專利名稱：一種用于隔離激光等離子體極紫外光源碎屑隔離腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于隔離激光等離子體極紫外光源碎屑的隔離腔。
背景技術(shù)：
從芯片工藝發(fā)展至今，盡可能的縮小工藝所能刻出的尺度一直是核心主題之一，并最終產(chǎn)生了極端紫外光刻技術(shù)(EUVL, Extreme Ultra Violet Lithography)。這其中，相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是極紫外(EUV, Extreme Ultra Violet)光源的產(chǎn)生。EUV光源的產(chǎn)生方式主要有激光等離子體、氣體放電等離子體以及同步輻射光源等三種。其中激光等離子體(LPP, Laser Produced Plasma)是用激光轟擊祀材產(chǎn)生EUV福射，并具有豐富的軟X射線。由于EUVL是針對(duì)22nm以下的光刻技術(shù)，故對(duì)激光等離子體光源的要求很高，最為關(guān)鍵的是高頻率、窄帶寬和無(wú)碎屑，這直接關(guān)系到整個(gè)光刻系統(tǒng)能否達(dá)到量產(chǎn)要求。激光在轟擊靶體之后，產(chǎn)生EUV輻射的同時(shí)也會(huì)向四周濺射等離子體碎屑。碎屑濺射到EUV收集鏡上會(huì)對(duì)收集鏡產(chǎn)生污染，進(jìn)而影響EUV輻射的反射效率和光學(xué)系統(tǒng)的壽命。有效的隔離等離子體碎屑來(lái)提高光源系統(tǒng)使用壽命對(duì)EUVL的發(fā)展具有重大意義。在激光中心入射的EUV光源系統(tǒng)中，研究者在EUV收集鏡和靶體之間設(shè)置一個(gè)帶通道的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪，通道口隨著激光的通過(guò)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，阻擋了隨之因激光轟擊靶體而產(chǎn)生的碎屑濺射到收集鏡上(專利文獻(xiàn)CN1959463A)。這種方法盡管可以在一定程度上隔離碎屑，但是對(duì)激光入射時(shí)間和通道旋轉(zhuǎn)的同步要求較高，并且收集鏡前的轉(zhuǎn)輪對(duì)EUV輻射的收集影響較大。也有研究者使用緩沖氣體來(lái)阻隔碎屑污染收集鏡(專利文獻(xiàn)CN102119365A)。這種方法中使用氬 氣對(duì)靶體進(jìn)行熱能化，再使用氫氣流來(lái)減緩碎屑向收集鏡運(yùn)動(dòng)。由于兩種氣體的噴射方向不同，以及內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的限制，氣流容易產(chǎn)生較大的流動(dòng)漩渦，存在碎屑隨渦流運(yùn)動(dòng)到收集鏡表面的可能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)常用的圓筒形腔體以及現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種隔離腔，用于激光等離子體極紫外光源碎屑的隔離，這種隔離腔旨在促使腔內(nèi)流動(dòng)的緩沖氣流均勻穩(wěn)定、壓強(qiáng)梯度較小，等離子體碎屑在被減緩的同時(shí)，會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)的氣流一并流出腔體，可有效避免碎屑污染EUV收集鏡。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于隔離激光等離子體碎屑的隔離腔，其特征在于，它包括整流柵與腔體，腔體由中間圓柱形部分與兩側(cè)矩形部分連接組成；其中，圓柱形部分用于裝接EUV橢球收集鏡，兩側(cè)為水平方向的矩形流道，腔體矩形部分和圓柱形部分為曲線連接，整流柵放置在所述腔體的氣流入口位置，用于調(diào)節(jié)流動(dòng)截面上的氣流分布，并規(guī)整流經(jīng)腔體的緩沖氣流。上述技術(shù)方案可以采用下述方式中一種或任幾種進(jìn)行改進(jìn)，所述圓柱形部分的半徑為R，R大于等于300mm，且大于安裝在腔內(nèi)的EUV橢球收集鏡的半徑；所述矩形部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，L為大于等于所述圓柱形部分的半徑；用于腔體矩形部分和圓柱形部分連接的曲線的圓角曲率半徑為R，角度為30° 60°。作為上述技術(shù)方案可以進(jìn)一步改進(jìn)，所述整流柵包括水平柵片和豎直柵片，水平柵片能夠在豎直移動(dòng)以調(diào)節(jié)氣流豎直方向的壓強(qiáng)分布。作為上述技術(shù)方案可以更進(jìn)一步改進(jìn)，所述緩沖氣流為氫氣和氬氣的混合氣體，氫氣所占體積約為10% 90%。本發(fā)明提供了用于隔離激光等離子體極紫外光源碎屑的隔離腔，特別適用于激光液滴錫等離子體碎屑的隔離，使用的設(shè)備簡(jiǎn)單、易于操作控制?？捎行Ц綦x等離子體碎屑對(duì)收集鏡的污染，對(duì)提高光學(xué)系統(tǒng)壽命和發(fā)展極紫外光刻技術(shù)有重要意義。



