具有半波帶結(jié)構(gòu)的極紫外光源收集鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及極紫外（ExtremeUltraviolet，EUV)光源收集鏡技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及 一種具有半波帶結(jié)構(gòu)的極紫外光源收集鏡的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，極紫外光刻（EUVLithograph，EUVL)技術(shù)得到廣泛的發(fā)展。EUVL使用 13. 5nm波長光源作為工作波段，能夠?qū)崿F(xiàn)十幾納米，甚至幾納米的光刻線寬，進而極大的增 加集成電路的集成度，對電子設(shè)備的小型化、低功耗發(fā)展具有極其重要的意義。
[0003] 極紫外光刻設(shè)備一般由極紫外光源、照明系統(tǒng)和投影物鏡組成。其中，極紫外光源 提供了光刻曝光所需的極紫外輻射。具有大功率和高純度光譜的極紫外光源是實現(xiàn)極紫外 光刻量產(chǎn)的前提條件，也是目前極紫外光刻技術(shù)的難點之一。
[0004] 目前，極紫外輻射可以由同步輻射和高溫高密度等離子體輻射產(chǎn)生。在實際工程 中，基于高溫高密度等離子體輻射的極紫外光源更具實用價值。根據(jù)等離子體的不同激發(fā) 原理，極紫外光源又可分為放電等離子體（Discharge Produced Plasma，DPP)光源和激光 等離子體（Laser Produced Plasma，LPP)光源兩種類型。前者利用電極間的高壓放電激發(fā) 等離子體，但由于等離子體距離電極較近，不可避免的對電極產(chǎn)生熱損傷以及碎片撞擊，限 制了DPP光源的應(yīng)用。后者利用驅(qū)動激光轟擊靶材激發(fā)等離子體，能夠?qū)崿F(xiàn)大功率、穩(wěn)定的 極紫外光輸出，近年來被廣泛的研究與應(yīng)用。
[0005] 應(yīng)用于極紫外光刻技術(shù)的LPP光源一般由驅(qū)動光源、靶材系統(tǒng)和收集系統(tǒng)構(gòu)成。 其中，驅(qū)動光源一般選用能夠?qū)崿F(xiàn)大功率輸出的氣態(tài)激光器，如C02激光器等；靶材系統(tǒng)由 靶材和靶材傳輸機構(gòu)組成，常見的靶材有Sn液滴靶，Xe氣體靶等；收集系統(tǒng)是收集等離子 體福射出的極紫外光束，并將其匯聚到中間焦點（IntermediateFocus，IF)的裝置，一般使 用鍍有極紫外光反射膜的橢球面收集鏡來實現(xiàn)這一功能。同時，為了降低碎片對極紫外光 刻設(shè)備中照明系統(tǒng)的損傷，提高出射光的光譜純度，還會在LPP光源中設(shè)置除碎片系統(tǒng)和 光譜純化系統(tǒng)等。LPP光源中，經(jīng)橢球面收集鏡收集的光線包括極紫外光、深紫外光（Deep Ultraviolet，DUV)以及來自驅(qū)動光源的紅外光（Infrared，IR)。其中，紅外光產(chǎn)生的熱效 應(yīng)會嚴重縮短極紫外光刻設(shè)備中光學(xué)元件的使用壽命。對此，研究人員提出了多種解決方 案。
[0006] 2014年，荷蘭學(xué)者MuharremBayraktar等人設(shè)計了一種具有菲涅爾半波帶結(jié)構(gòu) 的光源收集鏡（OPTICSEXPRESS，22 (7)，8633-8639, 2014)，利用波帶片原理使紅外光"再聚 焦"，匯聚到驅(qū)動光源和靶材系統(tǒng)的作用點，實現(xiàn)了出射端對紅外光的抑制，同時，能夠促進 等離子體的激發(fā)。這種方法新穎有效，同時還可以衍生出其他具有半波帶結(jié)構(gòu)的極紫外光 源收集鏡的設(shè)計方案。
[0007] 關(guān)于這種具有半波帶等微結(jié)構(gòu)的極紫外光源收集鏡的制作，一般是采用投影光刻 方法：首先，通過計算設(shè)計出半波帶圖案，并制作成掩模板；然后使用曝光光源通過掩模板 照射涂有光刻膠的收集鏡，使光刻膠感光，形成半波帶圖案；再經(jīng)過鍍膜或者刻蝕以及洗膠 等工藝制成具有半波帶結(jié)構(gòu)的極紫外光源收集鏡。顯然，收集鏡上的半波帶圖案極大地依 賴于掩模板的質(zhì)量。這不僅增加了制作成本，同時還會引入不必要的圖案誤差，降低光源效 率。金剛石車削（DiamondTurning)方法也可以被用來在收集鏡上制作微結(jié)構(gòu)，但加工工 序復(fù)雜、制作周期長、存在誤差等因素制約了這種方法的有效應(yīng)用。
