DE69829607T2

DE69829607T2 - Lithographisches System mit Absaugesystem zur Debris-Entsorgung

Info

Publication number: DE69829607T2
Application number: DE69829607T
Authority: DE
Inventors: Andrew W. Newtown McCullough; Sean Olson
Original assignee: ASML Holding NV
Current assignee: ASML Holding NV
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: EP0886184A3; CA2241125A1; KR100564094B1; JP3949819B2; KR19990007135A; US5973764A; EP0886184B1; EP0886184A2; JPH1172430A; DE69829607D1

Description

SACHGEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Fotolithographie, wie sie bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet wird, und insbesondere auf ein Rückstands-Entfernungssystem, das dazu verwendet wird, eine mögliche Kontaminierung des Linsenelements, das sich am nächsten zu der fotoempfindlichen Schicht befindet, durch Rückstände auf der Oberfläche aufgrund entweder einer Verweilzeit oder der Wirkung der aktinischen oder Ausrichtungswellenlängen auf der Oberfläche, wobei das Nebenprodukt eine Kontaminierung des letzten Elements verursacht, zu verhindern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen wird das Bild eines Retikels auf einen mit einem fotoempfindlichen Resist abgedeckten Waver projiziert. Um die höchsten Auflösungen, die erwünscht sind, zu erhalten, ist es notwendig, das letzte Linsenelement der Projektionsoptiken nahe zu der Oberfläche des mit dem fotoempfindlichen Resist abgedeckten Wavers zu bringen. Dieser Abstand kann bis zu drei mm klein sein. Dies, in Kombination mit Beleuchtungssystemen mit hoher Energie, die manchmal verwendet werden, um das Bild eines Retikels zu projizieren, kann zu ablatiertem, verdampften oder verbreitetem Material von dem mit fotoempfindlichen Resist abgedeckten Waver in dem Vorgang einer Belichtung und/oder durch eine Hintergrund-Verteilung über die Zeit des Materials, das nachteilig auf dem Linsenelement niedergeschlagen wird, führen. Dies verringert die Systemfunktion und ist nicht erwünscht. Oftmals ist das Element schwer zugänglich und schwer zu reinigen, und dies führt zu nicht erwünschter Stillstandszeit des fotolithographischen Werkzeugs oder Systems. Zusätzlich kann das Linsenelement während einer Reinigung beschädigt werden. Während Vakuum-Rückstands-Entfernungs- oder Zwangsluftsysteme in Laserschneideinrichtungen und Ablatiersystemen verwendet worden sind, sind sie nicht in fotolithographischen Systemen anwendbar, wo die Bildqualität nicht durch die Luftströmungen, die eingesetzt sind, beeinflusst werden darf. Zusätzlich ist dabei ein Erfordernis nach einem System vorhanden, um die nicht erwünschte Beschich tung eines Linsenelements mit Rückständen oder Kontaminierungsmaterialien in einem fotolithographischen System zu verhindern.
Die EP 0532968 offenbart eine Röntgenstrahlen-Lithographie vom Verkleinerungs-Projektionstyp mit einer Wellenlänge des Belichtungsstrahls von 40–150 × 10^–10 m. Dort wird die Kammer des optischen Systems, die ein Hochvakuum und eine Waver-Belichtungskammer mit niedrigem Vakuum besitzt, durch Verwendung eines differenziellen Pumpabschnitts und eines Dünnfilmfensters getrennt. Eine Waverbelichtung befindet sich unter Atmosphärendruck, was die Produktivität, die Genauigkeit einer Belichtung und die Langlebigkeit der optischen Vorrichtungen verbessert.
