專利名稱：微影系統(tǒng)及其制程的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微影系統(tǒng)(lithography system)和微影制程，特別是涉及能夠調節(jié)透鏡與基底的上表面之間的距離以控制投射到基底的感光層上的電磁成分(electro-magnetic component)的數(shù)目和量的一種微影系統(tǒng)及其制程。
背景技術：
微影系統(tǒng)具有很多應用，其普及應用之一為在半導體裝置的制造期間執(zhí)行曝光以定義圖案或圖像?？赏ㄟ^形成并定義具有各種電、物理或化學特性的各種層的形狀或圖案來制造集成電路(IC)和其他半導體裝置。執(zhí)行微影制程的微影系統(tǒng)能夠定義出非常小的尺寸的圖案，從而在基底上提供大量電子或機械元件以用于很多不同應用。
然而，很多微影系統(tǒng)或制程在其解析度和其定義較小圖案的能力方面具有局限性。一種改進其解析度的方法包括在聚焦透鏡與目標之間放置中間物質，例如水或其他液體。圖1說明這種技術的實例。參看圖1，可在透鏡2以及供曝光的目標4之間提供一團液體6(例如，水)。盡管所提議的技術在一些應用中可改進系統(tǒng)的解析度，但這還產生目標被插入于兩個主體之間的水或其他中間物質污染的潛在風險。這還可通過在整個曝光過程期間需要對一團液體的良好控制，而增加微影系統(tǒng)或制程的復雜性。
因此，微影系統(tǒng)或制程是需要能夠避免常規(guī)技術的一個或一個以上問題，且提供微影系統(tǒng)或制程的更好的可控性或能力。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是在提供一種微影制程。微影制程可包括接收具有感光層的基底；提供能夠導致所述感光層的一部分曝光的光源；和提供能夠定義要轉移到感光層的至少一個圖案的光罩。所述光罩在光罩的第一表面處接收來自光源的電磁波，且從光罩的第二表面產生多個電磁成分。微影制程還可包括提供透鏡，其在透鏡的下表面處提供平整表面，用于將圖案轉移到感光層；和調節(jié)透鏡的平整表面與基底的上表面之間的距離以控制投射到感光層上的電磁成分的數(shù)目和量。
本發(fā)明的另一目的就是在提供一種微影系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括基底臺，用于支撐具有感光層的基底；光源，能夠導致所述感光層的一部分曝光；和光罩，能夠定義要轉移到感光層的至少一個圖案。所述光罩在光罩的第一表面處接收來自光源的電磁波，且從光罩的第二表面產生多個電磁成分。微影系統(tǒng)可進一步包括光罩臺，用于支撐光罩；透鏡，其在透鏡的下表面處提供平整表面，用于將圖案轉移到感光層；和透鏡臺，用于支撐透鏡。此外，微影系統(tǒng)可包括與基底臺和透鏡臺中的至少一者耦合的臺控制裝置。所述臺控制裝置能夠調節(jié)透鏡的平整表面與基底的上表面之間的距離，以控制投射到感光層上的電磁成分的數(shù)目和量。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖1說明使用液體作為中間媒介物的現(xiàn)有技術的微影技術。
圖2說明上方具有透鏡以供曝光的示范性基底的橫截面圖。
圖3說明與本發(fā)明一致的實例中的示范性微影系統(tǒng)的橫截面圖。
圖4說明示范性曲線圖，其說明在使用具有約248納米的波長的光源的實例中，在不同氣隙處通過透鏡而傳輸?shù)碾姶懦煞值谋嚷省?br> 圖5說明示范性曲線圖，其說明在使用具有約193納米的波長的光源的實例中，在不同氣隙處通過透鏡而傳輸?shù)碾姶懦煞值谋嚷省?br> 圖6說明玻璃-空氣界面處的內部總反射現(xiàn)象的示范性說明。
圖7說明示范性玻璃-空氣-玻璃界面處的受阻撓的總內部反射的現(xiàn)象的示范性說明。
