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反射鏡設備、曝光設備以及器件制造方法

文檔序號:7147671閱讀:178來源:國知局
專利名稱:反射鏡設備、曝光設備以及器件制造方法
技術領域
本發(fā)明涉及用在半導體制造工藝中的曝光設備,更具體地,涉及使用遠紫外光作為曝光光源的曝光設備,以及用在該曝光設備的反射光學系統(tǒng)中的反射鏡設備。
背景技術
作為將光網(reticle,標記版,掩模)圖案透射并轉移到硅晶片上的投影曝光設備,已經提出了使用波長為13到14nm的遠紫外(EUV)光作為曝光光源的設備。由于遠紫外光在穿過物體時衰減很大,不能使用利用光學透鏡的光學控制系統(tǒng)。因此,在上述使用遠紫外光作為曝光光源的曝光設備中,用設置在真空中的多個反射鏡來控制曝光光線(反射光學系統(tǒng))。
這種曝光設備的反射光學系統(tǒng)包括一個用以將曝光光線從光源引導到一個反射性原圖板(original plate)(以下稱為“光網”)的曝光光線導入光學系統(tǒng),以及用以將曝光圖案通過從所述光網反射的曝光光線縮小投影到晶片上的縮小投影光學系統(tǒng)。各光學系統(tǒng)分別具有若干反射鏡。圖10A和10B是圖示在上述反射光學系統(tǒng)中可用的普通凹面型反射鏡的形狀的示意圖。該反射鏡的反射面是凹面。但是,也可以使用凸面型反射鏡。具有反射面的反射鏡反射來自光源的曝光光線,所述反射面是通過用蒸氣淀積或者濺射形成Mo-Si多層膜而獲得的。
但是,在用上述反射鏡反射曝光光線時,每一個表面的曝光光線的反射率是大約70%,剩下的光線被反射鏡基材吸收而被轉換為熱。圖11A和11B是說明反射鏡中的溫度上升的示意圖。如圖11A和11B所示,在曝光光線反射區(qū)域,溫度上升約+10到20攝氏度。結果,即使使用熱膨脹系數極小的反射鏡材料,在曝光反射區(qū)的反射表面中也會發(fā)生約25nm的位移,在反射面的反射鏡周邊部分則會發(fā)生約50到100nm的位移。
另一方面,在設置在縮小投影光學系統(tǒng)中的投影光學系統(tǒng)反射鏡,以及設置在曝光光線引入光學系統(tǒng)中的照射系統(tǒng)反射鏡和光源反射鏡中,反射面的形狀的精度(以下成為“面形狀的精度”)必須是1nm或者以下。
因此,從上述說明明顯可知,由于熱量導致反射鏡反射面的位移,不能保證約1nm的面形狀的極高精度。
在投影光學系統(tǒng)的情況下,上述反射鏡面形狀精度的降低導致圖像形成性能和在晶片上的光照的質量下降。例如,在照射系統(tǒng)反射鏡的情況下,面形狀精度的降低導致光照質量下降,并且導致掩模上的曝光光線的光照均勻性下降。另外,在光源反射鏡的情況下,面形狀精度的降低導致由于光源的聚焦差而使光照質量降低。這樣的質量下降會導致曝光設備的基本性能下降,比如曝光精度和生產能力的下降。
因此,希望抑制用在曝光設備的反射光學系統(tǒng)中的反射鏡的溫度上升。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的一個方面,提供曝光設備中的反射鏡設備,其構成通過反射引導曝光光線的反射光學系統(tǒng),它包括具有反射曝光光線的反射面的反射鏡;用于散熱冷卻的散熱板,設置在離開反射鏡外表面的地方,并確保入射到反射面并從反射面反射的曝光光線的通道區(qū)域;以及溫度控制機構,用于對所述散熱板進行溫度控制。
根據本發(fā)明的另一方面,提供一種使用上述反射鏡設備用作其反射光學系統(tǒng)的曝光設備。另外,根據本發(fā)明的另一方面,提供一種使用上述曝光設備在半導體襯底上形成電路圖案的器件制造方法。
結合附圖閱讀下面的詳細說明,可以更加清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。在附圖中,相同的附圖標記表示相同的名稱或者類似的部件。


