DE69711157T2

DE69711157T2 - Belichtungsapparat

Info

Publication number: DE69711157T2
Application number: DE69711157T
Authority: DE
Inventors: Saburo Kamiya
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-11-25
Filing date: 1997-11-24
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: DE69711157D1; EP0844532A3; KR19980042711A; EP0844532B1; EP0844532A2; JPH10209040A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Belichtungsvorrichtung, die in einem Fotolithographieverfahren für die Herstellung u. a. beispielsweise von Halbleitervorrichtungen, Flüssigkristallanzeigen und Dünnfilm-Magnetköpfen verwendbar ist.
Bei einem Fotolithographieverfahren für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen, Flüssigkristallanzeigen oder weiteren Produkten sind Belichtungsvorrichtungen eingesetzt worden, bei denen ein Belichtungslichtstrahl dazu verwendet wird, ein auf einer Fotomaske oder einem Reticle bzw. einer Zwischenmaske (im nachfolgenden wird der Gattungsbegriff "Reticle" dazu verwendet, beides zu bezeichnen) ausgebildetes Leiterbild über ein optisches Projektionssystem auf einen Siliziumwafer oder auf ein Glassubstrat (der Ausdruck "Wafer" bezeichnet im nachfolgenden beides) zu übertragen, der bzw. das lichtempfindlich gemacht oder mit einer Fotolackschicht beschichtet ist.
In den letzten Jahren erfordert eine kontinuierliche Verringerung der Strukturbreite von integrierten Halbleiterschaltungen eine immer höhere Überdeckungs- bzw. Lagegenauigkeit (d. h. Präzision der Justierung zwischen Leiterbildern von zwei auf einem IC-Chip übereinanderliegend ausgebildeten Schichten) für Belichtungsvorrichtungen, wobei diese Präzision beispielsweise bis zu 50 nm (Nanometer) betragen kann. Des weiteren nimmt die Größe von Wafers von Jahr zu Jahr immer mehr zu, um die Produktivität zu erhöhen, wobei in der Praxis gegenwärtig verbreitet verwendete Wafer mit einem Durchmesser von 200 mm durch Wafer mit einem Durchmesser von 300 mm ersetzt werden.
Es werden verschiedene Typen von optischen Justierungssystemen eingesetzt, um eine auf einer Maske ausgebildete Abbildung des Leiterbildes einer Schaltung mit der erforderlichen Überdeckungsgenauigkeit auf einen Wafer zu überlagern, wobei sich die praktischen Typen von optischen Justierungssystem allgemein in drei Arten einteilen lassen, die auf diesem technischen Gebiet allgemein bekannt sind. Bei der ersten handelt es sich um ein TTR (Through-The-Reticle)-Verfahren, bei dem auf einem Reticle ausgebildete Justiermarken und auf einem Wafer ausgebildete Justiermarken gleichzeitig durch die Projektionslinse beobachtet (bzw. abgetastet) werden. Die zweite ist ein TTL (Through-The-Lens)-Verfahren, bei dem nur auf einem Wafer ausgebildete Justiermarken durch die Projektionslinse abgetastet werden, ohne dass auf einem Reticle ausgebildete Justiermarken abgetastet werden. Die dritte ist ein außeraxiales ("Off-Axis"-) Verfahren, bei dem nur auf einem Wafer ausgebildete Justiermarken durch ein Mikroskopsystem abgetastet werden, dessen Objektivlinse in einer mit einem vorgegebenen Abstand von der Projektionslinse beabstandeten Position angeordnet ist.
Unglücklicherweise sind das TTR- und TTL-Verfahren mit dem Nachteil behaftet, dass der Justierungslichtstrahl, der zum Beleuchten von Justiermarken verwendet wird, durch eine chromatische Aberration der Projektionslinse beeinträchtigt wird, da sich die Wellenlängen des Justierungslichtstrahls stark von denjenigen des Belichtungslichtstrahls unterscheiden, der zum Durchführen der Belichtung verwendet wird, wobei die Korrektur einer chromatischen Aberration der Projektionslinse bezüglich des Justierungslichtstrahls eine ernsthafte technische Herausforderung ist. Der Grund, warum der bei jedem dieser Verfahren verwendete Justierungslichtstrahl solche Wellenlängen besitzen muss, ist der, dass der Justierungslichtstrahl die auf einen Wafer aufgetragene Fotolackschicht während des Justiervorgangs nicht beeinflussen sollte. Darüber hinaus ist das TTR-Verfahren noch mit weiteren Problemen behaftet. So stellt das TTR-Verfahren z. B. einen niedrigeren Durchsatz als andere Verfahren zur Verfügung. Außerdem sind dem TTR-Verfahren zahlreiche Einschränkungen auferlegt: beispielsweise ist es beim TTR-Verfahren erforderlich, auf einem Reticle den darauf ausgebildeten Justiermarken breitere Bereiche als bei irgendeinem anderen Verfahren zuzuordnen. Aufgrund der genannten Unannehmlichkeiten in Verbindung mit dem TTR- und TTL-Verfahren wird das Off-Axis-Verfahren in den letzten Jahren am verbreitetsten für Justierungszwecke angewendet.
Nichtsdestoweniger weist auch das Off-Axis-Verfahren wiederum Nachteile auf. Beispielsweise kann der Abstand zwischen der Projektionslinse (d. h. dem optischen Projektionssystem) und der Objektivlinse des Mikroskopsystems (d. h. dem optischen Off-Axis-Justierungssystem), der als Grundlinienlänge bezeichnet wird, unter Wärmeeinwirkung variieren, wodurch sich die Überdeckungsgenauigkeit insgesamt verschlechtert. Mit anderen Worten, die Überdeckungsgenauigkeit eines optischen Off-Axis-Justierungssystems wird durch die thermische Stabilität zwischen dem optischen Projektionssystem und dem Off- Axis-Justierungssystem stark beeinflusst. Aus diesem Grund werden die Teile oder Elemente, welche das optische Projektionssystem und das optische Off-Axis-Justierungssystem miteinander verbinden, typischerweise aus Werkstoffen mit einer geringen Wärmeausdehnung gefertigt.
Bei der Verschlechterung der Überdeckungsgenauigkeit kann noch ein weiterer Faktor eine Rolle spielen, nämlich die Verschlechterung der Messgenauigkeit der Laserinterferometer, die zum Messen der Position eines Trägers verwendet werden. Bei dem Träger kann es sich um einen Träger zum Tragen eines Wafer oder zum Tragen eines Reticle handeln. Während die nachfolgende Beschreibung insbesondere auf Laserinterferometer gerichtet ist, die einem Waferträger zugeordnet sind, bezieht sie sich ebenso auf diejenigen, die einem Reticleträger zugeordnet sind. Die Verschlechterung der Messgenauigkeit der Laserinterferometer kann infolge einer Variation des Brechungsindexes der Luft in und um die Lichtwege der Laserstrahlen für die Messung auftreten. Die Variation wird durch die Fluktuationen der Luft hervorgerufen, die sich aus dem Temperaturgradienten ergibt. Es wird angenommen, dass ein Temperaturgradient dann auftreten kann, wenn ein Wafer durch einen für die Belichtung auf den Wafer gestrahlten Belichtungslichtstrahl erwärmt wird, wobei der erwärmte Wafer einen nach oben gerichteten Strom von vergleichsweise warmer Luft erzeugt, der aus der Umgebung des Wafer hochsteigt. Ein bekanntes Verfahren zum Unterdrücken einer jeglichen Variation im Brechungsindex der Luft in und um die Lichtwege der Messstrahlen ist es, einen kontinuierlichen, entlang der Lichtwege der Messstrahlen strömenden Luftstrom zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Ein weiteres bekanntes Verfahren wird von der US 4 989 031 A und von der veröffentlichten japanischen Offenlegungsschrift Hei-2-199814 (Nr. 199814/1990) beschrieben, wobei zusätzlich zu der Hauptkammer, welche die Belichtungsvorrichtung insgesamt umschließt, eine örtliche Kammer vorgesehen wird, und an der örtlichen Kammer und der Hauptkammer jeweils eine separate Klimatisierung durchgeführt wird. Hierdurch wird der in der örtliche Kammer eingeschlossene Raum wirksam vom übrigen Raum in der Hauptkammer abgetrennt, so dass der Raum in der örtlichen Kammer einer präziseren Klimatisierung unterzogen werden kann, um Messfehler der Laserinterferometer zu verhindern.
Obgleich es seit langem bekannt ist, dass die Überdeckungsgenauigkeit einer Belichtungsvorrichtung durch die in der Belichtungsvorrichtung erzeugte Wärme beeinträchtigt werden kann, und gemäß der obenstehenden Beschreibung verschiedene Lösungen für dieses Problem vorgeschlagen wurden, bestehen in dieser Hinsicht immer noch viele Nachteile, wie im nachfolgenden veranschaulicht ist.
