DE102014102651B4

DE102014102651B4 - Lithographiesystem mit eingebettetem Reinigungsmodul und Lithographie-Belichtungsverfahren

Info

Publication number: DE102014102651B4
Application number: DE102014102651.9A
Authority: DE
Inventors: Shang-Chieh Chien; Jeng-Horng Chen; Jui-Ching Wu; Chia-Chen Chen; Hung-Chang Hsieh; Chi-Lun Lu; Chia-Hao Yu; Shih-Ming Chang; Anthony Yen
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2020-12-17
Anticipated expiration: 2034-03-01
Also published as: DE102014020027B3; DE102014102651A1; CN109375471A; CN104049469A

Abstract

Lithographiesystem (10), das Folgendes umfasst:ein Belichtungsmodul, das konfiguriert ist, um ein Lithographie-Belichtungsverfahren mittels einer Maske (18), die an einer Maskenstufe (16, 69) gehalten wird, auszuführen; undein Reinigungsmodul (62), das in dem Belichtungsmodul integriert und konzipiert ist, um die Maske (18) mittels eines Anziehungsmechanismus zu reinigen, wobei das Reinigungsmodul (62) eine Reinigungsstruktur (28, 42, 66) mit dem Anziehungsmechanismus und einen Handhabungsmechanismus (30) umfasst, der konzipiert ist, um die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) zu halten und zu handhaben, wobei die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) ein Trägersubstrat und ein anziehendes Objekt (28A) umfasst, das an dem Trägersubstrat angebracht ist.

Description

QUERVERWEIS
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S.-Anmeldung mit der Nr. 61/793 838 mit dem Titel „AN EUV SCANNER WITH EMBEDDED CLEANING MODULE“, eingereicht am 15. März 2013, die hier in ihrer Gesamtheit einbezogen ist.
HINTERGRUND
Die integrierte Halbleiter-Schaltungs-(IC)-Branche hat ein exponentielles Wachstum erfahren. Technologischer Fortschritt bei IC-Materialien und -Design hat Generationen von ICs hervorgebracht, wobei jede Generation kleinere und komplexere Schaltungen als die vorangegangene Generation aufweist. Im Verlauf der IC-Entwicklung hat sich die funktionale Dichte (d.h. die Anzahl von mit einander verbundenen Elementen pro Chipfläche) im Allgemeinen erhöht, während sich die Geometriegröße (d.h. die kleinste Komponente oder Leitung, die mittels eines Herstellungsverfahrens erzeugt werden kann) verkleinert hat. Der Prozess des Herunterskalierens bietet im Allgemeinen Vorteile, indem er die Produktionseffizienz erhöht und die damit verbundenen Kosten senkt. Dieses Herunterskalieren hat auch die Komplexität des Verarbeitens und Herstellens von ICs erhöht, und, damit diese Vorteile realisiert werden können, werden ähnliche Entwicklungen bei der IC-Verarbeitung und - Herstellung benötigt. In einem Beispiel, das mit Lithographiestrukturierung verbunden ist, weist eine Fotomaske (oder Maske), die in einem Lithographieverfahren verwendet werden soll, eine Schaltungsstruktur auf, die darauf definiert ist und die auf Wafer übertragen werden soll. Bei fortschrittlichen Lithographietechnologien wird ein extremes Ultraviolett-(EUV)-Lithographieverfahren mit einer reflektierenden Maske implementiert. Diese reflektierende Maske muss gereinigt werden, damit die Maske fehlerfrei wird.
Diese Sauberkeit der Lithographiemaske ist für den Ertrag des Lithographieverfahrens entscheidend. Das Verwenden oder Transportieren einer Maske in einem vollständig partikelfreien Reinraum und Belichtungswerkzeug ist unmöglich. Mit anderen Worten könnte ein bestimmtes Niveau von Partikeln auf Nanoebene oder Makroebene in der Umgebung, die vor allem während des Transports eingeführt werden, direkt auf der Rückseite oder Vorderseite der Maske anhaften, wodurch die Sauberkeit der Maske und der Maskenstation verringert wird. Im Ergebnis leidet der Ertrag der Lithographieproduktion aufgrund der nicht gereinigten Maske. Wie eine Maske wirksam beschädigungsfrei gereinigt werden kann, ist daher ein wichtiges Thema bei Lithographieverfahren. In einem Beispiel können die vorhandenen Reinigungsverfahren zu verschiedenen Schäden an der Maske führen oder hohe Gestehungskosten haben. In einem anderen Beispiel können die vorhandenen Reinigungsverfahren Partikel auf Nanoebene nicht wirksam entfernen. In noch einem anderen Beispiel ist das vorhandene Reinigungsverfahren kompliziert und mit einem teuren Werkzeug verbunden. In noch einem anderen Beispiel können zusätzliche Partikel während des vorhandenen Reinigungsvorgangs eingeführt werden. Es gibt kein wirksames Reinigungsverfahren und -system in dem EUV-Lithographieverfahren. Eine Vakuumtechnik kann nicht verwendet werden, um in dem EUV-Lithographiesystem zu reinigen.
Es wird also ein System und Verfahren benötigt, um die oben genannten Probleme zu lösen.
US 2012/0024318 A1 offenbart eine Säuberungsvorrichtung für eine Maskenhalterung mit einem Substrat in der Form einer Maske. Die Säuberungsvorrichtung wird von der Maskenhalterung mit einer elektrostatischen Kraft aufgenommen und gegen die Maskenhalterung gedrückt. Durch den Kontakt der Säuberungsvorrichtung mit der Maskenhalterung können Verunreinigungen auf der Maskenhalterung von einer Klebschicht auf dem Substrat aufgenommen werden.
US 2011/0159440 A1 offenbart eine Säuberungsvorrichtung für eine Maskenhalterung, wobei ein Säuberungs-Retikel mit einer Klebschicht in der Form einer Maske in Kontakt mit der Maskenhalterung gebracht wird, um Verunreinigungen in der Maskenhalterung aufzunehmen. Die Klebschicht kann einen UV-empfindlichen Lack umfassen, welcher belichtet werden kann, während das Säuberungs-Retikel in Kontakt mit der Maskenhalterung ist.
US 2011/0180108 A1 offenbart eine Retikel-Säuberungsvorrichtung, wobei eine separate Säuberungskammer für das Säubern der Retikel eingerichtet ist. Diese Kammer kann gegenüber einer Lithographiekammer abgeriegelt werden, und das Retikel kann in der Säuberungskammer während einer zyklischen Variation des Kammerdrucks durch abwechselndes Einführen und Abpumpen eines inerten Gases gereinigt werden.
JP 2002139825 A offenbart ein Verfahren zum Säubern einer Fotomaske für Leiterbahnen eines PCBs, wobei durch eine AC-Spannung Luftmoleküle ionisiert werden, sodass die Fotomaske entladen wird. Anschließend wird die Maske mithilfe einer klebenden Rollvorrichtung gesäubert.
JP 2007212765 A offenbart eine Rollvorrichtung mit einem aufgerollten klebenden Film, welcher verwendet werden kann, um eine Maskenhalterung in einer Lithographievorrichtung zu säubern, wobei die Rollvorrichtung über die Maskenhalterung gerollt wird, sodass der abgerollte klebende Film Verunreinigungen der Maskenhalterung aufnehmen kann.
US 2009/0183322 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Säubern einer Maske, wobei eine elektrostatisch aufgeladene Nadel relativ zu der Maske bewegt wird, um über elektrostatische Kräfte Partikel auf der Oberfläche der Maske aufzunehmen.
US 4 744 833 A offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum elektrostatischen Entfernen von Verunreinigungen von Halbleiterwafern. Dazu wird ein zu säubernder Wafer zwischen zwei Platten angebracht, wobei eine der Platten mit einem isolierenden Material bedeckt ist und zum Säubern des Wafers eine Spannungsdifferenz zwischen den leitenden Platten angelegt wird.
US 5 634 230 A offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen von einer Maske oder einem Wafer. Dazu wird die Fotomaske zunächst auf Verunreinigungen untersucht und anschließend wird eine Nadel in die Nähe der Verunreinigungen gebracht und elektrostatisch geladen, um Verunreinigungen zu entfernen.
