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Gebiet der vorliegenden Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Herstellung
integrierter Schaltungen und betrifft insbesondere ein Verfahren
und ein System für
die Immersionlithographie bzw. Tauchlithographie.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Die
Herstellung diverser integrierter Schaltungs-(IC)Strukturen auf
einer Scheibe basiert häufig auf
lithographischen Prozessen, die manchmal auch als Photolithographie
oder einfach als Lithographie bezeichnet werden. Bekanntlich können lithographische
Prozesse verwendet werden, um ein Muster einer Photomaske (die hierin
auch als Maske oder Retikel bezeichnet wird) auf eine Scheibe zu übertragen.
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Z.
B. kann ein Muster aus einer Photolackschicht, die auf einer Scheibe
angeordnet ist, hergestellt werden, indem Lichtenergie durch ein
Retikel gesendet wird, das eine Anordnung aufweist, um das gewünschte Muster
der integrierten Schaltung auf die Photolackschicht abzubilden.
Als Folge davon wird das Muster in die Photolackschicht übertragen. Für gewöhnlich wird
nach dem Belichten der Photolackschicht ein Entwicklungsvorgang
ausgeführt,
beispielsweise mittels einer geeigneten Wärmebehandlung der Scheibe.
In Bereichen, in denen der Photolack ausreichend belichtet ist,
kann das Photolackmaterial dann löslich sein, so dass es entfernt
werden kann, um dann in selektiver Weise eine darunter liegende
Schicht freizulegen, beispielsweise eine Halbleiterschicht, eine
Metallschicht oder eine metallenthaltende Schicht, eine dielektrische
Schicht, eine Hartmaskenschicht, etc. Bereiche der Photolackschicht,
die nicht mit einem Schwellwertbetrag an Lichtenergie belichtet
sind, werden nicht entfernt und dienen dazu, die darunter liegende
Schicht während der
weiteren Bearbeitung der Scheibe zu schützen. Die weitere Bearbeitung
der Schicht kann umfassen, ohne dass dies einschränkend ist,
das Ätzen
freiliegender Bereiche der darunter liegenden Schicht, das Implantieren
von Ionen in die Scheibe, etc. Danach können die verbleibenden (schützenden)
Bereiche der Photolackschicht entfernt werden.
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Es
gibt ein ständiges
Bestreben in der IC-Fertigung, die Dichte der Strukturen der IC's und insbesondere
die Dichte der einzelnen Schaltungselemente zu erhöhen. Folglich
gibt es ein ständiges Bestreben,
das Auflösungsvermögen von
Lithographiesystemen zu verbessern. Im Allgemeinen ist die Auflösung eines
lithographischen Systems zumindest teilweise durch die Wellenlänge begrenzt,
die eingesetzt wird, um Bereiche des Photolacks zu belichten. Insbesondere
ist die feinste auflösbare
oder kritische Abmessung proportional zur Wellenlänge des
für die
Belichtung verwendeten Lichtes. Ein weiterer begrenzender Faktor
ist die numerische Apertur, wobei die kritische Abmessung umgekehrt
proportional zur numerischen Apertur ist. Folglich gibt es ein Bestreben,
die Wellenlänge
zu reduzieren und die numerische Apertur zu vergrößern.
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In
modernen Systemen wird das Retikel nicht direkt auf die Scheibe
projiziert, sondern es wird ein Abbildungssystem verwendet, um das
Belichtungsmuster auf die Scheibe zu projizieren. Ein derartiges Abbildungssystem
ist in der Lage, die Größe der durch
das Retikel definierten Struktur um einen gewissen Faktor zu reduzieren,
d. h. beispielsweise einen Faktor von 4 bis 6. Jedoch kann das Abbildungssystem
die Grenzen, die durch die Wellenlänge und die numerische Apertur
auferlegt sind, nicht überwinden.
