專利名稱：偏振掩膜版、光刻系統(tǒng)以及用偏振掩膜版結(jié)合偏振光形成圖案的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在像半導(dǎo)體晶片這樣的基板的光刻處理中所使用的掩膜版的設(shè)計，尤其涉及具有偏振材料層的掩膜版以及用偏振光使掩膜版曝光以在光刻膠上產(chǎn)生高分辨率圖像的方法。
背景技術(shù)：
通過使用光刻結(jié)合各種其它工藝在單個半導(dǎo)體晶片或其它體半導(dǎo)體襯底上制造上百個或幾十億個電路圖案，便可大批量生產(chǎn)包括像存儲器芯片這樣的包括集成電路的半導(dǎo)體器件。為了在給定的表面區(qū)域上增大半導(dǎo)體存儲器上存儲單元的數(shù)目，很重要的是精確地控制光刻期間所產(chǎn)生的圖像的光學(xué)分辨率。這些圖像被用于定義半導(dǎo)體襯底上的結(jié)構(gòu)特征，以制造出這種半導(dǎo)體存儲器的集成電路。
光刻是這樣一種過程，其中在像光刻膠這樣對光子、電子或離子敏感的一層材料上刻畫出圖案。在光刻過程中，含圖案(例如，掩膜版或掩膜)的物體經(jīng)入射光曝光。來自掩膜版或掩膜的圖像投射到覆蓋在半導(dǎo)體晶片或其它襯底上的光刻膠之上。光刻過程通常包括多次的曝光并沖洗光刻膠，其間有沉積、刻蝕和/或注入步驟。在給定步驟處，光刻膠被選擇性地暴露于光子、電子或離子，然后，沖洗以去除曝光的或未曝光的光刻膠部分之一，這取決于是使用正光刻膠還是負光刻膠。復(fù)雜的器件通常要求多次的曝光和沖洗步驟。
有三種主要的常規(guī)光刻方法，以光學(xué)的方式將掩膜版或掩膜上的圖案轉(zhuǎn)移到涂覆在襯底之上的光刻膠。這些方法是接觸印刷、接近式印刷、或投影印刷。目前，投影印刷是最常使用的光刻系統(tǒng)類型。參照圖1，示出了用在投影印刷中的常規(guī)的光刻系統(tǒng)。光刻系統(tǒng)100包括可操作地耦合到照明源104以便提供光線的照明控制器102。照明源104通常包括鏡子、燈、激光器、濾光片和/或聚光透鏡系統(tǒng)。在圖1所示的曝光系統(tǒng)中，照明源104照射掩膜版106，掩膜版106具有要被投影到光刻膠110上的期望圖案。投影透鏡108可以包括復(fù)雜的透鏡組和/或鏡子組，將掩膜版106的圖案匯聚到光刻膠110上。沖洗光刻膠110，接下來通過刻蝕處理基板112以形成想要的結(jié)構(gòu)，然后除去光刻膠110。
在用光刻制造存儲器芯片和其它半導(dǎo)體器件的過程中，主要的問題在于，掩膜版的外圍區(qū)域和陣列區(qū)域在不同的照明條件下具有它們最大的處理窗口。當(dāng)要在光刻膠上形成的特征尺寸很小時，比如在光源波長的一半左右的量級處或更小，該問題特別突出。如圖2A所示，典型的掩膜版圖案200包括陣列區(qū)域204和外圍區(qū)域202。圖2B示出了由外圍區(qū)域202所圍繞的單陣列區(qū)域204。參照圖2A和2B，掩膜版200的陣列區(qū)域204和外圍區(qū)域202具有不同的圖案。例如，陣列區(qū)域204可以包含具有特別尺寸的周期圖案，而外圍區(qū)域202可以包含較大或較小尺寸的不同圖案，可能是不同的周期圖案，或甚至是非周期圖案。
在常規(guī)的光刻中，掩膜版的外圍圖案和陣列圖案同時暴露于照明源。然而，陣列區(qū)域和外圍區(qū)域所對應(yīng)的最佳照明條件并不完全相同。術(shù)語“照明條件”應(yīng)該被理解為包括用于照射掩膜版的光線的角分布和在那些角度中的光線的總強度。間隔相對較緊的陣列區(qū)域的圖案特征通常要求用圓環(huán)面光以相當(dāng)陡的入射角來照明。當(dāng)使用單平面波入射光時，相當(dāng)稀疏的外圍區(qū)域的圖案特征通常具有其最佳的照明條件。由此，掩膜版的各個區(qū)域具有特定的照明條件，比如焦深、入射光的量和角度，它們對于陣列和外圍區(qū)域具有不同的最佳值。因此，如果照明條件達到陣列區(qū)域所對應(yīng)的最佳化，則外圍區(qū)域所對應(yīng)的照明條件是次最佳，反之亦然。Keum的美國專利5245470試圖用光刻產(chǎn)生圖案來克服這些問題中的一些。
該問題的一個可能的解決方案是使用不止一個掩膜版，這在本領(lǐng)域中是已知的，并且有時候用在半導(dǎo)體器件的制造中。然而，雙重掩膜版的使用有兩個主要的缺點。首先，制造或購買第二個掩膜版會帶來附加的成本。其次，不止一個掩膜版的使用會減小加工生產(chǎn)量，因為它會要求為了第二掩膜版而改變第一掩膜版，并且通常會需要時間對光刻系統(tǒng)進行再校準(zhǔn)。第三，不止一個掩膜版的使用也會引起在兩個掩膜版之間的重疊誤差之類的問題。
