深紫外氟化物薄膜元件污染物吸附能力的分析方法技術

深紫外氟化物薄膜元件污染物吸附能力的分析方法，屬于深紫外光學技術應用領域，該方法包括一：測試氟化物薄膜樣品在鍍制完成之初的反射率R0或透過率T0；二：氟化物薄膜樣品在放置于應用環境系統中使用或存儲一段時間后，測試樣品吸附有機物和水汽后的反射率R1或透過率T1；三：用ArF準分子激光器對樣品表面進行低功率能量密度輻照，整個光路系統中吹掃干燥的高純N2，同時用能量計監測透射激光能量；四：對ArF準分子激光器激光輻照后的樣品進行步驟一所述的光譜測試，得到經激光輻照后樣品的反射率R2或透過率T2；五：當測試值為透過率T時，由η=η1+η2?=(T2-T1)/T1+(T0-T2)/T0運算吸附因子η。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種適用于，屬于深紫外光學技術應用領域。
技術介紹
集成電路技術的發展極大地推動了人類信息化社會的進步，成為現代高技術發展中的關鍵核心技術之一，在國民經濟與社會發展中具有舉足輕重的重要意義，深紫外光學相關技術的研究具有重大的社會和經濟價值。近年來，193nm ArF準分子激光器作為深紫外光刻機的光源取得了廣泛應用。深紫外激光光學系統與應用的不斷發展對深紫外光學薄膜元件性能及長期穩定性要求都提出了新的挑戰。深紫外光學薄膜研究面臨的根本問題是由于深紫外波段靠近大多數介質材料的禁帶，使得只有氧化物A1203、SiO2和部分氟化物MgF2、LaF3> AlF3等能夠滿足深紫外薄膜應用的需要。薄膜材料選擇的局限性進一步帶來了對深紫外光學薄膜制備工藝的制約，對于氟化物，為減少深紫外光學薄膜出現化學計量比失配而導致吸收損耗，熱蒸發工藝是制備氟化物薄膜的最佳選擇。利用熱舟蒸發制備工藝，可以得到吸收較小的深紫外氟化物光學薄膜，但同時也伴隨光學薄膜內在結構不夠致密、光學薄膜表面較粗糙等缺點。因此，這種采用熱舟蒸發工藝所制備的深紫外光學薄膜，由于光學薄膜內在結構不夠致密和光學薄膜表面較粗糙所必然帶來的吸附應用環境中的有機污染物質，使得深紫外光學薄膜在使用過程中的性能退化，這種性能退化導致薄膜元件性能下降甚至失效，這將對整個光學系統造成災難性的后果。研究表明，這種深紫外光學薄膜性能退化集中表現為深紫外光學薄膜內部及表面吸附有機污染物和水汽而導致深紫外光學薄膜的吸收顯著增大。因而，分析深紫外薄膜元件工作應用環境中吸附污染物的性能特性，對于優化薄膜元件制備工藝參數優化和薄膜元件環境適用性和時效性評估顯得尤為重要。
技術實現思路
本專利技術為了解決現有技術的問題，提供一種。準確評價氟化物薄膜樣品在應用環境中或存貯環境中污染物吸附能力，進而評估不同工藝或不同材料的薄膜元件環境適應性和時效性。為制備出具有較高環境適用性的深紫外光學薄膜提供參考，從而滿足制備具有低污染、環境穩定性好氟化物深紫外光學薄膜元件的需要。，包括以下步驟步驟一利用真空分光光度計在整個腔體吹掃干燥高純N2的條件下，測試氟化物薄膜樣品在鍍制完成之初的反射率R0或透過率Ttl,作為氟化物薄膜樣品光譜性能初始值；步驟二 氟化物薄膜樣品在放置于應用環境系統中使用或存儲一段時間后，將樣品放置于真空分光光度計內進行真空環境中光譜測試，得到樣品吸附有機物和水汽后的反射率R1或透過率T1 ；步驟三用ArF準分子激光器對樣品表面進行低功率能量密度輻照，整個光路系統中吹掃干燥的高純N2,同時用能量計監測透射激光能量；步驟四對ArF準分子激光器激光輻照后的樣品，進行步驟一所述的同樣的光譜測試，得到經激光輻照后樣品的反射率R2或透過率T2 ；步驟五當測試值為透過率τ時，Ii = Ii^n2 =(T2-T1)/T1+(Ttl-T2)/τ。