Um daher die Auflösung
des lithographischen Systems weiter zu verbessern, wurde als Alternative zu
konventionellen trocknen „Lithographiesystemen" ein Immersionslithographiesystem
bzw. ein Tauchlithographiesystem vorgeschlagen, wobei das Licht nicht über Luft
oder Vakuum von dem Abbildungssystem zu der Scheibe übertragen
wird, sondern über ein
Immersionslithogarphiemedium. Ein derartiges Immersionslithographiemedium
kann gereinigtes deionisiertes Wasser zur Verwendung im Zusammenhang
mit einer Lichtquelle mit 193 nm, beispielsweise einem Argon-Fluor-(ArF)Laser,
sein. Für
andere Wellenlängen
sind andere Immersionsmedien geeignet. Diese Immersionsmedien ersetzen
einen Luftspalt oder Gasspalt, der konventioneller Weise zwischen der
letzten optischen Komponente eines konventionellen trocknen Lithographieabbildungssystems
und der Scheibe vorhanden ist. Jedoch haben Versuche zur Einrichtung
von Immersionslithographie zahlreiche Probleme aufgeworfen. Beispielsweise
können minimale
Variationen oder Ungleichmäßigkeiten
im Brechungsindex des Immersionsmediums die Qualität des Belichtungsmusters,
das auf die Scheibe einfällt,
nachteilig beeinflussen. Zu Gründen
einer Änderung
im Brechungsindex des Immersionsmediums gehören beispielsweise das Strömen des
Immersionsmediums, Änderungen
in der Dichte des Immersionsmediums, Änderungen in der Temperatur
des Immersionsmediums, und dergleichen. Eine Änderung der Temperatur des
Immersionsme diums kann teilweise durch die Belichtungsstrahlung
hervorgerufen werden, die durch das Immersionsmedium absorbiert
wird. Da ferner das Immersionmedium zumindest mit der Scheibe in
Kontakt ist oder mit der Scheibe und dem Abbildungssystem in Kontakt
ist, wird Wärme
auch von der Scheibe an das Immersionsmedium und/oder von dem Abbildungssystem
an das Immersionsmedium übertragen.
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Für gewöhnlich enthält eine
Scheibe eine Vielzahl einzelner Bauelemente. Um die Auflösung und
die Qualität
des Belichtens des Photolacks zu verbessern, wird ein Retikel gewöhnlicherweise
nicht so gestaltet, dass die gesamte Scheibe belichtet wird, sondern
die Belichtung erfolgt nur für
einen Teil der Scheibe. Beispielsweise enthält das Retikel die Struktur
eines einzelnen Bauelements oder einiger weniger Bauelemente, beispielsweise
von vier Bauelementen (Chips). Dies bedeutet, dass zum Belichten der
gesamten Scheibe das Abbildungssystem und die Scheibe relativ zueinander
bewegt werden müssen,
um damit die gesamte Scheibe Schritt um Schritt zu belichten. Daher
werden Systeme dieser Art typischerweise als Einzelbildbelichter
bzw. Stepper bezeichnet. Derartige Einzelbildbelichter belichten
das gesamte Retikel in einem einzigen Belichtungsvorgang, wohingegen
andere Arten an lithographischen Systemen lediglich die gesamte
Breite des Retikels belichten und die Belichtung des vollständigen Retikels
wird bewerkstelligt, indem eine Abtastbewegung relativ zum Retikel
in einer Richtung senkrecht zur Breite ausgeführt wird.
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Es
wurde vorgeschlagen, das Substrat in dem lithographischen System
in ein Immersionsmedium einzutauchen, das einen relativ großen Brechungsindex
hat, beispielsweise Wasser. Andere Immersionsflüssigkeiten wurden vorgeschlagen,
wozu Wasser mit festen Teilchen gehört, beispielsweise Quartz,
die somit darin aufgelöst
sind. In noch anderen Systemen wird vorgeschlagen, ein formangepasstes
Immersionsmedium zu verwenden, etwa ein Medium mit einer festen,
halbfesten, Gel-artigen oder gummiartigen Konsistenz. Das Eintauchen
der Scheibe in ein Flüssigkeitsbad
bedeutet, dass ein großes
Volumen an Flüssigkeit
vorhanden ist, das während
der Abtastbewegung für
die Belichtung zu beschleunigen ist. Dies erfordert zusätzliche
und leistungsfähigere
Motoren. Ferner kann das große
Volumen an Flüssigkeit
zu verstärkten
Turbulenzen führen.
In anderen Systemen wird vorgeschlagen, Flüssigkeit nur an lokale Bereiche
des Substrats zwischen dem Abbildungssystem und der Scheibe zuzuführen. Ein
derartiges System, beispielsweise wenn darin Wasser als Immersionsmedium
verwendet wird, erfordert eine hydrophobe Oberfläche, damit mit der Flüssigkeitsmeniskus
während
der Abtastbewegung nicht geändert
wird.
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Angesichts
der zuvor benannten Probleme besteht ein Bedarf für ein verbessertes
Lithographieverfahren und ein verbessertes Lithographiesystem, wobei
zumindest einige der zuvor genannten Probleme vermieden werden.
