激光等離子體光源收集鏡是極紫外光刻光學(xué)系統(tǒng)關(guān)鍵元件之一,收集鏡多層膜的性能決定了收集鏡性能的上限。相比于其他光學(xué)元件,收集鏡多層膜的沉積有其特殊性。首先,為濾除紅外光,收集鏡表面可能需要加工紅外光柵,多層膜需要在光柵這種微結(jié)構(gòu)上沉積;其次,收集鏡邊緣傾角大于45°,多層膜需要在這種大傾角下沉積。上述沉積條件均會(huì)降低多層膜反射率,因此需要研究多層膜在上述條件下的沉積過(guò)程,弄清楚相關(guān)機(jī)理,并提出對(duì)應(yīng)解決方案。本論文圍繞上述問(wèn)題,開(kāi)展了以下研究工作:1、具有光柵結(jié)構(gòu)的收集鏡基底上多層膜沉積研究。基于“幾何線追跡”磁控濺射鍍膜模型,提出了一種判斷光柵對(duì)沉積粒子是否遮擋的算法,并建立了大口徑曲面光柵上鍍膜的仿真模型。利用模型對(duì)具有紅外光柵結(jié)構(gòu)收集鏡基底鍍膜后表面的輪廓變化進(jìn)行仿真模擬,并且進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),采用透射電鏡測(cè)量了光柵上Mo/Si多層膜微觀結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真的結(jié)果高度吻合,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。最后基于上述模型計(jì)算得到了由于多層膜沉積導(dǎo)致的光柵缺陷部分占收集鏡整體面積的1.15%,光柵輪廓的改變對(duì)EUV反射率影響較小。2、建立了磁控濺射全物理模型,該模型包括了:1)由濺射靶刻蝕槽道形貌直... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：161 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

周期性Mo/Si多層膜多個(gè)界面相長(zhǎng)干涉示意圖

第1章緒論3CO2紅外驅(qū)動(dòng)激光激發(fā)為Sn等離子體；再經(jīng)過(guò)退激發(fā)輻射出13.5nm的工作光；輻射出的極紫外光經(jīng)過(guò)極紫外光源反射鏡（ExtremeUltra-violetsourcecollector）的反射聚焦，通過(guò)極紫外光刻機(jī)系統(tǒng)的IF(IntermediateFocus)點(diǎn)，進(jìn)入到光刻的照明系統(tǒng)(IlluminationOptics)中。極紫外光刻照明成像的工作原理是：極紫外光照明到極紫外光刻系統(tǒng)的掩膜板(Reticle或mask)上，得到掩模板圖案上的相干信息；經(jīng)過(guò)物鏡系統(tǒng)(ProjectionOptics)縮小成像，將掩模板的圖樣投影到涂有光刻膠的的晶板(wafer)上完成曝光過(guò)程。圖1.2極紫外光刻光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Figure1.2Thestructureoftheopticalsystemofextremeultravioletlithography光源系統(tǒng)是光刻最重要的系統(tǒng)之一，它是光刻的成像質(zhì)量、輸出功率、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、以及光刻機(jī)使用壽命等問(wèn)題的決定性因素之一，極大地影響極紫外光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。激光等離子體光源具有能量轉(zhuǎn)化效率高、輸出功率強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，成為極紫外光刻光源系統(tǒng)的首選方案。它具有Sn靶產(chǎn)生器，紅外驅(qū)動(dòng)激光發(fā)生器、極紫外光源反射鏡等結(jié)構(gòu)。極紫外光源系統(tǒng)中，收集鏡反射極紫外光時(shí)[7-9]，收集鏡表面的Mo/Si多層膜對(duì)極紫外光波段光的反射率如圖1.3所示。理論上，13.5nm的極紫外波段的反射率達(dá)到75%，而在紅外波段，多層膜結(jié)構(gòu)對(duì)于紅外光的反射率在90%以上[10]。光源中部分紅外激光會(huì)經(jīng)過(guò)反射鏡的反射進(jìn)入到照明系統(tǒng)。這些紅外光會(huì)對(duì)極紫外光刻元件造成熱損傷，降低極

