專利名稱：浸潤式微影方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浸潤式微影制程，特別是涉及一種應(yīng)用于半導(dǎo)體積體 電路的制造中的浸潤式微影制程。
背景，支術(shù)
典型的浸潤式微影包括經(jīng)由填充于光阻層與投影鏡片(Project lens) 間的空隙的去離子水，對光阻進行曝光而形成圖案，藉以增加解析度。目 前，浸潤式微影制程包括多個不同步驟，例如涂布光阻層、預(yù)烤、浸潤曝 光(Immersion Exposing)、 曝光后烘烤(Post-exposure backing)、顯影和 硬烤。然而，目前的微影制程遭遇許多由晶圓或微影系統(tǒng)中所產(chǎn)生的污染 物與微粒；進而造成圖案失效、圖案變形及圖案消失。
因此有必要提供一種簡單且具有成本效益的方法，以收集并移除存在 于浸潤式微影系統(tǒng)中的污染物和微粒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的浸潤式微影制程存在的缺陷，而 提供一種新的浸潤式微影方法，所要解決的技術(shù)問題是使其可以在不影響 微影掃瞄器運作的前提下，輕易移除基材表面上的微粒，從而更加適于實 用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種新的浸潤式微影系統(tǒng)，所要解決的 技術(shù)問題是使其可以在不影響傳統(tǒng)制程運作，輕易完成浸潤微影制程，從 而更加適于實用。
本發(fā)明的再一目的在于，提供一種新的原位的微粒移除方法 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù) 本發(fā)明提出的一種浸潤式微影方法，其包括供給位于一影像透鏡與欲進 行圖案化的一基材之間的一空間 一浸潤流體；在該空間的該浸潤流體中產(chǎn) 生一電場；其中該電場用來促使多個微粒離開該基材的一表面；將該浸潤 流體和該為立由該空間移除；以及供給該空間該浸潤流體，并再該基材的 該表面進行一微影曝光制程。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。 前述的浸潤式微影方法，其中所述的電場的產(chǎn)生包括，建構(gòu)該電場， 使其包含"空間不均勻性電場。
前述的浸潤式微影方法，其中所述的電場的產(chǎn)生包括，對位于所述空 間中的一區(qū)域內(nèi)的一電極陣列施加一直流電壓或一交流電壓。
前述^浸潤式微影方法，其中所述的電場的產(chǎn)生包括，照射位于所述 空間中的 一 區(qū)域內(nèi)的 一 光電板。
前述的浸潤式微影方法，其中所述的電場的產(chǎn)生包括，對基材充電。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本
發(fā)明提出的一種浸潤式微影系統(tǒng)，其包括 一影像系統(tǒng)； 一基材處理機臺， 位于該影像系統(tǒng)之下； 一流體供給部分，用來使該浸潤流體流進和流出位 于該影像系統(tǒng)和該基材處理機臺之間的該空間；以及一電場產(chǎn)生部分，用 來在該空間內(nèi)的該浸潤流體中產(chǎn)生一電場；其中該電場的建構(gòu)是為了誘發(fā) 多個微粒往該電場產(chǎn)生部分移動，再藉由該浸潤流體將該些微粒自該空間
中移除前述的浸潤式微影系統(tǒng)，其中所述的電場產(chǎn)生部分包括一電極陣列形 成于一殼體之中，其中該殼體固定在該影像系統(tǒng)上。
前述的浸潤式微影系統(tǒng)，其中所述的電極陣列中的多個電極彼此共平面。
前述的浸潤式微影系統(tǒng)，其中所述的流體供給部分包括 一流體盛裝模組，是建構(gòu)來供給所述空間中所需的浸潤流體；以及 一流體收集模組，是建構(gòu)來從接受由所述空間中所移除的浸潤流體。 前述的浸潤式微影系統(tǒng)，其中所述的電場產(chǎn)生部分包括一光電板位于
一殼體中的，其中該殼體固定于該影像系統(tǒng)上；其中藉由照該射光電板可
以產(chǎn)生該電場。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依 據(jù)本發(fā)明提出的一種浸潤式微影方法，其包括提供具有一光敏感層的一 半導(dǎo)體基材；供給一浸潤流體給位于一影像透鏡和該半導(dǎo)體基材之間的一 空間；在位于該空間內(nèi)的該浸潤流體中產(chǎn)生一電場，促使多個微粒遠離該 半導(dǎo)體基材的表面，藉由從該空間流出的該浸潤流體來移除該些微粒；以 及透過該影像系統(tǒng)照射該光敏感層。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。 前述的浸潤式微影方法，其中所述的電場的產(chǎn)生包括，建構(gòu)包含一空 間不均性電蕩的該電場。
前述的浸潤式微影方法，其中電場的產(chǎn)生包括，對多個位于所述空間 的 一 區(qū)域中的多個電極施加 一 電壓電位。
