JP2008311465A - Euv light source, euv exposure device, and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、EUV露光装置に使用されるEUV光源とその周辺技術に関する。 The present invention relates to an EUV light source used in an EUV exposure apparatus and its peripheral technology.
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、5〜50nm程度の波長を有するEUV(Extreme Ultraviolet)光を使用したEUV露光装置が提案されている。かかるEUV露光装置では、高いスループットを実現するために、EUV光を高出力で供給できるEUV光源が要望されている。 In recent years, with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, there has been an EUV exposure apparatus using EUV (Extreme Ultraviolet) light having a wavelength of about 5 to 50 nm in order to improve the resolving power of an optical system limited by the diffraction limit of light. Proposed. In such an EUV exposure apparatus, in order to realize a high throughput, an EUV light source capable of supplying EUV light at a high output is desired.
上記のEUV光源の一つとして、電極間に電圧を印加してターゲット材料をプラズマ化し、このプラズマからEUV光を放射させる放電プラズマ(DPP:Discharge Produced Plasma)光源が公知である。一般に、DPP光源におけるEUV光の出力は投入電力に比例して増大するが、投入電力が大きくなると電極が過熱で溶融する。 As one of the above EUV light sources, a discharge plasma (DPP) light source is known which applies voltage between electrodes to make a target material into plasma and emits EUV light from the plasma. In general, the output of EUV light from a DPP light source increases in proportion to the input power, but when the input power increases, the electrode melts due to overheating.
そのため、近年では回転電極型のDPP光源が提案されている。この回転電極型のDPP光源では、電極の回転によって放電に使用する箇所が分散するので熱負荷が低減し、従来の構造に比べて投入電力の増加がより容易となる。なお、非特許文献1には回転電極型のDPP光源の一例が開示されている。
ところで、回転電極型のDPP光源では電極が高速で回転する。そのため、回転電極型のDPP光源において一般的な電極冷却手段である液冷方式を採用すると、回転部分と非回転部分との間で冷媒の遮蔽が非常に困難であることから、真空チャンバ内への冷媒の液漏れなどの問題が生じ易くなる。したがって、回転電極型のDPP光源に適した電極の冷却手段の開発がなお要請されている。 By the way, in the rotating electrode type DPP light source, the electrode rotates at a high speed. For this reason, when a liquid cooling method, which is a general electrode cooling means in a rotating electrode type DPP light source, is adopted, it is very difficult to shield the refrigerant between the rotating part and the non-rotating part. Problems such as liquid leakage of the refrigerant are likely to occur. Accordingly, there is still a demand for the development of an electrode cooling means suitable for a rotating electrode type DPP light source.
本発明は上記従来技術の課題を解決するためのものである。本発明の目的は、回転電極型のDPP光源において、電極の冷却を効率よく行う手段を提供することにある。 The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. An object of the present invention is to provide means for efficiently cooling an electrode in a rotating electrode type DPP light source.
本発明の一の形態に係るEUV光源は、電極部と、電極駆動部と、電極冷却部とを備える。電極部は、一対の電極間の放電によりターゲット材料をプラズマ化し、生成されたプラズマからEUV光を放射させる。電極駆動部は電極部を回転させる。電極冷却部は電極部を非接触で冷却する。 An EUV light source according to an aspect of the present invention includes an electrode unit, an electrode driving unit, and an electrode cooling unit. The electrode unit converts the target material into plasma by discharge between the pair of electrodes, and emits EUV light from the generated plasma. The electrode driving unit rotates the electrode unit. The electrode cooling unit cools the electrode unit in a non-contact manner.
また、本発明の他の形態として、上記のEUV光源を備えたEUV露光装置や、このEUV露光装置を用いた半導体デバイスの製造方法も本発明の技術的範囲に含まれる。 Further, as another embodiment of the present invention, an EUV exposure apparatus provided with the above EUV light source and a semiconductor device manufacturing method using the EUV exposure apparatus are also included in the technical scope of the present invention.
本発明では、回転する電極部を電極冷却部が非接触で冷却し、電極の冷却が効率よく行なわれる。 In the present invention, the rotating electrode portion is cooled in a non-contact manner by the electrode cooling portion, and the electrode is efficiently cooled.