2、10透鏡 4、20目標6液體 30間隙100微影系統(tǒng) 110基底臺112基底 114感光層120光源 130光罩臺132光罩 140透鏡臺142透鏡 150臺控制裝置200i入射光 200p穿透光200r反射光 210界面220氣隙 θ夾角θc臨界角具體實施方式
本發(fā)明提出一種微影系統(tǒng)和制程。微影系統(tǒng)或方法可調節(jié)透鏡的下表面與基底的上表面之間的距離，以控制投射到目標層上或由目標層接收的電磁成分的數(shù)目和/或量。因此，在一個實例中，可通過控制定義通過透鏡傳輸?shù)碾姶懦煞值膱D案的數(shù)目和/或量，來更好地控制或定義要轉移到例如感光層的目標層的圖案。在一些實例中，以不同入射角投射到透鏡的成分的傳輸比率可根據(jù)例如入射角和所控制的距離的各種因素而變化，從而達到微影系統(tǒng)或制程的理想圖案定義特性。
參看圖2，透鏡10可用于將電磁成分聚焦或投射到目標20上。一般而言，透鏡可具有臨界角，其在一個實例中可視為一角度，在所述角度以上電磁成分不傳輸，或不完全傳輸。然而，取決于很多因素，例如透鏡10的材料、其曲率、透鏡10和目標20周圍的環(huán)境以及電磁波的波長，當目標20與透鏡10的底部之間的間隙30變得極小而允許入射波穿過透鏡10和間隙30以到達目標時，可能發(fā)生隧道效應。舉例來說，當間隙30足夠小時，隧道效應可在入射波以大于臨界角的入射角入射的情況下發(fā)生。
圖3說明與本發(fā)明一致的實例中的示范性微影系統(tǒng)。參看圖3，在一個實例中，微影系統(tǒng)100可包括基底臺110、光源120、光罩臺130、透鏡臺140和臺控制裝置150。微影系統(tǒng)100可具有各種應用，包括制造例如集成電路的半導體裝置、其他電元件和機械裝置。在一些實例中，基底臺110為用于支撐基底112的固定或可移動臺，基底112可具有感光層114和在感光層114上或上方的上表面?；?12可在感光層114上方具有其他層(未繪示)，例如在感光層114上方的一個或一個以上抗反射層、在感光層114下的一個或一個以上抗反射層和用于在基底112中或上形成半導體裝置的其他層。在一個實例中，感光層114可包括光阻層或化學物。
光源120可提供能夠導致感光層114的一部分曝光的電磁波。在一個實例中，光源120可發(fā)射紫外線電磁波，其可具有幾百納米(“nm”)或更小的波長。舉例來說，在一個實例中可使用具有約248nm的波長的紫外線電磁波，且在另一實例中可使用具有約193nm的波長的紫外線電磁波。
光罩臺130可為用于支撐光罩132的固定或可移動臺。光罩132能夠定義要轉移到感光層114的至少一個圖案。在一個實例中，光罩132在光罩132的第一表面或上表面處接收來自光源120的電磁波，且從光罩132的第二表面或下表面產生若干電磁成分。取決于光罩132的配置，在入射電磁波穿過光罩132之后產生的不同電磁成分可以不同角度離開光罩132。在一個實例中，光罩132可包括若干繞射光柵，且接著，通過透鏡或均等裝置的繞射成分的適當集合可定義轉移到感光層114的圖案。各種繞射成分可以不同特性或要傳輸?shù)膱D案的不同部分以不同角度從光罩132中出來。因此，取決于通過透鏡傳輸?shù)某煞值臄?shù)目和量，轉移到感光層的圖案的清晰度和/或解析度可變化。
透鏡臺140可為用于支撐透鏡142的固定或可移動臺。在用于制造半導體裝置的微影系統(tǒng)或應用中，透鏡臺140可以三維方式移動，從而不僅調節(jié)其焦點、其距目標的距離，而且允許具有水準、二維移動的掃描操作。透鏡142用于將圖案轉移到感光層114。參看圖3，透鏡142可在其下表面處提供平整表面，或如所說明，使其整個下表面平整。
