專利名稱:Euv光源、evu曝光裝置、及半導(dǎo)體元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生EUV光((Extreme Ultraviolet 極紫外光)，在本詳細(xì)說明 書以及權(quán)利要求
中指波長為13.5nm的光)的EUV光源(Iightsource)、使用此EUV光源的 EUV曝光裝置、以及使用此EUV曝光裝置的半導(dǎo)體元件(semiconductor device)的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體集成電路(semiconductor integrated circuit)的集成度增加，電路圖案 (drcuitpattem)細(xì)微化，在一直以來所使用的使用可見光或紫外光的曝光裝置中，其解像 度(resohition)開始變得不夠。如眾所周知，曝光裝置的解像度與轉(zhuǎn)印光學(xué)系統(tǒng)的開口數(shù) (numerical aperture) (NA)成正比，與用于曝光的光的波長成反比。因此，作為提高解像 度的一個(gè)嘗試，進(jìn)行了將波長較短的EUV(有時(shí)也稱作軟X射線)光源取代可見光及紫外 光，用于曝光轉(zhuǎn)印的嘗試。
作為用于上述曝光轉(zhuǎn)印裝置的EUV光產(chǎn)生裝置，尤其受到重視的是激光等離子 體(Laser Plasma) EUV光源(以下有時(shí)稱作“LPP (Laser ProducedPlasma，激光產(chǎn)生等離 子體)”)以及放電等離子體(discharge plasma) EUV光源。
LPP是將脈沖激光(pulse laser)聚集在真空容器內(nèi)的靶(target)材料上，將靶材 料等離子體化，再利用從該等離子體所輻射的EUV光，雖然體型小，卻具有不亞于波紋 機(jī)(undulator)的亮度。
并且，Dense Plasma Focus(DPF，稠密等離子體聚焦)等使用放電等離子體的
EUV光源體型小，且EUV光量多，成本低。這些EUV光源作為使用波長13.5nm的EUV 光的EUV曝光裝置的光源，近年來正受到關(guān)注。
圖8為表示上述EUV曝光裝置的概略圖。圖中，IRl IR4為照明光學(xué)系統(tǒng)的 反射鏡(reflector)，PRl PR4為投影光學(xué)系統(tǒng)的反射鏡。W為晶片(wafer)，M為光 罩(mask) ο
使從激光源(laser light source) L所照射的激光聚集于靶S，通過等離子體現(xiàn)象，
從靶S產(chǎn)生X射線。該X射線利用反射鏡C、D而反射，并作為平行的X射線而射入到 照明光學(xué)系統(tǒng)。接著，利用照明光學(xué)系統(tǒng)的反射鏡IRl IR4依次反射，對光罩M的照 明區(qū)域進(jìn)行照明。利用投影光學(xué)系統(tǒng)的反射鏡PRl PR4，使由形成在光罩M的圖案而 反射的X射線依次反射，并使圖案的圖像成像在晶片W面上。
如上述，正在廣泛研究開發(fā)利用使用Xe氣體或液化Xe作為靶物質(zhì)的Xe等離子 體，來作為EUV曝光裝置中所使用的波長為13.5nm的EUV光源，(連同激光等離子體 光源、放電等離子體光源)。其理由是，可獲得較高的轉(zhuǎn)換效率(相對于輸入能量(input Energy)所得的EUV光強(qiáng)度的比率)，以及Xe由于在常溫下是氣體材料，所以不易產(chǎn)生 碎片(debris，飛散粒子)的問題。
然而，為了獲得更高輸出的EUV光源，將Xe氣體用作靶是有限的，所以期望能 使用其它物質(zhì)。其中，作為也能放出與Xe相同的13.5nm的EUV光的元素，已獲知有Sn。而且還獲知，如果使用Sn，可獲得比Xe更高的轉(zhuǎn)換效率。
然而，由于Sn為金屬(固體)，所以存在如下問題。
(1)當(dāng)為激光等離子體光源時(shí)，如果向固體狀Sn靶照射激光，則將產(chǎn)生大量碎 片。如果為了避免該問題而加熱Sn，使其形成蒸氣加以供給，則將因密度變低而無法獲 得足夠高的轉(zhuǎn)換效率。并且，將在周邊的低溫部分發(fā)生固化，在該部分有大量附著物。
(2)當(dāng)為放電等離子體光源時(shí)，難以在固體狀態(tài)下向放電空間(電極間生成等離 子體的空間)供給材料。如果將材料加熱形成蒸氣加以供給，則材料將在周邊的低溫部 分固化，并大量附著在該部分。
因此，雖然已知Sn為高效材料，卻難以就此將其作為EUV光源的靶物質(zhì)來使 用。所以，為了克服使用Sn時(shí)的問題，即Sn為固體的缺點(diǎn)，已嘗試了各種各樣的方法。
例如，已獲知有將水溶性Sn鹽溶解于水或其它溶媒中，作為靶加以供給的方法 等。但是，在該方法中存在如下問題，即，等離子體生成后，水份從飛散的碎片中蒸發(fā) 而消失，Sn鹽將仍然作為固體粘接在鏡片表面，造成污染。即使要加熱熔解粘接在鏡片 表面的碎片以去除該碎片，也由于鏡片表面的多層膜的耐熱溫度至多為100°C左右，而無 法在較之更高的溫度下進(jìn)行。并且，即使使用可承受數(shù)100°C溫度的高耐熱多層膜，也存 在鏡面基板(mirror substrate)無法承受該溫度的顧慮。