，式中η為吸附因子，H1 =CT2-T1VT1為元件經過ArF激光輻照后污染物吸附的可恢復部分，= CTcrT2VTtl為元件經過ArF激光輻照后污染物吸附的不可恢復部分，對樣品在使用環境中的吸附因子進行運算，進而對薄膜元件在使用環境中對有機物污染物和水汽吸附能力進行評估。 本專利技術具有如下有益效果1、該方法可以完整有效的評估氟化物薄膜樣品在使用環境或存儲環境中的污染物吸附能力，通過紫外激光輻照處理區分樣品吸附污染物中可恢復的暫時吸附部分和不可恢復的永久吸附部分，從而全面表征氟化物薄膜元件的吸附特性。2、該方法同樣適用于所有氟化物單層膜材料的吸附能力分析，可以用于剖析深紫外波段的氟化物薄膜材料的吸附能力，如MgF2、LaF3> A1F3、Na3AlF6和GdF3等。3、該方法適用于所有可用于深紫外波段的氟化物薄膜材料薄膜元件，如減反射薄膜、高反射薄膜和偏振薄膜等。4、該方法適用于區分同種氟化物材料在不同熱蒸發工藝參數下薄膜元件吸附污染物能力，為工藝參數的改進優化、制備出具有較高環境適應性的深紫外光學薄膜提供有力參考；同時該分析方法可以評價氟化物薄膜元件在不同使用環境中由于吸附污染物導致的光譜退化性能，從而滿足氟化物薄膜元件環境適用性及時效性評估的需要。附圖說明圖1為深紫外氟化物減反射薄膜的污染物吸附能力分析進行的光譜測試圖。具體實施例方式針對深紫外氟化物光學薄膜元件在實際應用中出現的吸附有機污染物和水汽，進而導致薄膜光學性能退化、環境不穩定等問題，需要準確分析深紫外氟化物薄膜元件在工作應用環境或存儲環境中吸附污染物能力特性。通過對導致深紫外氟化物光學薄膜環境不穩定性的原因進行分析，并考慮到現有測試儀器的測試功能，本專利技術利用真空紫外分光光度計光譜測試和ArF準分子激光器表面輻照處理實時監測的聯合測試評估，公開了提出了一種深紫外波段氟化物薄膜元件在應用環境中表面污染物吸附能力的分析方法。具體實施方式如下步驟一利用真空分光光度計在整個腔體吹掃干燥高純N2的條件下，測試氟化物薄膜樣品在鍍制完成之初的反射率R0或透過率Ttl,作為氟化物薄膜樣品光譜性能初始值。步驟二 氟化物薄膜樣品在放置于應用環境系統中使用或存儲一段時間后，將樣品放置于真空分光光度計內進行真空環境中光譜測試，得到樣品吸附有機物和水汽后的光譜指標反射率R1或透過率!\。將光譜測試環境選擇為真空環境，是為了減少由于光度計測試光就是紫外光，會對樣品產生一定的清潔作用影響。在真空環境中，有機物在紫外光照射下分解后，重新吸附于樣品表面，很大程度削弱了光譜測試光對樣品的清潔作用影響。如果該測試在吹掃N2環境中進行，有機物分解后會隨著N2排出腔體，增大光譜測試光對樣品的清潔作用，導致后續分析結果的誤差。步驟三用ArF準分子激光器對樣品表面進行低功率能量密度(O. 5-2mJ/cm2)輻照，整個光路系統中吹掃干燥的高純N2,以便污染物順利排出光路腔體，同時用能量計監測透射激光能量，透射光強會由于ArF激光對樣品表面的有機污染物的清潔功能不斷變大，一段時間后趨于穩定。步驟四對ArF準分子激光器激光輻照后的樣品，進行如步驟一所述的同樣的光譜測試，得到經激光輻照后樣品的反射率R2或透過率T2。