EUV制造技术

本发明专利技术涉及一种

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】EUV激发光源和EUV光源


[0001]本专利技术涉及一种
EUV
激发光源，包括：激光源，其被配置成发射激光束，所述激光束包括具有不同波长的两个部分光束；分离光学元件，其用于将所述激光束的两个部分光束分离成两个分离的光束；以及叠加单元，其用于使所述两个分离的光束在预定叠加位置处以预定叠加角度叠加
。
本专利技术还涉及一种包括这种
EUV
激发光源的
EUV
光源
。

技术介绍

[0002]半导体工业中结构越来越小的趋势要求使用在半导体工业的微光刻制造中所采用的波长越来越小的光源
。
极紫外
(EUV)
光通常被定义为具有大约
10
纳米到大约
120
纳米之间的波长的电磁辐射
。
在微光刻术中，
EUV
光更具体地指波长范围在约5到
20
纳米之间的光
。
与通常使用波长为
193
纳米的光的当前工业标准相比，
EUV
光的使用允许可靠地制造小得多的结构，并且因此相应地提高了装置的性能
。
[0003]生产
EUV
光的一种方法是基于用高强度激光照射材料
(
例如锡
)。
由于照射，形成了等离子体
(
所谓的激光产生的等离子体，
LPP)
，从而发射
EUV
范围内的光
>。
如
US 8681427 B2
中所述，可以形成液化的被照射材料的液滴流，并且每个液滴可以依次被两个激光脉冲击中
。
首先，第一激光脉冲
(
所谓的“前脉冲”)
击中液滴，从而使液滴变形
、
扩大和
/
或汽化
。
然后，第二激光脉冲
(
所谓的“主脉冲”)
击中液滴，以形成发射
EUV
光的等离子体
。
[0004]在液滴移动时，第一激光脉冲必须聚焦在第一位置，并且第二激光脉冲必须聚焦在第二位置
。
通常，两个脉冲使用同一聚焦光学单元聚焦
。
这意味着两个脉冲必须在聚焦光学单元处的或其附近的叠加位置处叠加
。
然后，通过选择第一激光脉冲和第二激光脉冲在叠加位置处的合适的叠加角度，可以得到不同的聚焦位置
。
[0005]然而，典型地，由激光源发射的第一激光脉冲和第二激光脉冲沿着相同的光束路径共线地传播，即，它们形成由激光源发射的激光束的两个部分光束
。
因此，在将两个部分光束聚焦到相应的聚焦位置之前，有必要将它们分离
。
[0006]为了将主脉冲与前脉冲分离，
US 8681427 B2
中描述的
EUV
激发光源具有二向色分束器模块
。
二向色分束器模块包括二向色元件，其被配置成使前脉冲穿过，但反射主脉冲
。
被反射的主脉冲然后进一步被两个镜从第一二向色元件反射到第二二向色元件，然后反射到照射位置
。
[0007]在
US 9129717 B2
中描述了类似的
EUV
激发光源
。
在这个光源中，前脉冲和主脉冲被分束器分离并在叠加镜处叠加，所述叠加镜以透射的方式对照射在叠加镜的一侧上的激光束进行操作并且以反射的方式对照射在叠加镜的另一侧上的激光束进行操作
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种适合于高激光功率的划算的
EUV
激发光源，并提供一种具有这种
EUV
激发光源的
EUV
光源
。
[0009]本专利技术的第一方面涉及一种如前序部分中所描述的
EUV
激发光源，其中，分离光学
元件是
(
第一
)
反射式衍射光栅
。
[0010]根据这个方面，包括具有不同波长的两个部分光束的激光束入射到呈第一反射式衍射光栅形式的分离光学元件上
。
衍射光栅是具有周期性结构的衍射光学元件，由于干涉效应，所述衍射光栅将光衍射成一个或多个衍射级
。
由于这些干涉效应是波长相关的，具有不同波长的光在衍射光栅处以不同的角度进行衍射
。
因此，具有不同波长的激光束的两个部分光束在衍射光栅处被分离成两个分离的光束
。
然后可以经由叠加单元操纵这些分离的光束，使得这些分离的光束在预定叠加位置处以预定叠加角度叠加
。
[0011]根据这个方面，呈反射式衍射光栅形式的反射式光学元件被用作分离元件，而不是如例如在
US 8681427 B2
和
US 9129717 B2
中所描述的部分透射式光学元件
。
这是有利的，因为在
EUV
激发光源中使用透射式光学元件具有几个缺点
。
