CN104907287A - 一种光学元件表面碳污染清洗方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种光学元件表面碳污染清洗方法及装置，属于短波光学领域，为解决现有技术存在的光学元件表面的氧化，损伤光学元件表面，清洗速率较低的问题，该装置氢原子发射器、第一反射率计、分子泵、第二反射率计、射频等离子体电镜清洗仪接口安装在清洗腔外部与其端口密封、紧固，工作距离调整滑台通过支撑架与氢原子发射器联接，样品台设置在清洗腔内侧底部中心处，石英天平和样品设置在样品台上，入射角度调整转台从清洗腔底部与样品台联接；该清洗方法可实现对样品的粗精清洗，不仅避免清洗对样品造成损伤，而且提高清洗效率，通过对工作距离、入射角度的调节，实现对清洗过程的优化控制；本发明保证样品表面质量不受破坏，而且提高了碳污染清洗速率。

Description

一种光学元件表面碳污染清洗方法及装置
技术领域
本发明属于短波光学领域，具体涉及一种光学元件表面碳污染清洗方法及装置。
背景技术
在半导体芯片EUV光刻、同步辐射软X射线等短波光学系统中，工作环境下残存的碳氢化合物在光的辐照下会产生游离碳，在光学元件表面形成碳沉积污染，导致光学反射率降低，工作效率受到影响。为延长光学元件的使用寿命，应及时清理光学元件表面的碳沉积污染，恢复光学元件的光学反射率。
美国Sandia国家实验室对目前现有的各种清洗方法做了深入研究(Studies ofEUV Contamination Mitigation)，研究结果表明各种方法都有其性能上的缺点，如造成光学元件表面的氧化，损伤光学元件表面，清洗速率较低等。
发明内容
本发明为了解决现有技术的清洗方法造成光学元件表面的氧化，损伤光学元件表面，清洗速率较低的问题，提出了一种光学元件表面碳污染清洗方法及装置。
本发明的技术方案为：
一种光学元件表面碳污染清洗装置，其包括：氢原子发射器1、工作距离调整滑台2、第一反射率计3、石英天平4、清洗腔5、入射角度调整转台7、分子泵8第二反射率计9、射频等离子体电镜清洗仪10和样品台6；氢原子发射器1、第一反射率计3、分子泵8、第二反射率计9、射频等离子体电镜清洗仪10接口安装在清洗腔5外部与其端口密封、紧固，工作距离调整滑台2通过支撑架与氢原子发射器1联接，样品台6设置在清洗腔5内侧底部中心处，石英天平4和样品设置在样品台6上，入射角度调整转台7从清洗腔5底部与样品台联接。
所述氢原子发射器1粒子源为氢气加热裂解氢原子。
所述射频等离子体电镜清洗仪10粒子源为射频氢等离子体。
一种光学元件表面碳污染清洗方法，包括以下步骤，
步骤1，将氢原子发射器1、第一反射率计3、分子泵8、第二反射率计9、射频等离子体电镜清洗仪10接口安装在清洗腔5外部与其端口密封、紧固，工作距离调整滑台2通过支撑架与氢原子发射器1联接，样品台6设置在清洗腔2内侧底部中心处，石英天平4和样品设置在样品台6上，入射角度调整转台7从清洗腔底部与样品台6联接；
步骤2，启动分子泵8使清洗腔5真空度高于10-5mbar，启动射频等离子体电镜清洗仪10，通过入射角度调整转台7设定射频等离子体电镜清洗仪10粒子源到达样品表面的入射角度，在0至90°范围内调节，观测石英天平4显示的清洗速率的变化，以确定清洗速率最高时的清洗入射角，粗清洗样品表面碳污染；关闭射频等离子体电镜清洗仪10；
步骤3，清洗腔5真空度高于10-6mbar时，启动氢原子发射器1，通过工作距离调整滑台2设定氢原子发射器1粒子源到达样品表面的距离，在50至150mm的距离范围内调节，观测石英天平4显示的清洗速率的变化，确定在清洗速率最高时的工作距离，精清洗样品表面；
步骤4，利用第一反射率计3与第二反射率计9监测样品表面反射率当样品表面反射率达到67％以上时，关闭氢原子发射器1与分子泵8，将腔内环境调整至普通环境，清洗完成。
本发明的有益效果是：保证样品表面质量不受破坏，而且提高了碳污染清洗速率，通过对工作距离及清洗源粒子入射角度的调节，实现清洗过程的优化控制，通过石英天平实时监测清洗速率，通过反射率计来监测样品表面的反射率变化，确定清洗源转换时机及清洗的截止点，避免过清洗。
附图说明
图1：本发明的一种光学元件表面碳污染清洗装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
本实例的清洗样品为Si基底Mo/Si多层膜光学元件，样品在碳氢化合物氛围下EUV曝光，预先对样品表面做碳污染处理，考虑到EUV多层膜的属性，保证清洗对多层膜的表面以及膜层结构不造成不利影响，采用两源清洗模式，一种光学元件表面碳污染清洗方法，具体实施步骤如下：
如图1所示，步骤一、将氢原子发射器1、第一反射率计3、分子泵8、第二反射率计9、射频等离子体电镜清洗仪10接口安装在清洗腔5外部与其端口密封、紧固，工作距离调整滑台2通过支撑架与氢原子发射器1联接，样品台6设置在清洗腔2内侧底部中心处，石英天平4和样品设置在样品台6上，入射角度调整转台7从清洗腔底部与样品台6联接。
步骤二、EUV多层膜的清洗要在一定的真空条件下进行，以避免外界环境污染物的二次污染，保证在清洗前与清洗中在清洗腔内维持一定的真空环境，启动分子泵8使清洗腔5真空度高于10-5mbar，启动射频等离子体电镜清洗仪10，通过入射角度调整转台7设定射频等离子体电镜清洗仪10粒子源到达样品表面的入射角度，在0°至90°范围内调节，观测石英天平4显示的清洗速率的变化，以确定清洗速率最高时的清洗入射角，粗清洗样品表面碳污染；关闭射频等离子体电镜清洗仪10。
步骤三、清洗腔5真空度高于10-6mbar时，启动氢原子发射器1，通过工作距离调整滑台2设定氢原子发射器1粒子源到达样品表面的距离，在50至150mm的距离范围内调节，观测石英天平4显示的清洗速率的变化，确定在清洗速率最高时的工作距离，精清洗样品表面。
步骤四，利用第一反射率计3与第二反射率计9监测样品表面反射率当样品表面反射率达到67％后，关闭氢原子发射器1与分子泵8，将清洗腔5内环境调整至普通环境，清洗完成。

