JP4548789B2 - ウェーハ封止機構を有する液浸リソグラフィシステム - Google Patents

Description

本発明は、半導体デバイスの製造に用いる液浸リソグラフィ工程に関し、特に液浸リソグラフィシステムの操作工程において、液浸レンズ液の制御および包囲を行う能力を備える液浸リソグラフィシステムに関する。

超ＬＳＩの製造工程は、半導体ウェーハ（基板）の表面上に所定の回路および素子を印刷して製造するため、非常に多くのフォトリソグラフィ工程のステップが必要だった。従来のフォトリソグラフィシステムは、光源、光伝送素子、フォトマスクおよび電子制御装置を含む複数のサブシステムから構成される。そして、これらのシステムによりフォトマスクに描かれている所定の回路パターンを感光性フィルム（フォトレジスト）でカバーされている半導体ウェーハ上に投射する。超ＬＳＩ技術の向上に伴い、回路の幾何配置がより精細かつ高密度となるため、更に小さい解析度（より小さいフィーチャ・サイズ）の投影および印刷能力を備えたリソグラフィ装置を使用しなければならなくなった。そして、このような装置に対する要求を満たすため、現在、１００ｎｍよりも小さいフィーチャ・サイズを有する解析度が提供されている。またデバイス世代の発展に伴い、装置に対する要求も同時に高まり、現在、フォトリソグラフィ工程で要求されている特徴解析度は、６５ｎｍやそれ以下のレベルにまで高まってきている。

解析度を大幅に向上させるため、液浸リソグラフィ工程技術の優れた点は、既に以前から利用されてきた。液浸レンズリソグラフィは、フォトレジストパターン印刷工程の露光工程において、光投射システムの対物レンズ要素と半導体ウェーハ（基板）の表面との間の隙間を液状媒体で充填する。そして、液状媒体を液浸レンズにすることにより、透過された光線の屈折率が改善され、リソグラフィシステムの解析能力を向上させる。レーリー（Rayleigh）の解像公式は、この現象をＲ＝ｋ_１λ／Ｎ．Ａ．で表すことができる。Ｒ（フィーチャ・サイズ解析度）は、ｋ_１（所定のプロセス定数）、λ（伝送光の波長）およびＮ．Ａ．（光投射システムの開口数）の違いにより変化する。ここで注意しなければならないことは、Ｎ．Ａ．も屈折率の関数であり、Ｎ．Ａ．＝ｎ ｓｉｎθである点である。変数ｎは対物レンズとウェーハ基板との間の液状媒体の屈折率であり、θはレンズに対する伝送光の入射角度である。

入射角度が固定されて屈折率（ｎ）が大きいときには、投射システムの開口数が大きくなることが分かる。そして、小さいＲ値である大きい解析度を提供する。従来の液浸リソグラフィシステムでは、対物レンズとウェーハ基板との間の液浸液体として脱イオン水が用いられてきた。波長１９３ｎｍの伝送光を例にすると、空気の屈折率は１．００に近いのに対し、脱イオン水は２０℃で屈折率が１．４４に近くなる。上述したことから分かるように、脱イオン水を液浸液として使用した場合、フォトリソグラフィ工程の解析度は大幅に改善される。

図１は、従来の液浸リソグラフィシステムを示す断面図である。図に示すリソグラフィシステムの液浸印刷部分１００には移動可能なウェーハチャック／ステージ１０２が含まれ、ウェーハチャック／ステージ１０２と真空チャネル１０４とを結合し、ウェーハチャック１０２上にフォトレジスト塗布ウェーハ１０６を支持して固定する。図１に示すように、フォトレジスト塗布ウェーハ１０６上に設置された液浸液１０８により、リソグラフィの光投射システムの対物レンズ要素１１０とウェーハとの間の空間全体を代替する。液浸液１０８は、フォトレジスト塗布ウェーハ１０６の上面および対物レンズ要素１１０の底部表面へ直接に接触する。

