專利名稱：極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及極紫外光刻光源，特別是一種極紫外光刻光源收集鏡污染的測量裝置。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展，特別是對芯片特征尺寸要求越來越高，現(xiàn)有的193nm浸沒式光刻技術(shù)不能滿足IOnm節(jié)點(diǎn)需求，極紫外光刻(EUVL)便成為了研究的重點(diǎn)。極紫外光刻需要用波長為13.5nm左右的光譜作為光源，由于波長遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上一代光刻機(jī),成為光刻技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。極紫外光源一般通過高功率激光聚焦到錫液滴上產(chǎn)生，然后采用收集鏡對產(chǎn)生的極紫外光進(jìn)行收集，在收集極紫外光的過程中，會存在一些污染物粘附在反射鏡上影響其反射性質(zhì)(例如，被高功率激光打散后的錫及錫的化合物)，從而降低整個極紫外光刻系統(tǒng)的性能，必須及時對污染物進(jìn)行清理，才能保證極紫外光源正常工作。為了能夠及時地對污染進(jìn)行控制和處理，首先需要測量出污染物。目前常用的測量收集鏡污染方法是先從收集鏡上取出樣品，然后對該樣品進(jìn)行相關(guān)測試，從中得到收集鏡污染物的情況。顯然，這種方法難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時測量，導(dǎo)致不能相應(yīng)地對污染情況做出相應(yīng)的處理。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置，該裝置可以實(shí)時、有效地測量收集鏡上的污染物。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:一種極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置，其特點(diǎn)在于，該裝置包括準(zhǔn)直激光光源、線起偏器、消偏振分光器、樣品器、四分之一波片、同步移相器、信號處理系統(tǒng)和極紫外光源收集器，其位置關(guān)系是:所述的準(zhǔn)直激光光源出射的準(zhǔn)直光束依次經(jīng)過所述的線起偏器和所述的偏振分束器后，在所述的樣品器的前表面和后表面分別反射形成反射光，該反射光再被所述的消偏振分光器的分光面反射，然后依次經(jīng)過所述的四分之一波片和所述的同步移相器，最后被所述的信號處理系統(tǒng)所接收，所述的樣品器可被嵌在所述的極紫外光源收集器上或被放置在所述的極紫外光源收集器的邊緣，所述的四分之一波片的快軸也與所述的線起偏器的透振軸成45°角。所述的線起偏器為偏振片、偏振棱鏡或偏振相位掩膜。所述的消偏振分光器為鍍有消偏振分光膜的平板或分光棱鏡。所述的樣品器由雙折射薄膜層、基底和污染物層組成，所述的雙折射薄膜層的相位延遲量為90°，其快軸與所述的線起偏器的透振軸成45°角，所述的基底是用折射率為
1.7左右的材料制成的，所述的污染物層主要包含錫和錫的氧化物。所述的四分之一波片為晶體材料型四分之一 波片、多元復(fù)合型四分之一波片、反射棱體型四分之一波片或雙折射薄膜型四分之一波片。
所述的同步移相器可以同時產(chǎn)生多幅依次具有一定位相差的位相疊加圖。所述的信號處理系統(tǒng)由圖像采集CCD和帶有位相疊加圖處理與分析軟件的計算機(jī)組成。與先技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果如下:實(shí)時測量污染物層。該極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置的樣品器被嵌入在收集鏡上或放置在其邊緣，與收集鏡組成一體，并采用同步移相器同時獲得多幅位相疊加圖，這些位相疊加圖又同時被信號處理系統(tǒng)進(jìn)行高速處理，故可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時測量污染物層的厚度。


圖1為極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置的結(jié)構(gòu)示意2為樣品器的結(jié)構(gòu)示意3為干凈的樣品器的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附 圖和實(shí)施實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。先請參閱圖1，圖1為極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，本發(fā)明極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置，包括準(zhǔn)直激光光源1、線起偏器2、消偏振分光器3、樣品器4、四分之一波片5、同步移相器6、信號處理系統(tǒng)7和極紫外光源收集器8，其位置關(guān)系是:所述的樣品器4由雙折射薄膜層41、基底42組成，所述的雙折射薄膜層的相位延遲量為90°，雙折射薄膜層41的快軸與所述的線起偏器2的透振軸成45°角，所述的樣品器4被嵌在所述的極紫外光源收集器8上(如圖1左圖)或置于所述的極紫外光源收集器8的邊緣(如圖1右圖)，所述的準(zhǔn)直激光光源I出射的準(zhǔn)直光束依次經(jīng)過所述的線起偏器2和所述的偏振分束器3后，在所述的樣品器4的前表面和后表面分別反射形成反射光，該反射光被所述的消偏振分光器3的分光面反射后依次經(jīng)過所述的四分之一波片5和所述的同步移相器6，最后被所述的信號處理系統(tǒng)7所接收，所述的四分之一波片5的快軸與所述的線起偏器2的透振軸成45°角。所述的線起偏器2為偏振片、偏振棱鏡或偏振相位掩膜。所述的消偏振分光器3為鍍有消偏振分光膜的平板或分光棱鏡。所述的樣品器4由雙折射薄膜層41、基底42和污染物層43組成，如圖2所示，雙折射薄膜層41的相位延遲量為90°，其快軸與線起偏器2的透振軸成45°角，基底42是用折射率為1.7左右的材料制成的，污染物層43主要包含錫和錫的氧化物。四分之一波片5為晶體材料型四分之一波片、多兀復(fù)合型四分之一波片、反射棱體型四分之一波片或雙折射薄膜型四分之一波片，其快軸與線起偏器2的透振軸成45°角。同步移相器6可以同時產(chǎn)生多幅依次具有一定位相差的位相疊加圖。信號處理系統(tǒng)7由圖像采集器CXD和帶有位相疊加圖處理與分析軟件的計算機(jī)組成。
