專利名稱：用于激光等離子體極紫外光刻光源的光譜純化濾波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及極紫外光刻，特別是一種用于激光等離子體極紫外光刻光源的光譜純化濾波裝置.
背景技術(shù)：
波長為13.5nm土 1%的極紫外(EUV)光源被普遍認(rèn)為是繼193nm的成下一代光刻光源，激光等離子體極紫外光源(LPP)尤其被各國科學(xué)家普遍關(guān)注。LPP通過把高功率、高重頻的激光束聚焦在呈液滴狀態(tài)的錫或鋅靶丸上產(chǎn)生等離子體電磁輻射，再經(jīng)過收集器、光譜純化濾波單元將期望波長光譜收集聚焦到中間焦點上。由于等離子不僅輻射出
13.5nm±l%的帶內(nèi)光譜，還包括在除帶內(nèi)光譜外的帶外光譜。必須采用光譜純化濾波技術(shù)把帶外光譜能量濾除掉，才能滿足EUV曝光系統(tǒng)的需求。先在技術(shù) l“Spectral purity filter, lithographic apertures, and method formanufacturing a spectral purity filter”(美國專利 2012/0154778AI)公開了一種光譜純凈濾波方法，該方法首先在硅材料基底上制作出具有圓形或者正六邊形的網(wǎng)格，然后在網(wǎng)格上鍍膜實現(xiàn)光譜純化。該方法能夠?qū)ΣㄩL大于I Pm，尤其是波長大于10 的紅外光譜進(jìn)行強烈反射，而對于波長小于IOOnm的光譜具有很高的透過率?，F(xiàn)在技術(shù)I對于紅外光譜具有較高的反射率，對于帶外波段中的深紫外-可見光波段效果不明顯，必須配合其他光譜純凈濾波技術(shù)，才能得到較為純凈的13.5nm±l%光P曰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種用于激光等離子體極紫外光刻光源的光譜純化濾波裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，使激光等離子體輻射的光譜純化。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:—種用于激光等離子體極紫外光刻光源的光譜純化濾波裝置，特點在于其構(gòu)成依次包括表面鍍膜的第一光柵、對于13.5nm光譜具有高透過率的薄金屬片和表面鍍膜的第二光柵，第一光柵、薄金屬片和第二光柵的表面相互平行，第一光柵和第二光柵具有相同的結(jié)構(gòu)，所述的第一光柵和第二光柵的線條方向相互垂直，第一光柵和第二光柵的光柵常數(shù)為10 150nm，占空比為40% 60%，厚度為I 10_。所述的第一光柵和第二光柵由娃材料制成，表面鍍有ZrSi2或MoSi2薄膜,對大于IOOnm波長的光譜有強烈的反射作用。所述的第一光柵和第二光柵的光柵常數(shù)典型值為lOOnm。所述的薄金屬片由鋯或鑰制成，厚度為0.1 5mm，對于波長小于IOnm的極紫外光譜具有較高的反射率。本發(fā)明的優(yōu)點是:I本發(fā)明采用的是一維光柵，工藝上容易制作，成本低廉。
2所述的第一光柵和第二光柵的表面與光軸夾角為30° 60° ,能夠?qū)⒉ㄩL大于IOOnm的光譜反射出腔體，反射光譜可以作為探測信號，同時避免了對靶腔的加熱作用。3采用第一光柵、第二光柵和薄金屬片三者對帶外光譜進(jìn)行濾除，降低了每個器件的熱負(fù)載，提聞了系統(tǒng)穩(wěn)定性。


圖1為本發(fā)明一種用于激光等離子體極紫外光刻光源的光譜純化濾波裝置18的第一光柵11、薄金屬片12和第二光柵13的相對位置關(guān)系2為本發(fā)明所述的第一光柵11或第二光柵13的前視圖。圖3為采用本發(fā)明的激光等離子體光刻光源結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。先請參閱圖3，圖1為本發(fā)明一種用于激光等離子體極紫外光刻光源的光譜純化濾波裝置的第一光柵11、薄金屬片12和第二光柵13的相對位置關(guān)系圖，由圖1可見，本發(fā)明所述的光譜純化濾波裝置的構(gòu)成依次包括表面鍍膜的第一光柵11、對于13.5nm光譜具有高透過率的薄金屬片12和表面鍍膜的第二光柵13,第一光柵11和第二光柵13的線條方向相互垂直，光柵常數(shù)為10 150nm，占空比為40% 60%，厚度為I 10mm。所述的第一光柵11和第二光柵13由硅材料制成，表面鍍有ZrSi2或MoSi2薄膜，對波長大于IOOnm的光譜有強烈的反射作用。所述的第一光柵11和第二光柵13的光柵常數(shù)典型值為lOOnm。所述的薄金屬片12由鋯或鑰制成，厚度為0.1 5mm，對于波長小于IOnm的極紫
