浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置及方法，該裝置設(shè)于浸沒頭與硅片之間，在浸沒頭、硅片及浸沒式光刻機(jī)的物鏡之間的空間中填充有供浸沒式光刻所用的浸液，所述光刻機(jī)浸沒流場維持裝置包括：光電導(dǎo)層、第一絕緣層，依次設(shè)置于所述浸沒頭表面；第二絕緣層，設(shè)置于所述硅片表面，所述硅片表面與所述浸沒頭表面相對；偏置激勵(lì)電壓，施加于所述光電導(dǎo)層與所述硅片之間，于所述浸液兩端產(chǎn)生外加激勵(lì)電壓；所述光電導(dǎo)層、第一絕緣層、浸液、第二絕緣層、硅片和偏置激勵(lì)電壓形成一個(gè)電壓回路，并基于光電潤濕原理，通過對該電路中所述曝光場區(qū)域內(nèi)浸液兩端的外加激勵(lì)電壓的變化控制實(shí)現(xiàn)浸液的表面張力和接觸角的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)浸液維持。
【專利說明】浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路的光刻【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種適用于浸沒式光刻的浸沒流 場維持裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著集成電路產(chǎn)品技術(shù)要求的提升，光刻技術(shù)也不斷的提高分辨率以制作更加微 細(xì)的器件尺寸。根據(jù)經(jīng)典瑞利公式：

【權(quán)利要求】
1. 一種浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，設(shè)置于浸沒頭與硅片之間，在所述浸沒頭、硅 片及浸沒式光刻機(jī)的物鏡之間的空間中填充有供浸沒式光刻所用的浸液，所述光刻機(jī)浸沒 流場維持裝置包括： 光電導(dǎo)層、第一絕緣層，依次設(shè)置于所述浸沒頭表面； 第二絕緣層，設(shè)置于所述硅片表面，所述硅片表面與所述浸沒頭表面相對； 偏置激勵(lì)電壓，施加于所述光電導(dǎo)層與所述硅片之間，于所述浸液兩端產(chǎn)生外加激勵(lì) 電壓； 所述光電導(dǎo)層、第一絕緣層、浸液、第二絕緣層、硅片和偏置激勵(lì)電壓形成一個(gè)電壓回 路，通過控制所述浸液兩端的外加激勵(lì)電壓來控制所述浸液的表面張力和接觸角。
2. 如權(quán)利要求1所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，其特征在于：所述浸液兩端 的外加激勵(lì)電壓與所述浸液的表面張力及接觸角的關(guān)系滿足以下方程： V2 cos Θ = cos 6*, + C -- 其中：Θ ^ :為無偏置激勵(lì)電壓時(shí)的靜態(tài)平衡接觸角； C :為絕緣層電容； Y :為浸液表面張力； V :為外加激勵(lì)電壓。
3. 如權(quán)利要求1所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，其特征在于：所述偏置激勵(lì) 電壓為直流電壓或低頻交流電壓。
4. 如權(quán)利要求1所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，其特征在于：所述浸沒頭為 環(huán)形結(jié)構(gòu)，且所述浸沒頭環(huán)繞所述物鏡四周且相對于所述硅片表面垂向姿態(tài)可調(diào)。
5. 如權(quán)利要求1所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，其特征在于：所述浸液兩端 的外加激勵(lì)電壓的控制通過該電壓回路中的光敏阻抗的變化實(shí)現(xiàn)。
6. 如權(quán)利要求1所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，其特征在于：還包括一個(gè)光 電極發(fā)生與空間尋址單元，通過所述光電極發(fā)生與空間尋址單元將一光電極圖案投射在所 述光電導(dǎo)層和所述硅片上實(shí)現(xiàn)所述電壓回路中光敏阻抗的變化，從而實(shí)現(xiàn)所述浸液兩端的 外加激勵(lì)電壓的變化控制。
7. 如權(quán)利要求6所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，其特征在于：所述光電極發(fā) 生與空間尋址單元包括一個(gè)光源系統(tǒng)、一個(gè)數(shù)字微鏡元件、一個(gè)投影物鏡和一臺(tái)控制計(jì)算 機(jī)，所述數(shù)字微鏡元件與所述控制計(jì)算機(jī)連接，所述光源系統(tǒng)射出的光照亮所述數(shù)字微鏡 元件的反射陣列，使得由所述控制計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)得到的光電極圖案傳輸至所述投影物鏡，再 通過所述投影物鏡投射到所述硅片和所述光電導(dǎo)層上。
