本發明專利技術提供了一種激光誘導液體錫靶放電的等離子體裝置，包括：供能模塊、極紫外光產生模塊和極紫外探測器；供能模塊用于給所述極紫外光產生模塊提供放電需要的能量；極紫外光產生模塊包括液態錫靶，當激光照射在液態錫靶的錫液面上時產生極紫外光；極紫外探測器設置在與液態錫靶的錫液面成45°角的方向上，用于接收極紫外光。激光聚焦后作用到液態錫靶上，使其氣化、電離產生預等離子體，同時將液態錫作為一個電極，在錫液上方放置另外一個銅電極，在兩個電極之間加高壓，高壓擊穿預等離子體放電，使其進一步電離產生主等離子體，輻射13.5nm極紫外光。本發明專利技術使用液體錫作為電極取代了傳統的轉盤電極，簡化了系統，同時提高了穩定性。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于激光
，更具體地，涉及一種激光誘導液體錫靶放電的等離子體裝置。
技術介紹
電子技術的迅猛發展對半導體芯片集成度的要求越來越高，光刻工藝在半導體圓晶中可刻劃出的最小線寬d滿足：d＝kλ/NA，式中λ為曝光波長、NA為光學系統數值孔徑、k為工藝因子。短波長能有效降低最小線寬，目前使用的ArF準分子激光器的波長為193nm，能得到100nm的節點(nodesize)，為了進一步提高芯片的集成度，人們提出了13.5nm極紫外光刻技術，能得到32nm以下的節點。目前，主要有兩種產生13.5nm極紫外光的技術：激光等離子體技術(LPP)和激光誘導放電等離子體技術(LDP)(GuidoSchriever，OlivierSemprez，JeroenJonkers,MasakiYoshioka，RolfApetz2012J.Micro/Nanolith.MEMSMOEMS11(2)021104)。LPP是通過噴嘴噴射錫液滴，高能激光聚焦到錫液滴上使其氣化、電離產生等離子體，輻射13.5nm極紫外光。LPP存在的主要問題是：噴嘴噴射的錫液滴不穩定，錫液滴在空中擺動難以定位，激光與錫液滴難以同步，電能首先轉換為激光然后再轉換為極紫外光導致效率低下等等。針對上述問題人們提出了LDP。LDP的工作方式為：兩個圓盤部分浸在液態錫中，圓盤旋轉時利用表面張力和摩擦力在其表面吸附一層錫膜，激光輻射在錫膜上產生預等離子體，兩個圓盤之間加有高壓，高壓擊穿預等離子體發電，發電產生的主等離子體輻射13.5nm極紫外光。該方案直接將電能轉換為極紫外光，因此效率更高，但是該裝置仍存在以下隱患：圓盤高速運轉時錫液滴可能脫離其表面造成污染，高速旋轉產生的離心力導致錫膜的厚度不均，為防止錫膜凝固圓盤需要加熱，激光作用在圓盤上造成損壞改變其表面特性，機械結構復雜等等。由于主要問題出在圓盤這一結構上，所以我們可以想辦法對其進行優化。
技術實現思路
針對現有技術的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種激光誘導液體錫靶放電的等離子體裝置，旨在解決傳統裝置中圓盤高速運轉時錫液滴脫離其表面造成污染、高速旋轉產生的離心力導致錫膜厚度不均、圓盤需要加熱防止錫膜凝固等問題。本專利技術提供了一種激光誘導液體錫靶放電的等離子體裝置，包括：供能模塊、極紫外光產生模塊和極紫外探測器；所述供能模塊用于給所述極紫外光產生模塊提供放電需要的能量；所述極紫外光產生模塊包括液態錫靶，當激光照射在所述液態錫靶的錫液面上時產生極紫外光；所述極紫外探測器設置在與所述液態錫靶的錫液面成45°角的方向上，用于接收所述極紫外光。更進一步地，所述等離子體裝置還包括溫控模塊；用于維持所述液態錫靶呈液態。通過溫控模塊可以使液態錫保持在300℃左右，具有穩定的液態特性。更進一步地，所述供能模塊包括：電源、電阻和電容；所述電阻的一端連接至所述電源的正極，所述電阻的另一端作為所述功能模塊的輸出端用于與所述極紫外光產生模塊連接；所述電源的負極接地，所述電容的一端連接至所述電阻的另一端，所述電容的另一端接地。更進一步地，所述極紫外光產生模塊還包括：銅電極、激光器和聚焦透鏡；所述銅電極位于所述液態錫靶正上方，且所述銅電極與所述功能模塊的輸出端連接；所述聚焦透鏡位于所述液態錫靶的右上方，且與所述液態錫靶的液面成45°角設置，所述激光器發射的激光從右側射入后通過所述聚焦透鏡聚焦到所述液態錫靶的錫液表面。更進一步地，所述極紫外光產生模塊還包括：帶通孔的銅電極、激光器和聚焦透鏡；帶通孔的銅電極位于所述液態錫靶的正上方，且所述銅電極與所述功能模塊的輸出端連接；所述聚焦透鏡位于所述帶通孔的銅電極的正上方，所述激光器發射的激光從正上方射入，通過所述聚焦透鏡和銅電極的通孔后聚焦到所述液態錫靶的錫液表面。更進一步地，所述液態錫靶的錫液表面與所述銅電極之間的距離為5mm～10mm。更進一步地，所述等離子體裝置置于真空內。防止錫被空氣氧化。確保高溫的錫液不會被空氣氧化。