(第1実施形態の説明)
図1は、第1実施形態のEUV光源ユニットの構成を示す概要図である。EUV光源ユニット11は、真空チャンバ12と、ターボ分子ポンプ13と、電極部14と、電源15と、電極駆動部16と、レーザー光源17と、制御部18と、集光光学系19と、2つの輻射温調部材20,21とを有している。なお、電源15、電極駆動部16およびレーザー光源17は、それぞれ制御部18に接続されている。
(Description of the first embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the EUV light source unit of the first embodiment. The EUV
ここで、真空チャンバ12の内部には、電極部14、集光光学系19および輻射温調部材20,21が収容されている。また、真空チャンバ12には、レーザー光源17からレーザー光を導入するレーザー導入窓12aと、EUV光を照明光学系に導くEUV光出射窓とが形成されている(図1において照明光学系およびEUV光出射窓の図示は省略する)。なお、EUV光源ユニット11の動作時には、真空チャンバ12の内部はターボ分子ポンプ13によって排気されて真空に維持される。
Here, inside the
電極部14は、電極間の放電によりターゲット材料をプラズマ化し、生成されたプラズマからEUV光を放射させる。この電極部14は、一対の電極板22,23と、絶縁部24と、回転軸25とを有している。各々の電極板22,23は、電源15と接続されて陽極と陰極とを構成する。各々の電極板22,23の全体形状はいずれもほぼ同形状の円盤状をなしている。なお、第1実施形態では、電極板22,23の材質には高融点金属であるモリブデン(Mo)が用いられており、電極板22,23の直径は1mに設定されている。
The
また、電極板22,23の内部には、電極板の周縁部および中心部での熱伝導の効率を高めるためにヒートパイプ26が内蔵されている。上記のヒートパイプ26には、一例として円形の平板型ヒートパイプが使用される。あるいは、複数の管状のヒートパイプを電極板の中心を基準として放射状に配置してもよい。なお、これらのヒートパイプ26としては、1000K程度の環境下で使用できるものが選択される。
In addition,
また、一対の電極板22,23は絶縁部24を隔てて平行に配置される。そして、図中上側に位置する一方の電極板22の中心には回転軸25が接続されている。すなわち、電極部14の組立状態において、一対の電極板22,23および絶縁部24は回転軸25によって片持ちで支持される。
The pair of
さらに、図中下側に位置する他方の電極板23の上面側には、その外縁部にターゲット材料27が供給される。第1実施形態でのターゲット材料27には、EUVリソグラフィに適した波長13.5nm付近のEUV光を発生させるために、錫(Sn)を含む化合物が選択される。ここで、上記のターゲット材料27は、溶融したターゲット材料をノズルで射出するターゲット供給機構によって、電極板23の上に供給される(図1においてターゲット供給機構の図示は省略する)。なお、電極板23の外周に予め固体のターゲット材料27を環状に配置しておいてもよい。
Furthermore, the
また、一方の電極板22の上面側および他方の電極板23の下面側には、輻射率を高めるためにセラミック被膜22a,23aがそれぞれ形成されている。一例として、各電極板のセラミック被膜22a,23aは、電極板の表面にアルミナをプラズマ溶射して形成される。
Further,
電源15は、電極部14の電極板22,23に対してパルス電圧を供給する。また、電極駆動部16は、電極部14の回転軸25と接続されており、モータ(不図示)によって電極部14を回転させる。
The
レーザー光源17からのレーザー光は、ミラー28および集光レンズ29を介してレーザー導入窓12aから真空チャンバ12内に入射し、電極部14の発光点の位置にあるターゲット材料27を照射する。なお、レーザー光は放電のトリガをかけるために使用される。そのため、レーザー光源17による投入エネルギーは、電源15による投入エネルギーと比べて無視できる程度に小さく設定される。
Laser light from the
制御部18は、電源15、電極駆動部16およびレーザー光源17を統括的に制御する。具体的には、制御部18は、電極駆動部16を動作させて電極部14を回転させるとともに、電源15によるパルス電圧の投入とレーザー光源17によるレーザー光の照射とを同期制御して、電極板の間のターゲット材料27をプラズマ化させる。
The
集光光学系19は、2枚の同心球面形状の反射面から構成されるシュバルツシルト光学系であって、電極部14で発生したEUV光を集光して照明光学系に導く。この集光光学系19の各反射面には、13nm付近の波長のEUV光に対する反射率を高めるために、Mo/Si多層膜がコーティングされている。なお、集光光学系19には、ヴォルター型光学系を用いることも可能である。
The condensing
2つの輻射温調部材20,21は、いずれも電極板22,23と同じ直径の円形状の金属平板で構成される。これらの輻射温調部材20,21は一対の電極板22,23を隔てて上下に配置される。一方の輻射温調部材20は、一方の電極板22の上面とわずかな間隔をおいて対向配置されている。また、他方の輻射温調部材21は、他方の電極板23の下面とわずかな間隔をおいて対向配置されている。なお、一方の輻射温調部材20の中央には、回転軸25との干渉を避けるために、回転軸25を通すための開口部が形成されている。