US 2002/0023307 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Entfernen von Staubpartikeln mit zwei ineinander eingreifenden Rollen, wobei eine erste Walze über die staubige Oberfläche geführt wird, und eine zweite Walze mit einer klebenden Oberfläche in Kontakt mit der ersten Walze ist, wobei die zweite Walze die von der ersten Walze aufgenommenen Staubpartikel mit der klebenden Oberfläche bindet.
Figurenliste
Die erfindungsgemäße Lösung der oben dargestellten Probleme wird durch ein System und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt. Die vorliegende Offenbarung wird am besten aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn sie mit den beigefügten Figuren gelesen wird. Es wird betont, dass in Übereinstimmung mit dem üblichen Vorgehen in der Branche verschiedene Merkmale nicht im Maßstab gezeichnet sind und nur zur Erklärung dienen. In Wirklichkeit können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zur Klarheit der Beschreibung beliebig vergrößert oder verkleinert werden.

1 ist ein Blockdiagramm eines Lithographiesystems mit einem eingebetteten Reinigungsmodul, entworfen gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
2 ist ein Blockdiagramm des Reinigungsmoduls, entworfen gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
3 ist eine schematische Ansicht des Reinigungsmoduls von 2, entworfen gemäß einem oder mehreren Beispielen.
4A bis 4C zeigen schematische Ansichten des Reinigungsmoduls von 2 in entsprechenden Reinigungsstadien, entworfen gemäß anderen Beispielen.
5 ist eine schematische Ansicht des Reinigungsmoduls von 2, entworfen gemäß einem anderen Beispiel.
6A und 6B sind schematische Ansichten des Reinigungsmoduls von 2, entworfen gemäß noch einem anderen Beispiel.
7A und 7B sind schematische Ansichten des Reinigungsmoduls von 2, entworfen gemäß anderen Beispielen.
8A und 8B sind Blockdiagramme des Lithographiesystems von 1 mit eingebettetem Reinigungsmodul in Teilansicht, entworfen gemäß entsprechenden Ausführungsformen.
9 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ausführen eines Lithographie-Belichtungsverfahrens und zum Reinigen einer Maske, entworfen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen.
10 ist eine schematische Ansicht eines Maskenbehälters, entworfen gemäß einer Ausführungsform.
11 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Reinigung einer Maske, entworfen gemäß anderen Ausführungsformen.
12 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Reinigung der Maskenstufe des Lithographiesystems, entworfen gemäß manchen Ausführungsformen.
13 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Reinigung der Maskenstufe des Lithographiesystems, entworfen gemäß anderen Ausführungsformen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Offenbarung sieht viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele vor, um verschiedene Merkmale der Offenbarung zu implementieren. Spezielle Beispiele von Komponenten und Anordnungen sind unten beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich nur Beispiele und sollen nicht einschränkend wirken. Das Ausbilden eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung kann beispielsweise Ausführungsformen umfassen, in denen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt ausgebildet sind, und kann auch Ausführungsformen umfassen, in denen zusätzliche Merkmale zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmals ausgebildet sein können, so dass das erste und das zweite Merkmal nicht in direktem Kontakt sein müssen. Zusätzlich kann die vorliegende Offenbarung Bezugszeichen und/oder Buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient zur Einfachheit und Klarheit und erzwingt als solche keine Beziehung zwischen den verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.
1 ist ein Blockdiagramm eines Lithographiesystems 10, das gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung in einer oder mehreren Ausführungsformen entworfen ist. Das Lithographiesystem 10 kann auch generisch als Scanner bezeichnet werden, der betrieben werden kann, um Lithographie-Belichtungsverfahren mit einer zugehörigen Strahlungsquelle in einem Belichtungsmodus auszuführen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Lithographiesystem 10 ein extremes Ultraviolett-(EUV)-Lithographiesystem, das konzipiert ist, um eine Resistschicht mit EUV-Licht von der Strahlungsquelle zu belichten. Die Resistschicht besteht aus einem Material, das für EUV-Licht empfindlich ist. Das EUV-Lithographiesystem 10 verwendet eine Strahlungsquelle 12, um EUV-Licht zu erzeugen, etwa EUV-Licht mit einer Wellenlänge zwischen etwa 1 nm und etwa 100 nm. In einem speziellen Beispiel erzeugt die EUV-Strahlungsquelle 12 EUV-Licht mit einer Wellenlänge, die bei 13,5 nm zentriert ist.
Das Lithographiesystem 10 verwendet auch einen Illuminator (Beleuchtungsgerät) 14. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst der Illuminator 14 verschiedene lichtbrechende optische Komponenten, etwa eine einzelne Linse oder ein Linsensystem mit mehreren Linsen (Zonenplatten), oder alternativ eine reflektierende Optik (für ein EUV-Lithographiesystem), etwa einen einzelnen Spiegel oder ein Spiegelsystem mit mehreren Spiegeln, um Licht von der Strahlungsquelle 12 auf eine Maskenstufe 16, insbesondere auf eine Maske 18, die auf der Maskenstufe 16 befestigt ist, zu lenken. In der vorliegenden Ausführungsform, in der die Strahlungsquelle 12 Licht im EUV-Wellenlängenspektrum erzeugt, wird eine reflektierende Optik verwendet.
Das Lithographiesystem 10 umfasst auch die Maskenstufe 16, die konfiguriert ist, um eine Maske 18 zu halten. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Maskenstufe 16 einen elektrostatischen Chuck (e-Chuck), um die Maske 18 zu halten. Dies liegt daran, dass Gasmoleküle EUV-Licht absorbieren und das Lithographiesystem für die EUV-Lithographiestrukturierung in einer Vakuumumgebung gehalten wird, um EUV-Leistungsabfall zu vermeiden.
In der Offenbarung werden die Begriffe Maske, Fotomaske und Zwischenbild (engl. „reticle“) verwendet, um den gleichen Gegenstand zu bezeichnen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Lithographiesystem 10 ein EUV-Lithographiesystem, und die Maske 18 ist eine reflektierende Maske. Eine Beispielstruktur der Maske 18 ist zur Beschreibung angegeben. Die Maske 18 umfasst ein Substrat mit einem geeigneten Material, etwa einem Material mit niedriger Wärmeausdehnung (engl. „low thermal expansion material“, LTEM) oder geschmolzenem Quarz. In verschiedenen Beispielen umfasst das LTEM mit TiO₂ dotiertes SiO₂ oder andere geeignete Materialien mit niedriger Wärmeausdehnung. Die Maske 18 umfasst eine Beschichtung aus mehreren reflektierenden Schichten (engl. „multiple reflective layers“, ML), die auf dem Substrat abgelagert ist. Die ML umfasst eine Mehrzahl von Filmpaaren, etwa Molybdän-Silizium-(Mo/Si)-Filmpaare (z.B. eine Schicht aus Molybdän über oder unter einer Schicht aus Silizium in jedem der Filmpaare). Alternativ kann die ML Molybdän-Beryllium-(Mo/Be)-Filmpaare oder andere geeignete Materialien umfassen, die konfigurierbar sind, um EUV-Licht stark zu reflektieren. Die Maske 18 umfasst weiter eine Absorptionsschicht, etwa eine Tantal-Bor-Nitrid-(TaBN)-Schicht, die über der ML abgelagert ist. Die Absorptionsschicht ist so strukturiert, dass sie eine Schicht einer integrierten Schaltung (IC) definiert. Alternativ kann eine andere reflektierende Schicht über der ML abgelagert sein und so strukturiert sein, dass sie eine Schicht einer integrierten Schaltung definiert, wodurch eine EUV-Phasenverschiebungsmaske ausgebildet wird.
Das Lithographiesystem 10 umfasst auch ein Projektionsoptik-Modul (oder eine Projektionsoptik-Box (POB)) 20, um die Struktur der Maske 18 auf ein Target 22 (etwa einen Halbleiterwafer) abzubilden, das auf einer Substratstufe 24 des Lithographiesystems 10 befestigt ist. Die POB 20 hat eine lichtbrechende Optik (etwa für ein UV-Lithographiesystem) oder alternativ eine reflektierende Optik (etwa für ein EUV-Lithographiesystem), in verschiedenen Ausführungsformen. Das Licht, das von der Maske 18 ausgeht und das das Bild der Struktur trägt, die auf der Maske definiert ist, wird durch die POB 20 gesammelt.
