極紫外(EUV)多層膜是由兩種或多種材料交替堆疊形成,膜層厚度在納米級(jí),利用膜層界面反射的相干相長獲得高反射率。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2030年極紫外(EUV)多層膜行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)分析報(bào)告》顯示,極紫外多層膜具有高反射率,可用于反射極紫外光(EUV),在極紫外光刻、高次諧波、同步輻射、可控聚變、強(qiáng)場(chǎng)物理、聚變強(qiáng)場(chǎng)診斷、空間極紫外天文學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用空間。
極紫外(EUV)光刻是目前最先進(jìn)的光刻技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)7nm以下的先進(jìn)制程。典型EUV光刻機(jī)通常由EUV光源、照明系統(tǒng)、投影物鏡系統(tǒng)、掩膜臺(tái)等組成,其中投影物鏡系統(tǒng)由多個(gè)多層膜反射鏡組成。
多層膜反射鏡的基底表面沉積有極紫外多層膜,其可以提供反射、聚焦等功能以引導(dǎo)光束傳輸。鉬(Mo)/硅(Si)多層膜是最常見的極紫外多層膜,由Mo/Si交替組成,其能夠在13.5nm波長附近達(dá)到近70%的反射率。
硅層位于Mo/Si多層膜最外層,在空氣中容易形成薄氧化層,影響其反射率。此外光源系統(tǒng)中錫碎屑流、照明和投影系統(tǒng)中殘余氣體也會(huì)引起Mo/Si多層膜錫污染、碳污染和氧化污染。為保障其反射率、防止膜層失效,多層膜的表面清洗技術(shù)成為業(yè)界開發(fā)熱點(diǎn)之一。多層膜碳污染清洗技術(shù)包括活性氧清洗技術(shù)、原子氫清洗技術(shù)、等離子體清洗技術(shù)等。
目前極紫外多層膜主要制備工藝包括電子束蒸發(fā)法、磁控濺射法、離子束濺射法、界面阻隔層法等。其中磁控濺射法是利用氣體放電使靶材中的原子或分子被濺射出來,沉積在基底上形成薄膜,通過控制濺射參數(shù),來精確控制膜層的厚度、成分和結(jié)構(gòu)。
極紫外多層膜制備難度極大,在全球范圍內(nèi),極紫外多層膜相關(guān)研發(fā)單位及企業(yè)包括日本Gigaphoto.Inc公司、德國optiXfab公司、德國Fraunhofer研究所、同濟(jì)大學(xué)精密光學(xué)工程技術(shù)研究所、上海光機(jī)所、長光所、科益虹源、福晶科技等,其中德國optiXfab公司于2012年實(shí)現(xiàn)了德國Fraunhofer研究所Mo/Si多層膜專利技術(shù)商業(yè)化。
新思界
行業(yè)分析人士表示,EUV光刻主要用于高端邏輯芯片及先進(jìn)存儲(chǔ)芯片的制造,隨著半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)向7nm制程及以下推進(jìn),EUV光刻應(yīng)用重要性日益凸顯。目前EUV光刻機(jī)僅有荷蘭ASML能夠制造供應(yīng),但其對(duì)華禁售,在出口管制背景下,EUV光刻機(jī)國產(chǎn)替代需求迫切,極紫外多層膜作為其核心材料之一,亦存在廣闊替代空間。
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