芯片技术发展及激光生产中的等离子体EUV光源（20字）

芯片|Vol 1 |2022年秋季杨，D.-K. 等人芯片1，1000191月11芯片评论PHOTONICSDOI：10.1016/j.chip.2022.100019激光生产的发展等离子体EUV光源杨德坤1，王杜1，黄秋实2，宋义1，刘伟，吴建3，李文学3，王占山2，唐霞辉4，徐红星5，刘胜1，桂&成群11武汉大学技术科学研究所，武汉430072 2同济大学物理科学与工程学院精密光学工程研究所先进微结构材料MoE教育部重点实验室，上海200092 3华东师范大学精密光谱学国家重点实验室，上海200241 4华中科技大学光电信息学院，武汉430074 5武汉大学物理与技术学院电子邮件：www.example.comyi.song @ whu.edu.cn（Yi Song），hxxu@whu.edu.cn（Hong-Xing Xu），shengliu@whu.edu.cn（Sheng Liu）Cite as：Yang，D.-K. 等人激光等离子体极紫外光源的研制Chip1，100019（2022）.https://doi.org/10.1016/j.chip.2022.100019收稿日期：2022年接受日期：2022年在线发布：2022年极紫外光刻（EUVL）已被证明可以满足新一代半导体制造的工业要求。高功率EUV光源的发展是EUVL在大批量制造（HVM）中的实施的长期关键挑战，以及其他技术，如光刻胶和掩模。理论研究和实验表明，CO2激光等离子体（LPP）系统是一种很有前途的EUVL光源，能够实现高转换效率和高输出功率。目前，ASML与此同时，其他研究小组在LPP极紫外光源的研制方面也取得了不同的进展然而，在他们的技术中，一些关键领域需要进一步改进，以满足5 nm节点及以下的要求急需改进的包括更高的激光功率、稳定的液滴生成系统和更长的收集器寿命。本文介绍了用于不同EUV光源的激光系统、液滴发生器和反射镜收集器的性能特点，以及最新的研制成果。关键词：极紫外光源，激光等离子体，锡靶，长寿命收集极介绍近50年来，半导体工业的发展和增长一直遵循摩尔微芯片中晶体管尺寸的不断缩小是由光刻技术的发展驱动的1第一个G线（436 nm波长）分步重复光刻系统出现在20世纪70年代后期，并且它显著地减小了芯片4上器件的特征尺寸。根据瑞利衍射极限的分辨力，在光刻中要得到较小的图形，缩短曝光波长（λ）比减小生产工艺参数k和增大数值孔径（NA）（5-7）更容易获得在这种情况下，光源继续变化，从用于g/h/i线（365 nm）8-浸没式ArF扫描器24-然而，为了进一步将特征尺寸缩小到5nm及以下，在用于多重图案化的单个功能层这意味着材料成本、设备成本和工艺复杂性的增加，同时产量控制变得具有挑战性。为了降低深紫外光刻的工艺复杂度，提出了使用13.5nm波长光源8的极紫外光刻（EUVL）。它被认为是制造5 nm节点及以下新一代半导体器件的前沿技术。EUVL的主要挑战是在大批量制造（HVM）中实现足够高的晶圆吞吐量困难在于任何中间介质对极紫外（EUV）光的高吸收。为了解决这个问题，实现了真空环境，并且用反射镜系统代替透镜系统进行成像。即使采取了这些措施，功率损耗仍然很大。对于具有Mo/Si多层反射膜的反射镜，EUV的最大反射率理论上只能达到75%左右。这种高损耗对EUV光源的功率提出了高要求。为了在60%的典型扫描器占空比下实现每小时100个晶片（WPH）的吞吐量，晶片表面处的功率应大于550mW31。但是，有很高的功率损耗，这主要是由于12个反射镜和掩模的反射率损失。此外，位于掩模顶部的表膜的有限透射率将进一步增加损失。这意味着在中间焦点处提供给曝光工具的EUV源功率必须大于200 W32。因此，需要开发高效、清洁和高功率的EUV光源。在以前的工作中，已经开发了四种基本技术来产生EUV光源：(1) 同步加速器辐射设施33(2) 放电产生等离子体（DPP）37审查DOI：芯片|Vol 1 |2022年秋季杨，D.