Tim Profesor Tang Chuanxiang dari Departemen Teknik Fisika di Universitas Tsinghua telah membuat kemajuan signifikan dalam penelitian sumber cahaya mesin litografi ultraviolet ekstrim (EUV). Proyek sumber cahaya ini disebut SSMB-EUV (Steady-State Micro-Focused Extreme Ultraviolet Light Source).

Profesor Tang Chuanxiang menerbitkan artikel ulasan komprehensif di jurnal Chinese Physics B pada tahun 2022. Artikel tersebut memberikan gambaran umum yang jelas, menjawab semua kemungkinan pertanyaan mengenai sumber cahaya EUV yang telah dipertimbangkan oleh tim proyek. Teks lengkap makalah ini mencakup 16 halaman. Di sini, saya akan memberikan ringkasan singkat dan garis besar beberapa pertanyaan kunci yang mungkin Anda minati.

Apakah SSMB-EUV merupakan PPT?

Tidak, bukan itu! Universitas Tsinghua telah melakukan verifikasi eksperimental prinsip-prinsip teori fisika proyek SSMB-EUV dari 0 hingga 1, dan ini dilakukan dalam kondisi eksperimental terbatas. Oleh karena itu, teori fisika sangat dapat diandalkan. Namun, jika tujuan akhir dari proyek ini adalah untuk digunakan dalam pembuatan chip tingkat lanjut, keberhasilan verifikasi eksperimental prinsip-prinsip fisik tidak berarti proyek tersebut dapat beroperasi secara komersial. Hal ini karena produksi chip canggih berskala besar dan andal memerlukan pengembangan teknologi tambahan dan pengendalian biaya, yang merupakan dimensi terpisah.

Saat ini, Universitas Tsinghua telah membentuk tim SSMB-EUV dan telah melakukan tiga tantangan teknis utama untuk sumber cahaya SSMB-EUV:

1. Modulator laser: Dari pengenalan konsep SSMB, dapat dilihat bahwa modulator laser sesuai dengan rongga RF gelombang mikro dan merupakan perbedaan terpenting antara SSMB dan cincin penyimpanan tradisional. Untuk mencapai SSMB, perlu untuk memodulasi daya laser dan mengunci fasenya. Untuk mencapai siklus kerja sinar tinggi dan dengan demikian meningkatkan daya rata-rata radiasi SSMB, laser termodulasi gelombang kontinu atau siklus tugas tinggi perlu digunakan. Untuk memenuhi persyaratan ini, rongga penguatan optik direncanakan untuk sistem modulasi laser SSMB.

2. Sistem injeksi pulsa panjang: Untuk mencapai daya radiasi yang tinggi, SSMB memiliki kerapatan arus rata-rata yang tinggi, sekitar 1A. Mencapai injeksi muatan dalam jumlah besar dengan pulsa yang panjang (dalam kisaran ratusan nanodetik) memerlukan desain khusus. Untuk mengurangi fluktuasi daya selama pengoperasian SSMB, SSMB diharapkan bekerja dalam mode top-up dengan arus pancaran yang hampir konstan. Selain itu, mode top-up juga dapat mengurangi kebutuhan intensitas sinar injeksi tunggal.

3. Akselerator induksi linier: Untuk meningkatkan siklus kerja berkas cincin penyimpanan SSMB, selain menggunakan laser kontinu, persyaratan yang berbeda untuk pengisian energi berkas elektron pulsa panjang dibandingkan dengan cincin penyimpanan tradisional telah diusulkan. Akselerator induksi linier yang beroperasi pada tingkat pengulangan MHz adalah salah satu pilihan yang layak untuk mencapai pengisian energi berkas SSMB.

Pada bulan Februari tahun ini, proyek melakukan penyelidikan pemilihan lokasi di Xiong'an.

Potensi Keuntungan Sumber Cahaya SSMB-EUV untuk Litografi EUV

1) Kekuatan Rata-Rata Tinggi: Cincin penyimpanan SSMB dapat mendukung pemasangan beberapa garis pancaran EUV, yang berfungsi sebagai sumber penerangan berdaya tinggi untuk litografi dan sumber deteksi untuk masker dan perangkat optik. Hal ini juga dapat memberikan dukungan untuk penelitian mengenai bahan tahan EUV.

2) Bandwidth Sempit dan Collimation TinggiSumber cahaya SSMB dapat dengan mudah memenuhi persyaratan bandwidth sempit kurang dari 2% untuk litografi EUV dan mencapai radiasi yang terkonsentrasi dalam rentang sudut ±0.1 mrad. Bandwidth sempit dan karakteristik kolimasi yang tinggi memungkinkan desain inovatif untuk sistem optik litografi EUV berbasis teknologi SSMB sekaligus mengurangi kesulitan pemrosesan cermin optik EUV.

3) Output Gelombang Berkelanjutan Stabilitas Tinggi: Keluaran SSMB berupa radiasi gelombang kontinyu atau kuasi kontinyu, yang dapat menghindari fluktuasi daya radiasi yang signifikan yang dapat menyebabkan kerusakan pada chip. Sumber cahaya cincin penyimpanan memiliki stabilitas yang baik, dan mode pengoperasian isi ulang cincin penyimpanan SSMB semakin meningkatkan ketersediaan sumber cahaya dalam jangka panjang.

4) Radiasi Bersih: Dibandingkan dengan sumber cahaya LPP-EUV, lingkungan vakum tinggi dari radiasi osilator di SSMB tidak mencemari cermin sistem optik yang digunakan dalam litografi. Ini secara signifikan memperpanjang umur cermin.

5) Skalabilitas: Prinsip SSMB memungkinkan perluasan yang mudah ke arah panjang gelombang yang lebih pendek, sehingga memberikan kemungkinan bagi teknologi litografi Blue-X generasi berikutnya yang menggunakan panjang gelombang 6,xnm.

Kesimpulan

Solusi litografi EUV yang dikembangkan oleh Universitas Tsinghua memang merupakan pendekatan alternatif. Namun penerapan prinsip fisika baru ini memerlukan pengembangan teknologi yang ekstensif dan berjangka panjang serta uji coba di berbagai bidang teknis, termasuk teknologi teknik, ilmu material, kimia, litografi komputasi, fabrikasi topeng, penelitian tentang lensa dan cermin optik, dan inspeksi ultra-presisi, untuk produksi massal chip canggih menggunakan pendekatan ini. Selain itu, diperlukan investasi penelitian dan pengembangan yang besar, sehingga perjalanan ini menjadi menantang dan memakan waktu.

Kami berharap dapat melihat kemajuan besar dalam implementasi industri solusi SSMB-EUV Tsinghua dalam waktu dekat.