Mo/Si多層膜鍍膜工藝是極紫外光刻的關(guān)鍵技術(shù)之一,為了優(yōu)化并提升Mo/Si多層膜的鍍膜工藝,研究了氣壓、靶-基底間距這兩個(gè)工藝參數(shù)對(duì)Mo/Si多層膜表面粗糙度的影響。根據(jù)磁控濺射物理過(guò)程,建立了一個(gè)原子沉積的物理模型,分析了原子沉積到基底時(shí)的入射角度和入射能量分布對(duì)氣壓、靶-基底間距的影響。此外,利用直流磁控濺射鍍膜機(jī),制備了Mo/Si多層膜樣片,并測(cè)量了膜表面粗糙度和功率譜密度,研究了膜表面粗糙度和功率譜密度隨氣壓和靶-基底間距的演化規(guī)律。理論和實(shí)驗(yàn)的結(jié)論一致,所提模型從理論上解釋了實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果。 

【文章來(lái)源】：光學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(10)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

二元碰撞示意圖

蒙特卡羅方法[15]仿真粒子沉積的核心思想是:通過(guò)生成的隨機(jī)數(shù),決定粒子下一時(shí)刻的運(yùn)行軌跡。具體過(guò)程如圖2所示:1)將空間劃分為設(shè)定大小的網(wǎng)格,設(shè)置粒子初始動(dòng)量的分布。2)計(jì)算一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)網(wǎng)格中粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。3)在同一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi),依據(jù)二元碰撞方法計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)粒子之間的相互作用。4)通過(guò)2)、3)步驟最終得到網(wǎng)格中粒子的新的位置和動(dòng)量。5)重復(fù)2)、3)、4)步驟,計(jì)算下一時(shí)間步長(zhǎng)后粒子的位置和動(dòng)量。如此循環(huán)往復(fù),可以模擬一定時(shí)間范圍內(nèi)粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和軌跡。2.4 仿真結(jié)果

固定以上環(huán)境參數(shù),研究氣壓以及靶-基底間距對(duì)沉積原子的入射角余弦值及能量分布的影響。研究氣壓時(shí)的條件為:固定靶-基底間距為12 cm,設(shè)置不同的壓強(qiáng)為0.06,0.08,0.12 Pa。研究靶-基底間距時(shí)的條件為:固定環(huán)境氣壓為0.06 Pa,設(shè)置不同的靶-基底間距為10,12,14 cm。圖4為沉積的Mo、Si原子入射角度的余弦值隨氣壓和靶-基底間距的變化關(guān)系。從圖4 (a)、(b)可知,隨著氣壓的增加,入射角度余弦值分布的峰值中心位置幾乎不變,即大部分Mo、Si原子的入射角度分布幾乎不變。由此可知:環(huán)境氣壓幾乎不影響沉積的Mo、Si原子的入射角度分布。從圖4(c)、(d)可知,隨著靶-基底間距的增加,入射角度余弦值分布的峰值中心位置向右移動(dòng),即大部分Mo、Si原子的入射角度隨著靶-基底間距的增加而減小,原子越來(lái)越接近垂直入射。


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