本发明涉及极紫外光刻领域，尤其涉及一种极紫外光产生、收集系统及方法。
背景技术：
极紫外光刻(EUV，英文全称Extreme Ultraviolet Lithography)是继193nm光刻之后的又一种先进光刻技术，其采用13.5nm波长的光对硅片曝光，极大程度地提高了线条分辨率。提高EUV光源输出功率是目前EUV光刻技术研究中的一个难点。
激光等离子体光源(LPP，英文全称：Lasrer Produce Plasma)是EUV光产生技术之一，ASML公司的3100系列光刻机就采用了Cymer公司的LPP光源，LPP的原理是利用脉冲激光辐照靶材(或称工作物质)，使其吸收高能量激光脉冲产生等离子体，并辐射EUV光，根据黑体辐射理论，当等离子体的温度达到220000K时，其发射谱在13.5nm处达到最强，在量产设备中主要采用Sn(锡)作为工作物质。
一种LPP光源方案，如图1所示，激光器发出激光光源10，产生脉冲激光束101由反射镜收集单元20入口处入射，对由Sn滴装置30产生的Sn滴301进行轰击，Sn滴301吸收高能量激光脉冲产生等离子体，并辐射EUV光102到反射镜收集单元20，反射镜收集单元20将EUV光102反射，形成反射光103，并将反射光103汇聚到公共焦点(IF)104处，完成极紫外光的收集。
LPP光源的技术方案已经得到证实和应用，但目前还面临光源输出功率达不到量产光刻机需求的问题，其中一个重要原因是：激光器在单位时间内轰击的Sn滴301数量少，导致输出EUV光102的频率不高，能量不够。如果单单在垂直方向上加大Sn滴301的滴速则势必会带来Sn滴301之间的距离减小，距离小于一定程度时会导致激光光源10单个脉冲轰击到多个Sn滴301，致使最终产生的EUV脉冲能量不稳定。
技术实现要素：
本发明提供一种极紫外光产生、收集系统及方法，以解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种极紫外光产生、收集系统及方法，包括：
Sn滴装置，在轰击平面上沿圆形路径或水平直线产生Sn滴；
光源产生单元，在轰击平面上产生与所述Sn滴做同步运动的脉冲激光，轰击所述Sn滴；
反射镜收集单元，用于收集所述Sn滴被轰击后产生的极紫外光并进行汇聚反射；
二次反射单元，接收所述反射镜收集单元反射的极紫外光，并将所述极紫外光进行二次汇聚反射到同一焦点上；
以及同步控制单元，用于对所述光源产生单元、Sn滴装置以及二次反射单元进行同步协调控制，使每个所述脉冲激光都能够轰击到对应的所述Sn滴上，每个所述Sn滴被轰击后形成的极紫外光经过所述二次反射单元汇聚反射后汇聚到同一焦点上。
较佳地，所述光源产生单元包括激光光源，用于提供脉冲激光；
透镜组件，用于传输、汇聚所述脉冲激光；
激光偏转组件，用于收集反射所述脉冲激光，并使所述脉冲激光在轰击平面上跟随所述Sn滴装置做同步运动，轰击所述Sn滴。
较佳地，所述激光光源采用CO2激光器、YAG激光器、红宝石激光器、钕玻璃激光器、氮分子激光器或准分子激光器。
较佳地，所述透镜组件包括沿所述脉冲激光传播方向依次设置的第一透镜和第二透镜，对所述脉冲激光进行整形、扩束及准直。
较佳地，所述激光偏转组件包括驱动机构和安装于所述驱动机构上的第一反射镜，所述驱动机构驱动所述第一反射镜旋转，汇聚反射所述脉冲激光，并使所述脉冲激光在轰击平面上沿圆形路径轰击所述Sn滴，或所述驱动机构驱动所述第一反射镜伸缩，汇聚反射所述脉冲激光，并使所述脉冲激光在轰击平面上沿水平直线往复轰击所述Sn滴。
较佳地，所述第一反射镜为球面反射镜。
较佳地，所述驱动机构采用压电陶瓷。
