激光辅助放电EUV光源放电系统技术方案

激光辅助放电EUV光源放电系统，涉及极紫外(Extreme Ultraviolet,EUV)光刻光源领域，目的是为了满足Sn介质激光辅助放电等离子体(LDP)EUV光源的发展需要。该放电系统的高压电极与地电极为同轴设置的两个圆盘，多根金属杆位于两个圆盘之间、并且与圆盘的轴线平行，其中一根金属杆固定在高压电极的中心位置，其余的金属杆固定在地电极上，并且以地电极的中心为圆心、沿周向均匀分布，地电极的中心位置开有小孔；Sn靶安装在位于中心位置的金属杆的端部，该金属杆与其余的金属杆之间通过绝缘套隔开。该放电系统结构简单，成本低廉，适用于激光辅助放电等离子体EUV光源。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及极紫外(Extreme Ultraviolet,EUV)光刻光源领域。
技术介绍
光刻技术是一种用于集成电路(IC)制造的图案形成技术，是现代社会信息技术中最关键的技术之一。在光刻过程中，可印制在硅晶片上电路节点的最小特征尺寸由瑞利公式给出，其中，缩短曝光波长减小电路特征尺寸的最有效的方法。极紫外光刻技术采用中心波长为13.5nm(2％带宽)的极紫外光作为曝光光源，被认为是实现32nm节点甚至更低节点首选的光刻技术。极紫外光刻光源是极紫外光刻技术的核心技术问题，早期半导体业界主要采用放电等离子体(DPP)和激光等离子体(LPP)两种EUV光源，工作介质主要采用Xe介质和Sn介质。随着技术的发展，在DPP和LPP光源发展的基础上，目前发展起来了一种结合二者优势、采用激光辅助放电等离子体(LDP)的EUV光源技术，此种技术采用Sn作为工作介质，具有较高的转换效率和光源功率。对于Sn介质激光辅助放电等离子体(LDP)EUV光源，常规条件下Sn为固体，需要将Sn首先采用激光打靶的方式气化，以产生预电离等离子体。随后，进行快脉冲、大电流放电，从而Z箍缩实现13.5nm辐射光输出。
技术实现思路
本技术的目的是为了满足Sn介质激光辅助放电等离子体(LDP)EUV光源的发展需要，提供一种激光辅助放电EUV光源放电系统。本技术所述的激光辅助放电EUV光源放电系统包括Sn靶1、绝缘套2、高压电极3、地电极4和多根金属杆5；高压电极3与地电极4为同轴设置的两个圆盘，多根金属杆5位于两个圆盘之间、并且与圆盘的轴线平行，其中一根金属杆5固定在高压电极3的中心位置，其余的金属杆5固定在地电极4上，并且以地电极4的中心为圆心、沿周向均匀分布，地电极4的中心位置开有小孔；Sn靶1安装在位于中心位置的金属杆5的端部(可采用螺纹安装)，该金属杆5与其余的金属杆5之间通过绝缘套2隔开。本技术提出了一种新结构的激光辅助放电EUV光源放电系统，该放电系统结构简单，成本低廉，能够满足激光辅助放电等离子体(LDP)EUV光源的需求。附图说明图1为本技术所述的新机制激光辅助放电EUV光源放电系统的结构示意图；图2为高压电极的主视图；图3为图2的仰视图；图4为绝缘套的主视图；图5为图4的俯视图；图6为地电极的结构示意图；图7为EUV光源的结构示意图，其中6表示透镜，7表示阴极，8表示阳极；图8为EUV辐射光谱。具体实施方式具体实施方式一：结合图1至图8说明本实施方式，本实施方式所述的激光辅助放电EUV光源放电系统，包括Sn靶1、绝缘套2、高压电极3、地电极4和多根金属杆5；高压电极3与地电极4为同轴设置的两个圆盘，多根金属杆5位于两个圆盘之间、并且与圆盘的轴线平行，其中一根金属杆5固定在高压电极3的中心位置，其余的金属杆5固定在地电极4上，并且以地电极4的中心为圆心、沿周向均匀分布，用于确保电场均匀分布，地电极4的中心位置开有小孔；Sn靶1安装在位于中心位置的金属杆5的端部(可采用螺纹安装)，该金属杆5与其余的金属杆5之间通过绝缘套2隔开。