专利名称：用于为浸润式光刻提供限制液体的设备与方法
技术领域：
本发明涉及半导体晶片制造，更加特别地涉及更有效地在光刻操作中实施光致抗蚀剂的图案化所用的设备与技术。
2.现有技术半导体器件制造的首要事项是选择性地在基板的微小适当的形成区域进行操作的能力。在对半导体器件实现更高效能的水平以及更高功能性密度的持续需求下，微电子产业肩负着运用新的工艺以便进一步降低半导体器件的最小特征尺寸的使命。
图1显示了简化的光刻操作20的实施例。在操作20中，光源26产生穿过中间掩模版28的光，中间掩模版通常是利用在一透明玻璃板上沉积的一个铬光掩模而制成的，接着通常将光掩模涂上光致抗蚀剂，再用图案产生器在光致抗蚀剂上形成一图案，接着使光致抗蚀剂显影，之后利用化学方式处理光掩模，从而从玻璃板上去除除该图案外的所有物质。为了在光致抗蚀剂上形成一图案，图案产生器利用一电子束在光致抗蚀剂上产生特征，穿过中间掩模版28的光可以将已涂布于基板22表面的光致抗蚀剂24图案化，再用本领域技术人员所熟知的程序处理光致抗蚀剂，从而在基板22上产生所需的特征。
当特征尺寸减小时，器件即可变小或虽仍维持相同的尺寸但可更加紧密地封装，因此将半导体器件图案化所使用的光刻技术必须同时进步以便减小特征尺寸，从而获得更小和更紧密的半导体器件。为了实现这个目的，光刻技术须逐渐提升其解决日益缩小的线宽的能力，该分辩率极限主要由将光致抗蚀剂图案化的光的波长决定。因此通过光刻技术减小器件的临界尺寸(CD)的主要方法之一为持续减小用于暴光光致抗蚀剂的辐射波长以便产生适当形成的图案轮廓。
当晶片发展成具有收缩的几何形状的较高密度晶片时，高分辩率的光刻透射将更加具有挑战性；此外，当金属化互连线技术转换到双重金属镶嵌工艺时，在电介质上形成洞或渠图案的光刻技术不仅变得更加关键，而且对产率及可靠度有直接影响。特别地，利用更短波长的光学光刻常常用于光致抗蚀剂图案化上。例如已经尝试利用低至157nm的波长。不幸地是，目前的光学光刻法及工具必须改变成利用该更短的波长。遗憾的是，为了从一较长波长工艺改变到该157nm波长工艺，通常必须改变光学光刻工具，例如使用不同的光学材料及不同的透镜原理，以及改变光掩模材料。
因此，需要一种可利用与现有系统相同的光掩模、光致抗蚀剂、以及透镜原理，但同时又可提供因使用更短的波长而将该光致抗蚀剂图案化所产生的更鲜明的图案轮廓。
发明概述广泛来说，本发明通过提供以一种最佳且有效的方式实施光刻的方法与设备，以满足这些需求。应该理解本发明可以许多方式完成，包括工艺、设备、系统、装置或方法。下面将说明本发明的几个发明在一实施例中提供一种处理基板的方法，其包括产生一流体弯月形部以处理该基板，其中该流体弯月形部通过添加液体至其中，并利用抽气方式从该流体弯月形部去除流体来定时补充流体。该方法还包括将该流体弯月形部涂于基板表面的光致抗蚀剂上，并使图案化的光透射穿过该流体弯月形部到基板表面的光致抗蚀剂上。
在另一实施例中提供一种处理基板的设备，其包括一接近头，其用于产生有助于基板表面的光致抗蚀剂图案化的流体弯月形部，其中该流体弯月形部是通过添加液体至其中、并利用抽气方式从该流体弯月形部去除流体以定时补充流体。该设备还包括一至少部分定位于该接近头内的光刻透镜结构，该光刻透镜结构具有一光刻透镜，其在操作中与该流体弯月形部直接接触。该光刻透镜结构从该光刻透镜施加一图案化的光穿过流体弯月形部而将基板表面上的光致抗蚀剂图案化。
又在另一实施例中提供一种处理基板的设备，其包括可产生流体弯月形部以处理基板表面的接近头，其中该流体弯月形部通过添加液体至其中、并利用抽气方式从该流体弯月形部去除流体以定时补充流体。该设备还包括在该接近头内的光产生源，其中该光产生源在操作中与该流体弯月形部直接接触。该光产生源可将图案化的光施加于并穿过流体弯月形部。该图案化的光在进入该流体弯月形部前具有第一波长，以及当其穿过该流体弯月形部而施加于光致抗蚀剂时具有一有效波长，其中该有效波长比该第一波长短。
