本發(fā)明涉及光刻，特別涉及一種極紫外光產(chǎn)生方法及等離子體箍縮系統(tǒng)裝置。

背景技術(shù)：

1、極紫外光刻技術(shù)對(duì)推動(dòng)集成電路發(fā)展具有重要作用。極紫外光源是極紫外光刻技術(shù)的源頭，其技術(shù)水平直接制約了光刻技術(shù)的發(fā)展。目前，可以通過兩條路徑獲得大規(guī)模生產(chǎn)的極紫外光光源，分別是:激光等離子體和氣體放電等離子體。

2、激光等離子體極紫外光輻射是指高強(qiáng)度的脈沖激光輻照在靶材表面，產(chǎn)生高溫高密度等離子體，進(jìn)而向外輻射極紫外光輻射。激光等離子體具有光源尺寸，穩(wěn)定性高，可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是該方法獲得極紫外光輻射的輸出能量經(jīng)過了電能轉(zhuǎn)化為光能再轉(zhuǎn)化為等離子體能的三級(jí)轉(zhuǎn)化，能量轉(zhuǎn)化效率低。氣體放電等離子體極紫外光輻射是指介質(zhì)在高壓情況下產(chǎn)生放電，進(jìn)而產(chǎn)生放電電流和磁場，等離子體在電磁場中受洛倫茲力的作用向軸心壓縮形成箍縮等離子體。由于在壓縮過程中離子、電子和原子之間的碰撞形成了高溫高密度等離子體，進(jìn)而向外輻射極紫外光。上述現(xiàn)有技術(shù)方案中其最終產(chǎn)生的極紫外光的輸出功率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有的箍縮系統(tǒng)中產(chǎn)生極紫外光過程中極紫外光的輸出功率較低問題，本發(fā)明提供一種極紫外光產(chǎn)生方法及等離子體箍縮系統(tǒng)裝置。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供如下的技術(shù)方案：一種極紫外光產(chǎn)生方法，包括以下步驟：

3、提供漏電流和電流脈沖；

4、提供氙氣，基于漏電流于預(yù)設(shè)位置對(duì)氙氣進(jìn)行預(yù)電離獲得初始等離子體；

5、采用皮秒脈沖在預(yù)設(shè)延遲時(shí)間內(nèi)對(duì)初始等離子體進(jìn)行優(yōu)化得到優(yōu)化后等離子體；

6、提供電流脈沖作用于優(yōu)化后等離子體形成極紫外光。

7、優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)延遲時(shí)間的范圍為200ns~400ns。

8、優(yōu)選地，采用皮秒脈沖在預(yù)設(shè)延遲時(shí)間內(nèi)對(duì)初始等離子體進(jìn)行優(yōu)化之前進(jìn)一步包括：

9、基于預(yù)設(shè)功率的激光器發(fā)射皮秒脈沖以將初始等離子體進(jìn)行優(yōu)化；

10、所述預(yù)設(shè)功率為5kw~6kw。

11、優(yōu)選地，所述皮秒脈沖的脈沖能量為5~10mj。

12、優(yōu)選地，采用皮秒脈沖在預(yù)設(shè)延遲時(shí)間內(nèi)對(duì)初始等離子體進(jìn)行優(yōu)化包括：

13、采用皮秒脈沖照射初始等離子體后，使其電導(dǎo)率、電子溫度和平均價(jià)態(tài)數(shù)至少之一種參數(shù)均較初始等離子體得到提升，進(jìn)而對(duì)初始等離子體完成優(yōu)化。

14、優(yōu)選地，所述電流脈沖的電流幅值為25ka~40ka，脈寬為100ns~180ns。

15、優(yōu)選地，所述極紫外光的輸出功率為9-10w。

16、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供又一技術(shù)方案如下：一種等離子體箍縮系統(tǒng)裝置，應(yīng)用于上述的極紫外光產(chǎn)生方法，包括：

17、電脈沖模塊：用于產(chǎn)生漏電流和電流脈沖；

18、激光器：用于發(fā)射皮秒脈沖；

19、控制系統(tǒng)：用于控制激光器于預(yù)設(shè)延遲時(shí)間內(nèi)發(fā)射皮秒脈沖以使初始等離子體得到優(yōu)化；

20、箍縮裝置：用于接收皮秒脈沖以得到優(yōu)化后等離子體，基于電流脈沖的作用下優(yōu)化后等離子體可通過箍縮裝置產(chǎn)生極紫外光。

21、所述箍縮裝置包括反應(yīng)室，所述電脈沖模塊包括磁脈沖壓縮模塊和電脈沖電源；

22、所述反應(yīng)室設(shè)置有用于接收氙氣的通氣孔；所述磁脈沖壓縮模塊分別與所述箍縮裝置和所述電脈沖電源電性連接，用于產(chǎn)生漏電流和電流脈沖。

23、優(yōu)選地，所述箍縮裝置還包括發(fā)射裝置，所述發(fā)射裝置容置于所述反應(yīng)室內(nèi)，所述發(fā)射裝置具有輸出端和輸入端，所述輸入端用于接收所述激光器產(chǎn)生的皮秒脈沖，所述輸出端用于產(chǎn)生極紫外光。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的一種極紫外光產(chǎn)生方法及等離子體箍縮系統(tǒng)裝置，具有如下的有益效果：