较佳地，所述Sn滴装置包括旋转机构和滴头，所述旋转机构控制所述滴头旋转，使从所述滴头滴出的Sn滴在轰击平面上形成间隔均匀的圆形，或所述旋转机构控制所述滴头做垂向单摆运动，使从所述滴头滴出的Sn滴在轰击平面上形成间隔均匀的水平直线。
较佳地，所述旋转机构与所述滴头为刚性连接。
较佳地，所述反射镜收集单元包括第一椭球面反射镜和第二椭球面反射镜，所述第一椭球面反射镜和所述第二椭球面反射镜间隔设在同一圆周上，所述脉冲激光穿过所述间隔轰击所述Sn滴，所述第一椭球面反射镜和所述第二椭球面反射镜汇聚反射所述Sn滴被轰击后产生的极紫外光。
较佳地，所述二次反射单元包括底座和设置于所述底座上的反射器件，经所述反射镜收集单元反射的极紫外光入射至所述反射器件，经所述反射器件的二次反射，汇聚到焦点上。
较佳地，所述反射器件采用一个或多个微反射镜阵列，所述微反射镜阵列由多个可以自由翻转的微反射镜排列组成。
较佳地，所述反射器件包括多个第二反射镜及对应设置于所述第二反射镜下方的反射镜调节组件，所述反射镜调节组件用于调节所述第二反射镜的角度。
较佳地，所述第二反射镜为球面反射镜。
较佳地，所述反射器件上镀有多层反射膜。
本发明还提供了一种极紫外光产生、收集方法，应用于如上所述的极紫外光产生、收集系统中，Sn滴装置在轰击平面上沿圆形路径或水平直线产生间隔均匀的Sn滴，光源产生单元从反射镜收集单元的入口入射脉冲激光，所述脉冲激光在轰击平面上与所述Sn滴做同步运动，轰击所述Sn滴，所述Sn滴吸收能量后辐射极紫外光，所述极紫外光被所述反射镜收集单元汇聚反射到二次反射单元，所述二次反射单元将反射光汇聚反射到同一焦点处。
较佳地，所述圆形的半径小于基准半径，所述基准半径为：在所述Sn滴被轰击后辐射的极紫外光的发散角范围内的极紫外光可完全被所述反射镜收集单元收集时的所述圆形的最大半径。
较佳地，所述水平直线的长度小于基准距离，所述基准距离为：在所述Sn滴被轰击后辐射的极紫外光的发散角范围内的极紫外光可完全被所述反射镜收集单元收集时的所述水平直线的最大长度。
较佳地，相邻的两个所述Sn滴之间的距离大于所述Sn滴的危险距离，所述危险距离为所述Sn滴被轰击后的辐射不影响其他Sn滴时的最小距离。
较佳地，所述圆形路径或水平直线所包含的Sn滴的数量大于等于2个。
与现有技术相比，本发明提供的一种极紫外光产生、收集系统及方法具有如下优点：
1、本发明通过滴头的动态变化，增加了水平方向上Sn滴的数量，再控制脉冲激光对Sn滴进行圆周扫描或直线扫描式轰击，在确保Sn滴之间的距离大于危险距离的同时，提高了单位时间内激光光源轰击Sn滴的数量，从而提高了激光器的利用率，进而提高了光源的输出功率；
2、本发明通过设置同步控制单元，同步控制所述激光光源发射脉冲激光、激光偏转组件控制脉冲激光运动、Sn滴装置中滴头旋转或垂向单摆运动、滴头产生Sn滴的时间以及二次反射单元的翻转，使Sn滴产生的EUV光经过反射镜收集单元一次汇聚反射、二次反射单元的二次汇聚反射后聚集到焦点处，保证了输出的脉冲EUV光的稳定性。
附图说明
图1为现有的极紫外光产生、收集系统的结构示意图；
图2为本发明实施例一的极紫外光产生、收集系统的结构示意图；
图3为本发明实施例一中Sn滴的分布图；
图4为本发明实施例一中微反射镜阵列的结构示意图；
图5为本发明实施例二中微反射镜阵列的结构示意图；
图6为本发明实施例三中二次反射单元的结构示意图；
图7为本发明实施例三中第二反射镜的反射原理图；
图8为本发明实施例三中二次反射单元采用球面反射镜的仿真图；
图9为本发明实施例四的极紫外光产生、收集系统的结构示意图；
图10为本发明实施例四中Sn滴的分布图；
图11为本发明实施例一、二或三中圆形Sn滴的发散角、相邻Sn滴之间的距离以及圆形半径示意图。
图1中：10-激光光源、101-脉冲激光束、102-EUV光、103-反射光、104-公共焦点、20-反射镜收集单元、30-Sn滴装置、301-Sn滴；
