一种光学元件表面碳污染清洗方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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宄(Studies ofEUV Contaminat1n Mitigat1n)，研宄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】
[0004]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。
[0005]本发明的技术方案为:
[0006]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I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。
[0007]所述氢原子发射器I粒子源为氢气加热裂解氢原子。
[0008]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。
[0009]一种光学元件表面碳污染清洗方法，包括以下步骤，
[0010]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I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；
[0011]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O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 ;
[0012]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I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；
[0013]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I与分子泵8，将腔内环境调整至普通环境，清洗完成。
[0014]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】
[0015]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】
[0016]下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0017]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:
[0018]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I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。
[0019]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。
[0020]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I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。
[0021]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I与分子泵8，将清洗腔5内环境调整至普通环境，清洗完成。
【主权项】
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(I)、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￠)，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(I)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(I)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(I)、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(I)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O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(I)，通过工作距离调整滑台(2)设定氢原子发射器(I)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(I)与分子泵(8)，将清洗腔(5)内环境调整至普通环境，清洗完成。
【专利摘要】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。
【IPC分类】B08B7/00
【公开号】CN104907287
【申请号】CN201510212191
【发明人】卢启鹏, 王依, 彭忠琦, 龚学鹏
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月29日