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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Photolithografie-Verfahren, die bei
der Bildung von integrierten Schaltungs- bzw. Schaltkreis-(IC) Mustern
auf Resistlack bzw. Fotolack bei der Herstellung von integrierten
Halbleiterschaltkreisen verwendet werden, spezieller betrifft die
vorliegende Erfindung eine Megaschall-Immersionslithografie-Belichtungsvorrichtung
und ein Verfahren, bei dem eine Immersionsflüssigkeit Megaschallwellen unterworfen
wird, um Blasen aus der Flüssigkeit
während
eines Lithografie-Belichtungsschritt zu entfernen bzw. zu zerstören.
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Hintergrund der Erfindung
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Verschiedene
Verfahrensschritte werden verwendet, um integrierte Schaltkreise
auf einem Halbleiterwafer herzustellen. Diese Schritte beinhalten
ein Aufbringen einer leitenden Schicht auf das Siliziumwafersubstrat;
ein Bilden eines Fotolacks oder einer anderen Maske wie beispielsweise
Titanoxid oder Siliziumoxid, in Form der gewünschten Metallverbindungsmuster
unter Verwendung von lithografischen oder photolithografischen Standardtechniken; ein
Unterwerfen des Wafersubstrats einem Trockenätzverfahren, um die leitende
Schicht von den Bereichen zu entfernen, die nicht durch die Maske bedeckt
sind, wodurch die leitende Schicht in Form des abgedeckten Musters
auf dem Substrat geätzt wird;
ein Entfernen oder Ablösen
der Maskenschicht von dem Substrat, typischerweise unter Verwendung von
reaktivem Plasma und Chlorgas, wodurch die Oberseite der leitenden
Verbindungsschicht belichtet wird; und ein Kühlen und ein Trocknen des Wafersubstrats
durch Anwenden von Wasser und Stickstoffgas auf das Wafersubstrat.
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Bei
einer herkömmlichen
IC-Herstellungstechnik, die als eine duale Damaszenertechnik bekannt
ist, werden untere und obere dielektrische Schichten nacheinander
auf einem Substrat angeordnet. Eine Durchgangsöffnung wird gestaltet bzw. nachgebildet
und in die untere dielektrische Schicht geätzt, und eine Schlitzöffnung wird
gestaltet und in die obere dielektrische Schicht geätzt. Bei
jedem Schritt wird eine gestaltete Fotolackschicht verwendet, um
die Schlitz- und Durchgangsöffnungen
in die entsprechende dielektrische Schicht zu ätzen. Eine leitende Kupferleitung
wird dann in den Schlitz- und Durchgangsöffnungen gebildet, typischerweise
unter Verwendung von Galvano-(ECP) Techniken, um die horizontalen
und vertikalen Verbindungen der IC auf dem Substrat zu bilden.
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Fotolack-Materialien
werden auf der Oberfläche
eines Wafers oder auf einer dielektrischen oder leitenden Schicht
auf einem Wafer durch Verteilen eines Fotolackfluids aufgetragen,
typischerweise in der Mitte des Wafers, weil der Wafer sich mit
hohen Geschwindigkeiten in einer ortfesten Schale bzw. Wanne oder
einer Streichfarbenwanne dreht. Die Streichfarbenwanne fängt überschüssige Fluids
und Partikel auf, die von dem sich drehenden Wafer während der Auftragung
des Fotolacks hinausgeworfen werden. Das Fotolackfluid, das auf
der Mitte des Wafers verteilt wird, spritzt nach außen zu den
Kanten des Wafers durch Oberflächenspannung,
die durch die Zentrifugalkraft des sich drehenden Wafers erzeugt
wird. Dies ermöglicht
eine gleichmäßige Auftragung
des flüssigen
Fotolacks auf der gesamten Oberfläche des Wafers.
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Während des
Photolithografieschritts der Halbleiterherstellung wird Lichtenergie
durch ein Retikel bzw. eine Strichplatte oder eine Maske auf das Fotolackmaterial
aufgebracht, das zuvor auf dem Wafer aufgebracht wird, um Schaltkreismuster
festzulegen, die in einem nachfolgenden Verfahrensschritt geätzt werden,
um die Schaltkreise auf dem Wafer festzulegen. Ein Retikel ist eine
transparente Platte, die mit einem Schaltkreisbild gestaltet ist,
die in dem Fotolack gebildet werden soll, mit dem der Wafer beschichtet
ist. Ein Retikel enthält
das Schaltkreismusterbild für
nur ein paar der Die auf einem Wafer, wie beispielsweise zum Beispiel
vier Die, und muss damit über
die gesamte Oberfläche
des Wafers weitergerückt
und wiederholt (step und repeat) werden. Im Gegensatz dazu beinhaltet
eine Photomaske, oder Maske, das Schaltkreismusterbild für alle Die
auf einem Wafer und benötigt
nur eine Belichtung, um das Schaltkreismusterbild für alle Die
auf den Wafer zu übertragen.
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Eine
Rotationsbeschichtung bzw. ein Spin-coating von Fotolack auf Wafern
sowie die anderen Schritte in dem Photolithografie-Verfahren werden
in einer automatisierten Streichmaschine/Entwickler-Track-System
unter Verwendung einer/m Wafer-Handhabungseinrichtung
durchgeführt, die
die Wafer zwischen den verschiedenen Photolithografie-Betreibungsstationen
transportiert, wie beispielsweise Haftvermittler-Lack-Rotationsbeschichtungs-(vapor
prime resist sein coat), Entwicklungs-, Ausback- und Kühlstationen.