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Überblick über die Erfindung
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Im
Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an eine Technik
zum Variieren der relativen Abtastgeschwindigkeit zwischen einer
optischen Komponente und einer Scheibe während eines Immersionslithographiebelichtungsvorganges
für eine
Scheibe. Dazu wird mindestens ein Prozessparameter zum Variieren
der Abtastgeschwindigkeit während
des Belichtens der Scheibe berücksichtigt. Die
Abtastgeschwindigkeit kann während
einer Abtastbewegung konstant sein oder kann während einer Abtastbewegung
variieren. Ferner kann die Abtastgeschwindigkeit von einem Schritt
zum anderen variieren, beispielsweise von einer Abtastbewegung zu
einer weiteren Abtastbewegung auf der gleichen Scheibe.
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Gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lithographieverfahren das
Bereitstellen einer Scheibe, das Bereitstellen eines Abbildungssystems
mit einer optischen Komponente zum Aussenden eines Belichtungsmusters,
und das Bereitstellen eines Fluids zwischen der Scheibe und der
optischen Komponente. Das Verfahren umfasst ferner das Bewegen der optischen
Komponente und der Scheibe relativ zueinander mit einer Abtastgeschwindigkeit
und variierende Abtastgeschwindigkeit in Abhängigkeit von mindestens einem
Prozessparameter während
des Belichtens der Scheibe.
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Gemäß einer
noch weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lithographieverfahren das
Bereitstellen einer Scheibe mit einer photoempfindlichen Schicht, das
Bereistellen eines Abbildungssystems mit einer Linse zum Aussenden
eines Belichtungsmusters zum Belichten der photoempfindlichen Schicht,
und das Bereitstellen eines Immersionsmediums zwischen der Scheibe
und der Linse. Das Verfahren umfasst ferner das Bewegen der Linse
und der Scheibe relativ zueinander mit einer Abtastgeschwindikeit
und Variieren der Abtastgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Position der
Linse in Bezug auf einen Scheibenrand der Scheibe.
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Gemäß einer
noch weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lithographiesystem eine Scheibenhalterung zur
Aufnahme einer Scheibe, ein Abbildungssystem mit einer optischen
Komponente zum Aussenden eines Belichtungsmusters, eine Antriebsanordnung zum
Bewegen der Scheibenhalterung und des Abbildungssystems relativ
zueinander, und eine Steuereinheit zum Bereitstellen von Steuersignalen
an die Antriebsanordnung, um eine relative Geschwindigkeit der Scheibenhalterung
und des Abbildungssystems in Reaktion auf mindestens einen Prozessparameter
zu variieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert
und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung
hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert
wird, in denen:
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1 schematisch
ein Lithographiesystem gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 schematisch
einen Teil eines Lithographiesystems gemäß anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 schematisch
einen Teil eines Lithographiesystems gemäß anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 schematisch
eine Scheibe mit integrierten Schaltungsbauelementen zeigt, wobei
ein Betriebsmodus eines Lithographiesystems gemäß anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dargestellt ist; und
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5 schematisch
eine Draufsicht auf eine Scheibe mit mehreren Bauelementen zeigt,
wobei ein Betriebsmodus eines Lithographiesystems gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist,
wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den
Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein,
dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen
nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen
anschaulichen offenbarten Ausführungsformen
einzuschränken,
sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich
beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar,
deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert
ist.
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Die
Beschreibung wird in dem anschaulichen Zusammenhang der Herstellung
einer Scheibe mit einer darauf ausgebildeten integrierten Schaltung (IC)
angegeben. Zu Beispielen von IC's
gehören
Mikroprozessoren für
allgemeine Zwecke mit Tausenden oder Hunderten von Millionen Transistoren, Flash-Speicher-Arrays
oder andere Schaltungen. Jedoch können die Verfahren und die
hierin beschriebenen Bauelemente auch auf die Herstellung beliebiger Bauelemente
angewendet werden, die unter Anwendung von Lithographie hergestellt
werden, etwa Mikromaschinen, Laufwerksköpfe, Genchips, mikroelektromechanische
Systeme, und dergleichen.
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Die
hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können für eine verbesserte
lithographische Auflösung
sorgen, während
gleichzeitig eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit mit hoher Ausbeute
an Scheiben erreicht wird.
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1 zeigt
ein anschauliches Lithographiesystem 2 gemäß anschaulicher
Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung. Das System 2 umfasst eine Scheibehalterung 4 für das Aufnehmen
einer Scheibe 6. Das System 2 umfasst ferner ein
Abbildungssystem 8 mit einer optischen Komponente 10 zum
Aussenden eines Belichtungsmusters 12. Das System 2 umfasst
ferner eine Antriebsanordnung zum Bewegen der Scheibenhalterung 4 und
des Abbildungssystems 8 relativ zueinander. In der in 1 gezeigten
beispielhaften Ausführungsform
umfasst die Antriebsanordnung eine Antriebsanordnung 14 für eine Scheibe
zum Bewegen der Scheibenhalterung in mindestens einer Richtung.