附圖構成說明書的一部分,用于與說明書一起說明本發(fā)明的實施例,用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是一個示意剖面圖,圖示了根據本發(fā)明第一實施例的曝光設備的整體結構;圖2A和2B的示意示了根據第一實施例的光源單元的細節(jié);圖3A和3B的示意示了根據第一實施例的反射鏡冷卻機構;圖4的框解了根據第一實施例的反射鏡溫度控制系統(tǒng);圖5A和5B的示意解了根據第一實施例,在反射鏡冷卻機構進行溫度控制的狀態(tài)下,反射鏡表面的溫度分布;圖6的示意解了根據本發(fā)明第二實施例的反射鏡冷卻機構;圖7的示意解了根據本發(fā)明第三實施例的反射鏡冷卻機構;圖8的示意解了根據本發(fā)明第四實施例的反射鏡冷卻機構;圖9的示意解了根據第四實施例的反射鏡冷卻機構;圖10A和10B的示意解了普通凹面型反射鏡的形狀;圖11A和11B的示意解了圖10A和10B中的反射鏡中的溫度上升;圖12的流程圖表示半導體器件的制造流程;圖13的流程圖表示圖12中的晶片工藝的細節(jié)。
具體實施例方式
下面結合附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
(第一實施例)圖1的示意剖面解了根據本發(fā)明第一實施例的曝光設備的結構。在圖1中,附圖標記1表示激勵激光器。激光向一個作為光源的發(fā)光點發(fā)射(在該點處,光源材料是氣化的、液化的或者霧化的(spray-gasified,噴霧氣化)),以實現光源材料的原子的等離子體激發(fā),從而發(fā)射遠紫外光。在本實施例中,使用YAG固體激光器或者類似激光器作為激勵激光器。
附圖標記2表示光源單元,其結構中保持真空狀態(tài)。圖2A和2B圖解了光源單元2的內部結構。附圖標記2b表示光源,指出曝光光源的實際發(fā)光點。附圖標記2a表示光源反射鏡,其收集所有來自光源2b的光,并將光在發(fā)光方向反射,從而產生曝光光線2d。光源反射鏡2a被設置為一個半球形反射鏡,光源2b在中心位置。附圖標記2e表示將液化發(fā)光元素Xe、噴霧液化發(fā)光元素Xe或者Xe氣體提供到光源2b的位置的噴嘴。
附圖標記3表示容納整個曝光設備的真空室。附圖標記4表示抽空真空室以保持真空狀態(tài)的真空泵。附圖標記5表示曝光光線導入單元,將曝光光線從光源單元2引入并對其整形。
曝光光線導入單元5具有反射鏡5a到5d,對曝光光線進行均勻化并對其整形。
附圖標記6表示光網臺,在這里,作為曝光圖案的反射原圖板的原圖板6a被放置在一個可動部件上。附圖標記7表示一個縮小投影反射鏡光學系統(tǒng),其將從原圖板6a反射來的曝光圖案縮小投影到晶片上。在所述投影反射鏡光學系統(tǒng)7中,曝光光線依次被反射鏡7a到7e投影反射,最后,曝光圖案按照預定的縮小比被縮小投影到所述晶片上。
附圖標記8表示一個保持晶片8a的晶片臺。晶片8a是要在上面縮小投影所述原圖板6a上的曝光圖案并對其曝光的Si襯底。該晶片臺8的位置在關于XYZ和XY軸傾斜的和關于Z軸旋轉的方向受到控制,以將晶片8a定位到預定的曝光位置。
附圖標記9表示一個光網臺支承件,其將光網臺6支承到設備安裝面上。附圖標記10表示投影系統(tǒng)主體,其將所述縮小投影反射鏡光學系統(tǒng)7支承到所述設備安裝面上。附圖標記11表示一個晶片臺支承件,用于將所述晶片臺8支承到設備安裝面上。另外,還提供了用于測量光網臺5和縮小投影反射鏡光學系統(tǒng)7之間,以及縮小投影反射鏡光學系統(tǒng)7和晶片臺(它們分別由光網臺支承件9、投影系統(tǒng)主體10和晶片臺支承件11支承)之間的相對位置,并持續(xù)地將這些部件保持在預定的相對位置的裝置(未圖示)。另外,所述光網臺支承件9、所述投影系統(tǒng)主體10和所述晶片臺支承件11都設置有一個用來隔絕設備安裝面的振動的固定件(未圖示)。
