2.2 Литография экстремальным ультрафиолетом (euvl) [2]

EUVL является обычной оптической литографией, но с использованием излучения с длиной волны 11-14 нм и отражательными оптикой и фотошаблонами. Источниками излучения в EUVL на первом этапе развития подобных систем служило синхротронное излучение. Синхротронное излучение – излучение электромагнитных волн, заряженных частицами, движущимися с релятивистскими скоростями в однородном магнитном поле. Используется в ультрафиолетовой области спектра и «мягкого рентгеновского излучения». Релятивистская скорость – скорость, близкая к скорости света. [7] Позже был разработан малогабаритный источник предельного ультрафиолета, принцип работы которого основан на использовании излучения из лазерной плазмы. Излучение стандартного Nd:YAG лазера фокусируется на импульсной газовой струе Xe кластеров. Образующаяся лазерная плазма содержит широкую спектральную полосу предельного ультрафио-лета с . Один из вариантов оптической системы содержит набор зеркал между источником излучения и фотошаблоном. Набор зеркал между фотошаб-лоном и подложкой с резистивным слоем обеспечивает уменьшение размера в четыре раза. Схема установки соответствует приведённой на рисунке 2.3. Все отражательные оптические системы должны быть асферическими с размером неоднородностей 10 . Эти зеркала представляют собой сложные плёночные покрытия: от 40 до 80 двухслойных плёнок с толщиной каждого слоя порядка . Такое же сложное строение имеет маска для EUV – литографии, которая схематично представлена на рисунке 2.4. Подобный литографический процесс позволяет рисовать линии с разрешением до 50 нм. Однако большой проблемой подобных систем является малое поле зрения оптической схемы, что не позволяет экспонировать всю поверхность кремниевой подложки. Подобные системы требуют применения системы сканирования изображения фотошаблона по поверхности подложки. Если принять во внимание многократное снижение длины волны (от 248 до 20 нм), что позволяет снизить значение числовой апертуры и увеличить тем самым глубину фокуса и поле зрения оптических схем, то переход к EUV литографии позволит перейти 100 нм рубеж, оставаясь в рамках традиционной фотолитографии. Однако сложная зеркальная оптика и дорогостоящая технология изготовления фотошаблонов, делают такой подход исключительно затратным и оставляют место для разработки литографических процессов, основанных на иных физических принципах.

В последние годы в США интенсивно ведутся работы по применению в литографии жесткого ультрафиолетового излучения (EUV) с длиной волны около 13,5 нм. Это примерно в 18 раз короче, чем длина волны 248 нм «глубокого ультрафиолета» (DUV), используемая в DUV-литографии. Переход с DUV на EUV-литографию обеспечивает более чем 10-кратное уменьшение длины волны и переход в диапазон, где она сопоставима с размерами нескольких десятков атомов.

Применение EUV-литографии делает возможной печать линий шириной до

30 нм и формирование элементов структуры размером менее 45 нм. Поскольку EUV-излучение хорошо поглощается стеклом, то новая технология предполагает использование систем из четырёх специальных выпуклых зеркал, которые уменьшают и фокусируют изображение, полученное после применения маски. Каждое такое зеркало представляет собой наногетероструктуру и содержит 40... 80 отдельных металлических слоёв толщиной примерно 12 атомов, благодаря чему оно не поглощает, а отражает жесткое ультрафиолетовое излучение. Ожидается, что применение EUV-литографии позволит создать микропроцессоры, работающие в 30 раз быстрее, чем самые распространённые процессоры PentiumRPro, выпускаемые кампанией Intel с 2001 года.