一束平行光(波長為632.8nm)經(jīng)過線起偏器2后變成線偏振光，部分線偏振光透過分光器3在雙折射薄膜層41的前表面反射形成反射光，因?yàn)殡p折射薄膜層41的相位延遲量為90°，且其快軸和線起偏器2的透振軸成45°角，故另一部分透過的線偏振光經(jīng)過雙折射薄膜層41后形成圓偏振光，該圓偏振光再透過基底42后，在污染物層43的后表面上反射形成另一束反射光。該反射光再依次透過污染物層43、基底42和雙折射薄膜層41變成線偏振光，因?yàn)閮纱谓?jīng)過雙折射薄膜層41，故該線偏振光的偏振方向相對從線起偏器2出射的線偏振光的偏振方向被旋轉(zhuǎn)90° ,即兩束反射光為偏振方向相互垂直的線偏振光。這兩束反射光再在消偏振分光器3的分光面上反射后通過四分之一波片5變成旋向相反的兩束圓偏振光，這兩束圓偏振光再進(jìn)入同步移相器6進(jìn)行相位疊加，此時依次具有一定位相差的多幅位相疊加圖即可被同時獲得。位相疊加圖被信號處理系統(tǒng)7采集并進(jìn)行高速處理，從而得到被測物的厚度信息(參見Matt Novak, James Millerd, NealBrock 等.Analysis of a micropolarizer array-based simultaneous phase-shiftinginterferometer.Applied Optics, Vol.44 (32), 6861-6868，2004)。在 測量時，我們首先對干凈的樣品器4 (無污染物層43，如圖3所示)進(jìn)行測量，得到其厚度并將其作為標(biāo)定值，然后再測量被污染的樣品器4 (有污染物層43)的厚度，將該厚度減去標(biāo)定值就可以獲得污染物層43的厚度值。在整個測量裝置中，還有其他一些不需要的反射光會進(jìn)入到同步移相器6，下面我們詳細(xì)分析一下這些反射光的影響。雙折射薄膜層41可利用斜沉積技術(shù)(參見肖秀娣、董國平、賀洪波等.0ptical properties and microstructure of Ta205thin films preparedby oblique angle deposition.Chinese Optics Letters,Vol.7(96)，967-970，2009)對TiO2進(jìn)行斜沉積獲得，其在632.8nm時P光和S光的折射率分別為1.56和1.594，基底42的折射率為1.7，故在雙折射薄膜層41和基底42界面上的反射率很小。污染物層43的主要組成是SnO2，其折射率約為1.9，則在基底42和污染物層43的界面上的反射率也很小。即從這兩個界面上得到的反射光遠(yuǎn)小于雙折射薄膜層41的前表面和污染物層43的后表面所得到的反射光，對后邊位相疊加圖的形成影響很小，故可忽略。該極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置將鍍有雙折射薄膜層的平板(干凈的樣品器4)與收集鏡8組成一體，然后將樣品器4作為被測物，在測量中還利用同步移相器同時獲得多幅依次具有一定位相差的位相疊加圖，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時測量收集鏡上的污染。
權(quán)利要求
1.一種極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置，其特點(diǎn)在于，該裝置包括準(zhǔn)直激光光源(I)、線起偏器(2)、消偏振分光器(3)、樣品器(4)、四分之一波片(5)、同步移相器(6)、信號處理系統(tǒng)(7)和極紫外光源收集器(8)，其位置關(guān)系是:所述的樣品器(4)由雙折射薄膜層(41)、基底(42)組成，所述的雙折射薄膜層的相位延遲量為90°，雙折射薄膜層(41)的快軸與所述的線起偏器(2)的透振軸成45°角，所述的樣品器(4)被嵌在所述的極紫外光源收集器(8)上或置于所述的極紫外光源收集器(8)的邊緣，所述的準(zhǔn)直激光光源(I)出射的準(zhǔn)直光束依次經(jīng)過所述的線起偏器(2)和所述的偏振分束器(3)后，在所述的樣品器(4)的前表面和后表面分別反射形成反射光，該反射光被所述的消偏振分光器(3)的分光面反射后依次經(jīng)過所述的四分之一波片(5)和所述的同步移相器(6)，最后被所述的信號處理系統(tǒng)(7)所接收，所述的四分之一波片(5)的快軸與所述的線起偏器(2)的透振軸成45°角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置，其特征在于所述的線起偏器(2 )為偏振片、偏振棱鏡或偏振相位掩膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置，其特征在于所述的消偏振分光器(3 )為鍍有消偏振分光膜的平板或分光棱鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置，其特征在于所述的四分之一波片(5 )為晶體材料型四分之一波片、多兀復(fù)合型四分之一波片、反射棱體型四分之一波片或雙折射薄膜型四分之一波片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置，其特征在于所述的同步移相器(6)同時產(chǎn)生多幅依次具有一定位相差的位相疊加圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置，其特征在于所述的信號處理系統(tǒng)(7)由圖像采 集CCD和帶有位相疊加圖處理與分析軟件的計算機(jī)組成。
全文摘要
一種極紫外光刻光源收集鏡污染測量裝置，該裝置包括準(zhǔn)直激光光源、線起偏器、消偏振分光器、樣品器、四分之一波片、同步移相器、信號處理系統(tǒng)和極紫外光源收集器。本發(fā)明裝置可以實(shí)時、有效地測量收集鏡上的污染物。
文檔編號G01N21/21GK103234913SQ20131011608
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者朱玲琳, 張運(yùn)波, 陳明星, 曾愛軍, 黃惠杰 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所