DE68921687T2

DE68921687T2 - Belichtungseinrichtung.

Info

Publication number: DE68921687T2
Application number: DE68921687T
Authority: DE
Inventors: Shinichi Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Hara; Tetsuzo Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Mori; Eiji Sagamihara-Shi Kanagawa-Ken Sakamoto; Isamu Zama-Shi Kanagawa-Ken Shimoda; Koji Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Uda; Shinichi Tokyo Uzawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2009-09-01
Also published as: EP0357423A2; EP0357423A3; US5063582A; EP0357423B1; DE68921687D1

Description

Gebiet der Erfindung und verwandter Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Belichtungseinrichtung, bei der eine vorbestimmte Bestrahlungsenergie durch eine Maske auf ein Halbleiterplättchen bzw. einen Wafer angewendet wird, wodurch ein Muster der Maske auf den Wafer aufgebracht wird, insbesondere auf eine Belichtungseinrichtung mit einem Wafer-Futter zum Halten des Wafers in einer vorbestimmten festen Position, die mit einem Temperatursteuerungssystem ausgestattet ist.
Im Bereich der Lithographie einer Halbleitereinrichtung, ist gefordert, daß die Belichtung des Wafers mit einem Maskenmuster hochpräzise ist. Für die Lithographie-Belichtungseinrichtung ist es daher beispielsweise aus der FR-A-2362419 bekannt, daß ein Temperatursteuerungs-Kühlmedium durch das Wafer-Futter geströmt wird, um so eine konstante Temperatur des Wafers während der Belichtung beizubehalten, und eine thermische Verformung zu verhindern.
Bei dem herkömmlichen System war jedoch die Durchflußrate konstant, um den sich aus der Wafer-Belichtung ergebenden Temperaturanstieg zu unterdrücken. Wenn das Kühlmedium die Durchflußöf fnung in dem Wafer-Futter durchströmt, schwingen das Wafer-Futter und der den Wafer haltende Abschnitt darum als Folge der Strömung des Mediums. Die aus der Schwingung sich ergebende Verschiebung beträgt einige 10 x 10&supmin;³ Mikrometer bis einige 100 x 10&supmin;³ Mikrometer. Eine derart große Schwingung während des Belichtungsvorgangs verschlechtert die Präzision der Musterausbildung durch die Belichtung.
Wenn andererseits die Durchflußrate so gering ist, daß sie die Präzision der Musterausbildung nicht beeinflußt, ist es nicht möglich, den Temperaturanstieg des Wafers innerhalb eines tolerierbaren Bereichs zu unterdrücken.

Zusammenfassung der Erfindung:

Demzufolge ist es eine vorrangige Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Belichtungseinrichtung zu schaffen, die mit einem Temperatursteuerungssystem ausgerüstet ist, durch das der Temperaturanstieg des Wafers während der Belichtung innerhalb des tolerierbaren Bereichs begrenzt werden kann, ohne die Musterausbildungspräzision zu verschlechtern, die der von der Strömung der Kühlmediumsflüssigkeit herrührenden Schwingung zugeordnet werden kann.
Zum Lösen der Aufgabe ist die Einrichtung der vorliegenden Erfindung mit einer Strömungssteuereinrichtung in der Durchflußöffnung für das Medium versehen, die in Übereinstimmung mit dem Betrieb der Belichtungseinrichtung betrieben wird. Die Steuerung ist derart, daß während des Belichtungsvorgangs die aus der Strömung sich ergebende Schwingung die Musterausbildungspräzision nicht beeinflußt, und der Temperaturanstieg während eines Nicht-Belichtungsvorgangs ausreichend absorbiert wird.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung deutlicher werden.
Die Erfindung ist wie in den Ansprüchen ausgeführt bestimmt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung:

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Belichtungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das einen Betriebsablauf der Einrichtung aus Fig. 1 darstellt.
Fig. 3 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Funktion der Einrichtung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 darstellt.
Fig. 4 zeigt eine Belichtungseinrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 zeigt eine Belichtungseinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 zeigt ein bei der Einrichtung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 5 verwendetes Wafer-Futter.
Fig. 7 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Funktion der Einrichtung aus Fig. 5 darstellt.
Fig. 8 ist eine Draufsicht eines Wafers, die eine Reihenfolge von Belichtungsvorgängen darstellt.
Fig. 9 zeigt ein anderes Beispiel des Wafer-Futters.

Ausführliche Beschreibuna der bevorzugten Ausführungsbeispiele:

Mit Bezug auf Fig. 1 ist eine Belichtungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Belichtungseinrichtung umf aßt eine Strahlungsguelle, beispielsweise in der Form einer Quecksilberlampe mit besonders hohem Druck, und einer Excimerlaserquelle, einer weichen Röntgenstrahlquelle oder dergleichen, einen Verschluß 2 zum Steuern der Belichtung, ein Wafer-Futter 5 zum Anziehen und Halten eines Wafers 4, auf den ein Muster einer Maske mittels Belichtung zu übertragen ist, in einer vorbestimmten Belichtungsposition, einen Positionierungs-Apparatetisch 6 zum Bewegen und Positionieren des Wafer-Futters 5 zum aufeinanderfolgenden Ausrichten der entsprechenden Belichtungsflächen des Wafers relativ zu der Maske 3, einem Durchflußsteuerungsventil 7 zum Steuern des Durchflusses eines Temperatursteuerungsmediums, einer Durchflußöffnung 8 zum Durchfließen des Temperatursteuerungsmediums zum Steuern der Temperatur des Wafer-Futters 5, und eine Temperatursteuerungspumpe 8 zum zirkulieren bzw. Umwälzen des Mediums. Während des Belichtungsvorgangs wird die Strahlungsenergie der Strahlungsquelle 1 durch die Maske 3 dem Wafer 4 zugeführt. Die Temperatur des Mediums ist so gesteuert, um mittels einer nicht gezeigten Wärmeaustauscheinrichtung konstant zu bleiben. Die Einrichtung umfaßt zudem eine Durchfluß-Steuereinrichtung zum Steuern des Durchflußsteuerungsventils 7, eine Belichtungssteuereinrichtung 11 zum Zuführen von Steueranweisungen zu der Strahlungsquelle 1, dem Verschluß 2, dem Apparatetisch 6 und der Durchflußsteuereinrichtung 10 und anderen, um die gesamte Einrichtung, insbesondere bei dem Prozeß der Belichtungsschritte, zu steuern, einen Auslaß 12 und einen Einlaß 13 für das Temperatursteuerungsmedium in dem Wafer-Futter 5, und eine Signalleitung 14 zum Zuführen eines Signals von der Belichtungssteuereinrichtung 11 zu der Durchfluß-Steuereinrichtung 10, das den Betriebszustand in dem aufeinanderfolgenden Belichtungsvorgang anzeigt, insbesondere, ob die Belichtungseinrichtung den Belichtungsvorgang durchführt oder nicht.
Im Betrieb wird das Kühlmedium von der Pumpe 9 ausgetragen. Die Temperatur des Mediums ist innerhalb eines Temperaturbereichs von 23ºC ± 2/100ºC gesteuert und es wird zurückgeführt. Das Kühlmedium strömt durch die Durchlaßöffnung 8 und die Einlaßöffnung 13 in das Wafer-Futter 5, wo es die Wärme von dem Wafer-Futter 5 und dem Wafer 4 absorbiert, und wird durch die Auslaßöffnung 12 ausgegeben. Das ausgegebene Medium wird durch das Durchflußsteuerventil 7 zurückgeführt und wird wieder teinperaturgesteuert, um 20ºC ± 2/100ºC zu haben. Dann wiederholt das Medium den Kreislauf. Die Belichtungs-Steuereinrichtung 11 überträgt durch die Signalleitung 14 ein Signal zu der Durchflußsteuereinrichtung 10, welches anzeigt, ob die Einrichtung einen Belichtungsvorgang aufnehmen wird, oder einen Belichtungsvorgang beenden wird. Die Durchflußsteuereinrichtung 10 enthält ein Zwei-Raten-Durchflußsteuerungsventil 7, wobei die Durchflußrate in Übereinstimmung mit dem Signal umgeschaltet wird. Das Durchflußsteuerungsventil 7 steuert während der Belichtung die Durchflußrate, um A zu sein, mit der die Schwingung des Wafer-Futters 5 innerhalb eines tolerierbaren Bereiches ist, um die Musterausbildungspräzision nicht zu beeinflussen. Wenn der Belichtungsvorgang nicht durchgeführt wird, beträgt der Durchfluß B (A < B), wodurch der aus der Ansammlung der dem Wafer 4 und dem Wafer-Futter 5 durch die vorhergehende Belichtung oder Belichtungen zugeführte Belichtungsenergie bedingte Temperaturanstieg innerhalb eines tolerierbaren Bereichs unterdrückt wird. Die Durchflußrate A kann 0 sein, jedoch ist es vorzugsweise nicht 0, so daß ein gewisser Grad der Wärme von dem Wafer-Futter 5 während des Belichtungsvorgangs abgeführt wird, innerhalb einer Grenze der sich ergebenden, die Musterausbildungspräzision nicht beeinflussenden Schwingung.
In Übereinstimmung mit einem zuvor programmierten Ablauf steuert die Belichtungs-Steuereinrichtung 11 die Strahlungsquelle 1, das Öffnen und Schließen des Verschlusses 2 und die Bewegung des Positionierungs-Apparatetisches 6. Mit Bezug auf Fig. 2 ist ein Flußdiagramm des Ablaufs des Belichtungsvorgangs in der zuvor beschriebenen Belichtungseinrichtung gezeigt. Wenn die Belichtungsablaufsteuerung startet, steuert die Belichtungs-Steuereinrichtung 11 den Positionierungs-Apparatetisch 6, um eine erste Belichtungsfläche des Wafers 4 auf eine Belichtungsposition auszurichten. Insbesondere relativ zu der Maske 3 (Schritt a), um das Muster der Maske 3 auf den ersten Belichtungsbereich des Wafers 4 zu übertragen, der bereits getragen und von dem Wafer-Futter 