因此，期望一種供給物質(zhì)，通過獲得以Sn為主要成分的液體(盡量在室溫左右 或室溫以下)，而可作為靶加以連續(xù)供給，且飛散的碎片也可容易地液化而去除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而開發(fā)研制的，目的在于提供一種可通過能使用液態(tài)Sn 而獲得更高的轉(zhuǎn)換效率、且容易去除碎片的EUV光源，使用此EUV光源的EUV曝光裝 置，以及使用此EUV曝光裝置的半導(dǎo)體元件的制造方法。
用來實(shí)現(xiàn)上述目的的第1形態(tài)是一種EUV光源，將靶物質(zhì)等離子體化，并將此 時(shí)所放出的EUV光作為光源，該EUV光源的特征在于，上述靶為Sn-Ga(錫-鎵)系合 金(alloy)，Sn-Ga(錫-鎵)系合金的Sn的原子數(shù)％小于等于15%。
發(fā)明者研究了在等離子體EUV光源中使用Sn作為靶物質(zhì)的方法后，注意到，如 果將Sn盡量設(shè)為低熔點(diǎn)，并在液態(tài)下使用，則會使得所產(chǎn)生的碎片的去除變得容易。Sn 自身的熔點(diǎn)為232°C，如果原封不動(dòng)地加以使用，將如上所述，難以去除附著于鏡片的碎 片。但是如果通過將Sn合金化來降低熔點(diǎn)，則可在液態(tài)下使用，并且，通過將鏡片溫度 升高到不至于破壞鏡片的多層膜的溫度，可將所附著的碎片作為液體加以去除。
作為上述Sn合金，發(fā)明者著眼于Sn-Ga(錫-鎵)系合金。Sn-Ga合金從Ga的 低熔點(diǎn)以及Sn-Ga為共晶系方面來說，具有合金熔點(diǎn)非常低的特征。
圖1表示Sn-Ga合金系的狀態(tài)圖(以下狀態(tài)圖均選自Agne技術(shù)中心發(fā)行，長崎 誠三、平林真編著的《二元合金狀態(tài)圖集》)。縱軸表示溫度。橫軸下側(cè)表示原子數(shù)％ (at% )，上側(cè)表示重量％ (wt% )。根據(jù)Sn-Ga合金狀態(tài)圖可知，Sn的熔點(diǎn)為232°C， Ga的熔點(diǎn)為29.8°C，從連接二者的最上面的曲線(稱作“液相線”)開始，如果Sn含量 比越小，則熔點(diǎn)越低，并且可知Sn為8&1%時(shí)達(dá)到共晶溫度20.5°C。
上述溫度比Sn、Ga中任一個(gè)的熔點(diǎn)均更低。這是共晶系的特征，Sn-Ga合金形成單純的共晶系。并且，由從Sn的熔點(diǎn)(232°C )到共晶點(diǎn)(Sn為8at%、20.5°C )的 液相線、20.5°C的共晶線(橫的直線)、位于Sn側(cè)的縱曲線所圍成的大三角區(qū)域，表示此 處為液相與Sn主體的化合物(Sn比93%左右)的二相共存區(qū)域。
總而言之，液相線表示作為合金的熔點(diǎn)，所以根據(jù)該狀態(tài)圖可知，要獲得50°C 或50°C以下的熔點(diǎn)，利用Sn-Ga合金中Sn的比率小于等于15at%的區(qū)域即可。50°C的 溫度是在當(dāng)作為EUV光源的靶使用時(shí)，作為可易于加熱的溫度來采用的。
用來實(shí)現(xiàn)上述目的的第2形態(tài)如上述第1形態(tài)，其特征在于，上述靶的Sn的原 子數(shù)％小于等于8%。
如根據(jù)圖1所知，在Sn的原子數(shù)％小于等于8%的區(qū)域，熔點(diǎn)最高也僅有 29.8°C。因此，即使在進(jìn)行固液分離而僅單獨(dú)分離Ga固溶體(solidsolution)時(shí)，其熔點(diǎn) 也至多為29.8°C，所以，可更容易地形成液體。
用來實(shí)現(xiàn)上述目的的第3形態(tài)如上述第2形態(tài)，其特征在于，上述靶的Sn的原 子數(shù)％為8%的共晶組成比。
如根據(jù)圖1所知，當(dāng)Sn的原子數(shù)％為8%時(shí)達(dá)到共晶點(diǎn)，共晶溫度為20.5°C。 因此，即使在室溫下，也可在液態(tài)下使用，且在靶供給時(shí)，也可無須特別加溫而作為液 體而供給。并且，由于飛散的碎片自身也是共晶，所以在室溫下為液態(tài)，從而也容易清 除。為共晶組成時(shí)，由于不經(jīng)過固液二相共存區(qū)域，而猶如單體物質(zhì)，在共晶溫度一點(diǎn) 上產(chǎn)生液相一一共晶的熔解·凝固，所以容易處理。進(jìn)而，在上述第2形態(tài)中，Sn的 比率最高，這樣，EUV光的轉(zhuǎn)換效率增高。
用來實(shí)現(xiàn)上述目的第4形態(tài)是一種EUV光源，將靶物質(zhì)等離子體化，并將此時(shí) 所放出的EUV光作為光源，該EUV光源的特征在于，上述靶為Sn-Ga-In(錫-鎵-銦) 三元系合金，其中Sn小于等于15原子數(shù)％，Ga為55 70原子數(shù)％，In為20 30原 子數(shù)％，且Sn的原子數(shù)％、Ga的原子數(shù)％、In的原子數(shù)％以及雜質(zhì)的原子數(shù)％的和為 100%。
作為含有Sn的三元合金、且熔點(diǎn)較低者，有Sn-Ga-In (錫_鎵-銦)三元系合 金。其中，如果使用Sn小于等于15原子數(shù)％、Ga為55 70原子數(shù)％、In為20 30 原子數(shù)％者，則可將熔點(diǎn)降至小于等于15°C。
