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Dokumentenidentifikation DE102004063246A1 12.01.2006
Titel Flüssige Zusammensetzung für die Immersions-Lithographie und Lithographieverfahren unter Verwendung derselben
Anmelder Hynix Semiconductor Inc., Ichon, Kyonggi, KR
Erfinder Kong, Keun Kyu, Icheon, Gyeonggi, KR;
Kim, Hyoung Ryeun, Icheon, Gyeonggi, KR;
Kim, Hyeong Soo, Yongin, Gyeonggi, KR;
Jung, Jae Chang, Seoul, KR;
Lee, Sung Koo, Seoul, KR
Vertreter PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR, 80801 München
DE-Anmeldedatum 29.12.2004
DE-Aktenzeichen 102004063246
Offenlegungstag 12.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.01.2006
IPC-Hauptklasse G03F 7/00(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse G03F 7/20(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      
Zusammenfassung Die Erfindung offenbart die Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung für die Immersionslithographie und ein Lithographieverfahren, das die Zusammensetzung verwendet. Die flüssige Zusammensetzung schließt mindestens einen nicht ionischen, oberflächenaktiven Stoff ein, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem Polyvinylalkohol, einer Pentaerythrit-basierten Verbindung, einem Polymer, das ein Alkylenoxid enthält, und einer Verbindung, die dargestellt ist durch Formel I:
<formula>
worin R ein lineares oder verzweigtes, substituiertes C1-C40-Alkyl und n eine ganze Zahl im Bereich von 10 bis 10000 ist. Die Oberflächenspannung der flüssigen Zusammensetzung wird durch den nicht ionischen, oberflächenaktiven Stoff herabgesetzt, wodurch das Problem, dass die flüssige Zusammensetzung die Feinstruktur des Wafers nicht vollständig auffüllt oder zum Teil auf einem Wafer mit einer feinen Struktur konzentriert ist, gelöst wird und Mikrobläschen zwischen dem Photoresistfilm und der flüssigen Zusammensetzung entfernt werden.

Beschreibung[de]
Hintergrund der Offenbarung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flüssige Zusammensetzung für die Immersions-Lithographie und ein Lithographieverfahren, genauer eine flüssige Zusammensetzung für die Immersions-Lithographie in einem lithographischen Verfahren zur Entwicklung von Bausteinen von weniger als 50 Nanometern (nm) und ein lithographisches Verfahren unter Verwendung derselben.

Beschreibung der zugehörigen Technologie

Das derzeit verwendete Lithographieverfahren ist vom Trocken-Lithographie-Typ, das ein Belichtungssystem zum Einbringen von Luft zwischen einer Belichtungslinse und einem Wafer verwendet.

Im Falle des Trockenlithographieverfahrens verwendet ein neues Belichtungssystem zur Entwicklung von 50 nm Anordnungen einen F2-Laser oder einen Laser für extrem ultraviolettes Licht (EUV) als Lichtquelle. Demzufolge stellt der F2-Laser ein Problem in der Entwicklung von Filmen und der EUV-Laser ein Problem in der Entwicklung von Masken und Lichtquellen dar, wodurch ein Nachteil bei der Massenproduktion der Anordnungen besteht.

Um das oben beschriebene Problem zu lösen, wurde als neues Lithographieverfahren ein Immersions-Lithographie-Verfahren entwickelt.

Die Immersions-Lithographie verbessert die Auflösungskraft bzw. -stärke durch Einbringen einer Flüssigkeit zwischen einer letzten Projektionslinse und einem Wafer und verbessert die numerische Apertur (hiernach abgekürzt als „NA") des optischen Systems entsprechend einem Brechungsindex der Flüssigkeit. Hierbei besitzt die durch die Flüssigkeit gesandte Lichtquelle eine tatsächliche Wellenlänge entsprechend einem Wert, der durch Teilen der Wellenlänge in Luft durch den Brechungsindex eines entsprechenden Mediums erhalten wird. Daher verringert sich z.B. die Wellenlänge des das Medium verlassenden ArF-Lasers, wenn Licht mit einer Wellenlänge von 193 nm (ArF-Laser) durch ein wässriges Mediuim hindurchgeht von 193 nm auf 134 nm (ausgehend von dem Brechungsindex von Wasser mit 1,44), was zu derselben Wirkung wie bei einer Quelle mit kürzerwelligem Licht, wie z.B. dem F2-Laser (157 nm), führt.

