基于溶胶射流靶的lpp-euv光源系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光等离子体型极紫外(LPP-EUV)光刻光源，特别是一种基于溶胶射流靶的LPP-EUV光源系统。
【背景技术】
[0002]随着电子信息产业的快速发展，半导体制造工艺水平大幅度提高，光刻技术正在迈向14nm乃至1nm以下的分辨尺寸节点。光刻光源波长已从436nm(Hg-g)、365nm(Hg_i)发展到 248nm (KrF)、193nm (ArF)和 157nm(F2)，正在向 13.5nm (EUV)甚至 6.X nm 等更短波长发展。根据EUV光源的产生方式，其类型主要包括同步辐射(SR)型光源、放电等离子体(DPP)型光源和激光等离子体(LPP)型光源等。SR-EUV光源通过改变磁场中带电粒子的运动状态而产生EUV辐射，其装置体积庞大、结构复杂且造价较高。DPP-EUV光源通过高压放电击穿物质形成等离子体的方式产生EUV辐射，其装置结构较简单，但碎片污染程度较为严重。LPP-EUV光源则通过高功率激光照射靶材(L1、Sn或Xe等)形成等离子体的方式产生EUV辐射。此类光源具有发光区域小、EUV收集效率较高等特点，已成为最具应用潜力的EUV光刻光源。常见的LPP-EUV光源系统多采用C02激光和Sn液滴靶的组合方式(NaturePhotonics, 2010，4 (I): 24-26)。对于此类基于金属液滴靶的LPP-EUV光源，金属熔化需要持续高温加热条件，液滴靶的形成与运动也需要精确控制，液滴靶受激光作用后还将产生大量碎肩。这都无疑增大了 LPP-EUV光源的操控与维护难度，不利于EUV光刻系统的高效稳定运行。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于溶胶射流靶的LPP-EUV光源系统，旨在通过应用溶胶射流靶增强LPP-EUV光源的可靠性与稳定性，从而使其更好的满足EUV光刻技术的产业化需求。该系统中利用溶胶射流靶替代传统的金属液滴靶，避免使用高温加热装置与液滴控制装置，避免靶材与激光作用后造成严重的碎肩污染，大大降低了 LPP-EUV光源的操控与维护难度，为EUV光刻系统的高效稳定运行提供有力保障。
[0004]本发明的技术解决方案如下:
[0005]一种基于溶胶射流靶的LPP-EUV光源系统，包括:溶胶发生装置，用于产生溶胶；溶胶喷射-循环装置，用于形成溶胶射流靶；泵浦激光源，用于输出泵浦激光；LPP-EUV发生装置，为泵浦激光作用于溶胶射流靶提供反应环境。
[0006]首先由溶胶发生装置产生溶胶，再经溶胶喷射-循环装置而在LPP-EUV发生装置内形成溶胶射流靶。由泵浦激光源输出泵浦激光，进入LPP-EUV发生装置后作用于溶胶射流靶。
[0007]所述的溶胶发生装置的构成:流体介质通过喷嘴进入接受室，由于文丘里效应使得靶材纳米颗粒被吸入接受室，流体介质与靶材纳米颗粒经收缩管进入混合室，两者混合后经扩散管而输出为溶胶。所述的靶材纳米颗粒首选锡、锂及其化合物的纳米颗粒。所述的流体介质首选氙气、氢气等不能与前述靶材发生反应的介质。
[0008]所述的溶胶喷射-循环装置的构成:溶胶注入缓存池后，在第一循环动力泵的作用下通过第一输送管道，经由溶胶喷射器而形成溶胶射流靶，进入溶胶收集器后又在第二循环动力泵的作用下通过第二输送管道，终而返回至缓存池。
[0009]所述的LPP-EUV发生装置的构成:泵浦激光通过光学窗片进入真空室后，经凸透镜聚焦至溶胶射流靶而产生EUV辐射。所述的溶胶射流靶由溶胶喷射器在真空室内产生，并由溶胶收集器回收至循环系统。
[0010]与先技术相比，本发明具有以下显著特点:
[0011]1.以溶胶射流靶替代金属液滴靶，无需高温加热条件与液滴控制装置，有利于提高LPP-EUV光源系统的运行稳定性。
[0012]2.基于该系统可以实现溶胶靶材的循环利用，从而提高其利用率并能抑制残余物质对光学元件所造成的污染。
【附图说明】
[0013]图1是本发明基于溶胶射流靶的LPP-EUV光源系统结构示意图。
[0014]图2是本发明中溶胶发生装置的结构示意图。
[0015]图3是本发明中溶胶喷射-循环装置和LPP-EUV发生装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面通过实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
[0017]请先参阅图1，图1是本发明基于溶胶射流靶的LPP-EUV光源系统结构示意图。由图1可见，本发明基于溶胶射流靶的LPP-EUV光源系统的构成包括溶胶发生装置1、溶胶喷射-循环装置2、泵浦激光源3和LPP-EUV发生装置4。由溶胶发生装置I产生溶胶Ml，经溶胶喷射-循环装置2而在LPP-EUV发生装置4内形成溶胶射流靶。由泵浦激光源3输出泵浦激光LI，进入LPP-EUV发生装置4后作用于溶胶射流靶。
