Pasukan Profesor Tang Chuanxiang dari Jabatan Fizik Kejuruteraan di Universiti Tsinghua telah mencapai kemajuan yang ketara dalam penyelidikan sumber cahaya mesin litografi ultraungu (EUV) melampau. Projek sumber cahaya ini dipanggil SSMB-EUV (Sumber Cahaya Ultraviolet Melampau Berfokus Mikro Keadaan Tetap).

Profesor Tang Chuanxiang menerbitkan artikel ulasan komprehensif dalam jurnal Fizik B Cina pada tahun 2022. Artikel itu memberikan gambaran keseluruhan yang jelas, menangani semua soalan yang mungkin berkenaan sumber cahaya EUV yang telah dipertimbangkan oleh pasukan projek. Teks penuh kertas itu merangkumi 16 muka surat. Di sini, saya akan memberikan ringkasan ringkas dan garis besar beberapa soalan utama yang mungkin anda minati.

Adakah SSMB-EUV PPT?

Tidak, ia bukan! Universiti Tsinghua telah menjalankan pengesahan percubaan prinsip teori fizikal projek SSMB-EUV dari 0 hingga 1, dan ini dilakukan dalam keadaan percubaan yang terhad. Oleh itu, teori fizikal sangat boleh dipercayai. Walau bagaimanapun, jika matlamat utama projek ini adalah untuk digunakan dalam pembuatan cip lanjutan, pengesahan percubaan yang berjaya bagi prinsip fizikal tidak semestinya bermakna ia boleh beroperasi secara komersial. Ini kerana pengeluaran cip canggih berskala besar dan boleh dipercayai memerlukan pembangunan teknologi tambahan dan kawalan kos, yang merupakan dimensi berasingan.

Pada masa ini, Universiti Tsinghua telah membentuk pasukan SSMB-EUV dan telah melaksanakan tiga cabaran teknikal utama untuk sumber cahaya SSMB-EUV:

1. Modulator laser: Daripada pengenalan konsep SSMB, dapat dilihat bahawa modulator laser sepadan dengan rongga RF gelombang mikro dan merupakan perbezaan paling penting antara SSMB dan gelang simpanan tradisional. Untuk mencapai SSMB, adalah perlu untuk memodulasi kuasa laser dan mengunci fasanya. Untuk mencapai kitaran tugas rasuk tinggi dan dengan itu meningkatkan kuasa purata sinaran SSMB, laser termodulat gelombang berterusan atau kitaran tugas tinggi perlu digunakan. Untuk memenuhi keperluan ini, rongga keuntungan optik dirancang untuk sistem modulasi laser SSMB.

2. Sistem suntikan nadi panjang: Untuk mencapai kuasa sinaran yang tinggi, SSMB mempunyai ketumpatan arus purata yang tinggi, kira-kira 1A. Mencapai suntikan jumlah caj yang besar dengan denyutan yang panjang (dalam julat ratusan nanosaat) memerlukan reka bentuk khusus. Untuk mengurangkan turun naik kuasa semasa operasi SSMB, SSMB dikehendaki berfungsi dalam mod tambah nilai dengan arus pancaran yang hampir tetap. Tambahan pula, mod tambah nilai juga boleh mengurangkan keperluan untuk keamatan pancaran suntikan tunggal.

3. Pemecut aruhan linear: Untuk menambah baik kitaran tugas rasuk cincin storan SSMB, di samping menggunakan laser berterusan, keperluan yang berbeza untuk penambahan tenaga pancaran elektron berdenyut panjang berbanding dengan cincin simpanan tradisional telah dicadangkan. Pemecut aruhan linear yang beroperasi pada kadar ulangan MHz ialah satu pilihan yang boleh dilaksanakan untuk mencapai penambahan tenaga pancaran SSMB.

Pada Februari tahun ini, projek itu menjalankan penyiasatan pemilihan tapak di Xiong'an.

Kelebihan Potensi Sumber Cahaya SSMB-EUV untuk Litografi EUV

1) Kuasa Purata Tinggi: Cincin storan SSMB boleh menyokong pemasangan berbilang garis pancaran EUV, berfungsi sebagai sumber pencahayaan berkuasa tinggi untuk litografi dan sumber pengesanan untuk topeng dan peranti optik. Ia juga boleh memberikan sokongan untuk penyelidikan mengenai bahan tahan EUV.

2) Jalur Lebar Sempit dan Penyatuan Tinggi: Sumber cahaya SSMB dengan mudah boleh memenuhi keperluan lebar jalur yang sempit kurang daripada 2% untuk litografi EUV dan mencapai sinaran tertumpu dalam julat sudut ?0.1 mrad. Jalur lebar yang sempit dan ciri penyelarasan tinggi membolehkan reka bentuk inovatif untuk sistem optik litografi EUV berdasarkan teknologi SSMB sambil mengurangkan kesukaran proses cermin optik EUV.

3) Output Gelombang Berterusan Kestabilan Tinggi: Keluaran SSMB adalah dalam bentuk sinaran gelombang berterusan atau separa berterusan, yang boleh mengelakkan turun naik ketara dalam kuasa sinaran yang boleh menyebabkan kerosakan pada cip. Sumber cahaya gelang storan mempunyai kestabilan yang baik, dan mod operasi tambah nilai gelang storan SSMB meningkatkan lagi ketersediaan sumber cahaya untuk jangka panjang.

4) Sinaran Bersih: Berbanding dengan sumber cahaya LPP-EUV, persekitaran vakum tinggi sinaran pengayun dalam SSMB tidak mencemarkan cermin sistem optik yang digunakan dalam litografi. Ini memanjangkan jangka hayat cermin dengan ketara.

5) Kebolehskalaan: Prinsip SSMB membolehkan pengembangan mudah ke arah panjang gelombang yang lebih pendek, meninggalkan kemungkinan untuk teknologi litografi Blue-X generasi akan datang menggunakan panjang gelombang 6.xnm.

Kesimpulan

Penyelesaian litografi EUV yang dibangunkan oleh Universiti Tsinghua sememangnya merupakan pendekatan alternatif. Walau bagaimanapun, penerapan prinsip fizikal baharu ini memerlukan pembangunan teknologi yang meluas dan jangka panjang serta percubaan-dan-ralat dalam pelbagai bidang teknikal, termasuk teknologi kejuruteraan, sains bahan, kimia, litografi pengiraan, fabrikasi topeng, penyelidikan mengenai kanta dan cermin optik, dan pemeriksaan ultra ketepatan, untuk pengeluaran besar-besaran cip termaju menggunakan pendekatan ini. Selain itu, pelaburan penyelidikan dan pembangunan yang besar diperlukan, menjadikan perjalanan itu mencabar dan memakan masa.

Kami berharap dapat melihat kemajuan yang ketara dalam pelaksanaan industri penyelesaian SSMB-EUV Tsinghua pada tarikh awal.