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