極紫外輻照材料測試系統(tǒng)的真空獲得裝置及相應(yīng)測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于EUV (極紫外)光刻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適合EUV輻照材料測試系統(tǒng)的真空獲得裝置及相應(yīng)測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]極紫外(Extreme ultrav1let，簡寫為EUV)光刻技術(shù)是繼193nm浸沒式光刻技術(shù)之后的下一代光刻機(jī)技術(shù)，由于EUV輻射被幾乎所有物質(zhì)(包括空氣)強(qiáng)烈吸收，EUV光刻機(jī)系統(tǒng)必須置于真空環(huán)境中。EUV光刻機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各關(guān)鍵部件所用的材料需確保在EUV光輻射及真空環(huán)境下，不具有EUV輻照損傷的有害特性。而某些材料在EUV光輻射作用下會(huì)產(chǎn)生輻照損傷腐蝕。
[0003]為了指導(dǎo)EUV光刻機(jī)整機(jī)及分系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的材料及工藝選擇，確保達(dá)到EUV光刻機(jī)的可靠性和使用壽命要求，需要研宄EUV輻照材料測試系統(tǒng)、開展EUV輻照損傷測試試驗(yàn)。
[0004]該EUV輻照材料測試系統(tǒng)主要研宄在模擬EUV光刻機(jī)環(huán)境的EUV輻照和真空條件下，不同材料的損傷情況。圖1是EUV輻照材料測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，EUV輻照材料測試系統(tǒng)主要包括EUV光源腔室、收集鏡腔室、樣品腔室和各部分間的連接部分(參考發(fā)明專利CN201310319441或?qū)嵱眯滦蛯＠鸆N201320454021)。各部分內(nèi)部都需是真空環(huán)境，所以真空獲得裝置是EUV輻照材料測試系統(tǒng)的必要組成部分。
[0005]EUV光源腔室能產(chǎn)生EUV輻照，并會(huì)在較大空間內(nèi)產(chǎn)生碎肩污染物，特別是放電等離子體(Discharge Produced Plasma，簡稱為DPP)光源；雖然其內(nèi)部的碎肩收集器能夠透過EUV輻照的同時(shí)將碎肩約束住控制碎肩的進(jìn)一步擴(kuò)散，但仍存在污染物由EUV光源腔室向收集鏡腔室擴(kuò)散的可能。另外，樣品腔室中放置的樣品在EUV輻照下有可能發(fā)生材料的變化甚至改性，會(huì)濺射出微小顆?；蛘哚尫懦瞿撤N惡性氣體，這些污染物也可能由樣品腔室向收集鏡腔室擴(kuò)散。而收集鏡腔室中放置的EUV收集鏡在污染物的環(huán)境下，會(huì)發(fā)生污染顆粒的依附、碳污染及膜層氧化，極大的降低EUV收集鏡的反射率和其使用壽命。
[0006]而且，該EUV輻照材料測試系統(tǒng)需要對(duì)樣品腔室中的氣體組分進(jìn)行監(jiān)測，以得到在EUV輻照前后樣品材料發(fā)生放氣的氣體組分及氣體分壓。這樣，在樣品腔室上需要一個(gè)氣體四極質(zhì)譜計(jì)(Residual Gas Analyzer，簡寫為RGA)。為確保四極質(zhì)譜計(jì)的正常穩(wěn)定工作，其工作環(huán)境壓力需小于0.0lPa ;而EUV光刻機(jī)的工作氣壓一般為幾Pa，所以模擬EUV光刻機(jī)工作環(huán)境的EUV輻照材料測試系統(tǒng)的工作氣壓一般也為幾Pa ;這樣，導(dǎo)致在EUV輻照材料測試系統(tǒng)的工作氣壓下四極質(zhì)譜計(jì)不能直接使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007](一 )要解決的技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明一方面旨在有效阻止污染物由EUV光源腔室和樣品腔室向收集鏡腔室擴(kuò)散，另一方面是為了在真空壓力不匹配的情況下能夠正常使用四極質(zhì)譜計(jì)測得樣品腔室中的氣體組分及分壓。
[0009]( 二)技術(shù)方案
