基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于極紫外光刻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]極紫外光刻(ExtremeUltrav1let Lithography，EUVL)技術(shù)是使用EUV波段，主要是13.5nm波段，進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。
[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材料在這一波段都具有強吸收，因此極紫外光刻機需要在真空環(huán)境下工作。在極紫外光刻機真空腔中，由于元器件放氣，真空腔中不可避免會存在一些痕量氣體，同時在光源腔中為去碎片需要充入一些緩沖氣體，因此需要搭建實驗裝置來研究不同的氣體成分對極紫外光的吸收率，從而開展極高真空極紫外輻照下痕量氣體極紫外吸收測試，探索極紫外光刻機中的兼容氣體、找出極紫外光的污染氣體組分及配比。但是由于極紫外波段的特殊性，所有涉及到該波段的系統(tǒng)都需要在真空下工作，且極紫外光源和極紫外探測器價格均非常昂貴，因此單獨搭建一套極紫外波段氣體吸收裝置的成本非常高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中單獨搭建極紫外波段氣體吸收裝置價格昂貴的技術(shù)問題，提供一種基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案如下。
[0006]基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，主要包括光源腔、真空腔、第一分子栗、第一機械栗和第一真空計；
[0007]還包括氣體樣品池、第二分子栗、第二機械栗、第二真空計和流量計；
[0008]所述氣體樣品池的一端與光源腔密封連接，另一端與真空腔密封連接，氣體樣品池與真空腔之間設有閥門；
[0009]所述氣體樣品池設有中間孔道和外圍孔道；
[0010]所述中間孔道的兩端以薄膜密封，中間孔道的側(cè)壁上設有與光源腔連接的旁通入口、與流量計連接的氣體接入口、與第二分子栗連接的分子栗接入口以及與第二真空計連接的真空計接入口，且光源腔與旁通入口間設有旁通閥，第二分子栗與分子栗接入口之間設有閥門；
[0011]所述外圍孔道為多個，沿中間孔道的中心軸圓周分布，外圍孔道的兩端分別與光源腔和真空腔連通；
[0012]所述第二機械栗與第二分子栗連接；
[0013]所述流量計的另一端與氣源連接，且流量計與氣源之間設有閥門。
[0014]進一步的，所述光源腔上設有排氣閥，所述第一分子栗和第一真空計分別與光源腔連接，所述第一機械栗與第一分子栗連接。
[0015]進一步的，所述第一機械栗與第一分子栗之間設有閥門。
[0016]進一步的，所述薄膜的厚度為200-300nm。
[0017]進一步的，所述薄膜為Zr或者Si。
[0018]進一步的，所述外圍孔道的截面為扇形。
[0019]進一步的，所述多個外圍孔道圓周均布。
[0020]進一步的，所述氣體樣品池為六邊形柱體。
[0021]進一步的，所述氣體樣品池與光源腔、真空腔分別通過波紋管密封連接。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0023]本發(fā)明的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置是大大降低了搭建極紫外波段氣體吸收系數(shù)測量裝置的成本，且能夠測量各種氣體在一定壓強范圍內(nèi)極紫外波段的氣體吸收系數(shù)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為氣體樣品池的截面圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實施方式中不同壓強下Kr氣極紫外波段透過率測量曲線；
[0027]圖中，1、光源腔，2、氣體樣品池，2-1、中間孔道，2-1-1、旁通入口、2_1_2、氣體接入口，2-1-3、分子栗接入口，2-1-4、真空計接入口，2-2、外圍孔道，3、真空腔，4、第一分子栗，
5、第一機械栗，6、第一真空計，7、第二分子栗，8、第二機械栗，9、第二真空計，10、流量計10。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，主要包括光源腔1、氣體樣品池2、真空腔3、第一分子栗4、第一機械栗5、第一真空計6、第二分子栗7、第二機械栗8、第二真空計9和流量計10。
[0030]其中，光源腔1上設有與大氣連通的排氣閥，用于連通光源腔1與大氣。第一真空計6與光源腔1連接，用于測量光源腔1的真空度。第一分子栗4與光源腔1連接，第一機械栗5與第一分子栗4連接且兩者間設有閥門，第一機械栗5和第一分子栗4共同作用，用于對光源腔1抽真空。氣體樣品池2為六邊形柱體，一端與光源腔1密封連接，另一端與真空腔3密封連接，且氣體樣品池2與真空腔3之間設有閥門。連接件一般采用波紋管。氣體樣品池2設有中間孔道2-1和外圍孔道2-2。中間孔道2-1用于通入待測氣體，中間孔道2-1的兩端以薄膜密封，形成密封腔體，薄膜為Si膜或者Zr膜，厚度一般為200-300nm;中間孔道2_1的側(cè)壁上設有旁通入口 2-1-1、氣體接入口 2-1-2、分子栗接入口 2-1-3和真空計接入口 2-1-4。外圍孔道2-2為多個，沿中間孔道2-1的中心軸圓周分布，優(yōu)選圓周均布，外圍孔道2-2的兩端分別與光源腔1和真空腔3連通，一般外圍孔道2-2的截面為扇形。旁通入口 2-1-1與光源腔1連接，且旁通入口2-1-1與光源腔1之間設有閥門。第二分子栗7與分子栗接入口2-1-3連接，且第二分子栗7與分子栗接入口 2-1-3之間設有閥門，第二機械栗8與第二分子栗7連接，第二機械栗8與第二分子栗7共同作用，用于對氣體樣品池2抽真空。第二真空計9與真空計接入口2-1-4連接，用于測量氣體樣品池2的真空度。流量計10—端與氣體接入口 2-1-2連接，另一端與氣源連接，且流量計10與氣源之間設有閥門。
[0031]本發(fā)明的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置測量極紫外波段吸收的過程為:
[0032]先將光源腔1的排氣閥打開，使其處于放氣狀態(tài)，關(guān)閉流量計10，氣體樣品池2與真空腔1之間的閥門關(guān)閉，真空腔3處于高真空狀態(tài)，然后關(guān)閉排氣閥，打開氣體樣品池2與光源腔1之間的旁通閥，使氣體樣品池2與光源腔1保持連通，打開第一分子栗4、第一機械栗5及兩者之間的閥門，對氣體樣品池2與光源腔1緩慢地抽真空(l-3mbar/S)，直到第一真空計6測得的光源腔1的真空度大于等于10—5mbar;
[0033]然后打開第二分子栗7和第二分子栗8，約10分鐘后打開氣體樣品池2與第二分子栗7之間的閥門，關(guān)閉旁通閥，測量參考光強10;
[0034]再打開流量計10與氣源之間的閥門，通過流量計10緩慢增加氣體流量，直到氣體樣品池2中達到所需要的真空度，測量充入氣體后的信號光強Is，得到氣體的透過率T = Is/10，圖3為不同壓強下Kr氣極紫外波段透過率測量曲線(從上之下依次為壓強0.llmbar、0.16mbar、0.20mbar、0.21mbar、0.23mbar對應的曲線)，然后通過由y = -ln(T)/L得到氣體吸收系數(shù)μ，其中L為氣體樣品池2的長度；
[0035]最后關(guān)閉流量計10，關(guān)閉流量計10與氣源之間的閥門，關(guān)閉旁通閥和氣體樣品池2與真空腔3之間的閥門，關(guān)閉第二機械栗8和第二分子栗7，關(guān)閉第一機械栗5和第一分子栗4，打開光源腔1的排氣閥，緩慢放氣，測量結(jié)束。
【主權(quán)項】
1.基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，主要包括光源腔(1)、真空腔(3)、第一分子栗(4)、第一機械栗(5)和第一真空計(6); 其特征在于，還包括氣體樣品池(2)、第二分子栗(7)、第二機械栗(8)、第二真空計(9)和流量計(10); 所述氣體樣品池(2)的一端與光源腔(1)密封連接，另一端與真空腔(3)密封連接，氣體樣品池(2)與真空腔(3)之間設有閥門； 所述氣體樣品池(2)設有中間孔道(2-1)和外圍孔道(2-2); 所述中間孔道(2-1)的兩端以薄膜密封，中間孔道(2-1)的側(cè)壁上設有與光源腔(1)連接的旁通入口( 2-1 -1 )、與流量計(10)連接的氣體接入口( 2-1 -2)、與第二分子栗(7)連接的分子栗接入口(2-1-3)以及與第二真空計(9)連接的真空計接入口(2-1-4)，且光源腔(1)與旁通入口(2-1-1)間設有旁通閥，第二分子栗(7)與分子栗接入口(2-1-3)之間設有閥門； 所述外圍孔道(2-2)為多個，沿中間孔道(2-1)的中心軸圓周分布，外圍孔道(2-2)的兩端分別與光源腔(1)和真空腔(3)連通； 所述第二機械栗(8)與第二分子栗(7)連接； 所述流量計(10)的另一端與氣源連接，且流量計(10)與氣源之間設有閥門。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述光源腔(1)上設有排氣閥，所述第一分子栗(4)和第一真空計(6)分別與光源腔(1)連接，所述第一機械栗(5)與第一分子栗(4)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述第一機械栗(5)與第一分子栗(4)之間設有閥門。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任何一項所述的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述薄膜的厚度為200-300nm。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任何一項所述的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述薄膜為Zr膜或者Si膜。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任何一項所述的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述外圍孔道(2-2)的截面為扇形。7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任何一項所述的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述多個外圍孔道(2-2)沿圓周均布。8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任何一項所述的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述氣體樣品池(2)為六邊形柱體。9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任何一項所述的基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述氣體樣品池(2)與光源腔(1)、真空腔(3)分別通過波紋管密封連接。
【專利摘要】基于極紫外光譜儀的氣體吸收系數(shù)測量裝置，屬于極紫外光刻技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有技術(shù)中單獨搭建極紫外波段氣體吸收裝置價格昂貴的技術(shù)問題。本發(fā)明的測量裝置，主要包括光源腔、氣體樣品池、真空腔、第一分子泵、第一機械泵、第一真空計、第二分子泵、第二機械泵、第二真空計和流量計；氣體樣品池的一端與光源腔密封連接，另一端與真空腔密封連接，氣體樣品池設有中間孔道和多個外圍孔道，中間孔道的兩端以薄膜密封，中間孔道的側(cè)壁上設有旁通入口、氣體接入口、分子泵接入口以及真空計接入口，外圍孔道沿中間孔道的中心軸圓周分布，兩端分別與光源腔和真空腔連通。該裝置降低了極紫外波段氣體吸收系數(shù)的測量成本。
【IPC分類】G01N21/33
【公開號】CN105445213
【申請?zhí)枴緾N201510962152
【發(fā)明人】喻波, 姚舜, 金春水
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月21日