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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine lithographische Projektionsvorrichtung,
die umfasst: ein Bestrahlungssystem, um ein Projektionsstrahlungsbündel bereitzustellen;
und einen Substrathalter, um ein in einem Weg des Projektionsstrahlenbündels anzuordnendes
Substrat zu unterstützen,
der mehrere erste Vorsprünge
aufweist, deren distale Enden eine erste Kontaktoberfläche für einen
Kontakt mit einem Substrat definieren, wobei der Substrathalter
mit Klemmmitteln zum Festklemmen des Substrats an dem Substrathalter versehen
ist.
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Um
eine gute Bildauflösung
und Schichtüberlagerung
zu erreichen, sollte die bestrahlte Oberfläche eines Substrats während der
Belichtung des Substrats so flach und so stationär wie möglich gehalten werden. Bekannte
lithographische Vorrichtungen sprechen diese Forderungen unter Verwendung
des oben spezifizierten Substrathalters an, auf dem ein Substrat
angeordnet werden kann, so dass sich seine Rückseite mit den Vorsprüngen, die
alle in einer wohldefinierten Ebene liegen, in Kontakt befindet.
Indem z. B. die Öffnung(en) in
dem Substrathalter mit Vakuum-Erzeugungsmitteln
verbunden wird (werden), kann die Rückseite des Substrats sicher
an den Vorsprüngen
festgeklemmt werden. Die Verwendung der Vorsprünge in dieser Weise stellt sicher,
dass nur ein Bruchteil des Bereichs der Rückseite tatsächlich gegen
eine feste Oberfläche
gedrückt wird;
in dieser Weise wird die verzerrende Wirkung irgendeiner Partikelverunreinigung
auf der Rückseite
des Wafers minimiert, weil sich eine derartige Verunreinigung am
wahrscheinlichsten in den leeren Räumen zwischen den Vorsprüngen befindet,
anstatt gegen die Oberseite eines Vorsprungs gedrückt zu werden.
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In
dieser Weise befindet sich im Wesentlichen jeder Vorsprung außerdem mit
dem Substrat in Kontakt, wobei folglich eine einzige Unterstützungsebene
definiert wird, die vollkommenen eben und in den erforderlichen
Richtungen orientierbar ist. Dies wirft außerdem ein Problem auf, weil
eine relativ große
Kontaktoberfläche
der Vorsprünge
verbleibt, die sich physisch mit dem Substrat in Kontakt befindet.
Dies kann eine Bindungskraft einführen, die in der Technik als "Anhaften" zwischen den Oberseiten
der Vorsprünge
des Substrathalters und der Rückseite
des Substrats bekannt ist. In der Praxis bedeutet dies, dass, sobald
ein Substrat an den Substrathalter geklemmt und in die Position
für einen
photolithographischen Bestrahlungsprozess ge bracht worden ist, das
Lösen des
Substrats vom Substrathalter eine beträchtliche Zeitdauer erfordern
kann, was eine teure Verzögerung
der Verfügbarkeit
der Maschine für
eine nächste
photolithographische Routine verursacht. Sie kann sogar eine Blockierung
der Auswurfmechanismen verursachen, die vorhanden sind, um das Substrat vom
Substrathalter zu lösen.
Die Erfindung ist auf die Minimierung dieser Probleme gerichtet,
indem ein Substrathalter geschaffen wird, bei dem diese Anhaftkräfte nicht
problematisch sind.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
schafft die Erfindung eine lithographische Projektionsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, wobei der Substrathalter mehrere zweite Vorsprünge umfasst,
deren distale Enden eine zweite Kontaktoberfläche für die Unterstützung des
Substrats definieren, wobei die zweiten Vorsprünge so angeordnet sind, dass
das Substrat mit der ersten und mit der zweiten Kontaktoberfläche in Kontakt
ist, wenn das Substrat an dem Substrathalter festgeklemmt ist, so
dass der Wafer in einem Abstand von der ersten Kontaktoberfläche gehalten
wird, wenn das Substrat nicht festgeklemmt ist, um ein Anhaften
an der ersten Oberfläche
während
des Lösens
der Klemmmittel zu verhindern.
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Durch
derartige mehrere zweite Vorsprünge
können
die Anhaftkräfte
zwischen dem Substrat und dem Substrathalter in einem gewünschten
Grad kompensiert oder sogar neutralisiert werden. Wenn die Klemmmittel
ausgeschaltet werden, so dass das Substrat nicht länger am
Substrathalter festgeklemmt ist, sind folglich aufgrund einer durch
die elastische Deformation der zweiten Vorsprünge und des Wafers, der sich
mit den Vorsprüngen
in Kontakt befindet, geschaffenen Kraft die Bindungskräfte zwischen
dem Substrat und dem Substrathalter verringert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die mehreren zweiten Vorsprünge
an der Oberseite der mehreren ersten Vorsprünge angeordnet. Hier ist vorzugsweise
die zweite Kontaktoberfläche
kleiner als die erste Kontaktoberfläche. In dieser Hinsicht wird
angegeben, dass, wo die Oberfläche
der ersten mehreren Vorsprünge
hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit
eines Substrats im Wesentlichen eben sein kann, die Oberfläche der
zweiten mehreren Vorsprünge
eine weniger ebene Beschaffenheit aufweisen kann. Durch die Minimierung
der Kontaktoberfläche
der zweiten mehreren Vorsprünge
können
die Anhaftkräfte,
die durch die Kontaktkräfte
zwischen dem Substrat und den zweiten mehreren Vorsprüngen verbleiben,
minimiert werden.
