进行湿浸式光刻的方法、湿浸式光刻系统、及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种湿浸式光刻的方法、湿浸式光刻系统、及装置，包括：湿浸液体座架，用于包含湿浸液体；夹片台，用于将涂布有光致刻蚀剂的半导体晶片放置在该湿浸液体座架内；以及镜头，紧邻该湿浸液体座架并且可被放置用于通过该湿浸液体而将影像投影在该涂布有光致刻蚀剂的半导体晶片上。本发明专利技术所述的湿浸式光刻的方法和装置可以使湿浸镜头反应室免于遭受缺陷附着。另外，本发明专利技术可以减少镜头、光致刻蚀剂、传感器、晶片夹片台和湿浸液体座架间的交互污染。另外，本发明专利技术还可以减少装置维修频率和复杂度。另外，本发明专利技术可以致使光致刻蚀剂表面免于遭受缺陷和水渍污染，或降低缺陷和水渍污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于半导体工艺，特别关于一种进行湿浸式光刻的方法、湿浸式光刻系统、及装置。
技术介绍
湿浸式光刻(immersion lithography)通常包括在半导体晶片上表面(例如，薄膜叠层)涂布光致刻蚀剂涂层、以及之后对该光致刻蚀剂曝光以得到图案。在曝光期间，可以使用去离子水填满曝光镜头(exposure lens)与光致刻蚀剂表面之间的空间，以增加聚焦景深(depth of focus；DOF)的适用范围。之后，可以进行一个或多个曝光后烘烤和/或其它工艺，例如使曝光后的光致刻蚀剂分开(例如，当上述光致刻蚀剂含有以高分子为基材的物质)，以使上述高分子致密和/或使任何在其它目标间的溶剂蒸发。接着，可以借由显影槽移除曝光后的光致刻蚀剂，其中在使用四甲基氢氧化铵(Tetra-methylammonium hydroxide；TMAH)之后，上述曝光后的光致刻蚀剂可溶于显影溶液。接着，可以进行去离子水清洗以移除水溶性高分子或其它溶解的光致刻蚀剂，并可以进行旋转干燥工艺以干燥晶片。之后，可以移动曝光、显影后的晶片进行后续工艺，或者也可以在借由烘烤以使光致刻蚀剂表面的水气蒸发后再进行移动。湿浸式光刻装置可以包括在其它可能组件间的湿浸式扫描仪去离子槽(可以包含镜头系统)、环绕上述镜头的去离子水座架(holder)系统、传感器系统和/或晶片夹片台(stage)系统。部分镜头装置可以由硅土、二氧化硅、和/或类似材料构成，和/或其上可以涂布有一层或多层的硅土、二氧化硅、和/或类似材料。上述夹片台(stage)可以由铝合金、硅土、硅、镁、锌、磷、和/或氧构成。上述传感器系统表面可以涂布氮化钛。上述去离子水座架(holder)系统可以由不锈钢制成。上述工艺/装置具有几个问题。例如，上述光致刻蚀剂表面界面电位元(zeta potential)在pH＝7时约为-40mV(界面电位元可以指固液界面的电位元、或固体表面与周围(具有特定化学组成)之间的电位，以及也可以指电动势)。因此，如果湿浸的去离子液体含有杂质，则杂质可能会附着于光致刻蚀剂表面。同样地，上述镜头和/或镜头装置的硅土、二氧化硅、和/或类似材料可能含有具有一个约-25mV的界面电位元，其可能较光致刻蚀剂表面弱，因此可能会吸引杂质。夹片台的合金材料可能包含至少一种铝元素或具有+40mV的界面电位元的元素，以至于其表面可以轻易地附着负界面电位元的微粒。去离子水座架(holder)系统的不锈钢可能也具有正界面电位元，以使负界面电位元的微粒可以附着。
技术实现思路
本专利技术的主要目的之一就是避免湿浸式光刻缺陷的生成。为达上述目的，本专利技术一个优选实施例提供一种进行湿浸式光刻的方法，包括在湿浸式光刻系统的一个或多个表面涂布一层亲水性涂层，该一个或多个表面用于包含湿浸液体；该湿浸式光刻系统提供该湿浸液体；以及使用该具有一个或多个涂布有亲水性涂层的表面的湿浸式光刻系统，对一个涂布有光致刻蚀剂的衬底进行湿浸式光刻。本专利技术另一个优选实施例是提供一种湿浸式光刻系统，包括湿浸液体密封反应器(containment chamber)，包括多个表面；湿浸液体，放置于该湿浸液体密封反应器内；衬底夹片台，放置在该湿浸液体密封反应器内；镜头；以及降低污染附着的涂层，涂布于所述多个表面的一个或多个表面上。本专利技术另一个优选实施例是提供一种湿浸式光刻系统，包括湿浸液体座架，用于包含湿浸液体；夹片台，用于将涂布有光致刻蚀剂的半导体晶片放置在该湿浸液体座架内；传感器，紧邻该湿浸液体座架；以及镜头，紧邻该湿浸液体座架且可被放置用于通过该湿浸液体而将影像投影在该涂布有光致刻蚀剂的半导体晶片上；其中，该湿浸液体座架包括设置成用于降低污染附着的涂层，以降低来自该湿浸液体的污染。