在另一实施例中提供一种处理基板的方法，其包括在基板表面产生一弯月形部，并利用光刻光穿过该弯月形部以进行基板表面的光刻处理。
又在另一实施例中提供一种光刻设备，其包括一可在基板表面产生弯月形部的接近头。该设备还包括一从接近头照射光刻光并穿过弯月形部的光源，其中该光刻光与基板表面直接接触，以使光刻处理得以进行。
本发明具有许多优势。其中最值得注意的是这里说明的设备与方法，可通过将光学信号的波长转换成更短的有效波长，而在浸润式光刻操作中有效地将光致抗蚀剂图案化。利用具有光刻透镜的接近头可以产生更短的有效波长，该光刻透镜可直接接触一流体弯月形部，用于使光学信号后穿过该流体弯月形部而传输到基板表面的光致抗蚀剂层。
具有光刻透镜的接近头能够最佳地操控流体的应用并从晶片中去除流体，从而产生光学信号可穿过其发送光学信号的流体弯月形部。可以有效地移动该流体弯月形部，而不丧失重要的稳定性。另外，该流体弯月形部可以新液体补充，从而通过大幅减小流体弯月形部内的起泡及污染情形而改良光刻工艺。此外，使用这里描述的流体弯月形部，可大幅减少晶片表面所残留的污染物，因此，通过使用可缩短来自光刻透镜的光学信号的有效波长的流体弯月形部，可以使用诸如一般用于较长波长光刻法的透镜及光学仪器的设备，从而产生比通常所用的更加精确和鲜明的图案。
通过下面结合附图进行详细的描述，本发明的其他方面及优势将变得明显，所述描述以实例的方式示出了本发明的原理。
附图简述下面通过结合附图详细描述将容易地理解本发明。为了便于描述，同样的参考数字表示同样的结构元件。
图1显示了一个简化的光刻操作的实例。
图2是根据本发明一个实施例的晶片处理系统。
图3A是显示了根据本发明一个实施例的具有光刻透镜结构的接近头。
图3B是根据本发明一个实施例的接近头内部结构的侧视图。
图3C是根据本发明一个实施例在操作中的接近头。
图4A是根据本发明一个实施例的接近头，其具有可供选择的示范入口/出口配置。
图4B显示了根据本发明一个实施例的接近头内部结构的侧视图，其具有可供选择的示范入口/出口配置。
图4C显示了根据本发明一个实施例的接近头，其正进行光刻操作。
实施方式下面公开了一种用于处理基板的方法与设备的发明。尤其是提供了一种在光刻操作中将光致抗蚀剂图案化的高效和实际的方式。在下列说明中将陈述许多特殊的细节，以便提供对本发明的彻底理解。然而应该理解本发明在不采用部分或全部这些特殊细节的情况下，仍然可以由本领域技术人员所实施。在其余例子中，没有详细说明已熟知的工艺操作，以避免对本发明造成不必要的混淆。
尽管本发明已经就几个较佳的实施例作了描述，但是仍然希望本领域技术人员在阅读上述说明及研究附图时可以理解其中各种不同的变化、增补、变更与等同方案。因此希望的是本发明将所有此类变化、增补、变更与等同方案囊括于本发明的真实精神与范围内。
下面的附图均说明了一个示范性晶片处理系统的实施例，其中实施了最佳的光刻操作。特别地，下面的
了一个示范性晶片处理系统的实施例，其中在控制环境中利用接近头产生了流体弯月形部，该控制环境包括至少部分位于接近头内部的光刻透镜结构。在一个实施例中，光刻透镜可与流体弯月形部接触，并且使图案化的光学信号透射穿过流体弯月形部到已涂布于基板表面的光致抗蚀剂。应该理解将光致抗蚀剂涂布于基板上是本领域技术人员所熟知的技术。通过使光学信号透射穿过流体弯月形部并使光学信号作用于光致抗蚀剂上，光学信号的波长可改变至一更短的有效波长，因此可获得更加精确的光致抗蚀剂图案。因此，可以利用一更加精确的光致抗蚀剂图案化方式，而在半导体晶片内产生可获得更小和更密的特征的较小临界尺寸。