用來實(shí)現(xiàn)上述目的的第5形態(tài)如上述第4形態(tài)，其特征在于，上述靶為 Sn-Ga-In(錫-鎵-銦>三元系合金，其中共晶組成比為Ga 62原子％、Sn 13原 子％、其余部分由In以及雜質(zhì)所組成。
根據(jù)本形態(tài)，靶的熔點(diǎn)達(dá)5°C，在常溫下，完全為液態(tài)。
用來實(shí)現(xiàn)上述目的的第6形態(tài)是一種EUV曝光裝置，利用照明光學(xué)系統(tǒng)，將來 自EUV光源的EUV光照射至光罩，再利用投影光學(xué)系統(tǒng)，將形成在光罩的圖案曝光轉(zhuǎn)印 至晶片等感應(yīng)基板，該EUV曝光裝置的特征在于，上述EUV光源是上述第1形態(tài)到第5 形態(tài)中任一種EUV光源。
在本形態(tài)中，因使用具有高轉(zhuǎn)換效率的等離子體EUV光源，所以可作為大光量 的EUV光源，從而可提高生產(chǎn)量(throughput)。
用來實(shí)現(xiàn)上述目的的第7形態(tài)是一種半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，包 括使用作為上述第6形態(tài)的EUV曝光裝置，將形成在光罩的圖案曝光轉(zhuǎn)印至晶片等感應(yīng)基板的步驟。
在本形態(tài)中，由于使用生產(chǎn)量較佳的曝光裝置，所以可提高半導(dǎo)體元件的生產(chǎn) 效率。


圖1是Sn-Ga合金系的狀態(tài)圖。
圖2是Sn-Hg系合金的狀態(tài)圖。
圖3是表示作為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的第1示例的激光等離子體EUV光源的概略 圖。
圖4是表示圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)中供給靶的噴嘴(nozzle)、激光以及聚 光鏡片的配置關(guān)系的圖。
圖5是表示作為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的第2示例的放電等離子體EUV光源的概略 圖。
圖6是圖5所示的本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)中靶回收機(jī)構(gòu)與放電等離子體光源的位置關(guān) 系的圖。
圖7是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體元件制造方法的一示例的流程圖。
圖8是表示EUV曝光裝置的概略圖。
1 噴嘴2、S 靶[0045]3 靶回收機(jī)構(gòu)4貯槽[0046]5 溶液攪拌機(jī)構(gòu)6 壓力泵[0047]7 真空室8、L 激光源[0048]9 透鏡10 激光導(dǎo)入窗[0049]11聚光鏡片12 激光[0050]21電極(陽極)22:絕緣體[0051]23電極(陰極)24、25:反射面[0052]26聚光光學(xué)系統(tǒng)27 放電等離子體光源
IR1-IR4 照明光學(xué)系統(tǒng)的反射鏡PR1-PR4 投影光學(xué)系統(tǒng)的反射鏡
C、D 反射鏡L 激光源
M 光罩W:晶片
具體實(shí)施方式
以下利用圖來說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的示例。圖3是表示作為本發(fā)明實(shí)施形態(tài) 的第1示例的激光等離子體EUV光源的概略圖。
在已加熱的貯槽(tank)4內(nèi)，收納有具有本發(fā)明范圍的組成的Sn-Ga系合金或 Sn-Ga-In三元系合金(以下簡稱“Sn合金”)。為了使貯槽4內(nèi)的Sn合金溫度均勻， 并使組成均勻，而設(shè)置有溶液攪拌機(jī)構(gòu)5。溶液攪拌機(jī)構(gòu)5在本示例中，使葉片(blade) 在液體中旋轉(zhuǎn)。
貯槽4利用配管與壓力泵6 (pressure pump)連接，將已用壓力泵6加壓的Sn合
金導(dǎo)入至噴嘴1，再從設(shè)置在真空室7 (vacuum chamber)內(nèi)的噴嘴1的前端噴出液態(tài)Sn合金。對從貯槽4經(jīng)由壓力泵6直至噴嘴1之間的配管類全部進(jìn)行加熱，以使得Sn合金中 途不固化。不過，當(dāng)Sn合金的熔點(diǎn)足夠低時(shí)，未必需要加熱機(jī)構(gòu)。
從噴嘴1所噴出的液態(tài)Sn合金，由于表面張力而形成為球形，成為靶2。設(shè)定 加壓的壓力、噴嘴1的直徑等，以使得從噴嘴1以固定時(shí)間間隔供給固定尺寸的靶2。優(yōu) 選對靶2照射1脈沖的激光，使得恰好與進(jìn)行等離子體化而消耗的靶的量一致。如果靶 過大，則未進(jìn)行等離子體化的剩余部分將形成碎片，所以不佳。相反，如果靶過小，則 轉(zhuǎn)換效率降低，故而不佳。
在真空室7中，設(shè)置有激光導(dǎo)入用激光導(dǎo)入窗10，由配置在真空室7外部的 Nd:YAG激光源8所產(chǎn)生的激光在透鏡9 (lens)聚集，并導(dǎo)入真空室7內(nèi)。
