CN101490623A - 背侧浸没式光刻 - Google Patents

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CN101490623A CNA2007800263607A CN200780026360A CN101490623A CN 101490623 A CN101490623 A CN 101490623A CN A2007800263607 A CNA2007800263607 A CN A2007800263607A CN 200780026360 A CN200780026360 A CN 200780026360A CN 101490623 A CN101490623 A CN 101490623A
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珀-埃里克·古斯塔夫森
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Abstract

本公开涉及在施加到衬底(210)的辐射敏感层中形成潜像(latent image)，该衬底对曝光波长的辐射是透明的或者是能透射的。具体地，本公开涉及所谓的背侧光刻，其中曝光系统的最后的透镜(101)被定位以通过透明衬底的第一侧(110)投射电磁辐射并且使覆于与透明衬底的第一侧相对的第二侧上的辐射敏感层(214)曝光。描述了用于进一步处理以形成与潜像(像或者逆像)相对应的不透辐射层的五个供选实施例。这些方法以及相应的器件可用于生产掩模(mask)(有时被称为母掩模(reticle))、在半导体器件中产生潜像以及利用掩模形成半导体器件的部件。

Description

背侧浸没式光刻
相关申请
本申请要求于2006年5月15日提交的名称为“Backsidelithography/backside immersion”的美国临时专利申请第60/800,326号的权益。
本申请的公开背侧浸没(backside immersion)装置的部分涉及名称为“Method and device for immersion lithography”的美国专利申请第10/679,701号，其公开了透镜以及浸没提供机制。
技术领域
本公开涉及在施加到衬底的辐射敏感层中形成潜像(latent image)，该衬底对曝光波长的辐射是透明的或者是能透射的。具体地，本公开涉及所谓的背侧光刻，其中曝光系统的最后的透镜被定位以通过透明衬底的第一侧投射电磁辐射并且使覆于与透明衬底的第一侧相对的第二侧上的辐射敏感层曝光。描述了用于进一步处理以形成与潜像(像或者其逆像)相对应的不透辐射层的五个供选实施例。这些方法以及相应的器件可用于生产掩模(mask)(有时被称为母掩模(reticle))、在半导体器件中产生潜像以及利用掩模形成半导体器件的部件。
背景技术
在光刻中，分辨率受光刻系统的光学NA(数值孔径，Numerical Aperture)的限制。增加NA以及分辨率的一种方法是在最后的透镜以及成像衬底(image substrate)之间采用具有较高折射率的介质。例如，此介质可以是浸没液体或者固体。
图1示出在光学光掩模生成器中可以如何实现浸没式光刻。衬底110由铬112以及光致抗蚀剂114覆盖。衬底典型地为石英，其透射小于160nm的有限波长的电磁辐射，除非制备时被特别地干燥使石英中具有比正常值少的羟基(hydroxyl group)。可以采用其他的衬底，这部分依赖于其对图案化所使用的辐射的透明度，诸如Corning的ULE以及HPFS玻璃。铬典型地用作不透辐射层或者辐射阻止层。光致抗蚀剂利用辐射被曝光并且被显影从而生成图案。光致抗蚀剂被暴露于由包括最后的透镜101的光路聚焦的电磁辐射。光路可以包括帮助聚焦短波长辐射的成形镜子(shaped mirror)。最后的透镜可以是真空或者基于镜子的光路的其他容器与工件之间的界面。设置为与最后的透镜101和覆盖衬底的抗蚀剂层114都接触的浸没液体或者固体105是有用的因为其具有高于气隙的折射率。用于显影以及部分去除抗蚀剂层的常规方法在本领域内是已知的。图案化抗蚀剂是在衬底上形成器件的一部分，其包括半导体器件的部件。