Die US 4989031 offenbart ein Projektionsbelichtungsgerät, das ein optisches Beleuchtungssystem zum Bestrahlen eines Rektikels mit Licht, abgegeben von einer Lichtquelle, ein optisches Projektionssystem zum Projizieren eines Bilds des Retikels auf einen Waver, der belichtet werden soll, eine erste Kammer zum Umschließen der Projektionsbelichtungsvorrichtung insgesamt, eine zweite Kammer, angeordnet innerhalb der ersten Kammer, um einen Raum, der einen optischen Weg eines Belichtungslichts zwischen dem optischen Projektionssystem und dem Waver enthält, zu umschließen, und eine Einrichtung zum getrennten Einstellen von Innenlufttemperaturen der ersten und der zweiten Kammer aufweist, die Einrichtungen zum Blasen von in der Temperatur eingestellter Luft in die Kammern und Zurückgewinnen der Luft über einen Verteiler, der Löcher in den Kammerwänden und Rückführkanälen aufweist, umfasst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht eine Beschichtung eines Linsenelements angrenzend an einen mit einem fotoempfindlichen Resist bedeckten Waver vor. Ein Vakuumverteiler, der ein Beleuchtungsfeld besitzt, das sich darin öffnet, ist zwischen dem letzten Linsenelement der Projektionsoptiken und dem mit dem fotoempfindlichen Resist abgedeckten Waver angeordnet. Bohrungen innerhalb des Vakuumverteilers öffnen sich zu der Beleuchtungsfeldöffnung hin. Ein oberer Zwischenraum kann zwischen dem Linsenelement und einer oberen Fläche des Vakuumverteilers gebildet sein. Ein unterer Zwischenraum kann zwischen einer Bodenfläche des Vakuumverteilers und dem mit einem fotoempfindlichen Resist abgedeckten Waver gebildet sein. Reines Gas oder Luft kann entlang des oberen Zwischenraums und nach unten, von dem Linsenelement weg, zu den Bohrungen innerhalb des Vakuumverteilers um den Umfang der Beleuchtungsfeldöffnung herum ge zogen werden. Reines Gas oder Luft kann entlang des Bodenzwischenraums herein und durch die Bohrungen heraus gezogen werden, was verhindert, dass eine Kontaminierung das Linsenelement erreicht. Das Nichtvorhandensein des oberen Zwischenraums schließt nicht die Verwendung und Anwendung der Erfindung aus. Die Luftströmung wird unterschiedlich sein, allerdings wird ein gemeinsames Prinzip beansprucht.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mögliche Belegung des letzten Linsenelements zu verhindern.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass sie nicht die Bildqualität beeinflusst.
Es ist ein Merkmal der Erfindung, dass ein Verteiler-Vakuum-System zwischen dem letzten Linsenelement und dem Waver angeordnet ist.
Diese und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale werden leicht im Hinblick auf die nachfolgende, detaillierte Beschreibung ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein schematisches Diagramm, teilweise im Querschnitt, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 zeigt eine Draufsicht, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 zeigt einen Querschnitt einer Linie 3-3 in 2.
4 zeigt ein schematisches Diagramm eines fotolithographischen Systems, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 stellt schematisch einen Teil einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Ein Waver 10 besitzt eine fotoempfindliche Resist-Beschichtung 12 darauf. Der Waver 10 wird in einer Richtung, angezeigt durch einen Pfeil 11, bewegt oder gescannt. Der Waver 10 ist allgemein auf einem Tisch platziert, der nicht dargestellt ist. Ein im wesentlichen ebener Verteiler 14 ist angrenzend an die fotoempfindliche Resistbeschichtung 12 platziert. Der Verteiler 14 besitzt eine Mehrzahl von Seitenbohrungen 16 darin. Der Verteiler 14 ist an einem Bereich der Projektionsoptiken, z. B. einer Linsenbefestigung 20, durch Verteilerbefestigungen 18 befestigt. Ein Linsenelement 22 ist durch die Linsenbefestigung 20 befestigt oder gehalten. Das Linsenelement 22 besitzt eine Linsenfläche 24. Der Verteiler 14 besitzt eine obere Oberfläche 13, angrenzend an die Linsenfläche 24, und eine Bodenfläche 15, angrenzend an die Resistbeschichtung 12 auf dem Waver 10. Ein oberer Zwischenraum ist zwischen der Linsenoberfläche 24 und der oberen Fläche 13 gebildet und ein unterer Zwischenraum