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一种激光等离子体型极紫外光刻机光源系统

2022-09-15 00:51:18 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及激光等离子体型极紫外(lpp-euv)光刻机光源系统技术领域,具体涉及一种采用高重复频率tea co2激光系统作为主泵浦激光器的lpp-euv光刻机光源系统。


背景技术:

2.euv(extreme ultraviolet)光刻机主要由euv光源系统、euv反射镜光学系统和精密机械及控制系统(包括工件台、掩膜台、硅片传输系统等)三部份组成,其中euv光源系统是光刻机的核心部分。光刻机光源波长已从436nm(hg-g)、365nm(hg-i)发展到248nm(krf)、193nm(arf)和157nm(f2),正在向13.5nm(euv)、6.7nm(euv)甚至更短波长发展。
3.根据euv光源的产生方式,其类型主要包括:同步辐射源(synchrotron radiation light source)、激光等离子体(laser produced plasma,lpp)、放电等离子体(discharged produced plasma,dpp)、激光辅助放电等离子体(laser-assisted discharge plasma,ldp)和自由电子激光器(free-electron laser)等。同步辐射光源和自由电子激光器由于其体积庞大、装置复杂、造价成本昂贵、灵活性差等缺陷,限制了其应用到商业光刻生产上。放电等离子体因为碎屑污染严重难以处理等技术问题而难以实用。lpp-euv光源通过高功率激光照射靶材(sn或gd等)形成等离子体的方式产生euv辐射。此类光源具有发光区域小、euv收集效率较高、碎屑污染较轻等特点,已成为最具应用潜力的euv光刻光源。
4.目前在高档手机芯片量产中获得实际应用的euv光源是采用连续放电的co2激光器mopa(master oscillator and power amplifiers)结构泵浦的lpp-euv光源,波长13.5nm。asml采用的泵浦源由美国cymer公司研发。连续放电的激光器是工作在低气压(0.1atm左右)下,工作气体密度低,因此输出脉冲能量密度小、脉冲功率密度低,作为放大器使用时增益系数小(约0.004cm-1
),需要经过多级放大才能达到泵浦激光必须有的参量指标。所以,asml公司现有的euv光刻机是一种超大型装置。同样由于其体积庞大、装置复杂、造价成本昂贵、灵活性差等因素限制了它的应用,目前已成为我国高端芯片产业一个“卡脖子”问题。此外,asml方案想要进一步提高激光脉冲功率和脉冲能量很困难,这使得研发其他更有前途的元素的lpp-euv存在困难,如钆等离子体在6.7nm的辐射波长。


技术实现要素:

5.为了解决现有技术中的上述问题,本公开提供了一种激光等离子体型极紫外(lpp-euv)光刻机光源系统,提高了光源系统的性能及euv光刻机的集成度,并使之小型化,进一步换用钆靶材或其他靶材可产生波长为6.7nm或更短波长的euv光。
6.本公开提供了一种激光等离子体型极紫外光刻机光源系统,包括:主泵浦激光器,其采用高重复频率tea co2激光系统,用于产生主脉冲激光;预泵浦皮秒激光器,用于产生皮秒激光;光束合束装置,用于将主脉冲激光及皮秒激光进行合束,得到合束后的激光光束;靶材锡液粒发生器,用于产生锡液粒串,锡液粒串在皮秒激光的轰击下形成雾状球,雾状球在主脉冲激光的轰击下形成高温等离子体进而发射13.5nm极紫外光;极紫外光收集