附圖標記12表示一個光網儲存器,在這里將來自設備外部的原圖板(光網)6a臨時存儲到設備內。在光網儲存器12中,將相應于不同的圖案和不同的曝光條件的光網存儲在氣密密封的容器中。附圖標記13表示光網更換器,用于從光網儲存器12中選擇要用的光網并輸送選中的光網。
附圖標記14表示具有可繞XYZ和Z軸旋轉的旋轉手柄的光網對準單元。該光網對準單元14接納來自光網更換器13的原圖板6a,并180度旋轉輸送所述光網,使得原圖板6a上的對準標記進入設置在光網臺6的端部的光網對準觀測器15的視野內。然后,參照所述縮小投影反射鏡光學系統(tǒng)7,相對于對準標記在XYZ軸旋轉方向輕輕移動原圖板6a,從而進行對準。也就是,通過在XY偏移方向和Z軸旋轉方向輕輕移動原圖板6a,將原圖板6a中的對準標記與對準標記15a對準。這樣,當原圖板6a被固定到光網臺6上時,原圖板參照投影系統(tǒng)被對準。對準的原圖板6a被吸附到光網臺6上。
附圖標記16表示一個晶片儲存器,在這里,將來自設備外部的晶片8a臨時存儲在設備內。在晶片儲存器16中,將多個晶片存儲在一個容器中。附圖標記17表示一個晶片輸送機械手,它從晶片儲存器16中選擇要進行曝光處理的晶片并將選擇的晶片輸送到一個晶片機械預對準溫度控制單元18。晶片機械預對準溫度控制單元18對晶片旋轉方向的進給進行粗控制,同時將晶片溫度控制到曝光設備內的受控溫度。附圖標記19表示一個晶片喂送手,其將在所述晶片機械預對準溫度控制單元18中完成了對準和溫度控制的晶片送到所述晶片臺8。
附圖標記20和21表示閘閥,其作為將光網和晶片從設備外部插入的閘門開關機構。附圖標記22也表示一個閘閥,其僅在下述情況下進行開關晶片從中取出的設備中,包括晶片儲存器16和晶片機械預對準溫度控制單元18的空間與曝光空間被一個隔墻隔開了。這樣,由于設備的內部被一個隔墻隔開,向大氣開放的空間被限制到一個最小值,從而可以迅速地恢復真空平行狀態(tài)(vacuum parallel status)。
從光源單元2引入曝光光線并對其整形的曝光光線導入單元5的反射鏡5a到5d,以及縮小投影系統(tǒng)7的反射鏡7a到7e,分別具有用蒸汽淀積或者濺射形成Mo-Si多層膜而得到的反射面,并用所述反射面反射來自光源的曝光光線。此時,所述反射鏡反射面的反射率約為70%,剩下的光被反射鏡基材吸收而被轉換為熱。結果,如參照圖11A和11B所述,在曝光光線反射區(qū)域,溫度上升約10到20攝氏度。由于這個溫度上升,即使使用熱膨脹系數極小的反射鏡材料,在反射面的反射鏡周邊部分也會發(fā)生約50到100nm的位移。因此,在光源單元2、曝光光線導入單元5和縮小投影反射鏡光學系統(tǒng)7中,不能保證各反射鏡的面形狀的精度,而在這些部分中要求約1nm的極高的面形狀精度。
在投影光學系統(tǒng)的情況下,上述反射鏡面形狀精度的降低導致圖像形成性能和在晶片上的光照的質量下降,并且導致曝光光線導入單元5在掩模上的曝光光線的照射和照射均勻性下降。另外,在光源單元2中光源反射鏡的面形狀精度下降的情況下,光源的聚焦變差,從而使光照質量降低。
在本實施例中,為了解決由于反射鏡中溫度上升而產生的問題,提供一個反射鏡冷卻機構以抑制反射鏡中的溫度上升,以保持反射鏡的面形狀的精度。注意,由于反射鏡的形狀在各個部分不同,圖示了一個用于圓柱凹面反射鏡的冷卻機構,作為代表性冷卻機構。也就是,為光源單元2、曝光光線導入單元5以及縮小投影反射鏡光學系統(tǒng)7中的各反射鏡提供一個將在下面描述的冷卻機構。
