透过起偏器（２１）的偏振光的振幅方向相对于位置（Ｄ）成同心圆状。位置（Ｄ）与光瞳面的中心一致地配置起偏器（２１）。由起偏器（２１）变换成偏振光的照明光的光束，相对于光轴形成同心圆状的偏光面而会聚于晶片上。因此，照明光以Ｓ偏振光入射到光刻胶。由此，透过光刻胶的光量不易依赖入射角。从而，提高了在光刻胶中形成的光学像的对比度，并改善了析像特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体装置的制造技术，具体涉及曝光技术。
技术介绍
半导体装置一直向精细化发展，为求得更高的精度，曝光机的数值孔径NA(Numerical Aperture)进一步增大。但是，若数值孔径NA增大，则对曝光对象例如光刻胶的入射角增大，致使一直被忽略的偏振光的影响显著。这会导致光刻胶上的成像特性恶化。相关内容例如在以下列举的非专利文献“BruceW.Smith，et.a1.，“高数值孔径、偏振以及光刻胶提出的课题(Challengesin high NA，polarization，and photoresists)”，SPIE2002，4691-2，pp11-24”中有介绍。与本申请有关系的文献还有非专利文献“LCD用偏光片和相位差片”(，日东电工主页，，网址<URLhttp//www.nitto.co.jp/product/industry/electronics/output/lcds/index.html>)以及日本专利文献特开平5-226225号公报和特开2001-185476号公报。一直以来，在通常的曝光机的光学系统中，不能控制从光掩模图案发生的衍射光的偏振光，其入射到光刻胶的偏振光中P偏振光和S偏振光的比例相同。而且，若增大曝光机的数值孔径NA，则如上述对曝光对象即光刻胶的入射角增大，因此进入光刻胶中的P偏振光和S偏振光的比例改变。另外，由于在P偏振光和S偏振光的光学像的对比度上也存在差异，由它们叠加而形成的光学像的对比度会变差。这样，即使增大数值孔径NA也不能提高清晰度。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述技术背景而构思，旨在提高光刻胶中形成的光学像的对比度，从而提高析像特性。透过本专利技术的起偏器的光的振幅方向以偶数边的正多边形状或者同心圆状分布。本专利技术的投影透镜系统采用本专利技术的起偏器作为光瞳滤光片。本专利技术的曝光装置采用本专利技术的投影透镜系统。本专利技术的曝光方法是用设有遮光部的光掩模和光瞳滤光片进行曝光的方法，使所述遮光部的延伸方向和透过所述光瞳滤光片的偏振光的振幅方向平行。附图说明图1是可采用本专利技术的投影曝光装置的光学系统的示图。图2是入射光Q的振幅方向J的示图。图3是入射光Q的振幅方向J的示图。图4是表示入射光Q的反射率的曲线图。图5是表示在光刻胶中的光强度的曲线图。图6是表示通过光掩模18的光路的示意图。图7是表示通过光瞳面22a的光的位置的示意图。图8是表示本专利技术实施例1的起偏器21的特征的示图。图9是表示本专利技术实施例2的起偏器21的特征的示图。图10是表示本专利技术实施例2的起偏器21的特征的示图。图11是表示本专利技术实施例2的起偏器21的特征的示图。图12是表示本专利技术实施例3的起偏器21的特征的示图。图13是表示本专利技术实施例3的起偏器21的特征的示图。图14是表示本专利技术实施例4的起偏器21的特征的示图。图15是表示本专利技术实施例4的起偏器21的特征的示图。图16是表示本专利技术实施例4的起偏器21的特征的示图。(符号说明)18 光掩模；18a 遮光部；21 起偏器；22a 光瞳面；22b 光瞳面的中心；D 中心；J、J1～J4、J11～J18 偏振光的振幅方向；S1～S4、S11～S18、S21～S24、S31～S38 区域。具体实施例方式实施例1图1是可采用本专利技术的投影曝光装置的光学系统的示图。光源11发射的照明光在反射镜12反射，依次经过复眼微透镜13、孔径部件14、中继透镜15A、遮光板(blind)16，再由反射镜17反射。复眼微透镜13被分为多个透镜区域13a，从透镜区域13a出射的光通过孔径部件14的开口部。