[发明专利]一种极紫外辐照材料测试系统

说明书

技术领域

本发明属于材料性能的测试技术领域，具体涉及极紫外(EUV)辐照材料测试系统，用于测试材料的EUV辐照损伤。

背景技术

极紫外(Extreme ultraviolet，简写为EUV)光刻技术是继193nm浸没式光刻技术之后的下一代光刻机技术，由于极紫外辐射被几乎所有物质(包括空气)强烈吸收，因此EUV光刻机系统必须置于真空环境中。EUV光刻机系统内部各关键部件所用的材料需确保在EUV辐照及真空环境下，不具有EUV辐照损伤的有害特性。而某些材料在EUV辐照作用下会产生辐照损伤腐蚀。

为了指导EUV光刻机整机及分系统设计过程中的材料及工艺选择，确保达到EUV光刻机的可靠性和使用寿命要求，需要研究EUV辐照材料测试系统、开展EUV辐照损伤测试试验。

极紫外辐照材料测试系统主要用于研究在模拟EUV光刻机环境的EUV辐照和真空条件下，不同材料的损伤情况。通过EUV辐照作用后观察材料表面微结构的相关变化，结合材料特性测量，对材料的物理、化学特性变化和使用寿命进行评估。

现有的一种典型极紫外辐照材料测试系统如图1所示(参考文献：Frank Barkusky，Armin Bayer，Christian Peth，Klaus Mann.Direct structuring of solids by EUV radiation from a table-top laser produced plasma source.SPIE，2009，7361：73610D-1～73610D-14)，由Nd:YAG激光器(波长1064nm、脉冲能量700mJ、脉宽8.8ns)聚焦后击打Xe气环境中的金靶产生EUV辐照，经滤光后由Schwarzschild反射镜将EUV辐照汇聚于样品上。这样的结构布置方式中存在多组反射镜，样品上的光斑特性和辐照能量是通过反射计算间接得到，存在一定的测量误差。另外，存在的多组反射镜能衰减最终辐照到样品上的EUV辐照能量。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是提出一种极紫外辐照材料测试系统，其能够在提供EUV辐照的同时，直接测量样品面上的EUV光斑特性和EUV辐照能量，使得到的极紫外辐照损伤数据更加准确。

(二)技术方案

本发明提出一种极紫外辐照材料测试系统，包括EUV光源室、滤波片室、收集镜室、光谱检测室和样品室，其中所述EUV光源室用于容纳EUV光源，该EUV光源用于辐射出宽谱近软X射线；所述滤波片室用于放置滤波片，该滤波片用于将所述宽谱近软X射线滤波成窄谱EUV辐照；所述收集镜室用于放置收集镜，该收集镜用于将所述EUV辐照汇聚到所述样品室中；所述光谱检测室用于安装一个反射镜和一个光谱仪，所述反射镜用于将来自收集镜室的EUV辐照反射到所述光谱议；所述样品室用于容纳所要测试的样品、CCD和能量计，并且能够使样品、CCD和能量计轮流移动至能够接受EUV辐照的同一位置。

根据本发明的一种具体实施方式，系统还包括转接室，其用于连接所述光谱检测室和所述样品室，并且把来自所述光谱检测室的EUV辐照引入所述样品室中。

根据本发明的一种具体实施方式，所述转接室中安装有真空快门，以控制所述EUV辐照在样品上的辐照次数和辐照时间。

根据本发明的一种具体实施方式，所述滤波片室放置在所述收集镜室之前或之后。

根据本发明的一种具体实施方式，所述光谱检测室中还安装有一维平移台和一个支架，该支架安装于该一维平移台上，所述反射镜安装于该支架上。

根据本发明的一种具体实施方式，该极紫外辐照材料测试系统的能量的计算过程为：P_s＝P×(1-cosθ)×T_zr×R_m，其中，P_s为辐照到所述样品表面的能量，P为所述EUV光源在2π立体角内的功率，θ为所述收集镜的收集半角，T_zr为所述滤波片的透过率，R_m为所述收集镜的反射率。

根据本发明的一种具体实施方式，所述样品室中具有一个三维平移台，其用于安装所述样品、CCD和能量计。

根据本发明的一种具体实施方式，所述三维平移台由三个一维平移台通过支架组合连接而成。