CN111258174A - 光微影图案化系统 - Google Patents

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陈秋翔
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Abstract

一种光微影图案化系统包括：一光罩，其具有图案化特征；一薄膜，其具有多个开口；一辐射源，其用以发射辐射以反射及/或投射该些图案化特征；及一或多个反射镜，其用以将所反射及/或投射的图案化特征引导至一晶圆上。该薄膜用以保护该光罩免受颗粒及浮动污染物的影响。该多个开口占该薄膜的侧表面面积的5％至99.9％。该薄膜可在该些图案化特征的一侧上附接至该光罩、置放在该辐射源与该晶圆之间的一光路旁侧，或置放在反射镜与该辐射源之间的一光路中。该薄膜中的该多个开口由多种条形材料形成，或形成为一蜂巢状结构或一网状结构。

Description

光微影图案化系统
技术领域
本揭露是关于一种半导体制造的装置与系统，特别是关于一种半导体制造使用的光微影图案化系统、薄胶膜及成像系统。
背景技术
对于诸如深紫外线(Deep Ultra-Violet；DUV)光微影的现代光微影工具，薄膜用于保护光罩以免受落下的颗粒及漂浮的污染物影响。薄膜具有用于放射线透射的透明隔膜，且通常附接至框架，该框架定位成与光罩的图案侧相距特定距离。由于薄膜与作为成像表面的图案侧间隔开，因此薄膜的隔膜上的任何颗粒不会在焦平面上，且因此不会在晶圆上产生清晰的影像。对于在约13.5nm波长下操作的极紫外(Extreme Ultra-Violet；EUV)光微影，寻找可用作透明薄膜的合适材料具有挑战性。当前用于透明薄膜的材料在通过薄膜时会消耗EUV辐射约30％的能量。因此，迫切需要一种可用于EUV光微影中的改良薄膜。
发明内容
本揭露的实施例为光微影图案化系统。该系统包括：具有图案化特征的光罩；具有多个开口的薄膜，该薄膜用以保护光罩免受颗粒及漂浮污染物的影响；用以发射辐射以反射及/或投射图案化特征的辐射源；及一或多个反射镜，其用以将反射及/或投影的图案化特征引导至晶圆上。
附图说明
当结合附图阅读时，自以下详细描述将最佳地理解本揭露。须强调，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制，且仅用于说明目的。实际上，为了清楚起见，各种特征的尺寸可能任意增大或减小。
图1示意性地说明根据本揭露的实施例的安置在光微影遮罩上的薄膜。
图2A、图2B及图2C说明根据本揭露的各种实施例的薄膜的实例例。
图3A、图3B、图3C及图3D说明根据本揭露的各种实施例中安置在光罩上的薄膜的不同组态。
图4A说明根据本揭露的实施例的薄膜。
图4B说明根据本揭露的实施例的光源。
图4C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的模拟图。
图4D为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的另一模拟图。
图5A说明根据本揭露的实施例的薄膜。
图5B说明根据本揭露的实施例的光源。
图5C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的模拟图。
图5D为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的另一模拟图。
图6A说明根据本揭露的实施例的薄膜。
图6B说明根据本揭露的实施例的光源。
图6C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的模拟图。
图6D为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的另一模拟图。
图7A说明根据本揭露的实施例的薄膜。
图7B说明根据本揭露的实施例的光源。
图7C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的模拟图。
图7D为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的另一模拟图。
图8A说明根据本揭露的实施例的薄膜。
图8B说明根据本揭露的实施例的光源。
图8C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的模拟图。
图8D为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的另一模拟图。
