CN114205980A - 一种提升duv光源的波段选择性的产生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，包括以下步骤:步骤一：将生产DUV的产生装置组装完成；步骤二：通过抽真空组件对石英管内部进行抽真空；步骤三：通过充气组件对石英管内部进行填充气体步骤四：打开高压脉冲电源，在高压电极上形成脉冲电压和强电场；步骤五：强电场将管内的气体分子或原子激发，形成一道高速移动的电离波并向低压端运动；步骤六：电离波在运动的过程中，形成含有大量激发态分子原子和离子的等离子体区域；步骤七：等离子体区域中的激发态分子在退激过程中会形成大量的光辐射，从而形成DUV光源；本发明可以极大的减少试错成本，提升DUV光源的波段选择性。

Description

一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法
技术领域
本发明涉及光刻机技术领域，具体涉及一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法。
背景技术
光刻机、激光器等均需要使用深紫外(DUV)光源，一种常见的深紫外光源发生装置是毛细管放电器。毛细管放电器主要由一根石英毛细管、深入毛细管两端的电极、高压脉冲电源和真空系统组成。通过将毛细管抽至mbar级真空度并在电极上施加高压脉冲，可以在毛细管中形成纳秒脉冲快速电离波，电离波过程会产生大量的激发态成分，激发态成分在退激过程中会释放出不同波段的辐射，其中即包括DUV波段。目前对DUV辐射产生的控制，主要通过调整气体组成以及电压波形实现。
毛细管快速电离波放电中，可以辐射的成分和波段很多，为了增强DUV波段的辐射选择性，需要对毛细管快速电离波开展控制和优化。传统方式针对毛细管DUV辐射产生的控制，主要通过调整气体组成以及电压波形实现，但是这两种方法均需要采用大量的实验和试错，实现起来极为困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，实现从辐射源头激发态成分出发逆向推导出电场/电压波形，可以极大的减少试错成本，提升DUV光源的波段选择性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，包括以下步骤:
步骤一：通过抽真空组件对石英管内部进行抽真空,充气组件对抽真空后的石英管内部进行填充气体；
步骤二：打开高压脉冲电源，在高压电极上形成脉冲电压和强电场，强电场将石英管内的气体分子或原子激发；
步骤三：气体分子或原子激发形成一道高速移动的电离波并向低压电极端运动形成等离子体区域；
步骤四：等离子体区域中的激发态分子在退激过程中会形成大量的光辐射，从而形成DUV光源。
作为本发明进一步的方案：所述产生装置包括石英管，石英管两端分别设置有高压电极和低压电极，石英管上连接有抽真空组件和充气组件。
作为本发明进一步的方案：所述抽真空组件包括真空泵，真空泵通过出气总管与石英管的出气口相连通。
作为本发明进一步的方案：所述出气总管上设置有控制管路通断的气阀。
作为本发明进一步的方案：所述充气组件包括第一气罐和第二气罐，第一气罐和第二气罐均通过进气总管与石英管的进气口相连通。
作为本发明进一步的方案：所述石英管外侧设置有连接同轴电缆的外层屏蔽网的外屏蔽层。
作为本发明进一步的方案：所述外屏蔽层内侧均匀分布有用于温度调控的电热管。
作为本发明进一步的方案：所述高压电极和低压电极结构相同。
作为本发明进一步的方案：所述低压电极包括电极座，电极座一端设置有与石英管相连的铜芯，电极座另一端设置有安装孔。
作为本发明进一步的方案：所述安装孔上设置有用于锁紧与电源连接接头的锁紧组件。
本发明的有益效果：
(1)本发明电离波在运动的过程中，会形成含有大量激发态分子原子和离子的等离子体区域，等离子体区域中的激发态分子在退激过程中会形成大量的光辐射，其中包括真空紫外波段的光辐射，从而形成DUV光源，使DUV光源的得到更加快速；
(2)本发明设计了一种面向快速电离波放电激发态成分控制的深度神经网络，该神经网络能够根据给定的能够产生特定光辐射的激发态浓度的变化规律，反向输出电场和其他组分的变化规律，根据该规律，即可针对性的设计脉冲电源的输出电压波形了，同时，还可以采用等离子体反应动力学整体模型对神经网络输出的电场值进行修正，提高设计精度。