-K. 等人芯片1，1000192月11日=−+联系我们×(3) 自由电子激光器44(4) 激光产生等离子体（LPP）47在激光等离子体的研究过程中，最引人注目的发现是随着靶物质原子序数（Z）的增加，激发光谱波长变短。在早期的研究中，在Z55范围内观察到目标的LPP发射光谱–随着Z的增加，发射峰波长从20 nm移动到4 nm63。然而，在短波长范围内的发射特性变得更加复杂，由于几个相邻阶段的4d-4f跃迁。因此，强孤立线的发射被抑制，导致没有明显的峰值波长。在最近的研究中，研究了更多具有不同Z的材料64。Sn被认为是最有希望的目标，因为它的激发光谱主要在13.5nm的Re-gion65，66.光谱主要来自4p64dn 4p54 dn+ 14 dn-14 f跃迁。这一业绩归因于以下事实：在不同的离子阶段，这些转变的线之间的重叠在自由电子激光器（FEL）中，电子束行进通过横向周期性磁场以放大电磁辐射67。类似于常规激光器，FEL可以被配置为放大器或振荡器68。自由电子激光器的谐振输出波长基本上是可调的，其表达式为λR（1K2）/γ2，其中K为归一化波荡器强度，γ为电子束的这表明较短的λ具有较低的峰值功率水平，这是由归一化波荡器强度引起的。在这种情况下，高增益谐波发生技术被认为是一种有前途的方法70在这种方法中，（相对）长波长激光的相干特性被转移到较短波长的自由电子激光输出。到目前为止，几个EUV和X射线自由电子激光设施已在世界各地建成，并应用于各种尖端研究68，69，73，74。尽管这些高增益自由电子激光满足光源应用的大多数标准，但需要进一步的技术进步来实现13.5 nm EUVL。这种改进的例子包括改进的相对低的重复率、显著的输出脉冲能量抖动和有限数量的用户光束线。为了进一步促进自由电子激光在EUVL中的应用，提出了几种改进方法75，76。然而，这些方案仍处于理论阶段，到目前为止还没有实际应用。EUV光源的另一种方法是SRF。当带电粒子在磁场中以接近光速的速度加速时，就会发出同步辐射。三种类型的磁性结构通常用于产生同步辐射：弯曲磁体、波荡器和摇摆器。弯曲磁体迫使电子沿着弯曲的路径移动在这种情况下，发射角是1/γ，其中γ是洛伦兹收缩因子78。当电子通过一个相对较弱的周期性磁场时，就会产生波动辐射。这弱磁场引起的波动振荡幅度小，辐射发射角小1/γ<$N，窄其中N是磁体周期的数量。与波荡器辐射一样，摇摆器辐射也在周期磁场中产生。不同之处在于摆动器辐射中使用的周期性磁场由于磁场强，振荡幅度大。它使摇摆器辐射角K/γ大于波荡器辐射角和偏转磁铁辐射角，其中K为回旋管偏转参数。使用同步辐射作为源的EUV成像实验已经研究了很长时间79上海同步辐射装置（SSRF）作为第三代同步辐射装置之一，其储存环由许多长直段组成，用于储存波荡器和摇摆器82。SSRF在项目的第一阶段有15条光束线，第二阶段已经完成。它为生命科学、化学科学、物理和材料科学、医学、地球和环境科学、跨学科、考古学和工业应用的研究领域提供设施。目前，SSRF的软X射线干涉光刻（XIL）光束线用于产生EUV光，其可以制造1D和2D周期性纳米结构33。结果表明，XIL光束线具有较高的性能，在400μ m ~ 400μ m的单次曝光区域内，可获得50 nm半间距的一维怎么--但由于SRF的器件结构复杂、体积庞大、成本较高，不适合用于HVM在DPP源的情况下，在靶材料中放电，产生发射具有EUV波长的辐射的等离子体。作为EUVL的潜在解决方案，已经建立或正在建立一些DPP项目。为了满足EUVL的要求，工作材料选择的主要标准是高转换效率（CE）和低产生的碎片。由于其清洁性，二氧化硫是DPP源的第一个排放材料候选者。但是基于Xe的DPP技术具有相当低的CE（0.5为了提高CE，一个简单的解决方案是选择在13.5nm处具有非常强的辐射峰的工作材料。因此，研究了Sn基DPP配置，这是由于其在1000 ° C下的强辐射峰。