DE112006001768B4

DE112006001768B4 - Verwendung eines superkritischen Fluids zum Trocknen der Schreiben und zum Reinigen der Linsen in einer Immersionslithographie

Info

Publication number: DE112006001768B4
Application number: DE112006001768T
Authority: DE
Inventors: Ramkumar Subramanian; Bhanwar Singh; Khoi A. Phan
Original assignee: GlobalFoundries Inc; Spansion LLC
Current assignee: GlobalFoundries Inc; Spansion LLC
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2026-06-24
Also published as: JP2009500828A; TW200707123A; GB2442402B; CN101467102A; WO2007005362A3; US20070026345A1; KR20080026204A; WO2007005362A2; GB2442402A; DE112006001768B8; US7262422B2; DE112006001768T5; GB0801083D0; CN101467102B

Abstract

Immersionslithographiesystem (100; 400; 500) mit: einer Quelle für eine eine photochemische Wirkung hervorrufende Strahlung, einer Linse (108), einer Immersionsflüssigkeit und einem Immersionsraumbereich (110) zum Halten der Immersionsflüssigkeit in Kontakt mit der Linse (108) und in Kontakt mit einem Photolack (104), der auf einer Scheibe (102, 506) angeordnet ist; einer Quelle für ein superkritisches Fluid; einem Ventilsystem (112, 114, 116, 118), das ausgebildet ist, die Immersionsflüssigkeit von dem Immersionsraumbereich abzuführen und den Immersionsraumbereich mit dem superkritischen Fluid zu füllen, wobei das Ventilsystem ferner ausgebildet ist, das superkritische Fluid von dem Immersionsraumbereich abzuführen und den Immersionsraumbereich mit der Immersionsflüssigkeit zu füllen und das ferner umfasst: eine Überwachungskomponente (504), die ausgebildet ist, Material auf der Linse (108) und/oder in der Immersionsflüssigkeit und/oder in dem Immersionsraumbereich und/oder auf dem Phte (406; 502), die ausgebildet ist, das Ventilsystem so zu steuern, dass der...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das Verbessern der Immersionslithographie bzw. der Tauchlithographie. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung superkritischer Fluide, um die Immersionslithographielinsen und Scheiben, die einem Immersionslithographieprozess bzw. einem Tauchlithographieprozess unterzogen werden, zu reinigen.
Hintergrund
Die konventionelle Photolithographie beinhaltet das Projizieren einer photochemisch wirksamen Strahlung auf eine mit Photolack beschichtete Scheibe. Die physikalische Grenze für die numerische Apertur (NA) für derartige Belichtungssysteme unter Verwendung von Luft als Medium zwischen einer Linse und der Scheibe beträgt 1. Die NA ist tatsächlich durch den Öffnungswinkel der Linse und den Brechungsindex des die Linse umgebenden Mediums bestimmt. In der Mikroskopie wird seit gewisser Zeit zur Verbesserung der Auflösung Öl verwendet.
Die Immersionstechnologie bzw. Tauchtechnologie bietet eine verbesserte Auflösung und größere numerische Aperturwerte gegenüber konventioneller Projektionslithographie. In der Immersionslithographie ist der Raumbereich zwischen der Projektionslinse und der Scheibe in einer Anlage mit einer Flüssigkeit gefüllt. D. h., in der Immersionslithographie wird eine dünne Schicht aus Flüssigkeit zur Verbesserung der Brennpunktauflösung verwendet. Jedoch erfordert die Immersionslithographie typischerweise große und teure Linsen.
Obwohl die Immersionlithographie vielversprechend ist, gibt es eine Reihe von Problemen, die bei der Durchführung der Immersionslithographie auftreten und die es zu lösen gilt, um eine weitere Verbreitung dieser Technologie zu ermöglichen. Beispielsweise bildet die Flüssigkeit in der Immersionslithographie tendenziell unerwünschte Mikrobläschen, die die von der Technologie ermöglichten Vorteile wieder aufheben. Das Beibehalten einer konsistenten blasenfreien Flüssigkeit zwischen der Linse und der Scheibe ist sehr schwierig. Die Polarisierung der Linse ist ebenfalls ein wichtiges Problem.
Die WO 2004/093 130 A2 offenbart ein Verfahren zur Reinigung einer Linse eines Immersionslithographiesystems mithilfe einer Reinigungsflüssigkeit.
Die WO 2005/015 315 A2 offenbart offenbart ein Verfahren zur Reinigung eines Immersionsraums eines Immersionslithographiesystems mithilfe einer Reinigungsflüssigkeit.
In der US 2004/0028927 A1 wird die Reinigung der Innenwände einer Verarbeitungskammer mithilfe eines Reinigungsmittels, das sich in einer superkritischen Phase befindet, beschrieben.
In der US 2004/0011386 A1 und der US 6 764 552 B1 wird die Reinigung von Halbleitersubstraten mithilfe superkritischer Lösungen und Fluide beschrieben.
Wasser ist das am meisten verwendete flüssige Medium in aktuellen Immersionslithographiesystemen. Dies liegt daran, dass Wasser einen Brechungsindex von ungefähr 1,47, eine Absorption von weniger als ungefähr 5% bei Abständen bis zu 6 mm aufweist, mit den meisten Photolacken und Linsen verträglich ist, und in sehr reiner Form nicht kontaminierend ist. Insbesondere ist die Flüssigkeit, die für die meisten Immersionsanwendungen eingesetzt wird, ein doppelt deionisiertes, destilliertes entgastes Wasser. Dennoch sind Verbesserungen in der Immersionslithographie wünschenswert.
Überblick über die Erfindung
Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft im Allgemeinen das Ersetzen der Immersionsflüssigkeit einer Immersionslithographieanlage durch ein superkritisches Fluid, um Teile der Immersionslithographieanlage, etwa eine oder mehrere der Linsen, den Immersionsraumbereich, die Immersionsflüssigkeit und die Photolackoberfläche oder Scheibenoberfläche zu reinigen. Durch Vorsehen eines Ventilsystems oder dergleichen kann das superkritische Fluid effizient gegen die Immersionsflüssigkeit (wieder aufbereitet oder frisch) ausgetauscht werden, so dass eine weitere Bearbeitung durch Immersionslithographie ausgeführt werden kann. Die Systeme und Verfahren vermeiden die Standzeit für das Reinigen, wodurch die Effizienz der Immersionslithographie verbessert wird.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Immersionslithographieverfahren mit: Bestrahlen eines Photolacks durch eine Linse und eine Immersionsflüssigkeit einer Immersionslithographieanlage, wobei die Immersionsflüssigkeit in einem Immersionsraumbereich, der mit der Linse und dem Photolack in Kontakt ist, angeordnet ist; Überwachen der Ansammlung von Verunreinigungsmaterial auf der Linse und/oder dem Immersionsraumbereich und/oder der Immersionsflüssigkeit und/oder dem Photolack; wenn ein Verunreinigungsmaterial erkannt wird, Entfernen der Immersionsflüssigkeit aus dem Immersionsraumbereich; Einführen eines superkritischen Fluids in den Immersionsraumbereich, so dass Verunreinigungen auf der Linse durch das superkritische Fluid entfernt werden; Entfernen des superkritischen Fluids aus dem Immersionsraumbereich; und Einführen von Immersionsflüssigkeit in den Immersionsraumbereich. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Immersionslithographiesysteme, die eine Quelle für eine photochemisch wirkende Strahlung, eine Linse, eine Immersionflüssigkeit und einen Immersionsraumbereich zum Halten der Immersionsflüssigkeit in Kontakt mit der Linse und im Kontakt mit dem Photolack, der auf einer Scheibe angeordnet ist; eine Quelle mit einem superkritischen Fluid; und ein Ventilsystem, das ausgebildet ist, die Immersionsflüssigkeit von den Immersionsraumbereich abzuleiten und den Immersionsraumbereich mit dem superkritischen Fluid zu füllen und das ferner ausgebildet ist, das superkritische Fluid aus dem Immersionsbereich zu entfernen und den Immersionsbereich mit der Immersionsflüssigkeit zu füllen, aufweist. Das System umfasst ferner eine Überwachungskomponente, die ausgebildet ist, Material auf der Linse und/oder der Immersionsflüssigkeit und/oder dem Immersionsraumbereich und/oder dem Photolack zu erkennen; und eine Steuerkomponente, die ausgebildet ist, das Ventilsystem so zu steuern, dass der Immersionsraumbereich mit dem superkritischen Fluid gefüllt wird, wenn die Überwachungskomponente Verunreinigungsmaterial erkennt.
