Команда профессора Тан Чуаньсяна с факультета инженерной физики Университета Цинхуа добилась значительного прогресса в исследовании источников света для машин для литографии в крайнем ультрафиолете (EUV). Этот проект источника света называется SSMB-EUV (стабильный микро-фокусированный источник экстремального ультрафиолетового света).

Профессор Тан Чуаньсян опубликовал обширную обзорную статью в журнале Chinese Physics B в 2022 году. В статье представлен четкий обзор, в котором рассматриваются все возможные вопросы, касающиеся источников EUV-света, которые команда проекта уже рассмотрела. Полный текст статьи занимает 16 страниц. Здесь я предоставлю краткое изложение и изложение нескольких ключевых вопросов, которые могут вас заинтересовать.

Является ли SSMB-EUV PPT?

Нет это не так! Университет Цинхуа провел экспериментальную проверку физико-теоретических принципов проекта SSMB-EUV от 0 до 1, и это было сделано в ограниченных экспериментальных условиях. Поэтому физическая теория весьма надежна. Однако, если конечной целью этого проекта является использование его в передовом производстве чипов, успешная экспериментальная проверка физических принципов не обязательно означает, что он может быть коммерчески работоспособен. Это связано с тем, что масштабное и надежное производство современных чипов требует разработки дополнительных технологий и контроля затрат, которые являются отдельными измерениями.

В настоящее время Университет Цинхуа сформировал команду SSMB-EUV и решил три основные технические задачи, связанные с источником света SSMB-EUV:

1. Лазерный модулятор: Из представления концепции SSMB видно, что лазерный модулятор соответствует микроволновому резонатору и является наиболее важным отличием SSMB от традиционных накопителей. Для достижения SSMB необходимо модулировать мощность лазера и синхронизировать ее по фазе. Чтобы достичь высокого коэффициента заполнения луча и тем самым повысить среднюю мощность излучения SSMB, необходимо использовать модулированные лазеры непрерывного действия или с высоким коэффициентом заполнения. Для удовлетворения этих требований в системе лазерной модуляции SSMB планируется использовать резонатор оптического усиления.

2. Система длинноимпульсного впрыска.: Для достижения высокой мощности излучения ССМБ имеет высокую среднюю плотность тока, примерно 1А. Достижение инъекции большого количества заряда длинными импульсами (в диапазоне сотен наносекунд) требует специальной разработки. Чтобы уменьшить колебания мощности во время работы SSMB, желательно, чтобы SSMB работал в режиме подпитки с почти постоянным током луча. Кроме того, режим пополнения также может снизить требования к интенсивности одного инжекционного луча.

3. Линейный индукционный ускоритель.: Для улучшения рабочего цикла накопителя ССМБ, помимо использования лазеров непрерывного действия, предложены иные требования к восполнению энергии длинноимпульсного электронного пучка по сравнению с традиционными накопителями. Линейный индукционный ускоритель, работающий с частотой повторения МГц, является одним из возможных вариантов пополнения энергии луча SSMB.

В феврале этого года проект провел расследование по выбору места в Сюнъане.

Потенциальные преимущества источника света SSMB-EUV для EUV-литографии

1) Высокая средняя мощность: накопитель SSMB может поддерживать установку нескольких лучей EUV, служа как источником мощного освещения для литографии, так и источником обнаружения для масок и оптических устройств. Он также может оказать поддержку исследованиям материалов, устойчивых к ультрафиолетовому излучению.

2) Узкая полоса пропускания и высокая коллимацияИсточник света SSMB легко удовлетворяет требованиям узкой полосы пропускания (менее 2%) для EUV-литографии и обеспечивает концентрацию излучения в диапазоне углов ≤0.1 мрад. Узкая полоса пропускания и высокие характеристики коллимации позволяют создавать инновационные конструкции оптических систем для EUV-литографии на основе технологии SSMB, одновременно снижая сложность процесса изготовления EUV-оптических зеркал.

3) Высокая стабильность выходного сигнала непрерывного сигнала: Выходной сигнал SSMB имеет форму непрерывного или квазинепрерывного волнового излучения, что позволяет избежать значительных колебаний мощности излучения, которые могут привести к повреждению чипов. Источник света накопительного кольца обладает хорошей стабильностью, а режим работы накопителя SSMB с пополнением еще больше повышает долгосрочную доступность источника света.

4) Чистое излучение: По сравнению с источниками света LPP-EUV, высоковакуумная среда излучения генератора в SSMB не загрязняет зеркала оптической системы, используемые в литографии. Это значительно продлевает срок службы зеркал.

5) Масштабируемость: Принцип SSMB позволяет легко расширить диапазон длин волн до более коротких, оставляя возможность для технологии литографии Blue-X следующего поколения с использованием длин волн 6.xnm.

Заключение

Решение EUV-литографии, разработанное Университетом Цинхуа, действительно является альтернативным подходом. Однако применение этого нового физического принципа требует обширных и долгосрочных технологических разработок и методов проб и ошибок в различных технических областях, включая инженерные технологии, материаловедение, химию, компьютерную литографию, изготовление масок, исследования оптических линз и зеркал. и сверхточный контроль для массового производства современных чипов с использованием этого подхода. Кроме того, требуются значительные инвестиции в исследования и разработки, что делает этот путь сложным и трудоемким.

Мы надеемся увидеть существенный прогресс в промышленном внедрении решения SSMB-EUV компании Tsinghua в ближайшее время.