專利名稱：浸潤光刻系統(tǒng)、圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種浸潤光刻系統(tǒng)及用于圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法。
背景技術：
浸潤光刻通常借助填充于投影鏡頭與光阻層之間的去離子水而將涂布的光阻曝光并形成圖案，以獲得較高的解析度。現(xiàn)今的浸潤光刻工藝可以包括很多工藝步驟，例如光阻涂布、預烤、浸潤曝光、曝光后烘烤、顯影、以及硬烤。然而，現(xiàn)今浸潤光刻工藝經(jīng)歷各種來自晶圓與光刻系統(tǒng)的元件的污染與微粒，導致圖案缺陷、圖案失真(distortion)以及圖案損失。所以有效地監(jiān)控浸潤光刻工藝中的微粒也是一大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內容
基于解決上述問題的目的，本發(fā)明實施例揭示了一種浸潤光刻系統(tǒng)，包括影像鏡頭，具有第一前表面；基板底座，置于該影像鏡頭的該前表面下方；浸潤流體保持結構，具有至少一個流體部，且用以保留來自流體入口的流體，以至少部分地填充位于該前表面與該基板底座上的基板之間的空間，且接收或排除通過該流體部的該流體；以及微粒監(jiān)控模塊，與該浸潤流體保持結構整合，用以監(jiān)控流經(jīng)該浸潤流體保持結構的該流體內的微粒。
上述浸潤光刻系統(tǒng)中，該流體部可以是流體出口，且該微粒監(jiān)控模塊包括連接該流體出口的第一流體微粒計數(shù)器，以監(jiān)控流出該流體出口的該流體內的微粒。
上述浸潤光刻系統(tǒng)還可包括儲槽，連接該流體部，用以接收該流體；第一流體微粒計數(shù)器，連接該儲槽，用以監(jiān)控該接收的流體內的微粒；以及氣體入口，連接該儲槽，用以提供氣體至該儲槽。
上述浸潤光刻系統(tǒng)中，該流體部可以是流體入口，且該微粒監(jiān)控模塊包括與該流體入口連接的第二流體微粒計數(shù)器，用以監(jiān)控流至該流體入口的該流體內的微粒。
上述浸潤光刻系統(tǒng)中，該流體部可包括流體入口與流體出口，該微粒監(jiān)控模塊還包括第一流體微粒計數(shù)器與第二流體微粒計數(shù)器，且該流體出口連接該第一流體微粒計數(shù)器以監(jiān)控流出該流體出口的該流體內的微粒，且該流體入口連接該第二流體微粒計數(shù)器以監(jiān)控流至該流體入口的該流體內的微粒。
上述浸潤光刻系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)處理模塊，配置成用于收集來自該微粒監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)，分析該微粒結果的數(shù)據(jù)并將該微粒結果分類。本發(fā)明實施例還揭示了一種浸潤光刻系統(tǒng)，包括影像顯示系統(tǒng)；基板底座，置于該影像顯示系統(tǒng)下方；浸潤流體保持結構，配置成用以保留流體，其中該流體至少部分地填充該影像顯示系統(tǒng)與該基板底座上的基板之間的空間；儲槽，連接該浸潤流體保持結構，用以接收該流體；流體微粒計數(shù)器，連接該儲槽，用以監(jiān)控該流體內的微粒；以及氣體過濾器，連接該儲槽，用以提供氣體至該儲槽，以與該流體微粒計數(shù)器一起使用。
本發(fā)明實施例還揭示了一種用于圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法，包括使浸潤流體流入影像顯示鏡頭與基板底座上的基板之間的空間內，并通過浸潤流體保持模塊；以及在流入該空間之前或由該空間流出之后監(jiān)控該浸潤流體內的微粒。
上述浸潤光刻方法中，可使用第一流體微粒計數(shù)器監(jiān)控從該空間流出的該浸潤流體內的微粒。
上述浸潤光刻方法中，可使用第二流體微粒計數(shù)器以在流入該空間之前監(jiān)控該浸潤流體內的微粒。
上述浸潤光刻方法中，該監(jiān)控步驟還可包括打開連接于該儲槽與該浸潤流體保持模塊的浸潤流體出口之間的第一閥件，用以從該空間將該浸潤流體填充該儲槽；在以該浸潤流體填充該儲槽之后關閉該第一閥件；打開連接于氣體過濾器與該儲槽之間的第二閥件，用于提供氣體至該儲槽；以該浸潤流體維持該儲槽一段期間；以及打開連接于該儲槽與該第一流體微粒計數(shù)器的第三閥件以使得該浸潤流體流過該第一流體微粒計數(shù)器，并測量該浸潤流體內的微粒。
