曝光设备以及使用该曝光设备的器件制造方法技术

一种曝光设备，将激励激光照射到靶上，并由所产生的等离子体产生用于生成远紫外区或者Ｘ射线区的照射光的光源，该曝光设备包括：照射光学系统，使用所述照射光照射形成要转移的图案的反射初缩掩模版，该照射光学系统包括最接近所述光源的第一反射镜；椭球面反射镜，用于在所述照射光学系统中的所述第一反射镜之前会聚所述照射光；以及投影光学系统，将在所述初缩掩模版上反射的图案缩小并投影到要被曝光的对象上，其中，在所述激励激光的光轴方向超过由激励激光产生等离子体的位置的地方的光不干扰包括所述照射和投影光学系统和所述椭球面反射镜的所述曝光设备中的部件。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及曝光设备和器件制造方法，尤其是用于光刻工艺以制造器件(例如半导体器件比如IC、LSI、液晶器件、图像拾取器件比如CCD、磁头等)的远紫外(EUV)曝光设备。
技术介绍
随着最近对更小、断面更小的电子设备的需求，对要安装到这样的电子设备上的更精细的半导体器件的需求增加了。传统上，用于制造半导体器件的光刻方法使用利用紫外(UV)光的缩小投影曝光，但是在缩小投影曝光中，可转移的最小临界尺寸与用于进行转移的光的波长成正比，与投影光学系统的数值孔径(NA)成反比。为了转移更为精细的电路图案，已经将所使用的曝光用光的波长从i线汞灯(i-linemercury lamp)(波长为365nm)缩短到KrF受激准分子激光(波长为248nm)以及ArF受激准分子激光(波长约193nm)。但是，由于半导体器件迅速变得更为精细，使用UV光的光刻法的分辨率有限。因此，为了有效地印制0.1微米以下的超精细电路图案，已经开发了使用波长在10到15nm之间的EUV光的投影曝光设备，这个波长比UV光小得多。EUV光例如使用激光等离子体光源。它使用YAG激光器等将高强度脉冲激光束照射到放置在真空室中的靶材上，从而产生高温等离子体，从该等离子体产生波长约13.5nm的EUV光。所述靶材可以使用金属薄膜、惰性气体和液滴等，并用气体注入装置或者其他手段供给到真空室中。最好使用较高重复频率的脉冲激光，例如重复频率一般为几个kHz，来产生平均强度较高的EUV光。日本专利申请5-217858，8-236292，11-90979和美国专利申请5,335,258教导了使用固体材料作为靶材，而美国专利5,959,771教导了使用液滴作为靶材。日本专利申请2003-93196(对应于美国专利申请公开号2002/0162975 A1)、2000-110709、2002-8891和2000-396817教导了使用旋转抛物面反射镜作为会聚反射镜，用于会聚所产生的等离子体发射的EUV光。日本专利申请2000-91209(对应于美国专利申请6,266,389)和2001-332989教导了使用椭球面反射镜。高强度脉冲激光束照射靶材时，在产生EUV光的同时会飞溅出称为碎屑的微粒。如果碎屑粘附到光学部件上就会导致污染，损坏并降低反射性，因此传统上也采用碎屑消除装置来防止碎屑从靶材到达光学部件。例如，作为碎屑消除部件的一个例子，一种碎屑过滤器由钼、铍、锆等制成，对EUV光的透射率被设定在约50％到70％之间。为了更容易地防止碎屑进入照射光学系统，EUV光的会聚反射镜最好使用椭球面反射镜，其一个焦点在等离子体发生处，另一个焦点用于会聚光，同时在物理上使光源和照射系统之间的路径变窄。原则上，EUV光从等离子体各向同性地射出，因此，当会聚用椭球面反射镜的覆盖角度更大时，能够更有效地会聚EUV光。在EUV光的发射点下方，设置了用EUV光照射靶区(目标区)的照射光学系统，传统的曝光设备安排一个激光源，使得激励激光的光轴与入射到照射光学系统中的第一反射镜上的EUV光的光轴一致。由于震动和机械变形，激励激光可能全部或者部分偏离(go wideof)靶材。