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【科技论文】超紫外光源的开发应用






时间:2009-01-07 12:44来源: 作者: 点击:

核心提示: 面对产能不断增加的压力,EUV(extreme ultraviolet, 超紫外光)光刻技术的光源开发商已不得不做出一些关键性的决定,虽然这一领域的角逐远没有结束。在2004年11月日本宫崎召开的EUVL研讨会上,EUV光源供应商Cymer公司宣布:他们已经决定将LPP( laser-produced


面对产能不断增加的压力,EUV(extreme ultraviolet, 超紫外光)光刻技术光源开发商已不得不做出一些关键性的决定,虽然这一领域的角逐远没有结束。在2004年11月日本宫崎召开的EUVL研讨会上,EUV光源供应商Cymer公司宣布:他们已经决定将LPP( laser-produced plasma, 激光等离子体)光源作为其逐步趋近商业EUV光刻技术的途径。这将给已用于生产机台的DPP (discharge-produced plasma, 放电等离子体)光源带来了更多的挑战。

尽管面临着一些艰巨的挑战,EUV 光刻技术仍被公认为在32nm时代甚至更小线宽技术上是最合适的选择对象。一个关键的奋斗目标是看能否在成本效益不增加的情况下,增大EUV光源的输出功率,使之足以符合量产的要求。有几个团队正在研究各种各样的光源平台,焦点主要集中围绕着DPP和LPP机理而展开。Cymer公司已经总结出LPP是一种能够达到功率放大并且符合成本要求的光源。通常所说的高功率是指IF(intermediate focus )115 W左右。迄今为止,Cymer公司的LPP光源已经达到了IF4.52 W,但他们预期在2005能达到15.1 W,主要通过将激光的驱动功率从800 W增加到2.28 KW来实现。Cymer公司期望,到2007年,LPP的输出功率能达到102.23 W。


Cymer将推出用于量产的超紫外光源,该激光等离子体光源选用锂作为靶材,以受激准分子作为驱动激光技术。


Cymer公司EUV研发部的副总裁Dave Myers指出,随着时间的推移,以往经验告诉我们,即使在上述期望都实现以后,人们还会期望输出功率继续增加。例如,DUV光源在1996年以约10 W的功率开始量产,到今天已经达到了60W。“你从低功率开始起步,光刻技术人员会去发现实现更大功率的方法”。他说,“因为根据摩尔定律,你必须得到更高的产能。”

DPP光源用于量产的可行性较低,主要是由于LPP光源有相当大的升级空间。另外,DPP光源的其他劣势来自于其本身相对较大的尺寸和电极腐蚀的挑战。虽然如今电极的寿命已达到1000万至3500万 shots,但是需求却在100亿 shots。 “你不能老是用更换电极作为解决问题的方法,”Myers说,“机台的downtime 增加会成为fab中的一个大问题。”

自耗问题也影响了Cymer公司的决定,他们决定用锂作为光源的目标材料(而不是被广泛用于研究的氙,也不是被大多数光源研发人员用来研究其转化效率的锡)。锂的CE大于2.5%,可以与锡相媲美甚至还要好,而氙的CE小于1%。不管怎样,将锂作为目标材料的最大吸引力是其阳极对收集端寿命的影响。Myers估计出电流收集端的寿命在十亿shots左右。“10 kHz条件下,几天的运转就能达到十亿shots,”他说,“但假如几天,或每个月每几个月 就要更换光学系统的话,可让人受不了。”

收集端的寿命受光源材料以及沉淀和堵塞在收集光学器件上污染物的影响。锡和氙离子较容易溅射到收集端上,因为它们具有相当可观的大能量。另外,Cymer正在用一个覆盖层和加热系统,使任何来自收集端的溅射锂离子在发生重要扩散之前就能够被蒸发掉。Myers指出,对于锡而言,这种做法不起任何作用,因为它的汽化点相当高。

Cymer也已经宣布了其关于驱动激光技术的决定,这是一种受激准分子激光器。如果考虑到Cymer是受激准分子激光器技术的统治者,这一决定就不会令人惊讶了。但是Myers说,虽然Cymer对受激准分子激光技术驾熟就轻,但他们还需要做更多的工作。他说,对锂来说,驱动激光器并没有很多的变数,二极管驱动固态激光器 (DPSS, diode-pumped solid-state) 或者CO2激光器的主要问题只是单纯的成本问题。

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