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Als
eine bevorzugte Ausführungsform
ist jeder der ersten Vorsprünge
mit einem zweiten Vorsprung versehen, wobei die ersten und die zweiten
Vorsprünge
zylind risch sind. Ein Verhältnis
der Durchmesser der zweiten Vorsprünge und der ersten Vorsprünge kann
im Bereich von 0,01 bis 0,5 liegen.
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In
Abhängigkeit
vom Verhältnis
der Durchmesser kann der Abstand zwischen den ersten und den zweiten
Kontaktoberflächen
variieren. Bevorzugt sind Bereiche von 6–400 nm, wenn das Substrat
nicht an der ersten Kontaktoberfläche festgeklemmt ist. In dieser
Hinsicht wird angegeben, dass mit dem Abstand ein Unterschied der
Höhe zwischen
den ersten und den zweiten mehreren Vorsprüngen angegeben wird, wobei
bei Betrachtung von einer ebenen Referenzebene die Höhen der
ersten und der zweiten mehreren Vorsprünge zwei diskrete Werte aufweisen.
Falls das Verhältnis
der Durchmesser groß ist,
kann der Abstand klein sein und umgekehrt.
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Eine
praktische Ausführungsform
umfasst erste zylindrische Vorsprünge von 0,5 mm, während zweite Vorsprünge auf
deren Oberseite einen Durchmesser von 0,05 mm besitzen und einen
Abstand definieren, der einen speziellen Wert im Bereich von 50–80 nm besitzt.
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US-A-5923408 offenbart
einen Substratträger,
der mehrere erste Vorsprünge
umfasst, deren distale Enden eine erste Kontaktoberfläche für einen
Kontakt mit einem Substrat definieren, wobei der Substrathalter mit
Klemmmitteln zum Festklemmen des Substrats an dem Substrathalter
versehen ist. Es sind außerdem mehrere
zweite Vorsprünge
gezeigt. Die distalen Enden der zweiten Vorsprünge definieren jedoch keine
zweite Kontaktoberfläche
zum Unterstützen
des Substrats, sondern sie sind lediglich zur Vergrößerung der
Starrheit und zur Verringerung des Vakuumzwischenraums vorgesehen.
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Nun
werden lediglich beispielhaft Ausführungsformen der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügte
schematische Zeichnung beschrieben, in der entsprechende Bezugszeichen
entsprechende Teile angegeben und worin:
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1 eine
lithographische Projektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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2 eine
teilweise schematische Seitenansicht eines Substrathalters gemäß der Erfindung
darstellt;
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3 eine
teilweise schematische Seitenansicht eines Teils eines Substrathalters
darstellt, wenn ein Klemmdruck auf das Substrat ausgeübt wird,
was den durch den zweiten Vorsprung gebildeten Abstand schließt;
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4 eine
teilweise schematische Seitenansicht eines Substrathalters darstellt,
bei dem ein voller Klemmdruck ausgeübt wird;
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5 eine
teilweise schematische Seitenansicht eines Substrathalters darstellt,
bei dem der Klemmdruck entfernt ist; und
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6 eine
schematische graphische Darstellung darstellt, die den Aufbau des
Drucks während
der Ausübung
eines zunehmenden Klemmdrucks im Wafer veranschaulicht.
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1 stellt
eine lithographische Projektionsvorrichtung gemäß einer besonderen Ausführungsform der
Erfindung dar. Die Vorrichtung umfasst:
- – ein Bestrahlungssystem
Ex, IL, zum Liefern eines Projektionsstrahlungsbündels PB (z. B. Licht im tiefen ultravioletten
Bereich). In diesem speziellen Fall umfasst das Bestrahlungssystem
außerdem
eine Strahlungsquelle LA;
- – einen
ersten Objekttisch (einen Maskentisch) MT, der mit einem Maskenhalter
zum Halten einer Maske MA (z. B. eines Retikels) versehen ist und
mit ersten Positionierungsmitteln PM für die genaue Positionierung
der Maske in Bezug auf das Element PL verbunden ist;
- – einen
zweiten Objekttisch (einen Wafer-Tisch) WT, der mit einem Halter
zum Halten eines Substrats W, das durch ein Strukturierungsstrahlenbündel auf
einem Zielabschnitt des Wafers zu bestrahlen ist, (z. B. eines mit
einem Schutzlack beschichteten Silicium-Wafers) versehen ist und
mit zweiten Positionierungsmitteln PW für die genaue Positionierung
des Substrats in Bezug auf das Element PL verbunden ist; und
- – ein
Projektionssystem (eine "Linse") PL zum Abbilden
eines bestrahlten Abschnitts der Maske MA auf einen Zielabschnitt
C (der z. B. einen oder mehrere Chips umfaßt) des Substrats W.