前述M浸潤式微影方法，其中電場的產(chǎn)生包括，對半導(dǎo)體基材充電。 前述的浸潤式微影方法，其中電場的產(chǎn)生包括，照射位于所述空間的 一區(qū)域中的一光電板。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案
可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種適用于浸潤式微影制程的方法。 此一 方法包括供應(yīng)浸潤流體給位于影像透鏡和欲進行圖案化的基材兩者 之間的空間。在位于此空間的浸潤流體之中產(chǎn)生電場。其中電場會促使微 粒遠離基材表面。之后補充空間之中的浸潤流體，并在基材表面進行微影 曝光制程。其中電場的產(chǎn)生包括產(chǎn)生空間不均勻性電場。
采用上述實施例可提供浸潤式微影制程一種不需要在不同反應(yīng)槽中實 施，且適用各種種類的浸潤流體，也適用于移除各種污染物及微粒的微粒 移除方法?？梢栽诓挥绊懳⒂皰呙槠鬟\作的前提下，輕易移除基材表面上 的微粒。對制程時間、材料與產(chǎn)量而言成本效益相當(dāng)高。
另夕卜，為了達到上述目的，本發(fā)明另提供了一種浸潤式微影系統(tǒng)。此依 系統(tǒng)包括影像系統(tǒng)、位于影像系統(tǒng)下方的基材處理機臺、用來提供浸潤流 體給位于影像系統(tǒng)和基材處理機臺兩者之間的空間，使浸潤流體在上述空 間中流進或流出的流體供給部分、以及用來在上述空間內(nèi)的浸潤流體中產(chǎn) 生電場的電場產(chǎn)生部分。電場的建構(gòu)是為了誘發(fā)微粒往電場產(chǎn)生部分移動， 再藉由浸潤流體將微粒自空間中移除。
采用上述實施例可提原位(In-situ)移除基材表面上的微粒?？梢栽?不影響傳統(tǒng)制程運作，輕易完成浸潤微影制程。
再者，為了達到上述目的，本發(fā)明再提供了 一種適用于浸潤式微影制程 的方法。此一方法包括提供具有光敏感層的半導(dǎo)體基材。再針對位于影像 透鏡和半導(dǎo)體基材之間的空間供給浸潤流體。之后，在位于此空間內(nèi)的浸 潤流體之中產(chǎn)生電場，促使微粒遠離半導(dǎo)體基材表面。然后藉由從此空間 流出的浸潤流體來移除微粒。再透過影像系統(tǒng)照射光敏感層。 '
釆用上述實施例可提供浸潤式微影制程一種原位的微粒移除方法。不 僅不需要在不同反應(yīng)槽中實施，且適用各種種類的浸潤流體，也適用于移 除各種污染物及微粒。可以在不影響微影系統(tǒng)運作的前提下，輕易移除基 材表面上的微粒。對制程時間、材料與產(chǎn)量而言成本效益相當(dāng)高。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附 圖，詳細說明如下。


圖1是根據(jù)習(xí)知技術(shù)所繪示的一種浸潤式微影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是根本發(fā)明的一較佳實施例所繪示的一種浸潤式微影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 部分分解圖。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例所繪示的一種使用于圖2的浸潤式
微影系統(tǒng)中的電極陣列上視圖。
圖3B繪示一種與圖3A的電極陣列連接的電力連接線的上視圖。 圖4繪示另一種電極陣列的上視圖，其可用以替代圖3A的實施例。 圖5繪示一種使用圖3A的電極陣列，以進行浸潤式微影曝光制程的部
分結(jié)構(gòu)上視圖。
圖6繪示的一種使用圖2的浸潤式微影系統(tǒng)，以進行浸潤式微影制程 的流程示意圖。
100.浸潤式微影系統(tǒng)110:基材115光敏感層120:基材處理臺
130影像系統(tǒng)140.浸潤流體盛裝模組
145入口150浸潤流體
160'浸潤流體收集模組165出口
170空間200浸潤式微影系統(tǒng)
210電極陣列220電源
230開口240結(jié)構(gòu)
250電極板251外圏
252 連結(jié)拴253連結(jié)拴
254連結(jié)拴255開口區(qū)域
256介電層260電源的一端
270條狀電極280電源的另一端
290條狀電極300結(jié)構(gòu)
350'.結(jié)構(gòu)360電極陣列
370-電極板371外環(huán)
400'浸潤式^f敖影曝光制程410:界線420光敏感層對準(zhǔn)開口的部分
500:浸潤式微影方法
510:將浸潤流體流入位于影像系統(tǒng)和基材兩者間的空間。 520:'在浸潤流體中形成電場。 530:經(jīng)由出口將微粒從浸潤流體中移除。 540:進行浸潤式微影曝光制程。 550:判斷對基材的圖案化是否完成。 560:將基材處理機臺移至下一個工作站 570:進行基材的后續(xù)制程。
具體實施例方式