5 angezogen wird. Wie in Fig. 3 dargestellt, stellt die Durchflußsteuereinrichtung 10 zum Zeitpunkt t&sub1; den Öffnungsgrad des Durchflußsteuerungsventils 7 ein, um die Durchflußrate von B zu A zu ändern (Schritt b). Zum Zeitpunkt t&sub2;, der ein Zeitabschnitt T nach dem in Fig. 3 gezeigten Zeitpunkt t&sub1; liegt, wird der Verschluß 2 geöffnet, um die Belichtung des ersten Belichtungsbereichs durchzuführen (Schritt c). Nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode vergangen ist, oder ein vorbestimmter Belichtungsbetrag erreicht ist, wird der Verschluß 2 geschlossen, wodurch der Belichtungsvorgang für den ersten Belichtungsbereich zum Zeitpunkt t&sub3; abgeschlossen ist (Schritt d). Danach setzt die Durchfluß-Steuereinrichtung 10 den Öffnungsgrad des Durchflußsteuerungsventils 7 zurück zur Durchflußrate B (Schritt e). Danach wird eine zweite Belichtungsfläche auf die Belichtungsposition ausgerichtet (Schritt f), der Ablauf des Belichtungsvorgangs für die zweite Belichtungsfläche wird begonnen. Die vorstehend beschriebenen Schritte b, c, d und e werden wiederholt; und weiterhin wird die Belichtung für einen dritten Belichtungsbereich bzw. eine dritte Belichtungsfläche auf ähnliche Weise gesteuert.
In Fig. 3 sind (a) bis (d) Zeitablaufdiagramme, die die Temperatur, die Durchflußrate, den Belichtungszustand und die Schwingungsamplitude der Belichtungseinrichtung in Abhängigkeit der Zeit darstellen. Während des Belichtungsvorgangs ist die Durchflußrate gering (Rate = A), um die Schwingung (Schwingung = X) zu unterdrücken, um eine hochpräzise Musterausbildung zu ermöglichen. Wenn der Belichtungsvorgang nicht durchgeführt wird, wird die Durchflußrate auf B erhöht, um die Temperatur zu verringern. Zu dieser Zeit wird die Schwingung aufgrund des Anstiegs der Durchführungsrate groß (Schwingung = Y). Da jedoch der Belichtungsvorgang nicht durchgeführt wird, wird der Musterausbildungsvorgang nicht beeinflußt.
Fig. 4 zeigt eine Einrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der zusätzlich ein Temperatursensor 15 zum Erfassen der Temperatur des Wafer-Futters 5 vorgesehen ist. Ebenso ist eine Signalleitung 16 zum Übertragen der erfaßten Temperatur zu der Durchfluß-Steuereinrichtung 10 hinzugefügt. Die Durchfluß-Steuereinrichtung 10 spricht auf die Temperatur des Wafer-Futters 5 zum Zeitpunkt t3 an, beispielsweise von Fig. 3, der nach dem Belichtungsvorgang liegt, um den Öffnungsgrad des Durchflußsteuerventils 7 aus auswählbaren Vielfachpegeln auszuwählen, insbesondere so, daß die Durchflußrate B während des Nicht- Belichtungsvorgangs eine von B1, B2, ..., Bn (B1 < B2 < ... < Bn) ist.
Wenn die Temperatur des Wafer-Futters 5 zum Zeitpunkt t&sub3; hoch ist, ist die Durchflußrate gesteuert, um Bn zu sein, um eine größere Wärmemenge von dem Wafer-Futter 5 abzuführen, und wenn die Temperatur nicht so hoch ist, kann die Durchflußrate B1 sein, wobei B1 = A sein kann. Wenn die Temperatur zwischen den beiden vorstehenden liegt, wird eine der Durchflußraten B2, B3, ... B(n-1) in Übereinstimmung mit dem Pegel der erfaßten Temperatur ausgewählt. Wenn die Durchflußrate von A zu B verändert wird, ist es bei diesem Ausführungsbeispiel nicht notwendig, merklich von Bn zu A zu ändern, beispielsweise kann die von der Änderung der Durchflußrate herrührende Schwingungserzeugung je nachdem minimiert werden. Während dem Belichtungsvorgang für einige der Belichtungsflächen des Wafers 4 kann die in Fig. 3 gezeigte Zeitperiode T verglichen mit dem Fall, in dem die Durchflußrate von Bn zu A geändert wird, verringert werden, und deshalb ist es vorzuziehen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann eine zunehmend präzise Temperatursteuerung wirksamer erreicht werden. Der Aufbau und die Funktionen der anderen Teile der Einrichtung sind dieselben wie jene im Beispiel von Fig. 1.
Fig. 5 zeigt eine Belichtungseinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der die Belichtungseinrichtung eine Strahlungsquelle 1 zur Belichtung und einen Verschluß 2 zum Steuern der Belichtung umfaßt.