图9A说明根据本揭露的实施例的薄膜。
图9B说明根据本揭露的实施例的光源。
图9C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的模拟图。
图9D为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜的透射光的强度的另一模拟图。
图10说明根据本揭露的实施例的使用带有薄膜的反射性遮罩的实例成像系统。
图11A为根据本揭露的一些实施例构造的具有激光产生电浆(laser producedplasma；LPP)EUV辐射源的EUV光微影系统的示意图。
图11B为根据本揭露的实施例的EUV光微影系统曝光工具的示意图。
【符号说明】
100...薄膜
102...基板
105...腔室
106...反射性多层(ML)
108...覆盖层
110...吸收堆叠
112...盲层
120...框架
150...光微影遮罩
200a...薄膜
200b...薄膜
200c...薄膜
205a...条形材料
205b...蜂巢状结构
205c...网状结构
215a...开口
215b...开口
215c...开口
300a...薄膜
300b...薄膜(多层薄膜)
300c...薄膜
300d...薄膜
305a...条形材料
305b...条形材料
305c...条形材料
305d...条形材料
315a...开口
315b...开口
315c...开口
315d...开口
320...框架
320-1...框架
320-2...框架
350...光罩
400...薄膜
450...光罩
500...薄膜
550...光罩
600...薄膜
650...光罩
700...薄膜
750...光罩
800...薄膜
850...光罩
900...薄膜
950...光罩
1000...成像系统
1100...薄膜
1110...吸收堆叠
1120...框架
1150反射性遮罩
1155...焦平面
1200...薄膜
1250...光路
1255...影像平面
1320...反射镜
1340...反射镜
1400...晶圆
1450...光阻层
2000...EUV光微影系统
2100...EUV辐射源设备
2105...腔室
2110...收集器
2115...目标液滴产生器
2120...液滴捕集器
2130...第一缓冲气体供应源
2135...第二缓冲气体供应源
2140...出口
2150...碎屑收集机构或装置
2200...曝光工具
2205a...光学件
2205b...光学件
2205c...图案化光学件
205d...缩小投影光学件
2205e...缩小投影光学件
2210...基板
2300...激发激光源设备
2310...激光产生器
2320...激光引导光学件
2330...聚焦设备
2600a...薄膜结构
2600b...薄膜结构
2600c...薄膜结构
BF...基础地板
DP...目标液滴(锡液滴)
DP1...阻尼器
DP2...阻尼器
MF...主地板
LR1...激光
LR2...激光(激光脉冲)
Pa...间距
Pb...间距
Pc...间距
PP1...基座板
PP2...基座板
Wa...宽度
Wb...宽度
Wc...宽度
具体实施方式
应理解，以下揭示内容提供用于实施本揭露的不同特征的许多不同的实施例或实例。下文描述组件及配置的特定实施例或实例以简化本揭露。当然，此等仅仅为实例，而无意于进行限制。举例而言，元件的尺寸不限于所揭示的范围或值，但可取决于处理条件及/或装置的所需特性。此外，在下文的描述中在第二特征之上或上的第一特征的形成可包括其中第一特征与第二特征直接接触地形成的实施例，且亦可包括其中可在第一特征与第二特征之间插入额外特征使得第一特征与第二特征可能不直接接触的实施例。为了简单及清楚起见，可以不同比例任意绘制各种特征。
此外，为了便于描述，本文中可能使用诸如“在...之下”、“在...下方”、“下部”、“在…上方”、“上部”等空间相对术语，以描述一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系，如图中所说明。除了在图中描述的定向之外，空间相对术语亦希望涵盖装置在使用或操作中的不同定向。可以其他方式定向(旋转90度或其他定向)装置，且在本文中使用的空间相对描述语亦可相应地进行解释。此外，术语“由...制成”可意谓“包含”或“由…组成”。