应该理解这里描述的系统是作为示范用的，任何可使接近头移动到极接近晶片的适当类型的配置均可采用。在所示的实施例中，接近头可采用任何方便于光致抗蚀剂图案化的方式移动。在一实施例中接近头可配置成以任何通常与本领域技术人员所熟知的步进机构有关的方式移动。在另一实施例中，接近头可以一光栅化的运动方式而移动。在另一实施例中，接近头可以线性方式从晶片的中心部移动到晶片的边缘。应该理解，也可以使用其它实施例，其中接近头可以线性方式从晶片的边缘移动到在晶片直径上相对的另一边缘，或者可利用其它非线性的移动方式，例如辐射形运动、圆周运动、螺旋运动、锯齿形运动等。所述运动还可以是用户期望的任何适当的特定运动轮廓，只要能够完成期望的晶片光刻图案即可。此外，这里描述的接近头与晶片处理系统可用于完成对任何形状及尺寸的基板进行光刻图案化，所述基板例如是200mm晶片、300mm晶片、平板等。
应该理解这里描述的方法与设备可用于任何适当的晶片处理系统，还应该理解光刻透镜可使用任何适当的接近头，该接近头可产生稳定但动态的流体弯月形部，而该流体弯月形部可与光刻透镜接触，并在晶片表面上进行光致抗蚀剂的光刻图案化。如这里所用的光刻透镜可以是任何适当类型的光刻设备，其可使图案化的光透射穿过该透镜以使光致抗蚀剂图案化。在一实施例中，光刻透镜可以是固定在一纵列系统以形成光刻光系统的光刻透镜结构的一部分，其中该光刻光系统可包含一光源、一中间掩模版、以及一个或多个透镜。
图2显示了根据本发明一个实施例的晶片处理系统100。该系统100包含一接近头106，其可产生这里描述的流体弯月形部112。在一实施例中，该接近头106可由臂104支撑，并且可移动到极接近晶片108上方处，晶片108表面上涂布有光致抗蚀剂110。根据所需的晶片结构，该晶片108在光致抗蚀剂110下可具有任何适当类型的层、高度、或材料。在一实施例中，晶片108可以一吸盘116支撑。应该理解晶片108可以任何其他适当的方式支承或撑托，例如通过滚轮支撑晶片108的边界。
应该理解系统100可以任何适当方式配置，只要接近头可移动到极接近晶片处，在利用与流体弯月形部112接触的光刻透镜结构200将光致抗蚀剂层图案化时，得以产生并控制弯月形部即可。现在参照图3A至4C更详细地说明该光刻透镜结构200。应该理解极接近处可以是从晶片起算的任何适当距离，只要仍可维持弯月形部并将光致抗蚀剂图案化即可。在一实施例中，接近头106(以及这里描述的任何其他接近头)可位于从晶片108算起约0.1mm至约10mm处，以便在晶片108表面上产生流体弯月形部112。在一较佳实施例中，接近头106(以及这里描述的任何其他接近头)每个都距晶片大约0.5mm至大约4.5mm，从而在晶片表面产生流体弯月形部112，以及在一较佳实施例中，接近头106可位于从晶片算起约2mm处，从而在晶片表面上产生流体弯月形部112。
在一实施例中，系统100、接近头106可从己涂布于晶片108上的光致抗蚀剂的图案化部分移动到未图案化部分。应该理解接近头106可采用任何适当的方式移动，只要接近头106的移动可使在晶片108的光致抗蚀剂层上形成所需图案即可，如上所述。晶片处理系统100的接近头106也可以是任一适当的尺寸与形状，例如这里描述的任一接近头。因此这里描述的不同配置可以在接近头与晶片间产生一流体弯月形部；另外，光刻透镜结构200可使图案化的光穿过一与流体弯月形部112直接接触的透镜而施加于光致抗蚀剂110上。一旦光从透镜直接移动到流体弯月形部112，根据该流体的折射率，该光的有效波长将比尚未进入流体弯月形部前的光的有效波长更短。应该理解可以采用可缩短来自光刻透镜的光的有效波长的任何适当液体，例如水、蔗糖或麦芽糖水溶液、或氯化物盐类等。通过将流体弯月形部定位在与透镜及光致抗蚀剂直接接触处，弯月形部-透镜界面以及液体-光致抗蚀剂界面处的折射均可大幅减小或消除。这样可使来自光刻透镜的图案化的光移动穿过弯月形部而不发生折射，如此可缩短已图案化的光的有效波长，利用下表1的公式可求得已图案化的光的有效波长。
