技术领域
[0001] 本
发明涉及集成
电路装备制造技术领域，特别是涉及一种
光刻机系统及光刻方法。
背景技术
[0002] 伴随着集成电路的设计和制造工艺变得越来越复杂，集成电路产业面临越来越多的挑战，其中光刻工艺面临的挑战之一是设备和工艺成本越来越高，以及下一代光刻平台
极紫外光刻机(EUV)的
光源功率无法达到大规模量产需求。
[0003] 目前的光刻机系统的架构是每台光刻机主机对应单独的光源系统。对于光学平台光刻机，业界普遍采用的曝光光源有193nm氟化氩准分子
激光器、248nm氟化氪准分子激光器、365nm的汞灯光源等。对于更为先进的极紫外光刻机，其光源为激光等离子源产生的约13.5nm
波长的极紫外射线，然后再光学聚焦形成光束，光束经由反射掩膜版反射到
硅片表面完成极紫外曝光。
[0004] 请参考图1，图1是现有的一种每台光刻机配套独立的光源系统方式的结构示意图。如图1所示，单独配置的光源系统21通过光源传输模
块22，和每台光刻机主机23连接起来，单独配置的光源系统21提供曝光光源，供应给光刻机主机23进行光刻工艺。其中，图中的A，B，C，D，E等代表了不同的光刻机主机。
[0005]
半导体产业界一直致
力于降低光刻机的使用和维护成本，提升光刻机的生产效率。而现有的每台光刻机主机对应独立的光源系统的光刻机系统架构，对于产业界降低成本、提升效率的目标造成掣肘。
[0006] 如何突破现有平台架构，持续降低光刻设备和工艺成本，并实现极紫外光刻光源功率和生产效率的显著突破，是半导体产业界所着力研究的问题。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于克服
现有技术存在的上述
缺陷，提供一种光刻机系统及光刻方法。
[0008] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0009] 一种光刻机系统，包括：一中央光源模块，多个光刻机主机，光源传输模块，以及光源控
制模块；其中，所述中央光源模块通过所述光源传输模块连接所述光源
控制模块，所述光源控制模块通过所述光源传输模块分别连接各所述光刻机主机，所述光源控制模块从所述中央光源模块所提供的光源中分离出目标所述光刻机主机所需波段的光源，所述光源控制模块将光束从单束分离为多束，并分别传输至目标所述光刻机主机，向各目标所述光刻机主机同时提供光刻工艺所需的曝光
能量。
[0010] 进一步地，所述光刻机主机包括I线光刻机、深紫外光刻机或极紫外光刻机。
[0011] 进一步地，所述中央光源模块所提供的光源包括单波段光源、连续波段光源或部分波段光源。
[0012] 进一步地，所述光源控制模块包含有光束分离装置，用于分离出目标所述光刻机主机所需波段的光源，所述光束分离装置还用于将光束从单束分离成多束；所述光源控制模块还用于对光束分离后的能量和功率的强弱和高低进行独立控制。
[0013] 进一步地，所述光刻机主机工艺需求的波段包括13.5nm极紫外波长、193nm深紫外波长、248nm深紫外波长或365nm波长。
[0014] 进一步地，所述光束分离装置设有滤光器和分束镜。
[0015] 进一步地，所述中央光源模块包括固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器、自由
电子激光器或同步
辐射光源。
[0016] 进一步地，所述中央光源模块满足两台或两台以上所述光刻机主机光刻工艺所需的曝光能量需求。
[0017] 进一步地，所述光源传输模块采用气体、
真空或光导
纤维作为光源传输媒介。
[0018] 一种光刻方法，使用上述的光刻机系统，包括以下步骤：
[0019] 使用中央光源模块激发、产生并输出光源；
[0020] 使所述中央光源模块产生的光源通过光源传输模块进入光源控制模块；
[0021] 根据目标光刻机主机进行光刻工艺所需的光源波长和曝光能量需求，对进入所述光源控制模块的光源进行滤光、光束分离和光束匀化，并通过所述光源控制模块对分离后的光束的能量和功率的强弱和高低进行控制；
[0022] 将经过分离和控制后的多路光源，通过所述光源传输模块传输至各自对应的目标所述光刻机主机；
[0023] 使用传输到目标所述光刻机主机的光源，完成对所述光刻机主机中放置的
硅片的曝光工艺。
[0024] 从上述技术方案可以看出，本发明通过将一台中央光源模块所产生的光源通过光源传输模块和光源控制模块，同时传输给两台或多台光刻机主机，从而可提供每台光刻机主机光刻工艺所需的曝光能量；相对于现有的每台光刻机配套独立的激光器光源系统的方式，本发明可显著提高光刻机光源使用效率，降低光刻机系统导入成本和维护成本；同时，可利用同步辐射光源等装置作为中央光源系统，提供给多台极紫外光刻机满足光刻工艺需求的曝光能量，有效解决了极紫外光刻机曝光能量不足和产率低下的问题。
附图说明
[0025] 图1是现有的一种每台光刻机配套独立的光源系统方式的结构示意图。
[0026] 图2是本发明一较佳
实施例的一种光刻机系统结构示意图。
[0027] 图3是光源控制模块中的分光镜结构原理示意图。
[0028] 图中21、单独配置的光源系统；22、光源传输模块；23、光刻机主机；31、分光镜；32、入射光源；33、分束后的反射光；34、分束后的穿透光；41、中央光源系统；42、光源控制模块；43、光源传输模块；44、光刻机主机。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0030] 需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、