本文揭示的实施例涉及保护光微影遮罩的图案侧免受落下的颗粒及漂浮的污染物影响的薄膜。所揭示的薄膜(在本文中亦称为稀疏薄膜、薄膜结构或简称为结构)维持EUV辐射的相对较高的透射率。在本文所揭示的一些实施例中，与现有薄膜结构中包括在光罩上拉伸的膜或隔膜相反，本揭露的薄膜由包括间隙、间隔或(在本文中通常称为开口)的材料形成。在一些实施例中，使薄膜的一部分或全部充电或磁化以改良颗粒及污染物的收集。在各种实施例中，稀疏薄膜用以为具有约13.5nm或通常约10nm至约450nm的波长的EUV辐射提供改良的透射率。除了用作薄膜(作为光微影遮罩的一部分)之外，薄膜亦可用于EUV系统的成像系统中(例如，用于光学系统中)以收集光路中(在一些实施例中)或光路外(在其他实施例中)的漂浮污染物。
图1示意性地说明根据本揭露的实施例的安置在光微影遮罩150上的薄膜100。光微影遮罩150包括安置在盲层112上方的基板102。在一些实施例中，盲层112为具有在50nm与300nm之间的厚度的CrN层。光微影遮罩150亦包括安置在基板102上的多个反射性多层(multilayer，ML)106。在一些实施例中，ML106包括多个层对，诸如钼-硅(Mo/Si)层对(例如，每一层对中的硅层上方或下方的钼层)。在一些实施例中，ML 106的厚度在250nm至350nm之间。在一些实施例中，ML 106包括钼-铍(Mo/Be)层对，或可用以高度反射EUV光的其他合适材料。光微影遮罩150亦包括安置在ML106上以用于保护的覆盖层108，诸如钌(Ru)层。在一些实施例中，光微影遮罩150亦包括吸收堆叠110，该吸收堆叠包括TaBO、TaBN、TaNO或TaN的双层。吸收堆叠110的双层安置在覆盖层108上。吸收堆叠110经图案化以形成图案化特征。光微影遮罩150亦包括用于支撑薄膜100的框架120。框架120位于吸收堆叠110上方。在一些实施例中，薄膜100经由框架120定位在与吸收堆叠110相距1mm至3mm的距离。在一些实施例中，框架120具有在1mm与3mm之间的高度。
图2A、图2B及图2C说明根据本揭露的薄膜的各种实施例。图2A示意性地说明包括多种条形材料205a的薄膜200a。薄膜200a的厚度在约10nm与约100μm之间。条形材料205a的宽度Wa在约1nm与约1μm之间，且间距Pa在约1μm与约100μm之间。在一些实施例中，宽度Wa在约1nm与约100nm之间、在约10nm与约1μm之间，或在约10nm与约100nm之间，包括其间的任何宽度值范围。在一些实施例中，间距Pa在约1μm与约80μm之间、在约1μm与约50μm之间，或在约10μm与约100μm之间，包括其间的任何间距值范围。
如图2A所示，薄膜200a包括由多种条形材料205a形成的多个开口215a。多个开口215a占薄膜200a的侧表面面积的约5％至约99.9％。在一些实施例中，多个开口215a占薄膜200a的侧表面面积的约5％至约99.9％、约5％至约99％、约10％至约98％、约10％至约95％、约20％至约90％，或约25％至约75％，包括其间的任何侧表面面积范围。
图2B示意性地说明包括蜂巢状结构205b的薄膜200b。薄膜200b的厚度在约10nm与约100μm之间。如图2B所示，蜂巢状结构205b的宽度Wb在约1nm与约1μm之间，且间距Pb(在平行边之间的距离)在约1μm与约100μm之间。在一些实施例中，宽度Wb在约1nm与约100nm之间、在约10nm与约1μm之间，或在约10nm与约100nm之间，包括其间的任何宽度值范围。在一些实施例中，间距Pb在约1μm与约80μm之间、在约1μm与约50μm之间，或在约10μm至约100μm之间，包括其间的任何间距值范围。
如图2B所示，蜂巢状结构205b具有多个开口215b。多个开口215b占薄膜200b的侧表面面积的约5％至约99.9％。在一些实施例中，多个开口215b占薄膜200b的侧表面面积的约5％至约99.9％、约5％至约99％、约10％至约98％、约10％至约95％、约20％至约90％，或约25％至约75％，包括其间的任何侧表面面积范围。
图2C示意性地说明包括具有正方形开口的网状结构205c的薄膜200c。薄膜200c的厚度在约10nm与约100μm之间。在一些实施例中，网状结构205c包括任何形状或形式的多个开口，包括但不限于圆形、椭圆形、角形开口。网状结构205c的宽度Wc在约1nm与约1μm之间，且间距Pc在约1μm与约100μm之间。在一些实施例中，宽度Wc在约1nm与约100nm之间、在约10nm与约1μm之间，或在约10nm与约100nm之间，包括其间的任何宽度值范围。在一些实施例中，间距Pc在约1μm与约80μm之间、在约1μm与约50μm之间，或在约10μm与约100μm之间，包括其间的任何间距值范围。如图2C所示，在一些实施例中，在水平及垂直方向两者上量测间距Pc。