以靶2通過激光的聚光點(diǎn)位置的方式來配置各個(gè)零件，且同步控制靶供給以及 激光脈沖，以使得當(dāng)靶2恰好來到聚光點(diǎn)位置時(shí)照射激光脈沖。S卩，靶2的位置由未圖 示的監(jiān)控機(jī)構(gòu)所監(jiān)視，當(dāng)靶2來到激光的聚光點(diǎn)位置時(shí)，對Nd:YAG激光源8進(jìn)行發(fā)光的 觸發(fā)。
對已照射激光的靶2進(jìn)行等離子體化后，輻射包含EUV光的光。聚光鏡片11 聚集由等離子體產(chǎn)生的EUV光，并將該EUV光導(dǎo)入(未圖示的)照明光學(xué)系統(tǒng)。聚光 鏡片11具有旋轉(zhuǎn)橢圓面形狀的反射面，反射面上涂敷有Mo/Si多層膜。而且，旋轉(zhuǎn)橢 圓面的一個(gè)焦點(diǎn)位置成為激光的聚光點(diǎn)位置、即EUV光的產(chǎn)生位置。因此，將聚光鏡片 11所反射的光聚集于其他焦點(diǎn)位置，其后，導(dǎo)入照明光學(xué)系統(tǒng)。
利用靶回收機(jī)構(gòu)3將靶2的未經(jīng)等離子體化而剩下的殘留物回收。將已回收的 靶殘留物放回到貯槽4中，再次加熱溶融，以進(jìn)行再利用。在靶回收機(jī)構(gòu)3與貯槽4之 間設(shè)置有(未圖示的)逆流防止機(jī)構(gòu)，以防止貯槽內(nèi)的蒸氣倒流入真空室7內(nèi)。
在圖3中，聚光鏡片11所反射的EUV光看似與激光導(dǎo)入窗10等發(fā)生干涉，但 實(shí)際上如圖4所示，供給靶2的噴嘴1的中心軸、激光12的中心軸、聚光鏡片11所反射 的EUV光的主光線的軸是以相互正交的方式而配置的，EUV光將不與激光導(dǎo)入窗10等 發(fā)生干涉。
圖5是表示作為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的第2示例的放電等離子體EUV光源的概略 圖。在已加熱的貯槽4內(nèi)，收納有Sn合金。為了使貯槽4內(nèi)的Sn合金溫度均勻，且 使組成均勻，設(shè)置有溶液攪拌機(jī)構(gòu)5。溶液攪拌機(jī)構(gòu)5在本示例中，使葉片在液體中旋轉(zhuǎn)。
貯槽4利用配管與壓力泵6連接，將已用壓力泵加壓的樹脂導(dǎo)入噴嘴1，再從設(shè) 置在真空室7內(nèi)的噴嘴1的前端噴出液態(tài)的樹脂。對從貯槽4經(jīng)由壓力泵6直至噴嘴1之 間的配管類全部進(jìn)行加熱，以使得樹脂中途不固化。但是，當(dāng)Sn合金的熔點(diǎn)足夠低時(shí)， 未必需要加熱機(jī)構(gòu)。
從噴嘴1噴出的液體由于表面張力而形成為球形，成為靶2。設(shè)定加壓的壓力、 噴嘴1的直徑等，以使得從噴嘴1以固定的時(shí)間間隔供給固定尺寸的靶2。在該實(shí)施形 態(tài)中，優(yōu)選對靶2照射1脈沖的激光，使得恰好與進(jìn)行等離子體化而消耗的靶的量一致。 如果靶過大，則未進(jìn)行等離子體化的剩余部分將形成碎片，所以不佳。相反，如果靶過 小，則轉(zhuǎn)換效率降低，故而不佳。
將從噴嘴1噴出的靶2導(dǎo)入Z箍縮放電等離子體光源27中的放電空間。Z箍縮型放電等離子體光源27包括開孔的圓盤狀電極(陽極)21、同樣形狀的電極(陰極)23、以及連接二者的筒狀絕緣體22，當(dāng)在電極(陽極)21與電極(陰極)23之間施加高電壓脈 沖時(shí)，通過放電，將處于其間的空間的物質(zhì)等離子體化，并輻射包含EUV光的光。
各個(gè)零件以靶2通過放電空間的方式而配置，且以當(dāng)靶2恰好來到放電空間的中 心位置時(shí)，同步控制靶供給與高電壓脈沖，以精確的施加高電壓脈沖。
在噴嘴1設(shè)置有未圖示的振動(dòng)機(jī)構(gòu)，可通過在噴嘴1的液體噴出方向施加振 動(dòng)，來控制液態(tài)Sn合金的噴射的時(shí)間?？刂茖娮?的振動(dòng)以及對高電壓電源的觸發(fā) (trigger),以取得上述同步。
聚光光學(xué)系統(tǒng)26使等離子體所產(chǎn)生的EUV光聚集，并導(dǎo)入(未圖示的)照明光 學(xué)系統(tǒng)。聚光光學(xué)系統(tǒng)26是由2個(gè)同心球面形狀的反射面24、25所構(gòu)成的施瓦茲希爾 德(Schwarzschild)光學(xué)系統(tǒng)，在其反射面上涂敷有Mo/Si多層膜。
靶2的未經(jīng)等離子體化而剩余的殘留物，用靶回收機(jī)構(gòu)3回收。將已回收的靶 殘留物放回貯槽4，再次加熱溶融，進(jìn)行再利用。在靶回收機(jī)構(gòu)3與貯槽4之間，設(shè)置有 (未圖示的)逆流防止機(jī)構(gòu)，防止貯槽內(nèi)的蒸氣逆流入真空室7內(nèi)。
靶回收機(jī)構(gòu)3與放電等離子體光源27的位置關(guān)系如圖6所示，以電極23的孔的 中心軸與靶回收機(jī)構(gòu)3開口部的中心軸大體一致的方式而配置。
靶回收機(jī)構(gòu)3遮蔽從放電等離子體光源27產(chǎn)生的一部分EUV光。用于聚光光 學(xué)系統(tǒng)26的施瓦茲希爾德光學(xué)系統(tǒng)，由于是具有中心遮蔽的光學(xué)系統(tǒng)，所以無法聚集本 來就在光軸附近的光線。在本實(shí)施形態(tài)中，將靶回收機(jī)構(gòu)3盡量配置在施瓦茲希爾德光 學(xué)系統(tǒng)的中心遮蔽內(nèi)，從而將因反射而導(dǎo)致的EUV光的損失抑制在最小限度。
