NL1030443C2 - Verbeterd immersielithografie systeem met wafer-afdichtingsmechanismen. - Google Patents

Description

VERBETERD IMMERSIELITHOGRAFIE SYSTEEM MET WAFER-AFDICHTINGSMECHANISMEN

ACHTERGROND

5 De onderhavige uiteenzetting heeft in het algemeen be trekking op immersielithografie processen die gebruikt worden voor het vervaardigen van halfgeleiderinrichtingen, en meer in het bijzonder op de mogelijkheid van immersielithografie systemen om de immersielensvloeistof te controleren en te 10 bevatten tijdens de verwerkingsstappen van het systeem.

Het vervaardigen van op zeer grote schaal geïntegreerde (very large-scale integrated, VLSI) schakelingen vereist het gebruik van vele fotolithografische processtappen om specifieke schakelingen en componenten te definiëren en vormen op 15 het halfgeleider wafer (substraat) oppervlak. Conventionele fotolithografische systemen bestaan uit verschillende fundamentele sub-systemen, een lichtbron, optische transmissie-elementen, fotomaskerkruisdraden, en elektronische controllers. Deze systemen worden gebruikt om een specifiek beeld 20 van een schakeling dat gedefinieerd is door het maskerdra-denkruis (reticle), te projecteren op een halfgeleider wafer die bekleed is met een lichtgevoelige film (fotoresist) bekleding. Naarmate de VLSI technologie betere prestaties levert, worden de schakelingen geometrisch kleiner en dichter, 25 waardoor lithografietoestellen nodig zijn die een projectie en printen met een kleinere resolutie (kleinere afmetingen) toelaten. Dergelijke toestellen moeten nu kenmerken kunnen produceren met kenmerkresoluties die kleiner zijn dan 100 nanometer (nm). Naarmate zich nieuwe componentgeneraties 30 ontwikkelen die verdere verbeteringen vereisen van kenmerkresoluties van 65 nm en lager, is een belangrijke vooruitgang van de fotolithografieprocessen vereist.

1030443 2

Immersielithografie werd geïmplementeerd om voordeel te halen uit de mogelijkheid van deze procestechnologie om een verbeterde resolutie te hebben. Immersielenslithografie gebruikt een vloeibaar medium om de volledige spleet tussen het 5 laatste objectieflenselement van het lichtprojectiesysteem en het halfgeleider wafer (substraat) oppervlak op te vullen tijdens de belichtingsstappen van het fotoresistpatroon printproces. Het vloeibaar medium dat gebruikt wordt als de immersielens verschaft een verbeterde refractie-index voor 10 het licht, waardoor het resolutievermogen van het lithografisch systeem wordt verbeterd. Dit is voorgesteld door de Rayleigh resolutieformule, R = kxX/N.A., waarin R (kenmerkaf-metingsresolutie) afhankelijk is van (bepaalde procesconstante), λ (golflengte van het verzonden licht) en N.A. (nu-15 merieke apertuur van het lichtprojectiesysteem). Merk op dat N.A. eveneens een functie is van de refractie-index, waarbij N.A. = n sin Θ. De variabele n is de refractie-index van het vloeibaar medium tussen de objectieflens en het wafersub-straat, en Θ de openingshoek van de lens is voor het verzon-20 den licht.

Men ziet dat naarmate de refractie-index (n) hoger wordt voor een bepaalde openingshoek, de numerieke apertuur (N.A.) van het projectiesysteem groter wordt, en er dus een lagere R-waarde, i.e. een hogere resolutie, wordt verschaft. Conven-25 tionele immersielithografie systemen gebruiken gedeïoniseerd water als het immersiefluïdum tussen een objectieflens en het wafersubstraat. Bij één van de golflengtes, bijvoorbeeld 193 nm, heeft het gedeïoniseerd water bij 20 graden Celsius een refractie-index van ongeveer 1,44 ten opzichte van lucht 30 welke een refractie-index heeft van ongeveer 1. Hieruit blijkt dat immersielithografie systemen die gedeïoniseerd water gebruiken als het immersiefluïdum een aanzienlijke verbetering bieden voor wat betreft de resolutie van de 3 fotolithografieprocessen.

Figuur 1 is een dwarsdoorsnedeschema die een typisch iiranersielithografie systeem illustreert. De immersieprintsec-tie 100 van het lithografie systeem omvat een beweegbare 5 waferklauwplaat/-tafel (stage) 102 waarin vacuüm kanalen 104 ingebouwd zijn voor het vasthouden en bevestigen van de met fotoresist beklede wafer 106 op de bovenkant van de waferklauwplaat/-tafel 102. Het immersiefluïdum 108 is getoond als zijnde gelegen bovenop de met fotoresist beklede 10 wafer 106 en neemt het volledig ruimtelijk volume in tussen de wafer en het laatste objectieflenselement 110 van het lithografie lichtprojectiesysteem. Het immersiefluïdum 108 met rechtstreeks contact met zowel het bovenvlak van de met fotoresist beklede wafer 106 als met het ondervlak van het 15 objectieflenselement 110.

