Euv光源和曝光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，特別涉及一種EUV光源和曝光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光刻(photolithography)是半導(dǎo)體器件制造工藝中的一個(gè)重要步驟，該步驟是利用曝光工藝和顯影工藝在光刻膠層中形成光刻圖形。然而，隨著芯片的集成度的不斷提高，這就要求光刻的特征尺寸不斷減小
[0003]曝光裝置的分辨率(R)決定了光刻的最小特征尺寸，曝光系統(tǒng)的分辨率(R)滿足關(guān)系式:R = ?α/(NA)，其中k是與曝光工藝相關(guān)的系數(shù)，λ為曝光光源的波長(zhǎng)，NA為曝光裝置的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。由前述關(guān)系式可知，可以通過(guò)兩種途徑提高曝光裝置的分辨率:一種是增加光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑；另外一種是減小曝光光源的波長(zhǎng)。
[0004]研究人員曾經(jīng)嘗試通過(guò)增加光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑的方法來(lái)提高分辨率，但是由于下一代光刻技術(shù)對(duì)最小特征尺寸存在非?？量痰囊螅枰鈱W(xué)提供具有非常大的數(shù)值孔徑，這不僅使得光刻系統(tǒng)的制備和調(diào)制變得異常復(fù)雜，而且數(shù)值孔徑的增大對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的焦深有較大的限制。
[0005]因而，研究人員開始考慮另外一種方式也即減小曝光光源波長(zhǎng)的方式來(lái)提高分辨率，極紫外(extreme ultrav1let, EUV)光源是最新發(fā)展起來(lái)的光源,極紫外光源產(chǎn)生的曝光光線的波長(zhǎng)為13.5納米或者更加小，將極紫外光源應(yīng)用于曝光系統(tǒng)時(shí)，能獲得很小的光刻特征尺寸。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生極紫外光的主流方式是激光產(chǎn)生等離子體輻射方式(LaserProduced Plasma, LPP),該方式的原理是:激光源產(chǎn)生激光束轟擊錫(Sn)祀材，由此激發(fā)等離子體，等離子向外輻射極紫外光。
[0007]現(xiàn)有的極紫外光源的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參考圖1，包括，錫滴噴嘴101，所述錫滴噴嘴101間隔的向下方噴吐錫滴102 ;激光源103，所述激光源103適于產(chǎn)生激光束104，所述激光束104經(jīng)過(guò)透鏡單元105匯聚后，轟擊錫滴102，被轟擊的錫滴102產(chǎn)生等離子體，等離子體輻射產(chǎn)生極紫外光108 ;聚光鏡107，所述聚光鏡107用于收集輻射的極紫外光108，并將輻射的極紫外光匯聚于中心焦點(diǎn)109。
[0008]但是現(xiàn)有的極紫外光源產(chǎn)生的極紫外光的功率仍較小，不能滿足生產(chǎn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明解決的問(wèn)題是怎樣提高極紫外光源產(chǎn)生的極紫外光的功率。
[0010]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種EUV光源，包括:液滴陣列，所述液滴陣列包括沿掃描方向排布的若干噴嘴，若干噴嘴適于依次向下方的福射位置噴吐液滴；激光源，適于產(chǎn)生激光束，并使激光束沿掃描方向掃描，依次轟擊到達(dá)輻射位置的液滴，液滴受到激光轟擊時(shí)形成等離子體，等離子體輻射極紫外光；聚光器，適于旋轉(zhuǎn)掃描并同時(shí)收集輻射的極紫外光，并將收集的極紫外光匯聚于中心焦點(diǎn)。