表1 在上述方程式中，λ为进入流体弯月形部前的已图案化的光的波长，λeffect为施加到晶片表面光致抗蚀剂的已图案化的光的有效波长。在一实施例中，水可作为浸润式光刻用的液体。水的折射率为1.43，因此如果光刻透镜施加波长193nm的光至流体弯月形部，作用于光致抗蚀剂上的光学信号的有效波长可缩短到大约135nm，因此通过使用其中使光刻透镜与流体弯月形部的液体直接接触的配置，可大幅减小来自光刻透镜的光的有效波长。施加到晶片表面光致抗蚀剂上缩短了有效波长的光可使光致抗蚀剂形成任何适当的所需图案。应该理解来自光源的光可透射穿过中间掩模版，其可产生所需的图案。该光源可以是可产生形成光致抗蚀剂图案的光学信号的任何适当设备，例如UV灯、受激准分子激光器等；该中间掩模版可利用本领域技术人员所熟知的任何适当方法制造。
在一实施例中，光刻透镜结构200固定在一图案化的光产生设备上，如图2中所示的纵列系统202。该纵列系统202可以是具有光源以及中间掩模版的任一适当设备，其中来自光源的未图案化的光可透射通过中间掩模版，产生用于透射通过形成光致抗蚀剂110图案所用的光刻透镜结构200的图案化的光。应该理解光刻透镜结构200可以是具有任一适当配置和/或尺寸的任一适当结构，该任一适当配置和/或尺寸至少部分形成于接近头内，这样也可以帮助图案化的光从纵列系统202透射到流体弯月形部112。在一实施例中，图案化的光从纵列系统202穿过光刻透镜结构200的透镜直接到达流体弯月形部112。接着穿过流体弯月形部112到达晶片108表面上的光致抗蚀剂110。然后图案化的光可施加于光致抗蚀剂110上，于是将图案印在光致抗蚀剂110上。因此在一实施例中，光刻透镜结构200可在一通道内包含一个或多个延伸穿过光刻透镜结构200的透镜，从而光可从接近头106的顶端部分透射到接近头106的底端部分。应该注意图案化的光可以任一适当的形式产生，这里描述的实施例本质上仅仅用于示范。
通过将流体施加于晶片表面以及从该表面上去除流体，同时使图案化的光施加于晶片表面上的光致抗蚀剂，流体弯月形部可移动经过晶片以对晶片进行处理。在一实施例中，步进装置可用于将光刻透镜在待图案化的晶片部分上方移动。当光刻图案化操作进行时，晶片108也可以一光栅化运动方式移动。应该理解系统100可处理晶片的一个表面或晶片的顶面和底面两个表面。
在一实施例中，通过使流体透过管道(例如这里描述的位于接近头中的源入口及源出口)作用于晶片表面并从晶片表面去除流体可以产生流体弯月形部112。应该理解管道如入口及出口在接近头一面可具有开孔，并且该管道可以是任一适当配置，只要可以利用这里描述的稳定弯月形部即可。
在一示范实施例中，至少一气体入口可与至少一真空出口相邻，而该至少一真空出口可与至少一处理流体入口相邻，以形成气体-真空-处理流体的取向结构，应该理解也可以采用其他类型的取向结构，如气体-处理流体-真空、处理流体-真空-气体、真空-气体-处理流体等，根据所需的晶片工艺与所寻求改良的晶片处理机构而定。在另一实施例中，可明智地采用气体-真空-处理流体的取向结构，并有效地产生、控制及移动位于接近头与晶片间的弯月形部，以便处理晶片。利用控制弯月形部的能力，光刻透镜可维持在一个位置上，所以液体/透镜界面以及流体/光致抗蚀剂界面可减小作用于光致抗蚀剂上的光学信号的有效波长。
如果采取一稳定的方式产生并维持流体弯月形部，则处理流体入口、气体入口、以及真空出口可以任一适当的方式排列，例如除该气体入口，该真空出口以及该处理流体入口外，在一附加实施例中可以有气体入口、处理流体入口和/或真空出口的其他组合，根据所需接近头的配置而定。应该理解气体真空处理流体的取向结构的具体配置可依应用方式而改变。例如可改变气体入口、真空、以及处理流体入口等位置彼此间的距离，使距离一致或不一致。此外，气体入口、真空以及处理流体入口彼此间的距离大小可依接近头106的尺寸、形状、配置与工艺弯月形部的所需尺寸(也就是弯月形部的形状和尺寸)而定。