上述浸潤光刻方法還可包括照明該影像顯示鏡頭，以對該基板進行光刻曝光工藝。
上述浸潤光刻方法還可包括由該第一流體微粒計數(shù)器收集數(shù)據(jù)；分析該數(shù)據(jù)以提供微粒結果；以及將該微粒結果分類。
上述浸潤光刻方法中，可將該微粒結果分類的步驟包括根據(jù)該微粒結果提供使用者警告信息。
上述浸潤光刻方法中，該收集數(shù)據(jù)的步驟可包括在數(shù)據(jù)庫內儲存該數(shù)據(jù)。
本發(fā)明能夠現(xiàn)場監(jiān)控浸潤流體的微粒，因此可即時發(fā)現(xiàn)微粒問題并及時糾正，從而及時解決污染問題，將制造成本損失最小化。


圖1示出本發(fā)明一較佳實施例的具有微粒監(jiān)控機構的浸潤光刻設備。
圖2示出一較佳實施例的制造系統(tǒng)的方塊流程圖，其中該制造系統(tǒng)可以包括圖1所示的設備。
圖3示出本發(fā)明一較佳實施例的用于完成本發(fā)明圖1的設備的流程圖，以在浸潤光刻工藝中監(jiān)控微粒。
主要元件符號說明100～浸潤光刻設備110～基板115～圖案化層120～基板底座130～鏡頭系統(tǒng)140～浸潤流體保持模塊142～入口144～出口150～浸潤流體160a～上游微粒監(jiān)控部分160b～下游微粒監(jiān)控部分162～管線164a～閥件164b～閥件164c～閥件
164d～閥件164e～閥件164f～閥件166～第一液體微粒計數(shù)器168～儲槽170～第二液體微粒計數(shù)器172～氣體過濾器174～壓力表200～系統(tǒng)202～制造執(zhí)行系統(tǒng)206～工程師208～測量設施210～制造設施212～產(chǎn)品214～材料控制系統(tǒng)218～網(wǎng)絡220～浸潤光刻工具222～浸潤曝光模塊224～微粒監(jiān)控模塊300～方法302～程序304～程序306～程序310～打開液體閥以使液體流入儲槽320～關閉該液體閥以使該液體停止流入該儲槽330～打開氣體閥以使氣體流入該儲槽340～維持該儲槽一段時間350～以液體微粒計數(shù)器(LPC)測試缺陷360～從液體微粒計數(shù)器收集數(shù)據(jù)370～分析所收集的數(shù)據(jù)以作為缺陷信息
380～提供包含警告信息的更新數(shù)據(jù)具體實施方式
圖1示出本發(fā)明一較佳實施例的具有微粒監(jiān)控機構的浸潤光刻設備，其示出本發(fā)明一較佳實施例的浸潤光刻設備100，而基板110于其中進行浸潤光刻處理。上述基板110可以是半導體晶圓，具有基本半導體、化合物半導體、合金半導體或其組合。上述基板可以包括一層或多層材料層，例如是多晶硅、金屬、和/或介電材料。上述基板可以包含其它材料，例如是用于制作薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)元件的玻璃基板、或用于制作掩模的熔融石英基板。上述基板上方還可以包括圖案化層115。該圖案化層115可以是感光光阻(光阻)層，用以在曝光工藝中產(chǎn)生圖案。
上述設備100包括用于放置該基板110的基板底座120?；宓鬃?20可以保護且移動該基板110。例如，該基板底座120可以設計成具有傳送和/或旋轉放置的功能，以進行晶圓對位、步進(stepping)、以及掃描。上述基板底座120提供與鏡頭系統(tǒng)、放射光源和/或浸潤光刻設備100的掩模相關的移動，如下所述。
浸潤光刻設備100包括影像顯示鏡頭系統(tǒng)(或鏡頭系統(tǒng))130?；?10可以放置在鏡頭系統(tǒng)130下方的基板底座120上。鏡頭系統(tǒng)130可以進一步包括或與照明系統(tǒng)(例如聚光器)整合，其可以具有單一鏡頭或多個鏡頭和/或其它鏡頭元件。例如，照明系統(tǒng)可以包括微鏡頭陣列、遮屏(shadow mask)、和/或其它結構。鏡頭系統(tǒng)130可以進一步包括物鏡(objective lens)，其可以包含單一鏡頭元件或多個鏡頭元件。每一個鏡頭元件包含一透明基板且可以進一步包含多個圖層。透明基板可以由SiO2、CaF2、LiF、BaF2、或其它適合的材料所作成。用于每一個鏡頭元件的材料可以根據(jù)光刻工藝中所使用的光線的波長而選擇，以將吸收與散射最小化。通常，鏡頭系統(tǒng)130的數(shù)值孔徑(numerical aperture)大于0.8。
