CN117331283A - 光源装置、光刻装置和物品制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及光源装置、光刻装置和物品制造方法。光源装置包括：光源；第一壳体，其被构造为容纳光源；第一壳体的平面，其包括与第一壳体的外部连通的多个开口；以及多个部，其布置在平面上，各个部具有相对于平面而倾斜的倾斜面。多个部中的至少一个部反射来自光源的光，使得反射光通过多个开口中的至少一个开口离开第一壳体。

Description

光源装置、光刻装置和物品制造方法

技术领域

本公开涉及光源装置、光刻装置和物品制造方法。

背景技术

曝光装置用在制造诸如半导体器件和显示设备等设备的光刻处理中。曝光装置将基板曝光于来自光源装置的光，该光源装置具有诸如灯的光源。光源装置的输出随着基板尺寸的增加而增加。因此，防止由于包含在来自光源装置的光中的长波长光引起的辐射热的影响已经成为重要的问题。

日本特开第2004-354655号公开了与曝光镜有关的内容，该曝光镜用于反射从光源发射的光以使基板曝光。曝光镜在其底座上附接有冷却材料。在曝光镜的底座的表面上形成光吸收膜。在光吸收膜的顶层上形成用于选择性地仅反射预定短波长光的短波长光反射膜。

光源可以布置在光源装置的壳体内部。来自光源的光被壳体反射，并且反射光可以照亮光源。如果被壳体反射的光照射光源，则光源的温度会由于辐射热而升高。

日本特开第2004-354655号讨论了通过用冷却单元冷却壳体来排出到达壳体的热量和加热的空气，但是没有讨论如何防止由壳体反射的光照射到的光源的温度升高。

发明内容

本公开旨在提供用于防止光源的温度升高的光源装置、光刻装置和物品制造方法。

根据本公开的方面，一种光源装置包括：光源；第一壳体，其被构造为容纳(store)光源；第一壳体的平面(planar surface)，其包括与第一壳体的外部连通的多个开口；以及多个部(a plurality of portions)，其布置在平面上，各个部具有相对于平面而倾斜的倾斜面(inclined plane)。多个部中的至少一个部反射来自光源的光，使得反射光通过多个开口中的至少一个开口离开第一壳体。

根据以下参照附图对实施例的描述，本公开的进一步特征将变得明显。

附图说明

图1示出曝光装置的构造。

图2示出根据第一实施例的光源装置的构造。

图3A和图3B是示出根据第一实施例的光源装置的截面图。

图4是示出根据第一实施例的光源装置的第一壳体的立体图。

图5示出了从灯发射的光的光路的示例。

图6A和图6B是示出根据第二实施例的光源装置的截面图。

图7示出第二实施例的光源装置的第一壳体的一部分的横向面。

图8示出根据第三实施例的光源装置的构造。

图9是示出根据第三实施例的光源装置的第一壳体的立体图。

图10是示出使用曝光装置进行设备制造的流程图。

图11是示出图10所示的流程图的步骤4中的晶片处理的详细流程图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述示例性实施例。以下实施例不将本公开限制在权利要求的范围内。虽然在实施例中描述了多个特征，但是并非所有的多个特征对于本公开都是必不可少的，并且可以以任意方式组合多个特征。在附图中，相同或相似的组件被分配相同的附图标记，并且将省略其重复的描述。

现在将描述第一实施例。首先将描述作为光刻装置的曝光装置100。图1示出曝光装置100的构造。曝光装置100例如包括光源装置110、快门装置120、照明光学系统130、原板保持单元140、投影光学系统150以及基板保持单元160。根据本说明书和附图，沿着包括在光源装置110(下面描述)中的反射镜(mirror)50的光轴的方向是Z轴方向。沿着垂直于Z轴方向的平面彼此垂直相交的两个不同方向是X轴方向和Y轴方向。

原板保持单元140保持原板142。由原板定位机构(未示出)定位原板保持单元140，并且通过原板保持单元140的定位来定位原板142。基板保持单元160保持基板162。通过抗蚀剂涂敷装置而涂敷有抗蚀剂(感光材料)的基板162被供给到曝光装置100。由基板定位机构(未示出)定位基板保持单元160。通过基板保持单元160的定位来定位基板162。

快门装置120被布置成阻断光源装置110与原板保持单元140之间的光路上的光束。照明光学系统130通过利用来自光源装置110的光对原板142进行照明。投影光学系统150将由照明光学系统130照明的原板142的图案投影到基板162。因此，基板162被曝光。由此，在涂敷于基板162的抗蚀剂上形成潜像图案。通过显影装置(未示出)对潜像图案进行显影，从而在基板162上形成抗蚀剂图案。

