光刻技術(shù)創(chuàng)意圖。圖片來源：OIST
科技日報記者 張夢然
據(jù)日本沖繩科學技術(shù)大學院大學（OIST）官網(wǎng)最新報告，該校設計了一種極紫外（EUV）光刻技術(shù)，超越了半導體制造業(yè)的標準界限。基于此設計的光刻設備可采用更小的EUV光源，其功耗還不到傳統(tǒng)EUV光刻機的十分之一，從而降低成本并大幅提高機器的可靠性和使用壽命。
在傳統(tǒng)光學系統(tǒng)中，例如照相機、望遠鏡和傳統(tǒng)的紫外線光刻技術(shù)，光圈和透鏡等光學元件以軸對稱方式排列在一條直線上。這種方法并不適用于EUV射線，因為它們的波長極短，大多數(shù)會被材料吸收。因此，EUV光使用月牙形鏡子引導。但這又會導致光線偏離中心軸，從而犧牲重要的光學特性并降低系統(tǒng)的整體性能。
為解決這一問題，新光刻技術(shù)通過將兩個具有微小中心孔的軸對稱鏡子排列在一條直線上來實現(xiàn)其光學特性。
由于EUV吸收率極高，每次鏡子反射，能量就會減弱40%。按照行業(yè)標準，只有大約1%的EUV光源能量通過10面反射鏡最終到達晶圓，這意味著需要非常高的EUV光輸出。
相比之下，將EUV光源到晶圓的反射鏡數(shù)量限制為總共4面，就能有超過10%的能量可以穿透到晶圓，顯著降低了功耗。
新EUV光刻技術(shù)的核心投影儀能將光掩模圖像轉(zhuǎn)移到硅片上，它由兩個反射鏡組成，就像天文望遠鏡一樣。團隊稱，這種配置簡單得令人難以想象，因為傳統(tǒng)投影儀至少需要6個反射鏡。但這是通過重新思考光學像差校正理論而實現(xiàn)的，其性能已通過光學模擬軟件驗證，可保證滿足先進半導體的生產(chǎn)。團隊為此設計一種名為“雙線場”的新型照明光學方法，該方法使用EUV光從正面照射平面鏡光掩模，卻不會干擾光路。
總編輯圈點
這樣復雜的問題卻這樣簡單的解決聽起來很不可思議。但試想一下：如果你一手拿著兩個手電筒，并以相同的角度將它們斜對著你面前的鏡子，那么一個手電筒發(fā)出的光線將會始終照射到另一個手電筒上。在光刻中，這是不可接受的。但如果你向外移動手電筒卻不改變手電筒的角度，從中間到兩側(cè)完全照亮，光線就可以正常反射，而不會與對面手電筒的光線“相撞”。這個巧妙的技術(shù)，目前已申請了專利，很可能會給全球EUV光刻市場帶來巨大經(jīng)濟效益。
