[发明专利]一种极紫外光源中液滴靶空间位置的监控系统及方法

说明书

本发明属于极紫外光源技术领域，尤其涉及一种极紫外光源中液滴靶空间位置的监控系统及方法，利用单个CCD对XOZ平面和YOZ平面上的液滴同时成像，实现液滴锡靶空间位置的实时监控。并在此基础上，发展了手动控制和自动控制两种反馈调控方式对液滴发生器的空间位置进行反馈调节，使液滴的运动路径始终经过激光焦点。本发明可以基于CCD拍摄的液滴射流图片对极紫外光刻机光源中液滴靶空间位置进行实时反馈调节，具有结构简单，精度高，易于实施的优点，并且能够有效修正目标液滴路径相对激光焦点的偏移，有利于提高LPP辐射的EUV光产生效率。

技术领域

本发明属于极紫外(Extreme Ultra-Violet,EUV)光源技术领域，尤其涉及一种极紫外光源中液滴靶空间位置的监控系统及方法。

背景技术

目前，随着摩尔定律的不断发展，最先进的集成电路工艺节点已经达到了5nm甚至3nm的程度，传统的近紫外(Near Ultra-Violet,NUV)光源和深紫外(Deep Ultra-Violet,DUV)光源已经无法满足上述光刻工艺的需求，必须发展新一代的EUV光源。

主流的EUV光产生方法为激光等离子体(Laser-Produced Plasma,LPP)辐射，通过将高峰值功率的脉冲激光聚焦于目标锡液滴上，将其电离为等离子体，等离子体会向外辐射波长为13.5nm的EUV光。但是由于液滴发生器喷射的锡液滴的路径会存在一定程度的抖动，使得目标液滴偏离激光焦点，造成激光无法打中目标液滴或激光与目标液滴作用不充分，不利于EUV光的高效率产生。

在常规的极紫外光源中液滴锡靶空间位置的监测、调控系统中，一般使用两个互相垂直的CCD(Charge-Coupled Device,CCD)分别监测液滴在XOZ平面和YOZ平面上的偏移，进而对液滴发生器的空间位置进行反馈调节。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有技术中多设备会导致系统的复杂性增加，成本更高，稳定性降低。

(2)现有技术被国外垄断，商业应用存在一定的专利壁垒。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种极紫外光源中液滴靶空间位置的监控系统，用于在极紫外光刻机光源中，利用单相机成像实现对液滴靶空间位置的监测与调控。

本发明包括液滴发生器、第一探测光源、第二探测光源、半反半透镜、平面反射镜、CCD、同步信号源、计算机、二维电控旋转台和二维电控位移台；

所述液滴发生器用于对金属锡加热融化，并以液滴形式喷射，液滴的运动路径为射线。

所述第一探测光源、第二探测光源均与同步信号源相连，接收来自同步信号源的脉冲信号，并产生具有一定重复频率的脉冲光束输出，为CCD提供背景光照明；

所述平面反射镜与z轴平行，放置在两束光的光路上，用于调节光的传播方向，改变光传输到CCD的距离；

所述半反半透镜置于CCD镜头前端，镜面与z轴平行，用于将两束光整合至CCD相机；

所述CCD与同步信号源相连，在探测光源发光时对液滴进行拍摄，CCD的成像区域可通过安装支架进行微调；

所述计算机与CCD相连，接收来自CCD的图片流，并通过程序对图片进行实时处理，能够求出液滴射流在x方向上和y方向上偏移激光焦点的角度，并将所述角度作为参数输出；

所述二维电控位移台与液滴发生器紧密固定，带动液滴发生器在XOZ平面和YOZ平面内位移，调节喷嘴位置于激光焦点正上方；

所述二维电控旋转台与液滴发生器紧密固定，通过信号传输线与计算机相连，根据计算机的控制参数，带动液滴发生器在XOZ平面和YOZ平面内旋转，对液滴射流的喷射角度进行反馈调节，使液滴经过激光焦点。