Des weiteren umfasst die Antriebsanordnung des Systems 2 eine
Antriebsanordnung 16 für
das Abbildungssystem zum Bewegen des Abbildungssystems 8 in
mindestens einer Richtung. Gemäß anderer
Ausführungsformen umfasst
die Antriebsanordnung des Systems 2 lediglich die Antriebsanordnung 14 für die Scheibe
oder die Antriebsanordnung 16 für das Abbildungssystem.
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Die
Antriebsanordnungen sind ausgebildet, eine lineare Bewegung zu ermöglichen.
Gemäß anderer
anschaulicher Ausführungsformen
sind die Antriebsanordnungen 14, 16 ausgebildet,
eine Drehbewegung der jeweiligen Komponenten 4, 8 zu
bewerkstelligen. Gemäß noch anderer
anschaulicher Ausführungsformen
sind die Antriebssysteme 14, 16 ausgebildet, sowohl
eine lineare als auch eine Drehbewegung der jeweiligen Komponenten 4, 8 zu
ermöglichen.
Gemäß einer
Ausführungsform,
die in 1 dargestellt ist, ist das Antriebssystem 16 für das Abbildungssystem
ausgebildet, das Abbildungssystem 8 über die Scheibe 6 hinweg
zu bewegen, d. h. diese ist ausgebildet, das Abbildungssystem 8 in einer
Ebene parallel zur Scheibe 6 zu bewegen. In einer anschaulichen
Ausführungsform
ist das Antriebssystem 14 für die Scheibe ausgebildet,
die Scheibenhalterung 4 zu dem Abbildungssystem 8 hin
und davon weg zu bewegen, d. h. in 1 in einer
vertikalen Richtung zu bewegen. Die Fähigkeit zum Bewegen mittels
der Antriebsanordnung 14 für die Scheibe ist durch 18 angegeben,
und die Fähigkeit
zur Erzeugung einer Bewegung durch die Antriebsanordnung 16 für das Abbildungssystem
ist durch 20, 22 angegeben.
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Das
in 1 gezeigte System 2 umfasst ferner eine
Steuereinheit 24 zum Bereitstellen von Steuersignalen 26 für die Antriebsanordnungen 14, 16, um
damit eine Relativgeschwindigkeit der Scheibenhalterung 4 zu
dem Abbildungssystem 8 in Reaktion auf mindestens einen
Prozessparameter zu variieren. Zu Steuersignalen in dieser Hinsicht
gehören Befehle
für die
Antriebsanordnung 14, 16 sowie das Bereitstellen
entsprechender Betriebsspannungen für die Antriebssysteme 14, 16.
Folglich können
die Antriebssysteme 14, 16 aus einem Motor aufgebaut sein
oder können
einen Motor und eine zusätzliche Motorsteuerung
enthalten. Der Motor kann eine beliebige geeignete Motorart repräsentieren,
beispielsweise einen Elektromotor, einen Brennstoffmotor, einem
pneumatischen Motor oder dergleichen.
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Gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
für das
Ausführen
eines Lithographieprozesses mit dem in 1 dargestellten
System 2 wird ein Immersionsmedium bzw. ein Eintauchmedium 28 zwischen
der Scheibe 6 und der optischen Komponente 10,
die das Belichtungsmuster 12 ausgibt, vorgesehen. Ein typisches
Immersionsmedium, das gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, ist ein Fluid. Es sollte jedoch beachtet
werden, dass der Begriff Immersionsmedium auch eine Vielzahl von
Medien mit sehr unterschiedlicher Viskosität umfasst. Gemäß einer
Ausführungsform
besitzt das Immersionsmedium eine Viskosität so, dass das Medium keine
relevante Elastizität
im Zeitrahmen bezüglich
der Abtastgeschwindigkeit zwischen der optischen Komponente 10 und
der Scheibe 6 auf weist. Ein typisches Immersionsmedium
kann gereinigtes und deionisiertes Wasser sein, das sich als geeignet
in Verbindung mit einem 193 nm-Lichtstrahl erwiesen hat, um das Belichtungsmuster 12 zu
erzeugen. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Verwendung
von Wasser als Immersionsmedium lediglich eine beispielhafte Ausführungsform
repräsentiert,
die den Schutzbereich der Erfindung in keiner Weise einschränkt. Beispielsweise
kann eine typische Wellenlänge,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, eine Wellenlänge im Bereich des tiefen Ultravioletts sein,
beispielsweise 248 nm, eine Vakuumultraviolett-(VUV)Wellenlänge, beispielsweise
ungefähr
157 nm, oder eine Wellenlänge
im extremen Ultraviolettbereich. Es können auch Röntgenstrahlen gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden.