Das Lithographiesystem 10 umfasst auch die Substratstufe 24, um ein Target 22 zu halten. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Target 22 ein Halbleiterwafer, etwa ein Siliziumwafer oder eine andere Art von Wafer, der strukturiert werden soll. Das Target ist mit der Resistschicht beschichtet, die für das Strahlenbündel empfindlich ist, etwa EUV-Licht in der vorliegenden Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform sind verschiedene Komponenten, die oben beschrieben sind, integriert, um als Lithographie-Belichtungsmodul zu wirken, das betrieben werden kann, um Lithographie-Belichtungsverfahren auszuführen.
Insbesondere umfasst das Lithographiesystem 10 ein Reinigungsmodul 26, das so konzipiert ist, dass es in verschiedenen Ausführungsformen die Maske 18, die Maskenstufe 16 oder beide reinigt. Das Reinigungsmodul 26 ist in das Lithographiesystem eingebettet und in das Lithographie-Belichtungsmodul integriert, um Reinigungsvorgänge online zu ermöglichen. Das Reinigungsmodul 26 ist so konzipiert, dass es einen Anziehungsmechanismus aufweist, um die Maske und/oder die Maskenstufe ohne zusätzliche Verunreinigung/Schäden für die Maske (oder die Maskenstufe), die gereinigt werden soll, wirksam zu reinigen.
Das Lithographiesystem 10 mit dem eingebetteten Reinigungsmodul 26 stellt ein System und Verfahren bereit, um die Maske und die Maskenstufe online wirksam zu reinigen, insbesondere wenn das Lithographiesystem 10 ein EUV-Lithographiesystem ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Maske 18 eine reflektierende Maske, die in einem EUV-Lithographie-Belichtungsverfahren verwendet wird, um die integrierten Schaltungen mit geringerer Merkmalgröße zu strukturieren. Da die Maske wiederholt verwendet wird, um eine Mehrzahl von Halbleiterwafern zu strukturieren, kann ein Defekt auf der Maske auf die Mehrzahl von Halbleitersubstraten übertragen werden und führt zu einem ernsten Problem mit dem Ertrag. Defekte einschließlich Verunreinigungen können auf einer Maske (und weiter auf der Maskenstufe) durch verschiedene Masken-Handhabungsvorgänge eingeführt werden. In manchen Ausführungsformen umfassen die Masken-Handhabungsvorgänge Maskenuntersuchung, Maskenversand, Maskenlagerung, Maskentransport und die Befestigung von Masken auf der Maskenstufe. In anderen Ausführungsformen für eine reflektierende Maske, die in dem EUV-Lithographiesystem verwendet wird, umfassen die Masken-Handhabungvorgänge Herstellungsuntersuchung, Versand, Maskenreinigung, Vakuumlagerung, Überführung in eine Vakuum-Maskenbibliothek, Vorjustierung und Temperaturstabilisierung und das Befestigen auf einem elektrostatischen Chuck.
In der vorliegenden Ausführungsform kann das Reinigungsmodul 26 betrieben werden, um die Maske 18 und/oder die Maskenstufe 16 (zusammen als zu reinigendes Objekt oder Zielobjekt bezeichnet) in dem Lithographiesystem 10 zu reinigen, wodurch Partikel und andere Verunreinigungen entfernt und beseitigt werden.
Das Reinigungsmodul 26 ist in 2 in einer Blockdiagramm-Ansicht gezeigt, die gemäß manchen Ausführungsformen entworfen ist. Das Reinigungsmodul 26 umfasst eine Reinigungsstruktur 28, die einen Anziehungsmechanismus verwendet, um Partikel und andere Verunreinigungen von dem Zielobjekt (etwa der Maske oder der Maskenstufe) anzuziehen und zu entfernen, wodurch Schäden an der Maske und/oder der Maskenstufe verringert oder vermieden werden. In einer Ausführungsform umfasst die Reinigungsstruktur 28 ein anziehendes Objekt (ein Reinigungsmaterial) 28A, etwa einen Klebstoff, mit einer Haftfläche 28B, so dass die Partikel an der Haftfläche anhaften können, wenn die Haftfläche in die Nähe des Zielobjekts gebracht wird. Zusätzlich kann Druck an das Reinigungsmaterial angelegt werden, um den Kontakt zwischen dem Reinigungsmaterial und dem Zielobjekt sicherzustellen. In einer anderen Ausführungsform kann die Reinigungsstruktur 28 einen Mechanismus umfassen, etwa eine elektrostatische Kraft, um eine Anziehungskraft auf die Partikel auszuüben.
Die Reinigungsstruktur 28 kann weiter eine Trägerkomponente 28C umfassen, etwa ein 5 Trägersubstrat, um das Reinigungsmaterial mit ausreichender mechanischer Festigkeit zu sichern und zu tragen. Das Trägersubstrat kann beispielsweise eine geeignete Platte sein, wobei das Reinigungsmaterial darauf befestigt ist, mit ausreichender mechanischer Festigkeit, um das Reinigungsmaterial für Reinigungsvorgänge zu halten. Das Trägersubstrat ist so konzipiert, dass es eine bestimmte Geometrie (Form und Größe) aufweist, die mit der des Zielobjekts übereinstimmt. In einer Ausführungsform ist das Trägersubstrat so konzipiert, dass es die Form und Abmessungen der Maske 18 hat.
Das Reinigungsmodul 26 kann auch einen Handhabungsmechanismus 30 umfassen, um die Reinigungsstruktur 28 zu halten, zu überführen und zu beeinflussen (etwa einen Druck 5 anzulegen), wodurch die Reinigungsstruktur 28 für die Reinigungsfunktion vorbereitet wird. In einer Ausführungsform umfasst der Handhabungsmechanismus 30 einen Roboter 30A, der in das Lithographiesystem 10 integriert und so konfiguriert ist, dass er die Reinigungsstruktur 28 halten und bewegen kann. Der Handhabungsmechanismus 30 kann weiter eine Halterung 30B mit einem Mechanismus und einer Konfiguration umfassen, um den Roboter 30A an einer Vorrichtung zu befestigen. Der Roboter 30A ist beispielsweise in einem Reinigungssystem durch die Halterung 30B befestigt. In einem anderen Beispiel ist der Roboter 30A in einem Lithographie-Belichtungssystem durch die Halterung 30B mit einer geeigneten Konfiguration befestigt, um die Reinigungsvorgänge zu ermöglichen. In einer anderen Ausführungsform kann der Handhabungsmechanismus 30 weiter eine Steuereinheit 30C umfassen, die den Roboter für verschiedene Bewegungen und Reinigungsvorgänge steuern kann. Die Steuereinheit 30C kann mit dem Roboter 30A integriert sein oder kann auf verschiedene Standorte verteilt sein. Die Steuereinheit 30C ist beispielsweise in einem Lithographie-Belichtungssystem integriert und ist mit dem Roboter 30A verbunden, um die Reinigungsvorgänge zu steuern.
Das Reinigungsmodul 26 wird weiter gemäß verschiedenen Ausführungsformen beschrieben. In einer Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, umfasst die Reinigungsstruktur 28 eine Reinigungsmaterial-Schicht 32 mit einer Haftfläche zum Reinigen der Oberfläche eines Zielobjekts 34. Die Reinigungsmaterial-Schicht mit der Haftfläche wird auch als HaftmaterialSchicht bezeichnet. In verschiedenen Beispielen umfasst das Zielobjekt 34 die Maske 18 oder die Maskenstufe 16. Die Reinigungsmaterial-Schicht 32 wird auf eine Oberfläche des Zielobjekts 34 angewendet, so dass verschiedene Partikel 36 an der Haftfläche der Reinigungsmaterial-Schicht 32 anhaften, wodurch die Partikel 36 von dem Zielobjekt 34 entfernt werden.
