[发明专利]极紫外光刻机光源系统及极紫外曝光方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种极紫外光刻机光源系统及极紫外曝光方法。

背景技术

光刻是一种将所需图形转移至衬底上（通常是衬底的目标区域），从而在不同的器件区或电流区建立图形的工艺过程。具体地，光刻通过曝光将图形成像到设置在衬底表面的光刻胶层（材料为光敏感的抗蚀剂）而实现图形转移。

随着半导体技术的飞速发展，光刻所要曝光的图形特征尺寸越来越小，要求光刻的分辨率越来越高，而光刻的分辨率可以根据瑞利法则给出，如等式(1)所示：

CD=κ₁×λ/NA  (1)

其中，λ是光刻曝光波长，NA是光刻设备的投影系统的数值孔径，κ₁是光刻工艺的调节因子(即瑞利常数)，CD是待曝光图形的特征尺寸(或临界尺寸)。由上式可知，CD的减小可以由三种途径实现：减小曝光波长、增大数值孔径、或减小κ₁的值。

为了减小曝光波长来获得较小曝光图形的特征尺寸，极紫外(Extreme Ultraviolet，EUV)光已被研究应用于光刻中。极紫外辐光是波长在5-20纳米范围内的电磁辐射。通过例如激光等离子体（Laser-Produced Plasma，LPP）、或放电等离子体（Discharge-Produced Plasma，DPP）产生极紫外光，并利用极紫外光获得较小的曝光波长。

极紫外光通常通过等离子体产生。用于产生极紫外光的光源系统通常包括：用于激发极紫外光激发源以提供等离子体的源激发模块和用于容纳极紫外光的收集器模块。所述源激发模块通常对极紫外光激发源施加高能激光束或高电压充电，从而产生极紫外光；所述收集器模块可以是反射镜式正入射辐射收集器，用于接收极紫外光并将极紫外光聚焦成束。

但是，现有的极紫外光源在激发极紫外光时，极紫外光激发源无法完全蒸发，极紫外光激发源会部分转换成凝聚态颗粒，从而污染产生极紫外光的光源系统和极紫外曝光的其他部件。

发明内容

本发明解决的问题是本发明解决的问题是提供一种极紫外光刻机光源系统及极紫外曝光方法，降低凝聚态颗粒污染产生极紫外光的光源系统的风险。

为解决上述问题，本发明提供一种极紫外光刻机光源系统，包括：激光辐射装置，适于提供激光辐射；极紫外光激发源，适于接受激光辐射而产生极紫外光，在激光辐射中产生凝聚态颗粒飞出极紫外光激发源；收集器，用于汇聚极紫外光；冷凝器，用于冷凝飞出的凝聚态颗粒，其中，所述冷凝器环绕构成外墙，所述外墙包覆预定空间，所述空间适于极紫外光汇聚。

可选的，所述冷凝器的内部冷凝材料为：冷却水、液氮、或液氦；或所述冷凝器为电热冷凝式冷凝器。

可选的，所述激光辐射为脉冲模式或持续模式。

可选的，所述收集器包括若干反射镜，当所述激光辐射为脉冲模式时，所述反射镜在收集极紫外光时配置成反射态和非反射态，其中，所述反射态适于反射极紫外光；非反射态适于躲避凝聚态颗粒污染；其中，凝聚态颗粒于激光辐射后T时间到达收集器。

可选的，当所述反射镜配置成反射态时，若干反射镜配置成汇聚极紫外光；当所述反射镜配置成非反射态时，所述反射镜转动反射面与凝聚态颗粒飞行方向平行。

可选的，所述反射镜配置为非反射态的时间滞后于激光脉冲持续时间，以躲避凝聚态颗粒飞行方向。

可选的，所述激光辐射为脉冲模式，所述反射镜配置为非反射态的时间为与脉冲持续时间滞后T时间，所述T时间在范围2毫秒至12毫秒。

可选的，所述极紫外光激发源材料为Xe、Sn或Li。

可选的，所述反射镜材料为钼、钼合金、硅、钌或钌合金；或所述反射镜基体为硅，且基体表面镀有多层硅钼膜、钼合金、钌或钌合金膜层结构。

可选的，还包括：设置于收集器外围的凝聚态颗粒收集器。

本发明还提供一种极紫外光刻机光源系统，包括：高压放电等离子体施加装置，适于施加高电压；极紫外光激发源，适于接受高电压放电而产生极紫外光，所述极紫外光激发源在高电压放电中产生凝聚态颗粒飞出极紫外光激发源；收集器，用于汇聚极紫外光；冷凝器，用于冷凝飞出的凝聚态颗粒，其中，所述冷凝器环绕构成外墙，所述外墙包覆预定空间，所述空间适于极紫外光汇聚。

可选的，所述冷凝器的内部冷凝材料为：冷却水、液氮、或液氦；或所述冷凝器为电热冷凝式冷凝器。

可选的，所述施加高电压为脉冲模式或持续模式。