Eine Roboter-Bedienung der Wafer minimiert eine Partikelerzeugung
und Waferbeschädigung.
Automatisierte Wafertracks ermöglichen
verschiedenste Verfahrensabläufe,
die gleichzeitig auszuführen
sind. Zwei Arten von automatisierten Track-Systemen, die viel in der Industrie angewendet
werden, sind der TEL (Tokyo Electron Limited) Track und der SVG
(Silicon Valley Group) Track.
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Ein
typisches Verfahren zum Bilden eines Schaltkreismusters auf einem
Wafer beinhaltet ein Einbringen des Wafer in das automatisierte Track-System
und dann eine Rotationsbeschichtung einer Fotolackschicht auf den
Wafer. Der Fotolack wird als nächstes
durch Durchführung
eines leichten Back- bzw. Ausheizverfahren gehärtet. Nachdem er abgekühlt ist,
wird der Wafer in einer Belichtungsvorrichtung angeordnet, wie beispielsweise
einem Stepper, der den Wafer auf einen Pfeil von Die-Mustern ausrichtet,
die auf das typischerweise chrombeschichtete Quartz-Retikel geätzt werden.
Wenn er einwandfrei ausgerichtet und fokussiert ist, belichtet der
Stepper einen kleinen Bereich des Wafers, dann rutscht oder „schreitet" bzw. rückt er zu
dem nächsten Feld
und wiederholt das Verfahren bis die gesamte Waferoberfläche den
Die-Mustern auf dem Retikel ausgesetzt wurde. Der Fotolack wird
dem Licht durch das Retikel in den Schaltkreisbild-Mustern ausgesetzt.
Ein Aussetzen des Fotolacks diesem Bildmuster vernetzt und härtet den
Fotolack in dem Schaltkreismuster. Nach dem Ausrichtungs- und Belichtungsschritt
wird der Wafer einem Backen-nach-Belichtung ausgesetzt und wird
dann entwickelt und ausgeheizt, um das Fotolackmuster zu entwickeln.
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Das
Schaltkreismuster, das durch den entwickelten und gehärteten Fotolack
festgelegt ist, wird als nächstes
zu einer darunter liegenden Metallschicht unter Verwendung eines Ätzverfahrens übermittelt,
bei dem Metall in der Metallschicht, das nicht durch den vernetzten
Fotolack bedeckt ist, von dem Wafer weggeätzt wird, wobei das Metall
unter dem vernetzten Fotolack, der das Vorrichtungsmerkmal festlegt,
vor dem Ätzmittel
geschützt
ist. Alternativ kann das geätzte
Material eine dielektrische Schicht sein, bei der Durchgangsöffnungen
und Schlitzöffnungen
gemäß dem Schaltkreismuster
geätzt
sind, wie beispielsweise in der dualen Damaszenertechnik. Die Durchgangs-
und Schlitzöffnungen
werden dann mit einem leitenden Metall gefüllt, wie beispielsweise Kupfer,
um die Metall-Stromleitungen
festzulegen. Als ein Ergebnis wird ein wohldefiniertes Muster aus
metallischen mikroelektronischen Schaltkreisen auf dem Wafer gebildet,
das nahe an das Schaltkreismuster des vernetzten Fotolacks heranreicht.
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Eine
Lithografieart, die in der Halbleiter-Herstellungsindustrie verwendet
wird, ist die Immersionslithografie, bei der eine Belichtungsvorrichtung eine
Maske und eine Linse beinhaltet, die über einer optischen Transferkammer
bereitgestellt werden. Eine wasserenthaltene Belichtungsflüssigkeit
wird durch die optische Transferkammer verteilt. Im Betrieb wird
die optische Transferkammer über
einem Belichtungfeld auf einem fotolackbeschichteten Wafer angeordnet.
Während
die Belichtungsflüssigkeit durch
die optische Transferkammer verteilt ist, wird Licht durch die Maske,
Linse bzw. Belichtungsflüssigkeit
in die optische Transferkammer und auf den Fotolack des Belichtungsfelds übermittelt.
Das Schaltkreismusterbild in der Maske wird daher durch das Licht übermittelt,
das durch die Belichtungsflüssigkeit zu
dem Fotolack übertragen
wird. Die Belichtungsflüssigkeit
in der optischen Transferkammer verstärkt die Auflösung des übertragenen
Schaltkreismusterbilds auf dem Fotolack.
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Vor
der Verteilung der Belichtungsflüssigkeit durch
die optische Transferkammer wird die wässrige Flüssigkeit typischerweise entgast,
um die meisten Mikroblasen aus der Flüssigkeit zu entfernen. Jedoch bleiben
einige der Mikroblasen in der Flüssigkeit während ihrer
Verteilung durch die optische Transferkammer. Diese verbleibenden
Mikroblasen weisen die Tendenz auf, an der typischerweise hydrophoben Oberfläche des
Fotolacks zu haften, wodurch das auf den Fotolack projizierte Schaltkreismusterbild
verzerrt wird. Demgemäß werden
eine Vorrichtung und ein Verfahren benötigt, um Mikroblasen in einer
Belichtungsflüssigkeit
während
einer Immersionslithografie im Wesentlichen zu entfernen, um eine
Verzerrung des auf den Fotolack projizierten Schaltkreismusterbilds
in einem Belichtungsfeld zu verhindern.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Vorrichtung
bereitzustellen, um Mikroblasen in einer Belichtungsflüssigkeit
vor oder während
einer Immersionslithografie im Wesentlichen zu entfernen.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Megaschall-Belichtungsvorrichtung
bereitzustellen, die im Stande ist, Mikroblasen in einer Belichtungsflüssigkeit
vor oder während einer
Immersionslithografie im Wesentlichen zu entfernen.