13.5 nm.使用具有固定电极的Sn基DPP技术，与Xe基DPP技术相比，可以实现1.4%-2%的更高CE范围然而，由于来自放电等离子体83的大的热负荷，将发生固定电极中的腐蚀。腐蚀的电极材料作为碎片污染物被引入到收集器上，这降低了收集器反射镜的寿命。为了减少阴极腐蚀，采用了由两个旋转电极组成的新型锡基DPP源39、40、43。通常，除了电极侵蚀之外，由Sn基DPP源产生的碎片可以分为三种不同类型：微粒或液体Sn液滴、慢原子-离子碎片和快离子碎片83。此外，通过使用移动电极，可以修改微粒的角分布：与固定电极DPP相比，微粒获得额外的动量，这允许减少Sn液滴碎片。通过增加电极速度41，可以进一步减少Sn液滴碎片。为了获得更高的EUV功率，Philips提出了一种基于旋转电极和辅助放电的创新SnDPP源系统39。因此，已经证明了在200 W下约2%的CE以2π球面度（sr）然而，对于各种DPP构型的光学器件，由慢原子-离子碎片和快离子碎片组成的碎片的防护问题为了克服DPP碎片带来的困难以及FEL和SRF的缺点，LPP成为极紫外光源辐射最有前途的技术。在LPP的情况下，靶材料被高功率激光脉冲蒸发、加热和离子化以在等离子体中发射EUV波长辐射。在LPP EUV源的早期开发中，首先考虑的是使靶材料的质量最小化以减少不必要的碎片的产生。为了限制与高功率激光相互作用的靶的尺寸从气体84-如DPP部分所述，由于13.5 nm处的辐射峰不强，因此，EAE具有相当低的CE。因此，目前的LPP靶材主要集中在Sn液滴上。ASML子公司Cymer和日本公司Gigaphoton是长期竞争对手，因为两家公司都在努力为EUVL开发高功率和典型的LPP源示意图如图所示。 131，88。它由五个主要部分组成审查DOI：芯片|Vol 1 |2022年秋季杨，D.-K. 等人芯片1，1000193月11日××+图 1 |LPP EUV源系统示意图。 转载请注明出处。88个。© 2017 Source Workshop.(a)高功率CO2激光器，包括主振荡器功率放大器（MOPA），（b）光束传输系统，包括聚焦和光束位置控制，（c）真空容器以产生Sn液滴，（d）收集器反射镜以聚焦EUV辐射，以及（e）计量模块。当CO2激光聚焦于真空容器产生的Sn液滴时，将发生激光-等离子体相互作用然后用光学计量模块测量等离子体分布，提供反馈以保持同步和最佳性能。最后，EUV光将由具有2π sr的椭球镜收集。Sn LPP人们对Sn LPP结构的EUV光源进行了大量的研究。就激发激光器而言，它们大多数可分为两类：10.6μ m波长的 CO2气体激光器和1064nm波长的Nd：YAG固体激光器本文专门研究了用Nd：YAG激光激发锡液滴产生等离子体的技术从激光到EUV光的CE在13.5 nm处为每2π51，62，84由于Nd：YAG激光系统的CE较低，需要进一步提高功率以满足HVM的要求实现所需的>550 mW的发射功率是一项重大挑战。理论和实验结果都表明，基于CO2激光系统的Sn LPP在实现高CE和高功率方面比基于Nd：YAG激光系统具有更大的潜力如图2所示，基于Nd：YAG激光系统的Sn LPP的CE在约5 × 10× 10 Wcm作为比较，在基于CO2激光器的Sn LPP系统中，CE随激光强度的增加而单调增加。但由于CO2激光聚焦能力的限制，当激光强度为2 × 10× 10 W cm进一步提高CE要求提高CO2激光器的功率，并提出了激光功率定标的解决方案。随着CO2激光器功率定标技术的发展，基于CO2激光系统的Sn LPP已被证明是产生高功率EUV光源91的最有前途的解决方案。由于激光器架构的改进，EUV功率缩放已经显著进步。历史上，采用三驱动激光器架构，并且相应的EUV功率如图所示。 392.这些架构包括无主振荡器（NOMO）、MOPA和具有预脉冲（PP）的MOPA93。