超紫外線光刻投影光學(xué)系統(tǒng)和相關(guān)方法
【專利說明】超紫外線光刻投影光學(xué)系統(tǒng)和相關(guān)方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]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(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及超紫外線光刻投影光學(xué)系統(tǒng)和相關(guān)方法。
【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展。IC材料和設(shè)計中的技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生出了一代又一代1C，每代IC都比前一代IC具有更小和更復(fù)雜的電路。在IC的發(fā)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(shù)量)通常會增大。該按比例縮小工藝通過增加生產(chǎn)效率和降低相關(guān)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(fù)雜程度，對于這些即將實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)，需要在IC處理和制造中進(jìn)行類似的改進(jìn)。例如，采用超紫外線(EUV)光刻系統(tǒng)執(zhí)行較高分辨率的光刻工藝。EUV光刻系統(tǒng)(掃描儀)采用產(chǎn)生EUV區(qū)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(tǒng)的投影光學(xué)系統(tǒng)通常將從掩模反射的EUV輻射成像到晶圓上。因?yàn)樵谕队肮鈱W(xué)系統(tǒng)中平面鏡的反射率受到限制，所以產(chǎn)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(chǎn)量，并且滿足分辨率需求所需要的平面鏡的數(shù)量高于所期望的數(shù)量。因此，盡管現(xiàn)存的EUV光刻系統(tǒng)通常能夠滿足預(yù)期目的，但是它們還不能在所有方面完全符合要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，提供了一種超紫外線(EUV)光刻系統(tǒng)包括:投影光學(xué)系統(tǒng)，包括配置和設(shè)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(xué)系統(tǒng)還配置和設(shè)計為實(shí)現(xiàn):數(shù)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。
[0006]其中，數(shù)值孔徑大于或等于0.35。
[0007]其中，投影光學(xué)系統(tǒng)包括至少兩個平面鏡。
[0008]其中，至少兩個平面鏡包括中心遮攔。
[0009]中心遮攔的半徑小于或等于光瞳平面的半徑的50%。
[0010]中心遮攔的面積小于或等于光瞳平面的面積的25%。
[0011]其中，投影光學(xué)系統(tǒng)包括施瓦茲希爾德光學(xué)組件。
[0012]其中，成像到晶圓上的輻射的波長為約Inm到約lOOnm。
[0013]其中，成像到晶圓上的輻射的波長為約13.5nm。
[0014]其中，掩模是反射掩模。
[0015]此外，還提供了一種超紫外線(EUV)光刻系統(tǒng)包括:輻射源模塊；照射模塊；掩模模塊，包括掩模；投影光學(xué)模塊；晶圓模塊，包括晶圓；其中，輻射源模塊發(fā)出照射模塊收集并導(dǎo)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(xué)模塊，并且投影光學(xué)模塊收集EUV輻射中的反射部分并將其導(dǎo)向到晶圓上；以及進(jìn)一步地，投影光學(xué)模塊包括兩個到五個平面鏡，兩個到五個平面鏡設(shè)計并配置為具有小于約0.50的數(shù)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。
[0016]其中，中心遮攔的半徑小于或等于光瞳平面的半徑的50%。
[0017]其中，中心遮攔的面積小于或等于光瞳平面的面積的25%。
[0018]其中，數(shù)值孔徑大于或等于約0.35。
[0019]其中，投影光學(xué)模塊包括施瓦茲希爾德光學(xué)組件。
[0020]其中，EUV輻射的波長為約13.5nm。
[0021]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(xué)系統(tǒng)，其中，兩個到五個平面鏡設(shè)計并配置為具有小于約0.50的數(shù)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(xué)系統(tǒng)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(xué)系統(tǒng)成像到晶圓上之前，從兩個到五個平面鏡進(jìn)行反射。
[0022]其中，EUV輻射的波長在約Inm到約10nm之間。
