本发明涉及半导体,其特别涉及一种极紫外光滤波装置和方法。
背景技术:
1、13.5nm波长的极紫外光源是新一代光刻技术,实现32nm或者更短特征波长的高分辨率成像的重要研究热点。目前基于高温高密度的等离子体辐射产生的极紫外光源具有结构简单、成本较低、易于集成、光源功率较高等优点,能够满足大规模工业生产(hvm)的需求,在未来半导体芯片制造行业中非常具有潜力。
2、在等离子体极端远紫外光(euv)光源发展的过程中,目前极紫外光刻机光源主要采取激光等离子体(lpp)、气体放电等离子体(dpp)和气体辅助放电等离子体(ldp)的高价sn离子或xe10+离子的能级跃迁来辐射13.5nm荧光。其中,气体放电等离子体(dpp)中利用直线箍缩装置(z-pinch)技术产生euv辐射已经是一种趋势。
3、由于等离子体极紫外光源的发光机制是自发辐射所以光源的相干性很差,在全息成像以及相干衍射成像(cdi)等方面的应用非常受限,而现有装置中通常是利用一个小孔对光源进行空间滤波,虽然能够让光源的相干性得到相应提高,但是在滤波过程中会有严重的光源能量损耗的问题,导致最后输出的光源强度非常弱。
技术实现思路
1、为了提高光源相干性,同时不损失光源能量并保障输出的光源强度的问题,本发明提供一种极紫外光滤波装置和方法。
2、本发明为解决上述技术问题,提供如下的技术方案:一种极紫外光滤波装置,包括极紫外光源以及从靠近极紫外光源到远离极紫外光源方向依次设置的滤波系统和扩束系统,所述滤波系统包括基板,所述基板上开设有多个均匀间隔设置的第一通孔,所述极紫外光源通过所述第一通孔进行滤波;所述扩束系统与所述滤波系统同轴平行间隔设置,所述扩束系统包括微透镜单元,所述微透镜单元包括焦距不同的第一微透镜和第二微透镜分别用于聚焦和扩束滤波后的极紫外光源,所述第一微透镜和所述第二微透镜阵列排布,其中,所述第一微透镜靠近所述滤波系统。
3、优选地,多个所述第一通孔的直径相同,所述第一通孔的直径范围为5um-10um。
4、优选地,所述第一微透镜的焦距小于所述第二微透镜的焦距。
5、优选地,所述第一微透镜和所述第二微透镜的表面形成有多层增透膜或反射膜。
6、优选地,所述第一微透镜和所述第二微透镜上均对应所述第一通孔开设有多个第二通孔,所述第二通孔的直径与所述第一通孔的直径相同。
7、优选地,所述极紫外光源通过无电极z-pinch系统发射。
8、优选地,所述无电极z-pinch系统与所述滤波系统之间的间距范围为30cm-50cm。
9、本发明为解决上述技术问题,提供又一技术方案如下:一种极紫外光滤波方法,采用如前述所述的极紫外光滤波装置实现,包括以下步骤:
10、将极紫外光源通过所述滤波系统进行滤波得到一级极紫外光;所述一级极紫外光传播至所述扩束系统,其中,通过所述第一微透镜进行聚焦,再通过所述第二微透镜进行扩束得到二级极紫外光。
11、优选地,对所述二级极紫外光进行全息成像得到终级极紫外光。
12、优选地,得到所述终级极紫外光后还包括对其进行聚焦和成像。
13、与现有技术相比,本发明所提供的一种极紫外光滤波装置和方法,具有如下的有益效果:
14、1、本发明的步骤中提供一种极紫外光滤波装置,包括极紫外光源以及从靠近极紫外光源到远离极紫外光源方向依次设置的滤波系统和扩束系统,滤波系统包括基板,基板上开设有多个均匀间隔设置的第一通孔,极紫外光源通过第一通孔进行滤波;扩束系统与滤波系统同轴平行间隔设置,扩束系统包括微透镜单元,微透镜单元包括焦距不同的第一微透镜和第二微透镜分别用于聚焦和扩束滤波后的极紫外光源,第一微透镜和第二微透镜阵列排布,其中,第一微透镜靠近滤波系统,即滤波系统与扩束系统中的第一微透镜和第二微透镜沿中心线平行间隔设置,再在基板上开设多个第一通孔,即在同一平面上通过多个第一通孔同时进行滤波,且每个第一通孔的滤波效果一致,还增加了光源透过的第一通孔数量,使得更多的能量通过,实现光源相干性提升的同时还能减少光源的功率损耗;再通过扩束系统的两块微透镜对滤波后的光源进行聚焦并扩束,保障输出的光源强度。
15、2、本发明的步骤中提供的多个第一通孔的直径相同,第一通孔的直径范围为5um-10um,此设置用于得到较好的空间相干度,通过控制第一通孔的直径能够在基板上尽可能多地设置第一通孔以满足输出的光源功率,提高输出的光源强度,降低对功率的损耗。
16、3、本发明的步骤中提供的第一微透镜的焦距小于第二微透镜的焦距,此设置使得第一微透镜能够对滤波后的光源进行聚焦,第二微透镜使聚焦后的光源进行扩束而产生平行光。
17、4、本发明的步骤中提供的第一微透镜和第二微透镜的表面形成有多层增透膜或反射膜,即增透膜利于光源的通过,反射膜对光源起到反射作用,两者都是为了减少光源的损失。
18、5、本发明的步骤中提供的第一微透镜和第二微透镜上均对应第一通孔开设有多个第二通孔,第二通孔的直径与第一通孔的直径相同,此设置使得第二通孔对于光源也存在一定的滤波功能,且多孔的结构满足了输出的光源功率,减少能量损耗。
19、6、本发明的步骤中极紫外光源通过无电极z-pinch系统发射,且无电极z-pinch系统与滤波系统之间的间距范围为30cm-50cm,控制无电极z-pinch系统与滤波系统的距离用于降低滤波系统对光源的空间相干性的影响,避免对光源成像造成影响。
20、7、本发明还提供一种极紫外光滤波方法,采用前述的极紫外光滤波装置实现,并基于极紫外光滤波装置所得到的二级极紫外光进行全息成像得到终级极紫外光,再对终级极紫外光进行聚焦和成像。
1.一种极紫外光滤波装置,其特征在于:包括极紫外光源以及从靠近极紫外光源到远离极紫外光源方向依次设置的滤波系统和扩束系统,所述滤波系统包括基板,所述基板上开设有多个均匀间隔设置的第一通孔,所述极紫外光源通过所述第一通孔进行滤波;
2.如权利要求1所述的极紫外光滤波装置,其特征在于:多个所述第一通孔的直径相同,所述第一通孔的直径范围为5um-10um。
3.如权利要求1所述的极紫外光滤波装置,其特征在于:所述第一微透镜的焦距小于所述第二微透镜的焦距。
4.如权利要求3所述的极紫外光滤波装置,其特征在于:所述第一微透镜和所述第二微透镜的表面形成有多层增透膜或反射膜。
5.如权利要求3所述的极紫外光滤波装置,其特征在于:所述第一微透镜和所述第二微透镜上均对应所述第一通孔开设有多个第二通孔,所述第二通孔的直径与所述第一通孔的直径相同。
6.如权利要求1所述的极紫外光滤波装置,其特征在于:所述极紫外光源通过无电极z-pinch系统发射。
7.如权利要求6所述的极紫外光滤波装置,其特征在于:所述无电极z-pinch系统与所述滤波系统之间的间距范围为30cm-50cm。
8.一种极紫外光滤波方法,其特征在于:采用如权利要求1所述的极紫外光滤波装置实现,包括以下步骤:
9.如权利要求8所述的极紫外光滤波方法,其特征在于:对所述二级极紫外光进行全息成像得到终级极紫外光。
10.如权利要求9所述的极紫外光滤波方法,其特征在于:得到所述终级极紫外光后还包括对其进行聚焦和成像。