·步驟五為了分析氟化物薄膜元件在使用環境中吸附有機物的性能，當測試值為透過率τ 時，n= Ji1 +n2 =(T2-T1)/T1+(Ttl-T2)/τ。，式中 n 為吸附因子，l =Cr2-T1VT1S元件經過ArF激光輻照后污染物吸附的可恢復部分，即表示樣品的‘暫時’吸附特性，Il2= (TcrT2)ZTci為元件經過ArF激光輻照后污染物吸附的不可恢復部分，即表示樣品的‘永久’吸附特性。通過對樣品在使用環境中的吸附因子進行相關運算，進而對薄膜元件在使用環境中對有機物污染物和水汽吸附能力進行評估。本專利技術中所用的測試儀器包括真空紫外分光光度計和ArF準分子激光器。其中真空紫外分光光度計可以在真空中(P〈10_6mbar)或吹掃N2 (99. 999%)兩種環境中進行透過率和絕對反射率測試，測量精度為O. 5%，測試光源選擇范圍為115-300nm。ArF準分子激光器頻率1kHz，能量密度O. 5-50mJ/cm2。實施例1本實施例針對一種熱舟蒸發制備工藝參數下的氟化物減反射薄膜進行標準實驗室環境(溫度22°本文檔來自技高網...

【技術保護點】
深紫外氟化物薄膜元件污染物吸附能力的分析方法，其特征是，包括以下步驟：步驟一：利用真空分光光度計在整個腔體吹掃干燥高純N2的條件下，測試氟化物薄膜樣品在鍍制完成之初的反射率R0或透過率T0，作為氟化物薄膜樣品光譜性能初始值；步驟二：氟化物薄膜樣品在放置于應用環境系統中使用或存儲一段時間后，將樣品放置于真空分光光度計內進行真空環境中光譜測試，得到樣品吸附有機物和水汽后的光譜指標反射率R1或透過率T1；步驟三：用ArF準分子激光器對樣品表面進行低功率能量密度輻照，整個光路系統中吹掃干燥的高純N2，同時用能量計監測透射激光能量；步驟四：對ArF準分子激光器激光輻照后的樣品，進行步驟一所述的同樣的光譜測試，?得到經激光輻照后樣品的反射率R2或透過率T2；步驟五：當測試值為透過率T時，η=η1+η2?=(T2?T1)/T1+(T0?T2)/T0，式中η為吸附因子，η1?=(T2?T1)/T1為元件經過ArF激光輻照后污染物吸附的可恢復部分，η2?=(T0?T2)/T0為元件經過ArF激光輻照后污染物吸附的不可恢復部分，對樣品在使用環境中的吸附因子η進行運算，進而對薄膜元件在使用環境中對有機物污染物和水汽吸附能力進行評估。...

【技術特征摘要】
1.深紫外氟化物薄膜元件污染物吸附能力的分析方法，其特征是，包括以下步驟步驟一利用真空分光光度計在整個腔體吹掃干燥高純N2的條件下，測試氟化物薄膜樣品在鍍制完成之初的反射率R0或透過率Ttl,作為氟化物薄膜樣品光譜性能初始值；步驟二 氟化物薄膜樣品在放置于應用環境系統中使用或存儲一段時間后，將樣品放置于真空分光光度計內進行真空環境中光譜測試，得到樣品吸附有機物和水汽后的光譜指標反射率R1或透過率T1 ；步驟三用ArF準分子激光器對樣品表面進行低功率能量密度輻照，整個光路系統中吹掃干燥的高純N2,同時用能量計監測透射激光能量；步驟四對ArF準分子激光器激光輻照后的樣品，進行步驟一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金春水，靳京城，李春，鄧文淵，常艷賀，
申請(專利權)人：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，
類型：發明
國別省市：