В настоящее время в коммерческой EUV-литографии используется система источника света крайнего ультрафиолета (LPP-EUV) плазменного типа, которая в основном состоит из приводного лазера, мишени из капельного олова и коллекторного зеркала. После двух точных бомбардировок мишени из капельного олова приводным лазером олово будет полностью ионизировано и создаст высокоэнергетическое EUV-излучение, которое будет отражаться и фокусироваться в фокальную точку (точку ЕСЛИ) собирающим зеркалом, а затем поступать в последующая передача светового пути.
Процесс возбуждения и фокусировки ЭУФ часто сопровождается генерацией и сближением других полос света (Out-of-band, OoB). Некоторые из этих источников света можно удалить с помощью фонового водорода или они нечувствительны к фоторезисту, поэтому их воздействие минимально. Однако существуют и другие полосы света, которые могут серьезно повредить всю литографическую систему и повлиять на конечные характеристики изображения, например, глубокий ультрафиолет (DUV) и инфракрасный (IR) свет с длиной волны ниже 300 нм. Первый возникает в результате лазерной бомбардировки оловянной мишени, что приводит к снижению контраста литографического рисунка, поскольку фоторезист очень чувствителен к этой полосе света; в то время как последний возникает из-за возбуждающего лазера, высокая энергия которого будет вызывать разную степень нагрева оптических элементов, масок и пластин, что снижает точность рисунка и повреждает оптические элементы. Кроме того, отражательная способность поверхности собирающего зеркала у первого почти такая же, как у EUV, а у второго близка к 100%, как показано на рисунке 1. В качестве примера возьмем ИК-свет дальнего света. требования к мощности источника лазера для 20 кВт, после отражения и схождения зеркала сбора, его мощность для достижения точки ПЧ все еще составляет почти 10%, то есть около 2 кВт; однако для того, чтобы ИК на всю систему практически не влиял, необходимо дополнительно снизить мощность в точке ПЧ хотя бы на 1%, то есть всего на 20 Вт ниже. При такой высокой потребности необходимо отфильтровывать внеполосное излучение, которое сильно ухудшило бы работу системы источников света, если бы оно не было отфильтровано так, чтобы оно отражалось от зеркал коллектора и попадало на последующий путь света.
Рис. 1. Расчетный коэффициент отражения света в различных диапазонах длин волн от многослойного слоя молибден/кремний 50-с периодом 6,9 нм и соотношением молибден/кремний 0,4 на поверхности коллекторного зеркала. .
Структура фильтра в системе источника света EUV-литографии
Команда Нань Линя и Юксина Ленга из Государственной ключевой лаборатории лазерной физики интенсивного поля Шанхайского института оптической техники Китайской академии наук (SIOM) систематически разрабатывала ключевые технологии, основные проблемы и будущие тенденции систем фильтрации EUVL с помощью относительно внеполосных длин волн в системах источников света для EUV-литографии.
Результаты опубликованы в статье High Power Laser Science and Engineering 2023, № 5 (Нан Линь, Юньи Чен, Синь Вэй, Вэньхэ Ян, Юксин Ленг. Системы спектральной чистоты, применяемые для источников литографии крайнего ультрафиолета с лазерной плазмой: a обзор [J] High Power Laser Science and Engineering, 2023, 11(5): 05000e64).
В системах источников света EUVL генерируемые плазмой DUV и IR, исходящие от источника движущего света, обычно оказывают большое влияние на характеристики литографии и срок службы оптической системы, а также на структуру многослойной пленки молибдена / кремния на поверхности Коллекторные зеркала обладают высокой отражательной способностью, поэтому система фильтрации источников света EUVL в основном предназначена для них. Низкая энергоемкость DUV, использование пропускающей или отражающей независимой структуры пленки позволяет добиться хорошего фильтрующего эффекта, но из-за низкой механической прочности структуры пленки легко привести к разрыву пленки и другим проблемам, срок службы короче. Напротив, ИК-излучение с высокой энергией невозможно отфильтровать просто с помощью тонкопленочных фильтров. Вместо этого необходимо обработать многослойные решетчатые структуры и нанести покрытие на подложку коллекторного зеркала (показано на рис. 2), чтобы фильтровать ИК-излучение определенных длин волн путем дифракции и удерживать как можно больше EUV-излучения (показано на рис. 3). ). Этот метод предъявляет очень высокие требования к проектированию, обработке и измерению решетчатой конструкции, особенно при контроле шероховатости поверхности решетки и однородности многослойной пленки, а также влияния высотных параметров решетчатой конструкции. на отражательную способность, которую нам нужно измерить с точностью до нескольких нанометров или даже субнанометров. Что касается всей системы источника света EUVL, объект фильтрации определяет, что окончательную систему фильтрации трудно существовать в единой структуре, поэтому необходимо учитывать как отдельно стоящую тонкопленочную структуру, так и встроенную решетчатую структуру собирающего зеркала. , чтобы реализовать влияние на литографические характеристики OoB для общей фильтрации и обеспечить чистоту источника EUV-света.
Рис. 2. Принципиальная схема решетчатой конструкции, встроенной в коллекторное зеркало.
Рис. 3. Принципиальная схема принципа ИК-фильтрации встроенной решетчатой структурой собирающего зеркала.
В статье обобщаются основные технические решения системы фильтрации источника света EUVL, анализируются ключевые технологии фильтрации внеполосного излучения, а также обсуждаются основные проблемы и будущие тенденции развития с точки зрения практического применения. Производительность источника света EUVL определяет производительность литографического оборудования. шаблоны, и чтобы в конечном итоге получить источник EUV-света высокой чистоты, необходимо улучшить конструкцию системы фильтрации, усовершенствованный производственный процесс и усовершенствованный метод измерения. Чтобы получить источник EUV-света высокой чистоты, необходимо улучшить конструкцию системы фильтрации, производственный процесс и метод измерения.