镜,用于收集及汇聚极紫外光;碎屑磁偏转器,其设置于泵浦激光聚焦镜的焦点周围,用于清理所述锡液粒串被轰击后产生的离子碎屑;真空腔,用于为靶材锡液粒发生器、极紫外光收集镜及碎屑磁偏转器提供真空环境;其中,真空腔上设置一泵浦激光聚焦镜,该泵浦激光聚焦镜用于聚焦合束后的激光光束至液粒上;自动同步控制系统,其与主泵浦激光器、预泵浦皮秒激光器、靶材锡液粒发生器及碎屑磁偏转器电连接,用于对主泵浦激光器、预泵浦皮秒激光器、靶材锡液粒发生器及碎屑磁偏转器电控制;其中,预泵浦皮秒激光器、靶材锡液粒发生器及碎屑磁偏转器的脉冲重复频率与主泵浦激光器相同。
7.进一步地,主泵浦激光器采用mopa激光结构或ils激光结构。
8.进一步地,mopa激光结构包括:co2激光主振荡器,用于产生脉冲激光;调制器,用于对脉冲激光进行调制得到种子激光;tea co2激光功率放大器,用于对种子激光进行功率放大后输出。
9.进一步地,tea co2激光功率放大器采用折叠光路,包括:第一折叠镜及第二折叠镜,其中,第一折叠镜与第二折叠镜相对设置,用于反射光路进行功率放大。
10.进一步地,co2激光振荡器为从单一跃迁谱带发射激光器或多带激光器。
11.进一步地,调制器为砷化镓或碲化镉电光调制器。
12.进一步地,调制器为半导体光调制器,该半导体光调制器包括:半导体布儒斯特角片及纳秒脉冲yag激光器。
13.进一步地,ils激光结构,包括:co2激光主振荡器,用于产生脉冲激光;调制器,用于对所述脉冲激光进行调制得到种子激光;主泵浦激光器,用于对所述种子激光进行注入处理得到主脉冲激光;或,纳秒脉冲yag激光器,用于产生脉冲激光;非线性变换器,用于对脉冲激光进行选择输出种子激光;主泵浦激光器,用于对种子激光进行注入处理得到主脉冲激光。
14.进一步地,co2激光主振荡器是从单一跃迁谱带发射激光器或多带激光器。
15.进一步地,调制器为砷化镓或碲化镉电光调制器。
16.进一步地,调制器为半导体光调制器,该半导体光调制器包括:半导体布儒斯特角片及纳秒脉冲yag激光器。
17.进一步地,主泵浦激光器、预泵浦皮秒激光器、靶材锡液粒发生器及碎屑磁偏转器的脉冲重复频率相同。
18.进一步地,主泵浦激光器的脉冲重复频率范围为1khz~10khz。
19.进一步地,主泵浦激光器、预泵浦皮秒激光器、靶材锡液粒发生器及碎屑磁偏转器的脉冲重复频率相同。
20.进一步地,主泵浦激光器的脉冲功率为20mw~200mw。
21.进一步地,主泵浦激光器的脉冲长度为10ns~30ns。
22.进一步地,采用钆靶材发生器替换靶材锡液粒发生器,其可产生6.7nm的euv光。
23.本公开的实施例提出了一种激光等离子体型极紫外(lpp-euv)光刻机光源系统,该光源系统通过采用高功率、多千赫兹重复频率、短脉冲tea co2激光系统作为主泵浦激光器,使得euv光刻机具有结构紧凑、灵活机动,利于建造、运输、安装和维修的优势,适于大批量生产以供应市场,尽快解决我国在高档芯片制造方面特别是在人工智能芯片、微型机器人、类脑智能芯片等特殊高档芯片制造的急需;并且,进一步换用钆靶材发生器或其他靶材
可产生波长为6.7nm或更短波长的euv光。
附图说明
24.为了更完整地理解本公开及其优势,现在将参考结合附图的以下描述,其中:
25.图1a示意性示出了现有技术中euv光源系统结构配置图;
26.图1b示意性示出了现有技术中asml高功率脉冲co2激光器系统结构配置图;
27.图2示意性示出了根据本公开一实施例的激光等离子体型极紫外光刻机光源系统的结构示意图;
28.图3示意性示出了根据本公开一实施例的mopa结构示意图;
29.图4示意性示出了根据本公开一实施例的三折叠光路的结构示意图;
30.图5示意性示出了根据本公开另一实施例的三折叠光路的结构示意图;
31.图6示意性示出了根据本公开另一实施例的mopa结构示意图;
32.图7示意性示出了根据本公开一实施例中mopa结构和ils激光结构的低气压长脉冲co2激光振荡器11中的归一化的co2激光增益谱图;
