, wenn ein Θ-Fehler, bezogen auf die erfaßte
Abweichung xa mit Θa bezeichnet wird, wenn ein Θ-Fehler
bezogen auf die erfaßte Abweichung xb mit Θb bezeichnet wird und
wenn ein Θ-Fehler, bezogen auf die erfaßte Abweichung xc mit
Θc bezeichnet wird, der Winkel Θ, der den zu erfassenden
Winkel Θ bildet, erfolgt z.B. die Berechnung des Winkels
mittels der CPU, wobei ein Winkel " " berechnet wird, bei dem
ein berechneter Wert V durch folgende Gleichung auf ein
Minimum reduziert werden kann:
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V = (Θa - )² + (Θb-)² + (Θc - )²
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Im wesentlichen kann dieser erfaßte Wert Θ als ein Wert
aufgefaßt werden, bei dem die Abweichungen der zufällig
gemessenen Werte Θa, Θb, und Θc gegeneinander ausgemittelt sind.
Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Θ-
Fehler genau zu erfassen, sogar, wenn die weggeschnittene
Fläche 4 eine geringe Oberflächenrauheit aufweist. Es
versteht sich aus dem vorher genannten, daß die beschriebene
Methode sehr effektiv zur Erfassung der Drehposition der
Maske 10 mit einer höherer Genauigkeit geeignet ist.
Andererseits dient das beschriebene Verfahren der Senkung der
Herstellungskosten der weggeschnittene Fläche 4, was den
Herstellungsprozeß selbst erleichtert.
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Die Fig. 10 zeigt eine weitere erfindungsgemäße
Ausführungsform einer lithographischen Strukturierungsmaske.
Bei dieser Ausführungsform sind zwei weggeschnittene Flächen
4a und 4b im wesentlichen symmetrisch an den äußeren
Abschnitten eines im wesentlichen ringförmigen Trägerrahmens
vorgesehen.
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Jede dieser zwei weggeschnittene Flächen 4a und 4b sind durch
Fräsen und Schleifen unter Verwendung eines Flächenschleifers
hergestellt, so daß sich diese Flächen in einem Winkel von 90
Grad plus/minus 0,05 Grad bezogen auf die Grundfläche des
Trägerrahmens 1 erstrecken. Weiterhin wurde jede der
weggeschnittenen Flächen durch einen Läppprozeß zu einer Spiegel
Oberfläche mit einer Ebenheit von 1/2λ(λ= 632,8 nm) und mit
einer Oberflächenrauheit von 0,05 um.Rms. poliert. Die
Röntgenstrahl-Lithographie-Membran ist auf diesem
Trägerrahmen 1 befestigt, und durch ein bekanntes Verfahren
ist eine Röntgenstrahl absorbierende Material-Struktur auf
der Membran 2 ausgebildet.
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Zur Positionierung der Strukturierungsmaske 10 ist ein
paralleler He-Ne-Laser-Strahl parallel zu einer Masken-
Bezugsfläche gerichtet und auf jede der weggeschnittenen
Flächen 4a und 4b, wodurch die Drehposition und die Neigung
der Maske so justiert werden kann, daß die reflektierten
Strahlen der weggeschnittene Fläche 4a und 4b sich mit den
jeweils entgegenkommenden He-Ne-Laser-Strahlen überlagern.
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Bei dieser Ausführungsform sind die He-Ne-Laser-Strahlen auf
die weggeschnittenen Fläche 4a und 4b entlang zweier
Richtungen gerichtet, und die von den weggeschnittenen
Flächen 4a und 4b reflektierten Strahlen stehen in
symmetrischer Beziehung zueinander. Daher kann jede Neigung genauer
korrigiert werden.
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Fig. 11 ist ein Querschnitt einer lithographischen
Strukturierungsmaske gemäß einer weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Bei dieser Ausführungsform ist ein Teil der ebenen Oberfläche
7 auf dem äußeren Umfangsabschnitt des Trägerrahmens 1, auf
der eine Membran befestigt werden soll, bezogen auf den Rand
leicht abwärts geneigt. Weiterhin sind zwei weggeschnittene
Flächen 4a und 4b an den Umfangsabschnitten des Trägerrahmens
1 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform liegt der Winkel der
Schräge vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 30 Grad.