圖1a是本發(fā)明隔離腔示意圖。圖1b是本發(fā)明腔體A-A剖面圖。圖2是本發(fā)明整流柵示意圖。圖3是本發(fā)明腔體內(nèi)氣流流動(dòng)示意圖。圖4是本發(fā)明碎屑隔離具體實(shí)施示意圖，其中包括:1、儲(chǔ)氣罐，2、入口壓力控制閥，3、隔離腔，4、橢球收集鏡，5、出口壓力控制閥，6、真空泵。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說(shuō)明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合?；诂F(xiàn)有的一些技術(shù)對(duì)激光等離子體碎屑的隔離存在的一些不足，本發(fā)明提供了一種隔離腔，特別適用于隔離激光液體錫等離子體碎屑。圖1a和圖1b示出了本發(fā)明所提供隔離腔的形狀構(gòu)造示意圖。其中，圖1a示出了隔離腔中整流柵與腔體間的連接位置；圖1b示出了所述腔體的截面。腔體由中間圓柱形部分與兩側(cè)矩形部分連接組成。其中，圓柱形部分一端可裝接EUV橢球收集鏡，兩側(cè)為水平方向的矩形流道(長(zhǎng)度為L(zhǎng)，L不小于R)，緩沖氣體從一側(cè)流道進(jìn)入，經(jīng)過(guò)腔體圓柱形部分(半徑為R，R不小于300mm，且大于安裝在腔內(nèi)的EUV橢球收集鏡的半徑)，從另一側(cè)流道流出。腔體矩形部分和圓柱形部分為曲線連接(圓角曲率半徑也為R，角度為30° 60° )，使得氣流流動(dòng)的截面面積沿流動(dòng)方向變化較均勻，防止流動(dòng)過(guò)程中因?yàn)榱鞯赖耐蛔兂霈F(xiàn)漩渦。圖2示出了整流柵的柵片位置，通過(guò)水平和豎直柵片來(lái)規(guī)整緩沖氣流。水平柵片可豎直移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)氣流豎直方向的壓強(qiáng)分布，使得流經(jīng)腔體圓形部分的氣流壓強(qiáng)梯度較小，氣流流動(dòng)均勻，易于減緩運(yùn)動(dòng)的碎屑并清掃出腔體。圖3示出了緩沖氣體在腔體內(nèi)的流動(dòng)方向。緩沖氣體是氫氣和氬氣的混合氣體，氫氣所占體積約為10% 90%。氬氣具有較大的動(dòng)力粘度，對(duì)等離子體碎屑中的尺寸較的大顆粒有很好的緩沖效果。氣體流入和流出腔體的壓強(qiáng)分別約為90Pa和80Pa，氣流在腔體內(nèi)圓柱形區(qū)域(激光照射靶體產(chǎn)生EUV輻射的區(qū)域)壓強(qiáng)則約為lOOPa。
這種隔離腔可以提供流動(dòng)均勻的橫向氣流，不會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生氣流漩渦而使濺射的碎屑停留在腔體內(nèi)，甚至運(yùn)動(dòng)到EUV收集鏡上。減緩碎屑運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，可以有效的將碎屑帶出腔體，特別是整流柵可以調(diào)節(jié)氣流豎直方向的壓強(qiáng)分布，使得靠近腔體內(nèi)壁的氣流速度較快，更利于內(nèi)壁上碎屑的清掃。圖4示出了本發(fā)明提供的隔離腔用于隔離碎屑的實(shí)施例，其中包括儲(chǔ)氣瓶1、入口壓力控制閥2、隔離腔3、橢球收集鏡4、出口壓力控制閥5、真空泵6。來(lái)流緩沖氣體會(huì)先經(jīng)過(guò)隔離腔3內(nèi)整流柵的作用而形成均勻氣流。通過(guò)調(diào)節(jié)水平柵片的位置可改變氣流壓強(qiáng)在豎直方向上成中間小、兩頭大的分布，則氣流流動(dòng)到圓柱形部分后豎直方向上的壓強(qiáng)大小分布均勻、梯度較小。來(lái)流緩沖氣體壓強(qiáng)的均勻分布不易產(chǎn)生氣流漩渦，有利于減緩運(yùn)動(dòng)的等離子體碎屑，并對(duì)EUV輻射的影響更小。這種隔離腔可使激光照射靶體的過(guò)程發(fā)生在流動(dòng)穩(wěn)定、壓強(qiáng)分布較均勻的混合緩沖氣流環(huán)境中，產(chǎn)生的濺射碎屑會(huì)由于運(yùn)動(dòng)氣流的阻隔而減速，并隨之流動(dòng)出腔體，防止碎屑污染橢球收集鏡4，可有效地保護(hù)收集鏡，提高光學(xué)系統(tǒng)的使用壽命。