极紫外光刻机多层膜反射镜表面碳污染的清洗

针对极紫外(EUV)光刻机工作过程中,多层膜反射镜表面沉积碳污染造成的反射率下降问题展开研究,讨论了多层膜反射镜表面碳污染清洗方法。首先描述了在EUV曝光过程中多层膜表面的碳污染形成过程,简单阐述了碳污染对多层膜反射镜的危害。然后从清洗机理、速率以及效果等方面详细描述了多种EUV多层膜表面碳污染清洗方法,分析对比了各清洗技术在清洗速率和效果等方面的优缺点。分析表明:离子体氧和活化氧清洗速率相差不多,可达到2nm/min,但清洗过程中容易造成表面氧化;等离子体氢和原子氢的清洗速率相对较慢,一般在0.37nm/min左右,但清洗过程中不易产生氧化。最后针对不同方法应用于在线清洗EUV多层膜反射镜过程中将遇到的问题和难点进行了讨论。

13．9和19．6nm正入射Mo／Si多层膜反射镜的反射率测量

为了进一步研究13.9 nm类镍银和19.6 nm类氖锗X射线激光,制备了工作在上述两个波长的Mo/Si多层膜反射镜。设计了结构简单、操作方便的小型反射率计,将其安装在Mcpherson247单色仪出射狭缝附近,以铜靶激光等离子体辐射源为极紫外光源,组建了一套适合反射率测量的实验装置,利用此装置测量了实验室制备的多层膜反射镜的反射率。测量之前对单色仪进行了标定并对光源稳定性进行了测量,结果显示,波长准确度是0.08 nm,光源信号抖动范围<5%,光源稳定性好。反射率测量结果显示,实验室能够制备出中心波长分别是13.91和19.60 nm的Mo/Si多层膜反射镜,相应反射率分别为41.9%和22.6%,半宽度为0.56和1.70 nm。同时还用WYKO测量得到13.9和19.6 nmMo/Si多层膜的表面粗糙度分别为0.52和0.55 nm。

月基极紫外相机多层膜反射镜

月基极紫外相机用于月球表面对地球等离子体层辐射出的30.4nm谱线进行成像观测,多层膜反射镜是月基极紫外相机的重要光学元件。根据月基极紫外相机技术参数,选择了B4C/Mg,B4C/Mg2Si,B4C/Al,B4C/Si,Mo/Si等材料,对其周期厚度、材料比例、周期数等参数进行优化。计算了以上材料组合在30.4nm的反射率曲线。考虑到月球环境的特殊性和材料的物理化学性质,从中选择出Mo/Si和B4C/Si两种组合,利用磁控溅射进行镀制。Mo/Si和B4C/Si多层膜在30.4nm反射率分别达到15.3%和22.8%。

23.4nm软X射线多层膜反射镜研制

为了满足类氖-锗X射线激光研究的需要,设计制备了23.4 nm软X射线多层膜反射镜。依据多层膜选材原则并考虑材料的物理化学特性选择新的材料Ti与Si组成材料对。设计优化材料多层膜的周期厚度(d),材料比例(Γ),周期数(N),计算出Ti/Si反射率曲线。通过实验优化各种镀膜工艺参数,制备出了23.4 nm的Ti/Si多层膜反射镜。利用X射线衍射仪和软X射线反射率计对Ti/Si多层膜结构和反射率进行检测,测量结果为Ti/Si多层膜反射镜中心波长0λ=23.2nm,正入射峰值反射率为R=25.8%。将Ti/Si多层膜反射镜与软X射线波段常用的Mo/Si多层膜反射镜相比,在23.4 nm处,Ti/Si多层膜反射镜的反射率提高10%,而带宽减小1.8 nm,光学性能显著提高。

多层膜反射镜的计算机辅助设计

针对软X射线波段多层膜反射镜设计中干涉矩阵的计算误差问题,提出了采用切比雪夫多项式的理论对干涉矩阵进行了分析与计算的方法.并使用该方法对软X射线中波长为13.4 nm和11.2nm多层膜反射镜进行了设计,得到了准确的设计结果.结果表明,这种方法可以解决使用矩阵法设计软X射线多层膜反射镜中的数值计算问题.