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Noch
eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue
Megaschall-Belichtungsvorrichtung
bereitzustellen, die die Qualität
eines während
einer Immersionslithografie auf den Fotolack projizierten Schaltkreismusterbilds
erhöht.
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Noch
eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue
Megaschall-Belichtungsvorrichtung
bereitzustellen, bei der Schallwellen verwendet werden, um Mikroblasen
in einer Belichtungsflüssigkeit
vor oder während
einer Immersionslithografie im Wesentlichen zu entfernen.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues
Megaschall-Immersionslithografie-Belichtungsverfahren
bereitzustellen, bei dem Schallwellen verwendet werden, um Mikroblasen
in einer Belichtungsflüssigkeit
vor oder während einer
Immersionslithografie im Wesentlichen zu entfernen.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues
Megaschall-Immersionslithografie-Belichtungsverfahren
bereitzustellen, bei den Schallwellen verwendet werden, um Mikroblasen und
Partikel auf einer Belichtungslinse vor oder während einer Immersionslithografie
im Wesentlichen zu entfernen.
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Stand der Technik
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Das
Patent
US 2005/0048223
A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Immersionslithographie-Systems,
das Schritte des Eintauchens von mindestens einem Teil eines Wafers
beinhaltet, um in einem Immersionsmittel ausgesetzt zu werden, wobei
das Immersionsmittel mindestens eine Blase umfasst. Das Hindurchführen einer
Ultraschallwelle durch mindestens einen Teil des Immersionsmittels zerstört diese
mindestens eine Blase oder baut sie ab.
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Das
Patent
US 2005/0225734
A1 offenbart eine lithographische Vorrichtung und ein Geräte-Herstellungsverfahren
unter Verwendung einer Flüssigkeit
mit hohem Brechungsindex, die in einem Behälter abgegrenzt ist und mindestens
teilweise das Bildfeld zwischen dem End-Element der Projektionslinse und dem
Substrat füllt.
Blasen in der Flüssigkeit
werden erkannt und entfernt, so dass sie nicht mit der Aussetzung
interferieren. Die Erkennung kann ausgeführt werden durch das Messen
der Frequenzabhängigkeit
der Ultraschalldämpfung
in der Flüssigkeit und
die Blasenentfernung kann ausgeführt
werden durch Entgasung und Unter-Druck-Setzen der Flüssigkeit,
Isolieren der Flüssigkeit
gegen die Atmosphäre,
Verwenden von Flüssigkeiten
mit geringer Oberflächenspannung,
Bereitstellen eines kontinuierlichen Flusses an Flüssigkeit
durch das Bildfeld und Phasenverschieben von stehenden Ultraschallwellen-Knoten-Mustern.
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Das
Patent
US 2005/0213065
A1 offenbart eine Aussetzungsvorrichtung, die ein optisches
Projektionssystem zum Projizieren eines Bildes eines Musters einer
Maske auf ein Objekt beinhaltet mit einem Vibrationsteil zum Vibrieren
von mindestens einem Fluid, das in einem Raum zwischen dem optischen
Projektionssystem und dem Objekt gefüllt ist.
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Das
Patent
US 2002/0136971
A1 offenbart eine Laser-Bearbeitungsvorrichtung, die einen
Laseroszillator, ein Abtastsystem und ein Einfall-Mittel umfasst.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß diesen
und anderen Aufgaben und Vorteilen ist die vorliegende Erfindung
allgemein auf eine neue Megaschall-Immersion-Lithografie-Belichtungsvorrichtung
gemäß den Ansprüchen, insbesondere
gemäß Anspruch
1 gerichtet, um Mikroblasen aus einer Belichtungsflüssigkeit
vor, während
oder sowohl vor als auch während
einer Immersionslithografie im Wesentlichen zu entfernen. In einer
Ausführungsform
beinhaltet die Vorrichtung eine optische Transferkammer, die über einem
farblackbeschichteten Wafer angeordnet ist, ein optisches System
bzw. Gehäuse,
das mit einer Photomaske und einer Linse ausgestattet ist, die benachbart
zur bzw. über
der optischen Transferkammer bereitgestellt ist, und eine Einlassleitung
zur Verteilung einer Immersionsflüssigkeit in die optische Transferkammer.
Das optische System ist bereitgestellt, um Licht durch eine Maske und
die Belichtungsflüssigkeit
auf den Wafer zu projizieren. Mindestens eine Megaschall-Platte steht betriebsfähig in Verbindung
mit der Einlassleitung der optischen Transferkammer bzw. ist mit
dieser eingespannt, um Schallwellen durch die Immersionsflüssigkeit
zu verbreiten, während
die Flüssigkeit
durch die Einlassleitung und in die optische Transferkammer verteilt
wird. Die mindestens eine Megaschall-Platte umfasst eine allgemein
ringförmige
Megaschall-Platte, die um die optische Transferkammer bereitgestellt
ist. Die Schallwellen entfernen im Wesentlichen Mikroblasen in der
Belichtungsflüssigkeit, so
dass die Flüssigkeit
in die optische Transferkammer in einem im Wesentlichen blasenfreien
Zustand für
den Belichtungsschritt fließt.
