用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置与清洗方法
【专利摘要】本发明提供一种用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置，属于清洗光学元件表面污染的【技术领域】。解决现有的氢原子收集方法收集率低的问题。该装置包括：氢原子发生器、石英椭球镜收集腔、加热带和样品夹，所述的氢原子发生器与石英椭球镜收集腔的一端连接，且氢原子发生器的出气口设置于石英椭球镜收集腔的一个焦点处，样品夹设置在样品夹支架上，样品夹支架与石英椭球镜收集腔的另一端连接，且样品夹中心位置设置于石英椭球镜收集腔的另外一个焦点处，所述的加热带设置在石英椭球镜收集腔的外表面。本发明还提供基于上述装置清洗受污染光学元件的方法，该方法氢原子收集效率高、清洗速率快。
【专利说明】用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置与清洗方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于清洗光学元件表面污染的【技术领域】，具体涉及一种用于清洗受污染光 学元件的氢原子收集装置与清洗方法。
【背景技术】
[0002] 光学元件在短波光束辐照下，会对表面造成污染，降低光学元件的光学性能。为 了清除光学元件表面的污染，利用氢原子与污染物发生化学反应，生成易挥发物，达到清洗 目的。但氢原子发生器产生的氢原子在空间呈现一个立体角分布，只有中间的氢原子可以 到达样品表面，造成氢原子损失，而且产生的氢原子温度十分高，其化学性质不稳定，由于 在传输过程中温度骤降会导致氢原子重新结合生成氢气，使氢原子得不到充分利用。
[0003] 以往采用石英弯管对氢原子发生器生成的氢原子进行收集（Kumi Motai，Hiroaki Oizumi， Shinji Miyagaki, I.Nishiyama, Akira Izumi, Tomoya Ueno， Yasuo Miyazaki, Akira Namiki，《Atomic hydrogen cleaning of Ru-capped EUV multilayer mirror》）， 该收集方法缺点：由于石英传输弯管较为狭长，造成了氢原子在传输过程中不断碰撞，增大 了氢原子的复合几率，降低了氢原子收集率。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有的氢原子收集方法收集率低的问题，而提供一种用 于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置与清洗方法。
[0005] 本发明首先提供一种用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置，该装置包括： 氢原子发生器、石英椭球镜收集腔、加热带和样品夹，所述的氢原子发生器与石英椭球镜收 集腔的一端连接，且氢原子发生器的出气口设置于石英椭球镜收集腔的一个焦点处，样品 夹中心位置设置于石英椭球镜收集腔的另外一个焦点处，所述的加热带设置在石英椭球镜 收集腔的外表面。
[0006] 本发明所述的石英椭球镜收集腔内表面面形精度为lnm?0. 5nm，测量精度为 0. lnm〇
[0007] 本发明所述的加热带梯度分布在石英椭球镜收集腔的外表面。
[0008] 本发明所述的加热带的材质为银丝材料。
[0009] 本发明所述的装置还包括样品夹支架，样品夹设置在样品夹支架上，样品夹支架 与石英椭球镜收集腔的另一端连接。
[0010] 本发明还提供一种采用上述装置清洗受污染光学元件的方法，该方法包括：
[0011] 步骤一：将氢原子发生器与石英椭球镜收集腔的一端连接，使氢原子发生器的出 气口设置于石英椭球镜收集腔的一个焦点处；
[0012] 步骤二：将待清洗样品安装在样品夹上，使待清洗样品设置于石英椭球镜收集腔 的另外一个焦点处；
[0013] 步骤三：在石英椭球镜收集腔外表面缠绕梯度降温的加热带，并将氢气通入氢原 子发生器中，将氢原子引入石英椭球镜收集腔中，氢原子被反射到石英椭球镜收集腔的另 外一个焦点处，利用收集到的氢原子作用于待清洗样品表面，完成清洗。
[0014] 本发明的工作原理
[0015] 本发明提供一种用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置及采用该装置清洗 受污染光学原件的方法，本发明采用以石英为镜体材料作为石英椭球镜收集腔，由于石英 是多种材料中与氢原子碰撞会导致氢原子复合率最低的一种，而且利用了椭球镜的一个重 要特性，即由一个焦点上投射到椭球面上的任一点，经反射后，必定通过另一焦点，本发明 的装置将氢原子发生器的出气口和样品夹的中心位置分别置于椭球镜的两个焦点处，可以 大幅度提高达到样品处的氢原子数，提高收集效率。同时，利用本发明的氢原子收集装置对 受污染光学原件进行清洗。
[0016] 本发明的有益效果
