DE102005013532B4

DE102005013532B4 - EUV-Lithographiesystem und Retikelhalter zum Lösen von Retikeln in einer vakuumisolierten Umgebung

Info

Publication number: DE102005013532B4
Application number: DE102005013532A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Schwarzl; Stefan Austin Wurm
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: US20050223973A1; US20080204695A1; DE102005013532A1

Abstract

Lithographiesystem zum Bearbeiten eines Substrats, mit:
einer Maskenkammer, die ein oder mehrere Vakuumventile aufweist zum Isolieren der Maskenkammer von einer Beleuchtungskammer und einer Projektionsoptikkammer des Lithographiesystems;
einer Gaszufuhrleitung, die der Maskenkammer ein Edelgas oder Stickstoff zuführen kann; und
einer Vakuumpumpe, die die Maskenkammer evakuierten kann.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Lithographiesystem. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Lithographiesystem zum Bearbeiten eines Substrats, und ein Verfahren zum Bereitstellen einer vakuumisolierten Umgebung in einem Lithographiesystem.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Lithographiesysteme werden bei der Herstellung von integrierten Schaltungen und ähnlichen Vorrichtungen eingesetzt. Derartige Systeme sind in der Technik bekannt und haben sich bei der Herstellung und. Reproduktion der sehr feinen Geometrien eines Schaltbildes auf einem Siliziumwafer als effektiv herausgestellt.
Extreme Ultraviolet (EUV) Lithographiesysteme verwenden Wellenlängen von ca. 10nm bis 15nm und werden für Lithographiestrukturen mit Größen von weniger als 50nm eingesetzt. EUV-Lithographiesysteme müssen, genauso wie andere Technologien der nächsten Generation, im allgemeinen in einer Hochvakuum-Umgebung arbeiten und nicht in einer kontrollierten Umgebung bei 1 Atmosphäre, wie es bei Nicht-EUV-Systemen des Standes der Technik üblich ist.
1 zeigt ein herkömmliches EUV-Lithographiesystem 100. Das EUV-Lithographiesystem weist zwei (2) Kammern auf: die Beleuchtungskammer 102, die die Laserplasma-Quelle 50 beinhaltet, und die Hauptkammer 103, die die Masken- oder Retikelstufe 104, die Projektionsoptik 106 und eine Waferstufe 108 beinhaltet.
Ein auf der Maskenstufe 104 angebrachter Masken- oder Retikel-Halter wird verwendet, um das Retikel während des Lithographievorgangs in einem EUV-Lithographiesystem sicher zu halten. Weil der EUV-Lithographievorgang in einem Vakuum stattfinden muss, können keine Vauum-Halter verwendet werden. Ähnlich sind auch Klemm-Halter, die das Retikel an den Kanten halten, für die Verwendung unerwünscht, vor allem weil in dem Bereich, an dem das Retikel geklemmt wird, Partikel erzeugt werden. Daher werden bei EUV-Lithographiesystemen typischerweise elektrostatische Retikel-Halter eingesetzt. Da sich das Retikel während einer Retikelabtastung schnell bewegt, und weil das Retikel während der Abtastung stabil und gerade sein muss, üben elektrostatische Retikel-Halter einen extrem hohen Druck von ca. 15kPa auf das Retikel aus, um es während der Bearbeitung zu sichern.
Folglich wird der mit aktuellen EUV-Lithographiesystemen erzielte Durchsatz zum Teil aufgrund der Zeit begrenzt, die für das Lösen des Retikels von dem Retikel-Halter zum Wechseln des Retikels benötigt wird. Elektrostatische Retikel-Halter sichern das Retikel mittels elektrischer Polarisierung. Wird die Polarisierung umgekehrt, dann wird das Retikel von dem Halter gelöst. In einer atmosphärischen Umgebung funktioniert dieser Vorgang gut. In einem Vakuumsystem kann der Entpolarisierungs-Vorgang jedoch länger dauern, wodurch sich die für das Lösen des Retikels von dem Halter benötigte Zeit erhöht.

Daher werden ein System und ein Verfahren benötigt, durch die Retikel in einer Vakuumumgebung schnell von einem Retikel-Halter gelöst werden können.