Twee fluïdumreservoirs zijn rechtstreeks verbonden met het fluïdum van het waterimmersiegebied 109. Een fluïdumtoe-voerreservoir 112 werkt als een middel voor het toevoeren en injecteren van immersiefluïdum in het immersiegebied 109 net 20 onder het objectieflenselement 110. Het geïnjecteerde immer-siefluïdum wordt ofwel vastgehouden door capillaire krachten in het immersiegebied, of is opgenomen in een houder die samen met de lens beweegt. Een typische dikte van het immer-siefluïdum is tussen 1 en 2 millimeter (mm). Een fluïdumver-25 zamelreservoir 114 werkt als het middel voor het verzamelen en opnemen van de fluïdumuitgangsstroom vanaf de immersielens 108. Merk op dat de immersiefluïdumstroom gericht is vanaf het fluïdumtoevoerreservoir 112, via het immersiegebied 108, naar het fluïdumverzamelreservoir 114. Daarmee gekoppelde 30 mechanische hardware en elektrische/elektronische controllers waardoor de stroom van het immersiefluïdum zoals hierboven beschreven beheerd en gecontroleerd wordt, kunnen tevens voorzien zijn. De grote naar beneden gerichte pijlen 116 van * 4 figuur 1 welke gelegen zijn boven het laatste objectieflenselement 110 van het lithografie systeem stellen de richting van de transmissie van het licht 116 dat het patroonbeeld belicht, in de richting van het objectieflenselement 110 en 5 via de immersielens 108 naar de met fotoresist beklede wafer 106, voor. Tijdens de normale werking van het immersielithog-rafie printen van de met fotoresist beklede wafer 106, beweegt de waferklauwplaat 102 om elk belichtingsdoelgebied van de wafer onder de vaste plaatsen van het immersiefluïdum 108, 10 de fluïdumreservoirs 112 en 114, het objectieflenselement 110 en het patroonbeeld-licht 116 te positioneren.

Het typisch immersielithografie systeem zoals getoond en beschreven in figuur 1 is effectief voor het uitvoeren van de immersielithografie processtappen. Verschillende punten be-15 treffende de praktische aspecten van de fysische configuraties en procedures kunnen de kwaliteit van het immersielithografie proces, evenals de werkefficiëntie van het systeem beïnvloeden. Figuur 2 helpt bij de illustratie van deze punten. Figuur 2 is een schematische dwarsdoorsnede van een 20 typisch immersielithografie systeem, welke dwarsdoorsnede gelijkaardig is aan figuur 1, maar waarin de hardwarecompo-nentlocaties tijdens het bewerken van de rand van het wafer-substraat getoond zijn. De immersieprintsectie 200 van het lithografiesysteem is getoond met de beweegbare 25 waferklauwplaat/-tafel 202 waarin vacuüm kanalen 204 opgenomen zijn om de met fotoresist beklede wafer 206 vast te houden en te bevestigen op de wafertafel 202. Het immersieflu-idum 208 is getoond als zijnde gelegen bovenop de met fotoresist beklede wafer 206 en neemt het volledige ruimtelijk 30 volume tussen de wafer en het laatste objectieflenselement 210 van het lithografie lichtprojectiesysteem in. Het fluïdum 208 staat in rechtstreeks contact met zowel het bovenvlak van de met fotoresist beklede wafer 206 als met het ondervlak van 5 het objectieflenselement 210. De twee fluïdumreservoirs, het fluïdumtoevoerreservoir 212 en het fluïdumverzamelreservoir 214 zijn rechtstreeks verbonden met het fluïdum 208.

Het immersiefluïdum 208 is getoond als zijnde gelegen bij 5 de rand van het wafersubstraat 206 om een bewerking op de fotoresistgebieden bij de rand van de wafer uit te voeren.

Bij de rand van het wafersubstraat is de normale gesloten lusstroom van het immersiefluïdum vanaf het fluïdumtoevoerreservoir 212, via het immersiegebied 208 naar het fluïdumver-10 zamelreservoir 214 verschillend van de stroom die voorheen werd beschreven voor figuur 1. Zoals getoond in figuur 2 is er nu een bijkomend pad 215 voor de uitgangsstroom van het immersiefluïdum, welk pad optreedt bij bewerkingen bij de rand van het wafersubstraat. Dit bijkomend pad 215 laat toe 15 dat immersiefluïdum uit de immersielens 208 stroomt, uit de reservoirlus langs de buitenrand van het wafersubstraat 206, en langs de buitenrand van de beweegbare waferklauwplaat/-tafel 202, waarbij het fluïdum niet terugkeert naar het flu-idumverzamelreservoir 214. Dit ongecontroleerd wegvloeien van 20 immersiefluïdum zal niet noodzakelijk de kwaliteit van het immersielithografie proces schaden, maar kan de werkeffici-entie van het systeem nadelig beïnvloeden. Het immersieflu-idum wordt niet volledig gerecupereerd en wordt verspild aangezien het wegstroomt van de immersielens 208 en de immer-25 siefluïdumreservoirs. Bovendien kunnen de mechanische en elektrische componenten van de waferklauwplaat 202 en de daaronder liggende samenstellen op ongewenste wijze nat worden door de bijkomende stroom 215 van immersiefluïdum. Een dergelijk ongewenst nat worden en een dergelijke ongewenste 30 stroming kunnen de levensduur van de hardware en van de elektrische componenten van het systeem verkorten, en kunnen deze vervuilen. Hierdoor is het mogelijk dat ontwerpers van immersielithograf ie systemen bijkomende tijd en kosten vergende 6 inspanningen moeten investeren om het systeemontwerp en configuraties aan te passen aan deze bijkomende stroming van immersiefluïdum.

