DE69411955T2 - Elektronenstrahl-lithographiemaschine - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronenstrahl-Lithographiemaschine und bezieht sich insbesondere auf die Befestigung von Komponenten eines Überwachungssystems in einer solchen Maschine.
• Bei der Elektronenstrahl-Lithographie wird von einem vertikal gerichteten Elektronenstrahl verlangt, daß er ein horizontales Substrat schneidet, auf das ein Muster, wie eine integrierte Schaltung, mit einem hohen Grad an Genauigkeit geschrieben werden soll. Das Muster wird üblicherweise in Felder und die Felder in Unterfelder unterteilt, wobei letztere durch eine gesteuerte Ablenkung des Strahls und erstere durch Bewegung des Substrats beschrieben werden, um jedes Feld wiederum in einem Bereich anzuordnen, der von dem abgelenkten Strahl abgetastet wird. Um eine genaue Anordnung des Substrats sicherzustellen, muß seine Bewegung in Richtung der X- und der Y-Achse in einer horizontalen Ebene genau überwacht werden. Gegenwärtige Genauigkeitswerte, die durch Meßsysteme mit Laserinterferometrie erreicht werden, sind in der Größenordnung von 50 Nanometern. In solchen Systemen wird ein geteilter Laserstrahl auf orthogonale Spiegel gerichtet, die mit einem bewegbaren Tisch verbunden sind, der das Substrat trägt, und Messungen der Tischbewegung werden aus der Interferenz des einlaufenden und des zurückkehrenden Strahls abgeleitet. Die Meßgenauigkeit dieses Systems kann zu einem beträchtlichem Grad durch eine unerwünschte Bewegung der Interferometer in bezug zueinander und zu der neutralen Achse des Strahls beeinflußt werden. Bewegungen dieser Art können sich insbesondere wegen Atmosphärendruckschwankungen und Temperaturänderungen ergeben. Die ersteren treten auf, weil sich der Elektronenstrahl und somit auch die Befestigungsorte der Interferometer in einem Bereich mit hohem Vakuum befinden müssen. Der für diesen Zweck verlangte Vakuumbehälter verbiegt sich bei einer Änderung der äußeren, atmosphärischen Belastung und dehnt sich auch bei einer Temperaturänderung aus oder zieht sich zusammen. Diese Bewegungen werden unmittelbar auf die Interferometer übertragen, wenn sie an dem Behälter angebracht sind.
• Verschiedene Methoden sind angewendet worden, um sicherzustellen, daß die Interferometerpositionen so stabil wie möglich sind. Vakuumbehälter sind aus massiven, verstärkten Konstruktionen, um eine Verbiegung aufgrund einer Druckänderung zu minimieren, und aus Materialien hergestellt worden, die einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, um die Empfänglichkeit für eine thermisch bedingte Verformung zu verringern. Die Behälter selbst sind klein ausgelegt worden, um die Masse innerhalb Grenzen zu halten und die Steifigkeit zu verstärken, und die Maschinen sind temperaturgeregelten Umgebungen betrieben worden, um eine Änderung der Umgebungstemperatur auszuschließen. Diese Lösungen sind alle in der einen oder anderen Form ein Kompromiß. Die Konstruktion massiver Druckbehälter aus relativ teurem Material geringer Ausdehnung trägt zu den Gesamtkosten der Maschine bei, und die Temperaturregelung der Umgebung, die selbst zu den Betriebskosten beiträgt, hat eine geringe Wirkung auf die Wärmestrahlung von Quellen innerhalb der Maschine.
• Eine andere Methode ist die Konstruktion des Vakuumbehälters derart, daß er unter der Last verformbar ist, und die lageempfindlichen Komponenten der Maschine, d.h., die Elektronenstrahlsäule, den Substrattisch und die Interferometerköpfe, auf einem einzigen, steifen Körper anzubringen. Eine Maschine dieser Art ist in der Beschreibung des Patents des Vereinten Königreichs Nr. 1 578 538 geoffenbart. Diese Maschine ist durch einen massiven Ring gekennzeichnet, der die Säule, einschließlich der elektronenoptischen Komponenten zur Strahlfokussierung und -korrektur, hält, und von dem eine steife Konstruktion herabhängt, die den Substrattisch trägt. Die Interferometerköpfe sind an der Unterseite des Rings oder an Seitenteilen der herabhängenden Konstruktion angebracht. Der Unterdruckbehälter umschließt den Körper, der aus dem Ring und der herabhängenden Konstruktion besteht, und ist mit dem Körper mit einem relativ kleinen Berührungsbereich an dem oberen Ende des Rings verbunden.