傳統的LDP裝置以兩個部分浸在錫液中的圓盤為電極，圓盤高速運轉時利用表面張力與摩擦力在表面吸附一層錫膜，但是高速運轉產生的離心力會導致錫膜厚度不均，甚至有錫液滴飛濺，另外為了防止錫膜凝固需要對圓盤加熱，而且激光照射在圓盤上會改變其表面特性。為了解決這一系列問題，本專利技術直接以液態錫靶為電極，取消傳統裝置里的轉盤結構，這樣既能有效實現極紫外輻射，又能簡化系統，提高其穩定性。附圖說明圖1是本專利技術實施例提供的一種激光斜入射的激光誘導錫靶放電等離子體裝置的結構示意圖；圖2是本專利技術實施例提供的一種激光正入射的激光誘導錫靶放電等離子體裝置的結構示意圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。本專利技術提供了一種激光誘導放電等離子體裝置；在本專利技術中，以液態錫靶為電極，取代了傳統裝置中的轉盤。本專利技術的目的在于提供一種結構更加簡單、穩定性更強的LDP裝置，解決傳統裝置中圓盤高速運轉時錫液滴脫離其表面造成污染、高速旋轉產生的離心力導致錫膜厚度不均、圓盤需要加熱防止錫膜凝固等問題。由于圓盤的作用主要是：吸附一層錫膜作為靶材、作為電極提供高壓，因此我們設想直接將液態錫作為電極，在液態錫與一個電極之間加高壓，高能激光直接照射在液態錫表面產生預等離子體，然后高壓擊穿預等離子體放電，這樣就取代了圓盤的作用。圖1示出了本專利技術實施例提供的一種激光斜入射的激光誘導錫靶放電等離子體裝置的結構；圖2示出了本專利技術實施例提供的一種激光正入射的激光誘導錫靶放電等離子體裝置的結構；為了便于說明，僅示出了與本專利技術實施例相關的部分，詳述如下：本專利技術提供的激光誘導液體錫靶放電等離子體裝置包括：高壓電源1、電阻2、電容3、銅電極4、激光5、聚焦透鏡6、液態錫7、溫控模塊8、和極紫外探測器9；其中，電源1、電阻2和電容3組成RC電路作為供能模塊，銅電極4與液態錫7接在RC電路兩端作為兩個放電電極，且銅電極4位于液態錫正上方。激光5經聚焦透鏡6聚焦后照射在銅電極4下方的錫液面上，產生的極紫外光被與液面成45°的極紫外探測器9接收。溫控模塊8連接液態錫7監控其溫度。在本專利技術實施例中，激光有斜入射與正入射兩種入射方式。斜入射結構包括：銅電極4、激光5、聚焦透鏡6和液態錫7；銅電極4位于液態錫靶7正上方，聚焦透鏡6位于液態錫靶7右上方，并與之成45°，激光從右側射入，通過聚焦透鏡6聚焦到錫液表面。正入射結構包括：帶通孔的銅電極4、激光5、聚焦透鏡6和液態錫7；銅電極4位于液態錫靶7正上方，聚焦透鏡6位于銅電極4正上方，激光從正上方射入，通過聚焦透鏡6與通孔后聚焦到錫液表面。兩種入射方式進行比較：由于正入射的激光先后通過聚焦透鏡6與銅電極4，因此不僅需要調節激光的入射方向，還要調節聚焦透鏡6與銅電極4的相對位置，而斜入射的激光只通過聚焦透鏡6，故調節起來相對簡單。另一方面，由于正入射的激光是通過銅電極4射在錫液表面的，因此預等離子體恰好能在兩個電極之間產生，而斜入射的激光可能偏離銅電極4正下方的液面位置。在本專利技術實施例中，溫控模塊7使錫靶保持在300℃左右，具有穩定的液態特性。300℃時本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種激光誘導液體錫靶放電的等離子體裝置，其特征在于，包括：供能模塊、極紫外光產生模塊和極紫外探測器(9)；所述供能模塊用于給所述極紫外光產生模塊提供放電需要的能量；所述極紫外光產生模塊包括液態錫靶(7)，當激光照射在所述液態錫靶(7)的錫液面上時產生極紫外光；所述極紫外探測器(9)設置在與所述液態錫靶(7)的錫液面成45°角的方向上，用于接收所述極紫外光。
【技術特征摘要】
1.一種激光誘導液體錫靶放電的等離子體裝置，其特征在于，包括：供能模塊、極紫外光產生模塊和極紫外探測器(9)；所述供能模塊用于給所述極紫外光產生模塊提供放電需要的能量；所述極紫外光產生模塊包括液態錫靶(7)，當激光照射在所述液態錫靶(7)的錫液面上時產生極紫外光；所述極紫外探測器(9)設置在與所述液態錫靶(7)的錫液面成45°角的方向上，用于接收所述極紫外光。2.如權利要求1所述的等離子體裝置，其特征在于，所述等離子體裝置還包括溫控模塊(8)；用于維持所述液態錫靶(7)呈液態。3.如權利要求1所述的等離子體裝置，其特征在于，所述供能模塊包括：電源(1)、電阻(2)和電容(3)；所述電阻(2)的一端連接至所述電源(1)的正極，所述電阻(2)的另一端作為所述功能模塊的輸出端用于與所述極紫外光產生模塊連接；所述電源(1)的負極接地，所述電容(3)的一端連接至所述電阻(2)的另一端，所述電容(3)的另一端接地。4.如權利要求1-3任一項所述的等離子體裝置，其特征在于，所述極紫外光產生模塊還包括：銅電極(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚黎為，王新兵，左都羅，陸培祥，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。