-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übernahme
einer reflektierenden Maske, die zur Bemusterung eines Projektionsstrahls
extremer ultravioletter elektromagnetischer Strahlung geeignet ist.
-
Lithografische
Projektionsvorrichtungen können
z. B. bei der Herstellung integrierter Schaltungen (integrated circuits;
ICs) eingesetzt werden. In einem solchen Fall kann ein Vorlagenmittel
ein Schaltungsmuster entsprechend einer individuellen Schicht der IC
erzeugen, und dieses Muster kann auf einen Zielabschnitt (der z.
B. ein oder mehrere Halbleitplättchen
aufweist) auf einem Substrat (Siliziumwafer) abgebildet werden,
auf das eine Schicht aus strahlungsempfindlichem Material (Resist)
aufgebracht worden ist. Im Allgemeinen enthält ein einziger Wafer ein ganzes
Netzwerk benachbarter Zielabschnitte, die einzeln nacheinander über das
Projektionssystem bestrahlt werden. Bei den derzeitigen Vorrichtungen,
bei denen eine Maske auf einem Maskentisch mit einem Muster versehen
wird, kann zwischen zwei verschiedenen Maschinentypen unterschieden
werden. Bei einem Typ einer lithografischen Projektionsvorrichtung
wird jeder Zielabschnitt bestrahlt, indem das gesamte Maskenmuster
in einem Durchgang auf dem Zielabschnitt belichtet wird; eine solche
Vorrichtung wird im Allgemeinen als ein Wafer-Stepper bezeichnet.
Bei einer allgemein als eine Step-and-Scan-Vorrichtung bezeichneten
alternativen Vorrichtung wird jeder Zielabschnitt durch aufeinander
folgendes Abtasten des Maskenmusters unter dem Projektionsstrahl
in einer gegebenen Bezugsrichtung (der "Abtast"-Richtung) bestrahlt, während der
Substrattisch parallel oder antiparallel zu dieser Richtung synchron
abgetastet wird. Da das Projektionssystem im Allgemeinen einen Vergrößerungsfaktor
M aufweist (im Allgemeinen < 1),
ist die Geschwindigkeit V, mit der der Substrattisch abgetastet
wird, ein Faktor M mal derjenigen, mit der der Maskentisch abgetastet
wird. Weitere Informationen hinsichtlich lithografischer Vorrichtungen
wie hier beschrieben finden sich z. B. in der
US 6,046,792 .
-
Bei
einem Herstellungsprozess unter Verwendung einer lithografischen
Projektionsvorrichtung wird ein Muster (z. B. einer Maske) auf ein
Substrat abgebildet, das zumindest teilweise mit einer Schicht aus
strahlungsempfindlichem Material (Resist) bedeckt ist. Vor diesem
Abbildungsschritt kann das Substrat verschiedenen Vorgängen unterzogen
werden wie z. B. Grundbeschichtung (Priming), Beschichtung mit Resist
und einem Soft Bake (leichtes Trocknen). Nach der Belichtung kann
das Substrat anderen Vorgängen
unterzogen werden wie z. B. einem Post Exposure Bake (PEB, Trocknen
nach der Belichtung), einer Entwicklung, einem Hard Bake (starkes
Trocknen) und einer Messung/Kontrolle der abgebildeten Merkmale.
Diese Reihe von Vorgängen wird
als Basis zum Aufbringen eines Musters auf eine einzelne Schicht
eines Bausteins z. B. eines IC verwendet. Eine solche gemusterte
Schicht kann dann verschiedenen Prozessen unterzogen werden wie
z. B. Ätzen,
Innenimplantation (Dotieren), Metallisierung, Oxidation, chemo-mechanisches
Polieren usw., die alle dazu vorgesehen sind, eine bestimmte Schicht
fertigzubearbeiten. Wenn mehrere Schichten erforderlich sind, muss
der gesamte Vorgang oder eine seiner Varianten für jede neue Schicht wiederholt
werden. Schließlich
wird auf dem Substrat (Wafer) eine Reihe von Bausteinen vorhanden
sein. Diese Bausteine werden dann durch eine Technik wie z. B. Zerschneiden
oder Zersägen
voneinander getrennt, wonach die einzelnen Bausteine auf einem Träger installiert,
an Stifte angeschlossen werden können
usw. Weitere Informationen bezüglich
solcher Prozesse finden sich Z. B. in dem Buch "Microchip Fabrication: A Practical Guide
to Semiconductor Processing",
dritte Ausgabe, von Peter van Zant, McGraw Hill Publishing Co.,
1997, ISBN 0-07-067250-4.
-
Der
Einfachheit halber kann das Projektionssystem nachstehend als "Linse" bezeichnet werden; diese
Bezeichnung ist jedoch allgemein als verschiedene Typen von Projektionssystemen
einschließlich z.
B. Brechungsoptik-, Spiegeloptik- und katadioptrische Systeme umfassend
auszulegen. Das Bestrahlungssystem kann auch Komponenten enthalten,
die gemäß einer
dieser Ausführungstypen
arbeiten, um den Projektionsstrahl aus Strahlung zu richten, formen
oder steuern, und diese Komponenten können nachstehend zusammen oder
einzeln auch als "Linse" bezeichnet werden.
Ferner kann die lithografische Vorrichtung einem Typ angehören, der
zwei oder mehr Substrattische (und/oder zwei oder mehr Maskentische)
aufweist. Bei solchen "Mehrtisch"-Vorrichtungen können die
zusätzlichen
Tische parallel verwendet oder Vorbereitungsschritte können an
einem oder mehreren Tischen ausgeführt werden, während ein
oder mehrere andere Tische für Belichtungen
verwendet werden. Lithografische Vorrichtungen mit zwei Tischen
sind z. B. in der
US 5,969,441 und
der
WO 98/40791 beschrieben.
