Pada masa ini, litografi EUV komersial menggunakan sistem sumber cahaya ultraungu (LPP-EUV) jenis plasma laser, yang kebanyakannya terdiri daripada laser pemacu, sasaran timah titisan dan cermin pengumpul. Selepas dua pengeboman tepat sasaran timah titisan oleh laser pemacu, timah akan terion sepenuhnya dan menjana sinaran EUV bertenaga tinggi, yang akan dipantulkan dan difokuskan ke titik fokus (titik JIKA) oleh cermin pengumpul dan kemudian dimasukkan ke dalam penghantaran seterusnya laluan cahaya.
Proses pengujaan dan pemfokusan EUV selalunya disertai dengan penjanaan dan penumpuan jalur cahaya lain (Out-of-band, OoB). Sesetengah lampu ini boleh dialih keluar menggunakan hidrogen latar belakang atau tidak sensitif kepada photoresist, jadi impaknya adalah minimum. Walau bagaimanapun, terdapat jalur cahaya lain yang boleh menyebabkan kerosakan serius pada keseluruhan sistem litografi dan menjejaskan prestasi pengimejan akhir, seperti cahaya ultraviolet dalam (DUV) dan inframerah (IR) di bawah 300 nm. Yang pertama timbul daripada pengeboman laser ke atas sasaran timah, yang menyebabkan pengurangan kontras corak litografi kerana photoresist sangat sensitif kepada jalur cahaya ini; manakala yang terakhir timbul daripada laser pemanduan, yang tenaga tingginya akan menyebabkan darjah pemanasan yang berbeza bagi unsur optik, topeng, dan wafer, yang mengurangkan ketepatan corak dan merosakkan unsur optik. Di samping itu, pemantulan permukaan cermin koleksi pada bekas adalah hampir sama dengan EUV, manakala pemantulan kedua adalah hampir 100%, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1. Ambil IR sebagai contoh, sebagai lampu pemanduan keperluan kuasa laser sumber untuk 20 kW, selepas refleksi cermin koleksi dan penumpuan, kuasanya untuk mencapai titik IF masih hampir 10%, iaitu kira-kira 2 kW; walau bagaimanapun, untuk menjadikan IR pada keseluruhan sistem hampir tiada kesan, perlu mengurangkan lagi kuasa pada titik IF sekurang-kurangnya 1%, iaitu hanya 20 W di bawah. Dengan permintaan yang begitu tinggi, adalah perlu untuk menapis sinaran OoB, yang akan merendahkan prestasi sistem sumber cahaya jika ia tidak ditapis supaya ia akan dipantulkan oleh cermin pengumpul dan memasuki laluan cahaya seterusnya.
Rajah 1 Pemantulan dikira bagi jalur panjang gelombang cahaya yang berbeza daripada 50-lapisan berbilang lapisan molibdenum/silikon dengan tempoh 6.9 nm dan nisbah molibdenum/silikon 0.4 pada permukaan cermin pengumpul .
Struktur penapis dalam sistem sumber cahaya litografi EUV
Pasukan Nan Lin dan Yuxin Leng dari Makmal Utama Negeri bagi Fizik Laser Medan Intens, Institut Jentera Optik Shanghai, Akademi Sains China (SIOM), telah menghuraikan secara sistematik teknologi utama, cabaran utama dan trend masa depan sistem penapisan EUVL dengan berkenaan dengan panjang gelombang luar jalur dalam sistem sumber cahaya litografi EUV.
Hasilnya diterbitkan dalam artikel Sains dan Kejuruteraan Laser Kuasa Tinggi 2023, No. 5 (Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng. Sistem ketulenan spektrum digunakan untuk sumber litografi ultraungu ultraungu yang melampau yang dihasilkan oleh laser: a semakan[J]. Sains dan Kejuruteraan Laser Kuasa Tinggi, 2023, 11(5): 05000e64).
Dalam sistem sumber cahaya EUVL, DUV yang dijana plasma dan IR yang berasal daripada sumber cahaya pemanduan biasanya mempunyai kesan yang besar terhadap prestasi litografi dan jangka hayat sistem optik, dan struktur filem berbilang lapisan molibdenum/silikon pada permukaan cermin pengumpul mempunyai pemantulan yang tinggi kepada mereka, jadi sistem penapisan sumber cahaya EUVL direka terutamanya untuk mereka. DUV keamatan tenaga yang rendah, penggunaan struktur filem bebas transmissive atau reflektif boleh mencapai kesan penapisan yang baik, tetapi disebabkan oleh kekuatan mekanikal yang rendah struktur filem adalah mudah untuk membawa kepada pecah filem dan masalah lain, hayat perkhidmatan adalah lebih pendek. Sebaliknya, IR dengan tenaga tinggi tidak boleh ditapis hanya dengan menggunakan penapis filem nipis. Sebaliknya, struktur parut berbilang lapisan perlu diproses dan disalut pada substrat cermin pengumpul (ditunjukkan dalam Rajah 2), untuk menapis IR bagi panjang gelombang tertentu melalui pembelauan dan mengekalkan sinaran EUV sebanyak mungkin (ditunjukkan dalam Rajah 3). ). Kaedah ini meletakkan permintaan yang sangat tinggi pada reka bentuk, pemprosesan dan pengukuran struktur parut, terutamanya dalam kawalan kekasaran permukaan parut dan keseragaman filem berbilang lapisan, serta pengaruh parameter berasaskan ketinggian struktur parut. pada pemantulan, yang perlu kita ukur kepada beberapa nanometer atau sub-nanometer sahaja. Dari segi keseluruhan sistem sumber cahaya EUVL, objek penapisan menentukan bahawa sistem penapisan akhir sukar untuk wujud dalam satu struktur, yang perlu mempertimbangkan kedua-dua struktur filem nipis berdiri bebas dan struktur parut terbina dalam cermin pengumpul. , untuk merealisasikan kesan ke atas prestasi litografi OoB untuk penapisan keseluruhan, untuk memastikan ketulenan sumber cahaya EUV.
Rajah 2 Gambarajah skematik struktur parut yang dibina ke dalam cermin pengumpul.
Rajah 3 Gambar rajah skema prinsip penapisan IR oleh struktur parut terbina dalam cermin pengumpul.
Artikel itu meringkaskan penyelesaian teknikal arus perdana sistem penapisan sumber cahaya EUVL, menganalisis teknologi utama penapisan sinaran OoB, dan membincangkan cabaran utama dan trend pembangunan masa depan berdasarkan aplikasi praktikal. Prestasi sumber cahaya EUV menentukan prestasi litografi corak, dan untuk akhirnya memperoleh sumber cahaya EUV ketulenan tinggi, adalah perlu untuk menambah baik reka bentuk sistem penapisan, proses pembuatan lanjutan, dan kaedah pengukuran lanjutan. Untuk mendapatkan sumber cahaya EUV ketulenan tinggi, adalah amat diperlukan untuk menambah baik reka bentuk sistem penapisan, pembuatan proses, dan kaedah pengukuran.