水の液浸領域１０９の液体相には二つの液体槽が直接に接触される。そして、液体供給槽１１２により液浸液の供給および注入を行って液浸領域１０９へ入れる。液浸領域１０９は対物レンズ要素１１０下に設けられる。注入された液浸液は、液浸領域の毛管力により保持されるか、レンズの移動に伴う固定装置で囲まれる。一般に液浸液の厚みは約１〜２ｍｍの間である。また、液体回収槽１１４により液浸レンズ１０８から流出される液浸液を回収したり受け取ったりする。ここで注意しなければならないことは、液浸液が液体供給槽１１２から液浸領域１０９を通って液体回収槽１１４まで流れるということである。機械ハードウェアと電気・電子制御装置とを組み合わせることにより、これらの装置は液浸液の流れを上述のような方向にすることができる。図１に示すように、リソグラフィシステムの対物レンズ要素１１０の上方に記載されている下向きの矢印は、パターニング化されたイメージ露光の光線１１６が伝送される方向を示し、露光の光線１１６は対物レンズ要素１１０へ照射され、液浸レンズ１０８を通ってフォトレジスト塗布ウェーハ１０６まで達する。フォトレジスト塗布ウェーハ１０６の液浸リソグラフィパターニング化の一般の操作工程では、ウェーハチャック１０２を移動して、液浸液１０８、液体供給槽１１２、液体回収槽１１４、対物レンズ要素１１０およびパターニング化イメージ露光の光線１１６などのリソグラフィシステムアーキテクチャ中の固定位置までウェーハの露光目標領域を移動させる。

図１は、一般の液浸リソグラフィシステムの構造を示す。この構造により液浸リソグラフィ工程を効率良く行うことができる。しかしながら、液浸リソグラフィ工程の品質およびシステム操作効率に影響を与える実体構造および工程ステップには幾つかの問題があった。それらの問題は図２を見ると明らかである。図２は、図１に似た典型的な液浸リソグラフィシステムを示す断面図である。しかし、このハードウェア要素は、図１と異なりウェーハ基板の縁に設置されている。図２に示すように、リソグラフィシステムの液浸印刷部分２００は、移動可能なウェーハチャック／ステージ２０２と真空チャネル２０４とを互いに結合することにより、ウェーハチャック２０２上へフォトレジスト塗布ウェーハ２０６を支持して固定することができる。そして、図２に示すように、フォトレジスト塗布ウェーハ２０６上に設置された液浸液２０８は、リソグラフィの光投射システムの対物レンズ要素２１０とウェーハとの間の空間全体を代替する。液浸液２０８は、フォトレジスト塗布ウェーハ２０６の上表面と対物レンズ要素２１０の底部表面と直接に接触する。液浸液体供給槽２１２および液浸液体回収槽２１４の二つの液浸液体槽は、液浸液２０８と直接接触する。

図２に示すように、液浸液２０８をウェーハ基板２０６の縁に設置することにより、ウェーハの縁のフォトレジスト領域上で処理を行うことができる。しかし、ウェーハの縁において、液浸液のフローは一般に液体供給槽２１２から液浸領域２０９を通って液浸液体回収槽２１４へ流れる閉ループである図１に示す構造と異なり、図２では、ウェーハ基板の縁で処理を行うとき、もう一つ別の流路２１５により液浸液が外部に流出されている。この追加された流路により、液浸液はウェーハ基板２０６の縁と移動可能なウェーハチャック／ステージ２０２に沿うように液浸レンズ２０８および液浸液体槽のループシステムへ流れるため、液浸液体回収槽２１４へ流れなくなる。このように制御あるいは包囲をすることができない液浸液自体は、液浸リソグラフィ工程の品質に影響を与えることはないが、操作効率に影響を与えた。液浸領域２０９および液浸液体槽から液浸液が流れ出ると、この液浸液は完全に回収されずに浪費された。その他、ウェーハチャックの機械または電子要素およびチャックの下方にあるその他の部品が、予期できない状況下で液浸液の追加の流路２１５により濡れてしまう可能性があった。この予期できない濡れとフローとによりシステムは汚染される可能性があり、システムのハードウェアおよび電子要素の操作寿命を短縮させる可能性があった。そのため、これらの問題を解決するため、液浸リソグラフィシステムの設計者は時間と努力を更にかけて過剰な液浸液が溢れる設計と構造に適したものを提供する必要があった。

