[发明专利]EUV光源、曝光装置和一体式旋转结构制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种EUV光源、曝光装置和一体式旋转结构的形成方法。

背景技术

光刻(photolithography)是半导体器件制造工艺中的一个重要步骤，该步骤是利用曝光工艺和显影工艺在光刻胶层中形成光刻图形。然而，随着芯片的集成度的不断提高，这就要求光刻的特征尺寸不断减小。

曝光装置的分辨率(R)决定了光刻的最小特征尺寸，曝光系统的分辨率(R)满足关系式：R＝kλ/(NA)，其中k是与曝光工艺相关的系数，λ为曝光光源的波长，NA为曝光装置的光学系统的数值孔径。由前述关系式可知，可以通过两种途径提高曝光装置的分辨率：一种是增加光学系统的数值孔径；另外一种是减小曝光光源的波长。

研究人员曾经尝试通过增加光学系统的数值孔径的方法来提高分辨率，但是由于下一代光刻技术对最小特征尺寸存在非常苛刻的要求，需要光学提供具有非常大的数值孔径，这不仅使得光刻系统的制备和调制变得异常复杂，而且数值孔径的增大对光学系统的焦深有较大的限制。

因而，研究人员开始考虑另外一种方式也即减小曝光光源波长的方式来提高分辨率，极紫外(extreme ultraviolet，EUV)光源是最新发展起来的光源，极紫外光源产生的曝光光线的波长为13.5纳米，将极紫外光源应用于曝光系统时，能获得很小的光刻特征尺寸。

现有技术产生极紫外光的主流方式是激光产生等离子体辐射方式(Laser Produced Plasma，LPP)，该方式的原理是：激光源产生激光束轰击锡(Sn)靶材，由此激发等离子体，等离子向外辐射极紫外光。

现有的极紫外光源的结构，请参考图1，包括，锡滴喷嘴101，所述锡滴喷嘴101间隔的向下方喷吐锡滴102；激光源103，所述激光源103适于产生激光束104，所述激光束104经过透镜单元105汇聚后，轰击锡滴102，被轰击的锡滴102产生等离子体，等离子体辐射产生极紫外光108；聚光镜107，所述聚光镜107用于收集辐射的极紫外光108，并将辐射的极紫外光汇聚于中心焦点109。

但是现有的极紫外光源产生的极紫外光的功率仍较小，不能满足生产的要求。

发明内容

本发明解决的问题是怎样提高极紫外光源产生的极紫外光的功率。

为解决上述问题，本发明提供一种EUV光源，包括：

液滴阵列，所述液滴阵列包括呈环形排布的若干喷嘴，若干喷嘴适于依次向下方的环形辐射位置喷吐液滴；

激光源，适于产生激光束，使激光束从液滴阵列上方入射并旋转扫描，依次轰击到达环形辐射位置的液滴，液滴受到激光轰击时形成等离子体，等离子体辐射极紫外光；

一体式旋转结构，位于液滴阵列和激光源之间，所述一体式旋转结构包括聚光镜、与聚光镜的一体连接的电机驱动轴，所述聚光镜包括内凹的第一表面以及相对的第二表面，第一表面与液滴整列相对，第二表面与电机驱动轴相连接，所述第一表面包括偏心且倾斜的椭球形反射面以及包围椭球形反射面的非反射面，所述一体式旋转结构适于旋转扫描，旋转扫描时偏心且倾斜的椭球形反射面收集辐射的极紫外光，并将收集的极紫外光汇聚于环形辐射位置下方的中心焦点。

可选的，所述一体式旋转结构还包括与电机驱动轴一体连接的推力轴承。

可选的，若干喷嘴呈环形排布为呈圆环形排布，圆环上的相邻喷嘴之间的间距相等，且喷嘴均向圆环的中心方向倾斜第一角度。

可选的，所述环形辐射位置为呈圆环形的区域，所述环形辐射位置所在圆环平行于若干喷嘴所在圆环，且所述环形辐射位置所在圆环的半径小于若干喷嘴所在圆环的半径。

可选的，所述环形辐射位置所在圆环的圆心位于若干喷嘴所在圆环的圆心的正下方。

可选的，所述中心焦点位于所述环形辐射位置所在圆环的圆心与若干喷嘴所在圆环的圆心两者连线的延长线上。

可选的，所述环形辐射位置所在圆环的圆心与所述若干喷嘴所在圆环的圆心的连线构成第一光轴。

可选的，还包括无刷电机，所述无刷电机与所述电机驱动轴连接，所述无刷电机适于驱动所述一体式旋转结构以第一光轴为旋转轴旋转扫描，在激光束依次轰击到达环形辐射位置的液滴形成的辐射极紫外光时，椭球形反射面收集辐射的极紫外光，并将收集的辐射极紫外光反射后汇聚于中心焦点。

可选的，所述椭球形反射面具有第二光轴，所述第二光轴穿过位于环形辐射位置的液滴的中心，所述椭球形反射面的倾斜角度等于第一光轴和第二光轴的夹角。