极紫外反射镜氧化物保护层的制备与表征EI北大核心CSCD

极紫外(EUV)反射镜在使用过程中的氧化及表面碳污染沉积,严重影响了极紫外光刻(EUVL)技术的工业应用。为了延长EUV反射镜的稳定性与使用寿命,一般采取在Mo/Si多层膜表面添加保护层。采用直流反应磁控溅射技术,建立氧气流量与溅射电压之间的"迟滞回线"关系,进而准确掌握不同氧化物保护层所需氧气量,以此减少过多的活性氧对下层Mo/Si多层膜的影响,提高镜面的反射率。选用Ru O2与Ti O2两种保护层材料进行比较,根据充氧量的不同,分析不同反应阶段的薄膜特性。针对催化性和物理稳定性更好的Ti O2薄膜,在晶相、表面粗糙度、截面均匀性和化学组分等方面给予评价。研制出膜质致密均匀的非晶态Ti O2薄膜,其表面粗糙度优于100 pm;Ti O2纯度(质量分数)达97.2%;保护层厚度为2 nm的Mo/Si多层膜的反射率损失小于5%,满足EUV外多层膜的基本要求。     

热蒸发紫外LaF3薄膜光学常数的表征

薄膜光学常数的精确测定对于设计和制备多层薄膜具有重要意义。在JGS1型熔融石英基底上,采用热蒸发沉积方法制备了不同厚度的LaF3单层薄膜样品,利用光度法来获取弱吸收薄膜和基底的光学常数,计算得到其在185～450nm范围内折射率n和消光系数k的色散曲线。实验结果表明,当膜层厚度较薄时,LaF3薄膜折射率表现出不均匀性现象。随着薄膜厚度的增加,薄膜折射率不均匀性减小。在求解过程中选用不均匀模型后,拟合结果与实际测试光谱曲线吻合得很好,提高了薄膜光学常数的计算精度。     

中心波长为28.5nm多层膜镜反射率测量

在“星光-Ⅱ”装置上以类Ne铬x射线激光作为标定源，以平场光栅谱仪为分光元件进行了285nm的Mo/Si多层膜反射镜效率测量.介绍了实验方法，给出了实验结果，本次研制的两块多层膜镜反射率分别为31%和9.6%. 关键词： x射线多层膜反射镜 反射率测量 x射线激光     

软X射线投影光刻技术及其发展(续)

为了提高反射率,软X射线投影光刻中使用的掩膜是制备在多层膜上的反射式掩膜,由于有微缩光学系统,它有相对较大的特征尺寸;同时由于它是制备在镀有多层膜的较结实基片上,使用中有能力避免软X射线照射引起的掩膜热变形,便于实现高精度的光刻复制。在反射式掩膜技术中,需要着重考虑的是掩膜缺陷修复和降低多层膜的损伤。     

超光滑光学基底表面原子力显微镜测试方法

原子力显微镜(AFM)是评价亚纳米级表面粗糙度σRMS最主要的测试仪器,但其测试结果会因采样条件(采样间距、采样点数)及测量点位置变化而改变。以AFM测试超光滑光学基底随机表面为例,应用累积功率谱理论建立了确定合理采样条件的方法,避免了采样条件选取不当带来的数据丢失或冗余;通过全局优化选取测量点和局部优化选取测量点相结合,降低了样品表面区域性差异给测试结果带来的不确定性,并大大减少了获得可靠测试结果所需的测试量。上述工作为超光滑光学基底AFM测试提供了有效方案。     

极紫外光刻投影物镜中多层膜分析模型的建立及应用

极紫外光刻投影系统中高反膜厚度一般约300nm,远大于13.5nm的工作波长,光能并不能完全穿透膜层入射到基底,从而引入数倍于波长的额外光程差,降低系统成像质量。从能量调制的角度提出了一种基于能量守恒定律的多层膜等效工作界面模型,将光学薄膜中复杂的物理光学过程等效地转换为简单直观的几何光学过程,获取可被常用光学设计软件识别的数据,进而实现对有膜光学系统的分析。利用该模型对不同系统进行了分析优化,获得了一套可实现衍射受限成像的有膜系统方案,证明了基于能量守恒的等效工作界面的有效性,指导后续系统的装调,为多次反射系统的分析提供了一种方法。     

极紫外多层膜残余应力初步研究

针对极紫外多层膜在激光等离子体诊断、极紫外光刻等方面的应用,进行了Mo/Si多层膜残余应力的实验研究,讨论了多层膜残余应力的成因。实验结果表明：Mo单层膜表现为张应力, Si单层膜表现为压应力;通过传统方法制备的13.0 nm处高反射率的40对Mo/Si多层膜会产生-500 MPa左右的压应力,其压应力主要是由膜层之间的贯穿扩散引起的;通过改变膜层比率可以在一定程度上补偿因贯穿扩散产生的压应力,但是以牺牲多层膜反射率为代价。     

极紫外投影光刻掩模的多层膜与照明误差

讨论了极紫外投影光刻掩模的反射光谱随多层膜参量的变化,通过曲线拟合得到了峰值反射率、带宽和中心波长与多层膜粗糙度、材料比值以及周期厚度的9个函数关系.模拟了6镜极紫外投影光刻系统的反射光谱,并计算了晶圆片处的相对照明强度.分析了由掩模在晶圆片处引入的照明误差,给出了照明误差的合成公式.     

照明物镜像差对远场衍射波前质量影响的严格矢量分析

点衍射干涉仪(PDI)中衍射参考球面波的质量受照明物镜像差和小孔的质量、状态的影响。基于矢量衍射理论,分析计算了可见光经过带像差的照明物镜聚焦后经过有限厚度具有实际电导率小孔板的衍射。分析了照明物镜像差对远场衍射波前质量的影响,确定了PDI检测极紫外光刻(EUVL)元件和系统时的最佳直径大小。分析计算得出,当用PDI检测数值孔经(NA)为0.3的系统时,采用直径大小为800nm的小孔较为适宜,其衍射波前均方根(RMS)偏差为6.51×10-5λ,强度均匀性为0.812。当用PDI检测NA为0.3的元件时,采用直径大小为500nm的小孔较为适宜,其衍射波前的RMS非对称偏差为8.40×10-5λ,强度均匀性为0.664。     

基于掠入射X射线反射谱的Mo/Si多层膜扩散系数测量

测量了Mo/Si多层膜在250℃下经历不同时间退火后的掠入射X射线反射谱,从中提取出特定级次衍射峰在退火过程中的相对移位,通过布拉格公式拟合,得到了Mo/Si多层膜周期厚度皮米级别的相对变化。采用扩散控制模型来描述Mo/Si多层膜界面扩散,界面厚度的平方随时间线性增加,由此拟合得到Mo和Si间的扩散系数为0.33×10-22 cm2/s。采用四层模型,对掠入射X射线反射谱进行全谱拟合,得到了Mo,Si和扩散层MoSi2的密度分别为9.3,2.5和5.4g/cm3,据此对Mo和Si间扩散系数进行修正,最终得到在250℃下,Mo/Si多层膜中Mo和Si间的扩散系数为1.88×10-22 cm2/s,从而为研究Mo/Si多层膜的热稳定性提供了定量依据。