Erstens kann eine Belichtungsvorrichtung aus vielen Teilen und Elementen bestehen, einschließlich Verbindungselementen, welche das optische Projektionssystem und das optische Off- Axis-Justierungssystem gemäß der obenstehenden Beschreibung miteinander verbinden, und wobei diese Teile und Elemente jeweils einer Wärmeausdehnung unterliegen. Falls möglich könnte die Verwendung von Werkstoffen mit einer geringen Wärmeausdehnung zum Ausbilden geeigneter Teile und Elemente eine Lösung darstellen. Solche Werkstoffe weisen jedoch in der Regel eine derart geringe Steifigkeit auf, dass ihre Verwendung für diesen Zweck schwierig ist. Beispielsweise besitzt ein typisches Glaskeramikmaterial mit einer geringen Wärmeausdehnung (wie etwa "Zerodur" (Marke)) einen ausreichend niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,1 ppm/ºC (bzw. 0,1 · 10- 6/ºC W) oder weniger, besitzt jedoch eine sehr geringe Steifigkeit. Für die Ausbildung von Teilen und Elementen einer Belichtungsvorrichtung geeignete Werkstoffe sind auf solche mit einer ausreichenden Steifigkeit beschränkt, wie etwa Invertgläser und keramische Spezialwerkstoffe. Solche hochsteife Materialien weisen typischerweise Wärmeausdehnungskoeffizienten in der Größenordnung von 1 ppm/ºC auf. Wenn die erforderliche Maßhaltigkeit von Elementen derart ist, dass sie nur eine Variation von ca. 1 nm oder weniger bei einer Länge von ca. 0,1 m gestattet, dann beträgt die erforderliche Stabilität 10 ppb (oder 10 · 10&supmin;&sup9;) oder weniger. Um diese Maßhaltigkeit bei Werkstoffen beizubehalten, deren Wärmeausdehnungskoeffizient etwa 1 ppm/ºC beträgt, wird eine Temperaturstabilität von 0,01ºC benötigt. Wenn herkömmliche Wärmeisolierelemente verwendet werden, um die erforderliche Temperaturstabilität zu erzielen, ist es nötig, dass zur Ausbildung solcher Wärmeisolierelemente eine Vielzahl von Schichten von wärmedämmenden Materialien übereinanderliegend angeordnet werden. Da der Raum in einer Belichtungsvorrichtung so beschränkt ist, war es sehr schwierig, die erforderliche Temperaturstabilität mit herkömmlichen Wärmeisolierelementen zu erzielen, die in dem beschränkten Raum untergebracht werden können.
Es ist anzumerken, dass die räumliche Einschränkung bei einer Belichtungsvorrichtung des oben erwähnten Typs gemäß der nachfolgenden Beschreibung sehr bedeutsam ist. Zuerst einmal resultiert eine Reduzierung der von einer Belichtungsvorrichtung eingenommenen Bodenfläche (dieser Raum wird oft als "Footprint" bzw. Stellfläche bezeichnet) in beträchtlichen Kostenersparnissen für den Hersteller. Abgesehen vom Footprint steht die räumliche Beschränkung auch mit mehreren weiteren wesentlichen Merkmalen in Zusammenhang, welche sich auf die Leistungsfähigkeit der Belichtungsvorrichtung auswirken. Eines der Merkmale ist der Abstand zwischen dem optischen Projektionssystem und der Oberfläche eines darunter angeordneten Wafer. Die numerischen Aperturen optischer Projektionssysteme sind über die letzten Jahre immer größer geworden, um eine höhere Auflösung zu erzielen. Wenn der genannte Abstand relativ groß ist und das optische Projektionssystem eine hohe numerische Apertur besitzt, führt dies zu einem großen Durchmesser der in dem optischen Projektionssystem verwendeten optischen Elemente. Im Ergebnis ist die Herstellung optischer Projektionssysteme erschwert. Zudem erhöhen sich die Herstellungskosten dafür. Des weiteren erfordert ein größeres optisches Projektionssystem eine höhere Biege- und Verwindungssteifigkeit des Aufbaus der Belichtungsvorrichtung, damit eine Überdeckungsgenauigkeit innerhalb eines gewählten zulässigen Fehlerbereichs erreicht werden kann, da bei den Teilen und Elementen, aus denen die Belichtungsvorrichtung besteht, einige Einschränkung des Verhältnisses der Länge zur Querschnittfläche bestehen.
Wie obenstehend beschrieben wurde, sind Werkstoffe mit einer geringen Wärmeausdehnung dabei nützlich, nachteilige Auswirkungen von Wärme zu vermeiden, sind jedoch aufgrund ihrer geringen Steifigkeit als Werkstoffe für Teile und Elemente einer Belichtungsvorrichtung sehr schwierig zu verwenden. Wenn andererseits Werkstoffe mit einer ausreichenden Steifigkeit als Wärmeisolierschichten verwendet werden, wäre es erforderlich, Wärmeisolierschichten mit einer ausreichenden Dicke zur Verfügung zu stellen, um die Temperaturstabilität zu erzielen, die erforderlich ist, damit jegliche nachteilige Wärmeausdehnung vermieden werden kann. Dies führt zu Unannehmlichkeiten bezüglich des Raums in der Belichtungsvorrichtung. Falls beispielsweise erforderliche Temperaturstabiliät mit Wärmeisolierelementen von einem typischen herkömmlichen Typ erzielt werden soll, müssten sie eine Dicke von etwa 10 cm besitzen. Es ist praktisch unmöglich, solch dicke Wärmeisolierelemente auf die Teile und Elemente aufzubringen, aus denen die Belichtungsvorrichtung besteht. Die Wärmeisolierelemente für die Verwendung in Belichtungsvorrichtungen unterscheiden sich grundsätzlich von den Wärmeisolierelementen für andere Anwendungen wie etwa in Kältemaschinen, was für lange Zeit ein Problem darstellte.
Als nächstes wird in größerer Ausführlichkeit das Problem erörtert, dass die Überdeckungsgenauigkeit herabgesetzt werden kann, wenn die in einer Belichtungsvorrichtung erzeugte Wärme die Messungen der in der Belichtungsvorrichtung verwendeten Laserinterferometer beeinträchtigt.
In den letzten Jahren wird die Kammer zum Umschließen des Belichtungsgerät-Hauptabschnitts der Belichtungsvorrichtung typischerweise so entworfen, dass sie nicht nur den Belichtungsgerät-Hauptabschnitt, sondern auch verschiedene Zubehörteile der Belichtungsvorrichtung, einschließlich der Leistungsversorgung für Leiterplatten des Controllers und der Elektromotoren umschließt, um die von der Belichtungsvorrichtung eingenommene, erforderliche Bodenfläche zu verringern. Im Ergebnis erhöht sich der Betrag der pro Volumeneinheit einer Belichtungsvorrichtung erzeugten Wärme. Unter der Einwirkung solcher Wärmequellen ist es sehr schwierig, die Temperaturverteilung auf unter 0,1ºC zu halten. Dies resultiert in einem Temperaturgradienten in der Belichtungsvorrichtung, der wiederum Fluktuationen in der Luft in und um die Lichtwege der vom Laserinterferometer ausgehenden Laserstrahlen für die Messung hervorruft. Infolgedessen ist die höchstmögliche Stabilität bei einer Messung durch die Laserinterferometer bislang auf 5 nm beschränkt.
Die Temperaturstabilität kann dadurch verbessert werden, dass der Waferträger und die zugeordneten Laserinterferometer in einer örtlichen Kammer umschlossen werden und eine Temperatursteuerung an der örtlichen Kammer durchgeführt wird, indem Kühlmittel durch Kanäle umgewälzt wird, die in den Wänden der örtliche Kammer ausgebildet sind, wie sie in der obenstehend erwähnten veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei-2-199814 beschrieben sind. Dies erfordert jedoch eine Steuereinheit zum Steuern der Kühlmitteltemperatur, eine Umwälzpumpe, Rohrleitungen und weitere Bauteile, was in einer unvorteilhaft klobigen und komplexen Belichtungsvorrichtung resultiert, die eine größere Bodenfläche einnimmt (bzw. einen vergrößerten Footprint aufweist)
In Anbetracht des obenstehend Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Belichtungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die verhindern kann, dass die darin verwendeten Laserinterferometer fehlerhafte Messungen hervorbringen, und auch jegliche nachteilige Auswirkungen der darin erzeugten Wärme verhindert, wie etwa eine Verschlechterung der Überdeckungsgenauigkeit insgesamt, ohne Werkstoffe mit geringer Steifigkeit zu verwenden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Belichtungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen verkleinerten Footprint (bzw. eine Platzeinsparung) unter gleichzeitiger Vermeidung jeglicher nachteiliger Auswirkungen der in ihr erzeugten Wärme erzielen kann.
