EUV光刻中激光等离子体光源的发展

EUV光刻中激光等离子体光源的发展 () 文章编号 :100328213 20060520001207 EU V 光刻中激光等离子体光源的发展 张福昌 ,李艳秋 () 中国科学院电工研究所 ,北京 100080 ( ) 摘要 :简述了获得极紫外光源的途径 , 系统介绍 了 激 光 等 离 子 体 L P P光 源 的 发 展 历 程 , 对 当 前 Cymer 公司研制的极紫外光刻设备所需 L P P 光源的最新研究进展做了详细阐述 ,最后对光源的整 体发展给予了和展望 。 关 键 词 :极紫外光刻 ;激光等离子体 ;极紫外光功率 ;碎片污染 中图分类号 : TN30517 文献标识码 :A 不断进步延迟了 EU VL 技术产业化进程 。极紫外 1 引言 ( ) EU V光源是 EU VL 设备的主要部分 ,它需要有足 够稳定的能量输出 ,才能保证产业化设备要求的产 进入本世纪以来 ,半导体工业超大规模集成电 率 ,从最初的几瓦 、几十瓦发展到目前大于100 W 。其 ( ) 路的不断发展要求其特征尺寸 CD越来越小 ,这对 次 , EU V 光源必须清洁 , 以减少昂贵光学反射镜的 ( 光学曝光技术提出了更高的要求 。光刻分辨率 res2 污染 ,降低成本 。另外 ,光源的价格还应满足工业成 λ 本的要求 。本文系统地介绍了 EU V 光源的发展历) ()1 olutio n可以表示为 : R = K 1N A 程 ,对 L P P 光源技术发展过程和 Cymer 公司的研究 λ其中 :为曝光波长 , N A 为数值孔径 , K是与工艺 1 进展做了详细阐述 。 及其分辨率增强技术有关的常数 。由此可以看出 , λ降低 是提高分辨率 、缩小 CD 的有效途径 。目前 2 EU V 光源技术简介 λ产业界曝光波长 已经从 436 nm ,365 nm 的近紫外 转变到 248 nm , 193 nm 的 深 紫 外 波 段 。Intel 公 司 主要通过两种途径获得 EU V 光源 :同步辐射和 λ使用 = 193 nm 的光源 ,并集合了分辨率增强技术 , 高温 、高密度等离子体辐射 。 同步辐射是指以相对实现了 CD 为 90 nm 芯片的批量生产 。为了遵循摩 论速度运动的电子在磁场 尔定律的发展 ,国际半导体协会 2004 年制定出未来 中加速 ,当电子运动方向发生变化时 ,在运动轨道切光刻目标之一是在 2010 年实现 CD 为 45 nm 节点 1 线方向产生的 EU V 辐射 。早期 ,主要是利用这一原 特征尺寸的芯片量产。除了近期发展的193 nm浸 3 - 5 2 理获得 EU V 辐 射。同 步 辐 射 EU V 光 源 对 光 没式光刻技术以外 ,基于现有光源波长限制 ,其它 ( ) 学元件无碎片 debris污染 , 并且光源的寿命很长 。 光学曝光技术均难以实现这一目标 。在下一代曝光 但是设备庞大 、复杂 ,且造价昂贵 ,缺乏相应的灵活 ( ) 技术的研究中 , 更短波长的极紫 外 光 刻 EU VL 可 性和实用性 。目前的研究表明 ,基于此原理的自由 以获得极高的图形分辨率 ,一直是实现 45 nm 乃至 λ 电子激光器在波长 = 1315 nm 、2 %带宽条件下可 更小 CD 到 22 nm 的候选技术 。 6 能达到 50 W 的输出,但仍难以满足半导体工业对 虽然 EU VL 很早就被提出 ,但传统光学光刻的 收稿日期 :2005208209 ;修订日期 :2005210225 () () 基金项目 :863 IC 装备专项资助 ;国家重点基础研究发展计划 973 计划资助项目 2003CB716204 () ( ) 作者简介 :张福昌 1974 - ,男 ,河北人 ,博士后 ,从事下一代光刻技术极紫外光刻的研究 ; 李艳秋 1962 - ,女 ,吉林白城 人 ,研究员 ,博士生导师 ,中国科学院“引进国外杰出人才”入选者 ,国家 863 课题负责人和顾问专家 ,现从事微纳技术及应用研究 。 3 责任通讯作者 CO激光器等 。从驱动激光有受激准分子激光器 、EU VL 高量产光源功率的需求 。 2 以高温 、高密度等离子体辐射为基础的 EU V 光 器的输出能量 、脉冲宽度 、波长以及设备的简洁紧凑 源可 以 通 过 两 种 方 式 实 现 : 电 荷 放 电 等 离 子 体 设计等方面综合考虑 ,固态激光器作为驱动光源较 () () D P P光源和激光等离子体 L P P光源 。D P P 的基 好 ,功率已从最初较低的几十瓦发展到目前的千瓦 13 。气态 激 光 器 输 出 功 率 高 , 可 以 达 到 几 十 千本原理是 : 高强度的电流在充满中性气体的腔体内级 部流动 ,通过自带磁场产生的洛伦兹力对其压缩后 瓦 ,但是结构相对复杂 ,成本也高 。驱动激光器性能 放电产生等离子体 。早期 D P P 的 EU V 输出功率很 的提高 ,在高功率 EU V 光源开发过程中起着积极地 π( ) 低 ,例如 L ebert 在 4sr的空间收集角范围内获得 促进作用 。EU V 收集系统主要由 Mo/ Si 多层膜反 7 λ= 13 nm 附 近 的 EU V 能 量 输 出 仅 有 50 mW。 射 镜 构 成 , 理 论 和 实 验 证 明 , 这 种 反 射 镜 对 于 增大电流输入功率可以提高 EU V 输出功率 ,但会加 13 nm, 14 nm 波 长 的 EU V 具 有 70 % 的 高 反 射 14 - 15剧电极和绝缘体的热负载和腐蚀 ,所产生的碎片会 ,但遭受污染后反射率会严重下降 。L P P 光率 造成系统污染和部分元件损耗 。如果不考虑输出功 源靶材有固 、液 、气等多种形态 ,下面根据不同阶段 率低的问题 ,D P P 光源具有设备简洁 、能量转换效率的研究分别予以介绍 。 ( ) C E高 、使用方便等优点 。目前成熟的 D P P 光源输 311 固态靶材 L P P 光源及其碎片消除出功率能够达到 30 W,50 W ,已经应用在微型曝光 早在上世纪 80 , 90 年代 ,研究发现利用 Sn 和 8 αβ机 、- EU VL 、- EU VL 设备中。同时在中空电 Au 等固体金属靶材可使 L P P 光源在 13 nm,14 nm 16 极构型的基础上开始着手发展高功率 D P P 光源 ,这 波长范围内 C E 高达 1 %, 这 种 特 性 有 利 于 提 高 包括基本的理论研究 、实验检测研究以及解决与缩 EU V 光源输出功率 。但在产生高温 、高密度等离子 9 小投影曝光机的集成等工程上的相关问题。