图2-11中：100-激光光源、120-第一次反射光、130-极紫外光、140-第二次反射光、150-第三次反射光、160-焦点；
200-透镜组件、210-第一透镜、220-第二透镜；
300-激光偏转组件、310-第一反射镜、320-驱动机构；
400-反射镜收集单元、410-第一椭球面反射镜、420-第二椭球面反射镜；
500-Sn滴装置、510-旋转机构、520-滴头、530-Sn滴；
600-二次反射单元、610-底座、620-反射器件、621-微反射镜阵列、622-微反射镜、623-第二反射镜、624-反射镜调节组件；
700-同步控制单元。
具体实施方式
为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。
实施例一
本发明提供的一种极紫外光产生、收集系统，如图2至图4所示，包括Sn滴装置500，在轰击平面上沿圆形路径产生Sn滴530；
光源产生单元，在轰击平面上产生与所述Sn滴530做同步运动的脉冲激光，轰击Sn滴530；
优选地，所述光源产生单元包括：
激光光源100，用于提供脉冲激光；
透镜组件200，用于传输、汇聚所述激光光源100产生的脉冲激光；
激光偏转组件300，用于收集反射所述脉冲激光形成第一次反射光120，并使所述第一次反射光120在轰击平面上与Sn滴530做同步圆周运动，轰击Sn滴530；
所述极紫外光产生、收集系统还包括反射镜收集单元400，用于收集Sn滴530被轰击后形成的极紫外光130，并进行汇聚反射，以形成第二次反射光140；
二次反射单元600，接收所述第二次反射光140进行二次汇聚反射，形成第三次反射光150，并最终将所述第三次反射光150汇聚到焦点160上；
以及同步控制单元700，用于对所述激光光源100、激光偏转组件300、Sn滴装置500以及二次反射单元600进行同步协调控制，使每个所述脉冲激光都能够轰击到对应的Sn滴530上，每个Sn滴530被轰击后形成的极紫外光130经过二次反射单元600汇聚反射后汇聚到同一焦点160上。
较佳地，所述激光光源100采用CO2激光器、YAG激光器、红宝石激光器、钕玻璃激光器、氮分子激光器或准分子激光器，以提供稳定的脉冲激光。
较佳地，请重点参考图2，所述透镜组件200包括沿所述脉冲激光传播方向依次设置的第一透镜210和第二透镜220，对所述脉冲激光进行整形、扩束及准直。
较佳地，请继续参考图2，所述激光偏转组件300包括驱动机构320和安装于所述驱动机构320上的第一反射镜310，所述驱动机构320驱动所述第一反射镜310旋转，使所述脉冲激光经所述第一反射镜310的反射后与Sn滴530做同步运动，在轰击平面上沿圆形路径轰击Sn滴530。
较佳地，所述第一反射镜310为球面反射镜，对脉冲激光进行汇聚，其焦点位置在所述轰击平面上。
较佳地，所述驱动机构320采用压电陶瓷。
较佳地，请继续参考图2，所述Sn滴装置500包括旋转机构510和滴头520，较佳地，所述旋转机构510与所述滴头520为刚性连接，所述旋转机构510控制所述滴头520旋转，使从所述滴头520滴出的Sn滴530在轰击平面上形成间隔均匀的圆形，换句话说，所述旋转机构510驱动滴头520进行旋转，一个旋转周期内，Sn滴530被轰击的位置均匀地分布在一个圆形平面上，其具体分布如图3所示。Sn滴装置500的旋转与Sn滴530的产生时间要进行严格控制，假设一个周期内轰击8个Sn滴530，第一个Sn滴530和第二个Sn滴530之间相隔1/8周期(周期指循环一次的时间)，下一个Sn滴530比前一个Sn滴530到达圆形平面的时间依次慢1/8周期，Sn滴530在空间内的运动轨迹的水平方向为离心运动，垂直方向为抛物线，最终要保证Sn滴530在被轰击时正好落到轰击平面上，并保证不同周期中同一位置的Sn滴530的大小和被轰击位置均一致。