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，特提出 如圖示所繪示的實施例，并在說明書中進行詳細說明。然實施例的內(nèi)容并 非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域一般技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和 范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。另外， 一個或.多個彼此緊臨的元件， 并不會妨害其他元件的存在。不同實施例之中的參照號碼有可能重復(fù)，但 并不表示其中一個實施例之中的特征，必須被應(yīng)用于另外一個具有共用參 照號碼的實施例之中。
請參照圖1，圖1是根據(jù)習(xí)知技術(shù)所繪示的一種浸潤式微影系統(tǒng)100的
結(jié)構(gòu)示意圖。其中基材110正在進行浸潤式微影制程。基材110 —種具有 半導(dǎo)體元素、半導(dǎo)體復(fù)合物、半導(dǎo)體合金或上述組合的半導(dǎo)體晶圓。半導(dǎo) 體晶圓包括一層或多層用來圖案化的材料層，例如多晶硅層、金屬層、和/ 或介電層。另外，基材IIO包含形成于材料層上的光敏感層115。光敏感層 115是一種正型光阻層，經(jīng)由曝光制程的反應(yīng)而形成圖案。另外，光敏感層 115也可以由 一種負型光阻層，或其他合適的材質(zhì)所構(gòu)成。
浸潤式微影系統(tǒng)100包括用來承載并固定基材110的基材處理臺120。 操作基材處理臺120，可承載并移動基材110。例如處理臺120的設(shè)計，用 來運送和/或旋轉(zhuǎn)排水，以進行基材110的對準(zhǔn)、步進及掃瞄。處理臺120 相對于浸潤式ITi影系統(tǒng)100的影像系統(tǒng)、輻射源(Radiation Source)和/或 光罩提供運動，細節(jié)詳述如下。
浸潤式微影系統(tǒng)100包括影像系統(tǒng)130。基材110設(shè)于位于影像系統(tǒng) 130下方的基材處理臺120上。影像系統(tǒng)130更包括或內(nèi)建具有單一透鏡或 多透鏡亦或/和其他透鏡元件的發(fā)光系統(tǒng)(例如，聚光器)。例如，發(fā)光系統(tǒng) 包括微透鏡陣列、蔭蔽遮罩(Shadow Mask)和/或其他結(jié)構(gòu)。另外，影像系 統(tǒng)130還包括具有單一透鏡元件或多個透鏡元件所組成的物鏡(未特別分開 標(biāo)示)。每一個透鏡元件包括一個透明基材，更進一步包括多個涂布層。透 明基材是由熔融二氧化硅(Fused Silica)所構(gòu)成。然而，透明基材也可以 由氟化4丐.(CaF2)、氟化鋰(LiF)、氟化鋇(BaF2)或其他合適的材質(zhì)。而每一 個透鏡元件材質(zhì)的使用，取決于微影制程中所使用的光線的波長，以最小 化光線的吸收與散射。
浸潤式孩l影系統(tǒng)100包括用來盛裝浸潤流體150,例如超純水(Ultra Pure Water)、去離子水或其他合適的液體，的浸潤流體盛裝^^組140。浸 潤式微影系統(tǒng)100還包括用來接收浸潤流體150的浸潤流體收集模組160。 浸潤流體盛裝模組140和浸潤流體收集模組16G緊鄰于(例如環(huán)繞于)影像
系統(tǒng)130。浸潤流體150流經(jīng)入口 145，流入位于基材110和影像系統(tǒng)130 之間的空間170，再由出口 165流出此一空間170，進入浸潤流體收集模組 160。值得注意的是，入口 145的數(shù)目和出口的數(shù)目可以不同，且浸潤流體 150流入和流出空間170的流速可以不同。而上述條件完全取決于浸潤式孩支 影系統(tǒng)的形式，和其所使用的浸潤流體。
由影像系統(tǒng)130、浸潤流體盛裝模組140和浸潤流體收集模組160組成 一個浸潤頭。
浸潤^微影系統(tǒng)100更包括輻射源(未繪示)，藉以在浸潤式微影制程 中提供放射性能量，來圖案畫光敏感層115。此一輻射源可以是合適的紫外 光源。在這一種實施例之中，輻射源可能是一種波長實質(zhì)為436nm(G-line) 或365nm(I-line)的水銀燈； 一種波長實質(zhì)為248nm的氟化氪(KrF)激發(fā)激 光；一種波長實質(zhì)為193nm的氟化氬(ArF)激發(fā)激光； 一種波長實質(zhì)為157nm 的氟(F》激發(fā)激光，或其他具有該預(yù)設(shè)波長范圍(例如，實值小于100nm) 的光源。'
在浸潤式微影制程中，光罩(也可稱為罩幕)設(shè)置于影像系統(tǒng)130和光 敏感層之間。光罩包括透明基材和圖案化吸收層。透明基材包括相對較無 缺損的熔融二氧化硅，例如硼硅酸鹽玻璃(Borosilicate Glass)和》碳酸氫 鈉-石灰玻璃(Soda-lime Glass)。然而透明基材可能還包括氟化鈣和/或其 他合適的材質(zhì)。圖案化吸收層可以采用多個步驟和多種材料所形成。其中 組成圖案化吸收層材質(zhì)可以例如，摻雜有金屬，由鉻和氧化鐵所組成的薄 膜或由硅化鉬、氧化硅鋯、氮化硅和/或氮化鈦所組成的無機薄膜。當(dāng)光束 照射在吸收層上時，吸收層可部分地或完全地阻擋光束。圖案化吸收層， 可以使吸收層具有一個或多個開口 ，光束可以通過這些開口而不被吸收層 所吸收。