また、ウェーハの縁に液浸液２０８が設置されると、液浸リソグラフィ工程に問題が発生することがあった。一般の半導体製造工程装置中の正常なウェーハ処理では、ウェーハの縁に微粒子が集まって汚染が発生しやすかった。それはウェーハの縁が製造工程装置や製造工程処理によく接触するという原因の他に、ウェーハ基板の内側よりも微粒子の発生源に近いという原因のためであった。図２に示すように、ウェーハチャック／ステージ２０２によりウェーハ基板の縁２０６が液浸領域２０９の下に設置されると、液浸液はウェーハ基板の縁２０６にある微粒子に接触される。その結果、ウェーハ２０６から微粒子が脱落して液浸液２０８中に浮かぶことがあった。そして、この微粒子の悪影響により液浸リソグラフィ露光工程にウェーハ基板上に転写されるイメージパターンに歪みや乱れが発生することがあった。さらに微粒子がウェーハ基板の表面に堆積したり付着したりすることにより、ウェーハに行う様々な後続の製造工程操作に悪影響を与えることもあった。そのため、液浸液の液体回収槽２１４に流れる液浸液と液浸領域２０９から流れ出る過剰なフロー２１５とにより、微粒子が液浸リソグラフィ工程と後続の各製造工程に与える悪影響を防ぐことはできなかった。

そのため、液浸リソグラフィ工程の全体の操作期間中に液浸液を液浸領域中に密封して制御することができる改良されたシステムが求められていた。この改良されたシステムは、液浸液が微粒子汚染領域に接触しないようにして液浸液に入る微粒子を最小に抑えることができる。そして、このシステムによりウェーハ上にあるパターンおよびフォトレジストイメージを完全なものにするために歪みや欠陥が発生しないようにする。

本発明の目的は、ウェーハの縁をカバーする所定部分から液浸液が漏れ出さないように、ウェーハ上に液浸リソグラフィ工程を行う液浸液と、ウェーハの縁の所定部分をカバーするシールリングとを備える液浸リソグラフィシステムを提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明のウェーハ封止機構を有する液浸リソグラフィシステムは、液体およびシールリングを備える。この液体はウェーハ上に液浸リソグラフィ工程を行う液浸液を提供する。シールリングは、ウェーハの縁の所定部分をカバーする。そして、液体を液浸リソグラフィ工程へ使用してウェーハの縁のカバー部分から液浸液が漏出しないようにする。

上述したことから分かるように、本発明のウェーハ封止機構を有する液浸リソグラフィシステムは、従来からあるシステムの設計および工程、そして装置や操作においても容易に実施することができる。本発明の方法および装置は、従来の１５０〜４５０ｎｍの露光波長を応用した先進の液浸リソグラフィ工程技術や更に短い波長を利用した未来のシステムへ容易に実施することができる。そして、本発明の方法およびシステムは、先進的な半導体デバイス製造に高い安定性と優れた品質を提供することができる。

本実施形態はリソグラフィ露光工程の全期間中、液浸領域内に液浸液を密封して制御する液浸リソグラフィシステムを提供する。このシステムは、シールリング装置を備え、ウェーハ基板の縁をカバーすることにより、ウェーハ基板および液浸液の液体槽内へ液浸液を密封して制御する。そして、シールリングキャリアを使用してこのシールリングを設置したり除去したりする。さらに、複数の液浸リソグラフィシステム中でこのシールリングを応用した実施形態を開示する。本実施形態は、複数の液浸リソグラフィシステム中に応用することができるシールリングキャリアの設計例をさらに開示する。