• Diese in Nr. 1 578 538 beschriebene Anordnung hat sich als erfolgreich gezeigt, die Säule, den Tisch und die Interferometer zu einer steifen Teilbaugruppe zu vereinigen, die in hohem Maß gegenüber relativen verschiebungen dieser Komponenten aufgrund einer atmosphärischen Änderung widerstandsfähig ist. Es gibt jedoch weiterhin Raum für eine weitere Verringerung der Empfänglichkeit gegenüber einer Verschiebung der kritischen Komponenten des Positionsüberwachungssystems aufgrund einer Druck- und Temperaturänderung, so daß sogar ein noch höherer Grad an Meßgenauigkeit erzielt werden kann.
• Es ist deshalb die Hauptzielsetzung der Erfindung, die Befestigungsausgestaltung für Überwachungssystemkomponenten in einer Elektronenstrahl-Lithographiemaschine zu verbessern, um eine höhere Stabilität der Lagebeziehung der Komponenten zueinander und zu der Strahlachse zu erreichen.
• Andere Zielsetzungen und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 1 beansprucht ist, wird eine Elektronenstrahl-Lithographiemaschine geschaffen, die eine bewegbare Halterung für ein Substrat, eine Elektronenstrahlsäule, um einen Elektronenstrahl zum Abtasten des Substrats bereitzustellen, ein berührungsfreies Positionsüberwachungssystem umfaßt, um die Position des Substrats in bezug auf die optische Achse der Säule und einen steifen Befestigungskörper zu überwachen, an dem die Halterung und die Säule angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Überwachungssystems in gegenseitig fester Beziehung an einem steifen Schlitten angebracht sind, der in bezug auf den Körper an einer Mehrzahl Berührungspunkte abgestützt ist, die von Rollelementen bereitgestellt sind, wodurch der Schlitten gegenüber einer Neigung in bezug auf den Körper befestigt ist und eine begrenzte Verformung des Körpers im wesentlichen ohne Einfluß auf die Position der Komponenten in bezug auf die Achse erlaubt ist.
• Die Rollelemente wirken bevorzugt zwischen dem Körper und dem oberen und dem unteren Ende des Schlittens. Vorzugsweise sind wenigstens einige der Rollelemente Kugeln, die in Nuten sowohl in dem Körper als auch in dem Schlitten rollend geführt sind, wobei die Nuten angeordnet sind, daß sie eine relative Verschiebung des Körpers und des Schlittens und ausschließlich in Richtungen erlauben, die im wesentlichen radial zu der Säulenachse sind. Eine Begrenzung der relativen Verschiebung auf radiale Richtungen kann auf einfache Weise durch eine radiale Ausrichtung der Nuten erreicht werden, und indem sichergestellt wird, daß solche Kugel- und Nutenkombinationen mit einem Minimum von drei winkelmäßig beabstandeten Positionen vorhanden sind. Die Kugeln und Nuten an diesen drei Positionen wechselwirken dann, tatsächlich irgendeine relative, horizontale Verschiebung des Körpers und Schlittens außer einer radialen Verschiebung zu verhindern, die sich durch eine Ausdehnung oder Kontraktion des Körpers ergibt. Es wird jedoch bevorzugt, daß alle Rollelemente an der Oberseite oder an der Unterseite des Schlittens in Nuten geführte Kugeln sind. Dies liefert eine besonders positive Lage des Schlittens, wobei es aber zum Beispiel möglich bleibt, daß die Rollelemente an der oberseite oder an der Unterseite des Schlittens nichtgeführte Kugeln oder Walzen sind, die gegen flache oder andere geeignete Oberflächen anliegen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Rollelemente an der Oberseite des Schlittens in Nuten sowohl in dem Körper als auch in dem Schlitten geführt, während jene an der Unterseite des Schlittens nur in Nuten in dem Schlitten geführt werden.