33.图8示意性示出了根据本公开一实施例的ils激光结构的结构示意图;
34.图9示意性示出了根据本公开另一实施例的ils激光结构的结构示意图;
35.图10示意性示出了根据本公开再一实施例的ils激光结构的结构示意图。
具体实施方式
36.以下,将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中,为便于解释,阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而,明显地,一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本公开的概念。
37.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例,而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
38.在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义,除非另外定义。应注意,这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义,而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
39.图1a示意性示出了现有技术中euv光源系统结构配置图。图1b示意性示出了现有技术中asml高功率脉冲co2激光器系统结构配置图。
40.如图1a所示,高功率短脉冲co2激光器作为主泵浦激光器,预泵浦激光器是脉冲宽度为1ns或更短的脉冲固体激光器,靶材是高速运动的锡液粒串,锡液粒直径为20μm左右。在预泵浦激光轰击下锡液粒膨胀为直径200μm左右的雾状球,然后在主脉冲激光轰击下形成高温等离子体,发射出波长为13.5nm的极紫外光。极紫外光被极紫外光学聚焦镜收集聚焦于if点。靶材被轰击后产生离子“碎屑”,经过强磁场后运动方向发生偏转而被清除,从而避免反射镜受到污染。
41.实验证明,如图1b所示,从0.1mj能量的“种子激光”经二级放大至前置功率放大器
后,再经三级功率放大器放大,达到所需的脉冲能量250mj、脉冲功率15mw。放大器之间还设置了隔离器,总光程长达一百多米。进一步通过增加放大器的放大长度提高功率就比较困难了。
42.造成asml光刻机成为这种超大型装置的另一个原因是泵浦激光器必须以接近100khz的高重复频率运转。这是由co2激光器的动力学原理决定的。较低的重复频率并不能明显地增加单个激光脉冲的脉冲能量和脉冲功率,只会降低激光器的平均输出功率和电光转换效率。只有在接近100khz的高重复频率运转条件下,激光器的平均输出功率、脉冲输出功率和电光转换效率才能同时兼顾达到最佳值。
43.综上,如图1b所示的euv光源系统结构至少存在以下缺陷:
44.1)、asml方案中的euv光刻机是一种超大型装置,光源系统由美国研制,其主泵浦激光采用连续放电的co2激光放大器mopa结构产生高功率、高重复频率的激光。因为工作在低气压(0.1atm左右)下,工作气体密度低,因此输出脉冲的能量密度和功率密度低,增益系数小(约0.004cm-1
),需要经过多级放大才能实现所需的激光参量指标。另一方面,由于锡液粒产生的等离子体发射极紫外光所需的激光脉冲能量(250mj)和脉冲功率(15mw)都很高,为了达到等离子体发射极紫外光所需的指标则必须有漫长的放大器和隔离器光路。因此,该系统体积大(如,11.3m
×
6.1m
×
2.3m),内部光路长达一百多米。
