Xe介質(zhì)毛細(xì)管放電檢測(cè)用極紫外光源的放電室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及13.5nm極紫外(EUV)光源技術(shù)，具體涉及一種Xe介質(zhì)毛細(xì)管放電檢測(cè)用13.5nm極紫外光源的放電室。
【背景技術(shù)】
[0002]為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)超大規(guī)模集成電路的跨越式發(fā)展，國(guó)家將2020年實(shí)現(xiàn)45nm?22nm刻線作為我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，并由此制定了國(guó)家科技重大專項(xiàng)02專項(xiàng)。過去的幾十年，微電子產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，集成電路最小特征尺寸決定了一個(gè)晶片上所能集成的晶體管數(shù)量，也決定了集成電路運(yùn)行速度和存儲(chǔ)容量。光刻技術(shù)作為集成電路的技術(shù)基礎(chǔ)，是決定集成電路發(fā)展速度的一個(gè)重要因素。光刻機(jī)分辨率的物理極限R決定了集成電路的最小特征尺寸，光刻機(jī)分辨率的物理極限R決定了集成電路的最小特征尺寸，可以通過分辨率增強(qiáng)技術(shù)減小工藝因子kp或者減小光刻機(jī)曝光波長(zhǎng)λ，或者提高數(shù)值孔徑NA的方法，提高光刻機(jī)分辨率R。其中，減小光刻機(jī)曝光波長(zhǎng)是主要方法之一。極紫外光刻技術(shù)采用13.5nm(2%帶寬)福射光作為曝光光源，是最有可能實(shí)現(xiàn)16nm節(jié)點(diǎn)甚至以下的下一代光刻技術(shù)之一。
[0003]對(duì)于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)(HVM)用EUV光刻機(jī)中各種關(guān)鍵部件，例如光源、收集鏡、掩膜版、光刻膠等，其性能參數(shù)與常規(guī)光刻機(jī)中的部件相比更為苛刻，檢測(cè)條件更為復(fù)雜，需要采用13.5nm光源檢測(cè)光源輻射特性及功率穩(wěn)定性、收集鏡表面粗糙度、面型精度、掩膜版精度、光刻膠對(duì)13.5nm(2%帶寬)輻射響應(yīng)靈敏度等參數(shù)。檢測(cè)用EUV光源由電源系統(tǒng)、放電系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)、光學(xué)收集系統(tǒng)和去碎肩系統(tǒng)等幾部分組成，電源系統(tǒng)設(shè)置在放電室內(nèi)部。IkHz檢測(cè)用光源工作時(shí)，電源功率50kW，其中轉(zhuǎn)換為光能為20kW，剩余30kW電能轉(zhuǎn)換為熱能沉積在放電室中，這需要放電室具有良好的冷卻性能。另一方面，放電室需要工作在真空環(huán)境，這使得放電室能夠維持良好的真空性能，這也是常規(guī)的放電室無(wú)法滿足的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決常規(guī)的放電室結(jié)構(gòu)放電性能和冷卻性能不夠好的問題，提供一種Xe介質(zhì)毛細(xì)管放電檢測(cè)用極紫外光源的放電室。
[0005]本發(fā)明所述的Xe介質(zhì)毛細(xì)管放電檢測(cè)用極紫外光源的放電室，包括主脈沖地電極1、預(yù)脈沖高壓電極2、共用電極3、外殼4和極紫外光源的毛細(xì)管5 ;