开发用于形成潜像、用于制造在器件生产中使用的以及最终为了在器件衬底上形成器件的部件的掩模的替代工艺的时机来临了。这会导致较好的、更容易配置和控制、更弹性的以及更透明的工艺、工具以及器件。
发明内容
本公开涉及在施加到衬底的辐射敏感层中形成潜像，衬底对曝光波长的辐射是透明的或者是能透射的。具体地，其涉及所谓的背侧光刻，其中曝光系统的最后的透镜被定位以通过透明衬底的第一侧投射电磁辐射并且使覆于与透明衬底的第一侧相对的第二侧上的辐射敏感层曝光。描述了用于进一步处理以形成与潜像(像或者其逆像)相对应的不透辐射层的五个供选实施例。这些方法以及相应的器件可用于生产掩模(mask)(有时被称为母掩模(reticle))、在半导体器件中产生潜像以及利用掩模形成半导体器件的部件。在权利要求书、说明书以及附图中描述了具体的方面和实施例。
附图说明
图1示出在光学光掩模写入器(writer)或者生成器中如何实现浸没光刻；
图2示出照射形成在诸如石英、ULE或者HPFS的透明衬底上的辐射敏感层；
图3示出在背侧光刻中如何确定最小工作距离(最后的透镜和光致抗蚀剂中的投影像面之间的距离)的下限；
图4示出所谓的“铬和剥离”工艺；
图5示出将铬施加在图案化的抗蚀剂上方并且剥离抗蚀剂区域的结果；
图6示出所谓的“无铬”工艺的第二实施例；
图7示出CAR抗蚀剂的吸收率曲线，具体为Arch8250的吸收率曲线；
图8示出所谓的“铬替代物工艺”的第三实施例；
图9示出通过改变组分的比例调整硅的氧氮化物(SiOXOy)的图；
图10示出所谓的“带有处理的铬的替代物工艺”的工艺的第四工艺；
图11示出所谓的“带有处理的无铬工艺”的第五实施例；
图12示出之前在2003年10月3日提交的名称为“Method and device forimmersion lithography”的美国专利申请第10/679,701号中公开的浸没组件。
具体实施方式
参考附图进行下面的详细说明。描述优选实施例以对本发明进行说明，其不旨在限制由权利要求书所定义的本发明的范围。本领域的普通技术人员应该认可对下面的描述的各种等价改变。
光致抗蚀剂和浸没液体之间的界面会出现这样的问题，该问题包括在图案化光掩模所需的过长的写时间期间由于浸没液体/抗蚀剂相互作用引起的酸浸出(acid leaching)、抗蚀剂膨胀、抗蚀剂污染、滴缺陷(drop defect)产生和/或抗蚀剂损失。对于在2006年市场上的可获得的光致抗蚀剂，可以证明不可能利用如图1中所示的“标准”浸没式光刻来写光掩模。这部分是由于曝光和PEB(Post Exposure Bake，曝光之后的烘烤)之间的长的延迟时间。解决该问题的一种办法是开发较好的为光掩模浸没式光刻工作的新的光致抗蚀剂。另一种办法是分离光致抗蚀剂和浸没液体。这可以利用本公开的背侧光刻/背侧浸没来实现。背侧光刻通过透明衬底实现。至少当辐射的波长为193nm或者248nm时，石英是“透明”衬底的一个实例。本领域的技术人员应该认识到的是，仅具有减少的羟基的特别干燥的石英被认为可用于157nm波长的辐射。此衬底可以例如是光掩模白板(photomask blank)的石英层。然而，所公开的技术也可以用于其他的透明光刻衬底，诸如由Corning制造的氯化钙(calcium chloride)或者玻璃，包括ULE以及HPFS。其也可以用于框上的薄膜，诸如ET、PEN或者迈拉膜(Mylar film)。该技术可用于高分辨率和高图形保真度的光刻。
本公开提出通过衬底的光刻以及浸没光刻，从衬底的施加有抗蚀剂的一侧相对的一侧。对于光掩模，这意味着如图2所图解的通过石英照射施加到光掩模衬底的抗蚀剂层。在图中，我们对抗蚀剂214和铬212进行了重新编号以强调抗蚀剂214和铬212现在位于衬底的第二侧，与接触浸没液体或者固体105的第一侧相对。浸没液体在衬底的与抗蚀剂相对的表面上，浸没液体和光致抗蚀剂之间将没有相互作用。如果优选浸没固体，则LUAG是一个候选。