L P P体的同时 ,更多喷出的被烧蚀靶材呈现低温 、高密度 是利用脉冲激光辐照靶材 ,使其吸收高能量激光脉 中性或轻微离子化的碎片形态 ,这对 EU V 辐射不但 冲产生等离子体 。L P P 光源比 D P P 光源清洁 ,它的 没有贡献 ,反而还会严重污染 、破坏反射镜 , 导致镜 17 - 19 产生远离任何设备表面 ,能够减少设备热负载 ,提高 面反射率迅速降低,所以研究固体靶材的重点 在于消除碎片污染问题 。在靶材与反射镜之间安装 光源输出频率 ,并能直接控制等离子体尺寸和空间 稳定性 。而且 L P P 光源 可 以 在 更 大 的 立 体 角 范 围 高速旋转的盘片虽能够阻挡碎片 ,在一定程度上降 内收集 EU V 光 ,能更有效地提高输出功率 。多年研 低污染 ,但这一装臵很难与脉冲激光和整个设备相 19究证明 ,L P P 光源能够满足 EU VL 高量产的需求 。 。而激光脉冲轰击靶材新鲜表 面 产 生 的 碎匹配 毛细管 放 电 获 得 EU V 光 也 有 初 步 的 探 索 研 片数量最少 ,利用这一特性 ,采用限制体积的薄膜带 10 - 1120 - 22 ,这里不作过多关注 。下面主 要 对 L P P 光 状靶材增大新鲜表面。即首先在有机材料的 究 源的研究给予系统介绍 。长带上沉积薄膜靶材 ,厚度应满足激光溅射时能产 生足够的 EU V 辐射 ,其次 ,使用过程中要转动带靶 , 以保证每一个激光脉冲轰击的都是新鲜表面 ,由此3 L P P 光源研究 避免了块状靶材在每个脉冲后期产生的多余碎片 。 在带靶的基础上辅助缓冲气体阻挡碎片可以进一步上世纪六 十 年 代 已 经 开 始 利 用 L P P 技 术 获 得 17 ,19 ,2312 ,例如带状 Sn 靶 ,在充入 He 降低反射镜污染光谱发射的研究。应用于 EU V 光刻的 L P P 光源 () 系统主要由三部分组成 :脉冲激光光源驱动系统 、产 气 27 Pa后反射镜镜面上 Sn 沉积量可下降一个量 级 。此种方法的缺点是对靶材的种类选择性强 , 对 生等离子 体 的 靶 材 系 统 和 EU V 反 射 镜 收 集 系 统 。 Φ μ围绕这三个主要组成部分 ,重点解决提高驱动光源 于 Ti 或 Al 等带靶 ,因产生的碎片直径 > 1 m ,动 功率 、频率与靶材 C E 、降低反射镜污染等问题 ,旨在 量较大 ,易造成缓冲气体作用失效 。如果选用带状 ( ) Ta 靶 ,实施反向缓冲气体 Kr 133 Pa结合保护盖的 实现 以 高 功 率 、高 稳 定 性 、高 清 洁 度 为 主 要 目 标 的 方法 ,碎片沉积能够在偏离带靶法线 50 ?方向降低 EU V 输出 。 脉冲激光光源驱动主要用固态激光器 24 () 和气态激 三个量级 图 1,效果明显 。此外 ,缓冲气体结合 光器两种 。其中二极管泵浦的固态激光器是最常用 磁场阻退碎片技术也被提出 ,并在液 、气靶材光源污 25 - 26 ( ) 的一种 例如 N d?YA G 激光器,而气态激光器主要 染消除技术中得到进一步应用。 生量能够极大地消除固体靶材的高污染弊病 。喷射 靶材最初多以非金属为主 , C E 整体偏低 ,且液态喷 射靶一般比气态喷射靶密度更大 ,体积更小 ,容易获 得相对更高的等离子体温度 ,但 C E 也只能达到同期 金属固体靶材的 2/ 3 。喷射靶不像固体靶需要经常 更换 ,只要靶存储容器足够大 ,基本可以实现无限时 操作 。另外 ,还能对喷射靶材进行回收再利用 ,可降 低使用成本 。 早期的喷射靶材有水 、甲醇 、乙醇或其混合液体 32 - 34,这些材料均含有氧元素 ,受激光辐照后产等 5 + 生的高温等离子体中包含 O,当受激发电子跃迁 ( λ 回落 时 , 在 = 13 nm 附 近 会 产 生 EU V 辐 射 图 35 36 ) 2。L ars Malmqvist 采用玻璃喷嘴喷射甲醇水 μ溶液 , 震 动 频 率 1 M Hz , 获 得 液 滴 直 径 10 m , 用 (μ) N d?YA G激光 光斑直径 12 m对液滴进行辐照产 生高温等离子体获得 EU V 光源 。这样的设计既可 ( ) 保证每个激光脉冲都有新鲜靶 液滴表面 ,又可使 激光光斑大于液滴直径 ,在二者作用后即使在激光 束侧翼 的 低 辐 射 强 度 区 域 也 能 保 证 液 滴 全 部 离 子 图 1 实施反向缓冲气体结合保护盖化 。测试结果证明 ,没有产生较大的碎片 ,离子和原 技术降低带靶的碎片沉积子的污染也比带状靶材降低三个量级 。但是由于靶 在固态靶 L P P 的研究中 ,值得注意的是双脉冲 材包含有机物 ,不可避免造成少量 C 杂质的污染 ,如 激光辐照贯穿孔靶材的方法 。光源采用两束激光 , 果改用纯水低温喷射冰滴靶就不存在这一问题 , 在 同轴 、同向 ,但能量 、波长和聚焦长度各不同 。首先 5 距离等离子体仅 4 cm 处的反射镜经历 10激光脉冲 用低能束激光辐照固体靶材 Sn ,在贯穿孔的内部产 37( ) 1 % 图 3 。利用高频激光辐后 反射率下降小于 生低能等离子体 ,然后用高能束激光对其进行二次 辐照产 生 高 温 等 离 子 体 , EU V 辐 射 则 穿 越 贯 穿 孔 27 洞 ,在靶材的另一侧进行收集。此技术能极大地 降低碎片的产生 ,甚至可以实现 EU V 光源无污染 。 π( ) 同时 ,对 Sn 靶材的深入研究表明 ,C E 在 2sr空间 28 ) ( 收集角度范围内能够提高到 3 % 2 %带宽。但 是由低密度 、低能等离子体形成的高温等离子体密 度不太高 ,且通过靶材贯穿孔在另一侧收集 EU V 的 非开放结构限制了空间收集角的增大 ,因此 EU V 收 集功率的提高仍然面临很大困难 。 近几年来 ,虽然对固体靶材的碎片喷射速度 、角 29 - 31 度和沉积量等方面还有少量的研究,但由于本 身存在相对较高的污染特性和与高频激光匹配困难 等诸多缺点 ,逐渐被喷射靶材替代 。 312 喷射靶材 L P P 光源 L P P 光源的靶材是从高压 、高频的喷嘴中喷出 的液体 、液滴 、气体或气体团簇 , 称为喷射靶材 。由 于喷射靶材本身缺乏固体杂质 ,因此较低的碎片产 5 + 图 2 含有 O的等离子体产生的 EU V 辐射 44 λ照高频喷射的冰滴靶 ,在 = 13 nm 附近能够获得大 度衰减, 其 中 的 主 要 污 染 源 来 自 于 喷 嘴 而 非 靶 约 7 W 的 EU V 功率输出 。但是由于纯水凝固点高 材 。