改善激光发射源的方法、激光发射源以及光刻系统与流程

本发明涉及激光技术领域，尤其是涉及一种改善激光发射源的方法、激光发射源以及光刻系统。

背景技术：

气体激光器具有结构简单、造价低廉，操作方便，工作介质均匀、光束质量好，以及能够长时间较稳定连续工作的特点，其被广泛应用于半导体器件的制备工艺过程中。例如应用于光刻系统中的光刻机台中，作为光刻机台的光源。

传统的光刻机台的控制激光发射源(光源)为一高压调制射频电源(高压控制器)，将此高压调制射频电源连接至调制器中的一个平行板的阴阳两级，并对其施加一射频电压，在所述调制器的两个平行板之间通入特定的气体，该气体在此射频电压的作用下，会发生一系列的物理化学反应，这个过程被称为电子放电，在反应过程中，电子会剧烈运动，并释放能量，且会产生各种不同频率的光线，再通过一些光学元件的作用，最后便产生了具有特定频率的激光，但是，在得到一个具有特定频率的激光前，需要一个稳定的放电过程才能做到，而要达到这个状态，需要电子在一段较长的反应时间后才能形成。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种改善激光发射源的方法、激光发射源以及光刻系统，用以解决现有的激光发射源需要较长的反应时间才能得到具有特定频率的激光，并由此导致后续半导体器件的制备工艺所用时间增加，降低产能的问题。

为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种改善激光发射源的方法，包括：提供一放电腔，所述放电腔内通入有气体，对所述放电腔施加一激光发射电压以及一脉冲电压，使得所述气体放电，产生激光。

优选地，所述激光发射电压为调制的射频电压。

优选地，所述对所述放电腔施加一激光发射电压以及一脉冲电压的步骤具体为通过在相邻的两段所述调制的射频电压之间施加所述脉冲电压，用以缩短起辉时间。

优选地，所述放电腔内设有相互平行设置的两个平行板，所述气体位于两个所述平行板之间。

优选地，所述激光发射电压和所述脉冲电压施加在两个所述平行板中的任意一个平行板上。

另一方面，本发明还提供一种激光发射源，包括：放电腔、位于所述放电腔内部的调制器、与所述放电腔连通的气源、以及分别与所述调制器连接的直流脉冲电源和高压控制器；

所述气源用于向所述调制器内部通入气体，所述高压控制器用于对所述调制器施加激光发射电压，使得所述气体在所述激光发射电压的作用下放电；

所述直流脉冲电源用于对所述调制器施加脉冲电压，缩短起辉时间。

进一步的，还包括：过滤器，所述过滤器的输入端与所述气源连接，所述过滤器的输出端与所述调制器连接，所述过滤器用于对所述气源输出的气体进行过滤。

进一步的，还包括：总控制器，分别与所述总控制器连接的监控模块和光学器件模组，所述监控模块用于向所述总控制器输入预设的激光的基本参数信息；所述总控制器用于根据其接收到的所述预设的激光的基本参数信息控制所述气源向所述调制器输送的气体，控制所述高压控制器向所述调制器施加所述激光发射电压，使得所述气体放电产生激光并输出，以及控制所述光学器件模组对其接收到的激光进行选择，得到具有单一频率的激光并输出；

所述监控模块还用于对接收到的具有单一频率的激光进行调整，得到所述预设的激光并输出。

优选地，所述预设的激光的基本参数信息包括：所述预设的激光的波长、频率和功率。

再一方面，本发明还提供一种光刻系统，包括：如上文所述的激光发射源。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明通过提供一种改善激光发射源的方法，包括：提供一放电腔，所述放电腔内通入有气体，对所述放电腔施加一激光发射电压以及一脉冲电压，使得所述气体放电，产生激光。由此可知，本发明不仅对所述放电腔施加一激光发射电压还同时对所述放电腔施加一脉冲电压，所述脉冲电压的存在使得所述气体存在一个直流放电的过程，在这个过程中，所述气体会产生活性粒子，在这些活性粒子的作用下，使得当达到射频放电的过程时，残存的所述活性粒子会提高所述气体的反应速率，由此实现缩短了起辉时间，或者是缩短了所述气体放电达到稳定的时间，即使得产生具有特定频率的激光之前的放电过程缩短，并提高了所述气体的利用率。

另外，当该激光发射源应用于光刻系统中后，可以缩短单个晶圆(wafer)的作业时间，由此提高了光刻系统中的光刻机台的产能。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的激光发射源的主要结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1和具体实施方式对本发明提出的一种改善激光发射源的方法、激光发射源以及光刻系统作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

承如背景技术所述，现有的激光发射源需要较长的反应时间才能得到具有特定频率的激光，并由此导致后续半导体器件的制备工艺所用时间增加，降低产能的问题。

本发明的核心思想在于提供一种改善激光发射源的方法，包括：提供一放电腔，所述放电腔内通入有气体，对所述放电腔施加一激光发射电压以及一脉冲电压，使得所述气体放电，产生激光。由此可知，本发明不仅对所述放电腔施加一激光发射电压还同时对所述放电腔施加一脉冲电压，所述脉冲电压的存在使得所述气体存在一个直流放电的过程，在这个过程中，所述气体会产生活性粒子，在这些活性粒子的作用下，使得当达到射频放电的过程时，残存的所述活性粒子会提高所述气体的反应速率，由此实现缩短了起辉时间，或者是缩短了所述气体放电达到稳定的时间，即使得产生具有特定频率的激光之前的放电过程缩短，并提高了所述气体的利用率。