NOMO技术通过在三个放大器的背面放置光栅或反射镜来产生等离子体当锡液滴到达最终聚焦元件的聚焦区域时，其充当反射镜建立激光腔，如图4所示。如果增益超过腔中的损耗，则产生相对高功率的激光束并将其传递到液滴以进行EUV辐射。该技术应用于ASML然而，这种配置仅产生8 kW激光功率和10 W EUV功率，平均CE约为0.8%94，95。为了通过激光功率缩放产生更高的EUV功率，提出了MOPA和MOPA PP技术（图5）93。这两种技术包括一个主振荡器，它产生一个激光脉冲种子的功率放大器的单通增益提取。种子脉冲由锡滴触发，因此激光脉冲和锡滴同时到达主焦点。MOPA技术首次与NXE：3100三级功率放大器系统相结合，用于2011年和2012年的研究。使用该配置收集30W的EUV功率。由于没有使用预脉冲技术，该架构获得了约1%的相对较低的CE。在MOPA架构中加入PP技术后，CE显著提高聚丙烯工艺原理图如图所示。 688. 使用两个激光脉冲：PP照射Sn图2|从激光到13.5 nm光的转换效率（CE）作为固体锡靶的激光输入强度的函数。转载请注明出处。90岁。© 2005 AIP Publishing LLC.审查DOI：芯片|Vol 1 |2022年秋季杨，D.-K. 等人芯片1，1000194月11日图 3|使用LPP源的历史EUV功率缩放趋势。 转载请注明出处。92个。2019年10月19日，SPIE图4| NXE：3100 EUV光源中使用的NOMO技术示意图。转载请注明出处。93个。©2015 SPIE.图5| NXE：3100 MOPA预脉冲EUV光源示意图。转载请注明出处。93个。©2015 SPIE.在一个实施例中，主脉冲聚焦到Sn云靶上以产生扩展的Sn云靶，然后另一个主脉冲聚焦到Sn云靶上以产生所需的13.5nm等离子体作为EUV光源。图7示出了CE和由PP93形成的目标尺寸之间的关系。事实上，MOPA+ PP技术图 6|目标形成和EUV产生过程的空间视图。转载自Ref。88个。© 2017 Source Workshop.提供了约4%的CE，显示出比MOPA显著的改进这样的结果表明，PP是关键的EUV功率缩放方法。2014年，下一代NXE：3300系统产生>40 W剂量控制的EUV功率。紧接着，将激光功率增加到80 W，然后增加到100 W。为了将EUV功率扩展到100 W以上并提供更大的前置放大，ASML开始研究高功率种子系统（HPSS）。同时，第一台高功率驱动激光器（HPDL）采用四级功率放大器启动2015年，该配置将HPSS与基于标准NXE：3300的HPDL集成在一起，产生的激光脉冲的峰值功率比标准NXE：3300高出约2此外，通过该配置获得的然而，具有更高峰值功率的新激光系统导致不稳定的激光起始，进一步降低激光增益。为了获得更稳定的激光，需要提高放大器之间的隔离度结果表明，NXE：3400的激光增益是NXE：3300的两倍多。改造后，NXE：3400 B扫描仪达到250 W/125 WPH，图7|转换效率作为由预脉冲形成的靶直径的函数。所有数据均在NXE：3100MOPA预脉冲独立源上收集。竖条表示1,500个连续脉冲的标准偏差转载请注明出处。93个。2019年10月19日，SPIE审查DOI：芯片|Vol 1 |2022年秋季杨，D.-K. 等人芯片1，1000195月11日=图8|在不同的PP激光条件下的CE和电离。a，CE与CO2激光能量的关系。b.电离率与CO2激光能量的关系。转载请注明出处。九十九。© 2016 SPIE.CE为6%，并于2017年向半导体工厂发布96。这种性能在下一代NXE：3400 C中得到进一步改进，在30 mJ cm-2曝光剂量下达到250W/170 WPH目前，ASML的研究团队正在研究下一个激光功率缩放。 在最新的一份报告中，剂量控制的EUV功率在高占空比下达到了420 W，基于NXE：3600D98获得了530 W的开环EUV功率。