[发明专利]湿浸式光刻系统

说明书

本申请是申请日为2006年6月30日、申请号为200610095876.4(优先权号为：US60/695,825)、发明名称为“进行湿浸式光刻的方法、湿浸式光刻系统、及装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体工艺，尤其涉及一种湿浸式光刻系统。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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晶片夹片台、湿浸液体座架及镜头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。

本发明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，包括多个表面；湿浸液体，放置在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，涂布在所述衬底夹片台及镜头的多个表面的一个或多个表面上，使所述衬底夹片台及镜头的所有涂层表面均为疏水性，其中所述降低污染附着的涂层包含聚乙烯、聚氯乙烯或前述的组合。

本发明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，包括多个表面；湿浸液体，放置在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，涂布在所述衬底夹片台及镜头的多个表面的一个或多个表面上，使所述衬底夹片台及镜头的所有涂层表面均为親水性，其中所述降低污染附着的涂层包含二氧化硅。

本发明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。本发明还可以减少镜头、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，本发明还可以减少装置维修频率和复杂度。另外，本发明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。

为了使本发明的上述和其它目的、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。