图3图解在背侧光刻中最小工作距离(最后的透镜和光致抗蚀剂中的投影像面之间的距离)的下限如何与掩模厚度相关。工作距离不小于透明衬底的厚度。对给定的NA，最小工作距离限制了最后的透镜的最小半径。最后透镜的尺寸由以下公式给出：
Figure A200780026360D00082
其中NA为预期的数值孔径，n介质为在最后的透镜101和光致抗蚀剂112之间具有最小折射率以及角度θ的介质的折射率的实部。这些特征在图3中示出。在图中，对于辐射通过其投射的给定介质，透镜的边缘与焦点之间的角315确定NA。例如：由NA＝1.3、衬底厚度＝6.25mm以及n介质＝n石英＝1.55得出r透镜>9.63mm。
在背侧光刻/背侧浸没的应用中，在最后的透镜和抗蚀剂之间有两种或者多种介质，至少包括浸没介质以及透明衬底。
如果这些介质之间的表面很平坦，则介质的折射率的差将导致球面像差，球面像差可以通过控制最后的透镜和光致抗蚀剂之间的距离消除。目前的距离控制系统的精度足够用来修正由折射率的差引起的球面像差。
甚至来自非常平的界面表面的微小偏差也可以引起不易于补偿的光学像差。非平坦可以通过将浸没介质的折射率与透明衬底的折射率相匹配而减轻。然后，甚至大的平坦偏差也变得不重要。因此，调整浸没介质的折射率是有益的。
对于是石英衬底的光掩模白板(photomask blank)，调整浸没介质不复杂，但是限制了对浸没介质的选择。石英的折射率通常约为1.55，这也是用于浸没液体的有吸引力的值。
图案化工艺/工艺选择
背侧光刻，任选地包括背侧浸没，需要对前侧的图案化工艺进行几个修改。这里，我们给出了五种不同的工艺的实施例，可以针对不同应用选择这五种工艺。
我们将第一个实施例称为“铬和剥离(1ift-off)”。在这个由图4所图解的工艺中：
1)光致抗蚀剂直接施加到透明衬底或者用附着力促进剂“附着”到衬底。这在410中被示出。
2)光致抗蚀剂利用背侧曝光通过透明衬底被曝光。
3)光致抗蚀剂被显影。显影之后的图案在420中示出。
4)铬(或者一些其他的光刻阻光物)被沉积在图案化的光致抗蚀剂上(430)。
5)剥离去除剩余的抗蚀剂以及这些光致抗蚀剂区域上的阻光物，留下在已经利用显影步骤使抗蚀剂图案化的区域中的掩模上的阻光物。然后掩模便制备好了。
在图4中，铬和剥离工艺被图解，其中透明衬底是石英，阻光物是铬。当然可以采用其他的衬底和阻光材料。
利用改变自原子力显微镜的非常不同的图案化方法，研究人员已经报告了已经成功地图案化小至26nm宽的连续部件并且利用剥离将其转移到硅衬底上。见：http://www.standford.edu/group/quategroup/Litho/LithoPages/ExposureofResist /PMMA.html(2007年5月8日)。被报告的剥离结果包括图5，其示出在硅衬底上的图案化的抗蚀剂112，与图4中的420一样。如430中的一样，铬被施加，接着是如同440中一样的剥离。这便在衬底510上方留下了铬阻光物层114。预期背侧光刻将在阻光物层中产生相似的小的部件。
第二实施例，所谓的“无铬”工艺由图6示出：
1)光致抗蚀剂被直接施加到透明衬底或者用附着力促进剂“附着”到衬底，(610)。
2)光致抗蚀剂利用背侧光刻通过透明衬底被曝光。
3)光致抗蚀剂被显影(620)并且图案化的抗蚀剂的部分被用作阻光物。然后，掩模便制备好了。光致抗蚀剂用作光刻阻光物。
不同于在背侧光刻中使用的典型的248nm波长，抗蚀剂可以有效地作为典型的193nm波长的阻光物。可以使用典型的CAR抗蚀剂，例如FEP171。用于248nm的CAR抗蚀剂对于193nm波长的辐射具有非常高的吸收(与铬类似)。在此公开中考虑这些CAR抗蚀剂以“有效地停止”193nm的辐射。为此，有效地停止在广义上被使用为不允许辐射通过，不管其被吸收并且被转换成热还是被反射回去，如同在铬的情况中一样。抗蚀剂和铬在本领域中都被考虑以有效停止辐射并且允许利用器件的掩模图案化。图7中示出了CAR抗蚀剂，即Arch8250抗蚀剂的吸收率曲线的实例。x轴(702)代表以纳米为单位的辐射波长。y轴(704)代表吸收率，在248nm的曝光波长其降到接近零，当波长为193nm时其是高的。在曝光(708)之前和之后，该抗蚀剂的吸收率非常相似。基于这些吸收率曲线(706)，在193nm的步进光刻机(stepper)中，施加到掩模的抗蚀剂应该起辐射阻止层的作用而不用铬层。
