干涉仪光刻系统以及用于生成等路径长度的干涉束的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于将图案刻写到衬底上的系统和方法。第一和第二光束被引导以在衬底上的公共区域中会聚并大致重合。这可以实现，以使得第一和第二光束在重合区域中在时间上和空间上相干，以形成干涉条纹，从而限定刻写图像。调整第一和第二光束的束宽。这可以实现，以使得所述光束的各个路径长度在它们到达所述公共区域时相互匹配，以确保在所述公共区域的整个宽度上在空间上和时间上相干。在一个示例中，在将图案刻写到衬底上的同时，相对于刻写的图像移动所述衬底。在另一个示例中，所述衬底保持静止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光刻系统，具体涉及干涉仪光刻。
技术介绍
光刻设备是将所需图案应用于衬底或衬底的一部分上的机器。例如，可以将光刻设备用于平板显示器、集成电路(IC)以及其它涉及精细结构的装置的制造中。在传统的设备中，通常被称为掩模或掩模版的图案形成 装置，可以被用于生成与平板显示器(或其他装置)的单层相对应的电路 图案。可以通过成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(例如光敏抗蚀剂) 层上，来将所述图案转移到衬底(例如玻璃板)的全部或一部分上。除去电路图案之外，图案形成装置可以被用于生成其它图案，例如滤 色片图案或点矩阵。除去掩模之外，图案形成装置还可以包括含有独立可 控元件阵列的图案化阵列。与基于掩模的系统相比，在这种系统中，所述 图案可以更迅速地和以更少的成本进行改变。平板显示器衬底通常是矩形形状的。被设计成对这种类型的衬底进行曝光的光刻设备可以提供曝光区域，所述曝光区域覆盖矩形衬底的整个宽度，或者覆盖所述宽度的一部分(例如所述宽度的一半)。所述衬底可以在所述曝光区域下方被扫描，同时掩模或掩模版通过光束被同步地扫描。以这种方式，图案被转移到衬底上。如果所述曝光区域覆盖所述衬底的整个宽度，则曝光可以通过一次扫描完成。如果所述曝光区域覆盖例如所述衬底的宽度的一半，则所述衬底可以在第一次扫描后横向运动，且通常进行再一次扫描，以对所述衬底的剩余部分进行曝光。由整个半导体制造工艺所实现的分辨率不仅依赖于所涉及的光学系统，而且依赖于所采用的化学过程(例如在光敏抗蚀剂和蚀刻化学试剂等 之间的相互作用)。当分辨率到达纳米量级，例如3(M00nm时，很难采用常规的掩模、掩 模版和图案化阵列实现。基于透镜的当前的分辨率极限大约为45nm。已经提出干涉仪光刻工具，或者在浸没系统内或者通过它们自身，形 成小的纳米量级的特征。这些通常采用塔尔博特(Talbot)干涉仪方案。 为了获得更高的分辨率，已经提出非对称的Talbot干涉仪方案。然而，因 为在干涉束内的路径长度差，当采用这些系统时，有时很难在大的像场上 实现所需条纹对比度。因此，需要的是以匹配于或超越当前传统的基于透镜的光刻系统能力 的分辨率尺寸在整个场上生成所需对比度的干涉仪系统和方法。
技术实现思路
在本专利技术的第一实施例中，提供一种用于将图案刻写到衬底上的方 法，所述方法包括以下步骤引导第一和第二光束使其在衬底上的公共区 域中会聚并大致重合，以使得所述第一和第二光束在所述重合区域中是时 间和空间相干的，以形成干涉条纹，并由此限定刻写的图像；通过调整所述第一和第二光束的束宽，以使得所述束的各个路径长度在它们到达所述 公共区域时相互匹配，以确保所述第一和第二光束在所述公共区域的整个 宽度上在时间上和空间上相干。在可选的示例中，在图像刻写到衬底上的 过程中，所述衬底相对于所述第一和第二光束运动，或者在刻写过程中所 述衬底保持静止。本专利技术的另一个实施例提供用于将图案刻写到衬底上的系统，所述系 统包括光学引导装置以及第一和第二束宽调整系统。所述光学引导装置引 导第一和第二光束以在衬底上的公共区域处会聚并大致重合，所述第一和 第二光束在时间上和空间上相干，以使得在所述重合的公共区域中，重合 光束形成干涉条纹以限定刻写的图像。所述第一和第二束宽调整系统位于 所述第一和第二光束的各个光束路径中，以使得所述光束的各个路径长度 在它们到达所述重合的公共区域时相互匹配，以维持所述光束在所述重合 的公共区域上的空间相干性和时间相干性。在可选的示例中，在图像刻写 到衬底上的过程中，所述衬底相对于所述第一和第二光束运动，或者在刻 写过程中所述衬底保持静止。