The two radiation
ここで、輻射温調部材20,21の材質には銅(Cu)が用いられている。また、各々の輻射温調部材20,21における電極板との対向面(一方の輻射温調部材20の下面および他方の輻射温調部材21の上面)には、輻射率を高めるためにセラミック被膜20a,21aがそれぞれ形成されている。これらのセラミック被膜20a,21aも、上記の電極板の場合と同様にアルミナをプラズマ溶射して形成される。
Here, copper (Cu) is used as the material of the radiation
さらに、各々の輻射温調部材20,21には液冷配管を含む熱交換器がそれぞれ接続されている。そのため、輻射温調部材20,21は所定の温度に冷却される(熱交換器の図示は省略する)。
Furthermore, a heat exchanger including a liquid cooling pipe is connected to each of the radiation
次に、第1実施形態のEUV光源ユニット11の動作を説明する。EUV光源ユニット11の動作時において、電極駆動部16が電極部14を回転させるとともに、電源15が電極部14に対してパルス電圧を印加する。また、レーザー光源17からは電極部14に向けてレーザー光が照射される。なお、第1実施形態のEUV光源ユニット11では50kWの電力を投入し、発光点で1000W、中間集光点(IF:Intermediate Focus)で200WのEUV光を連続的に発生させる。
Next, the operation of the EUV
そして、他方の電極板23にあるターゲット材料27がレーザーアブレーションによって蒸発すると、電流の流路が生じて電極板22,23の間で放電が開始される。かかる放電によりターゲット材料27がプラズマ化され、このプラズマからEUV光が放射される。EUV光は集光光学系19およびEUV光出射窓を介して、露光装置の照明光学系に導かれる。なお、電極部14で放電に使用される箇所は回転によって変化する。
When the
また、電極部14の電極板22,23は、それぞれ対向配置された2つの輻射温調部材20,21によって非接触で輻射冷却される。そのため、第1実施形態では、回転する電極板を効率的に冷却でき、電極部14への投入電力の増加によりEUV光の出力を向上させることができる。
In addition, the
ここで、第1実施形態における輻射温調部材での輻射冷却について詳述する。現在のDPP光源において、電極への投入電力に対するEUV光へのエネルギー変換効率は一般に2%程度である。また、DPP光源の発光点で発生したEUV光を集光光学系によってIFに導くときの光学系の伝送効率は20%程度である。そして、EUV露光装置の光源には、IFにおいて100W〜200WのEUV光の出力が要求される。DPP光源において、上記のEUV光の出力を得るために必要となる投入電力は25kW〜50kWである。また、DPP光源に対する投入電力の大半は熱となるため、DPP光源での電極の発熱量は25kW〜50kWとみなすことができる。 Here, radiation cooling in the radiation temperature adjusting member in the first embodiment will be described in detail. In the current DPP light source, the energy conversion efficiency to EUV light with respect to the input power to the electrode is generally about 2%. Further, the transmission efficiency of the optical system when the EUV light generated at the light emitting point of the DPP light source is guided to the IF by the condensing optical system is about 20%. The light source of the EUV exposure apparatus is required to output 100 W to 200 W EUV light at the IF. In the DPP light source, the input power required to obtain the output of the EUV light is 25 kW to 50 kW. Since most of the input power to the DPP light source is heat, the amount of heat generated by the electrode in the DPP light source can be regarded as 25 kW to 50 kW.
