[發(fā)明專利]采用毛細(xì)管放電極紫外光刻光源產(chǎn)生EUV輻射光的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110385541.7
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN102496551A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙永蓬;徐強(qiáng);王騏
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01J17/20
• 分類號: H01J17/20;H01J17/04;G03F7/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用毛細(xì)管放電極紫外光刻光源產(chǎn)生EUV輻射光的方法，屬于極紫外光刻光源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

毛細(xì)管放電極紫外EUV(Extreme?Ultraviolet)光刻光源，是指采用Xe介質(zhì)，在毛細(xì)管放電Z箍縮機(jī)制下獲得的13.5nm(2％帶寬)的輻射光輸出，該13.5nm波長的輻射光能夠?qū)崿F(xiàn)22nm甚至更小的光刻線。

所述的13.5nm波長的輻射光的具體形成過程為：在毛細(xì)管放電過程中，高電壓會使毛細(xì)管內(nèi)沿著內(nèi)表壁形成一層Xe等離子體殼層，主脈沖放電時(shí)，通過等離子體的強(qiáng)電流受自身磁場作用，會產(chǎn)生強(qiáng)大的洛侖茲力，使等離子體沿徑向箍縮，稱之為Z箍縮。在等離子體壓縮的過程中，等離子體同時(shí)受到排斥力和歐姆加熱，使得等離子體溫度升高，碰撞Xe離子產(chǎn)生更高價(jià)態(tài)的Xe離子，當(dāng)?shù)入x子體壓縮到半徑最小時(shí)，約為300μm，此時(shí)將會實(shí)現(xiàn)EUV輻射光輸出。等離子體壓縮到最小半徑時(shí)毛細(xì)管內(nèi)的等離子體是一個(gè)很細(xì)的等離子體柱，這個(gè)等離子體柱中的每一個(gè)微小段均可視為一個(gè)點(diǎn)光源，這個(gè)點(diǎn)光源將向四周4π立體角范圍內(nèi)均勻的輻射EUV輻射光，毛細(xì)管放電形成的EUV輻射光，經(jīng)過后續(xù)的極紫外光學(xué)收集系統(tǒng)，成像在其中間焦點(diǎn)IF點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了IF點(diǎn)一定功率的13.5nm波長的輻射光輸出。

毛細(xì)管在EUV光刻光源中，主要起到了約束等離子體壓縮的作用，使放電形成的等離子體均勻，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的EUV輻射光輸出。但另一方面，氣體放電形成等離子體進(jìn)而實(shí)現(xiàn)EUV輻射光輸出時(shí)，會燒蝕毛細(xì)管內(nèi)壁和放電電極，產(chǎn)生大量的各種碎屑，其中放電條件的不同使得放電時(shí)形成的碎屑量也有不同。由于后續(xù)的光學(xué)收集系統(tǒng)表面粗糙度約為1nm，毛細(xì)管放電產(chǎn)生的碎屑容易損壞后續(xù)的光學(xué)收集系統(tǒng)，從而降低后續(xù)光學(xué)收集系統(tǒng)的收集效率和使用壽命。實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)不同的放電條件下毛細(xì)管內(nèi)碎屑產(chǎn)生量是不同的，因而希望通過改善放電條件來減少放電碎屑的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決毛細(xì)管在EUV光刻光源中，產(chǎn)生的放電碎屑過多易損壞后續(xù)的光學(xué)收集系統(tǒng)的問題，提供一種能夠減少毛細(xì)管放電碎屑的采用毛細(xì)管放電極紫外光刻光源產(chǎn)生EUV輻射光的方法。

本發(fā)明所述采用毛細(xì)管放電極紫外光刻光源產(chǎn)生EUV輻射光的方法，

分別通過輸氣管路同時(shí)向毛細(xì)管中輸入Xe氣和Ar氣，所述Xe氣的流量為0.2sccm～2sccm，Ar氣的流量為0.2sccm～10sccm，然后在毛細(xì)管兩端加載高壓脈沖電源，實(shí)現(xiàn)13.5nm波長的輻射光輸出。

所述Xe氣和Ar氣的流量比為1∶5。

所述Xe氣和Ar氣的流量采用流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：克服了本領(lǐng)域中的技術(shù)偏見，即采用毛細(xì)管放電極紫外光刻光源形成EUV輻射光的過程中僅僅加入Xe氣體的技術(shù)偏見，本發(fā)明在現(xiàn)有采用毛細(xì)管中通Xe氣形成極紫外光刻光源的過程中，摻入一定比例的Ar氣實(shí)現(xiàn)放電，達(dá)到在不影響電源原有性能的前提下，有效降低毛細(xì)管放電極紫外光刻光源中碎屑的產(chǎn)生的效果，進(jìn)而達(dá)到降低碎屑對后續(xù)光學(xué)收集系統(tǒng)的破壞，提高后續(xù)光學(xué)收集系統(tǒng)的使用壽命的效果。此外，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明摻入Ar氣后，還具有提高毛細(xì)管放電時(shí)工作的穩(wěn)定性，使放電時(shí)氣體擊穿變得容易的技術(shù)效果。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法簡單，操作容易，能夠大幅度降低毛細(xì)管放電極紫外光刻光源中碎屑的產(chǎn)生，它可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求簡單的改變摻入Ar氣的比例。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法的實(shí)施示意圖；圖中A表示電極；

圖2為現(xiàn)有對毛細(xì)管只通入Xe氣時(shí)，毛細(xì)管放電極紫外輻射光譜圖；

圖3為采用本發(fā)明方法，對毛細(xì)管通入的Xe氣和Ar氣的流量比為1∶5時(shí)與對毛細(xì)管只通入Xe氣時(shí)，毛細(xì)管放電極紫外輻射光譜對比圖，圖中，實(shí)線曲線表示毛細(xì)管只通入Xe氣時(shí)，毛細(xì)管放電極紫外輻射光譜線；虛線表示Xe氣和Ar氣的流量比為1∶5時(shí)，毛細(xì)管放電極紫外輻射光譜線。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述采用毛細(xì)管放電極紫外光刻光源產(chǎn)生EUV輻射光的方法，

分別通過輸氣管路同時(shí)向毛細(xì)管中輸入Xe氣和Ar氣，所述Xe氣的流量為0.2sccm～2sccm，Ar氣的流量為0.2sccm～10sccm，然后在毛細(xì)管兩端加載高壓脈沖電源，實(shí)現(xiàn)13.5nm波長的輻射光輸出。