除施瓦茲希爾德光學(xué)系統(tǒng)以外，還可使用沃爾特(Walter)型光學(xué)系統(tǒng)作為聚光 光學(xué)系統(tǒng)26，此種場合由于也是具有中心遮蔽的光學(xué)系統(tǒng)，所以可進(jìn)行同樣配置，將因 反射而導(dǎo)致的EUV光的損失抑制在最小限度。
作為本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的EUV曝光裝置的構(gòu)成，基本上與圖8所示相同。僅有 如下所述之處的不同，即，使用第1實(shí)施形態(tài)所示的激光等離子體EUV光源或第2實(shí)施 形態(tài)所示的放電等離子體EUV光源來作為EUV光源，所以省略其說明。
以下，說明本發(fā)明的半導(dǎo)體元件制造方法的實(shí)施形態(tài)的示例。圖7是表示本發(fā) 明的半導(dǎo)體元件制造方法的一示例的流程圖。此示例的制造步驟包括以下各主要步驟。
(1)制造晶片的晶片制造步驟(或準(zhǔn)備晶片的晶片準(zhǔn)備步驟)
(2)制作用于曝光的光罩的光罩制造步驟(或準(zhǔn)備光罩的光罩準(zhǔn)備步驟)
(3)進(jìn)行晶片所必需的加工處理的晶片加工(waferprocessing)步驟
(4)單個(gè)地切出形成在晶片上的芯片，且可運(yùn)行的芯片組裝步驟
(5)檢查制作好的芯片的芯片檢查步驟
再者，各個(gè)步驟更包括幾個(gè)子步驟。
在上述多個(gè)主要步驟中，對半導(dǎo)體元件的性能有決定性影響的主要步驟是晶片 加工步驟。在該步驟中，將已設(shè)計(jì)好的電路圖案依次層疊于晶片上，形成多個(gè)作為存儲 器或MPU(Microprocessor Unit,微處理機(jī)單元)而運(yùn)行的芯片。該晶片加工步驟包括以 下各步驟。
(1)形成成為絕緣層的介電薄膜(dielectric film)、形成配線部或電極部的金屬薄膜(metallic thin film)等的薄膜形成步驟(使用 CVD (Chemical Vapor Deposition,化學(xué)汽 相沉積)或?yàn)R射(sputtering)等)
(2)氧化該薄膜層或晶片基板的氧化步驟
(3)為了對薄膜層或晶片基板等進(jìn)行選擇性地加工，而使用光罩(標(biāo)線(reticle)) 形成抗蝕劑圖案(resist pattern)的微影(lithography)步驟
(4)根據(jù)抗蝕 劑圖案，對薄膜層或基板進(jìn)行加工的蝕刻(etching)步驟(例如使用 干式蝕刻(dry etching)技術(shù))
(5)離子、雜質(zhì)注入擴(kuò)散步驟
(6)抗蝕劑剝離步驟
(7)進(jìn)一步檢查已加工的晶片的檢查步驟
再者，晶片加工步驟僅重復(fù)進(jìn)行所必需的層數(shù)，再按照設(shè)計(jì)制造運(yùn)行的半導(dǎo)體 元件。
在作為本實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體元件制造方法中，在微影步驟中，使用作為本發(fā)明 的實(shí)施形態(tài)的EUV曝光裝置。因此，可進(jìn)行細(xì)微線寬的圖案的曝光，同時(shí)還可高產(chǎn)量地 進(jìn)行曝光，且可高效率地制造半導(dǎo)體元件。
(實(shí)施例1)
在本實(shí)施例中，使用Sn-Ga合金作為EUV曝光裝置的光源的靶。合金組成選 擇Sn為8at%、Ga為92擬％的組成。該組成如根據(jù)圖1所示的Sn-Ga系狀態(tài)圖所知， 為Sn-Ga合金的共晶組成，其熔點(diǎn)為20.5°C。此靶在室溫(24°C )下為液體，所以將其 放入液體貯槽，在光源腔室內(nèi)使其從噴嘴噴出，照射激光，進(jìn)行等離子體化，使EUV光 發(fā)光。靶是含有Sn的Sn系靶，具有高轉(zhuǎn)換效率。并且，靶內(nèi)Sn所占比例為8at%， Sn的量為足以用于向EUV光轉(zhuǎn)換的供給量。并且，剩下的Ga未對EUV光的發(fā)光以及 傳輸造成不良影響。已獲知，使用本靶時(shí)所獲得的轉(zhuǎn)換效率，與使用單體的Sn時(shí)程度 相同。
由于本靶為液體，所以用完的靶可作為液體較容易地回收至腔室內(nèi)，且可通過 導(dǎo)管進(jìn)行再利用。
并且，關(guān)于碎片，當(dāng)?shù)入x子體化時(shí)，產(chǎn)生有靶飛散粒子(飛散液滴)，而附著 于相向的鏡片表面和其他部件，但由于為液體，所以不會粘接在鏡片上，而可在保養(yǎng) (maintenance)時(shí)就此較容易地沖洗去除。
在上述步驟中，由于利用本靶的熔點(diǎn)較低約為20.5°C的特點(diǎn)，所以無特別操作 即可使用液體靶，但有的部件，附近有冷卻部位，且在靶的流路存在小于等于20.5°C的 部分時(shí)，可用適當(dāng)較弱的加熱器加溫至23°C左右。當(dāng)附著于鏡片時(shí)，如果加溫到比熔點(diǎn) 稍高的溫度，也可較容易地熔解。由于處理可在至多為小于等于25°C的溫度進(jìn)行，所以 對多層膜和鏡面基板，均不會造成熱損害。
(實(shí)施例2)