激光等離子體極紫外光源收集鏡若干問(wèn)題研究4紫外光刻機(jī)的壽命。因此，需要在極紫外光刻系統(tǒng)中添加紅外光濾除元件，延長(zhǎng)光刻機(jī)使用壽命，實(shí)現(xiàn)極紫外光刻機(jī)的量產(chǎn)。圖1.3Mo/Si多層膜對(duì)極紫外的反射率Figure1.3ReflectivityofMo/Simultilayercoating目前極紫外光刻的紅外濾除裝置有透過(guò)式光柵薄膜濾光片、反射式光柵濾光裝置、具有光柵結(jié)構(gòu)的極紫外光刻收集鏡。透過(guò)式光柵薄膜濾光片和具有光柵結(jié)構(gòu)的極紫外光刻收集鏡的結(jié)構(gòu)如圖1.4所示。透過(guò)式光柵薄膜濾光片是由Zn、Si等材料制作的透過(guò)式光柵或者薄膜結(jié)構(gòu)，濾光片具有反射或吸收紅外光，透過(guò)極紫外光的特性。進(jìn)入照明系統(tǒng)的光會(huì)先經(jīng)過(guò)濾光片再聚焦到IF點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)濾除光源中紅外光的功能。濾光片對(duì)于紅外光的吸收率或反射率達(dá)到97%以上，對(duì)于極紫外光的透過(guò)率為70%左右。反射式濾光裝置是由相位光柵或閃耀光柵結(jié)構(gòu)為基底，表面上沉積Mo/Si多層膜，來(lái)提高光柵對(duì)極紫外光的反射率。反射式濾光裝置放置在收集鏡與IF點(diǎn)之間。從收集鏡反射的極紫外光經(jīng)過(guò)光柵的反射進(jìn)入到IF點(diǎn)；紅外光經(jīng)過(guò)光柵的衍射，將紅外光大部分能量從0級(jí)轉(zhuǎn)移到其他級(jí)次上。從而減少進(jìn)入極紫外光照明系統(tǒng)的紅外光光強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)紅外光的濾除。由于紅外衍射光柵表面沉積Mo/Si多層膜結(jié)構(gòu)，因此它對(duì)極紫外光反射率的損耗大部分來(lái)自于多層膜結(jié)構(gòu)本身，所以反射光柵結(jié)構(gòu)本身對(duì)極紫外光損耗達(dá)到20%以上。由于反射光柵對(duì)極紫外光反

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高精度光學(xué)元件支撐裝置面形復(fù)現(xiàn)性分析與測(cè)量[J]. 王輝,周烽,王麗萍,于杰,金春水.  中國(guó)激光. 2013(12)
[2]Xe介質(zhì)極紫外光源時(shí)間特性及最佳條件研究[J]. 趙永蓬,徐強(qiáng),肖德龍,丁寧,謝耀,李琦,王騏.  物理學(xué)報(bào). 2013(24)
[3]32nm節(jié)點(diǎn)極紫外光刻掩模的集成研制[J]. 杜宇禪,李海亮,史麗娜,李春,謝常青.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2013(10)
[4]CO2激光等離子體極紫外光源收集鏡研究[J]. 朱新旺,王新兵,傅焰峰,盧彥兆,石玉華.  激光技術(shù). 2010(06)
[5]關(guān)于光學(xué)元件波面測(cè)量中的功率譜密度[J]. 于瀛潔,李國(guó)培.  計(jì)量學(xué)報(bào). 2003(02)
[6]光學(xué)薄膜自動(dòng)設(shè)計(jì)（Ⅰ）—評(píng)價(jià)函數(shù)的構(gòu)成[J]. 唐晉發(fā),蔣百川,鄭權(quán).  浙江大學(xué)學(xué)報(bào). 1979(03)

博士論文
[1]極紫外投影光刻中若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 金春水.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2003



本文編號(hào)：3442411