一方、電極部14の電極板から輻射温調部材への輻射による熱の移動量は以下の要領で求められる。一般に、2枚の対向する平板の間において輻射によって移動する熱量Qは以下の式(1)で求めることができる。
On the other hand, the amount of heat transfer due to radiation from the electrode plate of the
上記の式(1)において、σはシュテファンボルツマン定数(5.67×10−8[W/m2K4])を示す。Tiは部材iの絶対温度[K]を示す。εiは部材iの輻射率を示す。Aは平板の面積[m2]を示す。Fijは部材i,j間の形態係数を示す。なお、部材1は電極板に対応し、部材2は輻射温調部材に対応する。 In the above formula (1), σ represents a Stefan Boltzmann constant (5.67 × 10 −8 [W / m 2 K 4 ]). T i denotes the absolute temperature [K] of the member i. ε i indicates the emissivity of the member i. A shows the area [m 2 ] of the flat plate. F ij indicates a shape factor between the members i and j. The member 1 corresponds to an electrode plate, and the member 2 corresponds to a radiation temperature adjusting member.
ここで、平板表面の材質を適切に選択すると輻射率をほぼ1に近づけることができる。したがって、上記の式(1)で輻射率を1とすると、以下の式(2)を得ることができる。
Q=AF12σ(T1 4−T2 4) ・・・(2)
また、間隙の狭い対向平板の場合における形態係数を1とすると、上記の式(2)から以下の式(3)を得ることができる。
Q=Aσ(T1 4−T2 4) ・・・(3)
さらに、電極板の温度T1は、輻射温調部材の温度T2よりも十分に高い。そのため、上記の式(3)は以下の式(4)で近似できる。すなわち、輻射による熱の移動量は平板の面積に比例し、電極板の温度の4乗に比例する。
Q=AσT1 4 ・・・(4)
一例として、電極板および輻射温調部材の面積をそれぞれ1m2とし、電極板の温度を1000K(727℃)とする。この場合には、輻射温調部材によってQ=56.7kWの熱量を電極板から除去できる。この輻射による熱の移動量は上記した電極側の発熱量(25kW〜50kW)を上回る。したがって、輻射温調部材を配置することで電極板を十分に冷却できることが分かる。
Here, if the material of the flat plate surface is appropriately selected, the emissivity can be made close to 1. Therefore, when the emissivity is 1 in the above formula (1), the following formula (2) can be obtained.
Q = AF 12 σ (T 1 4 −T 2 4 ) (2)
Further, when the form factor in the case of the opposing flat plate having a narrow gap is 1, the following formula (3) can be obtained from the above formula (2).
Q = Aσ (T 1 4 −T 2 4 ) (3)
Furthermore, the temperature T 1 of the electrode plate is sufficiently higher than the temperature T 2 of the radiation temperature adjusting member. Therefore, the above equation (3) can be approximated by the following equation (4). That is, the amount of heat transferred by radiation is proportional to the area of the flat plate and proportional to the fourth power of the temperature of the electrode plate.
Q = AσT 1 4 (4)
As an example, the area of the electrode plate and the radiation temperature adjusting member is 1 m 2, and the temperature of the electrode plate is 1000 K (727 ° C.). In this case, the heat amount of Q = 56.7 kW can be removed from the electrode plate by the radiation temperature adjusting member. The amount of heat transfer due to this radiation exceeds the amount of heat generated on the electrode side (25 kW to 50 kW). Therefore, it turns out that an electrode plate can fully be cooled by arrange | positioning a radiation temperature control member.
特に、第1実施形態の構成では、電極板と輻射温調部材との対向する面積は上下を合わせると約1.5m2となる。そのため、電極板の温度が1000Kであるときに、2つの輻射温調部材20,21によって電極板から85kWの熱が除去されることとなる。
In particular, in the configuration of the first embodiment, the opposing area of the electrode plate and the radiation temperature adjusting member is about 1.5 m 2 when the upper and lower sides are combined. Therefore, when the temperature of the electrode plate is 1000 K, 85 kW of heat is removed from the electrode plate by the two radiation
また、第1実施形態では、輻射温調部材および電極板の各輻射面にはそれぞれセラミック被膜(20a,21a,22a,23a)が形成されているため、輻射効率が向上され、輻射による電極板の冷却がより効率的に行われる。 In the first embodiment, since the ceramic coating (20a, 21a, 22a, 23a) is formed on each radiation surface of the radiation temperature adjusting member and the electrode plate, the radiation efficiency is improved and the electrode plate by radiation is improved. Is more efficiently cooled.