1 zeigt ein Diagramm, das die vorteilhaften Punkte eines Immersions-Belichters darstellt. Wie dargestellt wird für die Tiefenschärfe (hiernach als "DOF" (depth of focus) abgekürzt) gezeigt, dass sie ansteigt, wenn die NA auf einen gegebenen Wert festgesetzt wird. Wenn die NA auf größer als 1 wächst, wird die Auflösungsfähigkeit der Linse verbessert.

Zur Entwicklung von 50 nm Bauelementen ist eine flüssige Zusammensetzung für die Immersions-Lithographie erforderlich, um das oben beschriebene Immersions-Lithographie-Verfahren zu verwenden. Hierbei sollte die flüssige Zusammensetzung für die Immersions-Lithographie vollständig eine feinstrukturierte Oberfläche eines Wafers bedecken, und Mikrobläschen sollten vollständig zwischen dem Photoresistfilm und der flüssigen Zusammensetzung entfernt sein.

2 zeigt ein Querschnittsdiagramm eines Beispiels, das ein Problem bei einem herkömmlichen Immersions-Lithographie-Verfahren darstellt. Wenn eine flüssige Zusammensetzung 20 für die Immersions-Lithographie auf einem Wafer 10 mit einer Feinstruktur aufgetragen wird, zeigt 2, dass die flüssige Zusammensetzung 20 nicht vollständig die Feinstruktur des Wafers 10 auffüllt (dargestellt durch „A").

Da die Teile, die nicht mit der flüssigen Zusammensetzung ausgefüllt sind, statt dessen mit Luft gefüllt sind, wird die Auflösungsfähigkeit des Musters aufgrund Unterschiedes in den Brechungsindizes der flüssigen Zusammensetzung und der Luft stark vermindert.

Zusammenfassung der Offenbarung

Offenbart hierin ist eine Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung für die Immersions-Lithographie. Die Zusammensetzung schließt einen Hauptbestandteil und ein Additiv ein, wobei der Hauptbestandteil Wasser und das Additiv ein nicht ionischer, oberflächenaktiver Stoff ist, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Polyvinylalkohol, einer Pentaerythrit-basierten Verbindung, einem ein Alkylenoxid enthaltendes Polymer, einer Verbindung repräsentiert durch Formel I unten und Mischungen davon. Die Verbindung der Formel I ist:

worin R ein lineares oder verzweigtes, substituiertes C1-C40 Alkyl und n eine ganze Zahl im Bereich von 10 bis 10.000 ist.

Die Erfindung offenbart auch ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements. Das Verfahren schließt das Bereitstellen eines Wafers, Ausbilden eines Photoresistfilms auf dem Wafer, Belichten des Photoresistfilms unter Verwendung der vorhergenannten, nicht ionische, oberflächenaktive Stoffe enthaltenden flüssigen Zusammensetzung, und Entwickeln des belichteten Photoresistfilms, um ein Photoresistmuster zu erhalten, ein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Für ein vollständigeres Verständnis der Erfindung soll auf die folgende ausführliche Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen verwiesen werden, worin:

1 ein Diagramm ist, das die vorteilhaften Punkte eines Immersions-Belichters zeigt;

2 ein Querschnittsdiagramm eines Beispiels ist, das ein Problem bei einem herkömmlichen Lithographieverfahren darstellt;

3a ein Querschnittsdiagramm ist, das ein badartiges Immersionslithographiegerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

3b ein Querschnittsdiagramm ist, das ein duschartiges Immersionslithographiegerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und

3c ein Querschnittsdiagramm ist, das ein Unterseetyp-Immersionslithographiegerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Während die offenbarte Erfindung verschiedene Ausführungsformen umfasst, sind in den Zeichnungen spezielle Ausführungsformen der Erfindung gezeigt (und werden hiernach beschrieben), wobei die Offenbarung und die Zeichnungen die Erfindung verdeutlichen sollen, und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung auf die hierin beschriebenen speziellen Ausführungsformen zu beschränken.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Es wird eine flüssige Zusammensetzung für die Verwendung zur Immersionslithographie bereitgestellt, die Wasser als einen Hauptbestandteil und einen nicht ionischen oberflächenaktiven Stoff als ein Additiv umfasst.

Der oben beschriebene oberflächenaktive Stoff sollte für Lichtquellen transparent sein, einen Brechungsindex ähnlich dem des Wassers besitzen, und mach Zugabe keine Blasen in der flüssigen Zusammensetzung für die Immersionslithographie erzeugen.