[0006]所述的主脈沖地電極I為所述的極紫外光源的主脈沖電源的地電極，所述的預(yù)脈沖高壓電極2為所述的極紫外光源的預(yù)脈沖電源的高壓電極，所述共用電極3為極紫外光源的主脈沖電源的高壓電極和預(yù)脈沖電源的地電極的共用電極3 ；
[0007]預(yù)脈沖高壓電極2、共用電極3和外殼4均為圓管狀結(jié)構(gòu)，且中心軸重合；
[0008]外殼4的一端封閉，另一端開口；
[0009]主脈沖地電極1、預(yù)脈沖高壓電極2和共用電極3的管壁的內(nèi)、外表面均覆有絕緣層；
[0010]主脈沖地電極I為圓環(huán)形，毛細(xì)管5嵌入在該圓環(huán)的中心孔內(nèi)，主脈沖地電極I與毛細(xì)管5共同覆蓋在外殼4的開口側(cè)，且連接處密封；
[0011]共用電極3位于外殼4內(nèi)部，預(yù)脈沖高壓電極2位于共用電極3內(nèi)部；
[0012]外殼4上開有用于抽真空的出氣孔；
[0013]外殼4上還開有進(jìn)氣孔；
[0014]外殼4內(nèi)部還設(shè)置有冷卻系統(tǒng)，用于對(duì)預(yù)脈沖高壓電極2和共用電極3制冷。
[0015]所述的極紫外光源主要包括電源、放電室、真空室三大部分，放電室與真空室相連接。其中，電源包括主脈沖電源和預(yù)脈沖電源兩部分。在放電室毛細(xì)管放電部位的約15mmX15mmX300mm區(qū)域范圍內(nèi)，需要同時(shí)加載兩個(gè)壓差分別為20kV和25kV的高壓脈沖，同時(shí)兩個(gè)電源需要共用一個(gè)電極，為了提高放電性能，還需要調(diào)整電極間的相對(duì)位置，這對(duì)整個(gè)放電室結(jié)構(gòu)提出了很高的要求。本發(fā)明中，主脈沖電源的高壓極與預(yù)脈沖電源的地極共用一個(gè)電極。共用電極3位于外殼4的右端面上，外殼4的左端面封閉。三個(gè)電極的表面均覆有絕緣層，具有良好的絕緣性能。預(yù)脈沖高壓電極2和共用電極3均設(shè)置在外殼4內(nèi)部，且預(yù)脈沖高壓電極2和共用電極3的位置沿軸向可調(diào)，使得預(yù)脈沖高壓電極2與主脈沖地電極I的距離及共用電極3與主脈沖地電極I的距離均可調(diào)，提高了主脈沖電源和預(yù)脈沖電源的放電性能。另外，放電室內(nèi)還設(shè)置冷卻系統(tǒng)，用于對(duì)電極進(jìn)行制冷。本發(fā)明具有良好的絕緣性能、放電性能、冷卻性能和真空性能。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述的Xe介質(zhì)毛細(xì)管放電檢測(cè)用極紫外光源的放電室的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的Xe介質(zhì)毛細(xì)管放電檢測(cè)用極紫外光源的放電室包括主脈沖地電極1、預(yù)脈沖高壓電極2、共用電極3、外殼4和極紫外光源的毛細(xì)管5 ;
[0018]所述的主脈沖地電極I為所述的極紫外光源的主脈沖電源的地電極，所述的預(yù)脈沖高壓電極2為所述的極紫外光源的預(yù)脈沖電源的高壓電極，所述共用電極3為極紫外光源的主脈沖電源的高壓電極和預(yù)脈沖電源的地電極的共用電極3 ；
[0019]預(yù)脈沖高壓電極2、共用電極3和外殼4均為圓管狀結(jié)構(gòu)，且中心軸重合；
[0020]外殼4的一端封閉，另一端開口；
[0021]主脈沖地電極1、預(yù)脈沖高壓電極2和共用電極3的管壁的內(nèi)、外表面均覆有絕緣層；
[0022]主脈沖地電極I為圓環(huán)形，毛細(xì)管5嵌入在該圓環(huán)的中心孔內(nèi)，主脈沖地電極I與毛細(xì)管5共同覆蓋在外殼4的開口側(cè)，且連接處密封；
[0023]共用電極3位于外殼4內(nèi)部，預(yù)脈沖高壓電極2位于共用電極3內(nèi)部；