• Wenn Nuten sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite des Schlittens vorhanden sind, können sie bequem an den Enden von Einsatzteilen in dem Schlitten vorgesehen werden. Ähnlich können, wenn Nuten in dem Körper oberhalb des Schlittens vorgesehen sind, diese an den unteren Enden von Einsatzteilen in dem Körper vorgesehen werden.
• Die Nuten haben zur leichteren Herstellung vorzugsweise einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt, wobei dann die zugeordneten Kugeln jeweils eine Wandflächenberührung an zwei Punkten in jeder Nute aufweisen. Andere Nutenausgestaltungen, die eine Rollberührung erlauben, sind jedoch möglich, wie solche mit konkaven Querschnitten mit einem Krümmungsradius, der größer als der Kugelradius ist.
• Eine optimale Sicherheit des Schlittens gegenüber einer Neigung in bezug auf den Körper kann in Verbindung mit einer minimalen Anzahl von Tragpunkten erreicht werden, wenn die Rollelemente an drei beabstandeten Orten über dem Umfang des Schlittens angeordnet sind. In diesem Fall kann eine entsprechende der Komponenten des Überwachungssystems an jedem der zwei Orte angeordnet werden, wobei diese zwei Orte einen Abstand von 90º in bezug auf die Säulenachse aufweisen, so daß die Komponenten zur Überwachung gegenseitiger senkrechter Bewegungen des Schlittens richtig angeordnet sind. Der Schlitten selbst kann ein Ringelement mit einem jeweils radial nach außen hervorstehenden Arm an jedem der zwei Orte umfassen.
• Bei einer bevorzugten Konstruktion umfaßt der Befestigungskörper eine Platte, die die Säule trägt, und der Schlitten steht mit einer Ausnehmung auf der Unterseite der Platte in Eingriff. Die Rollelemente können dann zwischen dem Boden der Ausnehmung und der Oberseite des Schlittens und zwischen der Unterseite des Schlittens und den Oberseiten von Vorsprüngen an der Platte wirken. Die Vorsprünge sind vorzugsweise Zungen, die an der Platte befestigt sind und in Vertiefungen auf der Unterseite der Platte eingreifen. Dies vermeidet eine Störung der Befestigung eines von der Substrathalterung herabhängenden Trägers an der Unterseite und dem Umfang der Platte durch die Zungen. Die Vorsprünge wirken vorzugsweise als Blattfedern, die den Schlitten in Richtung zu dem Boden der Ausnehmung belastet, wobei sich die Blattfedern biegen können, um eine unterschiedliche, vertikale Ausdehnung der Platte und des Schlittens zu berücksichtigen. Die Vorsprünge können auch in Vertiefungen auf der Unterseite des Schlittens eingreifen.
• Der Schlitten selbst weist vorzugsweise eine einstückige Konstruktion auf und ist aus einem Werkstoff, der zumindest einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Die Rollelemente sind vorzugsweise aus einem verschleißfesten Werkstoff, mit vorzugsweise wenigstens einer mittleren Wärmeleitfähigkeit. Diese Merkmale entfernen beträchtlich irgendeine Neigung des Schlittens zu einer thermisch hervorgerufenen Verformung, insbesondere, wenn der Schlitten in einer Vakuumkammer angeordnet ist und somit in hohem Maße von der Umgebung durch das Vakuum isoliert ist.
• Das Überwachungssystem ist vorzugsweise ein optoelektronisches Meßsystem, wobei die an dem Schlitten angebrachten Komponenten Laserinterferometer sind. Jedoch ist die Befestigungsanordnung in gleicher Weise für andere Arten berührungsfreier Überwachungssystem geeignet.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun mehr im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben in denen:
• Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Elektronenstrahl-Lithographiemaschine ist, die die Erfindung verkörpert, wobei eine Befestigungsanordnung für zwei Interferometer (nur eines ist gezeigt) eines Überwachungssystems für die Substratposition gezeigt ist;
• Fig. 2 eine schematische Unteransicht, somit in Richtung des Pfeils II in Fig. 1, der Befestigungsanordnung ist; und
