【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光刻，具体而言，涉及一种基于反射式极紫外光刻胶检测装置，可用于新型极紫外光刻胶材料体系研发。
技术介绍
1、光刻技术是制造大规模集成电路芯片的重要步骤，其精密度决定芯片的制程和器件性能。光刻胶是实现精细图形加工制备集成电路的关键材料之一，是光刻工艺核心子技术之一。极紫外光刻技术是目前商用半导体制造最先进的技术。极紫外光刻胶的研发包括主体材料和配方设计、光刻胶制备和光刻胶检测等。其中极紫外光刻胶检测是实现其配方优化的重要环节。
2、随着极紫外光刻技术不断进展，光刻胶旧材料体系面临挑战。随着光刻发生空间减小到几个纳米，量子随机效应也愈专利技术显，传统聚合物化学增幅体系愈发显示其在线边缘粗糙度的不足。迫切需要对新的极紫外光刻胶材料体系进行研发。和深紫外光刻胶曝光机理不同，极紫外光刻中光刻胶曝光涉及到复杂的物理和化学过程。极紫外单个光子能量高(高达92ev)，极紫外光刻胶的感光机理不仅存在和光子的反应，还有与电子的反应。极紫外光刻技术需要在超高真空环境(10-6-10-7pa)下进行曝光，光刻胶产气会导致真空破坏、光路和掩模等光学元件的污染。
3、目前极紫外光刻胶检测如下：
4、1、商用极紫外光刻机：价格昂贵，用于新型极紫外光刻胶检测将引入污染风险。
5、2、电子束光刻技术：与前几代光刻相比，极紫外光刻最大的差异是引发的反应不仅有光子，还有激发出高能量二次电子。这在机理上与电子束光刻相近，可利用电子束光刻来模拟极紫外光刻实验结果。电子束光刻技术是一种无需掩模的“直写”技术，具
6、3、同步辐射的极紫外干涉光刻：光刻胶检测主要利用两束相干极紫外光束干涉对光刻胶进行曝光。光栅掩膜由分束光栅(起分光作用)和直通光遮挡层(遮挡干涉区域的零级光)组成。该干涉方法不易快速高效的改变干涉周期，且可调周期范围有限。
7、目前产生干涉图案方法主要如下。利用劳埃德镜可以得到干涉图案，但镜面容易受到光刻胶污染。利用分束镜对光源进行分光，再利用反射镜将光线聚焦到光刻胶上使光刻胶在光的干涉位置进行曝光,将干涉图案转印到光刻胶上，但该方法无法快速改变干涉周期。因而，需要一种有效防止光刻胶对镜面污染的曝光方法。可以快速、简单、灵活调节干涉周期的方法和装置。几乎所有的材料在极紫外光下不透明，深紫外光刻中使用的透射光学系统不再适合极紫外光刻，因而设计基于反射式的极紫外光刻胶检测是需要考虑的技术问题。极紫外曝光时光刻胶释放的气体会导致污染，因此极紫外光刻胶检测还需要对其进行放气测试。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的缺点，本专利技术提供一种反射式极紫外光刻胶检测装置与方法，解决了上述
技术介绍
中所提到的镜面容易受到光刻胶污染和快速、简单、灵活调节干涉周期问题。
2、本专利技术为实现上述目的而采用的技术方案：
3、一种反射式极紫外光刻胶检测装置，包括：极紫外光源模块、干涉光束产生模块、光刻胶曝光模块、放气测试系统模块、真空系统模块、隔振系统模块与显影和显影后表征系统模块。
4、极紫外光源模块，用于改变极紫外曝光时间。
5、干涉光束产生模块，用于将所述极紫外光源模块产生的极紫外光分束为多束光，通过光栅分束或棱镜反射分束产生干涉光束；其中，所述光栅用于获取需要的±1级光束，并遮挡不需要的0级光束；所述棱镜，用于通过改变棱镜面的数目，从而获得所需个数的干涉光。
6、光刻胶曝光模块，用于将所述干涉光束产生模块产生的多束光聚焦干涉在待检测光刻胶上，使干涉图案转印到光刻胶上，光刻胶曝光模块分为不可变干涉周期模式和可变干涉周期模式：不变干涉周期模式包括聚焦反射镜(凹面、柱面或toroidal面)和供待检测光刻胶放置的光刻胶样品固定台，所述聚焦反射镜为长焦聚，从而使曝光位置远离该聚焦反射镜；可变干涉周期模式包括聚焦反射镜、供待检测光刻胶放置的光刻胶样品固定台以及反射镜及反射镜控制系统(反射镜控制系统为导轨滑块载反射镜设计)，聚焦反射镜为长焦聚，从而使曝光位置远离该聚焦反射镜，所述反射镜控制系统用于控制所述反射镜的位置，从而改变干涉光束的传播方向和干涉角，进而控制在光刻胶上获得的结构的周期。
