ทีมของศาสตราจารย์ Tang Chuanxiang จากภาควิชาฟิสิกส์วิศวกรรม มหาวิทยาลัย Tsinghua มีความก้าวหน้าอย่างมากในการวิจัยแหล่งกำเนิดแสงจากเครื่องพิมพ์หินอัลตราไวโอเลตขั้นรุนแรง (EUV) โครงการแหล่งกำเนิดแสงนี้เรียกว่า SSMB-EUV (แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงแบบไมโครโฟกัสคงที่)

ศาสตราจารย์ Tang Chuanxiang ตีพิมพ์บทความทบทวนที่ครอบคลุมในวารสาร Chinese Physics B ในปี 2022 บทความนี้ให้ภาพรวมที่ชัดเจน โดยตอบคำถามที่เป็นไปได้ทั้งหมดเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดแสง EUV ที่ทีมงานโครงการได้พิจารณาแล้ว เนื้อหาเต็มของบทความมีความหนา 16 หน้า ที่นี่ ฉันจะให้ข้อมูลสรุปโดยย่อและโครงร่างของคำถามสำคัญหลายข้อที่คุณอาจสนใจ

SSMB-EUV เป็น PPT หรือไม่

ไม่มันไม่ใช่! มหาวิทยาลัยชิงหวาได้ทำการตรวจสอบการทดลองหลักการทางทฤษฎีทางกายภาพของโครงการ SSMB-EUV ตั้งแต่ 0 ถึง 1 และดำเนินการภายใต้เงื่อนไขการทดลองที่จำกัด ดังนั้นทฤษฎีฟิสิกส์จึงมีความน่าเชื่อถือสูง อย่างไรก็ตาม หากเป้าหมายสูงสุดของโครงการนี้คือการใช้ในการผลิตชิปขั้นสูง การทดลองยืนยันหลักการทางกายภาพที่ประสบความสำเร็จไม่ได้หมายความว่าจะสามารถดำเนินการในเชิงพาณิชย์ได้เสมอไป เนื่องจากการผลิตชิปขั้นสูงขนาดใหญ่และเชื่อถือได้จำเป็นต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีเพิ่มเติมและการควบคุมต้นทุน ซึ่งเป็นมิติที่แยกจากกัน

ปัจจุบัน มหาวิทยาลัย Tsinghua ได้ก่อตั้งทีม SSMB-EUV และได้เผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคที่สำคัญ 3 ประการสำหรับแหล่งกำเนิดแสง SSMB-EUV:

1. โมดูเลเตอร์เลเซอร์: จากการแนะนำแนวคิดของ SSMB จะเห็นได้ว่าเลเซอร์โมดูเลเตอร์สอดคล้องกับช่อง RF ของไมโครเวฟ และเป็นความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่าง SSMB และวงแหวนจัดเก็บแบบดั้งเดิม เพื่อให้บรรลุ SSMB จำเป็นต้องปรับกำลังเลเซอร์และล็อคเฟส เพื่อให้บรรลุรอบการทำงานของลำแสงสูงและด้วยเหตุนี้จึงช่วยเพิ่มกำลังเฉลี่ยของการแผ่รังสี SSMB จำเป็นต้องใช้เลเซอร์มอดูเลตแบบคลื่นต่อเนื่องหรือรอบการทำงานสูง เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้ จึงได้มีการวางแผนช่องรับแสงสำหรับระบบการปรับด้วยเลเซอร์ของ SSMB

2.ระบบฉีดพัลส์ยาว: เพื่อให้ได้รับพลังงานการแผ่รังสีสูง SSMB จึงมีความหนาแน่นกระแสเฉลี่ยสูงประมาณ 1A การจะฉีดประจุจำนวนมากด้วยพัลส์ยาว (ในช่วงหลายร้อยนาโนวินาที) ต้องใช้การออกแบบพิเศษ เพื่อลดความผันผวนของพลังงานระหว่างการทำงานของ SSMB SSMB จึงต้องการให้ทำงานในโหมดเติมเงินโดยมีกระแสลำแสงเกือบคงที่ นอกจากนี้ โหมดเติมยังสามารถลดข้อกำหนดสำหรับความเข้มของลำแสงการฉีดเดี่ยวได้อีกด้วย

3. เครื่องเร่งการเหนี่ยวนำเชิงเส้น: เพื่อปรับปรุงรอบการทำงานของลำแสงของวงแหวนจัดเก็บ SSMB นอกเหนือจากการใช้เลเซอร์ต่อเนื่องแล้ว ยังมีการเสนอข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับการเติมพลังงานของลำอิเล็กตรอนพัลส์ยาวเมื่อเปรียบเทียบกับวงแหวนจัดเก็บแบบดั้งเดิม เครื่องเร่งการเหนี่ยวนำเชิงเส้นที่ทำงานที่อัตราการทำซ้ำ MHz เป็นทางเลือกหนึ่งที่เป็นไปได้ในการเติมเต็มพลังงานของลำแสง SSMB