在本實(shí)施例中，使用Sn-Ga合金作為EUV曝光裝置的光源的靶。合金組成選 擇Sn為5at%、Ga為95at%的組成。此組成如根據(jù)圖1所示的Sn-Ga系狀態(tài)圖所知，熔 點(diǎn)約為25°C。此靶在室溫(24°C )下為固液分離狀態(tài)，如果加溫至30°C左右，均變成液 體，所以以固體或已加溫的液態(tài)貯藏于靶貯藏部，再從該處以液態(tài)在已加溫的導(dǎo)管內(nèi)輸送，在光源腔室內(nèi)使其汽化(vaporize)，在生成脈沖狀高電壓的電極附近等離子體化，使 EUV光發(fā)光。靶為含有Sn的Sn系靶，具有高轉(zhuǎn)換效率。并且，靶內(nèi)Sn所占的比例為 5at%, Sn的量為足以用于向EUV光轉(zhuǎn)換的供給量。并且，剩下的Ga并未對EUV光的 發(fā)光以及傳輸造成不良影響。已獲知，使用本靶時(shí)所獲得的轉(zhuǎn)換效率，與使用單體的Sn 時(shí)程度相同。
用完的靶通過預(yù)先加熱回收部，而可作為液體在腔室內(nèi)較容易地加以回收，并 可通過已加溫的導(dǎo)管來加以輸送，進(jìn)行再利用。
并且，關(guān)于碎片，當(dāng)?shù)入x子體化時(shí)，產(chǎn)生有靶飛散粒子(飛散液滴)，附著于相 向的鏡片表面和其他部件，但當(dāng)保養(yǎng)時(shí)，通過將鏡片加溫至30°C左右，而使得碎片全部 液化，從而可就此較容易地沖洗去除。
在上述步驟中，為了熔解本靶，需要使用加熱器而進(jìn)行的加熱，但其溫度至多 30°C左右。并且，如果有30°C左右的熔解溫度，也足以去除附著在鏡片的碎片，且對于 多層膜和鏡面基板，均不會造成任何熱損害。
(實(shí)施例3)
在本實(shí)施例中，使用Sn-Ga合金作為EUV曝光裝置的光源的靶。合金組成選擇 Sn為12at%、Ga為組成。此組成如根據(jù)圖1所示的Sn-Ga系狀態(tài)圖所知，熔點(diǎn) 為大約40°C。此靶在室溫(24°C )下為固液分離狀態(tài)，但如果加溫至45°C左右，將全部 變成液體，所以以固體或已加溫的液態(tài)貯藏于靶貯藏部，再從該處以液態(tài)在已加溫的導(dǎo) 管輸送，在光源腔室內(nèi)使其從噴嘴噴出，照射激光，進(jìn)行等離子體化，使EUV光發(fā)光。 靶為含有Sn的Sn系靶，具有高轉(zhuǎn)換效率。并且，靶內(nèi)Sn所占比例為12at%，Sn的量 為足以用于向EUV光轉(zhuǎn)換的供給量。并且，剩下的Ga未對EUV光的發(fā)光以及傳輸造成 不良影響。已獲知，使用本靶時(shí)所獲得的轉(zhuǎn)換效率，與使用單體的Sn時(shí)程度相同。
用完的靶通過預(yù)先加溫回收部，而可作為液體較容易地在腔室內(nèi)加以回收，且 可通過已加溫的導(dǎo)管加以輸送，進(jìn)行再利用。
并且，關(guān)于碎片，當(dāng)?shù)入x子體化時(shí)，產(chǎn)生有靶飛散粒子(飛散液滴)，附著于相 向的鏡片表面和其他部件，但當(dāng)保養(yǎng)時(shí)，通過將鏡片加溫至45°C左右，而將碎片全部液 化，從而可就此較容易地沖洗去除。
在上述步驟中，為了熔解本靶，需要使用加熱器而進(jìn)行的加熱，且其溫度至多 45°C左右。并且，如果有45°C左右的熔解溫度，也足以去除附著于鏡片的碎片，且對于 多層膜和鏡面基板，均不會造成任何熱損害。
(實(shí)施例4)
在本實(shí)施例中，使 用Sn-Ga-In合金作為EUV曝光裝置的光源的靶。合金組成 選擇Sn為13at%、Ga為62at%、In為25at%的組成。該組成為Sn-Ga-In三元系合金 的共晶組成，其熔點(diǎn)為5°C。此靶在室溫(24°C )下為液體，所以放入液體貯槽，在光源 腔室內(nèi)使其汽化，在生成脈沖狀高電壓的電極附近進(jìn)行等離子體化，使EUV光發(fā)光。靶 為含有Sn的Sn系靶，具有高轉(zhuǎn)換效率。并且，靶內(nèi)Sn所占比例為13at%，Sn的量為 足以用于向EUV光轉(zhuǎn)換的供給量。并且，剩下的Ga以及In并未對EUV光的發(fā)光以及 傳輸造成不良影響。已獲知，使用本靶時(shí)所獲得的轉(zhuǎn)換效率，與使用單體的Sn時(shí)程度相 同。[0111]由于本靶為液體，所以用完的靶可作為液體在腔室內(nèi)較容易地回收，并可通過 導(dǎo)管進(jìn)行再利用。
并且，關(guān)于碎片，當(dāng)進(jìn)行等離子體化時(shí)，產(chǎn)生有靶飛散粒子(飛散液滴)，附著 于相向的鏡片表面和其他部件，但由于是液體，所以不會粘著在鏡片上，而可在保養(yǎng)時(shí) 就此較容易地沖洗去除。由于利用靶的熔點(diǎn)較低約為5°C的特性，所以無特別操作即可使用液體靶，但有 的部件，附近有冷卻部位，且在靶的流路存在小于等于5°C的部分時(shí)，可用適當(dāng)較弱的加 熱器加溫至10°C左右。當(dāng)附著于鏡片時(shí)，如果是通常使用，則也因?yàn)槭且后w，而不會對 鏡面基板造成任何熱損害。
<關(guān)于其他合金的考察>