請參照圖2,圖2根本發(fā)明的一較佳實施例所繪示的一種浸潤式微影系 統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)部分分解圖。圖2中所繪示的系統(tǒng)和圖1所繪示的系統(tǒng)非常 相似，而兩者相異的特點詳述如下。為了清楚說明起見，圖1和圖2中所 繪示的相似構(gòu)件均賦予相同的參照號碼。系統(tǒng)200包括一種用來在浸潤流 體150中，形成空間不均勻性電場(Spatially non-uniformElectric Field) 的電極陣列210。其中浸潤流體150位于基材110和影像系統(tǒng)130之間的空 間170中。系統(tǒng)200同時也包括對電極陣列210提供電壓電位的電源220。 電極陣列210包括一個貫穿其本身，且與影像系統(tǒng)130對準(zhǔn)的開口 230。因 此浸潤式微影制程中，在進行圖案化光敏感層115時，輻射能量可以通過 此一開口 230。
電源.220可以設(shè)置于遠端或內(nèi)建于微影系統(tǒng)200之中，成為系統(tǒng)200 的一部分。施加于電^f及陣列210上的電壓電位，包^"直流電壓電位或交流
電壓電位。其中電極陣列210為細長、相互分離、平行且共平面的帶狀長 條。且每一個位于陣列中的電極都為矩形。藉由此一構(gòu)造，可以輕而易舉
地將電極陣列210整合在微影系統(tǒng)200的浸潤槽(Immersion Hood)中。然 而，電招J車列210也可以是任何形狀，其形狀完全依據(jù)電極陣列210所名爻 生成的電場效果而定。電極陣列210盛裝于一個與影像系統(tǒng)130連接的結(jié) 構(gòu)240中。在浸潤式微影制程中，結(jié)構(gòu)240關(guān)閉并且和位于空間170中的 浸潤流體150鄰接或接觸。因此電場生成于浸潤流體150之中。
另外空間不均勻性電場可能在無電極(沒有電極陣列)的狀態(tài)下生成。 特別的是，基材110可以藉由電子束轟擊程序而充電?；蛘呤腔?10已 在先前的制程步驟中，例如離子轟擊，自然地產(chǎn)生電荷而充電。為了在空 間170中產(chǎn)生空間不均勻性電場，可以在基材110周圍的不同位置上設(shè)置 接地結(jié)構(gòu)。值得注意的是，接地結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸可以彼此不相同，接地 結(jié)構(gòu)實際的形狀和尺寸完全取決于所欲形成的電場。因此，充電基材110 和接地結(jié)構(gòu)之間的電位差異，會在基材110表面上形成空間不均勻性電場， 進而在浸潤流體150中形成空間不均勻性電場。其中浸潤流體150填充于 基110和影像系統(tǒng)130間的空間170之中。
另 一 方面，空間不均勻性電場也可以藉由投射在光導(dǎo)電 (Photoconductive)表面的光學(xué)影像(虛擬電極)來形成。更特別的是，光導(dǎo) 電板被盛裝于一個與影像系統(tǒng)130連接的結(jié)構(gòu)240中。光導(dǎo)電板包括涂布 有氧化銦錫的玻璃或其它合適的光導(dǎo)電基材。值得注意的是，光導(dǎo)電板可 以包括其他涂層，例如摻雜和/或未摻雜的氫化非晶硅、氮化硅、氧化硅或 其他合適的材質(zhì)。以電源220對光導(dǎo)電板施加一偏壓。以光源，例如發(fā)光 二極體，在光導(dǎo)電板上投射一個虛擬影像?？梢允褂貌煌瓷溏R和或透鏡 在光電板上投射一個虛擬影像。當(dāng)光線投射到光電板上時，虛擬電極(投射 區(qū)域)會被注入能量并形成空間不均勻性電場。在浸潤式微影制程之中，盛 裝于結(jié)構(gòu)'240中的光電板被放置于一個與位于空間170中的浸潤流體150 鄰接或接觸的位置。因此空間不均勻性電場形成于浸潤流體150中。
請參照圖3A，圖3A繪示一種使用于圖2的浸潤式微影系統(tǒng)200中，包 含有電極陣列210的結(jié)構(gòu)300的部分上視圖。為了清楚說明起見，圖2和 圖3A中的相似元件具有相同的標(biāo)號。在圖3A之中結(jié)構(gòu)300包括形成于非 導(dǎo)體電才及一反(non—conductive electrode pi ate) 250的電才及P車歹寸210，以及 穿過這些陣列和電極板250的開口 230。電極板250藉由連結(jié)拴(Linking Bar) 252、 253和254與外圏251連結(jié)。電極板250和外圈251由絕緣材質(zhì)， 例如二氧化硅，所構(gòu)成。在實際操作時(如圖l所繪示)，由電極板250所 定義出來的開口區(qū)域255和外圈251,可以容許浸潤流體150流入位于基材 110和影像系統(tǒng)130間的空間170。電極陣列210包括多個相互隔離，且位
于相同平面，相互平行的矩形條狀電極。每一個電極由導(dǎo)電材質(zhì)，例如銅， 所形成。然而電極也可以由鋁或其他合適的材質(zhì)所組成。陣列210中的電