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Die
vorliegende Erfindung ist weiter auf ein Verfahren gerichtet, um
Mikroblasen in einer Belichtungsflüssigkeit im Wesentlichen zu
entfernen, das in einem Immersionslithografie-Verfahren verwendet wird, um ein Schaltkreismusterbild
von einer Maske oder einem Retikel auf einen farblackbeschichteten Wafer
zu übermitteln.
Das Verfahren beinhaltet ein Verbreiten von Schallwellen durch eine
Belichtungsflüssigkeit
vor, während
oder sowohl vor als auch während
Verteilung der Belichtungsflüssigkeit
durch eine optische Transferkammer einer Immersionslithografie-Belichtungsvorrichtung.
Die Schallwellen entfernen im Wesentlichen Mikroblasen in der Belichtungsflüssigkeit
und entfernen Mikroblasen von der Farblackoberfläche, wodurch ein Anhaften von
Mikroblasen an dem Farblack auf der Oberfläche eines Wafer und eine Verzerrung
des Schaltkreismusterbilds verhindert werden, das von der Vorrichtung durch
die Belichtungsflüssigkeit
und auf den Farblack übermittelt
wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist weiter auf ein Verfahren gerichtet, um
Mikroblasen und Partikel von einer Belichtungslinse im Wesentlichen
zu entfernen, die in einem Immersionslithografie-Verfahren verwendet
wird, um ein Schaltkreismusterbild von einer Maske oder einem Retikel
auf einen farblackbeschichteten Wafer zu übermitteln. Das Verfahren beinhaltet
ein Verbreiten von Schallwellen durch eine Belichtungsflüssigkeit
vor, während
oder sowohl vor als auch während
Verteilung der Belichtungsflüssigkeit
durch eine optische Transferkammer einer Immersionslithografie-Belichtungsvorrichtung.
Das Verfahren beinhaltet auch ein Austauschen der Belichtungsflüssigkeit
vor, während
oder sowohl vor als auch während
eines Belichtungsverfahrens. Die Schallwellen entfernen im Wesentlichen
Mikroblasen und Partikel auf der Linsenoberfläche, wodurch ein Anhaften von
Mikroblasen und Partikel an der Oberfläche einer Emersionslinse und
ein Verzerren des Schaltkreismusterbilds verhindert wird, das von
der Vorrichtung durch die Belichtungsflüssigkeit und auf den Farblack übermittelt
wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird jetzt anhand von Beispielen mit Bezug auf die beigelegten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Megaschall-Immersionslithografie-Vorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
schematische Ansicht einer Megaschall-Immersionslithografie-Vorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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3A ein
Fließdiagramm
ist, das sequentielle Verfahrensschritte veranschaulicht, die gemäß einer
ersten Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden;
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3B ein
Fließdiagramm
ist, das sequentielle Verfahrensschritte veranschaulicht, die gemäß einer
zweiten Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden; und
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3C ein
Fließdiagramm
ist, das sequentielle Verfahrensschritte veranschaulicht, die gemäß einer
dritten Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
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3D ist
ein Fließdiagramm,
das sequentielle Verfahrensschritte veranschaulicht, die gemäß einer
vierten Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
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3E ist
ein Fließdiagramm,
das sequentielle Verfahrensschritte veranschaulicht, die gemäß einer
fünften
Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
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3F ist
ein Fließdiagramm,
das sequentielle Verfahrensschritte veranschaulicht, die gemäß einer
sechsten Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
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4 ist
schematische Ansicht einer Megaschall-Immersionslithografie-Vorrichtung,
die mit einer Selbstreinigungsmechanismus für Objektivlinsen gemäß der vorliegenden
Erfindung versehen ist.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrachtet eine neue Megaschall-Immersionslithografie-Belichtungsvorrichtung,
um Mikroblasen aus einer Belichtungsflüssigkeit vor, während oder
sowohl vor als auch während
einer Immersionslithografie im Wesentlichen zu entfernen. Bei einer
Ausführungsform
beinhaltet die Vorrichtung ein optisches Gehäuse, das mit einer Photomaske
und eine Linse ausgestattet ist. Eine optische Transferkammer wird
unter der Linse des optischen Gehäuses bereitgestellt. Eine Einlassleitung
wird in Fluidverbindung bzw. Strömungsverbindung
mit der optischen Transferkammer bereitgestellt, um eine Immersionsflüssigkeit
in die Kammer zu verteilen. Mindestens eine Megaschall-Platte steht
betriebsfähig
im Eingriff mit der Einlassleitung, um Schallwellen durch die Immersionsflüssigkeit
zu verbreiten, während
die Flüssigkeit
durch die Einlassleitung und in die optische Transferkammer verteilt
wird. Bei einer anderen Ausführungsform
umgibt eine ringförmige
Megaschall-Platte die optische Transferkammer der Vorrichtung.
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Während des
Betriebs der Vorrichtung ist die optische Transferkammer über einem
Belichtungsfeld auf einem fotolackbeschichteten Wafer angeordnet.
