专利名称：曝光系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及曝光系统，特别涉及在用于制作半导体的工艺过程中和光照射晶片表面的曝光系统。
光学平版印刷术已经使用了包括透射和反射镜的反射折射系统。该反射折射系统包括单独使用透镜的系统和在主要部件部分中使用反射镜的系统。在单独使用透镜的系统中，已经进行了利用诸如氟化钙等化合物的试验，从而制成大约0．1pm的波长的窄带宽。但是，由于带宽具有不超过1pm的空间(room)，所以已广泛发展部分采用反射镜的系统。根据半导体的高度集成，在反射折射系统中，曝光光源的波长减小到小于200nm。通过缩短曝光光源的波长可以提高分辨率。
同时，采用反射镜的曝光系统必须使用可分离偏振光的反射棱镜(例如偏振光分离器)。当提供的波长大于或等于200nm时，由于曝光系统的棱镜具有光的高透射率，所以能够进行稳定曝光处理。但是，当提供的波长小于200nm时，曝光系统的可分离偏振光的反射棱镜吸收热量，从而进行放热反应。这就会出现这样的问题，即在曝光的波形前沿发生变形。如果透过棱镜的光对棱镜施加热量不均等，那么根据光透射的位置会产生差值。这些差值使畸变很难补偿。为抑制这种畸变，有一种限制光量的方法。但是，这个方法有一个问题，即传输到晶片表面上的光的曝光量减少了。由于上述问题，很难实现具有小于200nm波长的曝光系统。
为避免上述问题，希望提出一种新的曝光系统，它能防止光所造成的可分离偏振光的反射棱镜的反射面的非均匀性，并能保持使用具有小于200nm的波长的光的曝光系统的成品率具有与使用具有大于200nm的波长的光的曝光系统相比的同样水平。
根据本发明的一个方案，曝光系统包括用于产生光的光源，所述光被分裂成具有相同振幅并在彼此垂直方向振动的第一和第二偏振光；与光源耦合的光传输部分，用于调整光并改变光的路径；传输至少第一和第二偏振光中的一个到晶片上投影(projection)光学器件。本发明的曝光系统的投影光学器件包括用于把图形转移到晶片上的光栅(retic1e)；用于分别会聚穿过光栅的第一和第二偏振光并改变第一和第二偏振光的路径的装置；用于使第一偏振光通过并反射第二偏振光的可分离偏振光的反射棱镜；用于改变第一偏振光的振动方向的第一四分之一波片，所述振动方向与第二偏振光相同；和用于把穿过第一四分之一的波片的第一篇振光反射到可分离偏振光的反射棱镜的第一反射镜。投影光学器件还包括用于改变第二偏振光的振动方向的第二四分之一波片，所述振动方向与第一偏振光相同；和用于把穿过第二四分之一波片的第二偏振光反射到可分离偏振光的反射棱镜的第二反射镜。光的波长小于200nm。
根据本发明另一方案，曝光系统包括用于产生具有单偏振的光源；与光源耦合的光传输部分，用于调节光和改变光的路径；和用于把以光传输部分提供的光分裂成第一和第二偏振光并把至少第一和第二偏振光中的一个传输到晶片上的投影光学器件，其中第一偏振光与第二偏振光具有相同的振幅，第一和第二偏振光在彼此垂直方向振动。本发明曝光系统的投影光学器件包括用于把光分裂成第一和第二偏振光的偏振片；用于把图形转移到晶片上的光栅；用于分别会聚穿过光栅的第一和第二偏振光和改变第一和第二偏振光的路径的传输部分；用于透过第一偏振光并反射第二偏振光的可分离偏振光的反射棱镜；用于改变第一偏振光的振动方向的第一四分之一波片，所述振动方向与第二偏振光相同；用于把透过第一四分之一波片的第一偏振光反射到可分离偏振光的反射棱镜上的第一反射镜。该投影光学器件还包括；用于改变第二偏振光的振动方向的第二四分之一波片，所述振动方向与第一偏振光相同；和用于把穿过第二四分之一波片的第二偏振光反射到可分离偏振光的棱镜上的第二反射镜。该单偏振的光具有小于200nm的波长。
本发明给可分离偏振光的反射棱镜提供光，它的两个偏振光彼此相对垂直振动，并在任何时候都具有相同的振幅。两偏振光可以通过光源或投影光学器件产生。如果光源产生具有单偏振的光，作为第二例子，那么单偏振光需要利用所包含的偏振片分成两个偏振光。
通过参照附图，对本领域技术人员来说，更易理解本发明，并且其目的更明确，其中
图1是表示根据本发明曝光系统的结构图；图2是表示根据本发明第一例子提供给投影光学器件的光的路径的示意图；图3是表示从图2的可分离偏振光的反射棱镜射出的光的路径的示意图；图4是表示根据本发明第一例子的第一修改例子提供给投影光学器件的光的路径的示意图；图5是表示根据发明第一例子的第二修改例子提供给投影光学器件的光的路径的示意图；图6是表示根据本发明第二例子提供给投影光学器件的光的路径的示意图。