因此，為了提高用光刻轉(zhuǎn)移到光刻膠上的圖案的質(zhì)量，需要一種單掩膜版光刻系統(tǒng)，它適合用于在針對各個區(qū)域不同的最佳照明條件下使具有不同圖案的掩膜版的多個區(qū)域曝光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在許多實施例中包括偏振掩膜版、制造偏振掩膜版的方法、使用這種偏振掩膜版的光刻系統(tǒng)、以及使用該偏振掩膜版以便在光刻膠上產(chǎn)生圖案化的圖像的方法。通過使用本發(fā)明的偏振掩膜版，具有多個圖案化區(qū)域的單個掩膜版可以在各個特定區(qū)域所對應(yīng)的最佳照明條件下曝光。本發(fā)明可以用在制造半導(dǎo)體器件、液晶顯示元件、薄膜磁頭、掩膜版所對應(yīng)的光刻過程中，也可用于要求精確光刻成像的許多其它的應(yīng)用中。
在本發(fā)明的一個方面中，揭示了一種偏振掩膜版，它具有至少一層偏振材料。該偏振掩膜版包括至少一個第一圖形化區(qū)域，該區(qū)域至少部分地被至少一個第二圖形化區(qū)域所包圍，各區(qū)域具有定義于其上的不同圖案。偏振材料可以位于掩膜版的第一圖形化區(qū)域的至少一部分之上，并且偏振材料可以位于第二圖形化區(qū)域的至少一部分之上。第一圖形化區(qū)域上的偏振材料的偏振方向通常垂直于第二圖形化區(qū)域上的偏振材料的偏振方向。也揭示了制造本發(fā)明的偏振掩膜版的方法。
在本發(fā)明的另一個方面，揭示了一種光刻系統(tǒng)。該光刻系統(tǒng)包括可操作地耦合到照明源的照明控制器。照明源(比如，激光器)可以用于照射線性偏振光?？梢苿拥陌氩ㄆ衿梢晕挥诒景l(fā)明的偏振掩膜版與照明源之間。放置可移動的半波偏振片并將其配置成當(dāng)照明源的光線通過它時改變來自照明源的光線的偏振方向。
在本發(fā)明的另一個方面，揭示了一種使掩膜版曝光的方法。提供了一種具有光刻膠的基板。本發(fā)明的偏振掩膜版位于照明源和基板之間，其中偏振掩膜版包括至少一個第一圖案化區(qū)域，該區(qū)域至少部分地被至少一個第二圖案化區(qū)域所圍繞，偏振掩膜版還包括頂側(cè)和背側(cè)。通過使用來自照明源的線性偏振光，可以使偏振掩膜版的頂側(cè)曝光。透過偏振掩膜版背側(cè)的第一圖案化區(qū)域或第二圖案化區(qū)域，偏振掩膜版，可以對線性偏振光進行濾光。當(dāng)掩膜版的一個區(qū)域曝光從而在光刻膠上產(chǎn)生圖案之后，可以接下來使掩膜版的其它區(qū)域曝光。使用本發(fā)明的偏振掩膜版能夠使偏振掩膜版的各個區(qū)域在它們各自最佳的照明條件下曝光。由此，在使用各個圖案所對應(yīng)的最佳照明條件時，可以使用單個掩膜版來曝光多個圖案。
在本發(fā)明的另一個方面，揭示了一種使掩膜版曝光的方法。提供了在其上具有光刻膠的基板。本發(fā)明的偏振掩膜版位于照明源和基板上的光刻膠之間。光刻膠包括在其上的圖案，該圖案具有至少一個第一圖案化區(qū)域，該區(qū)域至少部分地被至少一個第二圖案化區(qū)域所圍繞。該掩膜版可以用照明源的線性偏振光來照射。圖案的區(qū)域可以選擇性地投射到光刻膠上。然后，照明源的線性偏振光的偏振方向大約改變90度，接下來選擇性地將圖案的其它區(qū)域投射到光刻膠上。
考慮到下面的詳細描述以及附圖，本發(fā)明的這些特征、優(yōu)點和可選方向?qū)τ诒绢I(lǐng)域中的那些技術(shù)人員而言是明顯的。


在這些圖中，它們示出了目前被認為實施本發(fā)明的最佳模式圖1示出了常規(guī)的光刻系統(tǒng)。
圖2A是用在半導(dǎo)體制造工業(yè)中的、包括陣列和外圍區(qū)域的典型掩膜版的平面圖。
圖2B是圖2A所示掩膜版的部分放大平面圖。
圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明偏振掩膜版頂面的平面圖。
圖3B是圖3A所示偏振掩膜版的部分放大平面圖。
圖3C示出了本發(fā)明的偏振掩膜版的截面圖。
圖4示出了與本發(fā)明的偏振掩膜版一起使用的示例性曝光系統(tǒng)。
具體實施例方式