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Gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
wird das Immersionsmedium zwischen der optischen Komponente 10 und
der Scheibe 6 lediglich durch seine eigene Oberflächenspannung
in Position gehalten. Gemäß anderer
Ausführungsformen
wird ein Luftschleier vorgesehen, um das Immersionsmedium in Position
zu halten oder um unterstützend
zu wirken, um das Immersionsmedium in Position zu halten. Jedoch
ist jede andere Konfiguration, die geeignet ist, das Immersionsmedium
in Position zu halten, ebenso stattdessen verwendbar oder auch zusätzlich dazu
verwendbar. Beispielsweise kann im Falle von Wasser eine sehr hydrophobe
Oberfläche auf
der Scheibe erforderlich sein, um nicht den Spiegel des Immersionsmediums
bzw. den Meniskus während
der Abtastbewegung zu „verlieren". Wie beispielsweise
in 1 gezeigt ist, wird, wenn sich die optische Komponente 10 von
links nach rechts bewegt, wie dies durch den Pfeil 32 angegeben
ist, der Fluidspiegel 30 in der entgegengesetzten Richtung verzerrt,
d. h. zur linken Seite hin. Es sollte beachtet werden, dass die
Begriffe links und rechts lediglich für anschauliche Zwecke benutzt
werden und in keiner Weise einschränkend sind. Je höher die
Abtastgeschwindigkeit zwischen der optischen Komponente 10 und
der Scheibe 6 ist, desto stärker hydrophob muss die Oberfläche 31 der
Scheibe 6 sein. Beispielsweise wird gemäß einer anschaulichen Ausführungsform
die Scheibenoberfläche 31 stärker hydrophob
gemacht, indem eine zusätzliche
hydrophobe Oberflächenbeschichtung 34 auf
der Scheibe aufgebracht wird. Jedoch wird an dem Scheibenrand 36 diese
Oberflächenbeschichtung
typischerweise zusammen mit dem Lack entfernt, um eine saubere Siliziumscheibenkante
zu erhalten. Das Abtasten dieser Bereiche mit voller Geschwindigkeit
kann möglicherweise
zum Verschwinden des Spiegels des Immersionsmediums auf der Scheibe
führen,
woraus sich Wassertröpfchen
oder Wasserzeichendefekte ergeben. Um dieses Problem zu überwinden,
wird gemäß einer
an schaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine aktive Abtastgeschwindigkeitssteuerung
eingesetzt, d. h., es wird eine Verringerung der Abtastgeschwindigkeit
ausgeführt, wenn
die Abtastbewegung über
den Scheibenrand 36 hinweg führt. Anders ausgedrückt, gemäß einer
in 1 gezeigten anschaulichen Ausführungsform ist der mindestens
eine Prozessparameter, in Abhängigkeit
von welchem die Abtastgeschwindigkeit zwischen der optischen Komponente 10 und
der Scheibe 6 variiert wird, eine Abscheidung der optischen Komponente
in Bezug auf einen Scheibenrand. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform
wird die Abtastgeschwindigkeit zwischen der optischen Komponente 10 und
der Scheibe 6 auf eine erste Geschwindigkeit in einem zentralen
Bereich 38 der Scheibe eingestellt, und die Abtastgeschwindigkeit wird
auf eine zweite Geschwindigkeit an einem Randbereich 40 der
Scheibe 6 eingestellt. Gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform
ist die erste Geschwindigkeit in dem zentralen Bereich 38 der
Scheibe 6 größer als
die zweite Geschwindigkeit in dem Randbereich 40 der Scheibe 6.
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Gemäß anderer
anschaulicher Ausführungsformen
beinhaltet der mindestens eine Prozessparameter, in Abhängigkeit
von welchem die Abtastgeschwindigkeit zwischen der optischen Komponente 10 und
der Scheibe 6 variiert wird, die Position der optischen
Komponente in Bezug auf die Scheibe in allgemeiner Weise.
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Im
Allgemeinen kann die Relativposition der optischen Komponente 10 in
Bezug auf die Scheibe 6 aus Prozessparametern abgeleitet
werden, die vor einem Lithographieprozess eingespeist werden, beispielsweise
in Form der Scheibengröße, und
aus Positionssignalen, die von der Steuereinheit 24 gewonnen
werden oder aus Rückkopplungssignalen 42,
die von den Antriebsanordnungen 14, 16 erhalten
werden. Insbesondere im Hinblick auf die Ausführungsform, in der die Abtastgeschwindigkeit
gemäß der Position
der optischen Komponente 10 in Bezug auf den Scheibenrand 36 variiert
wird, kann die Steuereinheit 24 aus den Positionssignalen
der Antriebsanordnungen 14, 16 und aus der Größe einer
Scheibenrandunwucht, die in die Steuerungsaufgabe in der dargestellten
Ausführungsform
eingespeist wird, wenn der blanke Siliziumteil der Scheibe das Immersionsmedium 28 kontaktiert,
die Information ermitteln. In einer anschaulichen Ausführungsform
wird, wenn der blanke Siliziumteil der Scheibe die Immersionsflüssigkeit 28 kontaktiert,
die Abtastgeschwindigkeit zwischen der optischen Komponente 10 und der
Scheibe 6 verringert.