变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
[0031] 在以下本发明的具体实施方式中，请参考图2，图2是本发明一较佳实施例的一种光刻机系统结构示意图。如图2所示，本发明的一种光刻机系统，包括：一个中央光源模块，多台光刻机主机44，光源传输模块43，以及光源控制模块42。其中，中央光源模块可以采用中央光源系统41，光源控制模块42可以采用光源控制装置42。
[0032] 请参考图2。中央光源系统41通过光源传输模块43连接光源控制模块42，光源控制模块42通过光源传输模块43分别连接各光刻机主机44。光源控制模块42从中央光源系统41所提供的光源中分离出目标光刻机主机44所需波段的光源，并传输至目标光刻机主机(例如A、B和C)44，向各目标光刻机主机44同时提供光刻工艺所需的曝光能量。
[0033] 光刻机主机44可以采用I线光刻机、深紫外光刻机或极紫外光刻机。光刻机主机44也可以是其他类型的光刻机。光刻机主机44可采
用例如图1所示的现有光刻机主机23。
[0034] 中央光源系统41，根据其所提供的光源波长不同，可以为单波段的光源系统，也可以是连续波段的光源系统，或是部分波段的光源系统。
[0035] 光源控制模块42可采用光束分离装置42。其中，连续波段的中央光源系统41和部分波段的中央光源系统41，可以通过光束分离装置和技术，从此中央光源系统41所提供的光源中分离出目标光刻机主机44工艺需求波段的光源，同时可将光束从单束分离未多束，再分别传输至目标光刻机主机44。
[0036] 光束分离装置和技术可包括滤光器及分束镜(分光器)等光学组件。
[0037] 请参考图3。入射光源32经过分光镜31后，一部分光被反射，成为分束后的反射光33，一部分光透射过去，成为分束后的穿透光34。
[0038] 光源控制模块42的作用至少包括对中央光源系统41输出的光源的光束分离功能。此外，光源控制模块42的作用还可包括对光束分离后的能量和功率的独立控制等功能。
[0039] 目标光刻机主机44工艺需求的波段可包括13.5nm极紫外波长、193nm深紫外波长、248nm深紫外波长或365nm波长等。
[0040] 中央光源系统41根据其工作物质物态的不同，可以包括固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器、
自由电子激光器或同步辐射光源等其他光源系统。
[0041] 其中，单台中央光源系统41的输出功率大于现有光刻机单独配套的激光器，单套中央光源系统41可以满足数量大于或等于两台的光刻机44曝光能量需求。
[0042] 光源传输模块43的光源传输介质可以是气体、真空或光导纤维等媒介。光源传输模块43可采用例如图1所示的现有光源传输模块22。
[0043] 中央光源系统41可以就近部署于光刻机主机44附近，也可以部署于距离光刻机主机44较远的
位置，并通过光源传输模块43传输至各个目标光刻机主机44。
[0044] EUV光源通常可以采用3种技术方案实现：同步辐射源、放电
等离子体(Discharge Produced Plasma，DPP)EUV光源、激
光激发等离子体(Laser Produced Plasma，LPP)EUV光源。
[0045] 目前正在研发和基本投入量产的是独立式光源，即激光激发等离子体(Laser Produced Plasma，LPP)EUV光源，其功率最高只能达到250W。由于EUV光的高吸收特性(除了真空外，所有物质在反射EUV波段的光源时都会吸收部分入射的EUV能量)，所以250W的光源功率不足以
支撑150片每小时甚至200片每小时以上的生产率要求。
[0046] 而同步辐射光源具有诸多优点，如高
准直、高偏振、高纯净度、高
亮度、窄脉冲以及可精确预知等，其最大优点为高功率。大型的同步辐射光源装置能产生超过10kW的EUV光，即其为单台LPP EUV光源功率的40倍(不同的同步辐射装置的功率也有不同)，所以可以供多台EUV曝光设备使用，且同时能提高单台EUV曝光设备的生产率。
[0047] 本发明还提供一种采用中央光源系统集中供应多台光刻机曝光能量的光刻
机架构，使用上述光刻机系统的一种光刻方法，可包括以下步骤：
[0048] 使用中央光源系统41激发、产生并输出高光强、高能量光源。
[0049] 使中央光源系统41产生的光源通过光源传输模块43进入光源控制模块42。
[0050] 根据目标光刻机主机44进行光刻工艺所需的光源波长和曝光能量需求，对进入光源控制模块42的光源进行滤光、光束分离和光束匀化等处理，并通过光源控制模块42对分离后的光束的能量和功率的强弱和高低等关键指标进行控制。
[0051] 将经过分离和控制后的多路光源，通过光源传输模块43传输至各自对应的目标光刻机主机44。
[0052] 传输到光刻机主机44的光源经过相应控制和处理后，完成对光刻机主机44中放置的硅片的曝光工艺。
[0053] 最终完成本发明的采用中央光源系统集中供应多台光刻机曝光能量的光刻工艺的实施。
[0054] 以上的仅为本发明的优选实施例，实施例并非用以限制本发明的保护范围，因此凡是运用本发明的
说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