Um die vorgenannten Ziele und weitere Aspekte zu erfüllen, umfasst die Erfindung die Merkmale, wie sie im Weiteren detailliert beschrieben sind und insbesondere in den Patentansprüchen aufgezeigt sind. Die folgende Beschreibung und die angefügten Zeichnungen zeigen gewisse anschauliche Aspekte und Implementierungen der vorliegenden Erfindung detaillierter auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht eines Immersionslithographiesystems gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines superkritischen Fluids im Zusammenhang eines Phasendiagramms gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines superkritischen Fluids im Zusammenhang eines Phasendiagramms gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Darstellung auf abstrakter Ebene eines Immersionslithographiesystems gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine schematische Darstellung eines Immersionslithographiesystems gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt einen Immersionslithographieprozess gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfinder haben erkannt, dass Photolacksorten in einer Immersionsflüssigkeit während des Betriebs der Immersionslithographie diffundieren können. Die diffundierten Photolacksorten und/oder Kontaminationsstoffe in der Immersionsflüssigkeit können an der Linse anhaften (im gleichen oder einem nachfolgenden Lithographievorgang), wodurch ein Teil der eine photochemische Wirkung hervorrufenden Strahlung nicht zu dem Photolack gelangt, wodurch eine beeinträchtigte Musterbildung in dem entwickelten Photolack hervorgerufen wird. Des weiteren haben die Erfinder erkannt, dass die Immersionsflüssigkeit eine unerwünschte Fleckenbildung auf der Scheibe hervorrufen und/oder Reste darauf zurücklassen kann.
Die vorliegende Erfindung umfasst das Inkontaktbringen einer Linse, eines Teils des Raumbereichs, der von der Immersionsflüssigkeit eingenommen wird, und der Scheibe, die in einem Immersionslithographievorgang verwendet wird, mit einem superkritischen Fluid. Die geringe Oberflächenspannung des superkritischen Fluids wirkt so, dass das Entfernen von Kontaminationsstoffen, die auf der Linse, in dem von der Immersionsflüssigkeit eingenommenen Raumbereich und auf der Scheibe vorhanden sind, möglich ist. Ein Immersionslithographiesystem ist mit geeigneten Ventilen und einer Quelle für ein superkritisches Fluid versehen, so dass die entsprechenden Teile des Immersionslithographiesystems mit dem superkritischen Fluid gefüllt werden können, um die Linse und/oder den von der Immersionsflüssigkeit eingenommenen Raumbereich und/oder die Immersionsflüssigkeit und/oder die Scheibe zu reinigen.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein System 100 und ein Verfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das System 100 enthält eine Immersionslithographieanlage 106, etwa einen Einzelbildbelichter und eine Linse 108. Die Immersionslithographieanlage enthält eine Quelle für eine eine fotochemische Wirkung hervorrufende Strahlung und eine Energieversorgung (nicht gezeigt). Eine Scheibe 102 mit einem darauf ausgebildeten Photolack 104 ist unter der Immersionslithographieanlage 106 angeordnet. Eine Immersionsflüssigkeit nimmt einen Raumbereich 110 zwischen der Linse 108 und dem Photolack 104 auf der Scheibe 102 ein. Eine chemische Wirkung hervorrufende Strahlung wird durch die Linse 108 und durch die Immersionsflüssigkeit hindurchgeführt, um ein Bild eines Musters auf dem Photolack 104 hervorzurufen. Nach dem Entwickeln besitzt der Photolack ein Strukturmuster analog zu dem Bild des Musters der Strahlung (oder eines Negativs davon).
Immersionsflüssigkeiten sind typischerweise im Wesentlichen transparent bei einer oder mehreren Wellenlängen oder Wellenlängenbändern, die als photochemisch wirksame Strahlungen verwendet werden. Die Immersionsflüssigkeit wird nicht durch Einwirkung der Strahlung beeinträchtigt, beispielsweise wird die Flüssigkeit nicht zunehmend undurchsichtig bei zunehmender Bestrahlung. Die Immersionsflüssigkeit liefert typischerweise eine geringe oder eine im Wesentlichen nicht vorhandene Streuung des Lichts, das durch die Flüssigkeit projiziert wird. Die Immersionsflüssigkeit füllt einen Raumbereich zwischen der Linse und dem Photolack. Die Immersionsflüssigkeit ist zumindest mit einem Teil der Linse und mindestens einem Teil einer Oberfläche des Photolacks in Kontakt und füllt kontinuierlich einen Raumbereich zwischen der Linsenoberfläche und dem Photolack. Die Immersionsflüssigkeit tritt im Wesentlichen nicht mit dem Photolack so in Wechselwirkung, dass die Belichtung für ein Bild oder die nachfolgende Musterherstellung beeinträchtigt werden. Beispielsweise ist der Photolack nicht in der Immersionsflüssigkeit lösbar und die Immersionflüssigkeit reagiert nicht chemisch mit dem Photolack. Zu Beispielen von Immersionsflüssigkeiten, die in der vorliegenden Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden können, gehören gereinigtes Wasser, deionisiertes Wasser; doppelt deionisiertes Wasser; ionisiertes Wasser, das Sulfate enthält und wasserenthaltende Sulfate; Zyklooktan; Perfluoropolyether (PFPE); und dergleichen. Die Art der Immersionsflüssigkeit ist für die vorliegende Erfindung nicht entscheidend.
PFPE-Materialien sind unter der Handelsmarke Fomblin Y, Fomblin Z, Demnum, die von Ausimont Corporation Thorofare N. J. und/oder von Daikin Corporation Osaka, Japan, erhältlich sind; weitere dieser Materialien sind unter dem Handelsnamen Krytox von Dupont Corporation, Wilmington, Del und unter Galden erhältlich von Ausimont Corporation bekannt. Fomblin Y, Fomblin Z, Demnum besitzen ein Molekulargewicht im Bereich von ungefähr 1500 bis ungefähr 7250 AMU (beispielsweise Fomblin Y-18 (; von ungefähr 4000 bis ungefähr 19000 AMU (beispielsweise Fomblin Z Z-25; und von ungefähr 2700 bis ungefähr 8400 AMU (beispielsweise Demnum S20 und Demnum S200).
In der vorliegenden Erfindung kann eine beliebige bekannte Wellenlänge verwendet werden. Typischerweise beträgt die Wellenlänge ungefähr 400 nm oder weniger. Zu Beispielen von Wellenlängen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, gehören 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, 13 nm, 11 nm und dergleichen. Die Art der Wellenlänge der die chemische Wirkung hervorrufenden Strahlung ist nicht entscheidend für die vorliegende Erfindung.
Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Photolacke besitzen eine geeignete Photoempfindlichkeit bei der ausgewählten Wellenlänge der die photochemische Wirkung hervorrufenden Strahlung. Es können beliebige bekannte Photolackmaterialien eingesetzt werden. Der Photolack kann ein Positivlack oder ein Negativlack sein. Die Art des Photolacks ist für die vorliegende Erfindung nicht kritisch.
Der Einzelbildbelichter oder die Lithographieanlage ist entsprechend für die Immersionslithographie ausgebildet oder kann durch Umgestaltung oder Umwandlung einer konventionellen „trocknen” (d. h. nicht-Immersions-)Lithographieanlage zur Verwendung als ein Immersionslithographiesystem verwendet werden. Beispielsweise können die Projektionssysteme und die Scheibenhandhabungsbereiche konventioneller Lithographiesysteme so modifiziert werden, dass eine Immersionsflüssigkeit aufgenommen werden kann.
Die Immersionsflüssigkeit wird unter Verwendung von Ventilen 112 und 118 geführt. Bei Bedarf kann ein superkritisches Fluid durch das System 100 durch den Einlass 120 und das Ventil 114 herangeführt werden, den Raumbereich 110 zwischen der Linse 108 und dem Photolack 104 auf der Scheibe 102 einnehmen und über das Ventil 116 und den Auslass 122 (entsprechend den Pfeilen) herausgeführt werden.
Nach einer gewissen Anzahl an Immersionslithographievorgängen beginnen Kontaminationen sich an der Linse 108, in dem Raumbereich 110 zwischen der Linse 108 und dem Photolack 104 und auf dem Photolack 104 auf der Scheibe 102 auf Grund der Photolackanteile anzusammeln, die in die Immersionsflüssigkeit diffundieren, und auch auf Grund der unerwünschten Anwesenheit anderer Verunreinigungen. Da die Kontaminationsstoffe physikalisch an der Linse 108, den Oberflächen des Raumbereichs 110 zwischen der Linse 108 und dem Photolack 104 und auf dem Photolack 104 anhaften können, ist ein Auswechseln der Immersionsflüssigkeit oder ein Beibehalten einer offenen Strömung zwischen den Ventilen 112 und 118 unter Umständen nicht ausreichend, um die Linse 108, die Oberflächen des Raumbereichs 110 und/oder den Photolack 104 zu reinigen.
Folglich wird die Immersionsflüssigkeit aus dem Raumbereich 110 entfernt und die Ventile 112 und 118 werden geschlossen. Das Ventil 114 wird geöffnet, so dass ein superkritisches Fluid in den Einlass 140 eintreten kann und den Raumbereich 110 zwischen der Linse 108 und dem Photolack 104 füllen kann. Das Ventil 116 kann unmittelbar geöffnet werden, oder kann nach einer festgesetzten Zeitdauer geöffnet werden, so dass ein entsprechend spezifizierter Kontakt zwischen dem superkritischen Fluid und der Linse 108, den Oberflächen des Raumbereichs 110 und/oder dem Photolack 104 stattfinden kann. Das superkritische Fluid kann aus einer Quelle für superkritische Fluide erhalten werden, etwa einer Kammer für superkritische Fluide (nicht gezeigt). Wenn die Linse 108, die Oberflächen des Raumbereichs 110 und/oder der Photolack 104 mit dem superkritischen Fluid in Kontakt kommen, entfernt das superkritische Fluid die Kontaminationsstoffe und die Verunreinigungen nahezu vollständig oder vollständig, die an der Linse 108, den Oberflächen des Raumbereichs 110 und/oder des Photolacks 104 anhaften. Nach dem Reinigen werden die Ventile 114 und 116 geschlossen, die Ventile 112 und 118 werden geöffnet, und eine frische Immersionsflüssigkeit strömt in den Raumbereich 110, so dass weitere Immersionslithographievorgänge durchgeführt werden können.
Es sei die Funktion der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben; die Linse, der Raumbereich zwischen der Linse und dem Photolack (der Immersionsraumbereich der Lithographieanlage) und die Scheibenoberfläche werden mit einem superkritischen Fluid in Kontakt gebracht. Das superkritische Fluid entfernt Defekte, Verunreinigungen und anderes unerwünschtes Material von der Linse, dem Immersionsraumbereich und der Scheibenoberfläche, wenn das superkritische Fluid im Wesentlichen von der Linse, dem Immersionsraumbereich und der Scheibenoberfläche entfernt wird und die Immersionslithographieanlage verlässt. Um das superkritische Fluid halten zu können, ist der Immersionsraumbereich aus Materialien aufgebaut, die hohe Drücke aushalten können.
Ein superkritisches Fluid ist ein Fluidmedium, das bei einer Temperatur vorliegt, die ausreichend hoch ist, so dass das Fluid nicht durch Druck verflüssigt werden kann. Ein superkritisches Fluid repräsentiert dichte Gaslösungen mit einer erhöhten löslichen Wirkung und kann nahezu superkritische Fluide enthalten. Die Grundlage für ein superkritisches Fluid besteht darin, dass bei einer kritischen Temperatur und einem Druck die flüssige Phase und die Gasphase einer einzelnen Substanz koexistieren können.
Das Phänomen der superkritischen Fluide ist beispielsweise dargelegt in den Seiten F-62 bis F-64 des CRC-Handbuchs für Chemie und Physik, 67. Ausgabe, 1986 bis 1987 veröffentlicht von der CRC-Presse, Inc., Boca Raton, Fla. Bei hohen Drücken über dem kritischen Punkt nimmt das resultierende superkritische Fluid oder das „dichte Gas” eine Dichte an, die nahe an der Dichte einer Flüssigkeit liegt und nimmt auch einige der Eigenschaften einer Flüssigkeit an. Diese Eigenschaften hängen von der Zusammensetzung des Fluids, der Temperatur und dem Druck ab. Im hierin verwendeten Sinne bezeichnet der „kritische Punkt” den Übergangspunkt, bei welchem die flüssige Phase und die Gasphase einer Substanz miteinander verschmelzen und die Kombination der kritischen Temperatur und des kritischen Druckes für eine gegebene Substanz repräsentiert.
Die Komprimierbarkeit superkritischer Fluide ist unmittelbar über der kritischen Temperatur am höchsten, wobei kleine Änderungen im Druck zu großen Änderungen in der Dichte des superkritischen Fuids führen. Das „flüssigkeitsartige” Verhalten eines superkritischen Fluids bei höheren Drücken führt zu deutlich verbessertem Löslichkeitsvermögen im Vergleich zu der „unterkritischen” Verbindung, wobei höhere Diffusionskoeffizienten und ein erweiterter nutzbarer Temperaturbereich im Vergleich zu Flüssigkeiten erhalten wird. Ein interessanter Punkt im Zusammenhang mit superkritischen Fluiden besteht darin, dass wenn der Druck ansteigt, das Löslichkeitsvermögen der Lösung häufig um viele Größenordnungen bei nur einer geringen Druckzunahme größer wird.