圖3A圖示了反射鏡的總體視圖,該反射鏡上安裝了根據第一實施例的反射鏡冷卻機構。圖3B是一個示意剖面圖,用于說明將圖3A中的反射鏡和冷卻機構容納在一個反射鏡筒中的狀態(tài)。如圖3A和3B所示,散射板25a到25e離開反射鏡30的曝光光線反射部分而設置。注意,散熱板25a和25b是與反射鏡的凹面形狀相應的球形散熱板。另外,散熱板25a到25e連接到冷卻管23a到23e,并提供/收集對于各散熱板優(yōu)化的用作溫度冷卻介質的冷卻劑24a到24e。注意,在本實施例中,使冷卻劑循環(huán),但是,也可以使用另一種冷卻介質,比如可以使用冷卻氣體。
另外,如圖3B所示,在圓柱形凹面反射鏡中,反射鏡30通過一個反射鏡支承件32被支持在所述反射鏡筒31中。另外,在所述反射鏡筒31中,由一個散熱板支承件25a支持所述散熱板25a和25b,由一個散熱板支承件25f支持所述散熱板25c到25e。此時,在散熱板25a和25b之間,確保了用于來往于反射鏡30的反射面的曝光光線2d的通道區(qū)域。
圖4是一個框圖,圖示了根據第一實施例的反射鏡溫度控制系統(tǒng)。在圖4中,附圖標記26表示一個液體溫度檢測單元,它檢測在通過輻射冷卻反射鏡30的熱量之后被排放的各冷卻劑24a到24e的溫度。附圖標記27表示一個反射鏡溫度檢測單元,它通過連接到反射鏡30的溫度計27a監(jiān)測反射鏡30的表面溫度。附圖標記28表示一個冷卻劑溫度控制單元,它將循環(huán)冷卻劑24a到24e控制到一個目標溫度。附圖標記29表示一個曝光光量控制單元,其控制發(fā)光定時和曝光量。注意,向反射鏡溫度檢測單元27提供溫度信息的溫度計27a可以被設置在反射鏡30的多個位置處。
在這種結構中,通過反射鏡溫度檢測單元27測量反射鏡30的表面溫度,同時,用液體溫度檢測單元26檢測排出的冷卻劑24a到24e的溫度。另外,由曝光光量控制單元29檢測發(fā)射到反射鏡30的曝光光線的曝光光量信息。根據來自所述各單元的這些檢測信號以及曝光光量信息,冷卻劑溫度控制單元28確定冷卻劑24a到24e的目標溫度,并將冷卻劑24a到24e控制到這些目標溫度值。
另外,由于對多個散熱板15進行獨立的溫度控制,希望將溫度計27a設置在反射鏡表面上靠近各散熱板的位置處。另一方面,如果溫度計27a的數量是一個,或者數量少于散熱板的數量,則預先測量反射鏡上的溫度分布,根據測量的溫度分布來預測多個位置處的溫度。也就是,將反射鏡表面的溫度分布存儲到一個表中,根據反射鏡溫度的測量結果和測量位置預測反射鏡表面的溫度分布,然后確定冷卻劑溫度,從而實現對各散熱板的溫度控制。
另外,所述冷卻劑溫度控制單元28預測冷卻劑溫度,以對各散熱板控制冷卻劑溫度,從而將反射鏡溫度控制到目標溫度(例如23攝氏度),并控制冷卻劑溫度。溫度的控制例如是通過檢測反射鏡溫度的變化,并對液體溫度進行前饋控制而完成的。另外,如下獲得控制值(1)用所述反射鏡溫度檢測單元測量反射鏡溫度,用所述液體溫度檢測單元26測量反射鏡冷卻劑出口側的溫度。
(2)從(1)中的測量結果計算反射鏡和冷卻劑的溫度變化量和變化率(反射鏡溫度或者冷卻劑溫度按單位時間的變化量)。
(3)基于(2)中的計算結果獲得在目標時間內將反射鏡溫度控制到目標溫度所需的冷卻速度,并基于該冷卻速度確定一個為提供的冷卻劑(提供的冷卻介質溫度)設置的溫度,并計算變化率。
(4)基于所述溫度和在(3)中獲得的變化率,確定冷卻劑溫度控制單元28中冷卻劑的溫度命令值。
(5)實時地執(zhí)行(1)到(4)。
注意,作為關于曝光光量控制的信息,在(4)中確定溫度命令值時,以修正系數的形式添加一個對應于曝光光量的增加的溫度變化的預測值。
被所述冷卻劑溫度控制單元28控制到目標溫度的冷卻劑24a到24e流過冷卻管23a到23e,從而將散熱板25a到25e冷卻到適當的溫度。這樣,由于設置在靠近反射鏡30的位置但是離開曝光光線反射部分的散熱板25a到25e的表面溫度和反射鏡30的表面溫度之間的差異,反射鏡30被輻射冷卻。
