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极紫外同步辐射光表征离子束诱导的纳米波纹.docx
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极紫外同步辐射光表征离子束诱导的纳米波纹.docx
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摘要
离子轰击固体表面诱导的纳米结构具有小周期(10~100 nm)、大面积、准周期的特点。
利用氩离子轰击在减反膜上制备出横向特征尺寸在 100 nm 附近、横向周期性与纵向连续
性逐步明显的准周期纳米波纹结构。为了增大表征面积,利用极紫外散射法表征了上述自
组织纳米波纹的形貌特征。结果显示,面内和锥角模式的极紫外散射法所获得的样品横向
和纵向形貌特征,均能够与原子力扫描显微镜所获得的样品形貌特征相对应,这初步说明
了此方法表征准周期纳米波纹结构基本形貌特征的可行性,为后续的定量分析提供基础。
同时,利用极紫外同步辐射光表征的自组织纳米结构面积达到了 mm
2
量级,将合肥光源计
量光束线的表征范围拓展到自组织纳米结构,这也为未来探索极紫外光刻掩模的散射表征
等研究提供参考。
Abstract
Quasi-periodic nanostructures induced by ion bombardment (IB) on solid surfaces are
characterized by small periods (10-100 nm) and large areas. Quasi-periodic nanoripple
structures with the transverse feature size of around 100 nm and the gradually significant
transverse periodicity and longitudinal continuity were fabricated on antireflection
coatings by Argon-IB. To improve the characterization area, the morphological
characteristics of the self-organized nanoripples were characterized by using extreme
ultraviolet (EUV) scatterometry. The results show that in terms of samples, their
transverse and longitudinal morphological features obtained by the in-plane and conical
mode of the EUV scatterometry are in agreement with those obtained by atomic force
microscope. These results demonstrate that the proposed method is feasible to
characterize the basic morphological characteristics of quasi-periodic nanoripples and
can provide a basis for subsequent quantitative analysis. In addition, the characterization
area of self-organized nanoripple structures has reached an order of the mm
2
by EUV
synchrotron radiation, and the characterization range of the Metrology Beamline of Hefei
Light Source is extended to self-organized nanostructures, which can provide a reference
for future studies on the scattering characterization of EUV lithography masks.
离子轰击材料表面可以诱导多种自组织纳米结构
[1-11]
,这种纳米结构的横向特征尺寸可低
至 10~100 nm,其中纳米波纹结构在调控材料的光学
[3,7-9]
、生物
[10-11]
等性能方面显示
了极大的潜力。目前,研究人员主要通过原子力显微镜(AFM)获取约 1 μm
2
内的自组织
纳米结构形貌,以精确统计其局部形貌特征,如表面粗糙度、傅里叶变换(FFT)谱图、
功率谱密度(PSD)等,用于分析形貌的有序程度和其他特征信息,但是 AFM 表征范围
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