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Gemäß anderer
Ausführungsformen
werden Positionssensoren (nicht gezeigt) vorgesehen, um die Position
entsprechender bewegbarer Komponenten der optischen Komponente 10 und
der Scheibenhalterung 4 zu erfassen.
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2 zeigt
teilweise eine anschauliche Ausführungsform
eines Lithographiesystems 2. Das System 2, das
teilweise in 2 dargestellt ist, umfasst ein
Strahlungssystem 44 zum Erzeugen einer mit einem Muster
modulierten Strahlung 46, aus der das Abbildungssystem 8 das
Belichtungsmuster 12 erzeugt. Gemäß der dargestellten Ausführungsform
erzeugt das Abbildungssystem 8 ein Belichtungsmuster 12,
das wiederum ein Bild 48 der mit einem Muster modulierten
Strahlung 46 auf dem Substrat 6 erzeugt, wobei
das Bild 48 auf dem Substrat 6 in der Größe in Bezug
auf die mit Muster modulierten Strahlung 46 um einen gewissen
Faktor, beispielsweise um einen Faktor 5, in der Größe verringert
wird.
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Gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
in 1 stellt die Steuereinheit 24 ferner
ein Steuersignal 15 für
das Bestrahlungssystem 44 bereit, um damit die Strahlintensität der Muster
modulierten Strahlung zu variieren und um das Belichtungsmuster 12 in
Reaktion auf die Abtastgeschwindigkeit zwischen der Scheibenhalterung 4 und
der optischen Komponente 10 zu verstärken. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform
werden die Steuersignale 50 so bereitgestellt, dass eine
vorbestimmte Belichtungsintensität
pro Flächeneinheit während des
Variierens der Abtastgeschwindigkeit konstant gehalten wird. Gemäß anderer
Ausführungsformen
wird die Belichtungsintensität
pro Flächeneinheit
innerhalb einem vorbestimmten Intervall gehalten.
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2 zeigt
detaillierter das Bestrahlungssystem 44 und das Abbildungssystem 8 der
Ausführungsform
aus 1. Wie in 2 gezeigt
ist, erzeugt das Bestrahlungssystem 44 eine mit Muster modulierte
Strahlung 46, die durch das Abbildungssystem 8 auf
die Scheibe 6 oder zumindest einen Teil davon projiziert
wird. Das Bestrahlungssystem 44 umfasst eine Strahlungsquelle 52 zum
Erzeugen einer Strahlung 54 und eine Mustererzeugungskomponente 56 zum
Modulieren der Strahlung 54 mit einem Muster, um damit
die mit Muster modulierte Strahlung 46 zu erzeugen. Die
Komponente zum Modulieren eines Musters kann reflektiv oder durchlässig sein.
Z. B. kann die mustermodulierende Komponente ein Retikel sein, das
selektiv die Strahlung 54, die von der Lichtquelle 52 ausgesendet
wird, blockiert. Beispielsweise kann das Retikel 56 aus
einer geeignet strukturierten Glasplatte aufgebaut sein. Die Lichtquelle 52 kann
ein Laser sein oder eine andere Lichtquelle, die Strahlung mit einer
geeigneten Wellenlänge
und Intensität
bereitstellt. Beispielsweise kann die Lichtquelle eine Röntgenquelle
sein oder dergleichen.
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3 zeigt
ein Lithographiesystem gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. In 3 sind gleiche
Komponenten wie in 1 mit den gleichen Bezugszeichen belegt,
so das deren Beschreibung hier nicht wiederholt wird. Das in 3 gezeigte
System umfasst ferner eine Fluidzufuhr 58 zum Zuführen des
Immersionsmediums zu dem Raumbereich zwischen der optischen Komponente 10 und
der Scheibe 6. Gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
umfasst die Fluidzufuhr ein steuerbares Ventil 60, das
durch entsprechende Steuersignale 26 der Steuereinheit 24 steuerbar
ist. Das steuerbare Ventil 60 ist vorgesehen, um die Zufuhr
des Immersionsmediums von einer Immersionsmediumquelle 62 zu
dem Raumbereich zwischen der optischen Komponente 10 und der
Scheibe 6 zu steuern.