现在将在下面参照图2描述光源装置110。图2示出根据本实施例的光源装置110的构造。光源装置110包括作为光源的灯10、用于聚焦由灯10产生的光的反射镜50、用于容纳灯10的第一壳体111和用于容纳第一壳体111的第二壳体112。

灯10的示例包括汞灯、氙灯、金属卤化物灯和其他短弧型灯。反射镜50可以是具有位于反射镜50的光轴OAX上的第一焦点FP1和第二焦点FP2的椭圆反射镜。反射镜50的光轴OAX是连接第一焦点FP1和第二焦点FP2的轴线。

灯10布置在光轴OAX上。灯10的亮点AP布置在第一焦点FP1或其附近。反射镜50反射从亮点AP发射的光以将光聚焦在第二焦点FP2处。反射镜50是涂敷有薄光学膜的冷反射镜，该薄光学膜透射长波长光(诸如红外光)并反射短波长光(诸如可见光和紫外光)。反射镜50的开口的直径依灯10的尺寸而例如为300mm至400mm。反射镜50可以是发射平行的反射光的抛物面反射镜。

从灯10发射的光可能被第一壳体111的面向灯10的平面而反射并照射到灯10。由于来自灯10的光包含诸如红外光的长波长光，所以灯10的温度可能由于被反射光照射而升高。由于灯10的温度升高可能缩短灯10的寿命，所以防止灯10的温度升高是重要的。

因此，根据本实施例，布置多个部，这多个部接合到第一壳体111的面向灯10的平面，并且具有相对于平面而倾斜的倾斜面。

图3A和图3B是示出根据本实施例的光源装置110的截面图。图3A和图3B是当从上面观察图2中的横截面AA'时的平面图。图4是示出根据本实施例的光源装置110的第一壳体的立体图。如图3A和图4所示，第一壳体111具有面向灯10的平面111a。第一壳体111具有：多个(一组)部(portion)111b，其具有接合到平面111a并且相对于平面111a倾斜的面(倾斜面)。多个部111b在X轴方向上呈直线排列，并且布置在平面111a上。图4所示的多个部111b在X轴方向上呈直线排列，而另一表面上的多个部111b在Y轴方向上呈直线排列并且布置在平面111a上。

多个部111b中的各个部接合到平面111a并且具有相对于平面111a倾斜的倾斜面。各部111b被布置在这样的位置：在该位置处灯10不存在于倾斜面的法线方向上。这意味着多个部111b的倾斜面中没有一个倾斜面面向灯10。根据本实施例，多个部111b中的各个部具有板状形状。

第一壳体111上的多个部111b防止从灯10发射的光被第一壳体111反射并照射到灯10。图5示出从灯10发射的光的光路的示例。图5类似于图3A，因此省略了诸如平面111a的一些附图标记。参照图5，从灯10发射的光F1穿透反射镜50或穿过反射镜50，然后到达第一壳体111。光F1被多个部111b中的一个部的倾斜面反射，但不沿朝向灯10的方向反射。因此，光F1不照射灯10。反射光在其被漫反射的同时被衰减。反射光还在其于第一壳体111内被反复反射的同时被衰减。这降低了从灯10发射的光返回到灯10以照射灯10的可能性。更具体地，多个部111b降低了从灯10发射的光返回到灯10以照射灯10的可能性。这意味着具有多个部111b的第一壳体111能够防止灯10的温度升高。

由于多个部111b降低了由倾斜面反射的光照射灯10的可能性，因此期望倾斜面相对于平面111a以10度至80度的角度布置。更期望的是，多个部111b被布置成使得倾斜面相对于平面111a以30度至60度的角度布置。

还期望的是，多个部111b中的一些部以与多个部111b中的其他部的角度不同的角度布置。如图3B所示，与多个部111b1和多个部111b2一样，期望具有倾斜面的多个部111b相对于平面111a以不同的角度布置。该布置能够防止多个部111b中的一些部的倾斜面被布置成面向灯10。另外，期望多个部111b1与多个部111b2之间的边界位置从垂直于与平面111a平行的平面、通过灯10的中心的直线P1上的位置偏离。该布置的目的在于防止从位于多个部111b1与多个部111b2之间的边界处的开口111c发射的光被第二壳体112反射并照射灯10。