Um diese Aufgaben zu lösen, ist die vorliegende Erfindung durch die Patentansprüche 1 und 13 begrenzt.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Belichtungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, die ein auf einer Maske ausgebildetes Leiterbild auf ein Substrat überträgt, gekennzeichnet durch eine Vakuum-Wärmeisolierplatte, die ein Füllmaterial aufweist, das Wärmeisolierung in einem Vakuumzustand zur Verfügung stellt, und eine gasundurchlässige Umhüllung, welche das Füllmaterial in einem Vakuumzustand umschließt; sowie dadurch, dass die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf mindestens einen Teil der Belichtungsvorrichtung aufgebracht ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Belichtungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt zur Verfügung gestellt, die des weiteren einen Belichtungsgerät- Hauptabschnitt aufweist, der ein auf einer Maske ausgebildetes Leiterbild auf ein Substrat überträgt, sowie eine Kammer, welche den Belichtungsgerät-Hauptabschnitt enthält und deren Innentemperatur auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird, wobei die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf mindestens einen Teil einer Wand der Kammer aufgebracht ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Belichtungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt zur Verfügung gestellt, bei der die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf eine Innenfläche der Wand der Kammer aufgebracht sein kann.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Belichtungsvorrichtung gemäß dem zweiten oder dritten Aspekt zur Verfügung gestellt, welche des weiteren eine zweite Kammer aufweist, die einer Klimatisierung unterliegt, die separat von der ersten Kammer vorgenommen wird; und die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf mindestens einen Teil einer Wand der zweiten Kammer aufgebracht ist.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Belichtungsvorrichtung gemäß dem vierten Aspekt zur Verfügung gestellt, welche des weiteren aufweist einen Träger, der die Maske oder das Substrat trägt; eine Messeinrichtung, die einen Messstrahl auf den Träger hin abgibt und eine Reflexion des Messstrahls von dem Träger abtastet, um die Position des Trägers zu messen; eine in der ersten Kammer angeordnete zweite Kammer, die einen Raum umgibt, der einen Raum beinhaltet, durch den hindurch der Messstrahl verläuft; und die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf mindestens einen Teil einer Wand der zweiten Kammer aufgebracht ist.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Belichtungsvorrichtung gemäß einem von dem zweiten bis fünften Aspekt zur Verfügung gestellt, bei der die Vakuum- Wärmeisolierplatte auf einen Bereich in der Kammer aufgebracht ist, dessen Temperatur höher als die vorgegebene Temperatur ist.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Belichtungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Aspekte zur Verfügung gestellt, welche des weiteren aufweist: ein optisches Projektionssystem, das einen Belichtungslichtstrahl, der die Maske beleuchtet, auf das Substrat projiziert; wobei das optische Projektionssystem einen Objektivtubus aufweist; und die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf mindestens einen Teil des Objektivtubus aufgebracht ist.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Belichtungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Aspekte zur Verfügung gestellt, welche des weiteren aufweist: eine Lichtquelle, welche den Belichtungslichtstrahl auf die Maske hin abgibt; ein Lampenhaus, das die Lichtquelle in sich einschließt; und die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf mindestens einen Teil des Lampenhauses aufgebracht ist.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Belichtungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Aspekte zur Verfügung gestellt, welche des weiteren aufweist: ein Leiterplattengehäuse, das eine Leiterplatte enthält; und die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf mindestens einen Teil des Leiterplattengehäuses aufgebracht ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Belichtungsverfahren zur Verfügung gestellt, das ein in einer Kammer angeordnetes Belichtungssystem anwendet und die Schritte aufweist:
Halten der Temperatur in der Kammer auf einer vorgegebenen Temperatur;
Positionieren einer Maske und eines Substrats in dem Belichtungssystem; und
Übertragen eines auf der Maske ausgebildeten Leiterbildes auf das Substrat; gekennzeichnet durch
Isolieren der Kammer von einem Lampenhaus, einem Leiterplattengehäuse oder einem Projektionslinsentubus, dessen Temperatur höher als die vorgegebene Temperatur ist, unter Verwendung einer Vakuum-Wärmeisolierplatte, die ein Füllmaterial aufweist, welches Wärmeisolierung in einem Vakuumzustand zur Verfügung stellt, sowie einer gasundurchlässigen Umhüllung, die das Füllmaterial in einem Vakuumzustand umschließt; so dass die Vakuum-Wärmeisolierplatte eine Auswirkung von Wärme auf die Belichtung des Substrats unterdrückt.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Belichtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer Vakuum-Wärmeisolierplatte; und
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Belichtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung wird nun eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Fig. 1 ist eine schematische Vorderansicht einer Belichtungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird ein Reticle 1 mittels eines optischen Beleuchtungssystems 2 beleuchtet, und eine Abbildung des Reticle 1 wird auf optischem Wege durch ein optisches Projektionssystem 3 auf einem Wafer 4 gebildet und somit auf den Wafer 4 übertragen. Der Wafer 4 ist auf einem Wafertisch 5 angeordnet, der wiederum von einem Waferträger 6 getragen ist, der entlang einer zur optischen Achse des optischen Projektionssystems 3 senkrechten Ebene verschiebbar ist. Der Wafertisch 5 weist fest darauf angebrachte, bewegliche Spiegel 7 (von denen in Fig. 1 nur einer gezeigt ist) auf. Die Positionen der beweglichen Spiegel 7 werden mittels zugeordneter Laserinterferometer 8 (von denen in Fig. 1 nur eines gezeigt ist) angemessen und dadurch die Position des Wafertisches 5 angemessen. Ein optisches Off-Axis-Justierungssystem 9 (im nachfolgend vereinfacht als "optisches Justierungssystem" bezeichnet) ist für die Messung zum Herstellen der Justierung eines Wafer vorgesehen. Insbesondere beobachtet das optische Justierungssystem 9 Justiermarken (bzw. tastet diese ab), die zum Zweck der Justierung auf einem Wafer 4 ausgebildet sind.
Der wesentliche Bestandteil der Belichtungsvorrichtung, oder der Belichtungsgerät-Hauptabschnitt, ist im wesentlichen aus den oben genannten Bauteilen aufgebaut. Die Gesamtheit des Belichtungsgerät-Hauptabschnittes ist in einer Umgebungskammer 11 (bzw. ersten Kammer) eingeschlossen, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die Innenumgebung innerhalb der Umgebungskammer 11 wird kontinuierlich mit klimatisierter Luft von einer externen Klimatisierungseinheit (nicht gezeigt) versorgt und dadurch auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten. Die zugeführte Luft wird in die Umgebungskammer 11 durch ein ULPA (Ultra Low Penetration Air) -Filter 12 zugeführt, so dass die Reinheit der Innenumgebung innerhalb der Kammer 11 auf einem vorgegebenen Niveau gehalten werden kann.
