一种极紫外光刻机LPP光源收集镜的等离子体原位清洗结构的制作方法

一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构
技术领域
1.本发明属于极紫外光刻技术领域，尤其涉及一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构。


背景技术：

2.光刻是芯片制造技术的主要环节之一，光刻机分为紫外光源(uv)、深紫外光源(duv)、极紫外光源(euv)。随着集成电路的发展，高度集成技术需求也逐渐提高，大部分电子元器件和存储单元趋于超小型化。采用极紫外光源(euv)生产超小型芯片已最为核心的是新一代曝光技术。对于工业生产用euv光刻机，其关键部件多层涂层镜、光收集镜等，但是euv光刻在达到成本效益之前必须克服一系列问题，由于euv光必须由收集镜收集，所以收集镜等的污染问题尤为关键。工业上受青睐的euv源是用激光照射熔融锡液滴，产生致密的等离子体。该过程会导致sn蒸气向外传播。即使存在大量的缓冲气体(h2)，但是还是无法避免sn蒸气凝聚到收集镜上，这会显著降低极紫外光的反射率，造成极紫外光的收集效率降低；更为重要的是光刻系统必须长时间工作，停机清洗或更换收集镜的费用非常昂贵。因此，采用原位清洗去除收集镜表面锡污染物，恢复收集镜收集效率，减少停机清洗或更换收集镜的频率，以降低生产成本，所以如何实现收集镜原位清洁，是本领域技术人员一直在思考的难题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，解决上述现有技术中收集镜容易受sn蒸气凝聚污染的技术问题。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，包括：真空腔室、收集镜和铜导杆，所述真空腔室具有进气口，所述进气口与反应气体发生装置连接，所述真空腔室于进气口相对一侧连通有真空泵，所述真空腔室具有收集镜安装孔，所述收集镜安装孔处装有铜导杆，所述铜导杆顶部通过连接螺杆安装有收集镜，所述收集镜底部的铜导杆外侧套装有陶瓷环，所述收集镜周向外侧套装有极板，所述极板通过陶瓷环承载，所述收集镜与极板之间具有预留间隙，所述陶瓷环下部的铜导杆外侧套装有绝缘层，所述绝缘层穿过法兰，并与法兰密封固定连接，所述法兰与收集镜安装孔密封连接，所述铜导杆末端与射频电源连接，所述极板接地。
6.本发明的一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，所述极板侧面具有连接螺纹孔，所述连接螺纹孔通过螺钉连接有接地线，所述接地线另一端与真空腔室内侧连通，所述真空腔室外侧与接地端连通。
7.本发明的一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，所述绝缘层与铜导杆之间套装有陶瓷层。
8.本发明的一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，所述绝缘
层外侧套装有屏蔽壳，所述屏蔽壳穿过法兰，并与法兰密封固定连接。
9.本发明的一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，所述进气口内通入气体为氢气。
10.本发明的一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，所述收集镜顶面为下凹型弧面。
11.本发明的一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，所述极板底面具有环状凹槽，所述陶瓷环卡入环状凹槽。
12.本发明的一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，所述收集镜和极板的材质均为304不锈钢。
13.本发明的一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，所述绝缘层采用环氧树脂浇注而造。
14.本发明的一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，所述屏蔽壳的材质为304不锈钢，所述屏蔽壳与法兰焊接为一体。
