현재 상업용 EUV 리소그래피에서는 주로 구동 레이저, 액적 주석 타겟, 컬렉터 미러로 구성된 레이저 플라즈마형 극자외선(LPP-EUV) 광원 시스템을 활용합니다. 구동 레이저에 의해 주석 방울 표적에 두 번의 정밀한 충격이 가해지면 주석은 완전히 이온화되어 고에너지 EUV 방사선을 생성합니다. 이는 수집 거울에 의해 초점(IF 지점)에 반사되고 초점이 맞춰진 후 내부로 들어갑니다. 빛 경로의 후속 전송.
EUV의 여기 및 집속 과정에는 종종 다른 빛 대역(대역 외, OoB)의 생성 및 수렴이 수반됩니다. 이러한 조명 중 일부는 배경 수소를 사용하여 제거할 수 있거나 포토레지스트에 둔감하므로 영향이 최소화됩니다. 그러나 300 nm 미만의 심자외선(DUV) 및 적외선(IR) 광과 같이 전체 리소그래피 시스템에 심각한 손상을 입히고 최종 이미징 성능에 영향을 미칠 수 있는 다른 광 대역도 있습니다. 전자는 주석 타겟의 레이저 충격으로 인해 발생하며, 이는 포토레지스트가 이 빛 밴드에 매우 민감하기 때문에 리소그래피 패턴의 대비를 감소시킵니다. 후자는 구동 레이저에서 발생하는데, 그 높은 에너지는 광학 요소, 마스크 및 웨이퍼의 가열 정도를 다르게 하여 패턴의 정밀도를 감소시키고 광학 요소를 손상시킵니다. 또한 전자의 집광면 반사율은 그림 1과 같이 EUV와 거의 동일하지만 후자의 반사율은 100%에 가깝습니다. IR을 예로 들어 구동등으로 20kW에 대한 소스 레이저 전력 요구 사항은 수집 거울 반사 및 수렴 후에 IF 지점에 도달하는 전력이 여전히 거의 10%, 즉 약 2kW입니다. 그러나 전체 시스템의 IR이 거의 영향을 받지 않게 하려면 IF 지점의 전력을 최소한 1%, 즉 20W 이하만 더 줄여야 합니다. 이러한 수요가 높기 때문에 OoB 방사선을 필터링해야 하며, 이는 콜렉터 미러에 의해 반사되어 후속 광 경로로 들어갈 수 있도록 필터링하지 않으면 광원 시스템의 성능을 크게 저하시킬 수 있습니다.
그림 1 컬렉터 거울 표면에서 주기가 6.9 nm이고 몰리브덴/실리콘 비율이 0.4인 50-층 몰리브덴/실리콘 다층에서 나오는 다양한 파장 대역의 빛의 계산된 반사율 .
EUV 리소그래피 광원 시스템의 필터 구조
중국과학원(SIOM) 상하이 광학 기계 연구소의 강렬한 장 레이저 물리학 국가 핵심 연구소의 Nan Lin과 Yuxin Leng 팀은 EUVL 필터링 시스템의 핵심 기술, 주요 과제 및 미래 동향을 체계적으로 설명했습니다. EUV 리소그래피 광원 시스템의 대역 외 파장과 관련됩니다.
결과는 High Power Laser Science and Engineering 2023, No. 5(Nan Lin, Yunyi Chen, Xin Wei, Wenhe Yang, Yuxin Leng) 기사에 게재되었습니다. 레이저 생성 플라즈마 극자외선 리소그래피 소스에 적용되는 스펙트럼 순도 시스템: review[J].고출력 레이저 과학 및 공학, 2023, 11(5): 05000e64).
EUVL 광원 시스템에서 플라즈마 생성 DUV와 구동 광원에서 발생하는 IR은 일반적으로 리소그래피 성능과 광학 시스템의 수명, 표면의 몰리브덴/실리콘 다층막 구조에 큰 영향을 미칩니다. 컬렉터 미러는 반사율이 높기 때문에 EUVL 광원 필터링 시스템은 주로 이를 위해 설계되었습니다. DUV 낮은 에너지 강도, 투과형 또는 반사형 독립 필름 구조를 사용하면 우수한 필터링 효과를 얻을 수 있지만 필름 구조의 기계적 강도가 낮기 때문에 필름 파열 및 기타 문제가 발생하기 쉽고 수명이 단축됩니다. 반면, 에너지가 높은 IR은 단순히 박막 필터를 사용하여 필터링할 수 없습니다. 대신, 회절을 통해 특정 파장의 IR을 필터링하고 가능한 한 많은 EUV 방사선을 유지하기 위해 다층 격자 구조를 컬렉터 미러 기판(그림 2 참조)에서 처리하고 코팅해야 합니다(그림 3 참조). ). 이 방법은 격자 구조의 설계, 처리 및 측정, 특히 격자 표면 거칠기 및 다층 필름의 균일성 제어와 격자 구조의 높이 기반 매개변수의 영향에 매우 높은 요구 사항을 부여합니다. 반사율은 몇 나노미터 또는 심지어 나노미터 미만까지 측정해야 합니다. 전체 EUVL 광원 시스템 측면에서 필터링 대상은 최종 필터링 시스템이 단일 구조로 존재하기 어렵다고 판단하므로 자립형 박막 구조와 집광 거울의 내장 격자 구조를 모두 고려해야 합니다. , 전체 여과에 대한 OoB의 리소그래피 성능에 대한 영향을 실현하여 EUV 광원의 순도를 보장하기 위해.
그림 2 컬렉터 미러에 내장된 격자 구조의 개략도.
그림 3 집광거울 내장형 격자 구조에 의한 IR 필터링 원리의 개략도.
이 기사에서는 EUVL 광원 필터링 시스템의 주류 기술 솔루션을 요약하고, OoB 방사선 필터링의 핵심 기술을 분석하며, 실제 적용 측면에서 주요 과제와 향후 개발 동향에 대해 논의합니다. EUV 광원의 성능이 리소그래피의 성능을 결정합니다. 궁극적으로 고순도의 EUV 광원을 얻기 위해서는 필터링 시스템의 설계, 첨단 제조 공정, 첨단 측정 방법의 개선이 필요합니다. 고순도 EUV 광원을 얻기 위해서는 필터링 시스템 설계, 공정 제조, 측정 방법 개선이 필수다.
