Trenutačno komercijalna EUV litografija koristi laserski plazma-tip-ekstremni ultraljubičasti (LPP-EUV) sustav izvora svjetlosti, koji se uglavnom sastoji od pogonskog lasera, kositrene mete s kapljicama i kolektorskog zrcala. Nakon dva precizna bombardiranja mete u obliku kapljica kositra od strane pogonskog lasera, kositar će biti potpuno ioniziran i generirati visokoenergetsko EUV zračenje, koje će se reflektirati i fokusirati na žarišnu točku (IF točka) od strane sabirnog zrcala, a zatim ući u naknadni prijenos puta svjetlosti.
Proces ekscitacije i fokusiranja EUV često je popraćen stvaranjem i konvergencijom drugih vrpci svjetlosti (Izvanpojasni, OoB). Neka od tih svjetala mogu se ukloniti korištenjem pozadinskog hidrogena ili su neosjetljiva na fotorezist pa je njihov utjecaj minimalan. Međutim, postoje druge trake svjetlosti koje mogu uzrokovati ozbiljnu štetu cijelom litografskom sustavu i utjecati na konačnu izvedbu slike, kao što je duboko ultraljubičasto (DUV) i infracrveno (IR) svjetlo ispod 300 nm. Prvi proizlazi iz laserskog bombardiranja limene mete, što uzrokuje smanjenje kontrasta litografskog uzorka jer je fotorezist vrlo osjetljiv na ovu traku svjetlosti; dok potonji proizlazi iz pogonskog lasera, čija visoka energija uzrokuje različite stupnjeve zagrijavanja optičkih elemenata, maski i pločica, što smanjuje preciznost uzorka i oštećuje optičke elemente. Osim toga, reflektivnost površine zrcala za sakupljanje na prvom je gotovo ista kao i kod EUV, dok je reflektivnost potonjeg blizu 100%, kao što je prikazano na slici 1. Uzmimo IR kao primjer, kao dugo svjetlo zahtjevi izvorne snage lasera za 20 kW, nakon refleksije zrcala zbirke i konvergencije, njegova snaga za postizanje IF točke još uvijek je gotovo 10%, odnosno oko 2 kW; međutim, kako bi IC na cijeli sustav imao gotovo nikakav učinak, potrebno je dodatno smanjiti snagu u IF točki za najmanje 1%, odnosno samo 20 W ispod. S tako velikim zahtjevima, potrebno je filtrirati OoB zračenje, što bi uvelike degradiralo performanse sustava izvora svjetlosti da nije filtrirano tako da bi se reflektiralo od zrcala kolektora i ušlo u kasniju putanju svjetlosti.
Slika 1. Izračunata refleksija vrpci svjetlosti različitih valnih duljina od višeslojnog 50-sloja molibden/silicij s periodom od 6,9 nm i omjerom molibden/silicij od 0.4 na površini zrcala kolektora .
Struktura filtra u EUV litografskom sustavu izvora svjetlosti
Tim Nan Lin i Yuxin Leng iz Državnog ključnog laboratorija za fiziku lasera intenzivnog polja, Shanghai Institute of Optical Machinery, Kineske akademije znanosti (SIOM), sustavno je razradio ključne tehnologije, glavne izazove i buduće trendove EUVL sustava filtriranja s s obzirom na vanpojasne valne duljine u EUV litografskim sustavima izvora svjetlosti.
Rezultati su objavljeni u članku časopisa High Power Laser Science and Engineering 2023, br. 5 (Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng. Sustavi spektralne čistoće primijenjeni za laserski proizvedene plazma izvore ekstremne ultraljubičaste litografije: a pregled [J]. High Power Laser Science and Engineering, 2023, 11(5): 05000e64).
U EUVL sustavima izvora svjetla, plazma generirani DUV i IR koji potječu iz izvora pogonskog svjetla obično imaju veliki utjecaj na performanse litografije i životni vijek optičkog sustava, a struktura višeslojnog filma molibden/silicij na površini kolektorska zrcala imaju visoku refleksiju, tako da je EUVL sustav filtriranja izvora svjetlosti uglavnom dizajniran za njih. DUV niskog energetskog intenziteta, korištenje transmisivne ili reflektirajuće nezavisne strukture filma može postići dobar učinak filtriranja, ali zbog niske mehaničke čvrstoće strukture filma lako je doći do puknuća filma i drugih problema, vijek trajanja je kraći. Nasuprot tome, IR s visokom energijom ne može se filtrirati jednostavno pomoću filtara tankog filma. Umjesto toga, potrebno je obraditi višeslojne rešetkaste strukture i presvući ih na podlogu zrcala kolektora (prikazano na slici 2), kako bi se difrakcijom filtriralo IR specifičnih valnih duljina i zadržalo što je moguće više EUV zračenja (prikazano na slici 3). ). Ova metoda postavlja vrlo visoke zahtjeve za projektiranje, obradu i mjerenje strukture rešetke, posebno u kontroli hrapavosti površine rešetke i jednolikosti višeslojnog filma, kao i utjecaja visinskih parametara strukture rešetke. na reflektivnost, koju trebamo izmjeriti na samo nekoliko nanometara ili čak sub-nanometara. Što se tiče cjelokupnog EUVL sustava izvora svjetlosti, objekt filtriranja utvrđuje da je konačni sustav filtriranja teško postojati u jednoj strukturi, koja treba uzeti u obzir i samostojeću strukturu tankog filma i ugrađenu strukturu rešetke sabirnog zrcala. , kako bi se ostvario utjecaj na litografsku izvedbu OoB za cjelokupnu filtraciju, kako bi se osigurala čistoća EUV izvora svjetlosti.
Slika 2. Shematski dijagram strukture rešetke ugrađene u zrcalo kolektora.
Slika 3. Shematski dijagram principa IR filtriranja pomoću ugrađene rešetkaste strukture sabirnog zrcala.
Članak sažima glavna tehnička rješenja EUVL sustava za filtriranje izvora svjetlosti, analizira ključnu tehnologiju filtriranja OoB zračenja i raspravlja o glavnim izazovima i budućim trendovima razvoja u svjetlu praktičnih primjena. Učinkovitost EUV izvora svjetlosti određuje izvedbu litografskog uzoraka, a kako bi se u konačnici dobio EUV izvor svjetlosti visoke čistoće, potrebno je poboljšati dizajn sustava filtriranja, napredni proizvodni proces i naprednu metodu mjerenja. Kako bi se dobio EUV izvor svjetlosti visoke čistoće, neophodno je poboljšati dizajn sustava za filtriranje, proces proizvodnje i metodu mjerenja.