由于除了激励激光和靶材之间的位置偏移之外的因素，激励激光可能完全或者部分越过发射点。当越过发射点的激励激光直接前进而到达照射光学系统时，会使随后的第一和第二反射镜热变形，对反射镜上的多层膜会造成热破坏，从而降低分辨率，妨碍高质量的曝光。反射镜的修理和更换会显著降低设备的工作效率，因为照射和投影光学系统都被装在一个真空室中。可以想到显著降低激光的光束直径，使得激励激光即使在稍微偏移时也落在靶材上，但是这会不情愿地降低EUV光的功率，降低生产率。上述碎屑过滤器的透射率对EUV光在约50％到70％之间，但是对于来自YAG激光器的激光束的透射率约为100％。因此，传统的碎屑过滤器不足以遮挡直接向前超过EUV发射点的激光束。另一种传统的曝光设备这样安排激光源，使得入射到照射光学系统中的第一反射镜上的EUV光的光轴与激励激光的光轴不一致。但是，这种曝光设备限制了会聚反射镜的覆盖角(cover angle)，以保持激励激光到靶材的引导空间，因此EUV光没有足够高的发射效率。现有技术没有公开会聚椭球面反射镜的大覆盖角、入射到靶上的激励激光和从靶出射的激励激光的方向或者激励激光和包括所述椭球面反射镜的照射系统之间的干扰。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的例如是提供一种曝光设备和使用该曝光设备的器件制造方法，它们使用椭球面反射镜作为会聚反射镜来将EUV光会聚到一点，增加其覆盖角或者尺寸，防止直接前进超过靶的激光束损坏包括所述椭球面反射镜在内的光学部件，以进行高质量的曝光而不会降低生产率。根据本专利技术一个方面的曝光设备将激励激光照射到靶上，并由所产生的等离子体产生用于生成远紫外区或者X射线区的照射光的光源，该曝光设备包括照射光学系统，使用所述照射光照射形成要转移的图案的反射初缩掩模版，该照射光学系统包括最接近所述光源的第一反射镜；椭球面反射镜，用于在所述照射光学系统中的所述第一反射镜之前会聚所述照射光；以及投影光学系统，将在所述初缩掩模版上反射的图案缩小并投影到要被曝光的对象上，其中，在所述激励激光的光轴方向超过由激励激光产生等离子体的位置的地方的光不干扰包括所述照射和投影光学系统和所述椭球面反射镜的所述曝光设备中的部件。所述激励激光的光轴可以相对于进入所述照射光学系统中的第一反射镜的照射光的光轴方向有偏移。入射到所述靶上的激励激光和从所述靶出射的激励激光可以通过在所述椭球面反射镜中设置的通过部分。入射到所述靶上的激励激光可以通过在所述椭球面反射镜中设置的通过部分，从所述靶出射的激励激光可以通过所述椭球面反射镜的一个通过所述照射光的开口。从所述靶出射的激励激光可以通过所述椭球面反射镜中的通过部分，入射到所述靶上的激励激光通过所述椭球面反射镜的一个通过所述照射光的开口。所述曝光设备可以还包括用于相对于所述照射光的光轴方向三维倾斜所述激励激光的光轴方向的机构。所述的曝光设备可以还包括防止所述激励激光到达所述靶之外的照射光学系统的遮光部件。所述曝光设备可以还包括防止在等离子体发射点产生的碎屑到达所述照射光学系统的碎屑消除部件。所述的曝光设备可以还包括防止所述激励激光到达所述靶之外的照射光学系统的遮光部件，该遮光部件对于所述激励激光的透射率为10％或者以下，以及防止在等离子体发射点产生的碎屑到达所述照射光学系统的碎屑消除部件，该碎屑消除部件对于所述激励激光的透射率为90％或者以上。所述遮光部件可以包括一个金属部件以及在该金属部件上的减反射镀层。所述激励激光的光轴相对于所述照射光的光轴方向的角度可以被确定为从入射到所述第一反射镜的照射光的光轴方向到所述激励激光的光轴方向，从所述光源观看，来自所述激励激光的超过所述光源的光不会照射到所述曝光设备中最外侧的部件。所述的曝光设备可以还包括用于冷却所述遮光部件的冷却机构。所述遮光部件可以位于容纳所述照射和投影光学系统的室的外部。