ในเดือนกุมภาพันธ์ของปีนี้ โครงการได้ดำเนินการตรวจสอบการเลือกสถานที่ในเมืองสยงอัน

ข้อได้เปรียบที่เป็นไปได้ของแหล่งกำเนิดแสง SSMB-EUV สำหรับการพิมพ์หิน EUV

1) กำลังเฉลี่ยสูง: วงแหวนจัดเก็บข้อมูล SSMB สามารถรองรับการติดตั้งลำแสง EUV หลายเส้น ซึ่งทำหน้าที่เป็นทั้งแหล่งกำเนิดแสงสว่างกำลังสูงสำหรับการพิมพ์หินและแหล่งกำเนิดการตรวจจับสำหรับหน้ากากและอุปกรณ์เกี่ยวกับแสง นอกจากนี้ยังสามารถให้การสนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุต้านทาน EUV ได้อีกด้วย

2) แบนด์วิธที่แคบและการเทียบเคียงสูง:แหล่งกำเนิดแสง SSMB สามารถตอบสนองความต้องการแบนด์วิดท์แคบๆ ของการพิมพ์หิน EUV ได้อย่างง่ายดาย โดยมีค่าน้อยกว่า 2% และสามารถกระจายรังสีได้ในช่วงมุม ?0.1 มิลลิเรเดียน แบนด์วิดท์แคบๆ และคุณสมบัติการปรับลำแสงสูง ช่วยให้สามารถออกแบบระบบออปติคัลการพิมพ์หิน EUV ได้อย่างสร้างสรรค์ด้วยเทคโนโลยี SSMB และลดความยุ่งยากของกระบวนการพิมพ์กระจกออปติคัล EUV

3) เอาต์พุตคลื่นต่อเนื่องที่มีความเสถียรสูง: เอาต์พุต SSMB อยู่ในรูปแบบของการแผ่รังสีคลื่นต่อเนื่องหรือกึ่งต่อเนื่อง ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงความผันผวนของพลังงานรังสีที่อาจทำให้ชิปเสียหายได้ แหล่งกำเนิดแสงวงแหวนจัดเก็บข้อมูลมีเสถียรภาพที่ดีและโหมดการทำงานแบบเติมเงินของวงแหวนจัดเก็บข้อมูล SSMB ยังช่วยปรับปรุงความพร้อมใช้งานของแหล่งกำเนิดแสงในระยะยาวอีกด้วย

4) การแผ่รังสีที่สะอาด: เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งกำเนิดแสง LPP-EUV สภาพแวดล้อมสุญญากาศสูงของการแผ่รังสีออสซิลเลเตอร์ใน SSMB จะไม่ปนเปื้อนกระจกระบบออพติคอลที่ใช้ในการพิมพ์หิน ช่วยยืดอายุการใช้งานของกระจกได้อย่างมาก

5) ความสามารถในการขยายขนาด: หลักการ SSMB ช่วยให้ขยายไปสู่ความยาวคลื่นที่สั้นลงได้ง่าย เหลือความเป็นไปได้สำหรับเทคโนโลยีการพิมพ์หิน Blue-X ยุคถัดไปโดยใช้ความยาวคลื่น 6.xnm

สรุป

โซลูชันการพิมพ์หิน EUV ที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัย Tsinghua ถือเป็นแนวทางทางเลือกหนึ่งอย่างแท้จริง อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้หลักการทางกายภาพใหม่นี้จำเป็นต้องมีการพัฒนาทางเทคโนโลยีที่กว้างขวางและระยะยาวและการลองผิดลองถูกในสาขาทางเทคนิคต่างๆ รวมถึงเทคโนโลยีวิศวกรรม วัสดุศาสตร์ เคมี การพิมพ์หินด้วยคอมพิวเตอร์ การประดิษฐ์หน้ากาก การวิจัยเกี่ยวกับเลนส์สายตาและกระจก และการตรวจสอบที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษสำหรับการผลิตชิปขั้นสูงจำนวนมากโดยใช้แนวทางนี้ นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีการลงทุนด้านการวิจัยและพัฒนาจำนวนมาก ทำให้การเดินทางมีความท้าทายและใช้เวลานาน

เราหวังว่าจะเห็นความก้าวหน้าอย่างมากในการนำโซลูชัน SSMB-EUV ของ Tsinghua ไปใช้ในอุตสาหกรรมได้ตั้งแต่เนิ่นๆ