設備100包含用于保留浸潤流體150的浸潤流體保持模塊140，其中該浸潤流體150的折射率大于1，且該浸潤流體150例如是超純水、去離子水、離子摻雜水、光學透明流體、或其它適合的流體。上述浸潤流體可以包含溶解的氣體(例如CO2)與其它適合的材料。除了保留該浸潤流體150之外，上述浸潤流體保持模塊140可以靠近鏡頭系統(tǒng)130而放置且針對其它用途設計。該浸潤流體150流進入口142，填入基板110與鏡頭系統(tǒng)之間的空間，且由出口144流出。浸潤流體保持模塊140與鏡頭系統(tǒng)130組成浸潤頭。
浸潤流體保持模塊140可以包含各種設備，用于提供浸潤流體、提供其它流體、和/或進行其它例如是水平、垂直以及傾斜移動等適合的功能。
設備100可以進一步包含放射光源(圖中未示)，用以提供在浸潤光刻圖案化工藝中將基板110的圖案化層115圖案化的放射能量。放射源可以是適合的UV光源。例如，放射源可以是具有436nm(G-line)或者365nm(I-line)波長的水銀燈；具有248nm波長的KrF準分子激光；具有193nm波長的ArF準分子激光；具有157nm波長的F2準分子激光；或其它具有適當波長(例如，小于約100nm)的光源。
在浸潤光刻工藝中，可以在鏡頭系統(tǒng)130與圖案化層之間放置掩模。上述掩模包含透明基板與經(jīng)圖案化的吸收層。上述透明基板可以使用無缺陷的SiO2，例如是硼硅酸鹽玻璃與鈉鈣玻璃。上述透明基板可以使用氟化鈣和/或其它適合的材料。上述經(jīng)圖案化的吸收層可以借助多個工藝與多種材料來形成，例如沉積由鉻與鐵氧化物制成的金屬膜、或由MoSi、ZrSiO、SiN、和/或TiN制成的無機膜。當照射在吸收區(qū)域的時候，可以部分地或完全地阻擋光束。吸收層可以被圖案化成具有一個或多個開口，光束可以在不被吸收層吸收的情況下通過這些開口。
設備100可以進一步包含或與微粒監(jiān)控模塊160整合，其中該微粒監(jiān)控模塊用于監(jiān)控浸潤流體150內的微粒。在此實施例中，微粒監(jiān)控模塊160包含上游微粒監(jiān)控部分160a，以監(jiān)控流進入口142之前的浸潤流體的微粒。微粒監(jiān)控部分160a用于監(jiān)控晶圓曝光之前在浸潤流體內的微粒數(shù)量。用于分析微粒的流體與浸潤曝光中所使用的流體為相同來源。此來源的浸潤流體分成兩股，其一用于浸潤曝光而其二用于微粒監(jiān)控與分析。微粒監(jiān)控模塊160包含下游微粒監(jiān)控部分160b，用以監(jiān)控由出口144流出的浸潤流體內的微粒。微粒監(jiān)控模塊160包含連接各部分的多個管線162，以及多個閥件164a-164f，其可以手動或自動地開關，用以控制各部分的流體運輸以便進行微粒監(jiān)控，此部分將于下面做進一步詳細說明。微粒數(shù)量的分析可以在工藝中或工藝外進行。上游側工藝中分析為實時分析，且可以針對每一個半導體晶圓監(jiān)控其在曝光步驟中所使用的浸潤流體的值。下游側分析可以監(jiān)控曝光步驟中所產(chǎn)生的微粒。在曝光步驟中，光阻或基板上的薄膜可能會產(chǎn)生微粒或污染。
為了上游微粒監(jiān)控部分160a，在浸潤流體通過閥件164a并流進入口142之前，將第一液體微粒計數(shù)器166與該浸潤流體連接。液體微粒計數(shù)器提供了一種測量流體內的微粒的機制。液體微粒計數(shù)器可以用光學機制進行計算并根據(jù)光線散射決定液體內的微粒尺寸。在液體微粒計數(shù)器中，激光可以聚焦在試樣管上，其中流體流過該試樣管。當微粒通過激光光束的時候會發(fā)生光線散射。微粒計數(shù)器利用光學(optics)原理收集散射的光線且將光線聚焦在光學檢測器上。接著，光學檢測器將散射的光線轉化成電壓脈沖，而該電壓脈沖的大小則代表微粒的尺寸。在浸潤光刻工藝中，由浸潤流體來源供應的一部分浸潤流體流過第一液體微粒計數(shù)器166并檢測微粒。
下游微粒監(jiān)控部分160b使用儲槽168與第二液體微粒計數(shù)器170監(jiān)控下游微粒。儲槽可以連接通過一個或多個例如是閥件164b和/或閥件164c的閥件并由出口144流出的浸潤流體。儲槽168可以設計成具有一定體積以保留借助第二液體微粒計數(shù)器170而測試的浸潤流體。例如，儲槽168的體積可以介于200cc至600cc之間，且儲槽168可以由與浸潤流體150相容的材料所組成，且具有適當?shù)臋C械強度以由內部或外部維持壓力。在本實施例中，儲槽168可以包含PTFE或Teflon、石英、玻璃、或其它適合的材料。在其它實施例中，儲槽168可以是同時使用PTFE與金屬材料的結構。例如，儲槽168可以由PTFE內襯而強化的金屬框架所組成。