-
Das
Maskenkonzept ist in der Lithografie hinreichend bekannt und umfasst
Maskentypen wie Binär-,
alternierende Phasenschiebe- und gedämpfte Phasenschiebe- sowie
verschiedene Typen Hybridmaske. Die Anordnung einer solchen Maske
im Bestrahlungsstrahl verursacht entsprechend dem Muster auf der
Maske eine selektive Durchlässigkeit
(im Fall einer durchlässigen
Maske) oder Reflexion (im Fall einer reflektierenden Maske) der
auf die Maske auftreffenden Strahlung. Der Maskentisch stellt sicher,
dass die Maske in einer gewünschten
Position im einfallenden Bestrahlungsstrahl gehalten und dass sie,
falls gewünscht,
relativ zum Strahl bewegt werden kann.
-
Herkömmlicherweise
ist der Maskentisch so positioniert worden, dass die Strahlung vom
Beleuchtungssystem die Maske und das Projektionssystem passiert
und auf das Substrat gelangt. Solche Masken sind als durchlässige Masken
bekannt, da sie die Strahlung vom Beleuchtungssystem selektiv durchlassen,
wodurch ein Muster auf dem Substrat gebildet wird. Solche Masken
müssen
gehalten werden, damit sie das Licht durchlassen können. Dies
wurde herkömmlicherweise
durch einen Unterdruck im Tisch an einer Umfangszone der Maske erreicht,
so dass die Maske durch den atmosphärischen Druck auf dem Tisch
festgespannt wird.
-
Bei
einer lithografischen Vorrichtung ist die Größe der Merkmale, die auf dem
Wafer abgebildet werden können,
durch die Wellenlänge
der Projektionsstrahlung begrenzt. Um integrierte Schaltungen mit
einer höheren
Dichte der Bausteine und damit höheren
Operationsgeschwindigkeiten herzustellen, ist es wünschenswert,
kleinere Merkmale abzubilden. Während
die meisten derzeitigen lithografischen Projektionsvorrichtungen
Ultraviolettlicht mit 365 nm, 248 nm und 193 nm verwenden, das von
Quecksilberlampen oder Excimer-Lasern erzeugt wird, ist vorgeschlagen
worden, eine Strahlung mit einer kürzeren Wellenlänge von
etwa 13 nm zu verwenden. Eine derartige Strahlung wird als extreme
Ultraviolett-(extreme ultraviolet; EUV) Strahlung bezeichnet, und mögliche Quellen
sind u. a. lasererzeugte Plasmaquellen, Entladungsquellen oder Synchrotron-Strahlungsquellen,
von denen Beispiele z. B. in den europäischen Patentanmeldungen
EP 1 109 427 A und
EP 1 170 982 A offenbart
werden.
-
Da
bisher keine Materialien bekannt sind, die für EUV-Strahlung hinreichend
durchlässig
sind, wird eine lithografische Projektionsvorrichtung mit EUV-Strahlung
entwickelt, bei der eine reflektierende Maske mit einer Mehrlagenbeschichtung
aus abwechselnden Schichten verschiedener Materialien eingesetzt
wird, z. B. in der Größenordnung
von 50 Perioden abwechselnder Schichten aus Molybdän und Silizium
oder anderen Materialien, wie z. B. in der europäischen Patentanmeldung
EP 1 065 532 A offenbart.
Die Größe der bei
der EUV-Lithografie abzubildenden Merkmale macht den Abbildungsprozess
sehr anfällig
bei Verunreinigungen jeglicher Art auf der Maske. Es ist damit zu
rechnen, dass Verunreinigungspartikel mit einer Abmessung in der
Größenordnung
von 50 nm in Fehlern der auf dem Substrat hergestellten Bausteine
resultieren. Herkömmlicherweise
ist die gemusterte Seite des Retikels durch ein so genanntes Pellikel
bedeckt. Eventuelle Verunreinigungen sammeln sich dann auf der Pellikeloberfläche in einigem
Abstand zum Maskenmuster an und werden deshalb nicht (scharf) auf
dem Substrat abgebildet, wodurch solche Masken mit Pellikeln weniger
empfindlich gegen Verunreinigung sind. Pellikel können bei
der EUV-Bestrahlung nicht verwendet werden, da sie nicht hinreichend
durchlässig
für die EUV-Strahlung
sind. Eine Verunreinigung der Maske durch Partikel auf der das Muster
tragenden reflektierenden Oberfläche
der Maske würde
deshalb zu fehlerhaften Bausteinen führen und muss verhindert werden.
-
Ferner
ist vorgesehen, die reflektierende Maske an ihrer Rückseite
durch auf die Masken tragende Oberfläche wirkende elektrostatische
Kräfte auf
dem Maskentisch zu halten, um die sehr strengen Anforderungen hinsichtlich
der EUV-Maskenpositionierung einhalten zu können. Eventuelle zwischen der
Rückseite
der Maske und der Masken tragenden Oberfläche des Maskentisches vorhandene
Verunreinigungspartikel resultieren in Unregelmäßigkeiten der reflektierenden
Maskenoberfläche.
Da das Projektionssystem an der Objektseite nicht telezentrisch ist,
weil eine reflektierende Maske verwendet wird (weitere Informationen über dieses
Problem finden sich in der europäischen
Patentanmeldung
EP 1
139 176 A ), werden eventuelle Unregelmäßigkeiten in der Oberflächenfigur
der reflektierenden Maskenoberfläche
in eine lokale Verschiebung des auf dem Substrat abgebildeten Musters übertragen.