In der US 2004/0008328 A1, US 2003/0047692 A1, und US 2003/0011755 A1 wird jeweils ein Lithographiesystem zum Bearbeiten eines Substrats offenbart, welches eine Beleuchtungskammer, eine Maskenkammer und eine Projektionsoptikkammer aufweist.

Aus der US 5 883 778 A ist ein Waferhalter zum Halten eines Wafers während der Bearbeitung bekannt, der eine Gaszufuhrleitung zum Zuführen eines Edelgases sowie eine Kontaktfläche zum Halten einer Rückfläche des Wafers am Waferhalter und eine Vielzahl von Öffnungen aufweist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Lithographiesystem zum Bearbeiten eines Substrats gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1, und ein Verfahren zum Bereitstellen einer vakuumisolierten Umgebung gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 6 bereitgestellt.

Die Unteransprüche definieren vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Diese und weitere Aspekte und neue Merkmale der vorliegenden Erfindung, sowie Einzelheiten einer Ausführungsform, die dargestellt wird, werden anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen besser verstanden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die beigefügten Zeichnungen, auf die hier Bezug genommen wird und die einen Teil der Erfindung darstellen, zeigen die vorliegende Erfindung und dienen, zusammen mit der Beschreibung, dazu, die Grundsätze der Erfindung zu erläutern und es dem Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung nachzuarbeiten und anzuwenden.

1 ist eine Darstellung eines EUV-Lithographiesystems des Standes der Technik.

2 ist eine vereinfachte Darstellung eines EUV-Lithographiesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

3 ist eine vereinfachte Darstellung eines Retikel-Halter für ein EUV-Lithographiesystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird nun im Einzelnen unter Bezug auf einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche bestimmte Einzelheiten erwähnt, um ein profundes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu gewährleisten. Es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung auch ohne einen Teil dieser oder ohne alle diese bestimmten Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden kann.

Andererseits wurden bekannte Verfahrensschritte nicht detailliert beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht unnötigerweise zu verschleiern.

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Extreme Ultraviolet (EUV) Lithographiesystem. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes System und Verfahren zum Lösen eines Retikels von einer Retikelstufe oder einem Halter. Ein Aspekt der Erfindung bezieht sich auf das Isolieren der Maskenkammer, in der sich das Retikel und der Halter befinden, vom Rest des EUV-Lithographiesystems, und auf das Zuführen eines Edelgases oder Stickstoff, zu der vakuumisolierten Maskenkammer, um das Lösen des Retikels von dem Halter zu unterstützen.

Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das Bereitstellen eines Retikel-Halter, der in der Maskenkammer angebracht ist, um das Edelgas oder den Stickstoff direkt auf das Retikel zu richten. Der Retikel-Halter weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, die mit einer Gaszufuhrleitung zum Zuführen des Edelgases oder von Stickstoff verbunden sind. Die Gaszufuhrleitung führt das Edelgas über die Vielzahl von Öffnungen in dem Retikel-Halter der Kontaktoberfläche des Halters und der Rückfläche des Retikels zu, wodurch das schnelle Lösen des Retikels von dem Halter unterstützt wird.

