本发明专利技术属于激光技术应用领域，涉及一种用于隔离激光等离子体极紫外光源碎屑的隔离腔。它包括整流栅与腔体，腔体由中间圆柱形部分与两侧矩形部分连接组成。其中，圆柱形部分用于装接EUV椭球收集镜，两侧为水平方向的矩形流道，腔体矩形部分和圆柱形部分为曲线连接，整流栅放置在所述腔体的气流入口位置，用于调节流动截面上的气流分布，并规整流经腔体的缓冲气流。整流栅包括水平栅片和竖直栅片，水平栅片能够在竖直移动以调节气流竖直方向的压强分布。用于通入所述腔体内的缓冲气体为氢气和氩气的混合气体。本发明专利技术使用的设备简单、易于操作控制。可有效隔离等离子体碎屑对收集镜的污染，对提高光学系统寿命和发展极紫外光刻技术有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光技术应用领域，更具体地，涉及一种用于隔离激光等离子体极紫外光源碎屑的隔离腔。
技术介绍
从芯片工艺发展至今，尽可能的缩小工艺所能刻出的尺度一直是核心主题之一，并最终产生了极端紫外光刻技术(EUVL, Extreme Ultra Violet Lithography)。这其中，相当重要的一个环节就是极紫外(EUV, Extreme Ultra Violet)光源的产生。EUV光源的产生方式主要有激光等离子体、气体放电等离子体以及同步辐射光源等三种。其中激光等离子体(LPP, Laser Produced Plasma)是用激光轰击祀材产生EUV福射，并具有丰富的软X射线。由于EUVL是针对22nm以下的光刻技术，故对激光等离子体光源的要求很高，最为关键的是高频率、窄带宽和无碎屑，这直接关系到整个光刻系统能否达到量产要求。激光在轰击靶体之后，产生EUV辐射的同时也会向四周溅射等离子体碎屑。碎屑溅射到EUV收集镜上会对收集镜产生污染，进而影响EUV辐射的反射效率和光学系统的寿命。有效的隔离等离子体碎屑来提高光源系统使用寿命对EUVL的发展具有重大意义。在激光中心入射的EUV光源系统中，研究者在EUV收集镜和靶体之间设置一个带通道的旋转转轮，通道口随着激光的通过继续旋转，阻挡了随之因激光轰击靶体而产生的碎屑溅射到收集镜上(专利文献CN1959463A)。这种方法尽管可以在一定程度上隔离碎屑，但是对激光入射时间和通道旋转的同步要求较高，并且收集镜前的转轮对EUV辐射的收集影响较大。也有研究者使用缓冲气体来阻隔碎屑污染收集镜(专利文献CN102119365A)。这种方法中使用氩 气对靶体进行热能化，再使用氢气流来减缓碎屑向收集镜运动。由于两种气体的喷射方向不同，以及内腔结构的限制，气流容易产生较大的流动漩涡，存在碎屑随涡流运动到收集镜表面的可能。
技术实现思路
针对常用的圆筒形腔体以及现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种隔离腔，用于激光等离子体极紫外光源碎屑的隔离，这种隔离腔旨在促使腔内流动的缓冲气流均匀稳定、压强梯度较小，等离子体碎屑在被减缓的同时，会随着运动的气流一并流出腔体，可有效避免碎屑污染EUV收集镜。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于隔离激光等离子体碎屑的隔离腔，其特征在于，它包括整流栅与腔体，腔体由中间圆柱形部分与两侧矩形部分连接组成；其中，圆柱形部分用于装接EUV椭球收集镜，两侧为水平方向的矩形流道，腔体矩形部分和圆柱形部分为曲线连接，整流栅放置在所述腔体的气流入口位置，用于调节流动截面上的气流分布，并规整流经腔体的缓冲气流。上述技术方案可以采用下述方式中一种或任几种进行改进，所述圆柱形部分的半径为R，R大于等于300mm，且大于安装在腔内的EUV椭球收集镜的半径；所述矩形部分的长度为L，L为大于等于所述圆柱形部分的半径；用于腔体矩形部分和圆柱形部分连接的曲线的圆角曲率半径为R，角度为30° 60°。作为上述技术方案可以进一步改进，所述整流栅包括水平栅片和竖直栅片，水平栅片能够在竖直移动以调节气流竖直方向的压强分布。作为上述技术方案可以更进一步改进，所述缓冲气流为氢气和氩气的混合气体，氢气所占体积约为10% 90%。本专利技术提供了用于隔离激光等离子体极紫外光源碎屑的隔离腔，特别适用于激光液滴锡等离子体碎屑的隔离，使用的设备简单、易于操作控制。可有效隔离等离子体碎屑对收集镜的污染，对提高光学系统寿命和发展极紫外光刻技术有重要意义。