工作时，为了保证电源在地电极和Sn靶之间放电，首先应将激光聚焦后照射在Sn靶的侧方，激光打靶后放电，将在Sn靶和地电极之间形成一个放电通道，激光打靶形成的预电离等离子体将箍缩，形成高温高密度等离子体，实现13.5nm辐射光输出。为了保证Sn靶表面状态的稳定性，将Sn靶加工多个，每一次工作时，放电5个脉冲后将更换Sn靶。包含上述放电系统的EUV光源的结构如图2所示，一共分五个部分，分别是电源系统、激光系统、控制系统、放电系统和探测系统。电源系统：主要包括主脉冲和预脉冲电源；激光系统：主要包括激光器、反射镜和凸透镜；控制系统：主要包括延时控制电路；探测系统：主要包括计算机、示波器、真空计、高压探头、电流线圈、罗兰圆谱仪和CCD。该EUV光源的工作流程为：首先对电源预热，然后用机械泵和分子泵抽取放电室和罗兰圆谱仪的气体形成真空，达到要求的真空度后，电源系统对放电系统充电，当放电电压达到额定值后用控制系统控制激光器发射脉冲，激光脉冲经过聚焦系统作用在Sn靶上产生Sn的初始等离子体，形成放电通道，紧接着初始等离子体被经过一定延时的主脉冲电压击穿，经过一系列复杂的等离子体动力学过程，形成高密度高温的等离子体，产生大量高价态Sn离子，同时辐射出13.5nm的极紫外光。极紫外光可通过探测系统进行观测和记录，测得EUV辐射谱线如图8所示。具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的激光辅助放电EUV光源放电系统的进一步限定，本实施方式中，绝缘套2套在高压电极3中心的金属杆5上。具体实施方式三：结合图6说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的激光辅助放电EUV光源放电系统的进一步限定，本实施方式中，固定在地电极4上的金属杆5的数量为8根。具体实施方式四：本实施方式是对实施方式一所述的激光辅助放电EUV光源放电系统的进一步限定，本实施方式中，金属杆5为不锈钢杆。具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的激光辅助放电EUV光源放电系统的进一步限定，本实施方式中，Sn靶1长度为10mm、直径10mm、一端设置有M6×6mm的内螺纹。高压电极3的直径为80mm，其中心位置的金属杆5的直径是10mm，安装在一起后总长度为150mm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
激光辅助放电EUV光源放电系统，其特征在于，所述放电系统包括Sn靶(1)、绝缘套(2)、高压电极(3)、地电极(4)和多根金属杆(5)；高压电极(3)与地电极(4)为同轴设置的两个圆盘，多根金属杆(5)位于两个圆盘之间、并且与圆盘的轴线平行，其中一根金属杆(5)固定在高压电极(3)的中心位置，其余的金属杆(5)固定在地电极(4)上，并且以地电极(4)的中心为圆心、沿周向均匀分布，地电极(4)的中心位置开有小孔；Sn靶(1)安装在位于中心位置的金属杆(5)的端部，该金属杆(5)与其余的金属杆(5)之间通过绝缘套(2)隔开。

【技术特征摘要】
1.激光辅助放电EUV光源放电系统，其特征在于，所述放电系统包括Sn靶(1)、绝缘套(2)、高压电极(3)、地电极(4)和多根金属杆(5)；高压电极(3)与地电极(4)为同轴设置的两个圆盘，多根金属杆(5)位于两个圆盘之间、并且与圆盘的轴线平行，其中一根金属杆(5)固定在高压电极(3)的中心位置，其余的金属杆(5)固定在地电极(4)上，并且以地电极(4)的中心为圆心、沿周向均匀分布，地电极(4)的中心位置开有小孔；Sn靶(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐强，赵永蓬，王骐，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23