7、显影和显影后表征系统模块，用于对曝光后的光刻胶进行显影，利用扫描电子显微镜或原子力显微镜等表征手段获得极紫外光刻胶的光刻图案，并用于研究光刻胶形貌和曝光时间、干涉周期和焦深等参数的关系，并获取线宽和线边缘粗糙度等关键参数。
8、还包括放气测试系统模块，和光刻胶曝光模块相连，用于测量光刻胶曝光时产生的气体的放气速率和气体成分；真空系统使极紫外光的传播始终处于真空环境；隔振系统模块，用于对所述极紫外光的光源、干涉、曝光进行隔振处理。
9、另一方面，本专利技术还提供一种反射式极紫外光刻胶检测方法，其特点在于，包括：
10、对所述极紫外光源传播进行控制，使待检测光刻胶上的曝光时间变化；
11、对所述极紫外光进行分束形成多束光；
12、将所述多束光聚焦干涉在待检测光刻胶上，使干涉图案转印到光刻胶上；
13、对曝光后的光刻胶进行显影，并测量显影后的关键参数。
14、进一步，用于对曝光后的光刻胶进行显影，利用扫描电子显微镜或原子力显微镜等表征手段获得极紫外光刻胶的光刻图案，并用于研究光刻胶形貌和曝光时间、干涉周期和焦深等参数的关系，并获取线宽和线边缘粗糙度等关键参数。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
16、采用反射式光路，利用长焦距的聚焦反射镜(凹面、柱面、toroidal面或离轴抛物面反射镜)设计，解决了透射光学系统不适合极紫外光刻的问题；有效防止光刻胶曝光过程中产生的碎屑及气体对光学元件的污染。
17、本专利技术采用导轨滑块载反射镜和离轴抛物面反射镜结合设计，干涉角可控，从而实现干涉周期控制；通过改变反射镜位置来改变干涉光束的传播方向进而干涉角，最终控制干涉周期；可以在不改变反射镜后光路中的元器件位置下高效快速地改变干涉周期。
18、本专利技术提供的反射式极紫外光刻胶检测装置结构紧凑、操作简单且集成度高，可以满足多种场景需求，用于对光刻胶的放气特性和曝光时间、干涉周期对关键参数的影响研究，从而有利于新型极紫外光刻胶材料体系研发。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，所述干涉光束产生模块，包括光栅或棱镜，其中，所述光栅用于获取需要的±1级光束，并遮挡不需要的0级光束；所述棱镜，用于通过改变棱镜面的数目，从而获得所需个数的干涉光。
3.根据权利要求1所述的反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，所述光刻胶曝光模块为不可变干涉周期模式，包括聚焦反射镜和供待检测光刻胶放置的光刻胶样品固定台，所述聚焦反射镜为长焦聚，从而使曝光位置远离该聚焦反射镜。
4.根据权利要求3所述的反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，所述聚焦反射镜为凹面、柱面或Toroidal面。
5.根据权利要求1所述的反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，所述光刻胶曝光模块为可变干涉周期模式，包括聚焦反射镜、供待检测光刻胶放置的光刻胶样品固定台以及反射镜及反射镜控制系统，所述聚焦反射镜为长焦聚，从而使曝光位置远离该聚焦反射镜，所述反射镜控制系统用于控制所述反射镜的位置，从而改变干涉光束的传播方向和干涉角，进而控制在光