圖5A和圖5B的示意示了在散熱板25a到25e的溫度控制狀態(tài)下,反射鏡表面的溫度分布。由冷卻劑溫度控制單元28將流過冷卻管23a到23e的冷卻劑24a到24e分別控制到最優(yōu)化的溫度。在圖示的例子中,冷卻劑24a和24b的液體溫度被設置為約5攝氏度,冷卻劑24c和24d的液體溫度被設置為約10攝氏度,冷卻劑24e則約為15攝氏度。
這樣,隨著具有各自的最優(yōu)液體溫度的冷卻劑24a到24e流過散熱板25a到25e,在曝光光線反射區(qū)域的高溫部分,溫度上升被抑制到約+2攝氏度。與傳統(tǒng)的約+10到20攝氏度的溫度上升相比,這種情況下的溫度上升受到了極大的抑制。另外,對于反射鏡的后表面的溫度,與傳統(tǒng)的約+5到3攝氏度的溫度上升相比,溫度上升被極大地抑制到約+1攝氏度。結果,整個反射鏡的溫度上升被抑制在1到2攝氏度之內。減小了熱畸變,將面形狀精度穩(wěn)定在1nm或者更小。
注意,在第一實施例所描述的反射鏡溫度控制系統(tǒng)中,在反射鏡基礎部件中提供對象溫度計(object thermometer)作為反射鏡溫度檢測單元。但是,用于測量反射鏡溫度的裝置不限于溫度計。例如,可以在離開反射鏡的位置設置一個輻射溫度計,用于測量反射鏡溫度。
(第二實施例)圖6圖示了根據本發(fā)明第二實施例的冷卻機構。在圖6中,對應于第一實施例(圖3B)的組成部件具有相同的附圖標記。在第一實施例中,為反射鏡的曝光光線反射面和后表面設置了多個分立的散熱板,分別優(yōu)化的溫度控制冷卻介質通過各散熱板。在第二實施例中,如圖6所示,散熱板125a和125b只是對于反射鏡30的曝光光線反射面和后表面分開。注意,散熱板125a有一個開口(未圖示),以確保來往于反射鏡30的反射面的曝光光線2d的通道區(qū)域。另外,在入射到反射鏡的曝光光線的量小且對光畸變的敏感度低時,最好使用這種形式的冷卻機構。
例如,照射系統(tǒng)反射鏡的靈敏度低于投影系統(tǒng)反射鏡。另外,具有小的曝光光量的反射鏡是在照射系統(tǒng)的光源中的最后一個反射鏡附近的反射鏡。也就是,照射系統(tǒng)中的“在入射到反射鏡上的曝光光量小且對光畸變的敏感度低的部分”的反射鏡、最后反射鏡以及在最后反射鏡附近的反射鏡。
由于根據第二實施例的在使用散熱板時的溫度控制是簡單地針對反射鏡的前后表面進行的,與第一實施例的溫度控制相比,這種控制更為簡單。但是,控制的基本思想與第一實施例是相同的。注意,冷卻介質的溫度是基于反射鏡的整個后表面上的溫度的平均值和反射鏡的整個前表面上的溫度的平均值確定的。另外,在反射面一側,由于由曝光光線的吸收而生成的熱量大,提供到反射鏡反射面一側的散熱板的冷卻介質的溫度必需被設置在與提供給后表面一側的散熱板的冷卻介質相比較低的溫度。
(第三實施例)圖7圖示了根據本發(fā)明第三實施例的冷卻機構。在圖7中,與第一實施例(圖3B)相應的組成部件具有相同的附圖標記。在第一實施例中,冷卻管直接連接到散熱板,以直接冷卻散熱板。在第三實施例中,珀耳帖(Peltier)元件25a到25e作為固體傳熱部件,設置在散熱板25a到25e和冷卻管23a到23e之間。如圖7所示,可以這樣安排,使得用珀耳帖元件執(zhí)行散熱板的溫度控制,用冷卻管中的冷卻介質冷卻珀耳帖元件的后表面上的熱輻射部分的溫度上升。
(第四實施例)作為第四實施例,圖示了對散熱板支承方法的改進。圖8是一個示意圖,圖示了圖6中的反射鏡冷卻機構,其中對其應用了根據第四實施例的散熱板支承方法。另外,圖9的示意示了圖7中的反射鏡冷卻機構,其中對其應用了根據第四實施例的散熱板支承方法。
在第一到第三實施例中,支承分立的多個散熱板的散熱板支承件25f和25g被固定到所述反射鏡筒31上,反射鏡支承件32被固定到該反射鏡筒31上。在第四實施例中,為了防止散熱板支承系統(tǒng)對反射鏡支承系統(tǒng)的影響(散熱板的機械畸變有可能被傳遞到反射鏡支承系統(tǒng)),如圖8和圖9所示提供一個與反射鏡筒完全分開的散熱板支承基座33。散熱板支承基座33固定地保持支承各散熱板的散熱板支承件325f和325g。
