I øjeblikket bruger kommerciel EUV-litografi et laserplasma-type-ekstrem ultraviolet (LPP-EUV) lyskildesystem, som hovedsageligt består af en drivlaser, et dråbetinmål og et samlespejl. Efter to præcise bombardementer af dråbetinmålet af drivlaseren vil tinnet blive fuldstændig ioniseret og generere højenergi EUV-stråling, som vil blive reflekteret og fokuseret til et brændpunkt (IF-punkt) af opsamlingsspejlet og derefter gået ind i den efterfølgende transmission af lysbanen.
Processen med excitation og fokusering af EUV er ofte ledsaget af generering og konvergens af andre lysbånd (Out-of-band, OoB). Nogle af disse lys kan fjernes ved hjælp af baggrundsbrint eller er ufølsomme over for fotoresisten, så deres påvirkning er minimal. Der er dog andre lysbånd, der kan forårsage alvorlig skade på hele litografisystemet og påvirke den endelige billedbehandlingsydelse, såsom dybt ultraviolet (DUV) og infrarødt (IR) lys under 300 nm. Førstnævnte opstår fra laserbombardement af tinmålet, hvilket forårsager en reduktion i kontrasten af det litografiske mønster, fordi fotoresisten er meget følsom over for dette lysbånd; mens sidstnævnte stammer fra drivlaseren, hvis høje energi vil forårsage forskellige grader af opvarmning af de optiske elementer, masker og wafere, hvilket reducerer mønsterets præcision og beskadiger de optiske elementer. Derudover er reflektionsevnen af opsamlingsspejlets overflade på førstnævnte næsten den samme som EUV, mens reflektionsevnen af sidstnævnte er tæt på 100 %, som vist i figur 1. Tag IR som et eksempel, som kørelys kildelasereffektkrav til 20 kW, efter indsamlingsspejlet refleksion og konvergens, dens magt til at nå IF-punktet er stadig næsten 10%, det vil sige omkring 2 kW; Men for at få IR på hele systemet til at have næsten ingen effekt, er det nødvendigt at reducere effekten yderligere ved IF-punktet på mindst 1%, det vil sige kun 20 W under. Med så stor en efterspørgsel er det nødvendigt at bortfiltrere OoB-stråling, hvilket ville forringe lyskildesystemets ydeevne meget, hvis det ikke blev filtreret fra, så det ville blive reflekteret af solfangerspejlene og komme ind i den efterfølgende lysvej.
Fig. 1 Beregnet reflektans af forskellige bølgelængdebånd af lys fra et 50-lags molybdæn/silicium-flerlag med en periode på 6,9 nm og et molybdæn/silicium-forhold på 0.4 på overfladen af solfangerspejlet .
Filterstruktur i EUV litografi lyskildesystem
Holdet af Nan Lin og Yuxin Leng fra State Key Laboratory of Intense Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optical Machinery, Chinese Academy of Sciences (SIOM), har systematisk udarbejdet nøgleteknologierne, hovedudfordringerne og fremtidige tendenser for EUVL-filtreringssystemer med respekt for bølgelængderne uden for båndet i EUV litografiske lyskildesystemer.
Resultaterne er publiceret i artiklen af High Power Laser Science and Engineering 2023, nr. 5 (Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng. Spektralrenhedssystemer anvendt til laserproducerede plasma ekstrem ultraviolet litografikilder: a gennemgang[J] High Power Laser Science and Engineering, 2023, 11(5): 05000e64).
I EUVL-lyskildesystemer har den plasma-genererede DUV og den IR, der stammer fra den drivende lyskilde, sædvanligvis en stor indvirkning på litografi-ydelsen og levetiden af det optiske system og molybdæn/silicium-flerlagsfilmstrukturen på overfladen af solfangerspejle har en høj reflektans til dem, så EUVL lyskildefiltreringssystemet er hovedsageligt designet til dem. DUV lav energiintensitet, brugen af transmissiv eller reflekterende uafhængig filmstruktur kan opnå god filtreringseffekt, men på grund af den lave mekaniske styrke af filmstrukturen er det let at føre til filmbrud og andre problemer, levetiden er kortere. I modsætning hertil kan IR med høj energi ikke filtreres blot ved at bruge tyndfilmsfiltre. I stedet skal flerlags gitterstrukturer behandles og belægges på kollektorspejlsubstratet (vist i fig. 2), for at filtrere IR af specifikke bølgelængder ved diffraktion og bevare så meget EUV-stråling som muligt (vist i fig. 3) ). Denne metode stiller meget høje krav til design, bearbejdning og måling af riststrukturen, især til styringen af ristets overfladeruhed og ensartetheden af flerlagsfilmen, samt indflydelsen af riststrukturens højdebaserede parametre. på reflektiviteten, som vi skal måle til kun nogle få nanometer eller endda sub-nanometer. Med hensyn til hele EUVL lyskildesystemet bestemmer filtreringsobjektet, at det endelige filtreringssystem er vanskeligt at eksistere i en enkelt struktur, som skal tage hensyn til både den fritstående tyndfilmstruktur og den indbyggede gitterstruktur i samlespejlet , for at realisere indvirkningen på den litografiske ydeevne af OoB for den samlede filtrering, for at sikre renheden af EUV-lyskilden.
Fig. 2 Skematisk diagram af gitterstrukturen indbygget i solfangerspejlet.
Fig. 3 Skematisk diagram af princippet om IR-filtrering ved den indbyggede gitterstruktur af opsamlingsspejlet.
Artiklen opsummerer de almindelige tekniske løsninger af EUVL lyskildefiltreringssystem, analyserer nøgleteknologien til filtrering af OoB-stråling og diskuterer de vigtigste udfordringer og fremtidige udviklingstendenser i lyset af praktiske anvendelser. EUV-lyskildens ydeevne bestemmer ydeevnen af litografisk mønstre, og for i sidste ende at opnå en EUV-lyskilde med høj renhed, er det nødvendigt at forbedre designet af filtersystemet, den avancerede fremstillingsproces og den avancerede målemetode. For at opnå en EUV-lyskilde med høj renhed er det uundværligt at forbedre designet af filtreringssystem, procesfremstilling og målemetode.