在光掩模18面上重叠来自各透镜区域13a的光，透镜区域13a对照明的均匀性作出贡献。反射镜17反射的照明光，经由会聚透镜15B到达形成了电路图案的光掩模18。通过光掩模18的光(包含衍射光)经过投影透镜系统19到达晶片20。在晶片20的投影透镜系统19一侧的表面上，设有光刻胶(未作图示)，由经过投影透镜系统19的照明光曝光。投影透镜系统19中设有孔径光阑22，其光瞳面上配置了使S偏振光透过、遮挡P偏振光的起偏器21作为光瞳滤光片。以下，就本专利技术中使S偏振光透过的优点进行说明。图2与图3分别表示对入射对象的入射光Q为P偏振光、S偏振光时光的振幅方向J的示意图。如图2所示，当入射光Q为P偏振光时，光的振幅方向J与包含入射对象的法线方向R和入射光Q的平面平行。当入射光Q为S偏振光时，如图3所示，光的振幅方向J垂直于该平面。图4是表示入射对象为光刻胶时的入射光Q的反射率的曲线图。横轴采用法线方向R和入射光Q形成的角度即入射角θ，纵轴表示反射率。S偏振光和P偏振光在反射率对入射角θ的相依性上不同。尤其是，P偏振光的反射率对入射角θ的相依性较大。由于数值孔径NA越大入射角θ的分布更宽，基于这一理由最好在曝光中采用S偏振光。图5是将光刻胶中的光学像用光强度表示的曲线图。本例中以数值孔径NA为0.707、光刻胶的折射率为1.5而计算。其强度分布基于透过光刻胶的光的干涉。与P偏振光相比S偏振光的分布更陡，基于这种理由最好在曝光中采用S偏振光。接着，就起偏器21使S偏振光透过、遮挡P偏振光上理想的结构进行说明。图6是表示通过光掩模18的光路的示意图。入射光掩模18的入射光Li通过光掩模18上的图案的端部时，不衍射的0级光L0以外，发生衍射光。图2中仅示出1级衍射的1级光L1。0级光L0、1级光L1通过光瞳面22a到达晶片20上的光刻胶。图7是表示通过光瞳面22a的光的位置的示意图。图3中示出0级光L0和1级光L1。光瞳面22a的中心22b、0级光的通过位置P0、1级光的通过位置P1处在同一直线M上。其它等级的衍射光也在该直线M上。因此，为了使透过起偏器21的光成为S偏振光，只让与通过中心22b的直线垂直的偏振光透过即可。例如使起偏器21的偏光方向以中心22b为中心分布成同心圆状即可。图8示意表示透过起偏器21的偏振光的振幅方向J。透过起偏器21的偏振光的振幅方向对位置D同心圆状分布。这是由于设有以位置D为公共中心的多个透过区域，透过各区域的光的振幅方向以同心圆状分布。例如在聚乙烯醇薄膜上染色或吸附碘或有机染料，并加以拉伸，能够形成使预定方向的偏振光透过的滤光片(例如参照上述第二个非专利文献)，能够通过将该薄膜从中心向各方向拉伸来制作起偏器21。起偏器21配置于光瞳面22a，以使该位置D与中心22b一致。从而，使透过起偏器21的照明光的光束，对光轴形成同心圆状的偏光面而会聚于晶片20上。因此，照明光对光刻胶以S偏振光入射。通过采用这样的起偏器21，在投影透镜系统19中照明光对晶片20上的光刻胶以S偏振光入射，因此，透过光刻胶的光量不易依赖入射角θ。因而，即使投影透镜系统19的数值孔径NA增大而使入射角θ的分布范围变宽，也可抑制曝光装置的曝光特性的偏差。并且，在光刻胶中的光学像也很陡，使对比度上升，从而提高了析像特性。实施例2本实施例中例示了起偏器21的其它形态。图9是例示光掩模18的图案的示图。该图案中一个方向延伸的多个遮光部18a隔着间隔互相平行排列。入射光透过该间隔到光掩模18，而由遮光部18a遮挡该入射光。图10是表示经光掩模18的衍射光的光路的示意图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种起偏器，其特征在于：包括在中心周围相邻地配置的偶数个区域；透过所述偶数个区域的各区域的光的振幅方向分布成具有偶数边的正多边形状。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：山田哲也，上野敦史，冈川崇，
申请(专利权)人：株式会社瑞萨科技，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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