[發明專利]曝光方法、電子元件制造方法、曝光裝置以及照明光學裝置

無效

• 申請號: 200680005833.0
• 申請日: 2006-02-23
• 公開（公告）號: CN101128917A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 市原裕;中村綾子;白石直正;谷元昭一;工藤祐司
• 申請（專利權）人: 株式會社尼康
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F7/20
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 壽寧

技術領域

本發明是關于半導體集成電路、平面顯示裝置、薄膜磁頭、微機械等電子元件制造制程中，微細圖案形成制程中所使用的曝光方法及使用該曝光方法的電子元件制造方法，以及用于該方法的適宜的曝光裝置及照明光學裝置。

背景技術

在半導體集成電路等電子元件的制造制程中，形成微細圖案時，一般使用光微影技術。其是將光阻劑(感光性薄膜)形成于晶圓等被加工基板表面，并借由具有對應于應形成的圖案形狀的光量分布的曝光用光的曝光制程、顯影制程以及蝕刻制程等，在被加工基板上形成期望圖案。

目前最先進的電子元件制造，在上述曝光制程中，主要使用投影曝光方法作為曝光方法。

其是將可形成的圖案放大4倍或5倍后形成于光罩(亦稱標線片，reticle)上，并將照明光照射于此，利用縮小投影光學系將其透射光曝光轉印于晶圓上。

投影曝光方法中可形成的圖案的微細度，由縮小投影光學系的解析度而決定，其與將曝光波長除以投影光學系統的數值孔徑(NA)而得的值大致相等。因此，為形成更微細的電路圖案，必須具有更短波長的曝光光源與更高NA的投影光學系統。

另一方面，如同非專利文獻1及非專利文獻2中所揭示那樣，亦提出有如下方案：將繞射光柵配置于光源與晶圓等被加工基板之間，使照明光照射至該繞射光柵時產生的多個繞射光在被加工基板上產生干涉，利用其干涉條紋的明暗圖案在被加工基板上形成微細圖案的方法(以下稱作“干涉曝光方法”)。

【非專利文獻1】J.M.Carter等：“Interference?Lithography”http://snl.mit.edu/project_document/SNL-8.pdf

【非專利文獻2】Mark?L.?Schattenburg等：“Grating?Production?Methods”http://snl.mit.edu/papers/presentations/2002/MLS-Con-X-2002-07-03.pdf

上述先前的曝光方法中的投影曝光方法中，為獲得更高解析度，必須具有更短波長的光源與更高NA的投影光學系統。

然而，目前最先進的曝光裝置中，將曝光光的波長短波長化為193nm，而今后進一步的短波長化，自可使用的透鏡材料的方面考慮，較為困難。

又，目前最先進的投影光學系統的NA達到0.92左右，而超過此值的高NA化，較為困難，并成為曝光裝置的制造成本大幅上漲的原因。

另一方面，干涉曝光方法中，為提高所形成的干涉條紋的對比度，且在照明光行進方向上在較廣范圍內獲得高對比度的干涉條紋，要求使發生干涉的光線束之間具有較高空間可干涉性。另一方面，為確保在被曝光基板上曝光光照度的均勻性，必須使照射至被曝光基板上的照明光，以某種程度的入射角度范圍入射，此與一般而言的上述較高空間可干涉性相反，故而難以同時實現兩者。

發明內容

本發明鑒于上述課題研制而成，第1目的在于提供一種可廉價形成微細圖案的曝光方法，該細微圖案具體而言是近于或小于光的曝光波長的微細圖案。

更具體而言，本發明的目的在于提供一種良好的干涉曝光方法，其在被加工基板附近在照明光行進方向的較廣范圍內獲得高對比度的干涉條紋，同時在被加工基板面內較廣范圍部分上實現均勻的照明光照度分布。

又，本發明的目的在于提供使用有上述曝光方法的電子元件制造方法，并且提供用于上述曝光方法的適宜的曝光裝置以及照明光學裝置。

本發明相關的第1曝光方法的發明，其特征在于：是借由來自光源的照明光使圖案在感光性基板上曝光的曝光方法，包括如下制程：對第1繞射光柵照射該照明光的制程，該第1繞射光柵在第1方向上具有周期方向，且與第1方向直交的第2方向上具有長度方向；使來自該第1繞射光柵的繞射光照射至第2繞射光柵的制程，該第2繞射光柵配置在與該光源相反側，離該第1繞射光柵僅第1有效距離，并且在該第1方向上具有周期方向；以及使來自該第2繞射光柵的繞射光照射至該感光性基板上的制程，該感光性基板配置在與該第1繞射光柵相反側，距該第2繞射光柵的距離僅為與該第1有效距離大致相等的第2有效距離，并且該第1曝光方法中，照射至該第1繞射光柵上特定一點的該照明光，是以多個照明光為主要成分，該多個照明光的行進方向，包括該第2方向且與大致垂直于該第1繞射光柵的特定平面大體一致。

繼而，照射至該第1繞射光柵的該照明光的主要成分，其行進方向自該特定平面內方向的偏移，作為一例，亦可設置以小于等于1[mrad]為有效角度。