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Wie
die Vorrichtung hier dargestellt ist, ist sie ein Reflexionstyp
(d. h. besitzt sie eine reflektierende Maske). Im Allgemeinen kann
sie jedoch außerdem
z. B. ein Durchlasstyp (mit einer durchlässigen Maske) sein. Alternativ
kann die Vorrichtung eine andere Art der Strukturierungsmittel,
wie z. B. eine programmierbare Spiegelanordnung eines Typs, auf
den oben Bezug genommen worden ist, verwenden.
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Die
Quelle LA (z. B. eine Excimerlaser-Quelle) erzeugt ein Strahlungsbündel. Dieses
Strahlenbündel wird
in ein Beleuchtungssystem (einen Illuminator) IL entweder direkt
oder nach der Durchquerung von Konditionierungsmitteln, wie z. B.
einem Strahlaufweiter Ex, eingespeist. Der Illuminator IL kann Einstellmittel
AM zum Einstellen der äußeren und/oder
inneren radialen Ausdehnung (die im Allgemeinen als s-außen bzw.
s-innen bezeichnet werden) der Intensitätsverteilung im Strahlenbündel umfassen.
Außerdem
umfasst er im Allgemeinen verschiedene andere Komponenten, wie z.
B. einen Integrator IN und einen Kondensor CO. In dieser Weise besitzt
das auf die Maske MA auftreffende Strahlenbündel eine gewünschte Gleichmäßigkeit
und Intensitätsverteilung
in seinem Querschnitt.
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Es
sollte im Hinblick auf 1 angegeben werden, dass sich
die Quelle LA im Gehäuse
der lithographischen Projektionsvorrichtung befinden kann (wie es
oft der Fall ist, wenn die Quelle LA z. B. eine Quecksilberlampe
ist), dass sie sich aber außerdem
entfernt von der lithographischen Projektionsvorrichtung befinden kann,
wobei das Strahlungsbündel,
das sie erzeugt, in die Vorrichtung (z. B. mit Hilfe von geeigneten
Richtspiegeln) geführt
wird; dieses letztere Szenario ist oft der Fall, wenn die Quelle
LA ein Excimerlaser ist. Die aktuelle Erfindung und die Ansprüche umfassen
diese beiden Szenarien.
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Anschließend wird
das Strahlenbündel
PB durch die Maske MA unterbrochen, die auf einem Maskentisch MT
gehalten wird. Nachdem das Strahlenbündel PB die Maske MA durchquert
hat, geht es durch die Linse PL hindurch, die das Strahlenbündel PB
auf einem Zielabschnitt C des Substrats W fokussiert. Mit Hilfe
der zweiten Positionierungsmittel PW (und den interferometrischen
Messmitteln IF) kann der Substrattisch WT genau bewegt werden, z.
B. um verschiedene Zielabschnitte C im Weg des Strahlenbündels PB
zu positionieren. Ähnlich
können
die ersten Positionierungsmittel PM verwendet werden, um die Maske
MA in Bezug auf den Weg des Strahlenbündels PB genau zu positionieren,
z. B. nach der mechanischen Wiedergewinnung der Maske MA aus einer
Maskenbibliothek oder während
eines Abtastens. Im Allgemeinen ist die Bewegung der Objekttische
MT, WT mit Hilfe eines langhubigen Moduls (grobe Positionierung)
und eines kurzhubigen Moduls (Feinpositionierung) verwirklicht,
die in 1 nicht explizit dargestellt sind. Im Fall eines
Wafersteppers (im Gegensatz zu einer Step-and-Scan-Vorrichtung)
kann der Maskentisch MT nur mit einem kurzhubigen Aktuator verbunden
sein oder fest sein. Die Maske MA und das Substrat W können unter
Verwendung der Maskenausrichtungsmarkierungen M1, M2 und der Substratausrichtungsmarkierungen
P1, P2 ausgerichtet werden.
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Die
dargestellte Vorrichtung kann in zwei verschiedenen Betriebsarten
verwendet werden:
- 1. In der Schrittbetriebsart
wird der Maskentisch MT im Wesentlichen stationär gehalten, wobei ein ganzes Maskenbild
in einem Gang (d. h. in einem einzigen "Blitz") auf einen Zielabschnitt C projiziert
wird. Dann wird der Substrattisch WT in der x- und/oder der y-Richtung
verschoben, so dass ein anderer Zielabschnitt C durch das Strahlenbündel PB
bestrahlt werden kann; und
- 2. In der Abtastbetriebsart, in der im Wesentlichen das gleiche
Szenario gilt, mit Ausnahme, dass ein gegebener Zielabschnitt C
nicht in einem einzigen "Blitz" belichtet wird.
Statt dessen ist der Maskentisch MT in einer gegebenen Richtung
(der sogenannten "Abtastrichtung", z. B. der y-Richtung)
mit einer Geschwindigkeit v beweglich, so dass veranlasst wird,
dass das Projektionsstrahlenbündel
PB über
ein Maskenbild abtastet; gleichzeitig wird der Substrattisch WT
in der gleichen oder in der entgegengesetzten Richtung mit einer
Geschwindigkeit V = Mv bewegt, in der M die Vergrößerung der
Linse PL ist (typischerweise gilt M = 1/4 oder 1/5). In dieser Weise
kann ein relativ großer
Zielabschnitt C belichtet werden, ohne einen Kompromiss bei der
Auflösung
zu besitzen.