在所述照射光的光轴方向，所述椭球面反射镜的通过所述照射光的开口可以比所述激励激光的会聚点更靠近所述第一反射镜。本专利技术的另一方面的一种曝光设备将激励激光照射到靶上，并由所产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曝光设备，将激励激光照射到靶上，并由所产生的等离子体产生用于生成远紫外区或者Ｘ射线区的照射光的光源，该曝光设备包括：照射光学系统，使用所述照射光照射形成要转移的图案的反射初缩掩模版，该照射光学系统包括最接近所述光源的第一反射镜； 椭球面反射镜，用于在所述照射光学系统中的所述第一反射镜之前会聚所述照射光；以及投影光学系统，将在所述初缩掩模版上反射的图案缩小并投影到要被曝光的对象上，其中，在所述激励激光的光轴方向超过由激励激光产生等离子体的位置的 地方的光不干扰包括所述照射和投影光学系统和所述椭球面反射镜的所述曝光设备中的部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2002-4-26 127343/2002;JP 2003-3-18 073637/20031.一种曝光设备，将激励激光照射到靶上，并由所产生的等离子体产生用于生成远紫外区或者X射线区的照射光的光源，该曝光设备包括照射光学系统，使用所述照射光照射形成要转移的图案的反射初缩掩模版，该照射光学系统包括最接近所述光源的第一反射镜；椭球面反射镜，用于在所述照射光学系统中的所述第一反射镜之前会聚所述照射光；以及投影光学系统，将在所述初缩掩模版上反射的图案缩小并投影到要被曝光的对象上，其中，在所述激励激光的光轴方向超过由激励激光产生等离子体的位置的地方的光不干扰包括所述照射和投影光学系统和所述椭球面反射镜的所述曝光设备中的部件。2.如权利要求1所述的曝光设备，其中，所述激励激光的光轴相对于进入所述照射光学系统中的第一反射镜的照射光的光轴方向有偏移。3.如权利要求1所述的曝光设备，其中，向所述靶入射的激励激光和从所述靶出射的激励激光通过在所述椭球面反射镜中设置的通过部分。4.如权利要求1所述的曝光设备，其中，向所述靶入射的激励激光通过在所述椭球面反射镜中设置的通过部分，从所述靶出射的激励激光通过所述椭球面反射镜的一个通过所述照射光的开口。5.如权利要求3所述的曝光设备，其中，从所述靶出射的激励激光通过所述椭球面反射镜中的通过部分，向所述靶入射的激励激光通过所述椭球面反射镜的一个通过所述照射光的开口。6.如权利要求1所述的曝光设备，还包括用于相对于所述照射光的光轴方向三维倾斜所述激励激光的光轴方向的机构。7.如权利要求1所述的曝光设备，还包括防止所述激励激光到达所述靶之外的照射光学系统的遮光部件。8.如权利要求1所述的曝光设备，还包括防止在等离子体发射点产生的碎屑到达所述照射光学系统的碎屑消除部件。9.如权利要求1所述的曝光设备，还包括防止所述激励激光到达所述靶之外的照射光学系统的遮光部件，该遮光部件对于所述激励激光的透射率为10％或者以下；以及防止在等离子体发射点产生的碎屑到达所述照射光学系统的碎屑消除部件，该碎屑消除部件对于所述激励激光的透射率为90％或者以上。10.如权利要求7所述的曝光设备，其中，所述遮光部件包括一个金属部件以及在该金属部件上的减反射镀层。11.如权利要求1所述的曝光设备，其中，所述激励激光的光轴相对于所述照射光的光轴方向的角度被确定为从入射到所述第一反射镜的照射光的光轴方向到所述激励激光的光轴方向，从所述光源观看，来自所述激励激光的超过所述光源的光不会照射到所述曝光设备中最外侧的部件。12.如权利要求7所述的曝光设备，还包括用于冷却所述遮光部件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：樋浦充，辻俊彦，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]