本发明涉及euv多层膜表面碳污染实验研究技术领域，特别是涉及一种流量稳定的euv碳污染实验气体供气装置。
背景技术：
在半导体工业中，极紫外光刻技术是未来的主流光刻技术。euv多层膜光学元件是极紫外光刻机的重要组成部件之一。由于13.5nm波段的光很容易被其他物质吸收，因此通常采用mo/si多层膜光学元件作为反射元件，提高光路反射率。
euv光刻机在使用过程中，真空腔内部光刻胶、电线等会释放出含碳的大分子化合物，大分子化合物首先吸附在多层膜光学元件表面，当有euv光照射时，多层膜光学元件表面发生较为复杂的物理和化学作用，在表面生成一层难以去掉的碳污染物，而且碳对euv波段的光有着较强的吸收，降低了光学元件反射率，使光刻机不能正常工作。因此实验研究euv多层膜光学元件表面碳污染的形成机理具有重要意义，但大分子碳污染气体如大分子碳氢化合物的饱和蒸汽压较小，在常温状态下大多呈现液态，很难直接使用，而且气流不稳定，使实验结果不准确。
技术实现要素：
针对上述情况，为解决现有技术的缺点，本发明提供一种流量稳定的euv碳污染实验气体供气装置，可有效解决气体流量不稳定带来的euv碳污染实验结果不准确的问题。
为解决上述问题，本发明采取如下的技术方案：
一种流量稳定的euv碳污染实验气体供气装置，包括污染气体储存罐、外加热层、温度控制器、气体压力传感器、流量计、第一气体连接管路、第二气体连接管路、真空陶封法兰、污染气体发射管和发射管运动装置；
所述污染气体储存罐的外壁设置所述外加热层，所述污染气体储存罐的出气口通过所述第一气体连接管路与所述流量计的进气端连通，所述流量计的出气端与所述第二气体连接管路的一端连接，所述第二气体连接管路的另一端通过所述真空陶封法兰与位于euv碳污染真空腔内的所述污染气体发射管连通，所述气体压力传感器设置在所述流量计的进气端处，且所述气体压力传感器与所述温度控制器连接；
所述污染气体发射管包括依次连接的金属软管、金属喷射管和喷射头，所述发射管运动装置夹持所述金属喷射管并带动所述喷射头在样品表面周期往复运动；
所述温度控制器接收所述气体压力传感器实时反馈的压力数据，并根据所述压力数据控制所述外加热层的加热温度和加热时长，使所述流量计的进气端压强恒定。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所提出的流量稳定的euv碳污染实验气体供气装置通过在污染气体储存罐的外壁增设外加热层，并利用气体压力传感器实时检测管路内的气体压强，温度控制器根据气体压力传感器反馈的压力数据实时调整外加热层的加热温度和加热时长，保证了流量计进气端污染气体气压恒定，从而保证了euv碳污染真空腔内气体流速的稳定，确保了实验过程中到达样品表面气体的流量可控，使实验结果更加准确可靠，对提高euv碳污染实验准确度具有重要意义。同时，本发明中的发射管运动装置可以带动喷射头在样品表面周期往复运动，从而保证样品表面污染气体的均匀性，有利于进一步提高实验结果的准确性。本发明可应用到euv多层膜光学元件表面碳污染实验领域中，为euv碳污染真空腔提供流量稳定的大分子碳污染气体，具有供气稳定、流量均匀的特点，有效保证实验结果准确性，且易于分析。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为污染气体发射管的结构示意图；
图3为喷射头的结构示意图；
图4为运动单元的结构示意图；
图5为发射管运动装置的结构示意图；
附图标记：1、污染气体储存罐，2、外加热层，3、第一气体连接管路，4、气体压力传感器，5、流量计，6、真空陶封法兰，7、污染气体发射管，8、发射管运动装置，9、euv碳污染真空腔，10、金属软管，11、金属喷射管，12、喷射头，13、管夹，14、真空电机，15、丝杆，16、底座，17、导轨，18、托板，19、螺钉孔，20、第一运动单元，21、第二运动单元，22、第三运动单元，23、本体，24、喷孔。
具体实施方式
下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
