浸入式光刻系统技术方案

在浸入式光刻中，浸入流体（３０）位于晶片（２８）和透镜（２４）之间，所述透镜用于穿过浸入流体（３０）将图像投影在晶片（２８）上。为了抑制来自浸入流体的蒸发，在浸入流体周围输送被浸入流体成分饱和的净化流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及浸入式光刻系统，并涉及执行浸入式光刻的方法。光刻是半导体器件制造中重要的工艺步骤。总的来看，在光刻中通过成像至光致抗蚀剂层上的图案将电路设计转移至晶片，所述光致抗蚀剂层沉积在晶片表面上。在将新的设计转移至晶片表面之前，晶片历经各种刻蚀和沉积工艺。该循环过程继续，形成多层半导体器件。使用光刻可印刷的最小特征尺寸由分辨率极限W确定，该极限由瑞利(RayLeigh)等式定义W=k1λNA---(1)]]>其中k1为分辨率因子，λ为暴露辐射的波长，NA为数值孔径。在半导体器件制造使用的光刻工艺中，为了提高光学分辨率，使用非常短波长的辐射是有益的，以便可以准确复制器件中非常小的特征。在现有技术中，已经使用了各种波长的单色可见光，并且最近已经使用了深紫外(DUV)范围内的辐射，包括使用Ar F准分子激光器产生的193nm的辐射。NA值由透镜的受光角α以及透镜周围介质的折射率(n)确定，并可以由下式给出NA＝nsinα(2)对于纯净干燥的空气(CDA)，n值为1，因此对于使用CDA作为透镜和晶片之间介质的光刻技术，NA的物理极限为1，而实际极限目前大约为0.9。浸入式光刻是用于通过增加NA值以及增加焦深(DOF)或垂直处理宽度(vertica1 process latitude)来提高光学分辨率的公知技术。参考附图说明图1，在该技术中，具有折射率n＞1的液体10放置在投影器件14的物镜12的下表面和位于可移动晶片台18上的晶片16的上表面之间。放置在透镜12和晶片16之间的液体理想地应当在193nm具有低光吸收，与沉积在晶片表面上的光致抗蚀剂和透镜材料相兼容，并具有良好的均匀性。通过超纯脱气水可以满足这些标准，对于193nm的光，超纯脱气水具有n≈1.44的折射率。与透镜和晶片之间的介质为CDA的技术相比，n值增加将增加NA的值，这反过来降低了分辨率极限W，使得可以复制更小的特征。虽然对于当代的透镜几何结构，超纯水是理想的，但是对于超级NA透镜几何结构将需要更高折射率液体。例如，具有所需折射率的有机液体可以代替超纯水。然而，这将要求对液体-光致抗蚀剂和液体-透镜相互作用进行大量的研究并对适于输送和排出的液体系统进行开发。结果，目前更有吸引力选择是将一种或者多种化合物添加至水中以增加水的折射率。这种化合物可以是有机、极性化合物或者无机离子化合物。当前研究偏爱具有相对较大离子的无机盐，例如硫酸铯。为了得到尽可能高的折射率，应当将无机盐和超纯水的溶液混合以具有高饱和度。与这种饱和溶液使用相关的问题在于，在浸入式光刻期间，在透镜和液体溶液之间的界面处以及在晶片和液体溶液之间的界面处将不可避免地存在一些超纯水的蒸发，这将在来自超饱和溶液的溶质微晶体的界面处导致沉积，因此在这些界面处存在沉积。至少本专利技术优选实施例的目标是提供一种在浸入式光刻系统中抑制位于透镜和晶片之间的浸入液体蒸发的系统。在第一方面，本专利技术提供了一种浸入式光刻系统，包括晶片台；透镜，用于将图像投影至位于所述晶片台上的晶片上；浸入流体提供装置，用于提供位于透镜和晶片之间的浸入流体；和净化流体输送装置，用于在提供的浸入流体周围输送被浸入流体成分饱和的净化流体。通过在浸入流体周围输送被浸入流体成分饱和的净化流体，可以抑制来自浸入流体的蒸发。这可以在颗粒的光刻期间阻止浸入流体和透镜、晶片和/或净化流体之间界面处的沉积。当浸入流体为纯液体时诸如超纯水，使用液体使净化流体饱和可以在光刻期间阻止在液体内形成的这些颗粒界面处例如来自光致抗蚀剂层的沉积。当浸入流体是溶液时，使用溶剂使净化流体饱和还可以抑制这些界面处的溶质沉积。净化流体可以包括纯净干燥的空气(CDA)、氮气或者不会与浸入流体发生不利反应的其他液体或气体之一，一个实例是包含有机或者无机溶质的水基溶液。