CN113433804B - 极紫外光光刻方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种极紫外光光刻方法、系统、计算机设备和存储介质。方法通过获取极紫外光光刻请求；根据所述极紫外光光刻请求生成液滴靶材，并生成液滴靶材对应的多路脉冲激光；将多路脉冲激光聚焦于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化，获取激光等离子体；采集激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源，基于光刻光源完成极紫外光光刻请求对应的光刻任务。本申请针对光源驱动能量不足的问题，将多路脉冲激光经过聚焦后作用于液滴靶材，从而生成激光等离子体，通过多路激光的叠加来获得打靶所需的高能量，可以有效提高光刻光源的发光效率，从而保证紫外光光刻质量。

Description

极紫外光光刻方法和系统

技术领域

本申请涉及集成电路领域，特别是涉及一种极紫外光光刻方法和系统。

背景技术

半导体集成电路自出现发展至今，逐渐在当今社会中占据了不可或缺的地位。半导体集成电路，是指在一个半导体衬底上至少有一个电路块的半导体集成电路系统。半导体集成电路是将晶体管，二极管等等有源元件和电阻器，电容器等无源元件，按照一定的电路互联，“集成”在一块半导体单晶片上，从而完成特定的电路或者系统功能。光刻技术可以将电路图形转移到单晶体上，是现在推动集成电路发展的有效技术。光刻技术发展至今，已经到了极紫外光刻技术(EUV)阶段，在获取极紫外光刻光源的方法中，激光等离子体(LaserProduced Plasma，LPP)光源是最有潜力的一种，这种方法可以获得较高的转换效率以及产生较低的碎屑污染。激光等离子体光源是通过高强度的脉冲激光作用于液滴靶材，让液滴靶材在脉冲激光作用下达到极高温度而产生激光等离子体，上述激光等离子体由于处于高能级状态，会向低能级跃迁或与等离子体中的自由电子结合，从而发出一定波长的光。通过从上述激光等离子体发出的光中收集所需波长的光即可得到激光等离子体光源。

但是目前的激光等离子体光源需要很大功率的脉冲激光进行驱动，且发光效率较低，从而影响极紫外光光刻的质量。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能提高发光效率，从而保证紫外光光刻质量的极紫外光光刻方法和系统。

一种极紫外光光刻方法，所述方法包括：

获取极紫外光光刻请求；

根据所述极紫外光光刻请求生成液滴靶材，并生成所述液滴靶材对应的多路脉冲激光；

将所述多路脉冲激光聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化，获取激光等离子体；

采集所述激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源，基于所述光刻光源完成所述极紫外光光刻请求对应的光刻任务。

在其中一个实施例中，所述将所述多路脉冲激光聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化包括：

将所述多路脉冲激光按照预设入射方向分别入射；

将所述按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化。

基于预设入射方向，将所述多路脉冲激光分别入射、并聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化。

在其中一个实施例中，所述将所述按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化包括：

将所述按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光通过非相干叠加聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化。

在其中一个实施例中，所述采集所述激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源之前，还包括：

获取所述激光等离子体的漂移数据以及扩散数据；

根据所述漂移数据以及扩散数据调整所述多路脉冲激光的功率、数量以及空间排列方式，以得到修正后的激光等离子体；

所述采集所述激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源包括：

采集所述修正后的激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源。

在其中一个实施例中，所述激光等离子体包括球壳形的激光等离子体以及月牙形的激光等离子体。

在其中一个实施例中，所述激光等离子体的形态包括分离的等离子体团簇形态。

一种极紫外光光刻系统，所述系统包括：

液滴发生模块，用于产生液滴靶材；

光纤激光器，用于生成脉冲激光；

光学聚焦模块：用于将多台所述光纤激光器发出的脉冲激光聚焦汇聚于所述液滴靶材；

光刻处理器模块，用于获取极紫外光光刻请求；根据所述极紫外光光刻请求控制所述液滴发生系统生成液滴靶材，并控制所述光纤激光器生成所述液滴靶材对应的多路脉冲激光；将所述多路脉冲激光聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化，获取激光等离子体；采集所述激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源，基于所述光刻光源完成所述极紫外光光刻请求对应的光刻任务。

在其中一个实施例中，所述光刻处理器模块具体用于：将所述多路脉冲激光按照预设入射方向分别入射；将所述按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化。

在其中一个实施例中，所述光刻处理器模块具体用于：将所述按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光通过非相干叠加聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化。