Der oberflächenaktive Stoff, der die oben beschriebenen Bedingungen erfüllt, ist vorzugsweise ein nicht ionischer, oberflächenaktiver Stoff, und bevorzugter enthält der nicht ionische, oberflächenaktive Stoff keine aromatische Gruppe.

Vorzugsweise ist der nicht ionische, oberflächenaktive Stoff aus einer Gruppe ausgewählt, bestehend aus einer Verbindung, dargestellt durch Formel I (unten gezeigt), Polyvinylalkohol, einer Pentaerythrit-basierten Verbindung, einem Polymer, das ein Alkylenoxid enthält, und Mischungen davon,

worin R ein lineares oder verzweigtes, substituiertes C1-C40 Alkyl und n eine ganze Zahl im Bereich von 10 bis 10.000 ist.

Vorzugsweise liegt der oberflächenaktive Stoff in einer Menge im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugter von 0,05 Gew.-% bis 1 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vor.

Eine Linse wird durch den oberflächenaktiven Stoff bei der Belichtung verunreinigt, wenn der oberflächenaktive Stoff 5 Gew.-% übersteigt, und die Wirkung des oberflächenaktiven Stoffs wurde als unbedeutend befunden, wenn der oberflächenaktive Stoff weniger als 0,01 Gew.-% beträgt.

Vorzugsweise wird die Verbindung der Formel I aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylencetylether, Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylenisooctylcyclohexylether, Polyoxyethylensorbitanmonolaurat, Polyoxyethylensorbitanmonostearat, Polyoxyethylensorbitantrioleat, und Mischungen davon.

Vorzugsweise besitzt der Polyvinylalkohol eine massegemittelte Molekülmasse im Bereich von 1.000 bis 150.000.

Vorzugsweise besitzt die Pentaerythrit-basierte Verbindung ein Molekulargewicht-Zahlenmittel im Bereich von 10 bis 10.000.

Vorzugsweise wird die Pentaerythrit-basierte Verbindung aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Pentaerythritethoxylat, Pentaerythritmonooleat und Mischungen davon.

Vorzugsweise besitzt das Polymer, das ein Alkylenoxid enthält, ein Molekulargewicht-Zahlenmittel im Bereich von 10 bis 20.000.

Das Alkylenoxid wird aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Buylenoxid und Kombinationen davon. Hier liegt das Alkylenoxid in einer Menge im Bereich von 70 Gew.-% bis 90 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Polymers, vor.

Die Wirkung des oberflächenaktiven Stoffes wird gemindert, wenn das Alkylenoxid mehr als 90 Gew.-% beträgt, und der oberflächenaktive Stoff ist nicht transparent, wenn er in Wasser gelöst ist, wenn das Alkylenoxid weniger als 70 Gew.-% beträgt.

Das Polymer, das das Alkylenoxid enthält, ist Polyethylenblockpoly(ethylenglycol), das 80 Gew.-% Ethylenoxid enthält und ein Molekulargewicht-Zahlenmittel von 2.250 besitzt, ein Poly(ethylenglycol)blockpoly(propylenglycol)blockpoly(ethylenglycol), das 82,5 Gew.-% Ethylenoxid enthält und ein Molekulargewicht-Zahlenmittel von 14.600 besitzt, oder ein Poly(ethylenglycol)blockpoly(propylenglycol)blockpoly(ethylenglycol), das 80 Gew.-% Ethylenoxid enthält und ein Molekulargewicht-Zahlenmittel von 8.400 besitzt.

Z.B. bedeutet, dass das Polyethylenblockpoly(ethylenglycol), das 80 Gew.-% Ethylenoxid enthält, einen Anteil von Poly(ethylenglycol) von 80 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Polyethylenblockpoly(ethylenglycols), besitzt.

In der flüssigen Zusammensetzung, in der das Wasser deionisiertes Wasser ist, besitzt es eine Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C, bevorzugter von 22°C bis 23°C, und ist gefiltert, um Unreinheiten zu entfernen.

Zusätzlich wird das deionisierte Wasser, von dem Unreinheiten durch den Filter entfernt wurden, mit dem oberflächenaktiven Stoff gemischt, und dann erneut gefiltert, um die offenbarte flüssige Zusammensetzung zur Immersionslithographie zu erhalten.