如图2C所示，薄膜200c包括多个开口215c。多个开口215c占薄膜200c的侧表面面积的约5％至约99.9％。在一些实施例中，多个开口215c中薄膜200c的侧表面面积的约5％至约99.9％、约5％至约99％、约10％至约98％、约10％至约95％、约20％至约90％，或约25％至约75％，包括其间的任何侧表面面积范围。
图3A、图3B、图3C及图3D说明根据本揭露的各种实施例的安置在光罩上的薄膜的不同组态。图3A示意性地说明由安置在光罩350上的框架320支撑的薄膜300a。薄膜300a与图2A、图2B及图2C中的各别薄膜200a、200b或200c相同或基本类似。光罩350与图1所示及所述的光微影遮罩150相同或基本类似。薄膜300a的厚度在约10nm与约100μm之间。框架320的高度D在约1mm至约10mm，且因此，薄膜300a安置成与光罩350的表面相距约1mm至约3mm。
如图3A所示，薄膜300a包括由多种条形材料305a形成的多个开口315a。多个开口315a占薄膜300a的侧表面面积的约5％至约99.9％。如图3A所示，多个开口315a占薄膜300a的侧表面面积的约5％至约99.9％、约5％至约99％、约10％至约98％、约10％至约95％、约20％至约90％或约25％至约75％，包括其间的任何侧表面面积范围。
图3B示意性地说明多层薄膜300b，其包括由堆叠在光罩350上的两个框架320-1及320-2支撑的薄膜300b的两层。薄膜300b的每一层与图2A、图2B或图2C的薄膜200a、200b、200c相同或基本类似。薄膜300b的每一层的厚度为约10nm至约100μm。两个框架320-1及320-2中的每一者的高度为约1mm至约10mm，其因此，薄膜300b的第一层安置成与光罩350相距约1mm至约3mm，且薄膜300b的第二层安置成与光罩350相距约2mm至约20mm。
如图3B所示，多层薄膜300b在薄膜300b的每一层中包括由多种条形材料305b形成的多个开口315b。薄膜300b的每一层中的多个开口315b占该层的侧表面面积的约5％至约99.9％。如图3B所示，薄膜300b的每一层中的多个开口315b占该层的侧表面面积的约5％至约99.9％、约5％至约99％、约10％至约98％、约10％至约95％、约20％至约90％，或约25％至约75％，包括其间的任何侧表面面积范围。
在一些实施例中，多层薄膜300b的薄膜300b的每一层包括相同的材料及相同的结构配置。该配置包括例如包含薄膜的开口、间距、宽度及厚度等的侧表面面积的百分比等。在一些实施例中，多层薄膜300b的薄膜300b的每一层包括相同的材料，但具有不同的结构组态。在一些实施例中，多层薄膜300b的薄膜300b的每一层包括不同的材料，但具有相同的结构组态。在一些实施例中，多层薄膜300b的薄膜300b的每一层包括不同的材料，且具有不同的结构组态。多层薄膜300b的薄膜300b的每一层可由具有足够低的K值而维持光穿透率所任何材料所制成。
如图3B所示，薄膜300b的两层定位成使得多层薄膜300b的两个层中的多种条形材料305b平行。在一些实施例中，两层中的条形材料305b的相对定向彼此垂直。
图3C示意性地说明由安置在光罩350上的框架320支撑的薄膜300c。薄膜300c与图2A、图2B或图2C的薄膜200a、200b或200c相同或基本类似。薄膜300c包括由多种条形材料305c形成的多个开口315c。薄膜300c的厚度在约10nm与约100μm之间。多种条形材料305c的宽度在约1nm与约1μm之间，且间距在约1μm与约100μm之间。在一些实施例中，多种条形材料305c的一部分或全部充电以改良颗粒及污染物的收集。如图3C所示，在交替的条形材料305c上施加电压(指示为V+及V-)以截留颗粒及污染物。可以直流电(DC)或交流电(AC)供应电压。在施加电压时，在交替的条形材料305c上产生电场，且结果，由薄膜300c俘获带电粒子及污染物。
图3D示意性地说明由安置在光罩350上的框架320支撑的薄膜300d。薄膜300d与图2A、图2B或图2C的薄膜200a、200b或200c相同或基本类似。薄膜300d包括由多种条形材料305d形成的多个开口315d。薄膜300d的厚度在约10nm与约100μm之间。多种条形材料305d的宽度在约1nm与约1μm之间，且间距在约1μm与约100μm之间。在一些实施例中，多种条形材料305d的一部分或全部经磁化以改良颗粒及污染物的收集。举例而言，如图3D所示，多种条形材料305d中的每一条形材料经磁化以具有在一端的磁场的南极及在另一端的磁场的北极。在一些实施例中，磁场的极性在相邻的条形材料305d之间交替。