ist zwischen der Bodenfläche 15 und der Resistbeschichtung 12 gebildet. Ein Vakuumsystem 26 ist mit den Seitenbohrungen 16 verbunden oder steht mit diesen in Verbindung. Dementsprechend ist der Verteiler 14 zwischen dem Waver 10, der die fotoempfindliche Resistbeschichtung 12 darauf besitzt, und der Linsenfläche 24 angeordnet. Der Abstand zwischen der Linsenfläche 24 und der fotoempfindlichen Resistbeschichtung 12 auf dem Waver 10 kann bis zu drei mm klein sein. Das fotolithographische Werkzeug ist allgemein in einer Umgebung angeordnet, die gereinigte Luft der Klasse 1 besitzt. Das Bild des Retikels wird durch die Projektionsoptiken, umfassend das Linsenelement 22, auf die fotoempfindliche Resistbeschichtung 12 projiziert. Strahlen 32 stellen das Licht, das ein Bild bildet, wie es durch ein rechtwinkliges Beleuchtungsfenster in dem Verteiler 14 projiziert ist, dar. Die Enden des Verteilers 14 können konisch sein oder können zurück so geschnitten sein, um mit der numerischen Apertur oder dem Lichtkegel oder der Beleuchtung von den Projektionsoptiken, einschließlich dem Linsenelement 22, übereinzustimmen. Ein Vakuumsystem 26 ist mit den Seitenbohrungen 16 verbunden. Dementsprechend wird bewirkt, dass Luft entlang der Bohrungen 16 zu dem Vakuumsystem 26 fließt. Die Luftströmung, dargestellt durch Pfeile 28, wird dazu gebracht, durch den oberen Zwischenraum entlang der Linsenfläche 24 und nach unten durch die Bohrung 16 angrenzt an die rechtwinklige Beleuchtungsfeldöffnung zu fließen. Zusätzlich wird Gas oder Luft dazu gebracht, wie durch Pfeile 30 angegeben ist, angrenzend an die fotoempfindliche Resistbeschichtung 12 durch den unteren Zwischenraum und durch die Seitenbohrungen 16, angrenzend an die rechtwinklige Beleuchtunsfeldöffnung oder sich dorthin öffnend, zu fließen. Dieses Gas- oder Luftströmungsmuster drückt oder richtet potentielle Kontaminierungsbestandteile von der fotoempfindlichen Resistbeschichtung 12 weg von der Oberfläche 24 des Linsenelements 22 und nimmt Rückstände von der fotoempfindlichen Resistbeschichtung 12 auf und trägt sie weg, was eine potentielle Kontaminierung der Linsenfläche 24 verhindert. Der Verteiler 14 verbleibt mit den Projektionsoptiken stationär, wenn der Waver 10 in der Richtung des Pfeils 11 bewegt oder gescannt wird.
2 zeigt eine Draufsicht, die deutlicher, den Vakuumverteiler 14, dargestellt in 1, zeigt. Ein längs verlaufender Kanal 34 ist mit einer Mehrzahl von Seitenbohrungen 16 verbunden. Diese Mehrzahl ist im Prinzip dargestellt: Viele Konfigurationen einer Loch- oder Bohrungsgröße und -verteilung können eine äquivalente Funktionalität haben. Die Seitenbohrungen 16 sind zu der rechtwinkligen Beleuchtungsfeldöffnung 40 offen, die allgemein mit dem rechtwinkligen Beleuchtungsfeld, verwendet in dem abtastenden, fotolithographischen Werkzeug, übereinstimmt. Die rechtwinklige Beleuchtungsfeldöffnung kann, z. B., dreißig Millimeter lang mal acht Millimeter breit sein. Die längs verlaufenen Kanäle 34 sind mit seitlichen Kanälen 38 verbunden. Endbohrungen 36 sind mit seitlichen Kanälen 38 verbunden. Die Endbohrungen 36 sind zu der rechtwinkligen Beleuchtungsfeldöffnung 40 hin offen. Die längs verlaufenden Kanäle 38 und die seitlichen Kanäle 34 sind mit einer Vakuumöffnung 42 verbunden. Ein Vakuumsystem 26 ist dann mit der Vakuumöffnung 42 verbunden. Falls es erwünscht ist, kann eine zweite Vakuumöffnung, die nicht dargestellt ist, an dem anderen Ende des Vakuumverteilers 14 für die Anordnung eines zweiten Vakuumsystems, das nicht dargestellt ist, angeordnet werden. Allgemein ist es nur notwendig, Seitenbohrungen 16 zu haben, die sich entlang der gegenüberliegenden, längs versaufenden Seiten der Beleuchtungsfeldöffnung 40 öffnen, um eine ausreichende Gas- oder Luftströmung zu erzielen, um Rückstände in den meisten Anwendungen zu entfernen. Endbohrungen 36 in den meisten Anwendungen werden nicht benötigt werden. Die Gas- oder Luftströmung, erzeugt durch den Vakuumverteiler 14, ist ausreichend, um Rückstände zu entfernen, ohne nachteilig die Bildqualität zu beeinflussen. Vorzugsweise sind die Seitenbohrungen 16 und die Endbohrungen 36 im wesentlichen gleich voneinander beabstandet.