• Fig. 3 eine schematische Schnittansicht in einem größeren Maßstab ist, die einen Teil der Befestigungsanordnung mehr im einzelnen zeigt.
• Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen ein Teil einer Elektronenstrahl-Lithographiemaschine 10 gezeigt ist, die zum Schreiben eines Musters, zum Beispiel einer integrierten Schaltung, auf einem Substrat verwendet wird, wie einer Maskenplatte oder einem Wafer. Die Maschine enthält eine optische Elektronenstrahlsäule 11, von der nur der untere Endabschnitt in Fig. 1 gezeigt ist, um einen fokussierten Elektronenstrahl zu erzeugen. Das untere Ende der Säule endet mit einer letzten Linsenanordnung und Ablenkungsspulen, die digital mittels Software gesteuert werden, die auf Musterdaten reagiert, um den Strahl in bezug auf die optische Achse A-A der Säule abzulenken, die auch die neutrale Achse des Strahls darstellt. Die Strahlablenkung liefert eine feine Abtastung einzelner Teile des Musters, das geschrieben werden soll.
• Die Säule 11 ist an einer einheitlichen Stahlplatte 12 befestigt, die eine relativ massive Konstruktion ist, um die Steifigkeit zu optimieren. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist das Profil der Platte ungefähr rechteckig mit abgeschrägten Ecken. Die Platte weist eine Öffnung auf, durch die die letzte Linsenanordnung der Säule 11 hervorsteht, und an ihrer Oberseite einen Kreisbund 13, der einen Sitz für die Säule umgibt.
• Von der Platte 12 hängt ein Träger herab, der eine bewegbare Halterung für das Substrat trägt. Der Träger besteht aus vier beabstandeten Stäben 14 (nur zwei von ihnen sind in Fig. 1 gezeigt), die steif mit der Unterseite der Platte 12 an ihrem Umfang verbunden sind, und aus einem Basiselement 15, das an den unteren Enden der Stäbe befestigt ist. Die Substrathalterung, die nur schematisch dargestellt ist, besteht im Prinzip aus einem bewegbaren Tisch 16, der au dem Basisteil 15 angeordnet ist, einem Spannfutterhalter 17, der an dem Tisch befestigt ist, und einem Substratspannfutter 18, das entfernbar an dem Halter angeordnet ist. Der Tisch 16 ist zusammen mit dem Spannfutterhalter 17, dem Spannfutter 18 und irgendeinem Substrat in dem Spannfutter entlang den Achsen X-X und Y-Y (Fig. 2) einer Ebene eines kartesischen Koordinatensystems durch geeignete Antriebe (nicht gezeigt) zum Zweck der Bewegung unterschiedlicher Abschnitte des Substrats in den Bereich des Strahls, d.h., eine Zone der Strahlablenkung, zur Musterabtastung verschiebbar. Das Spannfutter 18 kann nach Abschluß des Musterschreibens auf das Substrat gegen ein anderes Spannfutter mit einem frischen Substrat ausgetauscht werden.
• Die Platte 12 und der herabhängende Träger bilden zusammen einen steifen Körper, an dem die Strahlsäule und die Substrathalterung befestigt sind.
• Dieser Befestigungskörper ist mit Ausnahme eines Teils des Bundes 13 von einem Vakuumbehälter umgeben, der aus einem Dekkel 19 und einem Gehäuse 20 besteht, das nur teilweise gezeigt ist. Das Behältergehäuse schließt eine seitliche Öffnung ein, durch die hindurch ein Austausch von Substratspannfuttern durch einen Spannfutteraustauschmechanismus (nicht gezeigt) ausgeführt werden kann. Das Innere des Behälters bildet eine Vakuumkammer, die evakuiert werden kann, damit der Elektronenstrahl hergestellt werden kann. Um die Übertragung von Verbiegungen, die bei der Evakuierung und der Entspannung der Kammer auftreten, auf den Befestigungskörper zu minimieren, ist der Deckel 19 an der Platte 12 an einer schmalen Schulter angebracht, die sich an den Bund 13 anschließt, und weist einen ringförmigen Schwächungsschlitz 21 außerhalb der Schulter auf, so daß eine begrenzte Biegung des Deckels möglich ist. Ein weiterer solcher Ringschlitz (nicht gezeigt) kann in der Nähe des Gehäuses 20 vorgesehen werden.
