光刻装置及光刻方法制造方法及图纸

本申请提供一种光刻装置及光刻方法，能够按照掩膜版的掩膜图形进行光投影方式的无损光刻；该光刻装置包括真空生长室、掩膜板、光路系统、光源；光源、掩膜板、光路系统均位于真空生长室的外部；光源发出的光线经掩膜板和光路系统后，在真空生长室内形成光投影图案，以通过光投影图案对形成在衬底表面的材料进行光刻；光投影图案的形状与掩膜板的掩膜图案的形状一致。状一致。状一致。

【技术实现步骤摘要】
光刻装置及光刻方法


[0001]本申请涉及光刻
，尤其涉及一种光刻装置及光刻方法。

技术介绍

[0002]传统的光刻工艺采用自上而下的光刻图形化工艺，通过在掩膜层(即待刻蚀层)的表面涂覆光刻胶，并通过曝光、显影将掩膜版的掩膜图样转移到光刻胶上，然后采用刻蚀的方式，将未被光刻胶阻挡的掩膜层去除，最后将充当掩膜的光刻胶去除，从而形成膜层图案。
[0003]由于上述传统的光刻工艺会在原子尺度上引发各种缺陷，如光刻胶和刻蚀会引入化学污染、传统的物理或化学刻蚀手段会引入晶格破坏等，从而会导致光刻图形化之后的再生界面在纳米级的质量严重受损，导致无法满足一些要求低缺陷密度的器件(如外延级要求的器件)。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种光刻装置及光刻方法，能够按照掩膜版的掩膜图形进行光投影方式的无损光刻。
[0005]本申请提供一种光刻装置，包括真空生长室、掩膜板、光路系统、光源；光源、掩膜板、光路系统均位于真空生长室的外部；光源发出的光线经掩膜板和光路系统后，在真空生长室内形成光投影图案，以通过光投影图案对形成在衬底表面的材料进行光刻；光投影图案的形状与掩膜板的掩膜图案的形状一致。在一个实施例中，衬底位于真空生长室的内部。
[0006]采用本申请实施例的光刻装置，光源发出的光线经光路系统和掩膜版后，在真空生长室内的衬底表面能够形成光投影图案，并且该光投影图案能够对形成在衬底表面的材料进行光刻，通过光投影图案的高能区诱导形成在衬底表面的材料进行脱附和/或迁移(即达到无损光刻)，而保留位于非高能区的材料，从而形成所需的膜层图案。
[0007]另外，可以理解的是，采用本申请实施例的光刻装置通过在真空生长室内进行光刻图形化，可以不采用外来化学刻蚀材料，因此不会带来外来化学物质的污染和晶格损伤，并且采用该光刻装置能够根据实际的膜层图案需要，通过掩膜版形成与掩膜图案一致的光投影图案，从而能够满足制作任意图案膜层的需求。
[0008]在一些可能实现的方式中，光源为非相干光源。在此情况下，能够避免形成的光投影出现干涉图案，从而保证形成的光投影图案与掩膜版的掩膜图案的形状一致性。
[0009]在一些可能实现的方式中，光源为脉冲光源。在此情况下，强光源通过短脉冲以引起表面瞬变，在脉冲宽度足够小的情况下，在单个脉冲的时间内，当系统震动传递到光刻表面引发位置偏移超过可以允许的偏移量前，通过光热或光化学过程与晶圆表面相互作用已经完成，使得光刻表面原子的偏移量小于允许的最大偏移量，局部促进沉积产物的吸附、表面迁移、分解等，发生原子脱附，形成光刻图案。另外，通过强光脉冲曝光技术可以在纳秒级的时间内完成一次光刻，从而减少了光刻工艺的时长。
[0010]在一些可能实现的方式中，掩膜板为透射式掩膜板。在此情况下，入射至透射式掩膜板的遮光区的光线被遮挡无法透过透射式掩膜板，而入射至透射式掩膜板的透光区的光线能够透过掩膜板，进而能够在衬底表面形成与掩膜图案形状一致的光投影图案。
[0011]在一些可能实现的方式中，掩膜板为反射式掩膜板。在此情况下，入射至反射式掩膜板的吸光区的光线被吸收无法进行反射，而入射至反射式掩膜板的反光区的反射光线能够发生反射，进而能够在衬底表面形成与掩膜图案形状一致的光投影图案。
[0012]在一些可能实现的方式中，掩膜板为移相掩膜板；通过利用移相掩膜板相邻透光图形透过的光振幅相位相反产生相消干涉、振幅零点和(或)频谱分布压窄，从而改善衬比、分辨率和象质，进而改善光投影图案在衬底上的成像对比度和焦深(也即提高成像分辨率)，以使得该光刻装置能够满足不同尺寸制程的光刻需求(尤其是微纳加工制程领域)。