Ein Rahmen 10 trägt das optische Projektionssystem 3, die Laserinterferometer 8 und das optische Justierungssystem 9 und begrenzt des weiteren einen umschlossenen Raum zum Einschließen des Wafertisches 5 und des Waferträgers 6. Der Rahmen 10 wird daher in der weiteren Beschreibung als Kammer (zweite Kammer) bezeichnet, wo sie als die Kammer zum Abtrennen des umschlossenen Raumes vom restlichen Raum in der Umgebungskammer 11 genannt wird. Der Rahmen bzw. die zweite Kammer 10 stellt Trennwände zur Verfügung, welche den umschlossenen Raum begrenzen, der den Wafertisch 5 und den Wafertisch enthält und vom restlichen Raum in der Umgebungskammer 11 abgetrennt ist. Der in der zweiten Kammer 10 enthaltene Wafertisch 5 weist die beweglichen Spiegel 7 auf, die gemäß der obenstehenden Beschreibung fest daran angebracht sind. Die Laserinterferometer 8 geben von außerhalb der zweiten Kammer 11 Laserstrahlen an die entsprechenden beweglichen Spiegel 7 ab, wie in. Fig. 1 gezeigt ist, um die Position des Wafertisches 5 anzumessen. Lufteinlässe 13 (von denen nur einer in Fig. 1 gezeigt ist) sind entlang der Lichtwege der Laserstrahlen von den Laserinterferometen 8 (entlang der Interferometerwege) vorgesehen. Die Lufteinlässe 13 blasen temperaturgesteuerte Luft aus, die kontinuierlich von der äußeren Klimatisierungseinheit (nicht gezeigt) zugeführt wird. Dies erfolgt zu dem Zweck, jegliche Variation des Brechungsindexes der Luft in und um die Lichtwege der Messlaserstrahlen zu verhindern.
Im Inneren der Umgebungskammer 11 ist ein (des weiteren als Luftauslassgehäuse dienendes) Leiterplattengehäuse 14 vorgesehen, das Leiterplatten 20 und weitere zugeordnete Teile und Elemente enthält. Das Leiterplattengehäuse 14 weist einen Lufteinlass 17a und einen Luftauslass 17b auf, und ein Teil der durch das Filter 12 in die Umgebungskammer 11 eingeführten Luft strömt durch den Lufteinlass 17a und daraufhin den Luftauslass 17b. Der übrige Teil der in die Umgebungskammer 11 eingeführten Luft wird über einen Luftauslass 15 daraus abgeführt, während die in die zweite Kammer 10 eingeführte Luft über einen Luftauslass 6 daraus abgeführt wird. Die durch diese Auslässe 15 und 16 abgeführte Luft kehrt zu der externen Klimatisierungseinheit (nicht gezeigt) zurück.
Insbesondere sind gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Vakuum-Wärmeisolierplatten auf geeignete Stellen in der Belichtungsvorrichtung aufgebracht, die durch die schraffierten Flächen in Fig. 1 bezeichnet sind. Eine repräsentative Vakuum-Wärmeisolierplatte 100 wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 weist die Vakuum- Wärmeisolierplatte 100 ein Füllmaterial 102, eine das Füllmaterial 102 in einem Vakuumzustand umschließende Umhüllung 101, sowie eine Heißsiegelschicht 103 auf, die auf die Umhüllung 101 aufkaschiert ist, so dass sie die Umhüllung 101 und das Füllmaterial 102 einschließt. Das Füllmaterial 102 kann ein plattenförmiges Stück eines jeglichen geeigneten Schaumstoffs oder Aerogels sein. Als Alternative kann es einen Betrag an Siliziumdioxidpulver oder Perlitpulver aufweisen. Wenn ein plattenförmiges Stück eines geeigneten Schaumstoffes zum Bilden des Füllmaterials 102 verwendet wird, wird vorzugsweise ein Schaumstoff gewählt, der kein Gas in den Zellen des Schaums zurückhält, wenn das Füllmaterial in einen Vakuumzustand gebracht wird (d. h. offenzellige Schaumstoffe sind bevorzugt). Der Grund dafür ist, das jegliches in den Zellen des Schaums zurückgehaltenes Gas eine Wärmeübertragung bewirken würde, was selbst dann zu einer stärkeren Wärmeleitung der Vakuum-Wärmeisolierplatte führen würde, wenn das Füllmaterial in einen Vakuumzustand gebracht wurde. Des weiteren kann das Füllmaterial 102 auf insbesondere bevorzugte Weise einen Betrag eines pulverförmigen Materials aufweisen, da pulverförmige Materialien infolge des Punktkontaktes zwischen benachbarten Pulverpartikeln eine relativ niedrige Wärmeleitung zur Verfügung stellen. Darüber hinaus zerstreuen Pulverpartikel auf wirksame Weise Wärmestrahlung, so dass auch die Wärmeübertragung durch Abstrahlung verringert werden kann.
Die Umhüllung 101 ist eine gasundurchlässige Umhüllung (bzw. gassperrende Umhüllung), die aus einer Folie eines geeigneten metallischen Werkstoffes (wie z. B. Aluminium gefertigt ist).
Somit stellt die Umhüllung 101 eine Sperre oder Undurchlässigkeit gegen Luft oder Wasserdampf zur Verfügung. Die Umhüllung 101 weist die Heißsiegelschicht 103 auf, die auf eine Außenfläche der Umhüllung 101 aufkaschiert und aufgebracht ist. Die Heißsiegelschicht 103 besitzt auf ihren beiden Seiten Heißsiegelflächen, die bei Erwärmung eine Haft- bzw. Klebewirkung zur Verfügung stellen. Die Haft- bzw. Klebewirkung der Heißsiegelflächen wird dazu verwendet, die Vakuum- Wärmeisolierplatte 100 gemäß der nachfolgenden Beschreibung mittels Heißversiegeln auf eine geeignete Stelle in der Belichtungsvorrichtung aufzubringen, sowie auch zu dem Zweck, die Umhüllung 101 zu versiegeln, wenn die Luft daraus evakuiert worden ist, um einen Vakuumzustand darin herzustellen.
Somit wird die Vakuum-Wärmeisolierplatte 100 fertiggestellt, indem die Umhüllung 101 evakuiert wird, um Luft aus ihr zu entfernen. Durch Reduzieren des Drucks in der Umhüllung 101 auf 0,1 Pa oder weniger erlangt die Vakuum-Wärmeisolierplatte 100 eine geringe Wärmeleitung von ca. 0,01 W/(m ºC) und stellt daher eine hohe Wärmeisolierung zur Verfügung, die etwa zehnmal so hoch wie diejenige einer typischen, nicht evakuierten Wärmeisolierplatte ist, wie nachstehend ausführlicher beschrieben ist.
Es soll nun die Temperaturverteilung im Inneren eines Gegenstandes betrachtet werden. Es ist allgemein bekannt, dass angesichts eines Wärmestroms (bzw. einer Wärmestromrate pro Einheitsfläche: bezeichnet mit W) über die Oberfläche eines Gegenstandes die Temperaturverteilung innerhalb des Gegenstandes nur mit Ausnahme ihrer Abweichung bestimmt werden kann. Da also die Leistungsfähigkeit einer Wärmeisolierschicht nicht als die Temperaturverteilung, sondern als die Steuerung des Wärmestroms besser erklärbar ist, erfolgt die nachstehende Beschreibung unter dem Gesichtspunkt der Steuerung des Wärmestroms.
Man betrachte den Wärmeaustausch zwischen der Oberfläche eines Gegenstandes und der Umgebungsluft. Wenn die Temperaturdifferenz zwischen der Oberfläche des Gegenstandes und der Umgebungsluft ΔT ist, die Fläche der Oberfläche des Wärmeisolationselementes S ist, und die Wärmedurchgangszahl U ist, ist der Wärmestrom J gegeben durch
J = U (S ΔT) ... (1)
Die Wärmedurchgangszahl U lässt sich ausdrücken als Funktion von zwei Variablen k und d
U(k, d) = 1/{(1/h) + (d/k)} ... (2)
wobei h für den Koeffizienten der Wärmeübertragung von Luft durch Konvektion steht; d für die Dicke einer auf die Oberfläche des Gegenstandes aufgebrachten Isolierschicht steht; und k für die Wärmeleitfähigkeit der Isolierschicht steht.
Diese Gleichung kann auch den Koeffizienten U für den Fall, in dem keine Isolierschicht verwendet wird, als U = U(k, 0) ausdrücken. Somit wird hier ein Parameter B verwendet, der die Leistungsfähigkeit einer beliebigen Isolierschicht darstellt, wobei der Parameter B definiert ist durch die Gleichung
U(k, d) = B U(k, 0) ... (3)
Durch Einsetzen der Gleichung (2) in die Gleichung (3) erhält man
k = B d h²/(1 - B h) ... (4)
Diese Gleichung gibt die erforderliche Wärmeleitfähigkeit der Isolierschicht für spezifische Werte von B, d und h an. Man nehme beispielweise an, dass h, d und B als typische konkrete Werte angegeben sind, die oft tatsächlich verwendet werden: h = 5 W/(m2 ºC); d = 0,002 m; und B = 0,1. (Dieser Wert für B bedeutet, dass die Isolierschicht eine Wärmeisolierung zur Verfügung stellen soll, die den Wärmestrom zu einem Zehntel macht.) Setzt man diese Werte in Gleichung (4) ein, so erhält man die erforderliche Wärmeleitfähigkeit der Isolierschicht als k = 0,01 W/(m ºC). Dieses Niveau von geringer Wärmeleitfähigkeit ist mit keinem herkömmlichen Wärmeisolationselement erzielt worden. Im Vergleich dazu kann die obenstehend beschriebene Vakuum-Wärmeisolierplatte 100 in der Tat eine Wärmeleitfähigkeit mit einem so niedrigen Wert wie 0,01 W/(m ºC) erzielen und somit eine Wärmeisolierung zur Verfüjung stellen, die zehnmal so hoch wie die mit einem typischen herkömmlichen Wärmeisolationselement erzielbare ist.
Als nächstes werden geeignete Stellen in der Belichtungsvorrichtung beschrieben, auf die Vakuum-Wärmeisolierplatten auf geeignete Weise aufgebracht werden können. Wie obenstehend beschrieben wurde, werden gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Vakuum-Wärmeisolierplatten auf die Stellen aufgebracht, die durch die schraffierten Flächen in Fig. 1 angegeben sind und nachfolgend ausführlicher beschrieben sind.