Mo/Si多层膜反射镜在带电粒子照射下反射率变化

为模拟低地球轨道空间辐射环境,利用高能电子和质子对应用于空间极紫外望远镜上的Mo/Si多层膜反射镜分别进行照射,研究在电子和质子照射下多层膜反射镜反射率的变化,电子的能量和辐照剂量分别为4.5 MeV和3.3×1010mm-2,质子的能量和辐照剂量分别为160 keV和1×1013cm-2。实验结果显示,经高能电子照射后的多层膜反射镜反射率有所降低,降低幅度在1%~3%之间,经质子照射后反射率没有变化。并对带电粒子对多层膜反射镜的辐射损伤作了初步分析。

太阳成像用28.4nm多层膜反射镜的设计

利用SiC/Si,Mo/Si,B4C/Si,SiC/Al,Co/Mg和SiC/Mg材料对,通过单纯形算法设计了太阳成像用28.4 nm周期多层膜反射镜,并采用遗传算法设计了具有强烈抑制30.4 nm光谱线功能的28.4 nm非周期多层膜反射镜。计算了两种反射镜在波长28.4 nm处的光谱纯度,结果表明:周期多层膜反射镜的光谱纯度SiC/Mg最高,Mo/Si最低;而所有非周期多层膜反射镜都有很高的光谱纯度。

极紫外Mg/SiC双功能多层膜反射镜的设计

根据极紫外成像器观测地球周围等离子层的要求,设计了极紫外Mg/SiC双功能多层膜反射镜,并分析了粗糙度、膜厚精度和光学常数变化对反射率的影响。结果表明:5°入射的双功能多层膜反射镜在30.4 nm和58.4 nm处的反射率分别大于41%、小于0.20%。

极紫外啁啾多层膜反射镜的拟合分析

设计并制备了极紫外啁啾多层膜反射镜,利用同步辐射反射率测试装置完成了样品反射率的测试,采用单纯形算法拟合了反射率测试曲线,分析了顶层Si的氧化对拟合结果的影响。拟合结果表明,2块样品的Si-on-Mo粗糙度为0.4 nm和0.5 nm,Mo-on-Si粗糙度为0.8 nm和0.9 nm,顶层Si的氧化是影响极紫外啁啾多层膜反射镜反射率的重要因素。

单发实验测量软X射线多层膜反射镜反射特性

提出了一种单发实验测量软 X射线波段多层膜反射镜反射特性的简易方法。实验采用激光等离子体软 X射线源作为光源 ,用平焦场光栅谱仪分光 ,在光路中引入掠入射镜以消除高级次谱的影响 ,用软 X光 CCD记录 ,在一发激光打靶实验中 ,测量了设计中心波长为 1 3 .9nm的

同步辐射软X射线多层膜反射率计的设计

分析了同步辐射软Ｘ射线多层膜反射率计；介绍了单色器系统、反射率计系统、真空系统以及双重二倍角机构的设计要点。

X光多层膜反射镜的损伤与破坏实验研究

产生 Ｘ 光激光的等离子体环境对 Ｘ 光多层膜反射镜造成损伤与破坏。通过模拟实验，给出国产 Ｍｏ／ Ｓｉ多层膜反射镜的破坏阈值大约是 ０１０ Ｊ／ｃｍ ２，在这个辐照剂量下，多层膜表面均方粗糙度明显增加，反射率几乎降至为零。提出了防止多层膜反射镜破坏的一些想法。

提高X射线多层膜反射镜的热和辐射稳定性

本文介绍的是Kharkiv州立工业大学金属与半导体物理系在提高X射线多层膜的热和辐射稳定性方面的研究成果.2.为提高1—30nm波段软X射线多层膜稳定性,多层膜材料对的选择非平衡多层膜最基本的劣化机制是:不同材料的膜层间的扩散、混合形成固体、液体或化合物等成分.伴随着多层膜周期厚度的减小,膜层间的扩散混合对多层膜反射镜性能的影响增大.

