Επί του παρόντος, η εμπορική λιθογραφία EUV χρησιμοποιεί ένα σύστημα πηγών φωτός με ακραία υπεριώδη ακτινοβολία τύπου πλάσματος λέιζερ (LPP-EUV), το οποίο αποτελείται κυρίως από ένα λέιζερ κίνησης, έναν στόχο κασσίτερου σταγονιδίων και έναν καθρέφτη συλλέκτη. Μετά από δύο ακριβείς βομβαρδισμούς του στόχου κασσίτερου σταγονιδίων από το λέιζερ κίνησης, ο κασσίτερος θα ιονιστεί πλήρως και θα παράγει ακτινοβολία EUV υψηλής ενέργειας, η οποία θα ανακλάται και θα εστιάζεται σε ένα εστιακό σημείο (σημείο IF) από τον καθρέφτη συλλογής και στη συνέχεια θα εισέρχεται στο την επακόλουθη μετάδοση της φωτεινής διαδρομής.
Η διαδικασία διέγερσης και εστίασης του EUV συχνά συνοδεύεται από τη δημιουργία και τη σύγκλιση άλλων ζωνών φωτός (Out-of-band, OoB). Μερικά από αυτά τα φώτα μπορούν να αφαιρεθούν χρησιμοποιώντας υδρογόνο φόντου ή δεν είναι ευαίσθητα στο φωτοανθεκτικό, επομένως η επίδρασή τους είναι ελάχιστη. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλες ζώνες φωτός που μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή βλάβη σε ολόκληρο το σύστημα λιθογραφίας και να επηρεάσουν την τελική απόδοση απεικόνισης, όπως το βαθύ υπεριώδες φως (DUV) και το υπέρυθρο (IR) φως κάτω από 300 nm. Το πρώτο προκύπτει από τον βομβαρδισμό με λέιζερ του κασσίτερου στόχου, ο οποίος προκαλεί μείωση της αντίθεσης του λιθογραφικού σχεδίου επειδή το φωτοανθεκτικό είναι πολύ ευαίσθητο σε αυτή τη ζώνη φωτός. ενώ το τελευταίο προκύπτει από το λέιζερ οδήγησης, του οποίου η υψηλή ενέργεια θα προκαλέσει διαφορετικούς βαθμούς θέρμανσης των οπτικών στοιχείων, των μασκών και των πλακών, γεγονός που μειώνει την ακρίβεια του σχεδίου και καταστρέφει τα οπτικά στοιχεία. Επιπλέον, η ανακλαστικότητα της επιφάνειας του καθρέφτη συλλογής στο πρώτο είναι σχεδόν ίδια με αυτή του EUV, ενώ η ανακλαστικότητα του τελευταίου είναι κοντά στο 100%, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Πάρτε για παράδειγμα το IR, ως το φως οδήγησης Απαιτήσεις ισχύος λέιζερ πηγής για 20 kW, μετά την ανάκλαση και τη σύγκλιση του καθρέφτη συλλογής, η ισχύς του για να φτάσει στο σημείο IF εξακολουθεί να είναι σχεδόν 10%, δηλαδή περίπου 2 kW. Ωστόσο, για να μην έχει σχεδόν κανένα αποτέλεσμα το IR σε ολόκληρο το σύστημα, είναι απαραίτητο να μειωθεί περαιτέρω η ισχύς στο σημείο IF τουλάχιστον κατά 1%, δηλαδή μόνο 20 W κάτω. Με τόσο υψηλή ζήτηση, είναι απαραίτητο να φιλτράρετε την ακτινοβολία OoB, η οποία θα υποβάθμιζε πολύ την απόδοση του συστήματος πηγής φωτός εάν δεν φιλτραρόταν έτσι ώστε να αντανακλάται από τους καθρέφτες του συλλέκτη και να εισέρχεται στην επόμενη διαδρομή φωτός.
Εικ. 1 Υπολογισμένη ανάκλαση ζωνών διαφορετικού μήκους κύματος φωτός από ένα 50-στρώμα μολυβδαινίου/πυριτίου με περίοδο 6,9 nm και λόγο μολυβδαινίου/πυριτίου 0.4 στην επιφάνεια του καθρέφτη συλλέκτη .
Δομή φίλτρου σε σύστημα φωτεινής πηγής λιθογραφίας EUV
Η ομάδα των Nan Lin και Yuxin Leng από το State Key Laboratory of Intense Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optical Machinery, China Academy of Sciences (SIOM), έχει εκπονήσει συστηματικά τις βασικές τεχνολογίες, τις κύριες προκλήσεις και τις μελλοντικές τάσεις των συστημάτων φιλτραρίσματος EUVL με σε σχέση με τα μήκη κύματος εκτός ζώνης σε συστήματα φωτεινών πηγών λιθογραφίας EUV.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύονται στο άρθρο του High Power Laser Science and Engineering 2023, Νο. 5 (Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng. Συστήματα φασματικής καθαρότητας που εφαρμόζονται για πηγές ακραίας λιθογραφίας υπεριώδους πλάσματος που παράγονται από λέιζερ: a κριτική[J]. Επιστήμη και μηχανική λέιζερ υψηλής ισχύος, 2023, 11(5): 05000e64).
