一種極紫外凹面反射鏡表面粗糙度評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及極紫外光學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種極紫外凹面反射鏡表面粗糙 度評(píng)估方法。 技術(shù)背景
[0002] 極紫外光刻（Extreme Ultraviolet Lithography，EUVL)技術(shù)是使用EUV波段，主 要是13.5nm波段，進(jìn)行光刻的微納加工技術(shù)。目前，EUVL技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)7nm線(xiàn)寬的刻蝕 工藝，并具備進(jìn)一步縮小刻蝕線(xiàn)寬的可能性。這在大規(guī)模集成電路制造領(lǐng)域具有重要意義， 能夠?qū)崿F(xiàn)更大密度的元件集成，以及更低的能耗，極紫外光學(xué)相關(guān)技術(shù)的研究具有重大的 社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0003] 極紫外光刻使用波長(zhǎng)為10~14nm光源照明，由于幾乎所有已知光學(xué)材料在這一波 段都具有強(qiáng)吸收，無(wú)法采用傳統(tǒng)的折射式光學(xué)系統(tǒng)，所以極紫外光刻系統(tǒng)的照明系統(tǒng)、掩模 和投影物鏡均采用反射式設(shè)計(jì)，其反射光學(xué)元件需鍍有周期性多層膜以提高反射率。在極 紫外波段，光學(xué)基底表面粗糙度對(duì)薄膜元件反射率性能有直接的影響，對(duì)極紫外多層膜，為 了實(shí)現(xiàn)盡可能高的反射率，對(duì)超光滑鍍膜基底表面粗糙度實(shí)現(xiàn)亞納米級(jí)別精度的控制，整 個(gè)光刻系統(tǒng)對(duì)不同形狀EUV薄膜元件鍍膜基底的表面粗糙度提出了極為苛刻的要求。
[0004] 隨著超光滑光學(xué)表面拋光技術(shù)的快速發(fā)展，如何準(zhǔn)確表征和評(píng)價(jià)亞納米級(jí)超光滑 基底的表面粗糙度是極紫外光學(xué)基底研究中迫切需要解決的問(wèn)題。對(duì)超光滑光學(xué)表面高頻 段誤差的評(píng)價(jià)一般用粗糙度均方根RMS值來(lái)描述。在各種超光滑光學(xué)表面檢測(cè)技術(shù)中，原子 力顯微鏡因其具有三維的高分辨率和精度，成為中高空間頻域內(nèi)的理想測(cè)試儀器，采樣測(cè) 量點(diǎn)位置是影響RMS測(cè)試結(jié)果的主要因素，在實(shí)際測(cè)試中，采樣條件和測(cè)量點(diǎn)位置的選擇通 常依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果具有一定的主觀性和隨意性。
[0005] 極紫外凹面鏡粗糙度評(píng)估的一般方法是將大尺寸的反射鏡基底放到原子力顯微 鏡測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行逐點(diǎn)掃描測(cè)試，該方法雖然簡(jiǎn)單直接，但實(shí)際操作起來(lái)需要消耗大量的 人力物力，效率較低，為此本發(fā)明提出針對(duì)極紫外凹面鏡應(yīng)用原子力顯微鏡測(cè)試評(píng)估表面 粗糙度的一種方案。該方案降低了由于凹面鏡表面輪廓差異性給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)的不確定 性，減少了獲取穩(wěn)定可靠測(cè)試結(jié)果所需測(cè)試量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)極紫外凹面反射鏡表面粗糙度評(píng)估的需求，提出了一種極紫外凹面反 射鏡表面粗糙度評(píng)估方法。該方法的方案如下：
[0007] -種極紫外凹面反射鏡表面粗糙度評(píng)估方法，其特征是，包括以下步驟
[0008] 步驟一、對(duì)極紫外凹面反射鏡表面進(jìn)行超聲清潔、慢拉脫水及酒精烘干；
[0009] 步驟二、以極紫外凹面反射鏡外邊緣一點(diǎn)為起點(diǎn)，按螺旋線(xiàn)形狀在極紫外凹面反 射鏡上依次取點(diǎn)，螺旋線(xiàn)與起點(diǎn)所在的半徑的最后一個(gè)交點(diǎn)為終點(diǎn)，并將各點(diǎn)按照坐標(biāo)位 置編碼;再在所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的徑向直線(xiàn)上依次取點(diǎn)，并將各點(diǎn)按照坐標(biāo)位置編碼；