Die offenbarte flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie umfasst den oben beschriebenen nicht ionischen, oberflächenaktiven Stoff, der die Oberflächenspannung der flüssigen Zusammensetzung reduziert. Daher wird das Problem, dass die flüssige Zusammensetzung nicht vollständig aufgetragen ist oder teilweise auf einem Wafer mit einer Feinstruktur, wie auch auf einem gewöhnlichen Wafer, konzentriert ist, unter Verwendung der vorliegenden flüssigen Zusammensetzung gelöst, und Mikrobläschen zwischen einem Photoresistfilm und der flüssigen Zusammensetzung werden entfernt.

Es wird auch ein Immersionslithographiegerät, das eine Immersionslinseneinheit umfasst, eine Waferhalterung und eine Projektionslinseneinheit, worin die offenbarte flüssige Zusammensetzung zur Immersionslithographie in der Immersionslinseneinheit verwendet wird, offenbart.

Die oben beschriebene Immersionslinseneinheit ist so ausgelegt, dass sie einen empfangenden Teil, einen bereitstellenden Teil und einen zurückgewinnenden Teil der flüssigen Zusammensetzung für die Immersionslithographie besitzt.

Ein Wafer, der auf der Waferhalterung montiert ist, schließt einen Wafer mit einer Feinstruktur wie auch einen gewöhnlichen Wafer ein, und das offenbarte Immersionslithographiegerät ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem duschartigen Gerät, einem badartigen Gerät und einem unterseeartigen Gerät.

Bezug nehmend auf 3a wird ein Immersionslithographiegerät vom Badtyp dargestellt, das eine Immersionslinseneinheit 30 umfasst, sodass eine flüssige Zusammensetzung 20 zur Immersionslithographie die gesamte Oberfläche des Wafers 10 bedeckt.

Bezug nehmend auf 3b ist ein Immersionslithographiegerät vom Duschtyp dargestellt, das eine Immersionslinseneinheit 30 zur Aufnahme der flüssigen Zusammensetzung 20 für die Immersionslithographie in einem unteren Ende einer Projektionslinseneinheit 50 umfasst.

Bezug nehmend auf 3c ist ein Immersionslithographiegerät vom Unterseetyp dargestellt, das eine Immersionslinseneinheit 30 umfasst, worin eine Waferhalterung 40, die auf einem Wafer 10 angebracht ist, in die flüssige Zusammensetzung 20 zur Immersionslithographie eingetaucht wird.

Zusätzlich wird ein Immersionslithographieverfahren bereitgestellt, das die offenbarte flüssige Zusammensetzung zur Immersionslithographie verwendet.

Außerdem wird ein Halbleiterelement bereitgestellt, das unter Verwendung der offenbarten flüssigen Zusammensetzung zur Immersionslithographie hergestellt wurde.

Des weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterelements bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen eines Wafers, Bilden eines Photoresistfilms auf dem Wafer, Belichten des Photoresistfilms unter Verwendung der offenbarten flüssigen Zusammensetzung zur Immersionslithographie, und Entwickeln des belichteten Photoresistfilms, um ein Photoresistmuster zu erhalten.

Der oben beschriebene Wafer beinhaltet einen gewöhnlichen Wafer oder einen Wafer mit einer Feinstruktur.

Vorzugsweise umfasst der Belichtungsschritt das Senden einer Lichtquelle durch die flüssige Zusammensetzung.

Nachfolgend wird hier die vorliegende Erfindung detaillierter durch Verweis auf die Beispiele unten beschrieben, die die vorliegende Erfindung nicht beschränken sollen.

Herstellungsbeispiel 1

1 g Polyoxyethylenlaurylether, hergestellt durch Aldrich Co., Ltd. (Produkt Name: Brij 35), wurde in 500 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 2

1 g Polyoxyethylencetylether, hergestellt durch Aldrich Co., Ltd. (Produkt Name: Brij 58), wurde in 500 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 3

1 g Polyoxyethylenstearylether, hergestellt durch Aldrich Co., Ltd. (Produkt Name: Brij 78), wurde in 500 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 4

1 g Polyoxyethylenoleylether, hergestellt durch Aldrich Co., Ltd. (Produkt Name: Brij 98), wurde in 500 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 5

1 g Polyoxyethylenisooctylcyclohexylether, hergestellt durch Aldrich Co., Ltd. (Produkt Name: Triton X-100), wurde in 500 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 6

