浸没式光刻机浸没流场维持装置及方法
【专利摘要】本发明提供了一种浸没式光刻机浸没流场维持装置及方法，该装置设于浸没头与硅片之间，在浸没头、硅片及浸没式光刻机的物镜之间的空间中填充有供浸没式光刻所用的浸液，所述光刻机浸没流场维持装置包括：光电导层、第一绝缘层，依次设置于所述浸没头表面；第二绝缘层，设置于所述硅片表面，所述硅片表面与所述浸没头表面相对；偏置激励电压，施加于所述光电导层与所述硅片之间，于所述浸液两端产生外加激励电压；所述光电导层、第一绝缘层、浸液、第二绝缘层、硅片和偏置激励电压形成一个电压回路，并基于光电润湿原理，通过对该电路中所述曝光场区域内浸液两端的外加激励电压的变化控制实现浸液的表面张力和接触角的控制，进而实现浸液维持。
【专利说明】浸没式光刻机浸没流场维持装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成电路的光刻【技术领域】，尤其涉及一种适用于浸没式光刻的浸没流 场维持装置及方法。
【背景技术】
[0002] 随着集成电路产品技术要求的提升，光刻技术也不断的提高分辨率以制作更加微 细的器件尺寸。根据经典瑞利公式：
【权利要求】
1. 一种浸没式光刻机浸没流场维持装置，设置于浸没头与硅片之间，在所述浸没头、硅 片及浸没式光刻机的物镜之间的空间中填充有供浸没式光刻所用的浸液，所述光刻机浸没 流场维持装置包括： 光电导层、第一绝缘层，依次设置于所述浸没头表面； 第二绝缘层，设置于所述硅片表面，所述硅片表面与所述浸没头表面相对； 偏置激励电压，施加于所述光电导层与所述硅片之间，于所述浸液两端产生外加激励 电压； 所述光电导层、第一绝缘层、浸液、第二绝缘层、硅片和偏置激励电压形成一个电压回 路，通过控制所述浸液两端的外加激励电压来控制所述浸液的表面张力和接触角。
2. 如权利要求1所述的浸没式光刻机浸没流场维持装置，其特征在于：所述浸液两端 的外加激励电压与所述浸液的表面张力及接触角的关系满足以下方程： V2 cos Θ = cos 6*, + C -- 其中：Θ ^ :为无偏置激励电压时的静态平衡接触角； C :为绝缘层电容； Y :为浸液表面张力； V :为外加激励电压。
3. 如权利要求1所述的浸没式光刻机浸没流场维持装置，其特征在于：所述偏置激励 电压为直流电压或低频交流电压。
4. 如权利要求1所述的浸没式光刻机浸没流场维持装置，其特征在于：所述浸没头为 环形结构，且所述浸没头环绕所述物镜四周且相对于所述硅片表面垂向姿态可调。
5. 如权利要求1所述的浸没式光刻机浸没流场维持装置，其特征在于：所述浸液两端 的外加激励电压的控制通过该电压回路中的光敏阻抗的变化实现。
6. 如权利要求1所述的浸没式光刻机浸没流场维持装置，其特征在于：还包括一个光 电极发生与空间寻址单元，通过所述光电极发生与空间寻址单元将一光电极图案投射在所 述光电导层和所述硅片上实现所述电压回路中光敏阻抗的变化，从而实现所述浸液两端的 外加激励电压的变化控制。
7. 如权利要求6所述的浸没式光刻机浸没流场维持装置，其特征在于：所述光电极发 生与空间寻址单元包括一个光源系统、一个数字微镜元件、一个投影物镜和一台控制计算 机，所述数字微镜元件与所述控制计算机连接，所述光源系统射出的光照亮所述数字微镜 元件的反射阵列，使得由所述控制计算机设计得到的光电极图案传输至所述投影物镜，再 通过所述投影物镜投射到所述硅片和所述光电导层上。
8. 如权利要求7所述的浸没式光刻机浸没流场维持装置，其特征在于：所述光电极图 案由所述控制计算机通过预设的曝光场尺寸进行设定。
9. 如权利要求8所述的浸没式光刻机浸没流场维持装置，其特征在于：所述光电极图 案为环状，且通过所述投影物镜投射的光电极图案投射在所述浸液的边缘位置的所述硅片 和所述光电导层上。
10. 如权利要求7所述的浸没式光刻机浸没流场维持装置，其特征在于：所述光源系统 包括一个激光束源，一个扩束准直光路和一个20度角入射控制镜片，所述激光束源射出的 激光束经过所述扩束准直光路的修正后通过所述20度角入射控制镜片反射至所述数字微 镜兀件。
11. 如权利要求6所述的浸没式光刻机浸没流场维持装置，其特征在于：所述硅片放置 于所述浸没式光刻机的承片台上，所述光电极发生与空间寻址单元投射光电极图案的方向 为自所述承片台的与所述硅片相背的一侧射入。
12. 如权利要求6所述的浸没式光刻机浸没流场维持装置，其特征在于：所述光电极发 生与空间寻址单元投射光电极图案的方向为自所述浸没头侧射入。
13. -种浸没式光刻机浸没流场维持方法，所述浸没式光刻机包括物镜、浸没头，支撑 硅片的承片台，浸液通过所述浸没头填充所述物镜、浸没头和硅片所形成的空间中，所述浸 没式光刻机浸没流场维持方法包括： 提供光电导层，所述光电导层设置于所述浸没头的与所述娃片相对的表面； 提供第一、第二绝缘层，分别设置在所述光电导层及所述硅片表面； 在所述光电导层与所述娃片之间施加一个偏置激励电压，使得所述光电导层、第一导 电层、浸液、第二绝缘层、硅片和偏置激励电压形成一个电压回路； 提供光电极发生与空间寻址单元，通过所述光电极发生与空间寻址单元对该电压回路 中的光电导层和硅片照射光电极图案以改变所述电压回路中光敏电阻阻抗，进而改变所述 浸液两端的外加激励电压，通过所述外加激励电压的变化控制所述浸液的表面张力和接触 角。
14. 如权利要求13所述的浸没式光刻机浸没流场维持方法，其特征在于：所述光电极 图案通过一台控制计算机根据预设的曝光场得到。
15. 如权利要求13所述的浸没式光刻机浸没流场维持方法，其特征在于：所述光电极 发生与空间寻址单元包括一个光源系统、一个数字微镜元件、一个投影物镜和一台控制计 算机，所述数字微镜元件与所述控制计算机连接； 在照射所述光电极图案时，先通过所述光源系统提供光照射所述数字微镜元件，然后 通过所述数字微镜元件的反射阵列将由所述控制计算机设计得到的所述光电极图案传输 至所述投影物镜，最后通过所述投影物镜将所述光电极图案投射到所述硅片和所述光电导 层上。
16. 如权利要求15所述的浸没式光刻机浸没流场维持方法，其特征在于：所述光源系 统提供光时，先利用一个激光束源射出激光，该激光经过一个扩束准直光路的修正后，最后 通过一个20度角入射控制镜片将该激光入射至所述数字微镜元件。
【文档编号】G03F7/20GK104238274SQ201310245125
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】朱树存 申请人:上海微电子装备有限公司