25、1.本發(fā)明實(shí)施例提供的一種極紫外光產(chǎn)生方法，包括以下步驟：提供漏電流和電流脈沖；提供氙氣，基于漏電流于預(yù)設(shè)位置對(duì)氙氣進(jìn)行預(yù)電離獲得初始等離子體；采用皮秒脈沖在預(yù)設(shè)延遲時(shí)間內(nèi)對(duì)初始等離子體進(jìn)行優(yōu)化得到優(yōu)化后等離子體；提供電流脈沖作用于優(yōu)化后等離子體形成極紫外光。皮秒脈沖產(chǎn)生初始等離子體的電導(dǎo)率要高于納秒情況，而高電導(dǎo)率可以增加初始等離子體和電能的耦合率，進(jìn)而增加了極紫外光輻射效率，間接增大了光源的輸出功率。相比于納秒激光器，皮秒脈沖使得初始等離子體的透明度好，產(chǎn)生的極紫外光輻射強(qiáng)度高，即光源輸出功率高。

26、2.本發(fā)明實(shí)施例的所述預(yù)設(shè)延遲時(shí)間的范圍為200ns~400ns。通過合理設(shè)置延遲時(shí)間為200ns~400ns，進(jìn)而使得初始等離子體不會(huì)受延遲時(shí)間的影響而發(fā)送重組，進(jìn)而影響到最終極紫外光的轉(zhuǎn)換效率。

27、3.本發(fā)明實(shí)施例的采用皮秒脈沖在預(yù)設(shè)延遲時(shí)間內(nèi)對(duì)初始等離子體進(jìn)行優(yōu)化之前進(jìn)一步包括：基于預(yù)設(shè)功率的激光器發(fā)射皮秒脈沖以將初始等離子體進(jìn)行優(yōu)化；所述預(yù)設(shè)功率為5kw~6kw。皮秒激光器采用良好的鎖模技術(shù)，可提供高功率窄線寬的超短皮秒脈沖，具有良好的長期穩(wěn)定性，利用皮秒脈沖在指定的延遲時(shí)間中能夠產(chǎn)生非常穩(wěn)定的高功率作用，利于初始等離子體狀態(tài)的調(diào)節(jié)。

28、4.本發(fā)明實(shí)施例的皮秒脈沖的脈沖能量為5~10mj。通過激光器提供高功率窄線寬的超短皮秒脈沖輔助無電極箍縮裝置放電，提高了極紫外光光源的輸出功率。

29、5.本發(fā)明實(shí)施例的電流脈沖的電流幅值為25ka~40ka，脈寬為100ns~180ns。電流脈沖可將優(yōu)化后等離子體作用為高溫高密度的初始等離子體，且在電流脈沖的持續(xù)作用下，初始等離子體形成初始等離子體回路，并箍縮形成極紫外光。

30、6.本發(fā)明實(shí)施例的極紫外光的輸出功率為9-10w。本實(shí)施例通過皮秒脈沖控制初始等離子體，增大了初始等離子體的電導(dǎo)率，即增大了初始等離子體與電能之間的耦合率，進(jìn)而增大光源的轉(zhuǎn)換效率，也間接增大了光源的輸出功率。

31、7.如權(quán)利要求1所述的極紫外光產(chǎn)生方法，其特征在于：所述極紫外光的轉(zhuǎn)換效率為20%~60%。通過皮秒脈沖對(duì)等離子進(jìn)行優(yōu)化以改變初始等離子體狀態(tài)，減小高能離子碎屑的產(chǎn)生，提高了極紫外光的轉(zhuǎn)換效率。

32、8.本發(fā)明實(shí)施例還提供一種等離子體箍縮系統(tǒng)裝置，具有與上述一種極紫外光產(chǎn)生方法相同的有益效果，在此不做贅述。

33、9.本發(fā)明實(shí)施例的箍縮裝置包括反應(yīng)室，電脈沖模塊包括磁脈沖壓縮模塊和電脈沖電源；所述反應(yīng)室設(shè)置有用于接收氙氣的通氣孔；所述磁脈沖壓縮模塊分別與所述箍縮裝置和所述電脈沖電源電性連接，用于產(chǎn)生漏電流和電流脈沖。電脈沖電源用于提供電流，電流輸送至磁脈沖壓縮模塊后對(duì)磁脈沖壓縮模塊內(nèi)的電容進(jìn)行充電，且充電過程中會(huì)產(chǎn)生漏電流，漏電流可以用于對(duì)氙氣進(jìn)行預(yù)電離，而當(dāng)電容充滿后，電流進(jìn)一步受磁脈沖壓縮模塊壓縮后形成電流脈沖，最終在電流脈沖作用下優(yōu)化后等離子體即可箍縮形成極紫外光，簡單便捷。

34、10.本發(fā)明實(shí)施例的箍縮裝置還包括發(fā)射裝置，所述發(fā)射裝置容置于所述反應(yīng)室內(nèi)，所述發(fā)射裝置具有輸出端和輸入端，所述輸入端用于接收所述激光器產(chǎn)生的皮秒脈沖，所述輸出端用于產(chǎn)生極紫外光。箍縮裝置為無電極箍縮裝置，由于沒有電極的存在，減小了系統(tǒng)的熱負(fù)載，延長了等離子箍縮系統(tǒng)裝置內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)的使用壽命。