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4 zeigt
ein Verfahren zum Betreiben eines Lithographiesystems 2 gemäß anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. 4 zeigt
eine Draufsicht einer Scheibe 6. 4 zeigt
eine Ausführungsform
eines Einzelbildbelichters, der nicht die gesamte Scheibe 6 auf
einmal belichtet. Stattdessen wird, wie dies bei Einzelbildbelichtern
typisch ist, nur ein kleiner Teil der Scheibe auf einmal belichtet,
wobei der kleine Bereich als ein Belichtungsfeld bezeichnet wird.
Die Fläche
des Belichtungsfeldes oder Chips wird als Chipfläche bzw. Belichtungsfeldfläche bezeichnet
und dieser Bereich kann eine oder mehrere integrierte Schaltungen
enthalten. Es sollte beachtet werden, dass manchmal auch einzelne
integrierte Schaltungen als Chips bezeichnet werden. In 4 enthält die beispielhafte Chipfläche bzw.
Belichtungsfeldfläche 64 vier
integrierte Schaltungen 66. Ein Lithographiesystem 2 in Form
eines Scheibeneinzelbildbelichters bearbeitet die Scheibe schrittweise
von einem Belichtungsfeld zum anderen, wie dies durch die Punkte 68 in 4 angegeben
ist. In modernen Systemen kann ein Scheibeneinzelbildbelichter die
gesamte Oberfläche einer
8-Zoll-Scheibe in ungefähr
1 Minute überstreichen.
In dem Scheibeneinzelbildbelichtersystem 2 sind die Scheibe 6 und
das Retikel 56 stationär.
Während
des schrittweise erfolgenden Weitergehens von einem Chipbereich 64-1 zu
einem weiteren Chipbereich 64-2 wird kein Belichtungsmuster
von der optischen Komponente ausgesandt. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Steuereinheit 24 ausgebildet,
Steuersignale 26 zu der Antriebsanordnung 14, 16 zu
senden, um damit die relative Geschwindigkeit der Scheibenhalterung 4 im
Vergleich zum Abbildungssystem 8 in Reaktion auf mindestens
einen Prozessparameter während
einer derartigen Schrittbewegung zu variieren, wobei kein Belichtungsmuster
von der optischen Komponente während
des Weiterschreitens von einem Chipbereich 64-1 zu einem
anderen Chipbereich 64-2 ausgesendet wird. Gemäß dieser
Ausführungsform
wird das „Verlieren" des Immersionsmedienspiegels
während
des schrittweisen Bewegens vermieden. Obwohl daher die schrittweise Bewegung
selbst bei einer geringeren Geschwindigkeit ausgeführt werden
kann, wird die Gesamtgeschwindigkeit für das Belichten der gesamten
Scheibe 6 erhöht,
da die Belichtung der nächsten
Chipfläche 64-2 unmittelbar
nach dem Positionieren der entsprechenden Komponenten weitergehen
kann, d. h. der Scheibe 6 und/oder der optischen Komponente 10 und/oder
des Retikels 56 und/oder der Lichtquelle 52.
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5 zeigt
eine ähnliche
Anordnung der Bereiche 64 über der Scheibe 6.
Jedoch wird gemäß der in 5 gezeigten
Ausführungsform
keiner der Chipbereiche 64 auf einmal belichtet. Stattdessen
wird ein sogenanntes Einzelbildbelichtungs-Abtastsystem 2, wie
es in 5 gezeigt ist, verwendet, in welchem ein länglicher
Strahl 70 der Strahlung 54 das Bild auf dem Retikel 56 abtastet
und dieses Bild auf die Scheibe 6 belichtet. Dieses Einzelbildbelichtungs- und
Abtastsystem 2 belichtet jeden Bereich 64 durch Bewegen
des Retikels 56 und der Scheibe 6 synchron in
unterschiedlichen Richtungen. Gemäß anderen Ausführungsformen,
in denen ein geeignetes Belichtungssystem 8 enthalten ist,
werden das Retikel 56 und die Scheibe 6 in gleichen
Richtung bewegt. Es können
auch andere Konfigurationen in noch weiteren Ausführungsformen
eingesetzt werden. Nach der Abtastbewegung schreitet das System zu
dem nächsten
Chipbereich 64 weiter, so dass dieser nächste Chipbereich dann auf
die Scheibe 6 belichtet wird.
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Im
Hinblick auf die Details des Antriebssystems 2, das in 1 gezeigt
ist, sei angemerkt, dass zum Bereistellen der Funktion eines Einzelbildbelichtungs-
und Abtastsystems die Antriebsanordnungen 14, 16 wie
folgt ausgebildet sind: Beispielsweise ist die Antriebsanordnung 16 ausgebildet,
das Retikel 56 in einer Ebene parallel zur Scheibenhalterung 4 zu bewegen.