本実施形態のシールリング装置は、ゴム、プラスチック、マイラー（Mylar）（登録商標）、デルリン（Delrin）（登録商標）、テフロン（登録商標）またはその他シールに用いることのできる類似の材料からなるソフト材質の薄いリングである。このシールリングを形成するため、その厚みを液浸レンズの作業距離でもある、ウェーハ基板の表面と光線投射システムの対物レンズ要素との間の距離よりも小さくする。シールリングの内径（開放領域を定義する）サイズにより、シールリングはウェーハ基板の外縁および円周の一部をカバー／遮蔽することができ、液浸リソグラフィ工程のウェーハ基板の表面の目標位置を暴露する。シールリングの外径（外縁）サイズは、シールリング材料をウェーハ基板の外縁に重ねるのに十分なサイズであり、ウェーハチャック／ステージに隣接するウェーハ基板の一部を接触密封状態にする。

図３は、シールリングを液浸リソグラフィに結合したときの状態を示す断面図である。図３に示すように、リソグラフィシステムの液浸印刷部分３００は、移動可能なウェーハチャック／ステージ３０２と真空チャネル３０４とを互いに結合し、ウェーハチャック３０２上へフォトレジスト塗布ウェーハ３０６を支持して固定する。そして、ウェーハチャック／ステージ３０２の上層表面に凹溝３０７を形成し、凹溝３０７の厚みと円周が、ウェーハ基板の厚みと円周に合致するウェーハ基板３０６を設置する空間を提供する。これにより、このウェーハ基板３０６の上面は、ウェーハチャック／ステージ３０２の溝が形成されていない部分の上面と共面に形成される。そして、フォトレジスト塗布ウェーハ３０６上に設置されている液浸液３０８は、ウェーハとリソグラフィの光投射システムの対物レンズ要素３１０との間の空間全体を代替する。液浸液は、フォトレジスト塗布ウェーハ３０６の上面および対物レンズ要素３１０の底部表面に直接接触される。二つの液浸液体槽（液浸液の液体供給槽３１２および液浸液の液体回収槽３１４）およびその他の要素は、液浸液３０８をウェーハとレンズ要素３１０との間の空間に閉じ込め、この二つの液浸液体槽およびその付属要素により液体容器を形成する。

図３に示すように、液浸液３０８はウェーハ３０６の基板縁に設置され、フォトレジスト領域上で工程反応を行う。ウェーハ基板３０６の表面上の縁に設置されたシールリング３１８をウェーハ基板３０６の外縁へ直接に接触させて重ね、シールリング３１８をウェーハチャック／ステージに隣接しているウェーハ基板３０６の縁の一部分３１９に接触させる。本実施形態のシールリング３１８は、液浸液を液浸領域３０９中に閉じ込める。シールリング３１８は、液浸液が液浸領域３０９や液体供給槽３１２、３１４の外へ流出することを防ぐことができる。液浸液をシールリング３１８により閉じ込めた場合、液浸液のフローおよび使用を容易に制御したり管理したりすることができるようになる。そのため、液浸リソグラフィ工程において、ウェーハ基板の内部および縁の両方に設置されている液浸液のフローおよび使用は、制御および管理を簡便に行うことができる。これにより液浸液の損失および浪費を最小に抑え、液浸領域３０９内と液浸液体槽のループシステム中の液体フロー動態における恒常性および安定性を維持することができる。ここで注意しなければならないことは、ウェーハ基板３０６の外縁をシールリング３１８によりカバーすると、ウェーハ基板３０６の縁にある微粒子が液浸液およびウェーハ基板３０６の表面を汚染することを防止できる点である。その結果、液浸液および液浸領域３０９を清潔に保ち、微粒子が液浸リソグラフィ工程に干渉や歪みを発生させないようにする。また、微粒子をシールリングで密封カバーした場合、内部のウェーハ基板の表面に微粒子が粘着することを防ぎ、後続工程において損壊が発生しないという長所を有する。