在一些实施例中，薄膜200a、200b、200c、300a、300c及300d组态成类似于如第3B所示的多层薄膜300b的堆叠组态。在一些实施例中，薄膜300a、300b、300c及300d使用图2B的具有薄膜200b的蜂巢状结构或图2C的具有薄膜200c的网状结构或任何其他形状或形式的开口组态而成。在一些实施例中，薄膜200b的蜂巢状结构(或薄膜200c的网状结构)的一些部分具备正极性，而其他部分具备负极性，如图3C所示。在一些实施例中，薄膜200b的蜂巢状结构200b(或薄膜200c网状结构200c)的一些部分经磁化以具有北极，而其他部分经磁化以具有磁场的南极。
图4A说明根据本揭露的实施例的安置在光罩450上的薄膜400。图4A所示的薄膜400的宽度为100nm，间距为10μm，且安置成与光罩450的表面相距1.5mm。图4B说明具有诸如Y定向(Y-oriented)的偶极子的形状的光源。图4C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜400的透射光的强度随横向位置x及y而变的模拟图。薄膜400的透射光的强度展示为灰度强度。图4D为指示薄膜400的透射光的强度随横向位置x而变的另一模拟图。
图5A说明根据本揭露的实施例的安置在光罩550上的薄膜500。图5A所示的薄膜500的宽度为10nm，间距为10μm，且安置成与光罩550的表面相距1.5mm。图5B说明具有诸如Y定向的偶极子的形状的光源。图5C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜500的透射光的强度随横向位置x及y而变的模拟图。薄膜500的透射率展示为灰度强度。图5D为指示薄膜500的透射光的强度随横向位置x而变的另一模拟图。
图6A说明根据本揭露的实施例的安置在光罩650上的薄膜600。图6A所示的薄膜600的宽度为100nm，间距为100μm，且安置成与光罩650的表面相距1.5mm。图6B说明具有诸如Y定向的偶极子的形状的光源。图6C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜600的透射光的强度随横向位置x及y而变的模拟图。薄膜600的透射率展示为灰度强度。图6D为指示薄膜600的透射光的强度随横向位置x而变的另一模拟图。
图7A说明根据本揭露的实施例的安置在光罩750上的薄膜700。图7A所示的薄膜700的宽度为100nm，间距为10μm，且安置成与光罩750的表面相距2.5mm。图7B说明具有诸如Y定向的偶极子的形状的光源。图7C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜700的透射光的强度随横向位置x及y而变的模拟图。薄膜700的透射率展示为灰度强度。图7D为指示薄膜700的透射光的强度随横向位置x而变的另一模拟图。
图8A说明根据本揭露的实施例的安置在光罩850上的薄膜800。图8A所示的薄膜800的宽度为100nm，间距为10μm，且与光罩850的表面相距1.5mm。图8B说明具有诸如x定向的偶极子的形状的光源。图8C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜800的透射光的强度随横向位置x及y而变的模拟图。薄膜800的透射率展示为灰度强度。图8D为指示薄膜800的透射光的强度随横向位置x而变的另一模拟图。
图9A说明根据本揭露的实施例的安置在光罩950上的薄膜900。图9A所示的薄膜900的宽度为100nm，间距为100μm，且与光罩950的表面相距1.5mm。图9B说明具有诸如Y定向的偶极子的形状的光源。图9C为基于晶圆上的薄膜的影像指示薄膜900的透射光的强度随横向位置x及y而变的模拟图。薄膜900的透射率展示为灰度强度。图9D为指示薄膜900的透射光的强度随横向位置x而变的另一模拟图。
图10说明根据本揭露的实施例的成像系统1000。如图10所说明，成像系统1000包括反射性遮罩1150，与图1的反射性遮罩相比，该反射性遮罩颠倒地展示。反射性遮罩1150与图1所示及所述的光微影遮罩150相同或基本类似。如图10所示，反射性遮罩1150包括经由具有图案化特征的一侧上的框架1120附接至遮罩1150的薄膜1100。图案化特征形成于安置在遮罩1150上的吸收堆叠1110中。薄膜1100与如图2A、图2B、图2C、图3A、图3B、图3C、图3D、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A及图9A所示的薄膜200a、200b、200c、300a、300b、300c、300d、400、500、600、700、800及900中的任一者相同或基本类似。薄膜1100的厚度在10nm至100μm之间，且安置成与遮罩1150相距约1mm至约3mm。
