曝光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種曝光裝置，一種使用該曝光裝置的曝光方法，以及一種使用該曝光裝置制造模具的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)制造半導(dǎo)體或功能裝置時，光蝕刻工藝是用于形成圖案的方法中。
[0003]光蝕刻工藝為通過將光掩模的形狀轉(zhuǎn)移到基板上來制造具有微米或納米大小的精細(xì)特征的工藝。例如，將具有預(yù)定形狀或圖案形成于其中的光掩模配置在其上涂布光阻劑的基板上，并將光照射在光掩模上。在這種情況下，根據(jù)光掩模中所形成的形狀或圖案將照射光選擇性地傳輸或阻斷，使得涂布在基板上的光阻劑被選擇性地固化，進行刻蝕工藝之后將光阻劑移除，并且然后，可在基板上形成預(yù)定形狀或圖案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是關(guān)于一種曝光裝置，其中具有亞微米大小的精細(xì)圖案可在被光照射的物體的模具上容易地形成，和一種使用該曝光裝置的曝光方法。
[0005]在下文中，將參照附圖更詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置。在本發(fā)明的說明中，省略相關(guān)技術(shù)所熟知的通用功能或構(gòu)造的詳細(xì)說明。此外，附圖是用于理解本發(fā)明的示意圖，并且為了清楚地描述本發(fā)明，省略該說明不相關(guān)的部分，并且本發(fā)明的范圍并不被這些附圖所限制。
[0006]本發(fā)明是關(guān)于一種曝光裝置。本發(fā)明的一個實施例提供一種在被光照射的物體的表面上形成精細(xì)圖案的曝光裝置，和一種使用該曝光裝置的曝光方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明示例性實例的曝光裝置可包括:光源10 ;光掩模30，配置在從光源10發(fā)射的光的行進路徑上；以及支架40，配置在通過光掩模30的光所行進的路徑上，如圖1中所示。光掩模30可具有與光源10的表面相對的表面上形成的一個或多個凸塊311，且光掩模30的折射率可在1.2至2.5、1.3至2.4、或1.4至2.3的范圍內(nèi)。詳細(xì)地說，光掩模30可具有包括凸塊311和凹槽310的不平面31。此外，支架40可以被形成為固定被光照射的物體(參見以下說明的附圖標(biāo)記20)，以使被光照射的物體的表面為曲面。通過使用具有在其中形成的不平面31的光掩模30，所述曝光裝置可以在被光照射的物體上形成具有亞微米大小的精細(xì)圖案。通過將曝光裝置容易地應(yīng)用于自動化工藝，在被光照射的物體上形成具有數(shù)百納米至數(shù)百微米的大小的各種圖案，使得可實現(xiàn)工藝的便利性。
[0008]此外，可形成光源10和凸塊311以符合下列方程式I。
[0009][方程式I]
[0010]Δ Φ = 2 π X Oi2-1i1) X d/ λ
[0011]其中Λ Φ為從光源10發(fā)射且通過光掩模30的凸塊311的光和通過其中沒有形成凸塊的光掩模30的凹槽310的光之間的相位差，并且η2為光掩模30的凸塊311的折射率，并且nl為充填在其中沒有形成凸塊的光掩模30的凹槽310中的介質(zhì)的折射率，并且d為凸塊311的每一個的高度，并且λ為從光源10發(fā)射的光的波長。如上所述，上述方程式I中的λ為照射在光掩模30上的光的波長，并且可為范圍在一般高壓汞弧燈的G-線(436nm)、H-線(405nm)、和 1-線(365nm)的光的波長或使用 KrF(248nm)、ArF(193nm)和F2(157nm)的準(zhǔn)分子激光器的光的波長以便達到較高的分辨率?？刂聘魍箟K311的厚度以使根據(jù)光源10的凸塊311的每一個的高度d對應(yīng)于的整數(shù)倍從而可以調(diào)節(jié)相位差。理論上，若相位差ΔΦ只符合方程式1，則凸塊311的每一個的高度可為任何值；然而，考慮實際工藝，各凸塊311的高度可為0.2至10 μ m。