在其中一个实施例中，如图1所示，本发明公开一种流量稳定的euv碳污染实验气体供气装置，该装置包括污染气体储存罐1、外加热层2、温度控制器3、气体压力传感器4、流量计5、第一气体连接管路6、第二气体连接管路7、真空陶封法兰8、污染气体发射管和发射管运动装置。
大分子碳污染气体(如大分子碳氢化合物)置于污染气体储存罐1内，污染气体储存罐1的外壁设置外加热层2，外加热层2用于在温度控制器3的控制下对污染气体储存罐1进行加热，通过加热使污染气体储存罐1的饱和蒸气压达到流量计5的要求并保持恒定，例如在39℃时，饱和蒸气压为1.33pa。优选地，外加热层2的内部设有均匀分布的加热丝，以保证对污染气体储存罐1的快速、均匀加热。优选地，污染气体储存罐1的容量为3l。
污染气体储存罐1的出气口通过第一气体连接管路6与流量计5的进气端连通，流量计5的出气端与第二气体连接管路7的一端连接，第二气体连接管路7的另一端则通过真空陶封法兰8与污染气体发射管连通，污染气体发射管位于euv碳污染真空腔9内，用于提供实验所需气体。气体压力传感器4设置在流量计5的进气端处，并且气体压力传感器4与温度控制器3连接，气体压力传感器4将检测得到的压力数据实时发送至温度控制器3。
污染气体发射管用于将污染气体引入euv碳污染真空腔9，如图2所示，污染气体发射管包括金属软管10、金属喷射管11和喷射头12，真空陶瓷法兰8与金属软管10的一端连接，金属软管10、金属喷射管11和喷射头12依次连接，在euv光辐照过程中，发射管运动装置夹持金属喷射管11并带动喷射头12在样品表面周期往复运动，从而为样品表面提供流量稳定均匀的污染气体。本实施例中污染气体发射管采用306l不锈钢材质制成，与真空腔体连接的部分采用金属软管，便于喷射头12在使用过程中移动。进一步地，为增大污染气体与样品表面接触面积，将污染气体均匀地喷到样品表面，喷射头12呈盘状多孔结构，如图3所示，喷射头12包括本体23，本体23设有若干个均匀分布的喷孔24。
温度控制器3接收气体压力传感器4实时反馈的压力数据，并根据压力数据控制外加热层2的加热温度和加热时长，使流量计5的进气端压强恒定。本实施例通过流量计5进气端的气体压力传感器4实时检测污染气体储存罐1的压力数据，并将检测得到的压力数据实时发送至温度控制器3，温度控制器3根据压力数据控制外加热层2的加热温度和加热时长，从而实时改变污染气体储存罐1的温度，进而调节污染气体储存罐1的饱和蒸气压，使污染气体储存罐1的饱和蒸气压达到流量计5的使用要求并保持恒定，为euv碳污染真空腔9提供流量稳定的供气，保证到达样品表面气体流量稳定，因此提高了实验结果的准确性。
进一步地，发射管运动装置包括管夹13、运动控制器和三个结构相同的运动单元。
如图4所示，每一个运动单元包括真空电机14、丝杆15、底座16、导轨17和托板18，其中真空电机14、丝杆15和导轨17均安装在底座16上，丝杆15与导轨17相平行，托板18通过丝母与丝杆15配合，并且托板18能够沿导轨17滑动，真空电机14的输出轴与丝杆15的一端固定连接，丝杆15的另一端与底座16可以相对转动，真空电机14与运动控制器连接，运动控制器控制真空电机14转动，当真空电机14转动时，其输出轴带动丝杆15旋转，丝杆15带动托板18沿导轨17做一维运动。托板18上设有用于安装紧固的螺钉孔19。
发射管运动装置包括三个结构相同的运动单元，分别为第一运动单元20、第二运动单元21和第三运动单元22，第一运动单元20、第二运动单元21和第三运动单元22按照如图5所示的方式安装连接，具体地，第二运动单元21垂直固定安装在第一运动单元20的托板上，第三运动单元22固定安装在第二运动单元21的托板上，且第三运动单元22分别与第一运动单元20、第二运动单元21垂直，用于夹持金属喷射管11的管夹13与第三运动单元22的托板固定连接。图5所示的发射管运动装置具有空间三个自由度，当运动控制器控制第一运动单元20、第二运动单元21和第三运动单元22中的真空电机按序运动时，即可带动金属喷射管11及其上喷射头12进行往复运动，形成在空间3个维度方向的自由运动，保证污染气体在样品表面均匀分布。