Gigaphoton研究了不同PP激光条件下CE和电离的差异91，99。如图8所示，在10 ps条件下获得了4.7%的CE。此外，在10ps脉冲功率下，即使在低CO2脉冲能量下，电离率也很高 这可以解释在所有CO2脉冲能量范围内，10ps PP的CE均大于10ns PP条件下的CE。早上8这种优化的高CE PP技术使20 kWCO2激光器在几分钟内实现了250W2019年，通过改进前置放大器和3个主放大器的光学设计，对驱动激光系统进行了升级。结果表明，改进后的装置可获得27kW的CO2激光器输出功率在最新的数据中，展示了在短期内大于360 W的更高EUV功率和大于5%的CE，并且在长期内实现了270 W的稳定操作100。这些基础研究为高功率激光系统的发展和进一步的EUV功率放大设计做出了贡献。武汉大学和华中科技大学101-103研究组提出并研究了几种配备CO2激光器泵浦光的气体激光系统为了进一步提高气体激光器的输出功率，在MOPA系统中采用了射频CO2激光器，这与NXE：3100103相同。这些工作为下一步实现高功率CO2激光器的研究奠定了基础.提出了几种用于CO2激光系统的谐振腔，如波导混合谐振腔104、平锥谐振腔105和复曲面凹面镜谐振腔106。实验研究了不同谐振腔CO2激光器的输出光束例如，平锥腔CO2激光器的输出模式近似为TEM03模。在谐振腔长度为3 m，等效孔径半径为30 mm的情况下，CO2激光器的输出功率可达2 kW，可用于基于CO2激光系统的Sn LPP产生极紫外光。CO2激光系统的放大倍数已接近技术极限，输出功率难以进一步提高。因此，一部小说图9|多光纤相干合成示意图。未出版。2019年华东师范大学招生简章我们在华东师范大学的团队已经提出了一种多光纤相干合成的激光系统方案，目前正在进行研究，如图9所示。基于当前实现的130 W单光纤输出功率107，通过使用207个合成Yb掺杂光纤可以实现27kW激光功率通过优化光纤激光放大器，可以进一步减少光纤数量。Sn-LPP系统的收集镜与碎片13.5 nm EUV光被任何材料和环境显著吸收，甚至被气体吸收。因此，整个光路必须在真空环境中完全反射。虽然等离子体是由激光在整个4π sr上激发的，但典型的收集镜约为2π sr，如图10- 88所示。此外，为了从等离子体发射中仅选择13.5nm EUV光并增加反射率，收集器反射镜（称为布拉格反射镜）需要涂覆有大约50对Mo/Si多层31。这种选择是通过给定特定的层厚度来d和反射角θ，它们必须满足布拉格实验测得Mo/Si多层膜的最高反射率为70%在13.5nm波长下30.这种高反射率主要归因于多层膜界面质量的改善和合适的阻挡层材料。审查DOI：芯片|Vol 1 |2022年秋季杨，D.-K. 等人芯片1，1000196月11日+=+×图 10 |ASML使用的垂直入射EUV收集器的图片。转载请注明出处。88个。©2017 Source Workshop.图 11|使用氢气作为缓冲的EUV光源容器的图示。转载请注明出处。88个。© 2017 Source Workshop.为了探索更多的可能性，同济大学的我们的团队已经制造了多种多层反射镜，包括Ru/B4 C多层反射镜108、Ru/C多层反射镜109、Pd/B4 C多层反射镜110、V/Sc多层反射镜111、Cr/V多层反射镜112和Pd/Y多层反射镜113。所有的多层都是使用线性沉积系统114通过直流磁控溅射制造的。该系统最大可沉积1.2 m长、0.2 m宽的反射镜。为了研究这些多层膜反射镜的X射线性能，采用掠入射X射线反射仪（GIXR）在不同光子能量下对这些反射镜进行了表征。例如，对于Ar制造的Pd/B4 C多层反射镜110，在10 keV下证明了71%的高X射线反射率。在进一步的研究中，Pd/B4 C多层反射镜的老化过程被认为是115。在空气中储存6-17个月后，在氮化样品上观察到明显的老化效应然后，提出了氮和硼向上扩散的原始模型来解释氮化结构的时效效应对X射线多层膜反射镜的研究可以为极紫外或软X射线多层膜反射镜的研制提供有益的指导。