在优选实施例中，所述系统包括一个容纳晶体台和透镜的外壳，所述净化流体提供系统被构造成向外壳提供净化流体流。该外壳可以辅助保持浸入流体周围的饱和环境，因此在第二方面中，本专利技术提供了一种浸入式光刻系统，包括容纳晶片台和透镜的外壳，所述透镜用于将图像投影至位于晶片台上的晶片上；用于将浸入流体提供至外壳内的浸入流体提供装置，在使用中穿过浸入流体所述透镜将图像投影在晶片上；和净化流体输送装置，用于穿过外壳输送被浸入流体成分饱和的净化流体。在第三方面中，本专利技术提供了一种执行浸入式光刻的方法，所述方法包括以下步骤使浸入流体位于晶片和透镜之间；穿过浸入流体将图像投影至晶片上；和在浸入流体周围输送被浸入流体成分饱和的净化流体。在第四方面，本专利技术提供了一种执行浸入式光刻的方法，所述方法包括以下步骤提供容纳透镜的外壳；将晶片定位在外壳内部，以使透镜将图像投影至晶片上；在外壳内部将浸入流体保持在透镜和晶片之间；和穿过外壳输送被浸入流体成分饱和的净化流体。与本专利技术的系统方面相关的上述特征同样适用于方法方面，反之亦然。现在将通过实例参考附图进一步描述本专利技术的实施例，其中图1示意性地示出了公知的浸入式光刻系统；和图2示意性地示出了根据本专利技术的浸入式光刻系统的实施例。参考图2，浸入式光刻系统20包括在受控环境中容纳成像透镜24和晶片台26的外壳22。所述成像透镜24为光学系统的最终光学部件，用于将图像投影至光致抗蚀剂层上，所述光致抗蚀剂层形成在位于晶片台26上的晶片28的表面上。晶片台26可以包括用于将晶片28保持在晶片台上的任何适合机构，例如真空系统，并且所述晶片台可移动，以将晶片28准确定位在成像透镜24的下方。浸入流体30通过浸入流体提供系统保持在透镜24和晶片28之间。该系统包括围绕透镜24的浸入流体分配器32，以分配局部位于透镜24和晶片28之间的流体30。可以使用一种或者多种不同的空气密封(未示出)以阻止浸入流体进入系统的其他部分，例如用于移动晶片台26的机构。由于在光刻期间颗粒的产生以及光致抗蚀剂层的除气作用，理想的是，保持透镜24和晶片28之间浸入流体的稳定流动。在图2示出的实施例中，浸入流体提供系统包括抽气系统，通常用附图标记34示出，用于从透镜24和晶片28之间抽取浸入流体30，所述分配器32用于补充浸入流体30以在透镜24和晶片28之间保持浸入流体30的量基本恒定。通常以附图标记36示出的浸入流体供应用于从其源38向分配器32提供浸入流体。可选地，从外壳22抽取的浸入流体可以再循环并回流至分配器32。适合的浸入流体的实例是超纯脱气水，这是由于其相对空气(具有的折射率为1)具有1.44的较高折射率以及与透镜材料和光致抗蚀剂的兼容性。为了进一步增加折射率，可以将有机或者无机化合物添加至水中以形成饱和溶液。在两种情况下，在光刻工艺期间水的蒸发可以导致在透镜24和浸入流体30之间界面处以及晶片28和浸入流体30之间的界面处形成沉积。在浸入流体是纯液体时，诸如超纯水，这些沉积的源是在光刻期间形成的颗粒，而在浸入流体是溶液时，这些颗粒可额外地包括溶质的微晶体。为了抑制光刻期间来自浸入流体30的液体或者溶质的蒸发，提供了净化流体提供系统以向外壳22(尤其是在外壳22内浸入流体30周围)提供净化流体，所述净化流体被液体饱和或者根据情况可能被浸入流体30的溶质饱和。净化流体从源40经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浸入式光刻系统，包括：晶片台；透镜，用于将图像投影至位于所述晶片台上的晶片上；浸入流体提供装置，用于提供位于透镜和晶片之间的浸入流体；和净化流体输送装置，用于在提供的浸入流体周围输送被浸入流体成分饱和的净化流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RB格兰特，PA斯托克曼，
申请(专利权)人：英国氧气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]