本发明所提出的流量稳定的euv碳污染实验气体供气装置可以为euv碳污染实验中的euv碳污染真空腔提供污染气体，解决了大分子碳污染气体饱和蒸气压较低，在常温状态下大多呈现液态，很难直接使用，而且气流不稳定，使euv碳污染实验结果不准确的问题，通过在污染气体储存罐的外壁增设外加热层，并利用气体压力传感器实时检测管路内的气体压强，温度控制器根据气体压力传感器反馈的压力数据实时调整外加热层的加热温度和加热时长，保证了流量计进气端污染气体气压恒定，从而保证了euv碳污染真空腔内气体流速的稳定，确保了实验过程中到达样品表面气体的流量可控，使实验结果更加准确可靠，对提高euv碳污染实验准确度具有重要意义。同时，本发明中的发射管运动装置可以带动喷射头在样品表面周期往复运动，从而保证样品表面污染气体的均匀性，有利于进一步提高实验结果的准确性。本发明可应用到euv多层膜光学元件表面碳污染实验领域中，为euv碳污染真空腔提供流量稳定的大分子碳污染气体，具有供气稳定、流量均匀的特点，有效保证实验结果准确性，且易于分析。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种流量稳定的euv碳污染实验气体供气装置，其特征在于，包括污染气体储存罐(1)、外加热层(2)、温度控制器(3)、气体压力传感器(4)、流量计(5)、第一气体连接管路(6)、第二气体连接管路(7)、真空陶封法兰(8)、污染气体发射管和发射管运动装置；
所述污染气体储存罐(1)的外壁设置所述外加热层(2)，所述污染气体储存罐(1)的出气口通过所述第一气体连接管路(6)与所述流量计(5)的进气端连通，所述流量计(5)的出气端与所述第二气体连接管路(7)的一端连接，所述第二气体连接管路(7)的另一端通过所述真空陶封法兰(8)与位于euv碳污染真空腔(9)内的所述污染气体发射管连通，所述气体压力传感器(4)设置在所述流量计(5)的进气端处，且所述气体压力传感器(4)与所述温度控制器(3)连接；
所述污染气体发射管包括依次连接的金属软管(10)、金属喷射管(11)和喷射头(12)，所述发射管运动装置夹持所述金属喷射管(11)并带动所述喷射头(12)在样品表面周期往复运动；
所述温度控制器(3)接收所述气体压力传感器(4)实时反馈的压力数据，并根据所述压力数据控制所述外加热层(2)的加热温度和加热时长，使所述流量计(5)的进气端压强恒定。
2.根据权利要求1所述的流量稳定的euv碳污染实验气体供气装置，其特征在于，所述发射管运动装置包括管夹(13)、运动控制器和三个结构相同的运动单元；
每一个所述运动单元包括真空电机(14)、丝杆(15)、底座(16)、导轨(17)和托板(18)，所述真空电机(14)、所述丝杆(15)和所述导轨(17)均安装在所述底座(16)上，且所述真空电机(14)的输出轴与所述丝杆(15)的一端固定连接，所述运动控制器控制所述真空电机(14)转动，所述丝杆(15)带动所述托板(18)沿所述导轨(17)做一维运动，所述托板(18)上设有用于安装紧固的螺钉孔(19)；
三个结构相同的运动单元分别为第一运动单元(20)、第二运动单元(21)和第三运动单元(22)，所述第二运动单元(21)垂直固定安装在所述第一运动单元(20)的托板上，所述第三运动单元(22)固定安装在所述第二运动单元(21)的托板上，且所述第三运动单元(22)分别与所述第一运动单元(20)、所述第二运动单元(21)垂直，用于夹持所述金属喷射管(11)的所述管夹(13)与所述第三运动单元(22)的托板固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的流量稳定的euv碳污染实验气体供气装置，其特征在于，
所述喷射头(12)呈盘状多孔结构。
4.根据权利要求1或2所述的流量稳定的euv碳污染实验气体供气装置，其特征在于，
所述外加热层(2)的内部设有均匀分布的加热丝。
技术总结