在其中一个实施例中，光刻处理器模块具体用于：获取所述激光等离子体的漂移数据以及扩散数据；根据所述漂移数据以及扩散数据调整所述多路脉冲激光的功率、数量以及空间排列方式，以得到修正后的激光等离子体，采集所述修正后的激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源。

上述极紫外光光刻方法和系统，通过获取极紫外光光刻请求；根据所述极紫外光光刻请求生成液滴靶材，并生成液滴靶材对应的多路脉冲激光；将多路脉冲激光聚焦于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化，获取激光等离子体；采集激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源，基于光刻光源完成极紫外光光刻请求对应的光刻任务。本申请针对光源驱动能量不足的问题，将多路脉冲激光经过聚焦后作用于液滴靶材，从而生成激光等离子体，通过多路激光的叠加来获得打靶所需的高能量，可以有效提高光刻光源的发光效率，从而保证紫外光光刻质量。

附图说明

图1为一个实施例中极紫外光光刻方法的流程示意图；

图2为一个实施例中将多路脉冲激光作用于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化的结构示意图；

图3为一个实施例中对激光等离子体的形态进行调控步骤的流程示意图；

图4为一个实施例中极紫外光光刻系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种极紫外光光刻方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器的交互实现。其中终端具体可以为极紫外光光刻系统。本实施例中，该方法包括以下步骤：

步骤102，获取极紫外光光刻请求。

步骤104，根据极紫外光光刻请求生成液滴靶材，并生成液滴靶材对应的多路脉冲激光。

其中，极紫外光光刻即EUV技术，是光刻技术的一种，用于将电路图形转移到单晶体中。而极紫外光光刻请求则是外界向终端102输入相应的请求，以由终端来执行相应的极紫外光光刻任务。而对于液滴靶材，靶材即为高速荷能粒子轰击的目标材料，在本申请中则是指生成光源的材料，即激光聚焦的目标，可以通过将激光照射与靶材上，来产生用于极紫外光光刻的激光等离子体光源。脉冲激光是指通过受激辐射而产生，放大的光，即受激辐射的光放大。特点是单色性极好，发散度极小，亮度(功率)可以达到很高。产生激光需要“激发来源”、“增益介质”以及“共振结构”这三个要素。多路脉冲激光是指对于液滴靶材，位于不同位置，入射角度各不相同的激光。

具体地，当用户需要进行极紫外光光刻时，可以通过向终端发送极紫外光光刻请求，来启动光刻进程。而终端则在极紫外光光刻请求后，开启相应的极紫外光光刻进程，而后终端控制相应的模块生成液滴靶材，并生成液滴靶材对应的多路脉冲激光。

步骤106，将多路脉冲激光聚焦于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化，获取激光等离子体。

步骤108，采集激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源，基于光刻光源完成极紫外光光刻请求对应的光刻任务。

其中，等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体，其运动主要受电磁力支配，并表现出显著的集体行为。它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间、空间物理、地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺。本申请主要通过液滴靶材等离子体化所形成的激光等离子体，来获取用于极紫外光光刻的光源。激光等离子体由于处于高能级状态，会向低能级跃迁或与等离子体中的自由电子结合，从而发出一定波长的光。通过从上述激光等离子体发出的光中收集所需波长的光即可得到光刻光源。

具体地，当生成液滴靶材以及多路脉冲激光后，可以同时将多路脉冲激光作用于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化，从而获取激光等离子体，而后从激光等离子体所发出的光中搜集光刻所需波长的光，即可得到用于极紫外光光刻的光源，而后通过该光源来完成极紫外光光刻请求所请求的光刻任务。其中同时将多路脉冲激光作用于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化具体可以参照图2所示。

上述极紫外光光刻方法，通过获取极紫外光光刻请求；根据极紫外光光刻请求生成液滴靶材，并生成液滴靶材对应的多路脉冲激光；将多路脉冲激光聚焦于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化，获取激光等离子体；采集激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源，基于光刻光源完成极紫外光光刻请求对应的光刻任务。本申请针对光源驱动能量不足的问题，将多路脉冲激光经过聚焦后作用于液滴靶材，从而生成激光等离子体，通过多路激光的叠加来获得打靶所需的高能量，可以有效提高光刻光源的发光效率，从而保证紫外光光刻质量。

在一个实施例中，步骤106包括：基于预设入射方向，将多路脉冲激光分别入射、并聚焦于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化。