• Um genau die Position des Tisches zu überwachen, um dadurch zu ermöglichen, daß seine Bewegung mit dem verlangten Genauigkeitsgrad gesteuert wird, ist die Maschine mit einem optoelektronischen Positionsüberwachungssystem ausgerüstet, das nach dem Prinzip der Laserinterferometrie arbeitet. Das System umfaßt eine Laserpistole (nicht gezeigt), die von einem einarmigen Arm 22 gehalten ist, der an dem Bund 13 befestigt ist, somit an dem Befestigungskörper für die Säule und die Substrathalterung. Der von der Pistole ausgesandte Strahl wird entlang einem direkten ersten Weg und entlang einem optisch reflektierten, zweiten Weg, der von dem direkten Weg abgeteilt worden ist, zu zwei gegenseitig orthogonalen Interferometern 23 und 24 zur weiteren Übertragung zu und Rückreflexion von entsprechend zugeordneten Spiegeln 25 und 26 an den Halter 17 übertragen. Die in jedem Interferometer erzeugte Strahlinterferenz wird durch eine zugeordnete, elektronische Schaltung ausgewertet, um ein Maß der Tischbewegung in der entsprechenden axialen Richtung abzuleiten. Das Interferometer 23 überträgt zusätzlichen einen Bezugsstrahl zu einem Punkt auf dem Spiegel 25, der von dem Einfallspunkt des erstgenannten oder Meßstrahls verschoben ist. Signale, die von dem Bezugsstrahl und dem Meßstrahl abgeleitet werden, werden verglichen, um irgendein Gieren bei der Tischbewegung zu bestimmen, so daß notwendige Korrekturen berechnet werden können.
• Trotz der minimalen, mechanischen Verbindung des Befestigungskörpers mit dem Deckel des Vakuumbehälters und der Gesamtsteifigkeit des Körpers kann doch eine geringe Verformung des Körpers bei einer atmosphärischen Belastungsänderung auftreten, die auf die Vakuumkammer wirkt. Der Körper ist auch für eine thermisch bedingte Ausdehnung und Kontraktion empfänglich. Bewegungen dieser Art könnten, wenn sie auf die Interferometer übertragen werden, zu einer Änderung ihrer relativen Position und ihres Abstands von der Achse A-A führen. Solche Änderungen würden einen Fehler in die kritische Tischbewegungsmessung einführen. Um diese Möglichkeit zu vermeiden oder zu minimieren sind die Interferometer auf eine solche Weise angebracht, daß ihre Beziehung fest ist und so, daß sie mechanisch weit getrennt und thermisch von anderen Teilen der Maschine isoliert sind. Zu diesem Zweck sind die Interferometer an der Unterseite eines steifen Schlittens 27 aus einem Material angebracht, das einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten oder möglicherweise sogar einen von null aufweist, z.B. "Invar" (Warenzeichen) oder "Zerodur" (Warenzeichen). Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, hat der Schlitten 27 die Form eines Ringteils, das an seinem Umfang mit zwei gegenseitig senkrechten und sich radial nach außen erstreckenden Armen versehen ist, von denen jeder als ein Befestigungsteil für jeweils eines der Interferometer 23 und 24 dient. Die Interferometer sind so eingestellt, daß ihre optischen Achsen in derselben Ebene wie die zu beschreibende Oberfläche liegen, einen Winkel von genau 90º einschließen und sich bei der Achse A-A schneiden.
• Der Schlitten 27 selbst ist in einer Ausnehmung 28 aufgenommen, die in der Platte 12 an ihrer Unterseite ausgearbeitet ist, wobei die Unterseite der Platte ungefähr koplanar zu der Unterseite des Schlittens ist. Wie es aus Fig. 2 offensichtlich ist, stimmt das Grundprofil der Ausnehmung allgemein mit dem des Schlittens überein, aber mit einem sich ändernden Maß an Zwischenraum in bezug auf den Schlitten. Der Schlitten 27 ist zusammen mit den Interferometern 23 und 24 relativ zu dem Befestigungskörper für die Säule 11 und die Substrathalterung 16 bis 18 an drei Orten durch einundzwanzig Punktberührungen gehalten, die durch sechs rollbare Kugeln aus verschleißfestem Material bereitgestellt werden, zum Beispiel aus Wolframcarbid, Keramik oder synthetischem Saphir. Drei der Kugeln sind auf der Oberseite des Schlittens angeordnet und die anderen drei an entsprechenden Positionen auf der Unterseite des Schlittens. Die drei Halteorte sind über den Umfang des Schlittens beabstandet; insbesondere sind zwei an den radial nach außen gerichteten Armen angeordnet, an denen die Interferometer angebracht sind, und eine an einer von den Armen gleich beabstandeten Winkelposition auf einem Radius, der der Winkelhalbierenden gegenüberliegt, die von den Armen eingeschlossen wird. Diese Anzahl und Anordnung der Halteorte stellt sicher, daß der Schlitten an der Platte 12 vollständig frei von irgendeiner Möglichkeit der Neigung oder des Schaukelns anliegen kann.
