Zespół profesora Tang Chuanxianga z Wydziału Fizyki Inżynieryjnej Uniwersytetu Tsinghua poczynił znaczne postępy w badaniach maszynowych źródeł światła litograficznego w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV). Ten projekt źródła światła nosi nazwę SSMB-EUV (Steady-State Micro-Focused Extreme Ultraviolet Light Source).

Profesor Tang Chuanxiang opublikował obszerny artykuł przeglądowy w czasopiśmie Chinese Physics B w 2022 r. Artykuł zawiera jasny przegląd i odpowiada na wszystkie możliwe pytania dotyczące źródeł światła EUV, które zespół projektowy już rozważał. Pełny tekst artykułu zajmuje 16 stron. Tutaj przedstawię krótkie podsumowanie i zarys kilku kluczowych pytań, które mogą Cię zainteresować.

Czy SSMB-EUV jest PPT?

Nie, nie jest! Uniwersytet Tsinghua przeprowadził eksperymentalną weryfikację fizycznych zasad teoretycznych projektu SSMB-EUV od 0 do 1 i przeprowadzono to w ograniczonych warunkach eksperymentalnych. Dlatego teoria fizyczna jest wysoce niezawodna. Jeśli jednak ostatecznym celem tego projektu ma być zastosowanie w zaawansowanej produkcji chipów, pomyślna weryfikacja eksperymentalna zasad fizycznych niekoniecznie oznacza, że ​​może on zostać wykorzystany komercyjnie. Dzieje się tak dlatego, że niezawodna produkcja na dużą skalę zaawansowanych chipów wymaga opracowania dodatkowych technologii i kontroli kosztów, co jest odrębnym wymiarem.

Obecnie Uniwersytet Tsinghua utworzył zespół SSMB-EUV i podjął trzy główne wyzwania techniczne dotyczące źródła światła SSMB-EUV:

1. Modulator laserowy: Z wprowadzenia koncepcji SSMB wynika, że ​​modulator laserowy odpowiada mikrofalowej wnęce RF i stanowi najważniejszą różnicę między SSMB a tradycyjnymi pierścieniami magazynującymi. Aby osiągnąć SSMB, należy modulować moc lasera i blokować ją fazowo. Aby osiągnąć wysoki cykl pracy wiązki, a tym samym zwiększyć średnią moc promieniowania SSMB, należy zastosować lasery z falą ciągłą lub modulowane o wysokim cyklu pracy. Aby spełnić te wymagania, w systemie modulacji laserowej SSMB zaplanowano wnękę wzmocnienia optycznego.

2. Układ wtrysku długoimpulsowego: Aby osiągnąć wysoką moc promieniowania, SSMB ma wysoką średnią gęstość prądu, około 1A. Osiągnięcie wtrysku dużej ilości ładunku długimi impulsami (w zakresie setek nanosekund) wymaga specjalistycznego projektu. Aby zmniejszyć wahania mocy podczas pracy SSMB, pożądana jest praca SSMB w trybie doładowania przy prawie stałym prądzie wiązki. Co więcej, tryb uzupełniania może również zmniejszyć wymagania dotyczące intensywności pojedynczej wiązki wtryskowej.

3. Liniowy akcelerator indukcyjny: W celu poprawy cyklu pracy wiązki pierścienia akumulującego SSMB, oprócz zastosowania laserów ciągłych, zaproponowano inne wymagania dotyczące uzupełniania energii długoimpulsowej wiązki elektronów w porównaniu z tradycyjnymi pierścieniami akumulującymi. Liniowy akcelerator indukcyjny działający z częstotliwością powtarzania MHz jest jedną z możliwych opcji osiągnięcia uzupełnienia energii wiązki SSMB.

W lutym tego roku w ramach projektu przeprowadzono badania dotyczące wyboru lokalizacji w Xiong'an.

Potencjalne zalety źródła światła SSMB-EUV do litografii EUV

1) Wysoka średnia moc: Pierścień magazynujący SSMB może obsługiwać instalację wielu linii wiązki EUV, służąc zarówno jako źródło oświetlenia o dużej mocy do litografii, jak i źródło detekcji dla masek i urządzeń optycznych. Może również zapewnić wsparcie dla badań nad materiałami odpornymi na EUV.

2) Wąska przepustowość i wysoka kolimacjaŹródło światła SSMB z łatwością spełnia wymagania dotyczące wąskiego pasma przenoszenia poniżej 2% dla litografii EUV i generuje promieniowanie skoncentrowane w zakresie kątów ?0.1 mrad. Wąskie pasmo przenoszenia i wysoka kolimacja umożliwiają innowacyjne projektowanie systemów optycznych do litografii EUV opartych na technologii SSMB, jednocześnie redukując złożoność procesu produkcji zwierciadeł optycznych EUV.

3) Wysoka stabilność fali ciągłej: Wyjście SSMB ma postać ciągłego lub quasi-ciągłego promieniowania falowego, co pozwala uniknąć znacznych wahań mocy promieniowania, które mogą spowodować uszkodzenie chipów. Źródło światła z pierścieniem akumulacyjnym charakteryzuje się dobrą stabilnością, a tryb pracy uzupełniającej pierścienia akumulacyjnego SSMB dodatkowo poprawia długoterminową dostępność źródła światła.

4) Czyste promieniowanie: W porównaniu ze źródłami światła LPP-EUV, środowisko wysokiej próżni promieniowania oscylatora w SSMB nie zanieczyszcza zwierciadeł układu optycznego stosowanych w litografii. Znacząco wydłuża to żywotność lusterek.

5)Skalowalność: Zasada SSMB umożliwia łatwą ekspansję w kierunku krótszych fal, pozostawiając możliwość zastosowania technologii litografii Blue-X nowej generacji wykorzystującej długości fal 6,xnm.

Wniosek

Rozwiązanie do litografii EUV opracowane przez Uniwersytet Tsinghua jest rzeczywiście podejściem alternatywnym. Jednakże zastosowanie tej nowej zasady fizycznej wymaga szeroko zakrojonego i długotrwałego rozwoju technologicznego oraz prób i błędów w różnych dziedzinach techniki, w tym w technologii inżynieryjnej, materiałoznawstwie, chemii, litografii obliczeniowej, produkcji masek, badaniach nad soczewkami optycznymi i zwierciadłami, i ultraprecyzyjna kontrola w przypadku masowej produkcji zaawansowanych chipów przy użyciu tego podejścia. Co więcej, wymagane są znaczne inwestycje w badania i rozwój, co sprawia, że ​​podróż jest trudna i czasochłonna.

Mamy nadzieję, że już wkrótce zobaczymy znaczny postęp we wdrażaniu przemysłowym rozwiązania SSMB-EUV firmy Tsinghua.