在一实施例中，接近头106可定位于极接近晶片108的顶部表面处，并且可以利用该气体及处理流体入口与真空出口，以便产生与晶片108接触的晶片处理弯月形部，如此可对顶部表面进行处理。在一实施例中，IPA/N2蒸气气体可当作气体而由气体入口输入，去离子水可当做处理流体而从处理流体入口输入。IPA与处理流体两者基本上是同时输入，在极接近晶片表面处可进行抽真空处理，以去除IPA蒸气、处理流体、和/或可能存在于晶片表面的流体。应该理解在示范实施例中虽然使用了IPA，但是也可以采用任何其他适当类型的蒸气，如任一适当的醇类蒸气(乙醇、丙醇、丁醇、己醇等)、酮类、醚类、或其他可与用于产生流体弯月形部的液体互溶的有机化合物等，该蒸气可通过一惰性气体带走而位于接近头与晶片间区域的处理流体部分就是弯月形部。应该理解这里所用的术语“输出”可指从晶片108与特殊接近头之间的区域去除流体，而术语“输入”可指将流体导入到晶片108与特殊接近头之间的区域。
在一实施例中，系统100还包含一流体供应分配器，其可将流体供应到接近头106并从接近头去除流体。应该理解该流体供应分配器可以是任何可以控制方式(例如岐管)来供应及接收流体的适当设备。在一实施例中，该流体供应分配器从流体源接收流体。通过流体供应控制器可以管理和控制该流体源，流体供应控制器可以是任一可控制流体输入到至接近头106的适当硬件/软件。接着接近头106可产生可处理晶片108的弯月形部112。
图3A说明了根据本发明一个实施例的具有光刻透镜结构200的接近头。如上所述，该光刻透镜200连接到可产生在晶片表面形成图案的图案化的光的任一适当设备。在一实施例中，如图2所示，图案化的光产生设备是纵列系统202，其可固定在光刻透镜结构200的顶端部分。光刻透镜结构200可包含一直接与流体弯月形部接触而将图案化的光透射穿过流体弯月形部到达光致抗蚀剂的透镜。在一实施例中，该透镜可由可透射所需波长的光的任何适当材料制成，例如CaF2、石英等。
在一实施例中，接近头106包含入口302、306、与出口304。在一浸润式光刻操作的示范实施例中，接近头106可产生一流体弯月形部，光刻透镜结构200可使图案化的光透射穿过该流体弯月形部而在晶片108表面的光致抗蚀剂上形成图案(如参照图3B及3C进一步详细说明的)。入口302和306可根据所需的特殊晶片处理操作，而分别输入任何适当表面张力降低气体/蒸气及处理流体。出口304可产生真空，其可从晶片108表面去除任意适量的表面张力降低气体及处理流体(以及在晶片108上的任何其他流体)。因此，接近头106可以产生这里描述的流体弯月形部，从而形成图案化的光可透射穿过的流体媒介。在这种示范实施例中，接近头106可处理晶片108，因此由纵列结构内部的中间掩模版形成的图案可通过使图案化的光传输通过光刻透镜结构200的透镜而转印至光致抗蚀剂上。透镜可与流体弯月形部直接接触，因此来自透镜的图案化的光可透射进入并通过流体弯月形部到达光致抗蚀剂，该光致抗蚀剂可与接近头106产生的流体弯月形部直接接触。当图案化的光从光刻透镜移动到流体弯月形部时，流体弯月形部的反射率可减小施加于光致抗蚀剂上的图案化的光的有效波长。
应该理解在接近头106的另一实施例中，可省去入口302而仅保留入口306及出口304。在这种配置中，与接近头处理表面的其余部分相比，出口304及入口306所处的区域可以是锯齿状。因此流体弯月形部可包含于该锯齿状区域内，而无须使用承压气体和/或表面张力改变气体。因此处理流体可通过入口306输入并通过出口304去除，从而形成可进行光刻的稳定弯月形部。
