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实验室型极紫外光刻胶曝光系统

实验室型极紫外光刻胶曝光系统


EUV-Exposure tool for resist performance tests

(Lab-Type Exposure Tool for EUV Resist Performance Tests)


EUV极紫外实验室曝光系统 EUV极紫外实验室曝光结果图1 EUV极紫外实验室曝光结果图2


产品规格


1.光刻系统规格


  • EUV 光源 FS5420:20 W/(2πsr) @ 13.5 nm into 2% b.w.
  • 曝光工艺波长:13.5 nm
  • 单次曝光区域:2 x 2 mm²
  • 辐射光谱带宽:2 - 5 %
  • 掩模处的光子通量:>0.1 mW/cm2(对于 13.5 nm)
  • 掩模平面中的空间相干性:10 – 20 µm
  • 晶圆上的空间分辨率:
    <50 nm(使用通用光刻胶)
    <35 nm(使用EUV CAR Resist)
  • 晶圆直径:100 mm
  • 可用曝光面积直径:65 mm
  • 模块尺寸和重量:
    源模块:850x660x310 mm3 / ~200 kg
    电气柜:2000x660x1000 mm3 / ~300 kg
    冷却柜:2000x800x800 mm3 / ~260 kg
    光学系统:2200x1800x1200 mm3 / ~400 kg


2.EUV光源规格


EUV 发射等离子体主要参数的目标规格如下表所示:


特征

规格

发射的 EUV 光谱

典型的氙等离子体发射光谱(例如图4

电脉冲能量Ep

标准模式下 3-5 J(在外部触发输入的帮助下,可以产生较低的重复率和单脉冲)

重复率f

50 Hz 1500 Hz

电输入功率Pin

标准模式下 < 6 kW

相对 EUV 功率稳定性

sfloat/PEUV ≤ 5 %

开启角度

符合客户要求,≤ 30°3

带内发射体积大小( 3 J ≤ Ep ≤5 J情况下


直径

≤ 500 µm FWHM


轮廓

径向和轴向的高斯洛伦兹方程


重心位置

单一经验标准偏差: sx, sy ≤ 10 µm

EUV 脉冲宽度持续时间

典型值 ≤ 100 ns (FWHM)

UHV真空质量

束线出口处的基本压力(源模式“READY”无操作及HV泵送2天气流后)≤ 2*10-6 mbar

2 Sfloat 是在应用 100 脉冲移动平均滤波器的10分钟测量间隔内的单一经验标准偏差。

3 相对于光轴的开启角度。由于收缩等离子体的部分阻碍,发射功率可能会在大角度降低。

4 使用从结束位置采集的 100-200 张图片。每个曝光大约100个脉冲。相对于电极系统中心测量的 COG。


该源作为氙气中的脉冲放电等离子体工作,基于空心阴极触发的假火花放电。放电是在电极系统中产生的,如图3所示。



图3:电极系统的方案


该电极系统包括阳极、阴极、中间电极、三个触发电极和触发保持架。这些零件后来被称为耗材。用工作气体氙或氙混合物冲洗电极系统。工作气体通过阳极排放到所附的真空室中,该真空室需要真空泵连续泵送。阳极和阴极连接到一个存储容量,该存储容量由高压电源充电至工作电压。等离子体点火后,氙等离子体通道在阴极和阳极之间的中心轴区域内形成,电能通过储存容量的脉冲放电供给到该区域。电加热氙等离子体发射波长在10-18 nm之间的辐射,光谱特性如图4所示。电脉冲能量Ein=0.5CU²和重复频率f定义了平均输入功率Pin=Einf,该功率部分转换为EUV辐射。



图4:氙等离子体的典型发射光谱


EUV光源的主要性能指标是输出功率,其定义为以13.5 nm波长和±0.135 nm带宽(也称为2%b.w.或“带内”)发射到半球的平均EUV通量PEUV。对应的单位是[W/(2πsr)]。输出功率可通过测量EUV脉冲能量EEUV并乘以脉冲重复率来确定。在靠近光轴的小立体角中测量脉冲能量,然后重新计算到半球,以获得单位为[mJ/(2πsr)]的EEUV


转换效率CE通常定义为电能Ein和EUV脉冲能量EEUV在各自波长带宽中的比率。


发出的脉冲数稍后以[MPulse]为单位表示为1 MPulse=1 000 000个脉冲。



 

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