例如，为了不阻碍光束路径，透射式光学元件只能经由其边缘上的较小区域进行冷却
。
这一事实降低了距边缘更远的区域中的冷却效率，并限制了最大激光功率与所述元件的直径的比例关系
。
这导致制造基底和施加涂层的成本更高，并且接触元件和保持器必须以确保有效冷却的方式设计，这在几
kW
范围的激光功率下难以实现
。
[0012]而且，对于本光源中使用的激光波长，透射式光学元件的基底通常由非常昂贵的金刚石制成
。
另外，金刚石基底的制造成本与基底的直径不成比例地增加
。
[0013]与此相比，在反射式衍射光栅中，衍射光束被反射而不穿过所述衍射光栅
。
与使用透射式二向色光学元件相比，这具有几个优点，尤其是当以高激光功率
(
比如在
EUV
激发光源中所使用的约
10kW
及以上的典型功率
)
工作时这具有优点
。
首先，反射式衍射光栅的制造通常比透射式二向色光学元件的制造更简单且更便宜
。
第二，反射式衍射光栅可以从背侧进行冷却，因此更有效
。
这允许利用更小的孔径进行工作，进而降低了成本
。
第三，反射式衍射光栅不易于因激光束而损坏，部分原因是反射式衍射光栅可以被更有效地冷却，使得使用寿命增加，并允许以更高的激光功率工作
。
[0014]有利的是，叠加单元仅包括反射式光学元件
、
例如一个或多个反射式衍射光栅和
/
或一个或多个镜
。
[0015]在一个实施例中，叠加单元包括第二反射式衍射光栅，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种
EUV
激发光源
(A)
，包括：
‑
激光源
(B)
，其被配置为发射激光束
(1)
，所述激光束
(1)
包括具有不同波长
(
λ1，
λ2)
的两个部分光束
(1'
，
1”)
，
‑
分离光学元件
(C)
，其用于将所述激光束
(1)
的两个部分光束
(1'
，
1”)
分离成两个分离的光束
(2'
，
2”)
，以及
‑
叠加单元
(D)
，其用于使所述两个分离的光束
(2'
，
2”)
在预定叠加位置
(3)
处以预定叠加角度
(
α
)
叠加，其特征在于，所述分离光学元件是第一反射式衍射光栅
(C)。2.
根据权利要求1所述的
EUV
激发光源，其特征在于，所述叠加单元
(D)
包括第二反射式衍射光栅
(E)
，其中，所述两个分离的光束
(2'
，
2”)
都入射到所述第二反射式衍射光栅
(E)
上，并且由所述第二反射式衍射光栅
(E)
反射的分离的光束
(2'
，
2”)
在所述叠加位置
(3)
处以所述叠加角度
(
α
)
叠加
。3.
根据权利要求2所述的
EUV
激发光源，其特征在于，所述叠加单元
(D)
包括适于使所述第二反射式衍射光栅
(E)
倾斜以调节所述叠加位置
(3)
和
/
或所述叠加角度
(
α
)
的倾斜单元
(F)。4.
根据权利要求2所述的
EUV
激发光源，其特征在于，所述第一反射式衍射光栅
(C)
的第一光栅周期
(d1)
与所述第二反射式衍射光栅
(E)
的第二光栅周期
(d2)
相同，所述第一反射式衍射光栅
(C)
的表面法线
(n1)
平行于所述第二反射式衍射光栅
(E)
的表面法线
(n2)
，所述叠加单元
(D)
还包括第三反射式衍射光栅
(G)
，其中，由所述第二反射式衍射光栅
(E)
反射的分离的光束
(2'
，
2”)
入射到所述第三反射式衍射光栅
(G)
上，由所述第三反射式衍射光栅
(G)
反射的分离的光束
(2'
，
2”)
在所述叠加位置
(3)
处以所述叠加角度
(
α
)
叠加
。5.
根据权利要求4所述的
EUV
激发光源，其特征在于，所述叠加单元
(D)
包括被配置用于使所述第三衍射光栅
(G)
倾斜以调节所述叠加角度
(
α
)
和
/
或所述叠加位置
(3)
的倾斜单元
(F)。6.
根据权利要求2至5之一所述的
EUV
激发光源，其特征在于，所述叠加单元
(D)
包括用于调节所述第一反射式衍射光栅
(C)
与所述第二反射式衍射光栅
(E)
之间的光学路径长度以调节所述叠加位置

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：通快激光系统半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：