45.2)、上述co2激光器的脉冲重复频率必须在50khz至100khz左右,这是由co2激光器的动力学原理决定的。较低的重复频率并不能明显地增加单个激光脉冲的脉冲能量与脉冲功率,只会降低激光器的平均输出功率和电光转换效率。只有在接近50khz至100khz的高重复频率运转条件下,激光器的平均输出功率、脉冲输出功率和电光转换效率才能同时兼顾达到最佳值。在此情况下,激光器输出的平均功率高达27000kw,需要消耗数十万瓦的电力。
46.3)、100khz的高重复频率运转给euv光源系统的其他单元的研发提出了很高的要求,例如:锡液粒发生器必须每秒钟发送一百万个高速运动的锡液粒;激光束必须对高速运动的靶材精确瞄准并自动控制同步;用于清除

碎屑

的脉冲磁场偏转系统也必须以高重复率运转并精确自动控制同步。锡液粒发生器及精密自动同步控制系统的研发、制造与装配过程均存在很多技术难点。同时,euv光刻机的精密机械及控制系统(包括工件台、掩膜台、硅片传输系统等)的规模也会非常大。这一特点连同上述第一点共同决定了asml方案必然是一种超大型装置。这导致了asml方案在仿制研发、制造、运输、安装和维修中都有极大的困难。
47.4)、asml方案的研发和建造计划缺乏弹性。不能从小到大、从简单到复杂逐步研发和建造。必须一步到位研发和建造一套超大型泵浦激光系统才能实现激光参数指标。
48.5)、asml方案的进一步提高激光脉冲功率和脉冲能量比较困难,这导致了进一步研究锡等离子体13.5nm的euv最佳泵浦参量存在技术难点;激光脉冲功率和脉冲能量的限制使得asml方案研发其他更有前途的元素的lpp-euv存在困难,如钆等离子体在6.7nm的辐射波长。
49.为克服现有光源的诸多缺陷,本公开的实施例提出了一种激光等离子体型极紫外(lpp-euv)光刻机光源系统,该光源系统为多千赫兹重复频率tea co2激光器泵浦的小型极紫外光刻机光源,通过对主泵浦激光器结构的替代,使光源系统小型化的同时,使得euv光刻机具有结构紧凑、灵活机动,利于建造、运输、安装和维修的优势,并且适于大批量生产以
供应市场,进一步换用钆靶材发生器或其他靶材可产生波长为6.7nm或更短波长的euv光。。
50.图2示意性示出了根据本公开一实施例的激光等离子体型极紫外光刻机光源系统的结构示意图。
51.如图2所示,该lpp-euv光刻机光源系统包括:主泵浦激光器1、预泵浦皮秒激光器2、光束合束装置3、靶材锡液粒发生器4、极紫外光收集镜5、碎屑磁偏转器6、真空腔7、泵浦激光聚焦镜8及自动同步控制系统9。
52.本公开的实施例中,主泵浦激光器1,其采用高重复频率tea co2激光系统,用于产生主脉冲激光,其输出端与光束合束装置3的一输入端连接。预泵浦皮秒激光器2用于产生皮秒激光,其输出端与光束合束装置3的另一输入端连接。光束合束装置3用于将主脉冲激光及皮秒激光进行合束后输出,得到合束后的激光光束。靶材锡液粒发生器4用于产生多个锡液粒串,该多个锡液粒串在皮秒激光的轰击下形成雾状球,雾状球在主脉冲激光的轰击下形成高温等离子体进而发射形成极紫外光。极紫外光收集镜5用于收集及汇聚极紫外光于if点。碎屑磁偏转器6,其设置于泵浦激光聚焦镜8的焦点周围(即锡液粒周围),用于清理锡液粒靶材被轰击后产生的离子碎屑,以免污染极紫外光收集镜5。靶材锡液粒发生器4、极紫外光收集镜5及碎屑磁偏转器6设置于euv真空腔7内,该euv真空腔7用于为靶材锡液粒发生器4、极紫外光收集镜5及碎屑磁偏转器6提供真空环境。具体地,euv真空腔7上设置泵浦激光聚焦镜8,该泵浦激光聚焦镜8与光束合束装置3的输出端对应设置,用于聚焦合束后的激光光束至靶材锡液粒上。
53.具体地,该主泵浦激光器1可以采用单一的高功率、多千赫兹重复频率、短脉冲tea co2激光器或mopa激光结构或ils激光结构,其脉冲重复频率在1khz~10khz之间,优选地,脉冲重复频率为5khz,脉冲宽度10~30ns,脉冲功率约20mw~200mw(优选25mw~50mw)。