本發(fā)明在許多實施例中包括偏振掩膜版、制造偏振掩膜版的方法、使用這種偏振掩膜版的光刻系統(tǒng)、以及使用偏振掩膜版產(chǎn)生圖案圖像的方法，它們都可以用在基板的處理之中。本發(fā)明可以被用在半導(dǎo)體器件、液晶顯示元件、薄膜磁頭、掩膜版的制造過程所對應(yīng)的光刻處理之中，并且還可用于要求精確光刻成像的許多其它應(yīng)用。本發(fā)明可以使用“步驟和重復(fù)”或“步驟和掃描”類型投射印刷，或其它相似的系統(tǒng)。
參照圖3A-3C，示出了示例性的偏振掩膜版300。偏振掩膜版300包含在其上定義有圖案的掩膜版301。掩膜版301可以是由像石英或硼硅酸鹽玻璃這樣的材料制成。通過使用與半導(dǎo)體制造工業(yè)中所使用的光刻工藝相同的掩膜和刻蝕技術(shù)，便可以實現(xiàn)掩膜版301。
如圖3A所示，偏振掩膜版300可以是由多個外圍區(qū)域302和多個陣列區(qū)域304組成。各陣列區(qū)域304通常是由外圍區(qū)域302所圍繞。陣列區(qū)域304包含與外圍區(qū)域302的圖案不同的圖案。與外圍區(qū)域302內(nèi)所包含的圖案相比，陣列區(qū)域304中所包含的圖案可以具有較大或較小的特征尺寸，可以是具有與其不同周期的圖案，或兩者兼有。陣列區(qū)域304之內(nèi)的圖案也可以是與外圍區(qū)域302之內(nèi)的圖案不同的非周期的圖案。偏振掩膜版300的尺寸可以展現(xiàn)出與半導(dǎo)體制造工藝中所使用的掩膜版相同的尺寸，比如，大約15.24厘米(6英寸)乘以15.24厘米(6英寸)。參照圖3B，外圍區(qū)域302的寬度(W)可以是大約0.254厘米(1/10英寸)。陣列區(qū)域304可以具有大約1.27厘米(0.5英寸)(L1)乘以1.54厘米(1.0英寸)(L2)，其陣列區(qū)域304通常由外圍區(qū)域302所包圍。然而，上述尺寸和圖案僅是示例性的，并且并不限于本發(fā)明。本發(fā)明包含任何由至少一個第一圖案化的區(qū)域構(gòu)成的任何偏振掩膜版，該區(qū)域至少部分地由至少一個第二圖案化區(qū)域所圍繞，其中第一圖案化區(qū)域包括與第二圖案化區(qū)域不同的圖案。
參照圖3B和3C，偏振材料308位于外圍區(qū)域302之上以選擇性地涂覆掩膜版301上的外圍區(qū)域302。偏振材料310位于陣列區(qū)域304之上，以選擇性地涂覆掩膜版301上的陣列區(qū)域304。由此，偏振材料308和偏振材料310可以分別完整地覆蓋外圍區(qū)域302和陣列區(qū)域304。偏振材料308和偏振材料310的偏振方向分別由圖3B和3C中的線312和314來表示。偏振材料310的偏振方向是由圖3C所示的陣列區(qū)域304中的點所表示的，而在圖3B中由線314所表示。如圖3B上線條312和314所示，偏振材料308和偏振材料310的各個偏振方向被選定，使得它們通常彼此正交。偏振材料308和偏振材料310可以是由相同的材料構(gòu)成的，但是其各自的偏振方向通常彼此垂直。如果偏振材料308和偏振材料310的偏振方向經(jīng)適當(dāng)?shù)剡x擇，則各個材料可以充當(dāng)濾光片，以便濾除與各個材料偏振方向正交的線性偏振光。如上所述，該濾光現(xiàn)象歸因于用在本發(fā)明中的偏振材料，用于吸收其電場矢量垂直于該材料的偏振方向的光線而并不吸收其電場矢量平行于該材料的偏振方向的光線。
例如，其偏振方向通常平行于偏振材料308的偏振方向的線性偏振光將被偏振材料310過濾。此外，偏振方向通常平行于偏振材料310的偏振方向的線性偏振光將被偏振材料308過濾?？梢赃x擇用于偏振材料308和偏振材料310的材料以便對光刻系統(tǒng)中所使用的紫外光進行濾波。用于偏振材料308和偏振材料310的合適材料示例包括無機材料，比如，方解石、云母、石英延遲板、分光板偏振片、BK7(從Melles Griot中可以獲得的硼硅酸玻璃)以及UV等級熔融二氧化硅。適合用于偏振材料308和偏振材料310的示例進一步包括無機材料，比如，鐵電聚合物(體狀，并且作為Langmuir-Blodgett膜)、聚偏二氟乙烯樹脂以及液晶聚合物。所示材料的提供者可以包括Melles Griot和Oriel儀器。這些示例性的材料吸收或阻擋其偏振方向垂直于偏振材料的偏振方向的入射光的約98％。
偏振材料308和偏振材料310可以通過各種沉積技術(shù)形成于掩膜版301之上?；瘜W(xué)汽相沉積(CVD)、物理汽相沉積(PVD)和原子層沉積(ALD)都適合用于在用來形成偏振掩膜版300的外圍區(qū)域302和陣列區(qū)域304的特別界定區(qū)域中沉積膜。在外圍區(qū)域302和陣列區(qū)域304中的偏振材料的應(yīng)用可以是通過使用掩膜和刻蝕技術(shù)而預(yù)先形成的，這些技術(shù)是半導(dǎo)體制造工業(yè)中的光刻工藝所共用的。