Durch Bezugszeichen 3 und 4 bezeichnet sind eine Maske mit einem zu übertragenden Muster und ein Wafer, auf den das Muster der Maske 3 zu übertragen ist. Die Einrichtung umfaßt ferner ein Wafer-Futter 5 zum Anziehen des Wafers 4 und zum Halten desselben an einer nicht gezeigten Belichtungsposition, einen Positionierungs-Apparatetisch 6 zum aufeinanderfolgenden Positionieren von Belichtungsflächen des Wafers 4 relativ zu der Maske 3, eine Belichtungs-Steuereinrichtung 11 zum Steuern der Belichtungsprozeßschritte, eine Durchfluß- Steuereinrichtung 10 zum Steuern von Durchflußsteuerungsventilen 110a bis 110e, eine Temperatursteuerungspumpe zum Zirkulieren des Temperatursteuerungsmediums und nicht gezeigte Wärmeaustauscheinrichtungen, um die Temperatur des Mediums zu steuern, um konstant zu sein. Sie sind im wesentlichen ähnlich den entsprechenden Elementen des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1, außer jenen, die nachstehend beschrieben werden. Die Durchflußsteuerungsventile 110a, 110b, 110c, 110d und 110e steuern die Durchflußrate dahindurch. Das Temperatursteuerungsmedium strömt durch Röhren 111a, 111b, 111c, 111d und 111e. Eine Signalleitung 112 dient dazu, den Zustand des Belichtungsvorgangs oder die Belichtungsposition von der Belichtungs-Steuereinrichtung 107 zu der Durchfluß-Steuereinrichtung 108 zu übertragen. Ein Temperatursensor 113 überwacht die Temperatur des Wafer-Futters.
Fig. 6 zeigt Einzelheiten des Wafer-Futters 5, das bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet ist. Eine Durchflußöffnung 203a ist mit einer Einlaßöffnung 201a versehen, die in Verbindung mit dem Rohr 111a steht. Auf ähnliche Weise sind Durchflußöffnung 203b bis 203e mit entsprechenden Einlaßöffnungen 201b bis 201e vorgesehen, die jeweils in Verbindung mit den Rohren 111b bis 111e stehen. Die Durchflußöffnung 203a ist ebenso mit einer Auslaßöffnung 202a versehen. Auf ähnliche Weise sind die Durchflußöffnungen 203b bis 203e jeweils mit Auslaßöffnungen 202b bis 202e versehen. Es gibt Durchflußöffnungen 203a bis 203e, die in Verbindung mit den Rohren 111a bis 111e stehen.
Fig. 7 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Funktion der Einrichtung des Ausführungsbeispiels darstellt. In diesem Diagramm zeigt Bezugszeichen (a), ob die Belichtungseinrichtung den Belichtungsvorgang durchführt oder nicht, Bezugszeichen (b) zeigt die Belichtungsfläche der belichteten Wafer-Oberfläche, und Bezugszeichen (c) zeigt die Durchflußrate des Temperatursteuerungsmediums, das durch das Rohr 111a strömt. Auf ähnliche Weise bezeichnen Bezugszeichen (d) bis (g) die Durchflußraten durch die Rohre 111b bis 111e. In (c) bis (g) dieser Figur wird die Änderung der Durchflußrate wie in Fig. 3(b) dargestellt und unter Berücksichtigung der Zeitperiode T durchgeführt.
Fig. 8 zeigt die Reihenfolge der Belichtung für die Belichtungsflächen auf dem Wafer 4 in diesem Ausführungsbeispiel. Ein Bezugszeichen 401 bezeichnet eine Fläche, die durch eine Belichtung belichtet werden kann, das gleiche gilt für die anderen Flachen.
Im Betrieb wird das Temperatursteuerungsmedium von der Temperatursteuerungspumpe 109 in Fig. 5 ausgetragen. Die Temperatur des Mediums ist gesteuert, um innerhalb des Bereichs von 23ºC + 2/100ºC zu sein und wird wiederholt zirkuliert. Die Pumpe 9 führt das Temperatursteuerungsmedium zu den 5 Leitungen der Rohre 111a bis 111e.
Die erste Leitung erstreckt sich von der Temperatursteuerungspumpe 9 zu dem Rohr Illa. Durch diese Leitung absorbiert das Medium die Wärme von dem Wafer-Futter 5 und dem Wafer 4 und wird durch das Durchflußratensteuerungsventil 110 zu der Temperatursteuerungspumpe zurückgeführt, und wird wieder in seiner Temperatur gesteuert, um innerhalb des Bereichs von 2ºC + 2/100ºC zu sein.
Auf ähnliche Weise ist die zweite Leitung durch das Rohr 111b und das Durchflußratensteuerungsventil 110b ausgebildet. Zudem sind auf ähnliche Weise die dritte, vierte und fünfte Leitung jeweils durch das Rohr 111c und das Steuerventil 110c, durch das Rohr 110 und das Steuerventil 110d und das Rohr 111e und das Steuerventil 110e ausgebildet.
Die Belichtungs-Steuereinrichtung 11 führt der Durchfluß- Steuereinrichtung 10 über die Signalleitung 112 Belichtungsinformationen zu, die wiedergeben, ob die Einrichtung einen Belichtungsvorgang aufnehmen wird, oder ob sie einen Belichtungsvorgang beenden wird, und Belichtungspositionsinformationen zu, die darstellen, welche Belichtungsfläche des Wafers 4 belichtet wird.
Die Belichtungs-Steuereinrichtung 11 hat Layout-Daten, die darstellen, wie der Wafer 4 in Belichtungsflächen aufgeteilt ist. Während des Belichtungsvorgangs unterscheidet sie die Belichtung auf der Grundlage der Layout-Daten. Die Belichtungsinformation wird auf der Grundlage von Start- und Endsignalen der Schrittbewegung des Wafers 4 durch den Apparatetisch 6 erzeugt. Dies kann auf der Grundlage eines Endsignals unterschieden werden, das den Abschluß der Ausrichtung zwischen der Belichtungsfläche des Wafers 4 und dem Maskenmuster darstellt, oder auf der Grundlage des Startsignals der Verschluß- 102- Funktion. Im letzteren Fall jedoch muß die Durchflußänderung durch Betätigen der Ventile 110a bis 110e schnell abgeschlossen werden. Die