一种毛细管放电极紫外光刻双真空光源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种毛细管放电极紫外光刻双真空光源装置，涉及极紫外光刻光源技术领域，旨在解决陶瓷毛细管放电时，产生电极碎屑

【技术实现步骤摘要】
一种毛细管放电极紫外光刻双真空光源装置


[0001]本专利技术涉及极紫外光刻光源
，具体为一种毛细管放电极紫外光刻双真空光源装置
。

技术介绍

[0002]波长为
13.5nm
的极紫外
(EUV)
光源既可提供
10nm
以下的可分辨极限线宽，还能够保持一定的焦深，适于极紫外光刻
(EUVL)
大规模工业化生产的要求
。
极紫外光源一般来源于同步射源
、
激光等离子体光源
、
气体放电等离子体光源和激光放电复合等离子体光源，各种极紫外光源的产生及其特性如表1所示
。
同步辐射源造价高，装置复杂，操作难度大，电子注入麻烦，难以适合大规模工业化生产
。
激光等离子体光源先将电能转化为光能，再转换为等离子体的辐射能，降低了能量转换效率
。
激光等离子体光源实质上是利用等离子体的瞬态发光，等离子体的温度和密度难以控制，这些参数影响到等离子体的发光过程，如果参数控制不好，即便产生了所需的离子，也不一定发出所需波长的极紫外光
。
此外，激光参数也是需要调控的主因，还有诸如靶材选取
、
靶形加工
、
真空控制
、
打靶碎屑
、
光源杂质等都是无法回避的问题
。
因此，该光源很少直接用于极紫外光刻工业化生产
。
[0003]极紫外光源是极紫外光刻技术的源头
。
极紫外光刻技术通常采用反射曝光系统，钼硅多层膜反射镜对于
13.5nm
的极紫外光具有较高的反射率，因此，极紫外光刻所用波长为
13.5nm
的极紫外光
。
此外，波长为
13.5nm
的极紫外光在确保足够焦深的情况下，能够获得极高的分辨率
。
[0004]激光等离子体和放电等离子体都可以输出
13.5nm
的极紫外光
。
激光打锡靶是个不错的选择，金属锡的价格也便宜
。
激光等离子体光源和放电等离子体光源辐射极紫外光的功率都较低，极紫外光需要经过一系列光路传输后才能到达曝光平台，较低的功率难以满足工业化生产的需求，如果将激光打靶的频率或放电的重复频率增加到数百或数千赫兹，可以提高极紫外光的总输出功率
。
当然高重复频率打靶或放电必然伴随大量碎屑，激光等离子体伴生杂质碎屑和喷溅碎屑；放电等离子体伴生电极碎屑等，毛细管放电装置则伴生管壁碎屑和电极碎屑
。
所有碎屑如果发出杂光，影响到光源的纯净度，也可能吸收
13.5nm
的极紫外光，降低了光效
。
[0005]因此，现有技术中陶瓷毛细管放电时，存在以下问题：
1、
毛细管放电一般会发生电极烧蚀，产生电极碎屑；
2、
毛细管放电通常会伴随内壁剥蚀，产生管壁碎屑；
3、
毛细管内的工作物质在等离子体状态下可能与碎屑发生反应，生成光源杂质，所有碎屑和光源杂质可能辐射其他波长的杂光，也可能吸收有用的极紫外光；
4、
毛细管放电一般会采用端面收集方式，收集效率较低
。

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极紫外光刻双真空光源装置，采用的技术方案是，包括毛细管和电极，所述毛细管的两端还设有电极，所述电
极与电源连接，所述毛细管外部还套设有放电室，所述放电室上还设有收集孔和观察孔，所述毛细管内部还与外界的供气系统连通，供气系统所提供的气体为氙气，氙气的气压维持在
10
几帕或几十帕
。
[0007]毛细管的管内径为
10mm
，管壁厚2‑
3mm
，长度
400mm
，放电时的电压为
15
‑
35kV
，放电电流最高峰值达
30kA
，脉宽
150ns。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述放电室为圆柱形不锈钢壳体，所述毛细管与所述放电室之间还设有密封环
。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述电极采用金属钼材质，包括阴极和阳极，所述阴极和所述阳极分别设在所述毛细管的两端
。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述毛细管上还设有进气管和排气管，所述进气管与外界的所述供气系统连接，且所述进气管上还设有气阀
。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述进气管和所述排气管与所述毛细管的连接端点，位于所述毛细管与所述放电室之间
。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述收集孔开设在所述放电室的侧部中央，所述观察孔开设在所述收集孔的偏下方，收集孔径为
150mm
，观察孔径
70mm。
[0013]本专利技术的有益效果：本专利技术提高了极紫外光的输出功率，较低的放电重复频率即可满足极紫外光刻生产的要求；极大减少了电极碎屑
、
管壁碎屑和光源杂质，有利于极紫外光的输出；采用气动系统供气，提高了极紫外光的纯净度；延长了毛细管的长度，并采用侧面收集方式，相比于传统的端面收集，收集面大大提高，极紫外光的收集效率也增加
。
附图说明
[0014]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
。
[0015]图1为本专利技术结构示意图；
[0016]图2为本专利技术供气系统原理图
。
[0017]图中：
1、
电源；
2、
毛细管；
3、
放电室；
4、
气阀；
5、
进气管；
6、
排气管；
7、
阴极；
8、
阳极；
9、
密封环；
10、
收集孔；
11、
观察孔
。
具体实施方式
[0018]实施例1[0019]如图1所示，本专利技术公开了一种毛细管放电极紫外光刻双真空光源装置，采用的技术方案是，玻璃材质的毛细管2两端分别放置阴极7和阳极8，阴极7和阳极8分别与高压电源1的负极和正极相连接，阳极8对阴极7放电，在毛细管2内产生高温等离子体，工作气体由供气系统提供，供气系统的供气原理如图2所示，首先打开气阀
2、
气阀3和气阀5，关闭气阀4和减压阀，使用机械泵将毛细管内抽成
10Pa
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种毛细管放电极紫外光刻双真空光源装置，其特征在于：包括毛细管
(2)
和电极，所述毛细管
(2)
的两端还设有电极，所述电极与电源
(1)
连接，所述毛细管
(2)
外部还套设有放电室
(3)
，所述放电室
(3)
上还设有收集孔
(10)
和观察孔
(11)
，所述毛细管
(2)
内部还与外界的供气系统连通
。2.
根据权利要求1所述的一种毛细管放电极紫外光刻双真空光源装置，其特征在于：所述放电室
(3)
为圆柱形不锈钢壳体，所述毛细管
(2)
与所述放电室
(3)
之间还设有密封环
(9)。3.
根据权利要求1或2所述的一种毛细管放电极紫外光刻双真空光源装置，其特征在于：所述电极采用金属钼材质，包括阴极
(7)
和阳极
(8)
，所述阴极
(7)
和所述阳极
(8)
分...

【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：