また、上記のように輻射による熱伝達は温度の4乗に比例するが、面積にも比例する。電極板の輻射面の一部のみの温度が上昇すると、輻射板も熱を受けて温度が上昇する。輻射板の温度が上昇すると輻射効率、つまり、熱伝達が悪くなるため、温度上昇を低減させるために、輻射板は冷媒等の冷却手段で冷却される。しかし、輻射板の一部のみが高温になると冷却が十分に行えず、輻射効率が低下する可能性がある。特に、電極板では、プラズマの発生に使用される周辺部が中心部よりも加熱され、周辺部の輻射効率が時間と共に低下する可能性がある。第1実施形態では各々の電極板にヒートパイプ26が内蔵されているため、電極板の周辺部から中心部への熱伝達が速やかに行われ、電極板の輻射面全体で輻射による熱伝達をほぼ均等に行うことが可能となり、時間と共に輻射効率が低下することを防止可能である。
Further, as described above, heat transfer by radiation is proportional to the fourth power of the temperature, but is also proportional to the area. When the temperature of only a part of the radiation surface of the electrode plate rises, the radiation plate also receives heat and the temperature rises. When the temperature of the radiation plate rises, radiation efficiency, that is, heat transfer becomes worse, so that the radiation plate is cooled by a cooling means such as a refrigerant in order to reduce the temperature rise. However, when only a part of the radiation plate becomes high temperature, the cooling cannot be sufficiently performed, and the radiation efficiency may be lowered. In particular, in the electrode plate, the peripheral portion used for generating plasma is heated more than the central portion, and the radiation efficiency of the peripheral portion may decrease with time. In the first embodiment, since the
(第2実施形態の説明)
図2は、第2実施形態のEUV光源ユニット11aの構成を示す概要図である。なお、以下の実施形態の説明では、既述された実施形態の構成と共通する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
(Description of Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the EUV
第2実施形態のEUV光源ユニット11aでは、一対の電極板22,23の上下にそれぞれ間隔をあけて液体供給部30が配置されている。各々の液体供給部30は、電極板に対して水滴を射出するノズル30aを有しており、その水滴の射出はピエゾ振動子によって制御される。なお、液体供給部30はいずれも制御部18と接続されている(制御部18と液体供給部30との信号線の図示は省略する)。
In the EUV
EUV光源ユニット11aの動作時には、液体供給部30が各々の電極板22,23に対して水滴を射出する。電極板の温度は水の沸点(100℃)よりも十分に高温となるので、電極板と接触した水滴は瞬時に蒸発する。そして、水の蒸発で奪われる気化熱によって電極板が冷却される。ここで、水の気化熱は2.44kJ/gであるので、1秒間に10g〜20gの水を供給すれば電極板から24.4kW〜44.8kWの熱を除去できる。したがって、第2実施形態の構成によっても回転する電極板を非接触で十分に冷却しうる。
During the operation of the EUV
ここで、液体供給部30からの水滴の供給量および水滴の大きさは、電極板と接触したときに水滴がすべて蒸発できるように設定される。また、第2実施形態では真空チャンバ12内に高温の水蒸気が大量に発生するため、ターボ分子ポンプ13の排気能力を大きくする必要がある。ターボ分子ポンプ13の代わりに水に対する排気速度の大きいクライオポンプを用いたり、電極部14の近傍はスクロールポンプ等の低真空(数Pa)で排気速度の高いポンプで排気を行い、高真空に維持される集光光学系19との間で差動排気を行っても良い。
Here, the amount of water droplets supplied from the
また、電極部14へのパルス電圧の印加から電極板の裏面側(水滴の衝突する面)に熱が伝達されるまでには一定の時間遅れがある。そのため、上記の時間遅れを考慮して電極板の裏面側に熱が伝達してから水滴が衝突するように、液体供給部30の水滴射出のタイミングは、パルス電圧のタイミングに対して少し遅れたタイミングとすることが好ましい。
In addition, there is a certain time delay from the application of the pulse voltage to the
図3は、電極板22と液体供給部30との位置関係の一例を示す上面図である。この液体供給部30は、電極部14におけるEUV光の発光点よりも回転先の方向にずれた位置に配置される。この場合には、EUV光源ユニット11aの動作時には電極部14の回転により、電極板での放電直後の加熱部分に水滴が供給される。そのため、回転する電極板が水滴の気化熱でより効率よく冷却できる。なお、発光点の位置と液体供給部30の位置との相対関係は、電極部14の回転速度や、上記した電極板の裏面側への熱伝達を考慮して適宜調整される。
FIG. 3 is a top view illustrating an example of a positional relationship between the
(第3実施形態の説明)
図4は、第3実施形態のEUV光源ユニット11bの構成を示す概要図である。第3実施形態では、一対の電極板22,23の上下に、輻射温調部材20,21および液体供給部30をそれぞれ配置した例である。
(Description of the third embodiment)
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the EUV
図5は、第3実施形態において、輻射温調部材20および液体供給部30の配置例を示す上面図である。図5の例では、放電によって高温となる電極板22の周辺部には環状の輻射温調部材20が配置され、電極板22の中心部近傍に液体供給部30が配置される。なお、第3実施形態において、1つの電極板に対して複数の液体供給部30を配置するようにしてもよい(この場合の図示は省略する)。
FIG. 5 is a top view illustrating an arrangement example of the radiation
この第3実施形態の構成によっても、上記の実施形態と同様に回転する電極板を非接触で効率よく冷却できる。 Also according to the configuration of the third embodiment, the rotating electrode plate can be efficiently cooled in a non-contact manner as in the above embodiment.
