極紫外光刻（EUVL）技術(shù)是推進(jìn)半導(dǎo)體制造工藝邁向更先進(jìn)制程的關(guān)鍵技術(shù)路徑。目前主流的LPP-EUV光源系統(tǒng)通過(guò)10.6微米波長(zhǎng)的紅外激光（IR）轟擊錫等離子體，從而產(chǎn)生極紫外輻射，并由收集鏡將這些輻射聚焦到中間焦點(diǎn)（IF）位置。然而，系統(tǒng)中殘余的紅外輻射若進(jìn)入曝光光學(xué)系統(tǒng)，會(huì)產(chǎn)生不必要的熱負(fù)載，進(jìn)而影響光刻系統(tǒng)的穩(wěn)定性和曝光質(zhì)量。因此，有效抑制紅外輻射對(duì)保障光刻機(jī)性能至關(guān)重要。

目前業(yè)界通常在EUV收集鏡表面集成光譜純化濾波結(jié)構(gòu)（Spectral Purity Filters, SPFs）來(lái)過(guò)濾紅外輻射能量，但現(xiàn)有評(píng)估方法僅依靠衍射效率這一單一物理量來(lái)評(píng)估抑制效果，缺乏全面性。

![圖1 （a）集成SPFs的收集鏡示意圖，（b）中間焦點(diǎn)處孔徑光闌表面的紅外能量分布，（c）LPP-EUV系統(tǒng)光路示意圖]

近期，中國(guó)科學(xué)院微電子研究所齊月靜研究員團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)提出了基于線性輻射通量密度的紅外抑制比（Infrared Suppression Ratio, IRSR）理論模型。該模型能夠?qū)κ占R紅外輻射通量進(jìn)行積分及降維映射，有效整合了光源能量分布、收集鏡幾何面形、多層膜反射特性和光柵衍射效率等多項(xiàng)關(guān)鍵因素，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各因素在收集鏡局部和全局IRSR貢獻(xiàn)機(jī)制及定量權(quán)重的精確分析。

![圖2 在（a）均勻分布、（b）朗伯分布和（c）高斯分布的紅外輻射源條件下，收集鏡表面的線性輻射通量密度隨歸一化入射口徑和橢圓率的變化]

與現(xiàn)有僅依賴單一物理量的評(píng)估方法相比，該模型引入了多變量綜合分析框架，證實(shí)了全局IRSR實(shí)際上是局部IRSR的加權(quán)調(diào)和平均積分，其中權(quán)函數(shù)為收集鏡表面的線性輻射通量密度。這一研究為收集鏡和SPF的協(xié)同優(yōu)化以及IRSR的精密測(cè)量奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

![圖3 在（a）均勻分布、（b）朗伯分布和（c）高斯分布的紅外輻射源條件下，入射與零級(jí)衍射的紅外光沿收集鏡子午方向的線性輻射通量微分]

相關(guān)研究成果以"Modeling and evaluation for the infrared suppression ratio of an EUV collector with integrated spectral purity filters"為題發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域期刊《Optics Express》上。微電子所博士生金浩為論文第一作者，齊月靜研究員擔(dān)任通訊作者。該研究獲得了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDA0380000）的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.566106

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院微電子研究所