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2 zeigt
eine teilweise schematische Seitenansicht eines Substrathalters
gemäß der Erfindung.
In dieser teilweisen Ansicht ist der Substrathalter, der in 1 als
Wafer-Tisch (WT) bezeichnet ist, durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Der Substrathalter umfasst eine im Wesentlichen ebene Grundplatte 2,
die normalerweise aus SiC, SiSiC hergestellt ist, einem als Zerodur
oder Cordurite bekannten Material. Auf dieser Basis sind erste Vorsprünge 3 ausgebildet,
die außerdem
als Noppen bezeichnet werden. Die Noppen 3 können eine
zylindrische Form besitzen, wobei sie eine Oberfläche besitzen,
die im Allgemeinen eben ist, weil die durch die Oberseiten 4 der
Noppen definierten Ebenen im Wesentlichen übereinstimmen. Auf den Oberseiten 4 der
Noppen 3 sind zweite Vorsprünge oder sogenannte Mikronoppen 5 ausgebildet.
In diesem Beispiel ist eine Mikronoppe pro Vorsprung auf seiner
Oberseite 4 ausgebildet. Es kann jedoch mehr als eine Mikronoppe vorhanden
sein. Diese Mikronoppen 5 können im Allgemeinen zylindrisch
ausgebildet sein und jede eine zweite Oberfläche 6 besitzen, die
eine im Allgemeinen ebene Unterstützungsoberfläche 7 für ein Substrat 8 definiert,
das durch die Mikronoppen 5 zu unterstützen ist. In 2 ist
eine Lücke 9 bezeichnet,
die durch die Höhe der
Mikronnoppen 5 ausgebildet ist. Diese Lücke 9 definiert einen
Abstand zwischen einer ersten Kontaktoberfläche 10, die durch
die Oberflächen 4 ausgebildet
ist, und der Unterstützungsoberfläche 7,
die durch die zweiten Oberflächen 6 der
Mikronnoppen 5 ausgebildet ist. In 2 ist das
Substrat 8 gezeigt, wenn das Substrat 8 nicht
am Substrathalter 1 festgeklemmt ist. In dieser Position
besitzt die Lücke
zwischen diesen Kontaktoberflächen
einen speziellen Wert im Bereich von 50–80 nm. Außerdem sind in dem in 2 gezeigten
Beispiel die Noppen 3 zylindrisch mit einem Durchmesser
von 0,5 mm, wobei die Mikronoppen 5 auf ihrer Oberseite zylindrisch
sind und einen Durchmesser von 0,05 mm besitzen.
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Die 3–5 zeigen
schematisch den Deformationsprozess eines Substrats, das an dem
Substrathalter 1 gemäß der Erfindung
festgeklemmt ist. In 3 ist ein Klemmdruck, wie z.
B. eine Vakuumbelastung, die von 0 Bar (es ist keine Belastung angelegt)
bis typischerweise 0,5 Bar reicht, veranschaulicht, der an das Substrat 8 angelegt
ist. Während
ein zunehmender Druck ausgeübt
wird, deformiert sich das Substrat 8 anfangs elastisch,
so dass die Mikronoppe 5 in das Substrat 8 vorsteht.
In dieser Weise wird das Substrat 8 abgesenkt und gelangt
mit dem Substrathalter 1 in Kontakt, wobei die Mikronoppe 5 in
das Substrat 8 gedrückt wird.
Aus Gründen
der Einfachheit ist in 3 nur die Deformation des Substrats 8 gezeigt.
Es sollte jedoch selbstverständlich
sein, dass in Abhängigkeit
von den relativen Deformationsmodulen in diesem Prozess sowohl auf
der Stirnfläche 4 der
Noppen 3 als auch auf der Seite des Substrats 8,
die sich mit den (Mikro-)Noppen 3 (5) in Kontakt
befindet, eine elastische Deformation auftreten kann. Außerdem veranschaulicht 3 die
Position, in der gerade genug Druck ausgeübt wird, um die in 1 dargestellte
Lücke 9 zu
schließen.
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Außerdem stellt 4 eine
teilweise schematische Seitenansicht eines Substrathalters dar,
in dem ein voller Klemmdruck ausgeübt wird. Hier ist die elastische
Deformation des Substrats 8 in der Nähe der Ränder 11 der Mikronoppen 5 im
Allgemeinen unverändert,
wobei die elastische Deformation des Substrats 8 in der Nähe der Ränder 12 der
Noppen 3 auf einen maximalen Beanspruchungswert vergrößert ist.
Hier besitzen in einer optimalen Konfiguration die Beanspruchungswerte
in der Nähe
der Ränder
der Noppen 3 und der Mikronoppen 5 im Allgemeinen
die gleiche Größe, die
vorzugsweise weit unter einer maximalen Deformationstoleranz des
Substrathalters 1 und des Substrats 8 konzipiert
ist.