收集器靠近EUV源的真空容器中的等离子体生成区域。此外，等离子体不仅发射EUV光，还发射高能离子以及不需要的小Sn颗粒燃料。所有这些碎片都可能对反射涂层造成不可逆的损坏，并进一步降低收集器的反射率和寿命。因此，由于大型、弯曲的超光滑多层涂覆的EUV光学元件的高成本，有必要保护收集器。ASML在收集镜周围装有压力约为100 Pa的氢缓冲气体，如图11- 88所示。这种配置使得缓冲气体能够使锡离子减速并减少锡沉积到收集器上。通过化学反应形成表面：Sn（s） 4H（g）SnH4（g）。SnH4为蒸气状态，通过真空泵系统从容器中除去。此外，需要在Mo/Si多层膜的顶部上的覆盖层以增强收集极的耐久性和可靠性钌由于其在EUV和氢气条件下的相对稳定性而成为这种覆盖层材料的一种选择具有高EUV透射率和高温稳定性的其他先进材料已被研究116，117。Gigaphoton与日本兵库大学的“新SUBARU”合作，从三种潜在候选材料中选择了一种最佳耐久性的在EUV源中600分钟之后，收集器仍然具有95%的反射率116。此外，ASML的研究小组发现，多晶硅和金属硅化物薄膜在高温环境中具有良好的性能。2009年，同济大学的团队开始了对Mo/Si多层膜反射镜覆盖层的研究。通过分析多层层118的驻波电场的分布来优化覆盖层的厚度和材料。计算结果表明，一定的覆盖层厚度总是对应于最佳的最上层硅厚度。在波长为13.36nm处，50对Mo/Si多层膜的理论反射率为74.47%.随着集光器保护系统的改进，在实际的光源系统中已经实现了更长的寿命收集器反射镜退化率已经下降到EUV光31的每千兆脉冲（GP）0.1%以下。这意味着，每增加一个反射率5.6在5 kHz激光脉冲下连续工作106小时。在最新的结果中，ASML119将该比率更新为0.05% GP，功率为250 W。正在开发进一步的改进措施以降低速率，包括重新设计等离子体以将锡导向排气口并阻止锡蒸汽到达收集器。Sn-LPP系统的液滴发生器和计量学在EUV源室内，极小且稳定的Sn液滴以高频率从液滴发生器（DG）连续释放。如图12所示，将高纯度的锡原料装载在通过调节器和过滤器88连接到喷嘴的容器中。在射流中产生Sn之前，将原材料加热至熔点以上并在喷嘴之前流过过滤器采用惰性气体作为动力源，完成了该流动。然后通过机械振动将锡射流调制成液滴，并进一步从喷嘴喷出。通过调节发生器压力和振动频率，可以很好地控制分离空间和液滴尺寸对液滴发生器的主要要求是，所输送的液滴目标应该精确地具有相同的尺寸，并且以与激光脉冲相同的重复率到达相同的位置。此外，Sn液滴之间应具有足够的距离，以减少等离子体产生对下一液滴的影响。为了实现这一足够的距离，ASML应用了一种特殊的调制方法，通过在较大的分离距离处将多个小液滴合并成较大的液滴。这种调制的详细过程如图13- 88所示。ASML它产生的液滴直径为27μ m，平均寿命约为2，700小时。使用第三代液滴发生器配置，重新填充Sn时会中断扫描仪运行，这会增加停机时间。为了减少停机时间，ASML开发了带有两个加压锡罐的新型在线补充供应系统，如图所示。 1492. 当一个罐中的Sn为空时，系统将自动审查DOI：芯片|Vol 1 |2022年秋季杨，D.-K. 等人芯片1，1000197月11日≥图12| Sn液滴发生器的图示。转载请注明出处。88个。© 2017 SourceWorkshop.图13| ASML将多个小液滴合并成较大液滴的方法。转载请注明出处。88个。© 2017 Source Workshop.表1|液滴发生器120的主要性能参数。图 14 |ASML新的内联补充供应系统的插图。经许可转载自92。2019年10月19日，SPIE图15|离子输入和EUV发射的测量装置。经参考文献121许可转载。2020年的SPIE。换到另一个水箱，扫描仪继续运行这种新的配置可以全天候提供EUV，而不会中断重新加载，熔化和重新加压Sn。