等离子体光源系统技术方案

一种等离子体光源系统，具备：多个等离子体光源（10），在规定的发光点（1a）对等离子体光（8）周期地进行发光；以及聚光装置（40），将等离子体光源的多个发光点的等离子体光聚光到单一的聚光点（9）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于EUV辐射的等离子体光源系统。
技术介绍
为了下一代半导体的微细加工，期待使用极紫外光源的光刻。光刻是将光、光束通过描绘有电路图案的掩模缩小投影到硅基板上，使抗蚀剂材料感光，由此形成电子电路的技术。利用光刻形成的电路的最小加工尺寸基本上依赖于光源的波长。因此，在下一代半导体开发中，光源的短波长化是必须的，正在进行面向该光源开发的研究。作为下一代光刻光源被视为最有力的是极紫外光源(EUV =Extreme Ultra Violet)，这意味着大约广IOOnm的波长区域的光。该区域的光对所有物质的吸收率高，不能利用透镜等的透射型光学系统，因此使用反射型光学系统。此外，极紫外光区域的光学系统的开发非常困难，仅在有限的波长中显示出反射特性。现在，正在开发在13. 5nm具有灵敏度的Mo/Si多层膜反射镜，预测如果开发了将该波长的光和反射镜组合起来的光刻技术的话，就能实现30nm以下的加工尺寸。为了实现更微细的加工技术，当务之急是波长13. 5nm的光刻光源的开发，来自高能量密度等离子体的辐射光受到瞩目。光源等离子体的生成大致分为激光照射方式(LPP =Laser Produced Plasma)和通过脉冲功率技术驱动的气体放电方式(DPP :Discharge Produced Plasma)。DPP将投入的电力直接变换成等离子体能量，因此与LPP相比变换效率优越，此外具有装置小型且低成本的优点。来自利用气体放电方式的高温高密度等离子体的辐射谱基本上根据靶物质的温度和密度来决定，根据计算等离子体的原子过程的结果，为了获得EUV辐射区域的等离子体，在Xe、Sn的情况下电子温度、电子密度分别最适合的是数10eV、1018Cm_3左右，在Li的情况下电子温度、电子密度最适合的是20eV、IO18CnT3左右。再有，上述的等离子体光源在非专利文献1、2和专利文献1中公开。现有技术文献非专利文献非专利文献1 佐藤弘人、他、M、"”入用放電7义7 EU V光源」、O Q D — 0 8-28；非专禾丨J 文献 2 J e roenJonke r s，“Hi ghpowe rex t reme u 1 tra — violet(EUV)l ightsourcesforfuturel i thography”，Pl asmaSource s S c i enceandTech nology,15(2006)S8-S16；专利文献专利文献1 日本特开2004-226244号公报“極端紫外光源杉J 半導体露光装置”。
技术实现思路
专利技术要解决的课题对于EUV光刻光源，要求高平均输出、微小的光源尺寸、飞散粒子(残渣)少等。现状是 EUV发光量相对于要求输出极其低，高输出化是一个大的课题，但另一方面当为了高输出化而增大输入能量时，热负荷的损伤招致等离子体生成装置、光学系统的寿命的降低。因此， 为了满足高EUV输出和低热负荷的双方，高能量变换效率是必不可少的。由于在等离子体形成初期在加热、电离中消耗许多能量，并且辐射EUV那样的高温高密度状态的等离子体一般急速膨胀，所以辐射持续时间τ极短。因此，为了改善变换效率，重要的是将等离子体以适于EUV辐射的高温高密度状态长时间(μ sec级别)维持。现在的一般的EUV等离子体光源的辐射时间是IOOnsec左右，输出极端不足。为了产业应用而兼顾高变换效率和高平均输出，需要1次发射(shot)达到数μ sec的EUV辐射时间。