[发明专利]一种浸没式光刻系统和浸没流场维持方法

说明书

本发明提供一种浸没式光刻系统和浸没流场维持方法，通过在浸没头中设置浸没液固化装置，在曝光过程中，浸没液固化装置将浸没头与所述硅片之间的浸没液固化形成密封墙，所述浸没头、所述密封墙和所述硅片形成盛放容器并盛放所述浸没液，在密封墙内的浸没液形成了介质，投影物镜镜头与硅片之间维持着液体的浸没液场；在曝光完成之后，浸没液固化装置将所有与硅片接触的浸没液固化，从而当硅片从工件台上移出后，浸没液不会因为重力作用下落，当工件台上上载新的未曝光的硅片后，将固化的浸没液与硅片接触，然后浸没液固化装置使固化的浸没液液化，继续下一轮曝光，因此这种装置和工艺在更换硅片后无需重新建立液场，节省了时间，提高了光刻效率。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种浸没式光刻系统和浸没流场维持方法。

背景技术

在传统的光刻技术中，其镜头与光刻胶之间的介质是空气，而所谓浸没式光刻技术是将空气介质换成浸没液体。实际上，浸没式光刻技术利用光通过液体介质后光源波长缩短来提高分辨率，其缩短的倍率即为浸没液体这种介质的折射率。一般地，在光刻机投影物镜最后一个透镜的下表面与硅片上的光刻胶之间充满高折射率的液体。其中，投影物镜的数值孔径NA＝n×sinθ，n为投影物镜与硅片之间介质的折射率，θ为光线最大入射角。在光线最大入射角相同的情况下，浸没式光刻系统的数值孔径比传统光刻系统增大了n倍。而从傅里叶光学的角度，数值孔径扮演着空间频率低通滤波器阈值的角色。注入高折射率的浸没液体可以使更高空间频率的光波入射到光刻胶上，因此成像分辨率得以提高。

目前的浸没式光刻系统中，在曝光完成后，由于硅片与投影物镜之间充满浸没液体，经硅片移出工作台后，浸没液体由于重力作用会降落，在上载下一片未曝光硅片后，需要重新建立浸没液场，即在投影物镜镜头与硅片之间重新注入浸没液体，而这种需要不断重新建立浸没液场的工艺使得浸没式光刻的效率降低。

因此有必要对现有的浸没式光刻设备或者方法进行改良，使其在更换硅片时，无需重新建立浸没液场。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种浸没式光刻系统和浸没流场维持方法，在盛放有浸没液的浸没头中设置浸没液固化装置，使得在更换硅片时，浸没液固化装置将与硅片接触的浸没液固化，将浸没液场维持至下一片硅片上载至工件台之后，这样可以避免每次硅片曝光完成后对浸没液场的重新建立，提高了光刻的效率。

为达到上述目的，本发明提供一种浸没式光刻系统，从上至下依次包括

一投影物镜；

一工作台，工作台上放置有硅片；

一浸没头，设置在所述投影物镜和所述硅片之间，在所述浸没头、投影物镜及硅片之间填充有浸没液；

所述浸没头中设置有浸没液固化装置，在所述硅片曝光时将曝光场边缘及以外的浸没液固化；在所述硅片曝光完成后，所述浸没液固化装置固化所述硅片上表面与所述浸没头之间的浸没液。

作为优选，所述浸没头围绕所述浸没液形成圆环柱状，所述投影物镜与所述浸没头的内侧相对应。

作为优选，所述浸没液为磁流体。

作为优选，所述浸没液固化装置包括第一电磁线圈，所述第一电磁线圈位于所述浸没头与硅片相对的一侧上，且周向分布于所述浸没液边缘，在所述硅片曝光时，所述第一电磁线圈通电后将浸没液边缘固化。

作为优选，所述浸没液固化装置还包括第二电磁线圈，所述第二电磁线圈周向设于所述浸没头的内侧，在所述硅片曝光完成后，结合所述第一电磁线圈将所述硅片上表面与所述浸没头之间的浸没液固化。

作为优选，所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈同轴设置，围绕所述浸没液形成圆环状。

作为优选，所述浸没头上还设置有浸没液供给口和浸没液抽取口，为浸没头提供流动的浸没液。