此外，它使锡液滴在50 kHz重复率下持续可用于激光-等离子体相互作用，并且寿命增加到超过3，380小时。为了表征等离子体分布和减少碎片，ASML US121的研究人员提出了一种测量装置。它由安装在旋转框架上的多个传感器组成，以监测锡离子输入和EUV发射，如图15所示。然后将离子输入数据引入计算流体动力学模型，用于迭代新的硬件组件或新的H2流配置。此外，该过程将能够优化收集器的保护。总结和未来展望EUVL已被证明是制造下一代半导体器件的领先技术，而由CO2激光系统驱动的Sn LPP是迄今为止最好的EUV光源，具有高CE和高输出功率。对于激光功率缩放，MOPA PP技术已被验证为最佳解决方案，可实现40 kW激光功率输出。MOPA PP能够提供250 W的稳定EUV功率，具有6%CE。采用先进的控制技术，实现了剂量误差小于0.1%的稳定剂量。具有约2π sr光收集和高平均反射率的正入射收集镜显示出越来越长的寿命，每千兆脉冲的退化低于0.1%此外，加强收集器保护和原位清洁技术正在进行中。审查DOI：芯片|Vol 1 |2022年秋季杨，D.-K. 等人芯片1，1000198月11日图 16|我们提出的纳米锡发电机示意图。未出版。2019年华东师范大学招生简章开发，这两个都有望进一步增加系统的寿命。此外，通过良好控制的液滴发生器系统产生的直径约为27μm的稳定的Sn液滴将形成均匀的等离子体分布。它进一步减少了引入到收集器上的碎片。在最新的报告中，对EUV源的主要影响参数进行了更新。例如，剂量控制的EUV功率在高占空比下达到420 W，并且展示了500W的开环EUV功率。此外，在ASML的NXE：3600D中，收集器镜像退化率已更新为低于0.05% GP。此外，一个新的锡填充系统，使锡重新加载和转移线上已经开发出来，预计将减少系统停机时间。即使ASML已经将扫描仪投放市场，EUV光源及其每个组件的研究和开发仍在进行中。例如，使用2μ m波长激光器的LPP光源的开发是最近的主题122-124，已经从由2 μ m波长激光器系统122驱动的Sn等离子体实现了超过3%的最近，华东师范大学的研究小组提出了一种新的EUV光源策略，它是多光纤激光相干合成系统和纳米Sn发生器的组合多光纤相干合成方法具有同时提供高峰值功率、高平均功率和高转换效率的显著优点技术原理已在先前的研究中得到验证。但仍有两个问题有待解决：多纤维的共混添加技术和锡屑的清除。这将是我们今后研究的重点。对于纳米Sn发生器，Sn纳米颗粒与激光的直接接触允许Sn更快地转变成多个激发态，这是EUV光126的主要来源。通过添加惰性气体空气动力学系统可以实现稳定的纳米颗粒排放。实际上，在该过程中出现了一个关键问题：在光源系统中产生更多的Sn碎片，给清洁工作带来更大的困难我们团队接下来的研究将集中在碎片的收集我们提出的这些创新具有提高输入激光功率和Sn靶转换效率的潜力此外，它是一个挑战，以表征锡液滴的尺寸均匀性，时空坐标稳定性，速度和膨胀动力学。我们武汉大学的研究团队提出了一种解决方案，正在进行的工作旨在使用我们团队开发的超快成像技术。应当注意的是，代替对每个液滴进行成像，可以采用采样选择策略来提高监测效率。另一个具有高研究潜力的方向是产生更高的Sn等离子体密度以实现更多的Sn离子能级跃迁。为了实现这一目标，我们华东师范大学的团队提出了一种纳米锡发电机，如图16所示。将纳米锡颗粒按一定比例分散于水中，可得到锡悬浮液。悬浮液在Ar气氛中雾化和干燥，然后通过空气动力学挤出到激光焦点。它允许激光与高浓度的Sn纳米颗粒相互作用。纳米锡靶可以最大化与激光的反应面积，提高效率，从而大大提高极紫外光的输出功率。引用1.迈尔斯，D.W.，福缅科夫岛V，Hansson，B.A. M.，克莱恩湾C. 勃兰特，D. 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