CN104570623A - Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统 - Google Patents

Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统 Download PDF

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王骐
徐强
赵永蓬
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Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统，涉及e介质毛细管放电检测用极紫外光源技术。它为了解决常规的光源收集系统远场均匀性不好、反射率低的问题。本发明采用内嵌式Wolter I型收集系统实现，结合e介质毛细管放电EUV光源特性获得13.5nm极紫外输出空间分布规律，设计反射镜共十层，实现内嵌式Wolter I型收集镜。多层反射镜依次共轴内嵌，每层反射镜由一个回转椭球面和一个回转双曲面连接而成，回转椭球面与回转双曲面具有一个公共焦点，各层反射镜的公共焦点重合，最外层反射镜最大直径为458mm，提高了系统远场均匀性和反射率。本发明适用于e介质毛细管放电检测用极紫外光源。

Description

Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统
技术领域
本发明涉及Xe介质毛细管放电检测用13.5nm极紫外光源，具体涉及该极紫外光源的光学收集系统。
背景技术
为了实现我国超大规模集成电路的跨越式发展，国家将2020年实现45nm～22nm刻线作为我国微电子产业的中长期发展规划，并由此制定了国家科技重大专项02专项。过去的几十年，微电子产业迅速发展，集成电路最小特征尺寸决定了一个晶片上所能集成的晶体管数量，也决定了集成电路运行速度和存储容量。光刻技术作为集成电路的技术基础，是决定集成电路发展速度的一个重要因素。光刻机分辨率的物理极限R决定了集成电路的最小特征尺寸，光刻机分辨率的物理极限R决定了集成电路的最小特征尺寸，可以通过分辨率增强技术减小工艺因子k1，或者减小光刻机曝光波长λ，或者提高数值孔径NA的方法，提高光刻机分辨率R。其中，减小光刻机曝光波长是主要方法之一。极紫外光刻技术采用13.5nm(2％带宽)辐射光作为曝光光源，是最有可能实现16nm节点甚至以下的下一代光刻技术之一。
收集系统是极紫外光源中的重要组成部分，位于极紫外初级光源和光刻照明系统之间。由于放电等离子体(DPP)极紫外光源向其前方2π空间内发出极紫外光，大量极紫外光能分布在较大的孔径范围内，而光刻照明系统的数值孔径一般较小，如果直接将光刻照明系统连接到极紫外初级光源后方，则只有很少部分的极紫外光能进入到照明系统内，光能利用率极低，无法满足正常光刻曝光需求。并且考虑到去碎屑系统不可能完全清除初级光源产生的碎屑，所以必须在极紫外光源和照明系统之间加一聚光元件即收集系统，来起到：1)尽可能多的从初级光源收集极紫外光；2)匹配初级光源和照明系统数值孔径，将极紫外光能传输给照明系统。
从以上收集系统起到的作用可知，收集系统需满足一定的收集角和像方数值孔径要求。除此以外，收集系统在照明系统一侧还需满足一定的IF像斑尺寸和较高的远场均匀性两要求。由于极紫外光刻照明系统采用的是特殊的复眼式科勒照明方式，是一种光学积分器形式，所以严格的IF像斑尺寸要求有助于提高照明系统对收集系统提供的极紫外光能的利用率；而收集系统远场均匀性是指从收集系统出射端面到IF点之间的像面照度分布均匀性，该均匀性越高则越利于照明系统的设计，越利于提高照明均匀性。
综上可知，从系统的性能角度考虑，收集系统需满足：1)一定的收集角；2)一定的像方数值孔径；3一定的IF像斑尺寸；4)一定的远场均匀性，四项基本要求。
收集系统虽对光源成像，但又没有成像光学系统严格的像质要求；虽然直接连接光源，对特定的IF像面提供能量，但它并不起到光刻机照明系统的作用。所以，收集系统既不是成像系统，也不是照明系统，而是实现特定收集并传输极紫外光能，匹配初级光源和照明系统数值孔径作用的一特殊光学系统。收集系统的结构形式与初级光源的种类有关。对于放电等离子体(DPP)光源，由于自身电极等结构的限制，DPP光源只能向其前方2π空间内发射极紫外光，所以其收集系统无法采用反光罩等类似结构。而且，所有介质对13.5nm波段正入射的反射率都很低，若要达到较高的反射率，就必须镀复杂的多层反射膜，加工难度和成本巨大，并且这种反射膜极易被光源碎屑污染，影响系统使用寿命。但若采用掠入射方式，使用普通的金属膜就可获得较高的反射率。因此对于DPP光源，收集系统多采用掠入射工作方式。另外，在掠入射工作方式下，还可以采用多层反射镜内嵌形式来提高收集系统对光源发出的极紫外光的收集角范围。
对于放电等离子体EUV光源收集系统，既满足初级光源和IF像点为有限共轭距，又满足掠入射和多层反射镜内嵌方式的最简单结构为多层椭球面反射镜内嵌式收集系统。它由多层椭球面1反射镜构成，各层椭球面1两几何焦点重合，见图4。该形式收集系统虽然结构简单，但其远场均匀性不好，不利于后续照明系统照明，而且极紫外光线通过收集系统从初级光源到IF点仅发生一次反射，在光线偏折角度大时掠入射角较大，反射率不高，因而未被采用。
发明内容
本发明的目的是为了解决由多层椭球面反射镜构成的光源收集系统远场均匀性不好、反射率低的问题，提供一种Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统。
本发明所述的Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统，该光学收集系统采用内嵌式Wolter I型收集系统实现，由多层圆桶状反射镜构成，所述多层圆桶状反射镜依次共轴内嵌，每层反射镜由一个回转椭球面1和一个回转双曲面2连接而成，且该回转椭球面1与该回转双曲面2具有一个公共几何焦点，即公共焦点4，各层反射镜的公共焦点重合。
上述光学收集系统由10层反射镜构成，最外层反射镜最大直径为458mm。
本发明采用多层反射镜构成光学收集系统，每层反射镜采用椭球面1加双曲面2的结构，替代了传统的椭球面结构，使系统的远场均匀性和反射率均得到提高。
附图说明
图1为实施方式一中Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的结构示意图；
图2为实施方式一中，由两层反射镜构成的光学收集系统的的原理示意图；
图3为实施方式二所述的Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统的结构示意图，x代表轴向尺寸，y代表径向尺寸，单位均为mm；
图4为背景技术中，由多层椭球面反射镜构成的光学收集系统的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统，该光学收集系统采用内嵌式Wolter I型收集系统实现，由多层圆桶状反射镜构成，所述多层圆桶状反射镜依次共轴内嵌，每层反射镜由一个回转椭球面1和一个回转双曲面2连接而成，且该回转椭球面1与该回转双曲面2具有一个公共几何焦点，即公共焦点4，各层反射镜的公共焦点重合。
图1所示为本实施方式中的Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的结构示意图，所述的光学收集系统位于真空室I内，用于收集放电室内毛细管发出的极紫外光。
图2所示为两层反射镜构成的光学收集系统，在光学收集系统的轴向剖面图中，每层反射镜由一个椭球面1和一个双曲面2构成，二者具有公共焦点4。所述光学收集系统工作时，极紫外光源位于双曲面2的一个焦点3上，光源经收集系统所成的像位于椭球面1的另一焦点IF点处。
本实施方式所述的光源收集系统，与传统的多层椭球面反射镜收集系统相比，远场均匀性好、且反射率得到提高。
具体实施方式二：结合图3说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统的进一步限定，本实施方式中，所述的光学收集系统由10层反射镜构成，最外层反射镜最大直径为458mm。
如图3所示，10层反射镜依次同轴嵌套，相邻两层的间距由内向外依次增大。
根据光学系统设计结果，反射镜厚度为2～3mm，反射镜最大直径458mm，面型精度μm量级，表面粗糙度nm量级。反射镜材料采用LY-12铝合金，此材料具有较小的热膨胀系数和较大的刚度，能够提高光学收集系统的稳定性。光学收集系统的参数如表1所示。
表1光学收集系统的参数表
参数 参数值
光源到像点距离 1430mm
光源到最外层反射镜轴向距离 100mm
反射镜层数 10
最大收集角 60°
最小收集角 19.9319°
最大掠入射角 22.5396°
像方数值孔径 0.2
IF点像斑直径 16.5mm
收集系统直径 457.7115mm
收集系统长度 208.8445mm