[0023]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。
[0024]其中，數(shù)值孔徑大于或等于約0.35。
【附圖說明】
[0025]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，通過以下詳細(xì)描述可以最好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個部件未按比例繪出且僅用于示出的目的。事實(shí)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。
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明的各方面的將掩模的圖案成像到晶圓上的超紫外線(EUV)光刻系統(tǒng)的不意圖。
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明的各方面可以包括在圖1的EUV光刻系統(tǒng)中的投影光學(xué)模塊的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)施本發(fā)明的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗?。以下描述組件和布置的具體實(shí)例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這僅僅是實(shí)例，并不是用于限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，第一部件形成在第二部件上方或者上可以包括以直接接觸的方式形成第一部件和第二部件的實(shí)施例，還可以包括在第一部件和第二部件之間形成有額外的部件，從而使得第一部件和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。此外，本公開內(nèi)容可在各個實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字母。該重復(fù)是為了簡明和清楚，而且其本身沒有規(guī)定所述各種實(shí)施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
[0029]圖1是根據(jù)本發(fā)明的各方面將掩模的圖案成像到晶圓上的超紫外線(EUV)光刻系統(tǒng)100的示意圖。在所描述的實(shí)施例中，EUV光刻系統(tǒng)100包括輻射源模塊110、照射模塊120、包括掩模的掩模模塊130、投影光學(xué)模塊140以及包括晶圓的晶圓模塊150。EUV光刻系統(tǒng)100設(shè)計為以步進(jìn)掃描模式進(jìn)行操作。為了清楚的目的，簡化圖1以更好地理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思。對于EUV光刻系統(tǒng)100的額外的實(shí)施例，EUV光刻系統(tǒng)100中可以增加額外的部件，并且可以替換或去除一些下文所描述的部件。
[0030]輻射源模塊100包括產(chǎn)生并發(fā)出輻射(光)A的輻射源。在所描述的實(shí)施例中，輻射源發(fā)出波長在EUV范圍內(nèi)的電磁輻射，例如，從約Inm到約lOOnm。在實(shí)例中，輻射源發(fā)出波長為約13.5nm的EUV輻射。在實(shí)例中，輻射源是產(chǎn)生紫外線(UV)輻射、深UV(DUV)輻射、EUV輻射、X射線輻射、真空紫外線(VUV)或它們的組合的光源。可選地，輻射源是設(shè)計為產(chǎn)生并發(fā)出波長小于約10nm的輻射的另一光源。
[0031]照射模塊120收集、引導(dǎo)并且導(dǎo)向(direct)光A，使得將光A投影到掩模模塊130的掩模上。照射模塊120包括用于收集光A、將光A導(dǎo)向并成形到掩模上的各種光學(xué)部件。這種光學(xué)部件包括折射部件、反射部件、磁性部件、電磁部件、靜電部件、用于收集、導(dǎo)向和成形光A的其他類型部件或它們的組合。例如，照射模塊120可以包括各種聚光器、透鏡、平面鏡、波帶片、光圈、遮擋掩模和/或設(shè)計為將來自輻射源模塊110的光A收集、引導(dǎo)并導(dǎo)向到掩模上的其他光學(xué)部件。
[0032]掩模模塊130包括用于支撐掩模并且調(diào)整掩模的位置的掩模臺。該掩模包括與集成電路器件的圖案一致的掩模圖案。在本實(shí)例中，掩模是諸如相移掩模的反射掩模。該相移掩?？梢允撬p相移掩模(AttPSM)或交替式相移掩模(AltPSM)。在掩模是相移掩模的實(shí)例中，掩模包括吸收入射到其上的光的吸收區(qū)和反射入射到其上的光的反射區(qū)。吸收區(qū)可以配置為反射入射到其上的光，這些光具有不同于由反射區(qū)所反射的光的相位，使得轉(zhuǎn)移到晶圓的圖案的分辨率和圖像質(zhì)量提高。圖案化掩模的反射區(qū)和吸收區(qū)，使得從反射區(qū)(并且，在一些情況下，吸收區(qū))反射的光將掩模圖案的掩模圖案圖像投影到投影光學(xué)模塊140上(并且最終到達(dá)晶圓模塊150的晶圓)。例如，在光刻圖案化工藝期間，通過照射模塊120將光A投影到掩模模塊130的掩模上，并且將光A的部分從