Ferner kann die Antriebsanordnung 14 ausgebildet sein,
um die Scheibenhalterung 4 in einer Ebene parallel zur
Scheibe 6 und parallel zur Bewegungsrichtung 20 der
Antriebsanordnung 16 zu bewegen. Somit kann durch das Bereitstellen
entsprechender Steuersignale 26 für die Antriebsanordnungen 14, 16 des
in 1 gezeigten Systems 2 eine entgegengesetzte
korrelierte Bewegung des Retikels 56 und der Scheibe 6 erreicht
werden, beispielsweise die synchrone Bewegung des Retikels 56 und
der Scheibe 6 in ent gegengesetzten Richtungen oder in der
gleichen Richtung. Gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
ist die Steuereinheit ausgebildet, um Steuersignale 26 für die Antriebsanordnungen 14, 16 so
bereitzustellen, dass die Relativgeschwindigkeit der Scheibenhalterung
und des Abbildungssystems 8 in Reaktion auf mindestens
einen Prozessparameter während
der Abtastbewegung variiert wird, wobei das Belichtungsmuster von der
optischen Komponente ausgesendet wird, d. h. während einer Abtastbewegung
des länglichen Strahls 70,
der das Belichtungsmuster 12 auf die Scheibe 6 über dem
Chipbereich 64 projiziert.
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Gemäß noch anderer
anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird die Abtastgeschwindigkeit zwischen
der Scheibenhalterung und dem Abbildungssystem in Reaktion auf mindestens
einen Prozessparameter während
einer Schrittbewegung variiert, wobei das System 2 für einen
weiteren Chipbereich 64 positioniert wird, sowie während einer
Abtastbewegung während
des Belichtens eines einzelnen Chipbereichs 64 mittels
eines länglichen
Strahls 70.
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Die
Funktionen der Steuereinheit 24 können als Hardware oder als
Software bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Steuereinheit 24 einen oder
mehrere Prozessoren zum Ausführen
entsprechender Computerprogrammprodukte aufweisen. Beispielsweise
kann gemäß anschaulichen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung jedes hierin offenbarte Verfahren mittels
eines entsprechenden Computerprogrammprodukt realisiert werden,
das einen oder mehrere Prozessoren in die Lage versetzt, das entsprechende
Verfahren auszuführen.
Ein derartiges Computerprogrammprodukt kann in Form einer vollständigen Ausgabe
vorgesehen werden, die entsprechende Funktionsfähigkeit vermittelt. Gemäß anderer
anschaulicher Ausführungsformen
wird das entsprechende Computerprogrammprodukt als eine Aktualisierung
bereitgestellt, die die erforderlichen Funktionen einen bestehenden
Computerprogrammprodukt, das in der Steuereinheit 24 abgearbeitet wird,
hinzufügt.
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Es
gilt also: Die vorliegende Erfindung stellt ein Lithographiesystem
und ein Lithographieverfahren bereit, um die Zuverlässigkeit
und Effizienz der Immersionslithographie zu verbessern. Durch Variieren
der Abtastgeschwindigkeit zwischen einer Scheibe und einer optischen
Komponente in Abhängigkeit von
mindestens einem Prozessparameter während des Belichtens der Scheibe
wird das Verlieren eines Fluidmeniskus während der Relativ bewegung der optischen
Komponente zu der Scheibe vermieden. Ferner werden Verzerrungen
des Fluidspiegels, wodurch die Projektion des gewünschten
Musters auf die Scheibe nachteilig beeinflusst werden kann, zumindest
reduziert. Das Prinzip des Variierens der Abtastgeschwindigkeit
in Abhängigkeit
von mindestens einem Prozessparameter kann für eine beliebige Bewegung zwischen
der optischen Komponente und der Scheibe eingesetzt werden. Beispielsweise
kann dies eingesetzt werden, um von einem Chipbereich zu einem weiteren
Chipbereich bei einem Einzelbildbelichter weiterzuschreiten. Ferner
kann dieses Prinzip für
die Abtastbewegung der Scheibe während
des Abtastens eines einzelnen Chipbereichs in einem Einzelbildbelichtungs-
und Abtastsystem angewendet werden. Gemäß noch anderer Ausführungsformen
kann die Änderung
der Abtastgeschwindigkeit für
diese beiden Bewegungsarbeiten eingesetzt werden.
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Weitere
Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden
für den
Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese
Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann
die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung
zu vermitteln. Selbstverständlich
sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung
als die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
zu betrachten.