Ausführungsformen der Erfindung werden unten unter Bezug auf die 2 und 3 erläutert. Für den Fachmann ist es jedoch selbstverständlich dass die hier unter Bezug auf diese Figurenangegebene detaillierte Beschreibung nur Erläuterungszwecken dient, da sich die Erfindung über diese begrenzten Ausführungsformen hinaus erstreckt.
2 ist eine vereinfachte Darstellung eines EUV-Lithographiesystems 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Abmessungen verschiedener Bestandteile sind übertrieben dargestellt, damit die Bestandteile dieser Ausführungsform besser illustriert werden können. Wie gezeigt ist, weist das EUV-Lithographiesystem 200 eine (nicht gezeigte) Beleuchtungskammer, eine Masken- oder Retikelkammer 204 und eine Projektionsoptik-Kammer 209 auf, die die Projektionsoptik 206 und eine Waferstufe 208 enthält, auf. Obwohl dies nicht gezeigt ist, enthält die Beleuchtungskammer eine Laserplasma- oder Entladungsplasma-Quelle und das Beleuchtungssystem.
Die Maskenkammer 204 ist über ein Vakuumventil 210 mit der Projektionsoptik-Kammer 209 verbunden. Zwischen der Maskenkammer 204 und der Projektionsoptik-Kammer 209 kann sich ein Vakuumventil oder können sich mehrere Vakuumventile befinden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Vakuumventil 210 ein schnell schließendes und öffnendes Ventil mit einer ausreichend weiten Öffnung, um den optischen Pfad während der EUV-Belichtung des Wafers nicht zu behindern oder einzuschränken. Im geschlossenen Zustand isoliert das eine oder mehrere Vakuumventile 210 die Maskenkammer 204 von der Projektionsoptik-Kammer 209, so dass keine Luft und kein Gas von einer Kammer in die andere austreten kann. Die vorliegende Erfindung weist auch eine Maskenkammer-Vakuumpumpe 212 zum schnellen Abpumpen der Maskenkammer 204 auf, eine Gaszufuhrleitung 216 sowie zwei Ventile 214 und 218 zum Trennen der Maskenkammer 204 von der Vakuumpumpe 212 bzw. von der Gaszufuhrleitung 216. Die Ventile 210 und 214 werden vorzugsweise geschlossen, bevor die Maskenkammer durch das Öffnungsventil 218 zum Lösen des Retikels vom Retikel-Halter entlüftet wird. Dann führt die Gaszufuhrleitung 216 ein Edelgas oder Stickstoff der Maskenkammer 204 zu. Nach dem Retikelwechsel wird die Maskenkammer durch die Vakuumpumpe 212 wieder evakuiert, wobei das Ventil 218 geschlossen und das Ventil 214 offen ist. Wenn der endgültige Druck in der Maskenkammer erreicht ist, wird das Ventil 214 während der Waferbearbeitung wieder geöffnet. Die vorliegende Erfindung weist auch wenigstens eine Vakuumpumpe 220 für die Projektionsoptik-Kammer 209 auf, die die Projektionsoptik 206 und die Waferstufe 208 enthält. Bei einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich die Projektionsoptik 206 und die Waferstufe 208 in derselben Vakuumkammer, so dass der optische Pfad zwischen den beiden nicht behindert ist, wie durch die unterbrochene Linie in 2 gezeigt ist, die die Projektionsoptik 206 und die Waferstufe 208 voneinander trennt. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden mehrere separate Vakuumpumpen 220 bis 224 verwendet, um die Projektionsoptik-Kammer 209 zu evakuieren, so dass ein Druckgradient erzeugt wird, um die Projektionsoptik vor dem Entgasen von Photolack-Bestandteilen zu schützen.
Somit ermöglicht es das Trennen des Maskenkammer-Vakuums vom Rest des EUV-Lithographiesystems der Maskenkammer, mit einem Edelgas oder Stickstoff geflutet zu werden, ohne das Vakuum der Projektionsoptik-Kammer zu brechen. Die Gasmoleküle des Edelgases fluten die Maskenkammer und fließen über und um das Retikel und den Retikel-Halter herum und reduzieren die Klebkräfte zwischen den extrem flachen Oberflächen des Retikels und dem Halter und unterstützen damit das Lösen des Retikels von dem Halter. Somit reduziert die vorliegende Erfindung auf vorteilhafte Weise die Zeit, die zum Lösen des Retikels von dem Halter in dem EUV-Lithographiesystem benötigt wird, wodurch die für den Retikelwechsel während der Bearbeitung benötigte Zeit ebenfalls reduziert wird. Dies wiederum erhöht die Durchsatz-Zeit des EUV-Lithographiesystems.
