【】本(ben)發(fa)明(ming)涉及(ji)等(deng)離子euv，特(te)別涉及(ji)一種穩(wen)定(ding)輸出euv光源的方法(fa)及(ji)裝置。

背景技術

0、
背景技術：

1、極(ji)紫外光刻(euvl)是一種(zhong)使用極(ji)紫外(euv)波長(chang)的新一代光刻技術，其(qi)波長(chang)為13.5nm，用以計劃生(sheng)產32nm及以下尺度的i?c器件。為了實現euvl的要求(qiu)，需要對激光產生(sheng)等(deng)離子體(lpp)和(he)放(fang)電產生(sheng)等(deng)離子體(d?pp)光源進行深入(ru)的研究和(he)開(kai)發。

2、現(xian)(xian)有的(de)形(xing)成等(deng)離(li)子(zi)(zi)體(ti)的(de)技術，需(xu)要先(xian)對(dui)放電介(jie)質進(jin)行(xing)預脈(mo)(mo)沖(chong)后，再進(jin)行(xing)主脈(mo)(mo)沖(chong)作(zuo)用(yong)，由(you)此可(ke)知(zhi)預脈(mo)(mo)沖(chong)與(yu)主脈(mo)(mo)沖(chong)之間難以(yi)實現(xian)(xian)同(tong)步(bu)，會有一(yi)定(ding)的(de)延遲；lpp光(guang)源系(xi)統中，需(xu)要通過控制等(deng)離(li)子(zi)(zi)體(ti)的(de)位置，等(deng)待位置確定(ding)完畢后再進(jin)行(xing)激(ji)光(guang)脈(mo)(mo)沖(chong)轟(hong)擊，產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)等(deng)離(li)子(zi)(zi)體(ti)，最后實現(xian)(xian)euv輻射(she)。因為等(deng)離(li)子(zi)(zi)體(ti)具(ju)有不規則運動的(de)特性，由(you)此，整個系(xi)統就需(xu)考(kao)慮等(deng)離(li)子(zi)(zi)體(ti)與(yu)脈(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)的(de)高(gao)同(tong)步(bu)性，以(yi)上條件使(shi)得(de)lp?p光(guang)源中等(deng)離(li)子(zi)(zi)體(ti)與(yu)脈(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)的(de)同(tong)步(bu)性受(shou)到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)限制。

技術實現思路

0、
技術實現要素：

1、為解決lpp光(guang)源系(xi)統(tong)中等離子體與脈沖激光(guang)的(de)同步(bu)性(xing)問題，本發明(ming)提供了一種(zhong)穩(wen)定輸出euv光(guang)源的(de)方法及裝置。

2、本發(fa)明解決技(ji)術問題(ti)的(de)方(fang)案是提(ti)供(gong)一種穩定(ding)輸出euv光源的(de)方(fang)法，其(qi)包括以下步驟：

3、提供可電離(li)的預設氣體，對預設氣體進行預電離(li)得到(dao)低價態等離(li)子體；

4、提供高壓(ya)脈沖，對(dui)所(suo)述低(di)價態等離子體(ti)施加箍縮(suo)力，從而將其(qi)箍縮(suo)到(dao)預設位置；

5、提供預(yu)設(she)脈沖(chong)激光，與所(suo)述(shu)高壓(ya)脈沖(chong)共(gong)同(tong)在(zai)預(yu)設(she)位(wei)置對所(suo)述(shu)低價(jia)態(tai)等離子體進一步電離得到高價(jia)態(tai)等離子體，并(bing)(bing)在(zai)該(gai)預(yu)設(she)脈沖(chong)激光及(ji)箍(gu)縮(suo)力的共(gong)同(tong)作用(yong)下(xia)，使所(suo)述(shu)高價(jia)態(tai)等離子體壓(ya)縮(suo)并(bing)(bing)加(jia)熱產生極(ji)紫外光。

6、優(you)選(xuan)地，對預(yu)設(she)氣體(ti)進行(xing)預(yu)電離(li)包(bao)括以下步驟：

7、提供第一能量(liang)對預(yu)設氣(qi)體進行預(yu)電離，使部(bu)分預(yu)設氣(qi)體被電離，得(de)到低(di)價(jia)態等離子體。

