清華大学工学物理学科の Tang Chuanxiang 教授のチームは、極端紫外 (EUV) リソグラフィー装置の光源の研究で大きな進歩を遂げました。この光源プロジェクトは SSMB-EUV (Steady-State Micro-Focused Extreme Ultraviolet Light Source) と呼ばれます。

Tang Chuanxiang 教授は、2022 年に中国の Physics B ジャーナルに包括的なレビュー記事を発表しました。この記事は明確な概要を提供し、プロジェクト チームがすでに検討した EUV 光源に関して考えられるすべての疑問に対処しています。論文の全文は16ページにわたる。ここでは、皆さんが興味を持つかもしれないいくつかの重要な質問の簡単な概要と概要を説明します。

SSMB-EUV は PPT ですか?

いいえそうではありません！清華大学は、SSMB-EUV プロジェクトの物理理論原理を 0 から 1 まで実験的に検証しましたが、これは限られた実験条件の下で行われました。したがって、物理理論の信頼性は非常に高いです。ただし、このプロジェクトの最終目標が高度なチップ製造に使用されることである場合、物理原理の実験的検証が成功しても、それが商業的に運用可能であることを必ずしも意味するわけではありません。高度なチップを大規模かつ確実に生産するには、別次元の追加技術の開発とコスト管理が必要になるからです。

現在、清華大学は SSMB-EUV チームを結成し、SSMB-EUV 光源に関する 3 つの主要な技術的課題に取り組んでいます。

1. レーザー変調器: SSMB の概念の導入から、レーザー変調器がマイクロ波 RF キャビティに対応し、SSMB と従来のストレージ リングの最も重要な違いであることがわかります。 SSMB を実現するには、レーザー パワーを変調し、位相ロックする必要があります。高いビームデューティサイクルを達成し、それによってSSMB放射の平均パワーを高めるには、連続波または高デューティサイクル変調レーザーを使用する必要があります。これらの要件を満たすために、SSMB のレーザー変調システムには光利得共振器が計画されています。

2. ロングパルス噴射システム: 高い放射パワーを実現するために、SSMB は約 1A という高い平均電流密度を備えています。長いパルス（数百ナノ秒の範囲）で大量の電荷の注入を実現するには、特殊な設計が必要です。 ＳＳＭＢ動作中の出力変動を低減するために、ＳＳＭＢがほぼ一定のビーム電流でトップアップモードで動作することが望ましい。さらに、トップアップ モードでは、単一の注入ビームの強度の要件も軽減できます。

3. 線形誘導加速器SSMBストレージリングのビームデューティサイクルを改善するために、連続レーザーの使用に加えて、従来のストレージリングと比較して長パルス電子ビームのエネルギー補充に対する異なる要件が提案されています。 MHz 繰り返し速度で動作する線形誘導加速器は、SSMB ビームのエネルギー補充を達成するための実行可能なオプションの 1 つです。

今年2月、プロジェクトは雄安市で用地選定調査を実施した。

EUVリソグラフィー用SSMB-EUV光源の潜在的な利点

1) 高い平均電力: SSMB ストレージ リングは、複数の EUV ビームラインの設置をサポートし、リソグラフィー用の高出力照明源とマスクおよび光学デバイスの検出源の両方として機能します。 EUVレジスト材料の研究支援も可能です。

2) 狭い帯域幅と高いコリメーションSSMB光源は、EUVリソグラフィにおける2%未満の狭帯域要件を容易に満たし、-0.1 mradの角度範囲内に光を集中させることができます。この狭帯域と高いコリメーション特性により、SSMB技術に基づくEUVリソグラフィ光学系の革新的な設計が可能になり、EUV光学ミラーのプロセス難易度が低減されます。

3) 高安定連続波出力: SSMB 出力は連続波放射または準連続波放射の形式であり、チップに損傷を引き起こす可能性のある放射電力の大幅な変動を回避できます。ストレージ リング光源は安定性が高く、SSMB ストレージ リングのトップアップ動作モードにより、光源の長期可用性がさらに向上します。

4) クリーン放射線: LPP-EUV 光源と比較して、SSMB の発振器放射の高真空環境は、リソグラフィーで使用される光学システムのミラーを汚染しません。これにより、ミラーの寿命が大幅に延長されます。

5) スケーラビリティ: SSMB 原理により、より短い波長への拡張が容易になり、6.xnm の波長を使用する次世代 Blue-X リソグラフィー技術の可能性が残されています。

結論

清華大学が開発した EUV リソグラフィ ソリューションは、まさに代替アプローチです。しかし、この新しい物理原理の応用には、工学技術、材料科学、化学、コンピュータリソグラフィー、マスク作製、光学レンズやミラーの研究、このアプローチを使用した高度なチップの量産のための超精密検査。さらに、多額の研究開発投資が必要となるため、その道のりは困難で時間がかかります。

私たちは、清華社の SSMB-EUV ソリューションの産業実装が早期に大幅に進展することを期待しています。