この実施形態では、相対的に温度の高くなりがちな電極板の周辺部は輻射で冷却する。上述したように、輻射効率は温度の4乗に比例するため相対的に高効率で冷却可能である。相対的に温度の低い領域である中央部分は水により冷却を行う。水は真空中であるため100℃以下で蒸発するので、気化熱で電極を冷却可能である。この実施形態では2つの冷却手段の良い点を使用することにより、全体の冷却効率を向上させることが可能である。 In this embodiment, the periphery of the electrode plate, which tends to have a relatively high temperature, is cooled by radiation. As described above, since the radiation efficiency is proportional to the fourth power of the temperature, it can be cooled with relatively high efficiency. The central portion, which is a relatively low temperature region, is cooled with water. Since water evaporates at 100 ° C. or lower because it is in a vacuum, the electrode can be cooled with heat of vaporization. In this embodiment, it is possible to improve the overall cooling efficiency by using the good points of the two cooling means.
(EUV露光装置の説明)
以下、本発明に係るEUV露光装置の実施形態を説明する。図6は、EUV露光装置の構成を示す概要図である。このEUV露光装置は、上記した第1実施形態および第3実施形態のいずれかから選択されるEUV光源ユニット40(11,11a,11b)と、露光部41と、コントローラ42とを有している。
(Description of EUV exposure apparatus)
Embodiments of an EUV exposure apparatus according to the present invention will be described below. FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the EUV exposure apparatus. This EUV exposure apparatus has an EUV light source unit 40 (11, 11a, 11b) selected from any of the first and third embodiments described above, an
露光部41は、照明光学系43と、反射型マスク44を吊り下げ支持するマスクステージ45と、投影光学系46と、ウェハ47が載置されるウェハステージ48と、これらを収容する真空チャンバ49とを有している。
The
ここで、照明光学系43はフライアイ光学系の反射鏡などを含み、EUV光源ユニット40からのEUV光を成形して反射型マスク44に導く。反射型マスク44の反射面には、多層膜からなる反射膜が形成されている。この反射膜には、ウェハ47に転写するパターンに応じたマスクパターンが形成されている。投影光学系46は複数の反射鏡を含み、反射型マスク44で反射されたEUV光を所定の縮小倍率(例えば1/4)に縮小してウェハ47に投影する。なお、EUV光は大気に対する透過性が低いため、EUV光が通過する光経路はいずれも真空に保たれる。
Here, the illumination
露光動作の際には、EUV光源ユニット40からのEUV光は、照明光学系43を介して反射型マスク44に入射する。そして、反射型マスク44からの反射光は、投影光学系46を介してウェハ47上に投影される。これにより、レジストが塗布されたウェハ47上には微細化されたマスクパターンが結像することとなる。そして、マスクステージ45およびウェハステージ48は、上記の縮小倍率に従った所定の速度比で、投影光学系46に対して反射型マスク44およびウェハ47をそれぞれ移動させる。これにより、反射型マスク44の回路パターンの全体が、ウェハ47上における複数のショット領域の各々にステップアンドスキャン方式で転写される。なお、EUV光源ユニット40、マスクステージ45およびウェハステージ48の動作は、いずれもコントローラ42により制御される。
During the exposure operation, the EUV light from the EUV
本実施形態の露光装置は、光源部の電極を効率的に冷却することが可能であり、そのため、光源を長時間使用することが可能となり、ダウンタイム時間を相対的に短縮することが可能である。 The exposure apparatus of the present embodiment can efficiently cool the electrodes of the light source unit, so that the light source can be used for a long time, and the downtime can be relatively shortened. is there.
