CN1746726A - 偏振光栅 - Google Patents

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Abstract

一种偏振光栅，包括透明基底，形成覆盖透明基底的偏振滤光片，和形成在偏振滤光片上的掩模图案。偏振光栅在光刻处理中可以使入射的照明光沿所需方向偏振。

Description

偏振光栅
技术领域
本发明涉及一种光栅，更具体地讲，涉及一种在光刻处理中使入射于其上的照明光能够沿所需方向偏振的偏振光栅。
背景技术
最近的趋势是提供具有更高集成化和更高密度的半导体器件，已经进行过有效的研究以研发能够形成尺寸进一步减小的微图案的光刻。同时，对于高集成器件的制造要求高分辨率和高焦深(DOF)。
为了这个目的，传统光刻技术包括浸没技术(immersion technique)。然而，在该情况下，可能出现数值孔径(NA)的过度增加。
当NA过度增加时，DOF可能相反地发生减小。此外，在该情况下，分辨率没有显著增加。由于该原因，目前正进行研究以同时增加分辨率和DOF。
已经提出一种建议，其使用偏振得可以满足图案的取向、形状和密度的要求的照明光的成分，以便得到高分辨率和高DOF。
在传统上，这种偏振光成分可以通过使从光源发出的光通过照明系统的特定照明模式，例如环状或偶极子照明模式，沿所需方向偏振来产生。
然而，根据传统方法产生的偏振照明光束不管图案的取向、形状和密度如何都具有与照明模式相同的取向。结果，尽管具有与照明模式相同取向的主图案(main pattern)正常形成，但具有不同于照明模式取向的次图案(sub pattern)也可能不规则地形成。
此外，对于满足所有图案的取向、形状和密度的偏振照明光的产生，必须对各偏振方向使用单独的照明器件。然而，考虑到目前的技术水平，这在建立所需不同处理条件和提供所需设备方面存在困难。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种使照明光能够沿所需方向偏振以形成满足不同图案的不同照明光束的偏振光栅。
根据一个方面，本发明提供一种偏振光栅，包括：透明基底；形成为覆盖透明基底的偏振滤光片；和形成在偏振滤光片上的掩模图案。
根据另一方面，本发明提供一种偏振光栅，包括：透明基底；形成在透明基底的一个主表面上的掩模图案；和形成为覆盖透明基底另一个主表面的偏振滤光片。
根据另一方面，本发明提供一种偏振光栅，包括：透明基底；形成在透明基底上的掩模图案；和形成在透明基底上以覆盖掩模图案的偏振滤光片。
掩模图案可以包括遮光膜(shield film)图案、相移膜图案和无铬图案之中的至少一个。
附图说明
本发明的上述目的和其他特征和优点将在参考附图阅读以下详细描述后更加显而易见，其中：
图1为说明根据本发明第一实施例的偏振光栅的截面图；
图2为说明根据本发明第二实施例的偏振光栅的截面图；
图3为说明根据本发明第三实施例的偏振光栅的截面图；
图4为说明根据本发明第四实施例的偏振光栅的截面图。
具体实施方式
以下，将参考所附附图结合示范性实施例对本发明进行详细描述，以便所属领域的技术人员能够容易地实现本发明。然而，本发明并不限于所说明的实施例，其他实施例可以实现。
为了清楚的限定以下描述中所述的层和区域，这些层和区域在附图中特别是厚度方面以夸张的状态示出。
根据本发明示范性实施例的偏振光栅将参考图1详细描述。
图1为说明根据本发明第一实施例的偏振光栅的截面图。如图1所示，偏振光栅包括透明基底100，和覆盖基底100，具有所需取向的偏振滤光片110；和形成在偏振滤光片110上、用于在晶片上形成所需图案的掩模图案120。
掩模图案120可以为遮光膜图案或相移图案。在掩模图案120为简单的遮光膜图案的情况下，光栅称为“二进制掩模”(binary mask)。另一方面，在掩模图案120为相移图案的情况下，光栅称为“相移掩模”。