1. Optisches Projektionssystem

Das optische Projektionssystem 3 weist einen Objektivtubus zum Halten von Linsen darin auf, dessen Temperatur infolge unvermeidlicher Fehler der gesteuerten (bzw. eingestellten) Temperatur in der Umgebungskammer 11, die durch Klimatisierung der Umgebungskammer 11 hergestellt wird, Schwankungen unterliegt. Jegliche Variation der Temperatur des Objektivtubus verursacht eine Wärmeausdehnung/-kontraktion des Objektivtubus, was in einer Variation des Abstands zwischen in dem Objektivtubus gehaltenen Linsen resultiert. Dies wiederum führt zu einer Variation des Abbildungsfaktors und/oder einer Verzerrung des optischen Projektionssystems 3, mit dem Ergebnis, dass sich die Überdeckungsgenauigkeit der Belichtungsvorrichtung verschlechtert. Um eine solche Verschlechterung der Überdeckungsgenauigkeit zu verhindern bzw. zu unterdrücken, werden Vakuum-Wärmeisolierplatten 100a mit dem gleichen Aufbau wie dem der obenstehend beschriebenen Vakuum- Wärmeisolierplatte 100 auf die ganze Seitenwand des Objektivtubus oder einen Teil davon aufgebracht. Die Vakuum- Wärmeisolierplatten 100a können durch Erwärmen ihrer Heißsiegelschichten an der Seitenwand des Objektivtubus befestigt werden, so dass sie unmittelbar an der Seitenwand anhaften. Als Alternative können sie zwischen ein Paar Metallfolien eingelegt sein, so dass sie eine Wärmeisolierplatte bilden, und die Platte mit Hilfe geeigneter Befestigungselemente wie etwa Schrauben an der Seitenwand des Objektivtubus befestigt werden.

