在32nm技术节点以下时，尽管极紫外（EUV）光刻技术已被视为主流的光刻生产技术解决方案，但是如何研发一套可靠、高性能EUV光源系统仍然是摆在业界面前的一道难题。此文将着重介绍了基于触发模式、输出功率达到100W的光源系统。
32nm技术以下，极紫外（EUV）光刻技术最有可能取代ArF浸没式光刻技术，进而成为主流的生产技术解决方案。为达成这一目标，就需要最早在2009年前完成EUV光刻系统的研发工作并将其引入生产。这项技术中最为关键、紧迫的难题是光源的功率和使用寿命、光刻胶的分辨率和敏感度以及光掩膜版的缺陷密度及保存。
高能光源是实现大规模量产并降低成本的前提和保障。而且，由于要同时满足EUV光刻胶对分辨率和线宽除粗糙度（LWR）的需求，光源的功率需要不断提高。根据预测，功率>115W的光源可以确保涂有敏感度为5 mJ/cm2光刻胶的硅片的产能>100片/小时，对于敏感度达到10 mJ/cm2的光刻胶就需要180W的光源而敏感度高于20 mJ/cm2的光刻胶甚至需要200W以上的光源以满足量产需求。
由此可知，为了满足未来EUV光刻技术的发展需要，其光源
结构也必须能够支持升级换代。尽管目前实验型的EUV曝光光刻设备使用的是低功率辉光放电等离子体（DPP）光源，但是它不能够满足大规模量产的需求。而激光等离子体（LPP）光源由于其具备高功率输出的优势最有希望担负起EUV光刻技术量产的大任，进而继193nm浸没式光刻技术后成为ICs制造领域的主流光刻技术。
LPP光源产生EUV（波长：13.5nm）的原理在于用激光照射在包括氙、锡或锂在内的原材料，通过激发可以得到高能电离等离子体。这些离子的退激发和再结合过程中产生的大量的辐射能向各个方向发射，而仅有在通向光刻设备入口的中间焦点（IF）处的光线将被收集和利用。
由于放射线波长的波段很宽，为了使最终EUV光源的强度满足需求，就要尽可能地提高激光与EUV光能之间的转换效率（CE）。通过研究各种不同激光波长和被照射原材料的组合，最后发现：CO2激光与锡液体微滴靶的组合具有最佳的转换效率。因此，一套具有实际生产价值的EUV光源系统必须包括CO2激光器、锡液体微滴生成器、收集光路和碎屑过滤消除装置等部分，下面就让我们对它们一一介绍：
激光器
我们使用的CO2激光器是具备多阶放大构造的射频激励主控震荡功率放大器（MOPA）。初始的子脉冲是由低能、高重复速率（能够达到100kHz）的Q开关主控震荡器产生。在进入LPP腔体前，激光脉冲被不断放大、塑性和聚焦以提高光束的能量和纯度。在真空腔体中，靶材传输系统以激光频率甚至更快的速率输送液体锡微滴射流，并使之与时控激光脉冲相互碰撞。等离子喷发的峰值集中在13.5nm，从而恰好与具有复合涂层的反射镜光学系统匹配使用。在EUV波段，这些复合涂层的功能如同光谱滤波器，它能够确保反射光线主要集中在13.5nm附近。
通过针孔摄像机对发射EUV光源的微观等离子体进行测量后发现，等离子体呈椭圆或近椭圆状分布，并且以光轴为对称轴的圆柱体对称。这些特性能够降低光束扩展数值（~0.1 mm2 sr），从而有利于简化光学部件的设计以及进一步提高数值孔径（NA）和光源强度。相对于具有较大光束扩展数值的DPP光源而言，这是LPP光源得天独厚的有利条件。
液体微滴生成器
对于液体微滴生成器的主要需求是能够以可控的频率安全、均匀、稳定的生成锡液体微滴，并且系统可以长时间工作，满足大规模生产的要求。目前，第三代液体微滴生成器已经开始工作了，它可以在20-500kHz的频率范围内稳定的产生对应直径为150um-20um的液体微滴。
在较少使用原材料的情况下，为了提高EUV光源的转换效率并尽可能的防止碎屑的产生，最小尺寸的液体微滴中仅包含~1014个原子。这样一来，据估算锡的原材料消耗仅为120毫升/天。此外，安装的小口径液滴喷嘴也进一步确保设备可以在较长的一段时间内稳定的产生液体微滴。目前，液体微滴生成器已经能够持续工作55小时了，其主要的限制在于锡原材料的储存容量。下一代产品将真正具有长时间持续工作的能力。
稳定的制造液体微滴取决于微滴喷嘴的设计构造、设备的系统参数（如压力和传动电压等）以及整套系统的机械稳定性。采用新一代的喷嘴后，设备已经实现了定时抖动功能。在没有使用任何立动式减摇技术的前提下，设备能够确保25nsec的定时抖动（相当于0.2%的液滴周期）。在等离子体区域，考虑液滴喷射运动轨迹的空间不确定性因素，设备的精度也达到了±0.6 μm。短时间内，液滴横向稳定性在5um内，而在长时间（~5min）的情况下，液滴的稳定性在100um的范围内。因此，为了确保后者（长时间工作）的精度就必须依靠立动式减摇补偿系统。现在