通過人工應(yīng)用由上述在其期望方向上具有各自偏振方向的偏振材料預(yù)先形成的膜，便也可以將偏振材料308和偏振材料310應(yīng)用于其各自位置中的掩膜版301。操作人員/技工在顯微鏡下用千分尺將偏振材料精確放置在掩膜版301上期望位置處，由此可以輔助偏振材料308和偏振材料310的人工應(yīng)用。偏振材料308和偏振材料310的膜也可以是Langmuir-Blodgett類型的膜。Langmuir-Blodgett膜是單分子層，首先形成于液體表面上，再轉(zhuǎn)移到掩膜版301上。
參照圖4，示出了使用本發(fā)明的偏振掩膜版300的示例性光刻系統(tǒng)。照明控制器102可以在受控的情況下耦合到照明源104，以便投射線性偏振光402。照明源104可以是能夠產(chǎn)生線性偏振光的激光器。照明源104也可以包括鏡子、燈、激光器、濾光片和/或匯聚透鏡系統(tǒng)。術(shù)語“光線”并不限于可見光，而是可以包括任何形式的輻射能量，比如光子、激光束或X射線。通過使用可移動的或可旋轉(zhuǎn)的卡盤(未示出)，可以確定半波偏振片404的大小并將其配置成插入線性偏振光402的通路中。半波偏振片404可以是由Melles Griot制造的由云母形成的半波偏振片。例如，如果線性偏振光402的偏振方向是在垂直方向上偏振的(即，垂直于偏振掩膜版300和半波偏振片404)，則其快或慢光軸與該垂直方向成45度角指向的半波偏振片404將在使其通過的時候改變線性偏振光402的偏振方向90度。這種半波偏振片可以插在線性偏振光的通路中以改變其偏振方向90度，或者半波偏振片404也可以在線性偏振光402的通路中固定位置處，并旋轉(zhuǎn)到相對于線性偏振光402的偏振方向一個特定的角度處，以改變線性偏振光402的偏振方向。
當(dāng)半波偏振片404被配置成在線性偏振光402的通路中時，它大約引起線性偏振光402的偏振方向中90度的旋轉(zhuǎn)。偏振掩膜版300用于定義要被投影到光刻膠110上的圖案，接收直接來自照明源104或來自半波偏振片404的線性偏振光402以產(chǎn)生掩膜版圖案圖像406，它表示偏振掩膜版300的圖案的被選中的部分。可選地，偏振片300可以固定到硬的或軟的薄膜上，以保護偏振掩膜版300免受污染。硬的薄膜包括，例如，玻璃或聚合物光纖。
參照圖4，投影透鏡108可以接收來自偏振掩膜版300的掩膜版圖案圖像406。投影透鏡108可以是縮小透鏡或透鏡和/或鏡子的組合，用于將掩膜版圖案圖像406匯聚到基板112上光刻膠110的表面之上。典型的半導(dǎo)體制造光刻法包括在偏振掩膜版300上進行四到十倍圖案尺寸縮小，以便投影到目標(biāo)基板112上。投影透鏡108將掩膜版圖案圖像406進行投影以產(chǎn)生被投影的圖案圖像408。
被投影的圖案圖像408可以接著被照射到基板112上的光刻膠110上。基板112可以是半導(dǎo)體基板(比如，單晶硅、單晶砷化鎵、多晶硅、磷化銦)，層狀體半導(dǎo)體基板(比如，絕緣體上硅(SOI)基板，典型的是玻璃上硅(SOG)或藍寶石上硅(SOS)基板)，用于形成掩膜版的玻璃(例如，堿石灰玻璃、硼硅酸鹽玻璃、或石英)，或任何其它適宜的材料，比如，那些用于形成液晶顯示器和薄膜磁頭的材料。其上有光刻膠110的基板112可以用固定設(shè)備來支撐并固定在某一位置處，比如，卡盤(未示出)可以是步進電動機(未示出)的一部分或由它來控制，這在本領(lǐng)域中是已知的。
參照圖4，將會更加全面地理解與偏振掩膜版300一起使用的光刻系統(tǒng)400的操作過程。照明控制器102啟動照明源104以產(chǎn)生線性偏振光402。線性偏振光402選擇性地在與偏振材料308或偏振材料310的偏振方向的大致平行的方向上偏振。線性偏振光402也選擇性地在與偏振材料308或偏振材料310之一的偏振方向大致垂直的方向上偏振。由此，當(dāng)線性偏振光402的偏振方向大致平行于掩膜版301上偏振材料之一的偏振方向時，光線透射而過。相反，當(dāng)線性偏振光402的偏振方向與掩膜版301上偏振材料之一的偏振方向大致垂直時，光線被過濾并且并不透射過掩膜版301。針對被曝光的偏振掩膜版300的特定區(qū)域，可以使線性偏振光402的照明條件(比如，量、焦深、入射角等)達到最佳。
