Şu anda ticari EUV litografi, esas olarak bir tahrik lazeri, bir damlacık kalay hedefi ve bir toplayıcı aynadan oluşan bir lazer plazma tipi aşırı ultraviyole (LPP-EUV) ışık kaynağı sistemi kullanmaktadır. Tahrik lazeri tarafından damlacık kalay hedefinin iki hassas bombardımanından sonra, kalay tamamen iyonize edilecek ve yüksek enerjili EUV radyasyonu üretecek, bu da toplama aynası tarafından yansıtılacak ve bir odak noktasına (IF noktası) odaklanacak ve daha sonra içine girilecektir. ışık yolunun sonraki iletimi.
EUV'nin uyarılma ve odaklanma sürecine sıklıkla diğer ışık bantlarının (Bant Dışı, OoB) oluşumu ve yakınsaması eşlik eder. Bu ışıklardan bazıları arka plandaki hidrojen kullanılarak giderilebilir veya fotodirençten etkilenmez, dolayısıyla etkileri minimum düzeydedir. Ancak litografi sisteminin tamamına ciddi zarar verebilecek ve nihai görüntüleme performansını etkileyebilecek, 300 nm'nin altındaki derin ultraviyole (DUV) ve kızılötesi (IR) ışık gibi başka ışık bantları da vardır. Birincisi, kalay hedefin lazer bombardımanından kaynaklanır; bu, fotorezistin bu ışık bandına karşı çok duyarlı olması nedeniyle litografik desenin kontrastında bir azalmaya neden olur; ikincisi, yüksek enerjisi optik elemanların, maskelerin ve levhaların farklı derecelerde ısınmasına neden olan, modelin hassasiyetini azaltan ve optik elemanlara zarar veren sürüş lazerinden kaynaklanır. Ek olarak, toplama aynası yüzeyinin birincideki yansıtıcılığı EUV'ninkiyle hemen hemen aynı iken ikincisinin yansıtıcılığı Şekil 1'de gösterildiği gibi %100'e yakındır. Sürüş ışığı olarak IR'yi örnek olarak alın. 20 kW için kaynak lazer gücü gereksinimleri, toplama aynası yansıması ve yakınsama sonrasında, IF noktasına ulaşma gücü hala yaklaşık %10'dur, yani yaklaşık 2 kW; ancak IR'nin tüm sistem üzerinde neredeyse hiç etkisinin olmaması için, IF noktasındaki gücün en az %1, yani yalnızca 20 W altına daha da düşürülmesi gerekir. Bu kadar yüksek bir taleple, OoB radyasyonunun filtrelenmesi gerekir; bu, toplayıcı aynalar tarafından yansıtılacak ve sonraki ışık yoluna girecek şekilde filtrelenmemesi durumunda ışık kaynağı sisteminin performansını büyük ölçüde düşürecektir.
Şekil 1 Toplayıcı aynanın yüzeyinde 6,9 nm periyodu ve 0,4 molibden/silisyum oranı olan bir 50-katmanlı molibden/silisyum çok katmanından gelen ışığın farklı dalga boyu bantlarının hesaplanan yansıması .
EUV litografi ışık kaynağı sistemindeki filtre yapısı
Çin Bilimler Akademisi (SIOM), Şanghay Optik Makine Enstitüsü, Yoğun Alan Lazer Fiziği Devlet Anahtar Laboratuvarı'ndan Nan Lin ve Yuxin Leng'den oluşan ekip, EUVL filtreleme sistemlerinin temel teknolojilerini, ana zorluklarını ve gelecekteki eğilimlerini sistematik olarak detaylandırdı. EUV litografi ışık kaynağı sistemlerinde bant dışı dalga boylarına göre.
Sonuçlar, High Power Laser Science and Engineering 2023, No. 5 (Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng. Lazerle üretilen plazma aşırı ultraviyole litografi kaynakları için uygulanan spektral saflık sistemleri) makalesinde yayınlanmıştır: inceleme[J]Yüksek Güçlü Lazer Bilimi ve Mühendisliği, 2023, 11(5): 05000e64).
EUVL ışık kaynağı sistemlerinde, plazma tarafından üretilen DUV ve sürüş ışık kaynağından kaynaklanan IR, genellikle litografi performansı ve optik sistemin ömrü ile yüzeydeki molibden/silikon çok katmanlı film yapısı üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. toplayıcı aynaların yansıma oranı yüksektir, bu nedenle EUVL ışık kaynağı filtreleme sistemi esas olarak onlar için tasarlanmıştır. DUV düşük enerji yoğunluğu, geçirgen veya yansıtıcı bağımsız film yapısının kullanılması iyi bir filtreleme etkisi sağlayabilir, ancak film yapısının düşük mekanik mukavemeti nedeniyle filmin yırtılmasına ve diğer sorunlara yol açması kolaydır, servis ömrü daha kısadır. Bunun aksine, yüksek enerjili IR, yalnızca ince film filtreleri kullanılarak filtrelenemez. Bunun yerine, belirli dalga boylarının IR'sini kırınım yoluyla filtrelemek ve mümkün olduğu kadar çok EUV radyasyonunu korumak için (Şekil 3'te gösterilmiştir) çok katmanlı ızgara yapılarının toplayıcı ayna substratı (Şekil 2'de gösterilmiştir) üzerinde işlenmesi ve kaplanması gerekir. ). Bu yöntem, ızgara yapısının tasarımı, işlenmesi ve ölçümü, özellikle ızgara yüzeyinin pürüzlülüğünün ve çok katmanlı filmin tekdüzeliğinin kontrolünde ve ayrıca ızgara yapısının yüksekliğe dayalı parametrelerinin etkisinde çok yüksek talepler getirir. yalnızca birkaç nanometreye, hatta nanometrenin altına kadar ölçmemiz gereken yansıma üzerine. EUVL ışık kaynağı sisteminin tamamı açısından, filtreleme nesnesi, son filtreleme sisteminin tek bir yapıda bulunmasının zor olduğunu belirler; bu, hem bağımsız ince film yapısını hem de toplama aynasının yerleşik ızgara yapısını dikkate alması gerekir. EUV ışık kaynağının saflığını sağlamak amacıyla, genel filtreleme için OoB'nin litografik performansı üzerindeki etkiyi gerçekleştirmek amacıyla.
Şekil 2 Kollektör aynasına yerleştirilmiş ızgara yapısının şematik diyagramı.
Şekil 3 Toplama aynasının yerleşik ızgara yapısıyla IR filtreleme prensibinin şematik diyagramı.
Makale, EUVL ışık kaynağı filtreleme sisteminin ana akım teknik çözümlerini özetlemekte, OoB radyasyonunu filtrelemenin temel teknolojisini analiz etmekte ve pratik uygulamalar ışığında ana zorlukları ve gelecekteki gelişme eğilimlerini tartışmaktadır. EUV ışık kaynağının performansı, litografik performansı belirler. ve sonuçta yüksek saflıkta bir EUV ışık kaynağı elde etmek için, filtreleme sisteminin tasarımını, gelişmiş üretim sürecini ve gelişmiş ölçüm yöntemini geliştirmek gerekir. Yüksek saflıkta EUV ışık kaynağı elde etmek için filtreleme sistemi tasarımının, üretim prosesinin ve ölçüm yönteminin geliştirilmesi vazgeçilmezdir.