Die Schallwellen, die durch die Megaschall-Platte oder Platten erzeugt
werden, entfernen im Wesentlichen Mikroblasen in der Belichtungsflüssigkeit, so
dass die Flüssigkeit,
die in die optische Transferkammer fließt, in einem im Wesentlichen
blasenfreien Zustand ist. Während
des Belichtungsschritts wird Licht durch die Photomaske bzw. Linse
des optischen Gehäuses
durch die Belichtungsflüssigkeit
in der optischen Transferkammer und auf den auf dem Wafer aufgebrachten
Fotolack übertragen.
Die Belichtungsflüssigkeit,
im Wesentlichen ohne Mikroblasen, überträgt das im Wesentlichen verzerrungsfreie
Schaltkreismusterbild mit hoher Auflösung auf den Fotolack.
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Die
vorliegende Erfindung ist weiter auf ein Verfahren gerichtet, um
Mikroblasen und Partikel in einer Belichtungsflüssigkeit im Wesentlichen zu
entfernen, die bei einem Immersionslithografie-Verfahren-Belichtungsschritt
verwendet wird, um ein Schaltkreismusterbild von einer Maske oder
einem Retikel zu einem Belichtungsfeld auf einem farblackbeschichteten
Wafer zu übertragen.
In einer ersten Ausführungsform
beinhaltet das Verfahren ein Verbreiten von Schallwellen durch eine
Belichtungsflüssigkeit, um
Mikroblasen in der Flüssigkeit
vor dem Belichtungsschritt zu entfernen. In einer zweiten Ausführungsform
beinhaltet das Verfahren ein Verbreiten von Schallwellen durch die
Belichtungsflüssigkeit
sowohl vor dem als auch während
des Belichtungsschritts. In einer dritten Ausführungsform beinhaltet das Verfahren
ein intermittierendes Verbreiten von Schallwellen durch die Belichtungsflüssigkeit
während
des Belichtungsschritts. Die Megaschallleistung, die durch die Megaschall-Platte
oder -Platten auf die Belichtungsflüssigkeit angewendet wird, ist vorzugsweise
etwa 10–1.000
kHz.
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Eine
beliebige Art von Belichtungsflüssigkeiten
ist für
das Megaschall-Immersionslithografie-Verfahren
der vorliegenden Erfindung geeignet. In einer Ausführungsform
beinhaltet die Belichtungsflüssigkeit
NH4, H2O2 und H2O in einem
Verhältnis
der Volumenkonzentrationen von typischerweise etwa 1 : 1 : 10 bis
1 : 1 : 1000. In einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Belichtungsflüssigkeit
NH4 und H2O in einem
Verhältnis
der Volumenkonzentrationen von typischerweise etwa 1 : 10 bis 1
: 1000. In einer noch anderen Ausführungsform ist die Belichtungsflüssigkeit
deionisiertes (DI) Wasser. In noch einer anderen Ausführungsform
ist die Belichtungsflüssigkeit
ozonhaltiges (O3) Wasser, das eine Ozon-Konzentration von
typischerweise etwa 1 bis 1000 ppm aufweist. Die Belichtungsflüssigkeit
kann einen nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoff, einen anionischen
oberflächenaktiven
Stoff oder einen kationischen oberflächenaktiven Stoff beinhalten,
aufweisend eine Konzentration im Bereich von typischerweise etwa
1 bis 1000 ppm.
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Anfangs
auf 1 bezogen wird eine Megaschall-Lithografie-Belichtungsvorrichtung, nachstehend
Belichtungsvorrichtung, der vorliegenden Erfindung allgemein durch
das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Die Belichtungsvorrichtung 10 beinhaltet
einen Waferplattform 28, um einen Wafer 34 zu tragen,
der eine darauf aufgebrachte Fotolackschicht aufweist (nicht gezeigt).
Ein optisches Gehäuse 12 enthält ein optisches
System, das einen Laser (nicht gezeigt) und die letzte Objektivlinse 16 aufweist,
angeordnet über
der Waferplattform 28. Eine Maske oder ein Retikel (nicht
gezeigt) ist entfernbar in dem optischen Gehäuse 12 über der
Linse 16 eingefügt. Die
Maske oder das Retikel beinhaltet ein Schaltkreismuster (nicht gezeigt),
das auf die Fotolackschicht auf dem Wafer 34 während eines
Lithografieverfahrens übertragen
werden soll, das nachstehend beschrieben ist. Eine optische Transferwasserimmersionkammer 18 wird
unter der letzten Objektivlinse 16 bereitgestellt und ist über der
Waferplattform 28 angeordnet. Während einer Lithografie strahlt
der Laser durch die Maske oder das Retikel, die ein Schaltkreismusterbild
herstellt, das durch die letzte Objektivlinse 16 bzw. die
optische Transferwasserimmersionkammer 18 und auf den Wafer 34 übertragen
wird.
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Ein
Einlassflüssigkeitsreservoir 20,
von dem sich eine Einlassleitung 22 erstreckt, enthält einen Vorrat
an Belichtungsflüssigkeit 32.
Eine Entnahmeleitung 22a erstreckt sich von der Einlassleitung 22 und
wird in Fluidverbindung mit der optischen Transferkammer 18 bereitgestellt.
