[发明专利]超紫外线光刻投影光学系统和相关方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月11日提交的序列号为61/776,356号的美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，涉及超紫外线光刻投影光学系统和相关方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)工业经历了快速发展。IC材料和设计中的技术进步产生出了一代又一代IC，每代IC都比前一代IC具有更小和更复杂的电路。在IC的发展期间，随着几何尺寸(即，利用制造工艺可以形成的最小元件(或线))的减小，功能密度(即，单位芯片面积的互连器件的数量)通常会增大。该按比例缩小工艺通过增加生产效率和降低相关成本提供益处。该按比例缩小工艺还增加了处理和制造IC的复杂程度，对于这些即将实现的改进，需要在IC处理和制造中进行类似的改进。例如，采用超紫外线(EUV)光刻系统执行较高分辨率的光刻工艺。EUV光刻系统(扫描仪)采用产生EUV区的光的辐射源。除了EUV扫描仪使用反射光组件而不是折射光组件(例如，平面镜取代透镜)之外，与一些可选的扫描仪类似，一些EUV扫描仪可以提供4X缩小的投影印刷。EUV光刻系统的投影光学系统通常将从掩模反射的EUV辐射成像到晶圆上。因为在投影光学系统中平面镜的反射率受到限制，所以产生EUV辐射的EUV源的光功率高于期望的光功率以确保足够的生产量，并且满足分辨率需求所需要的平面镜的数量高于所期望的数量。因此，尽管现存的EUV光刻系统通常能够满足预期目的，但是它们还不能在所有方面完全符合要求。

发明内容

为解决上述问题，提供了一种超紫外线(EUV)光刻系统包括：投影光学系统，包括配置和设计为将掩模的图案成像到晶圆上的少于六个的平面镜，并且投影光学系统还配置和设计为实现：数值孔径小于约0.50；成像到晶圆上的辐射的图像域尺寸大于或等于约20mm；以及光瞳平面包括中心遮拦。

其中，数值孔径大于或等于0.35。

其中，投影光学系统包括至少两个平面镜。

其中，至少两个平面镜包括中心遮拦。

中心遮拦的半径小于或等于光瞳平面的半径的50％。

中心遮拦的面积小于或等于光瞳平面的面积的25％。

其中，投影光学系统包括施瓦兹希尔德光学组件。

其中，成像到晶圆上的辐射的波长为约1nm到约100nm。

其中，成像到晶圆上的辐射的波长为约13.5nm。

其中，掩模是反射掩模。

此外，还提供了一种超紫外线(EUV)光刻系统包括：辐射源模块；照射模块；掩模模块，包括掩模；投影光学模块；晶圆模块，包括晶圆；其中，辐射源模块发出照射模块收集并导向到掩模上的EUV辐射，掩模将EUV辐射的一部分反射到投影光学模块，并且投影光学模块收集EUV辐射中的反射部分并将其导向到晶圆上；以及进一步地，投影光学模块包括两个到五个平面镜，两个到五个平面镜设计并配置为具有小于约0.50的数值孔径，成像到晶圆上的EUV辐射中的反射部分的图像域尺寸大于或等于约20mm，并且具有包括中心遮拦的光瞳平面。

其中，中心遮拦的半径小于或等于光瞳平面的半径的50％。

其中，中心遮拦的面积小于或等于光瞳平面的面积的25％。

其中，数值孔径大于或等于约0.35。

其中，投影光学模块包括施瓦兹希尔德光学组件。

其中，EUV辐射的波长为约13.5nm。

此外，还提供了一种超紫外线(EUV)光刻方法，包括：提供具有两个到五个平面镜的投影光学系统，其中，两个到五个平面镜设计并配置为具有小于约0.50的数值孔径，成像到晶圆上的EUV辐射的图像域尺寸大于或等于约20mm，并且具有包括中心遮拦的光瞳平面；使用EUV辐射照射掩模；以及通过投影光学系统收集从掩模所反射的EUV辐射，其中，收集的EUV辐射在通过投影光学系统成像到晶圆上之前，从两个到五个平面镜进行反射。

其中，EUV辐射的波长在约1nm到约100nm之间。

其中，收集的EUV辐射在成像到晶圆上之前，穿过至少两个平面镜的中心遮拦。

其中，数值孔径大于或等于约0.35。

附图说明

当结合附图进行阅读时，通过以下详细描述可以最好地理解本发明。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘出且仅用于示出的目的。事实上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。