如上文所說明，基底臺110和透鏡臺140中的其中之一或兩者可為可移動的，從而允許調節(jié)兩者之間的距離。在一些實例中，微影系統(tǒng)100可包括臺控制裝置150，其與基底臺110和透鏡臺140中的其中之一或兩者耦合，以允許所述裝置控制所述臺中的其中之一或兩者。臺控制裝置150能夠調節(jié)透鏡142的下平整表面與基底112的上表面之間的距離，以控制投射到感光層114上的電磁成分的數(shù)目和量。通過允許控制通過透鏡傳輸?shù)碾姶懦煞?例如，繞射成分)，可調節(jié)將圖案轉移到感光層114上的特性。舉例來說，可調節(jié)例如NA(數(shù)值孔徑)和/或轉移的圖案或圖像的解析度的特性。如所說明，可提供透鏡的平整表面和基底的上表面使得其間無中間物質(例如，常規(guī)系統(tǒng)中所使用的水或其他液體)以簡化系統(tǒng)或微影制程，且在一些情況下，避免不合需要的污染。在一些實例中，透鏡的平整表面與基底的上表面之間的距離可小于400nm且可小至10或幾納米。在一些應用中，為了有助于掃描操作或透鏡142與基底112之間的相對移動，基底112的上表面可具備約100埃或50?；蛘咝∮?00?；?0埃(即，10nm或5nm)的表面平整度變化。
使用上文所說明的微影系統(tǒng)或另一微影系統(tǒng)的實例，可以幾個步驟來執(zhí)行微影制程。在一個實例中，微影制程可包括接收具有感光層的基底；提供能夠導致所述感光層的至少一部分曝光的光源；和提供能夠定義要轉移到感光層的至少一個圖案的光罩。如上文所說明，基底在感光層上或上方具有上表面，且可具有一個或一個以上抗反射層。另外，所述光罩可在光罩的第一表面處接收來自光源的電磁波，且接著從光罩的第二表面產生若干電磁成分。此外，微影制程還可包括提供透鏡，其在透鏡的下表面處提供平整表面，用于將圖案轉移到感光層；和調節(jié)透鏡的平整表面與基底的上表面之間的距離以控制投射到感光層上的電磁成分的數(shù)目和量。
各種電磁成分通過透鏡142和透鏡與目標之間的間隙的傳輸率可取決于很多不同因素。圖4說明示范性曲線圖，其說明在使用具有約248nm的波長的光源的實例中，以三個不同角度入射且在不同氣隙(air gap)處通過透鏡而傳輸?shù)碾姶懦煞值谋嚷?。在此實例中，取決于個別成分的角度，在間隙變得小于400nm之后，傳輸比率逐漸增加，且隨著間隙接近300nm或200nm，一定百分比的成分開始傳輸。圖5說明示范性曲線圖，其說明在使用具有約193nm的波長的光源的實例中，在不同氣隙處通過透鏡而傳輸?shù)碾姶懦煞值谋嚷?。在此實例中，取決于個別成分的角度，在間隙變得小于400nm之后，傳輸比率逐漸增加，且隨著間隙接近250nm或100nm，一定百分比的成分開始傳輸。
圖6說明示意性圖以說明在媒介物(例如，玻璃)與另一材料(例如，空氣)的界面210處，媒介物內的內部總反射的現(xiàn)象。當入射光200i的夾角θ大于臨界角θc時，入射光200i通常全部反射為反射光200r。在此玻璃-空氣界面實例中，θc約為41.8。因此，穿過玻璃-空氣界面210的任何波穿透都為最小或不可檢測的。然而，在某些條件下，波穿透可變成可能。舉例來說，當兩種材料(例如，兩種玻璃或玻璃與另一媒介物)之間的氣隙較小時，可能發(fā)生波穿透。圖7說明示意性圖以說明波穿透變得可檢測的示范性情況。在此實例中，當氣隙220變得極小時，即使在入射光200i的夾角θ大于臨界角θc時，入射光200i也僅部分地反射為反射光200r。且入射光200i的一部分可穿過氣隙220作為穿透光200p，且到達其下面的媒介物(例如，另一玻璃、光阻層、或在光阻層上方的層(例如，抗反射層)。在一些應用中，將所述現(xiàn)象稱為受阻撓的總內部反射，其可在量子效應的原理下闡釋。因此，在一些微影制程中，可控制圖案定義或曝光過程以達到理想的結果。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種微影制程，其特征在于其包括接收具有一感光層的一基底；提供一光源，能夠使該感光層的一部分曝光；提供一光罩，能夠定義出要轉移到該感光層的至少一個圖案，其中該光罩在其第一表面處接收來自所述光源的電磁波，且從其第二表面產生多個電磁成分；提供一透鏡，用于將該圖案轉移到該感光層，且該透鏡在其下表面處提供平整表面；以及調節(jié)該透鏡的平整表面與該基底的上表面之間的距離，以控制投射到該感光層上的該些電磁成分的數(shù)目和量。