Die Reinigungsmaterial-Schicht 32 kann ein geeignetes Material mit nichtpolaren Ketten und einer polaren Verbindung umfassen, etwa ein Material mit -OH, -H und -O, um Partikel von der Oberfläche des Zielobjekts 34 leicht anzuziehen. Das Reinigungsmaterial ist weich, ohne Probleme durch Verkratzen. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Reinigungsmaterial 32 ein geeignetes Klebeband, Polysaccharid, Polyvinyl-Alkohol (PVA) mit - OH-Bindung und hoher chemischer Polarität und natürliches Latex (etwa Gum) mit einem oberflächenaktiven Stoff, um die Haftfähigkeit zu modifizieren.
Ein Beispiel ist weiter in den 4A, 4B und 4C in schematischen Ansichten gezeigt. Mit Bezug auf 4A wird die Reinigungsmaterial-Schicht 32 auf das Zielobjekt 34 übertragen. Ein zusätzlicher Druck 38 kann weiter an die Reinigungsmaterial-Schicht 32 angelegt werden, um einen vollständigen Kontakt zwischen der Reinigungsmaterial-Schicht 32 und dem Zielobjekt 34 sicherzustellen. Wie oben erwähnt, kann die Reinigungsmaterial-Schicht 32 ein Teil der Reinigungsstruktur sein, die an einem Trägersubstrat befestigt ist, um eine geeignete mechanische Festigkeit zu bieten.
Mit Bezug auf 4B steht die Reinigungsmaterial-Schicht 32 vollständig in Kontakt mit dem Zielobjekt 34 an der Oberfläche, die gereinigt werden soll. Insbesondere ist die Reinigungsmaterial-Schicht 32 so konzipiert, dass sie flexibel ist, so dass das Oberflächenprofil in Antwort auf das Oberflächenprofil des Zielobjekts 34 geändert wird. Wenn ein oder mehrere Partikel auf dem Zielobjekt 34 vorhanden sind, ist das zugehörige Oberflächenprofil des Zielobjekts 34 mit lokalen Höckern geändert. Das Oberflächenprofil der Reinigungsmaterial-Schicht 32 ist, in Antwort auf die lokalen Höcker, im Wesentlichen zu dem Oberflächenprofil des Zielobjekts 34 komplementär. Dieses Charakteristikum der Reinigungsmaterial-Schicht 32 wird als morphologische Oberflächenänderung bezeichnet. Somit ist das Oberflächenprofil des Zielobjekts 34 flexibel und veränderbar und aufgrund der Partikel 36 auf dem Zielobjekt 34 im Allgemeinen nicht glatt, wenn es das Zielobjekt 34 kontaktiert. Durch die morphologische Oberflächenänderung der Reinigungsmaterial-Schicht 32 ändert sich das Oberflächenprofil der Reinigungsmaterial-Schicht 32 (z.B. durch Streckung und Verformung) unter dem Druck 38, so dass die Haftfläche das entsprechende Partikel lokal umgibt, wodurch die Kontaktfläche zwischen den Partikeln und der Haftfläche maximiert wird. Somit wird die Haftkraft an die Partikel (die Haftfestigkeit der Partikel an der Haftfläche) maximiert. Das Anhaften der Partikel an die Haftfläche kann durch das Anpassen des angelegten Drucks 38, der Kontaktdauer und der Haftfähigkeit der Reinigungsmaterial-Schicht 32 optimiert werden.
Mit Bezug auf 4C wird die Reinigungsmaterial-Schicht 32 dann von dem Zielobjekt 34 getrennt. Die Partikel 36 werden von dem Zielobjekt 34 durch die Van-der-Waals'sche Kraft oder die Coulomb-Kraft entfernt. Die Trennung kann durch einen Ablösevorgang 40 erreicht werden.
5 zeigt eine schematische Ansicht einer Reinigungsstruktur 42, die gemäß einer anderen Ausführungsform entworfen ist. Die Reinigungsstruktur 42 umfasst eine elektrostatische Struktur mit einem Mechanismus, um eine elektrostatische Kraft zu erzeugen. Wenn die Reinigungsstruktur 42 sich dem Zielobjekt 34 annähert, werden die Partikel 36 von dem Zielobjekt 34 zu der elektrostatischen Schicht durch die elektrostatische Kraft angezogen. In dem vorliegenden Beispiel umfasst die Reinigungsstruktur 42 einen stromgesteuerten elektrostatischen Mechanismus, um die elektrostatische Kraft zu erzeugen. In einem beispielhaften Fall kann die Reinigungsstruktur 42 eine leitfähige Komponente umfassen, die mit einer Stromquelle verbunden und konzipiert ist, um ein elektrisches Feld mit einer Verteilung so zu erzeugen, dass die Partikel 36 auf dem Zielobjekt 34 angezogen werden.
6A zeigt eine schematische Ansicht einer Reinigungsstruktur 44, die gemäß einer anderen Ausführungsform entworfen ist. Die Reinigungsstruktur 44 umfasst eine Rolle 46 mit einer Zylinderform, die rollen kann. Die Rolle 46 hat ein Haftmaterial, das auf der Oberfläche ausgebildet ist, um die Partikel anzuziehen, wenn sie auf dem Zielobjekt 34 rollt. Die Reinigungsstruktur 44 umfasst weiter ein Handhabegerät 48, das mit der Rolle 46 integriert ist und verschiedene Operationen der Rolle 46 ermöglicht (etwa das Bewegen und Rollen).
6B zeigt eine schematische Ansicht des Reinigungsvorgangs durch die Reinigungsstruktur 44, gemäß einem Beispiel. Während des Reinigungsvorgangs werden die Partikel durch die Rolle 46 durch Reibe- und Haftkräfte entfernt.
7A zeigt eine schematische Ansicht eines Reinigungsmoduls 50, das gemäß einer anderen Ausführungsform entworfen ist. Das Reinigungsmodul 50 umfasst eine Reinigungsstruktur 28 (etwa die Reinigungsmaterial-Schicht 32 oder die Reinigungsstruktur 42) und kann weiter ein Trägersubstrat umfassen, um mechanische Festigkeit zu gewährleisten. Das Reinigungsmodul 50 umfasst auch den Handhabungsmechanismus 30, etwa einen Roboter, um die Reinigungsstruktur 28 für Reinigungsvorgänge zu halten, überführen und bewegen. Der Handhabungsmechanismus 30 ist weiter an einer Komponente 52 des Lithographiesystems 10 durch eine geeignete Konfiguration befestigt, um die Reinigungsvorgänge zu ermöglichen. In einem anderen Beispiel ist das Zielobjekt 34 die Maske 18, die an der Maskenstufe 16 befestigt ist, wie in 7B gezeigt ist.
8A zeigt eine schematische Ansicht eines Teils des Lithographiesystems 10, der gemäß manchen Ausführungsformen entworfen ist. Das Lithographiesystem 10 umfasst die Maskenstufe 16 und eine Kammer 56 mit einem eingeschlossenen Hohlraum, der konzipiert ist, um verschiedene Komponenten und Elemente aufzunehmen.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Kammer 56 eine Maskenbibliothek 58, um verschiedene Masken aufzunehmen. Die Maskenbibliothek 58 kann auch eine oder mehrere Reinigungsstrukturen 28 aufnehmen, etwa die Reinigungsstruktur, die konzipiert ist, um die Maskenstufe 16 zu reinigen. Wie oben beschrieben ist, hat die Reinigungsstruktur, um die Maskenstufe 16 zu reinigen, eine Form und Größe, die denen der Maske 18 ähneln, und kann in der Maskenbibliothek 58 aufgenommen werden. Die Kammer 56 umfasst ein Masken-Handhabungsgerät 60, etwa einen Roboter, der konzipiert ist, um Masken zu halten und zu überführen. Die Kammer 56 umfasst weiter ein Reinigungsmodul 62, das neben der Maskenbibliothek 58 und dem Masken-Handhabungsgerät 60 konfiguriert ist. Als ein Beispiel ist das Reinigungsmodul 62 so konzipiert, dass es eine oder mehrere Masken reinigt.
