Tällä hetkellä kaupallisessa EUV-litografiassa hyödynnetään laserplasmatyyppistä äärimmäistä ultraviolettivaloa (LPP-EUV) -valolähdejärjestelmää, joka koostuu pääosin ohjauslaserista, pisara-tinaobjektista ja keräyspeilistä. Kahden tarkan pommituksen jälkeen tinapisarakohteeseen ohjauslaserilla, tina ionisoituu täysin ja tuottaa korkeaenergistä EUV-säteilyä, joka heijastuu ja fokusoituu polttopisteeseen (IF-pisteeseen) keräyspeilillä ja syötetään sitten myöhempi valopolun lähetys.
EUV:n viritys- ja fokusointiprosessiin liittyy usein muiden valokaistojen muodostumista ja lähentymistä (Out-of-band, OoB). Jotkut näistä valoista voidaan poistaa käyttämällä taustavetyä tai ne eivät ole herkkiä fotoresistille, joten niiden vaikutus on minimaalinen. On kuitenkin muita valokaistoja, jotka voivat vahingoittaa vakavasti koko litografiajärjestelmää ja vaikuttaa lopulliseen kuvantamissuorituskykyyn, kuten syvä ultravioletti (DUV) ja infrapuna (IR) valo alle 300 nm. Edellinen johtuu tinakohteen laserpommituksesta, mikä vähentää litografisen kuvion kontrastia, koska fotoresisti on erittäin herkkä tälle valokaistalle; kun taas jälkimmäinen syntyy ohjauslaserista, jonka korkea energia aiheuttaa optisten elementtien, maskien ja kiekkojen eriasteista kuumenemista, mikä heikentää kuvion tarkkuutta ja vaurioittaa optisia elementtejä. Lisäksi keräilypeilin pinnan heijastavuus edellisellä on lähes sama kuin EUV:n, kun taas jälkimmäisen heijastavuus on lähes 100%, kuten kuvassa 1. Otetaan esimerkkinä IR ajovaloksi. lähdelasertehovaatimukset 20 kW:lle keräyspeilin heijastuksen ja konvergenssin jälkeen sen teho IF-pisteen saavuttamiseksi on edelleen lähes 10 %, eli noin 2 kW; Kuitenkin, jotta IR:llä koko järjestelmään ei olisi juuri mitään vaikutusta, on tarpeen edelleen vähentää tehoa IF-pisteessä vähintään 1%, eli vain 20 W alle. Näin suurella kysynnällä on välttämätöntä suodattaa pois OoB-säteily, joka heikentäisi suuresti valonlähdejärjestelmän suorituskykyä, jos sitä ei suodateta pois niin, että se heijastuisi kollektoripeileistä ja menisi seuraavalle valopolulle.
Kuva 1 Laskettu valon eri aallonpituuskaistojen heijastuskyky 50--kerroksisesta molybdeeni/pii-monikerroksesta, jonka jakso on 6,9 nm ja molybdeeni/pii-suhde 0,4 keruupeilin pinnalla .
Suodatinrakenne EUV-litografiavalolähdejärjestelmässä
Nan Linin ja Yuxin Lengin tiimi Kiinan tiedeakatemian (SIOM) Shanghain optisten koneiden instituutin osavaltion intensiivisen kentän laserfysiikan laboratoriosta (SIOM) on systemaattisesti kehittänyt EUVL-suodatusjärjestelmien tärkeimpiä teknologioita, päähaasteita ja tulevaisuuden suuntauksia. suhteessa kaistan ulkopuolisiin aallonpituuksiin EUV-litografiavalonlähdejärjestelmissä.
Tulokset on julkaistu High Power Laser Science and Engineering 2023:n artikkelissa nro 5 (Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng. Spektripuhtausjärjestelmät, joita käytetään laserilla tuotetuissa plasman äärimmäisen ultravioletti litografian lähteissä: a) katsaus[J] High Power Laser Science and Engineering, 2023, 11(5): 05000e64).
EUVL-valonlähdejärjestelmissä plasman tuottama DUV ja ajovalon lähteestä peräisin oleva IR vaikuttavat yleensä suuresti optisen järjestelmän litografian suorituskykyyn ja käyttöikään sekä molybdeeni/pii-monikerroksiseen kalvorakenteeseen valon pinnalla. keräilypeileillä on korkea heijastuskyky, joten EUVL-valonlähdesuodatusjärjestelmä on suunniteltu pääasiassa niitä varten. DUV:n alhainen energiaintensiteetti, läpäisevän tai heijastavan itsenäisen kalvorakenteen käyttö voi saavuttaa hyvän suodatusvaikutuksen, mutta kalvorakenteen alhaisen mekaanisen lujuuden vuoksi on helppo johtaa kalvon repeytymiseen ja muihin ongelmiin, käyttöikä on lyhyempi. Sitä vastoin korkeaenergiaista IR:tä ei voida suodattaa yksinkertaisesti käyttämällä ohutkalvosuodattimia. Sen sijaan monikerroksisia hilarakenteita on käsiteltävä ja pinnoitettava kollektoripeilin alustalle (näkyy kuvassa 2), jotta tietyn aallonpituuden IR voidaan suodattaa diffraktiolla ja säilyttää mahdollisimman paljon EUV-säteilyä (näkyy kuvassa 3). ). Tämä menetelmä asettaa erittäin korkeat vaatimukset ritilärakenteen suunnittelulle, käsittelylle ja mittaukselle, erityisesti ritiläpinnan karheuden ja monikerroksisen kalvon tasaisuuden sekä ritilärakenteen korkeusperusteisten parametrien vaikutuksen hallinnassa. heijastavuuden suhteen, joka meidän on mitattava vain muutamaan nanometriin tai jopa osananometriin. Koko EUVL-valonlähdejärjestelmän osalta suodatusobjekti määrittää, että lopullista suodatusjärjestelmää on vaikea olla olemassa yhtenäisenä rakenteena, jolloin on otettava huomioon sekä vapaasti seisova ohutkalvorakenne että keräyspeilin sisäänrakennettu hilarakenne. , jotta voidaan ymmärtää vaikutus OoB:n litografiseen suorituskykyyn yleisen suodatuksen osalta EUV-valonlähteen puhtauden varmistamiseksi.
Kuva 2 Kaaviokuva keräyspeiliin rakennetusta ritilärakenteesta.
Kuva 3 Kaaviokaavio IR-suodatuksen periaatteesta keräyspeilin sisäänrakennetun hilarakenteen avulla.
Artikkelissa esitetään yhteenveto EUVL-valonlähdesuodatusjärjestelmän teknisistä pääratkaisuista, analysoidaan keskeisiä OoB-säteilyn suodatustekniikoita sekä pohditaan tärkeimpiä haasteita ja tulevaisuuden kehitystrendejä käytännön sovellusten valossa. EUV-valonlähteen suorituskyky määrää litografian suorituskyvyn. suodatusjärjestelmän suunnittelua, kehittynyttä valmistusprosessia ja edistynyttä mittausmenetelmää on parannettava, jotta loppujen lopuksi saadaan erittäin puhdas EUV-valolähde. Erittäin puhtaan EUV-valonlähteen saamiseksi on välttämätöntä parantaa suodatusjärjestelmän suunnittelua, prosessin valmistusta ja mittausmenetelmää.
