Trenutno, komercijalna EUV litografija koristi sistem izvora ekstremnog ultraljubičastog svjetla tipa laserske plazme (LPP-EUV), koji se uglavnom sastoji od pogonskog lasera, limene mete za kapljice i kolektorskog ogledala. Nakon dva precizna bombardiranja kapljice limene mete pogonskim laserom, lim će biti potpuno ioniziran i generirati visokoenergetsko EUV zračenje, koje će se ogledalo za prikupljanje reflektirati i fokusirati na žarišnu tačku (IF tačku), a zatim ući u naknadni prenos svetlosnog puta.
Proces pobuđivanja i fokusiranja EUV-a često je praćen generisanjem i konvergencijom drugih svetlosnih opsega (Out-of-band, OoB). Neka od ovih svjetala mogu se ukloniti korištenjem pozadinskog vodonika ili su neosjetljiva na fotootpor, tako da je njihov utjecaj minimalan. Međutim, postoje i drugi pojasevi svjetlosti koji mogu uzrokovati ozbiljna oštećenja cijelog litografskog sistema i utjecati na konačni učinak snimanja, kao što je duboko ultraljubičasto (DUV) i infracrveno (IR) svjetlo ispod 300 nm. Prvi nastaje laserskim bombardiranjem limene mete, što uzrokuje smanjenje kontrasta litografskog uzorka jer je fotorezist vrlo osjetljiv na ovu traku svjetlosti; dok ovaj drugi proizlazi iz pokretačkog lasera, čija će visoka energija uzrokovati različite stupnjeve zagrijavanja optičkih elemenata, maski i wafera, što smanjuje preciznost šare i oštećuje optičke elemente. Osim toga, reflektivnost površine sabirnog zrcala na prvom je skoro ista kao kod EUV, dok je reflektivnost potonjeg blizu 100%, kao što je prikazano na slici 1. Uzmimo IR kao primjer, kao svjetlo za vožnju Zahtjevi za snagom izvornog lasera za 20 kW, nakon refleksije i konvergencije ogledala sakupljanja, njegova snaga da dosegne IF tačku je još uvijek gotovo 10%, odnosno oko 2 kW; međutim, kako bi IR na čitav sistem gotovo da nema efekta, potrebno je dodatno smanjiti snagu u IF tački za najmanje 1%, odnosno samo 20 W ispod. Uz tako veliku potražnju, potrebno je filtrirati OoB zračenje, koje bi uvelike degradiralo performanse sistema izvora svjetlosti da se ne filtrira tako da se reflektira od kolektorskih ogledala i uđe u kasniji svjetlosni put.
Slika 1 Izračunata refleksija različitih opsega talasnih dužina svetlosti sa višeslojnog 50-sloja molibden/silicijum sa periodom od 6,9 nm i omjerom molibden/silicijum od 0.4 na površini kolektorskog ogledala .
Struktura filtera u sistemu izvora svjetlosti EUV litografije
Tim Nan Lin i Yuxin Leng iz Državne ključne laboratorije za lasersku fiziku intenzivnog polja, Šangajski institut optičkih mašina, Kineska akademija nauka (SIOM), sistematski je razradio ključne tehnologije, glavne izazove i buduće trendove EUVL sistema za filtriranje sa poštovanje vanpojasnih talasnih dužina u sistemima izvora svetlosti EUV litografije.
Rezultati su objavljeni u članku High Power Laser Science and Engineering 2023, br. 5 (Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng. Sistemi spektralne čistoće primijenjeni za laserski proizvedene plazma ekstremne ultraljubičaste litografske izvore: a recenzija [J] Laserska nauka i inženjerstvo velike snage, 2023, 11(5): 05000e64).
U EUVL sistemima izvora svjetlosti, DUV generiran plazmom i IR koji potiče od izvora svjetla za vožnju obično imaju veliki utjecaj na performanse litografije i vijek trajanja optičkog sistema, kao i na strukturu višeslojnog filma molibden/silicijum na površini kolektorska ogledala imaju visoku refleksiju, tako da je EUVL sistem filtriranja izvora svjetlosti uglavnom dizajniran za njih. DUV niskog intenziteta energije, korištenje transmisivne ili reflektirajuće nezavisne strukture filma može postići dobar učinak filtriranja, ali zbog niske mehaničke čvrstoće strukture filma lako je dovesti do pucanja filma i drugih problema, vijek trajanja je kraći. Nasuprot tome, IR s visokom energijom ne može se filtrirati jednostavno korištenjem tankoslojnih filtera. Umjesto toga, višeslojne rešetkaste strukture moraju se obraditi i premazati na podlozi kolektorskog ogledala (prikazano na slici 2), kako bi se difrakcijom filtrirale IR određene valne dužine i zadržale što je moguće više EUV zračenja (prikazano na slici 3. ). Ova metoda postavlja vrlo visoke zahtjeve za projektovanje, obradu i mjerenje strukture rešetke, posebno u kontroli hrapavosti površine rešetke i ujednačenosti višeslojnog filma, kao i utjecaja visinskih parametara rešetkaste strukture. na refleksivnosti, koju trebamo izmjeriti na samo nekoliko nanometara ili čak sub-nanometara. U smislu cjelokupnog EUVL sistema izvora svjetlosti, objekt filtriranja određuje da je konačni sistem filtriranja teško postojati u jednoj strukturi, koja mora uzeti u obzir i samostojeću tankoslojnu strukturu i ugrađenu rešetkastu strukturu sabirnog ogledala. , kako bi se ostvario uticaj na litografske performanse OoB-a za ukupnu filtraciju, kako bi se osigurala čistoća EUV izvora svjetlosti.
Slika 2 Šematski dijagram rešetkaste strukture ugrađene u kolektorsko ogledalo.
Slika 3 Šematski dijagram principa IR filtriranja ugrađenom rešetkastom strukturom sabirnog ogledala.
Članak sumira glavna tehnička rješenja EUVL sistema za filtriranje izvora svjetlosti, analizira ključnu tehnologiju filtriranja OoB zračenja i razmatra glavne izazove i buduće trendove razvoja u svjetlu praktične primjene. Performanse EUV izvora svjetlosti određuju performanse litografije uzorci, a da bi se u konačnici dobio EUV izvor svjetlosti visoke čistoće, potrebno je poboljšati dizajn sistema za filtriranje, napredni proizvodni proces i naprednu metodu mjerenja. Da bi se dobio EUV izvor svjetlosti visoke čistoće, neophodno je poboljšati dizajn sistema za filtriranje, proces proizvodnje i metode mjerenja.