例如，其偏振方向與偏振材料308的偏振方向大致垂直的線性偏振光402照射到偏振掩膜版300上。線性偏振光402透射過偏振材料310，由此通過偏振掩膜版300的陣列區(qū)域304。光線并沒有相當(dāng)程度地透射過偏振材料308。陣列區(qū)域304的掩膜版圖案圖像406可以接著由投影透鏡308來投影，被投影的圖案圖像408照射在光刻膠110上。偏振掩膜版300的陣列區(qū)域304之內(nèi)所定義的圖案形成于光刻膠110上。
在光刻膠110上形成陣列區(qū)域304的圖案之后，如果半波偏振片404已經(jīng)在線性偏振光402的通路中，則半波偏振片404可以在線性偏振光402的通路上移動或被旋轉(zhuǎn)到所要求的位置。當(dāng)線性偏振光402穿過半波偏振片404時，現(xiàn)存光線的偏振方向大約改變90度。由此，線性偏振光402現(xiàn)在的偏振方向大致正交于偏振材料310的偏振方向，并且大致平行于偏振材料308的偏振方向。然后，線性偏振光402透射過偏振材料308，由此，通過偏振掩膜版300的外圍區(qū)域302。該光線并沒有相當(dāng)程度地透射過偏振材料310。外圍區(qū)域302的掩膜版圖案圖像406可以接著被投影透鏡108所投影，被投影的圖案圖像408照射在光刻膠110上。偏振掩膜版300的外圍區(qū)域302之內(nèi)所定義的圖案形成于光刻膠110之上。光刻系統(tǒng)400的上述操作描述僅僅是一個示例?；蛘?，可以首先曝光外圍區(qū)域302，隨后插入或旋轉(zhuǎn)半波偏振片404，接下來曝光陣列區(qū)域304。
盡管前面的描述包含許多細節(jié)，但是這些內(nèi)容并不能被解釋為限制本發(fā)明的范圍，而僅僅提供了某些示例性的實施例。相似的是，可以構(gòu)思出本發(fā)明的其它實施例，而它們并不背離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求書及其法律等價文本所指出并限定，而非前面的描述。另外，落在權(quán)利要求書的意義和范圍之內(nèi)的對本發(fā)明的刪除、修改等都將被包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種偏振掩膜版，它包括包括至少一個第一圖案化區(qū)域的掩膜版，所述至少一個第一圖案化區(qū)域至少部分地由至少一個第二圖案化區(qū)域所圍繞，所述至少一個第一圖案化區(qū)域和所述至少一個第二圖案化區(qū)域各自在其上定義了不同的圖案；具有第一偏振方向的偏振材料，所述偏振材料位于所述掩膜版的至少一個第一圖案化區(qū)域的至少一部分之上；以及具有與所述第一偏振方向大致正交的第二偏振方向的偏振材料，所述偏振材料位于所述掩膜版的至少一個第二圖案化區(qū)域的至少一部分之上。
2.如權(quán)利要求1所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述掩膜版包括多個所述至少一個第一圖案化區(qū)域以及多個所述至少一個第二圖案化區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述至少一個第一圖案化區(qū)域是陣列區(qū)域，所述至少一個第二圖案化區(qū)域是外圍區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的偏振掩膜版，其特征在于，位于所述外圍區(qū)域的至少一部分之上的偏振材料是有機聚合物或無機材料。
5.如權(quán)利要求4所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的有機聚合物鐵電聚合物，聚偏二氟乙烯樹脂，以及液晶聚合物。
6.如權(quán)利要求4所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的無機材料方解石，云母，石英，以及二氧化硅。
7.如權(quán)利要求3所述的偏振掩膜版，其特征在于，位于所述陣列區(qū)域的至少一部分之上的偏振材料是有機聚合物或無機材料。
8.如權(quán)利要求7所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的有機聚合物鐵電聚合物，聚偏二氟乙烯樹脂，以及液晶聚合物。
9.如權(quán)利要求7所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的無機材料方解石，云母，石英，以及二氧化硅。
10.如權(quán)利要求3所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述掩膜版包括石英或玻璃中的至少一種。