例如对衰减 15 %之后的反射镜进行俄歇电子能 于有机混合液体的 ,因此易造成低温喷射系统堵塞 。 谱深度分析发现 , 喷嘴上存在 Fe , O , Ni 和 Cu 等元 5 + 42 利用含有 O的等离子体靶材 EU V 输出功率 整体素 ,这些污染可深入反射层内部 5 nm 处 。总之 , 不高 ,并且存在不同波长的 EU V 辐射 ,那些位 于反为提高 EU V 光源 C E 、清洁程度和稳定的能量输出 , 射镜带宽之外的 EU V 不但不能被反射 ,造成能 在 Xe 液 、气靶的设计中首先需要改善喷嘴结构 ,以 量浪费 ,而且被反射镜吸收之后还会带来镜面热效 提高喷射气体团簇密度或液滴的空间稳定性 ,同时 应的损伤 。 还需 要 提 高 激 光 频 率 使 其 高 频 、高 效 地 辐 照 靶 45 - 47。由于 Xe 靶材能级结构复杂 ,L P P 光源也 材 48 具有连续 EU V 谱发射特性, 多数被反射镜吸收 而不能有效反射 ,同样存在光源能量损耗和反射镜 热损伤等问题 。 λ 当前 , Xe 靶 材 采 用 双 束 气 体 喷 射 工 艺 在 = 49 - 50 1315 nm 处 C E 已经提高到 116 %, 在此基础 上 ,如果要满足高量产的 EU V 功率输出 ,仍需要大 力提高驱动激光功率 ,这同样面临很多技术难题 ,因 此人们开始再次关注具有高 C E 的金属靶材 ,研究最 多的是液滴金属 Sn 。但即使是液滴形态 , Sn 在所有 候选材料中造成的污染也是最严重的 。液态金属 Li 是被关注的另一种高 C E 靶材 ,将在后面给予介绍 。 4 产业化光源需求和 Cymer 关于 L P P 光源的研究 当前 ,国际三大光刻机供应商 A SML 、Niko n 和 φ () Cano n 联合公布了实现 100 wafer/ h 为 300 mm 51 ( ) 的 EU VL 光源技术标准 如表 1 所示,其中 ,重 ( 点要求光源输出功率在中间 焦 点 Inter mediate Fo2 图 3 利用纯水作为喷射靶材可降低反射镜污染 ) cus , IF处达到 115 W 。Intel 公司已经率先建成了 一套 EU VL 试生产线 ,进行 CD = 45 nm 节点图形的 惰 性 元 素 Xe 产 生 的 高 温 等 离 子 体 也 存 在 52 制备和研究,这套试生产线光源采用 XTREM E 公 13 nm,14 nm 波长的 EU V 辐射 ,以液 、气形态作为 38 - 41 λ() 司 z 向压缩的 DPP 技术 , EU V = 1315 nm输出功 靶材均有广泛研究。首先 ,这种靶材对反射镜 42 的污染很小 ,例如 Glenn D1 Kubiak 等在早期利用 表 1 高量产 EU VL 对光源的性能要求 超声气 体 喷 射 大 团 簇 等 离 子 Xe 作 为 靶 材 , 获 得 光源技术参数 技术要求 备 注 8 EU V 光源 ,反射镜历经 114 ×10脉冲辐照之后反射1315 nm λ波长 ()率只降低了 18 % ,比不采取保护措施的固体靶材提 EU V 功率 in2band 115 W 3 > 7 k Hz,10 k Hz 3 3 3 重复频率 综合能高了五个量级 ,比采取保护措施的固体靶材提高了 σ?013 % ,3历经 50 脉冲 量稳定性 IF 处 3 在 π( ) 光源清洁程度 两个量级 。其次 , Xe 靶 C E 相对较高 ,在 2sr空间?30 000 h 3 3 3 3 在 IF 后面 光源输出几何 43 3 3 3 依据设计 2 ) ( 收集角内接近 1 % 2 %带宽。目前无论是 L P P( )空间大小 max 313 mm sr 3 3 3 需要而定 EU V 进入照明器 最 还是 D P P 光源 ,以 Xe 作为靶材都能获得几十瓦的大空间立体角 光谱0103 sr,012 sr 3 3 3 纯度 :130 nm, EU V 功率输出 。()400 nm DU V/ U V ?3 %,7 % 3 3 3 Xe 虽可作为相对清洁的光源 ,但等离子体本身 ( ) ?400 nmIRVis在晶片上 待定 3 3 3 的离子 、高能中子等沉积也会造成镜面反射率的轻 53 ( ) 35 W ,仍远离产业化需要 ,因此必须开发 L PP60 %的反射率 如图 5 所示。但是 ,反射率相对 率达到 来说还是略低 ,仍需进一步检验能否满足产业化要 光源技术 。 Cymer 公司在这方面取得 了 很 大 的 研 究 进 展 。 求 。有观点认为 ,可以把反射镜作为耗材来降低抗 污染技术的开发压力 ,但这又有可能会受到 EU VL 采用受 激 准 分 子 激 光 驱 动 技 术 获 得 高 功 率 驱 动 激 56 ( 光 ,即首先通过固态主振荡器 solid state master o s2 设备成本竞争的极大限制。 ) cillato r提供高质量激光束 ,再利用受激 Xe F 准分子 功率放大器实现了可靠的高能量脉冲输出 。当前研 制的 L P P 光源输出功率约 800 W , IF 处 EU V 输出 4152 W , 预计 2007 年驱动激光输出功率 能 够 达 到 7 k W , IF 处 EU V 输 出 可 达 102123 W , 接 近 115 W 53 () 的目标 如表 2 所示。 表 2 Cymer 公司内部驱动激光发展路线图 2004 2005 2006 2007 年份 激光器数目 每台激光器的功1 1 2 2 2 2 2 2 率放大倍数 每台放大器的频率/ k Hz 4 6 6 8 图 5 高温环境中 Mo/ Si 多层膜反射镜的反射率 8 12 12 16 驱动激光的频率/ k Hz 总的频率/ k Hz 8 12 24 32 总之 , Cymer 公司采用受激准分子激光驱动和 100 190 210 220 脉冲能量/ mJ Li 靶材的 L P P 光源技术能够满足高量产的 EU V 功 800 2 280 5 040 7 040 驱动激光总功率/ W β 率输出要求 。按照公司研究计划 , 2006 年实现工 Li 。Li 熔点低 ,容易实现液靶材选择液态金属 ( ) 具光源开发 IF 处 53 W, 2007 年实现满足高量产 ( ) 的光源开发 IF 处 102 W,沿此技术路线 ,甚至可以 态靶材的制备 ,更重要的是 Li 在驱动激光不同强度 达到 204 W 的 EU V 功率输出 。