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
技術領域：
本發明屬于激光技術應用領域，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：
從芯片工藝發展至今，盡可能的縮小工藝所能刻出的尺度一直是核心主題之一，并最終產生了極端紫外光刻技術(EUVL, Extreme Ultra Violet Lithography)。這其中，相當重要的一個環節就是極紫外(EUV, Extreme Ultra Violet)光源的產生。EUV光源的產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生EUV福射，并具有豐富的軟X射線。由于EUVL是針對22nm以下的光刻技術，故對激光等離子體光源的要求很高，最為關鍵的是高頻率、窄帶寬和無碎屑，這直接關系到整個光刻系統能否達到量產要求。激光在轟擊靶體之后，產生EUV輻射的同時也會向四周濺射等離子體碎屑。碎屑濺射到EUV收集鏡上會對收集鏡產生污染，進而影響EUV輻射的反射效率和光學系統的壽命。有效的隔離等離子體碎屑來提高光源系統使用壽命對EUVL的發展具有重大意義。在激光中心入射的EUV光源系統中，研究者在EUV收集鏡和靶體之間設置一個帶通道的旋轉轉輪，通道口隨著激光的通過繼續旋轉，阻擋了隨之因激光轟擊靶體而產生的碎屑濺射到收集鏡上(專利文獻CN1959463A)。這種方法盡管可以在一定程度上隔離碎屑，但是對激光入射時間和通道旋轉的同步要求較高，并且收集鏡前的轉輪對EUV輻射的收集影響較大。也有研究者使用緩沖氣體來阻隔碎屑污染收集鏡(專利文獻CN102119365A)。這種方法中使用氬 氣對靶體進行熱能化，再使用氫氣流來減緩碎屑向收集鏡運動。由于兩種氣體的噴射方向不同，以及內腔結構的限制，氣流容易產生較大的流動漩渦，存在碎屑隨渦流運動到收集鏡表面的可能。
發明內容
針對常用的圓筒形腔體以及現有技術的缺陷，本發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流動的緩沖氣流均勻穩定、壓強梯度較小，等離子體碎屑在被減緩的同時，會隨著運動的氣流一并流出腔體，可有效避免碎屑污染EUV收集鏡。為實現上述目的，本發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，用于調節流動截面上的氣流分布，并規整流經腔體的緩沖氣流。上述技術方案可以采用下述方式中一種或任幾種進行改進，所述圓柱形部分的半徑為R，R大于等于300mm，且大于安裝在腔內的EUV橢球收集鏡的半徑；所述矩形部分的長度為L，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°。作為上述技術方案可以進一步改進，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以調節氣流豎直方向的壓強分布。作為上述技術方案可以更進一步改進，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，使用的設備簡單、易于操作控制。可有效隔離等離子體碎屑對收集鏡的污染，對提高光學系統壽命和發展極紫外光刻技術有重要意義。
圖1a是本發明隔離腔示意圖。圖1b是本發明腔體A-A剖面圖。圖2是本發明整流柵示意圖。圖3是本發明腔體內氣流流動示意圖。圖4是本發明碎屑隔離具體實施示意圖，其中包括:1、儲氣罐，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。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發明，但并不構成對本發明的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。基于現有的一些技術對激光等離子體碎屑的隔離存在的一些不足，本發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示出了本發明所提供隔離腔的形狀構造示意圖。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，兩側為水平方向的矩形流道(長度為L，L不小于R)，緩沖氣體從一側流道進入，經過腔體圓柱形部分(半徑為R，R不小于300mm，且大于安裝在腔內的EUV橢球收集鏡的半徑)，從另一側流道流出。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° )，使得氣流流動的截面面積沿流動方向變化較均勻，防止流動過程中因為流道的突變出現漩渦。圖2示出了整流柵的柵片位置，通過水平和豎直柵片來規整緩沖氣流。水平柵片可豎直移動來調節氣流豎直方向的壓強分布，使得流經腔體圓形部分的氣流壓強梯度較小，氣流流動均勻，易于減緩運動的碎屑并清掃出腔體。圖3示出了緩沖氣體在腔體內的流動方向。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%。氬氣具有較大的動力粘度，對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分別約為90Pa和80Pa，氣流在腔體內圓柱形區域(激光照射靶體產生EUV輻射的區域)壓強則約為lOOPa。
這種隔離腔可以提供流動均勻的橫向氣流，不會因為產生氣流漩渦而使濺射的碎屑停留在腔體內，甚至運動到EUV收集鏡上。減緩碎屑運動的同時，可以有效的將碎屑帶出腔體，特別是整流柵可以調節氣流豎直方向的壓強分布，使得靠近腔體內壁的氣流速度較快，更利于內壁上碎屑的清掃。圖4示出了本發明提供的隔離腔用于隔離碎屑的實施例，其中包括儲氣瓶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。來流緩沖氣體會先經過隔離腔3內整流柵的作用而形成均勻氣流。通過調節水平柵片的位置可改變氣流壓強在豎直方向上成中間小、兩頭大的分布，則氣流流動到圓柱形部分后豎直方向上的壓強大小分布均勻、梯度較小。來流緩沖氣體壓強的均勻分布不易產生氣流漩渦，有利于減緩運動的等離子體碎屑，并對EUV輻射的影響更小。這種隔離腔可使激光照射靶體的過程發生在流動穩定、壓強分布較均勻的混合緩沖氣流環境中，產生的濺射碎屑會由于運動氣流的阻隔而減速，并隨之流動出腔體，防止碎屑污染橢球收集鏡4，可有效地保護收集鏡，提高光學系統的使用壽命。為了更進一步地說明本發明提供的一種用于隔離等離子體碎屑的腔體，下面結合圖4詳述本發明的工作步驟:(I)關閉入口壓力控制閥2，打開出口壓力控制閥5，開啟真空泵6，將隔離腔3內氣體抽空，使氣壓小于10_3Pa ；(2)并打開儲氣罐I的閥門，分別調節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)調節整流柵內導流柵片，使氣流流動均勻，豎直壓強分布達到指定要求；(4)保持真空泵開啟，調節入口壓力控制閥2控制氣體進口平均壓強約為90Pa，同時調節出口壓力控制閥5控制氣體出口壓強約為80Pa ；(5)待氣流流動穩定后，即可開始激光照射靶體并產生EUV輻射的過程。本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的最佳實施步驟而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍內。
權利要求
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，用于調節流動截面上的氣流分布、規整流經腔體的緩沖氣流。
2.根據權利要求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，且大于安裝在腔內的EUV橢球收集鏡的半徑。
3.根據權利要求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，所述矩形部分的長度為L，L為大于等于所述圓柱形部分的半徑。
4.根據權利要求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.根據權利要求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以調節氣流豎直方向的壓強分布。
6.根據權利要求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
本發明屬于激光技術應用領域，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，用于調節流動截面上的氣流分布，并規整流經腔體的緩沖氣流。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以調節氣流豎直方向的壓強分布。用于通入所述腔體內的緩沖氣體為氫氣和氬氣的混合氣體。本發明使用的設備簡單、易于操作控制。可有效隔離等離子體碎屑對收集鏡的污染，對提高光學系統壽命和發展極紫外光刻技術有重要意義。
文檔編號H05G2/00GK103246176SQ20131011229
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者陳子琪, 王新兵, 左都羅, 盧宏, 陸培祥 申請人:華中科技大學