Nahezu superkritische Flüssigkeiten zeigen ferner Flüssigkeitseigenschaften und andere entsprechende Eigenschaften ähnlich zu jenen zu superkritischen Fluiden. Fluid-„Modifizierer” können häufig die Eigenschaften von superkritischen Fluiden deutlich ändern, selbst wenn diese Modifizierer in sehr geringen Konzentrationen vorgesehen sind. In einer Ausführungsform wird dem superkritischen Fluid ein Fluidmodifizierer zugesetzt. Diese Ausführungsformen werden auch als innerhalb des Konzeptes eines superkritischen Fluids liegend erachtet, wie es im Zusammenhang mit dieser Erfindung verwendet wird. Daher umfasst in dem hierin verwendeten Sinne der Begriff „superkritisches Fluid” auch eine Verbindung über oder geringfügig unterhalb der kritischen Temperatur und dem kritischen Druck (dem kritischen Punkt) dieser Verbindung.

Beispiele von Verbindungen, die bekannte Verwendungszwecke als superkritische Fluide besitzen, sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1

Beispiel superkritischer Fluide
Verbindung	Siedepunkt (Grad C)		kritisch	kritische Temperatur (Grad C)	kritisch	Druckdichte (atm)	(g/cm³)
CO₂		–78,5		31,3		72,9	0,448
NH₃		–33,35		132,4		112,5	0,235
H₂O		100,00	374,15	218,3		0,315
N₂O		–88,56		36,5		71,7	0,45
Xenon		–108,3		16,6		57,6	0,118
Krypton	–153,2		–63,8		54,3	0,091
Methan	–164,00	–82,1		45,8		0,2
Ethan		–88,63		32,28		48,1	0,203
Ethylen	–103,7		9,21		49,7	0,218
Propan	–42,1		96,67		41,9	0,217
Pentan	36,1		196,6		33,3	0,232
Methanol		64,7		240,5		78,9	0,272
_Ethanol	78,5		243,0		63,0	0,276
Isopropanol		82,5		235,3		47,0	0,273
Isobutanol		108,0		275,0		42,4	0,272
CClF₃		–31,2		28,0		38,7	0,579
CFH₃		–78,4		44,6		58,0	0,3
Zyklohexanol		155,65		356,0		38,0	0,273

Auf Grund der geringen Kosten, der Umweltverträglichkeit, des nicht entflammbaren Verhaltens und der geringen kritischen Temperatur von Kohlendioxid, Stickoxid und Wasser werden superkritisches Kohlendioxid, Stickoxid und/oder H₂O-Fluide bevorzugt in der vorliegenden Erfindung verwendet.
Das superkritische Fluid wird mit der Linse, dem Immersionsraumbereich und der Scheibenoberfläche in geeigneter Weise in Kontakt gebracht. Z. B. wird der Immersionsraumbereich mit der Verbindung geflutet, die das superkritische Fluid (etwa Kohlendioxid) in flüssiger Form bildet. Der Druck in dem Raumbereich wird dann über den kritischen Druck hinaus erhöht, woraufhin die Temperatur über die kritische Temperatur hinweg angehoben wird, um damit die Verbindung, die das superkritische Fluid bildet, in ein superkritisches Fluid umzuwandeln. Als nächstes wird der Druck auf Umgebungsdruck abgesenkt und die Temperatur wird auf Raumtemperatur verringert. Alternativ wird der Immersionsraumbereich mit der Verbindung geflutet, die das superkritische Fluid in flüssiger Form bildet, der Druck und die Temperatur werden gleichzeitig auf die kritische Temperatur und den Druck angehoben, wodurch sichergestellt ist, dass die flüssige Phase der Verbindung, die das superkritische Fluid bildet, erhalten bleibt. In noch weiterer alternativer Weise wird das superkritische Fluid unmittelbar vor dem Einfüllen in den Immersionsraumbereich gebildet.
Das superkritische Fluid „verdampft” oder wird anderweitig von der Linse, dem Immersionsraumbereich und der Scheibenoberfläche entfernt, ohne dass eine Schädigung der Linsenoberfläche (etwa ein Verkratzen), des Immersionsraumbereichs oder der Scheibenoberfläche stattfindet, nachdem das superkritische Fluid Defekte, Verunreinigungen und anderes unerwünschtes Material von der Linse, dem Immersionsraumbereich und der Scheibenoberfläche abgelöst hat. Das superkritische Fluid und die Kontaminationsstoffe auf der Linse, dem Immersionsraumbereich und der Scheibenoberfläche werden vollständig oder zumindest nahezu vollständig entfernt. Da ferner das superkritische Fluid leicht und vollständig von der Linse, dem Immersionsraumbereich und der Scheibenoberfläche entfernt werden kann, sind restliche Immersionsflüssigkeitsrückstände auf der Linse, dem Immersionsraumbereich und der Scheibenoberfläche minimal und/oder treten gar nicht auf (oder alternativ sind in vernachlässigbar geringen Restmengen vorhanden). Da die Probleme hinsichtlich von Lösungsmittelresten minimal sind, sind auch Probleme, etwa ein verstärktes Reinigen der Linse, des Immersionsraumbereichs und der Scheibenoberfläche ebenfalls minimal und/oder treten nicht mehr auf. Das superkritische Fluid reinigt die Linse ohne Schädigung der Linse (etwa ohne Verursachen von Kratzern oder Einkerbungen), reinigt den Immersionsraumbereich ohne Schädigung des inneren des Raumbereichs und reinigt die Scheibenoberfläche ohne Änderungen der Strukturelemente auf der Scheibenoberfläche (etwa durch Ätzen von Strukturelementen).
Das superkritische Fluid ist mit der Immersionslithographielinse, dem Immersionsraumbereich und/oder der Scheibenoberfläche für eine geeignete Zeitdauer in Kontakt, um zumindest im Wesentlichen alle Kontaminationsstoffe davon zu entfernen. In einer Ausführungsform ist das superkritische Fluid mit der Immersionslithographielinse, dem Immersionsraumbereich und/oder Scheibenoberfläche für eine Zeit von 0,1 Sekunde bis ungefähr 10 Minuten in Kontakt. In einer weiteren Ausführungsform ist das superkritische Fluid mit der Immersionslithographielinse, dem Immersionsraumbereich und/oder der Scheibenoberfläche für eine Zeitdauer für ungefähr 0,5 Sekunden bis ungefähr 5 Minuten in Kontakt. In einer noch weiteren Ausführungsform ist das superkritische Fluid mit der Immersionslithographielinse, dem Immersionsraumbereich und/oder der Scheibenoberfläche für eine Zeitdauer von ungefähr 1 Sekunde bis ungefähr 1 Minute in Kontakt.
In vielen Fällen sind Defekte, Verunreinigungen und andere unerwünschte Materialien von Photolacken, die sich auf einer Linse, dem Immersionsraumbereich und/oder der Scheibenoberfläche ansammeln, Materialien auf Kohlenstoffbasis. Folglich wird in einer Ausführungsform ein oder mehrere kohlenstoffenthaltende superkritische Fluide mit der Immersionslithographielinse, dem Immersionsraumbereich und der Scheibenoberfläche in Kontakt gebracht. Spezielle Beispiele für kohlenstoffenthaltende superkritische Fluide schließen mit ein: Kohlendioxid, Methan, Ethan, Ethylen, Propan, Pentan, Methanol, Ethanol, Isopropanol, Isobutanol, Halo-Kohlenstoffe, Zyklohexanol.