[0010]步驟三、采用原子力顯微鏡對(duì)極紫外凹面反射鏡表面按坐標(biāo)編碼進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)試， 記錄表面粗糙度測(cè)試結(jié)果，并計(jì)算表面粗糙度累加平均值，表面粗糙度累加平均值收斂速 度表示極紫外凹面反射鏡表面粗糙度波動(dòng)情況，完成極紫外凹面鏡表面粗糙度評(píng)估。 _]所述累加平均值RMSavg，/?ms# //;，其中RMSi為測(cè)試至第i次時(shí)的粗糙 度結(jié)果，η為粗糙度測(cè)試總次數(shù)。
[0012] 本發(fā)明的有益效果：
[0013] 1、本發(fā)明采用選點(diǎn)測(cè)試表面粗糙度方法，無(wú)需對(duì)大尺寸凹面鏡整個(gè)光學(xué)表面進(jìn)行 無(wú)規(guī)則大量選點(diǎn)測(cè)試，而只需完成在選點(diǎn)位置處粗糙度測(cè)試即可綜合評(píng)估凹面鏡的表面粗 糙度特性，并大大減少獲取可靠測(cè)試結(jié)果所需測(cè)試量，顯著降低了獲得大尺寸極紫外凹面 鏡表面粗糙度的測(cè)試成本。
[0014] 2、本發(fā)明結(jié)合了 "螺旋線(xiàn)"選點(diǎn)加"徑向直線(xiàn)"選點(diǎn)粗糙度測(cè)試方法，可以減少因局 部差異給粗糙度評(píng)估結(jié)果帶來(lái)的不確定性，綜合評(píng)估大尺寸極紫外凹面鏡表面的沿圓周及 徑向方向的粗糙度特性，進(jìn)而綜合評(píng)估凹面鏡表面粗糙度分布特性，提高了粗糙度特性測(cè) 試的可靠性。
[0015] 3、本發(fā)明采用"螺旋線(xiàn)"選點(diǎn)加"徑向直線(xiàn)"選點(diǎn)綜合評(píng)估大尺寸極紫外凹面鏡表 面的沿圓周及徑向方向的粗糙度特性，進(jìn)而綜合評(píng)估凹面鏡表面粗糙度分布特性，此方法 不僅獲得了樣品表面粗糙度數(shù)據(jù)，同時(shí)可以檢測(cè)樣品表面形貌區(qū)域性波動(dòng)情況。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明一種極紫外凹面反射鏡表面粗糙度評(píng)估方法中選點(diǎn)方案示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018] -種極紫外凹面反射鏡表面粗糙度評(píng)估方法，該評(píng)估方法包括以下幾個(gè)基本的步 驟：
[0019] 步驟一、對(duì)極紫外凹面反射鏡表面進(jìn)行超聲清潔、慢拉脫水及酒精烘干，保證凹面 鏡表面在原子力顯微鏡測(cè)試前的潔凈度；
[0020] 步驟二、如圖1所示，以環(huán)形待測(cè)極紫外凹面反射鏡圓心為中心建立橫坐標(biāo)X和縱 坐標(biāo)Υ，以X軸正向上極紫外凹面反射鏡外邊緣點(diǎn)為起點(diǎn)，按螺旋線(xiàn)形狀在極紫外凹面反射 鏡上依次取點(diǎn)，螺旋線(xiàn)與X軸正向的最后一個(gè)交點(diǎn)為終點(diǎn)，并將各點(diǎn)按照坐標(biāo)位置編碼;再 在所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的徑向直線(xiàn)上依次取點(diǎn)，并將各點(diǎn)按照坐標(biāo)位置編碼；
[0021] 步驟三、采用原子力顯微鏡對(duì)極紫外凹面反射鏡表面按坐標(biāo)編碼進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)試， 記錄粗糙度測(cè)試結(jié)果，并計(jì)算累加平均值RMSavg，
[0022] ，其中RMSi為測(cè)試至第i次時(shí)的粗糙度結(jié)果，η為粗糙度測(cè)試 總次數(shù)，表面粗糙度累加平均值收斂速度可以反映出樣品表面粗糙度波動(dòng)情況，采用此方 法完成凹面鏡表面粗糙度評(píng)估。