用來制造低熔點(diǎn)Sn合金的對象金屬，也并非熔點(diǎn)越低越好。圖2表示以 Sn-Hg(錫-水銀)系合金為例的狀態(tài)圖，盡管Hg比Ga的熔點(diǎn)低(Ga的熔點(diǎn)為29.8°C， Hg的熔點(diǎn)為-39°C)，但Sn的含量在1 2擬％左右時(shí)，液相線將急劇上升，Sn為大約 20at%的組成時(shí)，熔點(diǎn)(完全熔解完的溫度)將上升至大于等于90°C。在_34.6°C 液相 線為止的溫度下，為大部分Hg液相及大部分Sn固溶體(ε相、δ相、Υ相)的固液 分離區(qū)域。要使其全部熔解完，需要液相線以上的溫度。如果將圖1與圖2重合，則在 Sn為大約2 30擬％的組成范圍中，Sn-Ga狀態(tài)圖的液相線比Sn-Hg狀態(tài)圖的液相線更 低。因此，Sn-Hg合金雖然也可成為低熔點(diǎn)合金的候選，但如果Sn大約為3% 4%以 下，小于等于50°C完全熔解的區(qū)域?qū)⑤^狹窄。并且，由于含有Hg，所以必須非常注意其 處理。
作為參考，就Hg以外的物質(zhì)列舉如下。
(1)共晶系內(nèi)共晶溫度未滿200°C者
· Sn-In系(錫-銦)全部為共晶系，最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn)，大約120°C (Sn大 約為48at% )。再者，In的熔點(diǎn)為157°C。
· Sn-Bi系(錫-鉍)為單純的共晶系，最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn)139°C (Sn為 57at% ) ο 再者，Bi的熔點(diǎn)為271°C。
· Sn-Tl系(錫-鉈)Sn側(cè)為共晶系，最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn)170°C (Sn大約為 68at% )。再者，Tl的熔點(diǎn)為303°C。
· Sn-Cd系(錫-鎘)為共晶系，最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn)177°C (Sn大約為 65at% )。再者，Cd的熔點(diǎn)為321 °C。
· Sn-Pb系(錫-鉛)為單純的共晶系，最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn)183°C (Sn大約為 74at% ) 0所謂焊錫。再者，Pb的熔點(diǎn)為328°C。
· Sn-Zn系(錫-鋅)為單純的共晶系，最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn)198 °C (Sn為 85at% )。再者，Zn的熔點(diǎn)為420°C。
(2)金屬間化合物為高熔點(diǎn)者
· Sn-Na系(錫-鈉)Sn的熔點(diǎn)為232°C，Na的熔點(diǎn)為97°C，合金的熔點(diǎn) 最高可達(dá)578°C。Sn附近為共晶系，其附近的最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn)，大約215°C(Sn大約 為95at% )。Na附近隨著Sn的混入，而熔點(diǎn)急劇上升，Sn僅為lat%左右，熔點(diǎn)即達(dá) 到200°C。因此，最低熔點(diǎn)在大致100% Na且?guī)缀醪缓蠸n的合金中，大約為97V左右。
(3)共晶溫度為最低熔點(diǎn)，但僅Sn為100%附近的區(qū)域?yàn)楣簿?，熔點(diǎn)稍微降低
者
· Sn-Mg系(錫-鎂)Mg2Sn(金屬間化合物)的共晶系。最低熔點(diǎn)為共晶 點(diǎn)200°C (Sn大約93at% )。再者，Mg的熔點(diǎn)為650°C。
· Sn-Au系(錫-金)由于僅Sn附近為共晶系，所以最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn) 217°C (Sn大約為91at% )，接近Sn的熔點(diǎn)。再者，Au的熔點(diǎn)為1063°C。
· Sn-Ag系(錫-銀)由于僅Sn附近為共晶系，所以最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn) 221°C (Sn大約為95at% )，接近Sn的熔點(diǎn)。再者，Ag的熔點(diǎn)為962°C。
· Sn-Cu系(錫-銅)由于僅Sn附近為共晶系，所以最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn) 2270C (Sn大約99at% )，接近Sn的熔點(diǎn)。再者，Cu的熔點(diǎn)為1083°C。
· Sn-Al系(錫-鋁)為單純的共晶系，但由于共晶點(diǎn)頗接近Sn，所以最低 熔點(diǎn)為共晶點(diǎn)228°C (Sn大約為98at%)，幾乎與Sn的熔點(diǎn)相同。再者，Al的熔點(diǎn)為 660 "C。
· Sn-Pt系(錫-鉬)由于僅Sn附近為共晶系，所以最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn) 2280C (Sn大約為98at% )，幾乎與Sn的熔點(diǎn)相同。再者，Pt的熔點(diǎn)為1769°C。