通常，遮光膜图案由铬(Cr)构成，相移膜图案由钼(Mo)构成。
如上所述，偏振光栅包括透明基底上的偏振滤光片和掩模图案，因此偏振光栅本身可以使入射到其上的照明光偏振。因此，可以通过改变偏振光栅以满足每个图案的形状、方向和密度而不需要对曝光器件的照明系统进行任何特定的处理，就能很容易地形成满足不同图案的照明光束。由于可以使用满足不同图案的照明光束，所以实现裕度(margin)如分辨率和DOF的增加是可能的。
根据本发明所说明实施例的偏振光栅可应用于浸没光刻处理。在该情况下，偏振光栅可以用作超NA即NA为1.0或更大的偏振照明系统。特别地，偏振光栅可以用于利用Arf(波长193nm)，Krf(波长248nm)或F2(波长157nm)曝光光源的浸没光刻处理。
图2为说明根据本发明第二实施例的偏振光栅的截面图。在图2中，相应于图1的组成元件由相同的附图标记表示。如图2所示，偏振光栅包括透明基底100。根据本实施例，用于在晶片上形成所需图案的掩模图案120形成在基底100的一个主表面(上表面)上。偏振滤光片110形成覆盖基底100的没有掩模图案120的另一主表面(下表面)。
图3为说明根据本发明第三实施例的偏振光栅的截面图。在图3中，相应于图1的组成元件由相同的附图标记表示。如图3所示，偏振光栅包括透明基底100。根据本实施例，用于在晶片上形成所需图案的掩模图案120形成在基底100上。偏振滤光片110形成在基底100上方以覆盖掩模图案120。
图2和3中所说明的本发明第二和第三实施例的偏振光栅提供与本发明第一实施例的偏振光栅相同的效果。
图4为说明根据本发明第四实施例的偏振光栅的截面图。在图4中，相应于图1的组成元件由相同的附图标记表示。如图4所示，偏振光栅包括在其一个主表面(上表面)上具有突起/凹槽结构的无铬掩模130，在该突起/凹槽结构中突起和凹槽交替重复。偏振滤光片110覆盖无铬掩模130的突起/凹槽结构不存在的另一主表面(下表面)。
图4中所说明的本发明第四实施例的偏振光栅提供与本发明第一实施例的偏振光栅相同的效果。
尽管根据本发明的偏振滤光片已经结合具有简单遮光膜结构的二进制掩模、相移掩模、和无铬掩模的应用进行了描述，但是偏振滤光片可以应用于任何其他掩模。
从以上描述中显而易见，根据本发明，偏振滤光片被结合在光栅中。因此，可以仅利用连接到光栅的偏振滤光片，而不需要利用适合于使照明光沿相应于图案取向的方向偏振的单独的照明系统，就能很容易地选择可以满足将要形成的图案的取向、形状和密度的照明光的偏振方向。从而，可以实现更多的不同实验。
与通过光源完成偏振的情况相比，根据本发明，可以实现更高纯度的偏振，这是因为光束在通过光栅发生偏振后到达晶片的偏振照明光的光路短于光束在通过光源发生偏振后到达晶片的偏振照明光的光路。
本发明的偏振光栅可以用在超NA方面，这用于浸没光刻处理。因此，可以实现对比度的增加，从而可以实现处理裕度如分辨率和DOF的提高。

Claims (4)

1.一种偏振光栅，包括：
一透明基底；
一偏振滤光片，形成为覆盖所述透明基底；和
一掩模图案，形成在所述偏振滤光片上。
2.一种偏振光栅，包括：
一透明基底；
一掩模图案，形成在所述透明基底的一个主表面上；和
一偏振滤光片，形成为覆盖所述透明基底的另一个主表面。
3.一种偏振光栅，包括：
一透明基底；
一掩模图案，形成在所述透明基底上；和
一偏振滤光片，形成在所述透明基底上以覆盖所述掩模图案。
4.根据权利要求1至3之中任一项所述的偏振光栅，其中所述掩模图案包括一遮光膜图案、一相移膜图案和一无铬图案之中的至少一个。
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