• Wie es auf Fig. 3 offensichtlich ist, liegen die oberen Tragkugeln 29 an den Wänden V-förmiger Nuten an dem Boden 30 der Ausnehmung 28 und an der Oberseite des Schlittens an, während die unteren Tragkugeln 29 an den Wänden weiterer V-förmiger Nuten auf der Unterseite des Schlittens und den ebenen Böden von Querschlitzen auf der Oberseite der Zungen 31 anliegen, die an der Unterseite der Platte 12 befestigt sind und radial nach innen in bezug auf die Achse A-A hervorstehen. Die V-förmigen Nuten auf der Oberseite und der Unterseite des Schlittens sind in den Enden von Bolzen 32 gebildet, die sich in Bohrungen in dem Schlitten befinden. Die Nuten an dem Boden 30 der Ausnehmung 28 sind ähnlich an den unteren Enden der Bolzen 33 gebildet, die in den Bohrungen in der Platte 12 angeordnet sind. Die Querschlitze in den Zungen 31 werden unmittelbar in die Zungen gearbeitet. Alle V-förmigen Nuten erstrecken sich radial in bezug auf die Achse A-A.
• Jede der Zungen 31 greift in eine entsprechende Vertiefung 34 auf der Unterseite der Platte 12 ein und in eine weitere entsprechende Vertiefung 35 auf der Unterseite des Schlittens 27. Die Zungen 31 sind Kupferberylliumstreifen, die mit weiteren und tieferen Schlitzen versehen sind, die ermöglichen, daß die Zungen als Blattfedern mit einer begrenzten Auslenkung bei unterschiedlichen Wärmeausdehnung der Platte und des Schlittens arbeiten.
• Die Wände der V-förmigen Nuten, mit denen die Kugeln 29 eine rollende Punktberührung aufweisen, bilden radiale Bahnen, die eine relative Verschiebung der Platte 12 und des Schlittens 27 ausschließlich in zu der Achse A-A radialen Richtungen erlauben. Eine solche relative Verschiebung kann in dem Fall der Ausdehnung oder Kontraktion der Platte 12 aufgrund einer Änderung der Umgebungstemperatur oder einer Wärmeleitung oder von Strahlung von Komponenten innerhalb der Elektronenstrahlsäule 11 auftreten. Der Schlitten mit einem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten oder einem von null ist weitgehend frei von einer Verformung dieser Art, und die rollende Stützung in bezug auf die Platte verhindert, daß Bewegungen der Platte auf den Wagen und schließlich auf die Interferometer übertragen werden. Die Bereitstellung einer Roll- statt einer Gleitberührung minimiert die Reibung und Haft/Gleitphänomene zwischen der Platte und dem Schlitten. Des weiteren dienen die Kugeln als Wärmeisolatoren, die den Schlitten von der Platte und den Zungen bis auf die einundzwanzig Punktberührungen trennen, so daß der Schlitten wirksam in dem hohen Vakuum isoliert ist, das in der Vakuumkammer erzeugt wird. Diese Isolierung des Schlittens gegenüber Wärmeeinfluß ist derart, daß es für den Schlitten ausreichend ist, aus einem Material mit einem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten statt einem von null zu bestehen.
• Als ein Ergebnis dieser Befestigungsanordnung der Interferometer sollten der Schlitten und somit die Interferometer in einer im wesentlichen festen Position in bezug auf die optische Achse A-A der Säule während des Betriebs der Maschine bleiben. Die Meßgenauigkeit wird deshalb verbessert und weniger strenge Bedingungen sind in bezug darauf notwendig, die Temperatur zu regeln, den Wirkungen der barometrischen Druckänderung entgegenzuwirken und enge mechanische Toleranzen beizubehalten.

