基于椭球面镜-球面镜组合光收集的LPP-EUV光源系统技术方案

一种基于椭球面镜‑球面镜组合光收集的LPP‑EUV光源系统，包括泵浦激光脉冲源、带有光学窗片的真空室、凸透镜、靶材、椭球面镜和球面镜。由泵浦激光脉冲源产生泵浦激光脉冲，泵浦激光脉冲通过光学窗片进入真空室，再经凸透镜聚焦而作用于靶材。泵浦激光脉冲作用于靶材而产生EUV光辐射，所产生的EUV光辐射经球面镜和椭球面镜反射而聚焦。本发明专利技术采用椭球面镜‑球面镜组合的方式提高EUV光收集效率，从而进一步提升LPP‑EUV光源的功率输出能力。

【技术实现步骤摘要】
基于椭球面镜-球面镜组合光收集的LPP-EUV光源系统
本专利技术涉及激光等离子体型极紫外(LPP-EUV)光刻光源，特别是一种基于椭球面镜-球面镜组合光收集的LPP-EUV光源系统。
技术介绍
随着电子信息产业的飞速发展，半导体制造工艺水平大幅度提升，光刻技术正在迈向10nm乃至7nm以下的分辨尺寸节点。光刻光源的波长已从436nm(Hg-g)、365nm(Hg-i)发展到248nm(KrF)、193nm(ArF)和157nm(F2)，正在向13.5nm(EUV)等更短波长发展。根据EUV光源的产生方式，其类型主要包括同步辐射型光源、放电等离子体型光源和激光等离子体(LPP)型光源等。同步辐射型光源通过改变磁场中带电粒子的运动状态而产生EUV光辐射，其装置体积庞大、结构复杂且造价较高。放电等离子体型光源通过高压放电击穿物质形成等离子体的方式产生EUV光辐射，其装置结构较简单，但碎屑污染程度较为严重。LPP-EUV光源则通过高功率激光照射靶材(Sn或Xe等)形成等离子体的方式产生EUV光辐射。此类光源的发光区域较小，具有良好的可控性和稳定性，已成为最具有应用潜力的光刻光源。常见的LPP-EUV光源多采用单个椭球面光收集镜，利用此方式通常仅能实现较小立体角内的EUV光收集(NaturePhotonics,2010,4(1):24-26)。为了推动EUV光刻技术的产业化进程，需进一步提高EUV光收集效率，从而提升LPP-EUV光源的功率输出能力。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于椭球面镜-球面镜组合光收集的LPP-EUV光源系统，旨在通过采用椭球面镜-球面镜组合的方式提高EUV光收集效率，从而进一步提升LPP-EUV光源的功率输出能力。本专利技术的技术解决方案如下：一种基于椭球面镜-球面镜组合光收集的LPP-EUV光源系统，其特点在于，包括泵浦激光脉冲源、带有光学窗片的真空室、凸透镜、靶材、椭球面镜和球面镜，所述的椭球面镜、球面镜与凸透镜共轴地置于所述的真空室内，且所述的椭球面镜的第一焦点、球面镜的球心与凸透镜的焦点重合，所述的靶材置于所述的椭球面镜的第一焦点处，由所述的泵浦激光脉冲源产生的泵浦激光脉冲通过所述的光学窗片进入所述的真空室，再经所述的凸透镜聚焦而作用于靶材，所述的泵浦激光脉冲作用于靶材产生EUV光辐射，该EUV光辐射经所述的球面镜和椭球面镜反射而聚焦于所述的椭球面镜的第二焦点处。所述的EUV光辐射包括背向EUV光辐射和前向EUV光辐射，所述的背向EUV光辐射直接经所述的椭球面镜反射而聚焦于所述的椭球面镜的第二焦点处；所述的前向EUV光辐射先经所述的球面镜反射，再由所述的椭球面镜反射而聚焦于椭球面镜的第二焦点处。与先技术相比，本专利技术具有以下显著特点：1、本专利技术利用椭球面镜-球面镜组合的方式提高EUV光收集效率，从而提升了LPP-EUV光源的功率输出能力。2、本专利技术不仅结构简单，且能有效实现较大立体角内的EUV光收集。附图说明图1是本专利技术基于椭球面镜-球面镜组合光收集的LPP-EUV光源系统结构示意图。图2是本专利技术中背向EUV光收集原理示意图。图3是本专利技术中前向EUV光收集原理示意图。