CN102496551A - 采用毛细管放电极紫外光刻光源产生euv辐射光的方法 - Google Patents
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Abstract
采用毛细管放电极紫外光刻光源产生EUV辐射光的方法，属于极紫外光刻光源技术领域。它解决了毛细管在EUV光刻光源中，产生的放电碎屑过多易损坏后续的光学收集系统的问题。本发明产生EUV辐射光的方法为，分别通过输气管路同时向毛细管中输入Xe气和Ar气，所述Xe气的流量为0.2sccm～2sccm，Ar气的流量为0.2sccm～10sccm，然后在毛细管两端加载高压脉冲电源，实现13.5nm波长的辐射光输出。本发明适用于产生EUV辐射光。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用毛细管放电极紫外光刻光源产生EUV辐射光的方法，属于极紫外光刻光源技术领域。
背景技术
毛细管放电极紫外EUV(Extreme Ultraviolet)光刻光源，是指采用Xe介质，在毛细管放电Z箍缩机制下获得的13.5nm(2％带宽)的辐射光输出，该13.5nm波长的辐射光能够实现22nm甚至更小的光刻线。
所述的13.5nm波长的辐射光的具体形成过程为：在毛细管放电过程中，高电压会使毛细管内沿着内表壁形成一层Xe等离子体壳层，主脉冲放电时，通过等离子体的强电流受自身磁场作用，会产生强大的洛仑兹力，使等离子体沿径向箍缩，称之为Z箍缩。在等离子体压缩的过程中，等离子体同时受到排斥力和欧姆加热，使得等离子体温度升高，碰撞Xe离子产生更高价态的Xe离子，当等离子体压缩到半径最小时，约为300μm，此时将会实现EUV辐射光输出。等离子体压缩到最小半径时毛细管内的等离子体是一个很细的等离子体柱，这个等离子体柱中的每一个微小段均可视为一个点光源，这个点光源将向四周4π立体角范围内均匀的辐射EUV辐射光，毛细管放电形成的EUV辐射光，经过后续的极紫外光学收集系统，成像在其中间焦点IF点，从而实现了IF点一定功率的13.5nm波长的辐射光输出。
毛细管在EUV光刻光源中，主要起到了约束等离子体压缩的作用，使放电形成的等离子体均匀，从而实现稳定的EUV辐射光输出。但另一方面，气体放电形成等离子体进而实现EUV辐射光输出时，会烧蚀毛细管内壁和放电电极，产生大量的各种碎屑，其中放电条件的不同使得放电时形成的碎屑量也有不同。由于后续的光学收集系统表面粗糙度约为1nm，毛细管放电产生的碎屑容易损坏后续的光学收集系统，从而降低后续光学收集系统的收集效率和使用寿命。实验时发现不同的放电条件下毛细管内碎屑产生量是不同的，因而希望通过改善放电条件来减少放电碎屑的产生。
发明内容
本发明是为了解决毛细管在EUV光刻光源中，产生的放电碎屑过多易损坏后续的光学收集系统的问题，提供一种能够减少毛细管放电碎屑的采用毛细管放电极紫外光刻光源产生EUV辐射光的方法。
本发明所述采用毛细管放电极紫外光刻光源产生EUV辐射光的方法，
分别通过输气管路同时向毛细管中输入Xe气和Ar气，所述Xe气的流量为0.2sccm～2sccm，Ar气的流量为0.2sccm～10sccm，然后在毛细管两端加载高压脉冲电源，实现13.5nm波长的辐射光输出。
所述Xe气和Ar气的流量比为1∶5。
所述Xe气和Ar气的流量采用流量计进行计量。
本发明的优点是：克服了本领域中的技术偏见，即采用毛细管放电极紫外光刻光源形成EUV辐射光的过程中仅仅加入Xe气体的技术偏见，本发明在现有采用毛细管中通Xe气形成极紫外光刻光源的过程中，掺入一定比例的Ar气实现放电，达到在不影响电源原有性能的前提下，有效降低毛细管放电极紫外光刻光源中碎屑的产生的效果，进而达到降低碎屑对后续光学收集系统的破坏，提高后续光学收集系统的使用寿命的效果。此外，经实验验证，本发明掺入Ar气后，还具有提高毛细管放电时工作的稳定性，使放电时气体击穿变得容易的技术效果。
本发明实现方法简单，操作容易，能够大幅度降低毛细管放电极紫外光刻光源中碎屑的产生，它可以根据实验需求简单的改变掺入Ar气的比例。
附图说明
图1为本发明方法的实施示意图；图中A表示电极；
图2为现有对毛细管只通入Xe气时，毛细管放电极紫外辐射光谱图；
图3为采用本发明方法，对毛细管通入的Xe气和Ar气的流量比为1∶5时与对毛细管只通入Xe气时，毛细管放电极紫外辐射光谱对比图，图中，实线曲线表示毛细管只通入Xe气时，毛细管放电极紫外辐射光谱线；虚线表示Xe气和Ar气的流量比为1∶5时，毛细管放电极紫外辐射光谱线。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述采用毛细管放电极紫外光刻光源产生EUV辐射光的方法，
