[發(fā)明專利]干涉曝光設(shè)備、干涉曝光方法以及半導(dǎo)體器件制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210070064.X
• 申請(qǐng)日: 2012-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN102880005A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小寺克昌;田中聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20;H01L21/027
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 周良玉;楊曉光

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)基于并要求在2011年7月15日提交的日本專利申請(qǐng)No.2011-156965的優(yōu)先權(quán)，其整體內(nèi)容在此引入作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

這里描述的實(shí)施例總體涉及干涉曝光設(shè)備、干涉曝光方法、以及半導(dǎo)體器件的制造方法。

背景技術(shù)

公知EUV(超紫外)曝光設(shè)備為一種用于制造下一代半導(dǎo)體電路的光刻裝置，但是這樣的EUV曝光設(shè)備非常昂貴。從而，一種使用稱為干涉曝光技術(shù)的方法的低成本光刻裝置最近得到關(guān)注。

該干涉曝光技術(shù)不需要復(fù)雜的投影光學(xué)系統(tǒng)，并且由于其不需要掩模或者是無掩模的，因此可以實(shí)現(xiàn)較低制造成本。然而，在常規(guī)干涉曝光中，可以形成諸如LS(線和空間)圖形或柵狀圖形的簡(jiǎn)單周期圖形，但是難于形成諸如IC電路的復(fù)雜布局圖形。下文中將使用投影光學(xué)系統(tǒng)和掩模的常規(guī)光刻方法稱為光學(xué)光刻以與干涉曝光技術(shù)相區(qū)分。

已經(jīng)提出若干方法用于解決上述問題。

(1)提出一種以低成本形成復(fù)雜IC電路圖形的方法(通過與光學(xué)光刻混合且匹配的方法：成像干涉光刻)，該方法通過組合常規(guī)低NA的光學(xué)光刻技術(shù)與干涉曝光技術(shù)而進(jìn)行構(gòu)圖。在該技術(shù)中，盡管低NA，但仍需要投影透鏡系統(tǒng)，并且還需要掩模，從而使得制造成本增加。

(2)提出一種通過兩次或更多次地多次進(jìn)行干涉曝光而形成復(fù)雜圖形的方法(多次干涉曝光)。在該技術(shù)中，可以形成的圖形僅限于簡(jiǎn)單的二維圖形，諸如柵狀圖形，而許多光學(xué)系統(tǒng)需要重置以產(chǎn)生多個(gè)復(fù)雜的IC電路圖形。從而，流程變得更加復(fù)雜，并且處理TAT變大。

(3)提出一種使用相干的三個(gè)或更多的多光束的干涉曝光方法。在該技術(shù)中，如果到達(dá)晶片的多光束的入射角未適當(dāng)?shù)卦O(shè)置，景深(DoF)變得較小。從而，它不適合于在二維面上進(jìn)行構(gòu)圖的半導(dǎo)體電路的構(gòu)圖。需要重置多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)以形成多個(gè)復(fù)雜IC電路圖形，從而流程變得復(fù)雜，并且處理TAT變大。

因此，希望容易且低成本地形成各個(gè)圖形。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)實(shí)施例，總體提供了一種干涉曝光設(shè)備。該干涉曝光設(shè)備包括：光路改變部分，其中改變?cè)换据S對(duì)稱(axisymmetrically)地設(shè)置，所述改變?cè)m于對(duì)彼此具有相干性的多個(gè)光束改變?cè)摱鄠€(gè)光束的光路方向和光路長(zhǎng)度，以及調(diào)節(jié)部分，與將在基底上形成的圖形形狀相對(duì)應(yīng)地對(duì)入射基底的光束的一部分進(jìn)行強(qiáng)度改變或相位改變，從而調(diào)節(jié)該光束的一部分。出自光路改變部分和調(diào)節(jié)部分的光束在基底上干涉以在基底上進(jìn)行干涉曝光。

附圖說明

圖1示出根據(jù)第一實(shí)施例的干涉曝光設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)；

圖2示出根據(jù)第一實(shí)施例的干涉曝光設(shè)備的結(jié)構(gòu)實(shí)例；

圖3A至3C分別示出針孔光圈、環(huán)形光圈以及入射區(qū)域限制部分的一個(gè)實(shí)例；

圖4A和4B示出了光束坐標(biāo)系；

圖5A至5C示出到每個(gè)光束的光軸的距離與DoF的關(guān)系；

圖6示出根據(jù)第二實(shí)施例的干涉曝光設(shè)備的結(jié)構(gòu)；

圖7示出衍射柵的結(jié)構(gòu)；

圖8A至8D示出光掩蔽部分和成像圖形的關(guān)系；

圖9示出微反射鏡環(huán)的結(jié)構(gòu)；

圖10是示出快門(shutter)部分的結(jié)構(gòu)實(shí)例的俯視圖；

圖11A和11B示出圖形調(diào)節(jié)部分的另一結(jié)構(gòu)實(shí)例；

圖12A至12C是示出多個(gè)光路改變部分的結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖13示出根據(jù)第四實(shí)施例的光路改變部分的結(jié)構(gòu)；

圖14示出根據(jù)第五實(shí)施例的偏振部分的結(jié)構(gòu)；

圖15A和15B示出根據(jù)第六實(shí)施例的相位調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)；以及

圖16A和16B示出根據(jù)第七實(shí)施例的入射角度過濾部分的結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下文將參考附圖詳細(xì)描述干涉曝光設(shè)備、干涉曝光方法以及半導(dǎo)體器件的制造方法的示例實(shí)施例。本發(fā)明不限于下面的實(shí)施例。

(第一實(shí)施例)

圖1示出根據(jù)第一實(shí)施例的干涉曝光設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)。這里示出干涉曝光設(shè)備100X的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。該實(shí)施例的干涉曝光設(shè)備100X具有這樣的光學(xué)裝置(光路改變部分2X)，其用于改變?cè)诃h(huán)形中的具有相干性的單波長(zhǎng)的多光束(相干光束)1b的前進(jìn)方向。使用干涉圖形而進(jìn)行在抗蝕劑上的構(gòu)圖，所述干涉圖形通過向晶片WA(待處理的基底)入射從安排成環(huán)形的光路改變部分2X出射的多光束1b而形成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，干涉曝光設(shè)備100X形成在足夠的景深處具有高自由度的圖形變化。