光刻机常用光源介绍

前言

说到光刻机光源，顺带说一下光刻胶，便于理解光刻机光源的功率要求。

1，光刻胶的组分：感光树脂，光催化剂，分散剂

2，光刻胶的使用流程：涂布，去除分散剂，曝光，洗涤

3，光刻胶的种类：正胶，负胶

4，正胶工作原理

光催化剂吸收光子，利用光子能量催化分解光刻胶（已聚合树脂），洗涤后暴露曝光区域

5，负胶工作原理

光催化剂吸收光子，利用光子能量催化聚合光刻胶（树脂聚合前体），洗涤后暴露未曝光区域

6，光刻胶的曝光需要短时强光照

正文

1，光刻机常用光源种类

i线436nm，G线365nm，KrF248nm，ArF193nm，LPP-EUV13.5nm

2，光源器件分类和发光原理

2.1，I类光源：短弧超高压汞灯

I类光源的发光原理很简单：汞蒸气内电弧放电，汞原子最外层电子受到激发从而跃迁，落回后放出光子。

低压汞灯的光谱离散度更好，光谱更加干净，但是功率小外加发光效率低。实际应用的是短弧超高压汞灯。

2.2，II类光源

KrF准分子激光和ArF准分子激光的发光原理的非常类似的，只阐述Ar-F2-HF混合气体放电激光器的发光原理。

2.2.1，工作气体：氩气、氟气、氟化物的混合气体

主工作气体：氩气

辅助工作气体：氟气、氟化物（一般选用氟化氢）

技术点：气体的纯度、各种气体的比例

这可是极大影响光源功率，光源效率，发射谱线偏离特征，故障周期的哦

2.2.2，其他重要器件

氢闸流管、主工作电容器，驱动电路，激光器腔体

2.2.3，发光原理

a，氩气（原子气体）、氟气（分子气体）、氟化氢（分子气体）受到电弧激发解离成氩原子、氟原子、氢原子

b，氩原子最外层8个电子被氟原子夺走6个，剩下2个能级极高电子受激发跃迁，回落后发出高能光子，此后氩原子再次夺回先前失去的6个电子，如此周而复始。

2.3，III类光源

LPP-EUV，Laser Produced Plasma Extreme Ultra-Violet，发光原理极其简单粗暴，和铁丝被烧红发光原理一样

a，锡靶，融化的超纯锡从储液槽滴下，液滴直径约30微米

b，真空环境中，20kw级的二氧化碳激光器第1次击中锡靶，锡靶在空中变成一个平面

c，真空环境中，20kw级的二氧化碳激光器第2次击中锡靶，把锡靶加热到数百万K，极高温的锡靶发射出波长13.5nm的紫外线

虽然发光原理极其简单粗暴，但是实现难度极其不简单不粗暴。

因为锡靶是垂直滴下的，高温锡靶发出的光不得不水平方向引出，导致光路难度泪崩，至于超高精度的硅-钼反射镜组不提也罢。