Als Ergebnis stimmen die abgebildeten Schichten möglicherweise nicht
mit vorigen im Substrat behandelten Schichten überein, was ebenfalls zur Herstellung
fehlerhafter Bausteine führt.
Eine Verunreinigung durch Partikel an der hinteren Oberfläche der
Maske muss deshalb verhindert werden.
-
Eine
Handhabung der Maske ist erforderlich, um sie in bzw. aus verschiedene(n)
Gerätetypen
zu bringen, z. B. Mehrschichtabscheidungsgerät, Maskenmuster-Schreibgerät, Maskenkontrollgerät, lithografische
Projektionsvorrichtung, aber auch eine Maskenaufbewahrungsbox für den Transport
der Maske zwischen diesen verschiedenen Gerätetypen. Ferner ist die Handhabung
der Maske innerhalb dieser verschiedenen Gerätetypen erforderlich, z. B.
zur Übernahme
der Maske. Herkömmlicherweise
wird eine Maske bei den Handhabungsprozeduren durch eine mechanische
oder unterdruckbetätigte
Spanneinrichtung gehalten. Solche herkömmlichen Verfahren bilden immer
dann, wenn eine Maske von einem anderen Greifer oder einem anderen
Handhabungsgerät übernommen
wird, offensichtlich eine reichhaltige Quelle für die Erzeugung von Partikeln.
Es wurde festgestellt, dass durch den Greifvorgang Partikel verschiedener
Größe aus dem
Greifbereich freigesetzt werden. Das Mikrogleiten der Kontaktoberflächen scheint
eine Hauptursache für
eine derartige Partikelerzeugung zu sein. Für EUV-Masken ist deshalb eine
feinfühligere
Handhabung erforderlich. Jeder mechanische Kontakt zwischen Maske
und Greifer sollte so gestaltet sein, dass eine Erzeugung von Partikeln
während
der Handhabung und Übernahme der
Maske (Retikel) weitgehend minimiert oder verhindert wird.
-
Bei
den verschiedenen Typen der obigen Geräte ist häufig eine korrekte Ausrichtung
der Maske erforderlich. Herkömmlicherweise
wird dies durch Einspannen der Maske, Bestimmen der Ausrichtung, Lösen des
Spannmittels, Justieren der Position der Maske unter Verwendung
eines anderen Greifers, erneutes Einspannen der Maske mit der ersten
Einspannvorrichtung, erneutes Bestimmen der Ausrichtung und Wiederholen
dieses Ablaufs erreicht, bis eine einwandfreie Ausrichtung erzielt
worden ist. Bei jedem Einspannen und Freigeben der Maske werden Partikel
erzeugt, und zur Minderung dieses Problems ist ein verbessertes
Verfahren zum Handhaben der Maske erforderlich.
-
Die
EP 0 789 280 beschreibt
ein Verfahren zum Greifen eines Maskenhalters, bei dem Kugeln verwendet
werden, die mit dem Maskenhalter an drei verschiedenen Positionen
in Kontakt kommen. Die erste Kugel greift in eine konisch geformte
Rille ein, die zweite wird in einer V-förmigen Rille positioniert und
die dritte wird mit der ebenen Oberfläche des Maskenhalters in Kontakt
gebracht.
-
Die
EP 0 881 538 beschreibt
einen Maskenhalterrahmen, bei dem Kugelstempel durch Löcher in Befestigungshaltern
in Rillen in einer darunter liegenden Grundplatte geschraubt werden.
-
Die
EP 1 061 561 offenbart ein
Verfahren zum Halten einer reflektierenden Maske, die zur Musterbildung
eines Projektionsstrahls extremer elektromagnetischer Ultraviolettstrahlung
in einer lithografischen Projektionsvorrichtung geeignet ist.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren
zur Übernahme
einer reflektierenden EUV-Maske bereitzustellen, um die Partikelerzeugung
bei der Handhabung weitgehend zu verringern.
-
Diese
und andere Aufgaben der Erfindung werden durch ein Verfahren zur Übernahme
einer reflektierenden EUV-Maske gelöst, das in den Ansprüchen definiert
ist.
-
Verfahren
zur Übernahme
einer Maske auf eine solche Weise stellen sowohl ein gefühlvolles Greifen
bereit, um eine Partikelerzeugung zu verhindern, als auch eine bekannte
Ausrichtung der Maske bezüglich
des Greifers, so dass zur ordnungsgemäßen Ausrichtung nicht mehrere Übernahmevorgänge erforderlich
sind. Ferner stellen sie eine sehr einfache und unkomplizierte Art
für das
Halten der Maske bereit, da kein Bedarf an Sensoren zur Bestimmung der
ordnungsgemäßen Ausrichtung
besteht, was ein Vorteil in einer Unterdruckumgebung ist, wie sie
für die
meisten Ausrüstungstypen
zur Bearbeitung einer EUV-Maske erforderlich ist. Vertiefungen mit
im Wesentlichen V-förmigem
Querschnitt, die mit Vorsprüngen
mit abgerundeten Spitzen zusammenwirken, haben sehr gute Ergebnisse
erbracht. Die Vertiefungen gestatten ein wirksames Halten und eine
sehr gute Wiederholgenauigkeit der Maskenanordnung.