在193nm的步进光刻机中，如果抗蚀剂具有以下的特性的一些或者所有以下的特性，图案化的光致抗蚀剂作为掩模的阻光物将发挥很好的作用。抗蚀剂应该是薄的。铬层可以以50nm、70nm、73nm、90nm和其他的厚度用于掩模白板上。期望掩模上如铬层一样薄的光致抗蚀剂层足够薄以减轻偏振效应。辐射敏感层或者铬替代层可以被制备为厚度在50-90nm范围内或者其可以比铬层厚，诸如具体为100-300nm或者200nm+/-50nm。足够薄的标准是经验的：不论较厚的层是否引入了更多的缺陷。变薄，例如，可以通过在后烘烤(post-bake)以及显影之前在中等吸收波长的短时间整片曝光(floodexposure)和/或者通过处理之后的CMP(化学机械平坦化，chemicalmechanical planarization)实现。可以利用薄薄地施加的抗蚀剂层用于图案化，因为抗蚀剂可以不用刻蚀便被去除。处理后的抗蚀剂也应该对老化具有抵抗力。抗蚀剂将强烈吸收在步进光刻机中使用的辐射的波长，至少在处理和显影之后来生产掩模。
第三实施例，所谓的“铬的替代物工艺”由图8图解。其包括以下的工艺：
1)光致抗蚀剂(812)被施加到透明的铬的替代物(814)的顶部，即铬的替代物对背侧光刻的波长是透明的(810)。关于铬的替代物，“透明”意味着允许足够的辐射通过透明的铬的替代物以曝光在替代物层的相反侧上的光敏感层而没有光的太多损失或者衍射。对于铬的替代物层，通过75％的曝光辐射可以足够起作用。通过95％的曝光辐射其与透明的窗口玻璃相似，并且毫无疑问地发挥作用。较低的百分比也可以发挥很好的作用从而被认为是透明的。
2)光致抗蚀剂利用背侧光刻通过透明衬底以及透明的铬的替代物被曝光。
3)光致抗蚀剂被显影(820)。
4)对铬的替代物进行刻蚀(830)。
5)去除光致抗蚀剂(840)。然后，掩模便被制备好了。
该工艺可以利用透明的石英衬底以及诸如硅的氧氮化物(SiOxNy)的铬的替代物而实践，铬的替代物对背侧光刻的波长是透明的。在一些实施例中，248nm波长的背侧光刻写入器(writer)用来制造掩模，193nm波长的步进光刻机采用该掩模来图案化器件衬底并且形成器件的部件。铬的替代物在248nm是基本透明的并且高度吸收193nm的辐射。其也应该具有非常好的附着到石英或者其他掩模衬底的附着特性。可选地，非常薄的中间层可以充当石英和铬的替代物之间的“附着剂”。中间层可以是铬。在一些实施例中，铬的替代物将是硅的氧氮化物(SiOxNy)，可以通过调整氧/氮含量使其的吸收/透射阈值被调整为从160nm到250nm。摘自Optical Letters，Vol.25，No.10(2001年5月15日)，的“Ultraviolet transparent silicon oxynitride waveguides forbiochemical Microsystems”http://www.mic.dtu.dk/upload/insititutter/mic/forskning/microtas/artikler/2001/m ogensenuv01.pdf(2007年5月8日)的图9图解了通过改变组分的比例来调整SiOxNy。x轴(802)代表波长，y轴(804)代表对数刻度的传播损失。给出两种类型的掺杂氮(806)和锗(808)的结果曲线。注意到的是氮处理强烈减弱在193nm的透射，但是在248nm的透射减弱则少得多。
第四，所谓的“带有处理的铬的替代物工艺”工艺由图10所图解。该工艺包括：