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5 zeigt
die momentane Situation, in der der Klemmdruck völlig gelöst ist, so dass das Substrat 8 nicht
länger
gegen den Substrathalter 1 gedrückt wird. In diesem Moment
können
die Anhaftkräfte,
die schematisch mit den Pfeilen S veranschaulicht sind, verhindern,
dass sich das Substrat 8 vom Substrathalter 1 löst. Aufgrund
der in dem komprimierten Bereich 11 in und um die Mikronnoppe 5 (einschließlich einer
komprimierten Zone 13 im Substrat 8, der Mikronoppe 5 selbst
und einer Unterstützungszone 14 der
Mikronoppe 5 in der Nähe
der Oberfläche 4 der
Noppen 3) gespeicherten elastischen Energie ist eine Lösekraft
vorhanden, die den Anhaftkräften
S entgegenwirkt. Die Mikronoppen 5 sind so konstruiert,
dass ausreichend elastische Energie vorhanden ist, um das Substrat 8 von
der Oberfläche 4 der
Noppen 5 zu lösen
und um das Substrat 8 von der Kontaktoberfläche 10 zu
trennen.
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6 stellt
eine schematische graphische Darstellung dar, die einen modellierten
Aufbau der Beanspruchung während
der Ausübung
eines zunehmenden Klemmdrucks im Substrat veranschaulicht. Nach
der Vergrößerung des
Drucks, die schematisch in den 3–5 dargestellt
ist, ist in 6 der Aufbau der Beanspruchung
für die
komprimierte Zone 11 in der Nähe der Mikronoppe 5 (die
obere Linie) und für
eine Zone 12 in der Nähe
der Ränder
der Noppe 3, auf die in 4 verwiesen
ist, (die untere Linie) dargestellt. Anfangs befindet sich nur eine
Oberfläche 6 der
Mikronoppe 5 mit dem Substrat 8 in Kontakt, wobei
der Aufbau der Beanspruchung in der Zone 12 immer noch
nicht vorhanden ist. Im Gegensatz baut sich in der Zone 13 die Beanspruchung
auf, wenn der Kontakt hergestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt hält der Aufbau
der Beanspruchung in der Zone 11 an. Der Aufbau der Beanspruchung
in der Zone 12 geht weiter, wobei sie gleich, kleiner oder
größer als
die Beanspruchung in der Zone 11 werden kann.
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Hier
wird angenommen, dass der Aufbau der Beanspruchung in der Nähe dieser
Zone zu einem Noppendurchmesser umgekehrt proportional ist. Außerdem wird
angenommen, dass die Beanspruchung und die Biegung des Substrats
zur ausgeübten
Belastung (zur elastischen Deformation) proportional sind. In einem praktischen
Experiment wurden Anhaftbelastungen von 0,025 N pro Noppe gemessen.
Für einen
Wafer, der 0,725 mm dick ist, und ein Elastizitätsmodul von 110 GPa besitzt,
wird für
ein normales Beanspruchungsniveau von 0,5 Bar Vakuumdruck und einen
Noppendurchmesser von 0,5 mm eine Biegung von 80 nm und eine Belastung
von 0,4 N pro Noppe berechnet.
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Aus
diesem Wert kann abgeleitet werden, dass eine Noppe mit einem Durchmesser
von 0,05 nm unter den gleichen Belastungsbedingungen 800 nm in das
Substrat eindrücken
würde,
was ein 10 mal höheres
Beanspruchungsniveau als das normale Beanspruchungsniveau ergibt.
Die Maßstabsänderung
dieses Beanspruchungsniveaus auf das normale Beanspruchungsniveau
impliziert, dass für
eine Mikronoppe mit ei ner Höhe
von 80 nm die annehmbare Belastung 0,04 N beträgt. Diese Mikronoppen-Maximalbelastung
von 0,04 N liegt weit über
dem Niveau der Anhaftkraft 0,025 N pro Noppe. Für eine Anhaftkraft von 0,025
N bedeutet dies, dass die Biegung des Substrats 50 nm beträgt – was eine
Lücke von
30 nm lässt.
Unter normalen Belastungsbedingungen werden 10% des Gewichts der
Belastung durch die Mikronoppe (0,04 N) getragen – was 0,36
N für die
Noppenoberfläche
lässt.
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Im
folgenden veranschaulichenden Beispiel sind die minimalen, maximalen
und optimalen Höhen
für die
Mikronoppen angegeben, die unter Bezugnahme auf 3–6 veranschaulicht
sind. Hierin repräsentieren
die Tabellen 1–3
die Konstruktionswerte für
einen 0,5-Bar-Klemmdruck, während
die Tabellen 4–6
die Konstruktionswerte für
einen 0,2-Bar-Klemmdruck repräsentieren.