Das Lithographiesystem 10 umfasst eine Ladeschleuse 64, die konzipiert und konfiguriert ist, um die Maske in das Lithographiesystem und aus ihm heraus zu überführen. Das Lithographiesystem 10 kann einen anderen Roboter umfassen, der der in der Ladeschleuse 64 eingebettet oder mit ihr integriert ist, um Masken (oder Maskenbehälter) zu überführen. Dieser Roboter arbeitet in einer Umgebung mit Atmosphärendruck.
Man beziehe sich wieder auf das Reinigungsmodul 62. Das Reinigungsmodul 62 kann mit einem zugehörigen Reinigungsmechanismus konzipiert sein, etwa einem derjenigen, die oben beschrieben sind, einschließlich einer Reinigungsmaterial-Schicht, einer Rolle und einer elektrostatischen Reinigungsstruktur.
In einer Ausführungsform kann das Reinigungsmodul 62 so betrieben werden, dass die Maske gereinigt wird, bevor die Maske zu der Maskenstufe 16 für ein Lithographie-Belichtungsverfahren überführt wird oder nachdem sie aus der Maskenstufe 16 heraus überführt wird.
In einer anderen Ausführungsform wird die Maskenstufe 16 während der Leerlaufzeit durch die Reinigungsstruktur 28 gereinigt, die in der Maskenbibliothek 58 oder alternativ in dem Reinigungsmodul 62 aufbewahrt wird. In einem Beispiel wird die Reinigungsstruktur 28, die in der Maskenbibliothek 58 aufbewahrt wird, verwendet, um die Maskenstufe 16 zu reinigen. In Weiterführung des Beispiels wird die Reinigungsstruktur 28 in die Nähe der Maskenstufe 16 bewegt oder wird auf der Maskenstufe 16 befestigt. Dann wird ein Reinigungsverfahren implementiert, um die Maskenstufe 16 durch die Reinigungsstruktur 28 zu reinigen. Die Reinigungsstruktur 28 wird von der Maskenbibliothek 58 zu der Maskenstufe 16 überführt und danach von der Maskenstufe 16 zurück zu der Maskenbibliothek 58 überführt, ähnlich wie eine Maske zwischen der Maskenstufe und der Maskenbibliothek überführt wird. In verschiedenen Beispielen kann die Reinigungsstruktur 28 durch einen Roboter überführt werden, der zu der Maskenstufe 16, dem Masken-Handhabungsgerät 60 oder dem Handhabungsmechanismus 30 des Reinigungsmoduls 62 gehört.
8 ist eine schematische Ansicht des Lithographiesystems 10 in Teilansicht, entworfen gemäß manchen anderen Ausführungsformen. Das Lithographiesystem 10 in 8B umfasst eine Roboterkammer 56. Die Roboterkammer 56 umfasst weiter eine Maskenbibliothek 58, ein Masken-Handhabungsgerät 60 und ein Reinigungsmodul 62.
Die Maskenbibliothek 58 ist so konfiguriert, dass sie eine oder mehrere Masken 18 und eine Reinigungsstruktur 66 hält, die konzipiert ist, um die Maskenstufe 16 zu reinigen. Die Reinigungsstruktur 66 hat die Form und Abmessungen der Maske, so dass sie an die Maskenstufe 16 angenähert und zusätzlich an ihr befestigt werden kann, um angemessen gereinigt zu werden. Des Weiteren hat die Reinigungsstruktur 66 einen Haftmechanismus, etwa den, der mit Bezug auf die 4A-4C beschrieben ist. In einem Beispiel umfasst die Reinigungsstruktur 66 ein Maskensubstrat, das mit einer Reinigungsmaterial-Schicht mit einer Haftfläche bedeckt ist. Somit können eine oder mehrere Reinigungsstrukturen 66 in der Maskenbibliothek 58 aufbewahrt werden.
Es wird eine Ausführungsform eines Vorgangs zur Reinigung der Maskenstufe 16 durch die Reinigungsstruktur 66 beschrieben. Während der Leerlaufzeit der Maskenstufe 16 überführt ein Roboter 68 die Reinigungsstruktur 66 von der Maskenbibliothek zu der Maskenstufe 16, ähnlich wie eine Maske von der Maskenbibliothek zu der Maskenstufe überführt wird. In einem Beispiel wird die Reinigungsstruktur 66 in Kontakt zu der Maskenstufe 16 gepresst. Die Maskenstufe 16 wird durch einen Vorgang gereinigt, der dem Vorgang ähnelt, der mit Bezug auf die 4A bis 4C beschrieben ist. In einer anderen Ausführungsform wird die Reinigungsstruktur 66 auf der Maskenstufe 16 befestigt, ähnlich wie eine Maske befestigt wird. In dem vorliegenden Beispiel ist die Maskenstufe 16 ein elektrostatischer Chuck, der konzipiert ist, um die Reinigungsstruktur 66 durch die elektrostatische Kraft zu halten. Die Einspannkraft an der Reinigungsstruktur 66 durch die Maskenstufe 16 stellt einen angemessenen Kontakt zwischen der Maskenstufe 16 und der Reinigungsstruktur 66 sicher. Während des Zeitraums, in dem die Reinigungsstruktur 66 an der Maskenstufe 16 befestigt ist, haften die Partikel auf der Maskenstufe 16 an der Haftfläche der Reinigungsstruktur 66 an. Danach bewegt der Roboter 68 die Reinigungsstruktur 66 von der Maskenstufe 16 weg, die Partikel auf der Maskenstufe 16 haften an der Haftfläche der Reinigungsstruktur 66 und werden von der Maskenstufe 16 entfernt und gereinigt. Dann wird die Reinigungsstruktur 66 durch den Roboter 68 zurück zu der Maskenbibliothek 58 gebracht.
Das Masken-Handhabungsgerät 60 ist konzipiert, um eine Maske zu überführen, etwa die Maske von der Ladeschleuse zu der Maskenbibliothek 56. Das Masken-Handhabungsgerät 60 kann einen Roboterarm für das Verschieben und eine Komponente zum Halten der Maske umfassen.
Das Reinigungsmodul 62 ist konzipiert, um die Masken zu reinigen. Das Reinigungsmodul 62 ist ein Beispiel des Reinigungsmoduls 26 in 2 und umfasst die Reinigungsstruktur 28 und den Handhabungsmechanismus 30 (etwa einen Roboter), der so integriert ist, dass er Reinigungsvorgänge an der Maske 18 erlaubt. In einer Ausführungsform umfasst das Reinigungsmodul 62 weiter eine andere Maskenstufe 69, die konfiguriert ist, um Masken zu reinigen. In einem Beispiel wird die Maske 18 durch den Roboter 60 von der Maskenbibliothek 56 zu der Maskenstufe 69 des Reinigungsmoduls 62 überführt. Die Maske 18 wird an der Maskenstufe 69 des Reinigungsmoduls 62 befestigt. Dann bewegt der Handhabungsmechanismus 30 die Reinigungsstruktur 28 zu der Maske 18, die auf der Maskenstufe 69 befestigt ist. Der Reinigungsvorgang ähnelt einem der Reinigungsmechanismen, die oben beschrieben sind, etwa dem Reinigungsvorgang, der mit Bezug auf die 4A bis 4C beschrieben ist. Nach dem Reinigungsvorgang kann die Maske 18 durch den Roboter 60 zurück zu der Maskenbibliothek 58 bewegt werden.
9 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 70 zum Ausführen eines Lithographie-Belichtungsverfahrens, das Maskenreinigung umfasst, durch das Lithographiesystem 10, entworfen gemäß machen Ausführungsformen. Das Verfahren 70 wird mit Bezug auf die 8B, 9 und andere relevante Figuren beschrieben. Andere Ausführungsformen des Verfahrens 70 können mehr oder weniger Vorgänge umfassen. Das Verfahren 70 umfasst einen Vorgang 72, in dem eine Maske 18 von einer Außenumgebung in einen Maskenbehälter überführt wird, etwa einen Dual-Pod-Maskenbehälter 90 (einen Maskenbehälter mit zwei Hüllen), der in 10 in einer schematischen Ansicht gezeigt ist. Der Dual-Pod-Maskenbehälter 90 umfasst einen inneren Behälter 92 und einen äußeren Behälter 94, die konfiguriert sind, um die Maske 18 zu halten.