1 g Polyoxyethylensorbitanmonolaurat, hergestellt durch Aldrich Co., Ltd. (Produkt Name: Tween 20), wurde in 500 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 7

1 g Polyoxyethylensorbitanmonostearat, hergestellt durch Aldrich Co., Ltd. (Produkt Name: Tween 60), wurde in s0 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 8

1 g Polyoxyethylensorbitanmonooleat, hergestellt durch Aldrich Co., Ltd. (Produkt Name: Tween 80), wurde in 500 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 9

1 g Polyoxyethylensorbitantrioleat, hergestellt durch Aldrich Co., Ltd. (Produkt Name: Tween 85), wurde in 500 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 10

1 g Polyvinylalkohol mit einer massegemittelten Molekülmasse im Bereich von 13.000 bis 23.000 (Ald #34,840, 98–99 Gew.-% hydrolysiert) wurde in 300 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 11

1 g Polyvinylalkohol mit einer massegemittelten Molekülmasse im Bereich von 85.000 bis 146.000 (Ald #36,314, 98–99 Gew.-% hydrolysiert) wurde in 400 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 12

5 g Pentaerythritethoxylat mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel im Bereich von etwa 270 (Ald #41,615-0) wurde in 300 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 13

5 g Pentaerythritethoxylat mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel im Bereich von etwa 797 (Ald #41,873-0) wurde in 300 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 14

5 g Pentaerythritethoxylat mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel im Bereich von etwa 426 (Ald #41,874-9) wurde in 300 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 15

1 g Pentaerythritmonooleat, hergestellt durch Thornley (Produktname: Spipoest PEMO) wurde in 400 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 16

1 g Polyethylenblockpoly(ethylenglycol) (Aldrich #52590-1), das 80 Gew.-% Ethylenoxid enthält und ein Molekulargewicht-Zahlenmittel von 2.250 besitzt, wurde in 400 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 17

1 g Poly(ethylenglycol)blockpoly(propylenglycol)blockpoly(ethylenglycol) (Aldrich #54234-2), das 82,5 Gew.-% Ethylenoxid enthält und ein Molekulargewicht-Zahlenmittel von 14.000 besitzt, wurde in 400 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Herstellungsbeispiel 18

1 g Poly(ethylenglycol)blockpoly(propylenglycol)blockpoly(ethylenglycol) (Aldrich #41232-5)), das 80 Gew.-% Ethylenoxid enthält und ein Molekulargewicht-Zahlenmittel von 8.400 besitzt, wurde in 400 g deionisiertem Wasser gelöst, wodurch eine flüssige Zusammensetzung für die Immersionslithographie erhalten wurde.

Beispiele 1 bis 9

Für die Brechungsindizes der flüssigen Zusammensetzungen für die Immersionslithographie, die aus den Herstellungsbeispielen 1 bis 9 erhalten wurden, wurde gezeigt, dass diese im Bereich von 1,42 bis 1,44 lagen, was wünschenswert in der vorliegenden Erfindung war.

Beispiele 10 und 11

Für die Brechungsindizes der flüssigen Zusammensetzungen für die Immersionslithographie, die aus den Herstellungsbeispielen 10 und 11 erhalten wurden, wurde gezeigt, dass diese im Bereich von 1,42 bis 1,44 lagen, was wünschenswert in der vorliegenden Erfindung war.

Beispiele 12 bis 15

Für die Brechungsindizes der flüssigen Zusammensetzungen für die Immersionslithographie, die aus den Herstellungsbeispielen 12 bis 15 erhalten wurden, wurde gezeigt, dass diese im Bereich von 1,41 bis 1,44 lagen, was wünschenswert in der vorliegenden Erfindung war.

Beispiele 16 und 18

Für die Brechungsindizes der flüssigen Zusammensetzungen für die Immersionslithographie, die aus den Herstellungsbeispielen 16 bis 18 erhalten wurden, wurde gezeigt, dass diese im Bereich von 1,42 bis 1,44 lagen, was wünschenswert in der vorliegenden Erfindung war.