(3)通过设置锁紧组件对高低压电极连接起到锁紧限位的作用，确保在DUV生产过程中装置连接的稳定性，有效确保电路连接安全性能，同时锁紧组件调节杆的设置方便对接头进行拆卸。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体的结构示意图；
图2是本发明石英管的连接结构示意图；
图3是本发明低压电极的结构示意图；
图4是本发明电场强度变化示意图；
图5是本发明浓度变化示意图。
图中：1、石英管；2、高压电极；3、低压电极；31、电极座；32、铜芯；33、安装孔；34、锁紧组件；341、锁紧座；342、调节杆；343、弹簧；344、连接套；345、连杆；4、进气口；5、出气口；6、进气总管；7、出气总管；8、进气压力探针；9、出气压力探针；10、第一气罐；11、第二气罐；12、第一气管；13、第二气管；14、第一流量阀；15、第二流量阀；16、气阀；17、真空泵；18、外屏蔽层；19、电热管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，包括以下步骤:
步骤一：将生产DUV的产生装置组装完成，产生装置包括石英管1，石英管1两端分别设置有高压电极2和低压电极3，石英管1上连接有抽真空组件和充气组件；
步骤二：通过抽真空组件对石英管1内部进行抽真空，真空泵17工作，利用出气总管7将石英管1内抽真空，当石英管1内部抽真空完成后通过气阀16关闭出气总管7，确保石英管1内部保持真空状态；
步骤三：通过充气组件对石英管1内部进行填充气体，利用第一气罐10和第二气罐11向石英管1内充入稀有气体，使得石英管1内充满气体气场；
步骤四：打开高压脉冲电源，在高压电极2上形成脉冲电压和强电场；
步骤五：强电场将管内的气体分子或原子激发，形成一道高速移动的电离波并向低压端运动；
步骤六：电离波在运动的过程中，形成含有大量激发态分子原子和离子的等离子体区域；
步骤七：等离子体区域中的激发态分子在退激过程中会形成大量的光辐射，从而形成DUV光源。
如图2所示，抽真空组件包括真空泵17，真空泵17通过出气总管7与石英管1的出气口5相连通。出气总管7上设置有控制管路通断的气阀16，且出气总管7靠近石英管1的一侧设置有出气压力探针9，出气压力探针9用于探测出气总管7内的其他压力强度。
充气组件包括第一气罐10和第二气罐11，第一气罐10上通过第一气管12与进气总管6相连，第一气管12上设置有控制气体流量的第一流量阀14；第二气罐11通过第二气管13与进气总管6相连，第二气管13上安装有控制气体流量的第二流量阀15；进气总管6与石英管1的进气口4相连通，进气总管6上还安装有进气压力探针8，进气压力探针8用于检测进气总管6内气体压力强度。
石英管1外侧设置有连接同轴电缆的外层屏蔽网的外屏蔽层18。外屏蔽层18内侧均匀分布有用于温度调控的电热管19，通过电热管19用于对石英管1所处温度进行调节，确保石英管1处于DUV生产的适宜温度范围。
如图3所示，高压电极2和低压电极3结构相同，其中高压电极2用于与高压脉冲电源相连，低压电极3与地线相连。低压电极3包括电极座31，电极座31一端设置有与石英管1相连的铜芯32，电极座31另一端设置有安装孔33。安装孔33上设置有用于锁紧与电源连接接头的锁紧组件34，锁紧组件34包括锁紧座341、调节杆342、弹簧343、连接套344和连杆345；其中调节杆342滑动贯穿连接在安装孔33的侧壁上，调节杆342位于电极座31外侧的端部设置有限位球，限位球上设置有调节孔；调节杆342位于安装孔33内侧的端部固定连接在锁紧座341上，锁紧座341与安装孔33内侧壁之间设置有弹簧343，锁紧座341上固定设置有连接套344，连杆345一端转动连接在安装孔33内侧壁上，连杆345另一端滑动连接在连接套344上，通过锁紧座341对连接的接头进行锁紧，确保连接稳定性，同时调节杆342的设置可以便于将接头从锁紧座341上拆除。