在一些实施中，薄膜200a、200b、200c、300a、300b、300c、300d、400、500、600、700、800、900及1100包括硝化纤维素、纤维素酯、氟碳聚合物、氟聚合物、其组合及其类似者。在一些实施例中，薄膜200a、200b、200c、300a、300b、300c、300d、400、500、600、700、800、900及1100包括硅。在一些实施例中，中性材料的共同K值具有合适的化学以及/或者物理性质而用于薄膜光栅。上述材料的一些示例包括但不限于Si、Mo、TABN、TaBO、Ru。
如图10所说明，成像系统1000包括一组反射镜1320及1340以及晶圆1400。晶圆1400具有安置在其上的光阻层1450。如图10所示，吸收堆叠1110具有焦平面1155，且在焦平面1155处的图案化特征可在与光阻层1450叠置的影像平面1255处转印至晶圆1400。吸收堆叠1110的图案化特征经由该组反射镜1320及1340沿着光路1250转印至碰巧在影像平面1255处的光阻层1450上。在一些实施例中，存在更多或更少的反射镜。因此，置放在薄膜1100上的任何颗粒或污染物不会转印至影像平面1255，而是颗粒及污染物的影像将仅聚焦在薄膜1200的影像上。因此，仅焦平面1155处的特征将在影像平面1255上成像。
图11A及图11B为EUV光微影系统的示意图及图解。如图11A所示，EUV光微影系统2000(亦可称为光微影系统或图案化系统)包括产生EUV光的EUV辐射源设备2100，诸如扫描仪的曝光工具2200及激发激光源设备2300。如图11A所示，在一些实施例中，EUV辐射源设备2100及曝光工具2200安装在洁净室的主地板MF上，而激发激光源设备2300安装在位于主地板下方的基础地板BF中。EUV辐射源设备2100及曝光工具2200中的每一者分别经由阻尼器DP1及DP2置放在基座板PP1及PP2上。EUV辐射源设备2100及曝光工具2200通过可包括聚焦单元的耦接机构彼此耦接。
在一个特定实例中，EUV辐射源设备2100产生具有以约13.5nm为中心的波长的EUV光。在一个特定实例中，EUV辐射源设备2100产生具有在约13.4nm至约13.6nm范围内的波长的EUV光。在本实施例中，EUV辐射源设备2100利用激光产生电浆(laser-produced plasma；LPP)机制来产生EUV辐射。
曝光工具2200包括各种反射性光学组件，例如凸/凹/平镜、包括遮罩台的遮罩固持机构及晶圆固持机构。由EUV辐射源设备2100产生的EUV辐射EUV由反射性光学组件引导至固定在遮罩台上的遮罩上。在一些实施例中，遮罩台包括用于固定遮罩的静电卡盘(electrostatic chuck，e-chuck)。由于气体分子吸收EUV光，因此用于EUV光微影图案化的光微影系统维持在真空或低压环境中以避免EUV强度损失。
图11B为根据本揭露的实施例的极紫外光微影工具的细节的简化示意图，其展示用图案化EUV光束对涂布有光阻的基板2210进行曝光。曝光工具2200为积体电路光微影工具，诸如步进器、扫描仪、步进及扫描系统、直接写入系统、使用接触及/或接近遮罩的装置等，其具备：一或多个光学件2205a、2205b，例如以用EUV光束照明图案化光学件2205c(诸如光罩)，以产生图案化光束；及一或多个缩小投影光学件205d、2205e，用于将图案化光束投射至基板2210上。可提供机械总成(未展示)以在基板2210与图案化光学件2205c之间提供受控相对运动。如图11B进一步所示，EUVVL工具包括EUV光源设备2100，包括在腔室2105中发射EUV光的ZE处的电浆，其由收集器2110沿着路径收集且反射进入曝光工具2200中以照射基板2210。
如本文所使用，术语“光学件”意欲广义地解释为包括但不必限于反射及/或透射及/或操作入射光的一或多个组件，且包括但不限于一或多个透镜、窗、滤光器、楔形物、棱镜、棱栅、光栅、透射纤维、标准具、扩散器、均化器、侦测器及其他仪器组件、光圈、轴锥及反射镜，包括多层反射镜、近法线入射镜、掠入射镜、镜面反射器、漫反射器及其组合。此外，除非另有说明，否则本文中使用的术语“光学件”不意欲限于仅在一或多个特定波长范围内(诸如在EUV输出光波长、照射激光波长、适用于计量的波长或任何其他特定波长)操作的组件。
EUV光微影系统2000可进一步包括其他模组，或与其他模组整合(或耦接)。