為了更進(jìn)一步地說(shuō)明本發(fā)明提供的一種用于隔離等離子體碎屑的腔體，下面結(jié)合圖4詳述本發(fā)明的工作步驟:(I)關(guān)閉入口壓力控制閥2，打開出口壓力控制閥5，開啟真空泵6，將隔離腔3內(nèi)氣體抽空，使氣壓小于10_3Pa ；(2)并打開儲(chǔ)氣罐I的閥門，分別調(diào)節(jié)兩種氣體至指定的壓力比(或體積比)，并打開入口壓力控制閥2。(3)調(diào)節(jié)整流柵內(nèi)導(dǎo)流柵片，使氣流流動(dòng)均勻，豎直壓強(qiáng)分布達(dá)到指定要求；(4)保持真空泵開啟，調(diào)節(jié)入口壓力控制閥2控制氣體進(jìn)口平均壓強(qiáng)約為90Pa，同時(shí)調(diào)節(jié)出口壓力控制閥5控制氣體出口壓強(qiáng)約為80Pa ；(5)待氣流流動(dòng)穩(wěn)定后，即可開始激光照射靶體并產(chǎn)生EUV輻射的過(guò)程。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的最佳實(shí)施步驟而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于隔離激光等離子體極紫外光源碎屑隔離腔，其特征在于，它包括整流柵與腔體，腔體由中間圓柱形部分與兩側(cè)矩形部分連接組成；其中，圓柱形部分用于裝接EUV橢球收集鏡，兩側(cè)為水平方向的矩形流道，腔體矩形部分和圓柱形部分為曲線連接，整流柵放置在所述腔體的氣流入口位置，用于調(diào)節(jié)流動(dòng)截面上的氣流分布、規(guī)整流經(jīng)腔體的緩沖氣流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于隔離激光等離子體極紫外光源碎屑隔離腔，其特征在于，所述圓柱形部分的半徑為R，R大于等于300mm，且大于安裝在腔內(nèi)的EUV橢球收集鏡的半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于隔離激光等離子體極紫外光源碎屑隔離腔，其特征在于，所述矩形部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，L為大于等于所述圓柱形部分的半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于隔離激光等離子體極紫外光源碎屑隔離腔，其特征在于，用于腔體矩形部分和圓柱形部分連接的曲線的圓角曲率半徑為R，角度為30° 60°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的用于隔離激光等離子體極紫外光源碎屑隔離腔，其特征在于 ，所述整流柵包括水平柵片和豎直柵片，水平柵片能夠在豎直移動(dòng)以調(diào)節(jié)氣流豎直方向的壓強(qiáng)分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中任一所述的用于隔離激光等離子體極紫外光源碎屑隔離腔，其特征在于，所述緩沖氣流為氫氣和IS氣的混合氣體，氫氣所占體積約為10% 90%。
全文摘要
本發(fā)明屬于激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種用于隔離激光等離子體極紫外光源碎屑的隔離腔。它包括整流柵與腔體，腔體由中間圓柱形部分與兩側(cè)矩形部分連接組成。其中，圓柱形部分用于裝接EUV橢球收集鏡，兩側(cè)為水平方向的矩形流道，腔體矩形部分和圓柱形部分為曲線連接，整流柵放置在所述腔體的氣流入口位置，用于調(diào)節(jié)流動(dòng)截面上的氣流分布，并規(guī)整流經(jīng)腔體的緩沖氣流。整流柵包括水平柵片和豎直柵片，水平柵片能夠在豎直移動(dòng)以調(diào)節(jié)氣流豎直方向的壓強(qiáng)分布。用于通入所述腔體內(nèi)的緩沖氣體為氫氣和氬氣的混合氣體。本發(fā)明使用的設(shè)備簡(jiǎn)單、易于操作控制?？捎行Ц綦x等離子體碎屑對(duì)收集鏡的污染，對(duì)提高光學(xué)系統(tǒng)壽命和發(fā)展極紫外光刻技術(shù)有重要意義。
文檔編號(hào)H05G2/00GK103246176SQ20131011229
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者陳子琪, 王新兵, 左都羅, 盧宏, 陸培祥 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)