図４は、他の実施形態による液浸リソグラフィシステムにシールリングを設置したときの状態を示す断面図である。図４に示すように、リソグラフィシステムの液浸印刷部分４００は、移動可能なウェーハチャック／ステージ４０２と真空チャネル４０４とを互いに結合し、ウェーハチャック／ステージ４０２上へフォトレジスト塗布ウェーハ４０６を支持して固定する。ウェーハチャック／ステージ４０２の上層表面には二重層の凹溝が形成される。ウェーハチャック／ステージ４０２を形成する二重層の凹溝である第１層凹溝４０５は、厚みと円周をウェーハ基板４０６の厚みと円周に合致させてウェーハ基板４０６を設置する空間を提供し、このウェーハ基板４０６の上面に第１層凹溝の上面と共面を形成する。第２層凹溝４０７を形成してシールリング４１８を第２層凹溝の円周上に入れることにより、シールリング４１８とウェーハ基板４０６の外縁とを接触させて重ね、シールリング４１８をウェーハ基板の縁に隣接したウェーハチャック／ステージ４０２の第２層凹溝４０７の一部に接触させる。凹溝に入れられるシールリング４１８の上端は、第２層凹溝４０７の深さによりウェーハチャック／ステージ４０２に凹溝部分が形成されていない上部表面外縁と共面を形成する。

図４に示すように、液浸液４０８はウェーハ基板４０６の縁近くに設置され、フォトレジスト領域上で工程反応を行う。フォトレジスト塗布ウェーハ４０６上に設置された液浸液４０８は、ウェーハと対物レンズ要素４１０との間の空間全体を代替する。ウェーハチャック／ステージ凹溝のダブルステップ構造により、シールリング４１８は、液浸液を液浸領域４０９内に密封することができる。図４は、液浸液が外部に漏出していない状態を示す。図４に示すように本実施形態の液浸リソグラフィシステムは、液浸液のフローおよび使用を効率的に制御することができるだけでなく、ウェーハの縁にある微粒子がウェーハ表面および液浸リソグラフィシステムを汚染することを最小に抑えることができる。

ここで注意しなければならないことは、液浸液をより効率的に液浸領域に密封するため、ウェーハチャック／ステージおよびシールリングの設計および形態は変化させることができるという点である。例えば、弾力性を有するシールリングを設置して、ウェーハチャック／ステージをカバーする範囲を超えるまでシールリングを延伸するとともに、下向きに延伸してウェーハチャック／ステージの一部（図示せず）をカバーすることもできる。また他の実施形態では、半剛体でスムースな状態のシールリングを、直径が小さいウェーハチャック／ステージ上へ設置し、シールリングを同一平面上で延伸して、シールリングがウェーハチャック／ステージの外縁を超えるように設置してもよい（図示せず）。

本実施形態は、シールリングキャリアによりシールリングをウェーハ基板およびウェーハチャック／ステージ上に設置したりウェーハ基板およびウェーハチャック／ステージ上からシールリングを取り除いたりすることもできる。本実施形態のシールリングキャリアは、液浸リソグラフィシステムの液浸印刷部分において、伸縮可能な機械アームを含み、このアームをシールリングの真正面の位置まで移動してシールリングを設置したり除去したりすることができる。さらには、シールリングキャリアのアームが垂直方式により、アームをシールリングの真正面の位置まで移動させてウェーハチャック／ステージ上にあるシールリングを設置したり除去したりすることもできる。シールリングキャリアの機械アームがシールリングを吸着する位置にあるとき、ウェーハチャック／ステージからシールリングを除去し、シールリングキャリアの機械アームはアームを縮めてウェーハチャック／ステージ以外の場所まで移動して、シールリングの保存や交換の動作を行う。シールリングキャリアの内部には真空チャネルが形成され、この真空チャネルは所定位置に小型の真空開口を有し、この開口の真空吸引力によりシールリングの吸取り、ピックアップまたは交換の動作を行う。

