Понастоящем комерсиалната EUV литография използва лазерна плазмена екстремна ултравиолетова (LPP-EUV) система за източник на светлина, която се състои главно от задвижващ лазер, капкова калай мишена и колекторно огледало. След две прецизни бомбардировки на мишената от капчици калай от задвижващия лазер, калайът ще бъде напълно йонизиран и ще генерира високоенергийно EUV лъчение, което ще бъде отразено и фокусирано към фокусна точка (IF точка) от събирателното огледало и след това ще влезе в последващото предаване на светлинния път.
Процесът на възбуждане и фокусиране на EUV често е придружен от генериране и конвергенция на други светлинни ленти (Out-of-band, OoB). Някои от тези светлини могат да бъдат премахнати с фонов водород или са нечувствителни към фоторезиста, така че тяхното въздействие е минимално. Има обаче други ленти от светлина, които могат да причинят сериозни щети на цялата литографска система и да повлияят на крайното представяне на изображенията, като дълбока ултравиолетова (DUV) и инфрачервена (IR) светлина под 300 nm. Първият възниква от лазерно бомбардиране на калаената цел, което причинява намаляване на контраста на литографския модел, тъй като фоторезистът е много чувствителен към тази лента от светлина; докато последният възниква от задвижващия лазер, чиято висока енергия ще причини различна степен на нагряване на оптичните елементи, маски и пластини, което намалява прецизността на шаблона и поврежда оптичните елементи. Освен това коефициентът на отразяване на повърхността на огледалото за събиране на първия е почти същият като този на EUV, докато коефициентът на отражение на последния е близо до 100%, както е показано на фигура 1. Вземете IR като пример, като светлина за движение изисквания за лазерна мощност на източника за 20 kW, след събиране на огледално отражение и конвергенция, мощността му за достигане на точката IF все още е почти 10%, тоест около 2 kW; обаче, за да може IR върху цялата система да няма почти никакъв ефект, е необходимо допълнително да се намали мощността в точката IF с поне 1%, тоест само 20 W по-долу. При такова голямо търсене е необходимо да се филтрира OoB излъчването, което би влошило значително работата на системата от светлинен източник, ако не бъде филтрирано, така че да бъде отразено от колекторните огледала и да влезе в последващия светлинен път.
Фиг. 1 Изчислен коефициент на отражение на различни ленти с дължина на вълната на светлината от 50-слой молибден/силиций многослоен с период от 6,9 nm и съотношение молибден/силиций 0.4 върху повърхността на колекторното огледало .
Филтърна структура в EUV литографска система за източник на светлина
Екипът на Nan Lin и Yuxin Leng от Държавната ключова лаборатория за лазерна физика на интензивно поле, Шанхайския институт по оптични машини, Китайската академия на науките (SIOM), систематично разработи ключовите технологии, основните предизвикателства и бъдещите тенденции на EUVL филтриращи системи с по отношение на дължините на вълните извън обхвата в EUV литографските системи за източници на светлина.
Резултатите са публикувани в статията на High Power Laser Science and Engineering 2023, № 5 (Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng. Системи за спектрална чистота, приложени за лазерно произведени плазмени екстремни ултравиолетови литографски източници: a преглед [J]. High Power Laser Science and Engineering, 2023, 11(5): 05000e64).
В системите с източници на светлина EUVL, генерираният от плазма DUV и IR, произлизащ от източника на движеща светлина, обикновено оказват голямо влияние върху литографската производителност и живота на оптичната система, както и структурата на многослойния филм от молибден/силиций на повърхността на колекторните огледала имат висока отразяваща способност, така че системата за филтриране на светлинен източник EUVL е предназначена главно за тях. DUV ниска енергийна интензивност, използването на предавателна или отразяваща независима филмова структура може да постигне добър филтриращ ефект, но поради ниската механична якост на филмовата структура е лесно да доведе до разкъсване на филма и други проблеми, експлоатационният живот е по-кратък. За разлика от това, IR с висока енергия не може да бъде филтриран просто с помощта на тънкослойни филтри. Вместо това, многослойните решетъчни структури трябва да бъдат обработени и покрити върху субстрата на колекторното огледало (показан на Фиг. 2), за да се филтрира IR на специфични дължини на вълната чрез дифракция и да се задържи колкото е възможно повече EUV радиация (показано на Фиг. 3). ). Този метод поставя много високи изисквания към проектирането, обработката и измерването на структурата на решетката, особено при контрола на грапавостта на повърхността на решетката и еднородността на многослойния филм, както и влиянието на параметрите, базирани на височината на структурата на решетката върху отражателната способност, която трябва да измерим само до няколко нанометра или дори суб-нанометра. По отношение на цялата EUVL система за източник на светлина, филтриращият обект определя, че крайната филтрираща система е трудно да съществува в една структура, която трябва да вземе предвид както свободностоящата тънкослойна структура, така и вградената решетъчна структура на събирателното огледало , за да се реализира въздействието върху литографските характеристики на OoB за цялостната филтрация, така че да се гарантира чистотата на EUV източника на светлина.
Фиг. 2 Схематична диаграма на структурата на решетката, вградена в колекторното огледало.
Фиг. 3 Схематична диаграма на принципа на IR филтриране чрез вградената решетъчна структура на събирателно огледало.
Статията обобщава основните технически решения на системата за филтриране на светлинен източник EUVL, анализира ключовата технология за филтриране на OoB радиация и обсъжда основните предизвикателства и бъдещите тенденции на развитие в светлината на практическите приложения. Ефективността на EUV светлинния източник определя ефективността на литографския модели и за да се получи в крайна сметка EUV източник на светлина с висока чистота, е необходимо да се подобри дизайнът на филтърната система, усъвършенстваният производствен процес и усъвършенстваният метод на измерване. За да се получи EUV светлинен източник с висока чистота, е необходимо да се подобри дизайнът на филтърната система, производственият процес и методът на измерване.
