極紫外光刻技術(shù)，成為潛在的摩爾定律的救世主已經(jīng)很久了,。 十幾年前,，路線圖要求EUV于2011年到貨。直到去年它才開始運(yùn)行,。

EUV源已達(dá)到半導(dǎo)體制造所需的200瓦級,。然而，暴露的光致抗蝕劑的缺陷限制了當(dāng)前7納米節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)量,，并且未來的5和3納米節(jié)點(diǎn)將面臨更大的問題?，F(xiàn)在，基于最先進(jìn)激光器的新型實(shí)驗(yàn)室EUV源為開發(fā)人員提供了更高的空間和時間分辨率,，以便他們理解并解決這些問題,。

將光刻技術(shù)移至EUV波段意味著材料和光源都發(fā)生了巨大變化。新的13．5納米EUV等離子體源取代了193納米的紫外激光器,。隨著波長減小,，光子能量增加，因此來自新激光驅(qū)動的等離子體EUV源的每個光子攜帶的能量是來自舊激光源的光子的14倍,。更高能量的光子需要新的光刻膠材料,，這是一個目前仍在研究中的具有挑戰(zhàn)性的化學(xué)問題。新開發(fā)的光刻膠似乎存在隨機(jī)缺陷,，稱為“隨機(jī)打印故障”,。這個問題已經(jīng)成為EUV光刻技術(shù)的首要問題，比利時IMEC探索材料首席科學(xué)家John Petersen說  ,。

“我們需要了解正在發(fā)生的事情的真實(shí)化學(xué)性質(zhì),，”IMEC材料和分析小組主任Paul van der Heide說。為此,，該公司與位于科羅拉多州博爾德的KMLabs合作,，  在比利時建立了一個高分辨率的EUV成像和超短脈沖實(shí)驗(yàn)室。 彼得森和其他人在 2月25日至28日在圣何塞舉行的SPIE高級光刻會議上描述了該設(shè)施,。

照片：KMLabsKMLabs用于極紫外顯微鏡的桌面高次諧波源

由KMLabs構(gòu)建的系統(tǒng)通過將來自紅外激光器的高功率脈沖聚焦到氣體中來產(chǎn)生EUV脈沖,，以產(chǎn)生激光的高次諧波。該過程產(chǎn)生的脈沖持續(xù)時間為皮秒（10 －12）至阿秒（10 －18）,，波長可在6．5和47納米之間調(diào)節(jié),。可調(diào)波長和可調(diào)脈沖長度使得高次諧波源比用于曝光光致抗蝕劑的更亮等離子體源更好地進(jìn)行測量,。諧波產(chǎn)生還可以產(chǎn)生類似激光的EUV光,，它可以提供非常高的分辨率，并且無需鏡頭即可成像 － 這是一個很大的優(yōu)勢,，因?yàn)楣虘B(tài)鏡頭無法聚焦EUV光,。該  結(jié)果是一個功能強(qiáng)大的測量工具 這也可以執(zhí)行其他測量，現(xiàn)在需要像同步加速器這樣的大量來源,。

高諧波輸出足夠亮,，可在微米級區(qū)域進(jìn)行高分辨率干涉成像，并具有低至8 nm的特性。它還可以觀察材料中極快的分子動力學(xué)和電離過程,，這對理解化學(xué)過程至關(guān)重要,。許多材料供應(yīng)商正在測試抗蝕劑下面的薄層沉積以改善其性能,，但他們?nèi)狈μ綔y暴露層時發(fā)生的情況的方法,。“我們可以通過這個實(shí)驗(yàn)室來探討這一點(diǎn),，”彼得森說,。

該設(shè)施還可以探測麻煩的隨機(jī)抗蝕劑故障，提供可以幫助研究人員預(yù)防它們的數(shù)據(jù),。之后的下一步將是識別并試圖修復(fù)其他產(chǎn)生噪聲的麻煩效應(yīng),，這些效應(yīng)產(chǎn)生的噪聲高于由單個EUV光子的高能量引起的不可避免的光子散射噪聲。這種散粒底噪聲可能會導(dǎo)致縮小到小于3 nm節(jié)點(diǎn)的幾何尺寸,。

但是,，新的EUV系統(tǒng)有其自身的局限性?！拔覀兪菧y量源,，而不是制造光刻技術(shù)的來源，”KMLabs首席執(zhí)行官Kevin Fahey說,。對于芯片制造來說,，光束太弱了，但它可以聚焦到足夠明亮地照射微米級區(qū)域,，以便進(jìn)行亞波長分辨率的高分辨率干涉成像以測試抗蝕劑,。

KMLabs聯(lián)合創(chuàng)始人亨利卡普滕說：“使用高次諧波產(chǎn)生光刻并不是不可能的，但它需要重大的新發(fā)展,，可能需要幾十年的時間,。”