Claims (23)

1. Eine Elektronenstrahl-Lithographiemaschine (10), die eine bewegbare Halterung (16, 17, 18) für ein Substrat, eine Elektronenstrahlsäule (11), um einen Elektronenstrahl zum Abtasten des Substrats bereitzustellen, ein berührungsfreies Positionsüberwachungssystem (23 bis 26) umfaßt, um die Position des Substrats in bezug auf die optische Achse (A-A) der Säule (11) und einen steifen Befestigungskörper (12, 14, 15) zu überwachen, an dem die Halterung (16, 17, 18) und die Säule (11) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten (23, 24) des Überwachungssystems (23 bis 26) in gegenseitig fester Beziehung an einem steifen Schlitten (27) angebracht sind, der in bezug auf den Körper (12, 14, 15) an einer Mehrzahl Berührungspunkte abgestützt ist, die von Rollelementen (29) bereitgestellt sind, wodurch der Schlitten (27) gegenüber einer Neigung in bezug auf den Körper (12, 14, 15) befestigt ist und eine begrenzte Verformung des Körpers (12, 14, 15) im wesentlichen ohne Einfluß auf die Position der Komponenten (23, 24) in bezug auf die Achse (A-A) erlaubt ist.

2. Eine Maschine gemäß Anspruch 1, wobei die Rollelemente (29) zwischen dem Körper (12, 14, 15) und der Oberseite und der Unterseite des Schlittens (27) wirken.