3 zeigt einen Querschnitt, vorgenommen entlang der Linie 3-3 in 2. 3 stellt deutlicher die Seitenbohrungen 16 dar, die zu der rechtwinkligen Beleuchtungsfeldöffnung 40 hin und den längs verlaufenden Kanälen 34 geöffnet sind. Die Endbohrungen 36 sind so dargestellt, dass sie kreisförmig sind, können allerdings von irgendeiner anderen Querschnittsform sein, einschließlich rechtwinklig. Die Bohrungen 16 und 36 können rechtwinklige Öffnungen sein, die aus einer laminierten Struktur hergestellt sind.
4 zeigt ein schematisches Diagramm, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem fotolithographischen Werkzeug darstellt. Eine Beleuchtungsquelle 132 erzielt eine Beleuchtung eines Retikels 44, das an einem Retikel-Tisch 46 montiert ist. Das Bild des Retikels 44 wird durch Projektionsoptiken 122 auf einen mit einem fotoempfindlichen Resist abgedeckten Waver 116 projiziert. Der Waver 116 ist auf einem Waver-Tisch 48 platziert. Eine Tischsteuerung 50 steuert die synchrone Bewegung des Retikel- Tischs 46 und des Waver-Tischs 48, um den Waver 116 in einer Richtung, angezeigt durch einen Pfeil 111, zu bewegen und zu scannen. Typischerweise werden die Projektionsoptiken eine Verkleinerung von 4: 1 erzielen, was zu einem Retikel-Tisch führt, der sich unter einer unterschiedlichen Rate gegenüber dem Waver-Tisch bewegt. Ein Vakuumverteiler 114 ist zwischen den Projektionsoptiken 122 und dem Waver 116 angeordnet. Der Vakuumverteiler 114 ist an den Projektionsoptiken 122 befestigt und ist deshalb in Bezug auf die Projektionsoptiken 122 fixiert. Das Vakuumsystem 126 ist mit dem Vakuumverteiler 114 verbunden.
Dementsprechend werden Rückstände und Kontaminierungen, z. B. erzeugt durch die fotoempfindliche Resistbeschichtung auf dem Waver, von der Oberfläche des Linsenelements weg abgehalten, was dessen Belegung oder Kontaminierung verhindert. Dies erhöht die Systemfunktion und verhindert eine Verschlechterung der Bildqualität über die Zeit. Als eine Folge wird der Durchsatz aufgrund einer geringen Stillstandszeit und Wartung des lithographischen Werkzeugs erhöht. Die Strömung, erzeugt durch die vorliegende Erfindung, ist ausreichend, um Rückstände zu entfernen, allerdings nicht so groß, um die Bildqualität zu beeinflussen.
Während die vorliegende Erfindung in Bezug auf deren bevorzugte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden ist, sollte für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

Fotolithographiesystem mit einem vakuumgestützten Rückstands-Entfernungssystem, wobei das Fotolithographiesystem umfasst: eine Beleuchtungsquelle (132) mit einem Beleuchtungsfeld; eine Einrichtung (46) zum Anbringen eines Retikels (44) an die Beleuchtungsquelle angrenzend; eine Projektionsoptik (122), die so angeordnet ist, dass sie ein Bild des Retikels projiziert, und die eine Linse als Projektionslinsenelement (22) am nächsten an dem Bild hat; einen Wafer-Tisch (114), der angeordnet ist, ein Substrat (116), das mit fotoempfindlichem Resist bedeckt ist, so zu positionieren, dass es wenigstens einen Teil des Bildes des Retikels empfängt; einen Verteiler (14) mit einer Beleuchtungsfeldöffnung (40), wobei der Verteiler (14) Bohrungen (16, 36) hat, die zu der Beleuchtungsfeldöffnung hin offen sind, und die Beleuchtungsfeldöffnung (40) so eingerichtet ist, dass sie Licht von dem Linsenelement (22) zu dem fotoempfindlichen Resist (22) gelangen lässt; und ein Vakuumsystem (26), das mit dem Verteiler (14) gekoppelt und so eingerichtet ist, dass es Gas von der Beleuchtungsfeldöffnung (40) durch die Bohrungen (16, 36) zu dem Vakuumsystem (26) leitet, dadurch gekennzeichnet, dass: der Verteiler (14) zwischen dem Linsenelement (22) und dem Wafer-Tisch (114) angeordnet ist, so dass ein Gasströmungsmuster erzeugt werden kann, das verhindert, dass das Linsenelement (22) mit Rückständen überzogen wird, die die Bildqualität verschlechtern.