较佳地，请继续参考图2，所述反射镜收集单元400包括第一椭球面反射镜410和第二椭球面反射镜420，所述第一椭球面反射镜410和第二椭球面反射镜420间隔设在同一圆周上，具体的，所述脉冲激光穿过所述间隔轰击Sn滴530，Sn滴530受到轰击后吸收能量，发射极紫外光130到第一椭球面反射镜410和第二椭球面反射镜420，第一椭球面反射镜410和第二椭球面反射镜420对接收到的极紫外光130进行汇聚，并反射至所述二次反射单元600。
较佳地，请继续参考图2，所述二次反射单元600包括底座610和设置于所述底座610上的反射器件620，经所述反射镜收集单元400反射的第二次反射光140入射至所述反射器件620，经所述反射器件620的二次反射，形成第三次反射光150，并汇聚到焦点160上，较佳地，所述反射器件620的镜面上镀有多层反射膜，以增加反射率，较佳地，可选为Mo/Si反射膜。
较佳地，请参考图2并结合图4，所述反射器件620采用一个或多个微反射镜阵列621，例如Fly-eye器件，所述微反射镜阵列621由多个可以自由翻转的微反射镜622排列组成，较佳地，每个微反射镜622都可沿Rx、Ry轴翻转，所述Rx轴垂直于Ry轴，且均与所述底座610在同一平面上，第二次反射光140被汇聚反射到微反射镜阵列621上，微反射镜阵列621将第二次反射光140再次进行反射，并将第三次反射光150汇聚到焦点160处。
较佳地，本实施例中，所述微反射镜阵列621的数量小于Sn滴530的数量，即意味着至少存在两个Sn滴530共用一个微反射镜阵列621的情况，这样微反射镜阵列621上的微反射镜622需要动态变化，以适应轰击不同Sn滴530时，第二次反射光140的入射角会变化，保证所有Sn滴530产生的EUV光都能被微反射镜622接收并汇聚到焦点160处，同时保证EUV光能量的稳定性。
实施例二
请重点参考图5，本实施例与实施例一的区别在于：所述微反射镜阵列621的数量等于Sn滴530的数量，微反射镜阵列621在底座610上的排列形状与轰击平面上Sn滴530的排列形状一致，每个微反射镜阵列621分别对应地接收一个Sn滴530产生的EUV光经过第一次反射后的反射光，本实施例以6块微反射镜阵列621为例，微反射镜阵列621排列方式如图5所示。
实施例三
请重点参考图6，本实施例与实施例一、二的区别在于：所述反射器件620包括多个第二反射镜623及对应设置于所述第二反射镜623下方的反射镜调节组件624，所述反射镜调节组件624用于调节所述第二反射镜623的角度，具体的，所述第二反射镜623优选球面反射镜，球面反射镜反射原理如图7所示，球面反射镜表面镀多层反射膜，增加其反射率，其中，第二反射镜623的数量和一个周期内Sn滴530的数量保持一致，第二反射镜623在底座610上的排列形状与轰击平面上Sn滴530的排列形状也一致，由于每次Sn滴530被轰击时的位置和角度一定，因此，只需在初始时对第二反射镜623的位置和角度调节好后固定即可。
图8为二次反射单元600采用球面反射镜的仿真图，图中，采用两个Sn滴530进行分析，预设Sn滴530被轰击后的辐射EUV光的发散角设为60度，第二次反射光140经过反射镜收集单元400反射后，汇聚到第二反射镜623(球面反射镜)处，多个球面反射镜对第二次反射光140进行二次反射，最后汇聚到焦点160处，验证了方案的可行性。
实施例四