極覆蓋有介電層256，以防止電極直接與浸潤流體150接觸。為了方便說明 起見， 一部分的介電層256被省略繪示。介電層256覆蓋電極陣列210中 的所有電極。陣列210具有較小之間隙距離，以提更大的覆蓋面積，和更 密集的電場梯度。結(jié)構(gòu)300藉由圖2中未繪示的螺絲，固定在影像系統(tǒng)130 上。然而結(jié)構(gòu)300也可能是藉由其他固定結(jié)構(gòu)，例如快速拆接結(jié)構(gòu)(Quick Release Coupling Mechanism),固定在影像系統(tǒng)130上，因此結(jié)構(gòu)300可 以很容易的裝設(shè)或從浸潤式微影系統(tǒng)200中移除，而不會對系統(tǒng)的操作產(chǎn) 生負面的沖擊，并且使電極陣列210的清潔變得更容易維持。
請參照圖3B，圖3B繪示一種與圖3A的電極陣列210連接的電力連接 線的上視圖。電源220提供電極陣列210電壓電位，更特別的是，電源220 的一端260 (例如，正極)與一組彼此間隔排列的條狀電極270耦合，同時 電源22 0的另 一端28 Q (例如，負極/common地線)與另 一組彼此間隔排列的 條狀電極290耦合。值得注意的是，即使是在開口 230貫穿電極陣列210 的情形之下，所有的電極仍以上間隔排列的方式與電源220耦合。也就是 說，當(dāng)電極被開口 230分割成兩個彼此分離的部分時，這兩個部分仍同時 彼此電性耦合，或者與電源220的同一端電性耦合。陣列210的每一個電 極都具有與相鄰電極相反的極性。在操作中，電極陣列210會形成空間不 均勻性電場，其中電場的強度會隨著陣列的位置而有不同的測量值。
請參照圖4,圖4是一種可用以替代圖3A的電極陣列210的實施例。 其中圖4繪示具有電極陣列360的結(jié)構(gòu)350的上視圖。在圖4中電極陣列 360形成在電極板370以及外環(huán)371之上。因此，電極陣列360是建構(gòu)來產(chǎn) 生電場，以覆蓋大部分的浸潤流體150,而浸潤流體150位于基材110和影 像系統(tǒng)130之間的空間170里(如圖2所繪示)。電極陣列360覆蓋一層圖 示所未繪示的介電層，并且以圖3B所繪示的方式，與電源耦合。值得注意 的是，結(jié)構(gòu)300和350都是為了說明本發(fā)明所提出的較佳實施例，然其并 非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍。
請參照圖5,圖5繪示一種使用結(jié)構(gòu)300盛裝圖3A的電極陣列210, 以進行浸潤式微影曝光的部分結(jié)構(gòu)上視圖。為了簡化并清楚繪示起見，以 下對地5圖的說明必須參照第l至圖3A。其中基材110(請參照圖2)具有一 光敏感層115形成于其上，用來進行浸潤式微影曝光制程400以形成圖案。 浸潤流體150經(jīng)由入口 145流入位于基材110和盛裝電極陣列210的結(jié)構(gòu) 300之間的空間170。陣列結(jié)構(gòu)300附屬于影像系統(tǒng)130。浸潤流體150經(jīng) 由出口 16'5流出空間170，并流入浸潤流體收集模組160。因此，在操作之 中，浸潤流體150以一個實質(zhì)穩(wěn)定的流量，流進和流出空間170。
流至棊材110上的浸潤流體l50具有一個界線410。界線410延伸圍繞 于即將被圖案化的光敏感層115的一部分周圍。此一部分420即是光 敏感層115對準(zhǔn)電極陣列210的開口的部分。輻射能量由微影系統(tǒng)200穿 過開口 230,使光敏感層115的此一部分420曝光而產(chǎn)生圖案。
請參照圖6,圖6繪示的一種使用圖2的浸潤式微影系統(tǒng)200,進行浸 潤式微影制程(方法)500的流程示意圖。下述的浸潤式微影制程(方法)500, 請同時參照第1-5圖。此一方法500實施于浸潤式微影制程之中，采用浸 潤流體150的幫助，在基材1105上方的光敏感層115中形成圖案。其中基 材110固定于基材處理機臺120上，并且移至靠近《效影系統(tǒng)200的浸潤槽 的下方。
方法500由步驟510開始，將浸潤流體150流入位于影像系統(tǒng)130和 基材IIO之間的空間170之中。其中浸潤流體150由浸潤流體盛裝模組140 流出，再經(jīng)由口 145流入空間170。微影系統(tǒng)200采用控制訊號和控制閥(未 繪示)來控制流入空間170的浸潤流體15G的流量。
進行方法500的步驟520,在位于空間170內(nèi)的浸潤流體150中形成空 間不均勻性電場。此一電場采用直流電壓或交流電壓施加于電極陣列210 的方式形成。另外，此一電場也可以藉由如先前所述的式方，對基材110 充電或藉由照射光導(dǎo)電板(虛擬電極)來形成。通常在圖案化光敏感層115 時，基材110表面會出現(xiàn)導(dǎo)致圖案失效的污染物和微粒。空間不均勻性電 場是用來促使污染物或微粒遠離基材IIO表面，并且進入浸潤流體150,使 其可藉由浸潤流體150流出空間170。使用不均勻性電場來控制微粒的機轉(zhuǎn) 詳述如下。