Ein Verfahren zur Herstellung des superkritischen Fluids, unmittelbar bevor es in den Immersionsraumbereich eintritt oder wenn er in dem Immersionsraumbereich vorhanden ist, ist graphisch in 2 gezeigt. 2 zeigt ein Phasendiagramm, wobei der Druck auf der Y-Achse und die Temperatur auf der X-Achse aufgetragen sind. Die kritische Temperatur wird durch CT dargestellt und der kritische Druck wird durch CP repräsentiert. Die Linie, die aus dem Nullpunkt herausführt, ist die Flüssigkeit-Dampf-Grenze. Der Punkt A bezeichnet das Bereitstellen der Verbindung, die das superkritische Fluid in flüssiger Form bietet (in dem Immersionsraumbereich oder in einer Kammer mit einer Leitung zu dem Immersionsraumbereich). Das Vergrößern des Druckes über den kritischen Druck hinaus ist durch die Linie vom Punkt A zum Punkt B gezeigt; das Erhöhen der Temperatur über die kritische Temperatur ist durch die Linie vom Punkt B zum Punkt C gezeigt; das Reduzieren des Druckes auf Umgebungsdruck ist durch die Linie vom Punkt C zum Punkt D angegeben; und das Verringern der Temperatur auf Raumtemperatur ist durch die Linie vom Punkt D zum Punkt E wiedergegeben. Alternativ können eine beliebige Anzahl von Schritten (ein diskretes Erhöhen des Druckes und der Temperatur oder ein diskretes Herabsetzen) ebenfalls angewendet werden, solange die Flüssig-Dampf-Grenze nicht überquert wird.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung des superkritischen Fluids, unmittelbar bevor es in den Immersionsraumbereich eintritt oder wenn es in diesem enthalten ist, ist graphisch in 3 gezeigt. 3 zeigt ein Phasendiagramm, wobei der Druck auf der Y-Achse und die Temperatur auf der X-Achse aufgetragen sind und wobei die kritische Temperatur durch CT und der kritische Druck durch CP dargestellt sind; die Linie aus dem Nullpunkt heraus ist die Flüssig-Dampf-Grenze. Der Punkt A bezeichnet das Vorsehen der Verbindung, die das superkritische Fluid bildet, in flüssiger Form (in dem Immersionsraumbereich oder in einer Kammer mit einer Leitung in dem Immersionsraumbereich hinein). Gleichzeitiges Erhöhen des Druckes und der Temperatur über den kritischen Druck ist durch die Linie vom Punkt A zum Punkt C gezeigt; das Reduzieren des Druckes ist durch die Linie vom Punkt C zum Punkt F dargestellt; und das gleichzeitige Verringern der Temperatur auf Raumtemperatur und des Druckes auf Umgebungsdruck ist durch die Linie vom Punkt F zum Punkt E wiedergegeben.
Mit Bezug zu 4 werden ein weiteres System 400 und ein Verfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das System 400 umfasst ein Immersionslithographiesubsystem 402, eine Detektierkomponente 404 und ein Steuersubsystem 406. Das Immersionslithographiesubsystem 402 richtet eine chemische Wirkung entfaltende Strahlung von einer Strahlungsquelle für chemisch wirksame Strahlung durch eine Linse und eine Immersionsflüssigkeit auf eine Scheibe mit darauf ausgebildetem Photolack. Die Immersionsflüssigkeit nimmt einen Raumbereich zwischen der Linse und dem Photolack der Scheibe ein. Die chemische Wirkung hervorrufende Strahlung wird so projiziert, dass ein Bildmuster auf dem Photolack gebildet wird. Nach dem Entwickeln besitzt der Photolack ein Strukturmuster analog zu dem Bildmuster der Strahlung (oder einem Negativ davon).
Die Detektierkomponente 404 erkennt die Notwendigkeit zum Reinigen der Linse, des Immersionsraumbereichs und/oder der Scheibenoberfläche auf Grund von Photolackanteilen, die in die Immersionsflüssigkeit diffundieren, oder auf Grund von Kontaminationsstoffen auf der Linse, dem Immersionsraumbereich und/oder der Scheibenoberfläche. D. h., die Detektierkomponente 404 erkennt Verunreinigungen auf der Linse, auf den inneren Flächen des Immersionsraumbereichs, auf der Scheibenoberfläche und/oder in der Immersionsflüssigkeit. Sobald die Notwendigkeit zum Reinigen eines Bereichs des Immersionslithographiesubsystems 402 von der Detektierkomponente 404 erkannt wird, weist ein Steuersubsystem 406 das Entfernen der Immersionsflüssigkeit aus dem Immersionsraumbereich und das Auffüllen des Immersionsbereichs mit einem superkritischen Fluid an.
Optional kann das Steuersubsystem 406 die Menge des superkritischen Fluids vorgeben, das in dem Immersionsraumbereich eingefüllt wird, auf der Grundlage teilweise von der Menge oder dem Grad an Kontamination, der auf der Linse, dem Immersionsraumbereich und/oder der Scheibenoberfläche erkannt wird. Das Steuersubsystem 406 kann ferner die Zeitdauer des Kontaktes zwischen dem superkritischen Fluid und der Linse, dem Immersionsraumbereich und/oder der Scheibenoberfläche und/oder andere Parameter, die mit dem Reinigen der Linse, dem Immersionsraumbereich und/oder der Scheibenoberfläche verknüpft sind, basierend auf zum Teil der Menge oder dem Grad an Kontamination, der von der Detektierkomponente 404 erkannt wird, bestimmen. Das Steuersubsystem 406 kann zunächst das Reinigen der Linse, des Immersionsraumbereichs- und/oder der Scheibenoberfläche auf der Grundlage der erkannten Mengen an Kontaminationsstoffen anweisen, oder kann im Laufe der Zeit erkennen, dass ein gewisses Zeitintervall typischerweise geeignet ist, die Linse, den Immersionsraumbereich und/oder die Scheibenoberfläche zu reinigen, wobei dies auf der Grundlage angesammelter Daten vergangener Ereignisse zum Reinigen mit superkritischen Fluid erfolgen kann. Nach dem Reinigen wird das superkritische Fluid einfach aus dem Immersionslithographiesubsystem 402 entfernt und wieder aufbereitete oder frische Immersionsflüssigkeit wird in den Immersionsraumbereich des Immersionslithographiesystems 402 eingefüllt, so dass weitere Immersionslithographievorgänge durchgeführt werden können. Das Steuersubsystem 406 ist aufgebaut, dass es das Öffnen und Schließen der Ventile steuert, die in und aus dem Immersionsraumbereich herausführen, etwa jene Ventile, wie sie in 1 beschrieben sind.
Das Steuersubsystem kann eine beliebige Einrichtung oder eine Kombination aus Einrichtungen sein, die zum Erkennen der Kontamination der Linse, des Immersionsraumbereichs und/oder Scheibenoberfläche geeignet sind oder die die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination auf einer Linse erkennen. Die Linse kann direkt durch optische Verfahren, Messverfahren oder chemische Mittel inspiziert werden und/oder die Immersionsflüssigkeit kann optisch, messtechnisch oder durch chemische Mittel geprüft werden. Beispielsweise kann eine optische Einrichtung das Vorhandensein von Kontaminationsstoffen auf der Linsenoberfläche erkennen und ein chemischer Sensor kann das Vorhandensein von Kontaminationsstoffen in der Immersionsflüssigkeit detektieren.
