用于密集线构图的EUV光刻系统技术方案

被专门配置为在目标工件(156)上印刷一维线的极紫外(EUV)光刻刻划引擎包括：EUV辐射源(114)；图案源(144)，其限定1D图案；照射单元(IU)，其被配置为辐照图案源(144)；以及投影光学(PO)，其被配置为以缩小因子N>1将1D图案光学成像在与1D图案光学共轭的像面上。图案源(144)的辐照可同轴或离轴。在1D图案具有第一空间频率时，其光学图像具有至少为第一空间频率的两倍的第二空间频率。图案源(144)可为平坦的或弯曲的。IU可以包括中继反射器(126)。PO的反射器可以包括多个空间上不同的反射元件(130,134)，其一同形成这样的反射器。该引擎被配置为不允许形成具有基本上等于图案源(144)的1D图案的节距的空间分辨率的任何2D图案的光学图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于密集线构图的EUV光刻系统相关申请的交叉引用本申请要求以下美国临时专利申请中的每一个的优先权：2016年5月19日提交的题为“EUVLithographySystemforDenseLinePatterning”的序列号62/338,893；2016年6月20日提交的题为“DenseLineExtremeUltravioletLithographySystemwithDistortionMatching”的序列号62/352,545；2016年6月22日提交的题为“ExtremeUltravioletLithographySystemthatUtilizesPatternStitching”的序列号62/353,245；2017年3月24日提交的题为“TemperatureControlledHeatTransferFrameforPellicle”的序列号62/476,476；2017年4月19日提交的题为“OpticalObjectiveforDenseLinePatterninginEUVSpectralRegion”的序列号62/487,245；2017年4月26日提交的题为“IlluminationSystemwithFlat1D-PatternedMaskforUseinEUV-ExposureTool”的序列号62/490,313；以及2017年5月11日提交的题为“IlluminationSystemwithCurved1D-PatternedMaskforUseinEUV-ExposureTool”的序列号62/504,908。上述专利文献中的每一个的公开通过引用并入本文。上述专利文献在本文中被一同称为在先申请。
本专利技术涉及用于半导体晶圆的光刻处理的曝光工具，更具体地，涉及一种被配置为在晶圆上形成彼此分开几十nm或更小的平行线的图案的简化曝光工具。
技术介绍
目前市售的EUV光刻设备(以下称为通用EUV系统)被构造为将承载有任意二维(2D)图案的掩模版掩模成像到半导体晶圆(基板)上的矩形场上。由于必须从掩模版(reticle)光学转印并成像到晶圆上的这种图案的2D本质，现有技术的EUV系统必须被实现为扫描系统以提供基板与掩模版之间的相对位移(这目前通过针对掩模版使用一个移动台并且针对基板使用另外至少一个移动台来实现，没有这些，以足够的精度和分辨率将掩模版图案的所有特征转印到基板上是相当复杂的，并且实践中无法实现)。目前使用的系统的结构和操作复杂度不可避免地显著增加了操作成本并减少了每单位时间基板的曝光次数(部分是由于EUV光通过光学系统的传输有限)。此外，由于图案转印需要2D光学成像的工艺，所以现有通用EUV系统的光学部件链需要并且由高复杂度表征。例如，这些系统包括：光学链的投影部分中的六个抛光反射镜，其镜面粗糙度小于0.1nmrms并且反射镜对准公差小于1nm左右；光学链的结构上复杂并且可调谐的照射部分；以及具有复杂反射涂层的大的掩模版或掩模。另外，正确的图案转印需要使用对准标记的复杂组合。所有这些不可避免地导致通用EUV系统的设计和制造的高成本。公认的并且需要实际解决方案的确保通用EUV系统的商业竞争力的其它基本问题包括：(A)来自通用EUV系统通常配备的EUV光源的光功率不足。目前，典型输出为约40W至80W。此问题由于以下事实而更加严重：由EUV系统的照射子系统从EUV光源传送到掩模版的光功率由于EUV反射镜的有限(每个反射镜约70％)的反射率而进一步降低。照射子系统还可以可互换地称为照射单元(IU)或照射透镜(IL)。(B)对掩模版掩模上的缺陷和/或颗粒敏感。实际上，由于通用EUV系统被配置为以高分辨率将来自掩模版的2D图案成像到晶圆上，所以转印到晶圆的图案可以易于被掩模版上的缺陷或颗粒破坏。