[发明专利]光学元件表面碳污染的ArH清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学元件表面碳污染的ArH清洗方法，属于光学加工技术领域。

背景技术

在极紫外(EUV)光刻技术中，在EUV光辐照下，系统中的碳氢化合物会裂解产生游离碳，游离碳会被吸附沉积到光学元件的表面，形成碳污染，由于碳能吸收EUV波段辐射，反射率受影响较大，会极大影响到光学系统的工作效率。

为延长EUV多层膜光学元件的使用寿命，应及时清洗光学元件表面的碳沉积污染，恢复光学元件的反射率。美国Sandial国家实验室提出采用氢原子清洗EUV多层膜表面的碳污染(Atomic hydrogen cleaning ofEUV multilayer optics)，氢原子通过高温加热裂解氢气产生，高温的氢原子会使多层膜结构发生变化，具有一定动能的氢原子轰击到光学元件表面，对镜子的面形精度造成影响，而活跃的化学性质使氢原子相互碰撞或与金属材料接触时，极易重新结合为氢气分子，造成氢原子清洗效率不高。

发明内容

本发明为了解决现有技术氢原子清晰效率低的问题，提出一种高效、可靠的EUV多层膜光学元件表面碳污染清洗方法。

本发明的技术方案是：

光学元件表面碳污染的ArH清洗方法，包括如下步骤：

第一步，将碳曝光污染的光学元件样品放置到清洗腔内，利用真空泵使清洗腔达到真空度10^-5mbar以上；

第二步，启动射频等离子体发射器，射频频率为13.56MHz，通入氩气，其供应流量为2sccm，使整个清洗腔内充满激发态氩粒子，通入氩气时避免直对光学元件样品表面，防止样品表面被氩等离子体轰击而造成光学元件表面损伤；

第三步，启动氢原子发射器，设定加热温度至2300K，通入氢气，供应流量为1sccm，产生的氢原子与氩粒子结合为激发态配合物ArH；

第四步，光学元件样品上的碳与ArH发生化学反应，产生挥发性碳氢化合物；

第五步，真空泵将碳氢化合物以及恢复到基态的氩抽出，完成清洗。

本发明的有益效果是：本发明提出光学元件表面的碳污染清洗方法，利用激发态氩与激发态氢在真空环境下结合，形成激发态配合物ArH，将激发态配合物ArH应用于光学元件表面碳污染的清洗，保持粒子活性，避免氢原子重新结合为分子，提高清洗源粒子浓度，避免了氢原子对光学元件表面的直接轰击，以化学反应为主，减少物理反应的发生，降低清洗对光学元件镜子面形精度的影响，同时，延长氢原子到达元件的实际距离，有助于降低氢原子温度。该方法不仅提高了清洗效率，而且避免了清洗对光学元件产生不利影响。

附图说明

图1：本发明光学元件表面碳污染的ArH清洗方法原理图。

其中，1、氢原子发射器，2、射频等离子体发射器，3、真空泵，4、真空清洗腔，5、碳曝光污染的光学元件样品。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，以EUV光学元件Mo/Si多层膜表面碳污染的清洗为例，具体说明本发明的清洗方法。

光学元件表面碳污染的ArH清洗方法的具体实施过程如下：

第一步，将碳曝光污染的光学元件样品5放置到清洗腔4内，利用真空泵3使清洗腔4达到真空度10^-5mbar以上。

第二步，启动射频等离子体发射器2，射频频率为13.56MHz，通入氩气，其供应流量为2sccm，使整个清洗腔4内充满激发态氩粒子，通入氩气时避免直对光学元件样品表面，防止样品表面被氩等离子体轰击而造成光学元件表面损伤。

第三步，启动氢原子发射器1，设定加热温度至2300K，通入氢气，供应流量为1sccm，产生的氢原子与氩粒子结合为激发态配合物ArH，ArH充满清洗腔内，避免了氢原子因与清洗腔内表面接触而重新结合为分子。

第四步，光学元件样品上的碳与ArH发生化学反应，产生挥发性碳氢化合物。

第五步，真空泵3将碳氢化合物以及恢复到基态的氩抽出，完成清洗。