具体的，本实施例提供的一种改善激光发射源的方法，包括：提供一放电腔，所述放电腔内通入有气体，对所述放电腔施加一激光发射电压以及一脉冲电压(直流脉冲电压)，使得所述气体放电，产生激光。在本实施例中，所述激光发射电压为调制的射频电压。并且所述对所述放电腔施加一激光发射电压以及一脉冲电压的步骤具体是通过在相邻的两段所述调制的射频电压之间施加所述脉冲电压，用以缩短起辉时间。在本实施例中，从对所述气体(或放电腔)施加电压(具体可以为施加激光发射电压)到所述气体放电稳定时的时间，即为放电稳定所需时间，物理学上称之为“起辉时间”。

优选地，所述放电腔内设有相互平行设置的两个平行板，所述气体位于两个所述平行板之间。优选地，所述激光发射电压和所述脉冲电压施加在两个所述平行板中的任意一个平行板上。

由此可知，本实施例通过对所述放电腔施加一激光发射电压的同时还对所述放电腔施加一脉冲电压，所述脉冲电压的存在使得所述气体存在一个直流放电的过程，在这个过程中，所述气体会产生活性粒子，在这些活性粒子的作用下，使得当达到射频放电的过程时，残存的所述活性粒子会提高所述气体的反应速率，由此实现缩短了起辉时间，或者是缩短了所述气体放电达到稳定的时间，即使得产生具有特定频率的激光之前的放电过程缩短，并提高了所述气体的利用率。

基于同一发明构思，本发明还提供一种激光发射源，如图1所示，所述激光发射源包括：放电腔(图中未示出)、位于所述放电腔内部的调制器200、与所述放电腔连通的气源600、以及分别与所述调制器200连接的直流脉冲电源100和高压控制器(高压调制射频电源)300；

所述气源600用于向所述调制器200内部通入气体，所述高压控制器300用于对所述调制器200施加激光发射电压，使得所述气体在所述激光发射电压的作用下放电；

所述直流脉冲电源100用于对所述调制器200施加脉冲电压，缩短起辉时间。

进一步的，上述激光发射源还包括：过滤器400，所述过滤器400的输入端与所述气源600连接，所述过滤器400的输出端与所述调制器200连接，所述过滤器600用于对所述气源输出的气体进行过滤，以防有杂质气体进入所述调制器200中。

进一步的，上述激光发射源还包括：总控制器800，分别与所述总控制器800连接的监控模块700和光学器件模组500，所述监控模块700用于向所述总控制器800输入预设的激光的基本参数信息；所述总控制器800用于根据其接收到的所述预设的激光的基本参数信息控制所述气源600向所述调制器200输送的气体，控制所述高压控制器300向所述调制器200施加所述激光发射电压，使得所述气体放电产生激光并输出，以及控制所述光学器件模组500对其接收到的激光进行选择，得到具有单一频率的激光并输出；

所述监控模块700还用于对接收到的具有单一频率的激光进行调整，得到所述预设的激光(具有特定频率的激光)并输出。

优选地，所述预设的激光的基本参数信息包括：所述预设的激光的波长、频率和功率。

优选地，所述调制器200设有相互平行设置的两个平行板(图中未示出)，所述气体位于两个所述平行板之间。优选地，所述激光发射电压和所述脉冲电压施加在两个所述平行板中的任意一个平行板的阴阳两极上。

由此可知，本实施例通过对所述调制器200施加一激光发射电压的同时还对所述调制器200施加一脉冲电压，所述脉冲电压的存在使得所述气体存在一个直流放电的过程，在这个过程中，所述气体会产生活性粒子，在这些活性粒子的作用下，使得当达到射频放电的过程时，残存的所述活性粒子会提高所述气体的反应速率，由此实现缩短了起辉时间，或者是缩短了所述气体放电达到稳定的时间，即使得产生具有特定频率的激光之前的放电过程缩短，并提高了所述气体的利用率。

再一方面，基于同一发明构思，本发明还提供一种光刻系统，包括：如上文所述的激光发射源。

由此可知，由于所述脉冲电压的存在使得所述气体存在一个直流放电的过程，在这个过程中，所述气体会产生活性粒子，在这些活性粒子的作用下，使得当达到射频放电的过程时，残存的所述活性粒子会提高所述气体的反应速率，由此实现缩短了起辉时间，或者是缩短了所述气体放电达到稳定的时间，即使得产生具有特定频率的激光之前的放电过程缩短，并提高了所述气体的利用率。

并且，由于起辉时间缩短，使得产生具有特定频率的激光的速率加快，当该激光发射源应用于光刻系统中后，可以缩短单个晶圆(wafer)的作业时间，由此提高了光刻系统中的光刻机台的产能。

可以理解的是，上述激光发射源或改善激光发射源的方法不仅适用于光刻系统中的光刻机台，也同样适用于任何与电子放电相关的机台；例如适用于各种尺寸的光刻胶涂胶设备，如8英寸、12英寸、18英寸以及更加大尺寸的硅片制造设备。

综上所述，本发明通过提供一种改善激光发射源的方法，包括：提供一放电腔，所述放电腔内通入有气体，对所述放电腔施加一激光发射电压以及一脉冲电压，使得所述气体放电，产生激光。由此可知，本发明不仅对所述放电腔施加一激光发射电压还同时对所述放电腔施加一脉冲电压，所述脉冲电压的存在使得所述气体存在一个直流放电的过程，在这个过程中，所述气体会产生活性粒子，在这些活性粒子的作用下，使得当达到射频放电的过程时，残存的所述活性粒子会提高所述气体的反应速率，由此实现缩短了起辉时间，或者是缩短了所述气体放电达到稳定的时间，即使得产生具有特定频率的激光之前的放电过程缩短，并提高了所述气体的利用率。

另外，当该激光发射源应用于光刻系统中后，可以缩短单个晶圆(wafer)的作业时间，由此提高了光刻系统中的光刻机台的产能。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。