De waferrandpositie van de immersielens 208 stelt de 5 immersielithografie verwerking eveneens bloot aan bepaalde kwaliteitsproblemen. Tijdens normale wafer processing in de halfgeleider verwerkingsfaciliteiten, hebben de waferranden een grote neiging om deeltjesvervuiling te verzamelen. Dit komt omdat de waferrand vaker gehanteerd wordt en zich dich-10 ter bij deeltjesgeneratiebronnen bevindt dan de binnenste gebieden van het wafersubstraat. Zoals getoond in figuur 2 maakt het immersiefluïdum contact met deeltjes die gelegen zijn bij de wafersubstraatrand 206, wanneer de waferklauwplaat/-tafel 202 de wafersubstraatrand 206 onder de 15 immersielens 208 positioneert. Bijgevolg kunnen de deeltjes loskomen van het wafersubstraatoppervlak 206 en opgenomen worden in het fluïdum 208. Deze deeltjes kunnen dan de immre-sielithografie belichtingsprocessen voldoende beïnvloeden om de geprinte beeldpatronen op het wafersubstraat te vervormen 20 en verstoren. De deeltjes kunnen eveneens op het wafersubstraatoppervlak gedeponeerd en daaraan gehecht worden om de daarop volgende waferverwerkingsstappen te beïnvloeden. De stroom van het immersiefluïdum naar het verzamelreservoir 214 en de bijkomende stroom 215 uit het immersiegebied 208 zijn 25 mogelijk niet in staat om te vermijden dat de deeltjes de immersielithografie en de daarop volgende verwerkingsstappen beïnvloeden.

JP 63 157419 op naam van Toshiba Corporation openbaart een inrichting voor het overbrengen van kleine patronen, 30 omvattende een balg 3 en een O-ring 4. De balg 3 is verbonden met de buitenkant van een optische cilinder 1 om het licht van buitenaf af te schermen, waarbij de binnenruimte 11 van de balg 3 gevuld is met een vloeistof, en de vloeistof afge t 7 dicht wordt door de O-ring 4. De O-ring 4 wordt vastgeklemd door een klemmal 5.

Een verbeterd systeem voor het afdichten en controleren van het immersiefluïdum in het immersiegebied tijdens de 5 volledige immersielithografie processtappen is dus wenselijk. Het verbeterd systeem zou eveneens de inbreng van deeltjes in het immersiefluïdum minimaliseren door te vermijden dat immersief luïdum contact maakt met de met deeltjes vervuilde gebieden. Het systeem zou helpen om de integriteit van het 10 fotoresist beeld en patroon op de wafers te behouden zodat deze niet vervormd en defect worden.

SAMENVATTING

In het licht van het voorgaande verschaft deze uiteenzet-15 ting een immersielithografie systeem dat een immersiefluïdum omvat voor het uitvoeren van immersielithografie op een wafer, en een afdichtingsring welke een voorafbepaald deel van een waferrand afdekt, omvat, voor het vermijden dat immersief luïdum doorheen het afgedekt deel van de waferrand lekt. 20 De opbouw en werkwijze volgens de uitvinding, evenals bijkomende doelen en voordelen daarvan zullen echter beter begrepen worden uit de volgende beschrijving van specifieke uitvoeringsvormen, wanneer de beschrijving gelezen wordt samen met de tekeningen in bijlage.

25

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Figuur 1 illustreert een dwarsdoorsnede van een conventioneel immersielithografie systeem.

Figuur 2 illustreert een dwarsdoorsnede van het conventi-30 oneel immersielithografie systeem tijdens de verwerking van een wafersubstraat randgebied.

8

Figuur 3 illustreert een dwarsdoorsnede van een voorbeeld van het beschreven immersielithografie systeem voor bewerkingen op het wafersubstraat randgebied.

Figuur 4 illustreert een dwarsdoorsnede van een tweede 5 voorbeeld van het beschreven immersielithografie systeem voor bewerkingen op het wafersubstraat randgebied.

Figuur 5 illustreert een dwarsdoorsnede van een voorbeeld van de beschreven afdichtingsringdrager die opgenomen is in het immersielens lithografiesysteem.

10 Figuren 6A tot 6D zijn onderaanzichten van de beschreven afdichtingsringdrager voor een immersielens lithografiesys-teem volgens verschillende voorbeelden van de onderhavige uiteenzetting.

15 BESCHRIJVING

De onderhavige uiteenzetting beschrijft een verbeterd systeem en een verbeterde werkwijze voor het afdichten en controleren van het immersiefluïdum in een immersiegebied tijdens de volledige immersielithografie belichtingsbewer-20 king. Het beschreven systeem heeft een afdichtingsringinrich-ting om het afdichten en het insluiten van het immersieflu-idum op het wafersubstraat en in de immersiefluïdumreservoirs door de wafersubstraatrand te bedekken, te vergemakkelijken. De beschreven afdichtingsring wordt geplaatst en uit zijn 25 werkpositie verwijderd door tussenkomst van een beschreven afdichtingsring-dragerinrichting. De onderhavige uiteenzetting verschaft verschillende voorbeelden van de wijze waarop de afdichtingsring geïmplementeerd kan zijn in het immersie-lithografie systeem. Bovendien verschaft de onderhavige uit-30 eenzetting verschillende voorbeelden van afdichtingsring dragerontwerpen die gebruikt kunnen worden in het beschreven immersielithografie systeem.

