光刻装置及光刻装置的制造方法制造方法及图纸

技术编号:7618323 阅读:175 留言:0更新日期:2012-07-28 19:21
一种光刻装置,包括一光罩,具有多种结构,该等结构系大体上沿一可预设而朝该光罩的延伸方向延伸;一装置,用于产生电磁辐射以及导引该电磁辐射至该光罩,其中该电磁辐射至少部分在该延伸方向被TM极化,使该被TM极化的电磁辐射具有一极化方向,该极化方向与该延伸方向呈90度角;以及一容纳装置,用于容纳一曝光的基材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系有关于一种光刻装置以及一种制造光刻装置的方法。
技术介绍
光光刻技术是一种印刷上的复制方法,其中借助曝光将图案印在材料上。光光刻技术在印刷技术及半导体技术上是很重要的。在半导体技术中,借助光光刻技术,可将一光罩的结构信息转载至一半导体基板 (例如一硅晶圆)上的光阻。在隐藏图像的显影之后,结构信息可借助蚀刻而转载至设于光阻下方的半导体基材上,之后,光阻层则被移除。该制程的重复,以不同而彼此相连续的层以及对单一图案的精密调整,在制造集成电路(所谓的微芯片)中是关键性的技术。在光学光刻中,一光罩的图案使用可见光并借助绕射量级的干涉而形成在一晶圆上,该绕射的量级系由光罩图案所产生并借助一透镜成像。根据习知技术,在光光刻技术的应用中,一般而言是使用未极化的光线。一光学成像系统的分辨率是由所谓的NA-值 (numerical aperture)来决定,其中习知成像透镜的NA-值传统上是在O. 8到O. 85的范围内。为了达到更好的分辨率,希望NA值变得较高,这使得达到晶圆的电磁辐射的角度范围变大。在光罩上的对象(该对象会成像于一半导体晶圆上)的小结构尺寸中,产生了高的绕射量级的角度,该绕射量级必须由光刻系统的透镜形成。此高角度导致辐射进入之电磁辐射所具有不同极化方向的各分量(例如以TE极化分量表示「横向电性」,以TM极化分量表示「横向磁性」)在晶圆的表面上形成不同的对比(contrast)。在高角度的情况下,TM极化的光形成不良的对比。为了避免TM极化,可只使用TE极化的光做曝光。当然,在微小的结构尺寸的情况下,即在所成像的微小间距的情况下,光罩本身系充当极化器,其倾向无传递损失(transmission loss)地传递TM极化光,而在TE极化光方面则有高的传递损失。因此,TE极化光的强度减弱,而TE极化光基本上比不减弱地传递的 TM极化光在晶圆上可得到较佳的成像。这些效应在习知的光刻装置中,特别是小结构尺寸,会导致以光罩结构在晶圆上的成像出现了品质问题,而且可能对集成电路的功能造成负面的影响。在DE 10124566A1中揭露了一种具有极化装置的光学成像系统,该成像系统具有一极化转向组件,将径向的极化转向成切线方向的极化,其中该极化转向组件系设置于一预设的位置上,并位于一区域,该区域从在该径向极化产生装置上成像的光学组件起。在US 6,310,679B1中揭露了一种投影曝光装置,其中在光罩与基材之间设置一装置用于旋转极化方向,其中,并在目标上产生极化的旋转,以提高景深(depth of field)。在US 2004/0119954A1中公开了一种浸入式的曝光装置,其中一重复且形成于一光罩上的图案经由一光学曝光装置成像于一物体上,如此用于成像的光最后在一预设的入射角度范围内被S-极化。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供一种光刻装置以及一种制造光刻装置的方法,藉此对于欲成像对象小尺寸,使其在基材上以足够的强度同时具有良好对比地实施曝光。上述之问题系由一光刻装置以及一制造光刻装置的方法而得到解决,该光刻装置及制造光刻装置的方法系具有如权利要求之独立项所述的特征。本专利技术之光刻装置具有一光罩。该光刻装置更具有一用于容纳欲曝光之基材的容纳装置,以及一装置,用于旋转经光罩穿透传递之至少部分被极化之电磁辐射的极化方向, 该装置系设置于该光罩与该容纳装置之间。在本专利技术的制造光刻装置的方法中,制造一光罩以及一容纳装置,用于容纳欲曝光的基材。