第二流體微粒計數(shù)器170進一步借助閥件164e而與儲槽168連接。第二流體微粒計數(shù)器170可以大體上相似于第一液體微粒計數(shù)器166。
下游微粒監(jiān)控部分160b可以進一步包括通過閥件164d而與儲槽168連接的氣體過濾器172，且用可以提供儲槽168適當氣體的方式來配置。氣體過濾器172可以是任何適合用于半導體工藝的氣體過濾器。供應儲槽168的氣體必須要無污染，才不會將微粒帶進儲槽168內的浸潤流體。且該氣體必需要相容于浸潤流體，且不會與之產(chǎn)生反應。該氣體可以是壓縮的干燥空氣、氮氣、其它惰性氣體、或其它適合的氣體。
下游微粒監(jiān)控部分160b可以進一步包括適當?shù)嘏c儲槽168相連的閥件164f，以給填入于儲槽中的氣體提供一個出口。下游微粒監(jiān)控部分160b也可以包括與儲槽168相連的壓力表174，以監(jiān)控儲槽中的壓力。壓力表174或多余的壓力表可以連接于閥件164d與氣體過濾器172之間，以監(jiān)控壓力。在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內，下游微粒監(jiān)控部分160b可以借助不同配置而設置用于微粒監(jiān)控的儲槽168與第二流體微粒計數(shù)器170。
設備100可以進一步包括與設備100的主機軟件連接或整合的控制模塊，以控制微粒監(jiān)控程序，如圖2所示。設備100既能進行浸潤光刻工藝也能進行制微粒監(jiān)控。
圖2示出一較佳實施例的整合制造系統(tǒng)200的方塊流程圖，其中在該整合制造系統(tǒng)中可以使用設備100。系統(tǒng)200包括多個借助通信網(wǎng)絡218而彼此連接的實體202、204、206、208、210、212與214。通信網(wǎng)絡218可以是單一網(wǎng)絡、或眾多不同網(wǎng)絡，例如內部網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)。
在一例子中，實體202代表制造執(zhí)行系統(tǒng)；實體206代表工程師；實體208代表測量設施；實體210代表制造設施；實體212代表產(chǎn)品；實體214代表材料控制系統(tǒng)。每一個實體可以與其它實體互動，且可以提供控制與服務給其它實體，和/或自其它實體接收命令與服務。
實體202使實體202～214之間產(chǎn)生互動，以執(zhí)行IC制造。在一例子中，IC制造包括接收IC命令與用以生產(chǎn)被命令的IC的相關操作，例如使用浸潤光刻法而圖案化晶圓，并監(jiān)控浸潤光刻法所使用的浸潤流體內的微粒與污染，且分析微粒結果以進行適當?shù)姆诸?、警告信息、及正確動作。制造設施包括浸潤光刻工具220，且浸潤光刻工具220具有浸潤曝光模塊222與微粒監(jiān)控模塊224。浸潤光刻工具220大體上相似于設備100。浸潤曝光模塊222與微粒監(jiān)控模塊224由與系統(tǒng)200連接或整合的控制器所控制，例如部分地與浸潤光刻工具220的主機系統(tǒng)整合且部分地與制造執(zhí)行系統(tǒng)202整合。
系統(tǒng)200可以致使設計、工程、后勤與材料控制等區(qū)域合作與信息存取。例如，工程師206可以利用與制造信息相關的制造控制、產(chǎn)品狀態(tài)、測試結果、命令處置(order handling)與微粒監(jiān)控，而和其它工程師合作。在其它實施例中，通過系統(tǒng)200，與浸潤光刻工藝相關的污染信息在眾多實體之間被收集、分析、分類與分享。請注意，這些區(qū)域只是例子而已，還有其它更多或更少的信息可以借助系統(tǒng)200得到。
圖3示出本發(fā)明一較佳實施例的用以監(jiān)控浸潤流體中的微粒的浸潤光刻法300。浸潤光刻法300可以使用浸潤光刻設備100和/或制造系統(tǒng)200。浸潤光刻法300將借助圖1～3進行說明。浸潤光刻法300可以在浸潤光刻圖案化工藝中進行，其中包含浸潤流體150與例如是半導體晶圓的基板。
浸潤光刻法300包含用于監(jiān)控下游微粒的程序302、用于監(jiān)控上游微粒的程序304、用于處理微粒數(shù)據(jù)的程序306。程序302、304、306可以同時執(zhí)行或依序執(zhí)行或依據(jù)其它適當步驟執(zhí)行。