下面参照图1到图6叙述本发明的例子，相同的参考标记表示想相同作用的部件。
参照图1，本发明的曝光系统包括光源62，光束供应64，光束调节器66，光束冷却器68，中继站70，投影光学器件80和基座74。光源62产生用在曝光处理中的光H。光束供应64在纯氮气气氛中传输光源62中产生的光H。光束调节器66和光束冷却器68与光束供应64耦合，并保持光H的键合强度和均匀性。中继站70把光H传输到投影光学器件80。光束调节器66和光束冷却器68由基座74的支架72支撑。投影光学器件80由基座74的桥76支撑。
光源62产生包括具有小于200nm的相同振幅的第一偏振光和第二偏振光的光，这两偏振光相对彼此在垂直方向振动。在投影光学器件80中，载有将进行曝光处理的晶片98(见图2)。光源62产生的光通过光输送提供给投影光学器件。光输送包括光速供应64、光束调节器66、光束冷却器68和中继站70，如图1所示。通过投影光学器件80，光H被分成第一偏振光和第二偏振光，并输送到晶片98的表面上。
图2是表示根据本发明第一例子提供给投影光学器件的光的路线的示意图。
参照图2，投影光学器件80包括光栅84、透镜86和90，反射镜88，可分离偏振光的反射棱镜100，第一四分之一波片94和第一反射镜96。在光栅84中，转印到晶片98的图形以预定的放大率被形成。从光输送提供的光H通过光栅84提供给晶片，由此光栅的图形转印到晶片上。穿过光栅84的光H由透镜86和90和反射镜88提供给棱镜100。透镜86和90和反射镜88是作为会聚光H和改变会聚的光的路线到预定方向，即垂直方向的装置。
详细地说，穿过光栅84的光被透镜86会聚。光H的路线利用反射镜88改变。从反射镜88射出的光又被透镜90会聚，然后提供给棱镜100。在棱镜100中，光H的第一偏振光I穿过棱镜100的反射面，而其第二偏振光J从反射面反射到垂直方向，如图2的向上方向。第一偏振光I穿过第一四分之一波片，同时其振动方向改变。这样，如此改变的第一偏振光K的振动方向变得与第二偏振光J的振动方向相同。第一偏振光K从第一反射镜96反射。
被反射的第一偏振光L从棱镜100的反射面反射。被反射的第一偏振光M通过输送到晶片98执行曝光处理。
图3是表示在图2的可分离偏振光的反射棱镜100中的光的路线的示意图。
参见图3，在根据本发明的第一例子的棱镜100内部的光产生的热量是对称的。如果光H提供给棱镜100的第一区域102的光的强度假定为“2”，那么在棱镜100的反射面上形成的第二区域104的光的强度是“3”。这是因为，在第二区域104中，提供给棱镜100的光H的强度是“2”，而从反射面反射的第二偏振光J的强度是“1”。由第二偏振光J的反射形成的第三区域的强度是“1”。
同时，在由穿过棱镜100的第一偏振光形成的第四到第六区域108、110、和112中，每个的光强度分别为2、3和1。在第四区域108中，穿过棱镜100的第一偏振光的强度“1”加上被第一反射镜96反射并提供给棱镜100的第一偏振光的强度“1”等于光的强度“2”。在第五区域110中，穿过棱镜100的第一偏振光的强度“1”加上被第一反射镜96反射并提供给棱镜110的第一偏振光L的强度“1”再加上被棱镜110反射的第一偏振光M的强度“1”等于光的总强度“3”。
因而，由于在对着棱镜100的反射面形成的第二区域104和第五区域110中光的强度是一致的，所以由光产生的热量是对称的。
图4是表示根据本发明第一例子的第一修改例子提供给投影光学器件的光的路线示意图；参见图4，在投影光学器件130中，提供给棱镜100的光H的第一和第二偏振光都输送到晶片98上。这是因为所构成的投影光学器件130能把棱镜100反射的第二偏振光J输送到晶片98上。在投影光学器件130中，第二四分之一波片132和第二反射镜134与根据本发明第一例子的投影光学器件80(见图2)的部件安装在一起。第二四分之一波片132和第二反射镜134安装在第二偏振光J的路径上。第二四分之一波片132改变了从棱镜100反射的第二偏振光J的振动方向。被改变的振动方向与第一偏振光相同。第二反射镜134把穿过第二四分之一波片132的第二偏振光N反射到棱镜100。被反射的第二偏振光O穿过棱镜100。穿过棱镜100的第二偏振光P以与第一偏振光M相同的方式输送到晶片98上。
图5是表示根据本发明第一例子的第二修改例子提供给投影光学器件的光的路线的示意图。