[0023]本發(fā)明將極紫外凹面反射鏡表面分成幾個(gè)相對(duì)同性的區(qū)域，采用在極紫外凹面反 射鏡表面特定位置選點(diǎn)測(cè)試，減少極紫外凹面反射鏡表面輪廓差異性給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)的不 確定性，通過(guò)測(cè)試所有選樣點(diǎn)處的粗糙度值，綜合評(píng)估極紫外凹面反射鏡表面粗糙度特性。 [0024]本發(fā)明為提高原子力選點(diǎn)方案的有效性和可靠性，采用極紫外凹面反射鏡的"螺 旋線(xiàn)"原子力選點(diǎn)測(cè)試評(píng)估極紫外凹面反射鏡表面的粗糙度分布特性，進(jìn)而評(píng)估極紫外凹 面反射鏡表面沿圓周方向粗糙度分布特性。
[0025]本發(fā)明為提高原子力選點(diǎn)方案的有效性和可靠性，采用極紫外凹面反射鏡的"徑 向直線(xiàn)"原子力選點(diǎn)測(cè)試評(píng)估極紫外凹面反射鏡表面的粗糙度分布特性，進(jìn)而評(píng)估極紫外 凹面反射鏡表面沿徑向方向粗糙度分布特性。
[0026]本發(fā)明采用"螺旋線(xiàn)"選點(diǎn)加"徑向直線(xiàn)"選點(diǎn)綜合評(píng)估極紫外凹面反射鏡表面的 沿圓周及徑向方向的粗糙度特性，進(jìn)而綜合評(píng)估極紫外凹面反射鏡表面粗糙度分布特性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種極紫外凹面反射鏡表面粗糖度評(píng)估方法，其特征是，包括W下步驟： 步驟一，對(duì)極紫外凹面反射鏡表面進(jìn)行超聲清潔、慢拉脫水及酒精烘干； 步驟二，W極紫外凹面反射鏡外邊緣一點(diǎn)為起點(diǎn)，按螺旋線(xiàn)形狀在極紫外凹面反射鏡 上依次取點(diǎn)，螺旋線(xiàn)與起點(diǎn)所在的半徑的最后一個(gè)交點(diǎn)為終點(diǎn)，并將各點(diǎn)按照坐標(biāo)位置編 碼;再在所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的徑向直線(xiàn)上依次取點(diǎn)，并將各點(diǎn)按照坐標(biāo)位置編碼； 步驟Ξ，采用原子力顯微鏡對(duì)極紫外凹面反射鏡表面按坐標(biāo)編碼進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)試，記錄 表面粗糖度測(cè)試結(jié)果，并計(jì)算表面粗糖度累加平均值，表面粗糖度累加平均值收斂速度表 示極紫外凹面反射鏡表面粗糖度波動(dòng)情況，完成極紫外凹面鏡表面粗糖度評(píng)估。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種極紫外凹面反射鏡表面粗糖度評(píng)估方法，其特征在于，所 述累加平均值，其中RMSi為測(cè)試至第i次時(shí)的粗糖度結(jié)果，η為 粗糖度測(cè)試總次數(shù)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明一種極紫外凹面反射鏡表面粗糙度評(píng)估方法，涉及極紫外光學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，包括對(duì)極紫外凹面反射鏡表面進(jìn)行超聲清潔、慢拉脫水及酒精烘干；以極紫外凹面反射鏡外邊緣一點(diǎn)為起點(diǎn)，按螺旋線(xiàn)形狀在極紫外凹面反射鏡上依次取點(diǎn)，螺旋線(xiàn)與起點(diǎn)所在的半徑的最后一個(gè)交點(diǎn)為終點(diǎn)，并將各點(diǎn)按照坐標(biāo)位置編碼；再在所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的直線(xiàn)上依次取點(diǎn)，并將各點(diǎn)按照坐標(biāo)位置編碼；采用原子力顯微鏡對(duì)極紫外凹面反射鏡表面按坐標(biāo)編碼進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)試，記錄表面粗糙度測(cè)試結(jié)果，并計(jì)算表面粗糙度累加平均值，表面粗糙度累加平均值收斂速度表示極紫外凹面反射鏡表面粗糙度波動(dòng)情況，完成極紫外凹面鏡表面粗糙度評(píng)估。
【IPC分類(lèi)】G01Q60/24, G01Q30/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105548617
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510962181
【發(fā)明人】靳京城, 喻波, 姚舜, 金春水
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月21日