图3B显示了根据本发明一个实施例的接近头106内部结构的侧视图。在一实施例中，接近头106包含源入口302及306以及源出口304。在一实施例中，当处理流体例如去离子水(DIW)通过源入口306而施加于晶片表面时，流体可形成流体弯月形部，该流体弯月形部可通过施加气体例如从源入口302施加IPA/N2以及施加去除IPA/N2的源出口304进行限定。该流体弯月形部与光刻透镜结构200的透镜和晶片表面的光致抗蚀剂两者接触，从而提供一媒介，来自光刻透镜结构200的图案化的光可通过该媒介施加于光致抗蚀剂上。在一实施例中，光刻透镜结构200包含一可将图案化的光从纵列系统直接透射到流体弯月形部的透镜200a，如上所述，该源入口302可输入任何类型的气体，所述气体可降低组成液体弯月形部的液体的表面张力。在一实施例中，气体在流体弯月形部的液体/气体边界处产生表面张力梯度。在一实施例中，该气体为一适当的张力活性流体蒸气，如醇类、酮类、或其他具有与用于产生流体弯月形部的流体互溶的张力活性性质的有机化合物。在一较佳实施例中，该气体是在氮气中的异丙醇蒸气(IPA/N2)。在该实施例中，IPA/N2可降低液体例如水的表面张力。因为在一实施例中，流体弯月形部内的DIW是经常补充的，所以在光刻操作期间晶片表面可保持在相当干净的状态。此外，形成并维持流体弯月形部的硬件可以配置成使流体弯月形部中的气泡保持在最小量或全部消除，从而使图案化操作最佳化。按照这种方式，可以产生晶片表面上没有污染物的稳定弯月形部，因为水/气体消除了在晶片表面留存污染物的水珠效应，因而可以在处理后留下干燥清洁的表面。
在另一个实施例中，流体弯月形部可以维持在严密控制的温度下，以便控制有效波长；此外，可以降低该温度以增大流体的折射率，从而减小有效波长。
图3C显示了根据本发明一个实施例在操作中的接近头106。在该实施例中，接近头106正处于操作状态，并且已经产生了具有一液体/气体界面388的流体弯月形部112。在一实施例中，依方向箭头314所示输入具有可降低来自光刻透镜结构200的光的有效波长的折射率的液体如去离子水(DIW)。此外，气体蒸气例如张力活性气体(如IPA/N2)也可以依方向箭头310所示输入。DIW以及IPA/N2可依方向箭头312所示而从晶片表面的光致抗蚀剂上去除。在一实施例中，可利用抽真空去除DIW以及IPA/N2。利用这种方法，可以在晶片表面产生流体弯月形部112，其中光刻透镜结构200可施加图案化的光400穿过该晶片表面。因为光刻透镜结构200的透镜200a与流体弯月形部112相接触，而流体弯月形部112与光致抗蚀剂相接触，所以细成流体弯月形部112的流体的折射率可能降低从光刻透镜结构200施加于光致抗蚀剂110的图案化的光400的有效波长。在该实施例中，光刻透镜结构200的透镜200a与流体弯月形部112形成一透镜/液体界面402，反过来流体弯月形部112与光致抗蚀剂110形成液体/光致抗蚀剂界面404。因此图案化的光可从光刻透镜结构通过弯月形部到达光致抗蚀剂上，从而使晶片108上的光致抗蚀剂110的区域390图案化。
图4A示出了根据本发明一个实施例的接近头106’，其具有可供选择的示范入口/出口配置。在一实施例中，接近头106’包括光刻透镜结构200，光刻透镜结构200的一侧有源入口306。接近头106’还包括在光刻透镜结构200另一侧的源出口304。在一实施例中，源入口302大体上可围绕光刻透镜结构200、源入口302、以及源出口304。