11.如權(quán)利要求3所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述偏振材料是預(yù)先形成的膜。
12.如權(quán)利要求11所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述預(yù)先形成的膜是Langmuir-Blodgett膜。
13.如權(quán)利要求1所述的偏振掩膜版，其特征在于，位于所述至少一個第一圖案化區(qū)域的至少一部分之上的偏振材料是有機聚合物或無機材料。
14.如權(quán)利要求13所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的有機聚合物鐵電聚合物，聚偏二氟乙烯樹脂，以及液晶聚合物。
15.如權(quán)利要求13所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的無機材料方解石，云母，石英，以及二氧化硅。
16.如權(quán)利要求1所述的偏振掩膜版，其特征在于，位于所述至少一個第二圖案化區(qū)域的至少一部分之上的偏振材料是有機聚合物或無機材料。
17.如權(quán)利要求16所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的有機聚合物鐵電聚合物，聚偏二氟乙烯樹脂，以及液晶聚合物。
18.如權(quán)利要求16所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的無機材料方解石，云母，石英，以及二氧化硅。
19.如權(quán)利要求1所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述偏振材料是預(yù)先形成的膜。
20.如權(quán)利要求19所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述預(yù)先形成的膜是Langmuir-Blodgett膜。
21.如權(quán)利要求1所述的偏振掩膜版，其特征在于，所述掩膜版包括石英或玻璃中的至少一種。
22.一種光刻系統(tǒng)，它包括可操作地耦合到照明源的照明控制器，所述照明源被配置成照射出線性偏振光；以及位于偏振掩膜版和所述照明源之間的可移動的半波偏振片，所述偏振掩膜版包括包括至少一個第一圖案化區(qū)域的掩膜版，所述至少一個第一圖案化區(qū)域至少部分地由至少一個第二圖案化區(qū)域所圍繞，所述至少一個第一圖案化區(qū)域和所述至少一個第二圖案化區(qū)域各自在其上定義了不同的圖案；具有第一偏振方向的偏振材料，所述偏振材料位于所述掩膜版的至少一個第一圖案化區(qū)域的至少一部分之上；以及具有與所述第一偏振方向大致正交的第二偏振方向的偏振材料，所述偏振材料位于所述掩膜版的至少一個第二圖案化區(qū)域的至少一部分之上。
23.如權(quán)利要求22所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述可移動的半波偏振片是可旋轉(zhuǎn)的。
24.如權(quán)利要求22所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述可移動的半波偏振片是可移除的。
25.如權(quán)利要求22所述的光刻系統(tǒng)，還包括投影透鏡，用于接收穿過所述偏振掩膜版的線性偏振光。
26.如權(quán)利要求22所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振材料是各自預(yù)先形成的膜。
27.如權(quán)利要求22所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述掩膜版包括多個所述至少一個第一圖案化區(qū)域以及多個所述至少一個第二圖案化區(qū)域。
28.如權(quán)利要求22所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個第一圖案化區(qū)域是陣列區(qū)域，所述至少一個第二圖案化區(qū)域是外圍區(qū)域。
29.如權(quán)利要求28所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，位于所述外圍區(qū)域的至少一部分之上的偏振材料是有機聚合物或無機材料。