具体实施方式下面通过实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。请先参阅图1，图1是本专利技术基于椭球面镜-球面镜组合光收集的LPP-EUV光源系统结构示意图。由图1可见，本专利技术基于椭球面镜-球面镜组合光收集的LPP-EUV光源系统，包括泵浦激光脉冲源1、带有光学窗片2的真空室3、凸透镜4、靶材5、椭球面镜6和球面镜7，所述的椭球面镜6、球面镜7与凸透镜4共轴地置于所述的真空室3内，且所述的椭球面镜6的第一焦点、球面镜7的球心与凸透镜4的焦点重合，所述的靶材5置于所述的椭球面镜6的第一焦点O1处，由所述的泵浦激光脉冲源1产生的泵浦激光脉冲L1通过所述的光学窗片2进入所述的真空室3，再经所述的凸透镜4聚焦而作用于靶材5，所述的泵浦激光脉冲L1作用于靶材5产生EUV光辐射L2，该EUV光辐射L2经所述的球面镜7和椭球面镜6反射而聚焦于椭球面镜6的第二焦点O2处。所述的EUV光辐射L2包括背向EUV光辐射L201和前向EUV光辐射L202，背向EUV光辐射沿泵浦激光脉冲L1入射方向具有反向的传播速度分量。而前向EUV光辐射沿泵浦激光脉冲L1入射方向具有正向的传播速度分量。请参阅图2，图2是本专利技术中背向EUV光收集原理示意图。由图2可见，所述的背向EUV光辐射L201直接经椭球面镜6反射而聚焦于椭球面镜6的第二焦点O2处。请再参阅图3，图3是本专利技术中前向EUV光收集原理示意图。由图3可见，所述的前向EUV光辐射L202先经球面镜7反射，再由椭球面镜6反射而聚焦于椭球面镜6的第二焦点O2处。实验表明，本专利技术利用椭球面镜-球面镜组合的方式提高EUV光收集效率，从而提升了LPP-EUV光源的功率输出能力。本专利技术不仅结构简单，且能有效实现较大立体角内的EUV光收集。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于椭球面镜-球面镜组合光收集的LPP-EUV光源系统，其特征在于，包括泵浦激光脉冲源(1)、带有光学窗片(2)的真空室(3)、凸透镜(4)、靶材(5)、椭球面镜(6)和球面镜(7)，所述的椭球面镜(6)、球面镜(7)与凸透镜(4)共轴地置于所述的真空室(3)内，且所述的椭球面镜(6)的第一焦点、球面镜(7)的球心与凸透镜(4)的焦点重合(O1)，所述的靶材(5)置于所述的椭球面镜(6)的第一焦点(O1)处，由所述的泵浦激光脉冲源(1)产生的泵浦激光脉冲(L1)通过所述的光学窗片(2)进入所述的真空室(3)，再经所述的凸透镜(4)聚焦而作用于靶材(5)，所述的泵浦激光脉冲(L1)作用于靶材(5)产生EUV光辐射(L2)，该EUV光辐射(L2)经所述的球面镜(7)和椭球面镜(6)反射而聚焦于椭球面镜(6)的第二焦点(O2)处。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于椭球面镜-球面镜组合光收集的LPP-EUV光源系统，其特征在于，包括泵浦激光脉冲源(1)、带有光学窗片(2)的真空室(3)、凸透镜(4)、靶材(5)、椭球面镜(6)和球面镜(7)，所述的椭球面镜(6)、球面镜(7)与凸透镜(4)共轴地置于所述的真空室(3)内，且所述的椭球面镜(6)的第一焦点、球面镜(7)的球心与凸透镜(4)的焦点重合(O1)，所述的靶材(5)置于所述的椭球面镜(6)的第一焦点(O1)处，由所述的泵浦激光脉冲源(1)产生的泵浦激光脉冲(L1)通过所述的光学窗片(2)进入所述的真空室(3)，再经所述的凸透镜(4)聚焦而作用于靶材(5)，所述的泵浦激光脉冲(L1)作用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宗昕，冷雨欣，王成，程欣，王关德，孙海轶，彭宇杰，王雪培，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31