[0011]可選的，液滴陣列上的相鄰噴嘴中心到中心的間距相等。
[0012]可選的，所述液滴的尺寸為25?35微米，相鄰噴嘴中心到中心的間距中心到中心距離為45?75微米。
[0013]可選的,所述液滴材料為錫、錫合金、錫化合物、氣或鋰。
[0014]可選的，所述噴嘴的數(shù)量大于等于2個(gè)。
[0015]可選的，所述若干噴嘴沿掃描方向依次包括第一噴嘴、第二噴嘴、第二噴嘴……第N (N ^ 3)噴嘴，在第一噴嘴噴吐第一液滴后，第二噴嘴噴滯后于第一噴嘴第一時(shí)間噴吐第二液滴，第三噴嘴滯后于第二噴嘴第一時(shí)間噴吐第三液滴……第N噴嘴滯后于第N-1噴嘴第一時(shí)間噴吐第N液滴。
[0016]可選的，所述激光源沿掃描方向掃描，依次轟擊位于輻射位置的第一液滴、第二液滴、第三液滴......第N液滴。
[0017]可選的，所述第一噴嘴在噴吐第一滴第一液滴后，間隔第二時(shí)間噴吐第二滴第一液滴，第二噴嘴在噴吐第一滴第二液滴后，間隔第二時(shí)間噴吐第二滴第二液滴，第三噴嘴在噴吐第一滴第三液滴后，間隔第二時(shí)間噴吐第二滴第三液滴……第N噴嘴在噴吐第一滴第N液滴后，間隔第二時(shí)間噴吐第二滴第N液滴。
[0018]可選的，所述激光源包括激光器、反射鏡、第一驅(qū)動(dòng)裝置，所述激光器適于產(chǎn)生激光束，所述反射鏡適于反射激光束，使得反射的激光束向輻射位置傳輸，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置與反射鏡連接，適于驅(qū)動(dòng)所述反射鏡旋轉(zhuǎn)，使得反射鏡反射的激光束沿掃描方向掃描，依次轟擊到達(dá)輻射位置的液滴。
[0019]可選的，所述反射鏡包括第一反射鏡和第二反射鏡，第一驅(qū)動(dòng)裝置包括第一子驅(qū)動(dòng)裝置和第二子驅(qū)動(dòng)裝置，所述第一反射鏡位于第二反射鏡上方，第一反射鏡反射部分激光束，形成第一激光束，第一子驅(qū)動(dòng)裝置與第一反射鏡連接，第一子驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一反射鏡旋轉(zhuǎn)，使得第一激光束沿掃描方向掃描；第二反射鏡反射部分激光束，形成第二激光束，所述第二子驅(qū)動(dòng)裝置與第二反射鏡連接，所述第二子驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第二反射鏡旋轉(zhuǎn)，使得第二激光束沿掃描方向掃描。
[0020]可選的，所述聚光器位于反射鏡和輻射位置之間，所述聚光器包括聚光鏡和第二驅(qū)動(dòng)裝置，聚光鏡具有橢球型反射面，所述橢球型反射面收集輻射的極紫外光，并將收集的輻射極紫外光反射匯聚于中心焦點(diǎn)，所述第二驅(qū)動(dòng)裝置與聚光鏡連接，適于驅(qū)動(dòng)所述聚光鏡旋轉(zhuǎn)掃描，在激光束依次轟擊到達(dá)輻射位置的液滴形成的輻射極紫外光時(shí)，聚光鏡收集輻射的極紫外光，并將收集的輻射極紫外光反射后匯聚于中心焦點(diǎn)。
[0021]可選的，所述聚光鏡的中心處具有通道，以使反射鏡反射的激光束通過(guò)通道傳輸至輻射位置轟擊到達(dá)輻射位置的液滴。
[0022]可選的，所述聚光鏡包括分離的第一部分聚光鏡和第二部分聚光鏡，第一部分聚光鏡位于第二部分聚光鏡上方，所述第二驅(qū)動(dòng)裝置包括第三子驅(qū)動(dòng)裝置和第四子驅(qū)動(dòng)裝置，第三子驅(qū)動(dòng)裝置與第一部分聚光鏡連接，適于驅(qū)動(dòng)第一部分聚光鏡旋轉(zhuǎn)掃描，第四子驅(qū)動(dòng)裝置與第二部分聚光鏡連接，適于驅(qū)動(dòng)第二部分聚光鏡旋轉(zhuǎn)掃描。
