基于DPP光源的曝光装置和方法

本发明涉及光刻，特别是一种基于dpp光源得到25nm线宽的曝光装置和方法。

背景技术：

1、高分辨率纳米图案化，特别是特征尺寸在20纳米以下的区域，对于大多数光刻技术来说仍然是一个挑战，并且成为了现代纳米技术中的一个重要研究领域。

2、极紫外干涉光刻具有高分辨率和高通量并行制造的特点。基于消色差塔尔博特效应的消色差空间倍频(asfm)技术，可以用于制造周期为数百纳米的1d和2d的周期性纳米结构。

3、比如，中国专利公开号为cn111077739a，该专利公开了一种极紫外光曝光装置和方法及制造半导体器件的方法，其中，极紫外光(euv)曝光装置，包括：euv源，配置为生成并且输出euv；第一照明光学器件，配置为将euv传递到euv掩模；投影光学器件，配置为将从euv掩模所反射的euv投影到曝光目标上；激光源，配置为生成并且输出激光束；以及第二照明光学器件，配置为将激光束照射到在投影光学器件中所包括的至少一个反射镜上。此专利可以减轻或最小化在euv曝光工艺中由反射镜导致的误差，以减少套刻误差。但此专利中采用的曝光方法得到的最终图案和掩膜的精度有很大的相关性，对掩膜的精准度有很高的要求，最终图案的尺寸会和掩膜图案对应，掩膜线条的缺陷也会被复制到最终曝光的图案上。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于dpp光源的曝光装置和方法，可以简单有效地得到较小特征尺寸的曝光图案，且降低了对掩膜的精准度的要求，避免掩膜线条的缺陷被复制到最终曝光的图案上。

2、本发明的第一方面，提供一种基于dpp光源的曝光装置，包括：dpp光源、锆膜、多层膜反射镜和线性光栅，其中：

3、dpp光源用于输出euv光；

4、所述锆膜过滤所述dpp光源产生的euv光；

5、所述多层膜反射镜收集所述dpp光源输出的euv光，进行反射后垂直入射到所述线性光栅上，并起到带内滤波的作用；

6、垂直入射的euv经所述线性光栅发生干涉，并达到待曝光的光刻胶，其中，euv在光刻胶平面上的强度分布为三角形截面，强度随位置的变化呈线性。

7、可选地，所述曝光装置还包括：微纳载物平台，所述微纳载物平台承载装有光刻胶的晶片，并能将装有光刻胶的所述晶片移动到靠近所述线性光栅的设定距离处，且与所述线性光栅保持水平；其中，所述设定距离为满足实施消色差talbot光刻要求的所述线性光栅和晶片之间的距离。

8、可选地，所述dpp光源提供波长为13.5nm、带宽4％的euv。

9、可选地，所述线性光栅周期为100nm，发生干涉现象的光线在光刻胶平面上的图像呈现出明暗相间的条纹，周期为50nm。

10、可选地，所述曝光装置，还包括碎屑清除装置，用于清除光源电极放电产生的有害性粒子；所述dpp光源产生euv光，经过所述碎屑清除装置之后由所述锆膜过滤并由所述多层膜反射镜收集并聚焦到所述线性光栅上。

11、本发明的第二方面，提供一种基于dpp光源的曝光方法，包括：

12、采用dpp光源输出设定波长和带宽的euv；

13、锆膜过滤所述dpp光源产生的euv光；

14、所述多层膜反射镜收集所述dpp光源输出的euv光，进行反射后垂直入射到线性光栅上，并起到带内滤波的作用；

15、垂直入射的euv经所述线性光栅发生干涉，并达到待曝光的光刻胶进行曝光，其中，euv在光刻胶平面上的强度分布为三角形分布，强度随位置的变化呈线性。

16、可选地，所述曝光方法还包括：通过控制微纳载物平台，将装有光刻胶的所述晶片移动到靠近所述线性光栅的设定距离处，且与所述线性光栅保持水平；其中，所述设定距离为满足实施消色差talbot光刻要求的所述线性光栅和晶片之间的距离。