8、優選地，所(suo)述預設(she)氣(qi)體(ti)包括x?e，所(suo)述低(di)價態等(deng)離子體(ti)為(wei)+1或+2價，所(suo)述高價態等(deng)離子體(ti)為(wei)+10價。

9、優選(xuan)地，所述預(yu)設脈沖激(ji)光(guang)為預(yu)處(chu)理后的脈沖激(ji)光(guang)。

10、優選(xuan)地，預處理包括整形和(he)/或擴束和(he)/或聚焦(jiao)。

11、優(you)選地，預(yu)處理還包括(kuo)濾波。

12、優選地，所(suo)述第(di)一(yi)能量的(de)電流(liu)幅值為(wei)10-50a，脈寬為(wei)3-10u?s；所(suo)述高壓脈沖的(de)電流(liu)幅值為(wei)25ka-40ka，脈寬為(wei)100n?s-180n?s。

13、優選(xuan)地，預(yu)設脈沖激光的能量為(wei)3-10m?j，輻射(she)照(zhao)度為(wei)5*109w/cm2-9*109w/cm2。

14、優選地，采用洛倫(lun)茲力對等離子體進行箍縮。

15、本發明還提供一種穩定(ding)輸出euv光源(yuan)的裝置，包括對氣體(ti)進行電離(li)產(chan)(chan)生等離(li)子(zi)體(ti)的無電極(ji)(ji)z-p?inch系(xi)統(tong)與提供脈沖(chong)激光的光源(yuan)產(chan)(chan)生單(dan)元，所(suo)述光源(yuan)產(chan)(chan)生單(dan)元的輸出端對準所(suo)述無電極(ji)(ji)z-p?inch系(xi)統(tong)內(nei)的預設位置。

16、與現有(you)技術相比，本發明提供的(de)一種(zhong)穩定(ding)輸出euv光源的(de)方法及裝置(zhi)，具有(you)以(yi)下優點：

17、1、本發明實施例(li)在(zai)實現(xian)穩(wen)定輸(shu)出(chu)euv光源的(de)過(guo)(guo)程中，通過(guo)(guo)在(zai)預設位置(zhi)由脈沖激光及箍縮力的(de)共(gong)同作用，將等(deng)離子體壓(ya)縮并加熱至產生極紫(zi)外光，可以(yi)解決激光脈沖與等(deng)離子體團(tuan)的(de)穩(wen)定吸收，用于(yu)產生高穩(wen)定性的(de)euv輻射，能(neng)夠節省較多能(neng)量，提高等(deng)離子體與脈沖激光的(de)同步性，保證lpp光源的(de)空間(jian)穩(wen)定性。

18、2、本發明(ming)實施(shi)例通過(guo)(guo)對預(yu)(yu)設氣體(ti)(ti)進行(xing)預(yu)(yu)電離過(guo)(guo)程，提高(gao)等離子euv的(de)轉(zhuan)換率。在電容器(qi)充電過(guo)(guo)程中，利用(yong)回路中少量(liang)(liang)的(de)第一(yi)能(neng)量(liang)(liang)以將氣體(ti)(ti)分(fen)解(jie)為等離子體(ti)(ti)，并維持其等離子體(ti)(ti)狀態，能(neng)夠有效(xiao)提高(gao)等離子體(ti)(ti)的(de)轉(zhuan)換效(xiao)率；此外，預(yu)(yu)電離過(guo)(guo)程中產生的(de)電子會(hui)在高(gao)壓脈沖(chong)的(de)作用(yong)中協同(tong)進行(xing)能(neng)量(liang)(liang)的(de)傳(chuan)遞，使能(neng)量(liang)(liang)以更快(kuai)速(su)的(de)方式傳(chuan)入等離子體(ti)(ti)系內。

19、3、本發明實(shi)施例所選(xuan)用的(de)(de)預(yu)設氣體為x?e是比較(jiao)(jiao)理(li)想(xiang)的(de)(de)，一方面，euv光源主要(yao)采用原子量較(jiao)(jiao)大的(de)(de)介質，其在13.5nm附近輻射光來源比較(jiao)(jiao)豐富；另一方面，由于xe為惰性氣體，具有產生較(jiao)(jiao)少碎片(pian)的(de)(de)優勢(shi)。