图4B显示了根据本发明一个实施例的接近头内部结构的侧视图，该接近头具有可供选择的示范入口/出口配置。在一实施例中，接近头106’包括含有透镜200a的光刻透镜结构200，透镜200a可使固定在光刻透镜结构200顶部的纵列系统所产生的图案化的光透射过。该图案化的光对应于在待处理的晶片表面的光致抗蚀剂上期望产生的图案。接近头106’可包含在光刻透镜结构200一侧的源入口302及306，而在光刻透镜结构200另一侧有一源入口302及一源出口304。在这种配置中，经由源入口306输入的液体可施加到晶片表面的光致抗蚀剂层。而源入口302可使气体作用于晶片表面上，实际上源入口302是对来自源入口306的液体中施加气体，故可含有来自源入口302的液体。源出口304可从源入口302去除液体以及部分来自与源出口304同侧的源入口302的气体。因此在该实施例中也可产生用于帮助这里描述的光刻操作的稳定流体弯月形部。
图4C显示了根据本发明一个实施例的接近头106’，其正进行光刻操作。在一实施例中，接近头106’已产生具有液体/气体界面388的流体弯月形部112。在一实施例中，依箭头所示方向314输入具有一定折射率并且可减小来自光刻透镜结构200的光的有效波长的液体，如去离子水(DIW)。另外，表面张力降低气体如IPA/N2可依箭头310所示方向输入。DIW及IPA/N2可依箭头312所示方向从晶片表面去除。动态流体弯月形部可通过该方法在晶片表面产生，而光刻透镜结构200可施加图案化的光400通过此动态流体弯月形部。该图案化的光400可以从光刻透镜结构200穿过流体弯月形部移动到光致抗蚀剂。因光刻透镜结构200与流体弯月形部112直接接触，所以组成流体弯月形部112的液体的折射率可减小来自光刻透镜结构200的图案化的光400的有效波长，有效波长已经减小的图案化的光400可在晶片表面的光致抗蚀剂区域390形成图案。在该实施例中，光刻透镜结构200的透镜200a可与流体弯月形部112形成透镜/液体界面402，且流体弯月形部112可与光致抗蚀剂110形成液体/光致抗蚀剂界面404。因此，图案化的光400可从光刻透镜结构200穿过弯月形部而到达光致抗蚀剂上，从而在晶片108表面的光致抗蚀剂区域390形成图案。
虽然已经根据几个较佳实施例说明了本发明，但是应该理解本领域技术人员在阅读前述说明书及审视附图时可以实现其各种不同的变化、增补、变更、及等效方案。因此在本发明的真实精神范围内，本发明包括所有此类变化、增补、变更、等效方案。
权利要求
1.一种处理基板的设备，包括一接近头，其配置成产生一流体弯月形部，以帮助图案化一基板表面上的光致抗蚀剂，该流体弯月形部通过将流体加入该流体弯月形部并利用真空自该流体弯月形部去除流体而经常补充该流体；以及一光刻透镜结构，其至少部分限定在该接近头内，该光刻透镜结构具有一配置成在操作期间与该流体弯月形部直接接触的光刻透镜，该光刻透镜结构配置成自该光刻透镜施加一穿过该流体弯月形部的图案化的光，以在图案化该基板表面上的该光致抗蚀剂。
2.如权利要求1所述的基板处理设备，其中该光刻透镜结构固定在一纵列系统，该纵列系统包含用于产生该图案化的光的一光源及一中间掩模版。
3.如权利要求1所述的基板处理设备，其中该接近头包含多条可形成该流体弯月形部的管道。
4.如权利要求3所述的基板处理设备，其中该多条管道包含以下至少其中之一一第一入口，用于将该流体施加于该光致抗蚀剂上；一第二入口，用于将一气体施加于该光致抗蚀剂上；以及一出口，用于自该光致抗蚀剂去除该流体及该气体。
5.如权利要求3所述的基板处理设备，其中该光刻透镜大体上由多条管道所围绕。
6.如权利要求1所述的基板处理设备，其中该流体的折射率大于1。
7.如权利要求1所述的基板处理设备，其中该图案化的光在进入流体弯月形部前具有一第一波长，而当该图案化的光透射通过该流体弯月形部并施加于该光致抗蚀剂上时，其具有比该第一波长更短的有效波长。
8.如权利要求4所述的基板处理设备，其中该气体为一可促进在该流体弯月形部边界的表面张力梯度的蒸气气体。
9.如权利要求8所述的基板处理设备，其中该蒸气气体是乙醇蒸气、酮类蒸气、以及在惰性气体中的醚类蒸气其中之一。
