Trenutno komercialna EUV litografija uporablja laserski sistem plazemskega izvora ekstremne ultravijolične svetlobe (LPP-EUV), ki je v glavnem sestavljen iz pogonskega laserja, tarče iz kositra s kapljicami in zbiralnega zrcala. Po dveh natančnih bombardiranjih tarče kapljice kositra s pogonskim laserjem bo kositer popolnoma ioniziran in ustvaril visokoenergijsko EUV sevanje, ki se bo z zbiralnim zrcalom odbilo in osredotočilo na žariščno točko (IF točka) in nato vstopilo v kasnejši prenos svetlobne poti.
Proces vzbujanja in fokusiranja EUV pogosto spremlja generiranje in konvergenca drugih pasov svetlobe (Out-of-band, OoB). Nekatere od teh luči je mogoče odstraniti z vodikom v ozadju ali pa so neobčutljive na fotorezist, zato je njihov vpliv minimalen. Vendar pa obstajajo tudi drugi svetlobni pasovi, ki lahko resno poškodujejo celoten litografski sistem in vplivajo na končno slikovno zmogljivost, na primer globoka ultravijolična (DUV) in infrardeča (IR) svetloba pod 300 nm. Prva nastane zaradi laserskega obstreljevanja kositrne tarče, ki povzroči zmanjšanje kontrasta litografskega vzorca, ker je fotorezist zelo občutljiv na ta pas svetlobe; medtem ko slednji izhaja iz pogonskega laserja, katerega visoka energija bo povzročila različne stopnje segrevanja optičnih elementov, mask in rezin, kar zmanjša natančnost vzorca in poškoduje optične elemente. Poleg tega je odbojnost površine zbirnega zrcala na prvem skoraj enaka kot pri EUV, medtem ko je odbojnost drugega blizu 100 %, kot je prikazano na sliki 1. Vzemimo IR kot primer kot žaromet zahteve po moči vira laserja za 20 kW, po odboju in konvergenci zbiralnega zrcala je njegova moč za dosego točke IF še vedno skoraj 10 %, to je približno 2 kW; da pa IR na celoten sistem skoraj ne vpliva, je treba dodatno zmanjšati moč na IF točki za vsaj 1%, torej samo 20 W spodaj. Pri tako velikem povpraševanju je potrebno filtrirati OoB sevanje, ki bi močno poslabšalo delovanje sistema svetlobnega vira, če ne bi bilo filtrirano, tako da bi se odbijalo od kolektorskih zrcal in vstopilo v naslednjo pot svetlobe.
Slika 1 Izračunana odbojnost svetlobnih pasov različnih valovnih dolžin od večplastne 50-plasti molibden/silicij s periodo 6,9 nm in razmerjem molibden/silicij 0.4 na površini kolektorskega zrcala .
Struktura filtra v EUV litografskem sistemu svetlobnega vira
Ekipa Nan Lin in Yuxin Leng iz državnega laboratorija za lasersko fiziko intenzivnega polja, Šanghajski inštitut za optične stroje, Kitajska akademija znanosti (SIOM), je sistematično izdelala ključne tehnologije, glavne izzive in prihodnje trende filtrirnih sistemov EUVL z glede na zunajpasovne valovne dolžine v EUV litografskih sistemih svetlobnih virov.
Rezultati so objavljeni v članku High Power Laser Science and Engineering 2023, št. 5 (Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng. Sistemi spektralne čistosti, uporabljeni za lasersko proizvedene plazemske vire ekstremne ultravijolične litografije: a pregled [J] High Power Laser Science and Engineering, 2023, 11(5): 05000e64).
V sistemih svetlobnih virov EUVL imata plazemsko ustvarjeni DUV in IR, ki izhajata iz vira pogonske svetlobe, običajno velik vpliv na zmogljivost litografije in življenjsko dobo optičnega sistema ter večplastno strukturo filma molibdena/silicija na površini Kolektorska ogledala imajo visoko odbojnost, zato je sistem filtriranja svetlobnega vira EUVL zasnovan predvsem zanje. DUV nizka energetska intenzivnost, uporaba transmisivne ali odsevne neodvisne filmske strukture lahko doseže dober učinek filtriranja, vendar je zaradi nizke mehanske trdnosti filmske strukture enostavno povzročiti zlom filma in druge težave, življenjska doba je krajša. Nasprotno pa IR z visoko energijo ni mogoče filtrirati preprosto z uporabo tankoslojnih filtrov. Namesto tega je treba obdelati in prevleči večplastne mrežne strukture na podlago kolektorskega zrcala (prikazano na sliki 2), da se z uklonom filtrira IR specifičnih valovnih dolžin in zadrži čim več EUV sevanja (prikazano na sliki 3). ). Ta metoda postavlja zelo visoke zahteve pri oblikovanju, obdelavi in meritvah rešetkaste strukture, zlasti pri kontroli hrapavosti rešetkaste površine in enakomernosti večslojne folije ter vpliva višinskih parametrov rešetkaste strukture. na odbojnost, ki jo moramo izmeriti na le nekaj nanometrov ali celo podnanometrov. Kar zadeva celoten sistem svetlobnega vira EUVL, filtrirni objekt določa, da končni filtrirni sistem težko obstaja v eni sami strukturi, ki mora upoštevati tako prostostoječo tankoplastno strukturo kot vgrajeno rešetkasto strukturo zbirnega ogledala. , da bi ugotovili vpliv na litografsko zmogljivost OoB za celotno filtracijo, da bi zagotovili čistost svetlobnega vira EUV.
Slika 2 Shema strukture rešetke, vgrajene v kolektorsko ogledalo.
Slika 3 Shematski diagram principa IR filtriranja z vgrajeno rešetkasto strukturo zbirnega ogledala.
Članek povzema glavne tehnične rešitve EUVL sistema za filtriranje svetlobnega vira, analizira ključno tehnologijo filtriranja OoB sevanja ter razpravlja o glavnih izzivih in prihodnjih razvojnih trendih v luči praktičnih aplikacij. Učinkovitost EUV svetlobnega vira določa učinkovitost litografskega vzorcev, in da bi končno dobili EUV svetlobni vir visoke čistosti, je treba izboljšati zasnovo filtrirnega sistema, napreden proizvodni proces in napredno merilno metodo. Za pridobitev EUV svetlobnega vira visoke čistosti je nujno izboljšati zasnovo filtrirnega sistema, proizvodni proces in merilno metodo.
