[发明专利]曝光设备、曝光方法及器件制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

于2016年9月21日提出的日本专利申请No.2016-184087的公开包括说明书、附图和摘要，通过引用的方式将其全部并入本文。

技术领域

本公开涉及一种曝光设备，尤其涉及一种用于制造半导体器件的曝光设备。

背景技术

在半导体制造过程中，人们都知道使用光将图案转移到平面衬底上的光刻过程。在光刻过程中，形成在光掩模上的图案通过曝光设备被转移(曝光)到涂布在晶片上的感光层(光致抗蚀剂)上。作为曝光设备，可使用诸如步进机的批量曝光型投影曝光设备，或诸如扫描仪的扫描曝光型投影曝光设备。

随着精细处理技术的最近改进，这些曝光设备要求有用于提高分辨率的技术。作为提高曝光设备的分辨率的技术，人们都知道缩短曝光光源的波长或增加投影光学系统的数值孔径。然而，投影光学系统的焦点深度与数值孔径的平方成反比地变小，并与波长成比例地变小。因此，需要有不依赖这些参数的提高分辨率的技术(用于降低k1的技术)。作为降低k1的技术，大家都知道分别在照明领域和掩模领域的不规则照明方法和相移掩模方法。

对于提高分辨率的不规则照明方法，日本未审专利申请公布No.2006-278979公开了一种使用一行四极(quadrupole)照明的曝光设备，当曝光在x方向上以预定间隔排列的一方向密集图案时，其光量由在照明光学系统的光瞳面上沿平行于x轴的直线排列的四个次级光源来增加，并且其使用两个外部次级光源将照明光的偏振状态改变成在正交于x轴的方向上的线性偏振和使用两个内部次级光源将照明光的偏振状态改变成在平行于x轴方向上的线性偏振(见“摘要”)。

此外，日本未审专利申请公布No.2010-093291公开一种曝光设备，该曝光设备包括照明光瞳形成装置和区域变化装置，该照明光瞳形成装置在照明光学设备的光瞳表面上或附近形成照明光瞳分布，该照明光瞳分布具有位于包括光轴的中心区的光强度分布和位于远离光轴的多个外围区的光强度分布，区域变化装置由位于中心区的光强度分布独立改变了位于外周区的光强度分布的位置和大小(见“摘要”)。

发明内容

然而，在日本未审专利申请公布No.2006-278979和No.2010-093291所公开的技术中，能够提高在特定方向上延伸的图案的分辨率，但会降低在正交于特定方向的方向上延伸的图案的分辨率。因此，在日本未审专利申请公开No.2006-278979和No.2010-093291所公开的曝光设备，在曝光在不同方向上延伸的图案时存在需要进行双图案化的问题。

为了解决如上所述的问题，做出了本公开，并且在某个方面的目的是提供一种能提高在不同方向上延伸的图案的分辨率的曝光设备。另一方面的目的是提供一种使用曝光设备的器件制造方法，所述曝光设备能提高在不同方向上延伸的图案的分辨率。另一个方面的目的是提供一种能提高在不同方向上延伸的图案的分辨率的曝光方法。

从说明书和附图的描述中，其他目的和新颖特征将变得明显。

根据实施例的曝光设备包括：发射用于曝光的照明光的光源；偏振照明光的偏振构件；以及具有至少一个开口的滤光器。偏振构件包括第一偏振单元和第二偏振单元，当相对于偏振构件从照明光的入射方向观察时，第二偏振单元围绕着第一偏振单元布置。第二偏振单元被构成为偏振在沿着第一偏振单元的外周的周向方向上进入第二偏振单元的照明光的至少部分。第一偏振单元的至少一部分被构成为在与第二偏振单元的下述部分中的偏振方向正交的方向上偏振照明光，当从所述第一偏振单元的所述至少一部分观察时，第二偏振单元的所述部分位于第一偏振单元的中央部分的相侧。开口布置在滤光器中，使得在照明光的光路中的滤光器和偏振构件的后级处的照明光包括由第一偏振单元偏振的照明光和由第二偏振单元偏振的照明光。

根据实施例的曝光设备，其能够提高在不同方向上延伸的图案的分辨率。因此，该曝光设备能在不执行双图案化的情况下以高的分辨率曝光在不同方向上一起延伸的图案。

从关于附图理解的与本发明相关的下列详细描述中可见，本发明的上述和其它目的、特征、方面和优点将变得明显。

附图说明

图1是用于说明根据现有技术的曝光设备的构成示例的图；

图2是用于说明根据现有技术的偏振构件的偏振分布的图；

图3是用于说明根据现有技术的滤光器的构成的图；

图4是用于说明形成在光掩模上的图案的示例的图；

图5是用于说明根据现有技术的投影光学系统的光瞳面上的衍射光分布的图；