本發明提供一種浸沒式光刻系統和浸沒流場維持方法，通過在浸沒頭中設置浸沒液固化裝置，在曝光過程中，浸沒液固化裝置將浸沒頭與所述硅片之間的浸沒液固化形成密封墻，所述浸沒頭、所述密封墻和所述硅片形成盛放容器并盛放所述浸沒液，在密封墻內的浸沒液形成了介質，投影物鏡鏡頭與硅片之間維持著液體的浸沒液場；在曝光完成之后，浸沒液固化裝置將所有與硅片接觸的浸沒液固化，從而當硅片從工件臺上移出后，浸沒液不會因為重力作用下落，當工件臺上上載新的未曝光的硅片后，將固化的浸沒液與硅片接觸，然后浸沒液固化裝置使固化的浸沒液液化，繼續下一輪曝光，因此這種裝置和工藝在更換硅片后無需重新建立液場，節省了時間，提高了光刻效率。

技術領域

本發明涉及半導體領域，特別涉及一種浸沒式光刻系統和浸沒流場維持方法。

背景技術

在傳統的光刻技術中，其鏡頭與光刻膠之間的介質是空氣，而所謂浸沒式光刻技術是將空氣介質換成浸沒液體。實際上，浸沒式光刻技術利用光通過液體介質后光源波長縮短來提高分辨率，其縮短的倍率即為浸沒液體這種介質的折射率。一般地，在光刻機投影物鏡最后一個透鏡的下表面與硅片上的光刻膠之間充滿高折射率的液體。其中，投影物鏡的數值孔徑NA＝n×sinθ，n為投影物鏡與硅片之間介質的折射率，θ為光線最大入射角。在光線最大入射角相同的情況下，浸沒式光刻系統的數值孔徑比傳統光刻系統增大了n倍。而從傅里葉光學的角度，數值孔徑扮演著空間頻率低通濾波器閾值的角色。注入高折射率的浸沒液體可以使更高空間頻率的光波入射到光刻膠上，因此成像分辨率得以提高。

目前的浸沒式光刻系統中，在曝光完成后，由于硅片與投影物鏡之間充滿浸沒液體，經硅片移出工作臺后，浸沒液體由于重力作用會降落，在上載下一片未曝光硅片后，需要重新建立浸沒液場，即在投影物鏡鏡頭與硅片之間重新注入浸沒液體，而這種需要不斷重新建立浸沒液場的工藝使得浸沒式光刻的效率降低。

因此有必要對現有的浸沒式光刻設備或者方法進行改良，使其在更換硅片時，無需重新建立浸沒液場。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種浸沒式光刻系統和浸沒流場維持方法，在盛放有浸沒液的浸沒頭中設置浸沒液固化裝置，使得在更換硅片時，浸沒液固化裝置將與硅片接觸的浸沒液固化，將浸沒液場維持至下一片硅片上載至工件臺之后，這樣可以避免每次硅片曝光完成后對浸沒液場的重新建立，提高了光刻的效率。

為達到上述目的，本發明提供一種浸沒式光刻系統，從上至下依次包括

一投影物鏡；

一工作臺，工作臺上放置有硅片；

一浸沒頭，設置在所述投影物鏡和所述硅片之間，在所述浸沒頭、投影物鏡及硅片之間填充有浸沒液；

所述浸沒頭中設置有浸沒液固化裝置，在所述硅片曝光時將曝光場邊緣及以外的浸沒液固化；在所述硅片曝光完成后，所述浸沒液固化裝置固化所述硅片上表面與所述浸沒頭之間的浸沒液。

作為優選，所述浸沒頭圍繞所述浸沒液形成圓環柱狀，所述投影物鏡與所述浸沒頭的內側相對應。

作為優選，所述浸沒液為磁流體。

作為優選，所述浸沒液固化裝置包括第一電磁線圈，所述第一電磁線圈位于所述浸沒頭與硅片相對的一側上，且周向分布于所述浸沒液邊緣，在所述硅片曝光時，所述第一電磁線圈通電后將浸沒液邊緣固化。

作為優選，所述浸沒液固化裝置還包括第二電磁線圈，所述第二電磁線圈周向設于所述浸沒頭的內側，在所述硅片曝光完成后，結合所述第一電磁線圈將所述硅片上表面與所述浸沒頭之間的浸沒液固化。

作為優選，所述第一電磁線圈和所述第二電磁線圈同軸設置，圍繞所述浸沒液形成圓環狀。

作為優選，所述浸沒頭上還設置有浸沒液供給口和浸沒液抽取口，為浸沒頭提供流動的浸沒液。