9

De afdichtingsringinrichting van de onderhavige uiteenzetting is een dunne ring bestaande uit een zacht materiaal zoals rubber, plastic, mylar, delrin, Teflon, of uit gelijkaardige composietmateriaal die gebruikt kunnen worden voor 5 afdichtingsdoeleinden. De beschreven afdichtingsring is zodanig opgebouwd dat de dikte van de ring bij benadering net kleiner is dan de werkafstand van de immersielens, i.e. de afstand van de ruimte tussen het wafersubstraatoppervlak en het laatste objectieflenselement van het lichtprojectiesys-10 teem. De binnendiameter (die de open ruimte definieert) van de afdichtingsring is zodanig afgemeten dat een deel van de buitenrand en -omtrek van het wafersubstraat bedekt /afgeschermd is door de afdichtingsring, waarbij de doelplaatsen blootgesteld zijn voor de immersielithografie bewerking van 15 het wafersubstraatoppervlak. De buitendiameter (buitenrand) van de afdichtingsring is zodanig afgemeten dat de ring met voldoende afdichtingsringmateriaal overlapt met de buitenrand van het wafersubstraat teneinde een contactafdichting met het deel van de waferklauwplaat/-tafel die grenst aan het wafer-20 substraat te verkrijgen.

Figuur 3 illustreert een voorbeeld van de afdichtingsring die geïntegreerd is met het immersielithografie systeem in overeenstemming met de onderhavige beschrijving. De immersie-printsectie 300 van het lithografiesysteem is getoond samen 25 met de beweegbare waferklauwplaat/-tafel 302 waarin vacuüm kanalen 304 zijn opgenomen voor het vasthouden en bevestigen van de met fotoresist beklede wafer 306 op de bovenkant van de wafertafel 302. De waferklauwplaat/-tafel 302 is gebouwd met een uitsparing 307 in het bovenvlak die nagenoeg overeen-30 stemt met de omtrek en de dikte van het wafersubstraat 306, om het plaatsen van het wafersubstraat 306 zodanig mogelijk te maken dat het bovenvlak van het wafersubstraat 306 op gelijke hoogte ligt en samenvalt (of coplanair is) met het 10 bovenvlak van het niet uitgehold deel van de waferklauw-plaat/-tafel 302. Het immersiefluïdum 308 is getoond als zijnde gelegen op de met fotoresist beklede wafer 306 en neemt het volledig ruimtelijk volume in tussen de wafer en 5 het laatste objectieflenselement 310 van het lithografie lichtprojectiesysteem. Het fluïdum is in rechtstreeks contact met zowel het bovenvalk van de met fotoresist beklede wafer 306 als met het ondervlak van het objectieflenselement 310.

De twee fluïdumreservoirs, het fluïdumtoevoerreservoir 312 en 10 het fluïdumverzamelreservoir 314, evenals andere accessoires voor het vasthouden van het immersiefluïdum 308 in de ruimte tussen de wafer en het lenselement 310 kunnen gezamenlijk aangeduid worden als een fluïdumopnamemiddel.

Het immersiefluïdum 308 is getoond als zijnde gelegen bij 15 de rand van het wafersubstraat 306 om een bewerking uit te voeren op de fotoresistgebieden. Bij de wafersubstraatrand 306 werd een afdichtingsring 318 geplaatst in een zodanige positie op het wafersubstraatoppervlak 306 dat de afdichtingsring 318 contact maakt met de buitenrand van het wafer-20 substraat 306, waarbij deze overlapt en eveneens in contact is met een klein deel 319 van de waferklauwplaat/-tafel dat grenst aan de rand van het wafersubstraat 306. De beschreven afdichtingsring 318 sluit het immersiefluïdum in in het im-mersiegebied 309. De beschreven afdichtingsring 318 vermijdt 25 de bijkomende stroom van immersiefluïdum uit het waterimmer-siegebied 318 en vanaf de immersiefluïdum reservoirgebieden 312 en 314. Aangezien de afdichtingsring 318 het immersieflu-idum insluit, wordt de stroom en het gebruik van het fluïdum zeer goed gecontroleerd en in stand gehouden. De fluïdumstro-30 men en het gebruik zijn dezelfde voor de immersielithografie bewerking in het middelste deel van het wafersubstraat en aan de wafersubstraatrand. De immersiefluïdumverliezen en -verspilling zijn minimaal en de fluïdumstromingsdynamica in het % 11 immersiegebied 309 en de immersiefluïdum reservoirlus zijn consequent en stabiel. Er wordt eveneens opgemerkt dat het afdekbereik van de afdichtingsring 318 op de buitenrand van het wafersubstraat 306 eveneens vermijdt dat de deeltjesver-5 vuiling die aanwezig is bij de rand van het wafersubstraat 306 het immersiefluïdum en het wafersubstraatoppervlak vervuilt. Bijgevolg blijven het immersiefluïdum en het immersie-gebied 309 schoon en vrij van deeltjes die het immersieli-thografie proces zouden kunnen vervormen en verstoren. De 10 voordelen van het afdichten en afdekken van de deeltjes onder de afdichtingsring zou eveneens helpen om te vermijden dat vrije deeltjes zich hechten aan het binnenoppervlak van het wafersubstraat en zo schade berokkenen tijdens de daaropvolgende bewerkingsstappen.