这不仅为 Intel 公司 ( ) 和波长下都有较高的 C E > 215 %特性 , 这也减缓 53 ( ) 2009 年实现 CD = 45 nm 节点的量产目标给予了技了高功率驱动激光器的开发压力 如图 4 所示。 λ同时 ,Li 高温等离子体辐射 EU V 在 = 1315 nm 处 ,也为 EU VL 持续发展提供了一条可行途径 。术支持 带宽 小 于 30 p m , 远 远 小 于 反 射 镜 2 % 带 宽 要 54 - 55,能够 极 大 地 降 低 反 射 镜 热 效 应 带 来 的 危 求 5 结论 害 。另外 ,Li 等离子体光源尺寸比较小 ,能更有效地 提高 EU V 收集效率 。目前 , EU VL 设备还没有成功应用到半导体产 业 。实验室应用不同的 EU V 光源 , 因此多种 EU V 光源技术开发依旧并存且不断取得进步 。D P P 光源 技术在 小 型 化 曝 光 机 和 检 测 设 备 上 仍 占 有 一 席 之 地 ,而 L P P 作为最有可 能 实 现 高 量 产 的 光 源 技 术 , 已经得到业界的共识 。但在选择靶材种类 、抗污染 技术等方面仍然存在一定的分歧 ,最终确定何种方 案 ,仍需要根据各种技术的研究进展以及产业需求 进行调整 。据乐观估计 ,在未来几年内 ,高功率 L P P 光源的研究将获得成功 ,并有望被应用到产业化的 图 4 驱动激光不同的强度 、波长下 Li 等离 EU VL 设备中 。 子体的 EU V 转换效率 Li 靶材的污染问题通过研制具有高热稳定性的 :参考文献 Mo/ Si 多层膜反射镜解决 。在真空和 400 ?高温环 International Technology Roadmap for Semiconductors Z 1 1 境中 ,Li 离子沉积到反射镜表面 ,在发生严重扩散破 2004 Update Tables , http :/ / public1it rs1net/ , 2005 - 06 - 坏多层膜镜面之前即被蒸发 ,使反射镜长时间保持 081 Biswas Abani , Brueck S R J1 Simulatio n of t he 452nm cal - co nstant s1/ ,2005 - 02 - 261 2 half2pitch node wit h 1932nm immersion lit hograp hy2imaging Masayuki Shiraishi , Noriaki Kandaka , Kat suhi ko Mu2 15 interferomet ric lit hograp hy and dipole illumination J 1J Mi2 rakami , et al1 Low2st ress and high2reflective molybde2 crolit h Microfab and Microsys ,2004 ,3 :35 - 431 num/ silico n multilayers deposited by low2p ressure rotary Murp hy J B1X2ray lit hograp hy sources :a review A 1 Par2 3 magnet cat hode sp ut tering for EU V lit hograp hy J 1 ticle Accelerator Co nference C 1New Yor k : I EEE ,1989 , Proceedings of SP I E ,2004 ,5374 :104 - 1111 2 :757 - 7601 16 Kauff man R L , Phillio n D W , Spitzer R C1 X2ray p ro2 Murp hy J B , White D L , MacDowell Alastair A , et al1 ductio n ,13nm f ro m laser2p roduced plasmas for p rojec24 Synchrot ro n radiatio n sources and co ndensers for p rojec2 tio n X2ray lighograp hy applicatio ns J 1 Applied Op tics , () ( ) tio n X2ray lit hograp hy J 1 Appl Op t , 1993 , 32 34 : 1993 , 32 34:6897 - 69001 Marshall , Ginter L , Tho mas J1 Mcilrat h1 Debris and 17 6920 - 69291 VU V emissio n f ro m a laser2p roduced plasma operated at 5 Benschop Jos P H , Kaiserb Winf ried M , Ockwell David 150 Hz using a kryp to n fluoride laser J 1 Applied Op2 1 Euclides , t he European EU VL p rogram A 1 C ,et al () tics , 1988 , 27 5:885 - 8891 Part of t he SP I E Co nference o n Emerging Lit hograp hic ( ) Technologies Ill C 1 Santa Clara California : SP I E , 18 Silf vast W T , Richardso n M C ,Bender H , et al1 L aser2 1999 , 3676 :246 - 2521 p roduced plasmas for sof t X2ray p rojectio n lit hograp hy () J 1 J Vac Sci Technol , 1992 ,B10 6:3126 - 31331 6 Dat toli Guiseppe , Doria Andrea , Gallerano Gian Piero , et ( ) al1 Ext reme ult raviolet EUVsources for lit hograp hy based Martin Richardson , William T1 Silfvast , Howard A Bender , 19 on synchrot ron radiationJ 1 Nuclear Inst rument