Das Verfahren 70 umfasst einen Vorgang 74, in dem die Maske 18 zu dem Lithographiesystem 10 überführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Vorgang 74 das Platzieren der Maske 18, die in dem Maskenbehälter gehalten wird, in die Ladeschleuse 64 des Lithographiesystems 10 und das Überführen der Maske 18 in die Maskenbibliothek 58. Während des Vorgangs werden der äußere Behälter 94 und der innere Behälter 92 von der Maske 18 entfernt. Nach dem Vorgang 74 wird die Maske 18 in der Maskenbibliothek 58 gelagert.
Das Verfahren 70 umfasst einen Vorgang 76 zum Reinigen der Maske 18 durch das Reinigungsmodul 26, etwa das Reinigungsmodul 62 in der vorliegenden Ausführungsform. In einem Beispiel wird die Maske 18 von der Maskenbibliothek 58 heraus überführt; durch das Reinigungsmodul 62 gereinigt; und dann zurück in die Maskenbibliothek 58 überführt. In einem anderen Beispiel wird die Maske 18 aus der Maskenbibliothek 58 heraus überführt; durch das Reinigungsmodul 62 gereinigt; und dann zu der Maskenstufe 16 für ein Lithographie-Belichtungsverfahren überführt. In diesem Fall fehlt der folgende Vorgang 78.
Das Verfahren 70 kann einen Vorgang 78 umfassen, in dem die Maske 18 auf der Maskenstufe 16 befestigt wird. Der Roboter 60 kann die Maske 18 beispielsweise von der Maskenbibliothek 58 zu der Maskenstufe 16 überführen; die Maske 18 wird auf der Maskenstufe 16 durch einen geeigneten Einspannmechanismus, etwa eine elektrostatische Kraft, befestigt.
Das Verfahren 70 umfasst einen Vorgang 80, in dem ein Lithographie-Belichtungsverfahren durch das Lithographiesystem 10 mit der Maske 18 ausgeführt wird. Das Lithographie-Belichtungsverfahren kann weiter Maskenausrichtung, Überlagerungsprüfung und Belichten mit Licht (etwa EUV-Licht) von der Strahlungsquelle 12 umfassen. Die Resistschicht, die auf dem Target 22 aufgebracht ist (das auf der Substratstufe 24 befestigt ist), wird belichtet, um die latente Struktur einer IC-Struktur auf der Resistschicht auszubilden.
Das Verfahren 70 umfasst einen Vorgang 82, um die Maske 18 durch das Reinigungsmodul 62 zu reinigen. In einem Beispiel wendet das Reinigungsmodul 62, wenn die Maske 18 auf der Maskenstufe 69 befestigt wurde, einen Reinigungsvorgang auf die Maske 18 an, wie in 8B gezeigt ist. In anderen Ausführungsformen können entweder der Vorgang 76 oder der Vorgang 82 gemäß der speziellen Situation, einschließlich des Verunreinigungspegels und wie kritisch die IC-Struktur ist, die auf der Maske 18 definiert ist, fehlen.
Das Verfahren 70 umfasst einen Vorgang 84, in dem die Maske 18 nach dem Reinigungsvorgang bei Vorgang 82 zurück zu der Maskenbibliothek 58 überführt wird. In verschiedenen Ausführungsformen können die Vorgänge 76 bis 84 während der Verfahren wiederholt werden, um verschiedene Targets zu strukturieren. In einem Beispiel wird die Maske 18 wiederholt den Vorgängen 76-84 unterzogen, um eine Mehrzahl von Halbleiterwafern (einen Batch (Stapel) von Wafern in diesem Beispiel) zu strukturieren. In einem anderen Beispiel durchläuft eine erste Maske die Vorgänge 76-84 für einen ersten Batch von Wafern; eine zweite Maske durchläuft die Vorgänge 76-84, um einen zweiten Batch von Wafern zu strukturieren; usw.
11 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 100 zum Ausführen eines Reinigungsverfahrens, entworfen gemäß manchen anderen Ausführungsformen. Das Verfahren 100 beginnt bei 102, indem eine Maske 18 in einem Maskenbehälter gelagert wird, etwa dem Dual-Pod-Maskenbehälter 90 in 10.
Das Verfahren 100 umfasst einen Vorgang 104, in dem eine Maskenuntersuchung auf die Maske 18 angewendet wird. In einer Ausführungsform umfasst die Maskenuntersuchung die Untersuchung der Vorderseite und der Rückseite der Maske 18. Ein Masken-Untersuchungssystem, etwa ein Metrologiewerkzeug mit einem Lichtbrechungsmechanismus, wird verwendet, um die Maske auf Partikel zu untersuchen. In einer Ausführungsform können die vorhergehenden Untersuchungsdaten als Referenz verwendet werden. Es werden beispielsweise die Untersuchungsdaten an einer defektfreien Maske 18 als Referenz verwendet. Der Vergleich zwischen den Untersuchungsdaten und den Referenzdaten liefert Partikelinformationen, etwa Ort und Größe der Partikel. In einem Beispiel wird die Maske 18 in dem Maskenbehälter in das Masken-Untersuchungssystem geladen, untersucht und entladen.
Bei 106 wird das Untersuchungsergebnis gemäß bestimmten Kriterien evaluiert, etwa Spezifikationen, die zu dem Lithographiesystem gehören, das verwendet wird, um das Lithographie-Belichtungsverfahren mit der Maske 18 auszuführen. Eine beispielhafte Spezifikation, die zu dem Lithographiesystem gehört, ist zur Erklärung angegeben. Die beispielhafte Spezifikation umfasst Folgendes: die Anzahl der Partikel mit einer Größe von mehr als 50 Mikrometern beträgt 0; die Anzahl der Partikel mit einer Größe von mehr als 10 Mikrometern beträgt weniger als 35; und die Anzahl der Partikel mit einer Größe von mehr als 3 Mikrometern beträgt weniger als 70. Die Zahlenwerte werden hier je Maske gezählt.
Wenn das Untersuchungsergebnis außerhalb der Spezifikation liegt, fährt das Verfahren 100 mit Vorgang 108 fort, in dem ein Reinigungsverfahren auf die Maske 18 angewendet wird. Das Reinigungsverfahren verwendet das Reinigungsmodul 26, um die Partikel durch einen geeigneten Mechanismus zu entfernen, etwa den, der mit Bezug auf die 4A bis 4C beschrieben ist. Danach kehrt die Maske zu Vorgang 104 für eine weitere Maskenuntersuchung zurück. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Reinigungsmodul 26 ein allein stehendes Modul, so dass das Reinigungsverfahren implementiert wird, bevor die Maske in das Lithographiesystem 10 geladen wird.
Wenn bei 106 ermittelt wurde, dass das Untersuchungsergebnis in der Spezifikation liegt, fährt das Verfahren 100 mit Vorgang 110 fort, in dem die Maske 18 zurück in den Maskenbehälter befördert wird. Indem verschiedene Vorgänge des Verfahrens 100 implementiert werden, wird die Maske 18 in dem Maskenbehälter mit geringeren Verunreinigungen und sichergestellter Maskenqualität gehalten.
Das Verfahren 100 kann weiter einen Vorgang 112 umfassen, in dem die Maske 18 in ein Lithographiesystem geladen wird und ein Lithographie-Belichtungsverfahren auf einen oder mehrere Wafer mittels der Maske 18 angewendet wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Lithographiesystem das Lithographiesystem 10, wie es in den 1 und 8 gezeigt ist. In einem Beispiel umfasst der Vorgang 112 das Platzieren der Maske 18, die in dem Maskenbehälter gehalten wird, in die Ladeschleuse 64 des Lithographiesystems 10, das Überführen der Maske 18 in die Maskenstufe 16 und das Ausführen eines Lithographie-Belichtungsverfahrens, um die IC-Struktur der Maske 18 auf eine Resistschicht abzubilden, die auf dem Halbleiterwafer aufgebracht ist. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren, das die Vorgänge 74 bis 84 des Verfahrens 70 umfasst, implementiert werden, um ein oder mehrere Belichtungsverfahren mit der Maske 18 auszuführen.
