[发明专利]一种极紫外激光等离子体光源碎屑的隔离方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，更具体地，涉及一种极紫外激光等离子体光源碎屑的隔离方法及系统。

背景技术

目前，LPP-EUVL(Laser Produced Plasma-Extreme Ultra Violet Lithography，激光等离子体极紫外光刻)被国际上广泛认为是最有前途的方法之一，但是LPP-EUVL光源仍然有两大难题亟需解决，即：尽量提高光源的EUV辐射功率达到规模性量产的要求，同时要尽量减少等离子体碎屑对光学系统尤其是EUV收集镜的污染和损伤，提高光刻系统的使用寿命。

激光照射靶体之后，不仅产生极紫外辐射，并且会产生向周围溅射的等离子体碎屑。这些等离子体碎屑不仅包含有高能的离子，而且有高速的中性原子和尺寸较大的液滴、团簇或溶胶颗粒等。一旦碎屑溅射到EUV收集镜之后，会对收集镜产生污染，从而影响极紫外辐射的反射效率和光学系统的寿命。国际光刻机供应商ASML于2004年率先提出了满足商业生产要求的EUV光源的各项指标，其中碎屑影响的光学系统寿命技术要求高于30000小时。可见，有效隔离等离子体碎屑，提高光刻系统使用寿命对极紫外光刻技术的发展有重大意义。

一些学者为了解决碎屑污染问题，使用了一些方法来隔离碎屑。现有技术（Ueno Y，Soumagne G，Sumitani A，et al.Reduction of debris of a CO₂laser-produced Sn plasma extreme ultraviolet source using a magnetic field.Appl.Phys.Lett.，2008，92:211503）中日本学者使用1T的磁场引导CO₂激光辐照平板Sn靶产生的等离子体离子碎屑，使碎屑在Mo/Si多层膜反射镜上的沉积量与未施加磁场相比减少了五倍。这种方法可以非常有效地减少离子碎屑在反射镜上的沉积，但是无法有效隔离其他中性原子的污染，并且磁场装置的成本相对较高。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种极紫外激光等离子体光源碎屑的隔离方法，旨在解决现有技术无法有效隔离中性原子的污染的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种极紫外激光等离子体光源碎屑的隔离方法，包括下述步骤：

S1：将靶体所在的腔体抽成真空；

S2：从进气口导入缓冲气体，使得所述缓冲气体覆盖收集镜并沿收集镜表面流动形成气流层；

S3：从出气口导出所述缓冲气体；

S4：待所述腔体内的气流稳定后，使用激光照射靶体，产生极紫外辐射的同时产生了向四周运动的等离子体碎屑；

S5：保持所述缓冲气体持续的导入和导出，所述气流层使所述等离子体碎屑的运动减缓，所述等离子体碎屑随着气流从所述出气口导出。

更进一步地，所述隔离方法还包括下述步骤：S6：将从出气口导出的气流进行冷却并过滤后再从进气口导入至所述腔体。

更进一步地，所述缓冲气体为氢气。

更进一步地，所述进气口与所述出气口沿着所述收集镜中心对称设置。

更进一步地，在步骤S2中，通过扇形喷嘴使得导入的气流呈扇形分布；扇形圆心角为90°-180°。

本发明提供了极紫外激光等离子体光源碎屑的隔离方法特别适用于CO₂激光锡滴等离子体碎屑的隔离；使用的设备简单、易于操作控制，可有效解决激光照射液滴靶体所产生的碎屑对光学系统的污染和破坏，对提高极紫外光刻系统的寿命有重要意义。

本发明还提供了一种极紫外激光等离子体光源碎屑的隔离系统，包括：进气口、出气口、压缩机和真空泵；所述进气口设置于收集镜的顶部，所述出气口设置于所述收集镜的底部；所述进气口与所述出气口沿着所述收集镜中心对称设置；所述压缩机与所述进气口连接，用于使缓冲气体沿着所述进气口喷入；所述真空泵用于维持所述出气口处于低压状态；在压力差的作用下，缓冲气体沿着所述收集镜的表面流动并形成气流层。

更进一步地，所述缓冲气体为氢气。

更进一步地，所述隔离系统还包括：导入装置，设置于所述进气口处，用于导入所述缓冲气体。

更进一步地，所述导入装置为扇形喷嘴，扇形圆心角为90°-180°。