其中，多路脉冲激光按照预设入射方向分别入射具体是指将激光发生器设置于空间的不同位置，而后将这些脉冲激光按照不同的入射方向击打液滴靶材。

具体地，单一激光脉冲作用于液滴靶材即可使其等离子体化，但本申请的方案中将按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光聚焦于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化。预设入射方向分别入射的多路脉冲激光具体可以由按照特定方式排列的多个光纤激光器来产生，这里的特定排列方式主要是使多路激光脉冲可以从不同的方向击打液滴靶材。本实施例中，通过按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光聚焦于液滴靶材，可以有效提高液滴靶材在等离子体化过程中所得到的光源驱动能量，从而提高发光效率，保证紫外光光刻质量

在一个实施例中，步骤106包括：将按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光通过非相干叠加聚焦于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化。

其中，相干是一种波的特性，振动频率相同、相差恒定的叫做相干性。两个波彼此相互干涉时，因为相位的差异，会造成相长干涉或相消干涉。假若两个正弦波的相位差为常数，则这两个波的频率必定相同，称这两个波“完全相干”。相干的光的光强在合成时需要按照振幅的矢量合成，造成光强的减弱。而光的非相干叠加则是叠加的光互不相干，互相干项的平均值为零，非相干的光能满足强度叠加原理，因此，在叠加后能得到更高强度的光。通过非相干叠加能更有效地将多路脉冲激光聚焦于液滴靶材，保证击中液滴靶材的激光的强度。

在其中一个实施例中，如图3所示，步骤108之前，还包括：

步骤302，获取激光等离子体的漂移数据以及扩散数据。

步骤304，根据漂移数据以及扩散数据调整多路脉冲激光的功率、数量以及空间排列方式，以得到修正后的激光等离子体。

步骤207包括：采集修正后的激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源。

当单束激光打到靶材液滴会使产生的等离子体扩散成饼状，通过多路脉冲激光从不同角度作用于靶材液滴的不同位置，所产生激光等离子体形态变化趋势会由于多路脉冲激光的叠加作用而得到新的等离子体形态。空间多路脉冲激光的数量和方向改变，均会对产生的等离子体形态有影响，同时也可以通过对不同所述光纤激光器的输出功率调节，并且通过调整多路脉冲激光的功率，进一步调控所述等离子体形态，使所述激光等离子体呈现更利于收集其所发出光的形态。

具体地，液滴靶材在等离子体化的同时还会出现整体的漂移以及相对自身的扩散，可以通过总结液滴靶材在等离子体化时的漂移数据以及扩散数据，从而确定液滴靶材的形态发展规律。而后根据脉冲激光与液滴靶材作用后生成激光等离子体的形态发展规律来调整多路脉冲激光的功率、数量、空间排列方式，从而利用多路脉冲激光在液滴靶材上的叠加作用调控由多路脉冲激光作用产生的激光等离子体的形态，得到最佳形态的激光等离子体。激光等离子体的最佳形态主要指等离子体整体均匀地处于其所需温度的状态，同时整体形态应较为规则，以使等离子体产生尽可能高功率的所需光谱范围内的辐射，同时使所产生的光便于收集。在其中一个实施例中，激光等离子体的形态具体可以为球壳形的激光等离子体或者是月牙形的激光等离子体，而在另一个实施例中，激光等离子体还可为几个分离的等离子体团簇形态。本实施例中，通过激光等离子体的漂移数据以及扩散数据来确定液滴靶材的形态发展规律，而后调整多路脉冲激光的功率、数量以及空间排列方式，从而有效对激光等离子体的形态进行调控，得到调整后的激光等离子体可以有效保证得到更优形态的激光等离子体，从而保证极紫外光光刻光源的稳定性。

应该理解的是，虽然图1-3中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-3中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种极紫外光光刻系统，包括：

液滴发生模块401，用于产生液滴靶材。

光纤激光器403，用于生成脉冲激光。

光学聚焦模块405：用于将多台光纤激光器发出的脉冲激光聚焦汇聚于液滴靶材。

光刻处理器模块407，用于获取极紫外光光刻请求；根据极紫外光光刻请求控制液滴发生系统生成液滴靶材，并控制光纤激光器生成液滴靶材对应的多路脉冲激光；将多路脉冲激光聚焦于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化，获取激光等离子体；从激光等离子体获取光刻光源，基于光刻光源完成极紫外光光刻请求对应的光刻任务。

上述极紫外光光刻系统，通过获取极紫外光光刻请求；根据极紫外光光刻请求生成液滴靶材，并生成液滴靶材对应的多路脉冲激光；将多路脉冲激光聚焦于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化，获取激光等离子体；采集激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源，基于光刻光源完成极紫外光光刻请求对应的光刻任务。本申请针对光源驱动能量不足的问题，将多路脉冲激光经过聚焦后作用于液滴靶材，从而生成激光等离子体，通过多路激光的叠加来获得打靶所需的高能量，可以有效提高光刻光源的发光效率，从而保证紫外光光刻质量。