[0023]可選的，還包括控制單元，所述控制單元輸出同步的第一信號(hào)、第二信號(hào)、第三信號(hào)，第一信號(hào)控制若干噴嘴依次噴吐液滴，第二信號(hào)控制所述第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述反射鏡同步旋轉(zhuǎn)，第三信號(hào)同步控制所述第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述聚光鏡同步旋轉(zhuǎn)掃描。
[0024]可選的，所述第一反射鏡和輻射位置之間還設(shè)置有第一光闌，所述第一光闌適于阻擋第一激光束向輻射位置傳輸；所述第二反射鏡與輻射位置之間還具有第二光闌，所述第二光闌適于阻擋第二激光束向輻射位置傳輸。
[0025]可選的，還包括:所述第一光闌包括第一阻擋單元和與第一阻擋單元連接的第三驅(qū)動(dòng)裝置，所述第二光闌包括第二阻擋單元和與第二阻擋單元連接的第四驅(qū)動(dòng)裝置，第三驅(qū)動(dòng)裝置適于驅(qū)動(dòng)所述第一阻擋單元位于或遠(yuǎn)離所述第一激光束向輻射位置的傳輸路徑；所述第四驅(qū)動(dòng)裝置適于驅(qū)動(dòng)所述第二阻擋單元位于或遠(yuǎn)離所述第二激光束向輻射位置的傳輸路徑。
[0026]可選的，所述第一阻擋單元為第三反射鏡，所述第三反射鏡在阻擋第一激光束時(shí)，將第一激光束向第一激光束向輻射位置的傳輸路徑之外的方向反射；所述二阻擋單元為第四反射鏡，所述四在阻擋第二激光束時(shí)，將第二激光束向第二激光束向輻射位置的傳輸路徑之外的方向反射。
[0027]可選的，還包括:熱回收單元，適于吸收第一反射鏡反射的第一激光束和第二反射鏡反射的第二激光束。
[0028]可選的，所述激光器為CO2激光器。
[0029]本發(fā)明還提供了一種曝光裝置，包括上述所述的EUV光源。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0031]所述EUV光源包括液滴陣列,所述液滴陣列包括沿掃描方向排布的若干噴嘴,若干噴嘴適于依次向下方的輻射位置噴吐液滴；激光源，適于產(chǎn)生激光束，并使激光束沿掃描方向掃描，依次轟擊到達(dá)輻射位置的液滴，液滴受到激光轟擊時(shí)形成等離子體，等離子體輻射極紫外光；聚光器，適于旋轉(zhuǎn)掃描并同時(shí)收集輻射的極紫外光，并將收集的極紫外光匯聚于中心焦點(diǎn)。所述液滴陣列包括若干噴嘴，若干噴嘴依次向下方的輻射位置噴吐液滴，增加了單位時(shí)間內(nèi)的液滴的供應(yīng)量，沿掃描方向排布的一行液滴是不同的噴嘴噴吐保證了相鄰液滴之間具有一定的距離，并且激光束沿掃描方向掃描，依次轟擊到達(dá)輻射位置的液滴，形成極紫外光，因而不會(huì)浪費(fèi)到達(dá)輻射位置的任何液滴，形成的極紫外光的量增多，同時(shí)，聚光器旋轉(zhuǎn)掃描并同時(shí)收集不同液滴形成的等離子體輻射的極紫外光，并將收集的極紫外光匯聚于中心焦點(diǎn)，使得中心焦點(diǎn)處輸出的極紫外光的功率增加。
[0032]進(jìn)一步，反射鏡包括第一反射鏡和第二反射鏡，第一驅(qū)動(dòng)裝置包括第一子驅(qū)動(dòng)裝置和第二子驅(qū)動(dòng)裝置，所述第一反射鏡位于第二反射鏡上方，第一反射鏡反射部分激光束，形成第一激光束，第一子驅(qū)動(dòng)裝置與第一反射鏡連接，第一子驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一反射鏡旋轉(zhuǎn)，使得第一激光束沿掃描方向掃描；第二反射鏡反射部分激光束，形成第二激光束，所述第二子驅(qū)動(dòng)裝置與第二反射鏡連接，所述第二子驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