2. Rahmen (Zweite Kammer)

Um jegliche nachteilige Fluktuationen der Luft im und um den optischen Messweg der Laserinterferometer 8 zu verhindern, wird eine weitere Klimatisierung an der zweiten Kammer 10 durchgeführt, die separat von einer Klimatisierung der Umgebungskammer 11 ist. Infolgedessen unterliegt die Luft in der zweiten Kammer 10 einer genaueren Temperatursteuerung als die Luft außerhalb der zweiten Kammer 10 und innerhalb der Umgebungskammer 11. Um daher jegliche nachteilige Störungen der zweiten Kammer 11 zu blockieren, wie etwa den Einfluss der außerhalb der zweiten Kammer 10 und innerhalb der Umgebungskammer 11 erzeugten Wärme, werden Vakuum-Wärmeisolierplatten 100b mit dem gleichen Aufbau wie dem der obenstehend beschriebenen Vakuum-Wärmeisolierplatte 100 auf die Wände der zweiten Kammer 10 aufgebracht. Die Vakuum-Wärmeisolierplatten 100b können mittels Heißsiegel an den Innenflächen der Wände befestigt werden. Als Alternative können die Vakuum- Wärmeisolierplatten 100b dazu verwendet werden, Wärmeisolierplatten zu bilden, bei denen die Dämmplatten 100b zwischen Folien aus einem jeglichen geeigneten Material eingelegt sind, und die Platten mittels Schrauben an den Innenflächen der Wände der zweiten Kammer 10 befestigt werden. Des weiteren können die Vakuum-Wärmeisolierplatten 100b anstelle oder zusätzlich zu der Anbringung an den Innenflächen der Wände auf die Außenflächen der Wände der zweiten Kammer 10 aufgebracht werden.

3. Leiterplattengehäuse

In der Umgebungskammer 11 ist das Leiterplattengehäuse 14 angeordnet, das Leiterplatten 20 und weitere Bauteile enthält. Da die im Leiterplattengehäuse 14 enthaltenen Leiterplatten 20 Wärme erzeugen, stellt das Leiterplattengehäuse 14 selbst eine Wärmequelle in der Umgebungskammer 11 dar. Daher werden Vakuum-Wärmeisolierplatten 100c, die den gleichen Aufbau wie den der Vakuum-Wärmeisolierplatte 100 haben, auf das Leiterplattengehäuse 14 aufgebracht. Dies verhindert auf wirksame Weise, dass die im Leiterplattengehäuse 14 erzeugte Wärme auf die Luft ausserhalb des Leiterplattengehäuses 14 und innerhalb der Umgebungskammer 11 übertragen wird. Die Vakuum- Wärmeisolierplatten 100c können auf die gleiche Weise wie die Vakuum-Wärmeisolierplatten 100b an der zweiten Kammer 10b am Leiterplattengehäuse 14 befestigt werden.