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Die
Tabelle 1 im Folgenden listet die minimale Lücke als eine Funktion der Anhaftkraft
und des relativen Mikronoppendurchmessers für einen 0,5-Bar-Klemmdruck
auf. Die minimale Lücke
ist für
einen größeren Mikronoppendurchmesser
kleiner und für
eine größere Anhaftkraft
größer.
| Anhaftkraft [N] | relativer
Mikronoppendurchmesser [DMikronoppe/DNoppe] |
| 0,008 | 0,025 | 0,05 | 0,1 | 0,25 | 0,5 |
| 0,0025 | 63 | 20 | 10 | 5 | 2 | 1 |
| 0,010 | 250 | 80 | 40 | 20 | 8 | 4 |
| 0,025 | 625 | 200 | 100 | 50 | 20 | 10 |
| 0,10 | 2500 | 800 | 400 | 200 | 80 | 40 |
| 0,25 | 6250 | 2000 | 1000 | 500 | 200 | 100 |
Tabelle
1
-
Die
Tabelle 2 im Folgenden listet die optimale Lücke für einen 0,5-Bar-Klemmdruck
auf, wenn die durch die Mikronoppe verursachte Wafer-Beanspruchung
gleich der durch die normale Noppe verursachten Beanspruchung ist.
Für größere Anhaftkräfte sind
größere relative
Mikronoppendurchmesser erforderlich.
| Anhaftkraft [N] | relativer
Mikronoppendurchmesser [DMikronoppe/DNoppe] |
| 0,012 | 0,025 | 0,05 | 0,1 | 0,25 | 0,5 |
| 0,0025 | | 20 | 40 | 80 | 200 | 400 |
| 0,010 | | | 40 | 80 | 200 | 400 |
| 0,025 | | | | 80 | 200 | 400 |
| 0,10 | | | | | 200 | 400 |
| 0,25 | | | | | | 400 |
Tabelle
2
-
Die
Tabelle 3 im Folgenden listet die maximale Lücke für einen 0,5-Bar-Klemmdruck
auf, wenn die Wafer-Beanspruchung von der Mikronoppe zehnmal größer als
die Wafer-Beanspruchung von der normalen Noppe ist. Für größere Anhaftkräfte sind
abermals größere relative
Mikronoppendurchmesser erforderlich.
| Anhaftkraft [N] | relativer
Mikronoppendurchmesser [DMikronoppe/DNoppe] |
| 0,012 | 0,025 | 0,05 | 0,1 | 0,25 | 0,5 |
| 0,0025 | 64 | 200 | 400 | 800 | 2000 | 4000 |
| 0,010 | | 200 | 400 | 800 | 2000 | 4000 |
| 0,025 | | 200 | 400 | 800 | 2000 | 4000 |
| 0,10 | | | 400 | 800 | 2000 | 4000 |
| 0,25 | | | | 800 | 2000 | 4000 |
Tabelle
3
-
Tabelle
4 – die
minimale Lücke
als eine Funktion der Anhaftkraft und des relativen Mikronoppendurchmessers
für einen
0,2-Bar-Klemmdruck.
| Anhaftkraft [N] | relativer
Mikronoppendurchmesser [DMikronoppe/DNoppe] |
| 0,008 | 0,025 | 0,05 | 0,1 | 0,25 | 0,5 |
| 0,0025 | 5 | 2 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0,010 | 20 | 6 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| 0,025 | 50 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 |
| 0,10 | 200 | 64 | 32 | 16 | 6 | 3 |
| 0,25 | 500 | 160 | 80 | 40 | 16 | 8 |
Tabelle
4
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Tabelle
5 -die optimale Lücke
als eine Funktion der Anhaftkraft und des relativen Mikronoppendurchmessers
für einen
0,2-Bar-Klemmdruck.
| Anhaftkraft [N] | relativer
Mikronoppendurchmesser [DMikronoppe/DNoppe] |
| 0,012 | 0,025 | 0,05 | 0,1 | 0,25 | 0,5 |
| 0,0025 | 6,4 | 20 | 40 | 80 | 200 | 400 |
| 0,010 | | 20 | 40 | 80 | 200 | 400 |
| 0,025 | | 20 | 40 | 80 | 200 | 400 |
| 0,10 | | | 40 | 80 | 200 | 400 |
| 0,25 | | | | 80 | 200 | 400 |
Tabelle
5
-
Tabelle
6 -die maximale Lücke
als eine Funktion der Anhaftkraft und des relativen Mikronoppendurchmessers
für eine
10 mal größere Wafer-Beanspruchung
von der Mikronoppe als von der normalen Noppe für einen 0,2-Bar-Klemmdruck.
| Anhaftkraft [N] | relativer
Mikronoppendurchmesser [DMikronoppe/DNoppe] |
| 0,012 | 0,025 | 0,05 | 0,1 | 0,25 | 0,5 |
| 0,0025 | 64 | 200 | 400 | 800 | 2000 | 4000 |
| 0,010 | 64 | 200 | 400 | 800 | 2000 | 4000 |
| 0,025 | 64 | 200 | 400 | 800 | 2000 | 4000 |
| 0,10 | | 200 | 400 | 800 | 2000 | 4000 |
| 0,25 | | 200 | 400 | 800 | 2000 | 4000 |
Tabelle
6
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Der
Durchschnittsfachmann erkennt, dass im Kontext derartiger alternativer
Anwendungen jede Verwendung der Begriffe "Retikel" oder "Wafer" oder "Substrat" in diesem Text als durch die allgemeineren
Begriffe ersetzt betrachtet werden sollte, da jeder Artikel im Weg
des Strahlenbündels
anzuordnen ist. Derartige Artikel können Strukturierungsmittel,
wobei die Strukturierungsmittel dazu dienen, dem Projektionsstrahlenbündel in
seinem Querschnitt ein Muster zu verleihen, oder ein Substrat, das
durch ein Strukturierungsstrahlenbündel auf einem Zielabschnitt
des Substrats zu strukturieren ist, umfassen. Außerdem werden die folgenden Definitionen
angegeben, um die allgemeinen und spezifischen Kontexte bestimmter
Konzepte zu veranschaulichen, die in diesem Text verwendet werden.