请重点参考图9，本实施例与实施例一至三的区别在于：所述旋转机构510控制滴头520做垂向单摆运动，使从滴头520滴出的Sn滴530在轰击平面上形成间隔均匀的水平直线，如图11所示；所述驱动机构320驱动第一反射镜310伸缩，使所述脉冲激光经第一反射镜310的反射后与Sn滴530做同步运动，在轰击平面上沿水平直线轰击Sn滴530。
较佳地，请重点参考图10，以水平直线上均匀分布6个Sn滴530为例，第一个单摆周期内，Sn滴装置500从左向右运动时，形成第1个至第6个Sn滴530，其反向运动时，形成第7个至第10个Sn滴530，其被轰击时的位置如图中最下端所标识的虚线位置；从第2个周期开始，Sn滴530重复第1个到第10个Sn滴530。同时，每个Sn滴530被脉冲激光轰击的顺序与Sn滴530形成的顺序一致。
本发明还提供了一种极紫外光产生、收集方法，应用于如上所述的极紫外光产生、收集系统中，Sn滴装置500在轰击平面上产生Sn滴530，所述Sn滴530在轰击平面上形成间隔均匀的圆形或水平直线，光源产生单元从反射镜收集单元400的入口入射脉冲激光，所述脉冲激光在轰击平面上与Sn滴530做同步运动，轰击Sn滴530，所述Sn滴530吸收能量后辐射极紫外光130，所述极紫外光130被反射镜收集单元400汇聚反射到二次反射单元600，所述二次反射单元600将反射光汇聚反射到同一焦点160处。
较佳地，请重点参考图5，本实施例中，所述圆形的半径R小于基准半径Rmax，确保极紫外光130被全部收集，所述基准半径Rmax为：在所述Sn滴530被轰击后形成的极紫外光130的发散角θ范围内的极紫外光130均被所述反射镜收集单元400收集时的圆形的最大半径。
较佳地，所述水平直线的长度小于基准距离，所述基准距离为：所述Sn滴530被轰击后辐射的极紫外光130可完全被所述反射镜收集单元400收集时的所述水平直线的最大长度。也就是说，要保证最边缘的两个Sn滴530(如图10中的第1个Sn滴530和第6个Sn滴530)受轰击时产生的极紫外光130都能被反射镜收集单元400收集。
较佳地，如图10、11所示，相邻的两个Sn滴530之间的距离L大于Sn滴530的危险距离，所述Sn滴530的危险距离为所述Sn滴被轰击后的辐射不影响其他Sn滴时的最小距离。
较佳地，所述圆形或水平直线所包含的Sn滴的数量大于等于2个。
具体的，以在一个圆周上形成10个Sn滴530为例：假设CO2激光器脉冲激光为50KHz，Sn滴装置500中驱动机构320(压电陶瓷)的频率为100KHz，Sn滴530直径30um，激光偏转组件300的频率100KHz，相应地微反射镜622的数量为10个，其轰击平面中圆形脉冲激光的半径R为2cm，每两个Sn滴530之间的距离为1.39cm，远远大于危险距离(100微米)，微反射镜阵列621的反射率为50％，此时在保证每个脉冲激光110都得到有效的利用的情况下，与现有LPP光源相比，本实施例的能量值可以提高3倍，且单位时间内的脉冲能量稳定。
综上所述，本发明通过Sn滴装置500的动态变化，增加了水平方向上Sn滴530的数量，再将脉冲激光进行偏转，对Sn滴530进行圆形路径或水平直线扫描式轰击，在确保Sn滴530之间的距离大于危险距离的同时，提高了单位时间内激光光源100轰击Sn滴530的数量，从而提高了激光器的利用率，进而提高了光源的输出功率；另外，本发明通过设置同步控制单元700，将激光光源100发射脉冲激光、激光偏转组件300控制脉冲激光运动、Sn滴装置500中滴头520旋转或垂向单摆运动、产生Sn滴530的时间以及二次反射单元600的翻转实现同步，使Sn滴530产生的极紫外光130经过反射镜收集单元400一次汇聚反射后、二次反射单元600二次汇聚反射后聚集到焦点160处，从而保证了输出的脉冲极紫外光的稳定性。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。