1)光致抗蚀剂(1012)被施加到透明的铬的替代物(1014)的顶部，即铬的替代物对背侧光刻的波长是透明的(1010)。
2)利用背侧光刻通过透明衬底以及透明的铬的替代物将光致抗蚀剂曝光。
3)光致抗蚀剂被显影(1020)。
4)利用抗蚀剂作为掩模，对铬的替代物进行处理。一个候选的替代物是SiOxNy，其可以通过转变硅的氧化物原位生产。将硅的氧化物转变成硅的氮氧化物的已知处理包括：氮离子注入、暴露给氮气以及暴露给氮等离子体。可以在文献中找到用于处理的合适的能量和/或压力。经过处理，铬的替代物变得吸收在步进光刻机中使用的波长(1030)。
5)去除光致抗蚀剂(1040)。该工艺制造逆图案，但是其可以在数字输入数据中容易地转换或者在负性和正性抗蚀剂之间转换。然后，掩模便被制备好了。
该工艺可以利用透明石英衬底和是硅的氧氮化物的铬的替代物来实践。如以上所描述以及如图9所图解，硅的氧氮化物的吸收/透射阈值可以通过控制氧和氮的比例调整为从160nm到250nm。
第五实施例，所谓的“带有处理的无铬工艺”在图11中被图解并且包括下面的行为：
1)光致抗蚀剂被直接施加到透明衬底或者用附着力促进剂“附着”到衬底(1110)。
2)利用背侧曝光通过透明衬底将光致抗蚀剂曝光。
3)光致抗蚀剂被显影(1120)。
4)利用抗蚀剂作为掩模处理石英衬底(由硅的氧化物制成)以将其转换成硅的氧氮化物(1130)，使被转换的衬底变成吸收在步进光刻机中使用的波长。硅的氮氧化物的吸收/透射阈值可以通过利用氧/氮处理被调整为从160nm到250nm，如以上所描述。
5)去除光致抗蚀剂(1140)。该工艺制造逆图案但是其可以在数字输入数据中容易地转换或者在负性和正性抗蚀剂之间转换。然后，掩模便被制备好了。
如同在任何微光刻中一样，曝光辐射聚焦在被曝光的层上。为了聚焦，聚焦系统测量从最后的透镜到抗蚀剂表面的距离。两种测量方法是激光三角测量(laser triangulation)以及未连线测量(offline measurement)。激光三角测量系统光学地测量从最后的透镜通过掩模到抗蚀剂的距离并且动态校正透镜位置。这与用于前侧光刻的方法类似，在写期间利用激光三角测量来动态地测量距离。未连线测量利用未连线测量台实施，其中掩模的厚度分布被测量(通过三角测量、干涉测量或者其他的测量方法)并且被存储，为了与在图案化期间用于保持从透镜到衬底的正确距离的流体传感器测量系统一起使用。任何其他的聚焦系统可以与以上描述的任何方法一起使用。
图12图解用于图案化工件(1260)的装置(1200)的实施例，MicronicLaser已经在以前的专利中描述了该装置，其中可以插设浸没组件。可选地，图13A-B的浸没组件可以被插设到各种其他的光刻写入器(writer)中。装置(1200)包括用于发射电磁辐射的源(1210)、物镜布置(1250)、计算机控制的母掩模(1230)、束调节布置(1220)、在傅立叶面中的空间滤波器(1270)、傅立叶透镜布置(1240)以及工件(1260)。
源(1210)可以发射从限定为780nm到约20μm的红外线(IR)到极紫外(EUV)的波长范围内的辐射。在本申请中，极紫外被限定为从100nm减小到可以被视为电磁辐射的辐射范围，也就是，使得其可以通过光学组件被反射并且被聚焦。源(1210)或者发射脉冲辐射或者发射连续辐射。从连续的辐射源(1210)发射的辐射可以利用位于所述辐射源(1210)和所述计算机控制母掩模(1230)之间的辐射路径中的开闭器(shutter)形成为脉冲辐射。例如，辐射源可以是具有248nm的脉冲输出的KrF受激准分子激光器，脉冲长度约为10ns并且重复频率(repetition rate)为1000Hz。重复频率可以低于1000Hz或者高于1000Hz。
束调节布置(1220)可以是简单的透镜或者透镜组件。束调节布置(1220)使从辐射源(1210)发射的辐射均匀分布在计算机控制的母掩模(1210)的表面上。连续辐射源的情况下，连续束可以在计算机控制的母掩模上扫描或者可以形成为一次覆盖整个计算机控制的母掩模。