Der Begriff "Strukturierungsmittel", wie er hier verwendet
wird, sollte umfassend interpretiert werden, da er sich auf Mittel
bezieht, die verwendet werden können,
um ein eintretendes Strahlungsbündel
mit einem strukturierten Querschnitt auszustatten, der einem Muster
entspricht, das in einem Zielabschnitt des Substrats zu erzeugen
ist; der Begriff "Lichtventil" kann außerdem in
diesem Kontext verwendet werden. Im Allgemeinen entspricht dieses
Muster einer speziellen funktionalen Schicht in einer Vorrichtung,
die im Zielabschnitt erzeugt wird, wie z. B. einer integrierten
Schaltung oder einer anderen Vorrichtung (siehe im Folgenden). Beispiele
derartiger Strukturierungsmittel enthalten:
- – Eine Maske.
Das Konzept einer Maske ist in der Lithographie wohlbekannt, wobei
es sowohl Maskentypen, wie z. B. binäre Maskentypen, Maskentypen
mit alternie render Phasenverschiebung und Maskentypen mit gedämpfter Phasenverschiebung,
als auch verschiedene Hybrid-Maskentypen umfasst. Die Anordnung
einer derartigen Maske im Strahlungsbündel verursacht die selektive
Transmission (im Fall einer durchlässigen Maske) oder Reflexion
(im Fall einer reflektierenden Maske) der auf die Maske auftreffenden Strahlung
entsprechend dem Muster in der Maske. Im Fall einer Maske ist die
Unterstützungsstruktur
im Allgemeinen ein Maskentisch, der sicherstellt, dass die Maske
in einer gewünschten
Position im einfallenden Strahlungsbündel gehalten werden kann und
dass sie bezüglich
des Strahlenbündels
bewegt werden kann, falls dies gewünscht wird;
- – Eine
programmierbare Spiegelanordnung. Ein Beispiel einer derartigen
Vorrichtung ist eine matrixadressierbare Oberfläche, die eine viskoelastische
Steuerschicht und eine reflektierende Oberfläche besitzt. Das Grundprinzip
hinter einer derartigen Vorrichtung ist, dass z. B. die adressierten
Bereiche der reflektierenden Oberfläche das einfallende Licht als
gebeugtes Licht reflektieren, wohingegen die nicht adressierten
Bereiche das einfallende Licht als nicht gebeugtes Licht reflektieren.
Unter Verwendung eines geeigneten Filters kann das nicht gebeugte
Licht aus dem reflektierten Strahlenbündel herausgefiltert werden,
was nur das gebeugte Licht zurücklässt; in
dieser Weise wird das Strahlenbündel
entsprechend dem Adressierungsmuster der matrixadressierbaren Oberfläche strukturiert.
Eine alternative Ausführungsform
einer programmierbaren Spiegelanordnung verwendet eine Matrixanordnung
winziger Spiegel, von denen jeder um eine Achse einzeln gekippt
werden kann, indem ein geeignetes lokalisiertes elektrisches Feld
angelegt wird oder indem piezoelektrische Betätigungsmittel verwendet werden.
Abermals sind die Spiegel matrixadressierbar, so dass die adressierten
Spiegel ein einfallendes Strahlungsbündel in eine andere Richtung
als die nicht adressierten Spiegel reflektieren; in dieser Weise
wird das reflektierte Strahlenbündel
entsprechend dem Adressierungsmuster der matrixadressierbaren Spiegel
strukturiert. Die erforderliche Matrixadressierung kann unter Verwendung
geeigneter elektronischer Mittel ausgeführt werden. In beiden oben
beschriebenen Situationen können
die Strukturierungsmittel eine oder mehrere programmierbare Spiegelanordnungen
umfassen. Weitere Informationen über
Spiegelanordnungen, auf die hier Bezug genommen wird, können z.
B. aus den US-Patenten US 5.296.891 und US 5.523.193 und den PCT-Patentanmeldungen WO 98/38597 und WO 98/33096 entnommen werden,
die durch Literaturhinweis hierin eingefügt sind. Im Fall einer programmierbaren
Spiegelanordnung kann die Unterstützungsstruktur z. B. als ein
Rahmen oder ein Tisch verkörpert
sein, der fest oder beweglich sein kann, wie es erforderlich ist;
und
- – Eine
programmierbare LCD-Anordnung. Ein Beispiel einer derartigen Konstruktion
ist im US-Patent US 5.229.872 gegeben,
das durch Literaturhinweis hierin eingefügt ist. Wie oben kann die Unterstützungsstruktur
in diesem Fall z. B. als ein Rahmen oder ein Tisch verkörpert sein,
der fest oder beweglich sein kann, wie es erforderlich ist.
