CN104834187A - 一种euv光学元件的碳污染清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种EUV光学元件的碳污染清洗方法，包括：1）将所述光学元件放置于清洗腔内，并将所述清洗腔进行抽真空；2）将二氧化碳通过等离子体发射器注入到所述清洗腔内，使所述清洗腔内充满等离子体状态的二氧化碳，所述等离子体状态的二氧化碳与所述光学元件表面沉积碳发生氧化反应，实现碳污染的清洗；该清洗方法具有简便易行、成本低廉、对光学元件损伤少等优点。
Description
技术领域
本发明涉及光学元件超精细加工领域，特别提供了一种EUV光学元件的碳污染清洗方法。
背景技术
在极紫外（EUV）光刻技术中，在EUV光辐照下，系统中的碳氢化合物会裂解产生游离碳，游离碳会被吸附沉积到光学元件的表面，形成碳污染，由于碳能吸收EUV波段辐射，反射率受影响较大，会极大影响到光学系统的工作效率。
为延长EUV多层膜光学元件的使用寿命，应及时清洗光学元件表面的碳沉积污染，恢复光学元件的反射率。目前，碳污染清洗技术包括等离子体氧、等离子体氢、氢原子、臭氧等，然而，等离子氧或氢产生的离子易对光学元件表面产生过刻蚀性的损伤，氢原子在极高温条件下裂解产生，高温易改变EUV多层膜结构，臭氧极强的氧化性会造成多层膜中硅元素的氧化，造成对光学元件的损伤。
因此，研发一种新的EUV光学元件的碳污染清洗方法，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种EUV光学元件的碳污染清洗方法，以解决以往EUV光学元件碳污染清洗过程中存在的损伤光学元件表面、改变EUV光学元件多层膜结构等问题。
本发明提供了一种技术方案，具体为，一种EUV光学元件的碳污染清洗方法，其特征在于：
1）将所述光学元件放置于清洗腔内，并将所述清洗腔进行抽真空；
2）将二氧化碳通过等离子体发射器注入到所述清洗腔内，使所述清洗腔内充满等离子体状态的二氧化碳，所述等离子体状态的二氧化碳与所述光学元件表面沉积碳发生氧化反应，实现碳污染的清洗。
优选，所述步骤1）中将所述清洗腔真空度抽至10-5mbar以上。
进一步优选，所述步骤2）中清洗腔内充满的等离子体状态二氧化碳为低温等离子体状态二氧化碳，其温度范围为102-105K。
进一步优选，所述方法的清洗对象为EUV光学元件Mo/Si多层膜表面。
本发明提供的EUV光学元件的碳污染清洗方法，为一种干式清洗方法，其利用等离子体状态下二氧化碳的弱氧化性，将EUV光学元件中的沉积碳氧化，生成气体一氧化碳，从而实现EUV光学元件表面碳污染的清洗，恢复光学元件表面的反射率，同时等离子体状态下二氧化碳的弱氧化性能够保证被清洗EUV光学元件的多层膜结构中的化学成分不被氧化，避免对元件的光学性能造成损伤。
本发明提供的EUV光学元件的碳污染清洗方法，具有简便易行、成本低廉、对光学元件损伤少等优点。
附图说明
图1为EUV光学元件碳污染清洗方法的原理示意图。
具体实施方式
下面以具体的实施方案对本发明进行进一步解释，但并不用于限制本发明的保护范围。
以往碳污染清洗技术包括等离子体氧、等离子体氢、氢原子或臭氧，而其中，等离子氧或氢产生的离子容易对光学元件表面产生过刻蚀性的损伤；氢原子在极高温条件下裂解产生，同时高温环境还容易改变EUV多层膜结构，破坏光学元件的光学性能；臭氧极强的氧化性会造成多层膜中硅元素的氧化，造成对光学元件的损伤，为了解决现有碳污染清洗技术中存在的问题，本实施方案提供了一种EUV光学元件的碳污染清洗方法，该方法中利用等离子体状态下的二氧化碳具有弱氧化性的特性，将EUV光学元件表面的沉积碳氧化，生成一氧化碳，实现清洗。而以往从未出现过利用等离子体二氧化碳进行EUV光学元件清洗的想法和尝试。
