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基于溶膠射流靶的LPPEUV光源系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510270184.8

申請日:

2015.05.25

公開號:

CN104914680A

公開日:

2015.09.16

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G03F 7/20申請日:20150525|||公開
IPC分類號: G03F7/20 主分類號: G03F7/20
申請人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
發明人: 張宗昕; 冷雨欣; 王成; 趙全忠; 王關德; 程欣; 李儒新
地址: 201800上海市嘉定區上海市800-211郵政信箱
優先權:
專利代理機構: 上海新天專利代理有限公司31213 代理人: 張澤純; 張寧展
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510270184.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.03.08|||2015.10.14|||2015.09.16

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種基于溶膠射流靶的LPP-EUV光源系統,由溶膠發生裝置、溶膠噴射-循環裝置、LPP-EUV發生裝置和泵浦激光源所構成。首先由溶膠發生裝置產生溶膠,再經溶膠噴射-循環裝置而在LPP-EUV發生裝置內形成溶膠射流靶。由泵浦激光源輸出泵浦激光,進入LPP-EUV發生裝置后作用于溶膠射流靶。本發明基于溶膠射流靶增強LPP-EUV光源的可靠性與穩定性,為EUV光刻系統的高效穩定運行提供有力保障。

權利要求書

權利要求書
1.  一種基于溶膠射流靶的LPP-EUV光源系統,其特征在于,包括:
溶膠發生裝置(1),用于產生溶膠(M1);
溶膠噴射-循環裝置(2),用于形成溶膠射流靶(M2);
泵浦激光源(3),用于輸出泵浦激光(L1);
LPP-EUV發生裝置(4),為泵浦激光(L1)作用于溶膠射流靶(M2)提供反應環境。

2.  根據權利要求1所述的基于溶膠射流靶的LPP-EUV光源系統,其特征在于,所述的溶膠發生裝置(1)包括:噴嘴(101)、具有吸入口(G1)的接受室(102)、收縮管(103)、混合室(104)和擴散管(105);
所述的噴嘴(101)置于接受室(102)的一端內,該接受室(102)的另一端經所述的收縮管(103)與所述的混合室(104)相連,該混合室與所述的擴散管(105)相連;
流體介質(C1)通過噴嘴(101)進入接受室(102),由于文丘里效應使得靶材納米顆粒(C2)經吸入口(G1)進入接受室(102),流體介質(C1)與靶材納米顆粒(C2)經收縮管(103)進入混合室(104),兩者在混合室(104)混合后通過擴散管(105)的輸出口(G2)輸出溶膠(M1)。

3.  根據權利要求1所述的基于溶膠射流靶的LPP-EUV光源系統,其特征在于,
所述的溶膠噴射-循環裝置(2)包括:緩存池(201)、第一循環動力泵(202a)和溶膠噴射器(203a)、第一輸送管道(204a)、第二循環動力泵(202b)、溶膠收集器(203b)和第二輸送管道(204b);
所述的LPP-EUV發生裝置(4)包括:側壁上設置有光學窗片(401)的真空室(402),使泵浦激光(L1)經該光學窗片(401)進入真空室(402),在真空室(402)內、沿泵浦激光(L1)的傳播方向還設置有透鏡(403);
所述的溶膠噴射器(203a)和溶膠收集器(203b)設置在該真空室(402)內,所述的緩存池(201)通過所述的第一輸送管道(204a)經所述的第一循環動力泵(202a)與所述的溶膠噴射器(203a)的輸入端相連,所述的溶膠收集器(203b)的輸出端通過所述的第二輸送管道(204b)經所述的第二循環動力泵(202b)與所述的緩存池(201)相連;
所述的溶膠(M1)進入緩存池(201)后,在第一循環動力泵(202a)的作用下通過第一輸送管道(204a),經由溶膠噴射器(203a)在真空室(402)內形成溶膠射流靶(M2),進入溶膠收集器(203b)后又在第二循環動力泵(202b)的作用 下通過第二輸送管道(204b),終而返回至緩存池(201);所述的泵浦激光(L1)經凸透鏡(403)聚焦至溶膠射流靶(M2)產生EUV輻射(L2)。