図５は、本発明の一実施形態による液浸レンズリソグラフィシステムにシールリングキャリアを応用する状態を示す断面図である。ウェーハチャック／ステージの組立ては、図５に示すように、ウェーハチャック／ステージ４０２およびウェーハ基板４０６の上面の工程位置にシールリング４１８が設置されている。シールリング搬送アセンブリ５００はシールリング４１８の真上に設置されている。シールリング搬送アセンブリ５００は、シールリングキャリア５０２をシールリングキャリアアーム５０４に接続する。シールリングキャリア５０２およびシールリングキャリアアーム５０４の内部には多くの真空チャネル５０６が形成されている。シールリング接触点５０８がシールキャリアの所定位置上に設置され、シールリング接触点５０８には真空吸引力を有する多くの開口が形成され、シールリングキャリア５０２のシールリングキャリアアーム５０４がシールリングに接触されるまで移動すると、真空吸引力の開口によりシールリングの吸取り、ピックアップまたは移動の動作を行う。ここで注意しなければならないことは、シールリング搬送アセンブリ５００は同一のＸ−Ｙ平面上で伸縮することができる点である。そして、シールリング搬送アセンブリ５００は、垂直方向またはｚ軸方向で上下に移動して所定位置まで伸縮してシールリング４１８へ接触する。シールリング搬送アセンブリ５００は、シールリング４１８を保存場所まで移動したりウェーハチャック／ステージアセンブリ以外の場所へ移動したりすることができる。

図６Ａ〜図６Ｄは、本発明の他の実施形態によるシールリングキャリアを示す底面図である。図６Ａ〜図６Ｄに示す各シールリングキャリアの機能は前述したものとほぼ同じであるが、それぞれの設計の外観構造および形状は異なっている。図６Ａに示すシールリングキャリアは環状構造に形成されている。シールリングキャリアアーム６０２の側辺は、環状構造のシールリングキャリア６０３に連結されている。環状のシールリングキャリア６０３の円周および直径は、シールリングとちょうど同じ大きさである。シールリングキャリアアーム６０２およびシールリングキャリア６０３中に形成されている真空チャネル６０６は、真空吸引力をシールリングキャリア６０３上に設けられている所定のシールリング接触点の真空開口６０８までガイドして分布させる。

図６Ｂは、折り畳み可能な十字構造のシールリングキャリアを示す。シールリングキャリアアーム６０２の側辺は、折り畳み可能な十字構造のシールリングキャリアに接続され、この折り畳み可能な十字構造のシールリングキャリアは固定アーム６０４および折り畳み可能なアーム６０５からなる。シールリングキャリアアーム６０２が動作位置まで延伸するとき、折り畳み可能アーム６０５の軸を固定アーム６０４と直角にして十字形状を形成し、折り畳み可能アーム６０５が折り畳まれないようにする。シールキャリアアーム６０２および二つの十字アーム６０４、６０５中に形成された真空チャネル６０６は、真空吸引力をシールリングキャリアアーム６０４、６０５に設けられたシールリング接触点の真空開口６０８までガイドして分布させる。これらシールリングキャリアアーム６０４、６０５の構造と、真空開口６０８の配置とにより、真空開口をシールリング６１０に接触させる。ここで注意しなければならないことは、シールリング６１０のピックアップや移動の動作を行うためには、折り畳み可能なシールリングアーム６０５を折り畳むことができない十字位置まで折り畳まなければならない点である。動作可能な十字アーム６０５の折り畳み位置は、折り畳み可能なアーム６０５がｐ点を中心にｆ方向へ折り畳まれると、固定アーム６０４と相対する位置になる。このようにシールリングキャリアの折り畳み可能な特性により、シールリングキャリアアームを簡便に移動したり収納したりすることができ、液浸リソグラフィシステムのシールリングキャリアを小さくてシンプルな構造にすることができる。