工件(1260)以系统的方式(systematic fashion)被移动使得光学系统合成期望的器件层图案。
计算机控制的母掩模(1230)可以是空间光调节器(SLM，Spatial LightModulator)，其包括静电控制的微镜矩阵(一维或者二维)。当然，其他的布置也是可能的，诸如依赖于LCD晶体或者光电材料作为调节机制的透射式或者反射式SLM，或者利用压电或者电致伸缩驱动的微机械SLM。
SLM(1230)是可编程器件，其产生通过来自计算机的分离输入调节的输出辐射束。SLM(1230)通过响应计算机馈给数据(computer fed data)产生亮像素和暗像素来模拟掩模的功能。例如，相SLM(1230)是被刻蚀的固态镜的阵列。每个微镜元件(micromirror element)通过复原铰链(restoringhinge)悬挂在硅衬底上方，其可以由分离的支撑柱或者由相邻的镜支撑。在微镜元件下面是寻址电极。一个微镜代表物面中的一个像素。像面中的像素这里被定义为具有与微镜相同的几何形状，但是由于光学原因，尺寸可以不相同，即依赖于光学是放大还是缩小尺寸较大或者较小。
微镜以及寻址电极充当电容使得例如施加到微镜的负电压与施加到寻址电极的正电压一起扭转悬挂微镜的扭转铰链(torsion hinge)，这允许微镜旋转或者上下移动，从而产生反射光的相调节。
在此实施例中，投影系统包括傅立叶透镜布置(1240)(其可以是复合的管式透镜(tube lens))、空间滤波器(1270)以及物镜布置(1250)。傅立叶透镜布置(1240)和空间滤波器(1270)一起形成通常被称为傅立叶滤波器。傅立叶透镜布置(1240)将衍射图案投射到空间滤波器(1270)上。物镜布置(1250)，其可以是复合的最后透镜，在工件(1260)上形成虚像(aerialimage)。
空间滤波器(1270)可以是板中的孔。孔可以具有一定的尺寸并且被定位使得其基本遮蔽(block out)被衍射成第一阶或者较高阶的衍射级的所有的光，例如所述孔可以位于离开傅立叶透镜布置(1240)焦距距离处。在焦平面中，反射辐射由所述傅立叶透镜布置(1240)收集，焦平面同时充当物镜布置(1250)的光瞳面(pupil plane)。该孔去除来自SLM中的寻址微镜的第一阶和较高阶衍射级的光，同时来自非寻址镜面的辐射可以通过该孔。该结果是在工件(1260)上的强烈调制的虚潜像(aerial latent image)，如在常规光刻中一样。
图13A图解根据本发明的一个实施例的浸没光学(1300)。图13A中的围绕区域的放大图在图13B中被图解。在图13A中，工件被标注(1360)并且物镜被标注(1350)。图12中的物镜(1350)通过空气或者任何其他的气体介质与工件分隔。在图13A-B中，物镜(1350)通过通常为液体的浸没介质与工件(1360)接触。
在图13B的放大图中，物镜(1350)以及其周围元件的细节被如下标注：浸没流体供应管(1330)、浸没流体储蓄器(1310)、物镜的最后元件(1320)、分配槽(dispenser groove)(1390和1391)、可替代的平坦覆盖玻璃(1392)、浸没流体膜(1394)、多孔元件(1315)、浸没流体刻度(1332)、流体去除管(1340)、干燥空气(1352)、聚焦空气(1380)以及工件(1360)。
该浸没装置或者任何其他的装置可以被用于实践背侧浸没光刻。
一些具体的实施例
公开的技术可以作为一种方法或者适于实践该方法的器件被实践。
第一实施例是在具有第一侧以及与第一侧相对的第二侧的透明衬底上印刷微光刻图案的方法，第二侧由辐射敏感层覆盖。该方法包括使衬底定位于与曝光系统最后的透镜相邻，在最后的透镜和衬底的第一侧之间的空间填充有浸没介质。浸没介质可以是液体或者固体，利用诸如以上所描述的那些材料。其还可以包括将穿过衬底的第一侧的曝光辐射聚焦到在衬底第二侧上的辐射敏感层上并且在辐射敏感层中形成潜像。
第一实施例的一个方面包括图案化辐射敏感层、在图案化的辐射敏感层上施加辐射阻止层以及剥离在图案化之后剩余的辐射敏感层的至少一部分。与此方面一致，辐射阻止层任选地可以是铬。
