Extreme UV 포토리소그래피
EUV 리소그래피는 22 nm 미만의 피처 크기에서 단일 노출 패턴 요건을 충족하도록 개발되고 있다. 이 기술만의 독특한 점은 광원의 특성이다. F2 엑시마 레이저로부터의 빛의 파장인 157 nm 미만의 파장을 가진 기존의 광원은 쉽게 구할 수 없다. F2 엑시마 레이저 소스는 작은 피처 크기에서 리소그래피에 널리 사용되지 않았다. 이것은 아마도 필요한 CaF2 광학에서의 어려움들, 예를 들어 복굴절로 인한 마스크 등록 오류 증가, 그리고 157 nm 리소그래피, 즉 32 nm의 단일 노출 한계까지 기능하도록 한 193 nm 패턴 기술의 확장 성공 때문이다. 대신 리소그래피 장비 개발자들은 EUV 파장에서 빛을 발생시켜 32nm 이하의 크기의 리소그래피에 사용할 수 있는 완전히 새로운 방법을 택했다.
13.5 nm 광원은 고출력 CO2 레이저, 레이저 빔 전송 및 초점 광학, 광원 용기로 구성된다. 이 시스템에서 13.5 nm의 빛은 CO2 레이저에 의해 주석 분자의 레이저 펄스 플라즈마 들뜸을 이용하여 생성된다. 이 빛은 진공 용기 내에서 생성되며, 여기서 주석의 물방울이 CO2 레이저의 고강도 빛의 펄스 초점을 통과합니다. 작은(직경 약 30 μm)의 녹은 주석 방울들이 고강도 레이저 빛의 펄스와 마주치면서 기화되며, 주석 원자들은 전자 들뜸과 이온화를 겪으며 전자 온도가 10's(1eV = 11,605 K)인 뜨거운 플라즈마를 생성한다. 플라스마 내에서 전자-이온 재결합과 이온 탈여자 작용은 13.5 nm에서 광자를 방출한다. 일부 주석 기반 EUV 선원에 대해 3 - 5%의 CE가 보고되어 이러한 광 생성 모드에 대한 변환 효율(CE)은 상대적으로 낮다. 플라즈마에서 방출되는 빛은 타원형 집전체를 사용하여 광원의 전면에 있는 중간 초점으로 반사된다. 이 거울은 기존의 광택이 나는 광학 거울이 아니라 가장 많은 양의 13.5nm의 빛을 반사하도록 설계된 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 얇은 층으로 구성된 브래그 반사경이라는 점이 독특하다. 중간 초점으로부터 빛은 반사 광학 구성 요소만을 사용하여 포토리소그래피 시스템의 광학 열로 전달된다. 13.5 nm의 빛은 모든 고체, 액체, 기체에 의해 강하게 흡수되기 때문에 전체 광학계는 높은 진공 하에서 유지된다. 또한 이 거울은 브래그 반사체이며 입사광의 70%까지 반사할 수 있습니다. 이들은 매우 낮은 표면 거칠기(몇 개의 원자)와 매우 정밀한 평탄도와 곡률을 가져야 하는 중요한 시스템 구성 요소이다. 반사율이 100%가 아니기 때문에 소스와 기판 사이의 반사기 개수는 기판 표면에서 EUV 빔의 에너지에 큰 영향을 미친다. 광학은 모두 반사되기 때문에 EUV 스캐너에 사용되는 마스크도 반사되어야 한다. 이론적으로, 기판의 두께가 100 nm 미만일 경우 투과 마스크를 사용할 수 있지만, 이는 실질적인 해결책이 아니다. EUV 마스크는 다층 Bragg 반사기 기술을 사용하여 매우 낮은 열팽창 기판에서 제작됩니다. 상기 다층 반사체는 각각 40~50쌍의 Mo 및 Si 박막층을 가지며, Si의 약 11 nm의 캡핑층이 상부에 약 300 nm의 총 두께를 갖는다. 완충층, 전형적으로는 SiO2가 스택의 상부에 증착되고, 이어서 약 100 nm 두께의 흡수체 물질이 증착된다. 이러한 흡수층 및 완충층은 반사 마스크를 생성하기 위해 패턴화된다.
13.5 nm에서 투명한 광학 물질이 없기 때문에 EUV 마스크와 함께 사용되는 펠리클은 매우 얇아야 한다(펠리클은 포토마스크를 보호하기 위해 사용되는 인클로저이다). ASML에서 제공하는 50nm 두께의 펠리클 막은 EUV 빛의 85%를 투과할 수 있습니다(저전력 EUV에 유용함). 이러한 마스크를 결함이 없는 상태로 유지하려면 세심한 주의가 필요합니다. 리소그래피 도구와 마스크의 운송은 마스크 무결성을 보장하기 위해 특수 이중 포드 용기를 사용하여 수행됩니다. 현재 EUV 마스크에 대한 활성 검사 기법은 없다. 즉, 마스크의 특징 크기와 유사한 빛의 파장을 사용한 검사다.