如图11A所示，EUV辐射源设备2100包括由腔室2105围封的目标液滴产生器2115及LPP(laser produced plasma)型态的收集器2110。目标液滴产生器2115产生多个目标液滴DP。在一些实施例中，目标液滴DP为锡(Sn)液滴。在一些实施例中，锡液滴各自的直径为约30微米(μm)。在一些实施例中，锡液滴DP以约50滴每秒的速率产生，且以约70米每秒(m/s)的速度引入至激发ZE区。其他材料亦可用于目标液滴，例如，含锡的液态材料，诸如含锡或锂(Li)的低共熔合金。
由激发激光源设备2300产生的激发激光LR2为脉冲激光。在一些实施例中，激发层包括预热激光及主激光。预热激光脉冲用于加热(或预热)目标液滴，以产生低密度目标羽流，随后将其通过主激光脉冲加热(或再加热)，从而产生增大的EUV光发射。
在各种实施例中，预热激光脉冲具有约100μm或更小的光斑大小，而主激光脉冲具有约200-300μm的光斑大小。
激光脉冲LR2由激发激光源设备2300产生。激发激光源设备2300可包括激光产生器2310、激光引导光学件2320及聚焦设备2330。在一些实施例中，激光产生器2310包括二氧化碳(CO2)或掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光源。
由激光产生器2310产生的激光LR1由激光引导光学件2320引导，且由聚焦设备2330聚焦至激发激光LR2中，且接着引入至EUV辐射源设备2100中。激光LR2穿过窗(或透镜)进入激发ZE区。窗采用对激光束基本透明的合适材料。脉冲激光的产生与目标液滴的产生同步。当目标液滴移动穿过激发区时，预脉冲会加热目标液滴且将其变换为低密度目标羽流。控制预脉冲与主脉冲之间的延迟，以允许目标羽流形成且扩展至最佳大小及几何形状。当主脉冲加热目标羽流时，会产生高温电浆。电浆发射EUV辐射EUV，其由收集器收集器2110收集。收集器2110具有反射表面，该反射表面反射且聚焦用于光微影曝光过程的EUV辐射。在一些实施例中，液滴捕集器2120与目标液滴产生器2115相对地安装。液滴捕集器2120用于捕集过量的目标液滴。举例而言，一些目标液滴可能会被激光脉冲故意遗漏。
收集器2110包括适当的涂层材料及形状，以用作用于EUV收集、反射及聚焦的反射镜。在一些实施例中，收集器2110被设计成具有椭圆形几何形状。在一些实施例中，收集器设备2100的涂层材料类似于EUV遮罩的反射性多层。在一些实例中，收集器2110的涂层材料包括多个层(例如，多个Mo/Si膜对)，且可进一步包括涂布在该多个层上以基本上反射EUV光的覆盖层(诸如，Ru)。在一些实施例中，收集器2110可进一步包括光栅结构，该光栅结构被设计成有效地散射引导至收集器2110上的激光束。举例而言，在一些实施例中，氮化硅层涂布在收集器2110上，且经图案化以具有光栅图案。
在此种EUV辐射源设备中，由激光施加引起的电浆产生实体碎片，诸如液滴的离子、气体及原子，以及所需的EUV辐射。必须防止材料在收集器2110上积聚，且亦必须防止实体碎片离开腔室105且进入曝光工具2200。
如图11A所示，在一些实施例中，经由收集器2110中的孔隙自第一缓冲气体供应源2130供应缓冲气体，通过该收集器将脉冲激光递送至锡液滴。在一些实施例中，缓冲气体为H2、He、Ar、N2或另一惰性气体。在某些实施中，H2用作通过缓冲气体的电离产生的H基团，可用于清洁目的。亦可通过一或多个第二缓冲气体供应源2135朝向收集器2110及/或在收集器2110的边缘附近提供缓冲气体。此外，腔室2105包括一或多个气体出口2140，使得缓冲气体排出至腔室2105外部。
氢气对EUV辐射的吸收低。到达收集器2110的涂层表面的氢气与液滴的金属发生化学反应，从而形成氢化物，例如金属氢化物。当锡(Sn)用作液滴时，会形成EUV产生过程的气态副产物锡烷(SnH4)。接着将气态SnH4经由出口2140泵出。然而，难以自腔室排出所有气态的SnH4且防止SnH4进入曝光工具2200。要截留SnH4或其他碎屑，必须在腔室2105中使用一或多个碎屑收集机构或装置2150。
如图11B所说明，薄膜结构2600a展示为置放在收集器2110与光学件2205a、2205b之间的光路旁侧。另一薄膜结构2600b展示为置放在图案化光学件2205c的前面。在一些实施例中，薄膜结构2600b附接至图案化光学件2205c，诸如光罩，如关于图3A、图3B、图3C、图3D、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A及图9A所示及所述。在另一实施例中，薄膜结构2600c置放在一或多个缩小投影光学件205d、2205e之间的光路中。薄膜结构2600a、2600b及2600c与薄膜200a、200b、200c、300a、300b、300c、300d、400、500、600、700、800及900中的任一者相同或基本类似。
