[發明專利]一種用于極紫外光刻機光源的錫液滴靶產生裝置

無效

• 申請號: 201210533926.8
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103064260A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 陳鴻;王新兵;朱海紅;左都羅;陸培祥
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;H05G2/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于EUV（Extreme?Ultraviolet，極紫外）光源領域，更具體地，涉及一種用于極紫外光刻機光源的錫液滴靶產生裝置。

背景技術

近年來，隨著半導體制造工業的迅速發展，極大規模集成電路的進一步細微化已經受到了光刻機分辨率的限制。光刻系統的分辨率為R=k*λ/(NA)，式中k為標志光學鏡片工藝水平的參數，λ為光源波長，NA=n*sinθ為透鏡數值孔徑。EUVL(Extreme?Ultraviolet?Lithography，極紫外光刻)技術利用13.5nm波段的極紫外光作為光刻機光源進行芯片刻蝕。由于利用了更短波長的光源，EUVL技術能大幅的提升刻蝕的分辨率。最新的ITRS（International?Technology?Roadmap?for?Semiconductors，國際半導體技術發展路線圖）已將EUVL列為突破16nm和11nm節點的主要技術。

LPP（Laser?Produced?Plasma，激光致等離子體）光源是一種最受歡迎的EUV光源，其原理圖如圖1所示，激光2經透鏡3聚焦后與靶材提供裝置1產生的均勻、連續靶材相互作用。靶材受激光作用氣化、電離。受激電離的高電離態等離子體5輻射出13.5nm的極紫外光。這種極紫外波段的輻射光被多層膜收集鏡4收集并輸出。適用于商業量產的LPP光源需要在光源中的IF（Intermediate?focus，中間焦點）6處的功率達到100W以上，并且設備具有高亮度（轉換效率）、高空間穩定性，高重復頻率。靶材提供裝置1必須能產生適用于LPP光源的高重復頻率，高空間穩定性的靶材。

LPP光源中激光誘導氣體靶或固體靶產生極紫外輻射已被廣泛研究開發。氣體靶由于其氣體團簇密度較低而難以達到更高的轉換效率；固體靶又由于其固體特性，在激光與靶材相互作用時會產生很多的中性或離子化的碎片來損傷多層膜收集鏡，這會大大降低收集鏡的工作壽命。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種用于極紫外光刻機光源的錫液滴靶產生裝置，旨在解決現有技術中固體靶碎屑多以及氣體靶轉換效率低的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種用于極紫外光刻機光源的錫液滴靶產生裝置，包括：第一儲液器，用于儲存工作物質；壓力裝置，用于使得所述第一儲液器中保持正壓；恒溫控制器，用于對所述第一儲液器中儲存的工作物質進行加熱使所述工作物質熔化成液體狀態并保持恒溫；真空噴射室，位于所述第一儲液器的底部，用于使噴射環境保持真空狀態；噴孔，位于所述第一儲液器底部與所述真空噴射室頂部之間，使得第一儲液器與所述真空噴射室連通；在第一儲液器與真空噴射室壓力差的作用下，液體從所述噴孔噴出并形成射流柱；均勻擾動裝置，用于給所述第一儲液器中的液體施加均勻擾動并使得所述射流柱斷裂形成均勻液滴靶。

更進一步地，所述均勻擾動裝置包括：工具頭、與所述工具頭的頂部固定連接的超聲波換能器以及與所述超聲波換能器連接的超聲波發生器；工具頭從所述第一儲液器的頂部插入工作物質中，使得所述工具頭的底部端面與所述第一儲液器的底部之間形成狹縫；超聲波發生器輸出控制信號控制所述超聲波換能器振動的頻率和幅度，工具頭通過固定端面接收振動并傳遞至工作物質中，使得噴孔處的液體形成均勻擾動。

更進一步地，所述均勻擾動裝置還包括變幅桿，連接在所述工具頭的頂部與所述超聲波換能器之間，用于改變傳播到工具頭的振動的幅度。

更進一步地，所述噴孔包括金剛石圓孔、空芯光纖或不銹鋼管。

更進一步地，所述工作物質為錫或錫合金。

更進一步地，所述恒溫控制器包括：第一電加熱器，環繞于所述第一儲液器的外壁，用于給所述第一儲液器中的工作物質加熱；第一熱電偶，插入至所述工作物質中，用于檢測并反饋所述工作物質的溫度；以及第一控制電路，與所述第一熱電偶連接，還與所述第一電加熱器連接，用于將第一熱電偶反饋的工作物質的溫度與設定的溫度閾值進行比較，并根據比較結果控制第一電加熱器的工作狀態。

更進一步地，所述錫液滴靶產生裝置還包括外部儲液裝置，通過管道與所述第一儲液器連接；用于給所述第一儲液器提供連續的工作物質。

更進一步地，所述外部儲液裝置包括第二儲液器，環繞于所述第二儲液器的外壁的第二加熱器，插入至工作物質中的第二熱電偶，與所述第二熱電偶連接的第二控制電路以及依次位于所述管道上的第一濾網、閥門和第二濾網。