-
Die
lithographische Projektionsvorrichtung kann z. B. bei der Herstellung
integrierter Schaltungen (ICs) verwendet werden. In einem derartigen
Fall können
die Strukturierungsmittel ein Schaltungsmuster erzeugen, das einer
einzelnen Schicht der IC entspricht, wobei dieses Muster auf einen
Zielabschnitt (der z. B. einen oder mehrere Chips umfasst) auf einem
Substrat (einem Silicium-Wafer) abgebildet werden kann, das mit
einer Schicht aus einem strahlungsempfindlichen Material (Schutzlack)
beschichtet worden ist. Im Allgemeinen enthält ein einzelner Wafer ein
ganzes Netz benachbarter Zielabschnitte, die nacheinander, einer
auf einmal, über
das Projektionssystem bestrahlt werden. In einer aktuellen Vorrichtung,
die die Strukturierung durch eine Maske auf einem Maskentisch verwendet,
kann eine Unterscheidung zwischen zwei verschiedenen Typen der Maschine
getroffen werden. In einem Typ der lithographischen Projektionsvorrichtung
wird jeder Zielabschnitt bestrahlt, indem das ganze Maskenmuster
auf dem Zielabschnitt in einem Gang belichtet wird; eine derartige
Vorrichtung wird im Allgemeinen als ein Waferstepper oder eine Step-and-Repeat-Vorrichtung bezeichnet.
In einer alternativen Vorrichtung – die im Allgemeinen als eine
Step-and-scan-Vorrichtung bezeichnet wird – wird jeder Zielabschnitt
bestrahlt, indem das Maskenmuster unter dem Projektionsstrahlenbündel in einer
gegebenen Referenzrichtung (der "Abtast"-Richtung) schrittweise
abgetastet wird, während
der Substrattisch parallel oder antiparallel zu dieser Richtung
synchron abgetastet wird; weil im Allgemeinen das Projektionssystem
einen Vergrößerungsfaktor
M (im Allgemeinen < 1)
besitzt, beträgt
die Geschwindigkeit V, mit der der Substrattisch abgetastet wird,
ein M-faches der Geschwindigkeit, mit der der Maskentisch abgetastet
wird. Weitere Informationen bezüglich
der Lithographievorrichtungen, wie sie hier beschrieben sind, können aus
US 6.046.792 , das durch
Literaturhinweis hierin eingefügt
ist, entnommen werden.
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Ferner
kann die Lithographievorrichtung ein Typ sein, der zwei oder mehr
Wafer-Tische (und/oder
zwei oder mehr Maskentische) besitzt. In derartigen "mehrstufigen" Vorrichtungen können die
zusätzlichen
Tische parallel verwendet werden oder können vorbereitende Schritte
auf einem oder mehreren Tischen ausgeführt werden, während ein
oder mehrere andere Tische für
die Belichtungen verwendet werden.
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Doppelstufige
Lithographievorrichtungen sind z. B. in
US 5.969.441 und
WO 98/40791 , die beide durch Literaturhinweis
hierin eingefügt
sind, beschrieben.
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Obwohl
in diesem Text spezifisch auf die Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung
bei der Herstellung von ICs Bezug genommen werden kann, sollte es
explizit selbstverständlich
sein, dass eine derartige Vorrichtung viele andere mögliche Anwendungen
besitzt. Sie kann z. B. bei der Herstellung von integrierten optischen
Systemen, von Führungs-
und Erfassungsmustern für
Magnetblasenspeicher, von Flüssigkristall-Anzeigetafeln,
von Dünnschichtmagnetköpfen usw.
verwendet werden. Im vorliegenden Dokument werden die Begriffe "Strahlung" und "Strahlenbündel" verwendet, um sowohl
alle Typen elektromagnetischer Strahlung einschließlich ultravioletter
Strahlung (UV-Strahlung) (z. B. mit einer Wellenlänge von
365, 248, 193, 157 oder 126 nm) und extremer ultravioletter Strahlung
(EUV-Strahlung) (die z. B. eine Wellenlänge im Bereich von 5–20 nm besitzt)
als auch Teilchenstrahlen, wie z. B. Ionenstrahlen oder Elektronenstrahlen,
einzuschließen.
-
Während oben
spezifische Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden sind, ist klar, dass die Erfindung
anders praktiziert werden kann, als beschrieben ist. Wo die Beispiele
z. B. den Substrathalter als einen Wafer-Tisch zum Halten eines
Substrats, das durch ein Strukturierungsstrahlenbündel auf
einem Zielabschnitt des Substrats zu strukturieren ist, beschreiben,
kann in einigen Ausführungsformen
(insbesondere in Ausführungsformen,
die eine reflektierende Maske verwenden) der Substrathalter außerdem eine
Unterstützung
zum Unterstützen
der Strukturierungsmittel sein, wobei die Strukturierungsmittel
dazu dienen, dem Projektionsstrahlenbündel in seinem Querschnitt
ein Muster zu verleihen. Es ist nicht vorgesehen, dass die Beschreibung
die Erfindung einschränkt.