15 Figuur 4 illustreert een ander voorbeeld van de afdich tingsring die geïnstalleerd is op het immersielithografie systeem in overeenstemming met de onderhavige beschrijving.

De immersie printsectie 400 van het lithografiesysteem is getoond met een beweegbare waferklauwplaat/-tafel 402 waarin 20 vacuüm kanalen 404 opgenomen zijn voor het vasthouden en het bevestigen van de met fotoresist beklede wafer 406 op de wafertafel 402. De waferklauwplaat/-tafel 402 is gebouwd met een dubbele trapuitsparing in het bovenoppervlak. De eerste trapuitsparing 405 van de waferklauwplaat/-tafel 402 met 25 dubbele trapuitsparing, is gebouwd met een uitsparing die nagenoeg overeenstemt met de omtrek en dikte van het wafersubstraat 406 om het plaatsen van de wafer zodanig mogelijk te maken dat het bovenvlak van de wafer zich op dezelfde hoogte bevindt en samenvalt met (of coplanair is met) het 30 bovenvlak van het eerste trapuitsparingsgebied. De trapuitsparing 407 is zodanig gebouwd dat de afdichtingsring 418 binnen de omtrek van de uitsparing geplaatst kan worden, zodanig dat de afdichtingsring 418 contact maakt met de bui- Λ 12 tenrand van het wafersubstraat 406, waarbij de ring overlapt en eveneens contact maakt met een klein deel 409 van de tweede trapuitsparing van de waferklauwplaat/-tafel 402, welk deel grenst aan de wafer. De diepte van de twee trapuitspa-5 ring 407 is zodanig afgemeten dat de bovenkant van de geplaatste afdichtingsring 418 zich op dezelfde hoogte bevindt als en samenvalt met (of coplanair is met) de buitenrand, bovenvlak van de niet uitgespaarde gebieden van de waferklauwplaat/-tafel 402.

10 Het immersiefluïdum 408 is getoond als zijnde gelegen naast de rand van het wafersubstraat 406 om een bewerking op de fotoresistgebieden uit te voeren. Het immersiefluïdum 408 is gelegen op de met fotoresist beklede wafer 406, en bestaat uit een immersiefluïdum dat het volledig ruimtelijk volume 15 tussen de wafer en het laatste objectieflenselement 410 inneemt. De dubbele trapstructuur van de waferklauwplaat/-tafel uitsparing laat toe dat de afdichtingsring 418 het immersiefluïdum in het immersiegebied 409 afdicht. De illustratie van figuur 4 toont eveneens dat een bijkomende uitwaartse stroom 20 van het immersiefluïdum geëlimineerd wordt. Het voorbeeld van figuur 4 is eveneens zeer effectief voor het controleren van het gebruik en van de stroom van het immersiefluïdum in het immersielithografie systeem, evenals voor het minimaliseren van waferrand deeltjesvervuiling die in het immersielithogra-25 fie systeem en op het wafersubstraatoppervlak geïntroduceerd wordt.

Verder wordt opgemerkt dat de ontwerpen en types van de waferklauwplaten/-tafels en van de afdichtingsring variabel kunnen zijn zolang een effectieve afdichting van het immer-30 siegebied en van de immersiefluïda verkregen worden. Als een voorbeeld kan een flexibele afdichtingsring zodanig ontworpen en gebouwd zijn dat de ring zich uitstrekt tot voorbij het afdekken van de waferklauwplaat/-tafel en zich naar beneden 13 uitstrekt om gedeeltelijk de klauwplaat/tafel af te dekken of af te schermen (niet getoond). Een ander ontwerp kan een semi-stijve, zeer vlakke afdichtingsring zijn voor het plaatsen op een waferklauwplaat/-tafel met kleinere diameter, 5 zodanig dat de afdichtingsring zich op dit zelfde vlak uitstrekt ver achter de buitenrand van de waferklauwplaat/-tafel (eveneens niet getoond).

De beschreven afdichtingsring kan op het wafersubstraat en de waferklauwplaat/-tafel geplaatst worden en daarvan 10 verwijderd worden door gebruik te maken van een beschreven afdichtingsring-dragerinrichting. De beschreven afdichtings-ringdrager is opgenomen in de immersieprintsectie van het immersielithografie systeem als een uitzetbare, intrekbare arm die bewogen wordt in een positie die rechtstreeks uitge-15 lijnd is over de afdichtingsring voor de plaatsing en verwijdering daarvan. Nadat deze rechtstreeks over de afdichtingsring gepositioneerd is, kan de arm van de afdichtingsringdra-ger verticaal bewegen voor het plaatsen of het verwijderen van de afdichtingsring op de waferklauwplaat/-tafel. Wanneer 20 de arm van de afdichtingsringdrager zich in een positie met een verbonden afdichtingsring van de waferklauwplaat/-tafel bevindt, dan kunnen de afdichtingsringarm en -drager zich intrekken en naar een andere positie weg van de waferklauwplaat/-tafel bewegen om de opslag van of een alter-25 natieve plaatsing van de afdichtingsring uit te voeren. In de afdichtingsringdrager zijn vacuüm kanalen ingebouwd welke uitmonden in kleine vacuüm poorten bij bepaalde locaties voor het bevestigen, oppikken en overbrengen van de afdichtingsring door de vacuüm kracht.