Ein Auslassflüssigkeitsreservoir 26 wird
in Fluidverbindung mit der optischen Transferkammer 18 über eine
Sammelleitung 24a bzw. eine Auslassleitung 24 bereitgestellt.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Megaschall-Platte 30 auf der Einlassleitung 22 bereitgestellt,
gemäß dem Wissen
des Fachmanns Schallwellen (nicht gezeigt) in der Belichtungsflüssigkeit 32 zu
erzeugen, während
die Flüssigkeit 32 durch
die Einlassleitung 22 verteilt wird.
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Während des
Betriebs der Belichtungsvorrichtung 10 wird, wie nachstehend
weiter beschrieben, die Belichtungsflüssigkeit 32 aus dem
Einlassflüssigkeitsreservoir 20 durch
die Einlassleitung 22 bzw. Entnahmeleitung 22a und
in die optische Transferwasserimmersionkammer 18 verteilt.
Die Megaschall-Platte 30 erzeugt Schallwellen (nicht gezeigt) in
der Belichtungsflüssigkeit 32,
die alle oder die meisten Mikroblasen in der Belichtungsflüssigkeit 32 entfernen.
Der Laserstrahl von dem optisches Gehäuse 12, der ein Schaltkreismusterbild
herstellt, wird durch die letzte Objektivlinse 16 bzw.
Belichtungsflüssigkeit 32 übertragen,
die in der optischen Transferwasserimmersionkammer 18 enthalten
ist, und wird auf den auf dem Wafer 34 aufgetragenen Fotolack
projiziert. Die Belichtungsflüssigkeit 32 wird fortlaufend
von der optischen Transferwasserimmersionkammer 18 durch
die Sammelleitung 24a bzw. Auslassleitung 24 und
in das Auslassflüssigkeitsreservoir 26 gepumpt.
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Bezüglich der
nächsten 3A bis 3C in
Verbindung mit 1 kann die Belichtungsvorrichtung 10 gemäß einer
von drei Modi betrieben werden. Gemäß dem Fließdiagramm von 3A wird
die optische Transferwasserimmersionkammer 18 anfangs über einem
Belichtungsfeld auf dem Wafer 34 angeordnet, wie in Schritt 1 gezeigt.
Die Megaschall-Platte 30 wird dann eingeschaltet (Schritt 2),
gefolgt von einer Verteilung der Belichtungsflüssigkeit 32 aus dem Einlassflüssigkeitsreservoir 20 durch
die Einlassleitung 22 bzw. in die optische Transferwasserimmersionkammer 18 (Schritt 3).
Während
die Belichtungsflüssigkeit 32 durch
die Einlassleitung 22 fließt, induziert die Megaschall-Platte 30 die
Bildung von Schallwellen in der Belichtungsflüssigkeit 32. Die Schallwellen
entfernen Mikroblasen in der Belichtungsflüssigkeit 32, so dass
die Belichtungsflüssigkeit 32 im Wesentlichen
ohne Mikroblasen beim Einfließen
in die optische Transferkammer 18 ist. Weiterhin entfernen
die Schallwellen auch die Mikroblasen auf der Farblackoberfläche durch
die Schallwelleübertragung
von einer Entnahmeleitung 22a zu einer optischen Transferwasserimmersionkammer 18.
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Wie
in Schritt 4 gezeigt wird die Megaschall-Platte 30 ausgeschaltet,
bevor das Belichtungsfeld auf dem Wafer 34 dem Schaltkreismusterbild
ausgesetzt wird, das durch die Belichtungsflüssigkeit 32 übertragen
wird (Schritt 5); die Belichtungsflüssigkeit 32 überträgt eine
hochaufgelöstes
Schaltkreismusterbild, das nicht durch Mikroblasen auf der Oberfläche des
Fotolacks auf dem Wafer 34 verzerrt ist. Nach Beendigung
des Belichtungsschritts 5 wird die optische Transferkammer 18 zu
dem nächsten Belichtungsfeld
auf dem Wafer 34 bewegt und die Schritte 1 bis 5 werden
wiederholt, wie in Schritt 6 gezeigt.
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Gemäß dem Fließdiagramm
von 3B wird die optische Transferwasserimmersionkammer 18 anfangs über einem
Belichtungsfeld auf dem Wafer 34 angeordnet, wie in Schritt 1a gezeigt.
Die Megaschall-Platte 30 wird dann angeschaltet (Schritt 2a),
gefolgt von einer Verteilung der Belichtungsflüssigkeit 32 aus dem
Einlassflüssigkeitsreservoir 20 durch
die Einlassleitung 22 bzw. in die optische Transferwasserimmersionkammer 18 (Schritt 3a). Die
Schallwellen, die von der Megaschall-Platte 30 erzeugt werden, entfernen
Mikroblasen in der Belichtungsflüssigkeit 32,
die durch die Einlassleitung 22 fließt, so dass die Belichtungsflüssigkeit 32 im
Wesentlichen ohne Mikroblasen beim Einfließen in die optische Transferkammer 18 ist
und die auf dem Wafer 34 haftenden Mikroblasen daher entfernt
werden.
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Wie
in Schritt 4a gezeigt, während die Megaschall-Platte 30 an
bleibt, wird der Fotolack auf dem Wafer 34 belichtet. Demgemäß führt die
Megaschall-Platte 20 während
des Belichtungsschritts (Schritt 4a) fort, Mikroblasen
in der Belichtungsflüssigkeit 32 und
auf der Waferfarblackoberfläche 34 zu entfernen.