4. Umgebungskammer

In der allgemeinen Regel ist jede Umgebungskammer, die eine Belichtungsvorrichtung umschließt, in einem Reinraum aufgestellt, der auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird. Die an der Luft in einem Reinraum vorgenommene Temperatursteuerung ist jedoch zur Temperatursteuerung für eine Belichtungsvorrichtung für gewöhnlich nicht ausreichend. Unter diesen Umständen werden Vakuum-Wärmeisolierplatten 100d mit dem gleichen Aufbau wie dem der obenstehend beschriebenen Vakuum- Wärmeisolierplatte 100 auf die Umgebungskammer 11 aufgebracht, um jegliche Beeinflussung der Temperatur in der Umgebungskammer 11 durch die Temperatur außerhalb der Umgebungskammer 11 (d. h. die Raumtemperatur im Reinraum) fernzuhalten. Die Vakuum-Wärmeisolierplatten 100d können verwendet werden, um Wärmeisolierplatten zu bilden, bei denen die Isolierelemente 100d zwischen Folien eines jeglichen geeigneten Materials eingelegt sind, und die Platten auf Innen- und/oder Außenflächen der Wände der Umgebungskammer 11 zu befestigen. Als Alternative, wenn die Umgebungskammer 11 einen doppelwandigen Aufbau mit Innenwänden und Außenwänden aufweist, können die Vakuum-Wärmeisolierplatten 100d zwischen den Innen- und Außenwänden eingefügt sein. Indem die Vakuum-Wärmeisolierplatten 100d auf diese Weise auf die Wände der Umgebungskammer 11 aufgebracht werden, kann die Temperatursteuerung für den Reinraum mit einer weniger strengen Anforderung an die Genauigkeit (etwa ±0,2ºC) durchgeführt werden, was zu geringeren Gerätekosten für eine Halbleiterfabrik führen kann.
Als nächstes erfolgt die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform weist Vakuum-Wärmeisolierplatten auf, die den gleichen Aufbau wie den der obenstehend beschriebenen Vakuum- Wärmeisolierplatte 100 haben und an anderen Orten angeordnet sind als diejenigen, die in der ersten Ausführungsform zu finden sind. Diese Orte sind nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Diejenigen der in Fig. 3 gezeigten Elemente und Bauteile, welche die gleichen oder ähnliche Funktionen wie die in Fig. 1 gezeigten zur Verfügung stellen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie die in Fig. 1 gezeigten bezeichnet und werden der Einfachheit halber nicht ausführlich beschrieben.
Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht einer Belichtungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist eine Lichtquelle 30 derart in ein Lampenhaus 32 aufgenommen, dass ein Ausströmen einer jeglichen der durch die Aktivierung der Lichtquelle 30 erzeugten Wärme aus dem Lampenhaus 32 in eine Umgebungskammer 11 verhindert werden kann. Ein optisches Beleuchtungssystem 2 ist zum Beleuchten eines Reticle 1 mit einem aus der Lichtquelle 30 ausgegebenen Belichtungslichtstrahl IL vorgesehen. Das optische Beleuchtungssystem 2 weist einen Spiegel 40 zum Reflektieren des Belichtungslichtstrahls IL von der Lichtquelle 30 auf, so dass es seinen Lichtweg ablenkt und ihn in eine horizontale Richtung ausrichtet. Das optische Beleuchtungssystem 2 weist des weiteren ein optisches Facettensystem 41 auf mit einem optischen Integrationselement (bzw. einer Facettenlinse), einem optischen Weiterleitungssystem 44, einem dichroitischen Spiegel 46, der sich in einer Richtung von 45º zur Horizontalen über das Reticle 1 erstreckt, und einer zwischen dem dichroitischen Spiegel 46 und dem Reticle 1 angeordneten Hauptkondensorlinse 48, wobei diese Bauteile entlang des Lichtwegs des Belichtungslichtstrahls IL und in dieser Reihenfolge in der Propagationsrichtung des von dem Spiegel 40 reflektierten Belichtungslichtstrahls IL angeordnet sind.
Da die Lichtquelle 30 im Lampenhaus 32 aufgenommen ist, wird die Temperatur im Lampenhaus 32 höher als die in der Umgebungskammer 11, weshalb es erforderlich ist, eine Übertragung der im Lampenhaus 32 erzeugten Wärme in die Umgebungskammer 11 zu verhindern. Daher wird eine Vakuum-Wärmeisolierplatte 100e mit dem gleichen Aufbau wie dem der obenstehend beschriebenen Vakuum-Wärmeisolierplatte 100 auf die Wand des Lampenhauses 32 (in Fig. 3 durch eine schraffierte Fläche angezeigt) aufgebracht. Es wird angemerkt, dass das Lampenhaus 32 gegen die Außenfläche der Umgebungskammer 11 aufgebracht ist, so dass die Vakuum-Wärmeisolierplatte 100e auf die Wand aufgebracht ist, die das Lampenhaus 32 und die Umgebungskammer 11 voneinander trennt. In einem alternativen Fall, in dem ein Lampenhaus in einer Umgebungskammer enthalten ist, können Vakuum-Wärmeisolierplatten auf die Innen- und/oder Außenflächen aller Wände des Lampenhauses aufgebracht werden. Auf diese Weise lässt sich eine genaue Temperatursteuerung in der Umgebungskammer 11 erleichtern, da die Umgebungskammer 11 nicht dem Einfluss der im Lampenhaus 32 erzeugten Wärme unterliegt.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist des weiteren ein Leiterplatten enthaltendes Leiterplattengehäuse 54 unter einem Übertragungssystem 50 zum Überträgen von Reticles zwischen einer Reticlebibliothek 51 zum Aufbewahren von Reticles 1 und einem Reticleträger 52 zum Tragen eines Reticle 1 angeordnet. Wärme wird in dem Leiterplattengehäuse 54 durch die darin enthaltenen Leiterplatten erzeugt. Somit werden Vakuum-Wärmeisolierplatten 100f mit dem gleichen Aufbau wie dem der obenstehend beschriebenen Vakuum-Wärmeisolierplatte 100 auf die Wände des Leiterplattengehäuses 54 aufgebracht. Auf diese Weise kann wirksam verhindert werden, dass sich die im Leiterplattengehäuse 54 erzeugte Wärme auf die Luft außerhalb des Leiterplattengehäuses 54 und innerhalb der Umgebungskammer 11 überträgt.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist zusätzlich eine Waferbibliothek 60 zum Speichern von Wafers 4 in einer eigens dafür vorgesehenen Kammer 62 enthalten, und eine weitere Klimatisierung wird an der Kammer 62 durchgeführt, die separat von der Klimatisierung an der Umgebungskammer 11 ist. Somit werden Vakuum-Wärmeisolierplatten 100g mit dem gleichen Aufbau wie dem der Vakuum-Wärmeisolierplatte 100 auf die Wände der Kammer 62 aufgebracht.
Bei der hierdurch beschriebenen zweiten Ausführungsform können die Vakuum-Wärmeisolierplatten 100e, 100f und 100g an ihren jeweiligen Stellen auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform aufgebracht werden. D. h., sie können an den Anbringungsorten mittels der durch Erwärmen der Heißsiegelschicht 103 erzielten Haftwirkung befestigt werden, oder alternativ dadurch, dass sie zum Bilden von Wärmeisolierplatten verwendet und die Platten mittels geeigneter Befestigungselemente wie etwa Schrauben an den Innen- und/der Außenflächen der entsprechenden Wände befestigt werden.
Es wird angemerkt, dass die Stellen, an denen die Vakuum- Wärmeisolierplatten 100a bis 100g aufgebracht sind, nur beispielhaft gezeigt sind und geeignete Stellen nicht auf diese beschränkt sind. Die Vakuum-Wärmeisolierplatten können dagegen an verschiedenen anderen Stellen aufgebracht sein, wie etwa an solchen, die zu Wärme erzeugenden Teile und Elemente benachbart sind, und solchen an Wänden, die einen Raum begrenzen, an dem eine präzise örtliche Temperatursteuerung durchgeführt wird.
Durch die Verwendung der Vakuum-Wärmeisolierplatten mit einer Wärmeleitfähigkeit, die bis zu einem Zehntel einer typischen herkömmlichen Wärmeisolationselement betragen kann, aufgebracht auf geeignete Stellen in der Belichtungsvorrichtung, kann der Wärmestrom an jeder dieser Stellen wirksam gesteuert werden, um eine genauere Temperatursteuerung zu erleichtern. Da die Vakuum-Wärmeisolierplatten des weiteren dazu verwendet werden können, eine dünnere (bzw. kompaktere) Wärmeisolierschicht als jegliche der herkömmlichen Wärmeisolierelemente für die gleiche Wärmeisolierung zu bilden, kann die Bodenfläche reduziert werden, die von der Belichtungsvorrichtung insgesamt eingenommen wird. Des weiteren können die Vakuum- Wärmeisolierplatten dazu verwendet werden, eine Isolierschicht selbst in einem solch engen Raum zu bilden, der das Vorsehen einer mit herkömmlichen Wärmeisolierelementen gebildeten Isolierschicht nicht erlaubt, so dass sie auch unter diesem Gesichtspunkt eine genauere Temperatursteuerung ermöglichen können.
Während die obenstehende Beschreibung die Verwendung der Vakuum-Wärmeisolierplatten bei Anbringung an geeigneten Stellen in einer Belichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Zweck der Vermeidung jeglicher nachteiliger Effekte von Wärme veranschaulicht, kann die vorliegende Erfindung auch dazu beitragen, Schwingungen einer Belichtungsvorrichtung zu verringern, die durch Töne oder akustische Geräusche hervorgerufen werden können, die in der Belichtungsvorrichtung (bzw. innerhalb der Umgebungskammer) und/oder außerhalb der Umgebungskammer erzeugt werden, wie nachstehend ausführlicher dargestellt ist.
Viele neuere Reinräume wenden ein Luftumwälzsystem vom Typ mit einer nach unten gerichteten Strömung an, bei dem Luft dem Reinraum durch die gesamte Zimmerdecke zugeführt wird, so dass er in den Reinraum auf dessen Boden zu hinunterströmt und daraufhin durch die gesamte Bodenfläche aus dem Reinraum ausströmt. Daher ist die Strömungsrate der Luft sehr hoch. Des weiteren weist die Umgebungskammer, die eine Belichtungsvorrichtung umschließt, ein Luftumwälzsystem auf, das Luft durch die Umgebungskammer umwälzt, bei dem die Luft veranlasst wird, durch ein ULPA-Filter zu strömen, das einen hohen Druckverlust verursacht, so dass der für das Gebläse erforderliche statische Druck (bzw. der Versorgungsdruck) vergleichsweise hoch ist. Daher nehmen die akustischen Geräusche, die von den Gebläsen abgegeben werden, die für einen Reinraum und für eine Belichtungsvorrichtung vorgesehen sind, in den letzten Jahren stark zu. Es ist bekannt, dass solche Geräusche die Belichtungsvorrichtung in Schwingung (akustische Schwingung) versetzen und die Auflösung und Überdeckungsgenauigkeit der Belichtungsvorrichtung beeinträchtigen. Geräusche, die Frequenzkomponenten mit Frequenzen nahe denjenigen der mechanischen Resonanzspitzen der Belichtungsvorrichtung beinhalten, können schwerwiegendere Probleme verursachen. Solche Frequenzen betragen ca. 200 Hz oder weniger. Bei einigen herkömmlichen Umgebungskammern sind die Außenwände aus Stahl- oder Aluminiumplatten mit einer Dicke von ca. 1 bis 2 mm gebildet, die jedoch nicht ausreichend und kaum in der Lage sind, eine akustische Übertragung in dem betreffenden Frequenzbereich zu dämpfen. Auch wenn ein doppelwandiger Aufbau verwendet werden kann, bei dem irgendeine Art von herkömmlichen Wärmeisolierelementen zwischen die Innen- und Außenwände eingefügt sind, kann ein solcher Aufbau lediglich das Zweifache der Dämpfung zur Verfügung stellen, die mit einem Einzelwandaufbau erhältlich ist, und kann daher nicht wirkungsvoll sein. Im Vergleich stellt die obenstehend beschriebene Vakuum-Wärmeisolierplatte eine akustische Dämmung zur Verfügung, um jegliche akustische Übertragung durch sie hindurch wegen ihres Aufbaus zu verhindern, bei dem Luft evakuiert und daher in der Vakuum-Wärmeisolierplatte nicht Vorhanden ist.
Daher können die Vakuum-Wärmeisolierplatten auch als akustische Isolierelemente verwendet werden, die auf geeignete Stellen in einer Belichtungsvorrichtung aufgebracht werden, wie etwa auf Bereiche, die benachbart zu Geräuschquellen liegen, auf den Innen- und/oder Außenflächen der Wände, die einen Raum begrenzen, in dem es wünschenswert ist, jegliche nachteilige Auswirkungen von Geräuschen zu verhindern. Auf diese Weise können jegliche nachteiligen akustischen Schwingungen, die möglicherweise in einer Belichtungsvorrichtung auftreten, abgeschwächt werden, um alle nachteilige Auswirkungen der Schwingungen wie etwa eine Verschlechterung der Überdeckungsgenauigkeit der Belichtungsvorrichtung zu verhindern.
Wie aus dem obenstehenden deutlich hervorgeht, sind Vakuum- Wärmeisolierplatten auf geeignete Stellen in einer Belichtungsvorrichtung aufgebracht; sie können die Verhinderung aller nachteiligen Auswirkungen von Wärme wie etwa eine Verschlechterung der Überdeckungsgenauigkeit der Belichtungsvorrichtung ebenso wie eine Verringerung der von der Belichtungsvorrichtung eingenommenen Bodenfläche erleichtern.

