[发明专利]基于外推法的痕量气体极紫外吸收系数测量方法

说明书

技术领域

本发明属于极紫外光刻技术领域，具体涉及一种基于外推法的痕量气体极 紫外吸收系数测量方法。

背景技术

极紫外光刻(ExtremeUltravioletLithography，EUVL)技术是使用EUV波 段，主要是13.5nm波段，进行光刻的微纳加工技术。目前，EUVL技术已经能 够实现7nm线宽的刻蚀工艺，并具备进一步缩小刻蚀线宽的可能性。这在大规 模集成电路制造领域具有重要意义，能够实现更大密度的元件集成，以及更低 的能耗。

极紫外光刻使用波长为10-14nm的光源照明，由于几乎所有已知光学材料 在这一波段都具有强吸收，因此极紫外光刻机需要在真空环境下工作。在极紫 外光刻机真空腔体中，由于元器件放气，真空腔体中不可避免的会存在一些痕 量气体，同时在光源腔体中为去碎片需要充入一些缓冲气体，因此需要研究不 同的气体成分对极紫外光的吸收率，从而开展极高真空极紫外辐照下痕量气体 极紫外吸收测试，探索极紫外光刻机中的兼容气体、找出极紫外光的污染气体 组分及配比。

由于极紫外光刻机真空腔体中的痕量气体的分压一般低于10^-5mbar，直接测 量如此低压强下的吸收系数往往需要很长的光程以及很高的探测器灵敏度，研 制这样的设备成本极其高昂，是非常不现实的。所以，亟需一种能够精确测量 极紫外光刻机真空腔体中痕量气体的极紫外吸收系数的方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中低压强下极紫外吸收系数的测量往往需要 很长的光程以及很高灵敏度的探测器，造成测量成本高的问题，提供一种基于 外推法的痕量气体极紫外吸收系数测量方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下。

基于外推法的痕量气体极紫外吸收系数测量方法，步骤如下：

步骤一、在固定波长下，通过式(1)拟合σ(λ)的值；

-lnT＝σ(λ)PL(1)

式(1)中，T为气体透过率，P为气体压强，L为气体池长度，σ(λ)为气 体单位压强吸收系数；

所述固定波长在极紫外波段范围内，所述气体与待测痕量气体的组分相同， 所述待测痕量气体为纯净气体或者固定组成的混合气体；

步骤二、测定气体池中待测痕量气体的实际压强P'；

步骤三、根据步骤一得到的σ(λ)的值和步骤二测得的实际压强P'，通过式 (2)计算得到痕量气体的极紫外吸收系数；

μ＝σ(λ)P'(2)

式(2)中，μ为待测痕量气体的极紫外吸收系数。

进一步的，所述步骤一中，通过式(1)拟合σ(λ)的值的过程为：测量多组 气体透过率与气体压强的数据，线性拟合，得到σ(λ)；更进一步的，所述多组 为五组。

进一步的，所述步骤一中，固定波长为13.5nm。

进一步的，所述步骤一中，气体压强为0.1mbar以上，更进一步的，气体压 强为0.1-0.23mbar。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的基于外推法的痕量气体极紫外吸收系数测量方法无需通过增大光 程和提高探测器灵敏度就实现了低压强下气体极紫外吸收系数的测量，极大地 节省了搭建痕量气体极紫外吸收系数测量装置的成本。且该方法应用广泛，不 仅适用于纯净气体，同样适用于固定组成的混合气体。

附图说明

图1为实施例1的Kr气在不同压强下的极紫外波段透过率曲线；

图2为实施例1的Kr气在13.5nm处的吸收系数与Kr气压强的线性拟合曲 线；

图3为实施例2的Xe气在不同压强下的极紫外波段透过率曲线；

图4为实施例2的Xe气在13.5nm处的吸收系数与Xe气压强的线性拟合 曲线。

具体实施方式

以下结合实施方式进一步说明本发明。

本发明基于外推法的痕量气体极紫外吸收系数测量方法的基本原理是：

对于纯净气体，吸收系数μ＝4πβ/λ，其中β为气体消光系数，r₀为经典电子半径，n_q为第q种元素原子的单位体积的个数，f_2q为该元素的散射因子，f_2q与波长λ有关；