図６Ｃは、他の折り畳み可能なシールリングキャリアを示す。固定アーム６０４および二つの折り畳み可能なアーム６０５ａ、６０５ｂからなる折り畳み可能な構造のシールリングキャリアは、シールリングキャリアアーム６０２の側辺に接続される。シールリングキャリアアーム６０２および二つの折り畳み可能なアーム６０５ａ、６０５ｂ中に形成されている真空チャネル６０６は、真空チャネルの真空開口６０８を環状に形成し、この環状の円周、直径はシールリング６１０と完全に同じである。二つの折り畳み可能なアーム６０５ａ、６０５ｂは、サイズおよび長さが同じでなくともよいが、二つの折り畳み可能なアーム６０５ａ、６０５ｂは折り畳み中心点ｐで移動し、シールリングキャリアアーム６０２に接続され、折り畳み中心点ｐはシールリングキャリアアーム６０２の側辺に位置する。また、シールリングキャリアアーム６０２を作業位置まで延伸すると、二つの折り畳み可能なアーム６０５ａ、６０５ｂは作業位置まで同時に展開される。シールリングキャリアアーム６０２が縮むと、固定アーム６０４に位置が合わされて折り畳み可能なアーム６０５ａ、６０５ｂが固定アーム６０４の上方や下方に折り畳まれるまで、折り畳み可能なアーム６０５ａ、６０５ｂをｐ点から内側のｆ方向へ向かって折り畳むことができる。図６Ｃに示すシールリングキャリアは、液浸リソグラフィシステムのシールリングキャリアアームを簡便に移動や収納できるように小さくてシンプルな構造にすることができる。

図６Ｄは、固定アームを備えず、折り畳み可能なアーム６０５ａ、６０５ｂを二つだけ備えているシールリングキャリアを示す。図６Ｃは、折り畳み可能なアーム６０５ａ、６０５ｂを示し、それぞれの折り畳み可能なアームはｐ点から内側のｆ方向へ向かって折り畳まれ、ｐ点はシールリングキャリアアーム６０２の側辺に位置してシールリングキャリアアーム６０２に接続される。本実施形態が備える真空開口およびアームは少なく、異なるシールリングアームおよびシールリングキャリアを提供することができる柔軟性を有する。本実施形態が提供する各種シールリングアームおよびシールリングキャリアは、シールリングキャリアが備えるべきシールリングの吸取り、ピックアップ、移動を行う機能を有する。

本実施形態のシールリングおよびシールリングキャリアのシステムおよびその使用方法は、液浸リソグラフィ露光工程において効率的な装置により液浸液を包囲する。液浸リソグラフィ工程全体の操作工程において、ウェーハ基板の表面の縁およびウェーハチャック／ステージの周囲にソフトシールリングを設置し、液浸液をウェーハ基板の縁のウェーハ基板および液浸液体槽で包む。本実施形態のシールリングは、シールリングキャリアによりその作業位置へ設置したり、作業位置から除去したりすることができる。そのため、液浸液を制御、限定する液浸液の浪費および損失を減らすことができる。また、本実施形態のシールリングを使用すると液浸液がウェーハの縁に接触することを防ぎ、微粒子が液浸液に進入する機会を最小に抑える。そして、最終的に液浸リソグラフィおよび後続の工程操作により高い品質レベルと安定性を達成することにより、生成されるフォトレジストのイメージおよびパターンが歪んで失敗することを防ぐ。