分别通过输气管路同时向毛细管中输入Xe气和Ar气，所述Xe气的流量为0.2sccm～2sccm，Ar气的流量为0.2sccm～10sccm，然后在毛细管两端加载高压脉冲电源，实现13.5nm波长的辐射光输出。
本实施方式中，Xe气和Ar气的流量比为1∶1～1∶10。毛细管放电极紫外辐射光谱采用罗兰圆谱仪测量，罗兰圆谱仪是测量EUV辐射光谱中最普遍和主要的探测设备，对于5nm～100nm范围内辐射光谱具有很高的响应效率，能够定量的测量不同波长辐射光谱的强度。
具体实施方式二：下面结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一的进一步说明，所述Xe气和Ar气的流量比为1∶5。
通过实验发现，如图2所示，图中6nm～10nm的辐射光谱来源于毛细管放电烧蚀毛细管内壁和电极产生的碎屑，因而此波段范围内辐射光谱的强度变化可以间接的反应出放电产生的碎屑量的多少。图3所示，当Xe气的流量为1.0sccm，Ar气的流量为5.0sccm时，发现6nm～10nm波段范围内的辐射光谱强度降低了约30％，这说明放电时烧蚀毛细管内壁和电极产生的碎屑量大幅度降低了。同时掺Ar后13.5nm(2％带宽)的辐射光强基本没有变化，这使得掺Ar后基本不会影响Xe介质放电13.5nm辐射光功率。综合考虑，掺Ar能够降低毛细管放电EUV光源中碎屑产生量，同时基本不会影响Xe介质放电13.5nm辐射光功率，具有重要的意义。
本发明方法在具体操作时，可根据需要来控制充入毛细管内Xe气和Ar气流量，然后在毛细管两端加载高压脉冲电源，实现EUV辐射光输出。
输出的辐射光通过罗兰圆谱仪测量，具体使用中，可以充入不同比例的Ar气，对比充入Ar气比例不同时辐射光谱的变化，从而获得能够实现较少碎屑的最佳的Ar气流量和比例。
具体实施方式三：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一或二的进一步说明，所述Xe气和Ar气的流量采用流量计进行计量。
毛细管内充入的气体通过两个流量计控制，两个流量计均可独立工作，
Claims (3)
1.一种采用毛细管放电极紫外光刻光源产生EUV辐射光的方法，其特征在于：
分别通过输气管路同时向毛细管中输入Xe气和Ar气，所述Xe气的流量为0.2sccm～2sccm，Ar气的流量为0.2sccm～10sccm，然后在毛细管两端加载高压脉冲电源，实现13.5nm波长的辐射光输出。
2.根据权利要求1所述的采用毛细管放电极紫外光刻光源产生EUV辐射光的方法，其特征在于：所述Xe气和Ar气的流量比为1∶5。
3.根据权利要求1或2所述的采用毛细管放电极紫外光刻光源产生EUV辐射光的方法，其特征在于：所述Xe气和Ar气的流量采用流量计进行计量。
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| CN2011103855417A CN102496551A (zh) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 采用毛细管放电极紫外光刻光源产生euv辐射光的方法 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103237401A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-08-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种去除毛细管放电极紫外光刻光源中碎屑的除屑系统 |
| CN104570623A (zh) * | 2015-02-16 | 2015-04-29 | 哈尔滨工业大学 | Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的光学收集系统 |
| CN104597725A (zh) * | 2015-02-16 | 2015-05-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种毛细管放电euv光源的真空室 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1390360A (zh) * | 1999-11-18 | 2003-01-08 | 西默股份有限公司 | 带有改进脉冲功率系统的等离子聚集光源 |
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2011
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