一種極紫外凹面反射鏡表面粗糙度評估方法
【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線寬的刻蝕 工藝，并具備進(jìn)一步縮小刻蝕線寬的可能性。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 社會和經(jīng)濟(jì)價值。
[0003] 極紫外光刻使用波長為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)基底表面粗糙度對薄膜元件反射率性能有直接的影響，對極紫外多層膜，為 了實(shí)現(xiàn)盡可能高的反射率，對超光滑鍍膜基底表面粗糙度實(shí)現(xiàn)亞納米級別精度的控制，整 個光刻系統(tǒng)對不同形狀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)確表征和評價亞納米級超光滑 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題。對超光滑光學(xué)表面高頻 段誤差的評價一般用粗糙度均方根RMS值來描述。在各種超光滑光學(xué)表面檢測技術(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)的理想測試儀器，采樣測 量點(diǎn)位置是影響RMS測試結(jié)果的主要因素，在實(shí)際測試中，采樣條件和測量點(diǎn)位置的選擇通 常依據(jù)個人經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致測量結(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 鏡測試平臺上進(jìn)行逐點(diǎn)掃描測試，該方法雖然簡單直接，但實(shí)際操作起來需要消耗大量的 人力物力，效率較低，為此本發(fā)明提出針對極紫外凹面鏡應(yīng)用原子力顯微鏡測試評估表面 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量結(jié)果帶來的不確定 性，減少了獲取穩(wěn)定可靠測試結(jié)果所需測試量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對極紫外凹面反射鏡表面粗糙度評估的需求，提出了一種極紫外凹面反 射鏡表面粗糙度評估方法。該方法的方案如下：
[0007] -種極紫外凹面反射鏡表面粗糙度評估方法，其特征是，包括以下步驟
[0008] 步驟一、對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)，按螺旋線形狀在極紫外凹面反 射鏡上依次取點(diǎn)，螺旋線與起點(diǎn)所在的半徑的最后一個交點(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極紫外凹面反射鏡表面按坐標(biāo)編碼進(jìn)行逐點(diǎn)測試， 記錄表面粗糙度測試結(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情況，完成極紫外凹面鏡表面粗糙度評估。 _]所述累加平均值RMSavg，/?ms# //;，其中RMSi為測試至第i次時的粗糙 度結(jié)果，η為粗糙度測試總次數(shù)。
[0012] 本發(fā)明的有益效果：
[0013] 1、本發(fā)明采用選點(diǎn)測試表面粗糙度方法，無需對大尺寸凹面鏡整個光學(xué)表面進(jìn)行 無規(guī)則大量選點(diǎn)測試，而只需完成在選點(diǎn)位置處粗糙度測試即可綜合評估凹面鏡的表面粗 糙度特性，并大大減少獲取可靠測試結(jié)果所需測試量，顯著降低了獲得大尺寸極紫外凹面 鏡表面粗糙度的測試成本。
[0014] 2、本發(fā)明結(jié)合了 "螺旋線"選點(diǎn)加"徑向直線"選點(diǎn)粗糙度測試方法，可以減少因局 部差異給粗糙度評估結(jié)果帶來的不確定性，綜合評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)而綜合評估凹面鏡表面粗糙度分布特性，提高了粗糙度特性測 試的可靠性。
[0015] 3、本發(fā)明采用"螺旋線"選點(diǎn)加"徑向直線"選點(diǎn)綜合評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)，同時可以檢測樣品表面形貌區(qū)域性波動情況。
【附圖說明】
[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)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018] -種極紫外凹面反射鏡表面粗糙度評估方法，該評估方法包括以下幾個基本的步 驟：
[0019] 步驟一、對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試前的潔凈度；
[0020] 步驟二、如圖1所示，以環(huán)形待測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)，按螺旋線形狀在極紫外凹面反射 鏡上依次取點(diǎn)，螺旋線與X軸正向的最后一個交點(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極紫外凹面反射鏡表面按坐標(biāo)編碼進(jìn)行逐點(diǎn)測試， 記錄粗糙度測試結(jié)果，并計(jì)算累加平均值RMSavg，
[0022] ，其中RMSi為測試至第i次時的粗糙度結(jié)果，η為粗糙度測試 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情況，采用此方 法完成凹面鏡表面粗糙度評估。
[0023]本發(fā)明將極紫外凹面反射鏡表面分成幾個相對同性的區(qū)域，采用在極紫外凹面反 射鏡表面特定位置選點(diǎn)測試，減少極紫外凹面反射鏡表面輪廓差異性給測量結(jié)果帶來的不 確定性，通過測試所有選樣點(diǎn)處的粗糙度值，綜合評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"原子力選點(diǎn)測試評估極紫外凹面反射鏡表面的粗糙度分布特性，進(jìn)而評估極紫外凹 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"原子力選點(diǎn)測試評估極紫外凹面反射鏡表面的粗糙度分布特性，進(jìn)而評估極紫外 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"選點(diǎn)加"徑向直線"選點(diǎn)綜合評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估方法，其特征是，包括W下步驟： 步驟一，對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)，按螺旋線形狀在極紫外凹面反射鏡 上依次取點(diǎn)，螺旋線與起點(diǎn)所在的半徑的最后一個交點(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極紫外凹面反射鏡表面按坐標(biāo)編碼進(jìn)行逐點(diǎn)測試，記錄 表面粗糖度測試結(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情況，完成極紫外凹面鏡表面粗糖度評估。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估方法，其特征在于，所 述累加平均值，其中RMSi為測試至第i次時的粗糖度結(jié)果，η為 粗糖度測試總次數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明一種極紫外凹面反射鏡表面粗糙度評估方法，涉及極紫外光學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，包括對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)，按螺旋線形狀在極紫外凹面反射鏡上依次取點(diǎn)，螺旋線與起點(diǎn)所在的半徑的最后一個交點(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極紫外凹面反射鏡表面按坐標(biāo)編碼進(jìn)行逐點(diǎn)測試，記錄表面粗糙度測試結(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情況，完成極紫外凹面鏡表面粗糙度評估。
【IPC分類】G01Q60/24, G01Q30/20
【公開號】CN105548617
【申請?zhí)枴緾N201510962181
【發(fā)明人】靳京城, 喻波, 姚舜, 金春水
【申請人】中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月21日