根據上述各實施例,在稍微離開多個反射鏡的外圍的位置單獨地提供多個溫度受到控制的散熱板,以在非接觸狀態(tài)下對反射鏡進行輻射冷卻。在這種方案中,反射鏡的冷卻可以在不對反射鏡形成負載和畸變的情況下進行。也就是,可以將整個反射鏡有效地和均勻地控制在預定的溫度而不對反射鏡反射面造成畸變。結果,防止了反射面形狀精度的下降。在投影光學系統(tǒng)(縮小投影反射鏡光學系統(tǒng)7)中,防止了圖像形成性能和對晶片的照射的質量下降。在照射系統(tǒng)(曝光光線導入單元5)中,可以防止對掩模的照射和照射均勻性的下降。在光源反射鏡(光源單元2)中,可以防止由于光源聚焦不好或者類似原因導致照射質量下降。這些優(yōu)點提高了基本性能,比如曝光設備的曝光精度和生產率。
另外,根據上述各實施例,在反射鏡的反射面一側和后表面一側提供了多個單獨的散熱板,它們的溫度被控制到不同的溫度。由于可以優(yōu)化多個散熱板在反射鏡外圍的布置,可以相應于反射鏡各部分的溫度進行輻射冷卻。
另外,由于散熱板在反射鏡的曝光光線反射面一側和后表面一側被設置在大致沿著反射鏡外部形狀并離開反射鏡表面預定距離的位置,可以在反射鏡表面上進行均勻的輻射冷卻。
另外,由于在反射鏡基座部件或者在接近反射鏡基座部件的位置設置溫度測量器件,冷卻介質的溫度得到控制,以基于來自溫度測量器件的溫度測量信號對各散熱板進行溫度控制,所述散熱板,以及擴展開來,所述整個反射鏡,都可以被保持在預定的溫度。
另外,根據第四實施例,由于散熱板的表面溫度由固定冷卻器件比如珀耳帖(Peltier)元件進行控制,可以有效地實現散熱板的溫度控制。
(其他實施例)下面描述使用上述曝光設備的器件制造方法的一個實施例。
圖11A和11B圖示了微器件(半導體芯片比如IC或者LSI,液晶板,CCD,薄膜磁頭,微機械等)制造流程。在步驟1(電路設計),設計半導體器件的器件圖案。在步驟2(產生曝光控制數據),基于設計的電路圖案產生用于曝光設備的曝光控制數據。另一方面,在步驟3(晶片制造),用硅等材料制造晶片。在步驟4(晶片工藝),稱為預處理,使用曝光設備和晶片,用光刻技術在晶片上形成實際電路,其中,在所述曝光設備中輸入了上面準備的曝光控制數據。在接下來的步驟5(組裝),稱為后處理,使用在步驟4形成的晶片制造半導體芯片。步驟5包括一個組裝工藝(切割和焊接)、封裝工藝(芯片封裝)等。在步驟6(檢查),對在步驟5形成的半導體器件進行器件工作測試、壽命測試等。通過這些過程完成半導體器件的制造,然后發(fā)貨(步驟7)。
圖12圖示了晶片工藝的詳細流程。在步驟11(氧化),對晶片表面進行氧化。在步驟12(CVD),在晶片表面上形成絕緣膜。在步驟13(電極形成),通過蒸汽電極在晶片上形成電極。在步驟14(離子注入),在晶片中注入離子。在步驟15(抗蝕劑處理),晶片被覆以光致抗蝕劑。在步驟16(曝光),由上述曝光設備將電路圖案曝光印制到晶片上。在步驟17(顯影),對曝光的晶片顯影。在步驟18(蝕刻),將顯影出來的抗蝕劑圖像以外的部分去除。在步驟19(抗蝕劑剝離),將完成蝕刻之后不再需要的抗蝕劑去除。重復這些步驟,以在晶片上形成多層電路圖案。
根據上述器件制造方法,可以形成具有精細電路圖案的器件。
如上所述,根據本發(fā)明,可以抑制用在曝光設備的反射光學系統(tǒng)中的反射鏡的溫度上升,從而可以保持反射鏡反射面的面形狀的精度。
由于在不脫離本發(fā)明的實質精神的前提下可以對本發(fā)明作出許多實施例,應當理解,本發(fā)明不限于這里所公開的具體實施例,只受所附權利要求的限制。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1.曝光設備中的反射鏡設備,構成通過反射引導曝光光線的反射光學系統(tǒng),該反射鏡設備包括一個具有一個反射所述曝光光線的反射表面的反射鏡;一個用于散熱冷卻的散熱板,離開所述反射鏡的外表面設置,并確保入射到所述反射表面上并從該反射表面反射的所述曝光光線的通道區(qū)域;以及一個溫度控制機構,用于對所述散熱板進行溫度控制。