In 3 ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Retikel-Halter 300 gezeigt, der in der Maskenkammer 204 angebracht ist, um ein Retikel 302 in einem EUV-Lithographiesystem sicher zu halten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Retikel-Halter 300 ein elektrostatischer Halter. Der Druck des Kontaktbereichs 304 zwischen dem Retikel-Halter 300 und der Rückseite des Retikels 302 kann unter den Bedingungen in einem EUV-Lithographiesystem bis zu 15kPa betragen. Der Retikel-Halter 300 weist des weiteren eine Vielzahl von Öffnungen oder Mikroporen 306 zum Liefern und Verteilen des Edelgases oder von Stickstoff an den Kontaktbereich 304 zwischen dem Retikel-Halter 300 und der Rückseite des Retikels 302 auf. Bei einer Ausführungsform führt eine Gaszufuhrleitung 308 das Edelgas oder dem Stickstoff über die Mikroporen 306 dem Kontaktbereich 304 zu. Die Gaszufuhrleitung 308 kann eine separate Gaszufuhrleitung sein, die zu dem Retikel-Halter 300 führt, oder sie kann die Gaszufuhrleitung 216 sein, die zu der Maskenkammer 204 in 2 führt. Somit können der Retikel-Halter 300 und die Mikroporen 306 das Edelgas oder den Stickstoff direkt an die Rückseite des Retikels 302 liefern, um das Retikel 302 schnell von dem Retikel-Halter 300 zu lösen. Überdruck kann verwendet werden, um das Retikel von dem Halter zu lösen. Somit reduziert die vorliegende Erfindung auf vorteilhafte Weise die zum Lösen des Retikels von dem Halter in dem EUV-Lithographiesystem benötigte Zeit und verringert dadurch die während der Bearbeitung für Retikelwechsel benötigte Zeit. Dies wiederum erhöht die Durchsatz-Zeit des EUV-Lithographiesystems.
Obwohl die Erfindung unter Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt und Äquivalente verwendet werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne von deren Umfang abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten, offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen beinhaltet, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Lithographiesystem zum Bearbeiten eines Substrats, mit: einer Maskenkammer, die ein oder mehrere Vakuumventile aufweist zum Isolieren der Maskenkammer von einer Beleuchtungskammer und einer Projektionsoptikkammer des Lithographiesystems; einer Gaszufuhrleitung, die der Maskenkammer ein Edelgas oder Stickstoff zuführen kann; und einer Vakuumpumpe, die die Maskenkammer evakuierten kann.
Lithographiesystem nach Anspruch 1, wobei das Lithographiesystem ein EUV-System ist.
Lithographiesystem nach Anspruch 1, das des weiteren aufweist: einen Retikelhalter, der in der Maskenkammer angebracht ist, um ein Retikel zu halten, wobei der Retikelhalter des weiteren aufweist: eine Kontaktoberfläche zum Halten einer Rückfläche des Retikels an dem Retikelhalter; und eine Vielzahl von Öffnungen, wobei jede Öffnung ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende jeder Öffnung mit der Gaszufuhrleitung und das zweite Ende jeder Öffnung mit der Kontaktoberfläche des Retikelhalters verbunden ist.
Lithographiesystem nach Anspruch 3, wobei die Gaszufuhrleitung das Edelgas oder Stickstoff über die Vielzahl von Öffnungen in dem Retikelhalter der Kontaktoberfläche des Retikelhalters und der Rückfläche des Retikels zuführt, um das Retikel von dem Retikelhalter zu lösen.
Lithographiesystem nach Anspruch 3, wobei der Retikelhalter ein elektrostatischer Retikelhalter ist.
Verfahren zum Bereitstellen einer vakuumisolierten Umgebung in einem Lithographiesystem zum Lösen eines Retikels von einem Retikelhalter, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen einer Maskenkammer, die ein oder mehrere Vakuumventile aufweist; Schließen des einen oder der mehreren Vakuumventile, um die Maskenkammer von einer Beleuchtungskammer und einer Projektionsoptikkammer des Lithographiesystems zu isolieren; Zuführen eines Edelgases oder von Stickstoff zu der Maskenkammer, nachdem die Maskenkammer isoliert worden ist, zum Lösen des Retikels von dem Retikelhalter.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Lithographiesystem ein EUV-System ist.
Verfahren nach Anspruch 6, das des weiteren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines Retikelhalters, der in der Maskenkammer angebracht ist, um das Retikel zu halten, wobei der Retikelhalter eine Kontaktoberfläche aufweist, um die Rückfläche des Retikels an dem Retikelhalter zu halten; und wobei der Retikelhalter eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, wobei jede Öffnung ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende jeder Öffnung mit einer Gaszufuhrleitung und das zweite Ende jeder Öffnung mit der Kontaktoberfläche des Retikelhalters verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 8, das des weiteren folgenden Schritt aufweist: Zuführen eines Edelgases über die Vielzahl von Öffnungen in dem Retikelhalter zu der Kontaktoberfläche des Retikelhalters und der Rückfläche des Retikels, um das Retikel von dem Retikelhalter zu lösen.