Das Schaltkreismusterbild, das von dem optischen Gehäuse 12 durch
die optische Transferkammer 18 übertragen wird, ist daher nicht
durch Mikroblasen verzerrt und wird mit einer hohen Auflösung auf
die Oberfläche
des Fotolacks auf dem Wafer 34 projiziert. Nach Beendigung
des Belichtungsschritts 4a kann die Megaschall-Platte 30 ausgeschaltet
werden (5a). Die optische Transferkammer 18 wird
dann zu dem nächsten
Belichtungsfeld auf dem Wafer 34 bewegt und die Schritte 1 bis 5 werden
wiederholt, wie in Schritt 6a gezeigt.
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Gemäß dem Fließdiagramm
von 3C wird die optische Transferkammer 18 anfangs über einem
Belichtungsfeld auf dem Wafer 34 angeordnet, wie in Schritt 1b gezeigt.
Die Megaschall-Platte 30 wird dann angeschaltet (Schritt 2b),
und die Belichtungsflüssigkeit 32 wird
aus dem Einlassflüssigkeitsreservoir 20 durch
die Einlassleitung 22 bzw. in die optische Transferkammer 18 verteilt
(Schritt 3b). Die Schallwellen, die von der Megaschall-Platte 30 erzeugt
werden, entfernen Mikroblasen in der Belichtungsflüssigkeit 32 und
auf der Waferfarblackoberfläche 34,
so dass die Belichtungsflüssigkeit 32 beim Fließen in die
optische Transferkammer 18 und beim Haften auf der Oberseite
der Farblackoberfläche 34 im
Wesentlichen ohne Mikroblasen ist.
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Wie
in Schritt 4b gezeigt wird der Belichtungsschritt ausgeführt, während die
Megaschall-Platte 30 intermittierend
an- und ausgeschaltet wird. Demgemäß fährt die Megaschall-Platte 20 während einer
Belichtung des Wafers 34 fort, Mikroblasen in der Belichtungsflüssigkeit 32 zu
entfernen. Nach Beendigung des Belichtungsschritts 4b wird
die optische Transferkammer 18 zu dem nächsten Belichtungsfeld auf
dem Wafer 34 bewegt und die Schritte 1 bis 5 werden
wiederholt, wie in Schritt 5b gezeigt.
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Gemäß dem Fließdiagramm
von 3D wird die optische Transferwasserimmersionkammer 18 anfangs über einem
Belichtungsfeld auf dem Wafer 34 angeordnet, wie in Schritt 1c gezeigt.
Die Megaschall-Platte 30 wird dann angeschaltet (Schritt 2c),
gefolgt von einer Verteilung der Belichtungsflüssigkeit 32 aus dem
Einlassflüssigkeitsreservoir 20 durch
die Einlassleitung 22 bzw. in die optische Transferwasserimmersionkammer 18 (Schritt 3c). Die
Schallwellen, die von der Megaschall-Platte 30 erzeugt werden, entfernen
Mikroblasen in der Belichtungsflüssigkeit 32,
die durch die Einlassleitung 22 fließen, so dass die Belichtungsflüssigkeit 32 beim Fließen in die
optische Transferkammer 18 im Wesentlichen ohne Mikroblasen
ist, und die auf dem Wafer 34 haftenden Mikroblasen werden
davon entfernt.
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Wie
in Schritt 4a gezeigt, während die Megaschall-Platte 30 an
bleibt, wird der Fotolack auf dem Wafer 34 belichtet. Demgemäß fahrt
die Megaschall-Platte 20 während des Belichtungsschritts (Schritt 4c)
fort, Mikroblasen in der Belichtungsflüssigkeit 32 und auf
der Waferfarblackoberfläche 34 zu entfernen.
Das Schaltkreismusterbild, das von dem optischen Gehäuse 12 durch
die optische Transferkammer 18 übertragen wird, ist daher nicht
durch Mikroblasen verzerrt und wird mit einer hohen Auflösung auf
die Oberfläche
des Fotolacks auf dem Wafer 34 projiziert. Nach Beendigung
des Belichtungsschritts 4a kann die Megaschall-Platte 30 noch
angeschaltet bleiben. Die optische Transferkammer 18 wird
dann zu dem nächsten
Belichtungsfeld auf dem Wafer 34 bewegt und die Schritte 4c bis 5c werden wiederholt,
wie in Schritt 6c gezeigt.
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Gemäß dem Fließdiagramm
von 3E wird die optische Transferwasserimmersionkammer 18 anfangs über einem
Belichtungsfeld auf dem Wafer 34 angeordnet, wie in Schritt 1d gezeigt.
Die Megaschall-Platte 30 wird dann angeschaltet (Schritt 2d),
gefolgt von einer Verteilung der ersten Flüssigkeit 32 aus dem
Einlassflüssigkeitsreservoir 20 durch die
Einlassleitung 22 bzw. in die optische Transferwasserimmersionkammer 18 (Schritt 3d).
Die Schallwellen, die von der Megaschall-Platte 30 erzeugt werden, entfernen
Mikroblasen in der Belichtungsflüssigkeit 32,
die durch die Einlassleitung 22 fließen, und wobei Partikel auf
der unteren Oberfläche
der letzten Objektivlinse 108 entfernt werden, so dass
die Belichtungsflüssigkeit 32 im
Wesentlichen ohne Mikroblasen beim Fließen in die optische Transferkammer 18 ist
und die Partikel, die an der unteren Oberfläche der letzten Objektivlinse 108 haften,
davon entfernt werden.
