[发明专利]一种靶源预整形增强的极紫外光发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种极紫外光发生装置。

背景技术

由于半导体行业对集成电路(IC，Integrated Circuits)的集成度要求越来越高，传统的可见光或者近紫外光刻机已无法满足行业发展需求，市场需要性能更为优良的光刻设备来维持整个产业的高速发展势头。众所周知，光刻分辨率与投影物镜的数值孔径成反比，与曝光波长成正比。因此，为了提高光刻分辨率，下一代光刻机将采用波长更短的EUV（Extreme Ultraviolet，极紫外，尤其指波长为13.x nm或6.x nm的极紫外）光来取代现有的可见光、近紫外光及深紫外光，以进一步提高光刻分辨率和IC的集成度。

产生EUV光的主要途径是将高能量注入靶材，将其转化成激发态的等离子体，并向外辐射EUV光。目前，靶材的激发方法主要有两种：“激光激发等离子体”(Laser Produced Plasma，LPP)和“放电激发等离子体”(Discharge Produced Plasma，DPP)。LPP技术主要采用大功率的脉冲激光束轰击靶材来产生EUV光，该技术已趋于成熟，最为人们所看好。

但本发明申请人在实现本申请实施例的发明技术方案过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

目前，光刻用LPP-EUV光源采用大功率脉冲激光束轰击液态金属（如，锡、锑、锂等）靶材来产生受激态等离子体，并向外辐射EUV光。研究表明，EUV光源的能量转换效率与靶材的形状及尺寸有关，当采用球形金属液滴作为被轰击靶时，所能获得的能量转换效率十分有限，导致输出的EUV光能量偏低。

发明内容

为了解决光刻用EUV光源能量转换效率低的问题，本发明提出一种靶源预整形增强的EUV光发生装置。在靶材（尤其指金属液滴靶）被轰击前，通过对其进行适当的整形增强处理，可以有效提高装置的能量转换效率，达到增大装置的EUV光输出能量的目的。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明公开了一种靶源预整形增强的极紫外光发生装置，所述极紫外光发生装置包括：一真空腔，所述真空腔用于维持极紫外光传输路径上的真空环境，以减少所述极紫外光在传输路径上的光能吸收损失；一靶源发生器，所述靶源发生器部分或全部位于所述真空腔内，用于向外输出靶源；一靶源预整形增强器，所述靶源预整形增强器部分或全部位于所述真空腔内，用于接收所述靶源并对所述靶源进行预整形增强及空间位置调整；一高能发生器，所述高能发生器部分或全部位于所述真空腔外，用于产生持续时间短、能量密度高的能量；一能量注入器，所述能量注入器部分或全部位于所述真空腔外，用于将所述高能发生器产生的所述能量注入靶源内，使所述靶源转化受激态等离子体，并向外辐射极紫外光；一极紫外光收集器，所述极紫外光收集器位于所述真空腔内，用于收集所述极紫外光；一残余靶材收集器，所述残余靶材收集器部分或全部位于所述真空腔室内，用于收集和储存未被激发的靶材粒子和/或经激发后残留的靶材离子。

进一步的，所述靶源预整形增强器还包括：一靶源运动轨迹控制器，所述靶源运动轨迹控制器位于所述真空腔内，用于接收所述靶源并控制和稳定所述靶源的运动轨迹；一靶源整形器，所述靶源整形器位于所述真空腔内，用于对所述靶源进行整形增强及空间位置调整；一靶源探测器，所述靶源探测器部分或全部位于所述真空腔内，用于动态监测所述靶源的物理特征信息，所述靶源的物理特征信息包括所述靶源的位置信息和/或形状信息；一极紫外光和/或等离子体探测器，所述极紫外光和/或等离子体探测器部分或全部位于所述真空腔内，用于动态监测所述极紫外光和/或等离子体的物理特征信息，所述极紫外光和/或等离子体的物理特征信息包括所述等离子体的形态信息和/或所述极紫外光的能量信息；

进一步的，所述靶源预整形增强器还包括：一同步控制器，所述同步控制器部分或全部位于所述真空腔外，用于接收和处理所述靶源探测器及所述极紫外光和/或等离子体探测器的监测信息，并根据所述监测信息控制所述靶源发生器、所述靶源运动轨迹控制器、所述靶源整形器、所述高能发生器及所述能量注入器，以达到优化所述极紫外光输出光能量的目的。

进一步的，所述靶源探测器与所述同步控制器通信连接，用于将所述靶源探测器探测到的所述增强靶源的物理特征信息传输给所述同步控制器。

进一步的，所述极紫外光和/或等离子体探测器与所述同步控制器通信连接，用于将所述极紫外光和/或等离子体探测器探测到的极紫外光和/或等离子体的物理特征信息传输给所述同步控制器。