Στα συστήματα φωτεινών πηγών EUVL, το DUV που δημιουργείται από πλάσμα και το IR που προέρχονται από την πηγή φωτός οδήγησης έχουν συνήθως μεγάλο αντίκτυπο στην απόδοση λιθογραφίας και στη διάρκεια ζωής του οπτικού συστήματος και στη δομή του πολυστρωματικού φιλμ μολυβδαινίου/πυριτίου στην επιφάνεια του Οι συλλεκτικοί καθρέφτες έχουν υψηλή ανακλαστικότητα, επομένως το σύστημα φιλτραρίσματος φωτεινής πηγής EUVL έχει σχεδιαστεί κυρίως για αυτούς. DUV χαμηλής έντασης ενέργειας, η χρήση μεταδοτικής ή ανακλαστικής ανεξάρτητης δομής φιλμ μπορεί να επιτύχει καλό αποτέλεσμα φιλτραρίσματος, αλλά λόγω της χαμηλής μηχανικής αντοχής της δομής του φιλμ είναι εύκολο να οδηγήσει σε ρήξη φιλμ και άλλα προβλήματα, η διάρκεια ζωής είναι μικρότερη. Αντίθετα, το IR με υψηλή ενέργεια δεν μπορεί να φιλτραριστεί απλώς με τη χρήση φίλτρων λεπτής μεμβράνης. Αντίθετα, οι δομές πλέγματος πολλαπλών στρωμάτων πρέπει να υποστούν επεξεργασία και να επικαλυφθούν στο υπόστρωμα του καθρέφτη συλλέκτη (που φαίνεται στο Σχ. 2), προκειμένου να φιλτράρουν τα IR συγκεκριμένων μηκών κύματος με περίθλαση και να διατηρούν όσο το δυνατόν περισσότερη ακτινοβολία EUV (εμφανίζεται στην Εικ. 3 ). Αυτή η μέθοδος θέτει πολύ υψηλές απαιτήσεις για το σχεδιασμό, την επεξεργασία και τη μέτρηση της δομής του τριψίματος, ειδικά στον έλεγχο της τραχύτητας της επιφάνειας του πλέγματος και της ομοιομορφίας της πολυστρωματικής μεμβράνης, καθώς και της επίδρασης των παραμέτρων που βασίζονται στο ύψος της δομής εσχάρας. στην ανακλαστικότητα, την οποία πρέπει να μετρήσουμε σε λίγα μόνο νανόμετρα ή ακόμα και σε υπονανόμετρα. Όσον αφορά ολόκληρο το σύστημα φωτεινής πηγής EUVL, το αντικείμενο φιλτραρίσματος καθορίζει ότι το τελικό σύστημα φιλτραρίσματος είναι δύσκολο να υπάρχει σε μια ενιαία δομή, η οποία πρέπει να λάβει υπόψη τόσο την ανεξάρτητη δομή λεπτής μεμβράνης όσο και την ενσωματωμένη δομή πλέγματος του καθρέφτη συλλογής , προκειμένου να γίνει αντιληπτό ο αντίκτυπος στη λιθογραφική απόδοση του OoB για το συνολικό φιλτράρισμα, ώστε να διασφαλιστεί η καθαρότητα της πηγής φωτός EUV.
Εικ. 2 Σχηματικό διάγραμμα της δομής εσχάρας ενσωματωμένη στον καθρέφτη συλλέκτη.
Εικ. 3 Σχηματικό διάγραμμα της αρχής του φιλτραρίσματος υπερύθρων από την ενσωματωμένη δομή πλέγματος του καθρέφτη συλλογής.
Το άρθρο συνοψίζει τις κύριες τεχνικές λύσεις του συστήματος φιλτραρίσματος πηγών φωτός EUVL, αναλύει τη βασική τεχνολογία φιλτραρίσματος της ακτινοβολίας OoB και συζητά τις κύριες προκλήσεις και τις μελλοντικές τάσεις ανάπτυξης υπό το πρίσμα πρακτικών εφαρμογών. Η απόδοση της πηγής φωτός EUV καθορίζει την απόδοση της λιθογραφικής μοτίβα, και για να ληφθεί τελικά μια πηγή φωτός EUV υψηλής καθαρότητας, είναι απαραίτητο να βελτιωθεί ο σχεδιασμός του συστήματος φιλτραρίσματος, η προηγμένη διαδικασία κατασκευής και η προηγμένη μέθοδος μέτρησης. Προκειμένου να ληφθεί πηγή φωτός EUV υψηλής καθαρότητας, είναι απαραίτητο να βελτιωθεί ο σχεδιασμός του συστήματος φιλτραρίσματος, η διαδικασία κατασκευής και η μέθοδος μέτρησης.