30.如權(quán)利要求29所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的有機聚合物鐵電聚合物，聚偏二氟乙烯樹脂，以及液晶聚合物。
31.如權(quán)利要求29所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的無機材料方解石，云母，石英，以及二氧化硅。
32.如權(quán)利要求28所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，位于所述陣列區(qū)域的至少一部分之上的偏振材料是有機聚合物或無機材料。
33.如權(quán)利要求32所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的有機聚合物鐵電聚合物，聚偏二氟乙烯樹脂，以及液晶聚合物。
34.如權(quán)利要求32所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的無機材料方解石，云母，石英，以及二氧化硅。
35.如權(quán)利要求28所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述掩膜版包括石英或玻璃中的至少一種。
36.如權(quán)利要求28所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振材料是各自預(yù)先形成的膜。
37.如權(quán)利要求36所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)先形成的膜是Langmuir-Blodgett膜。
38.如權(quán)利要求22所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，位于所述第一圖案化區(qū)域的至少一部分之上的偏振材料是有機聚合物或無機材料。
39.如權(quán)利要求38所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的有機聚合物鐵電聚合物，聚偏二氟乙烯樹脂，以及液晶聚合物。
40.如權(quán)利要求38所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的無機材料方解石，云母，石英，以及二氧化硅。
41.如權(quán)利要求22所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，位于所述第二圖案化區(qū)域的至少一部分之上的偏振材料是有機聚合物或無機材料。
42.如權(quán)利要求41所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的有機聚合物鐵電聚合物，聚偏二氟乙烯樹脂，以及液晶聚合物。
43.如權(quán)利要求41所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振材料是選自下列的無機材料方解石，云母，石英，以及二氧化硅。
44.如權(quán)利要求22所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述掩膜版包括石英或玻璃中的至少一種。
45.如權(quán)利要求38所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振材料是各自預(yù)先形成的膜。
46.如權(quán)利要求45所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)先形成的膜是Langmuir-Blodgett膜。
47.一種使掩膜版曝光的方法，它包括提供在其上有光刻膠的基板；在照明源和所述基板上的光刻膠之間放置掩膜版，所述掩膜版包括至少一個第一圖案化區(qū)域，所述至少一個第一圖案化區(qū)域至少部分地由至少一個第二圖案化區(qū)域圍繞；用所述照明源的線性偏振光照射所述掩膜版；并且選擇性地過濾所述線性偏振光，以便防止所述線性偏振光在從所述掩膜版的所述至少一個第一圖案化區(qū)域或所述至少一個第二圖案化區(qū)域中出射的同時還從兩者中的另一個中出射從而使與其對準(zhǔn)的基板的一部分上的光刻膠曝光。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，所述選擇性地過濾過程包括從所述照明源中選擇線性偏振光以具有某一偏振方向，所述某一偏振方向與覆蓋所述至少一個第一圖案化區(qū)域的偏振材料的偏振方向大致正交或者與覆蓋所述至少一個第二圖案化區(qū)域的偏振材料的不同偏振方向大致正交。