Das Steuersubsystem 406 kann einen Prozessor und einen Speicher aufweisen, die beide funktionsmäßig miteinander verbunden sind. Es ist zu beachten, dass der Prozessor ein Prozessor sein kann, der dazu geeignet ist, zu bestimmen, ob eine Kontamination auf oder in der Linse, dem Immersionsraumbereich und/oder der Scheibenoberfläche vorhanden ist, wie viel Kontamination sich auf/in der Linse, dem Immersionsraumbereich und/oder der Scheibenoberfläche angesammelt hat, und/oder ob die Linse, der Immersionsraumbereich und/oder die Scheibenoberfläche im Wesentlichen sauber sind; ferner kann der Prozessor ein Prozessor sein, der verwendet wird, um eine oder mehrere der Komponenten oder Subkomponenten des vorliegenden Systems (etwa Ventile) zu steuern; und/oder alternativ kann dieser ein Prozessor sein, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob ein Reinigen erforderlich ist, und um eine oder mehrere der Komponenten des Immersionslithographiesubsystems 402 zu steuern. Die Speichersubkomponente kann Information zur Kontamination der Linse, des Immersionsraumbereichs und/oder der Scheibenoberfläche, die Art und die Reinigungsmöglichkeiten spezieller superkritischer Fluide und Mischungen davon, die Anzahl der Immersionslithographievorgänge, die vor/nach dem Reinigen einer Linse, des Immersionsraumbereichs und/oder der Scheibenoberfläche ausgeführt werden, und anderer zugehöriger Daten, etc. zu halten.
Die Detektierkomponente 404 gibt Information an das Steuersubsystem 406 weiter, und das Steuersubsystem 406 arbeitet auf der Grundlage des Inhalts der Information, etwa dem Vorhandensein von Kontaminationsstoffen, der Menge der Kontaminationsstoffe, der Anzahl der Immersionslithographievorgänge und dergleichen).
Das Steuersubsystem 406 kann diverse Einfluss nehmende Schemata und/oder Techniken in Verbindung mit dem Reinigen des Immersionslithographiesubsystems 402 anwenden. Im hierin verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff „Einfluss nehmen bzw. Interferenz” hierin im Allgemeinen den Vorgang zur Bewertung von Zuständen oder das Einflussnehmen auf Zustände des Systems, der Umgebung und/oder des Anwenders aus einem Satz an Beobachtungen, die mittels Ereignissen und/oder Daten repräsentiert sind. Das Einflussnehmen kann eingesetzt werden, um einen speziellen Kontext oder eine Aktion zu erkennen, oder es kann eine Wahrscheinlichkeitsverteilung, beispielsweise über Zustände erzeugt werden. Die Einflussnahme kann wahrscheinlichkeitsverteilt sein, d. h., die Berechnung einer Wahrscheinlichkeitsverteilung über interessierende Zustände auf der Grundlage einer Berücksichtigung von Daten und Ereignissen. Das Einflussnehmen kann auch Techniken bezeichnen, die zum Zusammensetzen von Ereignissen auf höherer Ebene aus einem Satz aus Ereignissen und/oder Daten verwendet werden. Ein derartiges Einflussnehmen führt zur Erzeugung neuer Ereignisse oder Aktionen aus einem Satz beobachteter Ereignisse und/oder gespeicherter Ereignisdaten, unabhängig davon, ob die Ereignisse in zeitlicher Nähe zueinander sind und unabhängig davon, ob die Ereignisse und Daten aus einer oder mehreren Ereignissen- und Datenquellen stammen. Es können diverse Klassifizierungsschemata und/oder Systeme (beispielsweise Unterstützungsvektormaschinen bzw. Automaten, neuronale Netzwerke, Expertensysteme, Bayes-Netzwerke, Fuzzy-Logik, Datenfusionsmaschinen...) in Verbindung mit dem Ausführen automatischer und/oder einflussnehmender Aktionen in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Einfacher ausgedrückt, das Steuersubsystem 406 verwendet einflussnehmende Schemata, um automatisch das Immersionslithographiesubsystem 402 mit einem superkritischen Fluid zu reinigen, wenn auf der Grundlage des vergangenen Leistungsverhaltens von Immersionslithographievorgängen, die Linse, der Immersionsraumbereich und/oder die Scheibenoberfläche Photolackreste darauf aufweist oder mit hoher Wahrscheinlichkeit aufweist.
Das Steuersubsystem 406 kann einen Prozessor enthalten und Daten für Druck und Temperatur des superkritischen Fluids oder Materials, das das superkritische Fluid bildet, empfangen. Der Prozessor kann programmiert sein, um den Druck und die Temperatur zur Bildung des superkritischen Fluids zu steuern und zu variieren. Ein Speicher in dem Steuersubsystem 406 kann als Speichermedium zum zwischenzeitlichen Speichern von Information, etwa Druckdaten, Temperaturdaten, Daten für den kritischen Druck, Daten für die kritische Temperatur, Daten für den Zusammenhang zwischen Temperatur und Druck, und andere Daten dienen, die zur Bildung des superkritischen Fluids verwendet werden oder zum anderweitigen Ausführen der vorliegenden Erfindung dienen. Das Steuersubsystem 406 kann mit der Quelle für superkritisches Fluid verbunden sein, um Druck und/oder Temperatur des superkritischen Fluids oder des Materials, das das superkritische Fluid bildet, beizubehalten, zu erhöhen oder abzusenken. Durch diese Anordnung wird ein automatisiertes Reinigen des Immersionslithographiesubsystems 402 ermöglicht.
5 ist eine Darstellung eines Immersionslithographieselbstreinigungssystems 500, das das Erkennen von Verunreinigungen, die sich auf einer Linse angesammelt haben, überschüssige Materialien in der Immersionsflüssigkeit und/oder Verunreinigungen oder Materialreste auf der Scheibenoberfläche ermöglicht, wobei eine Überwachungskomponente gemäß einem Aspekt der Erfindung verwendet wird. Eine Steuerkomponente 502 ist funktionsmäßig mit einer Überwachungskomponente 504 verbunden, die das Ansammeln von Verunreinigungen auf einer Linse einer Immersionslithographiekomponente 508, überschüssige Materialien in der Immersionsflüssigkeit oder Verunreinigungen oder Materialreste auf eine Scheibe 506 erkennen kann. Die Steuerkomponente 502 ist funktionsmäßig mit der Immersionslithographiekomponente 508 verbunden, die eine Immersionslithographie an dem Photolack auf der Scheibe 506 ausführt und die einen Selbstreinigungsvorgang ausführen kann, wie er durch die Steuerkomponente 502 auf der Grundlage zum Teil von Information angewiesen wird, die von der Überwachungskomponente 504 erhalten wird. Die Steuerkomponente 502 umfasst einen Prozessor 510 und einen Speicher 512 und optional eine Komponente mit künstlicher Intelligenz (Al) 514. Die Überwachungskomponente 504 kann ein oder mehrere Streumesssysteme, ein Interferometriesystem, ein Reflektometriesystem, ein optisches System und dergleichen aufweisen.
Die optionale Al-Komponente 514 kann einflussnehmende Aktionen im Hinblick darauf vornehmen, ob und in welchem Umfange das Immersionslithographieselbstreinigungssystem kompensierende Aktionen vornehmen sollte. Wenn beispielsweise die Linse als teilweise durch Verunreinigungen bedeckt erkannt wird, kann die Al-Komponente 514 beeinflussende Vorgänge vornehmen, im Hinblick darauf ob und zu welchem Ausmaße die Linse und die Scheibe mit einem superkritischen Fluid zu spülen sind.
Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Al-Komponente 514 bestimmen, dass ein spezielles Gebiet oder Gebiete auf einer oder mehreren Scheiben 506 eine starke Ansammlung von Verunreinigungen mit hoher Rate auf der Linse hervorrufen. In dieser Situation kann die Al-Komponente 514 eingreifend tätig werden, so dass derartige Informationen weitergeleitet werden, um die Immersionslithographiekomponente 508 zu veranlassen, das Spülen mit einem superkritischen Fluid in derartigen Gebieten bei nachfolgenden Scheiben zu erhöhen. Die Al-Komponente 514 kann zusätzlich geeignete Einstellungen für Spülraten und/oder die Dauer der Spülzeit für nachfolgende Scheiben und/oder spezielle Gebiete davon erstellen. Auf diese Weise kann das Immersionslithographieselbstreinigungssystem 500 vorwärtsgekoppelte Information bereitstellen, die Verzögerungen minimieren kann, die mit der Korrekturaktion im Hinblick auf nachfolgende Scheiben verknüpft sind.
Streumessung, Interferometrie und Reflektrometrie sind Verfahren zum Erzeugen von Information über eine Oberfläche, auf die ein Lichtstrahl gerichtet wird. Zu Informationen im Hinblick auf Eigenschaften gehören, ohne einschränkend zu sein, das Vorhandensein von Verunreinigungen, die Ansammlung von Verunreinigungen, Profile, chemische Zusammensetzung, die Dicke dünner Schichten und kritische Abmessungen von Strukturelementen, die auf einer Oberfläche, etwa einer Linse oder einer Scheibe, vorhanden sind. Ferner kann Information über ein Immersionsmedium, etwa über den Brechungsindex und die Lithographiekonstante, ermittelt werden, indem Streumessung, Interferometrie und Reflektrometrieverfahren eingesetzt werden. Die Information kann ermittelt werden, indem die Phase und/oder die Intensität des Lichtes, das auf die Oberfläche gerichtet wird, mit der Phase und/oder der Intensität von Signalen eines komplexen reflektierten und/oder gebeugten Lichtes verglichen wird, das sich aus dem einfallenden Licht durch Reflexion und/oder Beugung durch die Oberfläche, auf die das einfallende Licht gerichtet war, ergeben. Die Intensität und/oder die Phase des reflektierten und/oder gebeugten Lichtes ändert sich auf der Grundlage der Eigenschaften der Oberfläche, auf die das Licht einfällt. Zu derartigen Eigenschaften gehören, ohne einschränkend zu sein, die chemischen Eigenschaften der Oberfläche, das Vorhandensein von Verunreinigungen auf der Oberfläche, die Ebenheit der Oberfläche, Strukturelemente auf der Oberfläche, Hohlräume in der Fläche und die Anzahl, die Art von Schichten unterhalb der Oberfläche, der Brechungsindex der Oberflächen, etc.
Unterschiedliche Kombinationen der zuvor genannten Eigenschaften haben unterschiedliche Wirkungen auf die Phase und/oder Intensität des einfallenden Strahles, woraus sich eine im Wesentlichen einzigartige Intensitäts-/Phasensignatur in dem komplexen reflektierten und/oder gebeugten Licht ergibt. Somit kann durch Untersuchen einer Signal-(Signatur)Bibliothek aus Intensitäts-/Phasensignaturen eine Bestimmung im Hinblick auf die Eigenschaften der Linse, der Immersionsflüssigkeit oder der Scheibenoberfläche durchgeführt werden, wenn diese Bibliotheken unter Anwendung bekannter Gitterstrukturen auf der Oberfläche verwendet werden. Derartige im Wesentlichen einzigartige Phasen/Intensitäts-Signaturen werden durch Licht erzeugt, das von Oberflächen und/oder Immersionsflüssigkeiten reflektiert und/oder gebrochen wird, was auf Grund zumindest teilweise des komplexen Brechungsindex der Oberfläche, auf die das Licht auftrifft, erfolgt. Der komplexe Brechungsindex (N) kann berechnet werden, indem der Brechungsindex (n) der Oberfläche und ein Extinktionskoeffizient (k) untersucht werden. Eine derartige Darstellung des komplexen Brechungsindex kann durch die folgende Gleichung angegeben werden: N = n – jk, wobei j die Quadratwurzel (–1) ist.
Die Signal-(Signatur)Bibliothek kann aus beobachteten Intensitäts-/Phasensignaturen und/oder Signaturen, die durch Modellierung und Simulation ermittelt wurden, aufgebaut werden. Wenn beispielweise ein erster Lichtstrahl mit bekannter Intensität, Wellenlänge und Phase auf ein erstes Strukturelement auf einer Linse oder einer Scheibe oder einer Immersionsflüssigkeit fällt, kann dadurch eine erste Phasen-/Intensitätssignatur erzeugt werden. Wenn in ähnlicher Weise der erste Lichtstrahl mit bekannter Intensität, Wellenlänge und Phase auf ein zweites Strukturelement auf einer Linse oder einer Scheibe oder einer Immersionsflüssigkeit auftritt, kann eine zweite Phasen-/Intensitätssignatur erzeugt werden. Beispielsweise erzeugt Material auf einem ersten Teil einer Linse eine erste Signatur, während ein gewisses Material auf einem zweiten Bereich der Linse eine zweite Signatur erzeugt.
Beobachtete Signaturen können mit simulierten und modulierten Signaturen kombiniert werden, um die Signal-/Signatur-Bibliothek zu bilden. Simulation und Modellierung können eingesetzt werden, um Signaturen zu erzeugen, die mit gemessenen Phasen-/Intensitätssignaturen verglichen werden können. In einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Simulation, Modellierungen und beobachtete Signaturen in einer Signal-(Signatur)Bibliothek gespeichert, die über 300 000 Phasen-/Intensitätssignaturen enthält. Wenn daher die Phasen-/Intensitätssignale von der Intensitätskomponente empfangen werden, können die Phasen-/Intensitätssignale beispielsweise durch Mustererkennung mit der Bibliothek aus Signalen verglichen werden, um zu bestimmen, welche der Signale einer gespeicherten Signatur entsprechen. Die vorliegende Erfindung umfasst eine beliebige geeignete Überwachungskomponente.
6 ist eine Darstellung eines Verfahrens 600 für die Immersionslithographie gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Im Punkt 602 wird ein Photolack auf einer Scheibe gebildet. Im Schritt 604 wird eine Immersionslithographiebearbeitung begonnen, wobei der Photolack durch eine Linse benachbart zu einer Immersionsflüssigkeit belichtet wird, wobei diese noch angrenzend zu einer Scheibenoberfläche angeordnet ist. Im Schritt 606 werden die Linse und/oder die Immersionsflüssigkeit und/oder die Scheibe überwacht, wobei beispielsweise ein Streumesssystem, ein Interferometriesystem, ein optisches System oder ein Reflektrometriesystem angewendet werden. Das Überwachen der Linse und/oder Immersionsflüssigkeit und/oder der Scheibe geschieht vor, während oder nach der Belichtung des Photolacks, so wie dies vom Anwender gewünscht ist.
Im Schritt 608 wird bestimmt, ob Verunreinigungsmaterial auf/in der Linse, der Immersionsflüssigkeit und der Scheibe vorhanden ist. Eine derartige Bestimmung kann beispielsweise durchgeführt werden, indem ein erfasstes Signal von der Linse, der Immersionsflüssigkeit oder der Scheibe mit einem vorbestimmten gewünschten Signal von der Linse, der Immersionsflüssigkeit oder der Scheibe verglichen wird. Wenn das erfasste Signal ausreichend nahe (stimmt mit einem Schwellwert überein oder überschreitet diesen) an dem vorbestimmten Signal liegt, kann das Verfahren mit der Immersionslithographieverarbeitung im Schritt 612 fortgesetzt werden. Gemäß einem Beispiel kann eine vorbestimmte Toleranz für ein vorbestimmtes gewünschtes Signal bereitgestellt werden.