30 Figuur 5 illustreert een dwarsdoorsnede van een voorbeeld van het beschreven afdichtingsring-dragersamenstel dat opgenomen is in een immersielens lithografiesysteem in overeenstemming met de onderhavige uiteenzetting. Het 14 waferklauwplaat/-tafel 400 samenstel is getoond met een af-dichtingsring 418 die geplaatst werd in zijn werkpositie op het bovenvlak van de waferklauwplaat/-tafel 402 en op het oppervlak van het wafersubstraat 406. Het afdichtingsring-5 dragersamenstel 500 is getoond in een positie die onmiddellijk boven de afdichtingsring 418 uitgelijnd is. Het afdich-tingsring transportsamenstel 500 omvat een afdichtingsring-drager 502 die verbonden is met een afdichtingsringarm 504 .

In de afdichtingsringarm 504 en in de afdichtingsringdrager 10 502 zijn vacuüm kanalen 506 aanwezig. Op bepaalde plaatsen van de afdichtingsringdrager zijn er afdichtingsring contactpunten 508 aanwezig met open poorten om de vacuüm kracht aan te leggen om de afdichtingsring 418 te bevestigen, op te pikken en te bewegen wanneer de afdichtingsringarm 504 van de 15 afdichtingsringdrager 502 bewogen wordt om contact te maken met de afdichtingsring. Merk op dat het afdichtingsring-dra-gersamenstel 500 uitgezet en ingetrokken kan worden in hetzelfde x-y vlak. Nadat het afdichtingsring-dragersamenstel 500 in een voorafbepaalde uitgestrekte positie is geplaatst, 20 kan het samenstel op en neer bewogen worden in de verticale richting of in de z-as richting om contact te maken met de afdichtingsring 418. Het afdichtingsring transportsamenstel 500 kan eveneens gebruikt worden om de afdichtingsring 418 naar een opslagplaats of een andere plaats weg van het 25 waferklauwplaat/-tafel samenstel 400 te bewegen.

Figuren 6A tot 6D illustreren onderaanzichten van een aantal verschillende voorbeelden van de beschreven afdichtingsringdrager in overeenstemming met de onderhavige uiteenzetting. De volgende beschreven afdichtingsring dragerontwer-30 pen, 6A tot 6D, werken alle zoals voorheen beschreven, maar elk ontwerp wordt gekenmerkt door een unieke verschillende fysische opbouw en/of vorm. Figuur 6A is een afdichtingsdra-ger die gebouwd is als een ringstructuur. Een ringvormige 15 afdichtingsringdrager 604 is verbonden met het uiteinde van een afdichtingsring-dragerarm 602. De ringvormige afdichtingsringdrager 604 is zodanig afgemeten dat de omtrek een diameter van de afdichtingsringdrager nagenoeg dezelfde zijn 5 als deze van de afdichtingsring. In de afdichtingsring-dragerarm 602 en in de afdichtingsringdrager 604 zijn vacuüm kanalen 606 ingebouwd om het vacuüm te verspreiden en te leiden naar de kleine vacuüm poortopeningen 608 welke gelegen zijn op bepaalde afdichtingsring contactplaatsen van de af-10 dichtingsringdrager 604.

Figuur 6B is een afdichtingsdrager die gebouwd is als een opvouwbare kruisstructuur. Een afdichtingsringdrager met opvouwbare kruisstructuur die bestaat uit één vaste arm 604 en één opvouwbare arm 605, is verbonden met het uiteinde van 15 een dragerarm 602 van de afdichtingsring. De ene opvouwbare arm 605 is uitgeplooid in een zodanige positie dat zijn as loodrecht staat op de as van de vaste arm 604, ter vorming van een kruisvorm wanneer de afdichtingsringarm 602 uitgezet is in zijn werkpositie. In de afdichtingsring-dragerarm 602 20 en in de twee kruisarmen 604 en 605 van de afdichtingsringdrager zijn vacuüm kanalen 606 ingebouwd om het vacuüm te verspreiden en te leiden naar de kleine vacuüm poortopeningen 608 die gelegen zijn op bepaalde afdichtingsring contactplaatsen van de afdichtingsring-dragerarmen 604 en 605. De 25 configuraties van de afdichtingsring-dragerarmen 604 en 605 en de plaatsing van de vacuüm poortopeningen 608 zijn zodanig dat de poortopeningen contact kunnen maken met de afdichtingsring 610. Merk op dat de beweegbare afdichtingsring-dragerarm 605 bewogen en uitgelijnd wordt in de niet uitge-30 plooide positie voor het oppikken en bewegen van de afdichtingsring 610. De uitgeplooide positie van de beweegbare kruisarm 604 is zodanig dat de vouwarm 605 uitgeplooid wordt in de richtingen f bij een scharnierpunt p om de plooiarm 605 16 uit te lijnen. Het uitplooibaar kenmerk van dit afdichtings-ring dragerontwerp laat toe dat de afdichtingsringdrager een kleiner, compact hardwareprofiel verkrijgt voor zijn opslag en bewegingen in het immersielithografie systeem.