程序302由步驟310開始，借助打開一個或多個連接于儲槽168與出口144之間的閥件，該(些)閥件例如是用于使自出口144流出的浸潤流體150填充儲槽168的閥件164b和/或閥件164c。在以浸潤流體填充儲槽168的期間，介于儲槽168與第二流體微粒計數(shù)器170之間的閥件164e保持關閉。介于儲槽168與氣體過濾器172之間的閥件164d也可以一樣保持關閉。閥件164f可以打開，使得儲存于儲槽的氣體可以在儲槽充填期間由儲槽逸出?？梢允褂瞄y件164b與164c以實現(xiàn)浸潤流體的穩(wěn)定流動。
當儲槽已經(jīng)被大致填滿或填充至儲槽體積的一定比率時，借助關閉介于儲槽168與出口144之間的閥件而由程序302進行至程序320。例如，當儲槽168已經(jīng)被大致填滿時，閥件164b與164c即可關閉。
借助打開位于儲槽168與過濾器172之間的閥件164d且以經(jīng)過濾的氣體填充儲槽168，而由程序302進行至程序330。在步驟330中，閥件164f可以控制在部分關閉或完全關閉的狀態(tài)下。借助使經(jīng)過濾的氣體流進儲槽則儲槽內產(chǎn)生正壓，以在后續(xù)步驟中確保浸潤流體穩(wěn)定平順地流過第二流體微粒計數(shù)器170。
借助維持儲槽168一段時間而由程序302進行至程序340。該維持時間可以介于約幾分鐘至約一小時。該維持步驟的主要目的在于至少穩(wěn)定儲槽168內的浸潤流體，且除去浸潤流體內的氣泡。在該維持時間內，可以關閉眾多閥件164b～164f。在另一實施例中，程序330與340可以同實執(zhí)行。例如，可以維持儲槽內的浸潤流體一段時間，而閥件164d與164f開著以維持儲槽內的適當壓力?；蛘?，閥件164d保持打開的狀態(tài)以補償在該維持時間內的壓力損失。
借助打開閥件164e與測試儲槽168內的浸潤流體以獲得微粒信息，而由程序302進行至程序350。在步驟350中，于浸潤流體的測試期間，介于儲槽168與第二流體微粒計數(shù)器170之間的閥件164e保持開啟。儲槽168內的浸潤流體以介于5cc/min～20cc/min之間的流率流經(jīng)第二流體微粒計數(shù)器170。一樣可以開啟閥件170以維持儲槽168內的適當壓力，并確保浸潤流體適當且穩(wěn)定地流經(jīng)第二流體微粒計數(shù)器170。因而可以直接檢測流經(jīng)第二流體微粒計數(shù)器170的浸潤流體內的微粒。因此，可以記錄微粒數(shù)目。也可以記錄微粒尺寸以得出微粒數(shù)目分布與微粒尺寸之間的關系，并作進一步分析、儲存、與分類。
程序302可以進一步包括凈化步驟，以使用來自閥件164d的過濾氣體或來自浸潤流體源的浸潤流體清潔儲槽。
步驟310至350提供一個程序302的實施例，借助使用具有儲槽且整合有液體微粒計數(shù)器的設備100而監(jiān)控浸潤流體中的下游微粒。程序302可以在一定時間間隔下以更多次的循環(huán)或在其它要求下重復用于測試浸潤流體的步驟310至350。
上游微粒監(jiān)控程序304可以在連續(xù)模式下且與下游微粒監(jiān)控程序302同時執(zhí)行。在一較佳實施例中，位于入口142與第一液體微粒計數(shù)器166之間的閥件164a于最初開啟并保持開啟。當來自浸潤流體源的浸潤流體流進入口142以進行浸潤光刻工藝時，來自浸潤流體源分流流進第一液體微粒計數(shù)器166以進行微粒監(jiān)控。上游微粒監(jiān)控為連續(xù)程序，且可借助設備100進行開始或停止的操作。程序304可以包括一個或多個與程序302相同的步驟。
程序306由步驟360開始，借助自第一液體微粒計數(shù)器166與第二液體微粒計數(shù)器168等不同液體微粒計數(shù)器收集數(shù)據(jù)。所收集的微粒數(shù)據(jù)可以儲存于數(shù)據(jù)庫中，以進一步進行分析與使用。數(shù)據(jù)的收集可以借助自用于下游微粒監(jiān)控的循環(huán)中的流體中間部分收集數(shù)據(jù)而最優(yōu)化，且避免收集流體的前、后端部分，以去除不穩(wěn)定、氣泡、與其它邊界效應。
借助分析用于制作微粒信息的所收集的數(shù)據(jù)，例如比較上游與下游的微粒、污染趨勢與污染等級，而由程序306進行至步驟370。
程序306進行至步驟380，借助利用電子郵件、有線電話、無線電話、頁面調度程序(pager)、網(wǎng)際網(wǎng)絡、和/或其它合適的媒體提供分析的結果而將工程師與數(shù)據(jù)庫連接起來。當浸潤流體內的微粒不正常(例如超出極限)、呈現(xiàn)增加趨勢、和/或有其它問題時，程序306也可以包括提供相關的工程師警告信號。程序306可以借助與設備100和/或系統(tǒng)200整合的控制器而進行。