Durchfluß-Steuereinrichtung 10 steuert die Durchflußratensteuerungsventile 110a bis 110e in Übereinstimmung mit der Belichtungsinformation und der vorstehend beschriebenen Belichtungspositionsinformation derart, um die Rate des Temperatursteuerungsmediums in 3 Stufen zu steuern (STD, L1, und L2, wobei STD > L1 > L2 ist). Die Belichtungs-Steuereinrichtung 11 nutzt die Wafer-Futter 5- Temperatur von dem Temperatursensor 113, um die Temperatur des Wafers 4 vorherzusagen. Die Belichtungssteuereinrichtung 11 führt die vorstehend beschriebene Temperatur des Wafers- Futters oder die vorhergesagte Temperatur des Wafers 4 der Durchfluß-Steuereinrichtung 10 zu. Die Durchfluß-Steuereinrichtung führt in Übereinstimmung mit der Temperaturinformation eine Korrektur der Durchflußrate von einer vorbestimmten Basis- oder Standardrate STD (Fig. 7) durch.
Andererseits betreibt die Belichtungs-Steuereinrichtung 11 den Positionierungs-Apparatetisch 6 durch einen nicht gezeigten Antriebsmechanismus, um einen ersten Belichtungsbereich des Wafers 4 an der Maske 3 auszurichten, um den ersten Belichtungsbereich auf dem Wafer 4, der von dem Wafer-Futter 5 angezogen wird, mit dem Muster der Maske 3 zu belichten. Dann betreibt die Belichtungs-Steuereinrichtung 11 einen nicht gezeigten Verschluß-Ansteuermechanismus, um den Verschluß 2 zu öffnen, um die Belichtung des ersten Belichtungsbereichs zu beginnen. Nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode vergeht, oder nachdem ein vorbestimmter Belichtungsbetrag erreicht ist, wird der Verschluß 2 geschlossen, um den Belichtungsvorgang der ersten Belichtungsfläche abzuschließen.
Daraufhin wird der Positionierungs-Apparatetisch 6 angetrieben, um eine zweite Belichtungsfläche des Wafers 4 relativ zu der Maske 2 auszurichten, und dann wird, ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen ersten Belichtungsfall, der Belichtungsvorgang durchgeführt. Auf eine ähnliche Weise werden dritte und vierte Belichtungsflächen nacheinanderfolgend den Ausricht- und Belichtungsvorgängen unterzogen, bis alle der Belichtungsflächen belichtet sind.
Mit Bezug auf Fig. 6 und 7 wird die Temperatursteuerung bei diesem Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben. In Fig. 6 sind die Formen der Durchflußöffnungen 203a bis 203e innerhalb der Dicke des Wafer-Futters 5 dargestellt. Es sind fünf Leitungen der Durchflußöf fnungen 203a bis 203e, und die entsprechenden Leitungen teilen das Kühlen der entsprechenden Flächen des Wafer-Futters 5.
Insbesondere wenn auf der Grundlage der von der Belichtungs-Steuereinrichtung 11 zugeführten Belichtungspositionsinformation unterschieden ist, daß die derzeit belichtete Belichtungsf läche oberhalb oder benachbart zu der Durchflußöffnung 203a liegt, steuert die Durchfluß-Steuereinrichtung das Ventil 110a, um die Durchflußrate L1 in der Durchflußöffnung 203a zur Verfügung zu stellen, wobei die Durchflußrate L1 diejenige ist, die während dem Durchführen des Belichtungsvorgangs einzustellen ist. Wenn auf der Grundlage der von der Belichtungs-Steuereinrichtung 10 zugeführten Belichtungsinforination unterschieden ist, daß der Belichtungsvorgang abgeschlossen ist, stellt die Durchfluß-Steuereinrichtung 10 die Durchflußrate STD für die Durchflußöffnung 203a durch das Ventil 110a ein. Die anderen Durchflußöffnungen 203b bis 203e sind auf ähnliche Weise gesteuert, wenn irgendeine der derzeit belichteten Belichtungsflächen benachbart ist. Hier genügen die Durchflußrate L1 und STD der Beziehung:
STD > L1.
Mit dem Fortschreiten des Belichtungsablaufs kommt die Belichtungsfläche zu oder in die Nachbarschaft der Durchflußöffnung 203e. Zu diesem Zeitpunkt wird die Durchflußrate durch die Durchflußöffnung 203a > L2 während des Belichtungsvorgangs. Wenn der Belichtungsvorgang nicht durchgeführt wird, ist sie STD.
Hierbei erfüllen die Durchflußraten L1, L2 und STD die Beziehung:
STD > L1 > L2.
Fig. 8 zeigt die Reihenfolge der Belichtungsschritte. Sie sind in der Reihenfolge von a1, a2, a3, b1, b2, b3, b4, b5, c1, c2, c3, c4, c5, d1, d2, d3, d4, d5, e1, e2, und e3 belichtet. Dies ist eine typische Reihenfolge, ist aber nicht einschränkend. In dieser Figur ist die Oberfläche des Wafers als in 21 quadratische Flächen unterteilt dargestellt, aber auch dieses ist nicht einschränkend.