12 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 120 zum Reinigen der Maskenstufe 16 durch die Reinigungsstruktur 66, entworfen gemäß manchen Ausführungsformen. Das Verfahren 120 wird mit Bezug auf die 12, 8B und andere Figuren beschrieben. Das Verfahren 120 beginnt bei Vorgang 122, in dem die Reinigungsstruktur 66 in der Maskenbibliothek 58 gelagert wird. Das Verfahren 120 fährt mit Vorgang 124 fort, in dem die Reinigungsstruktur 66 auf der Maskenstufe 16 befestigt wird. Der Vorgang 124 umfasst weiter das Überführen der Reinigungsstruktur 66 von der Maskenbibliothek 58 zu der Maskenstufe 16, bevor die Reinigungsstruktur 66 auf der Maskenstufe 16 befestigt wird. Das Verfahren 120 umfasst weiter einen Vorgang 126, um die Maskenstufe 16 durch die Reinigungsstruktur 66 zu reinigen. Während des Reinigungsvorgangs 126 werden ein geeigneter Druck und eine geeignete Reinigungsdauer implementiert. Der Druck zwischen der Maskenstufe 16 und der Reinigungsstruktur 66 wird gehalten, um den Kontakt und das Anhaften der Partikel an der Haftfläche der Reinigungsstruktur 66 sicherzustellen. Die Reinigungsdauer wird so abgestimmt, dass sie ausreicht, dass die Partikel an der Haftfläche der Reinigungsstruktur 66 anhaften. Das Verfahren 120 kann weiter das Überführen der Reinigungsstruktur 66 zurück in die Maskenbibliothek 58 umfassen.
13 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 130 zum Reinigen der Maskenstufe 16 durch die Reinigungsstruktur 66, entworfen gemäß manchen anderen Ausführungsformen. Das Verfahren 130 wird mit Bezug auf die 13, 8B und andere Figuren beschrieben. Das Verfahren 130 beginnt bei Vorgang 132, in dem die Reinigungsstruktur 66 in der Maskenbibliothek 58 gelagert wird. Das Verfahren 130 fährt dann mit Vorgang 134 fort, in dem die Reinigungsstruktur 66 von der Maskenbibliothek 58 zu der Maskenstufe 16 überführt wird. Das Verfahren 130 umfasst weiter den Vorgang 136, in dem die Maskenstufe 16 durch die Reinigungsstruktur 66 gereinigt wird. In einer Ausführungsform wird ein geeigneter Druck an die Reinigungsstruktur 66 angelegt, um den Kontakt zwischen der Maskenstufe 16 und der Reinigungsstruktur 66 sicherzustellen. In einer anderen Ausführungsform, in der die Reinigungsstruktur 66 den elektrostatischen Mechanismus zum Reinigen verwendet, wird die Reinigungsstruktur 66 in die Nähe der Maskenstufe 16 gebracht, muss aber nicht in direktem Kontakt mit der Maskenstufe 16 stehen. Das Verfahren 130 kann weiter das Überführen der Reinigungsstruktur 66 zurück zu der Maskenbibliothek 58 umfassen.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein Lithographiesystem mit eingebettetem Reinigungsmodul und ein Verfahren zur Verwendung des Lithographiesystems zum Reinigen einer Maske und/oder einer Maskenstufe beschrieben. Das Reinigungsmodul umfasst eine Reinigungsstruktur und einen Handhabungsmechanismus, um die Reinigungsstruktur zur Reinigung zu handhaben. In einer Ausführungsform stellt das Reinigungsmodul einen Anziehungsmechanismus bereit, um die Haftfläche so zu handhaben, dass sie die Oberfläche der Maske (oder der Maskenstufe) berührt, wodurch Nanopartikel oder Makropartikel von der Maske (oder der Maskenstufe) angezogen werden. In einer anderen Ausführungsform umfasst das Reinigungsmodul einen stromgesteuerten elektrostatischen Mechanismus, um die Maske (oder die Maskenstufe) zu reinigen. In noch einer anderen Ausführungsform umfasst eine Reinigungsstruktur ein Maskensubstrat (oder alternativ eine Platte, die der Maske in Form und Abmessungen ähnelt), an dem eine Reinigungsmaterial-Schicht angebracht ist, so dass die Reinigungsstruktur angemessen gehandhabt werden kann, ähnlich wie eine Maske gehandhabt wird, um die Maskenstufe zu reinigen.
Andere Ausführungsformen oder Alternativen können vorgesehen sein, ohne von der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. In einer Ausführungsform umfasst das Lithographiesystem 10 zwei oder mehr Reinigungsmodule, die in dem Lithographiesystem eingebettet sind: ein erstes Reinigungsmodul, das konzipiert ist, um eine Maske zu reinigen, und ein zweites Reinigungsmodul, das konzipiert ist, um eine Maskenstufe des Lithographiesystems zu reinigen. In Weiterführung der Ausführungsform umfasst das erste Reinigungsmodul eine erste Reinigungsstruktur und einen Handhabungsmechanismus, um die erste Reinigungsstruktur zu befestigen und zu handhaben. Das zweite Reinigungsmodul umfasst eine zweite Reinigungsstruktur, die weiter ein Trägersubstrat und eine anziehende Materialschicht umfasst, die an dem Trägersubstrat angebracht ist. Darüber hinaus hat das Trägersubstrat die Form und Abmessungen der Maske, so dass die Reinigungsstruktur in die Nähe der Maskenstufe gebracht werden kann oder an der Maskenstufe für einen Reinigungsvorgang befestigt werden kann. In einer anderen Ausführungsform kann das Reinigungsmodul 26 alternativ allein stehen, etwa als das Reinigungsmodul, das in dem Verfahren 100 der 11 verwendet wird.
Verschiedene Vorteile können in einer oder mehreren unterschiedlichen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorliegen. Die Vorteile umfassen in verschiedenen Ausführungsformen niedrige Kosten, Freiheit von Strukturfehlern der Vorderseite der Maske, wirksames Entfernen von Partikeln, einfache Bedienung, Einbettung in einen Scanner, höchste Leistung bei der Entfernung von Partikeln auf Nanoebene verglichen mit anderen herkömmlichen Ansätzen. Verglichen mit einem Ansatz mit Nassreinigung erlaubt dieser Ansatz eine exakte Steuerung der zu reinigenden Flächen auf der Maske; daher können unnötige zu reinigende Flächen wie die Vorderseite mit einer Struktur vermieden werden, um Schäden zu vermeiden. Des Weiteren können die Reinigungsstruktur und das Reinigungsverfahren so wirksam wie möglich abgestimmt werden, indem die Haftfläche optimal modifiziert wird.
Somit sieht die vorliegende Offenbarung ein Lithographiesystem in manchen Ausführungsformen vor. Das Lithographiesystem umfasst ein Belichtungsmodul, das konfiguriert ist, um ein Lithographie-Belichtungsverfahren mittels einer Maske auszuführen, die auf einer Maskenstufe befestigt ist; und ein Reinigungsmodul, das in das Belichtungsmodul integriert und konzipiert ist, um die Maske und/oder die Maskenstufe mittels eines Anziehungsmechanismus zu reinigen.
In anderen Ausführungsformen sieht die vorliegende Offenbarung ein Lithographiesystem vor. Das Lithographiesystem umfasst ein Belichtungsmodul, das konzipiert ist, um ein Lithographie-Belichtungsverfahren auszuführen, und in einer darin enthaltenen Kammer konfiguriert ist, die in einer Vakuumumgebung gehalten wird; und ein Reinigungsmodul, das mit dem Belichtungsmodul integriert ist. Das Reinigungsmodul umfasst eine Reinigungsstruktur mit einem Anziehungsmechanismus, um Partikel zu entfernen, und einen Handhabungsmechanismus, der konzipiert ist, um die Reinigungsstruktur zu halten und zu überführen.
Die vorliegende Offenbarung sieht ein Verfahren vor, das das Laden einer Maske in ein Lithographiesystem, das konzipiert ist, um ein Lithographie-Belichtungsverfahren auszuführen, wobei das Lithographiesystem mit einem Reinigungsmodul eingebettet ist, das einen Anziehungsmechanismus aufweist; das Befestigen der Maske an einer Maskenstufe; das Anwenden eines Lithographie-Belichtungsverfahrens durch das Lithographiesystem auf einen Halbleiterwafer mittels der Maske; und das Reinigen der Maske durch das Reinigungsmodul umfasst.