54.需说明的是,采用高功率、多千赫兹重复频率、短脉冲tea co2激光器作为主泵浦激光器1,该高功率、多千赫兹重复频率、短脉冲tea co2激光器可以为单一的teaco2激光器,可以用改变激光器的技术参数来实现,如:气压、气体成分、快速放电电路结构、激光谐振腔q值等,本公开的实施例对此不做限定。
55.本公开的实施例中,通过靶材锡液粒发生器4发送低速运动的锡液粒串,锡液粒串的直径例如可以为20μm左右,在预泵浦皮秒激光轰击下,锡液粒膨胀为直径约200μm左右的雾状球,然后在主脉冲激光轰击下形成高温等离子体,发射极紫外光(euv),其波长为13.5nm。发射的euv由极紫外光收集镜5收集,聚焦在极紫外光收集镜5的焦点if周围。
56.需说明的是,靶材锡液粒发生器4还可以采用钆靶材发生器或其他金属靶材发生器替代产生波长为6.7nm或更短的euv光,本公开的实施例对替代靶材锡液粒发生器4的靶材发生器不做限定。
57.本公开的实施例中,预泵浦皮秒激光器2、靶材锡液粒发生器4及碎屑磁偏转器6的脉冲重复频率与主泵浦激光器1相同,其均与自动同步控制系统9电连接,以通过自动同步控制系统9实现对主泵浦激光器1、预泵浦皮秒激光器2、靶材锡液粒发生器4及碎屑磁偏转器6电控制。
58.需说明的是,上述实施例中的锡液粒串直径、膨胀后的锡液粒串直径以及极紫外光波长仅为示例性说明,其并不构成本公开实施例的限定,具体可以根据实际需求进行相应的调整,例如,调整主泵浦激光器1输出的脉冲功率至100兆瓦之上,可以满足更短的波长
的极紫外光发射。
59.根据本公开的实施例,如图3所示,主泵浦激光器1可以采用激光主振荡器加激光功率放大器(mopa)结构。该结构与如图2所示的光源系统结构区别在于,mopa激光结构包括:co2激光主振荡器11、调制器12及tea co2激光功率放大器13。其中,该co2激光主振荡器11为低气压长脉冲co2激光主振荡器,用于产生低气压长脉冲co2激光输出至调制器12,通过调制器12选择出一个短脉冲co2激光作为种子激光输入至tea co2激光功率放大器23进行功率放大后输出。
60.具体地,调制器12可以为砷化鎵或碲化镉电光调制器12,经由砷化鎵或碲化镉电光调制器12选择出的短脉冲co2激光的脉冲宽度可以为8~20ns。
61.根据本公开的实施例,mopa结构中的tea co2激光功率放大器13可以采用折叠光路,其包括:多个折叠镜。具体地,如图4和图5所示,tea co2激光功率放大器13可以采用三折叠光路,具体包括:第一折叠镜131及第二折叠镜132,其中,第一折叠镜131与第二折叠镜132相对设置,用于反射光路。
62.具体地,第一折叠镜131及第二折叠镜132的设置方式可以为相互近似平行且与水平线呈一定夹角设置,如图4所示;或,第一折叠镜131及第二折叠镜132的设置方式可以为非平行且与水平线呈一定夹角设置,如图5所示,用于实现三折叠光路。本公开的实施例中,如图5所示的折叠光路中,折叠光束在激光功率放大器的增益区可以有更多的重叠,提高了效率。
63.本公开的实施例中,该折叠光路中折叠镜的数量并不仅限于两个,折叠光路并不仅限于三路,其可以根据实际应用进行设定,以满足光路折叠需求,本公开的实施例对此不做限定。另外,根据设置的折叠镜数量不同,进行反射后的光路功率也不同。应当理解的是,激光输出功率随着折叠光路的增加而增大。
64.根据本公开的实施例,如图6所示,mopa结构中的调制器12还可以采用半导体光调制器,该半导体光调制器由半导体布儒斯特角片14和纳秒脉冲yag激光器15组成,其中,半导体布儒斯特角片14与纳秒脉冲yag激光器15的激光光束近似垂直。具体地,该半导体光调制器的半导体片材料可以为硅、鍺或砷化镓等,纳秒激光器脉冲宽度为8~20ns。
