Ar hyn o bryd, mae lithograffeg EUV fasnachol yn defnyddio system ffynhonnell golau uwchfioled eithafol laser plasma-math (LPP-EUV), sy'n cynnwys yn bennaf laser gyrru, targed tun defnyn, a drych casglwr. Ar ôl dau belediad manwl gywir o'r targed tun droplet gan y laser gyrru, bydd y tun yn cael ei ïoneiddio'n llwyr ac yn cynhyrchu ymbelydredd EUV ynni uchel, a fydd yn cael ei adlewyrchu a'i ganolbwyntio i ganolbwynt (pwynt IF) gan y drych casglu ac yna'n cael ei roi mewn trosglwyddiad dilynol y llwybr golau.
Mae proses cyffroi a chanolbwyntio EUV yn aml yn cyd-fynd â chynhyrchu a chydgyfeirio bandiau golau eraill (Allan o'r band, OoB). Gellir tynnu rhai o'r goleuadau hyn gan ddefnyddio hydrogen cefndirol neu maent yn ansensitif i'r ffotoresydd, felly mae eu heffaith yn fach iawn. Fodd bynnag, mae yna fandiau golau eraill a all achosi niwed difrifol i'r system lithograffeg gyfan ac effeithio ar y perfformiad delweddu terfynol, megis golau uwchfioled dwfn (DUV) a golau isgoch (IR) o dan 300 nm. Mae'r cyntaf yn deillio o belediad laser o'r targed tun, sy'n achosi gostyngiad yng nghyferbyniad y patrwm lithograffig oherwydd bod y ffotoresydd yn sensitif iawn i'r band hwn o olau; tra bod yr olaf yn deillio o'r laser gyrru, y bydd ei egni uchel yn achosi gwahanol raddau o wresogi'r elfennau optegol, masgiau a wafferi, sy'n lleihau cywirdeb y patrwm ac yn niweidio'r elfennau optegol. Yn ogystal, mae adlewyrchedd wyneb y drych casglu ar y cyntaf bron yr un fath ag un EUV, tra bod adlewyrchedd yr olaf yn agos at 100%, fel y dangosir yn Ffigur 1. Cymerwch IR fel enghraifft, fel y golau gyrru gofynion pŵer laser ffynhonnell ar gyfer 20 kW, ar ôl y drych casglu adlewyrchiad a chydgyfeirio, ei bŵer i gyrraedd y pwynt IF yn dal i fod bron i 10%, hynny yw, tua 2 kW; fodd bynnag, er mwyn gwneud yr IR ar y system gyfan yn cael bron dim effaith, mae angen lleihau ymhellach y pŵer ar y pwynt IF o leiaf 1%, hynny yw, dim ond 20 W isod. Gyda galw mor uchel, mae angen hidlo ymbelydredd OoB allan, a fyddai'n diraddio'n fawr berfformiad y system ffynhonnell golau pe na bai'n cael ei hidlo allan fel y byddai'n cael ei adlewyrchu gan y drychau casglwr a mynd i mewn i'r llwybr golau dilynol.
Ffig. 1 Adlewyrchiad cyfrifedig gwahanol fandiau tonfedd golau o 50-haen amlhaenog molybdenwm/silicon gyda chyfnod o 6.9 nm a chymhareb molybdenwm/silicon o 0.4 ar wyneb y drych casglwr .
Strwythur hidlo yn system ffynhonnell golau lithograffeg EUV
Mae tîm Nan Lin a Yuxin Leng o Labordy Allweddol y Wladwriaeth o Ffiseg Laser Maes Dwys, Sefydliad Peiriannau Optegol Shanghai, Academi Gwyddorau Tsieineaidd (SIOM), wedi ymhelaethu'n systematig ar dechnolegau allweddol, prif heriau a thueddiadau systemau hidlo EUVL yn y dyfodol gyda parch at y tonfeddi y tu allan i'r band mewn systemau ffynhonnell golau lithograffeg EUV.