[0013]在一些可能实现的方式中，掩膜板采用离轴照明；通过遮住入射至掩膜板(如前述的移相掩膜板)的中心轴部分的光线，只让轴外部分的光线经掩膜板进入透镜(也即掩膜板接收的入射主光线与掩膜板不垂直)，从而有利于衍射光波的高次谐波分量通过透镜成像到衬底表面，进而能够改善光刻分辨率、增大焦深、提高空间像的对比度。
[0014]在一些可能实现的方式中，光路系统包括透镜；透镜位于掩膜板的出光侧；利用透镜的聚光成像原理，保证形成的光投影图案的大小满足需求。
[0015]在一些可能实现的方式中，光路系统包括由多个反射镜形成的反射光路；以对光线进行大角度范围内的反射，从而能够减小光刻装置的空间；并且避免对生长源喷出的材料造成遮挡，使得衬底具有足够空间和通路使得材料进行沉积，进而极大的改善了强光投影系统与薄膜生长系统的兼容性。
[0016]在一些可能实现的方式中，光刻装置还包括设置于真空生长室的侧壁上的束源炉。
[0017]本申请实施例还提供一种光刻方法，包括：在真空生长室的内部设置衬底；在衬底的表面沉积生长材料，通过光路系统控制光源发出的光线经掩膜板后在衬底的表面形成光投影图案，以通过光投影图案对沉积在衬底表面的材料进行光刻。
[0018]采用本申请实施例的光刻方法，在真空生长室内通过光投影图案的高能区诱导形成在衬底表面的材料进行脱附和/或迁移，而保留位于非高能区的材料，从而形成所需的膜层图案，来进行光刻图形化；从而可以不采用外来化学刻蚀材料，因此不会带来外来化学物质的污染和晶格损伤，并且采用能够根据实际的膜层图案需要，通过掩膜版形成与掩膜图案一致的光投影图案，从而能够满足制作任意图案膜层的需求。
附图说明
[0019]图1为本申请实施例提供的一种光刻装置的结构示意图；
[0020]图2为本申请实施例提供的一种光刻装置的结构示意图；
[0021]图3为本申请实施例提供的一种光投影图案的示意图；
[0022]图4为本申请实施例提供的一种光刻装置的光刻过程示意图；
[0023]图5为本申请实施例提供的一种光刻过程示意图；
[0024]图6为本申请实施例提供的一种传统掩膜和移相掩膜的对比示意图；
[0025]图7为本申请实施例提供的一种同轴照明和离轴照明的对比示意图；
[0026]图8为本申请实施例提供的一种光刻方法的流程示意图；
[0027]图9为本申请实施例提供的一种光刻方法的过程示意图；
[0028]图10为本申请实施例提供的一种光刻方法的过程示意图；
[0029]图11为本申请实施例提供的一种光刻方法的过程示意图；
[0030]图12为本申请实施例提供的一种光刻方法采用不同大小的光束能量下形成膜层图案的图片；
[0031]图13为本申请实施例提供的一种光刻方法的过程示意图。
具体实施方式
[0032]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0033]本申请的说明书实施例和权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光刻装置，其特征在于，包括真空生长室、掩膜板、光路系统、光源；所述光源、所述掩膜板、所述光路系统均位于所述真空生长室的外部；所述光源发出的光线经所述掩膜板和所述光路系统后，在所述真空生长室内形成光投影图案，以通过所述光投影图案对形成在衬底表面的材料进行光刻；所述光投影图案的形状与所述掩膜板的掩膜图案的形状一致。2.根据权利要求1所述的光刻装置，其特征在于，所述光源为非相干光源。3.根据权利要求1或2所述的光刻装置，其特征在于，所述光源为脉冲光源。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的光刻装置，其特征在于，所述掩膜板为透射式掩膜板；或者，所述掩膜板为反射式掩膜板。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的光刻装置，其特征在于，所述掩膜板为移相掩膜板。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的光刻装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭长四，刘晟，高雅琨，石震武，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：