也就是说，为了开发具有高变换效率的等离子体光源，需要将适于各个靶的温度密度状态的等离子体约束为数μ sec (至少1 μ sec以上)，实现稳定的EUV辐射。本专利技术正是为了解决上述的问题点而创造的。即本专利技术的目的在于提供一种等离子体光源，能够大幅提高产生的等离子体光的输出，并且抑制热负荷和电极消耗，延长装置寿命ο用于解决课题的方案根据本专利技术，提供一种等离子体光源系统，其特征在于，具备 多个等离子体光源，在规定的发光点对等离子体光周期地进行发光；以及聚光装置，将所述等离子体光源的多个发光点的等离子体光聚光到单一的聚光点。根据本专利技术的实施方式，所述等离子体光源的多个发光点设置在将单一的中心轴作为中心的同一圆周上，所述聚光装置具有反射镜，位于所述中心轴上，将来自所述发光点的等离子体光朝向所述聚光点进行反射；以及旋转装置，使所述反射镜以所述中心轴为中心进行旋转，使得在各等离子体光源的发光时朝向该等离子体光源。此外，所述聚光装置具有将所述各发光点的等离子体光朝向所述反射镜进行聚光的多个聚光反射镜，通过该聚光反射镜和反射镜，将各发光点的等离子体光聚光到单一的聚光点。根据本专利技术的另一个实施方式，所述聚光点位于所述中心轴上，所述反射镜是将来自所述发光点的等离子体光朝向所述聚光点聚光的凹面反射镜。此外，优选将从包含所述多个发光点的平面与所述中心轴的交点起、到各发光点的距离和到所述聚光点的距离设定为相等。此外，根据本专利技术的另一个实施方式，所述聚光装置具有旋转体，将所述等离子体光源的多个发光点设置在将单一的中心轴作为中心的同一圆周上；以及旋转装置，以在各等离子体光源的发光时该等离子体光源的发光点位于同一位置的方式，使所述旋转体以所述中心轴为中心进行旋转。此外，所述聚光装置具有聚光反射镜，将来自所述同一位置的等离子体光朝向所述聚光点聚光。此外，所述各等离子体光源具备相向配置的1对同轴状电极；放电环境保持装置，将等离子体介质对该同轴状电极内供给并且保持成适于等离子体的产生的温度和压力；以及电压施加装置，对各同轴状电极施加使极性反转了的放电电压，在1对同轴状电极之间形成管状放电并在轴方向封闭等离子体。专利技术的效果根据上述的本专利技术的结构，具备在规定的发光点对等离子体光周期地进行发光的多个等离子体光源，因此通过使它们依次工作，从而能够在抑制各个光源的热负荷的同时，大幅提高产生的等离子体光的输出。此外，因为具备将所述等离子体光源的多个发光点的等离子体光聚光到单一的聚光点的聚光装置，所以作为光刻用EUV光源，能够从单一的聚光点使等离子体光周期地发光。根据本专利技术的实施方式，采用如下结构，将多个等离子体光源设置在同一圆周上， 在上述圆的中心轴线上形成利用聚光反射镜和反射镜构成的聚光系统的聚光点，以设置于圆的中心部的反射镜从而聚光到通过圆中心的垂直轴上，进而，以与配置在圆周上的各个等离子体光源的发光定时同步地，反射镜的反射面与该等离子体光源面对的方式使其旋转，由此能够从单一的聚光点对高输出且微小尺寸的等离子体光周期地进行发光。此外根据本专利技术的另一个实施方式，以单一的凹面反射镜的1次反射将等离子体光聚光到聚光点，因此能够提高反射效率、能够增大产生的EUV光的利用效率。根据本专利技术的另一个实施方式，将多个等离子体光源设置在同一圆周上，使它们旋转，在各等离子体光源到达与聚光反射镜相向的位置的定时，进行各个等离子体光源的放电、等离子体发光，由此能够从单一的聚光点使高输出且微小尺寸的等离子体光周期地发光。附图说明图1是与本专利技术相关的等离子体光源的实施方式图。图2A是图1的等离子体光源的面状放电的产生时的工作说明图。图2B是图1的等离子体光源的面状放电的移动中的工作说明图。图2C是图1的等离子体光源的等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑原一，
申请(专利权)人：株式会社IHI，
类型：发明
国别省市：