8. 如權(quán)利要求7所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，其特征在于：所述光電極圖 案由所述控制計(jì)算機(jī)通過預(yù)設(shè)的曝光場尺寸進(jìn)行設(shè)定。
9. 如權(quán)利要求8所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，其特征在于：所述光電極圖 案為環(huán)狀，且通過所述投影物鏡投射的光電極圖案投射在所述浸液的邊緣位置的所述硅片 和所述光電導(dǎo)層上。
10. 如權(quán)利要求7所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，其特征在于：所述光源系統(tǒng) 包括一個(gè)激光束源，一個(gè)擴(kuò)束準(zhǔn)直光路和一個(gè)20度角入射控制鏡片，所述激光束源射出的 激光束經(jīng)過所述擴(kuò)束準(zhǔn)直光路的修正后通過所述20度角入射控制鏡片反射至所述數(shù)字微 鏡兀件。
11. 如權(quán)利要求6所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，其特征在于：所述硅片放置 于所述浸沒式光刻機(jī)的承片臺(tái)上，所述光電極發(fā)生與空間尋址單元投射光電極圖案的方向 為自所述承片臺(tái)的與所述硅片相背的一側(cè)射入。
12. 如權(quán)利要求6所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持裝置，其特征在于：所述光電極發(fā) 生與空間尋址單元投射光電極圖案的方向?yàn)樽运鼋]頭側(cè)射入。
13. -種浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持方法，所述浸沒式光刻機(jī)包括物鏡、浸沒頭，支撐 硅片的承片臺(tái)，浸液通過所述浸沒頭填充所述物鏡、浸沒頭和硅片所形成的空間中，所述浸 沒式光刻機(jī)浸沒流場維持方法包括： 提供光電導(dǎo)層，所述光電導(dǎo)層設(shè)置于所述浸沒頭的與所述娃片相對的表面； 提供第一、第二絕緣層，分別設(shè)置在所述光電導(dǎo)層及所述硅片表面； 在所述光電導(dǎo)層與所述娃片之間施加一個(gè)偏置激勵(lì)電壓，使得所述光電導(dǎo)層、第一導(dǎo) 電層、浸液、第二絕緣層、硅片和偏置激勵(lì)電壓形成一個(gè)電壓回路； 提供光電極發(fā)生與空間尋址單元，通過所述光電極發(fā)生與空間尋址單元對該電壓回路 中的光電導(dǎo)層和硅片照射光電極圖案以改變所述電壓回路中光敏電阻阻抗，進(jìn)而改變所述 浸液兩端的外加激勵(lì)電壓，通過所述外加激勵(lì)電壓的變化控制所述浸液的表面張力和接觸 角。
14. 如權(quán)利要求13所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持方法，其特征在于：所述光電極 圖案通過一臺(tái)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的曝光場得到。
15. 如權(quán)利要求13所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持方法，其特征在于：所述光電極 發(fā)生與空間尋址單元包括一個(gè)光源系統(tǒng)、一個(gè)數(shù)字微鏡元件、一個(gè)投影物鏡和一臺(tái)控制計(jì) 算機(jī)，所述數(shù)字微鏡元件與所述控制計(jì)算機(jī)連接； 在照射所述光電極圖案時(shí)，先通過所述光源系統(tǒng)提供光照射所述數(shù)字微鏡元件，然后 通過所述數(shù)字微鏡元件的反射陣列將由所述控制計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)得到的所述光電極圖案傳輸 至所述投影物鏡，最后通過所述投影物鏡將所述光電極圖案投射到所述硅片和所述光電導(dǎo) 層上。
16. 如權(quán)利要求15所述的浸沒式光刻機(jī)浸沒流場維持方法，其特征在于：所述光源系 統(tǒng)提供光時(shí)，先利用一個(gè)激光束源射出激光，該激光經(jīng)過一個(gè)擴(kuò)束準(zhǔn)直光路的修正后，最后 通過一個(gè)20度角入射控制鏡片將該激光入射至所述數(shù)字微鏡元件。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK104238274SQ201310245125
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】朱樹存 申請人:上海微電子裝備有限公司