s and Met h2 et al1 Characterization and cont rol of laser plasma flux pa2 ods in Physics Research A , 2001 , 474 :259 - 2721 rameters for soft2X2ray projection lit hograp hy J 1 Applied () Optics , 1993 , 32 34:6901 - 69101 7 L ebert R , Bergmann K , Schriever G , et al1 A gas dis2 Forsyt h J ames M , Frankel Robert D1 Lo ng life X2ray charged based radiatio n source for EU V2lit hograp hy J 20 1 source target P 1 U nited States Patent : 4700371 , 1987 Microelect ro nic Engineering , 1999 , 46 :449 - 4521 Stamm U , Kleinschmidt J , Gbel K , et al1 EUV Source de2 - 10 - 131 ?8 Frankel Robert D , Drumheller J erry1 Mass limited target velopment at XTREM E technologies an update EB/ OL 1 21 P 1 U nited States Patent :4837793 , 1989 - 06 - 061 ht tp :/ / www1sematech1org/ meetings/ archives1ht m , 2005 - 02 - 271 Steven J Haney , Kurt W Berger , Glenn D Kubiak , et 22 al1 Protot ype high2speed tape target t ransport for a laser 9 Schriever G ,Stamm U , Gbel K , et al1 High power EU V ? plasma sof t2X2ray p rojectio n lit hograp hy source J 1 Ap2 sources based o n gas discharge plasmas and laser p roduced () plied Op tics , 1993 , 32 34:6934 - 69371 plasmas J 1 Microelect ro nic Engineering , 2002 , 61 - 62 :83 - 841 Bobkowski R , Fedosejevs R , Particle emission debris f rom a 23 Kr F laser2plasma X2ray source J 1 J Vac Sci Technol 10 Knight L arry V , Turley R Steven , Crawford Chris , et al1 EU V spect roscop y of ult rafast capillary discharges 1996 ,A 14 :1973 - 19801 Noriaki Kandaka , Hiroyuki Ko ndo1 Effective reductio n J 1 Proceedings of SP I E , 1999 , 3767 :45 - 491 24 of debris emit ted form a laser2p roduced plasma J 1 J p n J 11 Mo hanty S R , Robert E ,Dussart R , et al1 A novel fast Appl Phys , 1998 , 37 :L 174 - L 1761 capillary discharge system emit ting intense EU V radia2 Banine Vadim Y , Bakker Levinus P , Ivanov Vladimir V , et tio n possible source for EU V lit hograp hyJ 1 Microelec2 25 al1 Lit hograp hic apparat us having a debris2mitigation sys2 t ro nic Engineering , 2002 , 65 :47 - 591 tem , a source for producing EUV radiation having a debris 12 Ehler A W , Weissler G L1 Vacuum ult raviolet radiatio n mitigation system and a met hod for mitigating debris P 1 f ro m plasmas formed by a laser o n metal surfaces J 1 Applied Physics L et ters , 1966 , 8 :89 - 911 United States Patent :2005140945 , 2005 - 06 - 301 Hiroshi Ko mori , Yousuke Imai , Georg Soumagne , et al1 13 26 Samir Ellwi , Andrew Co mley , Nick Hay , et al1 Perfor2 Magnetic field io n mitigatio n for EU V light sourcesA 1 mance of kilowat t2class laser modules in scaling up laser ( ) Proceedings of SP I E C 1 Bellingham : SP I E , 2005 , p roduced plasma L PPEU V source J 1 Proceedings of 5751 :859 - 8661 SP I E ,2005 , 5751 :272 - 2781 Ueno Y ,Aota T , Niimi G , et al1 Debris2Free EUV Source 14 27 CXRO Facilities & Inst rumentio n1 X2Ray Interactio ns using a t hrough2hole tin target J 1 Proceedings of SPIE , Wit h Mat ter EB/ OL 1ht tp :/ / www1cxro1lbl1gov/ op ti2 2003 , 5037 :750 - 7581 41 Takashi Suganuma , Tamot su Abe , Hiroshi Ko mori , et Toshi hisa To mie , Aota T ,Lin J Q , et al1 Particle2clus2 al1 Performance of liquid xeno n jet laser2p roduced2plasma 28 ter tin target for a high co nversio n efficiency L PP source light source for EU V lit hograp hyA 1 Fif t h International for EU VL A 1 Proceedings of SP I E C 1 Bellingham : Symposium on Laser Precision Microfabrication C 1 SP I E , 2004 , 5374 :383 - 3931 Bellingham : Proceedings of SPIE , 2004 , 5662 :367 - 3721 Glenn D , Kubiak , Luis J ,Bernardez , Kevin D , Krenz , et Hirozumi Azuma , Yasuhi ko Nishimura , At sushi Sakata , 29 42 Debris f ro m tape2target irradiated wit h pulsed YA G laser al1Debris2free EUVL sources based on gas jets J 1 OSA J 1 Applied Surface Science , 2002 , 1972198 :224 - 2281 TOPS on Extreme Ultraviolet Lit hography ,1996 , 4 :66 - 711 30 43 Pet ros Abraha , Yoshiyuki Hisada , Kiichi Takamoto , et Björn Hansso n A M , L ars Rymell , Magnus Berglund , et al1 Debris f ro m t he target of an X2ray laser system and al1 Stat us of t he liquid2xeno n2jet laser2plasma source for t he effect o n cavity mirrorsJ 1 J p n J Appl Phys ,2003 , EU V lit hograp hy J Proceedings of SP I E , 2002 , 1 4688 :102 - 1091 42 :1491 - 14951 31 Michiteru Yamaura , Shigeaki Uchida , Susumu Takemo2 44 Hiroshi Ko mori , Georg Soumagne , Tamot su Abe ,et al1 tob , et al1 Evaluatio n of tin2foil target s for debris mitiga2 L aser2p roduced plasma light source develop ment for ex2 tio n in laser generated EU V source A 1 Proceedings of t reme ult raviolet lit hograp hy J 1 J apanese Journal of () SP I EC 1 Bellingham : SP I E , 2005 , 5751 :815 - 8211 Applied Physics , 2004 ,43 6B:3707 - 37121 32 45 Orsini Rocco A , Petach Michael B , Mc Gregor Roy D1 J in Feng , Richardso n Martin C , Shimkaveg Gregory M , et al1 Characterization of a laser plasma water droplet EUV High temperat ure EU V source nozzle P 1 U nited States sourceJ 1 Proceedings of SPIE , 1995 , 2523 :81 - 871 Patent :20020162974 ,2002 - 11 - 071 Shields Henry1 Droplet target delivery met hod for high 33 Richardson Martin , Kado Masataka , Gabel Kai , et al1 Wa2 46 p ulse2rate laser2plasma ext reme ult raviolet light sourceP 1 ter laser plasma X2ray point source and apparat usP 1 Unit2 ed States Patent :5459771 , 1995 - 10 - 171 United States Patent :20030223543 ,2003 - 12 - 041 34 47 Rymell L , Hertz H M1 Debris eliminatio n in a droplet2 Mcgregor Roy D , Clendening Charles W J r1 Gas jet noz2 target laser2plasma sof t X2ray source J 1Review of Sci2 zle for ext reme ult raviolet