光刻技術創(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，超越了半導體制造業(yè)的標準界限?；诖嗽O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，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光刻技術的核心投影儀能將光掩模圖像轉移到硅片上，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，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。
