[發明專利]極紫外光刻機光源系統及極紫外曝光方法

有效

• 申請號: 201310315161.5
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN104345569B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 徐依協
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別涉及一種極紫外光刻機光源系統及極紫外曝光方法。

背景技術

光刻是一種將所需圖形轉移至襯底上（通常是襯底的目標區域），從而在不同的器件區或電流區建立圖形的工藝過程。具體地，光刻通過曝光將圖形成像到設置在襯底表面的光刻膠層（材料為光敏感的抗蝕劑）而實現圖形轉移。

隨著半導體技術的飛速發展，光刻所要曝光的圖形特征尺寸越來越小，要求光刻的分辨率越來越高，而光刻的分辨率可以根據瑞利法則給出，如等式(1)所示：

CD=κ₁×λ/NA??(1)

其中，λ是光刻曝光波長，NA是光刻設備的投影系統的數值孔徑，κ1是光刻工藝的調節因子(即瑞利常數)，CD是待曝光圖形的特征尺寸(或臨界尺寸)。由上式可知，CD的減小可以由三種途徑實現：減小曝光波長、增大數值孔徑、或減小κ₁的值。

為了減小曝光波長來獲得較小曝光圖形的特征尺寸，極紫外(Extreme?Ultraviolet，EUV)光已被研究應用于光刻中。極紫外輻光是波長在5-20納米范圍內的電磁輻射。通過例如激光等離子體（Laser-Produced?Plasma，LPP）、或放電等離子體（Discharge-Produced?Plasma，DPP）產生極紫外光，并利用極紫外光獲得較小的曝光波長。

極紫外光通常通過等離子體產生。用于產生極紫外光的光源系統通常包括：用于激發極紫外光激發源以提供等離子體的源激發模塊和用于容納極紫外光的收集器模塊。所述源激發模塊通常對極紫外光激發源施加高能激光束或高電壓充電，從而產生極紫外光；所述收集器模塊可以是反射鏡式正入射輻射收集器，用于接收極紫外光并將極紫外光聚焦成束。

但是，現有的極紫外光源在激發極紫外光時，極紫外光激發源無法完全蒸發，極紫外光激發源會部分轉換成凝聚態顆粒，從而污染產生極紫外光的光源系統。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種極紫外光刻機光源系統及極紫外曝光方法，降低凝聚態顆粒污染產生極紫外光的光源系統的風險。

為解決上述問題，本發明提供一種極紫外光刻機光源系統，包括：激光輻射裝置，適于提供激光輻射；極紫外光激發源，適于接受激光輻射而產生極紫外光，在激光輻射中產生凝聚態顆粒飛出極紫外光激發源；收集器，用于收集極紫外光；其中，所述收集器包括若干反射鏡，所述反射鏡在收集極紫外光時配置成反射態和非反射態，其中，所述反射態適于反射極紫外光；非反射態適于躲避凝聚態顆粒污染；其中，凝聚態顆粒于激光輻射后T時間到達收集器。

可選的，當所述反射鏡配置成反射態時，若干反射鏡配置成匯聚極紫外光；當所述反射鏡配置成非反射態時，所述反射鏡轉動反射面與凝聚態顆粒飛行方向平行。

可選的，所述激光輻射為脈沖模式；所述反射鏡配置為非反射態的時間滯后于激光脈沖持續時間，以躲避凝聚態顆粒飛行方向。

可選的，所述激光輻射為脈沖模式，所述反射鏡配置為非反射態的時間為與脈沖持續時間滯后T時間，所述T時間在范圍2毫秒至12毫秒。

可選的，所述激光輻射為CO₂激光器激發的波長為10.6微米的激光。

可選的，所述極紫外光激發源材料為Xe、Sn或Li。

可選的，所述反射鏡材料為鉬、鉬合金、硅、釕或釕合金；或所述反射鏡基體為硅，且基體表面鍍有多層硅鉬膜、鉬合金、釕或釕合金膜層結構。

可選的，還包括：設置于收集器外圍的凝聚態顆粒收集器。

本發明還提供一種極紫外光刻機光源系統，包括：高壓放電等離子體施加裝置，適于施加高電壓；極紫外光激發源，適于接受高電壓放電而產生極紫外光，所述極紫外光激發源在高電壓放電中產生凝聚態顆粒飛出極紫外光激發源；收集器，用于收集極紫外光；其中，所述收集器包括若干反射鏡，所述反射鏡在收集極紫外光時配置成反射態和非反射態，其中，所述反射態適于反射極紫外光；非反射態適于躲避凝聚態顆粒污染；其中，凝聚態顆粒于高電壓放電后T2時間到達收集器。

可選的，當所述反射鏡配置成反射態時，若干反射鏡配置成匯聚極紫外光；當所述反射鏡配置成非反射態時，所述反射鏡轉動至凝聚態顆粒飛行方向。

可選的，所述高電壓施加為脈沖模式，所述反射鏡配置為非反射態的時間滯后于脈沖持續時間，以躲避凝聚態顆粒飛行方向。