本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

従来の液浸リソグラフィシステムを示す断面図である。 ウェーハ基板の縁で工程反応を行うときの状態を示す従来の液浸リソグラフィシステムを示す断面図である。 本発明の第１実施形態によるウェーハ基板の縁で工程反応を行うときの状態を示す液浸リソグラフィシステムを示す断面図である。 本発明の第２実施形態によるウェーハ基板の縁で工程反応を行うときの状態を示す液浸リソグラフィシステムを示す断面図である。 本発明の一実施形態によるシールリングキャリアを液浸レンズリソグラフィシステムに結合したときの状態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態による液浸レンズリソグラフィシステムのシールリングキャリアを適用したときの状態を示す底面図である。 本発明の他の実施形態による液浸レンズリソグラフィシステムのシールリングキャリアを適用したときの状態を示す底面図である。 本発明の他の実施形態による液浸レンズリソグラフィシステムのシールリングキャリアを適用したときの状態を示す底面図である。 本発明の他の実施形態による液浸レンズリソグラフィシステムのシールリングキャリアを適用したときの状態を示す底面図である。

符号の説明

３００、４００ リソグラフィシステムの液浸印刷部分、３０２、４０２ ウェーハチャック／ステージ、３０４、４０４、５０６、６０６ 真空チャネル、３０６、４０６ フォトレジスト塗布ウェーハ、３０８、４０８ 液浸液、３０９、４０９ 液浸領域、３１０、４１０ 対物レンズ要素、３１２、４１２ 液体供給槽、３１４、４１４ 液体回収槽、３１６、４１６ 光線、３０７、４０５、４０７ 凹溝、３１８、４１８、６１０ シールリング、３１９ 縁の一部分、５００ シールリング搬送アセンブリ、５０２、６０３ シールリングキャリア、５０４、６０２、６０４、６０５、６０５ａ、６０５ｂ アーム、５０８ シールリング接触点、６０８ 真空開口

Claims (9)

1. ウェーハ上に液浸リソグラフィ工程を行う液浸液を提供する液体と、
   前記液浸液を前記液浸リソグラフィ工程へ用いるときに、前記ウェーハの縁のカバー部分から前記液浸液が漏出しないように前記ウェーハの縁の所定部分の上面をカバーするシールリングと、
   前記ウェーハ上にある前記シールリングを設置したり除去したりするシールリングキャリアと、
   を備えることを特徴とする液浸リソグラフィシステム。
2. 前記ウェーハを設置するウェーハステージをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の液浸リソグラフィシステム。
3. 前記ウェーハステージは、前記ウェーハの上面を前記ウェーハに隣接する部分の上面と共面にする前記ウェーハを設置する凹溝をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の液浸リソグラフィシステム。
4. 前記凹溝は、前記シールリングの上面を前記凹溝の外部周縁の上面と共面にするダブルステップ構造を有することを特徴とする請求項３記載の液浸リソグラフィシステム。
5. 前記ウェーハは、凹溝中に入れられずに前記ウェーハステージ上に設置されることを特徴とする請求項２記載の液浸リソグラフィシステム。
6. 前記シールリングは、前記ウェーハの縁を超えるように延伸していることを特徴とする請求項１記載の液浸リソグラフィシステム。
7. 前記シールリングキャリアは、前記シールリングを固定する、固定アームまたは折り畳み可能なアームのうちから選んだ少なくとも一つのアームを備えることを特徴とする請求項１記載の液浸リソグラフィシステム。
8. 前記シールリングキャリアは、真空吸引力により前記シールリングを固定することを特徴とする請求項１記載の液浸リソグラフィシステム。
9. ウェーハステージの凹溝中へウェーハを設置するステップと、
   シールリングキャリアによってシールリングを設置して所定の前記ウェーハの縁部分の上面をカバーするステップと、
   前記ウェーハ上に液浸液を用いて液浸リソグラフィ工程を行うステップと、
   前記シールリングキャリアによって前記シールリングを取り除くステップと、
   を含む液浸リソグラフィ方法であって、
   前記シールリングにより前記ウェーハの縁のカバー部分から前記液浸液が漏出しないようにすることを特徴とする液浸リソグラフィ方法。

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