介電電泳(Dielectrophoresis)是一種物理現(xiàn)象，當(dāng)對一粒子施加一不 均勻電場時，可以在粒子上施加一作用力。所有的粒子(帶電或不帶電)都 懸浮于，具有電場且用來進行介電電泳作用的媒介之中。因此，介電電泳 可以運用在所有種類的媒介和粒子之中。微粒會往高電場強度的區(qū)域移動 或遠離高電場強度的區(qū)域，而為例的運動方向完全取決于微粒的感應(yīng)偶極 矩(Induced Dipole Movement)是否高于或小于々某介的感應(yīng)偶極矩。由不均 勻電場所引發(fā)，平均時間內(nèi)施加于懸浮于媒介中微粒上的介電電泳力(Time Average Dieletrophoresis Force )， 可由以下算式表示<formula>formula see original document page 12</formula>
其中R是^t粒的半徑，"為媒介的電容率(Permittivity), E，為電場 的平方根，R，(K(oo))為克露西斯-莫索第因子的實部值(Real Part of the Clausius Mossotti Factor),其中co是電場的角頻率(Angular Frequency)。 克露西斯-莫索第因子則可由以下算式表示
<formula>formula see original document page 12</formula>
其中，s 。'和s /分別代表微粒和懸浮媒介的相對復(fù)電容率(Relative Complex Permittivity) 。 ￡ *定義為s * = s - i ( 5 / oo),其中5為導(dǎo)電 度，i為-1的開根號。
如以上數(shù)學(xué)式所迷，介電電泳力取決于微粒的尺寸。另外作用于微粒 上的介電電泳力，具有正值或負值，取決于克露西斯-莫索第因子的正負號。 當(dāng)介電電泳力為正值(又稱作正介電電泳值)，則會驅(qū)使微粒往具有最大電 場的區(qū)域(高電場值區(qū)域)移動。當(dāng)介電電泳力為負值(又稱作負介電電泳值) 時，則會驅(qū)使微粒遠離具有最大電場的區(qū)域(高電場值區(qū)域)。因此根據(jù)所 采用的電場強度和頻率的不同，正介電電泳值是用來吸引微粒往某一個區(qū) 域移動，負介電電泳值則是用來將微粒由某一個區(qū)域釋放至其他區(qū)域。故， 介電電泳力是一個可將微粒沿著一個特定路徑進行傳輸?shù)挠行C轉(zhuǎn)。
延續(xù)步驟520,電源220可隨著操作所欲達到的電場效果而改變他的頻 率和強度。其所施加的電壓電位也取決于浸潤流體150中微粒的尺寸和化 學(xué)構(gòu)造。因此，所選擇的電壓電位若是用來對微粒施加正介電電泳力，則 會將微粒往具有最大電場的區(qū)域(高電場值區(qū)域)吸引。故，會促使懸浮在 位于空間'170的浸潤流體150中的微粒遠離基材110的表面，并促使其往 電極陣列220的方向移動。
進行方法500的步驟530，將微粒藉由浸潤流體150自空間170中移除。 根據(jù)前述，浸潤流體150以一實質(zhì)相同的流速流入和流出空間170。因此在 微粒尚未抵達位在電極板250上的電極陣列220之前，流動中的浸潤流體 150已將;f敬粒經(jīng)由出口 165流出空間170，并流入浸潤流體收集^f莫組160。 當(dāng)發(fā)生微粒抵達電極板250的情況，可以在更換基材時改變電壓電位，藉 以對微粒施力口負向介電電泳力。如前所述，當(dāng)微粒被施力口以負向介電電泳 力時，會促使微粒遠離高電場值區(qū)。因此，微粒會被從電極陣列210驅(qū)離， 進而被流動的浸潤流體150經(jīng)由出口 165帶出空間170。當(dāng)在進行基材交換 時，浸潤槽還是會完全被一習(xí)知的密封碟片結(jié)構(gòu)(未繪示)所覆蓋，而浸潤 流體150仍然可以流進并流出位于浸潤槽和密閉碟片之間的空間。因此， 在將新的基材放置于基材處理臺120上，以進行圖案化之前，仍可將微粒 從電極陣列210和電極板250上移除。
進行方法500的步驟540，此步驟是針對光敏感層115對準(zhǔn)開口 230的 部分420,采用浸潤式微影系統(tǒng)200來進行浸潤式微影曝光制程(如圖5所 繪示)。由于對微粒施予正向介電電泳力，
并使浸潤流體150以固定流量流進并流出空間170，光敏感層115對準(zhǔn) 開口 230的部分420將不會再有微粒殘留。因此，以輻射能量對，光敏感 層115對準(zhǔn)開口 230的部分420近行曝光，將會在其上形成沒有任何瑕瘋 的圖案。
進行方法500的步驟550,判斷對基材110的光敏感層170的圖案化是 否完成。假如基材110的圖案化并未完成，則進行進行方法500的步驟560, 以基材處理機臺120將基材110移至下一個工作站，來進一步圖案化。重 復(fù)方法500的步驟510至步驟540以完成所有光敏感層的圖案化步驟。當(dāng) 位于基材110上方的圖案化步驟完成以后，進行方法500的步驟570，使基 材110進入后續(xù)制程，例如進行曝光后烘烤、顯影、清潔、蝕刻以及/或相 關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)習(xí)知的其他制程。值得注意的是，不論藉由充電或藉由 照射光電板(形成虛擬電極)來產(chǎn)生電場，都可以以相似的方式進行方法 500。 '