6.根据权利要求5所述的反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，所述反射镜及反射镜控制系统包括：第一反射镜、第二反射镜、第一导轨、第二导轨、第一滑块、第二滑块、第三滑块、第一电动运动控制系统、第二电动运动控制系统、第三电动运动控制系统、第四电动运动控制系统；所述第一导轨和第二导轨之间的位置垂直；所述第一导轨固定在第一滑块并置于第二导轨上；所述第一反射镜固定在第二滑块并置于第一导轨上，所述第二反射镜固定在第三滑块并置于第一导轨上；所述第一电动运动控制系统对第一滑块的位置进行控制、所述第二电动运动控制系统对第二滑块的位置进行控制、所述第三电动运动控制系统对第三滑块的位置进行控制、所述第四电动运动控制系统对所述光刻胶样品固定台的位置进行控制；通过移动所述第一滑块可对第一反射镜和第二反射镜位置同时进行调节，移动所述第二滑块可对第一反射镜位置进行调节，移动所述第三滑块可对第二反射镜位置进行调节；调节后保持所述第一反射镜和第二反射镜对称分布在第二导轨两侧；移动后仍保持干涉光束彼此都和第二导轨方向平行，且对称分布在所述第二导轨两侧；所述聚焦反射镜为离轴抛物面反射镜。
7.根据权利要求1所述的反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求1-7任一所述反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，还包括隔振系统模块，用于对所述极紫外光的光源、干涉、曝光进行隔振处理。
9.一种反射式极紫外光刻胶检测方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的反射式极紫外光刻胶检测方法，其特征在于，用于对曝光后的光刻胶进行显影，利用扫描电子显微镜或原子力显微镜等表征手段获得极紫外光刻胶的光刻图案，并用于研究光刻胶形貌和曝光时间、干涉周期和焦深等参数的关系，并获取线宽和线边缘粗糙度等关键参数。
...【技术特征摘要】
1.一种反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，所述干涉光束产生模块，包括光栅或棱镜，其中，所述光栅用于获取需要的±1级光束，并遮挡不需要的0级光束；所述棱镜，用于通过改变棱镜面的数目，从而获得所需个数的干涉光。
3.根据权利要求1所述的反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，所述光刻胶曝光模块为不可变干涉周期模式，包括聚焦反射镜和供待检测光刻胶放置的光刻胶样品固定台，所述聚焦反射镜为长焦聚，从而使曝光位置远离该聚焦反射镜。
4.根据权利要求3所述的反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，所述聚焦反射镜为凹面、柱面或toroidal面。
5.根据权利要求1所述的反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，所述光刻胶曝光模块为可变干涉周期模式，包括聚焦反射镜、供待检测光刻胶放置的光刻胶样品固定台以及反射镜及反射镜控制系统，所述聚焦反射镜为长焦聚，从而使曝光位置远离该聚焦反射镜，所述反射镜控制系统用于控制所述反射镜的位置，从而改变干涉光束的传播方向和干涉角，进而控制在光刻胶上获得的结构的周期。
6.根据权利要求5所述的反射式极紫外光刻胶检测装置，其特征在于，所述反射镜及反射镜控制系统包括：第一反射镜、第二反射镜、第一导轨、第二导轨、第一滑块、第二滑块、第三滑块、第一电动运动控制系统、第二电动运动控制系统、第三电动运动控制系统、第四电动运动控制系统；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹晶，张子怡，林楠，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。