Litografia ultravioletta estrema: differenze tra le versioni

·       Si può fornire un impulso laser, ad un’intensità moderata (10⁹-10¹² W cm^-2) per un tempo prolungato (10–100 ns). Il vantaggio risiede nel mantenimento della simmetria sferica durante l'espansione dello Stagno; ciò è possibile in virtù del fatto che le deformazioni fluidodinamiche innescate dall'impulso non risentano localmente dell'impulso stesso, visto la sua modesta intensità.

·       Alternativamente sono impiegati una serie di impulsi applicati in un lasso di tempo più breve (∼10 ns), ad un’intensità ben al di sopra di quella necessaria alla generazione dello stato di plasma. Questo processo permette di ottenere una gocciolina maggiormente caricata, rispetto alla classe precedente. Tende ad assumere una forma ovale (simile ad una ghianda) in cui l'energia si concentra principalmente negli strati superficiali. Lo svantaggio risiede innanzitutto nella generazione di una quantità maggiore di detriti, oltre che la perdita della simmetria sferica.

·       L'idrogeno atomico, sotto l'influenza del plasma, reagisce con qualsiasi Stagno, il cui prodotto è lo stannano gassoso (SnH4), il quale può essere pompato fuori dalla camera del plasma.

·       Inoltre, di tutti i gas, il '''[[deuterio]]''' (H₂) ha la sezione di assorbimento EUV più bassa, ma comunque non sufficiente a fermarne l'emissione.

La base di partenza per la realizzazione di una maschera EUV è un [[substrato]] formato da un materiale a bassissima espansione termica ('''LTEM''' ''[[low thermal expansion material]]'') al di sotto del quale troviamo uno strato conduttivo, mentre al di sopra viene depositato uno strato riflettente multilayer (specchio ML) ricoperto a sua volta da uno strato limite che previene eventuali ossidazioni non desiderate. [[File:MascheraEUV.jpg|miniatura|465x465px|Fugura 3: Struttura della maschera EUV. Il contrasto della maschera è ottenuto dalla differenza di riflettività tra la regione ML e la regione dell'assorbitore.]]A questo punto la base della maschera è pronta, ma affinché essa possa proiettare una determinata immagine si deve aggiungere uno strato assorbente con un rivestimento antiriflesso che, come dice la parola stessa ha la funzione di assorbire il fascio luminoso ed evitarne la riflessione nelle aree in cui viene depositato.  

A lunghezze d’onda minori di 50nm però tutti i materiali hanno indice di rifrazione pari a circa 1, pertanto risulta difficile, se non impossibile creare un’interfaccia altamente riflessiva costituita da solo due materiali. La soluzione a questo problema è stata la creazione di specchi multistrato caratterizzati dall’alternanza di layer composti da elementi ad alto peso atomico come il molibdeno ('''Mo'''=95,95u) e layer composti da elementi a basso peso atomico come il silicio ('''Si'''=28,08u). Si è optato per l’utilizzo di un multilayer ('''ML''') costituito da Mo/Si in quanto sono gli elementi che combinati offrono la miglior scelta per ottenere un 'elevata riflessione ed un basso assorbimento alle lunghezze d’onda dell’estremo [[ultravioletto]]. Nello specifico lo strato di silicio (Si) ha un basso indice di assorbimento dell’EUV e funge da distanziatore per la struttura periodica, mentre lo strato di [[molibdeno]] (Mo) diffonde la luce anche se ha un elevato assorbimento. Lo spessore dell’accoppiamento Mo/Si (d-spacing) e il rapporto di spessore del Mo ( ratio) sono determinati dal compromesso tra massimizzare l'interferenza costruttiva dei raggi riflessi su ciascuna interfaccia e minimizzare l'assorbimento complessivo per consentire a più interfacce di contribuire alla riflettanza. Il bilayer period deve inoltre soddisfare la legge di Bragg per produrre la massima riflessione alla lunghezza d’onda dell’EUV (=13,5nm).

Dove n è un numero intero, d è il periodo del bilayer,   è la lunghezza d’onda e   è l’angolo di incidenza rispetto alla normale (~6°).

Attraverso numerosi esperimenti e prove si è arrivati a trovare lo spessore ideale dei vari layer che attualmente è per gli strati di Mo 2,8nm e di 4,1nm per gli strati di Si [Figura 4]. [[File:Tolleranze.jpg|miniatura|420x420px|Figura 4: Schema di tolleranze imposto dallo standard SEMI P37-1102]]Inoltre, si è andati a ricavare il numero di bilayer Mo/Si necessari affinché si avesse la massima riflessione e si è potuto notare che oltre i 40 bilayer non vi è alcun miglioramento della riflessione. Il valore teorico della riflessione che si ottiene da un ML di Mo/Si composto da 40 accoppiamenti per =13,5nm è pari al 75%, ma in realtà si attesta intorno al 70% circa. Inoltre, per proteggere il ML dall’ossidazione ed evitare una perdita di riflessione nel lungo periodo si applica uno strato limite che va a diretto contatto con il layer superiore di Si, il materiale di solito utilizzato è il rutenio ('''Ru''') ed il film applicato ha uno spessore di circa 2nm. È stato scelto proprio il rutenio perché presenta un 'elevata stabilità chimica in condizioni di pulizia ad umido della maschera oltre alla minima perdita di riflettività quando viene aggiunto nella parte superiore della superfice del ML. Per quanto concerne la propagazione delle imperfezioni durante la fase di stesura del ML, esse dipendono principalmente dalle imperfezioni del substrato, dalle condizioni del processo di deposizione e dallo strumento utilizzato. Per ridurre le disomogeneità superficiali e levigare la superficie si utilizza una tecnica chiamata Ion polishing e viene applicata ai soli layer di Si, la tolleranza superficie che si ottiene è di 0,2nm.

L'effetto di ombreggiatura della maschera [Figura 5] [[File:Assorbitore.jpg|miniatura|Figura 5: Illustrazione dell’effetto ombra]] è un problema causato dalla combinazione di illuminazione obliqua e topografia della maschera, e per ridurlo vengono impiegati materiali assorbenti che permettano di realizzare layer molto sottili come Ni,Pd,Pt e Co e aventi un elevato coefficiente di estinzione per la lunghezza d’onda dell’EUV. Per ottenere dunque il massimo contrasto d’immagine lo spessore dell’assorbitore deve essere sufficiente affinché la luce di dispersione sia la più bassa possibile.

'''1.''' Job Beckers, Tijn van de Ven, Ruud van der Horst, Dmitry Astakhov and Vadim Banine:   '''EUV-Induced Plasma: A Peculiar Phenomenon of a Modern Lithographic Technology''', 2019, (2005) Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering pp. 2-4