除了程序302、304與306，浸潤光刻法300也可以包括浸潤光刻圖案化工藝，在該浸潤光刻圖案化工藝中使用浸潤光刻技術將基板曝光。如一較佳實施例所示，該浸潤光刻圖案化工藝可以包括在半導體晶圓或其它合適的基板上形成光阻層。該光阻層可以是化學放大(chemical amplifier)光阻材料等合適的光阻材料。
浸潤光刻圖案化工藝可以包括在基板110上將浸潤流體填入位于鏡頭系統(tǒng)130與光阻層115之間的間隙。浸潤流體可以是UPW且由入口142提供。浸潤流體150可以僅部分地填充位于鏡頭系統(tǒng)130與基板110之間的間隙。例如，可以填充位于照明點下方的間隙。被填充的浸潤流體可以沿著該照明點移動。浸潤流體可以連續(xù)地流經(jīng)入口142，通過位于鏡頭系統(tǒng)130與光阻層115之間的間隙，并流至出口144。
浸潤光刻圖案化工藝可以包括將光阻層115曝光。具有一定放射能的放射線通過鏡頭系統(tǒng)、圖案化的掩模、以及填充于鏡頭系統(tǒng)與基板間的間隙的浸潤流體照射光阻層115而照射在光阻層115上。根據(jù)曝光劑量與放射源的強度而將晶圓暴露在放射能下一段預定的時間。其它工藝步驟可以整合至浸潤光刻圖案化工藝。在浸潤光刻圖案化工藝中，現(xiàn)場監(jiān)控浸潤流體的微粒，因此微粒問題可以即時發(fā)現(xiàn)且及時糾正，以將制造成本損失最小化。例如，當浸潤流體源被污染時，則上、下游微粒等級將會很高或呈現(xiàn)增加趨勢。浸潤光刻法300可以發(fā)現(xiàn)此問題且提醒相關的工程師。糾正的動作將會啟動，例如停止浸潤光刻圖案化工藝直到浸潤流體源恢復應有的潔凈度。在其它實施例中，當設備100、基板110、和/或環(huán)境遭受污染時，則下游微粒等級會較高或呈現(xiàn)增加趨勢。污染問題會在線上及時發(fā)現(xiàn)，且因而提醒相關工程師，之后進行糾正動作。
本發(fā)明可以有很多種變化。所提供的構成僅為了方便說明起見，并非用以限定本發(fā)明。例如，不同管線162與閥件164可以借助不同方式的連接而具有相似功能。在不影響所需功能的情況下，可以任意增多或減少管線與閥件。浸潤光刻法300與程序302～306也可以變化或延伸以在不同彈性、效率、成本、與性能下達成本發(fā)明的目的。例如，只有當下游微粒數(shù)據(jù)異常時，上游微粒監(jiān)控程序304才可能啟動。上游微粒監(jiān)控也可以使用儲槽與被整合的液體微粒計數(shù)器，而執(zhí)行相似于程序302的程序。在其它實施例中，下游微粒監(jiān)控程序可以使用儲槽與第二液體微粒計數(shù)器170而實現(xiàn)連續(xù)式監(jiān)控程序，其中儲槽的功用在于儲存多余的浸潤流體并延遲浸潤流體由開口144流至第二液體微粒計數(shù)器170一段時間(視儲槽的體積而定)，以在流至第二液體微粒計數(shù)器170之前穩(wěn)定浸潤流體并去除氣泡。
因此，本發(fā)明提供一種浸潤光刻系統(tǒng)。此系統(tǒng)包括影像鏡頭，具有第一前表面；基板底座，置于于該影像鏡頭的該前表面下方；浸潤流體保持結構，具有至少一個流體部，被配置成用以保留來自流體入口的流體，以至少部分地填充位于該前表面與該基板底座上的基板之間的空間，且接收或排除通過該流體部的該流體；以及微粒監(jiān)控模塊，與該浸潤流體保持結構整合。
在所揭示的系統(tǒng)中，微粒監(jiān)控模塊可以包括與流體出口連接且用于儲存流體的儲槽；以及與儲槽連接且用于監(jiān)控由流體出口流出的流體內的微粒的第一液體微粒計數(shù)器。微粒監(jiān)控模塊可以包括與儲槽連接且用于提供氣體至儲槽的氣體入口。儲槽可以通過第一閥件而與流體出口連接。第一液體微粒計數(shù)器可以通過第二閥件而連接至儲槽。氣體入口可以通過氣體過濾器與第三閥件而連接至儲槽。微粒監(jiān)控模塊還可以包括被配置成用于控制由儲槽而出的氣體的第四閥件。微粒監(jiān)控模塊還可以包括與儲槽連接且用于監(jiān)控儲槽內的氣壓的壓力表。微粒監(jiān)控模塊還可以包括與流體入口連接且用于監(jiān)控流至流體入口的流體內的微粒。第二液體微粒計數(shù)器可以通過第五閥件而連接至流體入口。此系統(tǒng)還可以包括被設計成用于從微粒監(jiān)控模塊收集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊；分析該數(shù)據(jù)以提供微粒結果；以及將該微粒結果分類。其中，將該微粒結果分類的步驟包括根據(jù)該微粒結果提供使用者警告信息。此儲槽的材料可以是聚四氟乙烯、石英、玻璃、金屬及其組合。