换句话说，掩模版上的大于几十纳米的各个缺陷或颗粒可以破坏印刷在晶圆上的图案。(C)要印刷的任意图案的2D本质和高分辨率对投影子系统的光学像差提出极其严格的要求。投影子系统也可以可互换地称为投影光学(PO)子系统(也称为投影透镜PL)。目前使用的EUV光刻工艺的替代方案(具体地讲，包括用深紫外(DUV)光(优选用接近193nm的波长并使用浸没透镜)对基板多次构图的工艺)可以较便宜，但是涉及多次曝光之间的复杂的晶圆处理。最终，随着所需的特征分辨率增加，将达到多次构图工艺成本与通用EUV曝光成本相近的点。由于上述原因中的任何原因，使用这样的通用EUV系统和/或替代的浸没系统来印刷具有简化的几何形状的图案在经济上没有吸引力。因此，需要配置简化的EUV系统，其设计和操作特性将不仅满足将简化的掩模版图案成像转印到半导体基板上所涉及的光学机电要求，而且其成本将有利于行业。
技术实现思路
本专利技术的实施方式示出了一种专用1D极UV(EUV)曝光工具或刻划引擎，其专门被配置为在基板的可构图表面上印刷直线阵列。实施方式另外提供了一种使辐射透射通过极UV(EUV)曝光工具并在这样的基板上形成对象(包括直线阵列)的光学图像的方法。具体地，实施方式提供了一种1DEUV刻划引擎，包括：EUV源，其被配置为发射EUV辐射；保持器，其被构造为以基本上固定的位置保持限定基本上1D图案的图案源；工件台，其被配置为使工件台的表面相对于保持器所保持的图案源移动；IU，其被构造为用来自源的EUV辐射辐照基本上1D图案；以及在IU和工件台之间的PO子系统，该PO子系统被配置为在像面被工件台重新定位的同时在所述像面中形成1D图案的光学图像。在特定情况下，像面与基本上1D图案光学共轭。实施方式还提供一种1DEUV刻划引擎，包括：EUV源，其被配置为发射EUV辐射；图案源，其承载基本上1D图案；IU，其被配置为用来自源的EUV辐射辐照基本上1D图案；工件台；以及在IU和工件台之间的PO子系统，该PO子系统被配置为在像面被工件台移动的同时在这样的像面中形成1D图案的光学图像。这里，PO子系统包括第一反射器和第二反射器，第一反射器和第二反射器中的至少一个包含空间上不同的第一反射元件和第二反射元件。在一种情况下，这些空间上不同的反射元件空间上彼此断开。本专利技术的实施方式还提供了一种1DEUV刻划引擎，包括：EUV源，其被配置为发射EUV辐射；图案源，其承载基本上1D图案；IU，其被配置为用来自源的EUV辐射辐照基本上1D图案；以及PO子系统，其被配置为在像面相对于图案源重新定位的同时并且在这样的像面与基本上1D图案光学共轭的同时，以缩小因子N>1在这样的像面上形成1D图案的光学图像。这里，刻划引擎被配置为使得1D图案具有第一空间频率，1D图案的光学图像具有第二空间频率，并且第二空间频率至少为第一空间频率的两倍。附图说明通过结合大体上未按比例的附图参照以下具体实施方式，将更充分地理解本专利技术，附图中：图1A和图1B提供了本专利技术的实施方式的概括示意图。图2A以侧视图示出根据本专利技术构思配置的照射单元的实施方式的示意图；图2B、图2C以正视图示出图2A的实施方式的反射器的示意图；图2D示出图2A的实施方式的一阶布局，其中反射器由等效透镜代替；图3A示出投影光学设计的实施方式；图3B列出图3A的投影光学系统(PO)的设计的Zernike本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置为在目标工件上印刷一维(1D)线的极紫外(EUV)光刻刻划引擎，该引擎包括：EUV源，该EUV源被配置为发射EUV辐射；保持器，该保持器被构造为以基本上固定的位置保持限定基本上1D图案的图案源；工件台，该工件台被配置为使所述目标工件相对于所述保持器所保持的图案源移动；照射单元(IU)，该IU被配置为用所述EUV辐射辐照所述图案源；在所述IU和所述工件台之间的投影光学(PO)子系统，该PO子系统被配置为在所述目标工件被所述工件台重新定位的同时在像面中形成所述1D图案的光学图像，该像面是所述目标工件的表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.19 US 62/338,893;2016.06.20 US 62/352,545;1.一种被配置为在目标工件上印刷一维(1D)线的极紫外(EUV)光刻刻划引擎，该引擎包括：EUV源，该EUV源被配置为发射EUV辐射；保持器，该保持器被构造为以基本上固定的位置保持限定基本上1D图案的图案源；工件台，该工件台被配置为使所述目标工件相对于所述保持器所保持的图案源移动；照射单元(IU)，该IU被配置为用所述EUV辐射辐照所述图案源；在所述IU和所述工件台之间的投影光学(PO)子系统，该PO子系统被配置为在所述目标工件被所述工件台重新定位的同时在像面中形成所述1D图案的光学图像，该像面是所述目标工件的表面。