[发明专利]具有可去除的边缘扩展元件的微电子衬底

说明书

技术领域

本发明涉及微电子衬底的处理，更具体而言，涉及辅助这样的处理的边缘扩展元件。

背景技术

半导体工业发展的一个必要条件是能够在集成电路(IC)上印刷更小的特征。然而，近年来，光学光刻正面临着几个挑战，其阻碍了半导体技术的进一步发展。已经投资这样的技术例如x辐射光刻和电子束光刻作为传统光学光刻的替代。然而，由于光学浸没光刻潜在地满足了用于印刷较小尺寸的特征的改进的半导体技术的需要，所以已经受到了关注。

光学光刻系统可以印刷的特征的最小尺寸由下面的公式决定：

Eq.1：W＝k₁λ/NA

其中k₁是分辨率因子，λ是曝光辐射的波长，NA是间隙(interfacial)介质的数值孔径，通过该间隙介质将曝光辐射透射到印刷的特征。

在半导体器件的发展过程中，在减小最小特征尺寸W的同时，同样减小了曝光辐射的波长。然而，具有进一步减小的波长的新光学曝光源的发展却面临着许多挑战，如需要改进光学系统以传输和聚焦来自这样的具有减小的波长的光源的光。

再次参见Eq.1，可以看到最小尺寸W也是数值孔径NA的函数并且当数值孔径变大时W变小。通过nsinα来量化数值孔径，其中n是在透镜与印刷的特征之间的间隙介质的折射率，α是透镜的接收角。任何角度的正弦总是小于或等于1，并且当空气作为间隙介质时n近似等于1，因此当空气作为间隙介质时，数值孔径不能超过1。用另外的介质替代空气可以增加系统的有效数值孔径。除间隙介质的折射率需要大于1之外，该介质还应该满足许多其它的要求。例如，间隙介质应该具有低的光吸收速率，与光致抗蚀剂和透镜材料兼容并且不会污染光致抗蚀剂和透镜材料，并且是均匀介质。当光学曝光源的波长为193nm时，水可以满足这些要求，但是对于光学浸没光刻而言仍需要解决许多问题。

其一，曝光工具必须能够跨晶片从一个位置快速地步进到另一位置以获得可接受的吞吐速率。然而，经过液体的快速移动可以引起液体的扰动并形成气泡。已经采用了不同的方法以解决该问题。然而，每一种这样的方法都具有缺点。在第一种方法中，将晶片和透镜浸入到池水中。然而，如提到的，经过水的快速移动可以引起扰动并形成气泡，这影响了曝光的质量。在另一方法中，使用管嘴仅将水散布到晶片与透镜之间的间隙并通过表面张力将水保持在该间隙处。这样的工具包括称为“淋浴头”的装置，其用于在移动透镜之前将水散布到晶片的限定区域，并包括基于真空的去除元件或其它的去除元件，其用于在透镜经过后去除晶片表面的水。

然而，该方法具有自身的挑战。一个这样的挑战包括在晶片边缘处印刷特征的能力。为了最大化生产率，需要在晶片的边缘处充分地设置芯片。该方法(或可能的其它方法)所使用的浸没光刻工具难以在晶片的边缘处进行光刻曝光。浸没液体会从晶片的边缘流失，或者用于安装晶片和阻止液体流动的晶片卡盘(chuck)会在晶片的边缘处干扰晶片的正常处理。

例如，一种这样的技术利用具有凸出的环圈的卡盘来阻止水从卡盘流失。除了其它的之外依赖于支撑晶片的载体的几何形状、晶片的厚度、出现在晶片的“背”或后(典型地未构图的)表面的薄膜的老化程度(age)、晶片的边缘和在中央引入潮气的量的差异，相似的与边缘相关的问题还存在于化学机械抛光(CMP)中，腐蚀工艺在晶片的边缘处的速率与在晶片中央处的速率不同。

因此，需要一种方法和结构以解决通过光学浸没光刻在邻近晶片边缘的位置处光刻印刷特征时所产生的问题。

发明内容

本发明提供了一种由权利要求1保护的装置。

优选地，所述装置包括将所述微电子衬底的所述外部边缘连接到所述边缘扩展元件的所述内部边缘的可释放层。优选地，所述可释放层至少在水中基本上是不可溶解的并至少在除水之外的溶剂中基本上是可溶解的。

优选地，所述微电子衬底包括半导体晶片。优选地，所述边缘扩展元件包括聚合物。优选地，所述聚合物是热固聚合物。所述聚合物可以是可通过光固化的聚合物。根据本发明的特定的优选方面，所述边缘扩展元件基本上包括选自聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、以及聚乙烯醇与三聚氰胺的组合的至少一种材料。

优选地，所述边缘扩展元件具有范围在约0.25cm到2.5cm之间的宽度。优选地，所述边缘扩展元件具有在所述边缘扩展元件的前表面与所述边缘扩展元件的后表面之间的厚度，所述边缘扩展元件的所述厚度大于在所述微电子衬底的前表面与后表面之间的所述微电子衬底的厚度。