因此本發(fā)明的實施例提供一種適用于浸潤式微影制程的方法。此一方 法包括供給位于影像透鏡和欲進行圖案化的基材之間的空間浸潤流體。在 位于此空間的浸潤流體中產(chǎn)生電場。其中電場會促使微粒遠離基材表面。 之后補充空間中的浸潤流體，并在基材表面進行微影曝光制程。其中電場 的產(chǎn)生包括產(chǎn)生空間不均勻性電場。
在本發(fā)明的一些實施例之中，電場的形成包括在空間中的一區(qū)域內(nèi)的 電極陣列上施加直流或交流電壓。在本發(fā)明的另一些實施例之中，電場的 形成包括照射空間中的一區(qū)域內(nèi)的光電板。在本發(fā)明的又一些實施例之中， 電場的形成包括對基材充電。在本發(fā)明的又另一些實施例之中，浸潤流體 的供給包括，以一穩(wěn)定流速供給空間浸潤流體，并以一穩(wěn)定流速移除空間 中的浸潤流體。
本發(fā)明的實施例亦提供一種浸潤式微影系統(tǒng)。此依系統(tǒng)包括影像系統(tǒng)、 位于影像系統(tǒng)下方的基材處理機臺、用來管控位于影像系統(tǒng)和基材處理機 臺間的空間的浸潤流體的進出的流體供給部分、以及用來在上述空間內(nèi)的 浸潤流體中產(chǎn)生電場的電場產(chǎn)生部分。電場的建構(gòu)是為了誘發(fā)微粒往電場 產(chǎn)生部分4動，再藉由浸潤流體將微粒自空間中移除。
在本發(fā)明的一些實施例之中，電場產(chǎn)生部分包括一個固定在影像系統(tǒng) 上的殼體，以及形成在用來產(chǎn)生電場的殼體中的電極陣列。在本發(fā)明的一 些實施例之中，電極陣列中的電極彼此共平面，且每一個電極的外型近乎 四方形。在本發(fā)明的另一些實施例之中，流體供給部分包括建構(gòu)來供給空 間中所需的浸潤流體的流體盛裝模組，以及建構(gòu)來從空間中移除浸潤流體 的流體收集模組。在本發(fā)明的又一實施例之中，電場產(chǎn)生部分包括對電極 陣列施加電壓電位的電源供應(yīng)器。在本發(fā)明的一些實施例之中，電壓電位 是直流或交流電壓電位。在本發(fā)明的一些實施例之中，電場產(chǎn)生部分包括 一個位于殼體中的光電板，其中殼體固定于影像系統(tǒng)上。藉由照射光電板 可以產(chǎn)生電場。
本發(fā)明的實施例提供一種適用于浸潤式微影制程的方法。此一方法包括提供具有光敏感層的半導(dǎo)體基材。再供給浸潤流體給位于影像透鏡和半 導(dǎo)體基材之間的空間。之后，在位于此空間內(nèi)的浸潤流體中產(chǎn)生電場，促 使微粒遠離半導(dǎo)體基材表面。然后藉由從此空間流出的浸潤流體來移除微 粒。再透過影像系統(tǒng)照射光敏感層。
在本發(fā)明的一些實施例之中，電場的產(chǎn)生包括建構(gòu)一個電場，包含有 空間不均性電場。在本發(fā)明的另一實施例之中，電場的產(chǎn)生包括對多個放 置于上述空間的 一 區(qū)域中的電極施加電壓電位。在本發(fā)明的又 一 實施例之 中，電場的產(chǎn)生包括對基材充電。在本發(fā)明的又另一實施例之中，電場的 產(chǎn)生包括照射放置于上述空間的一區(qū)域中的光電板。在本發(fā)明的再另一實 施例之中，電場的產(chǎn)生包括建構(gòu) 一 空間不均性電場以誘發(fā)作用在微粒上的 正向介電電;永力。
上述不同的實施例可能具有多個不同的好處。并且可提供浸潤式微影
掃瞄器(Immersion Lithography Scanner)原位(In-si tu)的樣i粒移除方法。 其中此一方法適用各種種類的浸潤流體，也適用于移除各種污染物及微粒。 上述各項步驟不需要在不同反應(yīng)槽中實施，且上述步驟對制程時間、材料 與產(chǎn)量而言成本相當(dāng)?shù)??？梢栽诓挥绊懳⒂皰呙槠鬟\作的前提下，將電極 陣列輕易地整合進微影掃描器中，并輕易地維護電極。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利 用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種浸潤式微影方法，其特征在于其包括供給位于一影像透鏡與欲進行圖案化的一基材之間的一空間一浸潤流體；在該空間的該浸潤流體中產(chǎn)生一電場，其中該電場用來促使多個微粒離開該基材的一表面；將該浸潤流體和該為立由該空間移除；以及供給該空間該浸潤流體，并再該基材的該表面進行一微影曝光制程。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸潤式微影方法，其特征在于其中所述的電 場的產(chǎn)生包括，建構(gòu)該電場，使其包含一空間不均勻性電場。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的浸潤式微影方法，其特征在于其中所述的電 場的產(chǎn)生包括，對位于所述空間中的 一 區(qū)域內(nèi)的 一 電陣列施加 一 直流電 壓或一交流電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的浸潤式微影方法，其特征在于其中所述的電 場的產(chǎn)生包括，照射位于所述空間中的 一 區(qū)域內(nèi)的 一光電板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的浸潤式微影方法，其特征在于其中所述的電 場的產(chǎn)生包括，對基材充電。