本专利技术的另一个实施例提供包括分束器、第一和第二束宽调整系统以 及第一和第二反射器的系统。所述分束器将辐射束分成第一和第二光束。 所述第一和第二束宽调整系统接收第一和第二光束中的各个光束，并输出 第一和第二束宽被调整光束。第一和第二反射器接收第一和第二束宽被调 整光束，并引导第一和第二束宽被调整光束，以在衬底的像场上进行干涉， 以使得由干涉形成的条纹在衬底上形成图像。本专利技术的另外的实施例、特征和优势，以及本专利技术的各种实施例的结 构和操作在下文中参照附图进行详细描述。附图说明附图被合并入本文，并形成说明书的一部分，示出本专利技术的至少一个 实施例，并与文字描述一起用于解释本专利技术的远离，并使相关领域的技术 人员能够理解和使用本专利技术。图l和2示出典型的Talbot干涉仪图案化系统；图3示出根据本专利技术的一个实施例的具有第一和第二束宽调整系统的 Talbot干涉仪图案化系统；图4和5分别示出根据本专利技术的一个实施例的、能够用作图3中的束宽调整系统之一的光学系统的侧视图和透视图6示出根据本专利技术的一个实施例的、能够用作图3中的束宽调整系统之一的光学系统；图7和8分别示出根据本专利技术的一个实施例的、能够用作图3中的束宽调整系统之一的光学系统的侧视图和透视图9示出表示根据本专利技术的一个实施例的方法的流程图。 本专利技术在此参照附图进行描述。在附图中，同样的附图标记表示相同的或功能上相似的元件。附加地，附图标记的最左边的数字可以表示所述附图标记最先出现在哪幅附图中。具体实施例方式尽管描述了具体的结构和布置，但是应当理解，这仅仅是出于说明的 目的。相关领域的技术人员应当理解，在不偏离本专利技术的精神和保护范围 的条件下，可以采用其它的结构和布置。相关领域的技术人员应当理解， 本专利技术也可以在各种其它的应用中被使用。典型的干涉仪光刻系统图1示出干涉仪光刻系统100，所述干涉仪光刻系统ioo在本领域中通常成为Talbot干涉仪。通常由激光器(未示出)所产生的空间和时间相 干光束102入射到分束器104 (例如衍射装置、衍射光栅、相移分束器等) 上。分束器104将光束102分成第一光束106A和第二光束106B。然后， 两个光束106A和106B分别被第一和第二反射表面108A和108B朝向衬 底110改变方向(例如，工件、显示器等，此后被称为衬底)。从分束器 104到衬底110的每条路径有时被称为干涉仪100的"臂"。典型的常规的 Talbot干涉仪包括美国专利Nos. 6，882，477和4，596，467以及美国公开专利 申请Nos. 2004-011092-A1和2005-0073671 ，所述文献以引用的方式整体 并入本文中。干涉图案112在衬底110的顶表面上形成。干涉图案112以刻写的图 案对光敏抗蚀剂层(在图1中未标示出)进行曝光。例如，第一光束106A 和第二光束106B可以被投影到衬底110上以干涉，从而对衬底110上的 多条线进行曝光，所述线对应于由辐射束之间的相长干涉所造成的最大值 的线，并被由两个辐射束之间的相消干涉所造成的最小值的分布所隔开。应当理解，衬底IIO可以位于台或载台(未示出)上，所述台或载台 允许衬底IIO相对于刻写的图像运动，例如扫描，步进等，以允许衬底UO 的整个表面的图案化。在另一个示例中，衬底110在整个衬底110的成像 过程中可以是静止的。在一个示例中，分束器104仅仅产生第一级光束作为光束106A和 106B。在阅读本说明书时，本领域的技术人员应当理解，在多个示例中， 分束器104可能是相移、交变相移、二元相移或其他类型的分束器。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将图案刻写到衬底上的曝光场上的方法，所述方法包括以下步骤：　引导在时间上和空间上相干的第一和第二辐射光束、使其在衬底上的曝光场中大致重合，以使得所述第一和第二光束形成干涉条纹；　调整所述第一和第二光束的束宽，以使得所述光束的各个路径长度在它们到达所述曝光场时相互匹配，以确保所述第一和第二光束在所述曝光场的整个宽度上是时间和空间相干的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨利西韦尔，约翰内斯雅各布斯玛塞尤斯巴塞尔曼斯，
申请(专利权)人：ASML控股股份有限公司，ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]