說明書

說明書基于溶膠射流靶的LPP-EUV光源系統
技術領域
本發明涉及激光等離子體型極紫外(LPP-EUV)光刻光源,特別是一種基于溶膠射流靶的LPP-EUV光源系統。
背景技術
隨著電子信息產業的快速發展,半導體制造工藝水平大幅度提高,光刻技術正在邁向14nm乃至10nm以下的分辨尺寸節點。光刻光源波長已從436nm(Hg-g)、365nm(Hg-i)發展到248nm(KrF)、193nm(ArF)和157nm(F2),正在向13.5nm(EUV)甚至6.X nm等更短波長發展。根據EUV光源的產生方式,其類型主要包括同步輻射(SR)型光源、放電等離子體(DPP)型光源和激光等離子體(LPP)型光源等。SR-EUV光源通過改變磁場中帶電粒子的運動狀態而產生EUV輻射,其裝置體積龐大、結構復雜且造價較高。DPP-EUV光源通過高壓放電擊穿物質形成等離子體的方式產生EUV輻射,其裝置結構較簡單,但碎片污染程度較為嚴重。LPP-EUV光源則通過高功率激光照射靶材(Li、Sn或Xe等)形成等離子體的方式產生EUV輻射。此類光源具有發光區域小、EUV收集效率較高等特點,已成為最具應用潛力的EUV光刻光源。常見的LPP-EUV光源系統多采用CO2激光和Sn液滴靶的組合方式(Nature Photonics,2010,4(1):24-26)。對于此類基于金屬液滴靶的LPP-EUV光源,金屬熔化需要持續高溫加熱條件,液滴靶的形成與運動也需要精確控制,液滴靶受激光作用后還將產生大量碎屑。這都無疑增大了LPP-EUV光源的操控與維護難度,不利于EUV光刻系統的高效穩定運行。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的不足,提供一種基于溶膠射流靶的LPP-EUV光源系統,旨在通過應用溶膠射流靶增強LPP-EUV光源的可靠性與穩定性,從而使其更好的滿足EUV光刻技術的產業化需求。該系統中利用溶膠射流靶替代傳統的金屬液滴靶,避免使用高溫加熱裝置與液滴控制裝置,避免靶材與激光作用后造成嚴重的碎屑污染,大大降低了LPP-EUV光源的操控與維護難度,為EUV 光刻系統的高效穩定運行提供有力保障。
本發明的技術解決方案如下:
一種基于溶膠射流靶的LPP-EUV光源系統,包括:溶膠發生裝置,用于產生溶膠;溶膠噴射-循環裝置,用于形成溶膠射流靶;泵浦激光源,用于輸出泵浦激光;LPP-EUV發生裝置,為泵浦激光作用于溶膠射流靶提供反應環境。
首先由溶膠發生裝置產生溶膠,再經溶膠噴射-循環裝置而在LPP-EUV發生裝置內形成溶膠射流靶。由泵浦激光源輸出泵浦激光,進入LPP-EUV發生裝置后作用于溶膠射流靶。
所述的溶膠發生裝置的構成:流體介質通過噴嘴進入接受室,由于文丘里效應使得靶材納米顆粒被吸入接受室,流體介質與靶材納米顆粒經收縮管進入混合室,兩者混合后經擴散管而輸出為溶膠。所述的靶材納米顆粒首選錫、鋰及其化合物的納米顆粒。所述的流體介質首選氙氣、氫氣等不能與前述靶材發生反應的介質。
所述的溶膠噴射-循環裝置的構成:溶膠注入緩存池后,在第一循環動力泵的作用下通過第一輸送管道,經由溶膠噴射器而形成溶膠射流靶,進入溶膠收集器后又在第二循環動力泵的作用下通過第二輸送管道,終而返回至緩存池。
所述的LPP-EUV發生裝置的構成:泵浦激光通過光學窗片進入真空室后,經凸透鏡聚焦至溶膠射流靶而產生EUV輻射。所述的溶膠射流靶由溶膠噴射器在真空室內產生,并由溶膠收集器回收至循環系統。
與先技術相比,本發明具有以下顯著特點:
1.以溶膠射流靶替代金屬液滴靶,無需高溫加熱條件與液滴控制裝置,有利于提高LPP-EUV光源系統的運行穩定性。
2.基于該系統可以實現溶膠靶材的循環利用,從而提高其利用率并能抑制殘余物質對光學元件所造成的污染。
附圖說明
圖1是本發明基于溶膠射流靶的LPP-EUV光源系統結構示意圖。
圖2是本發明中溶膠發生裝置的結構示意圖。
圖3是本發明中溶膠噴射-循環裝置和LPP-EUV發生裝置的結構示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例和附圖對本發明作進一步說明,但不應以此限制本發明的保護 范圍。
請先參閱圖1,圖1是本發明基于溶膠射流靶的LPP-EUV光源系統結構示意圖。由圖1可見,本發明基于溶膠射流靶的LPP-EUV光源系統的構成包括溶膠發生裝置1、溶膠噴射-循環裝置2、泵浦激光源3和LPP-EUV發生裝置4。由溶膠發生裝置1產生溶膠M1,經溶膠噴射-循環裝置2而在LPP-EUV發生裝置4內形成溶膠射流靶。由泵浦激光源3輸出泵浦激光L1,進入LPP-EUV發生裝置4后作用于溶膠射流靶。
請參閱圖2,圖2是本發明中溶膠發生裝置的結構示意圖。由圖2可見,噴嘴101置于接受室102內部,接受室102、收縮管103、混合室104、擴散管105依次連接。流體介質C1通過噴嘴101進入接受室102,由于文丘里效應使得靶材納米顆粒C2經吸入口G1進入接受室102,流體介質C1與靶材納米顆粒C2經收縮管103進入混合室104,兩者混合后通過擴散管105經輸出口G2而輸出為溶膠M1。所述的流體介質C1可選用氙氣,所述的靶材納米顆粒C2可選用錫納米顆粒。
請參閱圖3,圖3是本發明中溶膠噴射-循環裝置和LPP-EUV發生裝置的結構示意圖。由圖3可見,緩存池201、第一循環動力泵202a和溶膠噴射器203a由第一輸送管道204a依次連接、溶膠收集器203b、第二循環動力泵202b和緩存池201由第二輸送管道204b依次連接。溶膠M1進入緩存池201后,在第一循環動力泵202a的作用下通過第一輸送管道204a,經由溶膠噴射器203a而形成溶膠射流靶M2,進入溶膠收集器203b后又在第二循環動力泵202b的作用下通過第二輸送管道204b,終而返回至緩存池201。由圖3可見,光學窗片401設置在真空室402的側壁之上,泵浦激光L1通過光學窗片401進入真空室402,沿泵浦激光L1傳播方向設置透鏡403,在真空室402內還設置有溶膠噴射器203a和溶膠收集器203b,由溶膠噴射器203a產生溶膠射流靶M2,泵浦激光L1經凸透鏡403聚焦至溶膠射流靶M2而產生EUV輻射L2。

關 鍵 詞:
基于 溶膠 射流 LPPEUV 光源 系統
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