10.如权利要求8所述的基板处理设备，其中该蒸气气体为IPA/N2。
11.一种基板处理的方法，包括在该基板表面产生一弯月形部；以及施加光刻光穿过该弯月形部，以进行该基板表面的光刻处理。
12.如权要求11所述的基板处理方法，其中施加该光刻光穿过该弯月形部包括使一未图案化的光透射穿过一中间掩模版，以产生该光刻光。
13.如权利要求11所述的基板处理方法，其中施加该光刻光包含在该光刻透镜直接与该弯月形部接触的情况下，使该光刻光自一光刻透镜透射穿过该弯月形部。
14.如权利要求11所述的基板处理方法，其中在该基板表面产生一弯月形部包括通过一接近头的第一入口将该流体施加到基板表面上；通过该接近头的第二入口将气体施加到该基板表面上，该流体弯月形部是受该气体施加所限制；以及通过该接近头的出口而自所述表面去除该流体及一定量的气体。
15.如权利要求14所述的基板处理方法，其中该气体促进在该弯月形部的液体/气体界面的表面张力梯度。
16.如权利要求11所述的基板处理方法，其中该弯月形部是流体弯月形部，其通过将流体加入该流体弯月形部并利用真空去除流体弯月形部而经常补充该流体。
17.如权利要求14所述的基板处理方法，其中该流体的折射率大于1。
18.如权利要求14所述的基板处理方法，其中该流体是去离子水，该气体是IPA/N2蒸汽气体。
19.如权利要求11所述的基板处理方法，其中基板表面包括一光致抗蚀剂层，该弯月形部施加在该光致抗蚀剂层上。
20.如权利要求19所述的基板处理方法，其中施加该光刻光穿过该弯月形部包括使一图案化的光透射穿过弯月形部到光致抗蚀剂层上，该图案化的光在透射穿过流体弯月形部并施加到光致抗蚀剂上时具有比第一波长更短的有效波长。
21.一种光刻设备，包括一接近头，其可在基板表面上产生一弯月形部；以及一光产生源，用于从接近头施加光刻光并穿过该弯月形部，该光刻光配置成接触基板表面，以便进行光刻处理。
22.如权利要求21所述的光刻设备，其中该接近头包含多条可形成该流体弯月形部的管道。
23.如权利要求22所述的光刻设备，其中该多条管道包含一第一入口，用于将该流体施加于该基板表面上；一第二入口，用于将气体施加于该基板表面上；以及一出口，用于自该基板表面去除该流体及该气体。
24.如权利要求21所述的光刻设备，其中该弯月形部是由一折射率大于1的液体所组成。
25.如权利要求23所述的光刻设备，其中该气体是一可促进在该流体弯月形部边界的表面张力梯度的蒸气气体。
26.如权利要求21所述的光刻设备，其中该光产生源至少部分限定在接近头中。
27.如权利要求21所述的光刻设备，其中该光产生源配置成在操作期间与该流体弯月形部直接接触，该光产生源能够将该图案化的光施加于并穿过该弯月形部。
28.如权利要求27所述的光刻设备，其中该光刻光在进入弯月形部前具有一第一波长，而当该光刻光通过该弯月形部施加于该基板表面上时，其具有比该第一波长更短的有效波长。
29.如权利要求21所述的光刻设备，其中该光产生源包括一纵列系统及一光刻透镜结构，该纵列系统包括用于产生该光刻光的一光源及一中间掩模版，该光刻透镜结构包括一透镜，该透镜配置成在操作期间与该弯月形部直接接触，并进一步配置成直接将光刻光施加于该弯月形部。
30.如权利要求22所述的光刻设备，其中多条管道大体上围绕光产生源的透镜。
31.如权利要求21所述的光刻设备，其中光刻光是图案化的光。
全文摘要
一种基板处理的方法，包括在该基板表面产生一弯月形部、以及施加光刻光穿过该弯月形部，以进行该基板表面的光刻方法。
文档编号H01L21/00GK1839353SQ200480018019
公开日2006年9月27日 申请日期2004年6月23日 优先权日2003年6月24日
发明者D·韩克尔, F·C·瑞德克, J·柏依, J·M·德赖瑞厄斯, M·瑞夫肯, M·克罗立克 申请人:兰姆研究有限公司