3. Eine Maschine gemäß Anspruch 2, wobei wenigstens einige der Rollelemente (29) Kugeln sind, die drehbar in Nuten in dem Körper (12, 14, 15) und in dem Schlitten (27) geführt sind, wobei die Nuten so angeordnet sind, daß sie eine relative Verschiebung des Körpers (12, 14, 15) und des Schlittens (27) in und nur in Richtungen im wesentlichen radial zu der optischen Achse (A-A) der Säule erlauben.

Eine Maschine gemäß Anspruch 3, wobei die Nuten auf der Oberseite und der Unterseite des Schlittens (27) vorhanden sind und an den Enden von Einsatzteilen (32) in den Schlitten (27) vorgesehen sind.

5. Eine Maschine gemäß Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei die Nuten in dem Körper (12, 14, 15) oberhalb des Schlittens (27) vorhanden sind und an den unteren Enden von Einsatzteilen (33) in dem Körper (12, 14, 15) vorgesehen sind.

6. Eine Maschine gemäß irgendeinem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Nuten im wesentlichen einen V-förmigen Querschnitt haben.

7. Eine Maschine gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rollelemente (29) an drei beabstandeten Orten über dem Umfang des Schlittens (27) angeordnet sind.

8. Eine Maschine gemäß Anspruch 7, wobei eine entsprechende Komponente (23, 24) des Überwachungssystems (23 bis 26) an jeweils zwei der Orte angeordnet ist, wobei die genannten zwei Orten einen Abstand von 90º in bezug auf die optische Achse (A-A) der Säule haben.

9. Eine Maschine gemäß Anspruch 8, wobei der Schlitten (27) ein Ringteil mit einem jeweils radial nach außen hervorstehendem Arm an jedem der genannten zwei Orte umfaßt.

10. Eine Maschine gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Körper (12, 14, 15) eine Platte (12) umfaßt, die die Säule (11) trägt, und der Schlitten (27) in eine Ausnehmung (28) auf der Unterseite der Platte (12) eingreift.

11. Eine Maschine gemäß Anspruch 10, wobei die Rollelemente (29) zwischen dem Boden (30) der Ausnehmung (28) und der Oberseite des Schlittens (27) und zwischen der Unterseite des Schlittens (27) und der Oberseite der Vorsprünge an der Platte (12) wirken.

12. Eine Maschine gemäß Anspruch 11, wobei die Vorsprünge Zungen (31) sind, die an der Platte (12) befestigt sind.

13. Eine Maschine gemäß Anspruch 12, wobei die Zungen (31) in Ausnehmungen (34) auf der Unterseite der Platte (12) eingreifen.

14. Eine Maschine gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Vorsprünge als Blattfedern (31) wirken, die den Schlitten (27) in Richtung zu dem Boden (30) der Ausnehmung (28) belasten.

15. Eine Maschine gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Vorsprünge in Vertiefungen (35) auf der Unterseite des Schlittens (27) eingreifen.

16. Eine Maschine gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schlitten (27) eine einstückige Konstruktion ist.

17. Eine Maschine gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schlitten (27) aus einem Material ist, das zumindest einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten aufweist.

18. Eine Maschine gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rollelemente (29) aus einem verschleißfestem Material sind.

19. Eine Maschine gemäß Anspruch 18, wobei das Material der Rollelemente (29) Wolframcarbid ist.

20. Eine Maschine gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schlitten (27) in einer Vakuumkammer angeordnet ist.

21. Eine Maschine gemäß Anspruch 20, wobei die Vakuumkammer durch einen Vakuumbehälter (19, 20) begrenzt ist, der mit dem Befestigungskörper (12, 14, 15) verbunden ist und ihn im wesentlichen vollständig umschließt.

22. Eine Maschine gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Überwachungssystem (23 bis 26) ein optoelektronisches Meßsystem ist.

23. Eine Maschine gemäß Anspruch 22, wobei die Komponenten (23, 24) des Überwachungssystems Laserinterferometer sind.