参见图5，在投影光学器件140中，穿过棱镜100的第一偏振光I不用于曝光晶片98。投影光学器件140把棱镜100反射的第二偏振光J传输到晶片98上。因而，在投影光学器件140中，安装第二四分之一波形94＇和第二反射镜96＇以把从棱镜100反射的第二偏振光J再反射给棱镜100。第二四分之一波片94＇和第二反射镜96＇安装在第二偏振光J的路线上。投影光学器件140的其它元件和用第二偏振光J的晶片98的输送方法的详细说明与上述第一修改例子是相同的，这里不再说明。
本发明第一例子的第一和第二修改例子描述了投影光学器件的各种结构。
图6是表示根据本发明第二例子提供给投影光学器件的光的路线的示意图。
参见图6，提供给投影光学器件120的光h＇具有单偏振化。单偏振的光是由光源产生的。光h＇被装备在光栅84表面上的偏振片82改变为包括第一和第二偏振光的光h，第一和第二偏振光相对彼此在垂直方向振动并具有相同振幅。通过把偏振片设置到45°的角度，提供给投影光学器件120的光h＇被改变为包括第一和第二偏振光的光h。如果单偏振的光h＇被改变为包括相对彼此在垂直方向振动并具有相同振幅的第一和第二偏振光的光h，则光h的强度近假于前面的光h＇的一半。例如，当单偏振的光的强度假设为“2”，那么包括第一和第二偏振光的光的强度是“1”。结构和曝光方法的详细说明与上述第一例子相同，这里不再叙述。
根据本发明的曝光系统，在可分离偏振光的反射棱镜中可均匀地进行热吸收。这样，该曝光系统防止了在棱镜中的暴光波前的变形，由此根据光从棱镜传输的位置的差值产生的光的畸变也避免了。而且，由于保持了穿过棱镜的光的强度，所以使用带有小于200nm的波长的光的曝光系统能保持与使用带有大于200nm的波长的光的曝光系统相同的成品率。
权利要求
1．一种曝光系统，包括用于产生光的光源，所述光被分成具有相同振幅并彼此在垂直方向振动的第一和第二偏振光；与光源耦合的光传输部分，用于调节光和改变光的传输路径；和用于把至少第一和第二偏振光中的一个输送到晶片上的投影光学器件。
2．如权利要求1的曝光系统，其中所述投影光学器件包括用于把图形转印到晶片上的光栅；用于分别会聚穿过光栅的第一和第二偏振光并改变第一和第二偏振光的路径的装置；用于使第一偏振光通过并反射第二偏振光的可分离偏振光的反射棱镜；用于改变第一偏振光的振动方向的第一四分之一波片，所述振动方向与第二偏振光相同；和用于把穿过第一四分之一波片的第一偏振光反射到可分离偏振光的反射棱镜上的第一反射镜。
3．如权利要求2的曝光系统，其中所述投影光学器件还包括用于改变第二偏振光的振动方向的第二四分之一波片，所述振动方向与第一偏振光相同；用于把穿过第一四分之一波片的光反射到可分离偏振光的反射棱镜的第二反射镜。
4．如权利要求1的曝光系统，其中所述光的波长小于200nm。
5．一种曝光系统，包括用于产生单偏振光的光源；与光源耦合的光传输部分，用于调节光和改变光的传输路径；和用于把从光传输部分提供的光分裂成第一和第二偏振光并把至少第一和第二偏振光中的一个传输到晶片上的投影光学器件，其特征在于第一偏振光具有与第二偏振光相同的振幅，第一和第二偏振光在彼此垂直方向振动。
6．如权利要求5的曝光系统，其中所述投影光学器件包括用于把光分裂成第一和第二偏振光的偏振片；用于把图形转印到晶片上的光栅；用于分别会聚穿过光栅的第一和第二偏振光并改变第一和第二偏振光的传输路线的传输部分；用于使第一偏振光通过而反射第二偏振光的可分离偏振光的反射棱镜；用于改变第一偏振光的振动方向的第一四分之一波片，所述振动方向与第二偏振光相同；和用于把穿过第一四分之一波片的第一偏振光反射到可分离偏振光的反射棱镜的第一反射镜。
7．权利要求6的曝光系统，其中所述投影光学器件还包括用于改变第二偏振光的振动方向的第二四分之一波片，所述振动方向与第一偏振光相同；和用于把穿过第一四分之一波片的第二偏振光反射射到可分离偏振光的反射棱镜的第二反射镜。
8．如权利要求5的曝光系统，其中所述单偏振光的波长小于200nm。
全文摘要
本发明公开了一种用于把光栅图形转印到晶片上的曝光系统,它包括:用于产生光的光源,光传输部分和投影光学器件。光可以是具有相同振幅并在彼此垂直方向振动的单偏振或双偏振光。可以利用光源或投影光学部件产生双偏振光。其中一束偏振光能穿过可分离偏振光的反射棱镜而另一光则从可分离偏振光的反射棱镜反射。至少该双偏振光中的一个被可分离偏振光的反射棱镜传输到晶片上。
文档编号G02B27/28GK1204063SQ98102670
公开日1999年1月6日 申请日期1998年6月26日 优先权日1998年6月26日
发明者姜浩英 申请人:三星电子株式会社