[0012]在示例性實施例中，圖2為在不平面31中進行的光干涉的發(fā)展的示意圖。如圖2中所示，由于在不平面31的突出部(S卩，凸塊311)和圖案的凹部(即，圖案的凹槽310)之間的界面處，充填在凸塊311中的介質(zhì)的折射率和充填在凹槽310中的介質(zhì)的折射率之間的差異，入射光產(chǎn)生相位差。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置的光掩模30可符合上述方程式I的條件。介質(zhì)可為空氣。在這種情況下，光的折射率可為I。
[0013]當(dāng)方程式I中的Λ Φ為Ji的整數(shù)倍時，部分地發(fā)生相消干涉。在這種情況下，在圖案的凹槽310和凸塊311之間的邊界的部分區(qū)域形成光的強度接近零的零點。因此，在零點處顯示光不到達光阻劑21的處的效果(此將描述于后文)。因此，精細(xì)圖案可在形成有零點的區(qū)域中形成。
[0014]圖4為光干涉發(fā)展的詳圖，該光干涉發(fā)展在其中形成有零點的區(qū)域中進行，并且圖5為光阻劑21的視圖，其通過光干涉的發(fā)展產(chǎn)生從而在其中形成精細(xì)圖案。
[0015]在本發(fā)明中，光阻劑21被選擇為吸收紫外線區(qū)的光，例如，具有1-線350至380nm的波長的光，和當(dāng)照射光為汞燈的光時，由于光阻劑21的吸收波長和照射光的波長兩個因素，零點在光掩模30的凸塊311和光阻劑21彼此接觸的處形成。因此，工藝條件的寬度選擇變寬，致使可改善工藝的自由度。
[0016]此外，當(dāng)使用一般空白掩模形成具有小于Iym的大小(S卩，亞微米大小)的圖案時，考慮當(dāng)進行曝光工藝時從光源的波長和在光掩模與基板之間的距離可獲得的圖案的最小CD和分辨率，需要使用高價的極紫外線光源。然而，在根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置中，使用低價紫外線燈作為光源可容易地形成具有亞微米大小的圖案。
[0017]在示例性實施例中，根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置可進一步包括被光照射的物體20，其放置在支架40上并且被光照射的物體20的表面為曲面。被光照射的物體20或支架40可以被放置在光的行進路徑上，且詳細(xì)地說，可放置在通過光掩模30的光的行進路徑上。此夕卜，被光照射的物體20或支架40可具有輥形。詳細(xì)地說，在示例性實施例中，被光照射的物體20可為圓柱形模具。在這種情況下，如圖1中所示，曝光裝置的支架40可為繞著中心軸旋轉(zhuǎn)圓柱形模具20的旋轉(zhuǎn)裝置。此外，曝光裝置可進一步包括轉(zhuǎn)移光掩模30的轉(zhuǎn)移單元50。考慮曝光裝置的設(shè)計的方便和曝光效果，圓柱形模具20可于固定狀態(tài)以0.01至500mm/s的恒定速度旋轉(zhuǎn)。因為光掩模30是通過轉(zhuǎn)移單元50轉(zhuǎn)移而同時保持模具20的轉(zhuǎn)速和平衡，所以曝光工藝可在圓柱形模具20的所有區(qū)域進行。
[0018]在示例性實施例中，被光照射的物體20具有圓柱形，并且可在被光照射的物體20的表面上形成光阻劑21。當(dāng)用光阻劑21涂布的圓柱形模具在光掩模30的上部旋轉(zhuǎn)時，如圖1中所示，通過轉(zhuǎn)移單元50以水平方向轉(zhuǎn)移光掩模30，并且從配置在光掩模30下方的光源10發(fā)射的光通過光掩模30之后照射在光阻劑21上。例如，光阻劑21可為正光阻劑或負(fù)光阻劑。因為正光阻劑只在其中形成零點(其稍后將描述)的部分顯影，并且負(fù)光阻劑只在其中形成零點的部分不顯影，根據(jù)本發(fā)明，可根據(jù)使用者所要的形狀選擇和使用適當(dāng)光阻劑。
[0019]在本說明書中，術(shù)語「被光照射的物體」為其上形成精細(xì)圖案的物體，并且其形狀或材料不特別限定。例如，被光照射的物體可為具有平面或曲面的模具。詳細(xì)地說，被光照射的物體可為圓柱形模具，例如。然而，被光照射的物體的形狀不限于此。在示例性實施例中，被光照射的物體可為具有涂布光阻劑的表面的模具，以使可在被光照射的物體的表面上形成精細(xì)圖案。因此，在下列說明中，術(shù)語「被光照射的物體」可為模具及具有其上形成光阻劑的表面的模具。
[0020]在本發(fā)明的一特定實施例中，光掩模30可包括一個或多個凸塊31