基于纳米多晶氮化硼的窄带BeyondEUV闪烁体

本发明属于超越极紫外光刻，具体涉及基于纳米多晶氮化硼的窄带beyond euv闪烁体。

背景技术：

1、随着半导体制造工艺不断逼近物理极限，极紫外（euv）光刻技术已成为7 nm及以下节点的主流方案，其核心的13.5 nm波长光源由高功率激光驱动锡等离子体产生。然而，为进一步提升分辨率、降低单次曝光成本并适应2 nm及更先进制程的需求，研究者们正积极寻求“超越euv”（beyond euv，6.x nm，一般为6.7 nm）的光源方案，例如自由电子激光或激光驱动等离子体加速器等光源。这些beyond euv光源理论上有望将光刻图形的最小线宽延伸至亚2 nm，但当前仍面临光源效率、耐用性、光学材料吸收等重大工程挑战，是半导体制造的前沿竞争方向。

2、目前，针对beyond euv光源的检测手段尚不成熟。为支撑其研发工作，对光束特性的精确检测至关重要。闪烁体作为一种能够将高能辐射（如euv或x射线）转换为可见光的敏感材料，不仅可用于检测光源的功率分布，还能对光束进行直接的可视化成像，从而直观评估其均匀性、形状及稳定性等关键参数。纳米多晶氮化硼已报导是一种耐辐照极紫外闪烁体，可用于实时监测高功率极紫外光束的形状与强度。然而，目前用于beyond euv光源检测的闪烁体研究尚属空白。将闪烁体应用于beyond euv光检测还需解决特定波段响应问题，即如何使闪烁体仅对6.7 nm beyond euv波段产生窄带有效响应，同时抑制其他波长杂散光的干扰，以实现高信噪比的精确检测。

技术实现思路

1、针对以上现有技术中存在的问题，本发明提供基于纳米多晶氮化硼的窄带beyondeuv闪烁体。本发明首先采用化学气相沉积法制备纳米多晶氮化硼闪烁体，然后在纳米多晶氮化硼闪烁体表面镀制由硼单质膜（或含硼化合物膜）、镧系稀土金属单质膜（或含镧系稀土金属化合物膜）与贵金属膜的叠层结构，或者由硼与镧系稀土金属形成的化合物膜和贵金属膜的叠层结构构成的beyond euv窄带滤光膜。优化各膜层的配合效果，显著提升beyond euv光谱窄化性能和滤光的稳定性，从而实现对beyond euv波段的窄带特定响应。本发明技术方案填补了beyond euv波段窄带闪烁体的技术空白，能够满足beyond euv光源的窄带检测需求。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、本发明提供基于一种窄带beyond euv闪烁体，包括闪烁体基体，所述闪烁体基体上镀制有beyond euv窄带滤光多层膜结构；所述窄带滤光多层膜结构选自以下方案中的一种：

4、方案一：依次层叠的硼单质膜、镧系稀土金属单质膜和贵金属膜；

5、方案二：依次层叠的硼单质膜、含镧系稀土金属化合物膜和贵金属膜；

6、方案三：依次层叠的含硼化合物膜、镧系稀土金属单质膜和贵金属膜；

7、方案四：依次层叠的含硼化合物膜、含镧系稀土金属化合物膜和贵金属膜；

8、方案五：依次层叠的由硼与镧系稀土金属形成的化合物膜和贵金属膜。

9、进一步地，所述beyond euv为波长短于13.5 nm的光辐射，典型代表为6.7 nm。

10、进一步地，所述闪烁体基体的材料选自无机闪烁体和有机闪烁体，包括钇铝石榴石、金刚石、纳米多晶氮化硼、卤化物中的一种，优选为纳米多晶氮化硼。

11、更进一步地，所述纳米多晶氮化硼闪烁体基体采用化学气相沉积法制备而成。

12、更进一步地，所述化学气相沉积法的具体流程包括

13、s1、使用石墨夹具固定特定尺寸的石墨片衬底，将固定后的衬底置于垂直式化学气相沉积炉内，抽真空后加热至反应温度1500~1600 ℃；

14、s2、向沉积炉内通入反应气体，所述反应气体为nh3和bcl3、或nh3和bf3，以n2作为载气，nh3和bcl3、或nh3和bf3体积比为1.15~1.25:1；