Claims

1. Belichtungsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, ein auf einer Maske (1) ausgebildetes Leiterbild auf ein Substrat (4) zu übertragen, und aufweist:

eine Wärmeisolierplatte (100), die ein Füllmaterial (102) aufweist, das Wärmeisolierung zur Verfügung stellt, und eine Umhüllung (101), welche das Füllmaterial (102) umschließt,

wobei die Wärmeisolierplatte (100) auf mindestens einen Teil der Belichtungsvorrichtung aufgebracht ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (101) gasundurchlässig ist und das Füllmaterial (102) von der gasundurchlässigen Umhüllung (101) in einem Vakuumzustand eingeschlossen ist, so dass die Wärmeisolierplatte (100) eine Vakuum-Wärmeisolierplatte (100) ist.

2. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Belichtungsgerät-Hauptabschnitt, der so ausgelegt ist, dass er ein auf einer Maske (1) ausgebildetes Leiterbild auf ein Sub,strat (4) überträgt, und einer Kammer (11), welche den Belichtungsgerät-Hauptabschnitt enthält und so ausgelegt ist, dass sie die Temperatur in ihr auf einer vorgegebenen Temperatur hält, wobei die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf mindestens einen Teil einer Wand der Kammer aufgebracht ist.

3. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf eine Innenfläche der Wand der Kammer aufgebracht ist.

4. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, mit einer zweiten Kammer (100b), die einer Klimatisierung unterliegt, die separat von der ersten Kammer vorgenommen wird; und einer Vakuum-Wärmeisolierplatte, die auf mindestens einen Teil einer Wand der zweiten Kammer (100b) aufgebracht ist.

5. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, mit einem Träger (5) zum Tragen der Maske (1) oder des Substrats (4); einer Messeinrichtung (8) zum Abgeben eines Messstrahls auf den Träger hin und Abtasten einer Reflexion des Messstrahls von dem Träger zum Messen der Position des Trägers (5); wobei die zweite Kammer einen Raum begrenzt, der den Raum beinhaltet, durch den hindurch der Messstrahl verläuft.

6. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der eine Vakuum-Wärmeisolierplatte (100a, 100c) auf einen Bereich der. Kammer aufgebracht ist, dessen Temperatur höher als die vorgegebene Temperatur ist.

7. Belichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche des weiteren aufweist:

ein optisches Projektionssystem, das so ausgelegt ist, dass es einen die Maske (1) beleuchtenden Belichtungslichtstrahl auf das Substrat (4) projiziert;

wobei das optische Projektionssystem einen Objektivtubus (3) aufweist; und

die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf mindestens einen Teil des Objektivtubus (3) aufgebracht ist.

8. Belichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche des weiteren aufweist:

eine Lichtquelle, welche den Belichtungslichtstrahl auf die Maske (1) hin abgibt;

ein Lampenhaus (32), das die Lichtquelle (30) in sich einschließt;

wobei die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf mindestens einen Teil des Lampenhauses (32) aufgebracht ist.

ein Leiterplattengehäuse (14), das eine Leiterplatte enthält;

wobei die Vakuum-Wärmeisolierplatte auf mindestens einen Teil des Leiterplattengehäuses aufgebracht ist.

10. Belichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Füllmaterial (102) ein plattenförmiges Stück offenzelligen Schaumstoff, einen Betrag an Siliziumdioxidpulver oder einen Betrag an Perlitpulver aufweist, und/oder die Umhüllung eine Umhüllung aufweist, die aus einer gasundurchlässigen metallischen Folie (102) und einer auf eine Außenfläche der Umhüllung aufgebrachten Heißsiegelschicht (103) gefertigt ist, wobei die Heißsiegelschicht (103) auf beiden Seiten ausgebildete Heißsiegelflächen aufweist.

11. Belichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vakuum-Dämmplatte so ausgelegt ist, dass sie als akustisches Isolierelement dient.

12. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, welche des weiteren aufweist:

ein in einer Kammer (11) angeordnetes Belichtungssystem, das dazu ausgelegt ist, ein auf einer Maske (1) ausgebildetes Leiterbild auf ein Substrat (4) zu übertragen; und

eine Vakuum-Wärmeisolierplatte (100), die auf mindestens einen Teil des Belichtungssystems und der Kammer (11) aufgebracht ist.

13. Belichtungsverfahren unter Verwendung einer Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, die in einer Kammer angeordnet ist, wobei das Belichtungsverfahren die Schritte aufweist:

Halten der Temperatur in der Kammer auf einer vorgegebenen Temperatur;

Positionieren einer Maske und eines Substrats in dem Belichtungssystem; und

Übertragen eines auf der Maske ausgebildeten Leiterbildes auf das Substrat;

wodurch die Vakuum-Wärmeisolierplatte den Einfluss von Wärme auf die Belichtung des Substrats unterdrückt.