[0008] 綜上所述，鑒于具有半波帶結(jié)構(gòu)的極紫外光源收集鏡的實用價值，一種在極紫外 光源收集鏡上簡單準確的制作具有光譜純化功能的半波帶結(jié)構(gòu)的方法是具有重要現(xiàn)實意 義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了解決現(xiàn)有制作極紫外光源收集鏡的方法存在的成本高，同時還會引入不必要 的圖案誤差的問題，本發(fā)明提供一種具有半波帶結(jié)構(gòu)的極紫外光源收集鏡的制作方法，可 以簡單準確的在極紫外光源收集鏡上制作具有光譜純化功能的半波帶結(jié)構(gòu)。
[0010] 本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
[0011] 本發(fā)明的具有半波帶結(jié)構(gòu)的極紫外光源收集鏡的制作方法，包括以下步驟：
[0012] 步驟一、基底清洗
[0013] 利用超聲波清洗機對光源收集鏡進行超聲波清洗、酒精烘干，去除表面污染物；
[0014] 步驟二、涂膠
[0015] 在光源收集鏡的橢球面上旋涂在曝光光源輻照下能夠產(chǎn)生具有抗蝕功能的材料， 形成涂層；
[0016] 步驟三、曝光
[0017] 搭建曝光光路：沿光軸依次設(shè)置曝光光源、擴束器、光源收集鏡、曲面半反半透鏡 和曲面反射鏡，所述曲面半反半透鏡的焦點和曲面反射鏡的焦點分別與光源收集鏡的橢球 面所在橢球的第一焦點匕和第二焦點F2重合，所述曲面半反半透鏡與曲面反射鏡均能對平 行光進行反射形成球面波，所述光源收集鏡的橢球面所在橢球的焦距等于曝光光源輸出的 激光波長四分之一的奇數(shù)倍；
[0018] 通過兩相干點光源干涉在光源收集鏡的橢球面上形成干涉條紋，使橢球面上的涂 層感光來完成曝光：所述曝光光源輸出的激光經(jīng)擴束器擴束后形成平行的入射光，入射光 經(jīng)光源收集鏡中間的通孔照射在曲面半反半透鏡表面，所述曲面半反半透鏡對一部分入射 光反射形成第一反射光即第一球面波，對另一部分入射光透射形成透射光照射在曲面反射 鏡表面，所述曲面反射鏡對透射光反射形成第二反射光即第二球面波，所述第一反射光和 第二反射光均照射在光源收集鏡的橢球面上；所述第一球面波的球心與曲面半反半透鏡的 焦點、光源收集鏡的第一焦點Fi重合，所述第二球面波的球心與曲面反射鏡的焦點、光源收 集鏡的第二焦點F2重合，所述第一球面波和第二球面波在光源收集鏡的橢球面上發(fā)生干涉 形成干涉條紋，同時使橢球面上的涂層感光完成曝光；
[0019] 步驟四、烘烤
[0020] 將曝光后的光源收集鏡放置在烘箱中進行烘烤；
[0021] 步驟五、顯影
[0022] 采用溶劑清洗光源收集鏡，去除光源收集鏡的橢球面上未曝光區(qū)域的涂層；
[0023] 步驟六、刻蝕
[0024] 采用刻蝕液在具有半波帶圖案的光源收集鏡的橢球面上刻蝕掉部分基底，刻蝕厚 度為曝光光源輸出的激光波長的四分之一；
[0025] 步驟七、去膠
[0026] 利用等離子體去膠機去除光源收集鏡的橢球面上經(jīng)曝光后的涂層，使半波帶結(jié)構(gòu) 露出；
[0027] 步驟八、鍍膜
[0028] 在具有半波帶結(jié)構(gòu)的光源收集鏡的橢球面上鍍制一層極紫外反射膜，完成具有半 波帶結(jié)構(gòu)的極紫外光源收集鏡的制作。
[0029] 進一步的，步驟二中，在曝光光源福照下能夠產(chǎn)生具有抗蝕功能的材料為感光材 料或感熱材料。
[0030] 進一步的，所述感熱材料為采用熱交聯(lián)計算機直接制版材料，由紅外吸收染料、可 溶性酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂和鑰鹽組成。
[0031] 進一步的，所述曲面半反半透鏡和曲面反射鏡結(jié)構(gòu)相同，是一種由對0)2激光透明 的材料制成的拋物面鏡；所述曲面半反半透鏡表面鍍有半反半透膜，所述曲面半反半透鏡 口徑大于經(jīng)擴束器進行擴束的平行光的直徑；所述曲面反射鏡表面鍍有高反膜。
[0032] 進一步的，步驟四中，烘烤條件為：100°C下烘烤lmin。
[0033] 進一步的，所述曲面半反半透鏡與曲面反射鏡的放置方式有四種，分別為：曲面半 反半透鏡的第一內(nèi)表面和曲面反射鏡的第二內(nèi)表面同時與光源收集鏡的橢球面相對；曲面 半反半透鏡的第一外表面和曲面反射鏡的第二外表面同時與光源收集鏡的橢球面相對；曲