2.根据权利要求1所述的刻划引擎，其中，所述像面与所述基本上1D图案光学共轭。3.根据权利要求1所述的刻划引擎，其中，所述工件台被配置为在所述目标工件通过所述PO子系统曝露于所述EUV辐射的同时使所述目标工件按照由基本上恒定的速度表征的扫描运动移动。4.根据权利要求1所述的刻划引擎，其中，所述IU包括：第一蝇眼(FE)反射器，该第一FE反射器被定位成从所述EUV源收集所述辐射；第二蝇眼(FE)反射器，该第二FE反射器被定位成从所述第一FE反射器接收所述辐射，其中，所述IU和所述图案源光学协作以形成用于所述PO子系统的照射光瞳，所述照射光瞳由两个平面图形的交集限定，并且其中，所述刻划引擎被配置为在所述照射光瞳的边界内透射所述EUV辐射的至少一部分。5.根据权利要求4所述的刻划引擎，其中，所述照射光瞳由两个圆的交集限定。6.根据权利要求4所述的刻划引擎，所述刻划引擎被配置为在所述边界内透射基本上所有的所述EUV辐射。7.根据权利要求4所述的刻划引擎，其中，所述IU还包括：中继反射器，该中继反射器被配置为将已被所述第二FE反射器反射的所述辐射朝着所述图案源反射。8.根据权利要求1所述的刻划引擎，其中，所述PO子系统包括第一反射器和第二反射器，其中，所述第一反射器和所述第二反射器中的至少一个包括两个空间上不同的反射元件。9.根据权利要求8所述的刻划引擎，其中，所述PO子系统包括第三反射器。10.根据权利要求1所述的刻划引擎，其中，所述PO子系统由光学像差表征，如果存在，所述光学像差包括下列中的一个或更多个：不超过100微米的场曲率；不超过0.1波的球面像差、彗差和像散中的任一个；以及不超过20％的失真。11.根据权利要求1所述的刻划引擎，其中，所述图案源包括相位衍射光栅，该相位衍射光栅被配置为形成表示所述EUV辐射的衍射级的光束，所述衍射级包括+1和-1级衍射。12.根据权利要求11所述的刻划引擎，其中，所述PO子系统包括多个反射器，所述多个反射器中的各个反射器被设置为反射所述+1和-1级衍射中的至少一个。13.根据权利要求1所述的刻划引擎，其中，所述图案源包括下列中的任一个反射衍射光栅；振幅衍射光栅；透射衍射光栅。14.根据权利要求1所述的刻划引擎，其中，承载所述基本上1D图案的图案源表面为弯曲的或平坦的。15.一种被配置为在目标工件上印刷一维(1D)线的极紫外(EUV)光刻刻划引擎，该引擎包括：EUV源，该EUV源被配置为发射EUV辐射；图案源，该图案源承载基本上1D图案；照射单元(IU)，该IU被配置为用所述EUV辐射辐照所述图案源；以及投影光学(PO)子系统，该PO子系统被配置为在像面相对于所述图案源移动的同时在所述像面上形成所述1D图案的光学图像，其中，所述PO子系统包括第一反射器和第二反射器，所述第一反射器和所述第二反射器中的至少一个包含空间上不同的第一反射元件和第二反射元件。16.根据权利要求15所述的刻划引擎，其中，所述第一反射器和所述第二反射器中的所述至少一个相对于轴线或相对于平面对称。17.根据权利要求15所述的刻划引擎，其中，所述第一反射元件和所述第二反射元件中的至少一个限定旋转对称表面的一部分。18.根据权利要求15所述的刻划引擎，其中，所述PO子系统由光学像差表征，如果存在，所述光学像差包括下列中的一个或更多个：不超过100微米的场曲率；不超过0.1波的球面像差、彗差和像散中的任一个；以及不超过20％的失真。19.根据权利要求15所述的刻划引擎，其中，所述第一反射器和所述第二反射器一同限定消像散光学系统。20.根据权利要求15所述的刻划引擎，所述刻划引擎还包括：保持器，该保持器被构造为以基本上固定的位置保持所述图案源；以及工件台，该工件台被配置为在所述EUV辐射被传送到所述像面的同时将限定所述像面的所述目标工件相对于所述保持器所保持的所述图案源重新定位。21.根据权利要求15所述的刻划引擎，所述刻划引擎还包括：第一蝇眼(FE)反射器，该第一FE反射器被定位成从所述EUV源收集所述EUV辐射；第二蝇眼(FE)反射器，该第二FE反射器被定位成从所述第一FE反射器接收所述EUV辐射；其中，所述IU和所述图案源在操作上协作以形成用于所述PO子系统的成像光瞳，所述成像光瞳由两个平面图形的交...

【专利技术属性】
技术研发人员：朵妮丝·G·费杰洛，大卫·M·威尔森，史蒂芬·P·雷威克，丹尼尔·杰尼·史密斯，麦可·B·宾纳德，
申请(专利权)人：株式会社尼康，朵妮丝·G·费杰洛，大卫·M·威尔森，史蒂芬·P·雷威克，丹尼尔·杰尼·史密斯，麦可·B·宾纳德，
类型：发明
国别省市：日本,JP