CN102680120B - 极紫外光刻光源Xe10+离子状态的检测系统 - Google Patents

Abstract

极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺离子状态的检测系统，它涉及极紫外光刻光源离子状态的检测系统，本发明是为了解决极紫外光刻机在正常工作条件下进行极紫外光刻光源离子状态检测时，由于相机对光刻光源的光路的遮挡难以实现极紫外光刻光源离子状态实时检测的问题。它包括极紫外收集镜、反射镜、滤光片、光电二极管和示波器；毛细管输出端面的中心点与反射镜上端部连线与毛细管输出端的中心点与反射镜下端部连线的夹角为9~11°。此夹角范围内输出的极紫外光入射光电二极管，转变为电信号传递给示波器，示波器又将电信号转变为光信号形成的波形来动态显示极紫外光刻光源的离子状态。本发明可应用于极紫外光刻光源离子状态的动态检测技术领域。

Description

极紫外光刻光源Xe10+离子状态的检测系统

技术领域

本发明涉及极紫外光刻光源离子状态的检测系统。 

背景技术

毛细管放电极紫外光刻光源是指采用Xe介质，在毛细管放电Z箍缩机制作用下获得13.5nm（2%带宽）辐射光输出，13.5nm（2%带宽）波长的辐射光能够实现22nm甚至更小的光刻线。在毛细管放电过程中，高电压会使毛细管内沿着内表壁形成一层Xe等离子体壳层，主脉冲放电时通过等离子体的强电流，受自身磁场作用，产生强大的洛仑兹力，使等离子体沿径向箍缩（称之为Z箍缩）。在等离子体压缩的过程中，等离子体同时受到排斥力、欧姆加热，使得等离子体温度升高，碰撞Xe离子产生更高价态的Xe离子，等离子体压缩到半径最小大约为300μm时将会实现极紫外辐射光输出。等离子体压缩到最小半径时毛细管内的等离子体是一个很细的等离子体柱，将这个等离子体柱中的每一个微小段均可视为一个点光源，这个点光源将向四周4π立体角范围内均匀的辐射极紫外辐射光，毛细管放电形成的极紫外辐射光，经过后续的极紫外光学收集系统，成像在中间焦点（IF）点，从而实现IF点一定功率的13.5nm（2%带宽）辐射光输出。IF点辐射光作为后续光学系统的光源，最终对光刻胶曝光实现32nm甚至更窄的线宽。 

毛细管放电过程中等离子体变化是一个动态的过程，实际工作时需要对其状态特别是Xe¹⁰⁺离子产生13.5nm辐射光输出的动态特性有良好的了解，从而改善放电条件，获得更高功率的并且稳定的13.5nm辐射光输出。常规测量采用在毛细管出光口放置快响应的极紫外波段CCD相机动态测量辐射光斑变化，从而分析放电时极紫外光刻光源离子状态变化，由于相机对光刻光源的光路的遮挡，导致进行极紫外光刻光源离子状态检测时就不能输出光刻光源，而输出光刻光源时就不能进行极紫外光刻光源离子状态检测。 

发明内容

本发明是为了解决极紫外光刻机在保持正常工作的条件下进行极紫外光刻光源离子状态检测时，由于相机对光刻光源的光路的遮挡难以实现极紫外光刻光源离子状态实时检测的问题，而提供极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺的离子状态的检测系统。 

本发明中极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺离子状态的检测系统，包括极紫外收集镜2、反射镜3、滤光片4、光电二极管5和示波器6；反射镜3设置在毛细管1输出端面的轴线上，且毛细管1输出端面的中心点与反射镜3上端部连线与毛细管1输出端面的中心点与反射镜3下端部连线的夹角为9°~11°；毛细管1输出端面的中心点与反射镜3上、下端部连线的夹角范围 内输出的极紫外光入射至反射镜3，经反射镜3反射至滤光片4，经滤光片4滤光后入射至光电二极管5的光输入端，光电二极管5将光信号转变为电信号传递给示波器6，示波器6又将电信号转变为光信号形成的波形来动态显示极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺的离子状态。 

本发明的有益效果： 

1、结构简单，安装方便； 

2、利用极紫外光学收集系统来收集毛细管1输出端的中心点与反射镜3上、下端部连线的夹角范围内的极紫外光，能在不影响整套极紫外光刻机正常工作条件下实时测量毛细管内Xe¹⁰⁺离子状态； 