65.根据本公开的实施例,mopa结构中的低气压长脉冲co2激光振荡器11可以是从单一跃迁谱带发射激光器或从多个跃迁谱带同时发射的多条激光谱线,后者称为多带激光器,其运转原理如下:图7示出了归一化的co2激光的增益谱,co2激光振荡器11激光跃迁谱线在9μm~11μm波长范围内可以有100条左右,分属10p、10r、9p、9r四个跃迁带,(0001-1000带和0001-0200带的p支和r支)。四个跃迁带的激光谱线均源于同一个上能级0001。增益分布的峰值谱线分别是10p20、10r18、9p20和9r18线。在谐振腔内没有任何色散元件的自由振荡的co2激光振荡器11内由于增益竞争的结果,激光输出功率总是集中在增益最高的一个带中的一或两条谱线上。10p20跃迁线的增益最高。因此,自由振荡的co2激光振荡器11输出的激光谱线通常为10p20,波长为10.6μm。采用特殊的激光谐振腔设计可以研制成功多带激光器。本公开所提供的mopa结构中的低气压长脉冲co2激光振荡器11可以采用多带激光器,其优点是可以提高tea co2激光功率放大器13在短脉冲激光宽度要求下的脉冲功率和能量提取效率。
66.根据本公开的实施例,如图7~图9所示,主泵浦激光器1还可以采用ils激光结构
(即种子激光注入锁定系统,injection locking system)来实现,即采用种子激光注入锁定系统ils结构实现如图2所示中的主泵浦激光器1,以实现短脉冲激光输出。
67.在一实施例中,如图8所示,该结构与如图2所示的主泵浦激光器1的结构区别在于,该种子激光注入锁定系统ils结构包括:低气压长脉冲co2激光振荡器11、砷化镓或碲化镉电光调制器12及主泵浦激光器1。其中,种子激光由低气压长脉冲co2激光器11和砷化镓或碲化镉电光调制器12组成。经由砷化鎵或碲化镉电光调制器12选择出的短脉冲co2激光的脉冲宽度为8~20ns。低气压长脉冲co2激光振荡器11是从单一跃迁谱带发射激光器或多带激光器。
68.在一实施例中,如图9所示,该结构与如图2所示的主泵浦激光器1的结构区别在于,该种子激光注入锁定系统ils结构包括:低气压长脉冲co2激光振荡器11、半导体光调制器及主泵浦激光器1,该结构下种子激光由低气压长脉冲co2激光振荡器11、半导体光调制器组成。其中,半导体光调制器包括:半导体布儒斯特角片14和纳秒脉冲yag激光器15,该半导体材料可以为硅、锗或砷化镓等。纳秒脉冲yag激光器15的脉冲宽度为8~20ns。低气压长脉冲co2激光经半导体光调制器选择出一个短脉冲co2激光作为种子激光输入至主泵浦激光器1。低气压长脉冲co2激光振荡器11是从单一跃迁谱带发射激光器或多带激光器。
69.在一实施例中,如图10所示,该结构与如图2所示的主泵浦激光器1的结构区别在于,该种子激光注入锁定系统ils结构包括:纳秒脉冲yag激光器15、非线性变换器16及主泵浦激光器1。其中种子激光为纳秒脉冲yag激光器15经由非线性变换器16产生,其脉冲宽度为8~20ns。
70.需说明的是,如图3~6所示的mopa激光结构及如图8~10所示的ils激光结构仅为示例性的说明,其并不构成本公开实施例的限定。此外,mopa激光结构与ils激光结构实现如图2所示的主泵浦激光器1,均用以实现高功率、多千赫兹重复频率、短脉冲激光输出,mopa激光结构及ils激光结构构成的lpp-euv光刻机光源系统中的其他部件结构与如图2所示的结构一致,本公开的实施例对这些部件不再一一赘述。
71.本公开的实施例中,通过采用高功率、多千赫兹重复频率、短脉冲tea co2激光器1,mopa激光结构(激光主振荡器加激光功率放大器结构)或ils激光结构(种子激光注入锁定系统ils)均实现了高功率、多千赫兹重复频率、短脉冲激光输出,在该高功率、多千赫兹重复频率、短脉冲激光对膨胀后的锡液粒进行轰击形成高温等离子体进而发射形成极紫外光,可以实现的极紫外光的波长为13.5nm,进而实现了多千赫兹重复频率、短脉冲tea co2激光器泵浦的小型极紫外光刻机光源。