Fotolithographiesystem mit einem vakuumgestützten Rückstands-Entfernungssystem nach Anspruch 1, wobei: die Beleuchtungsfeldöffnung rechteckig ist und ein Paar Längsseiten sowie ein Paar Querseiten hat.
Fotolithographiesystem mit einem vakuumgestützten Rückstands-Entfernungssystem nach Anspruch 2, wobei: die Bohrungen an dem Paar Längsseiten offen sind.
Fotolithographiesystem mit einem vakuumgestützten Rückstands-Entfernungssystem nach Anspruch 3, wobei: die Bohrungen an dem Paar Querseiten offen sind.
Fotolithographiesystem mit einem vakuumgestützten Rückstands-Entfernungssystem nach Anspruch 1, wobei: die Bohrungen, die zu der Beleuchtungsfeldöffnung hin offen sind, im Wesentlichen gleichmäßig beabstandet sind.
Fotolithographiesystem mit einem vakuumgestützten Rückstands-Entfernungssystem nach Anspruch 1, wobei: der Vakuumverteiler eine obere, im Wesentlichen plane Fläche und eine untere, im Wesentlichen plane Fläche hat, wobei der Vakuumverteiler rechteckig ist, die Be leuchtungsfeldöffnung und der Vakuumverteiler so angebracht sind, dass sie in Bezug auf eine Projektionsoptik angrenzend zu einem Linsenelement fixiert sind.
Fotolithographiesystem mit einem vakuumgestützten Rückstands-Entfernungssystem nach Anspruch 6, wobei: der Vakuumverteiler an das Linsenelement und ein Substrat (116) angrenzend so angeordnet ist, dass ein unterer Gasstrom an der unteren planen Fläche an das Substrat (116) angrenzend erzeugt wird.
Fotolithographiesystem mit einem vakuumgestützten Rückstands-Entfernungssystem nach Anspruch 6, wobei: der Vakuumverteiler an das Linsenelement und ein Substrat (116) angrenzend so positioniert ist, dass ein oberer Gasstrom entlang der oberen planen Fläche an das Linsenelement angrenzend erzeugt wird und ein unterer Luftstrom entlang der unteren planen Fläche an das Substrat (116) angrenzend erzeugt wird.
Fotolithographiesystem mit einem vakuumgestützten Rückstands-Entfernungssystem nach Anspruch 6, wobei: die Bohrungen an den Längskanten des rechteckigen Beleuchtungsfeldes offen sind.
Fotolithographiesystem mit einem vakuumgestützten Rückstands-Entfernungssystem nach Anspruch 1 oder 6, wobei: die Bohrungen, die ein Ende haben, das zu dem rechteckigen Beleuchtungsfeld hin offen ist, im Wesentlichen gleichmäßig beabstandet sind.
Fotolithographiesystem mit einem vakuumgestützten Rückstands-Entfernungssystem nach Anspruch 1, wobei: der Verteiler so angeordnet ist, dass er ein Strömungsmuster über die Oberfläche des Projektionslinsenelementes und nach unten, auf das mit fotoempfindlichen Resist bedeckte Substrat (116) zu, herstellt.
Verfahren zum Verhindern von Schichtbildung auf dem letzten Element (22) einer Projektionsoptik eines Fotolithographiesystems nach Anspruch 11, das umfasst: Ausbilden eines Gasstroms zwischen dem Element (22) und der oberen Fläche des Verteilers (14) auf die Beleuchtungsfeldöffnung (40) zu, dann nach unten von dem Element (22) weg in die Beleuchtungsfeldöffnung (40) hinein, auf das Substrat (116) zu und durch den Verteiler (14) zu einem Vakuumsystem (26), so dass etwaige Verunreinigungen von dem Element der Projektionsoptik weggeleitet werden und verhindert wird, dass das Element (22) mit Rückständen überzogen wird.