附图说明 图1a是本专利技术隔离腔示意图。图1b是本专利技术腔体A-A剖面图。图2是本专利技术整流栅示意图。图3是本专利技术腔体内气流流动示意图。图4是本专利技术碎屑隔离具体实施示意图，其中包括:1、储气罐，2、入口压力控制阀，3、隔离腔，4、椭球收集镜，5、出口压力控制阀，6、真空泵。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。基于现有的一些技术对激光等离子体碎屑的隔离存在的一些不足，本专利技术提供了一种隔离腔，特别适用于隔离激光液体锡等离子体碎屑。图1a和图1b示出了本专利技术所提供隔离腔的形状构造示意图。其中，图1a示出了隔离腔中整流栅与腔体间的连接位置；图1b示出了所述腔体的截面。腔体由中间圆柱形部分与两侧矩形部分连接组成。其中，圆柱形部分一端可装接EUV椭球收集镜，两侧为水平方向的矩形流道(长度为L，L不小于R)，缓冲气体从一侧流道进入，经过腔体圆柱形部分(半径为R，R不小于300mm，且大于安装在腔内的EUV椭球收集镜的半径)，从另一侧流道流出。腔体矩形部分和圆柱形部分为曲线连接(圆角曲率半径也为R，角度为30° 60° )，使得气流流动的截面面积沿流动方向变化较均匀，防止流动过程中因为流道的突变出现漩涡。图2示出了整流栅的栅片位置，通过水平和竖直栅片来规整缓冲气流。水平栅片可竖直移动来调节气流竖直方向的压强分布，使得流经腔体圆形部分的气流压强梯度较小，气流流动均匀，易于减缓运动的碎屑并清扫出腔体。图3示出了缓冲气体在腔体内的流动方向。缓冲气体是氢气和氩气的混合气体，氢气所占体积约为10% 90%。氩气具有较大的动力粘度，对等离子体碎屑中的尺寸较的大颗粒有很好的缓冲效果。气体流入和流出腔体的压强分别约为90Pa和80Pa，气流在腔体内圆柱形区域(激光照射靶体产生EUV辐射的区域)压强则约为lOOPa。这种隔离腔可以提供流动均匀的横向气流，不会因为产生气流漩涡而使溅射的碎屑停留在腔体内，甚至运动到EUV收集镜上。减缓碎屑运动的同时，可以有效的将碎屑带出腔体，特别是整流栅可以调节气流竖直方向的压强分布，使得靠近腔体内壁的气流速度较快，更利于内壁上碎屑的清扫。图4示出了本专利技术提供的隔离腔用于隔离碎屑的实施例，其中包括储气瓶1、入口压力控制阀2、隔离腔3、椭球收集镜4、出口压力控制阀5、真空泵6。来流缓冲气体会先经过隔离腔3内整流栅的作用而形成均匀气流。通过调节水平栅片的位置可改变气流压强在竖直方向上成中间小、两头大的分布，则气流流动到圆柱形部分后竖直方向上的压强大小分布均匀、梯度较小。来流缓冲气体压强的均匀分布不易产生气流漩涡，有利于减缓运动的等离子体碎屑，并对EUV辐射的影响更小。这种隔离腔可使激光照射靶体的过程发生在流动稳定、压强分布较均匀的混合缓冲气流环境中，产生的溅射碎屑会由于运动气流的阻隔而减速，并随之流动出腔体，防止碎屑污染椭球收集镜4，可有效地保护收集镜，提高光学系统的使用寿命。为了更进一步地说明本专利技术提供的一种用于隔离等离子体碎屑的腔体，下面结合图4详述本专利技术的工作步骤:(I)关闭入口压力控制阀2，打开出口压力控制阀5，开启真空泵6，将隔离腔3内气体抽空，使气压小于10_3Pa ；(2)并打开储气罐I的阀门，分别调节两种气体至指定的压力比(或体积比)，并打开入口压力控制阀2。(3)调节整流栅内导流栅片，使气流流动均匀，竖直压强分布达到指定要求；(4)保持真空泵开启，调节入口压力控制阀2控制气体进口平均压强约为90Pa，同时调节出口压力控制阀5控制气体出口压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于隔离激光等离子体极紫外光源碎屑隔离腔，其特征在于，它包括整流栅与腔体，腔体由中间圆柱形部分与两侧矩形部分连接组成；其中，圆柱形部分用于装接EUV椭球收集镜，两侧为水平方向的矩形流道，腔体矩形部分和圆柱形部分为曲线连接，整流栅放置在所述腔体的气流入口位置，用于调节流动截面上的气流分布、规整流经腔体的缓冲气流。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈子琪，王新兵，左都罗，卢宏，陆培祥，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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