在建立在第一实施例基础上的供选实施例中，辐射敏感层和透明衬底被用作掩模而没有铬层。在此实施例中，辐射敏感层是敏感的并且被曝光以形成潜像，并且有效地阻止当掩模被用于曝光器件衬底时所使用的第二波长的辐射的通过。
在建立于第一实施例基础上的另一个供选的实施例中，铬的替代物被施加在第二侧与辐射敏感层之间作为辐射阻止层。不像铬，此辐射阻止层对用于形成潜像的曝光辐射是透明的并且有效地阻止当掩模被用于曝光器件衬底时所使用的第二波长的辐射。
在另一个实施例中，铬的替代物被施加在第二侧与辐射敏感层之间，被处理之后其变成辐射阻止层。此辐射阻止层至少最初对用于形成潜像的曝光辐射是透明的。此实施例还包括显影辐射敏感层以及去除辐射敏感层的至少一部分从而暴露辐射阻止层的至少一部分。辐射阻止层的暴露部分被处理以使其有效地阻止当掩模被用于曝光器件衬底时所使用的第二波长的辐射。第二波长可以与第一波长相同。
根据此实施例的一个方面，该方法还包括将辐射阻止层的暴露部分转换成硅的氮氧化物(SiOxNy)。此转换可以以各种方式实现。转换可以通过使辐射阻止层的暴露部分暴露给氮离子注入、氮气环境或者氮等离子体来实现。
在改变第一实施例的另一个实施例中，代替转变铬的替代物层，透明衬底的区域被处理以将这些区域转换成辐射阻止层。该方法包括显影辐射敏感层并且去除辐射敏感层的至少一部分以暴露透明衬底的至少一部分，然后处理透明衬底的暴露部分以使其有效地阻止当掩模被用于曝光器件衬底时所使用的第二波长的辐射。第二波长可以与第一波长相同。
此实施例的一个方面还包括将透明衬底的暴露部分转换成硅的氮氧化物(SiOxNy)。此转换可以以各种方式实现。转换可以通过使辐射阻止层的暴露部分暴露给氮离子注入、氮气环境或者氮等离子体来实现。
以上的实施例、方法或者方面的任何一个可以直接延伸到生产掩模、利用该掩模曝光在器件衬底上的辐射敏感层、图案化器件衬底并且在器件衬底上生产器件的部件。
适合工件的背侧光刻的微光刻装置也已经被公开。该装置包括图案写入器(writer)、图案写入器的最后的透镜组件、适合支撑具有第一侧以及与第一侧相对的第二侧的透明工件以及在第二侧上的辐射敏感层的图案写入器的台组件、以及浸没介质，当辐射敏感层暴露给通过最后的透镜、浸没介质、第一侧以及透明衬底提供到辐射敏感层的曝光辐射时供给该浸没介质以填充最后的透镜和透明工件的第一侧之间的空间。浸没介质可以是液体或者固体。
任选地，在此实施例中，浸没介质的第一折射率可以被调整以匹配透明工件的第二折射率，从而在浸没介质和第一侧之间的界面处产生的光学像差被减小或者实际上被消除。
虽然本发明通过参考以上详细描述的优选实施例以及实例被公开，但是是应该理解的是这些实例旨在说明而不是限制。

Claims (20)

1.一种在具有第一侧以及与所述第一侧相对的第二侧的透明衬底上印刷微光刻图案的方法，所述第二侧覆有辐射敏感层，所述方法的特征在于以下步骤：
将所述衬底置于邻近曝光系统的最后透镜，其中在所述最后透镜和所述衬底的第一侧之间的空间填充有浸没介质；以及
透过所述衬底的第一侧将曝光辐射聚焦到覆盖所述衬底的第二侧的所述辐射敏感层上，并且在所述辐射敏感层中形成潜像。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括图案化所述辐射敏感层、生成掩模、利用所述掩模曝光器件衬底、图案化所述器件衬底以及形成器件的部件。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括图案化所述辐射敏感层、将辐射阻止层施加到所述图案化的辐射敏感层上方，以及至少剥离所述辐射敏感层的在所述图案化之后剩余的部分。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述辐射阻止层是铬。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括生产掩模、利用所述掩模曝光器件衬底、图案化所述器件衬底以及形成器件的部件。