在第一壳体111的平面111a上形成有多个开口111c。多个开口111c允许第一壳体111内部的空间(第一空间)与位于第一壳体111外部和第二壳体112内部的空间(第二空间)相连通。第二空间是第一壳体与第二壳体之间的空间。例如，从灯10发射的光F2穿透反射镜50或穿过反射镜50，然后到达第一壳体111。如果光F2相对于平面111a的入射角大于0，则光F2在第一壳体111与第二壳体112之间反射的同时衰减。这降低了从灯10发射的光返回到灯10以照射灯10的可能性。这意味着具有多个开口111c的第一壳体111能够防止灯10的温度升高。

期望多个开口111c中的各个开口布置在多个部111b之间。如图5所示，被多个部111b中的一个部的倾斜面反射的光F3通过布置在多个部111b之间的开口111c离开第一壳体111。因此，光F3不照射灯10。这意味着，将多个开口111c中的各个开口布置在多个部111b之间能够防止灯10的温度升高。

图3A和图3B所示的第一壳体111包括布置在面向灯10的四个不同的横向面上的多个部111b和多个开口111c。然而，本公开不限于这种形式。多个部111b和多个开口111c需要布置在面向灯10的多个横向面中的至少一个上。图3A和图3B所示的第一壳体111包括：布置在面向灯10的横向面上的多个部111b和多个开口111c。然而，本公开不限于这种形式。可以将多个部111b和多个开口111c布置为面向灯10的上表面、面向灯10的下表面、或者上表面和下表面上。

多个部111b被布置成使得倾斜面向第一壳体111的内部倾斜，然而，多个部111b可以被布置成使得倾斜面向第一壳体111的外部倾斜。

另外，期望第一壳体111的平面111a、包括倾斜面的多个部111b的表面以及第二壳体112的内表面被着色为黑色，以吸收从灯10发射的光。另外，期望第一壳体111的平面111a、包括倾斜面的多个部111b的表面以及第二壳体112的内表面为平坦度低的粗糙且不平的表面，以漫反射从灯10发射的光。

曝光装置100可以配设有经由管道与光源装置110连接的气体供给装置(未示出)。气体供给装置向光源装置110供给温度比光源装置110的内部温度低的气体。曝光装置100还可以配设有经由管道与光源装置110连接的排气装置(未示出)。排气装置从光源装置110的内部排出由从灯10发射的光而加热的气体。这些部件能够进一步防止灯10的温度升高。

根据本实施例的光源装置110包括配设有多个部的壳体，各个部具有板状形状，板状形状具有相对于面向光源的平面而倾斜的面。该构造使得能够降低来自光源的光被壳体反射并且光照射光源的可能性，从而防止光源的温度升高。

现在将描述根据第二实施例的光源装置110。未在第二实施例中提及的元件继承自第一实施例。根据第二实施例的光源装置110还包括：多个(一组)部111b，其具有相对于面向灯10的平面而倾斜的倾斜面。各个部111b具有朝向灯10的凸形形状(向第一壳体111的内部突出的凸形形状)。图6A和图6B是示出根据本实施例的光源装置110的截面图。参照图6A，多个部111b中的各个部具有横截面形状为三角形的凸形形状。更具体地，多个部111b中的各个部具有圆锥或棱锥(诸如圆锥、三棱锥和四棱锥)的凸形形状。参照图6B，多个部111b中的各个部具有横截面形状是圆形或椭圆形的一部的凸形形状。更具体地，多个部111b中的各个部具有球体或椭圆体的一部的形状。此外，多个部111b中的各个部具有例如半球或半椭圆体的形状。在图6B中的示例中，多个部111b中的各个部具有横截面形状是圆形或椭圆形的一部的凸形形状。然而，多个部111b中的各个部可以具有横截面形状为曲线的凸形形状。更具体地，多个部111b可以具有由曲面形成的凸形形状。

此外，多个部111b中的各个部不仅可以在X轴或Y轴方向上呈直线布置，而且可以在Z轴方向上呈直线布置。图7示出根据本实施例的光源装置110的第一壳体111的横向面的一部分。作为多个部111b，各自具有凸形形状的多个部沿X轴和Z轴方向呈直线布置。