[0010]為解決上述問題，本發(fā)明一方面提出一種用于極紫外輻照材料測試系統(tǒng)的真空獲得裝置，所述極紫外輻照材料測試系統(tǒng)包括EUV光源腔室(A)、收集鏡腔室(B)和樣品腔室(C)，所述真空獲得裝置包括:分別連接到所述EUV光源腔室(A)、收集鏡腔室(B)和樣品腔室(C)的真空泵單元和真空計(jì)單元；連接于所述EUV光源腔室(A)和收集鏡腔室(B)之間的第一插板閥(A3);連接于所述收集鏡腔室⑶和樣品腔室(C)之間的第二插板閥(B3);第一氣源(A4)和第二氣源(B4)，分別連通所述第一插板閥(A3)和第二插板閥(B3)，用于提供EUV輻照的緩沖氣體。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述真空泵單元中的至少一個(gè)包括分子泵(All、BlU Cll)和機(jī)械泵(A12、B12、C12)，分子泵與相應(yīng)腔室(A、B、C)之間通過插板閥(A13、B13、C13)連接，在分子泵和機(jī)械泵之間用三通連接，三通的第三端口通過閥門連接到相應(yīng)腔室上。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述真空計(jì)單元中的至少一個(gè)包括第一真空計(jì)(A21、B21、C21)和第二真空計(jì)(A22、B22、C22)，第一真空計(jì)和第二真空計(jì)具有不同的量程。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述第一氣源(A4)和第二氣源(B4)中的至少一個(gè)包括氣瓶(A41、B41)、減壓閥門(A42、B42)和截止閥門(A43、B43)，氣瓶(A4UB41)依次通過減壓閥門(A42、B42)和截止閥門(A43、B43)與相應(yīng)插板閥(A3、B3)連接，所述截止閥門(A43、B43)和相應(yīng)插板閥(A3、B3)之間連接有流量控制單元。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，裝置還包括與所述樣品腔室(C)連接的氣體分析單元(C5)，所述氣體分析單元(C5)通過閥門(B5)與所述收集鏡腔室(B)的真空泵單元(BI)相連。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述氣體分析單元(C5)包括氣體分析儀(C51)、流量調(diào)節(jié)閥(C52)和第三真空計(jì)(C53)，所述氣體分析儀(C51)和所述樣品腔室(C)之間通過所述流量調(diào)節(jié)閥(C52)連接，所述的第三真空計(jì)(C53)連接到所述氣體分析儀(C51)與所述流量調(diào)節(jié)閥(C52)之間的管道上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述收集鏡腔室⑶的真空泵單元包括分子泵(BH)和機(jī)械泵(B12)，該分子泵與收集鏡腔室(B)之間通過插板閥(B13)連接，在分子泵(Bll)和機(jī)械泵(B12)之間用三通連接，三通的第三端口通過閥門連接到收集鏡腔室⑶；所述氣體分析儀(C51)通過閥門(B5)接入所述插板閥(B13)和所述分子泵(Bll)之間。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述氣體分析儀(C51)為四極質(zhì)譜計(jì)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述流量調(diào)節(jié)閥(C52)為面密封閥。
[0019]本發(fā)明還提出一種極紫外輻照材料的測試方法，該方法使用極紫外輻照材料測試系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)的真空獲得裝置采用前述的真空獲得裝置，所述方法包括:S1、關(guān)閉各閥門，將所述EUV光源腔室(A)、收集鏡腔室(B)和樣品腔室(C)相互隔離；S2、開啟各真空泵單元，對(duì)各腔室分別抽真空；S3、開啟所述氣體分析單元(C5)與所述真空泵單元(BI)間的閥門，使所述真空泵單元(BI)對(duì)所述氣體分析單元(C5)抽真空；S4、開啟所述第二插板閥(B3)，由所述第二氣源(B4)向所述收集鏡腔室⑶和樣品腔室(C)注入緩沖氣體；S5、開啟所述氣體分析單元(C5)和樣品腔室(C)之間的閥門，使氣體由所述樣品腔室(C)流入所述氣體分析單元(C5)并從所述真空泵單元(BI)流出；啟動(dòng)所述氣體分析單元(C5)測試在EUV輻照前所述樣品腔室(C)中的氣體組分及氣體分壓，測試完畢后關(guān)閉該氣體分析單元(C5) ;S6、啟動(dòng)EUV光源；S7、開啟所述第一插板閥(A3)，由所述第一氣源(A4)向所述EUV光源腔室(A)和收集鏡腔室(B)注入緩沖氣體；S8、輻照足夠時(shí)間后，啟動(dòng)所述氣體分析單元(C5)測試在EUV輻照后的所述樣品腔室(C)中的氣體組分及氣體分壓。
[0020](三)有益效果
[0021]本發(fā)明提出的適合EUV輻照材料測試系統(tǒng)的真空獲得裝置及相應(yīng)測試方法，除了能夠?qū)UV輻照材料測試系統(tǒng)的各部分(EUV光源腔室、收集