[发明专利]曝光系统、光罩及其设计方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种曝光系统、光罩及其设计方法。 

背景技术

随着科技的进步，半导体组件的制造技术一日千里，其中光刻技术扮演着最重要的角色之一，只要关于图形上的定义(patterning)，皆需要使用光刻技术，而随着组件尺寸持续缩小，光刻技术已成为半导体工艺的最大瓶颈，若是无法加以突破，半导体工业的发展将受到阻碍。 

根据雷利准则(Rayleigh criterion)，光学系统所能够分辨出的最小宽度(相当于分辨率)，与光的波长(λ)成正比而与数值孔径(NA)成反比，因此当使用较短波长的曝光源或是数值孔径(NA)较大的透镜时，理论上即可提高分辨能力，以获得较小的线宽，但却必须考虑聚焦深度(Depth of Focus，DOF)变小的问题及其它因素，目前于光刻工艺中常用的分辨率增强技术(Resolution Enhancement Technology，RET)，包括离轴照明(Off-AxisIllumination，OAI)，相偏移光罩(Phase Shift Mask，PSM)，以及光学邻近修正术(Optical Proximity Correction，OPC)等等。 

当线宽尺寸逼近光波长时，光线穿过光罩后会产生绕射效应(diffractioneffect)，这些绕射光迭加的结果会与光罩上的图形相去甚远，曝光后的图形因而严重失真，而OPC技术即系将绕射效应考虑进去，以补偿曝光后图形的失真，通过修改光罩上的图形，使产生的绕射光在迭加后能得到符合实际要求的图形与线宽，然而此方法会带来一些缺点，例如使光罩的复杂性倍增，进而提高了整个工艺的成本。 

此外，当来到45纳米或者是更细微的工艺发展时，采用超紫外线光(EUV)作为新的光源，虽然不再需要搭配OPC或其它RET技术，但其以钼和硅在玻璃上进行40层涂布的光罩基底成本高昂，以及光罩基底能否达 到零缺陷的能力亦是一大考验。 

综合所述，当前需要一种曝光系统、光罩以及光罩设计的技术方案子。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种曝光系统、光罩及其设计方法，通过光子晶体作为光罩之遮光区，并以特定晶格形状排列的复数光子晶胞，计算其能带结构与光子频隙，进而计算和分析不同晶格形状、比例与介电系数的光子晶体所适用的曝光光源之频率范围和极化方向，以在光刻工艺中让曝光光源能精确地透过光罩之透光区，因而本发明之光罩及曝光系统将不再需要进行高成本的OPC或其它RET技术，即可有效克服光刻工艺中的光绕射效应问题。 

为了解决上述问题，本发明提供了一种光罩， 

所述光罩包含一光源无法通过的一遮光区以及一透光区，其中该遮光区包含复数光子晶胞，该复数光子晶胞之一晶格常数与该光源之波长的比值为一特定值，在该遮光区内此特定值落于该复数光子晶胞的频隙之内，且该光源以垂直于该光罩的方向，通过该光罩的透光区。 

进一步地，上述光罩还可包括，所述光源为一横电场波，且所述特定值为0.3301至0.4510。 

进一步地，上述光罩还可包括，所述光源为一横电场波，且所述特定值为0.5455至0.5988。 

进一步地，上述光罩还可包括，所述光源为一横磁场波，且所述特定值为0.4212至0.4642。 

进一步地，上述光罩还可包括，每一所述光子晶胞具有一受光面，而一光源由该受光面入射，该每一光子晶胞包含： 

一第一介电质；以及 

一第二介电质，与所述第一介电质共同形成所述每一光子晶胞，所述光子晶胞的晶格形状为一三角形，且所述复数光子晶胞排列形成复数圆柱状的第二介电质。 

进一步地，上述光罩还可包括，所述光源为一横磁场波，且所述特定值为0.3213至0.5049。 

进一步地，上述光罩还可包括，所述特定值为0.4207至0.4709。 

本发明还提供了一种曝光系统， 

所述曝光系统用于将一光罩图案转移至一组件，该曝光系统包含： 

一光源系统，用于产生一曝光光源；以及 

一光罩，其包含一光子晶体，其中该光子晶体之一晶格常数与该曝光光源之一波长的比值是被设定于该光子晶体的一光子频隙内，以形成一遮光区，其中该光罩还包含一透光区，且该曝光光源以垂直于该光罩的方向，通过该光罩的该透光区。 

本发明还提供了一种光罩，包含： 

一光罩基板，其具有一表面；