Cyhoeddir y canlyniadau yn erthygl High Power Laser Science and Engineering 2023, Rhif 5 (Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng. Mae systemau purdeb sbectrol yn berthnasol i ffynonellau lithograffeg uwchfioled eithafol plasma a gynhyrchir â laser: a adolygiad[J] Gwyddoniaeth a Pheirianneg Laser Pwer Uchel, 2023, 11(5): 05000e64).
Mewn systemau ffynhonnell golau EUVL, mae'r DUV a gynhyrchir â phlasma a'r IR sy'n tarddu o'r ffynhonnell golau gyrru fel arfer yn cael effaith fawr ar berfformiad lithograffeg ac oes y system optegol, a strwythur ffilm amlhaenog molybdenwm / silicon ar wyneb y mae gan ddrychau casglwr adlewyrchiad uchel iddynt, felly mae system hidlo ffynhonnell golau EUVL wedi'i chynllunio'n bennaf ar eu cyfer. Dwysedd ynni isel DUV, gall y defnydd o strwythur ffilm annibynnol trosglwyddol neu adlewyrchol gyflawni effaith hidlo dda, ond oherwydd cryfder mecanyddol isel y strwythur ffilm, mae'n hawdd arwain at rwygiad ffilm a phroblemau eraill, mae bywyd y gwasanaeth yn fyrrach. Mewn cyferbyniad, ni ellir hidlo IR ag egni uchel yn syml trwy ddefnyddio hidlwyr ffilm tenau. Yn lle hynny, mae angen prosesu strwythurau gratio aml-haen a'u gorchuddio ar swbstrad drych y casglwr (a ddangosir yn Ffig. 2), er mwyn hidlo IR tonfeddi penodol trwy ddifreithiant a chadw cymaint o ymbelydredd EUV â phosibl (a ddangosir yn Ffig. 3 ). Mae'r dull hwn yn gosod gofynion uchel iawn ar ddyluniad, prosesu a mesur y strwythur gratio, yn enwedig wrth reoli garwedd yr arwyneb gratio ac unffurfiaeth y ffilm amlhaenog, yn ogystal â dylanwad paramedrau uchder-seiliedig y strwythur gratio. ar yr adlewyrchedd, y mae angen inni ei fesur i ychydig o nanometrau neu hyd yn oed is-nanometrau. O ran system ffynhonnell golau EUVL gyfan, mae'r gwrthrych hidlo yn penderfynu ei bod yn anodd bodoli'r system hidlo derfynol mewn un strwythur, y mae angen iddo ystyried y strwythur ffilm tenau annibynnol a strwythur gratio adeiledig y drych casglu. , er mwyn gwireddu'r effaith ar berfformiad lithograffig yr OoB ar gyfer y hidliad cyffredinol, er mwyn sicrhau purdeb ffynhonnell golau EUV.
Ffig. 2 Diagram sgematig o'r strwythur gratio wedi'i gynnwys yn y drych casglwr.
Ffig. 3 Diagram sgematig o'r egwyddor o hidlo IR gan strwythur gratio adeiledig y drych casglu.
Mae'r erthygl yn crynhoi atebion technegol prif ffrwd system hidlo ffynhonnell golau EUVL, yn dadansoddi'r dechnoleg allweddol o hidlo ymbelydredd OoB, ac yn trafod y prif heriau a thueddiadau datblygu yn y dyfodol yng ngoleuni cymwysiadau ymarferol. Mae perfformiad ffynhonnell golau EUV yn pennu perfformiad lithograffig patrymau, ac er mwyn cael ffynhonnell golau EUV purdeb uchel yn y pen draw, mae angen gwella dyluniad y system hidlo, y broses weithgynhyrchu uwch, a'r dull mesur uwch. Er mwyn cael ffynhonnell golau EUV purdeb uchel, mae'n anhepgor gwella dyluniad system hidlo, gweithgynhyrchu prosesau, a dull mesur.