Fig. 7 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die vorstehend beschriebenen Vorgänge beschreibt. Bis die Ausrichtung für die erste Belichtungsfläche A1 abgeschlossen ist, sind in Fig. 7 bei (b) die Durchflußraten der Durchflußöffnungen 203a, 203b, 203c, 203d und 203e alle auf STD eingestellt. Wenn die Ausrichtung für die Fläche A1 abgeschlossen ist, wird die Durchflußrate der Durchflußöffnung 203a eingestellt, um L1 zu sein, bevor der Belichtungsvorgang für die Belichtungsfläche al begonnen wird. Durchflußraten der anderen Durchflußöffnungen 203b bis 203e sind L2. Wie vorstehend beschrieben, genügen die Durchflußraten L1, L2 und STD der Bedingung STD > L1 > L2, und deshalb ist der Gesamt-Durchfluß des dem gesamten Wafer-Futter 5 zugeführten Mediums abnehmend, und die Durchflußrate der der belichteten Belichtungsfläche a1 benachbarten Durchflußöffnung 203a ist höher als jene der Durchflußöffnungen 203b bis 203e. Deshalb ist die Schwingung des Wafer-Futters 5 verringert und gleichzeitig kann der Temperaturanstieg in der Umgebung der Belichtungsfläche a1 während des Belichtungsvorgangs in einem gewissen Umfang unterdrückt werden. Wenn die Belichtung der Belichtungsfläche a1 abgeschlossen ist, kehren die Durchflußraten aller Durchflußöffnungen 203a bis 203e zu STD zurück und der Ausrichtvorgang für die nächste Belichtungsfläche a2 wird begonnen. Die Durchflußrate der Durchflußöffnung 203a kehrt vor dem Start des Belichtungsvorgangs der Belichtungsfläche a2 nach dem Abschluß der Ausrichtung für die Belichtungsfläche a2 zu L1 zurück. Die Durchflußraten der Durchflußöffnungen 203b bis 203e sind wieder L2. Auf ähnliche Art und Weise werden die Belichtungsvorgänge der Belichtungsflächen a2 und a3 vervollständigt, bzw. abgeschlossen, und die Durchflußraten der Durchflußöffnungen 203a bis 203e sind zu diesem Zeitpunkt STD.
Als nächstes wird die Ausrichtung der Belichtungsfläche b1 begonnen. zu diesem Zeitpunkt betragen die Durchflußraten aller Durchflußöffnungen 203a bis 203e STD.
Da in Fig. 6 alle Belichtungsflächen b1, b2, b3, b4 und b5 über oder benachbart der Durchflußöffnung 203b sind und deshalb die Durchflußrate der Durchflußöffnung 203b vor dem Start der Belichtung nach dem Abschluß der Ausrichtung für die Belichtungsfläche b1 L1 wird, und die Durchflußrate der anderen Durchflußöffnungen 203a, 203c bis 203e sind alle L2. Wenn die Belichtung auf die Belichtungsfläche b1 abgeschlossen ist, sind alle Durchflußraten aller Durchflußöffnungen 203a bis 203e Standard. Auf eine ähnliche Art und Weise werden die darauffolgenden Belichtungsvorgänge durchgeführt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel genügt die Durchflußrate der Flüssigkeitsdurchflußöffnung, die der Belichtungsfläche gegenüberliegt, und die Durchflußrate der Durchflußöffnung, die den anderen Belichtungsflächen gegenüberliegt, der Bedingung STD > L1 > L2, wenn die Temperatur des Futters 5 gesteuert wird. Jedoch ist dies nicht einschränkend, und es wird genügen, wenn der Gesamt-Durchfluß pro Zeiteinheit der Flüssigkeit durch das Futter derart ist, daß er keine Schwingungen erzeugt, die den Belichtungsvorgang beeinflussen, und derart, daß die Wärme an der Belichtungsposition ausreichend abgeführt werden kann.
Beispielsweise ist es eine mögliche Alternative, daß während des Belichtungsvorganges die Flüssigkeits- (Medium) Zufuhr zu der Position, die von der Belichtungsfläche verschieden istgestoppt wird, wohingegen die Durchflußrate, die nicht in einer Schwingungserzeugung resultiert, die einen Einfluß auf den Belichtungsvorgang hat, lediglich zu der Durchflußöffnung zugeführt wird, die der Belichtungsfläche entspricht. In diesem Fall ist die Beziehung nicht auf STD > L2 begrenzt, sondern STD ≥ L2 ist zufriedenstellend.
Fig. 9 zeigt eine Einrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Durchflußöffnung 501 des Wafer-Futters 5 weiter fein unterteilt ist, wobei die Durchflußraten des Temperatursteuerungsmediums gesteuert werden. Wie vorstehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Durchflußratensteuerungseinrichtung vorgesehen, um den Durchfluß des Temperatursteuerungsmediums durch das Wafer-Futter zu steuern. Und deshalb kann der Durchfluß des Mediums in Übereinstimmung mit dem Zustand des Belichtungsvorgangs gesteuert werden. Demzufolge kann die Temperatur des Wafers innerhalb eines vorbestimmten tolerierbaren Bereichs beibehalten werden, ohne den Durchsatz des Belichtungsprozeßes zu verringern; und das mögliche Verschlechtern der Musterausbildungspräzision aufgrund der von dem Durchfluß des Mediums herrührenden Schwingung kann verhindert werden, wodurch die hochpräzise Musterbildung erzielt wird.
Während die Erfindung mit Bezug auf die hierin offenbarten Strukturen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die dargelegten Einzelheiten beschränkt und diese Anmeldung ist bestrebt, derartige Modifikationen oder Änderungen, wie sie möglich sind, im Bereich des Schutzumfangs der folgenden Patentansprüche abzudecken.