-
Vorzugsweise
weist das Verfahren das Halten der Maske auf, indem eine kontaktfreie
Kraft wie die Schwerkraft oder eine elektromagnetische Kraft gegenüber der
Gruppe von Vorsprüngen
auf einer Seite der Maske ausgeübt
wird, um eine Mindestanzahl mechanischer Kontaktpunkte zwischen
Maske und Greifer und damit eine Mindestanzahl möglicher Quellen der Partikelerzeugung
zu ermöglichen.
-
Es
können
mehrere Gruppen von Vertiefungen sowohl an ein und derselben Seite
als auch an gegenüberliegenden
Seiten der Maske bereitgestellt werden, um die Übernahme von einem zum anderen Greifer
zu gestatten, wobei beide Greifer eine Gruppe Vorsprünge haben,
um ein kinematisch bestimmtes Halten der Maske zu ermöglichen.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Vertiefungen in Halterungen um die Maske vorgesehen, wodurch
das Material der Halterungen speziell im Hinblick auf vorteilhafte
Eigenschaften für
die Handhabung gewählt
werden kann, z. B. Materialien mit verschleißfesten Oberflächen. Die
spanende Bearbeitung der Vertiefungen in den Masken könnte ebenfalls
die Erfüllung
der für
EUV-Masken vorgeschriebenen extremen Anforderungen wie etwa Ebenheitsvorschriften
unmöglich
machen. Bei solchen Halterungen kann auch eine Sicherungsvorkehrung
vorgesehen werden, um die Maske in einer Notsituation wie einem
Spannungsausfall auf dem Maskentisch zu halten, wenn sie durch elektrostatische Kräfte nach
unten weisend gegen den Maskentisch gehalten wird.
-
Weitere
Ausführungsformen
und ihre Vorteile finden sich in den Ansprüchen und der nachstehenden
Beschreibung.
-
Obwohl
in diesem Text speziell auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bei der Herstellung von ICs verwiesen werden kann, soll ausdrücklich darauf
hingewiesen werden, dass eine solche Vorrichtung zahlreiche andere
mögliche
Anwendungen hat. Sie kann z. B. bei der Herstellung von integrierten
optischen Systemen, Leit- und Detektionsmustern für Magnetblasenspeicher,
Flüssigkristall-Anzeigetafeln, Dünnfilm-Magnetköpfen usw. verwendet
werden. Für
den Fachmann versteht es sich, dass im Kontext solcher alternativer
Anwendungen jede Verwendung der Bezeichnungen "Retikel", "Wafer" oder "Halbleiterplättchen bzw.
Chip" in diesem
Text als durch die allgemeineren Begriffe "Maske", "Substrat" bzw. "Zielabschnitt" ersetzt betrachtet werden
soll.
-
Im
vorliegenden Dokument werden die Begriffe "Strahlung" und "Strahl" als extreme Ultraviolettstrahlung (EUV)
(z. B. mit einer Wellenlänge
im Bereich von 5 bis 20 nm, insbesondere ca. 13 nm) umfassend verwendet.
-
Ausführungsformen
der Erfindung werden nunmehr nur beispielhaft unter Bezugnahme auf
die beiliegenden schematischen Zeichnungen beschrieben, in denen
identische Bezugszeichen gleichartige Teile kennzeichnen; es zeigen:
-
1 eine
lithografische Projektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
-
2a eine
in Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Maske;
-
2b, 2c und 2d Einzelheiten
einer Variation der Maske von 2a;
-
3 eine
Einzelheit von 2a und einen Teil des Maskengreifers,
der in Zusammenhang mit der Erfindung verwendet wird;
-
4 eine
Variation des Stiftes des Maskengreifergeräts von 3;
-
5a, 5b und 5c schematisch eine Übernahmefolge
einer Maske durch zwei Greifer gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
-
6 einen
Teil eines Maskentisches, der einen Greifer enthält, der in Zusammenhang mit
der Erfindung verwendet wird;
-
7 eine
ausfallsichere Anordnung im Maskentisch und eine an einer Maske
vorgesehene Halterung, die in Zusammenhang mit der Erfindung verwendet
wird;
-
8 und 9 andere
Greifertypen, die in Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden;
-
10 eine
Einzelheit eines Maskenrahmens zum Anbringen einer Maske, der in
Zusammenhang mit einer Ausführungsform
der Erfindung verwendet werden kann; und
-
11 eine
Einzelheit einer Maskenaufbewahrungsbox, die in Zusammenhang mit
der Erfindung verwendet wird.
-
1 ist
eine schematische Darstellung einer lithografischen Projektionsvorrichtung
1, die in Zusammenhang mit der Erfindung verwendet wird. Die Vorrichtung
weist auf:
ein Strahlungssystem LA, IL zum Liefern eines Projektionsstrahls
PB einer EUV-Strahlung;
einen
ersten Objekttisch (Maskentisch) MT zum Halten einer Maske MA (z.
B. ein Retikel), der mit einem ersten Positionierungsmittel PM zur
genauen Positionierung der Maske relativ zur Komponente PL verbunden
ist;
einen zweiten Objekttisch (Substrattisch) WT zum Halten
eines Substrats W (z. B. ein Resist-beschichteter Siliziumwafer),
der mit einem zweiten Positionierungsmittel PW zur genauen Positionierung
des Substrats relativ zur Komponente PL verbunden ist;
ein
Projektionssystem ("Linse") PL zum Abbilden
eines bestrahlten Abschnitts der Maske MA auf einen Zielabschnitt
C (Halbleiterplättchen)
des Substrats W. Wie hier dargestellt ist, ist das Projektionssystem vom
Reflexionstyp, von dem Beispiele z. B. in der europäischen Patentanmeldung
EP 01309353.9 offenbart
werden.