第二反射鏡旋轉(zhuǎn)，使得第二激光束沿掃描方向掃描，所述第二驅(qū)動(dòng)裝置包括第三子驅(qū)動(dòng)裝置和第四子驅(qū)動(dòng)裝置，第三子驅(qū)動(dòng)裝置與第一部分聚光鏡連接，適于驅(qū)動(dòng)第一部分聚光鏡旋轉(zhuǎn)掃描，第四子驅(qū)動(dòng)裝置與第二部分聚光鏡連接，適于驅(qū)動(dòng)第二部分聚光鏡旋轉(zhuǎn)掃描。因而本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)第一激光束和第二激光束交替的轟擊相鄰排的液滴，相應(yīng)的第一部分聚光鏡收集第一激光束轟擊的對(duì)應(yīng)液滴輻射的極紫外光匯聚于中心焦點(diǎn)，第二聚光鏡收集第二激光束轟擊時(shí)的對(duì)應(yīng)液滴輻射的極紫外光匯聚于中心焦點(diǎn)，進(jìn)一步增加了中心焦點(diǎn)出的極紫外光的功率。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為現(xiàn)有技術(shù)EUV光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2?圖4為本發(fā)明實(shí)施例EUV光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的EUV光源的控制信號(hào)圖；
[0036]圖6?圖7為本發(fā)明實(shí)施例EUV光源的工作結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]如【背景技術(shù)】所言，現(xiàn)有的極紫外光源產(chǎn)生的極紫外光的功率仍較小(大約為10?30W)，而在實(shí)際的光刻工藝中，要求光源的功率需要達(dá)到250W，現(xiàn)有的極紫外光源產(chǎn)生的極紫外光源不能達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)的要求。
[0038]研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的極紫外光源的錫滴噴嘴是通過(guò)機(jī)械的方式控制錫滴的噴吐，以使相鄰錫滴之間在空間上是分隔開的，激光束可以轟擊每一滴錫滴，每一滴錫滴被轟擊時(shí)形成等離子體，等離子體輻射產(chǎn)生極紫外光，如果兩滴錫滴之間的距離過(guò)近或者兩個(gè)錫滴粘在一起，當(dāng)激光束在轟擊當(dāng)前錫滴時(shí)，產(chǎn)生的等離子體碎片會(huì)對(duì)下一滴錫滴產(chǎn)生影響，造成激光束轟擊的效果差或者輻射的極紫外光難以收集等問(wèn)題，極紫外光源功率會(huì)產(chǎn)生影響。為了保證每一滴錫滴的完整性以及相鄰錫滴具有一定的距離，現(xiàn)有機(jī)械的方式控制的錫滴噴嘴的噴吐頻率極限大概在ΙΟΟΚΗζ，因此單位時(shí)間內(nèi)的錫滴噴嘴噴吐的錫滴數(shù)量是有限的，因而單位之間內(nèi)激光束轟擊的錫滴的數(shù)量也是有限的，被轟擊的錫滴產(chǎn)生的等離子體以及等離子體輻射的極紫外光數(shù)量也是有限的，最終使得單位時(shí)間內(nèi)在中心焦點(diǎn)上匯聚的極紫外光數(shù)量也是有限的，因此中心焦點(diǎn)出匯聚的極紫外光的功率也較小。
[0039]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種EUV光源和曝光裝置，其中所述EUV光源包括液滴陣列，所述液滴陣列包括沿掃描方向排布的若干噴嘴，若干噴嘴適于依次向下方的輻射位置噴吐液滴；激光源，適于產(chǎn)生激光束，并使激光束