Claims

1. Verfahren zur Präzisions-Musterbildung, bei dem ein Teil (4) von einem Futter (5) gehalten wird, das Teil (4) einer Strahlung ausgesetzt ist, um ein Präzisionsmuster darauf auszubilden, und das Futter (5) von einem temperaturgesteuerten Medium durchströmt wird, um ein Ansteigen der Temperatur des Futters (5) und des gehaltenen Teils (4) zu unterdrücken, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Durchflußrate (A, B; STD, L1, L2), das heißt, der Durchfluß des Mediums pro Zeiteinheit durch das Futter (5), während der Belichtung geringer ist (A; L1), wodurch Schwingungen während der Belichtung auf einen tolerierbaren Pegel verringert werden und somit die Musterpräzision verbessert wird, während der Temperaturanstieg in einem Maß unterdrückt wird, daß die Temperatur zwingend innerhalb eines tolerierbaren Bereiches liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Position des Futters (5) auf eine Belichtung folgend und vor einer nächsten Belichtung verändert wird, und die Durchflußrate (B; STD) vor der nächsten Belichtung, auf die Wiederausrichtung des Futters (5) folgend, direkt verringert wird (A; L1, L2).

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Belichtung durch Öffnen eines im Strahlungsweg zu dem Teil (4) angeordneten Verschlusses (2) aufgenommen wird, und die Durchflußrate (B; STD) unmittelbar auf das Öffnen des Verschlusses (2) folgend direkt verringert wird (A; L1, L2).

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Futter-Temperatur erfaßt wird und die Durchflußrate (Bn), die auf das Ende der Belichtung folgend erhöht wurde, in Abhängigkeit von der erfaßten Futter-Temperatur oder einer darauf beruhenden vorhergesagten Teil-Temperatur vor einer nächsten Belichtung verringert wird (B1, B2, ...).

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Durchflußrate (Bn bis B2) in Abhängigkeit von der erfaßten Futter-Temperatur oder der vorhergesagten Teile-Temperatur, wie zuvor gesagt, von einem Vielfachpegel (Bn, Bn&submin;&sub1;, ..., B&sub2;) auf einen anderen (Bn&submin;&sub1;, B&sub1;) verringert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Vielzahl von Durchflußöffnungen (203a bis 203e) in dem Futter (5) von dem temperaturgesteuerten Medium durchströmt wird, die Durchflußrate (STD, L1, L2) in jeder Durchflußöffnung (203a bis 203e) unabhängig gesteuert wird, und der Gesamt-Durchfluß pro Zeiteinheit des temperaturgesteuerten Mediums durch das Futter (5) derart ist, daß er keinen Schwingungseinfluß auf die Belichtung hervorruft, während eine ausreichende Wärmemenge an der Belichtungsposition des Teiles (4) abgeführt wird, um einen Temperaturanstieg über den tolerierbaren Bereich hinaus zu unterdrücken.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Durchflußrate (A, B; STD, L1, L2) des temperaturgesteuerten Mediums durch die der belichteten Position (a1, a2, ..., a3) des Teiles (4) nächstgelegenen Durchflußöffnungen (203a bis 203e) während der Belichtung geringer (A; L1, L2) als nach der Belichtung (B; STD) ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Durchflußrate (STD, L2) des temperaturgesteuerten Mediums durch jede andere Durchflußöffnung (203b, ..., 203e; 203c, ..., 203a; ...) als die der belichteten Position (a1, a2, a3; b1, b5; ..) nächstgelegene Durchflußöf fnung (203a; 203b; ...) selbst während der Belichtung geringer ist als die Durchflußrate (L1) durch die der belichteten Position (a1, a2, a3; b1, ..., b5; . ..) nächstgelegene Durchflußöffnung (203a; 203b; ...).

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, bei dem die der Belichtung folgende Durchflußrate (STD) in jeder Durchflußöffnung (203a bis 203b) in Abhängigkeit von der Futter-Temperatur korrigiert wird.