在上述示例中，多个部111b具有向第一壳体111的内部突出的凸形形状。然而，多个部111b可以具有朝向灯10的凹形形状(从第一壳体111凹陷的凹形形状)。

第一壳体111的平面111a配设有多个开口111c。多个开口111c允许第一壳体111内部的空间与位于第一壳体111外部和第二壳体112内部的空间连通。多个开口111c中的各个开口布置在多个部111b之间。在图7的示例中，一个开口111c布置在四个部111b之间。然而，一个开口111c可以布置在X轴和Z轴方向上的两个部111b之间。

从灯10发射的光由多个部111b中的各个部的倾斜面反射，但是不在朝向灯10的方向上反射。因此，光不照射灯10。反射光在其被漫反射的同时衰减。反射光还在其于第一壳体111内部被反复反射的同时被衰减。由多个部111b反射的光的一部通过多个开口111c离开第一壳体111。如果已经离开第一壳体111的光相对于平面111a的入射角大于0，则光在其在第一壳体111与第二壳体112之间被反射的同时被衰减。这降低了从灯10发射的光返回到灯10以照射灯10的可能性。

如上所述，在根据本实施例的光源装置110中，多个部111b中的各个部具有相对于平面111a而倾斜的倾斜面，并且多个部111b的倾斜面中没有一个倾斜面面向灯10。这降低了从灯10发射的光返回到灯10以照射灯10的可能性。更具体地，多个部111b降低了从灯10发射的光返回到灯10以照射灯10的可能性。第一壳体111上的多个部111b防止从灯10发射的光被第一壳体111反射并照射灯10。

根据本实施例的光源装置110包括配设有多个部的壳体，各个部具有凸形形状，该凸形形状具有相对于面向光源的平面而倾斜的面。该构造使得能够降低来自光源的光被壳体反射并且光照射光源的可能性，从而防止光源的温度升高。

现在将描述根据第三实施例的光源装置110。未在第三实施例中提及的元件继承自第一实施例。根据第三实施例的光源装置110包括在Z轴方向上呈直线布置的多个部111b。

图8示出根据第三实施例的光源装置110的构造。图9是示出根据本实施例的光源装置110的第一壳体的立体图。根据第一实施例的光源装置110配设有在X轴或Y轴方向上呈直线布置的多个部111b，如图3A和图3B所示。根据本实施例的光源装置110配设有在Z轴方向上呈直线布置的多个部111b。

多个部111b中的各个部具有倾斜面，并且被布置在这样的位置：在该位置处，灯10不存在于倾斜面的法线方向上。这意味着多个部111b的倾斜面中没有一个倾斜面面向灯10。根据本实施例，多个部111b中的各个部具有板状形状。

第一壳体111可以具有多个开口111c。根据第一实施例的光源装置110配设有在X轴或Y轴方向上呈直线布置的多个开口111c，如图3A和图3B所示。然而，根据本实施例的光源装置110配设有在Z轴方向上呈直线布置的多个开口111c。

根据本实施例的光源装置110包括配设有多个部的壳体，各个部具有板状形状，该板状形状具有相对于面向光源的平面而倾斜的面。该构造使得能够降低来自光源的光被壳体反射并且光照射光源的可能性，从而防止光源的温度升高。

<物品制造方法>

现在将描述用于制造诸如设备(例如，半导体器件、磁存储介质和液晶显示元件)、滤色器和硬盘的物品的方法。该制造方法包括如下处理：通过使用具有光源装置的光刻装置(例如，曝光装置、压印装置和绘图装置)，通过用来自光源装置的光照射基板(例如，晶片、玻璃板和薄膜状衬底)，来在基板上形成图案。这样的制造方法还包括对形成有图案的基板进行加工的处理(处理步骤)。处理步骤包括用于去除图案的残留膜的步骤。处理步骤包括通过使用图案作为掩模图案来蚀刻基板的步骤。处理步骤包括作为其他已知步骤的切割步骤、接合步骤和封装步骤。根据本实施例的物品制造方法在物品的性能、质量、生产率或生产成本中的至少一个方面相比于常规方法更有利。

作为物品制造方法的示例，现在将参照图10和图11描述使用上述曝光装置的设备制造方法的实施例。图10是示出用于制造设备(例如，半导体芯片(诸如集成电路(IC)和大规模集成电路(LSI)、液晶显示器(LCD)和电荷耦合器件(CCD))的处理的流程图。作为示例，这里将描述用于制造半导体芯片的方法。