20、4、本發明實(shi)施例的預電離過程中(zhong)產生低價態(tai)電子(zi)，為(wei)(wei)方便協同傳遞能(neng)(neng)(neng)量(liang)，簡單(dan)電離產生+1或+2價的低價態(tai)等離子(zi)體即可，xe9+無法(fa)輻(fu)(fu)射13.5nm的極紫外光，而xe?10+離子(zi)中(zhong)位于上(shang)能(neng)(neng)(neng)級4d75p上(shang)的粒子(zi)向下(xia)能(neng)(neng)(neng)級4d8躍遷(qian)時(shi)，便輻(fu)(fu)射出(chu)波長為(wei)(wei)13.5nm的極紫外輻(fu)(fu)射光，因此需要獲取的目標高價態(tai)為(wei)(wei)+10價。

21、5、本發明對初始的(de)脈沖激光所進行的(de)預處理包(bao)括整形(xing)、擴束(shu)、聚焦(jiao)的(de)一種或多種，可(ke)以(yi)得到(dao)高功率且能量分布均勻的(de)光斑，這樣的(de)光束(shu)與(yu)等(deng)離子體團作用后(hou)能夠迅速(su)反應，產生euv輻射(she)。

22、6、本發(fa)明(ming)實施例還在整形與擴束(shu)的步驟之間運用(yong)了(le)光闌，以對光束(shu)進行(xing)濾波，從而獲(huo)得(de)光束(shu)中(zhong)心(xin)能量最高的部(bu)分。

23、7、本發明實(shi)施(shi)例的(de)(de)(de)第一能量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)幅值為10-50a，脈寬為3-10us，使得在兼顧成本的(de)(de)(de)同時(shi)，能夠產生(sheng)足量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子對xe進行預電(dian)(dian)(dian)離(li)；高壓脈沖(chong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)幅值為25ka-40ka，脈寬為100ns-180ns，使得主脈沖(chong)電(dian)(dian)(dian)源能為電(dian)(dian)(dian)容實(shi)施(shi)充電(dian)(dian)(dian)。

24、8、本(ben)發明實施例的(de)(de)(de)(de)預設脈(mo)沖(chong)激光的(de)(de)(de)(de)能量為3-10mj，輻射照度(du)為5*109w/cm2-9*109w/cm2，該脈(mo)沖(chong)激光為經(jing)過預處(chu)理后(hou)的(de)(de)(de)(de)脈(mo)沖(chong)激光，這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)光束與等離(li)子(zi)體(ti)團(tuan)作用后(hou)能夠(gou)迅速反應(ying)，將預電離(li)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)(de)xe?8+、xe9+等離(li)子(zi)體(ti)完全(quan)電離(li)為xe?10+，產(chan)(chan)生euv輻射。

25、9、本發明(ming)實(shi)施例(li)中，磁場與電場共同產生的洛(luo)倫(lun)茲力(li)(li)，能(neng)夠(gou)改變等離(li)子(zi)體(ti)的運動方向，從(cong)而將等離(li)子(zi)體(ti)擠壓至某(mou)一空(kong)間位(wei)置處，此(ci)(ci)時(shi)的等離(li)子(zi)體(ti)半徑(jing)小、密度大，其(qi)(qi)內部溫度升高(gao)，洛(luo)倫(lun)茲力(li)(li)可(ke)以(yi)使其(qi)(qi)穩定(ding)地在某(mou)一空(kong)間位(wei)置上(shang)活動，由此(ci)(ci)可(ke)以(yi)提高(gao)等離(li)子(zi)體(ti)與脈(mo)(mo)沖激光(guang)的空(kong)間同步性，有利于高(gao)壓脈(mo)(mo)沖的作用。

26、10、本發明實(shi)施(shi)例還提供一種穩定(ding)(ding)輸出euv光(guang)(guang)源的裝置，用于實(shi)現上(shang)(shang)述的穩定(ding)(ding)輸出euv光(guang)(guang)源的方(fang)法(fa)(fa)，具有(you)(you)與上(shang)(shang)述的穩定(ding)(ding)輸出euv光(guang)(guang)源的方(fang)法(fa)(fa)一致的有(you)(you)益效果；且光(guang)(guang)源產生單元的輸出端對準(zhun)無電極z-p?inc?h系統(tong)內的預設(she)位置，保證預處理后的脈(mo)沖激(ji)光(guang)(guang)對準(zhun)預設(she)位置，可提高產生euv輻(fu)射(she)的穩定(ding)(ding)性。