2.如權利要求1所述的反射鏡設備,其特征在于,基于來自安裝在所述反射鏡處的溫度檢測裝置的檢測信息,控制所述散熱板的溫度。
3.如權利要求1所述的反射鏡設備,其特征在于,所述散熱板是分立的,被設置在多個位置。
4.如權利要求3所述的反射鏡設備,其特征在于,所述通道區(qū)域形成在所述分立的多個散熱板之間。
5.如權利要求3所述的反射鏡設備,其特征在于,對于所述反射鏡的所述反射表面以及不同于所述反射表面的外表面,所述散熱板是單獨的。
6.如權利要求3所述的反射鏡設備,其特征在于,所述分立的多個散熱板分別具有沿著所述反射鏡的所述外表面的形狀的形狀,并被設置在離開所述反射鏡一個大致預定的距離的位置。
7.如權利要求3到5之一所述的反射鏡設備,其特征在于,所述溫度控制機構對所述分立的多個散熱板單獨進行溫度控制。
8.如權利要求1所述的反射鏡設備,其特征在于,所述溫度控制機構通過循環(huán)冷卻液體或者冷卻氣體來對所述散熱板進行溫度控制。
9.如權利要求8所述的反射鏡設備,其特征在于,所述溫度控制機構包括測量所述反射鏡的溫度的第一溫度計;測量所述冷卻液體或者冷卻氣體的溫度的第二溫度計;
光量估測裝置,用于根據曝光的光發(fā)射控制信息來估測入射到所述反射鏡上的曝光光線的量;以及溫度控制器,基于所述第一溫度計和所述第二溫度計獲得的溫度信息,以及所述光量估測裝置估算的曝光光線的光量,控制所述冷卻液體或者冷卻氣體的溫度。
10.如權利要求9所述的反射鏡設備,其特征在于,所述第一溫度計是離開所述反射鏡一個預定距離設置的輻射溫度計。
11.如權利要求1所述的反射鏡設備,其特征在于,所述溫度控制機構包括一個連接到所述散熱板的固體冷卻件;以及循環(huán)機構,使冷卻液體或者冷卻氣體循環(huán)以冷卻所述固體冷卻件。
12.如權利要求1所述的反射鏡設備,還包括一個容納所述反射鏡的反射鏡筒;一個固定到所述反射鏡筒上,將所述反射鏡保持在所述反射鏡筒中的預定位置的反射鏡支承件;以及一個固定到所述反射鏡筒上,將所述散熱板保持在相對于所述反射鏡的預定位置的散熱板支承件。
13.如權利要求1所述的反射鏡設備,還包括一個容納所述反射鏡的反射鏡筒;一個固定到所述反射鏡筒上,將所述反射鏡保持在所述反射鏡筒中的預定位置的反射鏡支承件;以及一個固定到與所述反射鏡筒分開的支持基座上,將所述散熱板保持在相對于所述反射鏡的預定位置的散熱板支承件。
14.一種曝光色環(huán)保,通過用一個反射光學系統(tǒng)引導曝光光線,用于將原圖板上的圖案轉移到一個晶片上,其特征在于,設置在所述反射光學系統(tǒng)中的反射鏡是如權利要求1所述的反射鏡設備。
15.如權利要求14所述的曝光設備,其特征在于,所述反射光學系統(tǒng)是以下系統(tǒng)中的任何一種光源裝置的產生所述曝光光線的反射光學系統(tǒng),將所述曝光光線引導到所述原圖板的照射光學系統(tǒng),以及將來自所述原圖板的反射光投影到晶片上的投影光學系統(tǒng)。
16.一種使用如權利要求14所述的曝光設備在半導體襯底上形成電路圖案的器件制造方法。
權利要求
1.曝光設備中的反射鏡設備,構成通過反射引導曝光光線的反射光學系統(tǒng),該反射鏡設備包括一個具有一個反射所述曝光光線的反射表面的反射鏡;一個用于散熱冷卻的散熱板,離開所述反射鏡的外表面設置,并確保入射到所述反射表面上并從該反射表面反射的所述曝光光線的通道區(qū)域;以及一個溫度控制機構,用于對所述散熱板進行溫度控制。
2.如權利要求1所述的反射鏡設備,其特征在于,基于來自安裝在所述反射鏡處的溫度檢測裝置的檢測信息,控制所述散熱板的溫度。