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Eine solche Fläche bewirkt, daß die Maskenhaltefläche der
Membran 2 nicht durch das Klebemittel 5 beeinflußt wird,
wodurch eine gute Ebenheit über der Maskenhaltefläche der
Membran 2 erreicht wird.
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Fig. 12 ist eine Draufsicht auf eine Strukturierungsmaske
gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Bei dieser Ausführung sind vier weggeschnittene
Flächen 4a, 4b, 4c und 4d an dem Umfangsabschnitt des
Trägerrahmens 1 so vorgesehen, daß sie in jeweils zwei
orthogonalen Richtungen in symmetrischer Beziehung stehen.
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Bei dieser Anordnung an der Vorder- und Rückseite, sowie an
der linken und an der rechten Seite, kann die Drehposition
der Maske 10 mit hoher Genauigkeit korrigiert werden.
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Gemäß der vorhergehenden Beschreibung wurde eine
Strukturierungsmaske sowie ein Verfahren und eine
dazugehörige Vorrichtung zur Erkennung von Fehlern in der
Drehrichtung und/oder in der vertikalen Richtung der Maske in
bezug auf eine gemeinsame Bezugsebene bereitgestellt, wobei
die Einstellung der Maske auf der Basis der Erfassung
erfolgt, jedoch kann auch die Position der Maske in dem
orthogonalen System (X-Y-Koordinatensystem) leicht justiert
werden. Dieses wird nachfolgend in Verbindung mit der Fig. 13
beschrieben.
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Wie in dem vorhergehenden Beispiel bezeichnen gleiche
Bezugszeichen gleiche oder korrespondierende Elemente. Mit 4a
und 4b sind weggeschnittene Flächen bezeichnet, die an den
Seiten der Maske 10 ausgebildet sind, die sich in den zwei
orthogonalen Richtungen erstrecken. Jede der weggeschnittenen
Flächen wurde als Spiegelfläche gefertigt. Mit 12a und 12b
ist jeweils ein Laser-Interferometer bezeichnet, das an der
Seite der Vorrichtung befestigt ist und als Bezug (Bezug zur
Vorrichtung) für die Maske 10 dient. Mit 14 ist eine
Antriebsvorrichtung zur Bewegung eines bewegbaren Schlittens
16 bezeichnet, mit 15 ist eine zentrale Steuereinheit (CPU)
zur Steuerung des Antriebsmechanismus bezeichnet, mit 16 ist
ein Schlitten bezeichnet, der in der X-Richtung und der Y-
Richtung bewegbar ist und mit 13a und 13b sind Laserstrahlen
der jeweiligen Laser-interferometer bezeichnet. Die Laser-
Interferometer 12a und 12b sind so vorgesehen, daß ihre
optischen Achsen entlang der austretenden Laserstrahlen 13a und
13b senkrecht zueinander stehen.
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In Betrieb kann unter Verwendung der aus den jeweiligen
Laserinterferometern 12a und 12b austretenden Laserstrahlen
die relative Position der Maske in der X-Richtung und der Y-
Richtung erfaßt werden. Als Antwort auf die erhaltenen
Erfassungs-Signale steuert die CPU die Antriebsvorrichtung
14, um die Maskenposition in bezug auf die X-Richtung und die
Y-Richtung zu korrigieren.
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Wenn die vorliegende Ausführungsform mit einem der
vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen kombiniert wird,
ist es sehr leicht, die Maske in bezug zu einer Vorrichtung
(z.B. einer Halbleiter-Produktionsvorrichtung) zu führen.
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Weiterhin sind die vorstehenden Ausführungen auf eine Maske
für die Röntgenstrahl-Lithographie bezogen, bei der eine
Membran auf einem Trägerrahmen mit einer im wesentlichen
ringförmigen Gestalt befestigt ist. Als Beispiel ist die
Erfindung auch für eine Strukturierungsmaske anwendbar, bei
der eine Struktur auf einer im wesentlichen kreisförmigen
Glasplatte ausgebildet ist. In diesem Fall werden im
wesentlichen die gleichen vorteilhaften Effekte erreicht.