技術特征：

1.一種穩定輸出euv光源的方(fang)法(fa)，其特征在于，包括(kuo)以下步(bu)驟：

2.如權利要求(qiu)1所述(shu)的(de)(de)穩定輸(shu)出euv光源的(de)(de)方法，其特征在于，對預設氣體(ti)進行預電離包括以下步驟：

3.如權利(li)要(yao)求1所(suo)述(shu)的穩定(ding)輸出euv光源的方法(fa)，其(qi)特征(zheng)在于：所(suo)述(shu)預設(she)氣體(ti)(ti)包括xe，所(suo)述(shu)低(di)價(jia)態等離(li)(li)子體(ti)(ti)為+1或+2價(jia)，所(suo)述(shu)高價(jia)態等離(li)(li)子體(ti)(ti)為+10價(jia)。

4.如權利要求1所述的(de)穩定輸出(chu)euv光(guang)(guang)源的(de)方法(fa)，其特征在(zai)于，所述預(yu)設脈沖(chong)激光(guang)(guang)為預(yu)處理后(hou)的(de)脈沖(chong)激光(guang)(guang)。

5.如(ru)權利(li)要求4所(suo)述的穩定輸(shu)出euv光(guang)源的方(fang)法，其特征在(zai)于，預處理(li)包括(kuo)整形和/或擴束和/或聚焦。

6.如權利要(yao)求5所(suo)述的(de)穩定輸出euv光(guang)源的(de)方法，其(qi)特征在于，預(yu)處理還包括濾波。

7.如(ru)權利要求2所述的(de)穩定輸出euv光源的(de)方法(fa)，其特征在于：

8.如權利要求1所述的(de)穩定輸出(chu)euv光(guang)源的(de)方法，其特征(zheng)在(zai)于(yu)，預設脈(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)的(de)能(neng)量為3-10mj，輻(fu)射照(zhao)度(du)為5*109w/cm2-9*109w/cm2。

9.如權利要求(qiu)1所述的(de)(de)穩定輸(shu)出euv光源的(de)(de)方法(fa)，其特征在(zai)于：采用洛倫(lun)茲力對等離子體進行箍縮(suo)。

10.一種穩定輸出euv光(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)裝置，用于實現如權利要(yao)求1～9任意項所(suo)述(shu)的(de)(de)穩定輸出euv光(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)方(fang)法，其特征在(zai)于：包括(kuo)對氣體(ti)進行電(dian)離產(chan)生(sheng)等(deng)離子(zi)體(ti)的(de)(de)無電(dian)極z-pinch系(xi)統(tong)與提供脈沖激(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)光(guang)(guang)源(yuan)產(chan)生(sheng)單(dan)元，所(suo)述(shu)光(guang)(guang)源(yuan)產(chan)生(sheng)單(dan)元的(de)(de)輸出端對準(zhun)所(suo)述(shu)無電(dian)極z-pinch系(xi)統(tong)內的(de)(de)預設(she)位置。

技術總結
本發明涉及等離子EUV技術領域，特別涉及一種穩定輸出EUV光源的方法及裝置，該方法提供可電離的預設氣體，對預設氣體進行預電離得到低價態等離子體；提供高壓脈沖，對所述低價態等離子體施加箍縮力，從而將其箍縮到預設位置；提供預設脈沖激光，與所述高壓脈沖共同在預設位置對所述低價態等離子體進一步電離得到高價態等離子體，并在該預設脈沖激光及箍縮力的共同作用下，使所述高價態等離子體壓縮并加熱產生極紫外光。本發明將無電極Z?pinch系統應用于LPP光源中，用于解決LPP光源系統中等離子體與脈沖激光的同步性問題，進而實現EUV光源的穩定輸出。

技術研發人員：請求不公布姓名,請求不公布姓名,請求不公布姓名,請求不公布姓名,請求不公布姓名,請求不公布姓名
受保護的技術使用者：光科芯圖(北京)科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19