-
Die
Quelle LA (z. B. eine lasererzeugte Plasmaquelle, eine Entladungsquelle
oder ein Undulator oder Wiggler, die um den Weg eines Elektronenstrahls
in einem Speicherring oder Synchrotron vorgesehen ist) erzeugt einen
Strahl einer EUV-Strahlung. Dieser Strahl wird entweder direkt oder
nach dem Durchgang durch ein Aufbereitungsmittel wie z. B. einen
Strahlaufweiter in ein Beleuchtungssystem (Illuminator) IL gespeist.
Der Illuminator IL kann ein Einstellmittel zum Einstellen des äußeren und/oder inneren
radialen Ausmaßes
(allgemein als σ-innen bzw. σ-außen bezeichnet)
der Intensitätsverteilung im
Strahl aufweisen. Außerdem
weist er im Allgemeinen verschiedene andere Komponenten auf, wie
einen Integrator und einen Kondensor. Auf diese Weise hat der auf
die Maske MA fallende Strahl PB in seinem Querschnitt die gewünschte Intensitätsverteilung.
-
Hinsichtlich 1 ist
zu beachten, dass die Quelle LA innerhalb des Gehäuses der
lithographischen Projektionsvorrichtung angeordnet sein kann, dass
sie aber auch entfernt von der lithographischen Projektionsvorrichtung
angeordnet sein kann, wobei der von ihr erzeugte Strahl der Strahlung
in die Vorrichtung geführt
wird (z. B. mit Hilfe geeigneter Richtspiegel); das zuletzt genannte
Szenario trifft oft zu, wenn die Quelle LA ein Excimer-Laser ist.
Die vorliegende Erfindung sowie die Ansprüche decken beide dieser Szenarien
ab.
-
Der
Strahl PB trifft dann auf die Maske MA, die auf einem Maskentisch
MT gehalten wird. Nachdem er selektiv von der Maske MA reflektiert
worden ist, passiert der Strahl PB die Linse PL, die den Strahl PB
auf einen Zielabschnitt C des Substrats W fokussiert. Mit Hilfe
des zweiten Positionierungsmittels (und eines interferometrischen
Messmittels IF) kann der Substrattisch WT genau bewegt werden, z.
B. um verschiedene Zielabschnitte C im Weg des Strahls PB zu positionieren.
Analog kann das erste Positionierungsmittel verwendet werden, um
die Maske MA bezüglich
des Weges des Strahls PB genau zu positionieren, z. B. nach dem
mechanischen Abrufen der Maske MA aus einer Maskenbibliothek oder
während eines
Abtastvorgangs. Im Allgemeinen wird die Bewegung der Objekttische
MT, WT mit Hilfe eines Moduls mit langem Hub (Grobpositionierung)
und eines Moduls mit kurzem Hub (Feinpositionierung) verwirklicht,
die in 1 nicht detailliert dargestellt sind.
-
Die
dargestellte Vorrichtung kann in zwei verschiedenen Betriebsarten
eingesetzt werden:
- 1. Im Schrittmodus bleibt
der Maskentisch MT im Wesentlichen ortfest, und ein vollständiges Maskenbild
wird in einem Durchgang (d. h. einem einzigen "Blitz" (flash)) auf einen Zielabschnitt C
projiziert. Der Substrattisch WT wird dann in x- und/oder y-Richtung verschoben, so
dass ein anderer Zielabschnitt C vom Strahl PB bestrahlt werden
kann.
- 2. Im Abtastmodus gilt im Wesentlichen das gleiche Szenario
mit der Ausnahme, dass ein gegebener Zielabschnitt C nicht in einem
einzigen "Flash" belichtet wird.
Statt dessen ist der Maskentisch MT in einer gegebenen Richtung
(der so genannten "Abtastrichtung" z. B. in y-Richtung) mit
einer Geschwindigkeit v beweglich, so dass der Projektionsstrahl
PB veranlasst wird, ein Maskenbild abzutasten; gleichzeitig wird
der Substrattisch WT in der gleichen oder in entgegengesetzter Richtung
mit einer Geschwindigkeit V = Mv bewegt, wobei M die Vergrößerung der
Linse PL ist (typischerweise ist M gleich 1/4 oder 1/5). Auf diese
Weise kann ein verhältnismäßig großer Zielabschnitt
belichtet werden, ohne dass dies zu Lasten der Auflösung geht.
-
2a zeigt
eine Maske MA zur Verwendung in der lithografischen Vorrichtung
von 1. Die Maske ist mit einer Maskengreifanordnung
versehen, die die Form dreier Halterungen 10 hat, die am
Umfang der Maske angebracht sind, um die Maske zum Halten und Handhaben
greifen zu können. Die
Halterungen können
durch jedes geeignete Mittel an der Maske befestigt werden und sind
in diesem Beispiel mittels eines vakuumkompatiblen Klebers wie ein
Kleber auf Epoxidbasis befestigt. Allerdings können die Halterungen 10 oder
die Greifanordnung allgemein auch ein integraler Bestandteil der
Maske sein.
-
Die
Position der Halterungen an der Maske ist so gewählt worden, dass sie die Handhabung
der Maske durch Maskenhersteller und Maskenanwender unterstützt. Dabei
spielen die Anforderungen hinsichtlich des um die Maske verfügbaren Raums
zur Anordnung der Halterungen für
die jeweiligen Zwecke eine Rolle. In den 2a und 3 sind
die Halterungen U-förmig
dargestellt.