5 Figuur 6C is een afdichtingsdrager die gebouwd is als een ander opvouwbaar structuurontwerp. Een opvouwbare structuur-afdichtingsringdrager bestaande uit één vaste arm 604 en twee opvouwbare armen 605a en 605b, is verbonden met de afdichtingsring-dragerarm 602. In de afdichtingsring-drager-10 arm 602 en in de twee uitvouwbare armen 605a en 605b zijn vacuüm kanalen 606 ingebouwd zodanig dat kleine vacuüm poortopeningen 608 uitgelijnd zijn met een ringvorm met een omtrek en diameter die nagenoeg dezelfde zijn als deze van de afdichtingsring 610. De twee uitvouwbare armen 605a en 605b 15 moeten niet noodzakelijk dezelfde lengte en afmetingen hebben, maar worden uitgevouwen bij een scharnierpunt p dat gelegen is aan het einde dat verbonden is met de afdichtingsring-dragerarm 602. Elke uitvouwbare arm 605a of 605b is uitvouwbaar naar zijn werkpositie na het uitzetten 20 van de afdichtingsring-dragerarm 602 naar zijn werkpositie. Wanneer de afdichtingsring-dragerarm 602 ingetrokken moet worden, vouwen de twee uitvouwbare armen 605a en 605b naar binnen in de richtingen f die beginnen bij het scharnierpunt p om de opgevouwen armen uit te lijnen boven of onder de 25 vaste arm 604. Het uitvouwbaar afdichtingsring dragerontwerp van figuur 6C laat eveneens toe dat een kleiner, compact hardwareprofiel verkregen wordt voor de afdichtingsringdrager voor de opslag en bewegingen daarvan binnen het immersielithografie systeem.

30 Figuur 6D illustreert een afdichtingsringdrager zonder vaste armen en met enkel twee uitvouwbare armen 605a en 605b. Zoals voor de uitvouwbare armen van het voorbeeld van figuur 6C, kunnen de twee uitvouwbare armen 605a en 605b elk naar » 17 binnen vouwen in de richtingen f bij een scharnierpunt p dat gelegen is aan het einde dat verbonden is met de afdichtingsring-dragerarm 602. Dit voorbeeld heeft minder vacuüm verbindingsopeningen en minder armen om de flexibili-5 teit van verschillende afdichtingsarm- en afdichtingsdrager-ontwerpen te helpen aantonen. De voorgestelde voorbeelden van verschillende afdichtingsarmen en afdichtingsdragerontwerpen voeren alle de vereiste functies van het verbinden, oppikken en bewegen van de beschreven afdichtingsringen uit.

10 Het beschreven systeem en de beschreven werkwijze waarin gebruik wordt gemaakt van de beschreven afdichtingsring en afdichtingsringdrager verschaffen een effectief middel voor het bevatten van het immersiefluïdum tijdens de immersieli-thografie belichtingsstappen. Het plaatsen van een zachte 15 afdichtingsring op de rand van het wafersubstraatoppervlak en van de waferklauwplaat/-tafelomtrek vergemakkelijkt het bevatten van het immersiefluïdum op het wafersubstraat en van immersiefluïdumreservoirs bij de wafersubstraatrand tijdens de volledige immersielithografie verwerking. De beschreven 20 afdichtingsring wordt geplaatst in en verwijderd uit zijn werkpositie via het gebruik van een beschreven afdichtingsring-dragerinrichting. Het immersiefluïdum wordt gecontroleerd en behouden zonder veel verspilling en verlies. Bovendien minimaliseert het gebruik van de beschreven afdich-25 tingsring eveneens het inbrengen van deeltjes in het immersief luïdum door te vermijden dat het immersiefluïdum contact maakt met de afgedekte waferrand. Bijgevolg bereiken de im-mersielithografie en de daaropvolgende bewerkingsstappen een hogere kwaliteit en integriteit, en het genereren van fotore-30 sistbeelden en -patronen met minder storingen en defecten.

De onderhavige uiteenzetting verschaft verschillende voorbeelden om de flexibiliteit te illustreren en om te illustreren hoe de beschreven afdichtingsring en afdichtings- % 18 ringdrager geïmplementeerd kunnen zijn. De beschreven werkwijzen en inrichtingen kunnen gemakkelijk geïmplementeerd worden in bestaande systeemontwerpen en -stromen evenals in hun fabricagefaciliteiten en -bewerkingen. De werkwijzen en 5 inrichtingen van de onderhavige uiteenzetting kunnen eveneens geïmplementeerd worden in de huidige immersielithografie systemen die gebruik maken van een geavanceerde technologie met lichtgolflengtes van 150 nm tot 450 nm, evenals in de toekomstige systemen die gebruik maken van nog kortere golf-10 lengtes. De beschreven werkwijzen en het gespecifieerd systeem zullen het vervaardigen van geavanceerde halfgeleider inrichtingen met hoge betrouwbaarheid, hoog rendement en hoge kwaliteit toelaten.

De uiteenzetting hierboven verschaft vele verschillende 15 uitvoeringsvormen of -voorbeelden voor het implementeren van verschillende kenmerken van de uiteenzetting. Specifieke voorbeelden van componenten en processen werden beschreven om de uiteenzetting te helpen verduidelijken. Deze zijn uiteraard slechts voorbeelden en zijn niet bedoeld om de uiteen-20 zetting die beschreven wordt in de conclusies te beperken.