Claims (4)

1.一种光学元件表面碳污染清洗装置，其包括：氢原子发射器(1)、工作距离调整滑台(2)、第一反射率计(3)、石英天平(4)、清洗腔(5)、入射角度调整转台(7)、分子泵(8)第二反射率计(9)、射频等离子体电镜清洗仪(10)和样品台(6)，其特征是，氢原子发射器(1)、第一反射率计(3)、分子泵(8)、第二反射率计(9)、射频等离子体电镜清洗仪(10)接口安装在清洗腔(5)外部与其端口密封、紧固，工作距离调整滑台(2)通过支撑架与氢原子发射器(1)联接，样品台(6)设置在清洗腔(2)内侧底部中心处，石英天平(4)和样品设置在样品台(6)上，入射角度调整转台(7)从清洗腔(5)底部与样品台(6)联接。
2.根据权利要求1所述的一种光学元件表面碳污染清洗装置，其特征在于，所述氢原子发射器(1)粒子源为氢气加热裂解氢原子。
3.根据权利要求1或2所述的一种光学元件表面碳污染清洗装置，其特征在于，所述射频等离子体电镜清洗仪(10)粒子源为射频氢等离子体。
4.一种光学元件表面碳污染清洗方法，其特征是，包括以下步骤，
步骤1，将氢原子发射器(1)、第一反射率计(3)、分子泵(8)、第二反射率计(9)、射频等离子体电镜清洗仪(10)接口安装在清洗腔(5)外部与其端口密封、紧固，工作距离调整滑台(2)通过支撑架与氢原子发射器(1)联接，样品台(6)设置在清洗腔(2)内侧底部中心处，石英天平(4)和样品设置在样品台(6)上，入射角度调整转台(7)从清洗腔底部与样品台(6)联接；
步骤2，启动分子泵(8)使清洗腔(5)真空度高于10-5mbar，启动射频等离子体电镜清洗仪(10)，通过入射角度调整转台(7)设定射频等离子体电镜清洗仪(10)粒子源到达样品表面的入射角度，在0至90°范围内调节，观测石英天平(4)显示的清洗速率的变化，以确定清洗速率最高时的清洗入射角，粗清洗光学元件样品表面碳污染；关闭射频等离子体电镜清洗仪(10)；
步骤3，清洗腔(5)真空度高于10-6mbar时，启动氢原子发射器(1)，通过工作距离调整滑台(2)设定氢原子发射器(1)粒子源到达样品表面的距离，在50至150mm的距离范围内调节，观测石英天平(4)显示的清洗速率的变化，确定在清洗速率最高时的工作距离，精清洗光学元件样品表面；
步骤4，利用第一反射率计(3)与第二反射率计(9)监测样品表面反射率当样品表面反射率达到67％以上时，关闭氢原子发射器(1)与分子泵(8)，将清洗腔(5)内环境调整至普通环境，清洗完成。
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