15.本发明产生的有益效果是：提出一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，通过收集镜外部套设极板作为接地极，使之构成射频容性耦合放电等离子体源，在euv收集镜表面处产生氢等离子体，氢等离子体与锡污染物反应生成锡烷，反应生成的锡烷气体在真空泵的作用下被抽出真空腔室，从而将收集镜表面锡污染物去除，本技术的结构在收集镜表面处直接产生氢等离子体，不存在运输传递损失，能量转化效率高，清洗效率高。
附图说明
16.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
17.图1是本发明实施例的示意图。
具体实施方式
18.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.如图1所示，一种极紫外光刻机lpp光源收集镜的等离子体原位清洗结构，包括：真空腔室1、收集镜5和铜导杆10，所述真空腔室1具有进气口2，所述进气口2与反应气体发生装置连接，所述真空腔室1于进气口2相对一侧连通有真空泵3，所述真空腔室1具有收集镜安装孔18，所述收集镜安装孔18处装有铜导杆10，所述铜导杆10顶部通过连接螺杆安装有收集镜5，所述收集镜5底部的铜导杆10外侧套装有陶瓷环7，所述收集镜5周向外侧套装有极板6，所述极板6通过陶瓷环7承载，所述收集镜5与极板6之间具有预留间隙14，所述陶瓷环7下部的铜导杆10外侧套装有绝缘层17，所述绝缘层17穿过法兰12，并与法兰12密封固定连接，所述法兰12与收集镜安装孔18密封连接，所述铜导杆10末端与射频电源4连接，所述极板6接地。
20.本发明的优选实施例中，所述极板6侧面具有连接螺纹孔8，所述连接螺纹孔8通过螺钉连接有接地线16，所述接地线16另一端与真空腔室1内侧连通，所述真空腔室1外侧与接地端15连通。
21.本发明的优选实施例中，所述绝缘层17与铜导杆10之间套装有陶瓷层11。
22.本发明的优选实施例中，所述绝缘层17外侧套装有屏蔽壳13，所述屏蔽壳13穿过法兰12，并与法兰12密封固定连接。
23.本发明的优选实施例中，所述进气口2内通入气体为氢气。
24.本发明的优选实施例中，所述收集镜5顶面为下凹型弧面。
25.本发明的优选实施例中，所述极板6底面具有环状凹槽，所述陶瓷环7卡入环状凹槽。
26.本发明的优选实施例中，所述收集镜5和极板6的材质均为304不锈钢。
27.本发明的优选实施例中，所述绝缘层17采用环氧树脂浇注而造。
28.本发明的优选实施例中，所述屏蔽壳13的材质为304不锈钢，所述屏蔽壳13与法兰12焊接为一体。
29.工作原理简述：真空泵3用于真空腔室1真空环境的获得，保证清洗的正常进行，同时可将工作时锡与氢气反应生成的气体(锡烷)排出。
30.反应气体(氢气)通过进气口2进入真空腔室1内，工作时气压维持在工业euv收集镜工况(1.3torr)。通常电子密度为10
14-10
17
m-3
，电子温度为1-3.5ev。
31.铜导杆10材质选用紫铜t3，具有良好导电性，其外部依次设置有陶瓷层11、绝缘层17和屏蔽壳13，屏蔽壳13与法兰12连接，形成良好电绝缘和电磁屏蔽。防止真空腔室1内的线路放电，从而造成输入功率的损失与电磁污染。
32.陶瓷层11采用真空陶瓷胶(型号：aron ceramic d)封装，绝缘层17采用环氧树脂浇注，二者可形成良好的电绝缘和真空密封。
33.频电源4选用sy-500型射频源，收集镜5通过铜导杆10与射频电源4连接，在模收集镜5外部设极板6作为接地极，使之构成射频容性耦合放电等离子体源，实现射频容性耦合放电。极板6材质选用304不锈钢，其侧边设有连接螺纹孔8，接地线16一端与连接螺纹孔8连接，另一端与真空腔室1内壁101连接，真空腔室1外部设有接地端15，保护人身和设备的安全。
34.陶瓷环7材质优选氮化铝，该材质具有良好的耐热性和电绝缘性。陶瓷环7中心设有一与铜导杆10外径相同尺寸的安装孔，便于陶瓷环7的安装。极板6底部设有一环形台阶，台阶尺寸与陶瓷环7外径相同，便于极板6的安装，且避免了在工作时的位置移动。
35.该结构可在收集镜表面处直接产生氢等离子体，以实现原位清洗，即不存在运输能量传递损失，能量转化效率高，清洗效率高。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
38.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。