其更制造一装置,用于旋转经光罩穿透传递之至少部分被极化之电磁辐射的极化方向,该装置系设置于该光罩与该容纳装置之间。本专利技术的精神可由以下叙述得知在一光刻装置中,改变电磁福射(例如光学光刻装置的光)的极化方向,之后该光线系穿过一光罩。藉此,具有此极化方向的光被导引至该光罩上,该极化光基本上不减弱地穿透该光罩上的透明区域。在通过光罩之后,该电磁辐射的极化方向被旋转成使光罩图案在基材(电磁辐射被导引至该基材)上的成像具有良好的对比。藉此,通过光罩并在基材上产生图像的电磁辐射的极化轮廓被最佳化。本专利技术之一重要样态为在一光刻装置中,在光罩与容纳基材的容纳装置之间提供一光学组件,将至少部分线性极化的电磁辐射的极化方向旋转一给定的角度。例如,一光罩以TM极化光照射(其意味着到达基材的光强度高),在通过光罩之后, 该光线的极化方向被旋转90度,而产生TE极化光(为了得到良好的对比),其对在一基材上的光阻进行曝光。藉此,根据本专利技术,可以使用例如TM极化的光照射光罩,藉此(特别是在小特征尺寸的情况下),在TM极化光通过光罩时的传递损失得以避免或减少。这意味着照射至一基材的照射强度也比较强。然后,该光线穿过光罩而传递,主要之极化方向系从TE极化方向改变至TM极化方向(例如使用二个λ/4的平板以及一反射镜),使晶圆的表面上达到最佳的成像对比。如此的光学组件可设置在光罩的背面与晶圆之间的任意位置上,在该处此光学组件的配置在个别使用的范围内是有利的。本专利技术之基本原理系说明如下。首先考虑光罩表面上的极化效应及其补偿。当光罩表面的特征尺寸达到所使用的电磁辐射(例如光)的波长数量级时,光罩上密集或半密集的线条(或其它构造),对所照射的电磁辐射而言,其成为一极化器。抵达的TE 极化光(即具有与光罩上构造平行之极化方向的光分量)会由于此效应而减弱,而TM极化光 (即具有与光罩上构造垂直之极化方向的光分量)基本上会完全传递进来。在光罩上使用TM 极化光进行照射是有利的,藉此经过光罩传递的电磁辐射可达到最大强度。接着说明晶圆表面的极化效应与其补偿,即结构化的基材表面的极化效应与其补\-ΖΧ O在晶圆的表面上,对于产生图像的波前(wave front)而言,较小的特征尺寸表示较大的入射角(较高的NA值)。对较大的入射角,就TE极化的电磁辐射而言,电场向量是明显地相对两个干涉绕射量级位在相同的方向上。藉此,不会导致TE极化光的对比变差。对此,TM极化光看来明显地使两绕射量级之间的电场向量的角度提高。这意味着TM极化光的对比变得比较差,甚至可能是对比逆转。仅使用TE极化光照射至晶圆的表面是有利于达到好的对比。本专利技术可以同时满足对于照射在光罩侧以及照射在晶圆侧的光的极化方向的相反的要求。根据本专利技术,在光罩侧可达到最佳的穿透,其中最好使用TM极化光照射光罩。为了达到最佳对比,在晶圆侧则使用TE极化光。为了达到好的对比,这特别是对小特征尺寸有利。本专利技术的解决办法是使用一照明器以产生例如TM极化光,该TM极化光被导引至光罩。在光罩侧后方、晶圆侧前方的任意位置上设置有一光学组件,该光学组件最好将光的极化方向旋转90度,藉此从TM极化光变成TE极化光。藉此,电磁辐射在通过光罩时可达到少许的弱化,同时在欲结构化的晶圆上达到良好的对比。需注意的是,当特征以及形成于光罩上的结构具有一主要方向时,通过光罩而传递的电磁辐射的强度会高度地视所使用的电磁辐射的极化方向而定,这是因为利用一种 「天线效应」的缘故。即,当光的震荡方向与行进方向垂直时,该具有一主要延伸方向的结构仅微弱地被吸收,相反地,当光的震荡方向与行进方向平行时,该结构明显地成为一良好地吸收光线的天线。如此的结构上的较佳方向系存在于许多结构中,该等结构系用于形成集成电路,至少在大分本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:M尼伊霍夫
申请(专利权)人:因芬尼昂技术股份公司
类型:发明
国别省市:

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