本发明专利技术提供了一种曝光装置及曝光方法，所述曝光装置中的所述写入光束可以触发光刻胶光聚合反应的发生，所述抑制光束抑制光刻胶光聚合反应的发生。待曝光光刻胶中含有触发聚合基团与抑制聚合基团，将写入光束和抑制光束合束然后在光刻胶表面形成曝光光斑。所述抑制光束为环形，产生环形的抑制光斑。当第二光束光强的强度越高，则抑制聚合的效果越好。因此，可以通过调节第二光束光强与第一光束光强的比例，来控制曝光光斑大小，达到提升分辨率的目的。由于本发明专利技术提供的曝光装置及方法的分辨率无需为提高分辨率使用更短的曝光波长以及引入复杂的双曝光，多曝光技术，从而降低了技术和工艺的复杂度，以及节约了成本。
【技术实现步骤摘要】
曝光装置及曝光方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种曝光装置及曝光方法。
技术介绍
半导体工业一直被“提升分辨率”所驱动，所谓提升分辨率是指制作更小特征尺寸和更小芯片的能力，分辨率的提升改善芯片的性能，为芯片制造商带来利润。传统投影光刻曝光系统分辨率是由瑞利公式计算得到，对于当前最先进的曝光系统，可以达到曝光分辨率为36nm，仍然不是很理想，需要进一步提高分辨率，为了进一步提高分辨率，需要引入复杂的双曝光，多曝光技术，或者开发波长更短的曝光系统，但是采用上述方法使用的技术和工艺十分复杂，且成本昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种曝光装置及曝光方法,以解决现有工艺中为提高曝光系统分辨率采用的技术和工艺复杂且成本昂贵的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种曝光装置,包括：写入光源、抑制光源、合束单元、空间光调制器、投影物镜及工件台，所述工件台上放置有涂有光刻胶的基底；所述写入光源发出写入光束，用于触发所述光刻胶的光聚合反应；所述抑制光源发出抑制光束，用于抑制所述光刻胶的光聚合反应；所述合束单元将所述写入光束与所述抑制光束合束形成曝光光束；所述空间光调制器通过调制所述曝光光束以控制照射至所述基底上的曝光图形。可选的，所述空间光调制器包括若干微反射镜，每个所述微反射镜均可偏转使经所述微反射镜的所述曝光光束入射至所述投影物镜或照射至所述投影物镜之外。可选的，所述曝光装置还包括光分割单元，所述光分割单元包括第一分割器和第二分割器，所述第一分割器分割所述写入光束形成写入光束阵列，所述第二分割器分割所述抑制光束形成抑制光束阵列。可选的，所述第一分割器和第二分割器均为微透镜阵列。可选的，所述写入光束阵列中写入光束的数量、所述抑制光束阵列中抑制光束的数量均与经所述空间光调制器出射的曝光光束的数量相等。可选的，所述抑制光源与所述合束单元之间设置有位相调制单元，所述位相调制单元用于将所述抑制光束的抑制光斑的形状调制为环形。可选的，所述曝光光束中的所述抑制光束围绕所述写入光束，且两光束共心设置。可选的，所述曝光装置还包括分束器和对准单元，所述曝光光束经过所述投影物镜后照射至所述基底，被所述基底反射后形成对准光束，所述对准光束经所述分束器后入射至所述对准单元；所述对准单元对接收的所述基底反射的对准光束成像，用于监测所述曝光光束照射至所述基底上的曝光光斑的形状以及所述曝光光束照射至所述基底上的焦面变化。可选的，所述写入光源与所述第一分割器之间设置有第一扩束镜，所述抑制光源与所述第二分割器之间设有第二扩束镜。可选的，所述合束单元与所述空间光调制器之间还设置有一全内反射棱镜。本专利技术还提供一种曝光方法，采用上述曝光装置，包括：步骤S1：提供写入光束与抑制光束；步骤S2：将所述写入光束和所述抑制光束合束形成曝光光束；步骤S3：调制所述曝光光束以控制照射至涂有光刻胶的基底上的曝光图形；以及步骤S4：对所述涂有光刻胶的基底进行曝光。可选的，所述光刻胶含有触发聚合基团与抑制聚合基团。可选的，所述步骤S3包括：通过所述空间光调制器调制所述曝光光束，所述空间光调制器包括若干微反射镜，通过控制所述微反射镜偏转使经所述微反射镜的所述曝光光束部分入射至所述投影物镜、部分照射至所述投影物镜之外。可选的，分割所述写入光束形成写入光束阵列，分割所述抑制光束形成抑制光束阵列。可选的，所述抑制光束的抑制光斑的形状为环形。可选的，所述曝光光束中的所述抑制光束围绕所述写入光束，且两光束共心设置。可选的，通过调节提供的所述写入光束的光强与所述抑制光束的光强的比例改变曝光时所述曝光光束形成的曝光光斑的大小。可选的，在所述步骤S3之后还包括步骤S4：经所述基底反射的曝光光束被所述基底反射后形成对准光束，所述对准光束经所述分束器后入射至所述对准单元并成像形成对准光斑。可选的，通过监测所述对准单元上对准光斑的形状及清晰度来监测所述曝光光束照射至所述基底上的光斑的形状及焦面。可选的，通过监测所述对准单元上对准光斑的形状判断所述曝光光束中的所述抑制光束与所述写入光束是否共心对准。可选的，通过监测所述对准单元上对准光斑的清晰度判断所述基底的光刻胶上的曝光光斑是否位于所述焦面上。可选的，若所述对准光斑显示清晰，则所述曝光光斑位于曝光的焦面上；若所述对准光斑显示模糊，则调整所述基底在所述工件台上的位置直至所述对准光斑显示清晰后再进行曝光。综上所述，在本专利技术提供的曝光装置及曝光方法中，所述曝光装置包括写入光源、抑制光源、合束单元、空间光调制器、投影物镜及工件台，所述工件台上放置有涂有光刻胶的基底；所述写入光源发出写入光束，用于触发所述光刻胶的光聚合反应；所述抑制光源发出抑制光束，用于抑制所述光刻胶的光聚合反应；所述合束单元将所述写入光束与所述抑制光束合束形成曝光光束；所述空间光调制器通过调制所述曝光光束以控制照射至所述基底上的曝光图形。