-
Wie
aus 3 besser zu ersehen ist, sind die Halterungen
mit Rillen 11a, 11b in den oberen bzw. unteren
Oberflächen
ausgeführt,
die im Wesentlichen in den Muster tragenden und rückseitigen Oberflächen liegen,
aber auch oberhalb oder unterhalb dieser Oberflächen vorgesehen werden können. Die
Rillen sind zu einem gedachten Punkt O gerichtet, der im Wesentlichen
mit dem Mittelpunkt einer entsprechenden Oberfläche der Maske zusammenfällt. Bei
alternativen Ausführungsformen
kann ein solcher gedachter Punkt in, unter oder über der Maske liegen, wobei
die Rillen bei einer solchen Konfiguration einen Winkel zu den Oberflächen der
Maske bilden.
-
3 zeigt
außerdem
einen Teil eines Maskengreifers 20 zum Greifen der Maske
MA in einem Maskenhandhabungsteil der lithografischen Vorrichtung
von 1. Das Gerät 20 weist
drei Stifte 21b auf, die am Greifer so positioniert sind,
dass sie mit drei zugehörigen
Rillen in den drei Halterungen der obigen Maske zusammenwirken können. Wie
dargestellt ist jeder Stift 21b an seiner Spitze mit einer
Kugel 22b ausgeführt.
Wenn die Maske durch Schwerkraft auf den Kugelstiften des Greifgeräts gehalten wird,
werden die Stifte teilweise in die Rillen 11b eingeführt. Da
die Rillen zu einem gemeinsamen Punkt O gerichtet sind, resultiert
dies in einer einfachen, aber sehr effektiven und genauen kinematischen
Positionierung der Maske relativ zum Greifgerät. Da es durch die Konfiguration
möglich
ist, die Maske genau am Greifgerät
zu positionieren, kann ein solches Gerät 20 im Handhabungssystem
für Masken
oder in einer Box zur Unterbringung einer Maske sehr einfach sein,
wodurch die Kosten gesenkt werden und die Zuverlässigkeit erhöht wird.
Ferner bringt eine solche Konfiguration aus Rillen und (Kugel)Stiften
zum Greifen der Maske ein Minimum an Mikrogleiten mit sich, was
die Ursache für
die Partikelerzeugung durch mechanischen Kontakt ist. Die runde
Oberfläche
der auf dem Stift vorgesehenen Kugel erweist sich in dieser Hinsicht
als vorteilhaft.
-
Bei
der Handhabung der Maske mit dem obigen Greifgerät bleibt die Maske durch die
teilweise Einführung
der Stifte in zugehörige
Rillen in den Halterungen aufgrund der Schwerkraft am Greifgerät fixiert.
Die Maske kann dann mit Hilfe von Beschleunigungskräften gehandhabt
werden. Die Fixierung der Maske am Greifgerät unter Beschleunigungs- und Verzögerungskräften wird
durch die Bereitstellung von Rillen, die zu einem gemeinsamen gedachten Punkt
unter- oder oberhalb der Maske wie oben erläutert gerichtet sind, verstärkt.
-
Zur
Verbesserung der Sicherheit kann eine Sicherungsanordnung, wie sie
schematisch in 4 dargestellt ist, vorgesehen
werden. Die Anordnung bestehend aus drei nach oben ragenden Stiften 23 schließt eine
Halterung die Maske, wenn diese am Greifgerät positioniert ist, teilweise
ein, kommt aber nicht mit der Halterung in Kontakt, wodurch ein
Abstand zwischen der Halterung und der Sicherungsanordnung verbleibt.
Eine solche Konfiguration verhindert in Notsituationen ein Herausfallen
der Maske aus dem Greifgerät.
-
Um
das Halten der Maske am Greifgerät
weiter zu verbessern, wie z. B. in einer Maskenhaltebox zur Aufbewahrung
einer Maske, können
weitere Stifte 21a über
den Halterungen zum Einführen
in zugehörige
Rillen in den oberseitigen Oberflächen der Halterungen vorgesehen
werden. Dies ist mit strichpunktierten Linien in 3 dargestellt.
Die Stifte 21a, 21b sollten noch abgesenkt bzw.
angehoben werden, um die Maske zu greifen wie in 3 dargestellt.
-
Rillen
können
auch als integraler Bestandteil einer rechteckig geformten Maske
bereitgestellt werden, d. h. nicht in den Halterungen. Die 2b und 2c zeigen
Einzelheiten der Kantenregionen einer rechteckigen Maske, bei der
die Rillen 11a, 11b in der Kantenregion ausgebildet
sind.
-
2d zeigt
ein Detail einer Maske MA mit Halterungen 10, die in ihrer
oberen Oberfläche
zwei Rillen 33b, 34b und in ihrer unteren Oberfläche zwei Rillen 33a, 34a aufweisen.
Um die Maske sind drei Halterungen 10 angeordnet, wie aus 2a zu
ersehen ist. Deshalb sind vier Satz Rillen (Vertiefungen) vorhanden,
jeweils zwei Satz an der einen Seite der Maske und zwei Satz an
der anderen Seite. Die Maske kann durch einen Satz Stifte (Vorsprünge) eines Greifers
gehalten werden, die mit einem Satz Rillen der Maske zusammenwirken.
Die anderen Rillensätze
ermöglichen,
dass die Maske an einen anderen Greifer übergeben werden kann. Eine
solche Übernahmefolge
ist in den 5a, 5b und 5c dargestellt,
die Einzelheiten eines unteren Teils einer Halterung 10 mit
den Rillen 33a, 34a zum Zusammenwirken mit einem
Vorsprung oder Stift 31 eines Greifers (nicht dargestellt)
bzw. einem Vorsprung 32 eines anderen Greifers (ebenfalls
nicht dargestellt) zeigen. Jeder Greifer weist einen Satz aus drei
Vorsprüngen 31 oder 32 auf.