外光譜具有較高的反射率。圖2為本發(fā)明所述的第一光柵11的前視圖。第一光柵11與第二光柵13的結(jié)構(gòu)相同，外形尺寸典型值為200mm*200mm，光柵常數(shù)為10 150nm，例如lOOnm，占空比為40% 60%。所述光柵采用硅材料制成，通過光刻工藝制作，表面鍍有ZrSi2或MoSi2膜。圖3為采用本發(fā)明的激光等離子體光刻光源結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，與激光等離子體光刻光源光軸19平行的波長為10.6微米的高功率、高重頻CO2激光束1，經(jīng)過聚光鏡2聚焦到等離子體腔5中的錫液滴3上(由液滴發(fā)生器產(chǎn)生，圖中省略)。激光束I的聚焦點與錫液滴3相互作用后，產(chǎn)生高溫等離子體。高溫等離子體的電磁輻射除了帶內(nèi)光譜10夕卜，還包括極紫外-深紫外-可見光帶外光譜9。收集器4將所有的波段電磁輻射收集，通過第一窗口 14輸出到光譜純化濾波真空腔6，聚焦到中間焦點17上，最后入射到光刻照明系統(tǒng)7。進(jìn)入光譜純化濾波真空腔6的光譜除上述的帶外光譜9和帶內(nèi)光譜10外，還包括由激光驅(qū)動源產(chǎn)生的波長為1.06 y m和10.6 y m的帶外光譜8。本發(fā)明光譜純化濾波裝置18 (包含第一光柵11、薄金屬片12和第二光柵13)置于光譜純化濾波真空腔6內(nèi)，第一光柵11和第二光柵13的光柵表面與激光等離子體光刻光源光軸19光軸的夾角為為30° 60°可調(diào)(圖中省略了用于固定、保持相對平行關(guān)系和調(diào)節(jié)角度的機械支架)，本實施例的典型值為45°，與將帶外光譜8和帶外光譜9濾除，帶內(nèi)光譜10則可以通過光譜純化濾波裝置18聚焦到中間焦點17處，帶內(nèi)光譜10通過第二窗口 16后輸出到光刻照明系統(tǒng)7。第一光柵11和第二光柵13相互配合使用，對波長為IOOnm以上的帶外光譜有強烈的反射作用。厚度為0.1 5mm的薄金屬片12由錯或鑰制成,能夠濾除波長在IOOnm以下的帶外光譜。帶外光譜8和9被本發(fā)明光譜純化濾波裝置18反射后通過第三窗口 15，可用于監(jiān)測激光束I聚焦點與鋅液滴3相互作用的情況(圖中省略了監(jiān)測器)。另一方面可以減小對腔體的加熱作用。
權(quán)利要求
1.一種用于激光等離子體極紫外光刻光源的光譜純化濾波裝置，特征在于其構(gòu)成依次包括表面鍍膜的第一光柵(11)、對于13.5nm光譜具有高透過率的薄金屬片(12)和表面鍍膜的第二光柵(13)，所述的第一光柵(11)、薄金屬片(12)和第二光柵(13)的表面三者平行，第一光柵(11)和第二光柵(13)具有相同的結(jié)構(gòu)，第一光柵(11)和第二光柵(13)的線條方向相互垂直，光柵常數(shù)為10 150nm，占空比為40% 60%，厚度為I 10mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光譜純化濾波裝置，其特征在于所述的第一光柵11和第二光柵13由硅材料制成，表面鍍有ZrSi2或MoSi2薄膜，對波長大于IOOnm的光譜有強烈的反射作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光譜純化濾波裝置，其特征在于所述的第一光柵(11)和第二光柵(13)的光柵常數(shù)為lOOnm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的光譜純化濾波裝置，其特征在于所述的薄金屬片(12)由鋯或鑰制成，厚度0.1 5mm，對于波長小于IOnm的極紫外光譜具有較高的反射率。
全文摘要
一種用于激光等離子體極紫外光刻光源的光譜純化濾波裝置，特點在于其構(gòu)成依次包括表面鍍膜的第一光柵、對于13.5nm光譜具有高透過率的薄金屬片和表面鍍膜的第二光柵，所述的第一光柵、第二光柵與薄金屬片表面互相平行，第一光柵和第二光柵的線條方向相互垂直，光柵常數(shù)為10～150nm，占空比為40%～60%，厚度為1～10mm。薄金屬片由鋯或鉬制成，厚度0.1～5mm。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，使激光等離子體輻射的光譜純化。
文檔編號G02B5/20GK103149618SQ201310093540
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者張運波, 曾愛軍, 黃惠杰 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所