所述曝光光束经过投影物镜最终在涂有光刻胶的基板上产生曝光光斑，对所述光刻胶进行曝光。本专利技术提供的所述曝光装置及方法无需依据瑞利公式，通过减小曝光波长λ或者增大物镜数值孔径NA来提升分辨率，由于所述写入光束可以触发光刻胶光聚合反应的发生，所述抑制光束抑制光刻胶光聚合反应的发生。通过将写入光束和抑制光束合束形成曝光光束，曝光光束照射至曝光平面的光刻胶上形成曝光光斑，待曝光光刻胶中含有触发聚合基团与抑制聚合基团，光刻胶表面的曝光光斑由写入光束产生的圆形光斑和抑制光束产生的环形光斑叠加组成，由于所述抑制光束含有抑制聚合基团，因此能够抑制光刻胶光聚合反应的发生。抑制光束光强的强度越高，则抑制光束产生的环形光斑抑制聚合的效果越好，从而曝光光斑中环形光斑环内的光线也就越弱。因此，可以通过调节抑制光束光强与写入光束光强的比例，来控制曝光光斑大小，达到提升系统分辨率的目的，由于本专利技术提供的曝光装置及方法的分辨率无需为提高分辨率使用更短的曝光波长以及引入复杂的双曝光，多曝光技术，从而降低了技术和工艺的复杂度，以及节约了成本。附图说明图1为一触发聚合基团的示意图；图2为一抑制聚合基团的示意图；图3为本专利技术实施例所提供的曝光装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例所提供的曝光方法的流程示意图；图5为本专利技术实施例所提供的写入光斑与抑制光斑重叠过程示意图；图6为本专利技术实施例所提供的增加抑制光束的光强对曝光光斑大小影响的仿真结果示意图；其中，11-写入光源，101-写入光斑，102-抑制光斑，103-曝光光斑，12-抑制光源，13-第一扩束镜，14-第二扩束镜，21-第一分割器，22-第二分割器，31-位相调制单元，41-第一反射镜，42-第二反射镜，43-第三反射镜，44-全内反射棱镜，51-合束单元，61-微反射镜，62-基板，71-分束器，72-投影物镜，81-对准相机，91-工件台。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种曝光装置，其特征在于，包括写入光源、抑制光源、合束单元、空间光调制器、投影物镜及工件台，所述工件台上放置有涂有光刻胶的基底；所述写入光源发出写入光束，用于触发所述光刻胶的光聚合反应；所述抑制光源发出抑制光束，用于抑制所述光刻胶的光聚合反应；所述合束单元将所述写入光束与所述抑制光束合束形成曝光光束；所述空间光调制器通过调制所述曝光光束以控制照射至所述基底上的曝光图形。/n
【技术特征摘要】
1.一种曝光装置，其特征在于，包括写入光源、抑制光源、合束单元、空间光调制器、投影物镜及工件台，所述工件台上放置有涂有光刻胶的基底；所述写入光源发出写入光束，用于触发所述光刻胶的光聚合反应；所述抑制光源发出抑制光束，用于抑制所述光刻胶的光聚合反应；所述合束单元将所述写入光束与所述抑制光束合束形成曝光光束；所述空间光调制器通过调制所述曝光光束以控制照射至所述基底上的曝光图形。
2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述空间光调制器包括若干微反射镜，每个所述微反射镜均可偏转使经所述微反射镜的所述曝光光束入射至所述投影物镜或照射至所述投影物镜之外。
3.如权利要求1或2所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置还包括光分割单元，所述光分割单元包括第一分割器和第二分割器，所述第一分割器分割所述写入光束形成写入光束阵列，所述第二分割器分割所述抑制光束形成抑制光束阵列。
4.如权利要求3所述的曝光装置，其特征在于，所述第一分割器和第二分割器均为微透镜阵列。
5.如权利要求3所述的曝光装置，其特征在于，所述写入光束阵列中写入光束的数量、所述抑制光束阵列中抑制光束的数量均与经所述空间光调制器出射的曝光光束的数量相等。
6.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述抑制光源与所述合束单元之间设置有位相调制单元，所述位相调制单元用于将所述抑制光束的抑制光斑的形状调制为环形。
7.如权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光光束中的所述抑制光束围绕所述写入光束，且两光束共心设置。
8.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置还包括分束器和对准单元，所述曝光光束经过所述投影物镜后照射至所述基底，被所述基底反射后形成对准光束，所述对准光束经所述分束器后入射至所述对准单元；所述对准单元对接收的所述基底反射的对准光束成像，用于监测所述曝光光束照射至所述基底上的曝光光斑的形状以及所述曝光光束照射至所述基底上的焦面变化。
9.如权利要求3所述的曝光装置，其特征在于，所述写入光源与所述第一分割器之间设置有第一扩束镜，所述抑制光源与所述第二分割器之间设有第二扩束镜。
10.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述合束单元与所述空间光调制器之间还设置有一全内反射棱镜。
11.一种曝光方法，采用如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：李玉龙，王帆，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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