[发明专利]极紫外光刻胶曝光检测装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及极紫外(EUV)光刻胶的性能检测装置，尤其涉及极紫外光照情况下光刻胶材料在超高真空下进行曝光处理的检测装置与方法，该检测装置可以衡量在超高真空下极紫外光刻胶的性能与气体产生情况。

背景技术

微电子工业在过去的几十年经过了飞速的发展，随着光刻装备与技术的不断发展，大规模集成电路和超大规模集成电路逐渐成为整个装备制造业的基础，其中光刻是集成电路生产中最重要的工序之一。目前，光刻的成本占整个集成电路成本的三分之一以上，随着光刻工艺越来越精细，光刻所占的成本有继续提高的趋势。

光刻胶是进行光刻的最重要的基本材料，光刻胶主要是由成膜主体材料、感光剂(光致产酸剂)、各种助剂和溶剂组成。按照曝光波长，光刻胶经历了436nm、365nm、248nm、193nm四个阶段。从二十世纪八十年代化学增幅光刻胶出现以来，主流光刻胶都是在以光致产酸剂作为感光剂的基础上发展起来的，并在实际应用中不断发展与提高。随着193nm光刻设备的日趋成熟，在现有设备的基础上可以得到更小的光刻节点。随着光刻节点的不断降低，对光刻技术的要求也越来越高，对特征尺寸要求更小的光刻对物理极限产生很大的挑战，对更新一代的曝光设备和光刻胶材料提出了新的要求。

按照国际半导体技术发展路线图(International Technology Roadmap for Semiconductors)，极紫外光刻(Extreme UV Lithography，EUV光刻)被认为是下一代光刻的最佳候选方案，并已经确认采用13.5nm的极紫外光作为曝光光源。在高能量的极紫外光照射下，光刻胶及其组合物的产气情况将是衡量光刻胶能否投入使用的关键因素。这就需要在进行光刻胶研究过程中，对光刻胶在极紫外光照射下产生气体的情况进行评估，检测光刻胶在EUV光照产生气体的种类和数量，指导光刻胶主体材料设计与配方设计，尽量选用气体产生符合光刻工艺的光刻胶主体材料与配方，同时，可以合理配置真空系统，将光刻过程所产生的气体及时排出，保证光刻工艺的顺利进行。

在申请号为201110315017.2的中国专利中，给出光刻胶在真空加热情况下产生气体的速率、总的产气量以及每种气体的百分含量，本专利是在上述专利的基础上进行的，其区别在于上述专利没有引入13.5nm的极紫外光，本发明重点在于在13.5nm的极紫外光照射下，光刻胶及其组合物的曝光及在高真空状态下产生气体的情况。

为了全面了解在高真空条件下光刻胶主体材料和各种辅助材料在极紫外光照射下的气体产生情况，合理配置真空系统，将所产生的气体迅速排出，最大限度地减少对高精度光学元器件的污染，本发明装置能够检测高真空状态下光刻胶及其组合物在极紫外光照射下的气体释放情况，并建立了使用该装置进行光刻胶性能的检测方法。

本发明装置可以进行极紫外光刻胶的基本物理化学性能的检测，适用于进行EUV光刻胶研发中材料的初步筛选。

发明内容

本发明提供了一种光刻胶在极紫外光照射下曝光检测装置。

本发明还提供了一种光刻胶在极紫外光照射下曝光产气检测装置。

本发明还提供一种光刻胶超高真空环境中极紫外光照射下所产生的残余气体的检测方法。

本发明还提供一种光刻胶超高真空环境中极紫外光照射下所产生的残余气体的定量检测方法。

根据本发明，所述光刻胶在极紫外光照射下曝光检测装置包括真空系统、质谱系统、中心控制系统，所述中心控制系统通过电脑来集中控制真空系统、质谱系统，进行数据采集与计算。所述检测装置设有极紫外光接口。

所述真空系统包括样品检测腔和真空泵组，样品检测腔与真空泵组相连，在所述样品检测腔与真空泵组之间优选使用插板阀，用于样品检测腔与真空泵组的隔离与连接。该真空泵组优选包括无油干泵、分子泵、离子泵，可以实现样品检测腔10^-6-10^-7Pa的超高真空，尤其是进行极紫外光刻的真空要求。

所述样品检测腔通过极紫外光接口与极紫外光源连接，在所述极紫外光接口和检测样品之间设有光栅，极紫外光通过光栅发生干涉，在光刻胶样品上产生干涉条纹，用以衡量光刻胶的应用性能。所述样品检测腔内设有温度检测装置，用以记录腔体内的温度。

所述样品检测腔还进一步包括真空检测设备，特别是超高真空检测设备，优选使用高精度的真空规，提供系统的真空度及其变化情况，并通过显示装置和电脑连接，进行检测和控制，并用以气体释放总量的检测。