一种毛细管放电等离子体耦合发光结构制造技术

本发明专利技术公开了一种毛细管放电等离子体耦合发光结构，涉及极紫外光刻领域，旨在解决现有技术中发光功率低，杂光多的问题，采用的技术方案是，包括毛细管，毛细管位于放电室内，毛细管两端分别设有第一电极和第二电极，且第一电极和第二电极连接电源形成回路，第一电极接电源正极，第二电极接负极，第一电极的间距大于第二电极的间距，毛细管的一端有激光束

【技术实现步骤摘要】
一种毛细管放电等离子体耦合发光结构


[0001]本专利技术涉及极紫外光刻领域，具体为一种毛细管放电等离子体耦合发光结构
。

技术介绍

[0002]集成电路的集成度与光刻分辨率密切相关；光学光刻技术因受衍射极限的限制，最高光学分辨率仅为
0.2
μ
m
；为了提高光刻分辨率，缩短曝光波长成为解决问题的最佳途径之一，因此，光学光刻技术早已被紫外光刻技术所取代，目前极紫外光刻技术已成为光刻生产的主流；在光刻过程中，焦深因波长减小而变短，这不利于光刻生产；如何在提高光刻分辨率的同时，还能够确保足够的焦深，选择曝光波长变得十分重要；与此同时，极紫外光需要经过反射曝光系统，反射镜对极紫外光应具有一定的反射率；钼硅多层膜反射镜对
13.5nm
附近的极紫外光具有很高的反射率，可以作为镜膜材料，由此将曝光波长确定在
13.5nm。
[0003]可以采用多种方式获得
13.5nm
的极紫外光，激光等离子体可以辐射
13.5nm
的极紫外光，但电能先转换成光能，再转换成等离子体的辐射能，能量的二次转换降低了利用率；同步辐射源也可以产生
13.5nm
的极紫外光，然而装置费用和电子注入等问题却是无法回避的难题；放电等离子体可辐射
13.5nm
的极紫外光，该方式将电能直接转换成等离子体的辐射能，能量转换效率高；毛细管放电属于四种气体放电方式之一，等离子体在毛细管内形态较稳定，辐射特性较好，因而得到广泛研究和利用
。
[0004]毛细管放电产生
13.5nm
极紫外光的一般设置一对电极，高压电极对接地电极放电产生一束等离子体，受等离子体状态以及发光范围的影响，一束等离子体在
13.5nm
附近的发光功率非常低
。
为了提高光源的辐射功率，通常的做法是增加放电的重复频率，使等离子体发光的总功率能够满足光刻要求；但也存在一些问题：
1、
高重复频率放电对光刻系统的稳定性要求极高，温度
、
压力
、
扰动
、
震动
、
电磁场等外部因素都可能破坏光刻过程；
2、
等离子体单次辐射的能量很小，高重频工作产生的热量不容忽视，必须考虑散热问题；
3、
高重频工作的放电碎屑和毛细管内壁剥蚀较多，这些杂质一方面可能辐射其他波长的极紫外光，成为杂光；另一方面可能吸收
13.5nm
的有用光，降低总的发光功率
。
[0005]中国专利
CN111965955A
公开了一种毛细管放电三束等离子体耦合光源的设计，采用的技术方案是，包括毛细管，毛细管在放电室内，毛细管两端有高压电极和接地电极，二者与毛细管平行设置且接电形成回路
。
此设置方法导致电极的调节很难使在毛细管内投射的激光发挥作用，当电极之间的间距较大时，三束放电等离子体的互箍缩作用较弱，激光束很容易从三束等离子体的中心穿过去，从毛细管的另一端出来，不能发挥内膨胀的作用，验证试验结果如图1至图3所示，图1至图3中，粗线表示放电信号，细线表示激光信号，由结果可知，当电极之间的间距较小时，三束放电等离子体的互箍缩作用很强，激光束到达时，三束放电等离子体已经箍缩到一起，激光束不能进入三束放电等离子体的中心，被三束放电等离子体的端面反射或吸收掉，也无法发挥内膨胀作用
。

技术实现思路

[0006]鉴于现有技术中所存在的问题，本专利技术公开了一种毛细管放电等离子体耦合发光结构，采用的技术方案是，包括毛细管，所述毛细管位于放电室内，所述毛细管两端分别设有第一电极和第二电极，且所述第一电极和所述第二电极连接电源形成回路，所述第一电极接所述电源正极，所述第二电极接负极，所述第一电极的间距大于所述第二电极的间距，将第一电极的间距设置的大于第二电极间距，能够使第一电极附近的放电等离子体的互箍缩作用很弱，第二电极附近的放电等离子体的互箍缩作用很强，从而在毛细管轴心方向上，形成了锥形发光结构；所述毛细管的一端有激光束，激光束采用高能激光，在高能激光作用下等离子体耦合
。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述第一电极为高压电极，所述第二电极为接地电极
。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述毛细管内充有工作气体
。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述第一电极有多个，相邻的所述第一电极之间间距为
10
‑
20mm
；所述第二电极有一个或多个，当有多个时，相邻的所述第二电极之间间距为1‑
3mm。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述第一电极和所述第二电极之间的放电距离为
50
‑
100mm。
[0011]本专利技术的有益效果：本专利技术通过在毛细管两端设置高压电极和接地电极，通电后在毛细管内产生的三束等离子体经过耦合，形成锥形发光结构，耦合等离子体的发光功率大大提高，可满足极紫外光刻生产的要求；锥形发光结构的单次发光功率较高，可降低放电的重复频率，有利于控制光刻生产的废品率；且锥形发光结构远离毛细管内壁，辐射
13.5nm
极紫外光的中心区域远离电极，电极碎屑和管壁剥蚀都很少，光源纯净度较高
。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍
。
在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识
。
附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制
。
[0013]图1为现有技术验证试验激光落后于放电触发结果示意图；
[0014]图2为现有技术验证试验激光与放电同时触发结果示意图；
[0015]图3为现有技术验证试验激光超前于放电触发结果示意图；
[0016]图4为本专利技术结构示意图；
[0017]图5为本专利技术在工作状态下的等离子体沿毛细管轴的演化图
。
[0018]图中：
1、
激光束；
2、
第一电极；
3、
毛细管；
4、
等离子体；
5、
第二电极；
6、
电源；
7、
激光等离子体；
8、
电流
。
具体实施方式
[0019]实施例1[0020]为了克服现有技术中，平行设置电极带来的激光束不能进入放电等离子体中心的问题，如图4所示，公开了本专利技术的第一种实施方式，采用的技术方案是，包括毛细管3，毛细
管3由三氧化二铝陶瓷制成，将其置于不锈钢制成的放电室中，在毛细管3一端设置了三组第一电极2，另一端设置了三组第二电极5，三个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种毛细管放电等离子体耦合发光结构，包括毛细管
(3)
，所述毛细管
(3)
位于放电室内，所述毛细管
(3)
两端分别设有第一电极
(2)
和第二电极
(5)
，且所述第一电极
(2)
和所述第二电极
(5)
连接电源
(6)
形成回路，其特征在于：所述第一电极
(2)
接所述电源
(6)
正极，所述第二电极
(5)
接负极，所述第一电极
(2)
的间距大于所述第二电极
(5)
的间距
。2.
根据权利要求1所述的一种毛细管放电等离子体耦合发光结构，其特征在于：所述第一电极
(2)
为高压电极，所述第二电极
(5)
为接地电极，所述毛细管
(3)
的一端有激光束
(1)。3.
根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴强，赵军滨，高丽娜，
申请(专利权)人：苏州极紫外半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：