17、可选地，所述dpp光源被滤波后提供波长为13.5nm，带宽4％的极紫外光。

18、可选地，所述线性光栅周期为100nm，发生干涉现象的光线在光刻胶平面上的图像呈现出明暗相间的条纹，周期为50nm。

19、可选地，所述曝光方法中，控制曝光过程的曝光强度和曝光时间改变在所述光刻胶上实现的刻蚀效果，最后达到控制线宽。

20、可选地，所述的曝光方法中，控制euv光刻曝光过程中的曝光计量，得到小线宽尺寸的曝光图案，其中：

21、所述曝光的曝光计量大时，小的强度会对光刻胶产生影响，曝光计量小时，只有强度高的部分会对光刻胶产生影响，曝光之后得到的线宽与曝光剂量成正比；

22、通过控制曝光时间和曝光强度改变曝光计量，得到线宽尺寸在25nm以下的周期性图案。

23、与现有技术相比，本发明具有如下至少一种有益效果：

24、本发明提供一种曝光装置和方法，dpp光源发出的euv垂直入射到光栅表面，因为光线强度的具有三角形截面，能够通过控制曝光剂量来形成小特征的图案。基于泰伯效应可以在大面积和高分辨率的图案化过程中具有较高的通量和效率。

25、本发明提供一种曝光装置和方法，通过dpp光源、多层膜反射镜和线性光栅之间的配合，同时光栅和晶片之间的距离满足实施asfm的要求，进一步通过控制曝光强度和曝光时间，改变在光刻胶上实现的刻蚀效果，最后达到控制线宽的效果，并得到理想尺寸的周期性图案。进一步的，本发明中曝光图案的周期可以缩小到光栅周期的一半，线条宽度可以通过控制曝光计量去控制，且光栅边缘的细小缺陷不会被记录到曝光图案上。

26、本发明提供一种曝光装置和方法，通过控制曝光计量可以得到特征尺寸25纳米以下的周期性图案，优化光刻胶材料有望实现更小的曝光线宽。

技术特征：

1.一种基于dpp光源的曝光装置，其特征在于包括：dpp光源、锆膜、多层膜反射镜和线性光栅，其中：

2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，还包括：微纳载物平台，所述微纳载物平台承载装有光刻胶的晶片，并能将装有光刻胶的所述晶片移动到靠近所述线性光栅的设定距离处，且与所述线性光栅保持水平；

3.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述dpp光源提供euv光，经过锆膜带外滤波，多层膜反射镜带内滤波，得到13.5nm、带宽4％的euv光。

4.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述线性光栅周期为100nm，发生干涉现象的光线在光刻胶平面上的图像呈现出明暗相间的条纹，周期为50nm。

5.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，还包括碎屑清除装置，用于清除电击放电产生的有害粒子；

6.一种基于dpp光源的曝光方法，其特征在于包括：

7.根据权利要求6所述的曝光方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求6所述的曝光方法，其特征在于，所述dpp光源提供的光线滤波后波长为13.5nm，带宽4％的极紫外光；

9.根据权利要求6所述的曝光方法，其特征在于，控制曝光过程的曝光强度和曝光时间改变在所述光刻胶上实现的刻蚀效果，最后达到控制线宽。

10.根据权利要求9所述的曝光方法，其特征在于，控制euv光刻曝光过程中的曝光计量，得到小线宽尺寸的曝光图案，其中：

技术总结本发明公开了一种基于DPP光源的曝光装置和方法，包括：DPP光源、锆膜、多层膜反射镜和线性光栅，其中：DPP光源用于产生EUV光；锆膜过滤所述DPP光源产生的EUV光；所述多层膜反射镜收集所述DPP光源输出的EUV光，进行反射后垂直入射到所述线性光栅上；垂直入射的EUV光经所述线性光栅发生干涉，并达到待曝光的光刻胶，其中，EUV光在光刻胶平面上的强度分布为三角形分布，强度随位置的变化呈线性。本发明能够通过控制曝光剂量来形成小特征的图案，通过控制曝光计量可以得到特征尺寸25纳米以下的周期性图案，优化光刻胶材料有望实现更小的曝光线宽。技术研发人员：张建华,肖皓轩,凌晓,辛涵申,李浩源受保护的技术使用者：上海大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16