· Sn-Co系(錫-鈷)由于僅Sn附近為共晶系，所以最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn) 2290C (Sn大約為99at% )，接近Sn的熔點(diǎn)。再者，Co的熔點(diǎn)為1495°C。
^Sn-Y系(錫-釔)由于僅Sn附近為共晶系，所以最低熔點(diǎn)為共晶點(diǎn) 229°C (Sn大約為99at%)，接近Sn的熔點(diǎn)。再者，Y的熔點(diǎn)為1522°C。
· Sn-Te系(錫-碲)形成金屬間化合物SnTe的共晶系，共晶點(diǎn)大致與Sn相 同，最低熔點(diǎn)為232°C (Sn為99at%)。再者，Te的熔點(diǎn)為450°C。
· Sn-Ge系(錫-鍺)為共晶系，共晶點(diǎn)大致與Sn相同，最低熔點(diǎn)為232°C (Sn 為99.7at% )。再者，Ge的熔點(diǎn)為938°C。
(4)由于包晶系等對象方的混入，而熔點(diǎn)上升者(最低熔點(diǎn)為Sn的熔點(diǎn)者)
Sn-As 系(錫-砷)Sn-Fe 系(錫-鐵)
Sn-Ge 系(錫-鍺)Sn-Mn 系(錫-錳)
Sn-Nb 系(錫-鈮)Sn-Ni 系(錫-鎳)
Sn-Pd 系(錫-鈀)Sn-Sb 系(錫-銻)
Sn-Se 系(錫-硒)、
上述所列各組中，(3) (4)不適合實(shí)際應(yīng)用(熔點(diǎn)比Sn高，或者大致與Sn相 同)。(2)在Na富集區(qū)域熔點(diǎn)較低，但幾乎不能含有Sn。(1)是最實(shí)用的合金的組，但 由于其中帶來最低熔點(diǎn)的In(銦)也有120°C (共晶點(diǎn))，所以如果作為靶的連續(xù)供給和 碎片去除的方法而對其進(jìn)行加熱，必須使其達(dá)到120°C或120°C以上。從上述多個(gè)組而比 較可知，Sn-Ga系的共晶點(diǎn)為20.5°C，適合作為EUV光源的靶。
權(quán)利要求
1.一種EUV光源，將靶物質(zhì)等離子體化，并將此時(shí)所放出的EUV光作為光源，其特 征在于，上述靶為錫-鎵系合金，上述錫-鎵系合金的Sn的原子數(shù)％小于等于15%。
2.如權(quán)利要求
1所述的EUV光源，其特征在于，上述靶的Sn的原子數(shù)％小于等于8%。
3.如權(quán)利要求
2所述的EUV光源，其特征在于，上述靶的Sn的原子數(shù)％為8%的共 晶組成比。
4.一種EUV光源，將靶物質(zhì)等離子體化，并將此時(shí)所放出的EUV光作為光源，其特 征在于，上述靶為錫-鎵-銦三元系合金，其中Sn小于等于15原子數(shù)％，Ga為55 70 原子數(shù)％，In為20 30原子數(shù)％，且Sn的原子數(shù)％、Ga的原子數(shù)％、In的原子數(shù)％ 以及雜質(zhì)的原子數(shù)％的和為100%。
5.如權(quán)利要求
4所述的EUV光源，其特征在于，上述靶為錫-鎵-銦三元系合金， 其中共晶組成比為Ga 62原子數(shù)％、Sn 13原子數(shù)％、剩余部分由In及雜質(zhì)組成。
6.—種EUV曝光裝置，利用照明光學(xué)系統(tǒng)，將來自EUV光源的EUV光照射至光 罩，并利用投影光學(xué)系統(tǒng)，將形成在光罩的圖案曝光轉(zhuǎn)印至晶片等感應(yīng)基板，其特征在 于，上述EUV光源為權(quán)利要求
1所述的EUV光源。
7.—種EUV曝光裝置，利用照明光學(xué)系統(tǒng)，將來自EUV光源的EUV光照射至光 罩，并利用投影光學(xué)系統(tǒng)，將形成在光罩的圖案曝光轉(zhuǎn)印至晶片等感應(yīng)基板，其特征在 于，上述EUV光源為權(quán)利要求
4所述的EUV光源。
8.—種半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，包括使用權(quán)利要求
6所述的EUV曝光 裝置，將形成在光罩的圖案曝光轉(zhuǎn)印至晶片等感應(yīng)基板的步驟。
9.一種半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，包括使用權(quán)利要求
7所述的EUV曝光 裝置，將形成在光罩的圖案曝光轉(zhuǎn)印至晶片等感應(yīng)基板的步驟。
專利摘要
在已加熱的貯槽(4)內(nèi)，收納有具有Sn的原子數(shù)％小于等于15％的組成的Sn-Ga系合金。將已用壓力泵加壓的Sn合金導(dǎo)入噴嘴(1)，并從設(shè)置在真空室7內(nèi)的噴嘴(1)的前端噴出液態(tài)Sn合金。從噴嘴(1)所噴出的液態(tài)Sn合金因表面張力而形成為球形，而作為靶(2)。由配置在真空室(7)的外部的Nd:YAG激光源(8)產(chǎn)生的激光，在透鏡(9)聚光并導(dǎo)入真空室(7)內(nèi)。將被照射了激光的靶(2)等離子體化，并輻射包含EUV光的光。
文檔編號H05G2/00GKCN1973357 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200580020398
公開日2011年4月20日 申請日期2005年6月22日
發(fā)明者白石雅之 申請人:株式會社尼康導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3), 非專利引用 (1),