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Wie
in Schritt 4D gezeigt, während die Megaschall-Platte 30 an
bleibt, gefolgt von einer Verteilung der zweiten Flüssigkeit
aus dem Einlassflüssigkeitsreservoir 20 durch
die Einlassleitung 22 und in die optische Transferwasserimmersionkammer 18,
um die erste Flüssigkeit
(Schritt 4d) zu ersetzen, wird der Fotolack auf dem Wafer 34 belichtet.
Demgemäß wird die
Megaschall-Platte während
des Belichtungsschritts (Schritt 6d) nicht ausgeschaltet
(Schritt 5d). Das Schaltkreismusterbild, das von dem optischen Gehäuse 12 durch
die optische Transferwasserimmersionkammer 18 übertragen
wird, ist daher nicht durch Partikel verzerrt und wird mit einer
hohen Auflösung
auf die Oberfläche
des Fotolacks auf dem Wafer 34 projiziert. Nach Beendigung
des Belichtungsschritts 6d wird dann die optische Transferkammer 18 zu
dem nächsten
Belichtungsfeld auf dem Wafer 34 bewegt und die Schritte 6d bis 7d werden
wiederholt, wie in Schritt 6d gezeigt.
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Gemäß dem Fließdiagramm
von 3F ist die optische Transferwasserimmersionkammer 18 anfangs über einem
Belichtungsfeld auf dem Wafer 34 angeordnet, wie in Schritt 1e gezeigt.
Die Megaschall-Platte 30 wird dann angeschaltet (Schritt 2e), gefolgt
von einer Verteilung der ersten Flüssigkeit 32 aus dem
Einlassflüssigkeitsreservoir 20 durch
die Einlassleitung 22 bzw. in die optisches Transferwasserimmersionkammer 18 (Schritt 3e).
Die Schallwellen, die von der Megaschall-Platte 30 erzeugt
werden, entfernen Mikroblasen in der Belichtungsflüssigkeit 32,
die durch die Einlassleitung 22 fließen, und wobei Partikel auf
der unteren Oberfläche
der letzten Objektivlinse 108 entfernt werden, so dass
die Belichtungsflüssigkeit 32 im
Wesentlichen ohne Mikroblasen beim Fließen in die optische Transferkammer 18 ist
und die Partikel, die an der unteren Oberfläche der letzten Objektivlinse 108 haften,
daher entfernt werden.
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Wie
in Schritt 4e gezeigt, während die Megaschall-Platte 30 an
bleibt, gefolgt von einer Verteilung der zweiten Flüssigkeit
aus dem Einlassflüssigkeitsreservoir 20 durch
die Einlassleitung 22 und in die optisches Transferwasserimmersionkammer 18,
um die erste Flüssigkeit
(Schritt 4e) zu ersetzen, wird der Fotolack auf dem Wafer 34 belichtet.
Demgemäß ist die Megaschall-Platte
während
des Belichtungsschritts (Schritt 5e) noch angeschaltet
(Schritt 2e). Das Schaltkreismusterbild, das von dem optischen
Gehäuse 12 durch
die optische Transferwasserimmersionkammer 18 übertragen
wird, ist daher nicht durch Partikel verzerrt und wird mit einer
hohen Auflösung auf
die Oberfläche
des Fotolacks auf dem Wafer 34 projiziert. Nach Beendigung
des Belichtungsschritts 5e wird die optische Transferkammer 18 dann
zu dem nächsten
Belichtungsfeld auf dem Wafer 34 bewegt und die Schritte 5e bis 6e werden
wiederholt, wie in Schritt 5e gezeigt.
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Mit
Bezug auf 4 wird in einer alternativen Ausführungsform
der Belichtungsvorrichtung, allgemein mit der Bezugsnummer 10a gekennzeichnet, eine
ringförmige
Megaschall-Platte 30a um die optische Transferwasserimmersionkammer 18 herum bereitgestellt.
Die Belichtungsvorrichtung 10a kann gemäß dem Fließdiagramm von 3A betrieben werden,
wobei die ringförmige
Megaschall-Platte 30a betrieben wird, nachdem die Belichtungsflüssigkeit 32 in
die optische Transferwasserimmersionkammer 18 verteilt
wird, und dann vor dem Belichtungsschritt ausgeschaltet wird; gemäß dem Fließdiagramm
von 3B, wobei die ringförmige Megaschall-Platte 30a während einer
Verteilung der Belichtungsflüssigkeit 32 in
die optische Transferwasserimmersionkammer 18 und während des
gesamten Belichtungsverfahrens an bleibt; oder gemäß dem Fließdiagramm
von 3C, wobei die ringförmige Megaschall-Platte 30a während des
Belichtungsschritts intermittierend angeschaltet wird. Auf jeden
Fall ist die Belichtungsflüssigkeit 32,
die in der optischen Transferkammer 18 enthalten ist, im
Wesentlichen ohne Mikroblasen, die andernfalls das auf den Wafer 34 übertragene Schaltkreismusterbild
während
des Belichtungsschritts verzerren könnten.
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Während die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung oben beschrieben wurden, wird bemerkt und verstanden,
dass verschiedene Abwandlungen bei der Erfindung gemacht werden
können
und die beigelegten Ansprüche
dazu gedacht sind, alle derartigen Abwandlungen abzudecken, die in
das Wesen und den Umfang der Erfindung fallen.