[发明专利]一种极紫外光照射下的光学表面污染与清洁模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于光刻技术领域，更具体地，涉及一种极紫外光照射下的光学表面污染与清洁模拟装置。

背景技术

在下一代光刻技术中，极紫外光刻技术被视为最有应用前景的技术。在EUVL中曝光光源的波长处在极紫外波段，光子的能量高，在存在污染源的情况下易引起光学元件表面的污染，光学元件表面发生污染之后，不仅会降低光学元件的反射率，还会引起光刻特征尺寸的不一致性。EUVL中光学元件的价格昂贵，装配复杂，光学元件污染后导致整个光学系统性能下降甚至失效。因此急需对光刻机内部的污染物进行控制，并对产生的污染物进行在线清洁。

目前，EUV光刻机内部污染形成的机理尚不明确，清洁技术也还不成熟。因此，需要搭建模拟装置，模仿EUV光刻机的超真空环境，进行EUV光刻机光学表面污染和在线清洁技术的实验研究，研究EUV光刻机内部污染形成的机理和污染控制方法，实验污染清洁技术的效果。

现有的此类模拟装置主要分为两种，一种为污染模拟装置，一种为在线清洁装置。

污染模拟装置的一般性结构为：有一真空腔体作为主腔体，其上接有电子枪、真空泵组和气体引入设备，腔体内有一试样台，试样台上安放洁净的光学元件试样，同时腔体内还有压力传感器、温度传感器和气体测量设备。其工作原理是对真空腔体抽真空，通过气体引入设备引入污染气体，用电子束对试样台上的光学元件进行曝光，以模拟EUV光刻机内部的光学表面污染情况，进一步通过对参数的监测和控制，研究不同因素对光学表面污染的影响，从而实现超真空条件下的光学表面污染实验功能。

在线清洁装置的一般性结构与污染模拟装置类似：有一真空腔体做为主腔体，其上接有氢原子发生器、真空泵组和气体引入设备，腔体内有一试样台，试样台上安放被污染的光学元件试样，同时腔体内还有压力传感器、温度传感器和气体测量设备。其工作原理是对真空腔体抽真空，以模拟EUV光刻机内部环境，通过氢原子发生器引入氢原子，氢原子与光学元件上的污染物进行反应，进行在线清洁，进一步通过气体引入设备通入不同的保护气体，研究不同的保护气体对清洁速度影响，从而实现超真空条件下的光学表面在线清洁实验功能。

然而，现有的装置存在下列不足：

不能同时实现光学表面污染和清洁实验功能。在实际的应用中，光学表面污染和光学表面在线清洁是一个连续的过程，如果能在同一台装置中完成实验，实验会更有说服力。

现有的污染模拟装置只有一套抽真空系统，电子枪室的真空度与主腔体相同，无法工作在额定压力下，寿命大大受损。

现有的污染模拟装置中，试样台不具备自由度，一次装夹只能进行一次实验，效率很低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种极紫外光照射下的光学表面污染与清洁模拟装置，旨在解决现有装置中存在的不能同时实现光学表面污染和清洁实验功能、只有一套抽真空系统以及试样台不具备自由度的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种极紫外光照射下的光学表面污染与清洁模拟装置，包括：电子枪、电子枪室、曝光腔、冷却毛细管、试样台、气体引入设备以及两套二级分子泵组，曝光腔上设置有氢原子发生器接口、电子枪接口、试样台接口以及RGA接口，电子枪接口与试样台接口对称设置在曝光腔的两侧，使得电子枪与试样台处于一条水平线上，氢原子发生器接口设置于腔体上方，且与电子枪接口的轴线垂直，其轴线与试样台处于同一平面上，电子枪与电子枪室连接，电子枪室通过电子枪接口连接到曝光腔，试样台通过试样台接口连接到曝光腔，RGA通过RGA接口连接到曝光腔，两套二级分子泵组分别与电子枪室和曝光腔相连接，用于将电子枪室和曝光腔抽取真空，气体引入设备通过管道与曝光腔相连，连接处设置于曝光腔的下部。

本发明的装置还包括冷却毛细管，其为单回程U形管，其设置于试样台上，并均匀排布在试样台底面。

电子枪室和曝光腔通过法兰相连，法兰处横向设置有一毛细管，用于连接电子枪室和曝光腔。

本发明的装置还包括温度传感器、压力传感器和真空计，其均设置于曝光腔内部的上方。

试样台垂直于电子束方向，且具有一个偏心转轴，其与电子束方向平行，并通过法兰上的动密封与外接电机相连。

试样台上有一遮挡板，遮挡板具有一个垂直于试样台方向的自由度，以实现压紧与松开功能，遮挡板上设有一小孔。

气体引入设备包括顺次相连的质量流量计、截止阀和气体罐，质量流量计的一端与曝光腔连接，另一端与截止阀的一端连接，截止阀的另一端与气体罐连接，质量流量计和截止阀二者配合，用于控制气体的通入量。