我们看了极紫外(EUV)光刻但我故意忽略了一个重要的方面:EUV能量的来源。这本身就是一个值得关注的话题,因为在这方面已经有多年的研究——最近的一些进展可能会把它引向一个新的方向。我不知道,这挺酷的。
EUV的意思是高能,所以你必须把某种材料弄得乱七八糟,才能让它释放出高能光子。我们说的不只是煮或烧烤;我们说的是等离子。问题是,这不是像你的牙医那样简单地向胶片上发射几个光子(用的是能量更高的x射线)。正如我们之前看到的,这里真正的挑战是更大的功率,以便更多的晶圆可以更快地暴露。
有两种基本方法可以使材料在EUV范围内释放能量。第一种是放电产生等离子体(DPP)。用这种方法,你拿一个低温等离子体,用磁力捏它,就能得到一个高温等离子体。另一种方法被称为激光等离子体,简称LPP。在这种情况下,你用激光轰击一些目标材料。
衡量系统有效性的一个重要指标是转换效率(CE)。简单地说,就是从系统中得到的EUV能量除以产生EUV的能量。这个数字并不高——不到10%。就DPP而言,它甚至可能被夸大了,因为根据数字来源的不同,其CE显然可能不包括电力支持系统所需的能量。一般来说,据说更容易将“墙壁功率”转换为激光脉冲,因此LPP的开销通常更低。
至少在研究中,使用的典型材料包括氙、锡和锂。氙的CE一般较低;使用DPP会消耗太多能量,尤其是冷却。你甚至无法获得足够强的激光来使用LPP和氙(而且,我不是专家,但向气体中发射激光感觉不是很有效…)
锂的CE范围为2-3;锡的理论CE为4-7.5%左右。对于LPP,锡有额外的问题,产生碎片,可以混乱的光学,你可能会想起所有的镜子而不是透镜。这就产生了维护和磨损问题。
这两种方法在过去几年中一直主导着研究论文,但在Semicon West, Xtreme Technologies公司提出了第三种替代方案,他们称之为激光辅助放电等离子体(LDP)。顾名思义,他们声称这种方法结合了他们从LPP和DPP中学到的元素。
LDP的机械排列与它的祖先有很大的不同。它由两个反向旋转的轮子组成,浸泡在液态锡浴中。轮子有效地在最接近的位置形成一个夹点。轮子的边缘涂上液态锡,然后用激光击中其中一个轮子的夹点。这就产生了一个穿过另一个轮子的放电,这个放电产生了EUV光子。
这里有许多事情一起工作,以满足许多必须到位的元素,这样一个系统才能正常运行,而液态锡起着大部分作用。首先,你需要放电电极:液态锡在夹点的两侧充当电极。
其次,为了让弧穿过缝隙,你必须有一个场。该电场是由一个电源产生的,该电源为两个液态锡浴提供能量。这就构建了一个完整的电路,从浴盆到水边,再到火花,再到水边,再到浴盆(图中绿色的路径)。
第三,这些东西会变热。好吧,实际上,它一开始是热的——我们说的是液态金属,所以对幼儿园的孩子来说,这不是温巧克力。但我们也向它注入了更多的能量,所以它必须冷却才能吸收这些能量。事实上,电极是在一个旋转的轮子上,这意味着刚刚加热的电极部分会远离间隙(被另一种液态锡所取代),并进入一个凉爽清爽、不那么烫的液态锡浴中,而液态锡浴本身会冷却,最终将热量消散。它是液体的事实意味着循环可以帮助冷却过程。
最后,车轮本身需要保护,以防止在整个过程中被消耗。在这里,车轮边缘的锡涂层提供了保护(阳极在一边,阴极在另一边),保持车轮作为一个无辜的旁观者在整个事情。
为了让你了解这里发生了什么,Corthout先生说,在缺口的锡云中,200ns放电20ka。这是每秒10,000次,而物理学允许它以10倍的速度完成。
他们建造的这个装置,就像迄今为止建造的大多数设备一样,是用于试验生产线的使用——它不是一个大批量生产(HVM)装置。他们已经为生产单元创建了一个架构,但仍有规模问题需要处理——他们声称这些问题都在控制之中,有计划和团队来解决这些问题。
但是,尽管这不是最终的生产模型,这东西仍然是一个野兽。坦率地说,它看起来像是从外星人的侧面逃出来的东西。他们在imec还有一些他们自己的内部工作。
图片(以及主要文章图片)由XTREME Technologies, GmbH提供
总之,他们的主张是
- 它更有效,将墙插头的能量直接转换为EUV(尽管显然有很多支持的东西,比如加热和冷却液态锡);尽管它的行为很残忍,但它实际上比其他选择都要小;
- 它比替代品更干净,能更好地保护光学仪器、扫描仪和十字线;
- 而且它们可以更好地处理碎片,这意味着光学效果持续的时间更长。
如果这些说法属实,那么他们总结的这将是EUV光源的首选技术似乎并不那么牵强。(好吧,至少在有人想出更好的办法之前……)
更多信息:
你指望哪一种EUV光源方法来拯救这一天?或者除了EUV,你还有别的选择吗?
更多关于EUV的结果在本周晚些时候我的imec报告中!
谢谢,吉姆,吃得不错。
嘿,你叫谁吉姆?
对不起,今天很累。
谢谢,Bryon,吃得不错。