[0017] 本发明首先提供一种用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置，该装置利用石 英椭球镜收集腔对氢原子发生器产生的氢原子进行收集，材质选择了与氢原子碰撞时复合 率较低的石英，有效的利用椭球镜的反射特性，大幅提高了氢原子到达样品表面的数量，并 在石英椭球镜收集腔的外部加入梯度降温的加热带，减小了氢原子的复合率，实现了氢原 子的1?效收集。
[0018] 本发明还提供采用上述装置清洗受污染光学元件的方法，该方法操作简单、氢原 子收集效率高、清洗速率快。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本发明用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置的示意图。
[0020] 图中，1、氢原子发生器，2、石英椭球镜收集腔，3、加热带，4、样品夹，5、样品夹支 架。
【具体实施方式】
[0021] 如图1所示，一种用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置，该装置包括：氢原 子发生器1、石英椭球镜收集腔2、加热带3、样品夹4和样品夹支架5,所述的氢原子发生器 1与石英椭球镜收集腔2的一端连接，且氢原子发生器1的出气口设置于石英椭球镜收集腔 2的一个焦点处，样品夹4设置在样品夹支架5上，样品夹支架5与石英椭球镜收集腔2的 另一端连接，且样品夹4中心位置设置于石英椭球镜收集腔2的另外一个焦点处，保证待清 洗样品处于石英椭球镜收集腔2的焦点，即氢原子浓度最大处，所述的加热带3设置在石英 椭球镜收集腔2的外表面。
[0022] 本实施方式所述的石英椭球镜收集腔2设以石英为镜体材料加工而成的，所述 的石英椭球镜收集腔2利用超光滑加工技术加工石英椭球镜内表面，面形精度优选达到 lnm?0. 5nm，检测内表面面形精度是否达到要求十分必要，可以利用干涉显微镜方法对其 内表面的面形精度进行检测，仪器精度优选为〇. lnm。所述的石英椭球镜收集腔2通过椭球 镜反射的特殊性质将氢原子高效收集到样品表面处，可以大幅度提高达到样品处的氢原子 数，提高收集效率。
[0023] 本实施方式所述的加热带3是缠绕在石英椭球镜收集腔2外表面的一组从氢原子 发生器1 一端到样品夹4 一端梯度降温分布的加热带，其主要的作用是对石英椭球镜收集 腔2进行梯度降温，使石英椭球镜收集腔2内的氢原子逐步降温到工作温度，不会因突然温 度骤降导致氢原子大量复合，提高氢原子收集率。
[0024] 本实施方式所述的加热带梯度分布可由以下公式计算，其中热传导公式为：
【权利要求】
1. 用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置，其特征在于，该装置包括：氢原子发 生器（1)、石英椭球镜收集腔（2)、加热带（3)和样品夹（4)，所述的氢原子发生器（1)与石 英椭球镜收集腔（2)的一端连接，且氢原子发生器（1)的出气口设置于石英椭球镜收集腔 (2)的一个焦点处，样品夹（4)中心位置设置于石英椭球镜收集腔（2)的另外一个焦点处， 所述的加热带（3)设置在石英椭球镜收集腔（2)的外表面。
2. 根据权利要求1所述的用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置，其特征在于， 所述的石英椭球镜收集腔（2)内表面面形精度为lnm?0. 5nm，测量精度为0. lnm。
3. 根据权利要求1所述的用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置，其特征在于， 所述的加热带（3)梯度降温分布在石英椭球镜收集腔（2)的外表面。
4. 根据权利要求1或3所述的用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置，其特征在 于，所述的加热带（3)的材质为银丝材料。
5. 根据权利要求1-3任何一项所述的用于清洗受污染光学元件的氢原子收集装置，其 特征在于，所述的装置还包括样品夹支架（5)，样品夹（4)设置在样品夹支架（5)上，样品夹 支架（5)与石英椭球镜收集腔（2)的另一端连接。
6. 采用权利要求1所述的装置清洗受污染光学元件的方法，其特征在于，该方法包括： 步骤一：将氢原子发生器（1)与石英椭球镜收集腔（2)的一端连接，使氢原子发生器 (1) 的出气口设置于石英椭球镜收集腔（2)的一个焦点处； 步骤二：将待清洗样品安装在样品夹（4)上，使待清洗样品设置于石英椭球镜收集腔 (2) 的另外一个焦点处； 步骤三：在石英椭球镜收集腔（2)外表面缠绕梯度降温的加热带（3)，并将氢气通入氢 原子发生器（1)中，将氢原子引入石英椭球镜收集腔（2)中，氢原子被反射到石英椭球镜收 集腔（2)的另外一个焦点处，利用收集到的氢原子作用于待清洗样品表面，完成清洗。
【文档编号】B08B7/00GK104226637SQ201410345343
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】卢启鹏, 宋源, 彭忠琦, 龚学鹏, 王依 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所