[發明專利]超紫外線光刻投影光學系統和相關方法

有效

• 申請號: 201410449045.7
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104914678B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 游信勝;盧彥丞;嚴濤南
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

相關申請的交叉引用

本申請要求于2013年3月11日提交的序列號為61/776,356號的美國臨時申請的優先權，其全部內容通過引用結合于此作為參考。

技術領域

本發明涉及半導體領域，更具體地，涉及超紫外線光刻投影光學系統和相關方法。

背景技術

半導體集成電路(IC)工業經歷了快速發展。IC材料和設計中的技術進步產生出了一代又一代IC，每代IC都比前一代IC具有更小和更復雜的電路。在IC的發展期間，隨著幾何尺寸(即，利用制造工藝可以形成的最小元件(或線))的減小，功能密度(即，單位芯片面積的互連器件的數量)通常會增大。該按比例縮小工藝通過增加生產效率和降低相關成本提供益處。該按比例縮小工藝還增加了處理和制造IC的復雜程度，對于這些即將實現的改進，需要在IC處理和制造中進行類似的改進。例如，采用超紫外線(EUV)光刻系統執行較高分辨率的光刻工藝。EUV光刻系統(掃描儀)采用產生EUV區的光的輻射源。除了EUV掃描儀使用反射光組件而不是折射光組件(例如，平面鏡取代透鏡)之外，與一些可選的掃描儀類似，一些EUV掃描儀可以提供4X縮小的投影印刷。EUV光刻系統的投影光學系統通常將從掩模反射的EUV輻射成像到晶圓上。因為在投影光學系統中平面鏡的反射率受到限制，所以產生EUV輻射的EUV源的光功率高于期望的光功率以確保足夠的生產量，并且滿足分辨率需求所需要的平面鏡的數量高于所期望的數量。因此，盡管現存的EUV光刻系統通常能夠滿足預期目的，但是它們還不能在所有方面完全符合要求。

發明內容

為解決上述問題，提供了一種超紫外線(EUV)光刻系統包括：投影光學系統，包括配置和設計為將掩模的圖案成像到晶圓上的少于六個的平面鏡，并且投影光學系統還配置和設計為實現：數值孔徑小于約0.50；成像到晶圓上的輻射的圖像域尺寸大于或等于約20mm；以及光瞳平面包括中心遮攔。

其中，數值孔徑大于或等于0.35。

其中，投影光學系統包括至少兩個平面鏡。

其中，至少兩個平面鏡包括中心遮攔。

中心遮攔的半徑小于或等于光瞳平面的半徑的50％。

中心遮攔的面積小于或等于光瞳平面的面積的25％。

其中，投影光學系統包括施瓦茲希爾德光學組件。

其中，成像到晶圓上的輻射的波長為約1nm到約100nm。

其中，成像到晶圓上的輻射的波長為約13.5nm。

其中，掩模是反射掩模。

此外，還提供了一種超紫外線(EUV)光刻系統包括：輻射源模塊；照射模塊；掩模模塊，包括掩模；投影光學模塊；晶圓模塊，包括晶圓；其中，輻射源模塊發出照射模塊收集并導向到掩模上的EUV輻射，掩模將EUV輻射的一部分反射到投影光學模塊，并且投影光學模塊收集EUV輻射中的反射部分并將其導向到晶圓上；以及進一步地，投影光學模塊包括兩個到五個平面鏡，兩個到五個平面鏡設計并配置為具有小于約0.50的數值孔徑，成像到晶圓上的EUV輻射中的反射部分的圖像域尺寸大于或等于約20mm，并且具有包括中心遮攔的光瞳平面。

其中，中心遮攔的半徑小于或等于光瞳平面的半徑的50％。

其中，中心遮攔的面積小于或等于光瞳平面的面積的25％。

其中，數值孔徑大于或等于約0.35。

其中，投影光學模塊包括施瓦茲希爾德光學組件。

其中，EUV輻射的波長為約13.5nm。

此外，還提供了一種超紫外線(EUV)光刻方法，包括：提供具有兩個到五個平面鏡的投影光學系統，其中，兩個到五個平面鏡設計并配置為具有小于約0.50的數值孔徑，成像到晶圓上的EUV輻射的圖像域尺寸大于或等于約20mm，并且具有包括中心遮攔的光瞳平面；使用EUV輻射照射掩模；以及通過投影光學系統收集從掩模所反射的EUV輻射，其中，收集的EUV輻射在通過投影光學系統成像到晶圓上之前，從兩個到五個平面鏡進行反射。

其中，EUV輻射的波長在約1nm到約100nm之間。

其中，收集的EUV輻射在成像到晶圓上之前，穿過至少兩個平面鏡的中心遮攔。

其中，數值孔徑大于或等于約0.35。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，通過以下詳細描述可以最好地理解本發明。應該強調的是，根據工業中的標準實踐，各個部件未按比例繪出且僅用于示出的目的。事實上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。