Šiuo metu komercinėje EUV litografijoje naudojama lazerinė plazmos tipo ekstremalioji ultravioletinė (LPP-EUV) šviesos šaltinio sistema, kurią daugiausia sudaro varomasis lazeris, alavo lašelių taikinys ir kolektoriaus veidrodis. Du kartus tiksliai subombardavus alavo lašelinį taikinį varomuoju lazeriu, alavas bus visiškai jonizuotas ir generuos didelės energijos EUV spinduliuotę, kuri atsispindės ir sufokusuos į židinio tašką (IF tašką) surinkimo veidrodyje, o tada pateks į vėlesnis šviesos kelio perdavimas.
EUV sužadinimo ir fokusavimo procesą dažnai lydi kitų šviesos juostų generavimas ir konvergencija (Out-of-band, OoB). Kai kuriuos iš šių žibintų galima pašalinti naudojant foninį vandenilį arba jie yra nejautrūs fotorezistui, todėl jų poveikis yra minimalus. Tačiau yra ir kitų šviesos juostų, kurios gali rimtai pakenkti visai litografijos sistemai ir paveikti galutinį vaizdo našumą, pvz., gilioji ultravioletinė (DUV) ir infraraudonoji (IR) šviesa, mažesnė nei 300 nm. Pirmasis atsiranda dėl alavo taikinio bombardavimo lazeriu, dėl kurio sumažėja litografinio rašto kontrastas, nes fotorezistas yra labai jautrus šiai šviesos juostai; o pastarasis kyla iš varančiojo lazerio, kurio didelė energija sukels skirtingą optinių elementų, kaukių ir plokštelių kaitinimo laipsnį, o tai sumažina rašto tikslumą ir pažeidžia optinius elementus. Be to, pirmojo veidrodžio paviršiaus atspindžio koeficientas yra beveik toks pat kaip EUV, o antrosios veidrodžio atspindys yra beveik 100%, kaip parodyta 1 paveiksle. Kaip pavyzdį paimkite IR kaip važiavimo šviesą. šaltinio lazerio galios reikalavimai 20 kW, po surinkimo veidrodžio atspindžio ir konvergencijos jo galia pasiekti IF tašką vis dar yra beveik 10%, tai yra apie 2 kW; tačiau norint, kad IR visai sistemai beveik neveiktų, reikia dar labiau sumažinti galią IF taške bent 1%, tai yra tik 20 W žemiau. Esant tokiam dideliam poreikiui, būtina filtruoti OoB spinduliuotę, kuri labai pablogintų šviesos šaltinio sistemos veikimą, jei ji nebūtų išfiltruota taip, kad atsispindėtų kolektoriaus veidrodžiuose ir patektų į tolesnį šviesos kelią.
1 pav. Apskaičiuotas skirtingų bangos ilgių šviesos juostų atspindys iš 50-molibdeno/silicio daugiasluoksnio sluoksnio, kurio periodas yra 6,9 nm, o molibdeno ir silicio santykis yra 0,4 kolektoriaus veidrodžio paviršiuje .
Filtro struktūra EUV litografijos šviesos šaltinių sistemoje
Nan Lin ir Yuxin Leng komanda iš Valstybinės pagrindinės intensyvaus lauko lazerinės fizikos laboratorijos, Šanchajaus optinių mašinų instituto, Kinijos mokslų akademijos (SIOM), sistemingai plėtojo pagrindines EUVL filtravimo sistemų technologijas, pagrindinius iššūkius ir ateities tendencijas. EUV litografijos šviesos šaltinių sistemose už juostos ribų esančių bangų ilgių.
Rezultatai paskelbti „High Power Laser Science and Engineering 2023“ straipsnyje Nr. 5 (Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng. Spektrinio grynumo sistemos, taikomos lazeriu gaminamos plazmos ekstremalios ultravioletinės litografijos šaltiniams: a) apžvalga[J]. Didelės galios lazerių mokslas ir inžinerija, 2023, 11(5): 05000e64).
EUVL šviesos šaltinių sistemose plazmos generuojamas DUV ir IR, atsirandantis iš varančiojo šviesos šaltinio, paprastai turi didelę įtaką litografijos veikimui ir optinės sistemos eksploatavimo trukmei bei daugiasluoksnės molibdeno/silicio plėvelės struktūrai ant paviršiaus. kolektoriniai veidrodžiai turi didelį atspindį, todėl EUVL šviesos šaltinio filtravimo sistema daugiausia skirta jiems. DUV mažas energijos intensyvumas, naudojant pralaidią arba atspindinčią nepriklausomą plėvelės struktūrą galima pasiekti gerą filtravimo efektą, tačiau dėl mažo mechaninio plėvelės struktūros stiprumo lengva sukelti plėvelės plyšimą ir kitas problemas, tarnavimo laikas yra trumpesnis. Priešingai, didelės energijos IR negalima filtruoti tiesiog naudojant plonasluoksnius filtrus. Vietoj to, daugiasluoksnės grotelės turi būti apdorotos ir padengtos kolektoriaus veidrodžio pagrindu (parodyta 2 pav.), kad būtų galima filtruoti tam tikro bangos ilgio IR difrakcija ir išlaikyti kuo daugiau EUV spinduliuotės (parodyta 3 pav. ). Šis metodas kelia labai aukštus reikalavimus grotelių konstrukcijos projektavimui, apdorojimui ir matavimui, ypač kontroliuojant grotelių paviršiaus šiurkštumą ir daugiasluoksnės plėvelės vienodumą, taip pat grotelių konstrukcijos aukščio parametrų įtaką. dėl atspindžio, kurį turime išmatuoti tik iki kelių nanometrų ar net subnanometrų. Kalbant apie visą EUVL šviesos šaltinio sistemą, filtravimo objektas nustato, kad galutinę filtravimo sistemą sunku egzistuoti vienoje struktūroje, todėl reikia atsižvelgti ir į atskirai stovinčią plonasluoksnę struktūrą, ir į surinkimo veidrodžio įmontuotą grotelių struktūrą. , siekiant suvokti poveikį OoB litografinėms charakteristikoms bendram filtravimui, kad būtų užtikrintas EUV šviesos šaltinio grynumas.
2 pav. Kolektoriaus veidrodyje įmontuotų grotelių konstrukcijos schema.
3 pav. Infraraudonųjų spindulių filtravimo pagal įmontuotą surinkimo veidrodžio grotelių struktūrą principo schema.
Straipsnyje apibendrinami pagrindiniai EUVL šviesos šaltinių filtravimo sistemos techniniai sprendimai, išanalizuota pagrindinė OoB spinduliuotės filtravimo technologija, aptariami pagrindiniai iššūkiai ir ateities plėtros tendencijos, atsižvelgiant į praktinį pritaikymą. EUV šviesos šaltinio veikimas lemia litografijos efektyvumą. modelius ir norint galiausiai gauti labai gryną EUV šviesos šaltinį, būtina patobulinti filtravimo sistemos konstrukciją, pažangų gamybos procesą ir pažangų matavimo metodą. Norint gauti didelio grynumo EUV šviesos šaltinį, būtina tobulinti filtravimo sistemos konstrukciją, proceso gamybą ir matavimo metodą.