49.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，所述選擇性過濾過程包括改變所述線性偏振光的偏振方向約90度。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，還包括在所述照明源和所述掩膜版之間插入半波偏振片以改變所述線性偏振光的偏振方向。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，還包括在所述照明源和所述掩膜版之間移動所述半波偏振片以改變所述線性偏振光的偏振方向。
52.如權(quán)利要求49所述的方法，還包括使位于所述照明源和所述掩膜版之間的半波偏振片旋轉(zhuǎn)以使所述線性偏振光的偏振方向改變約90度。
53.一種使掩膜版曝光的方法，它包括提供在其上有光刻膠的基板；在照明源和所述基板上的光刻膠之間放置掩膜版，所述掩膜版所包括的圖案包括至少一個第一圖案化區(qū)域，所述至少一個第一圖案化區(qū)域至少部分地由至少一個第二圖案化區(qū)域圍繞；用所述照明源的線性偏振光照射所述掩膜版；并且選擇性地將所述圖案的所述至少一個第一圖案化區(qū)域或所述至少一個第二圖案化區(qū)域投影到所述光刻膠之上。
54.如權(quán)利要求53所述的方法，還包括使所述線性偏振光的偏振方向改變約90度。
55.如權(quán)利要求54所述的方法，還包括通過在所述照明源和所述掩膜版之間插入半波偏振片，來改變所述線性偏振光的偏振方向。
56.如權(quán)利要求54所述的方法，還包括通過在所述照明源和所述掩膜版之間移動半波偏振片，來改變所述線性偏振光的偏振方向。
57.如權(quán)利要求54所述的方法，還包括通過使位于所述照明源和所述掩膜版之間的半波偏振片旋轉(zhuǎn)，來改變所述線性偏振光的偏振方向。
58.如權(quán)利要求54所述的方法，還包括選擇性地將所述圖案的所述至少一個第一圖案化區(qū)域和所述至少一個第二圖案化區(qū)域中的另外一個區(qū)域投影到所述光刻膠之上。
59.一種制造偏振掩膜版的方法，它包括提供具有至少一個第一圖案化區(qū)域的掩膜版，所述至少一個第一圖案化區(qū)域至少部分地由至少一個第二圖案化區(qū)域所圍繞，所述至少一個第一圖案化區(qū)域和所述至少一個第二圖案化區(qū)域各自在其上具有不同的圖案；在所述掩膜版的至少一個第一圖案化區(qū)域的至少一部分之上應(yīng)用具有第一偏振方向的偏振材料；并且在所述掩膜版的至少一個第二圖案化區(qū)域的至少一部分之上應(yīng)用具有第二偏振方向的偏振材料，所述第二偏振方向通常與所述第一偏振方向正交。
60.如權(quán)利要求59所述的方法，還包括在應(yīng)用到所述掩膜版之前預(yù)先形成所述偏振材料。
61.如權(quán)利要求60所述的方法，還包括使所述偏振材料形成Langmuir-Blodgett膜。
62.如權(quán)利要求60所述的方法，還包括選擇要成為膜的偏振材料。
63.如權(quán)利要求59所述的方法，其特征在于，應(yīng)用所述偏振材料的過程包括在所述掩膜版上沉積所述偏振材料。
64.如權(quán)利要求63所述的方法，其特征在于，通過化學(xué)汽相沉積、物理汽相沉積或原子層沉積來實現(xiàn)所述沉積過程。
全文摘要
揭示了偏振掩膜版、使用偏振掩膜版的光刻系統(tǒng)、以及使用該系統(tǒng)的方法。形成的偏振掩膜版所具有的那個掩膜版包含至少一個第一圖案化區(qū)域，該區(qū)域至少部分地由至少一個第二圖案化區(qū)域所圍繞。該偏振掩膜版的第一圖案化區(qū)域包括偏振材料，并且偏振掩膜版的第二圖案化區(qū)域也包括偏振材料。兩區(qū)域的偏振材料的偏振方向通常彼此正交。當(dāng)用具有選定偏振方向的線性偏振光來照射偏振掩膜版時，偏振掩膜版的兩個區(qū)域上的偏振材料可以選擇性地被用作濾光片，以能夠在最佳照明條件下暴露偏振掩膜版的不同區(qū)域。
文檔編號G03F7/20GK1882876SQ200480033556
公開日2006年12月20日 申請日期2004年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者J·麥基 申請人:微米技術(shù)股份有限公司