2.根據(jù)權利要求1所述的微影制程，其特征在于其中所述的光罩包括多個繞射光柵，用于定義要轉移到該感光層的所述圖案。
3.根據(jù)權利要求1所述的微影制程，其特征在于其中該些電磁成分包括所述電磁波的繞射。
4.根據(jù)權利要求1所述的微影制程，其特征在于其中提供該透鏡的平整表面和該基底的上表面之間無中間物質。
5.根據(jù)權利要求1所述的微影制程，其特征在于其中所述的光源包含具有約為248納米或更小的波長的紫外線光源。
6.根據(jù)權利要求1所述的微影制程，其特征在于其中所述的透鏡的平整表面與該基底的上表面之間的距離小于400納米。
7.根據(jù)權利要求1所述的微影制程，其特征在于其中所述的基底的上表面具有約100?；蛐∮?00埃的表面平整度變化。
8.根據(jù)權利要求1所述的微影制程，其特征在于其中所述的感光層包含光阻層。
9.根據(jù)權利要求1所述的微影制程，其特征在于其中所述的基底在該感光層的上方具有抗反射層。
10.一種微影系統(tǒng)，其特征在于其包括一基底臺，用于支撐具有一感光層的一基底；一光源，其能夠使該感光層的一部分曝光；一光罩，其能夠定義要轉移到該感光層的至少一個圖案，該光罩在其第一表面處接收來自所述光源的電磁波，且從其第二表面產生多個電磁成分；一光罩臺，用于支撐該光罩；一透鏡，用于將該圖案轉移到該感光層，且該透鏡在其下表面處提供平整表面；一透鏡臺，用于支撐該透鏡；以及一臺控制裝置，其與該基底臺和該透鏡臺中的至少一者耦合，該臺控制裝置能夠調節(jié)該透鏡的平整表面與該基底的上表面之間的距離，以控制投射到該感光層上的該些電磁成分的數(shù)目和量。
11.根據(jù)權利要求10所述的微影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的光罩包括多個繞射光柵，用于定義要轉移到該感光層的所述圖案。
12.根據(jù)權利要求10所述的微影系統(tǒng)，其特征在于該些電磁成分包括所述電磁波的繞射。
13.根據(jù)權利要求10所述的微影系統(tǒng)，其特征在于其中提供所該透鏡的平整表面和該基底的上表面之間無中間物質。
14.根據(jù)權利要求10所述的微影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的光源包含具有約為248納米或更小的波長的紫外線光源。
15.根據(jù)權利要求10所述的微影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的透鏡的平整表面與該基底的上表面之間的所述距離小于400納米。
16.根據(jù)權利要求10所述的微影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的基底的上表面具有約100?；蛐∮?00埃的表面平整度變化。
全文摘要
本發(fā)明是關于一種微影系統(tǒng)及其制程，該微影制程，其包括接收具有感光層的基底；提供能夠使所述感光層的一部分曝光的光源；和提供能夠定義要轉移到感光層的至少一個圖案的光罩。具體地說，基底在感光層上或上方具有上表面，且光罩在其第一表面處接收來自光源的電磁波，并從其第二表面產生多個電磁成分。微影制程還可包括提供透鏡，其在透鏡的下表面處提供平整表面，用于將圖案轉移到感光層；和調節(jié)透鏡的平整表面與基底的上表面之間的距離，以控制投射到感光層上的電磁成分的數(shù)目和量。
文檔編號H01L21/00GK101086624SQ200610127750
公開日2007年12月12日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權日2006年6月5日
發(fā)明者吳宗顯, 楊大弘, 盧志遠 申請人:旺宏電子股份有限公司