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述透明衬底和任何被施加的层被用作掩模，所述辐射敏感层对用于形成所述潜像的所述曝光辐射是敏感的并且有效地阻止当所述掩模被用于曝光器件衬底时使用的第二波长的辐射通过。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述透明衬底被用作掩模，还包括在所述第二侧和所述辐射敏感层之间设置辐射阻止层，所述辐射阻止层对用于形成所述潜像的所述曝光辐射是透明的并且有效地阻止当所述掩模被用于曝光器件衬底时使用的第二波长的辐射。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述透明衬底被用作掩模，还包括：
在所述第二侧和所述辐射敏感层之间设置辐射阻止层，所述辐射阻止层对用于形成所述潜像的所述曝光辐射是透明的；以及
显影所述辐射敏感层并且去除所述辐射敏感层的至少一部分从而暴露所述辐射阻止层的至少一部分；以及
处理所述辐射阻止层的所述暴露部分从而当使其有效地阻止当所述掩模被用于曝光器件衬底时使用的第二波长的辐射。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括将所述辐射阻止层的所述暴露部分转变成硅的氮氧化物(SiOxNy)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述转变包括将所述辐射阻止层的所述暴露部分暴露给氮离子注入。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述转变包括将所述辐射阻止层的所述暴露部分暴露给氮气。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述转变包括将所述辐射阻止层的所述暴露部分暴露给氮等离子体。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述透明衬底被用作掩模，还包括：
显影所述辐射敏感层并且去除所述辐射敏感层的至少一部分从而暴露所述透明衬底的至少一部分；
处理所述透明衬底的所述暴露部分从而使其有效地阻止当所述掩模被用于曝光器件衬底时使用的第二波长的辐射。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括将所述透明衬底的所述暴露部分转变成硅的氮氧化物。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述转变包括将所述透明衬底的所述暴露部分暴露给氮离子注入。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述转变包括将所述透明衬底的所述暴露部分暴露给氮气。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述转变包括将所述透明衬底的所述暴露部分暴露给氮等离子体。
18.一种适用于工件的背侧光刻的微光刻装置，所述系统包括：
图案写入器；
所述图案写入器的最后透镜组件；
图案写入器的台组件，适合支撑具有第一侧以及与所述第一侧相对的第二侧的透明工件，以及
在所述第二侧上的辐射敏感层，
其特征在于：当所述辐射敏感层暴露给曝光辐射时，提供浸没介质以填充所述最后透镜和所述透明工件之间的空间，所述曝光辐射通过最后透镜、浸没介质、所述第一侧以及所述透明衬底提供到所述辐射敏感层。
19.根据权利要求18所述的微光刻装置，其中所述透明工件的第一折射率和所述浸没介质的第二折射率被匹配以减小在所述第一侧和所述浸没介质之间的界面处产生的光学像差。
20.根据权利要求18所述的微光刻装置，其中所述浸没介质是固体。
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