72.本公开的实施例相比于现有技术至少具备以下有益效果:
73.(1)、本公开的实施例中作为泵浦源的tea co2激光器工作在大气压或多大气压下,脉冲功率高、脉冲能量大、增益系数大(约0.04cm-1
),最适合作为泵浦激光器用于产生等离子体极紫外光(lpp-euv)。本公开实施例实现的脉冲激光指标为脉冲功率25~50mw,其已高于asml方案中实现的指标。更高的脉冲功率有利于产生等离子体极紫外光。另外,如采用mopa结构,激光功率放大器只需一台,无需多台放大,因此系统总的光程更短,光束方向稳定性好。而asml方案的内部光路长、装置体积大。
74.(2)、将脉冲重复频率取为5khz或更低,泵浦激光器将是一个较为小型的器件。本项优势与上述第一点共同决定了光源系统相对小型的特点,并使euv光刻机具有结构紧凑、
灵活机动,利于建造、运输、安装和维修的优势,适于大批量生产供应市场,尽快解决我国在高档芯片制造方面特别是在人工智能芯片、微型机器人、类脑智能芯片等特殊高档芯片制造的急需。由于脉冲重复频率取为较低的数值5khz或更低,使euv光源中的靶材锡液粒发生器和相应的精密自动同步控制系统较易实现。而asml方案中,靶材锡液粒发生器每秒钟发送十万粒锡液粒,锡液粒速度为每秒一百米,发生器及精密自动同步控制系统均较难实现。
75.(3)、本公开的实施例可按脉冲重复频率分阶段实施,分别为1khz阶段、3khz阶段及5khz阶段。这三个不同阶段实现输出的极紫外光刻机光源都可以用于芯片生产。
76.(4)、本公开的实施例提供的光源系统在进一步提高tea co2激光器的脉冲能量和脉冲功率方向有很大的研发空间,有利于进一步探讨锡等离子体13.5nm euv的最佳泵浦参量。国外多年来的理论研究和实验研究证明激光等离子体温度大致和泵浦激光的功率乘波长的平方成正比,而lpp-euv的转换效率与激光等离子体的温度密切相关。co2激光器在10.6μm附近,是波长最长的大功率激光器,采用tea co2激光器可以研发波长比现有的锡等离子体13.5nm更短的euv光源,如钆等离子体的波长在6.7nm。这将是光刻机向1nm前进的新里程碑。而asml方案不可能进一步大幅提高泵浦激光的脉冲功率至100兆瓦以上,因而无法进一步研发钆等离子体方案。
77.尽管已经在附图和前面的描述中详细地图示和描述了本公开,但是这样的图示和描述应认为是说明性的或示例性的而非限制性的。
78.本领域技术人员可以理解,本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种范围组合和/或结合,即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地,在不脱离本公开精神和教导的情况下,本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
79.尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开,但是本领域技术人员应该理解,在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下,可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此,本公开的范围不应该限于上述实施例,而是应该不仅由所附权利要求来进行确定,还由所附权利要求的等同物来进行限定。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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