[0024]外殼4上開有用于抽真空的出氣孔；
[0025]外殼4上還開有進(jìn)氣孔；
[0026]外殼4內(nèi)部還設(shè)置有冷卻系統(tǒng)，用于對(duì)預(yù)脈沖高壓電極2和共用電極3制冷。
[0027]本實(shí)施方式中，主脈沖電源的高壓極與預(yù)脈沖電源的地極共用一個(gè)電極，即共用電極3。如圖1所示，共用電極3位于外殼4的右端面上，外殼4的左端面封閉。三個(gè)電極的表面均覆有絕緣層，具有良好的絕緣性能。預(yù)脈沖高壓電極2和共用電極3均設(shè)置在外殼4內(nèi)部，且預(yù)脈沖高壓電極2和共用電極3的位置沿軸向可調(diào)，使得預(yù)脈沖高壓電極2與主脈沖地電極I的距離及共用電極3與主脈沖地電極I的距離均可調(diào)，提高了主脈沖電源和預(yù)脈沖電源的放電性能。另外，放電室內(nèi)還設(shè)置冷卻系統(tǒng)，用于對(duì)電極進(jìn)行制冷。
[0028]使用時(shí)，先將真空室與放電室連接好。用機(jī)械泵對(duì)放電室進(jìn)行抽真空，直到氣壓低于IPa，再用分子泵抽真空到10_4Pa量級(jí)。再根據(jù)需要充入適量的各種氣體，隨后采用預(yù)-主脈沖聯(lián)合放電，實(shí)現(xiàn)EUV輻射光輸出。
[0029]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)實(shí)施方式一所述的Xe介質(zhì)毛細(xì)管放電檢測(cè)用極紫外光源的放電室的進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式中，
[0030]共用電極3的一端位于外殼4內(nèi)部，另一端穿過外殼4的端面，延伸至外殼4的外部，且延伸出來(lái)的端面封閉；
[0031]預(yù)脈沖高壓電極2的一端位于共用電極3的內(nèi)部，另一端穿過共用電極3的端面，延伸至共用電極3的外部，且延伸出來(lái)的端面封閉；預(yù)脈沖高壓電極2的外壁與共用電極3的內(nèi)壁之間留有空隙；
[0032]共用電極3的側(cè)壁上設(shè)置有一號(hào)進(jìn)水口 7和一號(hào)出水口 8，所述一號(hào)進(jìn)水口 7和一號(hào)出水口 8關(guān)于共用電極3的中心軸對(duì)稱，且一號(hào)進(jìn)水口 7和一號(hào)出水口 8均位于外殼4的外部；
[0033]預(yù)脈沖高壓電極2內(nèi)部還設(shè)置有隔板6，該隔板6將預(yù)脈沖高壓電極2的內(nèi)部分隔為兩個(gè)相連通的空間；預(yù)脈沖高壓電極2的側(cè)壁上開有二號(hào)進(jìn)水口 9和二號(hào)出水口 10，所述二號(hào)進(jìn)水口 9和二號(hào)出水口 10分別與上述兩個(gè)空間相連通，且二號(hào)進(jìn)水口 9和二號(hào)出水口 10均位于共用電極3的外部。
[0034]本實(shí)施方式采用水冷方式對(duì)電極進(jìn)行制冷。共設(shè)置兩條水流通路，其中一條為預(yù)脈沖高壓電極2和共用電極3之間的空隙，另一條為預(yù)脈沖高壓電極2與隔板6間的空隙。水在電極內(nèi)部流過，與其他制冷方式相比，制冷效果大大提高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.Xe介質(zhì)毛細(xì)管放電檢測(cè)用極紫外光源的放電室，其特征在于:它包括主脈沖地電極(I)、預(yù)脈沖高壓電極(2)、共用電極(3)、外殼(4)和極紫外光源的毛細(xì)管(5); 所述的主脈沖地電極(I)為所述的極紫外光源的主脈沖電源的地電極，所述的預(yù)脈沖高壓電極⑵為所述的極紫外光源的預(yù)脈沖電源的高壓電極，所述共用電極⑶為極紫外光源的主脈沖電源的高壓電極和預(yù)脈沖電源的地電極的共用電極⑶； 