本發(fā)明也提供一種浸潤光刻系統(tǒng)，包括影像顯示系統(tǒng)；基板底座，置于該影像顯示系統(tǒng)下方；浸潤流體保持結構，配置成用以保留流體，其中該流體至少部分地填充該影像顯示系統(tǒng)與該基板底座上的基板之間的空間；儲槽，連接該浸潤流體保持結構，用以接收該流體；流體微粒計數(shù)器，連接該儲槽，用以監(jiān)控該流體內的微粒；以及氣體過濾器，連接該儲槽，用以提供氣體至該儲槽，以與該流體微粒計數(shù)器一起使用。
所揭示的系統(tǒng)還包括配置于儲槽與浸潤流體保持結構之間的第一閥件；配置于儲槽與流體計數(shù)器之間的第二閥件；配置于氣體過濾器與儲槽之間的第三閥件。此系統(tǒng)還可以包括設計成用以控制微粒監(jiān)控程序的控制器，由該流體微粒計數(shù)器收集微粒數(shù)據(jù)，并處理該微粒數(shù)據(jù)。
本發(fā)明也提供一種用于圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法，包括使浸潤流體流入影像顯示鏡頭與基板底座上的基板之間的空間內，并通過浸潤流體保持模塊；以及在流入該空間之前或由該空間流出之后監(jiān)控該浸潤流體內的微粒。
在此方法中，監(jiān)控微粒的步驟還可以包括打開連接于儲槽與浸潤流體保持模塊的浸潤流體出口間的第一閥件，以將浸潤流體由空間(間隙)填入儲槽；在以浸潤流體填充儲槽之后，關閉第一閥件；打開連接于儲槽與氣體過濾器之間的第二閥件，以提供氣體至儲槽；將浸潤流體維持于儲槽一段時間；以及打開連接于儲槽與第一流體計數(shù)器之間的第三閥件，以使浸潤流體流經(jīng)第一流體計數(shù)器并計測浸潤流體內的微粒。此監(jiān)控微粒的步驟還可以包括凈化工藝。此監(jiān)控微粒的步驟還可以包括打開連接于儲槽與浸潤流體保持模塊的浸潤流體出口間的第四閥件，以將浸潤流體由空間(間隙)填入儲槽；在以浸潤流體填充儲槽之后，關閉第四閥件。打開第二閥件可以包括通過氣體過濾器而提供氮氣、干凈的干空氣、其它惰性氣體、及其組合。此提供氣體的步驟可以包括在儲槽內提供正壓。此方法還可以包括使用第二流體微粒計數(shù)器以在流入該空間之前監(jiān)控該浸潤流體內的微粒。此方法還可以包括照明該影像顯示鏡頭以對該基板進行光刻曝光工藝。此方法還可以包括由該第一流體微粒計數(shù)器收集數(shù)據(jù)，并分析該數(shù)據(jù)，以提供微粒結果；并將該微粒結果分類。將微粒結果分類的步驟可以包括根據(jù)該微粒結果提供使用者警告信息。該收集數(shù)據(jù)的步驟可以包括在數(shù)據(jù)庫內儲存該數(shù)據(jù)。
雖然本發(fā)明已通過較佳實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的改動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種浸潤光刻系統(tǒng)，包括影像鏡頭，具有第一前表面；基板底座，置于該影像鏡頭的該前表面下方；浸潤流體保持結構，具有至少一個流體部，被配置成用以保留來自流體入口的流體，以至少部分地填充位于該前表面與該基板底座上的基板之間的空間，且接收或排除通過該流體部的該流體；以及微粒監(jiān)控模塊，與該浸潤流體保持結構整合，用以監(jiān)控流經(jīng)該浸潤流體保持結構的該流體內的微粒。
2.如權利要求1所述的浸潤光刻系統(tǒng)，其中該流體部是流體出口，且該微粒監(jiān)控模塊包括連接該流體出口的第一流體微粒計數(shù)器，以監(jiān)控流出該流體出口的該流體內的微粒。
3.如權利要求1所述的浸潤光刻系統(tǒng)，還包括儲槽，連接該流體部，用以接收該流體；第一流體微粒計數(shù)器，連接該儲槽，用以監(jiān)控該接收的流體內的微粒；以及氣體入口，連接該儲槽，用以提供氣體至該儲槽。
4.如權利要求3所述的浸潤光刻系統(tǒng)，其中該流體部是流體入口，且該微粒監(jiān)控模塊包括與該流體入口連接的第二流體微粒計數(shù)器，用以監(jiān)控流至該流體入口的該流體內的微粒。
5.如權利要求1所述的浸潤光刻系統(tǒng)，其中該流體部包括流體入口與流體出口，該微粒監(jiān)控模塊還包括第一流體微粒計數(shù)器與第二流體微粒計數(shù)器，且該流體出口連接該第一流體微粒計數(shù)器以監(jiān)控流出該流體出口的該流體內的微粒，且該流體入口連接該第二流體微粒計數(shù)器以監(jiān)控流至該流體入口的該流體內的微粒。