Claims (2)

1.Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统，其特征在于：该光学收集系统采用内嵌式Wolter I型收集系统实现，由多层圆桶状反射镜构成，所述多层圆桶状反射镜依次共轴内嵌，每层反射镜由一个回转椭球面(1)和一个回转双曲面(2)连接而成，且该回转椭球面(1)与该回转双曲面(2)具有一个公共几何焦点，即公共焦点(4)，各层反射镜的公共焦点重合。
2.根据权利要求1所述的Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统，其特征在于：所述的光学收集系统由10层反射镜构成，最外层反射镜最大直径为458mm。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105446088A (zh) * 2015-12-21 2016-03-30 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 具有微结构和光谱纯化层的光源收集镜
CN105867075A (zh) * 2016-06-20 2016-08-17 哈尔滨工业大学 毛细管放电z箍缩极紫外光光刻光源的收集系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100096557A1 (en) * 2006-09-15 2010-04-22 Zocchi Fabio E Collector optical system
US20110043779A1 (en) * 2008-01-28 2011-02-24 Fabio Zocchi Grazing incidence collector optical systems for euv and x-ray applications
CN102496551A (zh) * 2011-11-28 2012-06-13 哈尔滨工业大学 采用毛细管放电极紫外光刻光源产生euv辐射光的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100096557A1 (en) * 2006-09-15 2010-04-22 Zocchi Fabio E Collector optical system
US20110043779A1 (en) * 2008-01-28 2011-02-24 Fabio Zocchi Grazing incidence collector optical systems for euv and x-ray applications
CN102496551A (zh) * 2011-11-28 2012-06-13 哈尔滨工业大学 采用毛细管放电极紫外光刻光源产生euv辐射光的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105446088A (zh) * 2015-12-21 2016-03-30 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 具有微结构和光谱纯化层的光源收集镜
CN105867075A (zh) * 2016-06-20 2016-08-17 哈尔滨工业大学 毛细管放电z箍缩极紫外光光刻光源的收集系统

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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