10. Belichtungseinrichtung zum Definieren eines Präzisionsmusters auf einem Teil (4), wobei die Einrichtung umfaßt:

ein Futter (5) zum Halten des Teiles (4); eine Belichtungseinrichtung (1 bis 3, 6) zum Belichten des Teiles (4); und

eine Zufuhreinrichtung (9) zum Zuführen eines temperaturgesteuerten Mediums zu dem Futter (5) durch darin ausgebildete Durchflußöffnungs-Einrichtungen (8, 203a bis 203e; 501); wobei die Belichtungseinrichtung gekennzeichnet ist durch:

eine Durchflußraten-Steuereinrichtung (7; 110a bis 110e) zum Steuern der Durchflußrate (A, B; STD, L1, L2) des temperaturgesteuerten Mediums durch die Durchflußöffnungs-Einrichtungen (8; 203a bis 203e; 501); und eine Durchfluß-Steuereinrichtung (10) die vorgesehen ist, um die Funktion der Durchflußraten-Steuereinrichtung (7; 110a bis 110e) zu steuern und die in Übereinstimmung mit der Belichtungsfunktion betrieben wird, so daß die Durchflußrate (A, B, STD, L1, L2) des temperaturgesteuerten Mediums während der Belichtung geringer ist (A; L1, L2) und deshalb Schwingungen während der Belichtung verringert sind, wodurch die Musterpräzision verbessert wird, während dennoch die Futter-Temperatur innerhalb eines tolerierbaren Bereiches gehalten wird.

11. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 10, die eine Belichtungs-Steuereinrichtung (11) zum Steuern des Belichtungs-Zeitablaufes enthält, wobei die Durchfluß-Steuereinrichtung (10) auf von der Belichtungs-Steuereinrichtung (11) abgegebene Signale anspricht.

12. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 11, die eine Apparatetisch-Einrichtung (6) zum Bewegen des Futters (5) von einer Belichtungsposition (a1, a2, ..., e3) zu einer nächsten Belichtungsposition (a2, a3, ...) enthält, wobei die Belichtungs-Steuereinrichtung (11) betrieben wird, um die Funktion der Apparatetisch-Einrichtung (6) zu steuern, und die auf die Belichtungs-Steuereinrichtung (11) ansprechende Durchfluß-Steuereinrichtung (10), um die Durchflußrate (B; STD) zu verringern, wenn die auf die Bewegung zur nächsten Belichtungsposition (a, a3, ...) folgende vollständige Wiederausrichtung des Futters (5) angezeigt wird.

13. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 11, die einen Verschluß (2) enthält, der angeordnet ist, um auf das Teil (4) gerichtete Strahlung zu unterbrechen, wobei die Belichtungs-Steuereinrichtung (11) betrieben wird, um die Funktion des Verschlusses (2) zu steuern, und die Durchfluß-Steuereinrichtung (10) auf die Belichtungs-Steuereinrichtung (11) anspricht, um eine schnelle Verringerung der Durchflußrate (B, STD) zu bewirken, wenn das Öffnen des Verschlusses (2) angezeigt wird.

14. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 10 mit einem Futter-Temperatur-Sensor (15), wobei die Durchfluß-Steuereinrichtung (10) während der der Belichtung folgenden Zeit auf diesen anspricht, um die Durchflußrate (Bn, Bn&submin;&sub1;, ...) in Abhängigkeit von der abnehmenden Temperatur zu verringern.

15. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 14, bei der die Durchflußrate (Bn, Bn&submin;&sub1;, ... ) Pegel für Pegel (Bn -> Bn&submin;&sub1; -> ....) verringerbar ist.

16. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 10, bei der die Durchflußöffnungs-Einrichtung eine Vielzahl individuell steuerbarer Durchflußöffnungen (203a bis 203e) umfaßt, wobei die Durchflußraten-Steuereinrichtung (110a bis 110e) die Durchflußrate (STD, L1, L2) in jeder entsprechenden Durchflußöffnung (203a bis 203e) steuert, und die Durchfluß-Steuereinrichtung (10) so betrieben wird, daß der Gesamt-Durchfluß pro Zeiteinheit durch das Futter (5) keinen Schwingungseinfluß auf die Belichtung ausübt, während eine ausreichende Wärmemenge an der Position (a1, a2, ..., e3) abgeführt wird, wenn eine Belichtung des Teiles (4) stattfindet, um einen Temperaturanstieg über den tolerierbaren Bereich hinaus zu unterdrücken.

17. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 16, bei der die Durchfluß-Steuereinrichtung (10) so betrieben wird, daß die Durchflußrate (STD, L1, L2) des temperaturgesteuerten Mediums durch die der belichteten Position (a1, a2, ... e3) des Teiles (4) nächstgelegene Durchflußöffnung (203a; 203b; ...; 203e) während der Belichtung geringer ist (L1) als sie nach der Belichtung ist (STD).

18. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 17, bei der die Durchfluß-Steuereinrichtung (10) so betrieben wird, daß die Durchflußrate (STD, L1, L2) des temperaturgesteuerten Mediums durch jede andere Durchflußöffnung (203b bis 203e; 203c bis 203a; ...) als die der belichteten Position (a1, a2, a3; b1, ..., b5; ..) nächstgelegene Durchflußöffnung (203a; 203b; ...) selbst während der Belichtung geringer ist (L2) als die Durchflußrate (L1) durch die der belichteten Position (a1, a2, a3; bll ..., b5; ...) nächstgelegene Durchflußöffnung (203a; 203b; ...).

19. Belichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, die einen Futter-Temperatur-Sensor (113) und auf diesen ansprechende Korrektureinrichtungen (11, 10, 110a bis 110e) enthält, um die Durchflußrate (STD) nach der Belichtung in jeder Durchflußöffnung (203a bis 203e) zu korrigieren.

20. Verwendung des in einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 beanspruchten Verfahrens, um ein Präzisionsmuster auf einem Halbleiterwafer als dem Teil (4) zu erzeugen.