light source P 1 U nited State Patent : EP1150169 , 2001 - 10 - 311 entific Inst rument s ,1995 , 66 :4916 - 49201 35 Keyser Christian , Bernat h Robert , Alrabban Moza , et al1 48 Gillero n F , Poirier M ,Blenski T , et al1 Emissive p roper2 ties of Xeno n io ns f ro m a laser2p roduced plasma in t he Dynamics of mass2limited laser plasma target s as sources for ext reme ult raviolet lit hograp hyJ 1 Jpn J Appl Phys ,2002 , 100, 140 nm spect ral range : Ato mic2p hysics analysis of 41 :4070 - 40731 t he experimental data J 1 Journal of Applied Physics , 2003 , 94 :2086 - 20961 36 L ars Malmqvist , L ars Rymell , Hans M1 Hertz , High2 49 Henryk Fiedorowicz , Andrzej Bart ni k , Ro man J arocki , repetitio n2rate droplet target for laser2plasma EU V gen2 et al1 Co mpact L aser Plasma EU V Source based o n a eratio nJ 1 OSA TO PS o n Ext reme Ult raviolet Lit hog2 Gas Puff Target J 1 Proceedings of SP I E , 2003 , 5037 : rap hy ,1996 , 4 :72 - 741 37 Martin Richardso n , David Torres , Chris De Priest , et al1 389 - 3961 Mass2limited , debris2f ree laser2plasma EU V source J 1 50 Fiedorowicz H ,Bart ni k A ,J arock R , et al1 Co mpact laser Op tics Co mmunicatio ns , 1998 , 145 :109 - 1121 plasma EU V source based o n a gas p uff target for met rol2 38 ogy applicatio ns J 1 Journal of Alloys and Co mpounds , Hansso n B A M , Rymell L ,Berglund M ,et al1 A liquid2 xeno n2jet laser2plasma X2ray and EU V source J Mi2 2005 , unp ublished now1 1 croelect ro nic Engineering , 2000 , 53 :667 - 6701 51 EU V Source Wor kshop1 Emerging Lit hograp hic Tech2 39 Shields Harry , Fornaca Steven W , Petach Michael B ,et nologies IX EB/ OL 1 ht tp :/ / www1sematech1org/ al1 Xeno n target performance characteristics for laser2 meetings/ archives1ht m1 ,2005 - 02 - 271 J eanet te M1 Robert s , Terence Bacuita , Robert L1 Bris2 p roduced plasma EU V sourcesJ 1 Proceedings of SP I E , 52 2002 , 4688 :94 - 1011 tol1 , et al1 One small step : World’s first integrated EU2Holger Stiel1 , Ulrich Vogt , Sargis Ter2Avet ysian , et al1 VL p rocess line A 1 Emerging Lit hograp hic Technolo2 40 EU V2emissio n of Xeno n2clusters excited by a high repe2 gies IX C 1 Bellingham : Proceedings of SP I E , 2005 , titio n rate burst mode laser J 1 Proceedings of SP I E , 5751 :64 - 771 () 下转第 12 页2002 , 4781 :26 - 341 4 6 黄文浩 ,陈宇航 ,党学明 1 基于 SPM 技术的表面纳米计 Richard S , Wright J r ,Benjamin Lipchak1Open GL 超级宝 () () 量 J 1 微纳电子技术 ,2004 ,41 1:1 - 9 ,251典 第三版M 1 北京 :人民邮电出版社 ,20051 ( ) 5 7 章毓晋 1 图像处理和分 析 M 1 北 京 : 清 华 大 学 出 版 孙家广 ,杨长贵 1 计算机图形学 新版M 1 北京 : 清 社 ,1999184 - 871 华大学出版社 ,19951340 - 3651 Research of SPM Data Visual izat ion 1 ,2 1 1 1 1L I Min, FAN G Guang2ro ng, HAN Li, ZU O Yan2sheng,L IN Yun2sheng (11 Instit ute of Elect rical Engineering ,Chinese Academy of Science ,Beijing 100080 ,China ; )21 Graduate U niversity of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100039 ,China Abstract :A scheme of data visualizatio n based o n digital image p rocessing and Open GL technology is int ro duced , w hich can be used in t he t wo2dimensio nal o r t hree2dimensio nal imaging p rocess of SPM inst rument s1A new de2 noising algo rit hm —Height Eliminatio n and a height2readjust ment algo rit hm —Ho rizo ntal L east Squares Estimate Adjust ment are firstly p ropo sed fo r t he special applicatio n of SPM data p rocessing1 Experimental result s show t hat t hese algo rit hms play effective roles of imp roving t he co nt rast of t he image mapped f ro m height data and decreas2 ing t he lo ss of details caused by t he mapping p rocess1Also ,t he calculatio n of t he colo r of t he vertexes w hich is t he key point of t hree2dimensio nal visualizatio n is discussed in detail and t he realistic topo grap hies of so me samples are o btained using t he texture mapping technology of Open GL1 In addition , t his scheme of data visualization has clear data flow to result in excellent visualization effect ,so it could be a helpf ul reference for data visualization of ot her types1 Key words :SPM ; data visualizatio n ; digital image p rocessing ;co mp uter grap hics ;Open GL ()上接第 7 页 Fo menkov I V , Myers D W , Hansso n B A , et al1 EU V Schriever G , Mager S , Naweed A , et al1 L aser2p roduced 53 55 Source System Develop ment Up date : Advancing Alo ng lit hium plasma as a narrow2band extended ult raviolet ra2 t he Pat h to HVM EB/ OL 1 http :/ / www1sematech1org/ diatio n source for p hotoelect ro n spect roscop yJ 1 Applied () Op tics , 1998 , 37 8:1243 - 12481 meetings/ archives1ht m1 ,2005 - 02 - 271 Peter J Silverman1 Ext reme ult raviolet lit hograp hy :overview Hoff man J R ,Bykanov A N , Khodykin O V , et al1 L PP 54 56 and development stat us J 1 J Microlit h , Microfab , Mi2 EU V Co nversio n Efficiency Op timizatio n1 Emerging () Lit hograp hic Technologies IXA 1 Proceedings of SP I E crosyst ,2005 , 4 1:011006 - 1 - 51 C 1 Bellingham : SP I E , 2005 , 5751 :892 - 9011 Development of La ser Produced Pla sma Source f or EUV L ithogra phy ZHAN G Fu2chang ,L I Yan2qiu ( )Instit ute of Elect rical Engineering , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100080 , China ( ) Abstract :The p ro ductio n of Ext reme Ult raviolet EU Vwas int ro duced1 Simultaneo usly , t he develop ment of t he () laser p ro duced plasma L P Pso urces was systemically described and t he last develop ment of Cymer’s L P P so urces fo r EU V Lit hograp hy was reviewed in detail . Finally , a summary was given and so me p ro spect s fo r EU V so urce research were p ropo sed. Key words :EU V lit hograp hy ; L P P ; EU V power ; debris co ntaminatio n