超低损耗电介质多层膜反射镜及其应用

在自由电子激光器、高效率波长转换、重力波检测等,近年在新激光器技术和其应用领域中,追求谐振器上用的电介质多层膜反射镜的低损耗,这些电介质多层膜是用电子束镀膜和离子束溅射方法制作的,从生产角度来看电子束已居于前列,有镀粒子能较低(<1eV)膜的多晶化问题等,不利于制作低损耗膜,而以往的反射率仅有99.95%(损失500ppm)程度.另一方面,离子束溅射粒子能非常高(>20eV),又低温操作,可得到非晶形致密的低散射膜。

“水窗”波段3.1～4.4nm用X射线多层膜反射镜的结构与光学性能

软X射线多层膜技术从八十年代起发展至今,对于10nm以上波段制备技术已趋成熟.但是,开发制备高性能水窗波段(2.4～4.4nm)用正入射多层膜反射元件对于现代技术仍然是一大挑战.周期极小(1.2～2.2nm)的X射线多层膜反射镜对界面粗糙度和层间扩散渗透有极其苛刻的要求.

软X光激光用多层膜反射镜的制备与检测

介绍在制备和检测软Ｘ光激光用多层膜反射镜中听做的研究工作。重点是制备过程，包括基板、镀膜设备、膜厚控制方法，以及经大量实验得出的镀膜工艺条件、给出了利用Ｘ光射线衍射仪所做的周期结构检测结果，以及利用激光等离子体作光源的精密反射率计所作的反射率测量结果。最后，对工作进展和存在的问题做了简略评述。

极紫外啁啾多层膜反射镜产生亚飞秒脉冲

超短超强激光与稀有气体相互作用产生高次谐波获取亚飞秒脉冲是近年来超短超快光学的研究热点之一。具有谐波选择和啁啾补偿作用的极紫外啁啾多层膜反射镜是产生亚飞秒脉冲的有效元件。阐述了运用极紫外啁啾多层膜反射镜由高次谐波得到亚飞秒脉冲的机制,计算了特定实验条件下高次谐波产生过程中的啁啾,利用遗传算法完成了极紫外啁啾多层膜反射镜的设计,模拟分析了其产生亚飞秒脉冲的作用。结果表明,所设计极紫外啁啾多层膜反射镜能够获得半峰全宽为132 as的脉冲。

一种利用等离子体X射线激光输出对称性测量X射线多层膜镜反射率的方法

从理论上论证了利用平板靶X射线激光两个输出端光强对称的特性来测量X射线多层膜镜反射率的测量方法.针对实验布局中等离子体对X射线激光吸收可能造成测量误差的情况,以保证测量结果千分之一的精确度为基准,从理论上计算获得该方法对不同波长X射线激光的实验布局要求.并依此要求对制得的Mo/Si、Mo/Mg镜的反射率进行了实验测量.

C/Al软X射线多层膜反射镜

在λ=285nm波长处，选择了一种新的多层膜材料对C／Al。与Mo／Si，C／Si软X射线多层膜相比，正入射C／Al多层膜在150nm附近有很低的二级衍射峰。用磁控溅射法制备了C／Al软X射线多层膜样品，并用X射线小角衍射法对其结构进行了测试。

基于模拟退火的软X射线多层膜反射镜设计

基于模拟退火(SA)算法,对软x射线短波段中的几个波长的多层膜反射镜进行了优化设计,获得了它们的光学参数,包括多层膜反射镜的最佳周期厚度、最佳厚度比和峰值反射率,进而制作多层膜反射镜并在北京同步辐射装置上进行了反射率的实际测量。测量结果表明,该反射镜具有实用的反射率。这表明,SA方法适用于软x射线短波段多层膜反射镜的优化设计。