[0018]请参阅图2，图2是本发明中溶胶发生装置的结构示意图。由图2可见，喷嘴101置于接受室102内部，接受室102、收缩管103、混合室104、扩散管105依次连接。流体介质Cl通过喷嘴101进入接受室102，由于文丘里效应使得靶材纳米颗粒C2经吸入口 Gl进入接受室102，流体介质Cl与靶材纳米颗粒C2经收缩管103进入混合室104，两者混合后通过扩散管105经输出口 G2而输出为溶胶Ml。所述的流体介质Cl可选用氙气，所述的靶材纳米颗粒C2可选用锡纳米颗粒。
[0019]请参阅图3，图3是本发明中溶胶喷射-循环装置和LPP-EUV发生装置的结构示意图。由图3可见，缓存池201、第一循环动力泵202a和溶胶喷射器203a由第一输送管道204a依次连接、溶胶收集器203b、第二循环动力泵202b和缓存池201由第二输送管道204b依次连接。溶胶Ml进入缓存池201后，在第一循环动力泵202a的作用下通过第一输送管道204a，经由溶胶喷射器203a而形成溶胶射流靶M2，进入溶胶收集器203b后又在第二循环动力泵202b的作用下通过第二输送管道204b，终而返回至缓存池201。由图3可见，光学窗片401设置在真空室402的侧壁之上，泵浦激光LI通过光学窗片401进入真空室402，沿泵浦激光LI传播方向设置透镜403，在真空室402内还设置有溶胶喷射器203a和溶胶收集器203b，由溶胶喷射器203a产生溶胶射流靶M2，泵浦激光LI经凸透镜403聚焦至溶胶射流靶M2而产生EUV辐射L2。
【主权项】
1.一种基于溶胶射流靶的LPP-EUV光源系统，其特征在于，包括: 溶胶发生装置(I)，用于产生溶胶(Ml); 溶胶喷射-循环装置(2)，用于形成溶胶射流靶(M2); 泵浦激光源(3)，用于输出泵浦激光(LI); LPP-EUV发生装置(4)，为泵浦激光(LI)作用于溶胶射流靶(M2)提供反应环境。2.根据权利要求1所述的基于溶胶射流靶的LPP-EUV光源系统，其特征在于，所述的溶胶发生装置(I)包括:喷嘴(101)、具有吸入口(Gl)的接受室(102)、收缩管(103)、混合室(104)和扩散管(105)； 所述的喷嘴(101)置于接受室(102)的一端内，该接受室(102)的另一端经所述的收缩管(103)与所述的混合室(104)相连，该混合室与所述的扩散管(105)相连； 流体介质(Cl)通过喷嘴(101)进入接受室(102)，由于文丘里效应使得靶材纳米颗粒(C2)经吸入口(Gl)进入接受室(102)，流体介质(Cl)与靶材纳米颗粒(C2)经收缩管(103)进入混合室(104)，两者在混合室(104)混合后通过扩散管(105)的输出口(G2)输出溶胶(Ml)。3.根据权利要求1所述的基于溶胶射流靶的LPP-EUV光源系统，其特征在于， 所述的溶胶喷射-循环装置(2)包括:缓存池(201)、第一循环动力泵(202a)和溶胶喷射器(203a)、第一输送管道(204a)、第二循环动力泵(202b)、溶胶收集器(203b)和第二输送管道(204b)； 所述的LPP-EUV发生装置(4)包括:侧壁上设置有光学窗片(401)的真空室(402)，使泵浦激光(LI)经该光学窗片(401)进入真空室(402)，在真空室(402)内、沿泵浦激光(LI)的传播方向还设置有透镜(403)； 所述的溶胶喷射器(203a)和溶胶收集器(203b)设置在该真空室(402)内，所述的缓存池(201)通过所述的第一输送管道(204a)经所述的第一循环动力泵(202a)与所述的溶胶喷射器(203a)的输入端相连，所述的溶胶收集器(203b)的输出端通过所述的第二输送管道(204b)经所述的第二循环动力泵(202b)与所述的缓存池(201)相连； 所述的溶胶(Ml)进入缓存池(201)后，在第一循环动力泵(202a)的作用下通过第一输送管道(204a)，经由溶胶喷射器(203a)在真空室(402)内形成溶胶射流靶(M2)，进入溶胶收集器(203b)后又在第二循环动力泵(202b)的作用下通过第二输送管道(204b)，终而返回至缓存池(201);所述的泵浦激光(LI)经凸透镜(403)聚焦至溶胶射流靶(M2)产生EUV 辐射(L2) ο
【专利摘要】一种基于溶胶射流靶的LPP-EUV光源系统，由溶胶发生装置、溶胶喷射-循环装置、LPP-EUV发生装置和泵浦激光源所构成。首先由溶胶发生装置产生溶胶，再经溶胶喷射-循环装置而在LPP-EUV发生装置内形成溶胶射流靶。由泵浦激光源输出泵浦激光，进入LPP-EUV发生装置后作用于溶胶射流靶。本发明基于溶胶射流靶增强LPP-EUV光源的可靠性与稳定性，为EUV光刻系统的高效稳定运行提供有力保障。
【IPC分类】G03F7/20
【公开号】CN104914680
【申请号】CN201510270184
【发明人】张宗昕, 冷雨欣, 王成, 赵全忠, 王关德, 程欣, 李儒新
【申请人】中国科学院上海光学精密机械研究所
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月25日