Wenn im Schritt 608 bestimmt wird, dass das erkannte Signal nicht ausreichend nahe (nicht einem Schwellwert entspricht) an dem vorbestimmten gewünschten Signal liegt, wodurch das Vorhandensein von Verunreinigungen auf/in der Linse und/oder der Immersionsflüssigkeit und/oder der Scheibe angezeigt wird, dann geht das Verfahren weiter zum Schritt 610, wobei der Raumbereich zwischen der Linse und der Scheibe mit einer geeigneten Menge eines superkritischen Fluids für eine geeignete Zeitdauer gespült wird, um damit die Linse und/oder den Immersionsflüssigkeitsraumbereich und/oder die Scheibe zu reinigen. Ferner kann ein Gebiet der Scheibe bestimmt werden, das ggf. eine verstärkte Anwesenheit von Verunreinigungsstoffen aufweist, in welchem Falle das Spülen mit einem superkritischen Fluid öfter oder für eine längere Zeitdauer durchgeführt werden kann. Gebiete einer Scheibe können beispielsweise durch eine gitterförmige Einteilung der Scheibe definiert werden. Nachdem die Spülung mit einem superkritischen Fluid abgeschlossen ist, kehrt das Verfahren zum Schritt 606 zurück, um weiterhin die Linse und/oder die Immersionsflüssigkeit und/oder die Scheibe zu untersuchen, um eine Bestimmung möglich zu machen, ob die Reinigung mit dem superkritischen Fluid die Solltoleranzwerte erreicht hat.
Obwohl die Erfindung mit Bezug zu einer gewissen bevorzugten Ausführungsform oder Ausführungsformen hierin gezeigt und beschrieben ist, ist es klar, dass äquivalente Änderungen und Modifizierungen sich für den Fachmann beim Lesen oder Verstehen der Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen ergeben. Insbesondere im Hinblick auf die diversen Funktionen, die von den zuvor beschriebenen Komponenten (Anordnungen, Einrichtungen, Schaltungen, etc.) ausgeführt werden, sollen die Begriffe (einschließlich auf ein „Mittel”), die hierin zur Beschreibung derartiger Komponenten verwendet sind, beliebigen Komponenten entsprechen, sofern dies nicht anderweitig dargestellt ist, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponenten ausführen (d. h. die Komponenten sind funktionell äquivalent), selbst wenn diese in ihrer Struktur nicht mit der offenbarten Struktur übereinstimmen, die die Funktion in dem hierin dargestellten Ausführungsformen der Erfindung erfüllt. Obwohl ein spezielles Merkmal der Erfindung hierin im Hinblick auf lediglich eine von mehreren Ausführungsformen offenbart ist, kann ein derartiges Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Ausführungsformen nach Bedarf und nach vorteilhafter Auswirkung für eine gegebene oder eine spezielle Anwendung kombiniert werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Systeme und Verfahren der Erfindung sind auf dem Gebiet der Halbleiterbearbeitung und der Herstellung anwendbar. Beispielsweise kann die Erfindung auf die Herstellung zentraler Recheneinheiten und Speicherbauelemente mit nicht-flüchtigen Speichereinrichtungen angewendet werden.

Claims

Immersionslithographiesystem (100; 400; 500) mit: einer Quelle für eine eine photochemische Wirkung hervorrufende Strahlung, einer Linse (108), einer Immersionsflüssigkeit und einem Immersionsraumbereich (110) zum Halten der Immersionsflüssigkeit in Kontakt mit der Linse (108) und in Kontakt mit einem Photolack (104), der auf einer Scheibe (102, 506) angeordnet ist; einer Quelle für ein superkritisches Fluid; einem Ventilsystem (112, 114, 116, 118), das ausgebildet ist, die Immersionsflüssigkeit von dem Immersionsraumbereich abzuführen und den Immersionsraumbereich mit dem superkritischen Fluid zu füllen, wobei das Ventilsystem ferner ausgebildet ist, das superkritische Fluid von dem Immersionsraumbereich abzuführen und den Immersionsraumbereich mit der Immersionsflüssigkeit zu füllen und das ferner umfasst: eine Überwachungskomponente (504), die ausgebildet ist, Material auf der Linse (108) und/oder in der Immersionsflüssigkeit und/oder in dem Immersionsraumbereich und/oder auf dem Photolack (104) zu erkennen; und eine Steuerkomponente (406; 502), die ausgebildet ist, das Ventilsystem so zu steuern, dass der Immersionsraumbereich mit dem superkritischen Fluid gefüllt wird, wenn die Überwachungskomponente Verunreinigungsmaterial erkennt.
Immersionslithographieverfahren mit: Bestrahlen eines Photolacks (104) durch eine Linse (108) und eine Immersionsflüssigkeit einer Immersionslithographieanlage, wobei die Immersionsflüssigkeit in einem Immersionsraumbereich, der mit der Linse (108) und dem Photolack (104) in Kontakt ist, angeordnet ist; Überwachen der Ansammlung von Verunreinigungsmaterial auf der Linse (108) und/oder dem Immersionsraumbereich und/oder der Immersionsflüssigkeit und/oder dem Photolack (104); wenn ein Verunreinigungsmaterial erkannt wird, Entfernen der Immersionsflüssigkeit aus dem Immersionsraumbereich; Einführen eines superkritischen Fluids in den Immersionsraumbereich, so dass Verunreinigungen auf der Linse (108) durch das superkritische Fluid entfernt werden; Entfernen des superkritischen Fluids aus dem Immersionsraumbereich; und Einführen von Immersionsflüssigkeit in den Immersionsraumbereich.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Überwachungskomponente (504) Verunreinigungsmaterial erkennt, und wobei eine Steuerkomponente (406; 502) das Füllen des Immersionsraumbereichs mit dem superkritischen Fluid initiiert und ein Prozessor die Erzeugung des superkritischen Fluids durch Steuern von Temperatur und Druck anweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das superkritische Fluid eine oder mehrere der folgenden Substanzen aufweist: Ammoniak, Wasser, Stickoxid, Xenon, Krypton, Kohlendioxid, Methan, Ethan, Ethylen, Propan, Pentan, Methanol, Ethanol, Isopropanol, Isobutanol, Halo-Kohlenstoffe und Zyklohexanol.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei Bestrahlen eines Photolacks (104) das Anwenden einer Strahlungswellenlänge von 365 nm, 248 nm, 192 nm, 157 nm, 13 nm oder 11 nm beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Immersionsflüssigkeit eine oder mehrere der folgenden Substanzen aufweist: gereinigtes Wasser; deionisiertes Wasser; doppelt deionisiertes Wasser; ionisiertes Wasser, Wasser mit Phosphaten und Wasser mit Sulfaten; Zyklo-Oktan; Perfluropolyether.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das superkritische Fluid den Immersionsraumbereich für eine Zeit von 0,1 Sekunden bis 10 Minuten einnimmt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das superkritische Fluid eine kritische Temperatur und einen kritischen Druck aufweist und gebildet wird, indem eine Zusammensetzung in einer Flüssigphase in einer zweiten Vorrichtung bereitgestellt wird, und indem gleichzeitig der Druck der Zusammensetzung über den kritischen Druck hinaus und die Temperatur über die kritische Temperatur hinaus in der zweiten Vorrichtung erhöht werden.