6.如權利要求1所述的浸潤光刻系統(tǒng)，還包括數(shù)據(jù)處理模塊，配置成用于收集來自該微粒監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)，分析該微粒結果的數(shù)據(jù)并將該微粒結果分類。
7.一種浸潤光刻系統(tǒng)，包括影像顯示系統(tǒng)；基板底座，置于該影像顯示系統(tǒng)下方；浸潤流體保持結構，配置成用以保留流體，其中該流體至少部分地填充該影像顯示系統(tǒng)與該基板底座上的基板之間的空間；儲槽，連接該浸潤流體保持結構，用以接收該流體；流體微粒計數(shù)器，連接該儲槽，用以監(jiān)控該流體內的微粒；以及氣體過濾器，連接該儲槽，用以提供氣體至該儲槽，以與該流體微粒計數(shù)器一起使用。
8.一種圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法，包括使浸潤流體流入影像顯示鏡頭與基板底座上的基板之間的空間內，并通過浸潤流體保持模塊；以及在流入該空間之前或由該空間流出之后監(jiān)控該浸潤流體內的微粒。
9.如權利要求8所述的圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法，其中使用第一流體微粒計數(shù)器監(jiān)控從該空間流出的該浸潤流體內的微粒。
10.如權利要求8所述的圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法，其中使用第二流體微粒計數(shù)器以在流入該空間之前監(jiān)控該浸潤流體內的微粒。
11.如權利要求8所述的圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法，其中該監(jiān)控步驟還包括打開連接于該儲槽與該浸潤流體保持模塊的浸潤流體出口之間的第一閥件，用以從該空間將該浸潤流體填充該儲槽；在以該浸潤流體填充該儲槽之后關閉該第一閥件；打開連接于氣體過濾器與該儲槽之間的第二閥件，用于提供氣體至該儲槽；以該浸潤流體維持該儲槽一段期間；以及打開連接于該儲槽與該第一流體微粒計數(shù)器的第三閥件以使得該浸潤流體流過該第一流體微粒計數(shù)器，并測量該浸潤流體內的微粒。
12.如權利要求8所述的圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法，還包括照明該影像顯示鏡頭以對該基板進行光刻曝光工藝。
13.如權利要求8所述的圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法，還包括由該第一流體微粒計數(shù)器收集數(shù)據(jù)；分析該數(shù)據(jù)以提供微粒結果；以及將該微粒結果分類。
14.如權利要求13所述的圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法，其中將該微粒結果分類的步驟包括根據(jù)該微粒結果提供使用者警告信息。
15.如權利要求13所述的圖案化半導體集成電路的浸潤光刻方法，其中該收集數(shù)據(jù)的步驟包括在數(shù)據(jù)庫內儲存該數(shù)據(jù)。
全文摘要
針對浸潤光刻工藝中的微粒與污染問題，本發(fā)明提供一種浸潤光刻系統(tǒng)以及浸潤光刻方法，上述系統(tǒng)包括影像鏡頭，具有第一前表面；基板底座，置于該影像鏡頭的前表面下方；浸潤流體保持結構，具有一個流體入口與一個流體出口，且用以保留來自流體入口的流體，以至少部分地填充位于影像鏡頭的前表面與基板底座上的基板之間的空間，且使該流體由該流體出口流出；以及微粒監(jiān)控模塊，與該浸潤流體保持結構整合。本發(fā)明能夠現(xiàn)場監(jiān)控浸潤流體的微粒，因此可即時發(fā)現(xiàn)微粒問題并及時糾正，從而及時解決污染問題，將制造成本損失最小化。
文檔編號H01L21/027GK101075095SQ200710005300
公開日2007年11月21日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權日2006年5月17日
發(fā)明者傅中其, 徐樹彬, 張秀玉 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司