在一些实施例中，薄膜结构2600a、2600b及2600c中的一或多者可包括在如图11B所示及所述的EUV光微影系统及组件中。在一些实施例中，薄膜结构2600a、2600b及2600c包括多个开口，且该些开口占薄膜结构2600a、2600b及2600c的侧表面面积的5％至99.9％。在一些实施例中，薄膜结构2600a、2600b及2600c具有在10nm与100μm之间的厚度。在一些实施例中，薄膜结构2600a、2600b及2600c包括呈条形材料、蜂巢状结构或网状结构形式的多个开口。在一些实施例中，薄膜结构2600a、2600b及2600c的多个开口具有在1nm与1μm之间的宽度及在1μm与100μm之间的间距。
本揭露包括薄膜(稀疏薄膜或稀疏薄膜结构)，以保护光微影遮罩的图案侧免受落下的颗粒及漂浮的污染物影响。所揭示的稀疏薄薄膜维持EUV辐射的相对较高的透射率。在一些实施例中，与包括在光罩上拉伸的膜或隔膜的现有薄膜结构相反，该稀疏薄膜结构是由包括间隙、间隔或开口的材料形成。在一些实例实施例中，将稀疏薄膜结构充电或磁化以改良颗粒及污染物的收集。在各种实施例中，稀疏薄膜用以为具有约13.5nm的波长的EUV辐射提供改良的透射率。在一些实施例中，除了用作薄膜(作为光微影遮罩的一部分)之外，稀疏薄膜亦可用于EUV系统的成像系统中(例如，用于光学系统中)以收集光路中的漂浮污染物。
本揭露的实施例为光微影图案化系统。该系统包括：具有图案化特征的光罩；具有多个开口的薄膜，该薄膜用以保护光罩免受颗粒及漂浮污染物的影响；用以发射辐射以反射及/或投射图案化特征的辐射源；及一或多个反射镜，其用以将反射及/或投影的图案化特征引导至晶圆上。在一实施例中，薄膜在图案化特征的一侧上以1mm至10mm之间的距离附连至光罩。在一实施例中，薄膜置放在辐射源与晶圆之间的光路旁侧。在一个实施例中，一或多个反射镜包括至少两个反射镜，其中薄膜置放在至少两个反射镜之间的光路中。在一个实施例中，稀疏薄膜中的多个开口由多种条形材料形成。在一个实施例中，稀疏薄膜中的多个开口形成蜂巢状结构或网状结构。在一实施例中，薄膜中的多个开口包含薄膜的侧表面面积的高达99.9％。在一个实施例中，稀疏薄膜中的多个开口包括稀疏薄膜的侧表面面积的至少5％。在一个实施例中，辐射具有在10.0nm与450.0nm之间的波长。在一实施例中，该薄膜对于在约13.4nm至约13.6nm范围内的辐射波长具有高达90％的透射效率。
本揭露的另一实施例为薄膜。该薄膜包括：具有多个开口的薄膜结构，其中多个开口占薄膜结构的侧表面面积的5％至99.9％；及用于支撑薄膜结构的框架。在一实施例中，薄膜结构包括多个层，其中多个层包含至少两种不同的材料或成分。在一个实施例中，多个开口由宽度在1nm至1μm之间且间距在1μm至100μm之间的多种条形材料形成。在一个实施例中，多种条形材料中的一些条形材料被充电或磁化。在一个实施例中，多个开口形成蜂巢状结构或网状结构。在一实施例中，薄膜对于范围为13.4nm至13.6nm(例如以13.5nm为中心)的辐射波长具有高达90％的透射效率。
本揭露的另一实施例为一种成像系统。该成像系统包括：反射性遮罩，其在反射性遮罩的一侧上具有图案化特征；至少一个透镜或反射镜；及薄膜，其具有安置在反射性遮罩与至少一个透镜或反射镜之间的多个开口。在一实施例中，稀疏薄膜附接至反射性遮罩的具有图案化特征的一侧。在一实施例中，多个开口由宽度在1nm至1μm之间且间距在1μm至100μm之间的多种条形材料形成。在一个实施例中，多个开口占薄膜的侧表面面积的5％至99.9％。
前文概述了若干实施例或实例的特征，使得熟悉此项技术者可更佳地理解本揭露的态样。熟悉此项技术者应理解，其可容易地将本揭露用作设计或修改其他过程及结构以实施与本文介绍的实施例或实例相同的目的及/或达成相同的优点的基础。熟悉此项技术者亦应认识到，此种等效构造不脱离本揭露的精神及范围，且在不脱离本揭露的精神及范围的情况下，其可在本文中进行各种改变、替换及更改。

Claims (1)

1.一种光微影图案化系统，其特征在于，包括：
具有图案化特征的光罩；
具有多个开口的薄膜，该薄膜用以保护该光罩防止微粒及漂浮的污染物影响；
辐射源，其用以发射辐射以反射及/或投射图案化特征；及
一或多个反射镜，其用以将所反射及/或投影的图案化特征引导至一晶圆。
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