Wie oben erläutert, wird ein Immersionslithographieverfahren in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer flüssigen Zusammensetzung für die Immersionslithographie, der einen nicht ionischen, oberflächenaktiven Stoff als ein Additiv und Wasser als einen Hauptbestandteil umfasst, durchgeführt. Als Ergebnis wird die Oberflächenspannung der flüssigen Zusammensetzung durch den nicht ionischen, oberflächenaktiven Stoff vermindert, wodurch das Problem gelöst wird, dass die flüssige Zusammensetzung nicht vollständig bedeckt oder zum Teil auf einem Wafer mit feiner Struktur konzentriert ist, und Mikrobläschen zwischen dem Photoresistfilm und der flüssigen Zusammensetzung entfernt werden.

Die vorangegangene Beschreibung dient nur zum Verständnis der Erfindung und ist nicht einschränkend, da Änderungen im Umfang der Erfindung für den Fachmann offensichtlich sind.


Anspruch[de]
  1. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung, die einen Hauptbestandteil und ein Additiv umfasst, worin der Hauptbestandteil Wasser und das Additiv ein nicht ionischer, oberflächenaktiver Stoff ist, für die Immersionslithographie.
  2. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der nicht ionische, oberflächenaktive Stoff aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einer Verbindung, dargestellt durch Formel I, einem Polyvinylalkohol, einer Pentaerythritbasierten Verbindung, einem Polymer, das ein Alkylenoxid enthält, und Mischungen davon:
    worin R ein lineares oder verzweigtes, substituiertes C1-C40 Alkyl ist; und n eine ganze Zahl im Bereich von 10 bis 10.000 ist.
  3. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der nicht ionische, oberflächenaktive Stoff in einer Menge im Bereich von 0,01 Gewichtsprozent (Gew.-%) bis 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegt.
  4. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 3, worin der nicht ionische, oberflächenaktive Stoff in einer Menge im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 1 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegt.
  5. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin die Verbindung, die durch Formel I dargestellt ist, aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylencetylether, Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylenoleylether, Poly-oxyethylenisooctylcyclohexylether, Polyoxyethylensorbitanmonolaurat, Polyoxyethylensorbitanmonostearat, Polyoxyethylensorbitantrioleat und Mischungen davon.
  6. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin der Polyvinylalkohol eine massegemittelte Molekülmasse im Bereich von 1.000 bis 150.000 besitzt.
  7. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin die Pentaerythrit-basierte Verbindung ein Molekulargewicht-Zahlenmittel im Bereich von 10 bis 10.000 besitzt.
  8. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin die Pentaerythrit-basierte Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Pentaerythritethoxylat, Pentaerythritmonooleat und Mischungen davon.
  9. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin das Polymer, das ein Alkylenoxid enthält, ein Molekulargewicht-Zahlenmittel im Bereich von 10 bis 20.000 besitzt.
  10. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin das Alkylenoxid aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid und Kombinationen davon.
  11. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin das Alkylenoxid in einer Menge im Bereich von 70 Gew.-% bis 90 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Polymers, vorliegt.
  12. Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Wasser deionisiertes Wasser ist.
  13. Immersionslithographiegerät, das eine Immersionslinseneinheit, eine Waferhalterung und eine Projektionslinseneinheit umfasst, worin die flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1 in der Immersionseinheit verwendet wird.
  14. Immersionslithographiegerät nach Anspruch 13, worin das Gerät aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem Gerät vom Duschtyp (Shower-Type), einem Gerät vom Badtyp (Bath-Type) und einem Gerät vom Unterseetyp (Submarine-Type).
  15. Immersionslithographiegerät nach Anspruch 13, das zusätzlich einen auf einer Waferhalterung aufgebrachten Wafer umfasst, wobei der Wafer eine feine Struktur besitzt.
  16. Immersionslithographieverfahren, das die flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1 verwendet.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, wobei das Verfahren umfasst:

    (a) Bereitstellen eines Wafers;

    (b) Bilden eines Photoresistfilms auf dem Wafer;

    (c) Belichten des Photoresistfilms unter Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 1; und

    (d) Entwickeln des belichteten Photoresistfilms, um ein Photoresistmuster zu erhalten.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, worin der Wafer eine feine Struktur besitzt.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei Schritt (c) umfasst, dass eine Lichtquelle durch die flüssige Zusammensetzung geschickt wird.
  20. Halbleiterbauelement, hergestellt durch ein Verfahren, das folgendes umfasst:

    (a) Bereitstellen eines Wafers;

    (b) Bilden eines Photoresistfilms auf dem Wafer;

    (c) Belichten des Photoresistfilms unter Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 1; und

    (d) Entwickeln des belichteten Photoresistfilms, um ein Photoresistmuster zu erhalten.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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