[發明專利]Xe介質毛細管放電檢測用極紫外光源系統

有效

• 申請號: 201510084923.4
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104619104B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 王騏;徐強;趙永蓬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H05G2/00
• 分類號: H05G2/00;G03F7/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 岳昕

技術領域

本發明涉及一種13.5nm極紫外光源。?

背景技術

為了實現我國超大規模集成電路的跨越式發展，國家將2020年實現45nm～22nm刻線作為我國微電子產業的中長期發展規劃，并由此制定了國家科技重大專項02專項。過去的幾十年，微電子產業迅速發展，集成電路最小特征尺寸決定了一個晶片上所能集成的晶體管數量，也決定了集成電路運行速度和存儲容量。光刻技術作為集成電路的技術基礎，是決定集成電路發展速度的一個重要因素。光刻機分辨率的物理極限R決定了集成電路的最小特征尺寸，光刻機分辨率的物理極限R決定了集成電路的最小特征尺寸，可以通過分辨率增強技術減小工藝因子k₁，或者減小光刻機曝光波長λ，或者提高數值孔徑NA的方法，提高光刻機分辨率R。其中，減小光刻機曝光波長是主要方法之一。極紫外光刻技術采用13.5nm(2％帶寬)輻射光作為曝光光源，是最有可能實現16nm節點甚至以下的下一代光刻技術之一。

對于大規模工業生產(HVM)用EUV光刻機中各種關鍵部件，例如光源、收集鏡、掩膜版、光刻膠等，其性能參數與常規光刻機中的部件相比更為苛刻，檢測條件更為復雜，需要采用13.5nm光源檢測光源輻射特性及功率穩定性、收集鏡表面粗糙度、面型精度、掩膜版精度、光刻膠對13.5nm(2％帶寬)輻射響應靈敏度等參數。

毛細管放電EUV光刻光源是指采用Xe介質，在大電流、快脈沖毛細管放電Z箍縮機制獲得13.5nm(2％帶寬)輻射光輸出，13.5nm(2％帶寬)波長的輻射光能夠實現22nm甚至更小的光刻線。在毛細管放電過程中，大電流會使毛細管內沿著內表壁形成一層Xe等離子體殼層，主脈沖放電時通過等離子體的強電流，受自身磁場作用，產生強大的洛侖茲力，使等離子體沿徑向箍縮(稱之為Z箍縮)。在等離子體壓縮的過程中，等離子體同時受到排斥力、歐姆加熱，使得等離子體溫度升高，碰撞Xe離子產生更高價態的Xe離子，等離子體壓縮到半徑最小時～300μm，此時將會實現EUV輻射光輸出。等離子體壓縮到最小半徑時毛細管內的等離子體是一個很細的等離子體柱，將這個等離子體柱中的每一個微小段均可視為一個點光源，這個點光源將向四周4π立體角范圍內均勻的輻射EUV輻射光，毛細管放電形成的EUV輻射光，經過后續的極紫外光學收集系統，成像在中間焦點(IF)點，從而實現IF點一定功率的13.5nm(2％帶寬)輻射光輸出。毛細管放電Z?箍縮EUV光源具有較小的光源尺寸、良好的功率穩定性和空間穩定性，同時技術比較簡單，但放電時具有較多的碎屑，這可以通過去碎屑系統解決。綜上所述，毛細管放電Z箍縮EUV光源具有良好的穩定性，是目前作為檢測用EUV光源的主要技術方案之一。

檢測用EUV光源要求結構和操作簡便、功率和價格適中、工作成本低廉，同時功率穩定性高，而常規的高功率EUV光源體積龐大、價格昂貴、運行成本高昂，不適合作為檢測用光源。因此，開發一種滿足檢測用的光源變得十分重要，這既符合當前國內技術基礎，這也可以為下一步實現大規模工業生產用EUV光源提供技術支撐。

發明內容

本發明的目的是為了解決而常規的高功率EUV光源體積龐大、價格昂貴，不適合用作EUV光刻機各種部件的檢測光源的問題，提供一種Xe介質毛細管放電檢測用極紫外光源系統。

本發明所述的Xe介質毛細管放電檢測用極紫外光源系統包括電源系統、放電室1、真空室2和光學收集系統3；

所述電源系統包括觸發控制單元、主脈沖電源和預脈沖電源，所述觸發控制單元的兩個觸發信號輸出端分別連接主脈沖電源的觸發信號輸入端和預脈沖電源的觸發信號輸入端；主脈沖電源包括初級充電電路、中間儲能脈沖形成電路和脈沖壓縮電路，三相交流電源通過變壓器與初級充電電路連接，初級充電電路采用交流調壓的充電電路，所述初級充電電路為中間儲能脈沖形成電路充電，中間儲能脈沖形成電路的輸出端通過變壓器將能量傳遞給脈沖壓縮電路，該脈沖壓縮電路通過磁脈沖壓縮網絡對脈沖進行壓縮陡化；