Hoewel de uitvinding hier geïllustreerd en beschreven werd als zijnde opgenomen in een ontwerp voor het uitvoeren van immersielithografie, is de uitvinding desalniettemin niet bedoeld om beperkt te zijn tot de getoonde details, aangezien 25 verschillende wijzigingen en structurele veranderingen gemaakt kunnen worden aan de uitvinding zonder het wezen van de uitvinding te verlaten en binnen de beschermingsomvang en het bereik van de equivalenten van de conclusies. Dienovereenkomstig is het toepasselijk dat de conclusies in bijlage breed 30 geïnterpreteerd worden en op een wijze die verenigbaar is met de beschermingsomvang van de uiteenzetting zoals uiteengezet in de volgende conclusies.

1030443'

Claims (27)

1. Immersielithografie systeem omvattende: een fluïdum bevattend middel voor het verschaffen van een 5 immersiefluïdum voor het uitvoeren van een immersielithografie op een wafer; een afdichtingsring die een voorafbepaald deel van een waferrand afdekt om te vermijden dat het immersiefluïdum langs het afgedekt deel van de waferrand weglekt, terwijl het 10 immersiefluïdum gebruikt wordt voor de immersielithografie; met het kenmerk, dat het systeem verder omvat: een afdichtingsringdrager met één of meer armen voor het daarmee verbinden van de afdichtingsring, om de afdichtingsring te plaatsen op en te verwijderen van de 15 wafer.

2. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het systeem verder een wafertafel voor het opnemen van de wafer omvat.

3. Systeem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de 20 wafertafel verder een uitsparing heeft voor het opnemen van de wafer, waarbij een oppervlak van de wafer coplanair is met een oppervlak van het afgedekt deel van de waferrand.

4. Systeem volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de uitsparing een dubbele trapsstructuur heeft, en waarbij de 25 afdichtingsring coplanair is met een buitenrand van de uitsparing.

5. Systeem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de wafer gepositioneerd is op de wafertafel zonder deze in een uitsparing te plaatsen.

6. Systeem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de wafertafel een vacuüm kracht gebruikt om de wafer daarop vast te houden. 1 030443 »

7. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afdichtingsring zich uitstrekt tot voorbij de waferrand.

8. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afdichtingsring een zachte afdichtingsring is.

9. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afdichtingsring vervaardigd is uit rubber. *

10. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afdichtingsring vervaardigd is uit mylar.

11. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 10 afdichtingsring vervaardigd is uit Teflon.

12. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afdichtingsringdrager een vacuüm kracht gebruikt voor het bevestigen van de afdichtingsring.

13. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 15 afdichtingsringdrager tenminste één vaste arm heeft.

14. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afdichtingsringdrager tenminste één uitvouwbare arm heeft.

15. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afdichtingsringdrager ringvormig is.

16. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het systeem verder omvat: een wafertafel met een uitsparing voor het opnemen van een wafer; een fluïdum bevattend middel voor het verschaffen van een 25 immersiefluïdum voor het uitvoeren van een immersielithografie op een wafer; een afdichtingsring die een voorafbepaald deel van een waferrand afdekt om te vermijden dat het immersiefluïdum langs het afgedekt deel van de waferrand weglekt, terwijl het 30 immersiefluïdum gebruikt wordt voor de immersielithografie; waarbij een oppervlak van de wafer coplanair is met een oppervlak van het bedekt deel van de waferrand; % waarbij de afdichtingsring met één of meer armen een vacuüm kracht gebruikt voor het daaraan bevestigen van de afdichtingsring, om de afdichtingsring te plaatsen op en te verwijderen van de wafer.

17. Systeem volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de uitsparing een dubbele trapsstructuur heeft, waarbij de afdichtingsring coplanair is met een buitenrand van de uitsparing.

18. Systeem volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de 10 wafertafel een vacuüm kracht gebruikt om de wafer daarop vast te houden.

19. Systeem volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de afdichtingsring een zachte afdichtingsring is.

20. Systeem volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de 15 afdichtingsring vervaardigd is uit een flexibel afdichtingsringsmateriaal.

21. Systeem volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de afdichtingsringdrager tenminste één vaste arm heeft.

22. Systeem volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de 20 afdichtingsringdrager tenminste één uitvouwbare arm heeft.

23. Immersielithografiewerkwijze omvattende: het plaatsen van een wafer in een uitsparing op een wafertafel; en het uitvoeren van een immersielithografie proces op de 25 wafer gebruikmakend van een immersiefluïdum, waarbij de afdichtingsring vermijdt dat het immersiefluïdum weglekt via het afgedekt deel van de waferrand, met het kenmerk, dat een afdichtingsringdrager gebruikt wordt voor het bevestigen van de afdichtingsring en dat een afdichtingsring geplaatst 30 wordt voor het afdekken van een voorafbepaald deel van een waferrand. **

24. Werkwijze volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat een oppervlak van de wafer coplanair is met een oppervlak van het afgedekt deel van de waferrand.

25. Werkwijze volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat 5 het plaatsen van de wafer verder het verbinden van de wafer met de wafertafel, gebruikmakend van een vacuüm kracht, omvat.

26. Werkwijze volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat het plaatsen verder het uitzetten van één of meer uitvouwbare 10 armen van de afdichtingsringdrager voor het daarmee verbinden van de afdichtingsring, omvat.

27. Werkwijze volgens conclusie 23, verder omvattende het verwijderen van de afdichtingsringdrager na het plaatsen van de afdichtingsring. 1030443