3、可根据实际需要选择不同透过率的滤光片，提高光电二极管使用寿命和响应效率； 

4、标定极紫外探测器中反射镜反射率、滤光片透过率、光电二极管效应效率后，极紫外探测器可以测量响应波段辐射光单脉冲能量。 

附图说明

图1是本发明中的极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺离子状态的检测系统的结构示意图。 

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中的极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺离子状态的检测系统包括极紫外收集镜2、反射镜3、滤光片4、光电二极管5和示波器6；反射镜3设置在毛细管1输出端面的轴线上，且毛细管1输出端面的中心点与反射镜3上端部连线与毛细管1输出端面的中心点与反射镜3下端部连线的夹角为9°~11°；毛细管1输出端面的中心点与反射镜3上、下端部连线的夹角范围内输出的极紫外光入射至反射镜3，经反射镜3反射至滤光片4，经滤光片4滤光后入射至光电二极管5的光输入端，光电二极管5将光信号转变为电信号传递给示波器6，示波器6又将电信号转变为光信号形成的波形来动态显示极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺的离子状态。 

毛细管1输出的极紫外光，其与水平中心轴夹角成+5°至+30°及-5°至-30°的部分经极紫外收集镜2聚焦于IF点，经收集后可作为极紫外光刻光源。 

光信号形成的波形包括毛细管1的放电电流与时间关系波形和毛细管1的放电电压与时间关系波形。 

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述反射镜3的反射面与水平中轴的夹角为45°。其它结构和连接关系与具体实施方式一相同。 

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述反射镜3为Mo/Si反射镜，所述光电二极管5为AXUV20HS1BNC快响应光电二极管。其它结构和连接关系与具体实施方式一相同。 

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述毛细管1输出端的中心点与反射镜3上端部连线与毛细管1输出端的中心点与反射镜3下端部连线的夹角为9°。其它结构和连接关系与具体实施方式一相同。 

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述毛细管1输出端的中心点与反射镜3上端部连线与毛细管1输出端的中心点与反射镜3下端部连线的夹角为10°。其它结构和连接关系与具体实施方式一相同。 

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述毛细管1输出端的中心点与反射镜3上端部连线与毛细管1输出端的中心点与反射镜3下端部连线的夹角为11°。其它结构和连接关系与具体实施方式一相同。 

Claims (6)

1.极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺离子状态的检测系统，它包括极紫外收集镜（2）、反射镜（3）、滤光片（4）、光电二极管（5）和示波器（6）；其特征在于反射镜（3）设置在毛细管（1）输出端面的轴线上，且毛细管（1）输出端面的中心点与反射镜（3）上端部连线与毛细管（1）输出端面的中心点与反射镜（3）下端部连线的夹角为9°～11°；毛细管1输出的极紫外光，其与水平中心轴夹角成+5°至+30°及-5°至-30°的部分经极紫外收集镜2聚焦于IF点，经收集后可作为极紫外光刻光源；毛细管（1）输出端面的中心点与反射镜（3）上、下端部连线的夹角范围内输出的极紫外光入射至反射镜（3），经反射镜（3）反射至滤光片（4），经滤光片（4）滤光后入射至光电二极管（5）的光输入端，光电二极管（5）将光信号转变为电信号传递给示波器（6），示波器（6）又将电信号转变为光信号形成的波形来动态显示极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺的离子状态。

2.根据权利要求1所述的极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺离子状态的检测系统，其特征在于所述反射镜（3）的反射面与水平中轴的夹角为45°。

3.根据权利要求1所述的极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺离子状态的检测系统，其特征在于所述反射镜（3）为Mo/Si反射镜，所述光电二极管（5）为AXUV20HS1BNC快响应光电二极管。

4.根据权利要求1所述的极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺离子状态的检测系统，其特征在于所述毛细管（1）输出端的中心点与反射镜（3）上端部连线与毛细管（1）输出端的中心点与反射镜（3）下端部连线的夹角为9°。

5.根据权利要求1所述的极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺离子状态的检测系统，其特征在于所述毛细管（1）输出端的中心点与反射镜（3）上端部连线与毛细管（1）输出端的中心点与反射镜（3）下端部连线的夹角为10°。

6.根据权利要求1所述的极紫外光刻光源Xe¹⁰⁺离子状态的检测系统，其特征在于所述毛细管（1）输出端的中心点与反射镜（3）上端部连线与毛细管（1）输出端的中心点与反射镜（3）下端部连线的夹角为11°。