預(yù)脈沖高壓電極(2)、共用電極(3)和外殼(4)均為圓管狀結(jié)構(gòu)，且中心軸重合； 外殼(4)的一端封閉，另一端開口 ； 主脈沖地電極(I)、預(yù)脈沖高壓電極(2)和共用電極(3)的管壁的內(nèi)、外表面均覆有絕緣層； 主脈沖地電極(I)為圓環(huán)形，毛細(xì)管(5)嵌入在該圓環(huán)的中心孔內(nèi)，主脈沖地電極(I)與毛細(xì)管(5)共同覆蓋在外殼(4)的開口側(cè)，且連接處密封； 共用電極⑶位于外殼⑷內(nèi)部，預(yù)脈沖高壓電極⑵位于共用電極⑶內(nèi)部； 外殼(4)上開有用于抽真空的出氣孔； 外殼(4)上還開有進(jìn)氣孔； 外殼⑷內(nèi)部還設(shè)置有冷卻系統(tǒng)，用于對(duì)預(yù)脈沖高壓電極⑵和共用電極⑶制冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Xe介質(zhì)毛細(xì)管放電檢測(cè)用極紫外光源的放電室，其特征在于: 共用電極(3)的一端位于外殼(4)內(nèi)部，另一端穿過外殼(4)的端面，延伸至外殼(4)的外部，且延伸出來(lái)的端面封閉； 預(yù)脈沖高壓電極(2)的一端位于共用電極(3)的內(nèi)部，另一端穿過共用電極(3)的端面，延伸至共用電極⑶的外部，且延伸出來(lái)的端面封閉；預(yù)脈沖高壓電極⑵的外壁與共用電極⑶的內(nèi)壁之間留有空隙； 共用電極(3)的側(cè)壁上設(shè)置有一號(hào)進(jìn)水口(7)和一號(hào)出水口(8)，所述一號(hào)進(jìn)水口(7)和一號(hào)出水口⑶關(guān)于共用電極(3)的中心軸對(duì)稱，且一號(hào)進(jìn)水口(7)和一號(hào)出水口(8)均位于外殼(4)的外部； 預(yù)脈沖高壓電極(2)內(nèi)部還設(shè)置有隔板(6)，該隔板(6)將預(yù)脈沖高壓電極(2)的內(nèi)部分隔為兩個(gè)相連通的空間；預(yù)脈沖高壓電極(2)的側(cè)壁上開有二號(hào)進(jìn)水口(9)和二號(hào)出水口(10)，所述二號(hào)進(jìn)水口(9)和二號(hào)出水口(10)分別與上述兩個(gè)空間相連通，且二號(hào)進(jìn)水口(9)和二號(hào)出水口(10)均位于共用電極(3)的外部。
【專利摘要】Xe介質(zhì)毛細(xì)管放電檢測(cè)用極紫外光源的放電室，涉及極紫外(EUV)光源技術(shù)。它為了解決常規(guī)的放電室結(jié)構(gòu)放電性能和冷卻性能不夠好的問題。本發(fā)明中的主脈沖電源的高壓極與預(yù)脈沖電源的地極共用一個(gè)電極，位于外殼的右端面上，預(yù)脈沖高壓電極和共用電極均設(shè)置在外殼內(nèi)部，且預(yù)脈沖高壓電極和共用電極的位置沿軸向可調(diào)，使得預(yù)脈沖高壓電極與主脈沖地電極的距離及共用電極與主脈沖地電極的距離均可調(diào)，提高了主脈沖電源和預(yù)脈沖電源的放電性能。預(yù)脈沖高壓電極和共用電極內(nèi)部設(shè)置有水冷系統(tǒng)。本發(fā)明具有良好的絕緣性能、放電性能、冷卻性能和真空性能，適用于Xe介質(zhì)毛細(xì)管放電檢測(cè)用極紫外光源。
【IPC分類】H05G2-00
【公開號(hào)】CN104619105
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510084937
【發(fā)明人】王騏, 徐強(qiáng), 趙永蓬
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日