在步骤S1(电路设计)中，该方法进行半导体器件的电路设计。在步骤S2(掩模制造)中，该方法基于所设计的电路图案制造掩模(原板)。在步骤S3(晶片制造)中，该方法通过使用诸如硅的材料来制造晶片(基板)。在被称为前端处理的步骤S4(晶片处理)中，该方法通过在上述曝光装置上使用基于光刻技术的掩模和晶片在晶片上形成实际电路。在被称为后端处理的步骤S5(组装)中，该方法通过使用在步骤S4中制造的晶片来组装半导体芯片。该处理包括组装处理，诸如组装步骤(切割和接合)和封装步骤(芯片封装)。在步骤S6(检查)中，该方法通过使器件经受操作测试和耐久性测试来检查在步骤S5中制造的半导体器件。通过上述处理，制造半导体器件，然后装运半导体器件(步骤S7)。

图11是示出步骤S4中的晶片处理的详细流程图。在步骤S11(氧化)中，该方法氧化晶片的表面。在步骤S12(CVD)中，该方法在晶片的表面上形成绝缘体膜。在步骤S13(电极形成)中，该方法通过蒸发在晶片上形成电极。在步骤S14(离子注入)中，该方法将离子注入到晶片中。在步骤S15(抗蚀剂处理)中，该方法将感光剂施加到晶片。在步骤S16(曝光)中，该方法通过使用曝光装置将掩模的电路图案曝光到晶片。在步骤S17(显影)中，该方法对经曝光的晶片进行显影。在步骤S18(蚀刻)中，该方法刮除显影后的抗蚀剂图像以外的部分。在步骤S19(抗蚀剂分离)中，该方法在完成蚀刻之后去除不必要的抗蚀剂。该方法重复上述步骤以在晶片上以交叠的方式形成电路图案。

尽管上面已经描述了曝光装置作为光刻装置的示例，但是光刻装置不限于此。光刻装置的示例包括如下的压印装置，该压印装置通过使用具有不均匀图案的模具(模板)在基板上形成压印材料的图案。光刻装置的示例还包括平坦化装置，该平坦化装置形成图案，使得通过使用具有没有不均匀图案的平面部分的模具(平面模板)来平坦化基板上的成分。光刻装置的示例还包括绘图装置，该绘图装置经由带电粒子光学系统通过使用带电粒子束(例如，电子束或离子束)在基板上绘制图像而在基板上形成图案。

独立地实施第一实施例至第三实施例中的各个。也可以组合实施第一实施例至第三实施例中的任何实施例。

本公开使得可以提供用于防止光源的温度升高的光源装置、光刻装置和物品制造方法。

虽然已经参照实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以便涵盖所有这样的变型以及等同的结构和功能。

Claims (14)

1.一种光源装置，其包括：

光源；

第一壳体，其被构造为容纳所述光源；

第一壳体的平面，其包括与所述第一壳体的外部连通的多个开口；以及

多个部，其布置在所述平面上，各个部具有相对于所述平面而倾斜的倾斜面，

其中，所述多个部中的至少一个部反射来自所述光源的光，使得所述反射光通过所述多个开口中的至少一个开口离开所述第一壳体。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述多个部中的各个部具有板状形状。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其中，所述多个部中的至少两个部布置在所述平面上，使得所述多个部中的所述至少两个部的倾斜面彼此平行。

4.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述多个部中的各个部具有朝向所述光源的凸形形状或凹形形状。

5.根据权利要求4所述的光源装置，其中，所述多个部中的各个部具有圆锥或棱锥的凸形形状。

6.根据权利要求4所述的光源装置，其中，所述多个部中的各个部具有由曲面形成的凸形形状或凹形形状。

7.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述第一壳体的所述平面和各自包括所述倾斜面的所述多个部的表面被着色为黑色。

8.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述多个开口中的各个开口布置在所述多个部中的至少两个部之间。

9.根据权利要求1所述的光源装置，所述光源装置还包括配设在所述第一壳体外部的第二壳体，其中所述多个开口允许所述第一壳体中的第一空间与位于所述第一壳体和所述第二壳体之间的第二空间连通。

10.根据权利要求9所述的光源装置，其中，所述第二壳体的内表面被着色为黑色。

11.根据权利要求1所述的光源装置，其中，配设用于聚焦来自所述光源的光的反射镜。

12.根据权利要求11所述的光源装置，其中，所述反射镜是冷光镜。

13.一种光刻装置，其包括根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述光刻装置在基板上形成图案。

14.一种物品制造方法，其包括：

通过使用根据权利要求13所述的光刻装置在所述基板上形成所述图案；以及

使用具有形成在基板上的图案的基板来制造物品。