本实施方案提供的EUV光学元件的碳污染清洗方法，具体为：
1）将所述光学元件放置于清洗腔内，并将所述清洗腔进行抽真空；
2）将二氧化碳通过等离子体发射器注入到所述清洗腔内，使所述清洗腔内充满等离子体状态的二氧化碳，所述等离子体状态的二氧化碳与所述光学元件表面沉积碳发生氧化反应，实现碳污染的清洗。
其中，二氧化碳是一种化学性质相对稳定的常见无机物，具有弱氧化性，只有在高温条件下发生下面反应：
而等离子体状态下的物质与常态下的物质相比，具有更强的化学活性，因此，在低温环境下，等离子体状态的二氧化碳会具备弱氧化性，经过等离子体发射器发射的二氧化碳会产生一氧化碳及游离状态的氧原子，光学元件表面的沉积碳与游离状态的氧原子结合，生成一氧化碳，实现光学元件碳污染的清洗，其整个反应无需在高温条件下进行，更有利于EUV多层膜结构的稳定及对表面成分的保护，而且二氧化碳制备方便，成本低廉。
具体反应过程如下：
总反应为：
从总反应式中可看出，清洗方法利用的是二氧化碳的弱氧化性，而等离子体是反应进行的条件，催化碳污染清洗反应的发生。
作为技术方案的改进，所述步骤1）中将所述清洗腔真空度抽至10-5mbar以上，达到上述真空度一方面避免空气中复杂成分对清洗效果的影响，另一方面也保护了EUV光学元件Mo/Si多层膜结构及化学成分。
作为技术方案的改进，为了进一步保证EUV光学元件多层膜结构的稳定及对表面成分的保护，所述步骤2）中清洗腔内充满的等离子体状态二氧化碳为低温等离子体状态二氧化碳，其温度范围为102~105K。
上面所述各个实施方案中的EUV光学元件的碳污染清洗方法最为适用的清洗对象为EUV光学元件Mo/Si多层膜表面，利用等离子体状态二氧化碳的弱氧化性保证了清洗多层膜结构中的硅不会被氧化，避免对元件光学性能造成损伤。
实施例1
参见图1，其中，1代表等离子体发射器、2代表真空泵、3代表清洗腔、4代表碳曝光污染的光学元件样品，其具体的清洗过程为：
1）将碳曝光污染的光学元件样品4放置到清洗腔3内，利用真空泵2对清洗腔3进行抽真空，要求真空度达到10-5mbar以上；
2）启动等离子体发射器1，通入二氧化碳，供应流量为2sccm，使整个清洗腔3内充满等离子体态的二氧化碳，表面碳污染样品4沉浸在等离子体态的二氧化碳氛围中，使二氧化碳与样品表面的沉积碳反应，生成一氧化碳，实现对光学元件样品的清洗，真空泵2将清洗腔3内生成的一氧化碳抽出。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种EUV光学元件的碳污染清洗方法，其特征在于：
1）将所述光学元件放置于清洗腔内，并将所述清洗腔进行抽真空；
2）将二氧化碳通过等离子体发射器注入到所述清洗腔内，使所述清洗腔内充满等离子体状态的二氧化碳，所述等离子体状态的二氧化碳与所述光学元件表面沉积碳发生氧化反应，实现碳污染的清洗。
2.按照权利要求1所述EUV光学元件的碳污染清洗方法，其特征在于：所述步骤1）中将所述清洗腔真空度抽至10-5mbar以上。
3.按照权利要求1所述EUV光学元件的碳污染清洗方法，其特征在于：所述步骤2）中清洗腔内充满的等离子体状态二氧化碳为低温等离子体状态二氧化碳，其温度范围为102~105K。
4.按照权利要求1~3任意一项所述EUV光学元件的碳污染清洗方法，其特征在于：所述方法的清洗对象为EUV光学元件Mo/Si多层膜表面。
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| CN201510229123.7A CN104834187A (zh) | 2015-05-07 | 2015-05-07 | 一种euv光学元件的碳污染清洗方法 |
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