In 5 ist dargestellt, dass die Maske
vom ersten Greifer durch Einführen des
Vorsprungs 31 des ersten Greifers in die Rille 33a gehalten
wird. Anschließend
wird der zweite Greifer angehoben, so dass er seinen Vorsprung 32 in
die Rille 34a der an der Maske angebrachten Halterung 10 einführt, wie
in 5b dargestellt ist. Das Halten der Maske geht
sanft vom ersten zum zweiten Greifer in einer feinfühligen Übernahme über, bei
der eine Erzeugung von Partikeln verhindert oder zumindest minimiert
wird. 5c zeigt, dass die Maske nur vom
zweiten Greifer gehalten wird, von dem ein Vorsprung 32 in
die Rille 34a eingeführt
ist. Die Vorsprünge 31, 32 sind
als dünne
Stäbe dargestellt,
die an der Spitze eine Kugel haben, um eine gewissen Elastizität in einer
Ebene parallel zur Maske (und senkrecht zu den Vorsprüngen 31, 32)
zu erhalten, was durch die Doppelpfeile in 5b für den Vorsprung 31 angedeutet
ist. Die Elastizität
sorgt für
eine gute Anpassung de Vorsprünge
an eine durch das Zusammenwirken der Stifte und Rillen kinematisch bestimmte
Position und stellt eine sogar noch sanftere Übernahme sicher.
-
In 1 ist
die lithografische Vorrichtung nur schematisch dargestellt. Bei
einer in der Praxis eingesetzten Vorrichtung kann der Maskentisch
so installiert sein, dass das Maskenmuster nach unten weist. Die
Maske MA kann dann durch elektrostatische Kräfte an ihrer Rückseite
gehalten werden, um sie gegen die Schwerkraft und Beschleunigungs-
sowie Verzögerungskräfte des
Maskentisches MT zu sichern. Ein Maskengreifer wie oben erläutert dient zum
Transportieren der Maske zum Maskentisch. Unterhalb des Maskentisches
sollte eine Übernahme stattfinden,
um die Maske auf den Maskentisch zu legen. Während einer solchen Übernahme
tritt im Allgemeinen eine relative Bewegung zwischen Maskentisch
und Greifer auf. Wenn die Maske direkt auf die die Maske tragende
Oberfläche
des Maskentisches zu bringen wäre,
auf dem sie durch eine elektrostatische Kraft zu halten ist, würde ein
Gleiten zwischen der die Maske tragenden Oberfläche und der Rückseite
der Maske auftreten. Dies verursacht die Erzeugung von Partikeln,
die zwischen der Maske und der die Maske tragenden Oberfläche hängen bleiben
und die Verformung der Maske in einem Ausmaß verursachen, das in einer
lithografischen EUV-Vorrichtung nicht toleriert werden kann.
-
Um
eine solche Gleitbewegung während
der Übernahme
zu verhindern, sind Stifte 35 auf entsprechenden Blattfedern 36 vorgesehen,
die am Maskentisch angebracht sind (6), so dass
zwar eine Bewegung in der senkrechten Z-Richtung (wie durch den
Doppelpfeil in 6 gezeigt), aber nicht in der waagrechten
XY-Ebene zugelassen wird. Andererseits sind die Stifte 21b, 31, 32,
die am Greifer angebracht sind, so ausgeführt, dass sie in der XY-Ebene elastisch,
aber in der Z-Richtung steif sind, wie dies für die Stifte (Vorsprünge) 31, 32 in
den 5a, 5b und 5c dargestellt
ist. Die Freiheitsgrade der Stifte 35 auf dem Maskentisch
sind deshalb komplementär
zu den Freiheitsgraden der Stifte 21b, 31, 32 des
Greifers. Die Stifte 35 in 6 sind schematisch
mit abgerundeten Spitzen dargestellt. Andere Ausführungen
der Stifte 31, 32, 35, die die jeweiligen Freiheitsgerade
bereitstellen, können
ebenfalls in Betracht gezogen werden.
-
Während der Übernahme
wird die Maske durch den Greifer mit den Stiften 21b, 31 oder 32 zum
Maskentisch gebracht. Anschließend
wird der Greifer mit der Maske angehoben (oder der Maskentisch abgesenkt),
damit die Stifte 35 des Maskentisches mit den zugehörigen Rillen 11a in
der Maske in Kontakt kommen. Eine Bewegung der Maske senkrecht zum
Maskentisch MT, aber nicht parallel dazu, ist dabei verhindert.
Die Übernahme
erfolgt vollständig
durch die elektrostatische Anziehung der Maske MA an die die Maske
tragende Oberfläche
MB des Maskentisches MT.
-
Alle
Oberflächen
der Stifte und zugehörigen Rillen
bestehen vorzugsweise aus einem Material, das in hohem Maße verschleißfest, d.
h. aus (sehr) harten und nicht spröden Materialien, die (im Wesentlichen)
reaktionsträge
sind. Die Stifte und Rillen können
aus oder in solchen Materialien bestehen bzw. ausgebildet werden,
oder sie können
mit solchen Materialien beschichtet werden. Beispiele solcher Beschichtungen
sind diamantartige Beschichtungen (DLC-Beschichtungen), Siliziumnitrid,
Titannitrid etc.
-
Wenn
die Maske MA mittels einer elektrostatischen Kraft auf dem Maskentisch
MT gehalten wird, kann eine Sicherungsvorkehrung bereitgestellt
werden, um die Maske während
eines Spannungsausfalls am Herunterfallen zu hindern. Zu diesem
Zweck ist eine Sicherheitshalterung 40 am Maskentisch angebracht.