在其中一个实施例中，光刻处理器模块407具体用于：将多路脉冲激光按照预设入射方向分别入射；将按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光聚焦于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化。

在其中一个实施例中，光刻处理器模块407具体用于：将按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光通过非相干叠加聚焦于液滴靶材，以使液滴靶材等离子体化。

在其中一个实施例中，光刻处理器模块407具体用于：获取激光等离子体的漂移数据以及扩散数据；根据漂移数据以及扩散数据调整多路脉冲激光的功率、数量以及空间排列方式，以得到修正后的激光等离子体，采集修正后的激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源。

关于极紫外光光刻系统的具体限定可以参见上文中对于极紫外光光刻方法的限定，在此不再赘述。上述极紫外光光刻系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种极紫外光光刻方法，所述方法包括：

获取极紫外光光刻请求；

根据所述极紫外光光刻请求生成液滴靶材，并生成所述液滴靶材对应的多路脉冲激光；

将所述多路脉冲激光聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化，获取激光等离子体，所述多路脉冲激光同时作用于所述液滴靶材；

采集所述激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源，基于所述光刻光源完成所述极紫外光光刻请求对应的光刻任务；

所述将所述多路脉冲激光聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化包括：

基于预设入射方向，将所述多路脉冲激光分别入射、并聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化；

所述基于预设入射方向，将所述多路脉冲激光分别入射、并聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化包括：

将按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光通过非相干叠加聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化；

所述采集所述激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源之前，还包括：

获取所述激光等离子体的漂移数据以及扩散数据；

根据所述漂移数据以及扩散数据确定所述液滴靶材的形态发展规律，基于所述液滴靶材的形态发展规律调整所述多路脉冲激光的功率、数量以及空间排列方式，以使所述激光等离子体呈现更利于收集其所发出光的形态，并得到修正后的激光等离子体；

所述采集所述激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源包括：

采集所述修正后的激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多路脉冲激光为对于所述液滴靶材，位于不同位置，入射角度各不相同的激光。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多路脉冲激光由按照特定方式排列的多个光纤激光器来产生，所述特定排列方式用于使多路激光脉冲从不同的方向击打液滴靶材。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光等离子体包括球壳形的激光等离子体以及月牙形的激光等离子体。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光等离子体的形态包括分离的等离子体团簇形态。

6.一种极紫外光光刻系统，其特征在于，所述系统包括：

液滴发生模块，用于产生液滴靶材；

光纤激光器，用于生成脉冲激光；

光学聚焦模块：用于将多台所述光纤激光器发出的脉冲激光聚焦汇聚于所述液滴靶材；

光刻处理器模块，用于获取极紫外光光刻请求；根据所述极紫外光光刻请求控制所述液滴发生系统生成液滴靶材，并控制所述光纤激光器生成所述液滴靶材对应的多路脉冲激光；将所述多路脉冲激光聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化，获取激光等离子体；采集所述激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源，基于所述光刻光源完成所述极紫外光光刻请求对应的光刻任务，所述多路脉冲激光同时作用于所述液滴靶材；

所述光刻处理器模块具体用于：基于预设入射方向，将所述多路脉冲激光分别入射、并聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化；

所述光刻处理器模块具体用于：将按照预设入射方向分别入射的多路脉冲激光通过非相干叠加聚焦于所述液滴靶材，以使所述液滴靶材等离子体化；

所述光刻处理器模块具体用于：获取所述激光等离子体的漂移数据以及扩散数据；根据所述漂移数据以及扩散数据确定所述液滴靶材的形态发展规律，基于所述液滴靶材的形态发展规律调整所述多路脉冲激光的功率、数量以及空间排列方式，以使所述激光等离子体呈现更利于收集其所发出光的形态，并得到修正后的激光等离子体，采集所述修正后的激光等离子体发射的符合预设要求的光作为光刻光源。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多路脉冲激光为对于所述液滴靶材，位于不同位置，入射角度各不相同的激光。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多路脉冲激光由按照特定方式排列的多个光纤激光器来产生，所述特定排列方式用于使多路激光脉冲从不同的方向击打液滴靶材。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述激光等离子体包括球壳形的激光等离子体以及月牙形的激光等离子体。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述激光等离子体的形态包括分离的等离子体团簇形态。

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