基于现有的研究方法属于正向研究，在获知输入电压波形的情况下，正向测量实验中的激发态成分浓度变化和光辐射强度，因此，本实施例基于设计能够实现从激发态成分浓度和光辐射强度变化规律反向给定电压和电场控制率的方法：
本实施例以氩气放电为例，该神经网络的功能，是根据给定的能够产生特定光辐射的激发态浓度的变化规律，反向输出电场和其他组分的变化规律，根据该规律，即可针对性的设计脉冲电源的输出电压波形。
为了实现该功能，设计神经网络的输入为时间间隔、本时刻电场、所有成分浓度以及下一时刻指定激发态的浓度；神经网络的输出为下一时刻的电场值以及所有成分的浓度；
同时，为了进一步提高精度，采用等离子体反应动力学整体模型对神经网络输出的电场值进行修正，提高设计精度，具体流程为：
第一步，使用神经网络反推电场大小；
第二步，利用整体模型和神经网络反推的电场值计算下一时刻的成分浓度变化规律；
第三步，将计算结果与设计指标(DUV辐射激发态成分的浓度)进行比较并调整电场大小，从而给出准确电场变化规律，以此类推循环直至完成放电过程。
通过该方法得到的典型的电场反推结果如图4所示，反推得到的激发态浓度变化规律如图5所示，设计结果与基准吻合良好，表明该方法准确可行。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤一：通过抽真空组件对石英管(1)内部进行抽真空,充气组件对抽真空后的石英管(1)内部进行填充气体；
步骤二：打开高压脉冲电源，在高压电极(2)上形成脉冲电压和强电场，强电场将石英管(1)内的气体分子或原子激发；
步骤三：气体分子或原子激发形成一道高速移动的电离波并向低压电极(3)端运动形成等离子体区域；
步骤四：等离子体区域中的激发态分子在退激过程中会形成大量的光辐射，从而形成DUV光源。
2.根据权利要求1所述的一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，其特征在于，所述石英管(1)两端分别设置有高压电极(2)和低压电极(3)，石英管(1)上连接有抽真空组件和充气组件。
3.根据权利要求2所述的一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，其特征在于，所述抽真空组件包括真空泵(17)，真空泵(17)通过出气总管(7)与石英管(1)的出气口(5)相连通。
4.根据权利要求3所述的一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，其特征在于，所述出气总管(7)上设置有控制管路通断的气阀(16)。
5.根据权利要求2所述的一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，其特征在于，所述充气组件包括第一气罐(10)和第二气罐(11)，第一气罐(10)和第二气罐(11)均通过进气总管(6)与石英管(1)的进气口(4)相连通。
6.根据权利要求2所述的一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，其特征在于，所述石英管(1)外侧设置有连接同轴电缆的外层屏蔽网的外屏蔽层(18)。
7.根据权利要求6所述的一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，其特征在于，所述外屏蔽层(18)内侧均匀分布有用于温度调控的电热管(19)。
8.根据权利要求2所述的一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，其特征在于，所述高压电极(2)和低压电极(3)结构相同。
9.根据权利要求8所述的一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，其特征在于，所述低压电极(3)包括电极座(31)，电极座(31)一端设置有与石英管(1)相连的铜芯(32)，电极座(31)另一端设置有安装孔(33)。
10.根据权利要求9所述的一种提升DUV光源的波段选择性的产生方法，其特征在于，所述安装孔(33)上设置有用于锁紧与电源连接接头的锁紧组件(34)。
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