Die Sicherheitshalterung 40 ist für ein Zusammenwirken mit einer
entsprechend geformten Halterung 10 ausgebildet, was schematisch
in 7 dargestellt ist.
-
Der
Greifer ist bisher so beschrieben worden, dass die Maske durch Schwerkraft
auf dem Greifer gehalten wird. Bei der Handhabung kann es erforderlich
sein, dass ein Greifer 25 zur Übergabe der Maske an einen
anderen Teil der Vorrichtung oder um die Maske in eine Maskenaufbewahrungsbox
abzulegen von oben zugestellt wird. Ein solcher Greifer 25 hat
nach unten gerichtete Stifte, die mit nach oben gerichteten Rillen
zusammenwirken. Elektromagnetische Haltemittel können zum Halten der Maske MA
an den Stiften bereitgestellt werden. Zu diesem Zweck kann der Greifer
mit Mitteln versehen werden, um die Maske MA elektrostatisch am
Greifer 25 zu halten, während
sie gegen den Maskentisch MT gehalten wird. Eine andere Möglichkeit
wäre, die Halterungen 10 aus
magnetischem oder magnetisierbarem Material (z. B. martensitischer
Edelstahl) herzustellen und eine elektrische Spule 55 im
komplementären
Greifer vorzusehen, wie dies schematisch in 8 dargestellt
ist. Ein durch die Spule fließender elektrischer
Strom indiziert ein Magnetfeld, das die Halterung aus magnetischem
oder magnetisierbarem Material anzieht. 8 zeigt
außerdem
Vorsprünge 26 des
Greifers 25, die sich in einer Ebene parallel zur Maske
MA für
die sanfte Übernahme
der Maske elastisch verhalten.
-
Das
Magnetfeld der Spule 55 hat auch den Effekt, dass es etwaige
Verunreinigungspartikel aus magnetischem oder magnetisierbarem Material
anzieht, die durch den mechanischen Kontakt zwischen Greifer und
Maske evtl. freigesetzt werden. Ein Dauermagnet oder ein Elektromagnet
kann ebenfalls in der Nähe
der Vorsprünge
von Greifern angebracht werden, die kein Magnetfeld zum Halten der
Maske verwenden, um Verunreinigungspartikel anzuziehen, damit das
Risiko einer Kontaminierung der Maske weiter verringert wird. 9 zeigt
einen Stift und einen Dauermagneten 56 eines Greifers,
der nicht näher
dargestellt ist, um Partikel anzuziehen, die während eines mechanischen Kontakts
freigesetzt werden. Die Verwendung eines Magneten (Dauermagnet oder
Elektromagnet) ist nicht auf den hier offenbarten Greifertyp beschränkt, sondern
kann bei jedem Greifer vorgesehen werden, um eine Verunreinigung
der Maske zu vermeiden.
-
10 zeigt
eine Vorrichtung zum Handhaben der Maske. Bei dieser Vorrichtung
ist die Maske in einem Rahmen 60 angebracht, der mit Vertiefungen 11a, 11b zur
Handhabung ausgeführt
ist. Die Maske kann durch Schwerkraft oder durch ein anderes geeignetes
Einspannmittel (nicht dargestellt) im Rahmen gehalten werden. An
ausgewählten
Teilen der Maske können
Kontaktflecken aus magnetischem oder magnetisierbarem Material vorgesehen werden,
um den Kontakt zu einem Greifertyp herzustellen, der die Maske in
den Rahmen bringt oder anderweitig handhabt. Die aus den Metallflecken
freigesetzten Partikel können
durch ein Magnetfeld wie oben beschrieben angezogen werden, um eine
Verunreinigung der Maske durch Partikel zu verhindern.
-
Der
als Teil der lithografischen Projektionsvorrichtung von 1 offenbarte
Maskengreifer kann auch Bestandteil anderer Werkzeuge sein, wie
ein Mehrschichtabschei dungsgerät,
ein Maskenmuster-Schreibgerät,
ein Maskenreinigungsgerät
oder ein Maskenkontrollgerät
oder auch Bestand einer Retikelaufbewahrungsbox. 11 zeigt
schematisch einen Teil einer Retikelaufbewahrungsbox mit einem oberen
und unteren Greifer gemäß der Erfindung. Der
untere Greifer besteht aus einer Bodenplatte 81, die drei
Stifte 82 mit abgerundeten Spitzen zum Zusammenwirken mit
einer unteren V-Rille in den Halterungen 10 der Maske MA
trägt.
Der obere Greifer wird aus der Abdeckung 83 der Box gebildet
und trägt drei
Vorsprünge 84 mit
einer Feder und einer Kugel zum Zusammenwirken mit den oberen V-Rillen
in den Halterungen 10 der Maske MA. Eine Feder kann auch
im Vorsprung 82 vorgesehen sein, um Beschleunigungskräfte zu unterdrücken. Die
Bodenplatte 81 und die Abdeckung 83 können aus
poliertem Aluminium, einem Material mit geringer Gasabgabe, bestehen
Im Innern der Box wird eine Atmosphäre aus Schutz-(Inert-)Gas aufrechterhalten.
-
Obwohl
bestimmte Ausführungsformen
der Erfindung oben beschrieben worden sind, versteht es sich, dass
die Erfindung auch in anderer Weise als beschrieben verwirklicht
werden kann. Die Beschreibung beabsichtigt keine Einschränkung der
Erfindung, die in den Ansprüchen
definiert ist.