3.如權利要求1所述的反射鏡設備,其特征在于,所述散熱板是分立的,被設置在多個位置。
4.如權利要求3所述的反射鏡設備,其特征在于,所述通道區(qū)域形成在所述分立的多個散熱板之間。
5.如權利要求3所述的反射鏡設備,其特征在于,對于所述反射鏡的所述反射表面以及不同于所述反射表面的外表面,所述散熱板是單獨的。
6.如權利要求3所述的反射鏡設備,其特征在于,所述分立的多個散熱板分別具有沿著所述反射鏡的所述外表面的形狀的形狀,并被設置在離開所述反射鏡一個大致預定的距離的位置。
7.如權利要求3到5之一所述的反射鏡設備,其特征在于,所述溫度控制機構對所述分立的多個散熱板單獨進行溫度控制。
8.如權利要求1所述的反射鏡設備,其特征在于,所述溫度控制機構通過循環(huán)冷卻液體或者冷卻氣體來對所述散熱板進行溫度控制。
9.如權利要求8所述的反射鏡設備,其特征在于,所述溫度控制機構包括測量所述反射鏡的溫度的第一溫度計;測量所述冷卻液體的溫度的第二溫度計;光量估測裝置,用于根據曝光的光發(fā)射控制信息來估測入射到所述反射鏡上的曝光光線的量;以及溫度控制器,基于所述第一溫度計和所述第二溫度計獲得的溫度信息,以及所述光量估測裝置估算的曝光光線的光量,控制所述冷卻液體或者冷卻氣體的溫度。
10.如權利要求9所述的反射鏡設備,其特征在于,所述第一溫度計是離開所述反射鏡一個預定距離設置的輻射溫度計。
11.如權利要求1所述的反射鏡設備,其特征在于,所述溫度控制機構包括一個連接到所述散熱板的固體冷卻件;以及循環(huán)機構,使冷卻液體或者冷卻氣體循環(huán)以冷卻所述固體冷卻件。
12.如權利要求1所述的反射鏡設備,還包括一個容納所述反射鏡的反射鏡筒;一個固定到所述反射鏡筒上,將所述反射鏡保持在所述反射鏡筒中的預定位置的反射鏡支承件;以及一個固定到所述反射鏡筒上,將所述散熱板保持在相對于所述反射鏡的預定位置的散熱板支承件。
13.如權利要求1所述的反射鏡設備,還包括一個容納所述反射鏡的反射鏡筒;一個固定到所述反射鏡筒上,將所述反射鏡保持在所述反射鏡筒中的預定位置的反射鏡支承件;以及一個固定到與所述反射鏡筒分開的支持基座上,將所述散熱板保持在相對于所述反射鏡的預定位置的散熱板支承件。
14.一種曝光色環(huán)保,通過用一個反射光學系統(tǒng)引導曝光光線,用于將原圖板上的圖案轉移到一個晶片上,其特征在于,設置在所述反射光學系統(tǒng)中的反射鏡是如權利要求1所述的反射鏡設備。
15.如權利要求14所述的曝光設備,其特征在于,所述反射光學系統(tǒng)是以下系統(tǒng)中的任何一種光源裝置的產生所述曝光光線的反射光學系統(tǒng),將所述曝光光線引導到所述原圖板的照射光學系統(tǒng),以及將來自所述原圖板的反射光投影到晶片上的投影光學系統(tǒng)。
16.一種使用如權利要求14所述的曝光設備在半導體襯底上形成電路圖案的器件制造方法。
全文摘要
本申請公開了一種反射鏡設備、曝光設備以及器件制造方法。在通過反射引導曝光光線的曝光設備中,用在反射光學系統(tǒng)中的反射鏡設備具有一個具有一個反射所述曝光光線的反射表面的反射鏡;用于散熱冷卻的散熱板,被設置在離開所述反射鏡的外表面的位置。所述散熱板的設置確保入射到所述反射表面上并從該反射表面反射的所述曝光光線的通道區(qū)域。另外,用流過冷卻管的冷卻液體對各散熱板進行溫度控制。這樣,可以抑制用在曝光設備的反射光學系統(tǒng)中的反射鏡的溫度上升,保持反射鏡反射面的面形狀的精度。
文檔編號H01L21/027GK1618114SQ0380235
公開日2005年5月18日 申請日期2003年6月19日 優(yōu)先權日2002年6月28日
發(fā)明者宮島義一 申請人:佳能株式會社
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