6. —種浸潤式微影系統(tǒng)，其特征在于其包括 一影像系統(tǒng)；一基材處理機臺，位于該影像系統(tǒng)之下；一流體供給部分，用來使該浸潤流體流進和流出位于該影像系統(tǒng)和該基材處理機臺之間的該空間；以及一電、產(chǎn)生部分，用來在該空間內(nèi)的該浸潤流體中產(chǎn)生一電場；其中該電場的建構(gòu)是為了誘發(fā)多個微粒往該電場產(chǎn)生部分移動，再藉由該浸潤流體將該些微粒自該空間中移除。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的浸潤式微影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的電 場產(chǎn)生部分包括一電極陣列形成于一殼體之中，其中該殼體固定在該影像 系統(tǒng)上。'
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的浸潤式微系統(tǒng)，其特征在于其中所述的電極 陣列中的多個電極彼此共平面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的浸潤式微影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的流 體供給部分包括一流體盛裝;f莫組，是建構(gòu)來供給所述空間中所需的浸潤流體；以及 一流體收集模組，是建構(gòu)來從接受由所述空間中所移除的浸潤流體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的浸潤式微影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的電場產(chǎn)生部分包括一光電板位于一殼體中的，其中該殼體固定于該影像系統(tǒng)上；其中藉由照該射光電板可以產(chǎn)生該電場。
11. 一種浸潤式微影方法，其特征在于其包括 提供具有一光敏感層的一半導(dǎo)體基材；供給一浸潤流體給位于一影像透鏡和該半導(dǎo)體基材之間的 一 空間； 在位于該空間內(nèi)的該浸潤流體中產(chǎn)生 一 電場，促使多個微粒遠離該半 導(dǎo)體基材的表面，藉由從該空間流出的該浸潤流體來移除該些微粒；以及 透過該影像系統(tǒng)照射該光敏感層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的浸潤式微影方法，其特征在于其中所述的 電場的產(chǎn)生包括，建構(gòu)包含一空間不均性電場的該電場。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的浸潤式微影方法，其特征在于其中電場的 產(chǎn)生包括，對多個位于所述空間的 一 區(qū)域中的多個電極施加 一 電壓電位。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的浸潤式微影方法，其特征在于其中電場的產(chǎn)生包括，對半導(dǎo)體基材充電。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的浸潤式微影方法，其特征在于其中電場的 產(chǎn)生包括，照射位于所述空間的一區(qū)域中的一光電板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于浸潤式微影制程的方法與系統(tǒng)。此方法包括供應(yīng)浸潤流體給位于影像透鏡和欲進行圖案化的基材兩者之間的空間。在位于此空間的浸潤流體中產(chǎn)生電場。其中電場會促使微粒離開基材表面。藉由浸潤流體體將微粒從基材表面移除。之后補充空間之中的浸潤流體，并在基材表面進行微影曝光制程。本發(fā)明還公開了浸潤式微影系統(tǒng)。本發(fā)明可以在不影響微影掃瞄器運作的前提下，輕易移除基材表面上的微粒。
文檔編號G03F7/20GK101174095SQ200710110599
公開日2008年5月7日 申請日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月3日
發(fā)明者傅中其, 鑫 章, 高蔡勝 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司