15、s3、通气后保持温度和气体流量不变，保温15~25 h后断电冷却，使纳米多晶氮化硼膜随炉冷却至室温并自动从衬底上脱落；

16、s4、将纳米多晶氮化硼膜依次进行表面抛光和超声清洗，得到纳米多晶氮化硼闪烁体基体。

17、进一步地，所述含硼化合物膜为碳化硼。

18、进一步地，所述镧系稀土金属单质膜或含镧系稀土金属化合物膜中的镧系稀土金属为镧、铈、镨、钕中的任意一种。

19、进一步地，所述贵金属膜为银膜、金膜、铂膜、钯膜中的任意一种。

20、进一步地，所述窄带滤光多层膜结构的贵金属膜一侧可以镀制难熔金属锆膜或者钼膜作为保护层。

21、进一步地，所述硼单质膜或含硼化合物膜的厚度为100~200 nm，所述镧系稀土金属单质膜或含镧系稀土金属化合物膜的厚度为100~200 nm，所述由硼与镧系稀土金属形成的化合物膜的厚度为100~200 nm，所述贵金属膜的厚度为200~300 nm。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、本发明提供基于纳米多晶氮化硼的窄带beyond euv闪烁体。首先采用化学气相沉积法制备纳米多晶氮化硼闪烁体，然后在纳米多晶氮化硼闪烁体表面镀制由硼单质膜（或含硼化合物膜）、镧系稀土金属单质膜（或含镧系稀土金属化合物膜）与贵金属膜的叠层结构，或者由硼与镧系稀土金属形成的化合物膜和贵金属膜的叠层结构构成的beyond euv窄带滤光膜。优化各膜层的配合效果，显著提升beyond euv光谱的窄化性能和滤光的稳定性，从而实现对beyond euv波段的窄带特定响应。本发明技术方案填补了beyond euv波段窄带闪烁体的技术空白，能够满足beyond euv光源的窄带检测需求。

1.一种窄带beyond euv闪烁体，其特征在于，包括闪烁体基体，所述闪烁体基体上镀制有beyond euv窄带滤光多层膜结构；所述窄带滤光多层膜结构选自以下方案中的一种：

2.根据权利要求1所述的窄带beyond euv闪烁体，其特征在于，所述beyond euv为波长短于13.5 nm的光辐射，典型代表为6.7 nm。

3.根据权利要求1所述的窄带beyond euv闪烁体，其特征在于，所述闪烁体基体为钇铝石榴石、金刚石、纳米多晶氮化硼、卤化物中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的窄带beyond euv闪烁体，其特征在于，所述纳米多晶氮化硼闪烁体基体采用化学气相沉积法制备而成。

5.根据权利要求4所述的窄带beyond euv闪烁体，其特征在于，所述化学气相沉积法的具体流程包括

6.根据权利要求1所述的窄带beyond euv闪烁体，其特征在于，所述含硼化合物膜为碳化硼。

7.根据权利要求1所述的窄带beyond euv闪烁体，其特征在于，所述镧系稀土金属单质膜或含镧系稀土金属化合物膜中的镧系稀土金属为镧、铈、镨、钕中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的窄带beyond euv闪烁体，其特征在于，所述贵金属膜为银膜、金膜、铂膜、钯膜中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的窄带beyond euv闪烁体，其特征在于，所述窄带滤光多层膜结构的贵金属膜一侧镀制难熔金属锆膜或者钼膜作为保护层。

10.根据权利要求1所述的窄带beyond euv闪烁体，其特征在于，所述硼单质膜或含硼化合物膜的厚度为100~200 nm，所述镧系稀土金属单质膜或含镧系稀土金属化合物膜的厚度为100~200 nm，所述由硼与镧系稀土金属形成的化合物膜的厚度为100~200 nm，所述贵金属膜的厚度为200~300 nm。