Das Vorangegangene zeigt Merkmale von mehreren Ausführungsformen, so dass ein Fachmann die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Der Fachmann sollte anerkenne, dass er die vorliegende Offenbarung leicht als Basis verwenden kann, um andere Verfahren und Strukturen zu konzipieren oder zu modifizieren, um die gleichen Ziele zu erreichen und/oder die gleichen Vorteile der hier eingeführten Ausführungsformen zu erlangen. Der Fachmann sollte auch erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht von dem Geist und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass er verschiedenen Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen vornehmen kann, ohne von dem Geist und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims

Lithographiesystem (10), das Folgendes umfasst: ein Belichtungsmodul, das konfiguriert ist, um ein Lithographie-Belichtungsverfahren mittels einer Maske (18), die an einer Maskenstufe (16, 69) gehalten wird, auszuführen; und ein Reinigungsmodul (62), das in dem Belichtungsmodul integriert und konzipiert ist, um die Maske (18) mittels eines Anziehungsmechanismus zu reinigen, wobei das Reinigungsmodul (62) eine Reinigungsstruktur (28, 42, 66) mit dem Anziehungsmechanismus und einen Handhabungsmechanismus (30) umfasst, der konzipiert ist, um die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) zu halten und zu handhaben, wobei die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) ein Trägersubstrat und ein anziehendes Objekt (28A) umfasst, das an dem Trägersubstrat angebracht ist.
Lithographiesystem (10) nach Anspruch 1, wobei das Trägersubstrat ein Maskensubstrat ist, das die Form und Abmessungen der Maske (18) hat.
Lithographiesystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das anziehende Objekt (28A) ein Material (32) mit nichtpolaren Ketten und einer polaren Verbindung umfasst.
Lithographiesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das anziehende Objekt (28A) ein Haftmaterial (32) umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Klebeband, Polysaccharid, Polyvinyl-Alkohol (PVA) mit -OH-Bindung und hoher chemischer Polarität und Naturlatex mit einer oberflächenaktiven Substanz besteht.
Lithographiesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) einen stromgesteuerten elektrostatischen Mechanismus umfasst, um eine elektrostatische Kraft zum Anziehen von Partikeln (36) zu erzeugen.
Lithographiesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) eine Rolle (46) mit einer Haftfläche umfasst, die konzipiert ist, um auf einer Oberfläche, die gereinigt werden soll, zu rollen.
Lithographiesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Reinigungsmodul (62) Folgendes umfasst: ein anziehendes Objekt (28A), das konzipiert ist, um die Maske (18) zu reinigen; und eine Masken-Handhabungskomponente (30), die konzipiert ist, um das anziehende Objekt (28A) zu der Maske (18) zu bewegen, und betrieben werden kann, um Druck auf das anziehende Objekt (28A) auszuüben.
Lithographiesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, das weiter eine Kammer (56) umfasst, die Folgende Merkmale hat: eine Maskenbibliothek (58), die konzipiert ist, um eine Mehrzahl von Masken (18) zu aufzubewahren; ein Masken-Handhabungsgerät (60), das konzipiert ist, um eine der Mehrzahl von Masken (18) zu halten und zu überführen; und wobei das Reinigungsmodul (62) in der Kammer (56) konfiguriert ist.
Lithographiesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Belichtungsmodul eine extrem Ultraviolett-(EUV)-Lichtquelle (12) umfasst, um EUV-Licht zu erzeugen, um einen Halbleiterwafer (22) während des Lithographie-Belichtungsverfahrens zu belichten; die Maskenstufe (16, 69) ein elektrostatischer Chuck ist, um die Maske (18) durch eine elektrostatische Kraft zu halten; und die Maske (18) eine reflektierende Maske (18) ist.
Lithographiesystem (10) nach Anspruch 9, wobei die Maskenbibliothek (58) zugänglich ist, um die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) zu halten, die konzipiert ist, um die Maskenstufe (16, 69) zu reinigen; die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) die Form und Abmessungen der Maske (18) hat; und die Maskenstufe (16, 69) die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) zum Reinigen der Maskenstufe (16, 69) halten kann.
Lithographiesystem (10), das Folgendes umfasst: ein Belichtungsmodul, das konfiguriert ist, um ein Lithographie-Belichtungsverfahren auszuführen, und in einer eingeschlossenen Kammer (56) konfiguriert ist, die in einer Vakuumumgebung gehalten wird; und ein Reinigungsmodul (62), das mit dem Belichtungsmodul integriert ist, wobei das Reinigungsmodul (62) eine Reinigungsstruktur (28, 42, 66) mit einem Anziehungsmechanismus, um Partikel zu entfernen, und einen Handhabungsmechanismus (30) umfasst, der konfiguriert ist, um die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) zu halten und zu überführen, wobei das Reinigungsmodul (62) konzipiert ist, um eine Maske (18) mittels des Anziehungsmechanismus zu reinigen, wobei die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) ein Trägersubstrat und ein anziehendes Objekt (28A) umfasst, das an dem Trägersubstrat angebracht ist.
Lithographiesystem (10) nach Anspruch 11, wobei das Trägersubstrat die Form und Abmessungen der Maske (18) hat.
Lithographiesystem (10) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) ein Haftmaterial (32) umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Klebeband, Polysacchariden, Polyvinyl-Alkohol (PVA) mit -OH-Bindung und hoher chemischer Polarität und Naturlatex mit einer oberflächenaktiven Substanz besteht.
Lithographiesystem (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, mit ferner einer Maskenstufe (16, 69) zum Halten der Maske (18).
Lithographiesystem (10) nach Anspruch 14, wobei das Belichtungsmodul eine extreme Ultraviolett-(EUV)-Lichtquelle (12) umfasst, um EUV-Licht zu erzeugen; die Maskenstufe (16, 69) ein elektrostatischer Chuck ist, um die Maske (18) durch eine elektrostatische Kraft zu halten; und die Maske (18) eine reflektierende Maske (18) ist.
Lithographiesystem (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, das weiter eine Kammer (56) umfasst, wobei das Reinigungsmodul (62) darin eingebettet ist, wobei die Kammer (56) weiter Folgendes umfasst: eine Maskenbibliothek (58), die konzipiert ist, um eine Mehrzahl von Masken (18) aufzubewahren; und ein Masken-Handhabungsgerät (60), das konzipiert ist, um Masken (18) zu überführen.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Laden einer Maske (18) in ein Lithographiesystem (10), das konzipiert ist, um ein Lithographie-Belichtungsverfahren auszuführen, wobei das Lithographiesystem (10) mit einem Reinigungsmodul (62) integriert ist, das einen Anziehungsmechanismus aufweist, wobei das Reinigungsmodul (62) eine Reinigungsstruktur (28, 42, 66) mit dem Anziehungsmechanismus, und einen Handhabungsmechanismus (30) zum Halten und Überführen der Reinigungsstruktur (28, 42, 66) umfasst; Halten der Maske (18) an einer Maskenstufe (16, 69); Anwenden eines Lithographie-Belichtungsverfahrens durch das Lithographiesystem (10) auf einen Halbleiterwafer (22) mittels der Maske (18); und Reinigen der Maske (18) durch das Reinigungsmodul (62), wobei das Reinigungsmodul (62) die Maske (18) mittels des Anziehungsmechanismus reinigt, um Partikel zu entfernen, wobei die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) ein Trägersubstrat und ein anziehendes Objekt (28A) umfasst, das an dem Trägersubstrat angebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 17, das weiter das Überführen der Maske (18) in eine Maskenbibliothek (58) nach dem Reinigen der Maske (18) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 18, das weiter das Reinigen der Maskenstufe (16, 69) mittels einer Reinigungsstruktur (28, 42, 66) des Reinigungsmoduls (62) umfasst, wobei die Reinigungsstruktur (28, 42, 66) ein Trägersubstrat und eine anziehende Materialschicht umfasst, die an dem Trägersubstrat angebracht ist; und das Trägersubstrat die Form und Abmessungen der Maske (18) hat.