(半導体デバイスの製造方法の説明)
以下、本発明に係る半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。図7は、本発明の半導体デバイス製造方法の一例を示すフローチャートである。図7の例の製造工程は、以下の各主工程を含む。
(1)ウェハを製造するウェハ製造工程(またはウェハを準備するウェハ準備工程)
(2)露光に使用するマスクを製作するマスク製造工程(またはマスクを準備するマスク準備工程)
(3)ウェハに必要な加工処理を行うウェハプロセッシング工程
(4)ウェハ上に形成されたチップを1個ずつ切り出し、動作可能にならしめるチップ組立工程
(5)できたチップを検査するチップ検査工程
なお、それぞれの工程は、さらにいくつかのサブ工程からなっている。
(Description of semiconductor device manufacturing method)
Embodiments of a semiconductor device manufacturing method according to the present invention will be described below. FIG. 7 is a flowchart showing an example of the semiconductor device manufacturing method of the present invention. The manufacturing process in the example of FIG. 7 includes the following main processes.
(1) Wafer manufacturing process for manufacturing a wafer (or wafer preparation process for preparing a wafer)
(2) Mask manufacturing process for manufacturing a mask used for exposure (or mask preparation process for preparing a mask)
(3) Wafer processing step for performing necessary processing on the wafer (4) Chip assembly step for cutting out chips formed on the wafer one by one and making them operable (5) Chip inspection step for inspecting the completed chips Each process is further composed of several sub-processes.
これらの主工程のなかで、半導体デバイスの性能に決定的な影響を及ぼす主工程がウェハプロセッシング工程である。この工程では、設計された回路パターンをウェハ上に順次積層し、メモリやMPUとして動作するチップを多数形成する。このウェハプロセッシング工程は以下の各工程を含む。
(1)絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、あるいは電極部を形成する金属薄膜等を形成する薄膜形成工程(CVDやスパッタリング等を用いる)
(2)この薄膜層やウェハ基板を酸化する酸化工程
(3)薄膜層やウェハ基板等を選択的に加工するためにマスク(レチクル)を用いてレジストのパターンを形成するリソグラフィー工程
(4)レジストパターンに従って薄膜層や基板を加工するエッチング工程(例えばドライエッチング技術を用いる)
(5)イオン・不純物注入拡散工程
(6)レジスト剥離工程
(7)さらに加工されたウェハを検査する検査工程
なお、ウェハプロセッシング工程は必要とされる層数だけ繰り返して行い、設計通り動作する半導体デバイスを製造する。
Among these main processes, the main process that has a decisive influence on the performance of the semiconductor device is the wafer processing process. In this step, designed circuit patterns are sequentially stacked on a wafer to form a large number of chips that operate as memories and MPUs. This wafer processing step includes the following steps.
(1) A thin film forming process for forming a dielectric thin film to be an insulating layer, a wiring portion, or a metal thin film for forming an electrode portion (using CVD, sputtering, etc.)
(2) Oxidation process for oxidizing the thin film layer and wafer substrate (3) Lithography process for forming a resist pattern using a mask (reticle) to selectively process the thin film layer and wafer substrate, etc. (4) Resist Etching process that processes thin film layers and substrates according to patterns (eg, using dry etching technology)
(5) Ion / impurity implantation / diffusion process (6) Resist stripping process (7) Inspection process for inspecting the processed wafer Further, the wafer processing process is repeated for the required number of layers, and the semiconductor operates as designed. Manufacture devices.
本実施形態の半導体デバイスの製造方法では、上記のリソグラフィー工程に本発明の実施形態に係るEUV露光装置が使用される。そのため、本実施形態の半導体デバイスの製造方法では、ダウンタイム時間が短く総合的なデバイスの収量を高めることができる。 In the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment, the EUV exposure apparatus according to the embodiment of the present invention is used in the lithography process. Therefore, in the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment, the total device yield can be increased with a short downtime.