本专利技术另一个优选实施例提供一种装置，包括多个可共同地工作以进行湿浸式光刻的组件，其中所述多个组件包括一个或多个选自由晶片夹片台、湿浸液体座架、传感器、和镜头所组成的群组中的组件；其中，所述多个组件中至少有一个组件的至少一部分具有表面的涂层，且该涂层设置成具有大于50度的接触角。本专利技术所述的湿浸式光刻的方法和装置可以使湿浸镜头反应室免于遭受缺陷附着。本专利技术还可以减少镜头、光致刻蚀剂、传感器、晶片夹片台和湿浸液体座架间的交互污染。另外，本专利技术还可以减少装置维修频率和复杂度。另外，本专利技术可以致使光致刻蚀剂表面免于遭受缺陷和水渍污染，或降低缺陷和水渍污染。为了使本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文列举出优选实施例，并结合附图，作详细说明如下附图说明图1和2示出经过传统湿浸式光刻方法/装置处理的晶片的剖面图。图3示出多种可能由传统湿浸式光刻方法/装置引起的晶片上的典型缺陷。图4A-4F示出不同组成/晶片的界面电位元与pH之间的关系。图5示出液体的接触角(约20度)，该液体例如是位于涂布有二氧化硅的表面上的去离子水。图6示出液体的接触角(约90度)，该液体例如是位于涂布有聚四氟乙烯(PTFE)或其表面上的去离子水。图7和8示出经过传统湿浸式光刻方法/装置处理的晶片的剖面图。图9和10示出经过本专利技术优选实施例的湿浸式光刻方法/装置处理的晶片的剖面图。图11示出本专利技术优选实施例的方法中至少一部分的流程图，用以完成降低缺陷数量的湿浸式光刻工艺。其中，附图标记说明如下100 湿浸式光刻装置；110 半导体晶片； 120a 湿浸端；122 镜头系统；124 用于包含湿浸液体的结构；126 湿浸液体；128 缝隙；130 夹片台；132 固定物；150 缺陷；155 水滴；160 传感器；200 装置；210 涂层。具体实施例方式在此，本说明书的内容将参考、合并下列专利的全部内容(1)美国专利号6,867,884(2)美国专利号6,809,794(3)美国专利号6,788,477(4)美国专利号5,879,577(5)美国专利号6,114,747以及(6)美国专利号6,516,815另外，本说明书内容也将参考、合并下列美国专利申请案中与此相关且被指定的内容(7)美国专利“湿浸式光刻与超声波冲洗”(申请号10/995,693、代理人文件编号24061.536)(8)美国专利“用于光刻工艺的超临界显影”(申请号11/025,538、代理人文件编号24061.565)(9)美国专利“湿浸式光刻缺陷减量”(申请号60/695,562、代理人文件编号24061.656)以及(10)美国专利“湿浸光刻缺陷减量”(申请号60/695,826、代理人文件编号24061.657)下列揭示内容提供许多不同的实施例、或例子，用于完成不同特征的实施例。以下所述特定例子的组件或配置仅用于揭示说明本专利技术的内容，并非用以限定本专利技术。而且，在许多实施例和/或构成之间会重复参考数字和/或文字，目的在于简化以及使本专利技术揭示内容更明确。而且，在本专利技术揭示内容中，“之上”或“上方”等用语在不同实施例中可指直接接触或间接接触。如图1和2所示，示出正在对半导体晶片110的不同区域进行湿浸式光刻工艺的传统湿浸式光刻装置100的剖面图。上述半导体晶片110可以包括衬底和图案层。上述衬底可以包括一层或多层要图案化的多晶硅、金属、和/或介电材料。上述图案层可以是光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进行湿浸式光刻的方法，包括：　　　　在湿浸式光刻系统的一个或多个表面涂布涂层，用以控制光刻系统表面的亲水性或疏水性，所述一个或多个表面用于包含湿浸液体；　　　　该湿浸式光刻系统提供该湿浸液体；以及　　　　使用所述具有一个或多个涂布有涂层的表面的湿浸式光刻系统，对一个涂布有光致刻蚀剂的衬底进行湿浸式光刻。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张庆裕，林本坚，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]