(実施形態の補足事項)
(1)上記実施形態において輻射温調部材などの材質は適宜変更することができる。輻射温調部材の材質には、例えば、アルミニウム、タングステン、モリブデン、亜鉛、またはこれらを成分に含む合金などの熱伝導性の高い金属を用いてもよい。また、電極板および輻射温調部材のセラミック被膜は、酸化チタン、シリカ、窒化アルミニウム、炭化タングステンなどで形成してもよい。さらに、上記のセラミック被膜は、スパッタ、蒸着、琺瑯加工などの方法で形成するものであってもよい。
(Supplementary items of the embodiment)
(1) In the said embodiment, materials, such as a radiation temperature control member, can be changed suitably. As a material of the radiation temperature adjusting member, for example, a metal having high thermal conductivity such as aluminum, tungsten, molybdenum, zinc, or an alloy containing these as components may be used. Further, the ceramic coating of the electrode plate and the radiation temperature adjusting member may be formed of titanium oxide, silica, aluminum nitride, tungsten carbide, or the like. Furthermore, the above ceramic coating may be formed by a method such as sputtering, vapor deposition, or wrinkling.
(2)上記の実施形態では、ウェハ上に回路パターンを露光して半導体デバイスを製造する露光装置の例を説明したが、本発明の露光装置は上記に限定されるものではない。例えば、液晶方式やプラズマ方式のフラット表示デバイス等に使われるガラス基板に回路パターン(画素、透明電極、薄膜トランジスタ等)を形成する露光装置や、上記デバイスの製造方法にも当然に本発明を適用できる。 (2) In the above embodiment, an example of an exposure apparatus that manufactures a semiconductor device by exposing a circuit pattern on a wafer has been described. However, the exposure apparatus of the present invention is not limited to the above. For example, the present invention can naturally be applied to an exposure apparatus for forming a circuit pattern (pixels, transparent electrodes, thin film transistors, etc.) on a glass substrate used for a liquid crystal type or plasma type flat display device, and a method for manufacturing the device. .
なお、本発明は、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。 The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or the main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The present invention is defined by the claims, and the present invention is not limited to the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
11,11a,11b,40…EUV光源ユニット、14…電極部、16…電極駆動部、20,21…輻射温調部材、22,23…電極板、20a,21a,22a,23a…セラミック被膜、26…ヒートパイプ、27…ターゲット材料、30…液体供給部、43…照明光学系、44…反射型マスク、46…投影光学系、47…ウェハ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電極部を回転させる電極駆動部と、
前記電極部を非接触で冷却する電極冷却部と、を備えるEUV光源。 An electrode part that converts the target material into plasma by discharge between a pair of electrodes and emits EUV light from the generated plasma;
An electrode driving unit for rotating the electrode unit;
An EUV light source comprising: an electrode cooling unit that cools the electrode unit in a non-contact manner.
前記電極冷却部は、前記電極部の陽極および陰極の少なくとも一方に対向して配置された輻射温調部材を有するEUV光源。 The EUV light source according to claim 1,
The electrode cooling unit is an EUV light source having a radiation temperature adjusting member disposed to face at least one of an anode and a cathode of the electrode unit.
前記電極部および前記輻射温調部材の少なくとも一方の輻射面に、セラミック被膜が形成されているEUV光源。 The EUV light source according to claim 2,
An EUV light source in which a ceramic coating is formed on at least one radiation surface of the electrode portion and the radiation temperature adjusting member.
前記電極部にヒートパイプが内蔵されているEUV光源。 The EUV light source according to claim 2,
An EUV light source in which a heat pipe is built in the electrode part.
前記電極冷却部は、前記電極部の陽極および陰極の少なくとも一方に対して液体を射出する液体供給部を有するEUV光源。 The EUV light source according to any one of claims 1 to 4,
The electrode cooling unit is an EUV light source having a liquid supply unit that ejects liquid to at least one of an anode and a cathode of the electrode unit.
前記EUV光源からのEUV光をマスクに照射する照明光学系と、
前記マスクに形成されたパターンを感応基板に露光転写する投影光学系と、を備えるEUV露光装置。 The EUV light source according to any one of claims 1 to 5,
An illumination optical system for irradiating the mask with EUV light from the EUV light source;
An EUV exposure apparatus comprising: a projection optical system that exposes and transfers a pattern formed on the mask to a sensitive substrate.
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